CN112219031A - 泵 - Google Patents
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Abstract
泵(10)具备振动板(11)、流路形成部件(15)、泵室(101)以及薄膜阀(13)。振动板(11)配置有压电元件(12),通过该压电元件(12)的形变来振动,且在外周配置有空隙(114)。流路形成部件(15)与振动板(11)对置配置,且在与振动板(11)对置的区域具有孔(151)。泵室(101)由振动板(11)和流路形成部件(15)围起,且具有与孔(151)连通的中央区域和与空隙(114)连通的外缘区域。薄膜阀(13)配置于泵室(101)内。在中央区域的压力低于外缘区域的压力时,薄膜阀(13)与振动板(11)、流路形成部件(15)抵接。
Description
技术领域
本发明涉及利用压电体的泵。
背景技术
以往,如专利文献1、专利文献2、以及专利文献3所示,设计有各种利用压电体来输送流体的泵。
专利文献1、专利文献2、专利文献3所示的泵利用借助压电体形成的振动来输送流体。通过使用压电体,专利文献1、专利文献2、专利文献3中记载的泵实现小型化、降低高度。
另外,专利文献1、专利文献2、专利文献3中记载的泵具备单向地输送流体的整流机构。
专利文献1:国际公布第2016/175185号
专利文献2:日本特开2009-74418号公报
专利文献3:国际公布第2016/013390号
然而,在专利文献1、专利文献2、专利文献3中记载的泵的结构中,在泵特性上存在某种程度的极限。泵特性由压力或流量来表示,越能够提高压力,泵特性就越优异,越能够扩大流量,泵特性就越优异。
并且,在专利文献1、专利文献2、专利文献3中记载的泵的结构中,有时泵特性受整流机构限制。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供具有整流功能而且具有优异的泵特性的泵。
本发明的泵具备板状部件、流路形成部件、泵室以及第一薄膜阀。板状部件具备在一个主面配置有压电元件的振动板、支承板、以及将振动板与支承板连结并将振动板支承为能够沿主面方向振动的多个支承部件,且在多个支承部件间具备第一通气孔。流路形成部件与板状部件对置配置,且在流路形成部件的与板状部件对置的区域具有第二通气孔。泵室由板状部件、流路形成部件以及与板状部件和流路形成部件连接的侧壁部件围起而形成,且具有与第二通气孔连通的中央区域和与第一通气孔连通的外缘区域。第一薄膜阀配置于泵室内。在中央区域的压力比外缘区域的压力低时,第一薄膜阀同振动板和流路形成部件抵接。
在该结构中,在将第二通气孔作为吸入口且将第一通气孔作为排出口的形态中,抑制吸入时的流体从空隙侧朝泵室的反向流入。
另外,优选在本发明的泵中,是如下结构。在俯视下,第一薄膜阀配置于使第二通气孔在被第一薄膜阀的外端围起的区域内的位置,该第一薄膜阀固定于振动板或流路形成部件,使外端侧的区域能够变形。
在该结构中,能够以简单的结构实现抑制上述反向流入的结构。
另外,优选在本发明的泵中,是如下结构。俯视下,振动板的中央区域具有从一个主面到另一个主面的厚度比振动板的外端厚的厚部。第一薄膜阀是环状,第一薄膜阀的环状的内端沿着厚部的外缘配置。
在该结构中,第一薄膜阀容易且高精度地设置于能够实现上述动作的位置。
另外,优选在本发明的泵中,是如下结构。泵具备第二薄膜阀。在俯视下,在第二通气孔的周缘处,第二薄膜阀配置于比第一薄膜阀的配置位置靠近第二通气孔的位置。在泵室内的中央区域的压力比外缘区域的压力高时,第二薄膜阀与振动板、前述流路形成部件抵接。
在该结构中,进一步抑制在将积存于泵室的流体向外缘的空隙排出时,流体从作为吸入口的第二通气孔泄漏这种情况。
另外,优选在本发明的泵中,第二薄膜阀固定于振动板或流路形成部件且使外端侧的区域能够变形。
在该结构中,使第二薄膜阀实现上述功能,并且能够通过简单的结构实现第二薄膜阀。
另外,本发明的泵也可以是如下结构。泵具备板状部件、流路形成部件、泵室、以及第三薄膜阀。
板状部件具备在一个主面配置有压电元件的振动板、支承板、将振动板与支承板连结并将振动板支承为能够沿主面方向振动的多个支承部件,且在多个支承部件间具备第一通气孔。流路形成部件与板状部件对置配置,且在流路形成部件的与板状部件对置的区域具有第二通气孔。
泵室由板状部件、流路形成部件以及与板状部件和流路形成部件连接的侧壁部件围起而形成,且具有与第二通气孔连通的中央区域和与第一通气孔连通的外缘区域。第三薄膜阀配置于泵室内。在中央区域的压力比外缘区域的压力高时,第三薄膜阀同振动板、流路形成部件抵接。
在该结构中,抑制在将第二通气孔作为排出口且将第一通气孔作为吸入口的形态中,排出时的流体朝空隙侧泄漏这种情况。
另外,优选在本发明的泵中,是如下结构。在俯视下,第三薄膜阀配置于使成为第二通气孔在被第三薄膜阀的外端围起的区域内的位置,第三薄膜阀固定于振动板或流路形成部件并使中央侧的区域能够变形。
在该结构中,能够以简单的结构实现抑制上述泄漏的结构。
另外,优选在本发明的泵中,是如下结构。俯视下,振动板的中央区域具有从一个主面到另一个主面的厚度比振动板的外端厚的厚部。第三薄膜阀是环状,第三薄膜阀的环状的内端沿着厚部的外缘配置。
在该结构中,第三薄膜阀容易且高精度地设置于能够实现上述动作的位置。
另外,在本发明的泵中,也可以是如下结构。泵具备第四薄膜阀。在俯视下,在第二通气孔的周缘处,第四薄膜阀配置于比第三薄膜阀的配置位置靠近第二通气孔的位置。在泵室内的中央区域的压力比外缘区域的压力低时,第四薄膜阀同振动板和流路形成部件抵接。
在该结构中,进一步抑制在从外缘的空隙向泵室吸入流体时,流体从作为排出口的第二通气孔反向流入这种情况。
另外,优选在本发明的泵中是如下结构。第四薄膜阀固定于振动板或流路形成部件且使中央侧的区域能够变形。
在该结构中,使第四薄膜阀实现上述功能,并且能够以简单的结构实现第四薄膜阀。
另外,在本发明的泵中,也可以是如下结构。泵具备平板状部件、流路形成部件、泵室、第五薄膜阀、第三通气孔以及第四通气孔。平板状部件具备在一个主面配置有压电元件的振动板、支承板、以及将振动板的外缘与支承板连结并将振动板支承为能够沿主面方向振动的支承部件。流路形成部件与平板状部件对置配置。泵室由平板状部件、流路形成部件以及与平板状部件和流路形成部件连接的侧壁部件围起而形成。第五薄膜阀固定于平板状部件或流路形成部件,且配置于在俯视下与泵室内振动板重叠的位置。第三通气孔形成于平板状部件,第四通气孔形成于流路形成部件。
在俯视下,第三通气孔与第四通气孔配置于隔着第五薄膜阀的位置。与振动板的振动相应地,第五薄膜阀切换为与流路形成部件抵接的形态和与流路形成部件不抵接的形态,而使第三通气孔与第四通气孔之间的流路阻力变化。
在该结构中,第五薄膜阀抑制泵室内的流体的返流。
因此,能够将流体从泵室的外缘区域朝中央区域或者从中央区域朝外缘区域输送。
此时,优选在本发明的泵中,第五薄膜阀是抑制流体从泵室的中央区域朝外缘区域排出且实现从外缘区域朝中央区域的流体的构造。在该结构中,在排出时,振动板与流路形成部件接近,因此第五薄膜阀容易抵接,在吸入时振动板离开流路形成部件,因此第五薄膜阀不易抵接。因此,容易抑制排出时的返流,容易促进吸入时的流入。
另外,优选在本发明的泵中,是如下任一结构。在俯视下,流路形成部件在与第五薄膜阀重叠的位置具备向振动板侧突出的突出部。在俯视下,振动板在与第五薄膜阀重叠的位置具备向流路形成部件侧突出的突出部。
在该结构中,能够更迅速并且可靠地实现第五薄膜阀在抵接的形态与不抵接的形态间切换,更容易抑制排出时的返流,更容易促进吸入时的流入。
另外,优选本发明的泵的第三通气孔形成于平板状部件。
在该结构中,能够容易地形成驱动信号向压电元件导通的导通路径。
另外,优选在本发明的泵中,是如下结构。在俯视下,第三通气孔形成于平板状部件中的比第五薄膜阀的配置位置靠外缘侧的位置。在俯视下,第四通气孔形成于流路形成部件中的比与第五薄膜阀重叠的位置靠中央侧的位置。
在该结构中,支承部件的挠性比振动板高,因此能够使振动板大幅度地振动。因此,在该结构中,能够扩大第五薄膜阀在配置位置上的位移量,能够迅速而且可靠地实现第五薄膜阀在抵接的形态与不抵接的形态间的切换。
另外,优选在本发明的泵中,第四通气孔与前述振动板的振动的波节重叠。
在该结构中,以不使用止回阀就可靠地抑制返流。
另外,在本发明的泵中,也可以第四通气孔具备与振动板的中央的波腹重叠且防止从外部朝泵室的返流的止回阀。
在该结构中,即便进行从振动的波腹开始的排出,也抑制返流。另外,通过使用振动的波腹,能够更迅速而且可靠地实现止回阀的打开/关闭。
另外,优选在本发明的泵中,支承部件由比振动板挠性高的材料或形状形成。
在该结构中,即便振动板的外缘被支承,也促进振动板的振动。
另外,优选在本发明的泵中,支承部件具有沿着振动板的外缘的梁的形状。
在该结构中,能够以容易的构造使支承部件的挠性比振动板的挠性高。
另外,优选在本发明的泵中,第三通气孔由支承部件之间的缝隙形成。
在该结构中,能够特别增大第五薄膜阀的配置位置的位移量。因此,能够更迅速而且可靠地实现第五薄膜阀在抵接的形态与不抵接的形态间的切换。
另外,在本发明的泵中,也可以是如下结构。在俯视下,第三通气孔形成于振动板中的比与第五薄膜阀重叠的位置靠中央侧的位置。在俯视下,第四通气孔形成于流路形成部件中的与支承部件重叠的位置。
在该结构中,能够实现从流路形成部件侧吸入流体且向振动板侧排出的结构。
根据本发明,在具有整流功能的泵中,能够实现优异的泵特性。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的泵10的分解立体图。
图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的泵10与阀20的复合模块的结构的剖视图。
图3的(A)和图3的(B)是表示薄膜阀13的动作的放大剖视图。
图4是示意性地表示泵10的动作的图。
图5是表示P-Q特性的比较结果的图表。
图6是表示本发明的第二实施方式所涉及的泵10A的结构的剖视图。
图7的(A)和图7的(B)是表示薄膜阀13A的动作的放大剖视图。
图8是表示本发明的第三实施方式所涉及的泵10B的结构的剖视图。
图9是表示本发明的第四实施方式所涉及的泵10C的结构的剖视图。
图10的(A)和图10的(B)是表示薄膜阀13C的动作的放大剖视图。
图11是本发明的第五实施方式所涉及的泵10D的分解立体图。
图12是表示本发明的第六实施方式所涉及的泵10E的结构的剖视图。
图13的(A)和图13的(B)是表示薄膜阀13、131的动作的放大剖视图。
图14是表示本发明的第七实施方式所涉及的泵10F的结构的剖视图。
图15的(A)和图15的(B)是表示薄膜阀13C、131C的动作的放大剖视图。
图16是表示本发明的第八实施方式所涉及的泵10G的结构的剖视图。
图17是表示本发明的第九实施方式所涉及的泵10H的结构的剖视图。
图18是第九实施方式所涉及的泵10H的振动板11H的俯视图。
图19的(A)是表示流体的排出时的泵10H的状态的侧面剖视图,图19的(B)是表示流体的吸入时的泵10H的状态的侧面剖视图。
图20是表示本发明的第十实施方式所涉及的泵10I的结构的剖视图。
图21是表示本发明的第十一实施方式所涉及的泵10J的结构的剖视图。
图22是表示本发明的第十一实施方式的第一变形例所涉及的泵10J1的结构的剖视图。
图23是表示本发明的第十一实施方式的第二变形例所涉及的泵10J2的结构的剖视图。
图24是表示本发明的第十一实施方式的第二变形例所涉及的支承部件、压电元件、振动板的接合部的截面放大图。
图25是表示薄膜阀13的衍生例的一个例子的立体图。
图26是表示本发明的变形例所涉及的泵10K的结构的剖视图。
具体实施方式
参照图对本发明的第一实施方式所涉及的泵进行说明。
图1是本发明的第一实施方式所涉及的泵10的分解立体图。图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的泵10与阀20的复合模块的结构的剖视图。此外,在以下的各实施方式所示的各图中,为了使说明容易理解,将各个构成要素的形状局部或者整体夸张地记载。
如图1、图2所示,泵10具备:振动板11、压电元件12、薄膜阀13、接合部件14、流路形成部件15、流路形成部件16、外壳部件17以及侧壁部件18。
振动板11是圆板。振动板11由能够因压电元件12的变形(形变)而弯曲振动的材料和尺寸形成。弯曲振动是指将与板状部件面正交的方向作为振动方向的振动。另外,振动板11由以规定的共振频率振动的材料和尺寸形成。
振动板11由薄部111和厚部112构成。厚部112是从薄部111的一个主面突出的形状,从另一个主面没有突出。薄部111的在俯视下的外形形状和厚部112的在俯视下的外形形状均是圆形。厚部112的直径比薄部111的直径小。在俯视下,厚部112配置于薄部111的中央的区域。俯视下,厚部112的中心与薄部111的中心大致对齐。厚部112与薄部111一体形成。
在振动板11的外周且从振动板11分离地配置有支承板113。在振动板11与支承板113之间存在空隙114。振动板11通过在空隙114形成的支承部件115而与支承板113连接。支承部件115具有弹性。由此,经由支承部件115,振动板11被支承板113保持为能够振动。由振动板11、支承板113和支承部件115构成的部件与本发明的“板状部件”对应。另外,空隙114与本发明的“第一通气孔”对应。
压电元件12具备压电体和驱动用电极。压电体是圆板。驱动用电极形成于压电体的两主面。压电体的形状因外加于驱动用电极的驱动电压而形变。即,压电元件12因驱动电压的外加而形变。
压电元件12与振动板11中同厚部112突出的面相反一侧的面抵接。由此,若驱动电压外加于压电元件12,且压电元件12形变,则该应力作用于振动板11,振动板11产生上述弯曲振动。
薄膜阀13由具有挠性的材料构成。薄膜阀13由轻型且低刚性的材料来实现。例如,薄膜阀13由金属箔、树脂薄膜等来实现。此外,薄膜阀13是聚酰亚胺膜则更佳。薄膜阀13与本发明的“第一薄膜阀”对应。例如,薄膜阀13的厚度是5μm,外径(直径)是5.9mm。
在俯视下,薄膜阀13配置于使孔151进入到由薄膜阀13的外端围起的区域内的位置。
薄膜阀13配置于振动板11中厚部112突出这侧的面。薄膜阀13是圆环形状。薄膜阀13使用圆环形状的接合部件14与振动板11接合。更具体而言,薄膜阀13中的圆环形的内端侧的规定宽度的部分通过接合部件14与振动板11接合,外端侧的区域不与振动板11接合。由此,薄膜阀13在外端侧的规定面积的区域能够振动的状态下,与振动板11接合。例如,接合部件14的厚度是17μm,外径(直径)是5.5mm。
薄膜阀13的内端在比厚部112的外周靠外侧处而且大致抵接于厚部112的外周。根据该结构,在配置薄膜阀13时,能够以厚部112为基准来配置,且能容易并且高精度地实现薄膜阀13的配置。
薄膜阀13的径向的长度中,除去与接合部件14接合的区域之外,其他部分比振动板11与流路形成部件15间的间隔长。通过该设置,薄膜阀13容易与流路形成部件15抵接。更优选在振动板11振动的状态且振动板11离流路形成部件15最远的状态下,薄膜阀13得到从外端朝中心规定长度的部分与流路形成部件15抵接的形状,从而使薄膜阀13容易可靠地与流路形成部15抵接。
流路形成部件15是板状部件。流路形成部件15由具有较高的刚性的材料构成。流路形成部件15在俯视下的大致中央具有孔151。孔151是将流路形成部件15在厚度方向上贯通的贯通孔。例如,孔151的直径大约是0.8mm。孔151与本发明的“第二通气孔”对应。
流路形成部件15配置为离开振动板11中厚部112突出这侧的面规定距离。此时,流路形成部件15也离开薄膜阀13地配置。
流路形成部件16是板状部件。流路形成部件16由具有较高的刚性的材料构成。流路形成部件16具有流路用的开口部161。
流路用的开口部161在厚度方向上贯通流路形成部件16。流路用的开口部161由俯视呈圆形的中央区域和多个线状区域构成。多个线状区域的延伸方向的一端与中央区域连通,另一端到达流路形成部件16中各个不同的外端附近。
外壳部件17是板状部件。外壳部件17具有多个孔171。多个孔171在厚度方向上贯通外壳部件17。多个孔171形成于外壳部件17中的各个不同的外端附近。
流路形成部件15、流路形成部件16以及外壳部件17依次层叠,且分别接合。由此,孔151、流路用的开口部161以及多个孔171依次连通,并通过该形状形成振动板11中厚部112突出这侧的流路。
侧壁部件18是筒状,具有较高的刚性。侧壁部件18与支承板113、流路形成部件15连接。
根据该结构,泵10具有由被振动板11、支承板113、流路形成部件15以及侧壁部件18围起的中空区域构成的泵室101。而且,薄膜阀13配置于该泵室101内。另外,泵室101与孔151连通,并且与空隙114连通。例如,泵室101的缺省时(振动板11未振动的状态)的高度是大约10μm~大约20μm。
而且,泵10利用振动板11的振动,使泵室101的压力变化,而输送流体。此外,泵10的具体的动作后述。
简要地说,泵10通过振动板11的位移来扩大泵室101的体积,从而使泵室101的压力比外部低。由此,泵10经由孔171、流路用的开口部161以及孔151,向泵室101内吸引流体。
另一方面,泵10通过振动板11的位移来减小泵室101的体积,从而使泵室101的压力比外部高。由此,泵10将泵室101内的流体经由空隙114排出。
排出的流体进入阀20。如图2所示,阀20具备:第一壳体部件21、第二壳体部件22、隔膜板23、接合膜24、加强膜25以及粘合部件26。简要地说,第一壳体部件21与第二壳体部件22形成阀室。第一壳体部件21具有吸入口201,吸入口201与阀室连通。第二壳体部件22具有排出口202和排出口203,排出口202和排出口203与阀室连通。
隔膜板23使用接合膜24来与加强膜25接合。而且,该薄膜状体配置于阀室内,将阀室划分为与吸入口201连通的第一阀室、和与排出口202以及排出口203连通的第二阀室。在薄膜状体设置有用于实现整流功能的多个孔。
粘合部件26将第一壳体部件21、第二壳体部件22以及薄膜状体粘合。
这样的阀20经由连结部件27而与泵10连接。连结部件27是筒状,将第一壳体部件21与支承板113连接。
在这样的结构中,从泵10的空隙114排出的流体经由阀20的吸入口201而流入到阀室内。由隔膜板23、接合膜24、以及加强膜25构成的薄膜状体因该流体的流入而变形为向排出口202侧位移,吸入口201与排出口202成为连通状态。因此,从吸入口201流入的流体从排出口202向外部排出。另一方面,在流体从排出口202流入时,由隔膜板23、接合膜24以及加强膜25构成的薄膜状体变形为向吸入口201侧位移,吸入口201与排出口202成为不连通状态。而且,排出口202与排出口203成为连通状态。因此,从排出口202流入的流体从排出口203朝外部排出。
在这样的结构中,薄膜阀13进行接下来所示的动作(举动)。图3的(A)和图3的(B)是表示薄膜阀13的动作的放大剖视图。此外,在图3的(A)、图3的(B)中,省略振动板11的位移的图示。
(中央区域:相对高压,外缘区域:相对低压)
若振动板11位移,振动板11的中央靠近流路形成部件15,则如图3的(A)所示,俯视下的泵室101的中央区域,即、比薄膜阀13的配置位置靠中央的区域比泵室101的外缘区域压力高(相对高压)。
该情况下,如图3的(A)所示,薄膜阀13的外缘侧的区域(自由端侧的区域)向振动板11侧弯曲,与振动板11的表面抵接。
由此,泵室101的中央区域与外缘区域连通,积存在中央区域的流体被向外缘区域输送,从空隙114排出。此时,薄膜阀13抵接于振动板11的表面,因此不阻碍流体的输送,不产生流量的降低。
(中央区域:相对低压,外缘区域:相对高压)
若振动板11位移,振动板11的中央离开流路形成部件15,则如图3的(B)所示,俯视下的泵室101的中央区域,即、比薄膜阀13的配置位置靠中央的区域比泵室101的外缘区域压力低(相对低压)。
该情况下,如图3的(B)所示,薄膜阀13的外缘侧的区域(自由端侧的区域)向流路形成部件15侧弯曲,与流路形成部件15的表面抵接。由此,泵室101的中央区域与外缘区域被隔开。因此,抑制流体从外缘侧朝中央区域的返流。
(连续动作)
振动板11反复振动,由此薄膜阀13反复进行图4所示那样的动作。图4是示意性地表示泵的动作的图。
状况ST1表示在泵10将流体吸入至排出的过程中,振动板11处于缺省位置的状态。该情况下,薄膜阀13大致为缺省的状态,即、没有变形的状态。
相对于状况ST1而言,在状况ST2中,振动板11的中央区域靠近流路形成部件15。该情况下,与状况ST1相比,中央区域的压力变高,比外缘区域相对高压。由此,流体被从中央区域朝向外缘挤出。与此相应地,薄膜阀13的外缘侧的区域也向振动板11侧弯曲。
相对于状况ST2而言,在状况ST3中,振动板11的中央区域进一步靠近流路形成部件15。该情况下,与状况ST2相比,中央的压力变得更高,比外缘区域相对地形成高压。由此,流体被从中心区域朝向外缘进一步挤压。与此相应地,薄膜阀13的外缘侧的区域也进一步向振动板11侧弯曲,与振动板11的表面抵接。
相对于状况ST3而言,在状况ST4中,振动板11的中央区域离开流路形成部件15。该情况下,与状况ST3相比,中央区域的压力变低,但比外缘区域相对地形成高压。由此,薄膜阀13的外缘侧的区域离开振动板11的表面,接近缺省状态。
状况ST5表示在泵10将流体排出后,振动板11处于缺省位置的状态。该情况下,薄膜阀13成为大致缺省的状态,即、没有变形的状态。
相对于状况ST5而言,在状况ST6中,振动板11的中央区域离开流路形成部件15。该情况下,与状况ST5相比,中央区域的压力变低,比包含孔151的流路和外缘区域相对地形成低压。由此,流体经由孔151导入到中央区域。与此相应地,薄膜阀13的外缘侧的区域向流路形成部件15侧弯曲。通过该薄膜阀13,抑制流体从外缘区域朝中央区域的返流。
在状况ST7中,相对于状况ST6而言,振动板11的中央区域进一步离开流路形成部件15。该情况下,与状况ST6相比,中央的压力变得更低,比包含孔151的流路和外缘区域相对地更加压力低。由此,流体经由孔151进一步导入到中央区域。与此相应地,薄膜阀13的外缘侧的区域进一步向流路形成部件15侧弯曲,与流路形成部件15的表面抵接。其结果为,通过薄膜阀13,将外缘区域与中央区域分离,而更有效地抑制流体从外缘区域朝中央区域的返流。
在状况ST8中,相对于状况ST7而言,振动板11的中央区域靠近流路形成部件15。该情况下,与状况ST7相比,中央区域的压力变高,但比外缘区域相对低压。由此,薄膜阀13的外缘侧的区域离开流路形成部件15的表面,接近缺省状态。
而且,泵10返回状况ST1,重复上述动作。
这样,通过使用泵10的结构,能够抑制流体的吸入时流体经由外缘区域、即空隙114的返流。并且,在将流体从中央区域朝外缘区域输送时,即从空隙114排出流体时,薄膜阀13不阻碍流体的输送。
由此,泵10的泵性能提高。图5是表示P-Q特性的比较结果的图表。在图5中,横轴是压力,纵轴是流量。在图5中,实线表示本申请结构,虚线表示比较结构。比较结构是不具备上述薄膜阀13的结构。
如图5所示,使用本申请结构(泵10),由此提高PQ特性。即,提高泵特性。
此外,在上述说明中,利用接合部件14的薄膜阀13的接合位置与振动板11的振动的波节点位置重叠较佳。由此,能够抑制振动板11的振动引起的应力施加在接合部件14这种情况。因此,能够抑制薄膜阀13的剥离。
接下来,参照图对本发明的第二实施方式所涉及的泵进行说明。图6是表示本发明的第二实施方式所涉及的泵10A的结构的剖视图。
如图6所示,相对于第一实施方式所涉及的泵10,第二实施方式所涉及的泵10A在薄膜阀13A设置于流路形成部件15这点上不同。另外,在泵10A具备振动板11A这点上不同。泵10A的其他结构与泵10相同,省略相同的部位的说明。
薄膜阀13A的形状与在泵10中示出的薄膜阀13的形状相同,接合部件14A的形状与在泵10中示出的接合部件14的形状相同。
薄膜阀13A使用接合部件14A而与流路形成部件15中的泵室101侧的面接合。此时,在俯视下,薄膜阀13A配置于使孔151进入到被外端围起的区域内的位置。
对于薄膜阀13A而言,薄膜阀13A中的圆环形的内端侧的规定宽度的部分通过接合部件14A而与流路形成部件15接合,外端侧的区域没有接合。由此,薄膜阀13A在外端侧的规定面积的区域能够振动的状态下与流路形成部件15接合。
振动板11A是厚度恒定的平板。此外,振动板11A也可以是与在泵10中示出的振动板11相同的形状。
在这样的结构中,薄膜阀13A进行接下来所示的动作(举动)。图7的(A)和图7的(B)是表示薄膜阀13A的动作的放大剖视图。此外,在图7的(A)、图7的(B)中,省略振动板11A的位移的图示。
(中央区域:相对高压,外缘区域:相对低压)
若振动板11A位移,且振动板11A的中央靠近流路形成部件15,则如图7的(A)所示,在俯视下,泵室101的中央区域、即比薄膜阀13A的配置位置靠中央的区域,压力形成得比泵室101的外缘区域高(相对高压)。
该情况下,如图7的(A)所示,薄膜阀13A的外缘侧的区域(自由端侧的区域)向流路形成部件15侧弯曲,与流路形成部件15的表面抵接。由此,泵室101的中央区域与外缘区域连通,积存在中央区域的流体被向外缘区域输送,从空隙114排出。此时,薄膜阀13A抵接于流路形成部件15的表面,因此不阻碍流体的输送,不产生流量的降低。
(中央区域:相对低压,外缘区域:相对高压)
若振动板11A位移,且振动板11A的中央离开流路形成部件15,则如图7的(B)所示,俯视下,泵室101的中央区域、即比薄膜阀13A的配置位置靠中央的区域,形成得压力比泵室101的外缘区域低(相对低压)。
该情况下,如图7的(B)所示,薄膜阀13A的外缘侧的区域(自由端侧的区域)向振动板11A侧弯曲,与振动板11A的表面抵接。由此,泵室101的中央区域与外缘区域被隔开。因此,抑制流体从外缘侧朝中央区域的返流。
根据这样的结构,泵10A能够起到与泵10相同的作用效果。
另外,流路形成部件15不振动,或者,基本不振动。因此,能够抑制振动引起的应力施加在接合部件14A,能够抑制薄膜阀13A的剥离。
接下来,参照图对本发明的第三实施方式所涉及的泵进行说明。图8是表示本发明的第三实施方式所涉及的泵10B的结构的剖视图。
相对于第一实施方式所涉及的泵10,如图8所示,第三实施方式所涉及的泵10B在具备薄膜阀13B这点上不同。泵10B的其他结构与泵10相同,省略相同部位的说明。
薄膜阀13B是圆形。薄膜阀13B与振动板11中厚部112的表面接合。此时,薄膜阀13B中央的规定面积的区域与厚部112接合,外端侧的区域没有与厚部112接合。由此,薄膜阀13B在外端侧的规定面积的区域能够振动的状态下,与振动板11接合。
根据这样的结构,泵10B能够获得与泵10相同的作用效果。
接下来,参照如对本发明的第四实施方式所涉及的泵进行说明。图9是表示本发明的第四实施方式所涉及的泵10C的结构的剖视图。
相对于第一实施方式所涉及的泵10,如图9所示,第四实施方式所涉及的泵10C在薄膜阀13C的固定构造上不同。泵10C的其他结构与泵10相同,省略相同的部位的说明。
薄膜阀13C由与薄膜阀13相同的结构构成。薄膜阀13C中圆环形的外端侧的规定宽度的部分通过接合部件14C来与振动板11接合,内端侧的区域没有与振动板11接合。由此,薄膜阀13C在内端侧的规定面积的区域能够振动的状态下,与振动板11接合。薄膜阀13C与本发明的“第三薄膜阀”对应。
在这样的结构中,薄膜阀13C进行接下来所示的动作(举动)。图10的(A)和图10的(B)是表示薄膜阀13C的动作的放大剖视图。此外,在图10的(A)、图10的(B)中,省略振动板11的位移的图示。
(中央区域:相对高压,外缘区域:相对低压)
若振动板11位移,振动板11的中央靠近流路形成部件15,则如图10的(A)所示,俯视下的泵室101的中央区域、即比薄膜阀13C的配置位置靠中央的区域,压力比泵室101的外缘区域形成得高压(相对高压)。
该情况下,如图10的(A)所示,薄膜阀13C的内端侧的区域(自由端侧的区域)向流路形成部件15侧弯曲,与流路形成部件15的表面抵接。由此,泵室101的中央区域与外缘区域被隔开,积存于中央区域的流体从孔151排出。即,在泵10C中,孔151成为排出口。此时,薄膜阀13C与流路形成部件15的表面抵接,因此抑制流体从中央区域朝外端侧的泄漏。
(中央区域:相对低压,外缘区域:相对高压)
若振动板11位移,且振动板11的中央离开流路形成部件15,则如图10的(B)所示,俯视下的泵室101的中央区域、即比薄膜阀13C的配置位置靠中央的区域,形成得压力比泵室101的外缘区域低(相对低压)。
该情况下,如图10的(B)所示,薄膜阀13C的内端侧的区域(自由端侧的区域)向振动板11侧弯曲,与振动板11的表面抵接。由此,泵室101的中央区域与外缘区域连通。因此,从空隙114处经由外缘区域朝中央区域吸入流体。此时,薄膜阀13C抵接于振动板11的表面,因此,不阻碍流体的输送,不产生流量的降低。
这样,相对于泵10而言,泵10C成为吸入口与排出口相反地配置的结构。
而且,通过使用泵10C的结构,能够抑制流体的排出时的流体经由外缘区域即空隙114的泄漏。并且,在将流体从外缘区域朝中央区域输送时,即从空隙114吸入流体时,薄膜阀13C不阻碍流体的输送。由此,泵10C的泵性能提高。
接下来,参照图对本发明的第五实施方式所涉及的泵进行说明。图11是本发明的第五实施方式所涉及的泵10D的分解立体图。
相对于第一实施方式所涉及的泵10,如图11所示,第五实施方式所涉及的泵10D在振动板11D的形状、压电元件12D的形状上不同。泵10D的其他结构与泵10相同,省略相同的部位的说明。
如图11所示,振动板11D的薄部111D是矩形。另外,压电元件12D是矩形。
即便是这样的结构,泵10D也能够获得与泵10相同的作用效果。
接下来,参照图对本发明的第六实施方式所涉及的泵进行说明。图12是表示本发明的第六实施方式所涉及的泵10E的结构的剖视图。
相对于第一实施方式所涉及的泵10,如图12所示,第六实施方式所涉及的泵10E在追加有薄膜阀131和接合部件141这点上不同。泵10E的其他结构与泵10相同,省略相同的部位的说明。
泵10E具备薄膜阀131、和接合部件141。
薄膜阀131在俯视下配置于比薄膜阀13靠中央侧的位置。薄膜阀131是圆形,且在中央具有贯通孔。
薄膜阀131在贯通孔与孔151重叠的状态下,经由接合部件141而与流路形成部件15接合。此时,薄膜阀131中的与贯通孔抵接的内端侧的规定宽度的部分通过接合部件141来与流路形成部件15接合,外端侧的区域没有与流路形成部件15接合。由此,薄膜阀131在外端侧的规定面积的区域能够振动的状态下与流路形成部件15接合。薄膜阀131与本发明的“第二薄膜阀”对应。
这样,在泵10E中,薄膜阀13与薄膜阀131中,在将中心与外缘连结的方向上,固定端部(由接合部件固定的端部)与自由端(不由接合部件固定的端部)的位置关系相同。
在这样的结构中,薄膜阀13进行接下来所示的动作(举动)。图13的(A)和图13的(B)是表示薄膜阀的动作的放大剖视图。此外,在图13的(A)、图13的(B)中,省略振动板11的位移的图示。
(中央区域:相对高压,外缘区域:相对低压)
若振动板11位移,振动板11的中央靠近流路形成部件15,则如图13的(A)所示,俯视下的泵室101的中央区域、即比薄膜阀13的配置位置靠中央的区域,形成得压力比泵室101的外缘区域高(相对高压)。
该情况下,如图13的(A)所示,薄膜阀13的外缘侧的区域(自由端侧的区域)向振动板11侧弯曲,与振动板11的表面抵接。由此,泵室101的中央区域与外缘区域连通,积存在中央区域的流体被向外缘区域输送,从空隙114排出。此时,薄膜阀13抵接于振动板11的表面,因此不阻碍流体的输送,不产生流量的降低。
并且,如图13的(A)所示,薄膜阀131的外缘侧的区域(自由端侧的区域)向振动板11侧弯曲,与振动板11的表面抵接。由此,泵室101的中央区域与孔151之间被隔开,而能够抑制积存在中央区域的流体从孔151泄漏。由此,能够更高效地排出流体。
(中央区域:相对低压,外缘区域:相对高压)
若振动板11位移,振动板11的中央离开流路形成部件15,则如图13的(B)所示,俯视下的泵室101的中央区域、即比薄膜阀13的配置位置靠中央的区域,形成得压力比泵室101的外缘区域低(相对低压)。
该情况下,如图13的(B)所示,薄膜阀13的外缘侧的区域(自由端侧的区域)向流路形成部件15侧弯曲,与流路形成部件15的表面抵接。由此,泵室101的中央区域与外缘区域被隔开。因此,抑制流体从外缘侧朝中央区域的反向流入。
另外,如图13的(B)所示,薄膜阀131的外缘侧的区域(自由端侧的区域)向流路形成部件15侧弯曲,与流路形成部件15的表面抵接。由此,泵室101的中央区域与孔151连通,从孔151向中央区域吸入流体。这样,薄膜阀131不阻碍流体从孔151的吸入。
接下来,参照图对本发明的第七实施方式所涉及的泵进行说明。图14是表示本发明的第七实施方式所涉及的泵10F的结构的剖视图。
相对于第四实施方式所涉及的泵10C,如图14所示,第七实施方式所涉及的泵10F在追加有薄膜阀131C和接合部件141C这点上不同。泵10F的其他结构与泵10C相同,省略相同的部位的说明。
泵10F具备:薄膜阀131C和接合部件141C。
薄膜阀131C在俯视下配置于比薄膜阀13C靠中央侧的位置。薄膜阀131C是圆形,且在中央具有贯通孔。
薄膜阀131C在贯通孔与孔151重叠的状态下,经由接合部件141C而与流路形成部件15接合。此时,薄膜阀131C中的外端侧的规定宽度的部分通过接合部件141C来与流路形成部件15接合,内端侧的区域没有与流路形成部件15接合。由此,薄膜阀131C在内端侧的规定面积的区域能够振动的状态下,与流路形成部件15接合。薄膜阀131C与本发明的“第四薄膜阀”对应。
这样,在泵10F中,薄膜阀13C与薄膜阀131C中,在将中心与外缘连结的方向上,固定端部(由接合部件固定的端部)与自由端(不由接合部件固定的端部)的位置关系相同。
在这样的结构中,薄膜阀13C进行接下来所示的动作(举动)。图15的(A)和图15的(B)是表示薄膜阀的动作的放大剖视图。此外,在图15的(A)、图15的(B)中,省略振动板11的位移的图示。
(中央区域:相对高压,外缘区域:相对低压)
若振动板11位移,且振动板11的中央靠近流路形成部件15,则如图15的(A)所示,俯视下的泵室101的中央区域、即比薄膜阀13C的配置位置靠中央的区域,形成得压力比泵室101的外缘区域高(相对高压)。
该情况下,如图15的(A)所示,薄膜阀13C的内端侧的区域(自由端侧的区域)向流路形成部件15侧弯曲,与流路形成部件15的表面抵接。由此,泵室101的中央区域与外缘区域被隔开,积存在中央区域的流体从孔151排出。即,在泵10C中,孔151成为排出口。此时,薄膜阀13C与流路形成部件15的表面抵接,因此抑制流体从中央区域朝外端侧的泄漏。
并且,如图15的(A)所示,薄膜阀131C的内端侧的区域(自由端侧的区域)向流路形成部件15侧弯曲,与流路形成部件15的表面抵接。由此,泵室101的中央区域与孔151连通,积存在中央区域的流体从孔151排出。此时,薄膜阀131C抵接于流路形成部件15的表面,因此不阻碍流体的排出,不产生流量的降低。
(中央区域:相对低压,外缘区域:相对高压)
若振动板11位移,且振动板11的中央离开流路形成部件15,则如图15的(B)所示,俯视下的泵室101的中央区域、即比薄膜阀13C的配置位置靠中央的区域,形成得压力比泵室101的外缘区域低(相对低压)。
该情况下,如图15的(B)所示,薄膜阀13C的内端侧的区域(自由端侧的区域)向振动板11侧弯曲,与振动板11的表面抵接。由此,泵室101的中央区域与外缘区域连通。因此,从空隙114经由外缘区域朝中央区域吸入流体。此时,薄膜阀13C抵接于振动板11的表面,因此不阻碍流体的输送,不产生流量的降低。
并且,如图15的(B)所示,薄膜阀131C的内端侧的区域(自由端侧的区域)向振动板11侧弯曲,与振动板11的表面抵接。由此,泵室101的中央区域与孔151之间被隔开,抑制流体从孔151朝中央区域的反向流入。
接下来,参照图对本发明的第八实施方式所涉及的泵进行说明。图16是表示本发明的第八实施方式所涉及的泵10G的结构的剖视图。此外,在图16中,作为泵,仅记载所需要的最小限度的结构,省略其他部分的记载。
相对于第一实施方式所涉及的泵10,如图16所示,第八实施方式所涉及的泵10G在振动板11G、薄膜阀13G、以及接合部件14G上不同。泵10G的其他结构与泵10相同,省略相同的部位的说明。
如图16所示,泵10G在振动板11G中一个主面具备壁116。壁116是从振动板11G中一个主面向流路形成部件15这侧(泵室101侧)突出的形状,在俯视下是环状。
在俯视泵10G的状态下,被壁116围起的内侧的区域与流路形成部件15的孔151重叠。
薄膜阀13G在俯视下是圆形。薄膜阀13G的中央部分配置于由壁116形成的中央的开口部。而且,薄膜阀13G的中央部分通过接合部件14G来与振动板11G的一个主面接合。
根据该结构,薄膜阀13G固定于振动板11G,且外端侧的区域能够变形。因此,泵10G能够起到与第一实施方式所涉及的泵10相同的作用效果。
接下来,参照图对本发明的第九实施方式所涉及的泵进行说明。图17是表示本发明的第九实施方式所涉及的泵10H的结构的剖视图。此外,在图17中,作为泵,仅记载所需要的最小限度的结构,而省略其他部分的记载。
相对于第四实施方式所涉及的泵10C,如图17所示,第九实施方式所涉及的泵10H在薄膜阀13H向振动板11H配置的形态、流路形成部件15H的形状上不同。泵10H的其他结构与泵10相同,省略相同的部位的说明。
泵10H具备:振动板11H、压电元件12、薄膜阀13H、接合部件14H、流路形成部件15H以及侧壁部件18。
图18是第九实施方式所涉及的泵10H的振动板11H的俯视图。如图18所示,振动板11H在俯视下是圆板。振动板11H具有恒定的厚度。在振动板11H的外周且离开振动板11H地配置有支承板113。支承板113在俯视下是例如方形。振动板11H与支承板113由多个支承部件115连接。支承部件115具备第一梁部1151、第二梁部1152、以及第三梁部1153。第一梁部1151与振动板11H的外缘连接,不与支承板113连接。第二梁部1152与支承板113连接,不与振动板11H的外缘连接。在沿着振动板11H的外缘的方向上,隔着第一梁部1151配置有两个第二梁部1152。第三梁部1153是在沿着振动板11H的外缘的方向延伸的形状,并将第一梁部1151与两个第二梁部1152连接。这样,支承部件115是相对于支承板113支承振动板11H的梁。支承部件115形成有三个,在沿着振动板11H的外缘的方向上,三个支承部件115分开配置。例如,在图18的例子中,三个支承部件115配置为以振动板11H的中心为基准点而产生呈120°的角度。
而且,该振动板11H与支承板113之间的没有形成支承部件115的部分是空隙114。
作为一个例子,各部件的尺寸如下。对于圆形的振动板11H而言,厚度是0.6mm,直径是对于圆形的压电元件12而言,厚度是0.15mm,直径是10.6mm。振动板11H和薄膜阀13H相接合的区域与能够变形的区域之间的边界部,位于距泵室101的中心7.0mm的位置。振动板11H以26.8kHz的频率振动。或者,使振动板11H的厚度为0.7mm,且使其他尺寸不改变的情况下以30.6kHz的频率振动。
根据这样的结构,与振动板11H相比,支承部件115挠性较高。因此,支承部件115约束振动板11H的力较弱。因此,振动板11H能够以较大的位移振动。而且,根据该结构,振动板11H在中央具有波腹,在从中央到外缘的中途位置具有波节,能够进行在外缘或外缘附近具有波腹的以第一类贝塞尔函数表示的共振的振动。这里,由振动板11H、支承板113、以及支承部件115构成的部分与本发明的“平板状部件”对应,空隙114与本发明的“第三通气孔”对应。
压电元件12配置于振动板11H中的一个主面。
薄膜阀13H由具有挠性的材料构成。薄膜阀13H是圆环形。薄膜阀13H配置于振动板11H中的外缘的附近。此外,薄膜阀13H只要配置于比振动板11H的振动的波节靠外缘侧的位置即可,优选靠近外缘的波腹。该薄膜阀13H与本发明的“第五薄膜阀”对应。
薄膜阀13H通过圆环形的接合部件14H而与振动板11H接合。此时,薄膜阀13H接合成使中央侧的区域能够变形。
流路形成部件15H是板状部件。流路形成部件15H具有圆环形的突出部152。在俯视下,圆环形的突出部152至少一部分与薄膜阀13H重叠。突出部152的中心与薄膜阀13H的中心大致对齐。
流路形成部件15H配置为突出部152的形成面与振动板11H对置。
流路形成部件15H具有多个孔151H。多个孔151H在厚度方向上贯通流路形成部件15H。多个孔151H以圆周状地相互分离配置。优选多个孔151H与振动板11H的振动的波节重叠。这些多个孔151H与本发明的“第四通气孔”对应。
侧壁部件18是筒状,具有较高的刚性。侧壁部件18与支承板113、流路形成部件15H连接。
根据该结构,泵10H具有由被振动板11H、支承板113、流路形成部件15H以及侧壁部件18围起的中空区域构成的泵室101。而且,薄膜阀13H配置于该泵室101内。另外,泵室101与孔151H连通,并且与空隙114连通。
由这样的结构构成的泵10H像图19的(A)、图19的(B)所示那样举动,反复进行流体的吸入和排出。图19的(A)是表示流体的排出时的泵10H的状态的侧面剖视图,图19的(B)是表示流体的吸入时的泵10H的状态的侧面剖视图。
如上所述,振动板11H产生由第一类贝塞尔函数表示的振动,由此,就因振动板11H的振动引起的泵室101的体积的变化而言,外缘区域比中央区域大。即,与比振动的波节靠内侧的区域的体积变化相比,外侧的体积变化较大。
因此,如图19(A)所示,在振动板11H的中心的波腹远离流路形成部件15H,且外缘侧的波腹靠近流路形成部件15H时,泵室101的体积缩小并成为正压。因此,泵室101内的流体从孔151H排出。此时,在外缘侧的波腹附近配置的薄膜阀13H与流路形成部件15H的突出部152的表面抵接。因此,能够抑制泵室101内的流体向外缘侧的空隙114返流。
另一方面,如图19的(B)所示,在振动板11H的中心的波腹靠近流路形成部件15H,且外缘侧的波腹远离流路形成部件15H时,泵室101的体积膨胀并成为负压。因此,流体从空隙114流入到泵室101内。此时,流路形成部件15H与振动板11H的距离也变大,由此流路变大,并且薄膜阀13H大幅度地离开流路形成部件15H。由此,能够抑制从空隙114流入的流体的流量的降低。
并且,在泵10H中,多个孔151H与振动板11H的振动(压力变动)的波节重叠。因此,泵室101的内、外部的压力差不大。因此,从空隙114流入到泵室101的流体的流量与从孔151H排出的流体的流量大致相等,而能够不使用止回阀就,抑制孔151H引起的返流。
另外,在泵10H中,在俯视下,突出部152与薄膜阀13H重叠,因此能够缩短薄膜阀13H与突出部152之间的静止时的距离,而能够迅速地进行利用薄膜阀13H获得的流路的密封。
接下来,参照图对本发明的第十实施方式所涉及的泵进行说明。图20是表示本发明的第十实施方式所涉及的泵10I的结构的剖视图。此外,在图20中,作为泵,仅记载所需要的最小限度的结构,省略其他部分的记载。
相对于第九实施方式所涉及的泵10H,如图20所示,第十实施方式所涉及的泵10I在孔151I、和止回阀30的结构上不同。此外,振动板11I与振动板11H相同,薄膜阀13I与薄膜阀13H相同,接合部件14I与接合部件14H相同。另外,流路形成部件15I除具有孔151I,且不具有孔151H这点以外,与流路形成部件15H相同。
泵10I具备流路形成部件15I。流路形成部件15I具有孔151I。孔151I将流路形成部件15I在厚度方向上贯通。配置于流路形成部件15I的中心。
止回阀30配置于孔151I,允许流体从泵室101朝外部的流动,且阻止流体从外部朝泵室101的流动。
即便是这样的结构,泵10I也能够起到与泵10H相同的作用效果。
接下来,参照图对本发明的第十一实施方式所涉及的泵进行说明。图21是表示本发明的第十一实施方式所涉及的泵10J的结构的剖视图。此外,在图21中,作为泵,仅记载所需要的最小限度的结构,省略其他部分的记载。
相对于第九实施方式所涉及的泵10H,如图21所示,第一十一实施方式所涉及的泵10J在流路形成部件15J中的孔151J的形成位置、支承部件115J以及孔117J上不同。此外,薄膜阀13J与薄膜阀13H相同,接合部件14J与接合部件14H相同。另外,除具有孔151J,且不具有孔151H这点以外,流路形成部件15J与流路形成部件15H相同。
振动板11J具有多个孔117J。多个孔117J在厚度方向上贯通振动板11J。多个孔117J以圆周状相互分离配置。优选多个孔117J与振动板11J的振动的波节重叠。该多个孔117J与本发明的“第三通气孔”对应。
支承部件115J以聚酰亚胺、液晶聚合物、PET等树脂薄膜为主原料形成,具有弹性,而且,不具有空隙。
使用这样的材料,从而,支承部件115J的弹性率较低,因此比振动板11J挠性高。因此,支承部件115J约束振动板11J的力较弱,因此振动板11J能够以较大的位移振动。
流路形成部件15J具有多个孔151J。多个孔151J以圆周状相互分离配置。多个孔151J配置于比突出部152靠外缘侧的位置。该多个孔151J与本发明的“第四通气孔”对应。
即便是这样的结构,泵10J也能够起到与泵10H相同的作用效果。
此外,在第十一实施方式中,支承部件115J即便与振动板11J是同一材料,只要厚度比振动板11J薄,支承部件115J的挠性就比振动板11J高,因此能够起到相同的作用效果。
另外,在第九~第十一实施方式中,第五薄膜阀13H、13I、13J是抑制流体从泵室的中央区域朝外缘区域的排出,而从外缘区域朝中央区域吸入流体的结构。但是,相反地,也可以是抑制流体从泵室的外缘区域朝中央区域的吸入,而从中央区域朝外缘区域排出流体的结构。该情况下,薄膜阀因经过薄膜阀内外的流体而抵接或者分离,从而打开/关闭流路。
接下来,参照图对本发明的第十一实施方式的第一变形例所涉及的泵10J1进行说明。图22是表示本发明的第十一实施方式的第一变形例所涉及的泵10J1的结构的剖视图。此外,在图22中,作为泵,仅记载所需要的最小限度的结构,省略其他部分的记载。
如图22所示,孔117J形成于流路形成部件15J。优选多个孔117J与振动板11J的振动的波节重叠。然而,孔117J也可以形成于流路形成部件15J的中央附近。
另外,示出了在流路形成部件15J形成多个孔117J的结构,但也可以是仅形成一个的结构。
在图22的结构中,孔117J与孔151J形成于同一面。即,为了遮挡泵J1,需要复杂的机构。然而,通过具备图22所示的结构,从而起到与图21所示的泵10J相同的效果。
接下来,参照图对本发明的第十一实施方式的第二变形例所涉及的泵10J2进行说明。图23是表示本发明的第十一实施方式的第二变形例所涉及的泵10J2的结构的剖视图。图24是表示本发明的第十一实施方式的第二变形例所涉及的支承部件、压电元件、振动板的接合部的截面放大图。此外,在图23中,作为泵,仅记载所需要的最小限度的结构,省略其他部分的记载。
如图23所示,也可以是孔117J形成于流路形成部件15J,并且支承部件115J具有朝压电元件12导通的路径的结构。即便是该结构,也起到与图21相同的作用效果。
图24是用于公开图23的结构中的支承部件和压电元件与振动板的接合部的截面放大图。
支承部件115JA由具有绝缘性的基材1501、导体图案1502以及导体图案1503构成。导体图案1502形成于基材1501的一个主面,导体图案1503形成于基材1501的另一个主面。此外,只要相互绝缘,导体图案1502与导体图案1503可以是任何形状。例如,可以覆盖基材1501的整面,也可以是基材1501的局部露出的构造。
压电元件12由压电体12P、驱动用电极12D1、以及驱动用电极12D2构成。驱动用电极12D1主要形成于压电体12P的一个主面,且局部经由压电体12P的侧面而延伸至另一个主面。驱动用电极12D2形成于压电体12P的另一个主面,且与驱动用电极12D1分离。
导体图案1502与在压电体12P的另一个主面形成的驱动用电极12D1抵接并连接。导体图案1503与导电性的振动板11J抵接,并经由振动板11J而与压电元件12的驱动用电极12D2连接。
此外,在上述各实施方式中,示出了使用1张平膜状的薄膜阀的形态,但薄膜阀也可以是图25所示那样的结构。
图25是表示薄膜阀的衍生例的一个例子的立体图。如图25所示,薄膜阀13是圆环形,且具有多个狭缝SL。多个狭缝SL是沿薄膜阀13的放射方向延伸的形状。多个狭缝SL到达薄膜阀13的外端,但没有到达薄膜阀13的内端。即便是这样的结构,也能够在将上述内端侧固定的形态的泵中应用。
此外,针对将外端侧固定的形态的泵,省略图示,但使多个狭缝SL为到达薄膜阀13的内端,且没有到达薄膜阀13的外端的形状较佳。
另外,也可以薄膜阀13是将多个扇形的薄膜局部重叠且在整周上配置的形态。
(变形例)
图26是表示本发明的第一实施方式的变形例所涉及的泵10K的结构的剖视图。相对于第一实施方式所涉及的泵10,在涂覆有涂敷剂300这点上不同。泵10K的其他结构与泵10相同,省略相同的部位的说明。
如图26所示,涂敷剂300涂覆在与薄膜阀13的可动区域对置的区域。更具体而言,涂敷剂300涂覆在流路形成部件15的一个主面和振动板11中的薄部111的一个主面,并与薄膜阀13的可动区域对置。
通过这样构成,从而抑制薄膜阀13与流路形成部件15、振动板11的薄部111接触引起的损伤。
此外,涂敷剂300的主成分只要是像硅酮橡胶、PTFE那样杨氏模量比流路形成部件15、振动板11中薄部111低的树脂即可。对于这些涂敷剂而言,杨氏模量较低,因此能够缓和薄膜阀与流路形成部件15或者振动板11中的薄部111接触时的冲击,抑制薄膜阀13的损伤。
此外,更优选涂敷剂300以氟或二硫化钼为主成分。这些涂敷剂的表面具有润滑性,因此也能够抑制薄膜阀13与流路形成部件15、振动板11中的薄部111的摩擦引起的损伤。
此外,涂敷剂300涂覆在流路形成部件15和振动板11中的薄部111中一者的情况也能够获得相同的效果。
此外,上述各实施方式的构成能够适当地组合,且能够起到与各自的组合相应的作用效果。
附图标记说明
10、10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、10I、10J、10K…泵;11、11A、11D、11G、11H、11I、11J…板状部件;12、12D…压电元件;12P…压电体;13、13A、13B、13C、13G、13H、13I、13J…薄膜阀;14、14A、14C、14G、14H、14I、14J…接合部件;15、15H、15I、15J、16…流路形成部件;17…外壳部件;18…侧壁部件;20…阀;21…第一壳体部件;22…第二壳体部件;23…隔膜板;24…接合膜;25…加强膜;26…粘合部件;27…连结部件;101…泵室;111、111D…薄部;112…厚部;113…支承板;114…空隙;115、115J…支承部件;117J…孔;131、131C…薄膜阀;141、141C…接合部件;151、151H、151I、151J…孔;161…开口部;171…孔;201…吸入口;202…排出口;203…排出口;300…涂敷剂;1151…第一梁部;1152…第二梁部;1153…第三梁部;1501…基材;1502、1503…导体图案;SL…狭缝。
Claims (23)
1.一种泵,其特征在于,
具备:
板状部件,其具备在一个主面配置有压电元件的振动板、支承板、以及将所述振动板与所述支承板连结并将所述振动板支承为能够沿主面方向振动的多个支承部件,在所述多个支承部件间具备第一通气孔;
流路形成部件,其与所述板状部件对置配置,且在与所述板状部件对置的区域具有第二通气孔;
泵室,其由所述板状部件、所述流路形成部件以及与所述板状部件和所述流路形成部件连接的侧壁部件围起而形成,且具有与所述第二通气孔连通的中央区域和与所述第一通气孔连通的外缘区域;以及
第一薄膜阀,其配置于所述泵室内,
在所述中央区域的压力比所述外缘区域的压力低时,所述第一薄膜阀与所述振动板和所述流路形成部件抵接。
2.根据权利要求1所述的泵,其特征在于,
在俯视下,所述第一薄膜阀配置于使所述第二通气孔在被所述第一薄膜阀的外端围起的区域内的位置,所述第一薄膜阀固定于所述振动板或所述流路形成部件,并使外端侧的区域能够变形。
3.根据权利要求2所述的泵,其特征在于,
俯视下,所述振动板的中央区域具有从所述一个主面到另一个主面的厚度比所述振动板的外端厚的厚部,
所述第一薄膜阀是环状,
所述第一薄膜阀的环状的内端沿着所述厚部的外缘配置。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的泵,其特征在于,
俯视下,在所述第二通气孔的周缘具备配置于比所述第一薄膜阀的配置位置靠近所述第二通气孔的位置的第二薄膜阀,
在所述泵室内的所述中央区域的压力高于所述外缘区域的压力时,所述第二薄膜阀与所述振动板、所述流路形成部件抵接。
5.根据权利要求4所述的泵,其特征在于,
所述第二薄膜阀固定于所述振动板或所述流路形成部件,且使外端侧的区域能够变形。
6.一种泵,其特征在于,
具备:
板状部件,其具备在一个主面配置有压电元件的振动板、支承板、以及将所述振动板与所述支承板连结并将所述振动板支承为能够沿主面方向振动的多个支承部件,且在所述多个支承部件间具备第一通气孔;
流路形成部件,其与所述板状部件对置配置,且在与所述板状部件对置的区域具有第二通气孔;
泵室,其由所述板状部件、所述流路形成部件以及与所述板状部件和所述流路形成部件连接的侧壁部件围起而形成,且具有与所述第二通气孔连通的中央区域和与所述第一通气孔连通的外缘区域;以及
第三薄膜阀,其配置于所述泵室内,
在所述中央区域的压力高于所述外缘区域的压力时,所述第三薄膜阀与所述振动板、所述流路形成部件抵接。
7.根据权利要求6所述的泵,其特征在于,
在俯视下,所述第三薄膜阀配置于使所述第二通气孔在被所述第三薄膜阀的外端围起的区域内的位置,所述第三薄膜阀固定于所述振动板或所述流路形成部件,并使中央侧的区域能够变形。
8.根据权利要求7所述的泵,其特征在于,
俯视下,所述振动板的中央区域具有从所述一方主面到另一个主面的厚度比所述振动板的外端厚的厚部,
所述第三薄膜阀是环状,
所述第三薄膜阀的环状的内端沿着所述厚部的外缘配置。
9.根据权利要求6~8中的任一项所述的泵,其特征在于,
俯视下,在所述第二通气孔的周缘具备配置于比所述第三薄膜阀的配置位置靠近所述第二通气孔的位置的第四薄膜阀,
在所述泵室内的所述中央区域的压力低于所述外缘区域的压力时,所述第四薄膜阀与所述振动板、所述流路形成部件抵接。
10.根据权利要求9所述的泵,其特征在于,
所述第四薄膜阀固定于所述振动板或所述流路形成部件,且使中央侧的区域能够变形。
11.一种泵,其特征在于,
具备:
平板状部件,其具备在一个主面配置有压电元件的振动板、支承板、以及将所述振动板的外缘与所述支承板连结并将所述振动板支承为能够沿主面方向振动的支承部件;
流路形成部件,其与所述平板状部件对置配置;
泵室,其由所述平板状部件、所述流路形成部件以及与所述平板状部件和所述流路形成部件连接的侧壁部件围起而形成;
第五薄膜阀,其固定于所述平板状部件或所述流路形成部件,且配置为在俯视下与所述泵室内的所述振动板重叠的位置;
第三通气孔,其形成于所述平板状部件或所述流路形成部件;以及
第四通气孔,其形成于所述流路形成部件,
在俯视下,所述第三通气孔与所述第四通气孔配置于隔着所述第五薄膜阀的位置,
与所述振动板的振动相应地,所述第五薄膜阀使所述第三通气孔与所述第四通气孔之间的流路阻力变化。
12.根据权利要求11所述的泵,其特征在于,
在俯视下,所述流路形成部件在与所述第五薄膜阀重叠的位置具备向所述振动板侧突出的突出部。
13.根据权利要求11所述的泵,其特征在于,
在俯视下,所述振动板在与所述第五薄膜阀重叠的位置具备向所述流路形成部件侧突出的突出部。
14.根据权利要求11~13中的任一项所述的泵,其特征在于,
所述第三通气孔形成于所述平板状部件。
15.根据权利要求11~14中的任一项所述的泵,其特征在于,
在俯视下,所述第三通气孔形成于所述平板状部件中比所述第五薄膜阀的配置位置靠外缘侧的位置,
在俯视下,所述第四通气孔形成于所述流路形成部件中比与所述第五薄膜阀重叠的位置靠中央侧的位置。
16.根据权利要求15所述的泵,其特征在于,
所述第四通气孔与所述振动板的振动的波节重叠。
17.根据权利要求13所述的泵,其特征在于,
所述第四通气孔具备与所述振动板的中央的波腹重叠且防止从外部朝所述泵室的返流的止回阀。
18.根据权利要求11~17中的任一项所述的泵,其特征在于,
所述支承部件由比所述振动板挠性高的材料或形状形成。
19.根据权利要求11~18中的任一项所述的泵,其特征在于,
所述支承部件具有沿着所述振动板的外缘的梁的形状。
20.根据权利要求14~19中的任一项所述的泵,其特征在于,
所述第三通气孔由所述支承部件之间的缝隙形成。
21.根据权利要求11~13中的任一项所述的泵,其特征在于,
在俯视下,所述第三通气孔形成于所述振动板中比与所述第五薄膜阀重叠的位置靠中央侧的位置,
在俯视下,所述第四通气孔形成于所述流路形成部件中与所述支承部件重叠的位置。
22.根据权利要求1所述的泵,其特征在于,
在所述流路形成部件或所述振动板中的与所述第一薄膜阀的可动域对置的区域涂覆有涂敷剂。
23.根据权利要求22所述的泵,其特征在于,
所述涂敷剂的杨氏模量比所述流路形成部件和所述振动板的杨氏模量低。
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