CN116324166A - 流体控制装置 - Google Patents
流体控制装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116324166A CN116324166A CN202180066387.9A CN202180066387A CN116324166A CN 116324166 A CN116324166 A CN 116324166A CN 202180066387 A CN202180066387 A CN 202180066387A CN 116324166 A CN116324166 A CN 116324166A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- control device
- fluid control
- main plate
- opening
- vibration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 171
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 53
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 8
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 8
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B45/00—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids
- F04B45/04—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
- F04B45/047—Pumps having electric drive
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
- F04B43/04—Pumps having electric drive
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
- F04B43/04—Pumps having electric drive
- F04B43/043—Micropumps
- F04B43/046—Micropumps with piezoelectric drive
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B45/00—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids
- F04B45/04—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B45/00—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids
- F04B45/08—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids having peristaltic action
- F04B45/10—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids having peristaltic action having plate-like flexible members
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
本发明提供一种流体控制装置。流体控制装置(10)具备框体(11)。框体(11)的第一主板(20)具备:振动部(21),供驱动体(30)配置,且在俯视观察时呈旋转对称形状;和多个开口(230),形成于振动部(21)的外侧,使泵室(100)与外部连通。第二主板(40)具有开口(400),该开口(400)使泵室(100)与外部连通,且在俯视观察时呈旋转对称形状。开口(400)配置为在俯视观察第一主板(20)及第二主板(40)时,包含振动部(21)的中心。开口(400)的开口面积(S400)为振动部(21)的面积(S21)的10%至75%。
Description
技术领域
本发明涉及利用压电体的流体控制装置。
背景技术
在专利文献1中,记载了利用压电体来输送流体的流体控制装置。专利文献1所示的流体控制装置具备振动板、盖板以及框板。振动板和盖板隔开规定距离地相对配置。振动板的外周端和盖板的外周端通过框板连接。由此,形成由振动板、盖板以及框板围起来的泵室。振动板在外周附近具有吸入孔。盖板具有小径的排出孔。压电体设置于振动板。
振动板因压电体的应变而振动,由于该振动,泵室的体积变动。流体控制装置利用该体积变动,从吸入孔吸入流体,并将该流体从排出孔排出。
专利文献1:国际公开第2016/063710号
然而,在专利文献1所示的现有的流体控制装置中,难以增大泵室的体积变动,难以获得大的流量。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种能够增大泵室的体积变动的流体控制装置。
本发明的流体控制装置具备:框体,使用相互对置的第一主板及第二主板形成泵室;和驱动体,配置于第一主板,使第一主板振动。第一主板具备:振动部,供驱动体配置且在俯视观察时呈旋转对称形状;和第一开口,形成于振动部的外侧,使泵室与第一主板侧的外部连通。第二主板具有第二开口,该第二开口使泵室与第二主板侧的外部连通,且在俯视观察时呈旋转对称形状。第二开口配置为在俯视观察第一主板及第二主板时包含振动部的中心。第二开口的开口面积为振动部的面积的10%至75%。
在该结构中,振动部与第二开口重叠的区域实质上无助于体积变动。由此,即使在振动部的中央和外周端产生反相的振动,也能抑制体积变动的相互抵消。
例如,在振动部的中央,振动部位移以便接近第二主板时,外周端位移以便远离第二主板。在该情况下,当第一主板和第二主板在大致整个面对置时,在中央有助于泵室的体积减少,在外周端有助于泵室的体积增加。因此,这些体积变化被抵消。
然而,通过在中央具有第二开口,从而泵室的体积变动实质上很大程度上取决于外周端处的体积变动。由此,上述的抵消得到抑制。
根据本发明,能够增大泵室的体积变动,获得大的流量。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的流体控制装置10的结构的一个例子的分解立体图。
图2是表示第一实施方式所涉及的流体控制装置10的结构的一个例子的侧视图。
图3是第一实施方式所涉及的流体控制装置10的俯视图。
图4(A)是表示开口率与体积变动率的关系的图表,图4(B)是表示开口率与中间流量的关系的图表。
图5(A)是表示开口率与体积变动量的关系的图表,图5(B)是表示开口率与压力的关系的图表。
图6是表示开口400的外周端的可设定范围的俯视图。
图7(A)、图7(B)分别是表示开口的位置、形状的一个例子的俯视图。
图8是表示第二实施方式所涉及的流体控制装置10A的结构的一个例子的侧视图。
图9是表示第三实施方式所涉及的流体控制装置10B的结构的一个例子的侧视图。
图10是表示第四实施方式所涉及的流体控制装置10C的结构的一个例子的侧视图。
图11是表示第五实施方式所涉及的流体控制装置10D的结构的一个例子的侧视图。
图12是表示第六实施方式所涉及的流体控制装置10E的结构的一个例子的侧视图。
图13(A)、图13(B)是表示第七实施方式所涉及的流体控制装置10F1、10F2的结构的一个例子的侧视图。
图14是表示第八实施方式所涉及的流体控制装置10G的结构的一个例子的侧视图。
具体实施方式
(第一实施方式)
参照附图对本发明的第一实施方式所涉及的流体控制装置进行说明。图1是表示第一实施方式所涉及的流体控制装置10的结构的一个例子的分解立体图。图2是表示第一实施方式所涉及的流体控制装置10的结构的一个例子的侧视图。此外,与这些图一起,在以下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整体上夸大地记载。
如图1、图2所示,流体控制装置10具备框体11及驱动体30。框体11具备第一主板20、第二主板40以及连结部件50。
第一主板20是俯视观察时的形状为圆形的平板。第一主板20具有相互平行的主面201和主面202。第一主板20例如由金属等构成。此外,第一主板20的外形形状不限于圆形。第一主板20具备振动部21、外框部22、支承部23以及开口230。
振动部21是俯视观察时的形状为圆形的平板。此外,振动部21的俯视观察时的形状为旋转对称形状即可。振动部21是通过驱动体30而可弯曲振动的材质、厚度。弯曲振动是指,如图2的振动形状所示,在观察第一主板20(振动部21)的侧面时呈波状位移的振动。
外框部22为环状,配置于比振动部21的外缘靠外侧。在俯视观察时,外框部22包围振动部21。
多个支承部23为梁形状。多个支承部23配置在振动部21与外框部22之间。多个支承部23连接于振动部21的外缘和外框部22的内缘。多个支承部23沿着振动部21的外缘空开间隔地配置。
多个开口230配置在振动部21与外框部22之间。多个开口230将第一主板20的主面201与主面202之间贯通。多个开口230是在振动部21与外框部22之间的区域中没有形成多个支承部23的部分。开口230对应于本发明的“第一开口”。
通过这样的结构,在第一主板20中,振动部21被多个支承部23支承为相对于外框部22可振动。
此外,振动部21、外框部22以及多个支承部23优选一体成型。即,振动部21、外框部22以及多个支承部23优选通过利用规定的方法对一张平板进行冲裁加工而形成多个开口230来实现。由此,利用多个支承部23将振动部21和外框部22连接,能够高精度且容易地实现具有多个开口230的形状。但是,振动部21、外框部22以及多个支承部23也可以不一体成型。即,振动部21、外框部22以及多个支承部23也可以通过将单独的部件连接来实现。
第二主板40是俯视观察时的形状为圆形的平板。此外,第二主板40的外形只要俯视观察时的形状为旋转对称形状即可。第二主板40具有相互平行的主面401和主面402。第二主板40相对于第一主板20配置为主面401和主面202分离地对置。
第二主板40具备开口400。开口400将第二主板40的主面401与主面402之间贯通。开口400的俯视观察时的形状为圆形。此外,开口400只要俯视观察时的形状为旋转对称形状即可。
连结部件50为环状的柱体。连结部件50优选由几乎不产生弯曲振动的材料、厚度等构成。
连结部件50配置在外框部22与第二主板40之间。连结部件50的高度方向的一端与外框部22连接。连结部件50的高度方向的另一端与第二主板40连接。
根据该结构,在流体控制装置10中,由第一主板20、第二主板40以及连结部件50围起来的空间(框体11的内部空间)成为流体控制装置10的泵室100。泵室100与多个开口230及开口400连通。换言之,泵室100通过多个开口230而与流体控制装置10的第一主板20侧的外部空间连通,通过开口400而与流体控制装置10的第二主板40侧的外部空间连通。
驱动体30例如由压电元件实现。压电元件具备圆板的压电体和驱动用的电极。驱动用的电极形成于圆板的压电体的两个主面。
驱动体30配置于振动部21的主面201。此时,在俯视观察时,驱动体30的中心与振动部21的中心大致一致。驱动体30的压电元件通过驱动用的电极被施加驱动信号而应变。振动部21被支承为能够如上述那样振动。即,由于该应变,振动部21振动。
由于该振动,泵室100内的体积变动。由于该变动,流体控制装置10从第一主板20侧的外部空间通过多个开口230向泵室100内吸入流体。然后,流体控制装置10从泵室100内通过开口400向第二主板40侧的外部空间排出流体。
此外,流体控制装置10也能够从第二主板40侧的外部空间通过开口400向泵室100内吸入流体,并从泵室100内通过多个开口230向第一主板20侧的外部空间排出流体。选择性地执行这两个流体的输送方式中的任一个。
(开口400的具体形状和位置以及开口400的面积带来的作用效果)
图3是第一实施方式所涉及的流体控制装置10的俯视图。图3是从第二主板40侧俯视观察时的图。
如图3所示,开口400的俯视观察时的形状与振动部21同样为圆形,开口400的直径比振动部21的直径小。即,开口400是与振动部21的外形形状相似的形状。此外,开口400和振动部21也可以不限于完全相似的形状,但优选为完全相似的形状。
开口400的中心C400与振动部21的中心C21一致。换言之,开口400配置为包含振动部21的中心C21。此外,在流体控制装置10中,开口400的中心C400及振动部21的中心C21与流体控制装置10的中心C10一致。
此时,开口400的开口面积S400(第二主板40的开口面积)相对于振动部21的面积S21为10%至75%。
图4(A)是表示开口率与体积变动率的关系的图表,图4(B)是表示开口率与中间流量的关系的图表。开口率是开口400的面积相对于振动部21的面积的比率。体积变动率是泵室100的体积最小时和最大时的变动的比率。中间流量是以作为泵的最大压力值的50%驱动流体控制装置10时的流量。此外,在图4(A)中,将体积变动最大的开口率时记载为体积变动率100%。
如图4(A)所示,当使开口率变化时,体积变动率也变化。认为这是基于以下的理由。
如图2所示,在流体控制装置10中,在振动部21的中央和外周端产生反相的振动。
这里,例如,在现有技术的结构中,与振动部对置的平板(对置平板:对应于本申请的第二主板)的开口是直径较小的孔,因此振动板和对置平板在大致整个面对置。
在该情况下,例如,在振动部的中央,振动部位移以便接近对置平板时,振动部的外周端位移以便远离对置平板。因此,在中央有助于泵室的体积减少,在外周端有助于泵室的体积增加。因此,这些体积变化被抵消。
另一方面,例如,在振动部的中央,振动部位移以便远离对置平板时,振动部的外周端位移以便接近对置平板。因此,在中央有助于泵室的体积增加,在外周端有助于泵室的体积减少。因此,这些体积变化被抵消。
其结果,在现有的结构中,体积变动率变小。
另一方面,在本申请发明中,开口400相对于振动部21以大面积重叠。该振动部21和开口400重叠的区域与外部空间连通,因此即使振动部21振动,实质上也无助于泵室100的体积变动。即,在本申请发明的结构中,振动部21的中央(振动部21与开口400重叠的部分)处的振动部21的振动对泵室100的体积变动几乎不会造成影响。因此,在本申请发明的结构中,泵室100的体积变动取决于振动部21的外周端(振动部21与第二主板40重叠的部分)处的体积变动。
例如,在振动部21的中央,振动部21位移以便接近第二主板40的开口400时,振动部21的外周端位移以便远离第二主板40。在该情况下,泵室100的体积随着振动部21的外周端处的体积的增加而变动为增加。
另一方面,在振动部21的中央,振动部21位移以便远离第二主板40的开口400时,振动部21的外周端位移以便接近第二主板40。在该情况下,泵室100的体积随着振动部21的外周端处的体积的减少而变动为减少。
这样,根据本申请发明的结构,能够抑制各振动状态下的振动部21的中央和外周端处的体积变动的抵消。由此,流体控制装置10能够增大体积变动率。而且,流体控制装置10通过能够增大体积变动率,从而能够使中间流量增加。
此时,当开口400的开口面积S400过于接近振动部21的面积S21时,有助于体积变动的外周端的部分的体积变小。因此,如图4(A)所示,当开口400的开口面积S400过于接近振动部21的面积S21时,体积变动率变小。由此,如图4(B)所示,当开口400的开口面积S400过于接近振动部21的面积S21时,中间流量也变小。
因此,流体控制装置10使开口400的开口面积S400相对于振动部21的面积S21为规定的最小值APL(例如,在图4(A)的情况下为10%)至规定的最大值APH(例如,在图4(A)的情况下为75%)。由此,流体控制装置10能够实现所希望的值(例如,在图4(A)的情况下为60%)以上的体积变动率。
然后,通过能够实现这样的体积变动率,流体控制装置10能够实现所希望的基准值FRS以上的中间流量。作为一个例子,如果是图4(A)、图4(B)的情况,则通过使体积变动率为60%以上(使开口率在10%至75%的范围内),能够实现2.0L/min.以上的中间流量。
图5(A)是表示开口率与体积变动量的关系的图表,图5(B)是表示开口率与压力的关系的图表。压力是流体的排出压力。在图5(A)中,将现有结构的体积变动量记载为1.0(比较基准值)。此外,在现有结构中,在对置平板(与本申请的第二主板同义的平板)具有小径的开口,开口率为0.3%。
如图5(A)所示,通过使用本申请发明的结构,与现有结构相比,体积变动量成为约4.0倍以上。与此相应地,中间流量也大幅度地增加。而且,此时,如图5(B)所示,在使用本申请发明的结构的情况下,即使开口变大,也不会产生压力的降低。
由此,流体控制装置10能够增大泵室的体积变动,获得大的流量。而且,流体控制装置10能够抑制压力的降低。即,流体控制装置10能够大大改善作为泵的基本特性。
此外,在该流体控制装置10中,作为中间流量的基准值FRS,设定为2.0L/min.。然而,基准值FRS能够根据流体控制装置10的规格而变更。而且,通过基准值FRS的变更,也能够变更体积变动率的最小值,由此,也能够变更开口率的范围。
此外,在上述结构中,示出了开口400的中心与振动部21的中心C21一致,开口400和振动部21都为圆形即完全相似的形状的情况。然而,如上所述,开口400的中心和振动部21的中心C21也可以不完全一致,开口400和振动部21也可以不都是圆形即完全相似的形状。
图6是表示开口400的外周端的可设定范围的俯视图。图7(A)、图7(B)分别是表示开口的位置、形状的一个例子的俯视图。
如图6所示,开口400的外周端的设定范围ZNce由圆形的最小侧边界CEmn与圆形的最大侧边界CEmx之间的环状的区域设定。设定范围ZNce的中心在俯视观察时与振动部21的中心C21一致。最小侧边界CEmn的中心及最大侧边界CEmx的中心在俯视观察时也与振动部21的中心C21一致。最小侧边界CEmn被设定为振动部21的面积的10%的圆。最大侧边界CEmx被设定为振动部21的面积的75%的圆。
开口400被设定为外周进入设定范围ZNce内。例如,在图7(A)的情况下,开口400为圆形,但开口400的中心C400与振动部21的中心C21不一致。然而,开口400的外周CE400进入设定范围ZNce内。在图7(B)的情况下,开口400的中心C400与振动部21的中心C21一致,但开口400为正六边形。然而,开口400的外周CE400进入设定范围ZNce内。
即使是这样的结构,流体控制装置10也能够起到上述作用效果。此外,即使开口400的中心C400与振动部21的中心C21不一致,开口400与振动部21不是相似的形状,通过使开口400的外周CE400进入设定范围ZNce内,流体控制装置10也能够起到上述作用效果。此时,振动部21及开口400优选为在俯视观察时点对称的形状,更优选为角数多的正多边形或圆。
此外,在图2中,示出了开口400的外周端与在振动部21的中心具有波腹Mv的振动的波节Nv一致的方式。然而,开口400的外周端与振动的波节Nv的位置关系不限于此,开口400的外周端只要在上述范围内即可。但是,通过使开口400的外周端与振动的波节Nv大致一致,能够使振动部21中的比波节Nv靠外侧的部分的整体有助于体积变动,更有效。
(第二实施方式)
参照附图对本发明的第二实施方式所涉及的流体控制装置进行说明。图8是表示第二实施方式所涉及的流体控制装置10A的结构的一个例子的侧视图。
如图8所示,第二实施方式所涉及的流体控制装置10A相对于第一实施方式所涉及的流体控制装置10,在第二主板和连结部件一体地形成这一点不同。流体控制装置10A的其他结构与流体控制装置10相同,省略相同部位的说明。
流体控制装置10A具备第二主板40A。第二主板40A在第一主板20侧具有与振动部21、多个支承部23以及多个开口230重叠的形状的凹部。第二主板40A的包围凹部的外周部与第一主板20连接。
在这样的结构中,流体控制装置10A能够省略连结部件。由此,流体控制装置10A能够起到与流体控制装置10相同的作用效果,并且减少构成要素。此外,也可以将流体控制装置10的连结部件追加到流体控制装置10A的结构中。
(第三实施方式)
参照附图对本发明的第三实施方式所涉及的流体控制装置进行说明。图9是表示第三实施方式所涉及的流体控制装置10B的结构的一个例子的侧视图。
如图9所示,第三实施方式所涉及的流体控制装置10B相对于第一实施方式所涉及的流体控制装置10,在第一主板和连结部件一体地形成这一点不同。流体控制装置10B的其他结构与流体控制装置10相同,省略相同部位的说明。
流体控制装置10B具备第一主板20B。第一主板20B具备外框部22B。外框部22B比振动部21、多个支承部23厚,且是向第二主板40侧突出的形状。外框部22B与第二主板40连接。
在这样的结构中,流体控制装置10B能够省略连结部件。由此,流体控制装置10B能够起到与流体控制装置10相同的作用效果,并且减少构成要素。此外,也可以将流体控制装置10的连结部件追加到流体控制装置10B的结构中。另外,能够使流体控制装置10A的第二主板40A的结构与流体控制装置10B的第一主板20B的结构组合,也可以在其上进一步追加连结部件。
另外,在流体控制装置10的结构、流体控制装置10A、10B的追加连结部件的结构中,通过使用连结部件,能够高精度地实现泵室100的高度。由此,能够高精度地设定体积变动率、体积变动量。
(第四实施方式)
参照附图对本发明的第四实施方式所涉及的流体控制装置进行说明。图10是表示第四实施方式所涉及的流体控制装置10C的结构的一个例子的侧视图。
如图10所示,第四实施方式所涉及的流体控制装置10C相对于第一实施方式所涉及的流体控制装置10,在第一主板的振动部的形状不同。流体控制装置10C的其他结构与流体控制装置10相同,省略相同部位的说明。
流体控制装置10C具备第一主板20C。第一主板20C具备振动部21C。振动部21C具备中央部分210CC和周边部分210CP。中央部分210CC的平面面积比振动部21C小,包含振动部21C的中心。周边部分210CP配置为包围中央部分210CC的外周。中央部分210CC比周边部分210CP厚。
通过这样的结构,流体控制装置10C不必提高驱动体30的驱动振动的电压,就能够增大振动部21C的外周端侧的周边部分210CP处的振动。由此,流体控制装置10C能够增大体积变动率及体积变动量,能够进一步增加流量。
另外,优选使中央部分210CC的面积大于开口400的结构。在流体控制装置10C中,在使流体从开口400流入的方式中,振动部21C被流体推压。当被流体推压时,振动部21C的振动被抑制,无法获得大的位移。流体的推压部分是在俯视观察时开口400与振动部21C重叠的部分。因此,通过使重叠的部分变厚,振动部21C不受流体的推压的影响而能够进行大的位移。
此外,如上所述,优选振动部21C向与泵室100侧相反的一侧突出。根据该结构,能够避免在振动部21C的振动中,中央部分210CC与第二主板40接触。另外,更优选振动部21C的泵室100侧的主面201在中央部分210CC和周边部分210CP齐平。在这样的结构中,由于振动部21C的主面201是平坦的,因此能够避免在振动部21C的振动中,中央部分210CC与第二主板40接触。
(第五实施方式)
参照附图对本发明的第五实施方式所涉及的流体控制装置进行说明。图11是表示第五实施方式所涉及的流体控制装置10D的结构的一个例子的侧视图。
如图11所示,第五实施方式所涉及的流体控制装置10D相对于第一实施方式所涉及的流体控制装置10,在第一主板的振动部的形状不同。流体控制装置10D的其他结构与流体控制装置10相同,省略相同部位的说明。
流体控制装置10D具备第一主板20D。第一主板20D具备振动部21D。振动部21D具备中央部分210DC和周边部分210DP。中央部分210DC的平面面积比振动部21D小,包含振动部21D的中心。周边部分210DP配置为包围中央部分210DC的外周。中央部分210DC比周边部分210DP厚。在振动部21D的泵室100侧的面(振动部21C的主面201),比周边部分210DP突出。另外,在与泵室100侧相反侧的主面202,中央部分210CC和周边部分210CP齐平。
通过这样的结构,流体控制装置10D不必提高驱动体30的驱动振动的电压,就能够增大振动部21D的外周端侧的周边部分210DP处的振动。由此,流体控制装置10D能够增大体积变动率及体积变动量,能够进一步增加流量。
此外,在流体控制装置10D中,优选振动部21D的中央部分210DC在俯视观察时与开口400重叠,优选中央部分210DC的面积比开口400的面积小。由此,能够更可靠地抑制在振动部21D的振动中,中央部分210DC与第二主板40接触。
另外,在流体控制装置10D中,振动部21D的设置驱动体30的一侧的面是平坦的。因此,与流体控制装置10C相比,流体控制装置10D能够增大驱动体30的形状的自由度。
(第六实施方式)
参照附图对本发明的第六实施方式所涉及的流体控制装置进行说明。图12是表示第六实施方式所涉及的流体控制装置10E的结构的一个例子的侧视图。
如图12所示,第六实施方式所涉及的流体控制装置10E相对于第四实施方式所涉及的流体控制装置10C,在追加了平板24这一点不同。流体控制装置10E的其他结构与流体控制装置10C相同,省略相同部位的说明。此外,第一主板20E具备与第一主板20C相同的结构。
流体控制装置10E具备平板状的平板24。平板24配置于驱动体30的与供振动部21E抵接的面相反侧的面。
通过这样的结构,流体控制装置10E不必提高驱动体30的驱动振动的电压,就能够进一步增大振动部21E的外周端的振动。由此,流体控制装置10E能够进一步增大体积变动率及体积变动量,能够进一步增加流量。
(第七实施方式)
参照附图对本发明的第七实施方式所涉及的流体控制装置进行说明。图13(A)、图13(B)是表示第七实施方式所涉及的流体控制装置10F1、10F2的结构的一个例子的侧视图。
如图13(A)、图13(B)所示,在第七实施方式所涉及的流体控制装置10F1、10F2中,相对于第一实施方式所涉及的流体控制装置10,在第二主板40F的形状不同。流体控制装置10F1、10F2的其他结构与流体控制装置10相同,省略相同部位的说明。
如图13(A)、图13(B)所示,流体控制装置10F1、10F2具备第二主板40F。第二主板40F具有凹部41。凹部41是从第二主板40F的一个的主面凹陷的形状。凹部41的平面面积比开口400的平面面积大。开口400形成为贯通凹部41的底。
如图13(A)所示,在流体控制装置10F1中,凹部41形成于第二主板40F的主面401侧,凹部41成为泵室100侧(振动部21侧)。
如图13(B)所示,在流体控制装置10F2中,凹部41形成于第二主板40F的主面402侧,凹部41成为外部空间侧。
通过这些结构,在流体控制装置10F1、10F2中,在具有凹部41的部分,第二主板40F变薄。由此,第二主板40F与振动部21一起振动。此时,通过适当地设定凹部41的形状,能够使振动部21的振动与第二主板40F的振动的频率大致一致,形成为反相。其结果,在流体控制装置10F1、10F2中,能够使体积变动率及体积变动量增加,能够使中间流量增加。
另外,在图13(B)所示的结构中,例如,通过使凹部41的面积为振动部21的面积以上,能够更可靠地抑制在振动部21和第二主板40F振动时,振动部21与第二主板40F接触。
另外,在上述的流体控制装置10F1、10F2中,示出了具有凹部41的方式。然而,在流体控制装置10F1、10F2中,只要第二主板40F的与开口400邻接的部分比在俯视观察上述第二主板40F时与外框部22重叠的部分薄即可。
(第八实施方式)
参照附图对本发明的第八实施方式所涉及的流体控制装置进行说明。图14是表示第八实施方式所涉及的流体控制装置10G的结构的一个例子的侧视图。
如图14所示,在第八实施方式所涉及的流体控制装置10G中,相对于第一实施方式所涉及的流体控制装置10,在具备阀部件这一点不同。流体控制装置10G的其他结构与流体控制装置10相同,省略相同部位的说明。此外,示出了流体控制装置10G以从开口400吸入流体,并将该流体从多个开口230排出的方式进行动作的情况。
如图14所示,流体控制装置10G具备阀膜61及固定部件62。
阀膜61由具有挠性的材料构成。阀膜61只要具有能够因流过泵室100的流体而变形的弹性即可。阀膜61为圆环形,具有规定的宽度(放射方向的长度)。阀膜61的外周端在俯视观察时与第二主板40重叠。
固定部件62例如由双面胶带等具有粘接性的材料构成。固定部件62为圆环形,具有规定的宽度(放射方向的长度)。固定部件62的宽度比阀膜61的宽度小。固定部件62的外径比阀膜61的外径小。
固定部件62将阀膜61固定于振动部21的主面201。此时,固定部件62的中心与振动部21的中心大致一致。另外,固定部件62将阀膜61的内周侧的端部固定,没有固定外周侧。
根据该结构,在流体从开口400流入时,阀膜61向振动部21侧弯曲,不阻碍流体的输送。因此,流体流过多个开口230,并向外部空间排出。另一方面,在流体从多个开口230流入时,阀膜61向第二主板40侧弯曲,与第二主板40的主面401抵接,因此流体在泵室100内的输送被停止,不输送到开口400。
由此,流体控制装置10G能够更可靠地向一个方向输送流体。
此外,在流体控制装置10G的结构中,优选固定部件62的外周侧的端部的位置(图14的虚线所示的位置)位于比开口400的外周端靠外侧(不与开口400重叠)。由此,阀膜61更可靠地与第二主板40抵接。
另外,在流体控制装置10G中,示出了从开口400吸入流体,并将该流体从多个开口230排出的情况。然而,本实施方式的具有阀的结构也能够应用于从多个开口230吸入流体,并将该流体从开口400排出的方式。在该情况下,阀膜61以外周端侧被固定,内周端没有被固定的状态配置。
上述各实施方式的结构能够适当组合,能够起到与各个组合相应的作用效果。
附图标记说明
10、10A、10B、10C、10D、10E、10F1、10F2、10G...流体控制装置;11...框体;20、20B、20C、20D、20E...第一主板;21、21C、21D、21E...振动部;22、22B...外框部;23...支承部;24...平板;30...驱动体;40、40A、40F...第二主板;41...凹部;50...连结部件;61...阀膜;62...固定部件;100...泵室;201、202...主面;210CC、210DC...中央部分;210CP、210DP...周边部分;230、400...开口;401、402...主面。
Claims (11)
1.一种流体控制装置,其中,具备:
框体,使用相互对置的第一主板及第二主板而形成泵室;和
驱动体,配置于所述第一主板,使所述第一主板振动,
所述第一主板具备:振动部,供所述驱动体配置,且在俯视观察时呈旋转对称形状;外框部,位于所述振动部的外侧;支承部,将所述振动部与所述外框部连接;以及第一开口,由所述振动部、所述外框部及所述支承部包围而形成,使所述泵室与所述第一主板侧的外部连通,
所述第二主板具有第二开口,所述第二开口使所述泵室与所述第二主板侧的外部连通,且在俯视观察时呈旋转对称形状,
所述第二开口配置为在俯视观察所述第一主板及所述第二主板时,与所述振动部的中心重叠,
所述第二开口的开口面积为所述振动部的面积的10%至75%。
2.根据权利要求1所述的流体控制装置,其中,
所述框体具备配置在所述外框部与所述第二主板之间的连结部件。
3.根据权利要求1或2所述的流体控制装置,其中,
所述振动部具有包含俯视观察时的中心的中央部分、和包围该中央部分的周边部分,
所述中央部分比所述周边部分厚。
4.根据权利要求3所述的流体控制装置,其中,
在俯视观察时,所述中央部分的外周与所述第二主板的不具有所述第二开口的部分重叠。
5.根据权利要求4所述的流体控制装置,其中,
所述中央部分是相对于所述周边部分向与所述泵室侧相反的一侧突出的形状。
6.根据权利要求3所述的流体控制装置,其中,
所述中央部分是相对于所述周边部分向所述泵室侧突出的形状,
在俯视观察时所述中央部分收进于所述第二开口内。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的流体控制装置,其中,
所述流体控制装置具备安装于所述驱动体的平板。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的流体控制装置,其中,
在所述第二主板中,与所述第二开口邻接的部分比在俯视观察所述第二主板时与所述外框部重叠的部分薄。
9.根据权利要求8所述的流体控制装置,其中,
所述薄的部分为所述第二主板中向所述泵室侧凹陷的形状。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的流体控制装置,其中,
所述流体控制装置具备配置在所述泵室内所述第一主板与所述第二主板之间的阀部件。
11.根据权利要求10所述的流体控制装置,其中,
所述阀部件具备:
环状的阀膜;和
固定部件,将所述阀膜的外周侧的端部固定于所述第一主板或所述第二主板,
所述固定部件的内周侧的端部与所述第二开口不重叠。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020-164498 | 2020-09-30 | ||
JP2020164498 | 2020-09-30 | ||
PCT/JP2021/026240 WO2022070549A1 (ja) | 2020-09-30 | 2021-07-13 | 流体制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116324166A true CN116324166A (zh) | 2023-06-23 |
Family
ID=80949808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202180066387.9A Pending CN116324166A (zh) | 2020-09-30 | 2021-07-13 | 流体控制装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230235732A1 (zh) |
JP (1) | JPWO2022070549A1 (zh) |
CN (1) | CN116324166A (zh) |
DE (1) | DE112021005156T5 (zh) |
WO (1) | WO2022070549A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019159501A1 (ja) * | 2018-02-16 | 2019-08-22 | 株式会社村田製作所 | 流体制御装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4957501B2 (ja) * | 2007-10-16 | 2012-06-20 | 株式会社村田製作所 | 圧電マイクロブロア |
DE102008004147A1 (de) * | 2008-01-14 | 2009-07-16 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Mikropumpe und Verfahren zum Pumpen eines Fluids |
EP4234930A3 (en) * | 2018-05-31 | 2023-11-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Pump |
-
2021
- 2021-07-13 DE DE112021005156.3T patent/DE112021005156T5/de active Pending
- 2021-07-13 CN CN202180066387.9A patent/CN116324166A/zh active Pending
- 2021-07-13 JP JP2022553483A patent/JPWO2022070549A1/ja active Pending
- 2021-07-13 WO PCT/JP2021/026240 patent/WO2022070549A1/ja active Application Filing
-
2023
- 2023-03-28 US US18/191,100 patent/US20230235732A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20230235732A1 (en) | 2023-07-27 |
WO2022070549A1 (ja) | 2022-04-07 |
DE112021005156T5 (de) | 2023-08-10 |
JPWO2022070549A1 (zh) | 2022-04-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10502328B2 (en) | Valve and fluid control appratus | |
US11047376B2 (en) | Actuator support structure and pump device | |
US9482217B2 (en) | Fluid control device | |
US9028226B2 (en) | Fluid control device | |
US9046093B2 (en) | Fluid control device | |
CN112204256B (zh) | 泵 | |
CN107735573B (zh) | 泵 | |
US8747080B2 (en) | Fluid pump | |
CN111492142A (zh) | 泵 | |
CN112789407B (zh) | 泵 | |
US20230235732A1 (en) | Fluid control device | |
US20230313790A1 (en) | Fluid control device | |
CN114041013B (zh) | 流体控制装置 | |
JP2002130135A (ja) | ダイヤフラム及び該ダイヤフラムを備えたポンプ装置 | |
CN114127421B (zh) | 流体控制装置 | |
US11879449B2 (en) | Piezoelectric pump with vibrating plate, protrusion and valve arrangement | |
CN115210469A (zh) | 流体控制装置 | |
JP2023126991A (ja) | ポンプ及び流体制御装置 | |
CN114746650A (zh) | 致动器以及流体控制装置 | |
JP2019190343A (ja) | ポンプ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |