JP2009264247A - 流体搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流体搬送装置の信頼性を向上させること。
【解決手段】流体搬送装置１０は、流入孔１５ａが形成された第１圧力室１１と、第１圧力室１１に連通し、第１圧力室１１に並んで形成され、流出孔１２ａが形成された第２圧力室１２と、が形成された筺体部１３と、第１圧力室１１及び第２圧力室１２を夫々画成し、変位素子により屈曲を繰り返すダイアフラム部１４と、を備える。ダイアフラム部１４の屈曲により第１圧力室１１が拡張するときは、第２圧力室１２が収縮するように、ダイアフラム部１４が筺体部１３に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体を搬送する流体搬送装置に関するものであり、より詳細には、変位素子により屈曲を繰り返すダイアフラム部を備える流体搬送装置に関するものである。

近年、電気、電子機器及び電子部品の発熱体を冷却する冷却装置として、小型薄型のダイアフラム型の流体搬送装置が用いられている。この流体搬送装置は、例えば、医療、化学分野において、微小流体流量を高精度に制御するためのマイクロポンプとして用いられている。

一方で、ポンプ室内に液体を導入させつつ逆流を阻止する吸込弁と、ポンプ室内の液体を吐出させつつ、逆流を阻止する吐出弁と、を有するダイアフラム型の小型ポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、ポンプ室へ向けて逆止弁を設けた入口流路と、出口流路とが開口しているダイアフラム型のポンプが知られている（例えば、特許文献２参照）。さらに、流体流入部に、ダイアフラムポンプの外界に流体が流出するのを阻止する吸込側逆止弁を有し、流体流通部に、吸込室に流体が流出するのを阻止する中間逆止弁を有するダイアフラムポンプが知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００３−３５２６４号公報 特開２００２−３２２９８６号公報 特開２００３−３２００２０号公報

しかしながら、上記特許文献１乃至３に示す従来技術においては、いずれも、逆止弁が設けられている。この逆止弁は繰返し開閉動作を行うため、機械的な劣化や故障が生じる虞があり、当該ポンプ装置の信頼性の低下に繋がる虞がある。また、逆止弁を設けることによって部品点数が増加し、組立工数及びコスト増加に繋がる虞がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、信頼性を向上させた流体搬送装置を提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、流入孔が形成された第１圧力室と、該第１圧力室に連通し、該第１圧力室に並んで形成され、流出孔が形成された第２圧力室と、が形成された筺体部と、前記第１圧力室及び前記第２圧力室を夫々画成し、変位素子により屈曲を繰り返すダイアフラム部と、を備える流体搬送装置であって、前記ダイアフラム部の屈曲により前記第１圧力室が拡張するときは、前記第２圧力室が収縮するように、前記ダイアフラム部が前記筺体部に設けられている、ことを特徴とする流体搬送装置である。

他方、上記目的を達成するための本発明の一態様は、第１流入孔が形成された第１圧力室と、第２流入孔が形成され、前記第１圧力室に対向して形成された第３圧力室と、前記第１圧力室に連通し、該第１圧力室に並んで形成され、第１流出孔が形成された第２圧力室と、第２流出孔が形成され、前記第２圧力室に対向して形成された第４圧力室と、が形成された筺体部と、前記第１圧力室乃至前記第４圧力室を夫々画成し、変位素子により屈曲を繰り返すダイアフラム部と、を備える流体搬送装置であって、前記ダイアフラム部の屈曲により、前記第１圧力室及び前記第４圧力室が拡張するときは、前記第２圧力室及び前記第３圧力室が収縮するように、前記ダイアフラム部が前記筺体部に設けられている、ことを特徴とする流体搬送装置であってもよい。

本発明によれば、流体搬送装置の信頼性を向上させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施形態を挙げて説明する。
（本発明の実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る流体搬送装置を示す断面図である。図２は、図１に示す流体搬送装置１０を直線Ｘ−Ｘで切断した際の断面図であり、図１の流体搬送装置１０を上方から見た図である。

本実施形態１に係る流体搬送装置１０は、第１圧力室１１と第２圧力室１２とが形成された筐体部１３と、変位素子により屈曲を繰り返すダイアフラム部１４と、を備えている。第１圧力室１１と第２圧力室１２とは併設されており、連通孔１６ａを介して連通している。また、薄い略円板状のダイアフラム部１４は、第１圧力室１１及び第２圧力室１２を夫々画成している。

筐体部１３は、薄型の略円筒形状に形成されている。また、筐体部１３は、第１圧力室１１及び第２圧力室１２を画成する下側筐体部（ベース部）１３ａと、下側筐体部１３ａを塞ぐ蓋状の上側筐体部１３ｂと、を有している。下側筐体部１３ａと上側筐体部１３ｂとは、ねじ等の締結部材や接着材によって、取り付けられている。

下側筐体部１３ａの略中央部は、上側筐体部１３ｂ側へ略山形状に突出する第１突状部（突状部）１５が形成されている。第１突状部１５の略中央部には、流体（例えば、冷却液等の液体）が流入する流入孔１５ａが略垂直方向（上下方向）へ形成されている。なお、第１突状部１５の高さは、ダイアフラム部１４が凹状に屈曲したとき（図４（ｄ））、ダイアフラム部１４の下面が流入孔１５ａの開口を塞ぐような高さに調整されている。

流入孔１５ａは、流入側へ末広がり状に形成されている。この末広がり形状により、流体が流入孔１５ａから流入する際の流入抵抗を、小さく抑えることができるため、流体搬送装置１０の流体搬送効率をより向上させることができる。なお、流体搬送装置１０の流体搬送効率を向上させることによる、流体搬送装置１０の省電力化も期待できる。

第１圧力室１１は、第１突状部１５を中心にして、下側筐体部１３ａの底面と、ダイアフラム部１４の下面とで画成されている。また、第１突状部１５の外側には、上側筐体部１３ｂ側へ突出する同心円状の第２突状部１６が形成されている。第２突状部１６には、第１圧力室１１側（中心側）から第２圧力室１２側（外側）へ末広がり状に、連通孔１６ａが形成されている。この末広がり形状により、流体が、連通孔１６ａを介して、第１圧力室１１側から第２圧力室１２側へ流動する際の流動抵抗を小さく抑えることができるため、流体搬送装置１０の流体搬送効率を向上させることができる。

第２突状部１６には、連通孔１６ａが略等間隔で４つ形成されているが、形成される連通孔１６ａの数及び位置は任意でよい。第２突状部１６の外側には、略円環状の第２圧力室１２が、下側筐体部１３ａと、後述するダイアフラム部１４の往復部材１７と、で画成されている。

第２圧力室１２には、流体が流出する流出孔１２ａが略垂直方向へ形成されている。また、流出孔１２ａは、流出側へ末広がり状に形成されている。この末広がり形状により、流体が流出孔１２ａから流出する際の流出抵抗を小さく抑えることができるため、流体搬送装置１０の流体搬送効率を向上させることができる。なお、流出孔１２ａは、連通孔１６ａの外側に４つ形成されているが、形成される流出孔１２ａの数及び位置は任意でよい。

ダイアフラム部１４は、変位素子である薄板状の圧電素子（例えば、ＰＺＴ：チタン酸ジルコン酸鉛）の両面に、電極を兼ねた金属薄板を積層し、これを合成樹脂シート等からなる弾性シム板に接着して構成される。圧電素子に、両電極を介して交流電圧を印加することで、ダイアフラム部１４は凹状又は凸状の屈曲を繰り返す。

ダイアフラム部１４の外周端縁には、第２圧力室１２の流出孔１２ａ側へ突出し、略円環状の往復部材１７が設けられている。また、往復部材１７は、剛性部材からなる略円環状の剛性部１７ａと、剛性部１７ａの内周面及び外周面に設けられ、ゴム等の弾性部材からなるシール部１７ｂと、を有している（図３）。シール部１７ｂは、剛性部１７ａの内周面及び外周面に、略等間隔で４つずつ形成されているが、第２圧力室１２を密閉できれば、形成されるシール部１７ｂの数及び位置は任意でよい。

往復部材１７は、下側筐体部１３ａの内周面と第２突状部１６の外周面との間に、嵌合しており、ダイアフラム部１４の屈曲振動により、垂直方向へ往復動する。このとき、シール部１７ｂは弾性変形して、下側筺体部１３ａの内周面及び第２突状部１６の外周面に圧接し、第２圧力室１２を密閉する。

ダイアフラム部１４は、下側筐体部１３ａの第２突状部１６に設けられた略円環状の下側支持部１８ａと、上側筐体部１３ｂに設けられ、かつ下側支持部１８ａに対向する位置に設けられた略円環状の上側支持部１８ｂと、に挟み込まれるように支持されている。下側支持部１８ａおよび上側支持部１８ｂは、ゴム等のシール性の弾性部材により形成されている。この下側支持部１８ａにより、ダイアフラム部１４の下面と第２突状部１６との間が密閉され、第１圧力室１１が密閉される。

上述のようにダイアフラム部１４が筐体部１３に設けられることで、ダイアフラム部１４が屈曲振動したときに、第１圧力室１１が拡張するときは、第２圧力室１２は収縮する。一方で、第１圧力室１１が収縮するときは、第２圧力室１２は拡張する。

次に本実施形態１に係る流体搬送装置１０の作用について、詳細に説明する。図４（ａ）乃至（ｄ）は、ダイアフラム部１４に交流電圧を印加したときの、流体搬送装置１０の動作状態を示す断面図である。

ダイアフラム部１４に交流電圧（例えば、正電圧）が印加されると、ダイアフラム部１４は上側支持部１８ｂおよび下側支持部１８ａに支持されて、図４（ａ）状態（中立状態）から図４（ｂ）状態のように、その略中央部分が凸状に屈曲する。この凸状屈曲により、第１圧力室１１は拡張し、第１圧力室１１内の圧力は減少するため、流体が流入孔１５ａを介して第１圧力室１１内へ流入する。このとき、流入孔１５ａは、上述の如く、流入側へ末広がり状に形成されているため、流体は第１圧力室１１内へスムーズに流入することができる。

一方で、ダイアフラム部１４の往復部材１７が下方向へ移動するため、第２圧力室１２は収縮し、第２圧力室１２内の圧力は増加する。これにより、流体が流出孔１２ａを介して第２圧力室１２から流出する。このとき、流出孔１２ａは、上述の如く、流出側へ末広がり状に形成されているため、流体は第２圧力室１２からスムーズに流出することができる。

次に、ダイアフラム部１４に交流電圧（例えば、負電圧）が印加されると、ダイアフラム部１４は、上側支持部１８ｂおよび下側支持部１８ａに支持されて、図４（ｂ）状態から図４（ｃ）状態（中立状態）を経て、図４（ｄ）状態のように、その略中央部が凹状に屈曲する。この凹状屈曲により、第１圧力室１１は収縮し、第１圧力室１１内の圧力は増加する。このとき、ダイアフラム部１４の下面は、流入孔１５ａの開口を塞ぐため、流入孔１５ａから流体が流出するのを防止できる。一方で、ダイアフラム部１４の往復部材１７が上方へ移動するため、第２圧力室１２は拡張し、第２圧力室１２内の圧力は減少する。これにより、第１圧力室１１と第２圧力室１２との間に圧力差が生じ、この圧力差によって、第１圧力室１１内の流体は、連通孔１６ａを介して、第２圧力室１２内へ流入する。

さらに、ダイアフラム部１４に交流電圧（例えば、正電圧）が印加されると、ダイアフラム部１４は上側支持部１８ｂおよび下側支持部１８ａに支持されて、図４（ｄ）状態から図４（ａ）状態に戻る。このように、交流電圧をダイアフラム部１４に印加し、ダイアフラム部１４が、上記図４（ａ）状態乃至（ｄ）状態を繰り返すことで、流入孔１５ａから流入した流体は、第１圧力室１１及び第２圧力室１２を介して、流出孔１２ａから流出し、搬送される。

以上、本実施形態１に係る流体搬送装置１０において、ダイアフラム部１４の屈曲振動により、第１圧力室１１が拡張するときは第２圧力室１２が収縮し、第１圧力室１１が収縮するときは第２圧力室１２が拡張するように、ダイアフラム部１４が筺体部１３に設けられている。これにより、第１圧力室１１及び第２圧力室１２を、拡張及び収縮させる構成だけで、逆止弁を用いることなく、小型軽量の流体搬送装置１０を簡易に構成することができる。したがって、例えば、逆止弁による機械的な劣化や故障が発生しないため、流体搬送装置１０の信頼性を向上させることができる。また、逆止弁を設けないことによる流体搬送装置１０の簡略化により、部品点数、組立工数、及びコストの低減に繋がる。なお、本実施形態１に係る流体搬送装置１０を、例えば、ノートパソコン等の電子機器や電子部品の冷却装置に適用すると効果的である。

次に、本実施形態１の変形例について、詳細に説明する。上記実施形態１において、下側筐体部１３ａの略中央部は、上側筐体部１３ｂ側へ略山形状に突出する第１突状部１５が形成されているが、下側筐体部１３ｃに第１突状部１５が形成されない構成でもよい（図５）。これにより、下側筐体部１３ｃの加工が容易となり、製造コスト低減に繋がる。
（本発明の実施形態２）
図６は、本発明の実施形態２に係る流体搬送装置を示す断面図である。図６に示すように、本実施形態２に係る流体搬送装置２０において、下側筺体部２３ａの第１突状部２５に流出孔２５ａが形成され、この流出孔２５ａは、流出側（筐体部２３の外側）へ末広がり状に形成されている。また、第２圧力室１２に流入孔２２ａが形成され、この流入孔２２ａは、流入側（筐体部２３の内側）へ末広がり状に形成されている。さらに、連通孔２６ａは、第２圧力室１２側から第１圧力室１１側へ末広がり状に形成されている。なお、実施形態２におけるダイアフラム部１４の交流電圧の印加方向は、実施形態１におけるダイアフラム部１４の交流電圧の印加方向と、逆方向となる。

本実施形態２に係る流体搬送装置２０において、他の構成は、実施形態１に係る流体搬送装置１０と略同一である。図６に示す実施形態２において、図１に示す実施形態１と同一部分には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

ダイアフラム部１４に交流電圧を印加し屈曲振動させることで、第２圧力室１２から流入した流体は、第２圧力室１２、連通孔２６ａ、および第１圧力室１１を介して流出孔２５ａから流出し、搬送される。これにより、第１圧力室１１及び第２圧力室１２を拡張及び収縮させる構成だけで、逆止弁を用いることなく、小型軽量の流体搬送装置２０を簡易に構成することができる。したがって、例えば、逆止弁による機械的な劣化や故障が発生しないため、流体搬送装置２０の信頼性を向上させることができる。
（本発明の実施形態３）
図７は、本発明の実施形態３に係る流体搬送装置を示す断面図である。図７に示すように、本実施形態３に係る流体搬送装置３０において、下側筺体部３３ａの第１突状部３５の流入孔３５ａの内径、第２突状部３６の連通孔３６ａの内径、および第２圧力室１２の流出孔３２ａの内径が、一定となっている。本実施形態３に係る流体搬送装置３０において、他の構成は、実施形態１に係る流体搬送装置１０と略同一である。図７に示す実施形態３において、図１に示す実施形態１と同一部分には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

本実施形態３に係る流体搬送装置３０において、下側筺体部３３ａの第１突状部３５の流入孔３５ａ、第２突状部３６の連通孔３６ａ、および第２圧力室１２の流出孔３２ａ、における流動抵抗は、流体の流動方向によって変わらない。したがって、ダイアフラム部１４の交流電圧の印加方向を変えるだけで、容易に流体搬送装置３０における流体の流動方向を可変させることができる。例えば、流体を流入孔３５ａから流入させ、第１圧力室１１、連通孔３６ａ、および第２圧力室１２を介して、流出孔３２ａから流出させ、搬送する構成から、流体を流出孔３２ａから流入させ、第２圧力室１２、連通孔３６ａ、および第１圧力室１１を介して、流入孔３５ａから流出させ、搬送する構成へ、容易に可変させることができる。
（本発明の実施形態４）
図８は、本発明の実施形態４に係る流体搬送装置を示す断面図である。図８に示すように、本実施形態４に係る流体搬送装置４０において、上側筐体部４３ｂに第１通気孔４１が形成されており、ダイアフラム部４４に第２通気孔４２が形成されている。

第１通気孔４１は、上側支持部材１８ｂの内側に形成される第１密閉空間４５と、上側支持部材１８ｂの外側に形成される第２密閉空間４６と、の間を貫通し、通気させる。また、第２通気孔４２は、下側支持部材１８ａの外側に形成される第３密閉空間４７と、第２密閉空間４６との間を貫通し、通気させる。なお、第１通気孔４１は、上側筐体部４３ｂに２つ形成されているが、形成される第１通気孔４１の数は任意でよい。また、第２通気孔４２は、ダイアフラム部４４に２つ形成されているが、形成される第２通気孔４２の数は任意でよい。

本実施形態４に係る流体搬送装置４０において、他の構成は、実施形態１に係る流体搬送装置１０と略同一である。図８に示す実施形態４において、図１に示す実施形態１と同一部分には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

ダイアフラム部４４に交流電圧が印加され、ダイアフラム部４４の略中央部分が凸状に屈曲すると、第１圧力室１１が拡張し、第１圧力室１１内の圧力は減少する。このとき、第１密閉空間４５は圧縮されるが、第１密閉空間４５内の気体（例えば、空気）は第１通気孔４１を介して第２密閉空間４６内へ流動し、第１密閉空間４５内の圧力が減少する。このため、第１圧力室１１を拡張する際のダイアフラム部４４の動作抵抗を軽減することができ、流体搬送装置４０の流体搬送効率を向上させることができる。

また、上記凸状屈曲により、第３密閉空間４７は第１密閉空間４５と同様に圧縮されるが、第３密閉空間４７内の気体は第２通気孔４２を介して第２密閉空間４６へ流動し、第３密閉空間４７内の圧力が減少する。このため、第２圧力室１２を収縮する際のダイアフラム部４４の動作抵抗を軽減することができ、流体搬送装置４０の流体搬送効率を向上させることができる。

一方で、ダイアフラム部４４に交流電圧が印加され、ダイアフラム部４４の略中央部分が凹状に屈曲すると、第１圧力室１１が収縮し、第１圧力室１１内の圧力は増加する。このとき、第１密閉空間４５は拡張されるが、第２密閉空間４６内の気体が第１通気孔４１を介して第１密閉空間４５内へ流動し、第１密閉空間４５内の圧力が増加する。このため、第１圧力室１１を収縮する際のダイアフラム部４４の動作抵抗を軽減することができ、流体搬送装置４０の流体搬送効率を向上させることができる。

同様に、上記屈曲により、第３密閉空間４７も拡張されるため、第２密閉空間４６内の流体は第２通気孔４２を介して第３密閉空間４７へ流動し、第３密閉空間４７内の圧力が増加する。このため、第２圧力室１２を拡張する際のダイアフラム部４４の動作抵抗を軽減することができ、流体搬送装置４０の流体搬送効率を向上させることができる。

以上のように、第１通気孔４１及び第２通気孔４２を設けるだけの簡易な構成で、ダイアフラム部４４の動作抵抗を軽減でき、流体搬送装置４０の流体搬送効率を向上させることができる。
（本発明の実施形態５）
図９は、本発明の実施形態５に係る流体搬送装置を示す断面図である。図９に示すように、本実施形態５に係る流体搬送装置５０において、上側筺体部５３ｂの上側支持部１８ｂの内側に、第３通気孔５８が形成されている。また、上側筺体部５３ｂの上側支持部１８ｂの外側に、第４通気孔５９が形成されている。第３通気孔５８は、筺体部５３の外部と第１密閉空間５５との間を貫通し通気させ、第１密閉空間５５を大気開放している。第４通気孔５９は、筺体部５３の外部と第２密閉空間５６との間を貫通し通気させ、第２密閉空間５６を大気開放している。さらに、上記実施形態４と同様に、ダイアフラム部５４の下側支持部１８ａ及び上側支持部１８ｂの外側に、第２通気孔５２が形成されている。

なお、第３通気孔５８は、上側筺体部５３ｂの略中央部に、１つ形成されているが、形成される第３通気孔５８の位置及び数は任意でよい。また、第４通気孔５９は、上側筺体部５３ｂに２つ形成されているが、形成される第４通気孔５９の位置および数は任意でよい。

本実施形態５に係る流体搬送装置５０において、他の構成は、実施形態１に係る流体搬送装置１０と略同一である。図９に示す実施形態５において、図１に示す実施形態１と同一部分には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

ダイアフラム部５４に交流電圧が印加され、ダイアフラム部５４の略中央部分が凸状に屈曲すると、第１圧力室１１が拡張し、第１圧力室１１内の圧力は減少する。このとき、第１密閉空間５５は圧縮されるが、第１密閉空間５５内の気体は第３通気孔５８を介して外部へ流出し、第１密閉空間５５内の圧力が減少する。このため、第１圧力室１１を拡張する際のダイアフラム部５４の動作抵抗を軽減することができ、流体搬送装置５０の流体搬送効率を向上させることができる。

また、上記凸状屈曲により、第３密閉空間５７は第１密閉空間５５と同様に圧縮され、その圧力が増加するが、第３密閉空間５７内の気体は第２通気孔５２及び第４通気孔５９を介して、外部へ流出し、第３密閉空間５７内の圧力が減少する。これにより、第２圧力室１２を収縮する際のダイアフラム部５４の動作抵抗を軽減することができ、流体搬送装置５０の流体搬送効率を向上させることができる。

一方で、ダイアフラム部５４に交流電圧が印加され、ダイアフラム部５４の略中央部分が凹状に屈曲すると、第１圧力室１１が収縮し、第１圧力室１１内の圧力は増加する。このとき、第１密閉空間５５は拡張されるが、外気が第３通気孔５８を介して第１密閉空間５５内へ流入し、第１密閉空間５５内の圧力が増加する。これにより、第１圧力室１１を収縮する際のダイアフラム部５４の動作抵抗を軽減することができ、流体搬送装置５０の流体搬送効率を向上させることができる。

同様に、上記凹状屈曲により、第３密閉空間５７は第１密閉空間５５と同様に拡張され、その圧力が減少するが、外気が第４通気孔５９および第２通気孔５２を介して第３密閉空間５７へ流入し、第３密閉空間５７内の圧力が増加する。これにより、第２圧力室１２を拡張する際のダイアフラム部５４の動作抵抗を軽減することができ、流体搬送装置５０の流体搬送効率を向上させることができる。
（本発明の実施形態６）
図１０は、本発明の実施形態６に係る流体搬送装置を示す断面図である。図１０に示すように、本実施形態６に係る流体搬送装置６０は、第１圧力室１１、第２圧力室１２、第３圧力室６１、および第４圧力室６２が形成された筺体部６３と、変位素子により屈曲を繰り返すダイアフラム部１４と、を備えている。

図１０に示すように、第１圧力室１１と第３圧力室６１、第２圧力室１２と第４圧力室６２、第１流入孔（流入孔）１５ａと第２流入孔６５ａ、第１流出孔（流出孔）１２ａと第２流出孔６２ａ、第１連通孔（連通孔）１６ａと第２連通孔６６ａ、第１突状部１５と第１突状部６５、第２突状部１６と第２突状部６６、および、第１往復部材（往復部材）１７と第２往復部材６７と、が夫々、ダイアフラム部１４を含む面を対称面として、互いに略面対称に形成されている。

本実施形態６に係る流体搬送装置６０において、他の構成は、実施形態１に係る流体搬送装置１０と略同一である。図１０に示す実施形態６において、図１に示す実施形態１と同一部分には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

ダイアフラム部１４に交流電圧が印加されると、ダイアフラム部１４の略中央部分が凸状に屈曲する。この凸状屈曲により、第１圧力室１１は拡張し、第１圧力室１１内の圧力は減少する。これにより、流体が第１流入孔１５ａを介して第１圧力室１１内へ流入する。同時に、ダイアフラム部１４の第１往復部材１７が下方向へ移動するため、第２圧力室１２は収縮し、第２圧力室１２内の圧力は増加する。これにより、流体が第１流出孔１２ａを介して第２圧力室１２から外部へ流出し、搬送される。

一方で、第３圧力室６１は収縮し、第３圧力室６１内の圧力は増加する。また、ダイアフラム部１４の第２往復部材６７が下方向へ移動するため、第４圧力室６２は拡張し、第４圧力室６２内の圧力は減少する。これにより、第３圧力室６１と第４圧力室６２との間に圧力差が生じ、この圧力差により第３圧力室６１内の流体が、第２連通孔６６ａを介して第４圧力室６２内へ流入する。

他方で、ダイアフラム部１４に交流電圧が印加され、ダイアフラム部１４の略中央部分が凹状に屈曲する。この凹状屈曲により、第１圧力室１１は収縮し、第１圧力室１１内の圧力は増加する。また、ダイアフラム部１４の第１往復部材１７が上方向へ移動するため、第２圧力室１２は拡張し、第２圧力室１２内の圧力は減少する。これにより、第１圧力室１１と第２圧力室１２との間に圧力差が生じ、この圧力差によって、第１圧力室１内の流体が、第１連通孔１６ａを介して第２圧力室１２内へ流入する。

一方で、第３圧力室６１は拡張し、第３圧力室６１内の圧力は減少する。これにより、流体が、第２流入孔６５ａを介して第３圧力室６１内へ流入する。同時に、ダイアフラム部１４の第２往復部材６７が上方向へ移動するため、第４圧力室６２は収縮し、第４圧力室６２内の圧力は増加する。これにより、第４圧力室６２内の流体が、第２流出孔６２ａを介して流出し、搬送される。

上述のように、流体搬送装置６０において、一方の流体は、第１流入孔１５ａから流入し、第１圧力室１１及び第２圧力室１２を介して第１流出孔１２ａから流出し、搬送される。同時に、他方の流体は、第２流入孔６５ａから流入し、第３圧力室６１及び第４圧力室６２を介して第２流出孔６２ａから流出し、搬送される。

以上、本実施形態６に係る流体搬送装置６０において、共用の１つのダイアフラム部１４の上下面を用いて、上側及び下側の２つの流体搬送器を、同時に構成することができる。これにより、流体搬送装置６０の流体搬送効率を向上させることができる。

なお、本発明を実施するための最良の形態について上記実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。例えば、上記実施形態１乃至６を任意に組み合わさる構成であってもよい。

本発明の実施形態１に係る流体搬送装置を示す断面図である。 図１に示す流体搬送装置を直線Ｘ−Ｘで切断した際の断面図であり、図１の流体搬送装置を上方から見た図である。 本発明の実施形態１に係る流体搬送装置のダイアフラム部の往復部材を示す断面図である。 （ａ）ダイアフラム部に交流電圧を印加したときの、流体搬送装置の動作状態を示す断面図である。（ｂ）ダイアフラム部に交流電圧を印加したときの、流体搬送装置の動作状態を示す断面図である。（ｃ）ダイアフラム部に交流電圧を印加したときの、流体搬送装置の動作状態を示す断面図である。（ｄ）ダイアフラム部に交流電圧を印加したときの、流体搬送装置の動作状態を示す断面図である。 本発明の実施形態１に係る流体搬送装置の変形例を示す断面図である。 本発明の実施形態２に係る流体搬送装置を示す断面図である。 本発明の実施形態３に係る流体搬送装置を示す断面図である。 本発明の実施形態４に係る流体搬送装置を示す断面図である。 本発明の実施形態５に係る流体搬送装置を示す断面図である。 本発明の実施形態６に係る流体搬送装置を示す断面図である。

符号の説明

１０ 流体搬送装置
１１ 第１圧力室
１２ 第２圧力室
１３ 筺体部
１３ａ 下側筺体部
１３ｂ 上側筺体部
１４ ダイアフラム部
１５ 第１突状部
１５ａ 流入孔
１６ 第２突状部
１６ａ 連通孔
１７ 往復部材
１８ａ 下側支持部
１８ｂ 上側支持部

Claims (12)

1. 流入孔が形成された第１圧力室と、該第１圧力室に連通し、該第１圧力室に並んで形成され、流出孔が形成された第２圧力室と、が形成された筺体部と、
   前記第１圧力室及び前記第２圧力室を夫々画成し、変位素子により屈曲を繰り返すダイアフラム部と、を備える流体搬送装置であって、
   前記ダイアフラム部の屈曲により前記第１圧力室が拡張するときは、前記第２圧力室が収縮するように、前記ダイアフラム部が前記筺体部に設けられている、ことを特徴とする流体搬送装置。
2. 請求項１記載の流体搬送装置であって、
   前記ダイアフラム部の端縁には、前記第２圧力室の流出孔側へ突出し、前記屈曲により往復動を繰り返す往復部材が設けられており、
   前記筺体部は、上側筺体部と、下側筺体部と、を有しており、
   前記上側および下側筺体部には、前記第１圧力室と前記第２圧力室との間で、前記ダイアフラム部を支持する支持部が設けられており、
   前記第１圧力室は、前記下側筺体部と前記支持部と前記ダイアフラム部とで画成されており、
   前記第２圧力室は、前記下側筺体部と前記ダイアフラム部の往復部材とで画成されている、ことを特徴とする流体搬送装置。
3. 請求項２記載の流体搬送装置であって、
   前記第１圧力室の流入孔は、流入側へ末広がり状に形成されており、
   前記第２圧力室の流出孔は、流出側へ末広がり状に形成されており、
   前記下側筺体部には、前記第１圧力室と前記第２圧力室とを連通する連通孔が形成されており、
   前記連通孔は、前記第１圧力室側から前記第２圧力室側へ末広がり状に形成されている、ことを特徴とする流体搬送装置。
4. 請求項２又は３記載の流体搬送装置であって、
   前記下側筺体部の略中央部には、前記ダイアフラム部側へ突出する突状部が設けられており、
   該突状部に前記流入孔が形成されている、ことを特徴とする流体搬送装置。
5. 請求項２乃至４のうちいずれか１項記載の流体搬送装置であって、
   前記筺体部の支持部は、弾性のシール部材からなり、
   前記支持部は、前記上側筺体部に設けられた上側支持部と、前記下側筺体部に設けられた下側支持部と、を有し、
   前記上側支持部と前記下側支持部とは、前記ダイアフラム部を挟みこむようにして、該ダイアフラム部を支持している、ことを特徴とする流体搬送装置。
6. 請求項５記載の流体搬送装置であって、
   前記上側支持部は、該上側支持部の内側に第１密閉空間を画成しており、該上側支持部の外側に第２密閉空間を画成しており、
   前記上側筐体部には、前記第１密閉空間と前記第２密閉空間とを通気させる第１通気孔が形成されている、ことを特徴とする流体搬送装置。
7. 請求項５記載の流体搬送装置であって、
   前記上側支持部は、該上側支持部の内側に第１密閉空間を画成しており、該上側支持部の外側に第２密閉空間を画成しており、前記下側支持部は、該下側支持部の外側に第３密閉空間を画成しており、
   前記ダイアフラム部には、前記第２密閉空間と前記第３密閉空間とを通気させる第２通気孔が形成されている、ことを特徴とする流体搬送装置。
8. 請求項５記載の流体搬送装置であって、
   前記上側支持部は、該上側支持部の内側に第１密閉空間を画成しており、該上側支持部の外側に第２密閉空間を画成しており、
   前記上側筐体部において、前記上側支持部の内側に前記第１密閉空間と外部とを通気させる第３通気孔が形成されており、前記上側支持部の外側に前記第２密閉空間と外部とを通気させる第４通気孔が形成されている、ことを特徴とする流体搬送装置。
9. 第１流入孔が形成された第１圧力室と、第２流入孔が形成され、前記第１圧力室に対向して形成された第３圧力室と、前記第１圧力室に連通し、該第１圧力室に並んで形成され、第１流出孔が形成された第２圧力室と、第２流出孔が形成され、前記第２圧力室に対向して形成された第４圧力室と、が形成された筺体部と、
   前記第１圧力室乃至前記第４圧力室を夫々画成し、変位素子により屈曲を繰り返すダイアフラム部と、を備える流体搬送装置であって、
   前記ダイアフラム部の屈曲により、前記第１圧力室及び前記第４圧力室が拡張するときは、前記第２圧力室及び前記第３圧力室が収縮するように、前記ダイアフラム部が前記筺体部に設けられている、ことを特徴とする流体搬送装置。
10. 請求項９記載の流体搬送装置であって、
    前記ダイアフラム部の端縁には、前記第２圧力室の第１流出孔側へ突出し、前記屈曲により往復動を繰り返す第１往復部材と、前記第４圧力室の第２流出孔側へ突出し、前記屈曲により往復動を繰り返す第２往復部材と、が設けられており、
    前記筺体部は、上側筺体部と、下側筺体部と、を有しており、
    前記筺体部には、前記第１圧力室と前記第２圧力室との間で、前記ダイアフラム部を支持する下側支持部と、前記下側支持部に対向し、前記第３圧力室と前記第４圧力室との間で、前記ダイアフラム部を支持する上側支持部と、が設けられており、
    前記第１圧力室は、前記下側筺体部と前記下側支持部と前記ダイアフラム部とで画成されており、
    前記第２圧力室は、前記下側筺体部と前記ダイアフラム部の第１往復部材とで画成されており、
    前記第３圧力室は、前記上側筺体部と前記上側支持部と前記ダイアフラム部とで画成されており、
    前記第４圧力室は、前記上側筺体部と前記ダイアフラム部の第２往復部材とで画成されている、ことを特徴とする流体搬送装置。
11. 請求項１０記載の流体搬送装置であって、
    前記第１流入孔及び前記第２流入孔は、流入側へ末広がり状に形成されており、
    前記第１流出孔及び前記第２流出孔は、流出側へ末広がり状に形成されており、
    前記下側筺体部には、前記第１圧力室と前記第２圧力室とを連通する第１連通孔が形成されており、
    前記上側筺体部には、前記第３圧力室と前記第４圧力室とを連通する第２連通孔が形成されており、
    前記第１連通孔は、前記第１圧力室側から前記第２圧力室側へ末広がり状に形成されており、
    前記第２連通孔は、前記第３圧力室側から前記第４圧力室側へ末広がり状に形成されている、ことを特徴とする流体搬送装置。
12. 請求項１０又は１１記載の流体搬送装置であって、
    前記下側筺体部の略中央部には、前記ダイアフラム部側へ突出する第１突状部が設けられており、該第１突状部に前記第１流入孔が形成されており、
    前記上側筺体部の略中央部には、前記第１突状部に対向して、前記ダイアフラム部側へ突出する第３突状部が設けられており、該第３突状部に前記第２流入孔が形成されている、ことを特徴とする流体搬送装置。

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