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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
チューブ内の流路を開閉するチューブバルブ（流路開閉装置）が知られている。
【０００３】
このチューブバルブとしては、駆動系に電磁式のモータおよびリードスクリューを用いてチューブを押圧してその流路を圧閉するもの（例えば、特許文献１参照）や、駆動系にソレノイドを用いてチューブを押圧してその流路を圧閉するもの（例えば、特許文献２参照）がある。
しかしながら、前記特許文献１のチューブバルブでは、チューブ内の流路を圧閉するための十分な押圧力を得るために、減速機構を必要とする。
【０００４】
また、前記特許文献２のチューブバルブでは、チューブ内の流路を圧閉するための押圧力を得るには、常に大電流を流す必要がある。
そして、いずれの特許文献１、２のチューブバルブにおいても、構造が複雑であり、また、小型化、軽量化がし難い。しかも、電磁力を用いているため、電磁ノイズが発生し、その電磁ノイズが他の機器に影響を及ぼすおそれがあるという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−８７２５９号公報
【特許文献２】
特開平８−１８９５７３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、簡単な構造で、小型化、軽量化に有利であり、大きな駆動力が得られ、チューブバルブにおいては、チューブ内の流路を容易かつ確実に開閉することができ、ポンプにおいては、容易かつ確実に流体を移送することができる流体装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
【００１３】
本発明の流体装置は、圧電素子を備えた振動体を有し、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより前記振動体を励振する超音波モータと、
前記振動体に当接し、前記振動体からの振動の伝達により駆動力が付与されて回転するロータと、
移動自在に設けられた可動部と、
前記ロータの回転運動を前記可動部の往復運動に変換する変換機構とを有し、
前記可動部の移動により、チューブ内の流路を開閉する流体装置であって、
前記変換機構は、前記ロータに形成された螺旋状のカム溝と、
前記可動部に固定され、前記カム溝内に挿入されたピンとを有し、
前記可動部は、その最上昇位置で前記チューブの表面に当接し、このとき、前記チューブ内の流路は、開通しており、かつ、前記ピンは、前記ロータの回転中心から最長位置における前記カム溝に係合しており、
前記カム溝が前記ロータと共に正転方向に回転すると、前記可動部が前記ピンと共に下降し、前記可動部により前記チューブ内の所定部位の流路が圧閉され、前記カム溝が前記ロータと共に逆転方向に回転すると、前記可動部が前記ピンと共に上昇し、これにより、前記チューブが元の形状に復元し、前記チューブ内の前記所定部位の流路が開通するよう構成されていることを特徴とする。
【００１４】
これにより、駆動系に超音波モータを用いるため、構造を簡素化することができ、小型化、軽量化に有利である。
また、大きな駆動力が得られ、チューブ内の流路を容易かつ確実に開閉することができる。
また、通常のモータを用いないことから、電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺機器に影響を及ぼすことを防止することができる。
また、変換機構を有しているので、より大きな押圧力が得られ、より確実にチューブ内の流路を圧閉することができる。
【００１６】
本発明の流体装置では、突出した受部が設けられたベースを有しており、
前記所定部位に対応する位置に前記受部が位置し、該受部で前記チューブ内の所定部位の流路が圧閉されることが好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の流体装置を添付図面に示す好適実施形態および参考例に基づいて詳細に説明する。
（第１参考例）
図１は、流体装置をチューブバルブに適用した場合の第１参考例を示す正面図、図２は、図１中のＩ−Ｉ線での断面図、図３は、超音波モータを構成する振動体を示す斜視図、図４は、図３中のＩＩ−ＩＩ線での断面図、図５は、ロータを正転方向に駆動する振動体の励振状態を示す説明図、図６は、ロータを逆転方向に駆動する振動体の励振状態を示す説明図、図７は、振動体を駆動制御する回路構成を示すブロック図である。
【００２６】
図１および図２に示すように、チューブバルブ（流路開閉装置）１は、ベース２と、このベース２に設けた回転軸３と、この回転軸３に回転自在に軸支したロータ（変位体）４と、このロータ４に駆動力を付与する超音波モータ５とを有している。超音波モータ５は、ロータ４の外周部に平面的に配置されて組み付けられている。これらベース２、回転軸３、ロータ４および超音波モータ５により、駆動系の主要部が構成される。
【００２７】
ロータ４は、超音波モータ５を構成する後述する振動体５０の振動により、駆動力が付与され、回転軸３をロータ回転中心とする正転方向（時計回りの方向）Ａ１または逆転方向（反時計回りの方向）Ａ２に正逆回転（変位）する。また、ロータ４の外周面は、後述する超音波モータ５を構成する振動体５０の凸部５１が当接（摺接）する摺動面４１を形成する。この場合、振動体５０は、その凸部５１がロータ４の摺動面４１を押圧する状態が維持されるように、図示しない腕部（弾性体）を介して支持（弾性的に支持）されている。
【００２８】
ロータ４の図２中左側の側面には、可動部として、外周面をカム面６１とする略卵型状のカム部材（ロータ４の回転軸３方向に突出する押圧部材）６が設けられており、ロータ４とカム部材６とが一体的に回転（ロータ４とカム部材６とが連動して回転）するようになっている。この場合、例えば、カム部材６がロータ４に固着されていてもよく、また、ロータ４とカム部材６とが一体的に（一部材で）形成されていてもよいが、特に、ロータ４とカム部材６とが一体的に形成されているのが好ましい。
【００２９】
ロータ４にカム部材６を設けることにより、装置全体の小型化、軽量化を図ることができる。そして、ロータ４とカム部材６とを一体的に形成することにより、部品点数を削減することができ、また、ロータ４とカム部材６とをより強固に接合することができ、信頼性が向上する。
このカム部材６のカム面６１とベース２上に突出させた受部２１との間には、可撓性を有する（復元可能な）チューブ（管状体）１０が設置されている。チューブ１０は、カム部材６のカム面６１と受部２１とに当接、すなわち、カム部材６のカム面６１と受部２１とで挟持されている。このチューブ１０の内腔は、流体が流れる（流動する）流路を構成する。
【００３０】
カム部材６がロータ４と共に正転方向（時計回りの方向）Ａ１に回転（正回転）すると、カム部材６のカム面６１は、その半径が最短側から最長側に向ってチューブ１０の表面を摺動する。これにより、カム部材６は、チューブ１０に対する押圧力が徐々に増大するようにそのチューブ１０を受部２１側に押圧（加圧）する。これによって、カム部材６と受部２１とでチューブ１０が挟み付けられ、圧潰変形し、チューブ１０内の流路が圧閉される（閉塞する）。すなわち、圧閉状態（閉塞状態）となる。
【００３１】
一方、上記した圧閉状態（閉塞状態）から、カム部材６がロータ４と共に逆転方向（反時計回りの方向）Ａ１に回転（逆回転）すると、カム部材６のカム面６１は、その半径が最長側から最短側に向ってチューブ１０の表面を摺動する。これにより、チューブ１０に対するカム部材６による押圧力は、徐々に減少し、圧潰変形状態にあるチューブ１０が元の形状に復元し、チューブ１０内の流路が開放される（開通する）。すなわち、開放状態（開通状態）となる。
【００３２】
なお、ロータ４には、回転量（変位量）検出手段としてのロータリエンコーダ７が設置されている。このロータリエンコーダ７の機能は、図７に示す後述する超音波モータ５の駆動制御回路とともに説明する。
次に、上記した超音波モータの構成およびその駆動制御を説明する。
なお、図３および図４において、超音波モータ５を構成する振動体５０は、その厚さ方向を誇張して示している。
【００３３】
図３および図４に示すように、超音波モータ５を構成する振動体５０は、ほぼ長方形の板状をなしている。振動体５０は、例えば第１の４つの電極５２ａ、５２ｂ、５２ｃおよび５２ｄと、第１の圧電素子５３と、補強板５４と、第２の圧電素子５５と、第２の４つの電極５６ａ、５６ｂ、５６ｃおよび５６ｄとを順に積層して構成されている。第１の電極５２ａ〜５２ｄ、第２の電極５６ａ〜５６ｄは、第１の電極５２ａ〜５２ｄと、第２の電極５６ａ〜５６ｄとが、それぞれ、対応するように配置されている。第１および第２の圧電素子５３、５５は、それぞれ、長方形状をなしているとともに、これらとほぼ同一の長方形状をなす補強板５４の両面にそれぞれ設置（固着）されている。
【００３４】
前記振動体５０をより詳細に説明すると、振動体５０においては、第１の圧電素子５３を４つの長方形の領域にほぼ等しく分割（区分）し、分割された各領域に、第１の電極５２ａ〜５２ｄがそれぞれ設置されている。同様にして、第２の圧電素子５５もまた４つの領域に分割（区分）し、分割された各領域に、第２の電極５６ａ〜５６ｄが第１の圧電素子５３の第１の電極５２ａ〜５２ｄに対して図３および図４中上下対称的にそれぞれ設置されている。
【００３５】
第１の圧電素子５３の表面側に積層される一方の対角線上の第１の電極５２ａ、５２ｃと、第２の圧電素子５５の裏面側に積層される一方の対角線上の第２の電極５６ａ、５６ｃとは、すべて電気的に接続されている。これにより、第１のグループ電極５７が形成される。同様にして、第１の圧電素子５３の表面側に積層される他方の対角線上の第１の電極５２ｂ、５２ｄと、第２の圧電素子５５の裏面側に積層される一方の対角線上の第２の電極５６ｂ、５６ｄとは、すべて電気的に接続（以下、単に「接続」と言う）されている。これにより、第２のグループ電極５８が形成される。そして、第１および第２のグループ電極５７、５８は、後述する駆動制御回路に接続されている。
【００３６】
これら第１および第２の圧電素子５３、５５の構成材料としては、特に限定されないが、例えばチタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ）、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種のものが好適に用いられる。
また、第１および第２の圧電素子５３、５５間に介在された補強板５４は、振動体５０全体を補強する機能を有し、振動体５０が過振幅、外力等によって損傷するのを防止する。補強板５４の構成材料としては、特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウムまたはアルミニウム合金、チタンまたはチタン合金、銅または銅系合金等の弾性を有する各種金属材料であるのが好ましい。
【００３７】
また、補強板５４は、第１および第２の圧電素子５３、５５に対する共通の電極としての機能も有している。なお、補強板５４は、アース（接地）されている。
この補強板５４には、凸部５１が一体的に形成されている。
補強板５４の厚さは、第１および第２の圧電素子５３、５５の厚さよりも薄くするのが好ましい。これにより、振動体５０、すなわち凸部５１を高い効率で振動させることができる。
【００３８】
さらに、補強板５４は、アース（接地）することにより、第１および第２の圧電素子５３、５５に対する共通の電極としての機能も有する。すなわち、第１の圧電素子５３には、第１の電極５２ａ〜５２ｄのうちの所定の電極と補強板５４とによって交流電圧が印加される。第２の圧電素子５５には、第２の電極５６ａ〜５６ｄのうちの所定の電極と補強板５４とによって交流電圧が印加される。
【００３９】
第１および第２の圧電素子５３、５５は、そのほぼ全体に交流電圧が印加されると長手方向（長辺の方向）に繰り返し伸縮（伸長・収縮）する。これに伴なって、補強板５４も長手方向に繰り返し伸縮する。すなわち、第１および第２の圧電素子５３、５５のほぼ全体に交流電圧が印加されると、振動体５０は、励振され、長手方向（長辺の方向）に微小な振幅で振動（縦振動）し、凸部５１が縦振動（往復運動）する。
【００４０】
次に、超音波モータ５の振動体５０によるロータ４への回転駆動力の伝達作用を図５および図６を参照して説明する。なお、図５および図６においては、振動体５０の変形状態を誇張して示す。
図５に示すように、ロータ４を正転方向（時計回りの方向）Ａ１に回転させる場合、すなわち、ロータ４に対し正転方向（時計回りの方向）Ａ１に回転駆動力を伝達する場合には、第１のグループ電極５７への通電が行われる。
【００４１】
第１のグループ電極５７の通電により、振動体５０の対角線上に位置する第１の電極５２ａ、５２ｃおよび第２の電極５６ａ、５６ｃが通電される。そして、これらの電極５２ａ、５２ｃ、５６ａおよび５６ｃと、補強板５４との間に、交流電圧が印加されると、振動体５０の各電極５２ａ、５２ｃ、５６ａおよび５６ｃに対応する部分が、それぞれ矢印ａ方向に繰り返し伸縮する。これにより、振動体５０の凸部５１は、矢印ｂで示す斜めの方向への変位、つまり、振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すほぼ楕円に沿うような変位、つまり、楕円振動（楕円運動）する。このとき、ロータ４の摺動面４１は、振動体５０の各電極５２ａ、５２ｃ、５６ａおよび５６ｃに対応する部分が伸長するときに、振動体５０の凸部５１からの摩擦力、つまり、押圧力を受ける。
【００４２】
すなわち、ロータ４は、振動体５０の凸部５１の振動変位Ｓの径方向成分Ｓ１（ロータ４の径方向の変位）によって、振動体５０の凸部５１とロータ４の摺動面４１との間に大きな摩擦力が与えられ、振動変位Ｓの周方向成分Ｓ２（ロータ４の円周方向の変位）によって、ロータ４には、正転方向Ａ１への駆動トルク（回転駆動力）が付与される。
【００４３】
このように、振動体５０が振動すると、ロータ４の摺動面４１には、駆動トルク（回転駆動力）が繰り返し作用し、これにより、ロータ４は、正転方向Ａ１に回転する。
このとき、振動体５０の他の対角線上に位置する第２のグループ電極５８、すなわち、第１の電極５２ｂ、５２ｄおよび第２の電極５６ｂ、５６ｄには、通電が行われていない。このため、第２のグループ電極５８は、振動体５０の振動を検出する振動検出手段として利用することも可能である。
【００４４】
一方、ロータ４を逆転方向（反時計回りの方向）Ａ２に回転させる場合、すなわち、ロータ４に対し逆転方向（反時計回りの方向）Ａ２に回転駆動力を伝達する場合には、図６に示すように、第２のグループ電極５８への通電が行われる。
第２のグループ電極５８の通電により、振動体５０の対角線上に位置する第１の電極５２ｂ、５２ｄおよび第２の電極５６ｂ、５６ｄが通電される。そして、これらの電極５２ｂ、５２ｄ、５６ｂおよび５６ｄと、補強板５４との間に、交流電圧が印加されると、振動体５０の各電極５２ｂ、５２ｄ、５６ｂおよび５６ｄに対応する部分が、それぞれ矢印ａ方向に繰り返し伸縮する。これにより、振動体５０の凸部５１は、矢印ｂで示す斜めの方向への変位、つまり、振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すほぼ楕円に沿うような変位、つまり、楕円振動（楕円運動）する。このとき、ロータ４の摺動面４１は、振動体５０の各電極５２ｂ、５２ｄ、５６ｂおよび５６ｄに対応する部分が伸長するときに、振動体５０の凸部５１からの摩擦力、つまり、押圧力を受ける。
【００４５】
すなわち、ロータ４は、振動体５０の凸部５１の振動変位Ｓの径方向成分Ｓ１（ロータ４の径方向の変位）によって、振動体５０の凸部５１とロータ４の摺動面４１との間に大きな摩擦力が与えられ、振動変位Ｓの周方向成分Ｓ２（ロータ４の円周方向の変位）によって、ロータ４には、逆転方向Ａ２への駆動トルク（回転駆動力）が付与される。
【００４６】
このように、振動体５０が振動すると、ロータ４の摺動面４１には、駆動トルク（回転駆動力）が繰り返し作用し、これにより、ロータ４は、逆転方向Ａ２に回転する。
このとき、振動体５０の他の対角線上に位置する第１のグループ電極５７、すなわち、第１の電極５２ａ、５２ｃおよび第２の電極５６ａ、５６ｃには、通電が行われていない。このため、第１のグループ電極５７は、振動体５０の振動を検出する振動検出手段として利用することも可能である。
【００４７】
ここで、上記振動体５０の形状・大きさや凸部５１の位置などを適宜選択し、屈曲振動（図５および図６中、横方向の振動）の共振周波数を縦振動の周波数と同程度にすると、振動体５０の縦振動と屈曲振動とが同時に発生する。これにより、振動体５０の凸部５１は、図５および図６中の矢印ｃで示すように、ほぼ楕円に沿って変位（楕円振動）させることができる。また、従来知られているように縦振動と屈曲振動を別々に位相をずらして駆動すると、楕円振動の長径と短径の比（長径／短径）を変えることができる。
【００４８】
ところで、第１および第２の圧電素子５３、５５に印加する交流電圧の周波数は、特に限定されないが、振動体５０の振動（縦振動）の共振周波数とほぼ同程度であるのが好ましい。これにより、振動体５０の振幅が大きくなり、高い効率でロータ４を回転駆動することができる。
このような超音波モータ５を用いることにより、チューブバルブ１の小型化（薄型化）を図ることができる利点の他に、通常のモータを用いないことから、従前のような電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺の機器に影響を及ぼすことがないという利点もある。
【００４９】
また、ロータ４の回転駆動には、可逆的な回転制御が可能になる。
また、振動体５０は、通常のモータのように磁力で駆動する場合とは異なり、上述したような摩擦力（押圧力）によってロータ４を駆動することから、駆動力（駆動トルク）が高い。このため、変速機構（減速機構）を介さなくても十分な力でロータ４を駆動することができる。これにより、別途減速機構を設ける必要がないため、減速機構でのエネルギーロスがない。しかも、振動体５０の面内振動をロータ４の回転に直接変換していることから、この変換に伴なうエネルギーロスが少なく、ロータ４を高い効率で回転駆動することができる。
さらに、ロータ４が振動体５０で直接駆動（回転）され、特に、別途減速機構を設ける必要がないため、装置全体の軽量化、小型化（薄型化）に特に有利である。これにより、構造を極めて簡素化することができ、容易に製造することができるとともに、製造コストの低減化を図ることができる。
【００５０】
次に、上記した超音波モータ５の駆動制御回路を説明する。
図７に示すように、駆動制御回路は、振動体５０が接続されるスイッチング回路８と駆動回路９とで構成されている。スイッチング回路８は、互いに連動する第１の切換スイッチ部８０Ａと第２の切換スイッチ部８０Ｂとを有する。
第１の切換スイッチ部８０Ａは、振動体５０の第１のグループ電極５７が接続される端子８１および一対の切換端子８２、８３を有する。同様に、第２の切換スイッチ部８０Ｂは、振動体５０の第２のグループ電極５８が接続される端子８４および一対の切換端子８５、８６を有する。
【００５１】
一方、上記駆動回路９は、発振回路９１、増幅回路９２および回転量（変位量）制御回路９３を備えている。発振回路９１の入力側は、第１の切換スイッチ部８０Ａの切換端子８３および第２の切換スイッチ部８０Ｂの切換端子８６にそれぞれ接続される。また、増幅回路９２の出力側は、第１の切換スイッチ部８０Ａの切換端子８２および第２の切換スイッチ部８０Ｂの切換端子８５にそれぞれ接続される。
【００５２】
スイッチング回路８には、ロータ４の回転方向、つまり、正転方向Ａ１または逆転方向Ａ２の回転が指示される。このスイッチング回路８は、ロータ４の回転方向の指示情報に基づき、振動体５０の第１のグループ電極５７または第２のグループ電極５８を選択的に切換えて通電する。これにより、第１および第２の圧電素子５３、５５には、交流電圧が発振回路９１および増幅回路９２を介して印加される。
【００５３】
発振回路９１および増幅回路９２は、後述する回転量（変位量）制御回路９３によりそれぞれ制御される。
回転量制御回路９３には、ロータ４の外周部に設置される回転量（変位量）検出手段としてのロータリエンコーダ７が接続される。ロータリエンコーダ７は、複数のスリットが一定間隔で形成されたスリット回転板７１と、発光部および受光部を有するセンサ７２とで構成される。スリット回転板７１は、ロータ４と一体的に回転する。
【００５４】
この場合、センサ７２としては、例えばフォトリフレクタやフォトインタラプタ等が好適に用いられる。フォトリフレクタは、スリット回転板７１の外周部に向けて光を照射する発光素子と、スリット回転板７１にて反射した光（反射光）を受光する受光素子（光電変換素子）とで構成される。一方、フォトインタラプタは、スリット回転板７１の外周部へ向けて光を照射する発光素子と、スリット回転板７１を透過した光（透過光）を受光する受光素子（光電変換素子）とで構成される。
【００５５】
回転量制御回路９３には、ロータ４の回転量や回転速度が指示される。そして、ロータ４が回転すると、ロータリエンコーダ７のスリット回転板７１がロータ４と一体的に回転する。このスリット回転板７１の回転量や回転速度は、ロータ４の回転量や回転速度に対応する。ロータ４の回転に伴って、センサ７２からは、スリット回転板７１の回転数に応じたパルス信号が出力される。このパルス信号は、回転量制御回路９３に入力される。
【００５６】
このとき、回転量制御回路９３は、センサ７２からのパルス信号を計数し、この計数値に基づいて、ロータ４の回転数が求められる。また、ロータ４の回転速度は、センサ７２からのパルスの周期または所定時間内のパルス数に基づいて求めることができる。
なお、回転量（変位量）検出手段としては、上記したロータリエンコーダ７のような光学的な検出手段に限らず、磁気的な検出手段であってもよい。
【００５７】
上記した駆動制御回路は、電源スイッチがオンの状態において、ロータ４の回転方向、および回転量（ロータ４の回転回数や回転角度）や回転数（回転速度）の指示があると、その指示に基づいて、スイッチング回路８および駆動回路９の回転量制御回路９３が作動する。
ロータ４を正転方向Ａ１に回転させる旨の指示の場合には、スイッチング回路８の端子８１と切換端子８２とが接続し、端子８４と切換端子８６とが接続するように、第１のグループ電極５７側に切り替わる。これにより、駆動回路９の増幅回路９２の出力側と、振動体５０の第１の電極５２ａ、５２ｃおよび第２の電極５６ａ、５６ｃとが導通する。一方、第２のグループ電極５８側は、駆動回路９の発振回路９１の入力側に導通する。これにより、駆動回路９の発振回路９１の入力側と、振動体５０の第１の電極５２ｂ、５２ｄおよび第２の電極５６ｂ、５６ｄとが導通する。
【００５８】
発振回路９１から出力される交流電圧は、増幅回路９２で増幅されて、振動体５０の各電極５２ａ、５２ｃ、５６ａおよび５６ｃと、補強板５４との間に印加される。これにより、上述したように、振動体６の各電極５２ａ、５２ｃ、５６ａおよび５６ｃに対応する部分が、それぞれ繰り返し伸縮する。このような交流電圧の印加により、振動体５０の凸部５１は、図５の矢印ｂで示すような斜めの方向への振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すような楕円振動（楕円運動）する。そして、ロータ４の摺動面４１は、振動体５０の各電極５２ａ、５２ｃ、５６ａおよび５６ｃに対応する部分が伸長するときに、振動体５０の凸部５１からの摩擦力（押圧力）を受ける。この繰り返しの摩擦力（押圧力）によって、ロータ４が正転方向Ａ１に回転駆動される。
【００５９】
このとき、第２のグループ電極５８側は、通電されていないため、駆動していない。このため、振動体５０の各電極５２ｂ、５２ｄ、５６ｂおよび５６ｄは、それぞれ検出電極となり、振動体５０の各電極５２ｂ、５２ｄ、５６ｂおよび５６ｄと、補強板５４との間に誘起される電圧（誘起電圧）の検出に用いられる。そして、この誘起電圧（検出電圧）は、発振回路９１へ入力され、発振回路９１は、その検出電圧に基づいて、振動体５０の振幅が最大、すなわち、検出電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、ロータ４を効率良く回転させることができる。
【００６０】
また、回転量制御回路９３は、指示されたロータ４の回転量（目標値）に基づいて、各電極への通電を制御する。
すなわち、回転量制御回路９３は、ロータ４の回転量が、指示されたロータ４の回転量（目標値）になるまで発振回路９１および増幅回路９２を作動させ、振動体５０を駆動し、ロータ４を回転させる。
【００６１】
一方、ロータ４を逆転方向Ａ２に回転させる旨の指示の場合には、図７に示すように、スイッチング回路８の端子８１と切換端子８３とが接続し、端子８４と切換端子８５とが接続するように、第２のグループ電極５８側に切り替わる。これにより、駆動回路９の増幅回路９２の出力側と、振動体５０の第１の電極５２ｂ、５２ｄおよび第２の電極５６ｂ、５６ｄとが導通する。また、第１のグループ電極５７側は、駆動回路９の発振回路９１の入力側に導通する。これにより、駆動回路９の発振回路９１の入力側と、振動体５０の第１の電極５２ａ、５２ｃおよび第２の電極５６ａ、５６ｃとが導通する。以降の動作は、上述したロータ４を正転方向Ａ１に回転させる旨の指示の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【００６２】
以上述べたように、このチューブバルブ１によれば、駆動系に超音波モータ５を用いるため、構造を簡素化することができ、小型化、軽量化に有利である。
また、その超音波モータ５をロータ４の外周部に配置することにより、ロータ４と超音波モータ５とが平面的に組み付けられる。これにより、装置全体の厚さが薄くなり、小型化を図ることができる。
【００６３】
また、駆動系に超音波モータ５を用いるため、大きな駆動力が得られ、チューブ１０内の流路を容易かつ確実に開閉することができる。そして、特に、カム部材６と受部２１とでチューブ１０内の流路を徐々に圧閉するので、大きな圧閉力が得られる。
【００６４】
（第２参考例）
次に、流体装置の第２参考例について説明する。
図８は、流体装置をチューブバルブに適用した場合の第２参考例を示す正面図、図９は、図８中のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図である。
【００６５】
以下、第２参考例のチューブバルブ（流体装置）１について、前述した第１参考例との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２参考例のチューブバルブ１と、前述した第１参考例とは、可動部の構成が異なっている。
すなわち、図８および図９に示すように、第２参考例のチューブバルブ（流体装置）１では、ロータ４には、略円弧状の偏心カム溝（長孔）１１が、ロータ４の略周方向に沿って形成されている。このロータ４に形成された偏心カム溝１１には、チューブ１０が挿通され、ロータ４の偏心カム溝１１に臨む縁部（摺動面１１ａ）により、可動部が構成される。
【００６６】
この偏心カム溝１１は、ベース２に受部２１を介して保持されたチューブ１０が遊挿状態で挿通可能な溝幅を有する。
また、偏心カム溝１１内の内周面のうちの外側（外周側）の部分は、チューブ１０が当接（摺接）する摺動面１１ａを形成する。この摺動面１１ａは、ロータ４の逆転方向（反時計回りの方向）Ａ２に向って、ロータ４の回転軸（ロータ回転中心）３からの長さ（半径）がチューブ１０の口径（直径）に相当する長さ以上に縮小するような螺旋状の偏心形態を有する。
【００６７】
偏心カム溝１１がロータ４と共に正転方向（時計回りの方向）Ａ１に回転（正回転）すると、偏心カム溝１１の摺動面１１ａは、チューブ１０に対する押圧力が徐々に増大するようにそのチューブ１０を受部２１側に押圧（加圧）する。これによって、偏心カム溝１１の摺動面１１ａと受部２１とでチューブ１０が挟み付けられ、圧潰変形し、チューブ１０内の流路が圧閉される（閉塞する）。すなわち、圧閉状態（閉塞状態）となる。
【００６８】
一方、上記した圧閉状態（閉塞状態）から、偏心カム溝１１がロータ４と共に逆転方向（反時計回りの方向）Ａ２に回転（逆回転）すると、偏心カム溝１１の摺動面１１ａによるチューブ１０に対する押圧力は、徐々に減少し、圧潰変形状態にあるチューブ１０が元の形状に復元し、チューブ１０内の流路が開放される（開通する）。すなわち、開放状態（開通状態）となる。
【００６９】
このチューブバルブ１によれば、前述した第１参考例のチューブバルブ１と同様の効果が得られる。
そして、このチューブバルブ１では、ロータ４に偏心カム溝１１が形成されているので、装置全体の厚さをさらに薄くすることができる。
なお、例えば、偏心していない長孔（溝）が、ロータ４の略周方向に沿って形成されていてもよい。
【００７０】
（第１実施形態）
次に、本発明の流体装置の第１実施形態について説明する。
図１０は、本発明の流体装置をチューブバルブに適用した場合の第１実施形態を示す正面図、図１１は、図１０中のＩＶ−ＩＶ線での断面図である。
以下、第１実施形態のチューブバルブ（流体装置）１について、前述した第１参考例との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図１０および図１１に示すように、第１実施形態のチューブバルブ（流体装置）１は、ロータ４の回転運動を押圧部材（可動部）１４の直線運動（往復運動）に変換する変換機構を有し、押圧部材１４が直線的に移動してチューブ１０内の流路を圧閉するよう構成されている。
【００７１】
この変換機構は、本実施形態では、カム機構で構成されている。すなわち、変換機構は、ロータ４に形成されたカム溝（長孔）１２と、このカム溝１２に係合した（カム溝１２内に挿入された）ピン１３とを有しており、このピン１３に、棒状の押圧部材１４が固定されている。
カム溝１２は、正転方向（時計回りの方向）Ａ１に向って、ロータ４の回転軸（ロータ回転中心）３からの長さ（半径）が長くなる螺旋状（渦巻き状）の形態を有する。このカム溝１２は、ロータ４の回転軸３の近傍から外周部まで形成されている。
【００７２】
一方、押圧部材１４は、ベース２の側壁に形成されたガイド溝２２に沿って図１０および図１１中上下方向に移動自在（往復動自在）に支持され、その下端側の先端部１４ａは、尖らせた形態を有する。また、ピン１３は、押圧部材１４の上端部に固定されている。
押圧部材１４の先端部１４ａは、その最上昇位置でベース２の受部２１上のチューブ１０の表面に当接している。このとき、チューブ１０内の流路は、開放されている（開通している）。また、ピン１３は、ロータ４の回転軸３から最長位置におけるカム溝１２に係合している。
【００７３】
カム溝１２がロータ４と共に正転方向（時計回りの方向）Ａ１に回転（正回転）すると、押圧部材１４は、ピン１３と共に徐々に下降する。これにより、押圧部材１４の先端部１４ａは、チューブ１０に対する押圧力が徐々に増大するようにそのチューブ１０を受部２１側に押圧（加圧）する。これによって、押圧部材１４の先端部１４ａと受部２１とでチューブ１０が挟み付けられ、圧潰変形し、チューブ１０内の流路が圧閉される（閉塞する）。すなわち、圧閉状態（閉塞状態）となる。
【００７４】
一方、上記した圧閉状態（閉塞状態）から、カム溝１２がロータ４と共に逆転方向（反時計回りの方向）Ａ２に回転（逆回転）すると、押圧部材１４は、ピン１３と共に徐々に上昇する。これにより、チューブ１０に対する押圧部材１４による押圧力は、徐々に減少し、圧潰変形状態にあるチューブ１０が元の形状に復元し、チューブ１０内の流路が開放される（開通する）。すなわち、開放状態（開通状態）となる。
【００７５】
このチューブバルブ１によれば、前述した第１参考例のチューブバルブ１と同様の効果が得られる。
そして、このチューブバルブ１では、ロータ４の回転に伴い螺旋状のカム溝１２に沿って押圧部材１４がピン１３を介して僅かずつ直線的に移動するので、大きな圧閉力（押圧力）が得られ、チューブ１０内の流路を確実に圧閉することができる。
【００７６】
（第３参考例）
次に、流体装置の第３参考例について説明する。
図１２は、流体装置をチューブバルブに適用した場合の第３参考例を示す正面図である。
以下、第３参考例のチューブバルブ（流体装置）１について、前述した第１参考例との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図１２に示すように、第３参考例のチューブバルブ（流体装置）１は、ロータ４の回転運動を、押圧部材としての揺動レバー（可動部）１７の揺動運動に変換する変換機構を有し、揺動レバー１７が揺動してチューブ１０内の流路を圧閉するよう構成されている。
【００７７】
この変換機構は、本参考例では、スライダークランク機構で構成されている。すなわち、変換機構は、ロータ４の側面に設けられたクランクピン（作用点）１５と、固定ピン（支点）１６と、突起部（力点）１９およびスライド溝１８が設けられた揺動レバー１７とを有している。
揺動レバー１７の一端部は、固定ピン１６によりベース２上に回動自在に軸支されている。スライド溝１８は、揺動レバー１７の他端部側に形成されている。
【００７８】
また、突起部１９は、揺動レバー１７の一端部側に形成されている。この場合、突起部１９は、ベース２上に突出した受部２１に対向する位置に位置しており、これら突起部１９と受部２１との間には、チューブ１０が設置される。チューブ１０は、突起部１９と受部２１とに当接、すなわち、突起部１９と受部２１とで挟持されている。
また、スライド溝１８には、クランクピン１５がスライド（移動）自在に係合（挿入）されている。
【００７９】
本参考例では、超音波モータ５の駆動によるロータ４の回転方向は、正転方向（時計回りの方向）Ａ１の一方向のみとされる。なお、前記ロータ４の回転方向は、逆転方向（反時計回りの方向）Ａ２の一方向のみとしてもよい。
揺動レバー１７の突起部１９は、ロータ４の回転軸３に対するクランクピン１５の最上死点でベース２の受部２１上のチューブ１０の表面に当接している。このとき、チューブ１０内の流路は、開放されている（開通している）。
【００８０】
ロータ４が正転方向（時計回りの方向）Ａ１に回転（正回転）すると、これと共にクランクピン１５は最下死点側に向って移動（回転）し、これにより揺動レバー１７は下方に向って回動する。これにより、揺動レバー１７の突起部１９は、受部２１に接近する方向に移動し、その突起部１９は、チューブ１０に対する押圧力が徐々に増大するようにそのチューブ１０を受部２１側に押圧（加圧）する。これによって、揺動レバー１７の突起部１９と受部２１とでチューブ１０が挟み付けられ、圧潰変形し、チューブ１０内の流路が圧閉される（閉塞する）。すなわち、圧閉状態（閉塞状態）となる。
【００８１】
一方、上記した圧閉状態（閉塞状態）から、ロータ４がさらに正転方向（時計回りの方向）Ａ１に回転（正回転）すると、これと共にクランクピン１５は最下死点から最上死点側に向って移動（回転）し、これにより揺動レバー１７は上方に向って回動する。これにより、揺動レバー１７の突起部１９は、受部２１から離間する方向に移動し、チューブ１０に対するその突起部１９による押圧力は、徐々に減少し、圧潰変形状態にあるチューブ１０が元の形状に復元し、チューブ１０内の流路が開放される（開通する）。すなわち、開放状態（開通状態）となる。
【００８２】
このチューブバルブ１によれば、前述した第１参考例のチューブバルブ１と同様の効果が得られる。
そして、このチューブバルブ１では、固定ピン１６による支点とクランクピン１５による作用点間の長さと、固定ピン１６による支点と突起部１９による力点間の長さとの比により、小さな駆動力で大きな圧閉力（押圧力）が得られ、チューブ１０内の流路を確実に圧閉することができる。
【００８３】
また、固定ピン１６による支点とクランクピン１５による作用点間の長さと、固定ピン１６による支点と突起部１９による力点間の長さとの比を変更することにより、チューブ１０に対する圧閉力（押圧力）を容易に調整することができる。
【００８４】
（第４参考例）
次に、流体装置の第４参考例について説明する。
図１３は、流体装置をチューブバルブに適用した場合の第４参考例を示す正面図である。
以下、第４参考例のチューブバルブ（流体装置）１について、前述した第１参考例との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図１３に示すように、第４参考例のチューブバルブ（流体装置）１では、可動部を保持部である１対のピン（凸部）３０、３０で構成するとともに、チューブ１０の屈曲変形（折れ曲がり）により、チューブ１０内の流路を閉塞させる。
【００８５】
すなわち、第４参考例のチューブバルブ１では、ロータ４の偏心位置に、１対のピン３０、３０が、周方向に並んで設けられている。これらのピン３０は、ロータ４の回転軸３の方向に突出している。
一方、ベース２には、保持管２３が形成されており、チューブ１０は、この保持管２３内に挿入され、かつ、前記１対のピン３０と３０の間に設置されている（１対のピン３０、３０に係止されている）。
【００８６】
１対のピン３０、３０は、ロータ４の回転軸３に対する最上位置においてチューブ１０を伸長状態にする（図１３に２点鎖線で示す）。このとき、チューブ１０内の流路は、開放されている（開通している）。
ロータ４が正転方向（時計回りの方向）Ａ１に回転（正回転）すると、これと共に１対のピン３０、３０は図１３中の右下方向に向って移動（回転）する。これにより、１対のピン３０、３０間に位置するチューブ１０は、ベース２の保持管２３の先端の近傍の部位を屈曲点（屈曲部位）として図１３中右側に傾倒して屈曲（屈曲変形）する。これによって、チューブ１０の屈曲部位が圧潰され、チューブ１０内の流路が圧閉される（閉塞する）。すなわち、圧閉状態（閉塞状態）となる。
【００８７】
一方、上記した圧閉状態（閉塞状態）から、ロータ４が逆転方向（反時計回りの方向）Ａ２に回転（逆回転）すると、これと共に１対のピン３０、３０は図１３中の左上方向に向って移動（回転）する。これにより、１対のピン３０、３０間に位置するチューブ１０は、図１３中上側に向って立ち上がるように伸長し（屈曲変形状態にあるチューブ１０が元の形状に復元し）、チューブ１０内の流路が開放される（開通する）。すなわち、開放状態（開通状態）となる。
【００８８】
このチューブバルブ１によれば、前述した第１参考例のチューブバルブ１と同様の効果が得られる。
そして、このチューブバルブ１では、１対のピン３０、３０でチューブ１０を屈曲させてその流路を閉塞させるので、小さな駆動力でチューブ１０内の流路を確実に閉塞させることができる。
【００８９】
（第５参考例）
次に、流体装置の第５参考例について説明する。
図１４は、流体装置をベローズポンプに適用した場合の第５参考例を示す断面図、図１５は、図１４に示すベローズポンプの側面図である。
以下、第５参考例のポンプ（流体装置）１００について、前述した第１参考例との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。例えば、ポンプ１００の駆動系は、前述した第１参考例のチューブバルブ１の駆動系と基本的に同様な構成であるので、その説明は省略する。
図１４および図１５に示すように、第５参考例のポンプ（流体装置）１００は、ベース１０１と、このベース１０１に設けた回転軸１０２と、この回転軸１０２に回転自在に軸支したロータ（変位体）１０３と、このロータ１０３に駆動力を付与する超音波モータ５とを有している。ロータ１０３の外周面は、超音波モータ５を構成する振動体５０の凸部５１が当接（摺接）する摺動面１０４を形成する。超音波モータ５は、ロータ１０３の外周部に平面的に配置されて組み付けられている。これらベース１０１、回転軸１０２、ロータ１０３および超音波モータ５により、駆動系の主要部が構成される。
【００９０】
また、ポンプ１００は、ベース１０１に対し、図１４および図１５中上下方向に直線的に移動自在（往復動自在）に設けた作動杆（可動部）１０５と、この作動杆１０５の図１４および図１５中下側に固着されたベローズ１０６とを有している。これら作動杆１０５およびベローズ１０６により、流体の圧送機構の主要部が構成される。この圧送機構は、前記駆動系により駆動される。
【００９１】
また、ベローズ１０６は、ポンプ室を形成する。このベローズ１０６には、ベローズ１０６内に流体を吸入する吸入チューブ１０７と、ベローズ１０６内に吸入された流体を排出（送出）する排出チューブ１０８とが、それぞれ、吸入弁１０７Ａおよび排出弁１０８Ａを介して接続されている。
【００９２】
また、ポンプ１００は、ロータ１０３の回転運動を作動杆１０５の直線運動（往復運動）に変換する変換機構を有している。
この変換機構は、本参考例では、カム機構で構成されている。すなわち、変換機構は、ロータ１０３の回転軸１０２の軸周りに偏心させて形成された環状カム溝１０９と、この環状カム溝１０９に係合した（環状カム溝１０９内に挿入された）ピン１１０とを有しており、このピン１１０に、作動杆１０５が固定されている。
【００９３】
本参考例では、超音波モータ５の駆動によるロータ１０３の回転方向は、正転方向（時計回りの方向）Ａ１の一方向のみとされる。なお、前記ロータ１０３の回転方向は、逆転方向（反時計回りの方向）Ａ２の一方向のみとしてもよい。
ピン１１０が、図１４および図１５に示すように、ロータ１０３の回転軸１０２から最長位置における環状カム溝１０９に係合しているときには、作動杆１０５は最上昇位置に位置する。このとき、ベローズ１０６は、伸長している（伸長状態となっている）。
【００９４】
環状カム溝１０９がロータ１０３と共に正転方向（時計回りの方向）Ａ１に１８０°回転すると、作動杆１０５は、ピン１１０と共に直線的に下降し、ベローズ１０６は、伸長状態から収縮する（収縮状態となる）。これにより、ベローズ１０６内の流体が排出弁１０８Ａを介して排出チューブ１０８から排出（送出）される。このとき、吸入弁１０７Ａは、閉弁状態を維持する。
【００９５】
このようなベローズ１０６の収縮による流体の排出工程は、ロータ１０３が１８０°回転したときに終了する。このとき、ピン１１０は、ロータ１０３の回転軸１０２から最短位置における環状カム溝１０９に係合し、作動杆１０５は最下降位置に位置する。
この状態から環状カム溝１０９がロータ１０３と共に正転方向（時計回りの方向）Ａ１にさらに１８０°回転すると、作動杆１０５は、ピン１１０と共に直線的に上昇し、ベローズ１０６は、収縮状態から伸長する（伸長状態となる）。これにより、ベローズ１０６内には、流体が吸入弁１０７Ａを介して吸入チューブ１０７から吸入される。このとき、排出弁１０８Ａは、閉弁状態を維持する。
【００９６】
このようなベローズ１０６の伸長による流体の吸入工程は、ロータ１０３が１８０°回転したときに終了する。このとき、ピン１１０は、ロータ１０３の回転軸１０２から最長位置における環状カム溝１０９に係合し、作動杆１０５は最上昇位置に戻る。
このようなロータ１０３の超音波モータ５の駆動による連続回転により、作動杆１０５は直線的に往復動（往復運動）し、ベローズ１０６は、繰り返し伸縮する。そして、このベローズ１０６の伸縮により、ポンプ室の容積が増減し、流体が移送される。
【００９７】
以上述べたように、このポンプ１００によれば、前述した第１参考例のチューブバルブ１と同様に、駆動系に超音波モータ５を用いるため、構造を簡素化することができ、小型化、軽量化に有利である。
また、その超音波モータ５をロータ４の外周部に配置することにより、ロータ４と超音波モータ５とが平面的に組み付けられる。これにより、装置全体の厚さが薄くなり、小型化を図ることができる。
【００９８】
また、ロータ１０３の回転運動を作動杆１０５の直線運動（往復運動）に変換する変換機構を介してベローズ１０６を伸縮させるので、構造をより簡素化することができ、小型化、軽量化が図れる。
また、駆動系に超音波モータ５を用いるため、大きな駆動力が得られ、容易かつ確実に流体を移送することができる。
【００９９】
（第６参考例）
次に、流体装置の第６参考例について説明する。
図１６は、流体装置をダイヤフラムポンプに適用した場合の第６参考例を示す断面図、図１７は、図１６に示すダイヤフラムポンプの平面図、図１８は、図１６に示すダイヤフラムポンプのロータを裏面側から見た斜視図である。
【０１００】
以下、第６参考例のポンプ（流体装置）２００について、前述した第５参考例との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図１６〜図１８に示すように、第６参考例のポンプ（流体装置）１では、ダイヤフラム２０６でポンプ室２０５の天井部位を構成する。
すなわち、ポンプ２００は、ハウジング２０１と、ハウジング２０１内に回転軸２０２を介して水平回転自在に設置されるロータ（変位体）２０３と、このロータ２０３に駆動力を付与する超音波モータ５とを有している。ロータ２０３の外周面は、超音波モータ５を構成する振動体５０の凸部５１が当接（摺接）する摺動面２０４を形成する。超音波モータ５は、ロータ２０３の外周部に平面的に配置されて組み付けられている。これら回転軸２０２、ロータ２０３および超音波モータ５により、駆動系の主要部が構成される。
【０１０１】
また、ハウジング２０１内には、ポンプ室２０５が設けられている。このポンプ室２０５の天井部位は、円盤状のダイヤフラム２０６で形成されている。ダイヤフラム２０６の上面中心部には、凸部（可動部）２０７が設けられている。これらポンプ室２０５および凸部２０７により、流体の圧送機構の主要部が構成される。この圧送機構は、前記駆動系により駆動される。
【０１０２】
また、ポンプ室２０５には、ポンプ室２０５に流体を吸入する吸入チューブ２０８と、ポンプ室２０５内に吸入された流体を排出（送出）する排出チューブ２０９とが、それぞれ、吸入弁２０８Ａおよび排出弁２０９Ａを介して接続されている。
また、ポンプ２００は、ロータ２０３の回転運動を凸部２０７の直線運動（往復運動）に変換する変換機構を有している。
【０１０３】
この変換機構は、本参考例では、カム機構で構成されている。すなわち、変換機構は、ロータ２０３の裏面側に一体的に形成された環状カム面２１０を有しており、この環状カム面２１０に、凸部２０７の先端部が当接される。
この環状カム面２１０は、ロータ２０３の周方向に沿って厚さが変化する高さ分布を有している。すなわち、環状カム面２１０は、図１８に示すように、ロータ２０３の一方（図１８中左側）の端面側における肉厚を厚くして最大高さｔ１に形成し、他方（図１８中右側）の端面側における肉厚を薄くして最小高さｔ２に形成してなる形態を有する。
【０１０４】
本参考例では、超音波モータ５の駆動によるロータ２０３の回転方向は、正転方向（時計回りの方向）Ａ１の一方向のみとされる。なお、前記ロータ２０３の回転方向は、逆転方向（反時計回りの方向）Ａ２の一方向のみとしてもよい。
凸部２０７の先端部が、ロータ２０３の環状カム面２１０における最小高さｔ２の位置に当接しているときには、ダイヤフラム２０６の面は、平面形状をなしている（水平状態となっている）。
【０１０５】
環状カム面２１０がロータ２０３と共に正転方向（時計回りの方向）Ａ１に１８０°回転すると、凸部２０７は、環状カム面２１０に押圧され、ダイヤフラム２０６の付勢力に抗して下降する。同時に、ダイヤフラム２０６の中心部が凸部２０７の下降により押圧され、ダイヤフラム２０６は、図１６に２点鎖線で示すように、ポンプ室２０５の内側が凸となるように湾曲する。これにより、ポンプ室２０５内の流体が排出弁２０９Ａを介して排出チューブ２０９から排出（送出）される。このとき、吸入弁２０８Ａは、閉弁状態を維持する。
【０１０６】
このようなダイヤフラム２０６の変形による流体の排出工程は、ロータ２０３が１８０°回転し、凸部２０７の先端部が環状カム面２１０の最大高さｔ１の位置に到達した時点で終了する。
この状態から環状カム面２１０がロータ２０３と共に正転方向（時計回りの方向）Ａ１にさらに１８０°回転すると、凸部２０７は、ダイヤフラム２０６の付勢力により上昇する。同時に、ダイヤフラム２０６は、ポンプ室２０５の外側に向って、元の平面形状に復元する。これにより、ポンプ室２０５内には、流体が吸入弁２０８Ａを介して吸入チューブ２０８から吸入される。このとき、排出弁２０９Ａは、閉弁状態を維持する。
【０１０７】
このようなダイヤフラム２０６の復元による流体の吸入工程は、ロータ２０３が１８０°回転し、凸部２０７の先端部が環状カム面２１０の最小高さｔ２の位置に到達した時点で終了する。
このようなロータ２０３の超音波モータ５の駆動による連続回転により、凸部２０７は直線的に往復動（往復運動）し、ダイヤフラム２０６は、繰り返し変形する。そして、このダイヤフラム２０６の変形により、ポンプ室２０５の容積が増減し、流体が移送される。
【０１０８】
このポンプ２００によれば、前述した第５参考例のポンプ１００と同様の効果が得られる。
そして、このポンプ２００では、ロータ２０３の回転運動を凸部２０７の直線運動（往復運動）に変換する変換機構を介してダイヤフラム２０６を変形させるので、構造をより簡素化することができ、小型化、軽量化が図れる。
【０１０９】
以上、本発明の流体装置を、図示の実施形態および参考例に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
【０１１０】
また、前記実施形態では、超音波モータの個数は、１個であったが、本発明では、超音波モータの個数は、２個以上であってもよい。
また、前記実施形態では、変位体は、回転自在に設けられたロータであるが、本発明では、変位体は、ロータに限らず、例えば、直線的に移動するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１参考例（チューブバルブ）を示す正面図。
【図２】 図１中のＩ−Ｉ線での断面図である。
【図３】 超音波モータを構成する振動体を示す斜視図。
【図４】 図３中のＩＩ−ＩＩ線での断面図。
【図５】 ロータを正転方向に駆動する振動体の励振状態を示す説明図。
【図６】 ロータを逆転方向に駆動する振動体の励振状態を示す説明図。
【図７】 振動体を駆動制御する回路構成を示すブロック図。
【図８】 第２参考例（チューブバルブ）を示す正面図。
【図９】 図８中のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図である。
【図１０】 第１実施形態（チューブバルブ）を示す正面図。
【図１１】 図１０中のＩＶ−ＩＶ線での断面図。
【図１２】 第３参考例（チューブバルブ）を示す正面図。
【図１３】 第４参考例（チューブバルブ）を示す正面図。
【図１４】 第５参考例（ベローズポンプ）を示す断面図。
【図１５】 図１４に示すベローズポンプの側面図。
【図１６】 第６参考例（ダイヤフラムポンプ）を示す断面図。
【図１７】 図１６に示すダイヤフラムポンプの平面図。
【図１８】 ロータを裏面側から見た斜視図。
【符号の説明】
１…チューブバルブ、２…ベース、２１…受部、２２…ガイド溝、２３…保持管、３…回転軸、４…ロータ、４１…摺動面、５…超音波モータ、５０…振動体、５１…凸部、５２ａ〜５２ｄ、第１の電極、５３…第１の圧電素子、５４…補強板、５５…第２の圧電素子、５６ａ〜５６ｄ…第２の電極、５７…第１のグループ電極、５８…第２のグループ電極、６…カム部材、６１…カム面、７…ロータリエンコーダ、７１…スリット回転板、７２…センサ、８…スイッチング回路、８０Ａ…第１の切換スイッチ部、８０Ｂ…第２の切換スイッチ部、８１、８４…端子、８２、８３、８５、８６…切換端子、９…駆動回路、９１…発振回路、９２…増幅回路、９３…回転量制御回路、１０…チューブ、１１…偏心カム溝、１１ａ…摺動面、１２…カム溝、１３…ピン、１４…押圧部材、１４ａ…先端部、１５…クランクピン、１６…固定ピン、１７…揺動レバー、１８…スライド溝、１９…突起部、３０…ピン、１００…ポンプ、１０１…ベース、１０２…回転軸、１０３…ロータ、１０４…摺動面、１０５…作動杆、１０６…ベローズ、１０７…吸入チューブ、１０７Ａ…吸入弁、１０８…排出チューブ、１０８Ａ…排出弁、１０９…環状カム溝、１１０…ピン、２００…ポンプ、２０１…ハウジング、２０２…回転軸、２０３…ロータ、２０４…摺動面、２０５…ポンプ室、２０６…ダイヤフラム、２０７…凸部、２０８…吸入チューブ、２０８Ａ…吸入弁、２０９…排出チューブ、２０９Ａ…排出弁、２１０…環状カム面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluidic device.
[0002]
[Prior art]
A tube valve (flow channel opening / closing device) that opens and closes a flow channel in a tube is known.
[0003]
As this tube valve, an electromagnetic motor and a lead screw are used for the drive system and the tube is pressed to close the flow path (for example, see Patent Document 1), or a tube using a solenoid for the drive system. To press-close the flow path (see, for example, Patent Document 2).
However, the tube valve of Patent Document 1 requires a reduction mechanism in order to obtain a sufficient pressing force for closing the flow path in the tube.
[0004]
Further, in the tube valve of Patent Document 2, it is necessary to always flow a large current in order to obtain a pressing force for closing the flow path in the tube.
In any of the tube valves of Patent Documents 1 and 2, the structure is complicated, and it is difficult to reduce the size and weight. In addition, since electromagnetic force is used, electromagnetic noise is generated, and there is a problem that the electromagnetic noise may affect other devices.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-5-87259
[Patent Document 2]
JP-A-8-189573
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to have a simple structure, which is advantageous for downsizing and weight reduction, and a large driving force can be obtained. In a tube valve, a flow path in the tube can be opened and closed easily and reliably. The object of the present invention is to provide a fluid device capable of easily and reliably transferring a fluid.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  Such an object is achieved by the present invention described below..
[0013]
  The fluid device of the present invention has an oscillating body including a piezoelectric element, and an ultrasonic motor that excites the oscillating body by applying an alternating voltage to the piezoelectric element;
  A rotor that abuts on the vibrating body and rotates by applying a driving force by transmission of vibration from the vibrating body;
  A movable part provided movably,
  A conversion mechanism that converts the rotational movement of the rotor into the reciprocating movement of the movable part,
  A fluid device that opens and closes a flow path in a tube by movement of the movable part,
The conversion mechanism includes a helical cam groove formed in the rotor;
A pin fixed to the movable part and inserted into the cam groove;
The movable part abuts on the surface of the tube at its highest position, and at this time, the flow path in the tube is open, and the pin is located at the longest position from the rotation center of the rotor. Engaging the cam groove,
When the cam groove rotates together with the rotor in the forward rotation direction, the movable portion descends together with the pin, the movable portion closes the flow path at a predetermined portion in the tube, and the cam groove rotates in reverse with the rotor. When rotating in the direction, the movable part rises together with the pin, whereby the tube is restored to its original shape, and the flow path of the predetermined portion in the tube is opened.It is characterized by that.
[0014]
Thereby, since an ultrasonic motor is used for the drive system, the structure can be simplified, which is advantageous for miniaturization and weight reduction.
Further, a large driving force can be obtained, and the flow path in the tube can be opened and closed easily and reliably.
Further, since a normal motor is not used, there is no electromagnetic noise at all, or even a small amount, so that it is possible to prevent peripheral devices from being affected.
Further, since the conversion mechanism is provided, a larger pressing force can be obtained, and the flow path in the tube can be closed more reliably.
[0016]
BookThe fluid device of the invention has a base provided with a protruding receiving portion,
  It is preferable that the receiving portion is located at a position corresponding to the predetermined portion, and the flow path of the predetermined portion in the tube is closed by the receiving portion.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, preferred embodiments of the fluidic device of the present invention are shown in the accompanying drawings.And reference examplesThis will be described in detail based on the above.
(FirstReference example)
  Figure 1The flowFirst when the body device is applied to a tube valveReference example2 is a cross-sectional view taken along line II in FIG. 1, FIG. 3 is a perspective view showing a vibrating body constituting the ultrasonic motor, and FIG. 4 is II-II in FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing an excitation state of a vibrating body that drives the rotor in the forward rotation direction, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing an excitation state of the vibrating body that drives the rotor in the reverse rotation direction. 7 is a block diagram showing a circuit configuration for driving and controlling the vibrating body.
[0026]
As shown in FIGS. 1 and 2, a tube valve (channel opening / closing device) 1 includes a base 2, a rotating shaft 3 provided on the base 2, and a rotor (displacement) rotatably supported on the rotating shaft 3. Body) 4 and an ultrasonic motor 5 for applying a driving force to the rotor 4. The ultrasonic motor 5 is arranged and assembled in a planar manner on the outer periphery of the rotor 4. The base 2, the rotating shaft 3, the rotor 4 and the ultrasonic motor 5 constitute the main part of the drive system.
[0027]
The rotor 4 is given a driving force by vibration of a vibrating body 50 (described later) constituting the ultrasonic motor 5, and the forward rotation direction (clockwise direction) A1 or the reverse rotation direction (counterclockwise) with the rotation shaft 3 as the rotor rotation center. It rotates in the forward and reverse directions (displacement) in the clockwise direction A2. Further, the outer peripheral surface of the rotor 4 forms a sliding surface 41 on which the convex portion 51 of the vibrating body 50 constituting the ultrasonic motor 5 described later comes into contact (sliding contact). In this case, the vibrating body 50 is supported (elastically supported) via an arm portion (elastic body) (not shown) so that the state in which the convex portion 51 presses the sliding surface 41 of the rotor 4 is maintained. ing.
[0028]
On the left side surface of the rotor 4 in FIG. 2, a substantially oval cam member (a pressing member protruding in the direction of the rotation axis 3 of the rotor 4) 6 having an outer peripheral surface as a cam surface 61 is provided as a movable portion. Thus, the rotor 4 and the cam member 6 rotate integrally (the rotor 4 and the cam member 6 rotate in conjunction with each other). In this case, for example, the cam member 6 may be fixed to the rotor 4, and the rotor 4 and the cam member 6 may be integrally formed (one member). It is preferable that the cam member 6 is integrally formed.
[0029]
By providing the cam member 6 on the rotor 4, the entire apparatus can be reduced in size and weight. Further, by integrally forming the rotor 4 and the cam member 6, the number of parts can be reduced, and the rotor 4 and the cam member 6 can be more firmly joined to improve reliability. To do.
A flexible (restorable) tube (tubular body) 10 is installed between the cam surface 61 of the cam member 6 and the receiving portion 21 protruding on the base 2. The tube 10 is in contact with the cam surface 61 and the receiving portion 21 of the cam member 6, that is, is sandwiched between the cam surface 61 and the receiving portion 21 of the cam member 6. The lumen of the tube 10 constitutes a flow path through which fluid flows (flows).
[0030]
When the cam member 6 rotates together with the rotor 4 in the normal rotation direction (clockwise direction) A1 (forward rotation), the cam surface 61 of the cam member 6 moves over the surface of the tube 10 with the radius from the shortest side to the longest side. Slide. As a result, the cam member 6 presses (pressurizes) the tube 10 toward the receiving portion 21 so that the pressing force against the tube 10 gradually increases. As a result, the tube 10 is sandwiched between the cam member 6 and the receiving portion 21 and is crushed and deformed, and the flow path in the tube 10 is closed (closed). That is, it becomes a pressure closed state (closed state).
[0031]
On the other hand, when the cam member 6 rotates (reversely rotates) in the reverse rotation direction (counterclockwise direction) A1 together with the rotor 4 from the above-described pressure closed state (closed state), the cam surface 61 of the cam member 6 has a radius of The surface of the tube 10 is slid from the longest side toward the shortest side. Thereby, the pressing force by the cam member 6 with respect to the tube 10 is gradually reduced, the tube 10 in the crushing deformation state is restored to the original shape, and the flow path in the tube 10 is opened (opened). That is, it becomes an open state (open state).
[0032]
The rotor 4 is provided with a rotary encoder 7 as a rotation amount (displacement amount) detection means. The function of the rotary encoder 7 will be described together with a drive control circuit for the ultrasonic motor 5 described later shown in FIG.
Next, the configuration of the ultrasonic motor described above and its drive control will be described.
3 and 4, the vibrating body 50 constituting the ultrasonic motor 5 is exaggerated in its thickness direction.
[0033]
As shown in FIGS. 3 and 4, the vibrating body 50 constituting the ultrasonic motor 5 has a substantially rectangular plate shape. The vibrating body 50 includes, for example, the first four electrodes 52a, 52b, 52c and 52d, the first piezoelectric element 53, the reinforcing plate 54, the second piezoelectric element 55, and the second four electrodes 56a, 56b, 56c and 56d are laminated in order. The first electrodes 52a to 52d and the second electrodes 56a to 56d are arranged so that the first electrodes 52a to 52d and the second electrodes 56a to 56d correspond to each other. Each of the first and second piezoelectric elements 53 and 55 has a rectangular shape, and is installed (fixed) on both surfaces of a reinforcing plate 54 having a substantially identical rectangular shape.
[0034]
The vibrating body 50 will be described in more detail. In the vibrating body 50, the first piezoelectric element 53 is substantially equally divided (divided) into four rectangular areas, and the first electrode 52a is divided into the divided areas. .About.52d are respectively installed. Similarly, the second piezoelectric element 55 is also divided (divided) into four regions, and the second electrodes 56 a to 56 d are divided into the first electrodes 52 a to 52 d of the first piezoelectric element 53 in each of the divided regions. They are installed symmetrically in the vertical direction in FIGS. 3 and 4 with respect to 52d.
[0035]
The first electrodes 52a and 52c on one diagonal line laminated on the front surface side of the first piezoelectric element 53, and the second electrode 56a on one diagonal line laminated on the back surface side of the second piezoelectric element 55. , 56c are all electrically connected. Thereby, the first group electrode 57 is formed. Similarly, the first electrodes 52b and 52d on the other diagonal line laminated on the front surface side of the first piezoelectric element 53 and the first electrode on one diagonal line laminated on the back surface side of the second piezoelectric element 55. The two electrodes 56b and 56d are all electrically connected (hereinafter simply referred to as “connection”). Thereby, the second group electrode 58 is formed. The first and second group electrodes 57 and 58 are connected to a drive control circuit described later.
[0036]
The constituent materials of the first and second piezoelectric elements 53 and 55 are not particularly limited. For example, lead zirconate titanate (PZT), crystal, lithium niobate, barium titanate, lead titanate, lead metaniobate Various materials such as polyvinylidene fluoride, lead zinc niobate and lead scandium niobate are preferably used.
In addition, the reinforcing plate 54 interposed between the first and second piezoelectric elements 53 and 55 has a function of reinforcing the entire vibrating body 50, and prevents the vibrating body 50 from being damaged by over-amplitude, external force, or the like. To do. The constituent material of the reinforcing plate 54 is not particularly limited, but is preferably various metal materials having elasticity such as stainless steel, aluminum or aluminum alloy, titanium or titanium alloy, copper or copper alloy.
[0037]
The reinforcing plate 54 also has a function as a common electrode for the first and second piezoelectric elements 53 and 55. The reinforcing plate 54 is grounded (grounded).
A convex portion 51 is formed integrally with the reinforcing plate 54.
The reinforcing plate 54 is preferably thinner than the first and second piezoelectric elements 53 and 55. Thereby, the vibrating body 50, ie, the convex part 51, can be vibrated with high efficiency.
[0038]
Further, the reinforcing plate 54 also has a function as a common electrode for the first and second piezoelectric elements 53 and 55 by being grounded. That is, an alternating voltage is applied to the first piezoelectric element 53 by a predetermined electrode among the first electrodes 52 a to 52 d and the reinforcing plate 54. An AC voltage is applied to the second piezoelectric element 55 by a predetermined electrode of the second electrodes 56 a to 56 d and the reinforcing plate 54.
[0039]
The first and second piezoelectric elements 53 and 55 repeatedly expand and contract (elongate and contract) in the longitudinal direction (long side direction) when an AC voltage is applied to almost the whole thereof. Along with this, the reinforcing plate 54 repeatedly expands and contracts in the longitudinal direction. That is, when an AC voltage is applied to almost the entire first and second piezoelectric elements 53 and 55, the vibrating body 50 is excited and vibrates with a small amplitude in the longitudinal direction (long side direction) (longitudinal vibration). The convex portion 51 vibrates longitudinally (reciprocates).
[0040]
Next, the transmission action of the rotational driving force to the rotor 4 by the vibrating body 50 of the ultrasonic motor 5 will be described with reference to FIGS. 5 and 6 show the deformed state of the vibrating body 50 in an exaggerated manner.
As shown in FIG. 5, when the rotor 4 is rotated in the forward rotation direction (clockwise direction) A1, that is, when the rotational driving force is transmitted to the rotor 4 in the forward rotation direction (clockwise direction) A1. Is energized to the first group electrode 57.
[0041]
By energization of the first group electrode 57, the first electrodes 52a and 52c and the second electrodes 56a and 56c located on the diagonal line of the vibrating body 50 are energized. And when an alternating voltage is applied between these electrodes 52a, 52c, 56a and 56c and the reinforcing plate 54, portions corresponding to the respective electrodes 52a, 52c, 56a and 56c of the vibrating body 50 are respectively Stretch repeatedly in the direction of arrow a. Thereby, the convex portion 51 of the vibrating body 50 is displaced in an oblique direction indicated by an arrow b, that is, vibration (reciprocating motion), or a displacement substantially along an ellipse indicated by an arrow c, that is, elliptical vibration ( Elliptical motion). At this time, the sliding surface 41 of the rotor 4 has a frictional force from the convex portion 51 of the vibrating body 50, that is, a pushing force when the portions corresponding to the electrodes 52a, 52c, 56a and 56c of the vibrating body 50 extend. Under pressure.
[0042]
In other words, the rotor 4 has a radial component S1 (displacement in the radial direction of the rotor 4) of the vibration displacement S of the convex portion 51 of the vibrating body 50, so that the convex portion 51 of the vibrating body 50 and the sliding surface 41 of the rotor 4 A large frictional force is applied between them, and a driving torque (rotational driving force) in the forward rotation direction A1 is applied to the rotor 4 by the circumferential component S2 of the vibration displacement S (the circumferential displacement of the rotor 4). The
[0043]
As described above, when the vibrating body 50 vibrates, the driving torque (rotational driving force) repeatedly acts on the sliding surface 41 of the rotor 4, thereby rotating the rotor 4 in the forward rotation direction A <b> 1.
At this time, the second group electrode 58 located on the other diagonal line of the vibrating body 50, that is, the first electrodes 52b and 52d and the second electrodes 56b and 56d are not energized. For this reason, the second group electrode 58 can also be used as vibration detection means for detecting the vibration of the vibrating body 50.
[0044]
On the other hand, when the rotor 4 is rotated in the reverse rotation direction (counterclockwise direction) A2, that is, when the rotational driving force is transmitted to the rotor 4 in the reverse rotation direction (counterclockwise direction) A2, FIG. As shown, the second group electrode 58 is energized.
By energization of the second group electrode 58, the first electrodes 52b and 52d and the second electrodes 56b and 56d located on the diagonal line of the vibrating body 50 are energized. When an alternating voltage is applied between these electrodes 52b, 52d, 56b and 56d and the reinforcing plate 54, the portions corresponding to the electrodes 52b, 52d, 56b and 56d of the vibrating body 50 are respectively Stretch repeatedly in the direction of arrow a. Thereby, the convex portion 51 of the vibrating body 50 is displaced in an oblique direction indicated by an arrow b, that is, vibration (reciprocating motion), or a displacement substantially along an ellipse indicated by an arrow c, that is, elliptical vibration ( Elliptical motion). At this time, the sliding surface 41 of the rotor 4 has a frictional force from the convex portion 51 of the vibrating body 50, that is, a pressing force when the portions corresponding to the electrodes 52b, 52d, 56b and 56d of the vibrating body 50 extend. Under pressure.
[0045]
In other words, the rotor 4 has a radial component S1 (displacement in the radial direction of the rotor 4) of the vibration displacement S of the convex portion 51 of the vibrating body 50, so that the convex portion 51 of the vibrating body 50 and the sliding surface 41 of the rotor 4 A large frictional force is applied between them, and a driving torque (rotational driving force) in the reverse rotation direction A2 is applied to the rotor 4 by the circumferential component S2 of the vibration displacement S (the circumferential displacement of the rotor 4). .
[0046]
As described above, when the vibrating body 50 vibrates, the driving torque (rotational driving force) repeatedly acts on the sliding surface 41 of the rotor 4, whereby the rotor 4 rotates in the reverse rotation direction A <b> 2.
At this time, the first group electrode 57 located on the other diagonal line of the vibrating body 50, that is, the first electrodes 52a and 52c and the second electrodes 56a and 56c are not energized. For this reason, the first group electrode 57 can also be used as vibration detection means for detecting the vibration of the vibrating body 50.
[0047]
Here, the shape and size of the vibrating body 50, the position of the convex portion 51, and the like are appropriately selected, and the resonance frequency of bending vibration (lateral vibration in FIGS. 5 and 6) is set to the same level as the frequency of longitudinal vibration. Then, the longitudinal vibration and the bending vibration of the vibrating body 50 are generated simultaneously. Thereby, the convex part 51 of the vibrating body 50 can be displaced (elliptical vibration) substantially along an ellipse, as shown by the arrow c in FIG. 5 and FIG. Further, as known in the art, when the longitudinal vibration and the bending vibration are driven with the phases shifted separately, the ratio of the major axis to the minor axis (major axis / minor axis) of the elliptical oscillation can be changed.
[0048]
By the way, the frequency of the alternating voltage applied to the first and second piezoelectric elements 53 and 55 is not particularly limited, but is preferably substantially the same as the resonance frequency of vibration (longitudinal vibration) of the vibrating body 50. Thereby, the amplitude of the vibrating body 50 becomes large and the rotor 4 can be rotationally driven with high efficiency.
In addition to the advantage that the tube valve 1 can be downsized (thinned) by using such an ultrasonic motor 5, there is no conventional electromagnetic noise because no ordinary motor is used. However, since there are few, there is an advantage that peripheral devices are not affected.
[0049]
Further, reversible rotation control is possible for the rotation drive of the rotor 4.
In addition, unlike the case where the vibrating body 50 is driven by a magnetic force like a normal motor, the rotor 4 is driven by the frictional force (pressing force) as described above, and thus the driving force (driving torque) is high. For this reason, the rotor 4 can be driven with sufficient force without using a speed change mechanism (deceleration mechanism). Thereby, since it is not necessary to provide a separate speed reduction mechanism, there is no energy loss in the speed reduction mechanism. In addition, since the in-plane vibration of the vibrating body 50 is directly converted into the rotation of the rotor 4, there is little energy loss accompanying this conversion, and the rotor 4 can be rotationally driven with high efficiency.
Further, since the rotor 4 is directly driven (rotated) by the vibrating body 50 and it is not particularly necessary to provide a separate speed reduction mechanism, it is particularly advantageous for reducing the weight and size (thinning) of the entire apparatus. As a result, the structure can be extremely simplified, and the structure can be easily manufactured, and the manufacturing cost can be reduced.
[0050]
Next, the drive control circuit of the above-described ultrasonic motor 5 will be described.
As shown in FIG. 7, the drive control circuit includes a switching circuit 8 and a drive circuit 9 to which the vibrating body 50 is connected. The switching circuit 8 includes a first changeover switch portion 80A and a second changeover switch portion 80B that are interlocked with each other.
The first changeover switch portion 80A has a terminal 81 to which the first group electrode 57 of the vibrating body 50 is connected and a pair of changeover terminals 82 and 83. Similarly, the second changeover switch portion 80B has a terminal 84 to which the second group electrode 58 of the vibrating body 50 is connected and a pair of changeover terminals 85 and 86.
[0051]
On the other hand, the drive circuit 9 includes an oscillation circuit 91, an amplification circuit 92, and a rotation amount (displacement amount) control circuit 93. The input side of the oscillation circuit 91 is connected to the changeover terminal 83 of the first changeover switch portion 80A and the changeover terminal 86 of the second changeover switch portion 80B, respectively. The output side of the amplifier circuit 92 is connected to the changeover terminal 82 of the first changeover switch portion 80A and the changeover terminal 85 of the second changeover switch portion 80B.
[0052]
The switching circuit 8 is instructed to rotate the rotor 4, that is, in the normal rotation direction A 1 or the reverse rotation direction A 2. The switching circuit 8 selectively energizes the first group electrode 57 or the second group electrode 58 of the vibrating body 50 based on instruction information on the rotation direction of the rotor 4. As a result, an alternating voltage is applied to the first and second piezoelectric elements 53 and 55 via the oscillation circuit 91 and the amplification circuit 92.
[0053]
The oscillation circuit 91 and the amplification circuit 92 are respectively controlled by a rotation amount (displacement amount) control circuit 93 described later.
The rotation amount control circuit 93 is connected to a rotary encoder 7 as a rotation amount (displacement amount) detecting means installed on the outer peripheral portion of the rotor 4. The rotary encoder 7 includes a slit rotating plate 71 in which a plurality of slits are formed at regular intervals, and a sensor 72 having a light emitting unit and a light receiving unit. The slit rotating plate 71 rotates integrally with the rotor 4.
[0054]
In this case, for example, a photo reflector or a photo interrupter is preferably used as the sensor 72. The photo reflector includes a light emitting element that irradiates light toward the outer peripheral portion of the slit rotating plate 71 and a light receiving element (photoelectric conversion element) that receives light reflected by the slit rotating plate 71 (reflected light). . On the other hand, the photo interrupter is composed of a light emitting element that emits light toward the outer peripheral portion of the slit rotating plate 71 and a light receiving element (photoelectric conversion element) that receives light (transmitted light) that has passed through the slit rotating plate 71. The
[0055]
The rotation amount control circuit 93 is instructed about the rotation amount and rotation speed of the rotor 4. When the rotor 4 rotates, the slit rotating plate 71 of the rotary encoder 7 rotates integrally with the rotor 4. The rotation amount and rotation speed of the slit rotating plate 71 correspond to the rotation amount and rotation speed of the rotor 4. Along with the rotation of the rotor 4, a pulse signal corresponding to the number of rotations of the slit rotating plate 71 is output from the sensor 72. This pulse signal is input to the rotation amount control circuit 93.
[0056]
At this time, the rotation amount control circuit 93 counts the pulse signal from the sensor 72, and the rotation speed of the rotor 4 is obtained based on this count value. The rotational speed of the rotor 4 can be obtained based on the pulse period from the sensor 72 or the number of pulses within a predetermined time.
The rotation amount (displacement amount) detection means is not limited to the optical detection means such as the rotary encoder 7 described above, but may be a magnetic detection means.
[0057]
The drive control circuit described above is instructed if there is an instruction for the rotation direction, rotation amount (rotation number or rotation angle of the rotor 4) or rotation number (rotation speed) of the rotor 4 with the power switch turned on. Based on this, the rotation amount control circuit 93 of the switching circuit 8 and the drive circuit 9 operates.
In the case of an instruction to rotate the rotor 4 in the forward rotation direction A1, the first group is configured such that the terminal 81 and the switching terminal 82 of the switching circuit 8 are connected and the terminal 84 and the switching terminal 86 are connected. It switches to the electrode 57 side. Thereby, the output side of the amplifier circuit 92 of the drive circuit 9 is electrically connected to the first electrodes 52a and 52c and the second electrodes 56a and 56c of the vibrating body 50. On the other hand, the second group electrode 58 side is electrically connected to the input side of the oscillation circuit 91 of the drive circuit 9. Thereby, the input side of the oscillation circuit 91 of the drive circuit 9 is electrically connected to the first electrodes 52b and 52d and the second electrodes 56b and 56d of the vibrating body 50.
[0058]
The AC voltage output from the oscillation circuit 91 is amplified by the amplification circuit 92 and applied between the electrodes 52 a, 52 c, 56 a and 56 c of the vibrating body 50 and the reinforcing plate 54. Thereby, as described above, the portions of the vibrating body 6 corresponding to the electrodes 52a, 52c, 56a, and 56c repeatedly expand and contract. By the application of such an alternating voltage, the convex portion 51 of the vibrating body 50 is caused to vibrate in an oblique direction (reciprocating motion) as indicated by an arrow b in FIG. Exercise. The sliding surface 41 of the rotor 4 generates a frictional force (pressing force) from the convex portion 51 of the vibrating body 50 when the portions corresponding to the electrodes 52a, 52c, 56a and 56c of the vibrating body 50 extend. receive. The rotor 4 is rotationally driven in the normal rotation direction A1 by this repeated frictional force (pressing force).
[0059]
At this time, the second group electrode 58 side is not driven because it is not energized. For this reason, each electrode 52b, 52d, 56b, and 56d of the vibrating body 50 serves as a detection electrode, and a voltage (between each electrode 52b, 52d, 56b, and 56d of the vibrating body 50 and the reinforcing plate 54 ( It is used to detect the induced voltage). The induced voltage (detection voltage) is input to the oscillation circuit 91, and the oscillation circuit 91 has a frequency (maximum amplitude of the vibrating body 50, that is, a detection voltage) based on the detection voltage. Outputs AC voltage at resonance frequency. Thereby, the rotor 4 can be rotated efficiently.
[0060]
The rotation amount control circuit 93 controls energization to each electrode based on the instructed rotation amount (target value) of the rotor 4.
That is, the rotation amount control circuit 93 operates the oscillation circuit 91 and the amplification circuit 92 until the rotation amount of the rotor 4 reaches the instructed rotation amount (target value) of the rotor 4, drives the vibrating body 50, and the rotor Rotate 4
[0061]
On the other hand, in the case of an instruction to rotate the rotor 4 in the reverse rotation direction A2, as shown in FIG. 7, the terminal 81 of the switching circuit 8 and the switching terminal 83 are connected, and the terminal 84 and the switching terminal 85 are connected. Thus, the second group electrode 58 is switched. As a result, the output side of the amplifier circuit 92 of the drive circuit 9 is electrically connected to the first electrodes 52b and 52d and the second electrodes 56b and 56d of the vibrating body 50. The first group electrode 57 side is electrically connected to the input side of the oscillation circuit 91 of the drive circuit 9. As a result, the input side of the oscillation circuit 91 of the drive circuit 9 is electrically connected to the first electrodes 52a and 52c and the second electrodes 56a and 56c of the vibrating body 50. Since the subsequent operations are the same as those in the case of the instruction to rotate the rotor 4 in the normal rotation direction A1, the description thereof will be omitted.
[0062]
As described above, according to this tube valve 1, since the ultrasonic motor 5 is used in the drive system, the structure can be simplified, which is advantageous for miniaturization and weight reduction.
In addition, by arranging the ultrasonic motor 5 on the outer peripheral portion of the rotor 4, the rotor 4 and the ultrasonic motor 5 are assembled in a plane. Thereby, the thickness of the whole apparatus becomes thin and size reduction can be achieved.
[0063]
Further, since the ultrasonic motor 5 is used in the drive system, a large drive force can be obtained, and the flow path in the tube 10 can be easily and reliably opened and closed. In particular, since the cam member 6 and the receiving portion 21 gradually close the flow path in the tube 10, a large closing force can be obtained.
[0064]
(SecondReference example)
  nextThe flowBody device secondReference exampleWill be described.
  Figure 8The flowSecond when the body device is applied to a tube valveReference exampleFIG. 9 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
[0065]
  2ndReference exampleThe tube valve (fluid device) 1 of the first mentioned aboveReference exampleDifferences from the above will be mainly described, and description of similar matters will be omitted.
  SecondReference exampleTube valve 1 and the first mentioned aboveReference exampleAnd the configuration of the movable part is different.
  That is, as shown in FIG. 8 and FIG.Reference exampleIn the tube valve (fluid device) 1, a substantially arc-shaped eccentric cam groove (long hole) 11 is formed in the rotor 4 along the substantially circumferential direction of the rotor 4. A tube 10 is inserted into the eccentric cam groove 11 formed in the rotor 4, and a movable portion is configured by an edge portion (sliding surface 11 a) facing the eccentric cam groove 11 of the rotor 4.
[0066]
The eccentric cam groove 11 has a groove width that allows the tube 10 held in the base 2 via the receiving portion 21 to be inserted in a loosely inserted state.
The outer (outer peripheral) portion of the inner peripheral surface in the eccentric cam groove 11 forms a sliding surface 11a on which the tube 10 comes into contact (sliding contact). The sliding surface 11a has a length (radius) from the rotation axis (rotor rotation center) 3 of the rotor 4 in the reverse rotation direction (counterclockwise direction) A2 of the rotor 4 and the diameter (diameter) of the tube 10. It has a spiral eccentric form that is reduced to a length longer than or equal to.
[0067]
When the eccentric cam groove 11 rotates in the forward rotation direction (clockwise direction) A1 together with the rotor 4 (forward rotation), the sliding surface 11a of the eccentric cam groove 11 has its pressing force against the tube 10 gradually increased. The tube 10 is pressed (pressurized) to the receiving portion 21 side. As a result, the tube 10 is sandwiched between the sliding surface 11a of the eccentric cam groove 11 and the receiving portion 21 and is crushed and deformed, and the flow path in the tube 10 is closed (closed). That is, it becomes a pressure closed state (closed state).
[0068]
On the other hand, when the eccentric cam groove 11 rotates (reversely rotates) in the reverse rotation direction (counterclockwise direction) A2 together with the rotor 4 from the above-mentioned closed state (closed state), the tube formed by the sliding surface 11a of the eccentric cam groove 11 The pressing force against the pressure 10 gradually decreases, the tube 10 in the crushing deformation state is restored to the original shape, and the flow path in the tube 10 is opened (opened). That is, it becomes an open state (open state).
[0069]
  According to this tube valve 1, the first described above.Reference exampleThe same effect as the tube valve 1 can be obtained.
  And in this tube valve 1, since the eccentric cam groove 11 is formed in the rotor 4, the thickness of the whole apparatus can be made still thinner.
  In addition, ExampleFor example, a long hole (groove) that is not eccentric may be formed along the substantially circumferential direction of the rotor 4.
[0070]
(No.1Embodiment)
  Next, the fluid device of the present invention1Embodiments will be described.
  FIG. 10 shows the first case where the fluid device of the present invention is applied to a tube valve.1FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 10.
  The following1Regarding the tube valve (fluid device) 1 of the embodiment, the first described above.Reference exampleDifferences from the above will be mainly described, and description of similar matters will be omitted.
  As shown in FIG. 10 and FIG.1The tube valve (fluid device) 1 of the embodiment has a conversion mechanism that converts the rotational motion of the rotor 4 into the linear motion (reciprocating motion) of the pressing member (movable part) 14, and the pressing member 14 moves linearly. The flow path in the tube 10 is closed.
[0071]
In this embodiment, this conversion mechanism is constituted by a cam mechanism. That is, the conversion mechanism has a cam groove (long hole) 12 formed in the rotor 4 and a pin 13 engaged with the cam groove 12 (inserted into the cam groove 12). 13, a rod-shaped pressing member 14 is fixed.
The cam groove 12 has a spiral (spiral) form in which the length (radius) from the rotation axis (rotor rotation center) 3 of the rotor 4 becomes longer in the forward rotation direction (clockwise direction) A1. . The cam groove 12 is formed from the vicinity of the rotating shaft 3 of the rotor 4 to the outer peripheral portion.
[0072]
On the other hand, the pressing member 14 is supported so as to be movable (reciprocating freely) in the vertical direction in FIGS. 10 and 11 along the guide groove 22 formed on the side wall of the base 2, and the tip portion 14 a on the lower end side thereof is Has a sharpened shape. The pin 13 is fixed to the upper end portion of the pressing member 14.
The distal end portion 14 a of the pressing member 14 is in contact with the surface of the tube 10 on the receiving portion 21 of the base 2 at its highest position. At this time, the flow path in the tube 10 is open (open). Further, the pin 13 is engaged with the cam groove 12 at the longest position from the rotating shaft 3 of the rotor 4.
[0073]
When the cam groove 12 rotates together with the rotor 4 in the normal rotation direction (clockwise direction) A <b> 1 (forward rotation), the pressing member 14 gradually descends together with the pins 13. Thereby, the front-end | tip part 14a of the press member 14 presses the tube 10 to the receiving part 21 side so that the pressing force with respect to the tube 10 increases gradually (pressurization). As a result, the tube 10 is sandwiched between the distal end portion 14 a of the pressing member 14 and the receiving portion 21, is crushed and deformed, and the flow path in the tube 10 is closed (closed). That is, it becomes a pressure closed state (closed state).
[0074]
On the other hand, when the cam groove 12 rotates (reversely rotates) in the reverse rotation direction (counterclockwise direction) A2 together with the rotor 4 from the above-described pressure closed state (closed state), the pressing member 14 gradually rises together with the pin 13. . Thereby, the pressing force by the pressing member 14 with respect to the tube 10 reduces gradually, the tube 10 in a crushing deformation state is restored to the original shape, and the flow path in the tube 10 is opened (opened). That is, it becomes an open state (open state).
[0075]
  According to this tube valve 1, the first described above.Reference exampleThe same effect as the tube valve 1 can be obtained.
  In this tube valve 1, the pressing member 14 moves linearly through the pin 13 along the spiral cam groove 12 as the rotor 4 rotates, so that a large pressing force (pressing force) is generated. As a result, the flow path in the tube 10 can be reliably closed.
[0076]
(No.3 Reference examples)
  nextThe flowBody device number3 Reference examplesWill be described.
  FIG.The flowWhen the body device is applied to a tube valve3 Reference examplesFIG.
  The following3 Reference examplesThe tube valve (fluid device) 1 of the first mentioned aboveReference exampleDifferences from the above will be mainly described, and description of similar matters will be omitted.
  As shown in FIG.3 Reference examplesThe tube valve (fluid device) 1 has a conversion mechanism that converts the rotational motion of the rotor 4 into the swing motion of a swing lever (movable part) 17 as a pressing member, and the swing lever 17 swings. The flow path in the tube 10 is closed.
[0077]
  This conversion mechanism isReference exampleThen, it is comprised with the slider crank mechanism. That is, the conversion mechanism includes a crank pin (action point) 15 provided on a side surface of the rotor 4, a fixed pin (fulcrum) 16, a swing lever 17 provided with a projection (power point) 19 and a slide groove 18. have.
  One end of the swing lever 17 is pivotally supported on the base 2 by a fixing pin 16. The slide groove 18 is formed on the other end side of the swing lever 17.
[0078]
The protrusion 19 is formed on one end side of the swing lever 17. In this case, the protruding portion 19 is located at a position facing the receiving portion 21 protruding on the base 2, and the tube 10 is installed between the protruding portion 19 and the receiving portion 21. The tube 10 is in contact with the protruding portion 19 and the receiving portion 21, that is, is sandwiched between the protruding portion 19 and the receiving portion 21.
The crank pin 15 is slidably engaged (inserted) into the slide groove 18.
[0079]
  BookReference exampleThen, the rotation direction of the rotor 4 driven by the ultrasonic motor 5 is only one direction of the forward rotation direction (clockwise direction) A1. The rotation direction of the rotor 4 may be only one direction A2 in the reverse rotation direction (counterclockwise direction).
  The protruding portion 19 of the swing lever 17 is in contact with the surface of the tube 10 on the receiving portion 21 of the base 2 at the top dead center of the crank pin 15 with respect to the rotating shaft 3 of the rotor 4. At this time, the flow path in the tube 10 is open (open).
[0080]
When the rotor 4 rotates in the forward direction (clockwise direction) A1 (forward rotation), the crankpin 15 moves (rotates) toward the bottom dead center side, and the swing lever 17 moves downward. Rotate toward. As a result, the protrusion 19 of the swing lever 17 moves in a direction approaching the receiving portion 21, and the protrusion 19 moves the tube 10 toward the receiving portion 21 so that the pressing force against the tube 10 gradually increases. Press (pressurize). As a result, the tube 10 is sandwiched between the protrusion 19 and the receiving portion 21 of the swing lever 17 and is crushed and deformed, and the flow path in the tube 10 is closed (closed). That is, it becomes a pressure closed state (closed state).
[0081]
On the other hand, when the rotor 4 further rotates (forward rotation) in the forward rotation direction (clockwise direction) A1 from the above-described pressure-closed state (closed state), the crank pin 15 is moved from the lowest dead center to the highest dead center side. Is moved (rotated) in the direction of, so that the swing lever 17 is rotated upward. As a result, the protruding portion 19 of the swing lever 17 moves in a direction away from the receiving portion 21, and the pressing force by the protruding portion 19 against the tube 10 gradually decreases, so that the tube 10 in the crushing deformed state is restored. And the flow path in the tube 10 is opened (opened). That is, it becomes an open state (open state).
[0082]
  According to this tube valve 1, the first described above.Reference exampleThe same effect as the tube valve 1 can be obtained.
  In this tube valve 1, a large pressure can be obtained with a small driving force due to the ratio between the length between the fulcrum by the fixed pin 16 and the operating point by the crank pin 15 and the length between the fulcrum by the fixed pin 16 and the force point by the projection 19. A closing force (pressing force) is obtained, and the flow path in the tube 10 can be reliably closed.
[0083]
Further, by changing the ratio of the length between the fulcrum by the fixed pin 16 and the operating point by the crank pin 15 and the length between the fulcrum by the fixed pin 16 and the force point by the projection 19, the pressure closing force (pushing force) on the tube 10 is changed. Pressure) can be easily adjusted.
[0084]
(No.4 Reference examples)
  nextThe flowBody device number4 Reference examplesWill be described.
  FIG.The flowWhen the body device is applied to a tube valve4 Reference examplesFIG.
  The following4 Reference examplesThe tube valve (fluid device) 1 of the first mentioned aboveReference exampleDifferences from the above will be mainly described, and description of similar matters will be omitted.
  As shown in FIG.4 Reference examplesIn the tube valve (fluid device) 1, the movable portion is composed of a pair of pins (convex portions) 30 and 30 that are holding portions, and the flow path in the tube 10 is changed by bending deformation (bending) of the tube 10. Occlude.
[0085]
  I.e.4 Reference examplesIn the tube valve 1, a pair of pins 30, 30 are provided side by side in the circumferential direction at an eccentric position of the rotor 4. These pins 30 protrude in the direction of the rotating shaft 3 of the rotor 4.
  On the other hand, a holding tube 23 is formed on the base 2, and the tube 10 is inserted into the holding tube 23 and installed between the pair of pins 30 and 30 (a pair of pins). Pinned to pins 30 and 30).
[0086]
The pair of pins 30 and 30 make the tube 10 extend at the uppermost position of the rotor 4 with respect to the rotation axis 3 (indicated by a two-dot chain line in FIG. 13). At this time, the flow path in the tube 10 is open (open).
When the rotor 4 rotates in the normal rotation direction (clockwise direction) A1 (forward rotation), the pair of pins 30 and 30 move (rotate) in the lower right direction in FIG. As a result, the tube 10 positioned between the pair of pins 30 and 30 is bent (bently deformed) by tilting to the right in FIG. 13 with a portion near the tip of the holding tube 23 of the base 2 as a bending point (bending portion). ) As a result, the bent portion of the tube 10 is crushed, and the flow path in the tube 10 is closed (closed). That is, it becomes a pressure closed state (closed state).
[0087]
On the other hand, when the rotor 4 rotates (reversely rotates) in the reverse rotation direction (counterclockwise direction) A2 from the above-described pressure-closed state (closed state), the pair of pins 30 and 30 together with the upper left direction in FIG. Move (rotate) toward. Accordingly, the tube 10 positioned between the pair of pins 30 and 30 extends so as to rise upward in FIG. 13 (the tube 10 in the bent deformation state is restored to the original shape), and the tube 10 Are opened (opened). That is, it becomes an open state (open state).
[0088]
  According to this tube valve 1, the first described above.Reference exampleThe same effect as the tube valve 1 can be obtained.
  In this tube valve 1, the tube 10 is bent by the pair of pins 30 and 30 to close the flow path, so that the flow path in the tube 10 can be reliably closed with a small driving force.
[0089]
(No.5 Reference examples)
  nextThe flowBody device number5 Reference examplesWill be described.
  FIG.The flowWhen the body device is applied to a bellows pump5 Reference examplesFIG. 15 is a side view of the bellows pump shown in FIG.
  The following5 Reference examplesThe first pump (fluid device) 100 described aboveReference exampleDifferences from the above will be mainly described, and description of similar matters will be omitted. For example, the drive system of the pump 100 is the first described above.Reference exampleSince the configuration is basically the same as the drive system of the tube valve 1, the description thereof is omitted.
  As shown in FIG. 14 and FIG.5 Reference examplesThe pump (fluid device) 100 includes a base 101, a rotating shaft 102 provided on the base 101, a rotor (displacement body) 103 rotatably supported on the rotating shaft 102, and a driving force applied to the rotor 103. And an ultrasonic motor 5 to be applied. The outer peripheral surface of the rotor 103 forms a sliding surface 104 on which the convex portion 51 of the vibrating body 50 constituting the ultrasonic motor 5 comes into contact (sliding contact). The ultrasonic motor 5 is arranged and assembled in a plane on the outer periphery of the rotor 103. The base 101, the rotating shaft 102, the rotor 103, and the ultrasonic motor 5 constitute the main part of the drive system.
[0090]
Further, the pump 100 is provided with an operating rod (movable part) 105 that is linearly movable (reciprocating) in the vertical direction in FIGS. 14 and 15 with respect to the base 101, and FIG. 15 and a bellows 106 fixed to the lower side in FIG. These operating rod 105 and bellows 106 constitute the main part of the fluid pressure feeding mechanism. This pumping mechanism is driven by the drive system.
[0091]
The bellows 106 forms a pump chamber. The bellows 106 includes a suction tube 107 that sucks fluid into the bellows 106 and a discharge tube 108 that discharges (sends) fluid sucked into the bellows 106 via a suction valve 107A and a discharge valve 108A, respectively. Connected.
[0092]
  The pump 100 also has a conversion mechanism that converts the rotational motion of the rotor 103 into linear motion (reciprocating motion) of the operating rod 105.
  This conversion mechanism isReference exampleThen, it is comprised with the cam mechanism. That is, the conversion mechanism includes an annular cam groove 109 formed eccentrically around the rotation shaft 102 of the rotor 103 and a pin 110 engaged with the annular cam groove 109 (inserted into the annular cam groove 109). The operating rod 105 is fixed to the pin 110.
[0093]
  BookReference exampleThen, the rotation direction of the rotor 103 driven by the ultrasonic motor 5 is only one direction of the forward rotation direction (clockwise direction) A1. The rotation direction of the rotor 103 may be only one direction A2 in the reverse rotation direction (counterclockwise direction).
  As shown in FIGS. 14 and 15, when the pin 110 is engaged with the annular cam groove 109 at the longest position from the rotation shaft 102 of the rotor 103, the operating rod 105 is located at the highest position. At this time, the bellows 106 is extended (in an extended state).
[0094]
When the annular cam groove 109 rotates 180 ° in the forward rotation direction (clockwise direction) A1 together with the rotor 103, the operating rod 105 descends linearly with the pin 110, and the bellows 106 contracts from the extended state (contracted state). Becomes). Thereby, the fluid in the bellows 106 is discharged (sent out) from the discharge tube 108 through the discharge valve 108A. At this time, the suction valve 107A maintains a closed state.
[0095]
Such a fluid discharge process due to the contraction of the bellows 106 ends when the rotor 103 rotates 180 °. At this time, the pin 110 engages with the annular cam groove 109 at the shortest position from the rotating shaft 102 of the rotor 103, and the operating rod 105 is located at the lowest lowered position.
When the annular cam groove 109 further rotates 180 ° in the forward rotation direction (clockwise direction) A1 together with the rotor 103 from this state, the operating rod 105 rises linearly with the pin 110, and the bellows 106 extends from the contracted state. Do (extend). As a result, fluid is drawn into the bellows 106 from the suction tube 107 via the suction valve 107A. At this time, the discharge valve 108A maintains the closed state.
[0096]
Such a fluid suction step by the extension of the bellows 106 ends when the rotor 103 rotates 180 °. At this time, the pin 110 engages with the annular cam groove 109 at the longest position from the rotating shaft 102 of the rotor 103, and the operating rod 105 returns to the highest position.
By such continuous rotation of the rotor 103 by driving the ultrasonic motor 5, the operating rod 105 reciprocates linearly (reciprocating motion), and the bellows 106 repeatedly expands and contracts. The expansion and contraction of the bellows 106 increases or decreases the volume of the pump chamber, and the fluid is transferred.
[0097]
  As described above, according to the pump 100, the first described above.Reference exampleSimilarly to the tube valve 1, the ultrasonic motor 5 is used in the drive system, so that the structure can be simplified, which is advantageous for reduction in size and weight.
  In addition, by arranging the ultrasonic motor 5 on the outer peripheral portion of the rotor 4, the rotor 4 and the ultrasonic motor 5 are assembled in a plane. Thereby, the thickness of the whole apparatus becomes thin and size reduction can be achieved.
[0098]
Further, since the bellows 106 is expanded and contracted via a conversion mechanism that converts the rotational motion of the rotor 103 into a linear motion (reciprocating motion) of the operating rod 105, the structure can be further simplified, and the size and weight can be reduced. .
In addition, since the ultrasonic motor 5 is used in the drive system, a large drive force can be obtained and the fluid can be transferred easily and reliably.
[0099]
(No.6 Reference examples)
  nextThe flowBody device number6 Reference examplesWill be described.
  FIG.The flowWhen the body device is applied to a diaphragm pump6 Reference examplesFIG. 17 is a plan view of the diaphragm pump shown in FIG. 16, and FIG. 18 is a perspective view of the rotor of the diaphragm pump shown in FIG.
[0100]
  The following6 Reference examplesThe above-described pump (fluid device) 2005 Reference examplesDifferences from the above will be mainly described, and description of similar matters will be omitted.
  As shown in FIGS.6 Reference examplesIn the pump (fluid device) 1, the diaphragm 206 constitutes the ceiling portion of the pump chamber 205.
  That is, the pump 200 includes a housing 201, a rotor (displacement body) 203 installed in the housing 201 through a rotation shaft 202 so as to be horizontally rotatable, and an ultrasonic motor 5 that applies a driving force to the rotor 203. Have. The outer peripheral surface of the rotor 203 forms a sliding surface 204 with which the convex portion 51 of the vibrating body 50 constituting the ultrasonic motor 5 comes into contact (sliding contact). The ultrasonic motor 5 is arranged and assembled in a plane on the outer periphery of the rotor 203. The rotary shaft 202, the rotor 203, and the ultrasonic motor 5 constitute the main part of the drive system.
[0101]
A pump chamber 205 is provided in the housing 201. A ceiling portion of the pump chamber 205 is formed by a disk-shaped diaphragm 206. A convex portion (movable portion) 207 is provided at the center of the upper surface of the diaphragm 206. The pump chamber 205 and the convex portion 207 constitute the main part of the fluid pressure feeding mechanism. This pumping mechanism is driven by the drive system.
[0102]
The pump chamber 205 includes a suction tube 208 that sucks fluid into the pump chamber 205 and a discharge tube 209 that discharges (sends) fluid sucked into the pump chamber 205, respectively. 209A is connected.
Further, the pump 200 has a conversion mechanism that converts the rotational motion of the rotor 203 into linear motion (reciprocating motion) of the convex portion 207.
[0103]
  This conversion mechanism isReference exampleThen, it is comprised with the cam mechanism. That is, the conversion mechanism has an annular cam surface 210 integrally formed on the back surface side of the rotor 203, and the tip end portion of the convex portion 207 is brought into contact with the annular cam surface 210.
  The annular cam surface 210 has a height distribution in which the thickness changes along the circumferential direction of the rotor 203. That is, as shown in FIG. 18, the annular cam surface 210 is formed to have a maximum height t1 by increasing the thickness on one end surface side of the rotor 203 (left side in FIG. 18), and the other (right side in FIG. 18). The thickness on the end face side is reduced to a minimum height t2.
[0104]
  BookReference exampleThen, the rotation direction of the rotor 203 driven by the ultrasonic motor 5 is only one direction of the forward rotation direction (clockwise direction) A1. The rotation direction of the rotor 203 may be only one direction A2 in the reverse rotation direction (counterclockwise direction).
  When the tip of the convex portion 207 is in contact with the position of the minimum height t2 on the annular cam surface 210 of the rotor 203, the surface of the diaphragm 206 has a planar shape (in a horizontal state).
[0105]
When the annular cam surface 210 rotates 180 ° in the forward rotation direction (clockwise direction) A1 together with the rotor 203, the convex portion 207 is pressed by the annular cam surface 210 and descends against the urging force of the diaphragm 206. At the same time, the central portion of the diaphragm 206 is pressed by the downward movement of the convex portion 207, and the diaphragm 206 is curved so that the inside of the pump chamber 205 is convex as shown by a two-dot chain line in FIG. Thereby, the fluid in the pump chamber 205 is discharged (sent out) from the discharge tube 209 via the discharge valve 209A. At this time, the suction valve 208A maintains a closed state.
[0106]
Such a fluid discharging process due to the deformation of the diaphragm 206 ends when the rotor 203 rotates 180 ° and the tip of the convex portion 207 reaches the position of the maximum height t1 of the annular cam surface 210.
When the annular cam surface 210 further rotates 180 ° in the forward rotation direction (clockwise direction) A1 together with the rotor 203 from this state, the convex portion 207 is raised by the urging force of the diaphragm 206. At the same time, the diaphragm 206 is restored to the original planar shape toward the outside of the pump chamber 205. As a result, fluid is sucked into the pump chamber 205 from the suction tube 208 via the suction valve 208A. At this time, the discharge valve 209A maintains the closed state.
[0107]
Such a fluid suction process by restoring the diaphragm 206 is ended when the rotor 203 rotates 180 ° and the tip of the convex portion 207 reaches the position of the minimum height t 2 of the annular cam surface 210.
By such continuous rotation of the rotor 203 driven by the ultrasonic motor 5, the convex portion 207 linearly reciprocates (reciprocates), and the diaphragm 206 repeatedly deforms. Due to the deformation of the diaphragm 206, the volume of the pump chamber 205 increases or decreases, and the fluid is transferred.
[0108]
  According to this pump 200, the above-mentioned first5 Reference examplesThe same effect as that of the pump 100 can be obtained.
  In this pump 200, the diaphragm 206 is deformed via a conversion mechanism that converts the rotational motion of the rotor 203 into the linear motion (reciprocating motion) of the convex portion 207. Therefore, the structure can be further simplified and the size can be reduced. The weight can be reduced.
[0109]
  As described above, the fluidic device of the present invention is shown in the illustrated embodiment.And reference examplesHowever, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part can be replaced with any configuration having a similar function.The
[0110]
In the embodiment, the number of ultrasonic motors is one. However, in the present invention, the number of ultrasonic motors may be two or more.
Moreover, in the said embodiment, although the displacement body is the rotor provided rotatably, in this invention, a displacement body is not restricted to a rotor, For example, you may move linearly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1Reference exampleThe front view which shows (tube valve).
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a vibrating body constituting the ultrasonic motor.
4 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an excitation state of a vibrating body that drives a rotor in a normal rotation direction.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an excitation state of a vibrating body that drives a rotor in a reverse rotation direction.
FIG. 7 is a block diagram showing a circuit configuration for driving and controlling a vibrating body.
FIG. 8Reference exampleThe front view which shows (tube valve).
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
FIG. 101The front view which shows embodiment (tube valve).
11 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
FIG. 123 Reference examplesThe front view which shows (tube valve).
FIG. 134 Reference examplesThe front view which shows (tube valve).
FIG. 145 Reference examplesSectional drawing which shows (bellows pump).
15 is a side view of the bellows pump shown in FIG.
FIG. 166 Reference examplesSectional drawing which shows (diaphragm pump).
17 is a plan view of the diaphragm pump shown in FIG.
FIG. 18 is a perspective view of the rotor as seen from the back side.
[Explanation of symbols]
  DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tube valve, 2 ... Base, 21 ... Reception part, 22 ... Guide groove, 23 ... Holding tube, 3 ... Rotating shaft, 4 ... Rotor, 41 ... Sliding surface, 5 ... Ultrasonic motor, 50 ... Vibrating body, 51: convex portion, 52a to 52d, first electrode, 53 ... first piezoelectric element, 54 ... reinforcing plate, 55 ... second piezoelectric element, 56a to 56d ... second electrode, 57 ... first group Electrode 58 ... second group electrode 6 ... cam member 61 ... cam surface 7 ... rotary encoder 71 ... slit rotary plate 72 ... sensor 8 ... switching circuit 80A ... first changeover switch 80B 2nd changeover switch part, 81, 84 ... terminal, 82, 83, 85, 86 ... switching terminal, 9 ... drive circuit, 91 ... oscillation circuit, 92 ... amplification circuit, 93 ... rotation amount control circuit, 10 ... tube , 11 ... Eccentric cam groove, 11a ... Sliding surface, 12 Cam groove, 13 ... pin, 14 ... pressing member, 14a ... tip, 15 ... crank pin, 16 ... fixed pin, 17 ... swing lever, 18 ... slide groove, 19 ... projection, 30 ... pin, 100 ... pump , 101 ... base, 102 ... rotating shaft, 103 ... rotor, 104 ... sliding surface, 105 ... operating rod, 106 ... bellows, 107 ... suction tube, 107A ... suction valve, 108 ... discharge tube, 108A ... discharge valve, 109 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Circular cam groove, 110 ... Pin, 200 ... Pump, 201 ... Housing, 202 ... Rotating shaft, 203 ... Rotor, 204 ... Sliding surface, 205 ... Pump chamber, 206 ... Diaphragm, 207 ... Convex part, 208 ... Suction tube , 208A ... suction valve, 209 ... discharge tube, 209A ... discharge valve, 210 ... annular cam surface

Claims (2)

圧電素子を備えた振動体を有し、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより前記振動体を励振する超音波モータと、
前記振動体に当接し、前記振動体からの振動の伝達により駆動力が付与されて回転するロータと、
移動自在に設けられた可動部と、
前記ロータの回転運動を前記可動部の往復運動に変換する変換機構とを有し、
前記可動部の移動により、チューブ内の流路を開閉する流体装置であって、
前記変換機構は、前記ロータに形成された螺旋状のカム溝と、
前記可動部に固定され、前記カム溝内に挿入されたピンとを有し、
前記可動部は、その最上昇位置で前記チューブの表面に当接し、このとき、前記チューブ内の流路は、開通しており、かつ、前記ピンは、前記ロータの回転中心から最長位置における前記カム溝に係合しており、
前記カム溝が前記ロータと共に正転方向に回転すると、前記可動部が前記ピンと共に下降し、前記可動部により前記チューブ内の所定部位の流路が圧閉され、前記カム溝が前記ロータと共に逆転方向に回転すると、前記可動部が前記ピンと共に上昇し、これにより、前記チューブが元の形状に復元し、前記チューブ内の前記所定部位の流路が開通するよう構成されていることを特徴とする流体装置。An ultrasonic motor having a vibrating body including a piezoelectric element, and exciting the vibrating body by applying an AC voltage to the piezoelectric element;
A rotor that abuts on the vibrating body and rotates by applying a driving force by transmission of vibration from the vibrating body;
A movable part provided movably,
A conversion mechanism that converts the rotational movement of the rotor into the reciprocating movement of the movable part,
A fluid device that opens and closes a flow path in a tube by movement of the movable part,
The conversion mechanism includes a helical cam groove formed in the rotor;
A pin fixed to the movable part and inserted into the cam groove;
The movable part abuts on the surface of the tube at its highest position, and at this time, the flow path in the tube is open, and the pin is located at the longest position from the rotation center of the rotor. Engaging the cam groove,
When the cam groove rotates together with the rotor in the normal rotation direction, the movable part descends together with the pin, the flow path of a predetermined portion in the tube is closed by the movable part, and the cam groove reversely rotates with the rotor. When rotating in the direction, the movable part rises together with the pin, whereby the tube is restored to its original shape, and the flow path of the predetermined part in the tube is opened. Fluid device. 突出した受部が設けられたベースを有しており、
前記所定部位に対応する位置に前記受部が位置し、該受部で前記チューブ内の所定部位の流路が圧閉される請求項１に記載の流体装置。It has a base with a protruding receiving part,
Fluidic device of claim 1, wherein said receiving portion at a position corresponding to the predetermined site is located, the flow channel of the predetermined portion in the tube receiving portion is pressure closed.
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