JP4359789B2 - Liquid flow equipment - Google Patents
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Description
本発明は、液体を流動させる液体流動装置に関する。 The present invention relates to a liquid flow apparatus for flowing a liquid.
液体を流動させる従来の装置として、船舶のスクリューや、各種のポンプがある。また、魚類のヒレ等も液体を流動させる装置とみることができる。この種の機構は、液体を効率的に流動させることができるように、形状や動作が選ばれているといえる。近年、液体を流動させる装置において、さらに効率を向上させるとともに、用途に応じて、一層小型化することが必要になってきている。 As a conventional apparatus for flowing a liquid, there are a ship screw and various pumps. Fish fins and the like can also be regarded as devices for flowing liquid. It can be said that the shape and operation of this type of mechanism are selected so that the liquid can flow efficiently. In recent years, it has become necessary to further improve the efficiency of an apparatus for flowing a liquid, and to further reduce the size according to the application.
魚類のヒレの構造や原理は、これを応用して、ポンプ等に利用されることがある。たとえば、特開平5−272497号公報には、フィン(ヒレ)を回転軸の周りに所定の角度範囲内に往復回転駆動させて液体を流動させるポンプが開示されている。同公報のポンプは、小型で、少ない構成要素により構成されるとの記載がある。
しかしながら、このような回転軸を有する機構により駆動されるポンプの場合、回転軸を受けるベアリングや、流体を封止するシーリング等が必要となる。このようなシーリングは、ポンプを小型化する際の障害となることがあった。同様にスクリュー機構を利用したポンプにおいても、流体を封止するシーリング等が必要であり、小型化には限界があった。また、スクリュー機構においては、液体の流速を高めるために回転速度を高めると、効率が非常に悪くなるという欠点があった。 However, in the case of a pump driven by a mechanism having such a rotating shaft, a bearing for receiving the rotating shaft, a sealing for sealing a fluid, and the like are required. Such sealing may be an obstacle to downsizing the pump. Similarly, a pump using a screw mechanism also requires sealing or the like for sealing a fluid, and there is a limit to downsizing. In addition, the screw mechanism has a drawback that if the rotational speed is increased to increase the flow rate of the liquid, the efficiency becomes very poor.
本発明にかかる目的の一つは、液体を流動させるための新規な機構を有する液体流動装置を提供することである。 One object of the present invention is to provide a liquid flow apparatus having a novel mechanism for flowing a liquid.
本発明にかかる液体流動装置は、
板状の振動体と、
前記振動体を厚み方向に振動させる駆動部と、
を有し、
前記振動体の面内方向の端部の少なくとも一部は、端に向かって連続的に薄くなっている。
The liquid flow device according to the present invention is:
A plate-like vibrator,
A drive unit for vibrating the vibrating body in a thickness direction;
Have
At least a part of the end portion in the in-plane direction of the vibrating body is continuously thinner toward the end.
このような液体流動装置は、液体を流動させることができる。 Such a liquid flow apparatus can flow a liquid.
本発明の液体流動装置において、
前記駆動部は、前記振動体を屈曲させて振動させることができる。
In the liquid flow apparatus of the present invention,
The drive unit can bend and vibrate the vibrating body.
本発明の液体流動装置において、
前記駆動部は、前記振動体全体の位置が平行移動するように振動させることができる。
In the liquid flow apparatus of the present invention,
The drive unit can be vibrated so that the position of the entire vibrator is translated.
本発明の液体流動装置において、
少なくとも前記振動体の薄くなっている領域が、液体に浸漬され、前記液体は、前記振動体の面内方向、かつ、前記振動体が薄くなってゆく方向に速度成分を有して流動されることができる。
In the liquid flow apparatus of the present invention,
At least the thinned area of the vibrating body is immersed in a liquid, and the liquid flows with a velocity component in an in-plane direction of the vibrating body and in a direction in which the vibrating body becomes thin. be able to.
本発明の液体流動装置において、
前記駆動部は、圧電素子を有することができる。
In the liquid flow apparatus of the present invention,
The driving unit may include a piezoelectric element.
本発明の液体流動装置において、
前記駆動部は、ソレノイドを有することができる。
In the liquid flow apparatus of the present invention,
The driving unit may have a solenoid.
本発明の液体流動装置において、
前記振動体が振動する周波数は、前記振動体または前記液体流動装置全体の共振周波数であることができる。
In the liquid flow apparatus of the present invention,
The frequency at which the vibrating body vibrates may be a resonance frequency of the vibrating body or the entire liquid flowing device.
以下に本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の一例として説明するものである。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following embodiment will be described as an example of the present invention.
1.液体流動装置
本実施形態にかかる液体流動装置100の一例について図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態にかかる液体流動装置100を模式的に示す平面図である。図2は、本実施形態にかかる液体流動装置100を模式的に示す断面図である。図1のA−A線に沿った断面が図2に相当する。図3および図4は、それぞれ本実施形態の振動体20の一例を示す斜視図である。
1. Liquid Flow Device An example of the
液体流動装置100は、駆動部10と、振動体20と、を有する。
The
駆動部10は、図1および図2に示すように、基材12を挟んで上下に圧電体層14a,14bを有し、さらにその外側に電極16a,16bを有する。駆動部10は、基材12を中心に上下に2つの圧電素子が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
基材12は、駆動部10の基体であり、駆動部10の機械的な出力を外部に取り出すための部材である。基材12の形状は、図示の例では板状であり、他の部材と接続することができるように一部が圧電体層14a,14bよりも外側に突出している。基材12は、圧電体層14a,14bにより変形されることができる。基材12は、変形することにより接続された他の部材を駆動することができる。基材12は、図示の長手方向(A−A線に沿う方向)の伸縮変形および、基材12の面内および面外の屈曲変形が可能である。本実施形態では、基材12が伸縮変形を行う場合について説明する。基材12の材質は、任意であるが、図示の例では、導電性を有する材質を用いている。そのため、基材12は、圧電体層14a,14bに電界を印加するための対となる電極の一方の電極となっている。また、図示の例では、基材12は、その上下の圧電体層14a,14bのための共通電極として構成されている。基材12が導電性を有さない材質からなる場合は、圧電体層14a,14bに電界を印加するために、基材12の上下に導電層等を設ければよい。
The
圧電体層14a,14bは、基材12の上下に設けられる。圧電体層14a,14bは、それぞれ電界が印加されることにより伸縮する。圧電体層14a,14bの伸縮に伴って、基材12が変形する。圧電体層14a,14bの伸縮の方向は、印加する電圧の極性や、圧電体層14a,14bを分極させる方向により任意に設計することができる。図1および図2の例では、上下の圧電体層14a,14bの分極方向および上下の電極16a,16bに印加される電界の方向が、図示の長手方向(A−A線に沿う方向)に伸縮できるように構成されている。なお、分極方向および電界の方向を変化させれば、基材12を面外方向へ屈曲させることも可能である。圧電体層14a,14bは、たとえばチタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti)O3)、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti,Nb)O3)などの圧電材料から形成されることができる。
The
電極16a,16bは、圧電体層14a,14bの基材12に対して外側に設けられる。電極16a,16bは、圧電体層14a,14bに電界を印加するための対となる電極のうちの一方の電極である。電極16a,16bは、基材12を伸縮するための電力を供給する。電極16a,16bは、導電性の材料で形成される。
The
振動体20は、図1および図2に示すように、駆動部10の基材12の先端付近に設けられる。振動体20の形状は、板状である。本実施形態では、駆動部10の変形の方向が駆動部10(基材12)の長手方向(図中A−A線に沿う方向)である。振動体20は、伸縮を連続して行うことができ、振動方向B(図中矢印)の方向に振動することができる。振動体20は、振動体20の厚み方向が駆動部10の長手方向(振動方向B)に沿うような向きに設けられている。すなわち、振動体20は、厚み方向に動作の成分を有するように設けられる。振動体20は、図示の例では駆動部10の基材12に固定されている。振動体20と基材12との接合は、駆動部10の動作が振動体20に伝達できる限り、治具等の他の部材を介して行われてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the vibrating
図3に示すように、板状の振動体20を厚み方向(図中Xと符番)から見たときの端部22(図中仮想線Lの外側)は、その少なくとも一部(図中端部24)が、端E1に向かって連続的に薄くなっている。振動体20は、厚み方向Xに垂直な面(図中点影で示した面)に対して角度φで傾斜した斜面T1および角度ψで傾斜した斜面T2を有している。また、図4に示すように、厚み方向Xに垂直な面(図中ハッチング(上記同様)で示す)と、斜面T2とが一致していてもよい(ψ=0°)。
As shown in FIG. 3, when the plate-like vibrating
本実施形態において、板状物体の厚み方向とは、板状物体を内包し、かつ体積が最小となる直方体の最短の辺に沿う方向を指す。なお、板状物体の厚み方向に垂直な面に対して傾斜した斜面を有さない場合については、厚み方向は、前記直方体の2番目に短い辺に沿う方向とする。 In the present embodiment, the thickness direction of the plate-like object refers to the direction along the shortest side of the rectangular parallelepiped that contains the plate-like object and has the smallest volume. In the case where there is no slope inclined with respect to the plane perpendicular to the thickness direction of the plate-like object, the thickness direction is the direction along the second shortest side of the rectangular parallelepiped.
2.液体流動装置の動作
図5(a)、図5(b)および図5(c)は、本実施形態の液体流動装置の動作を模式的に示した断面図である。図5は、振動体20の斜面T1および斜面T2が、液体に浸漬された状態で、運動する様子を示している。図5(a)および図5(b)は、振動体20が、実線の矢印の示す方向に運動したときの様子である。図5(c)は、振動体20が、実線の両方向の矢印の方向に往復振動した様子を示す。図5の破線の矢印は、液体の流動の様子を模式的に示している。
2. Operation of Liquid Flow Device FIG. 5A, FIG. 5B, and FIG. 5C are cross-sectional views schematically showing the operation of the liquid flow device of this embodiment. FIG. 5 shows a state in which the inclined surface T1 and the inclined surface T2 of the vibrating
図5(a)に示すように、振動体20が矢印の方向に移動したとき、斜面T2側に存在する液体は、斜面T2に押され、斜面T2に沿うような流れを生じる(左側の破線の矢印参照)。一方、このとき、斜面T1側に存在する液体には、斜面T1に引っ張られ、斜面T1に沿った流れを生じる。しかし、斜面T1側の液体は、斜面T1に引っ張られるため、流れの乱れが大きく、該液体の流れの速度は、斜面T2側の液体の流れの速度よりも小さい(右側の破線の矢印参照)。したがって、振動体20の周囲に生じる液体の流れとしては、斜面T2側および斜面T1側に存在する液体の流れの和となり、振動体20が薄くなる方向に液体の流れを生じる。同様に、図5(b)に示すように、図5(a)と反対の方向に振動体20が移動する場合、振動体20の周囲の液体には、振動体20が薄くなる方向に流れが生じる。
As shown in FIG. 5A, when the vibrating
図5(c)では、振動体20が、実線の両方向の矢印の方向に往復振動する。そのため、振動体20の周囲に生じる液体の流れは、図5(a)および図5(b)で示した、合計4本の破線の矢印で表した液体の流れの和となる。したがって、振動体20が厚み方向に振動した場合、振動体20の周囲の液体は、振動体20が薄くなる方向に流れを生じることになる。
In FIG.5 (c), the vibrating
振動体20が厚み方向に振動され、図5(c)に示したような液体の流れを生じることのできる振動体20の形状は、次のようなものである。(1)振動体20は、面内方向の端部22の少なくとも一部が、端に向かって薄くなっている。(2)振動体20は、振動方向に垂直な面に対して傾斜している斜面を少なくとも1つ有する。そして、該斜面は、平面に限らず曲面であってもよい。
The shape of the vibrating
図6および図7は、振動体20の形状と振動方向との関係を説明する模式図である。振動体20が駆動部10によって振動される方向は、振動体20の厚み方向に成分を有した方向であればよい。例えば、図6に示すように、厚み方向に対して、振動方向がθだけ傾いていても、振動体20の周囲に生じる流れ(破線矢印)の総和に従って、液体が流動する。そのため、結果的に振動体20が薄くなる方向に流れを生じることができる。この効果は、図に示すように、角度θが角度φより大きくても生じることができる。また、振動体20が往復した際に、同一方向に液体の流れを生じるように(すなわちθ≦φまたはθ≦ψ)振動方向を選べば、液体を流動させる効率がよくなる。さらに、図7に示すように、振動方向と振動体20の厚み方向が一致している場合(θ=0°)には、液体の流れをさらに効率的に生じることができる。
6 and 7 are schematic diagrams illustrating the relationship between the shape of the vibrating
一方、液体流動装置100全体、または、振動体20は、それぞれ共振周波数を有する。上述した振動は、該共振周波数の近傍であると、エネルギーの損失が小さくなり、液体の流れをより効率よく生じさせることができる。また、振動体20を振動させる場合の振動の周波数は、自由に設定することができる。この振動の周波数は、振動体20や液体流動装置100の形状、大きさ、および、液体の性状を考慮して最適化されることができる。たとえば、振動体20を振動させる場合の振動の周波数は、20kHzないし1MHzとすることができる。
On the other hand, the entire
3.液体流動装置の製造方法
本実施形態の液体流動装置100は、たとえば、以下のように製造することができる。液体流動装置100は、駆動部10および振動体20をそれぞれ製造し、両者を接合することによって製造することができる。
3. Method for Producing Liquid Flow Device The
駆動部10の製造方法としては、基材12に圧電体層14a,14bを形成する工程、圧電体層14a,14bの外側に電極16a,16bを形成する工程を有することができる。基材12に圧電体層14a,14bを形成する工程は、たとえば、ゾルゲル法、CVD(Chemical Vapor Deposition)によることができる。電極16a,16bを形成する工程は、スパッタ法、蒸着法等にて行うことができる。また、圧電体層14a,14bの分極処理は、基材12および電極16a,16bに電界を印加することにより行うことができる。振動体20は、たとえば、金属板を加工することにより製造することができる。上記のように製造した駆動部10と、振動体20との接合は、例えば、溶接、接着、ねじによる固定などにより行うことができる。
The manufacturing method of the
4.変形例
本実施形態の液体流動装置は、以下に述べるように様々な変形実施が可能である。
4). Variations The liquid flow device of the present embodiment can be variously modified as described below.
4.1.駆動部の変形
図8は、変形例にかかる液体流動装置200を模式的に示す断面図である。図9は、変形例にかかる液体流動装置200を模式的に示す平面図である。図9のA−A線に沿った断面が図8に相当する。
4.1. FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a
図8および図9は、駆動部10をソレノイド30により構成した変形例の液体流動装置200を模式的に示している。ソレノイド30は、鉄芯32とコイル34を含む。コイル34に電流を与えると、該電流に応じて、鉄芯32が図中A−A線に沿う方向にスライドする。コイル34に与える電流を交流とすれば、鉄芯32は、振動方向Bに沿って振動運動する。鉄芯32には、図9に示すように、適宜振動体20が固定される。液体流動装置200は、振動体20が上記実施形態で述べたと同様に厚み方向に振動され液体を流動させることができる。
FIGS. 8 and 9 schematically show a
図10は、他の変形例にかかる液体流動装置300を模式的に示す断面図である。液体流動装置300の駆動部10は、圧電素子によって構成されており、基材12が厚み方向に屈曲振動することができる。該圧電素子は、圧電体層14a,14bおよび電極16a,16bが分割されている以外は、液体流動装置100の圧電素子と同様である。液体流動装置300は、図10に示すように基材12の上方に、治具11を介して振動体20が設けられている。振動体20の面内方向の端に向かって薄くなって行く方向は、基材12からみて上方向となっている。駆動部10を厚み方向に屈曲振動させると、図中破線pで模式的に示したように、振動体20が接続している中央部分が傾斜する。こうして振動体20は、図中矢印で示したように振動することができる。なお、この場合、振動体20は、付け根部分を中心として変位するが、回転軸は有していない。このように駆動部10を変形した液体流動装置300によっても、上記実施形態で述べたと同様に振動体20が厚み方向に振動され、液体を流動させることができる。
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a
図11は、他の変形例にかかる液体流動装置400を模式的に示す平面図である。図12は、液体流動装置400を模式的に示す断面図である。図11のC−C線に沿った断面が図12に相当する。
FIG. 11 is a plan view schematically showing a
液体流動装置400は、駆動部10の振動方向Bが上述の液体流動装置100、および200と異なる。また、液体流動装置400は、振動体20の面内方向の端部が、端に向かって薄くなって行く方向が液体流動装置100および200と異なる。液体流動装置400の駆動部10が振動体20を振動させる方向は、基材12の厚み方向である。本例では振動体20は、基材12と一体的に連続している。液体流動装置400の駆動部10は、液体流動装置100の駆動部10と同じ構成である。液体流動装置400においては、駆動部10の圧電体層14a,14bの分極方向、またはこれに印加される電界の方向が液体流動装置100および200と異なり、基材12の変形が、基材12の面外の方向となる。液体流動装置400においても、振動体20は、厚み方向に振動される。これにより、振動体20が液体に浸された状態で液体流動装置400が動作すると、液体流動装置100および200と同様に振動体20が薄くなる方向に液体の流れを生じさせることができる。
The liquid flowing
図13は、他の変形例にかかる液体流動装置500を模式的に示す断面図である。液体流動装置500は、振動体20が薄くなってゆく方向が液体流動装置400と異なる以外は、液体流動装置400と同様である。液体流動装置500の振動体20は、駆動部10の基材12と一体的に形成されている。また、液体流動装置500の振動体20は、駆動部10から遠ざかる方向に向かって薄くなっている。液体流動装置500においても、振動体20は、厚み方向に振動される。これにより、振動体20が液体に浸された状態で液体流動装置400が動作すると、液体流動装置100ないし400と同様に振動体20が薄くなる方向に液体の流れを生じさせることができる。また、液体流動装置500においては、振動体20は、振動方向Bに沿って振動されることによって振動体20自体が屈曲する。このように振動体20自体が屈曲振動することによっても、振動体20が薄くなる方向に液体の流れを生じさせることができる。
FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing a
上述のように、本実施形態において、駆動部10は、種々の変形が可能である。駆動部10は、振動体20をその厚み方向に振動させることができれば、限定されない。駆動部10は、液体流動装置の用途に応じて、機構、形態、振動方向などを適宜選択することができる。
As described above, in the present embodiment, the
4.2.振動体の変形
図14ないし図17は、変形例にかかる振動体を模式的に示す斜視図である。図中の実線の両方向の矢印は、振動方向Bを示す。
4.2. FIG. 14 to FIG. 17 are perspective views schematically showing a vibrating body according to a modified example. The solid arrows in both directions in the figure indicate the vibration direction B.
図14に示した振動体20aは、厚み方向に垂直な面に平行な表面を有する。このように振動体20aを変形しても、面内方向の端部22(図中仮想線Lの外側)の少なくとも一部(端部24)が、端に向かって薄くなっている。そのため、厚み方向に振動されることによって、振動体20が薄くなる方向に液体の流れを生じさせることができる。
The vibrating
図15に示した振動体20bは、厚み方向に垂直な面に平行な表面を有し、かつ一部分が柄(破線で示した部位)のように図の奥行き方向に延びている。振動体20bは、柄部26に駆動部10を接続することができるため、液体流動装置とするときの各部材の配置の自由度を高めることができる。また、振動体20bは、柄部26を駆動部10の基材12として用いれば、図11に例示した液体流動装置400のように振動体と基材とを一体化して構成することができる。
A vibrating
図16に示した振動体20cは、厚み方向に垂直な面に対して傾斜した面を1つだけ有する。振動体20cのように斜面を1つだけ有する場合でも、面内方向の端部22の一部(端部24)が、端に向かって薄くなっているため、厚み方向に振動されることによって、振動体20cが薄くなる方向に液体の流れを生じさせることができる。また、振動体20cのように、本実施形態の振動体20は、表裏で非対称な形状であってもよい。
The vibrating
図17に示した振動体20dは、厚み方向に垂直な面に対して傾斜した面(斜面T1ないしT4)を4つ有し、面内方向の端部24が、端に向かって薄くなってゆく方向を2つ有する。図18は、図17に示した振動体20dの点影を付した面における断面図である。図18には、振動体20dが厚み方向に振動したときに生じる液体の流れを破線の矢印で模式的に示している。振動体20dのように複数の方向に向かって薄くなる形状を有すると、厚み方向に振動したときに、各方向に向かって液体の流れを生じさせることができる。
The vibrating
図19は、さらに別の変形例の振動体20eを模式的に示す斜視図である。図19に示した振動体20eは、厚み方向に垂直な面に対して傾斜した面が曲面となっている。このように振動体20aを変形しても、面内方向の端部の一部が、端に向かって薄くなっている。そのため、厚み方向に振動されることによって、振動体20が薄くなる方向に液体の流れを生じさせることができる。また、振動体が薄くなる方向も図19のように形状を変化させることで自由に選ぶことができる。
FIG. 19 is a perspective view schematically showing a vibrating
上述のように、本実施形態において、振動体20は、多くの変形が可能である。振動体20の形状は、面内方向の端部22の少なくとも一部が、端に向かって薄くなっている限り限定されない。振動体20は、液体流動装置の用途に応じて、形状、振動方向などを適宜選択することができる。
As described above, in the present embodiment, the
4.3.振動の態様の変形
図20は、基材12を厚み方向に屈曲振動させることのできる液体流動装置600の振動体20が液体に浸漬された様子を模式的に示す断面図である。図中境界sは、容器、管などの壁、または、液体の表面を表している。そして、液体流動装置600の振動体20は、液中に浸漬されている。図中破線t,uは、液体流動装置600が振動したときの変形の様子を模式的に示している。また、図20に符号Bで示した矢印は、振動方向を示す。
4.3. FIG. 20 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the vibrating
図20に示すように、液体流動装置600において、振動体20は、駆動部10によって厚み方向に振動することができる。この振動は、駆動部10の制御によって、図中破線で示すように複数の態様が可能である。振動の態様の例として、破線t,uを示した。破線tをみると、基材12は、境界sの位置において変位している。このような境界sの位置において変位を有しても液体流動装置600は、液体を流動させることができる。境界sが管壁である場合は、基材12が管壁を貫通でき、かつ基材12の振動を許容できるような隔壁(ダイヤフラム)を設ければよい。また、破線uをみると、液体流動装置600の振動の節が境界s付近に存在する。液体流動装置600は、振動の節が境界s付近に生じるように動作させることもできる。このようにすれば、基材12が管壁を貫通して、かつ、小さい振動を許容するより簡易な隔壁を設けることができる。これにより液体流動装置600の信頼性を高めることができる。
As shown in FIG. 20, in the
図21は、基材12を伸縮振動させることのできる液体流動装置700の振動体20が液体に浸漬された様子を模式的に示す断面図である。図中境界sは、容器、管などの壁、または、液体の表面を表している。そして、液体流動装置700の振動体20は、液中に浸漬されている。図中破線vは、振動の態様の一例として、液体流動装置700が伸縮振動したときの、各部位における図面横方向の変位を図面縦方向にとり、液体流動装置700の部位に対応させて模式的に描いてある。図21に符号Bで示した矢印は、振動方向を示す。
FIG. 21 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the vibrating
図21に示すように、液体流動装置700において、振動体20は、駆動部10によって厚み方向に振動することができる。この振動は、駆動部10を液体流動装置100の場合と同様に制御することによって得ることができる。破線vをみると、液体流動装置700の振動の節が境界s付近に存在する。上述した液体流動装置600と同様に、液体流動装置700においても、振動の節が境界s付近に生じるように動作させることができる。このようにすれば、基材12が管壁を貫通して、かつ、基材12のより小さい振動を許容できるような簡易な隔壁を施すことができる。また、上述した液体流動装置600と同様に、液体流動装置700において、境界sの位置において変位を有しても、適切な隔壁を用いれば液体を流動させることができる。
As shown in FIG. 21, in the
図22は、基材12を伸縮振動させることのできる液体流動装置800の振動体20が液体に浸漬された様子を模式的に示す断面図である。図中境界sは、容器、管などの壁、または、液体の表面を表している。そして、液体流動装置800の振動体20は、液中に浸漬されている。図中破線wは、振動の態様の一例として、液体流動装置800が伸縮振動したときの、各部位における紙面奥行方向の変位を紙面縦方向にとり、液体流動装置800の部位に対応させて模式的に描いてある。図22に符号Bで示した印は、振動方向を示し、この図においては、紙面奥行きの方向を指している。
FIG. 22 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the vibrating
図22に示すように、液体流動装置800において、振動体20は、駆動部10によって厚み方向に振動することができる。この振動は、駆動部10を適切に制御することによって得ることができる。破線wをみると、液体流動装置800の振動の節が境界s付近に存在する。上述した液体流動装置600と同様に、液体流動装置800においても、振動の節が境界s付近に生じるように動作させることができる。このようにすれば、基材12が管壁を貫通して、かつ、基材12の振動を許容できるような簡易な隔壁を施すことができる。また、上述した液体流動装置600と同様に、液体流動装置800において、境界sの位置において変位を有しても、これを許容できる隔壁を施せば、液体を流動させることができる。
As shown in FIG. 22, in the
以上のように、本発明の実施形態について説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。 As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention.
10 駆動部、11 治具、12 基材、14 圧電体層、16 電極、20 振動体、22,24 端部、26 柄部、30 駆動部、32 基材、34 コイル、100,200,300,400,500,600,700,800 液体流動装置、T1,T2,T3,T4 斜面、E1 端、s 境界、B 振動方向、X 厚み方向
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記振動体を厚み方向に振動させる駆動部と、
を有し、
前記振動体の面内方向の端部の少なくとも一部は、端に向かって連続的に薄くなっており、
少なくとも前記振動体の薄くなっている領域が、液体に浸漬され、
前記液体は、前記振動体の面内方向、かつ、前記振動体が薄くなってゆく方向に速度成分を有して流動される、液体流動装置。 A plate-like vibrator,
A drive unit for vibrating the vibrating body in a thickness direction;
Have
At least a part of the end portion in the in-plane direction of the vibrating body is continuously thinned toward the end ,
At least the thinned area of the vibrator is immersed in a liquid,
The liquid flow apparatus , wherein the liquid is flowed with a velocity component in an in-plane direction of the vibrating body and in a direction in which the vibrating body becomes thinner .
前記駆動部は、前記振動体を屈曲させて振動させる、液体流動装置。 In claim 1,
The driving unit is a liquid flow device that bends and vibrates the vibrating body.
前記駆動部は、前記振動体全体の位置が平行移動するように振動させる、液体流動装置。 In claim 1,
The driving unit is a liquid flow device that vibrates so that the position of the entire vibrating body moves in parallel.
前記駆動部は、圧電素子を有する、液体流動装置。 In any one of Claims 1 thru | or 3 ,
The drive unit has a piezoelectric element, and is a liquid flow device.
前記駆動部は、ソレノイドを有する、液体流動装置。 In any one of Claims 1 thru | or 3 ,
The drive unit includes a solenoid and a liquid flow device.
前記振動体が振動する周波数は、前記振動体または前記液体流動装置全体の共振周波数である、液体流動装置。 In any one of Claims 1 thru | or 5 ,
The liquid flow device, wherein a frequency at which the vibration body vibrates is a resonance frequency of the vibration body or the entire liquid flow device.
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