JP7276505B2 - アクチュエータ、および、流体制御装置 - Google Patents

アクチュエータ、および、流体制御装置 Download PDF

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    • H10N30/20Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators

Description

本発明は、振動する板と、板を振動可能に支持する機構とを備えるアクチュエータ、および、該アクチュエータを備える流体制御装置に関する。
特許文献1には、振動板ユニットを備える流体制御装置が記載されている。特許文献1の振動板ユニットは、振動板、枠板、および、連結部によって構成されている。枠板は、振動板の外縁を囲む形状である。連結部は、振動板の外縁と枠板とを接続する。
この際、連結部は、変形し易い形状からなり、振動板を弾性支持する。これにより、枠板が固定されていても、振動板は、所定の屈曲振動が可能になる。
特開2013-57247号公報
しかしながら、特許文献1に示すような連結部は、変形し易い形状であることから、外部からの衝撃等によって破損し易い。また、流体制御装置としての一例であるポンプの動作によって、振動板と連結部とを含むアクチュエータの上下面(振動板の上下面)に差圧が生じた場合、連結部が変形することで、振動板に配置された駆動体に応力が生じ、駆動体が破損し易い。
したがって、本発明の目的は、所望の振動を実現させながら、破損し難いアクチュエータを提供することにある。
この発明のアクチュエータは、第1主板、枠体、連結部、および、駆動体を備える。枠体は、第1主板の外縁よりも外側に、第1主板から離間して配置されている。連結部は、第1主板と枠体と間に配置されている。駆動体は、第1主板に配置され、第1主板を屈曲振動させる。連結部は、外縁に沿って配置された、第1主板および枠体に接続する連結体と、連結体に隣接する空隙と、を有する。第1主板と連結体とは、同一材料からなる。連結体の平均厚みは、第1主板の平均厚みよりも大きい。
この構成では、連結体が厚いことで、外力に対して構造的な耐久性が高くなり、破損し難い。また、アクチュエータとして機能する振動は、第1主板に生じるので、所定の振動が得られる。
この発明によれば、所望の振動を実現させながら、破損し難いアクチュエータを実現できる。
図1は、第1の実施形態に係るアクチュエータを含む流体制御装置の分解斜視図である。 図2は、第1の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す断面図である。 図3は、第1の実施形態に係るアクチュエータの第1主板を含む平板の平面図である。 図4(A)、図4(B)、図4(C)は、第1の実施形態に係るアクチュエータにおける第1主板の支持態様の派生例を示す断面図である。 図5は、第2の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す断面図である。 図6は、第3の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す断面図である。 図7は、第4の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す断面図である。 図8は、第5の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す断面図である。 図9は、アクチュエータの第1主板を含む平板の他の例を示す平面図である。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る流体制御装置について、図を参照して説明する。図1は、第1の実施形態に係るアクチュエータを含む流体制御装置の分解斜視図である。図2は、第1の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す断面図である。図3は、第1の実施形態に係るアクチュエータの第1主板を含む平板の平面図である。なお、図3では、厚みの差をハッチングの差によって表現している。
また、以下の各実施形態に示す各図においては、説明を分かり易くするために、それぞれの構成要素の形状を部分的または全体として誇張して記載している。また、図面を読み易くするために、一意的に推定できる構成要素については、部分的に符号を省略している。
(流体制御装置10の構成)
図1、図2に示すように、流体制御装置10は、第1主板21、枠体22、連結部23、圧電素子30、第2主板40、接続部材50を備える。圧電素子30が、本発明の「駆動体」に対応する。また、第1主板21、枠体22、連結部23、および、圧電素子30によって、アクチュエータ11が構成される。
図1、図3に示すように、第1主板21は、平面視した形状が円形の平板である。第1主板21は、円形の第1主面211と第2主面212とを有する。第1主面211と第2主面212とは、互いに対向する。第1主板21は、例えば金属等からなる。第1主板21は、後述の圧電素子30の歪みによって、屈曲振動を起こすものであればよい。屈曲振動とは、第1主板21を側面視して、第1主面211および第2主面212が波状に変位する振動である。
枠体22は、平板であり、枠体22を平面視した形状は、内周形状が円形の環形である。枠体22は、環形の第1主面221と第2主面222とを有する。第1主面221と第2主面222とは、互いに対向する。枠体22は、第1主板21の外縁よりも外側に配置されている。枠体22は、第1主板21の外縁から距離をおいて配置されており、平面視において、第1主板21を囲んでいる。すなわち、第1主板21は、枠体22の内周端の内側の空間内に配置されている。
連結部23は、第1主板21と枠体22との間に配置されている。連結部23は、第1主板21の外縁の周方向に沿って配置されている。より具体的には、連結部23は、複数の連結体231と複数の空隙232とを有する。複数の連結体231と複数の空隙232とは、第1主板21の外縁の周方向に沿って交互に隣接して配置されている。複数の連結体231は、第1主板21の外縁と枠体22の内周端とに接続し、梁を形成している。空隙232は、第1主板21の第1主面211および枠体22の第1主面221側から第1主板21の第2主面212および枠体22の第2主面222側に貫通し、平面視して弧状の溝である。
第1主板21、枠体22、および、複数の連結体231は、1枚の板から一体形成されている。すなわち、1枚の板に複数の空隙232を形成し、枠体22の外形を成形することによって、第1主板21、枠体22、および、複数の連結体231は、形成される。よって、第1主板21、枠体22、および、複数の連結体231は、同一材料からなる。なお、複数の連結体231の個数は、3個に限るものではなく、4個以上であってもよい。
このような構成によって、第1主板21は、連結部23(より具体的には、複数の連結体231)によって、枠体22に対して振動可能に保持される。
圧電素子30は、円板の圧電体と駆動用の電極とを備える。駆動用の電極は、円板の圧電体における両主面に形成されている。
圧電素子30は、第1主板21の第2主面212に配置される。この際、平面視において、圧電素子30の中心と第1主板21の中心とは、略一致している。圧電素子30は、駆動用の電極に駆動信号が印加されることで歪む。この歪みによって、第1主板21は、屈曲振動する。
そして、以上の構成によって、第1主板21が屈曲して所定の機能を実現するアクチュエータ11となる。
第2主板40は、平面視した形状が円形の平板である。第2主板40は、屈曲振動が殆ど生じない材料、厚み等からなることが好ましい。第2主板40の外形形状は、第1主板21、連結部23、および、枠体22からなる部分の外形形状を含む大きさである。第2主板40は、円形の主面401と主面402とを有する。主面401と主面402とは、互いに対向する。
第2主板40は、貫通孔400を備える。貫通孔400は、第2主板40の主面401側と主面402側とを連通する。貫通孔400は、第2主板40の中心に重なる位置に配置される。なお、貫通孔400の配置位置は、第2主板40の中心に重なる位置に限らない。例えば、貫通孔400は、複数であり、複数の貫通孔400は、第2主板の中心を原点とする環状に配置されていてもよい。
第2主板40は、第1主板21に対して、互いの主面が平行になるように配置される。この際、第2主板40の主面401と第1主板21の第1主面211とは、対向する。また、第2主板40を平面視した中心と、第1主板21を平面視した中心とは、略一致している。
接続部材50は、環状の柱体である。接続部材50は、屈曲振動が殆ど生じない材料、厚み等からなることが好ましい。接続部材50は、枠体22と第2主板40との間に配置される。接続部材50の高さ方向の一方端は、枠体22の第1主面221に接続する。接続部材50の高さ方向の他方端は、第2主板40の主面401に接続する。なお、接続部材50は、枠体22または第2主板40と別体でもよく、一体形成されていてもよい。
この構成によって、流体制御装置10は、第1主板21、連結部23の複数の連結体231、および、枠体22からなる平板と、第2主板40と、接続部材50とによって囲まれる空間を備える。この空間における第1主板21と第2主板40とに挟まれた空間が、流体制御装置10の実質的なポンプ室100となる。ポンプ室100は、貫通孔400、および、連結部23の複数の空隙232に連通している。言い換えれば、ポンプ室100は、貫通孔400、および、連結部23の複数の空隙232を介して、流体制御装置10の外部空間に連通している。
このような構成では、第1主板21の屈曲振動によって、ポンプ室100内の圧力分布が生じる。そして、第1主板21の屈曲振動によって、ポンプ室100内の圧力分布が経時的に変化し、流体制御装置10は、第1主板21の第1主面211に平行な方向に流体を搬送できる。これにより、例えば、流体制御装置10は、空隙232から流体を吸入し、貫通孔400から流体を吐出できる。または、流体制御装置10は、この逆方向にも、流体を搬送可能である。
(第1主板21の支持構造のより具体的な説明)
図2に示すように、複数の連結体231の厚みD23は、第1主板21の厚みD21よりも大きい。なお、本実施形態では、第1主板21の厚みが一定であるので、第1主板21の平均厚みは、厚みD21と同じである。
このような構成によって、第1主板21を振動可能に保持する構造である複数の連結体231は厚くなり、変形が生じ難い。したがって、複数の連結体231の外力に対する構造的な耐久性は、高くなる。すなわち、複数の連結体231は、外力による破断やクラックが生じ難くなる。一方で、アクチュエータ11および流体制御装置10として所望の機能を実現するための振動は、第1主板21の屈曲振動によって実現される。したがって、この構成を実現することによって、アクチュエータ11および流体制御装置10として必要な第1主板21の屈曲振動は、確保できる。
これにより、本実施形態のアクチュエータ11および流体制御装置10は、所望の振動を実現させながら、破損し難く、本実施形態のアクチュエータ11および流体制御装置10の信頼性は向上する。さらには、流体制御装置10としての一例であるポンプの動作によって、第1主板21と複数の連結体231とを含むアクチュエータの上下面(第1主板21の第1主面211と第2主面212)に差圧が生じた場合、連結体231が変形することに起因する圧電素子30への応力は抑制できる。したがって、圧電素子30の破損を抑制できる。これにより、流体制御装置10の信頼性はさらに向上する。
また、本実施形態の構成では、次の特徴を有する。図2に示すように、枠体22の厚みD22は、複数の連結体231の厚みD23と同じである。これにより、枠体22に漏洩する振動は、抑制される。したがって、枠体22が薄い場合よりも、アクチュエータ11および流体制御装置10の効率は向上する。なお、枠体22の厚みD22は、複数の連結体231の厚みD23以上であるとよく、厚みD23が大きくなるほど、振動の漏洩を抑制できる。ここでいう厚みとは、平均厚みであり、図2に示す場合のように、厚みが一定であれば、厚みと平均厚みとは同じとなる。この概念は、本願の他の部分にも適用される。
また、本実施形態の構成では、第1主板21の第1主面211、枠体22の第1主面221、および、複数の連結体231の第1主面2311は、面一である。一方、枠体22の第2主面222、および、複数の連結体231の第2主面2312は、面一であり、第1主板21の第2主面212は、枠体22の第2主面222、および、複数の連結体231の第2主面2312よりも、第1主板21の第1主面211側にある。
この構成では、圧電素子30の少なくとも一部が、複数の連結体231の第2主面2312と第1主板21の第2主面212の段差による空間内に配置されるので、アクチュエータ11および流体制御装置10を薄型化できる。
(第1主板21の支持態様の派生例)
図4(A)、図4(B)、図4(C)は、第1の実施形態に係るアクチュエータにおける第1主板の支持態様の派生例を示す断面図である。
図4(A)の態様では、アクチュエータ11A1は、第1主板21の第2主面212、枠体22の第2主面222、および、複数の連結体231の第2主面2312が面一である。この構成では、第1主板21の第1主面211が複数の連結体231の第1主面2311よりも、第1主板21の第2主面212側に位置する。これにより、上述の流体制御装置の構成であれば、ポンプ室100の体積を大きくできる。
図4(B)の態様では、アクチュエータ11A2は、第1主板21は、複数の連結体231の厚み方向の途中位置に接続している。図4(C)の態様では、アクチュエータ11A3は、第1主板21は、1つの連結体231に対しては、第2主面212が第2主面2312に面一なるように接続される。また、第1主板21は、他の連結体231に対しては、第1主面211が第1主面2311に面一なるように接続される。これらの構成であっても、上述の所望の振動を実現させながら、破損し難い構造を実現できる。
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る流体制御装置について、図を参照して説明する。図5は、第2の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す断面図である。
図5に示すように、第2の実施形態に係る流体制御装置10Bは、第1の実施形態に係る流体制御装置10に対して、アクチュエータ11Bの構成において異なる。流体制御装置10Bの他の構成は、流体制御装置10と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
アクチュエータ11Bは、第1主板21Bを備える。第1主板21Bは、第1領域201と第2領域202とを有する。第1領域201と第2領域202とは、第1主板21Bの中心から外縁に向けて、この順で配置されている。言い換えれば、第1領域201は、第1主板21Bの外縁を含まない領域であり、第2領域202は、第1領域201を囲い第1主板21Bの外縁を含む領域である。
第1領域201の厚みD201は、第2領域202の厚みD202よりも大きい。第1領域201と第2領域202とは、ポンプ室100側の主面は、面一でつながっており、第1主面211を構成している。第1領域201の第2主面2012は、第2領域202の第2主面2022よりも、第1主面211から離間している。
圧電素子30は、第1領域201の第2主面2012に配置されている。
このような構成では、所定の共振周波数を得るために、第1主板21Bを薄くすることができる。したがって、第1主板21Bの振動変位を増加できる。これにより、例えば、圧電素子30の駆動電圧を低下させることができ、アクチュエータ11Bおよび流体制御装置10Bの効率を向上できる。
この際、第2領域202の厚みD202は、第1主板21Bの平均厚みよりも小さくなるため、第1主板21Bの外縁付近の振動変位をさらに増加できる。これにより、アクチュエータ11Bおよび流体制御装置10Bの効率をさらに向上できる。
また、第1主板21Bの第1主面211が中心から外縁まで平坦、すなわち、ポンプ室100側の面の全体が平坦面であるので、実質的に流体制御装置10の流体制御(流体搬送)の機能に作用するポンプ室100の平面面積を大きくでき、体積を大きくできる。したがって、流体制御装置10Bの効率をさらに向上できる。
また、アクチュエータ11Bの構成では、第1主板21Bの厚み方向の上端面(第1主面211)、連結体231の厚み方向の上端面(第1主面2311)、および、枠体22の厚み方向の上端面(第1主面221)は、面一である。さらに、第1主板21Bの厚み方向の下端面(第1領域201の第2主面2012)、連結体231の厚み方向の下端面(第2主面2312)、および、枠体22の厚み方向の下端面(第2主面222)は、面一である。これにより、第1主板21B、連結体231、および、枠体22の厚み寸法を安定して、これらの構造体を形成できる。したがって、アクチュエータ11Bは、振動特性のバラツキを小さくできる。
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態に係る流体制御装置について、図を参照して説明する。図6は、第3の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す断面図である。
図6に示すように、第3の実施形態に係る流体制御装置10Cは、第1の実施形態に係る流体制御装置10に対して、アクチュエータ11Cの構成において異なる。流体制御装置10Cの他の構成は、流体制御装置10と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
アクチュエータ11Cは、第1主板21Cを備える。第1主板21Cは、第1領域201と第2領域202とを有する。第1領域201と第2領域202とは、第1主板21Cの中心から外縁に向けて、この順で配置されている。
第1領域201の厚みD201は、第2領域202の厚みD202よりも大きい。第1領域201と第2領域202とは、ポンプ室100側と反対側の主面は、面一でつながっており、第2主面212を構成している。第1領域201の第1主面2011は、第2領域202の第1主面2021よりも、第2主面212から離間している。
圧電素子30は、第2主面212に配置されており、平面視において、第1領域201に部分的に重なっている。
このような構成では、第2の実施形態に係る流体制御装置10Bと同様に、第1主板21Cの振動変位を増加できる。これにより、アクチュエータ11Cおよび流体制御装置10Cの効率を向上できる。
この際、第2領域202の厚みD202は、第1主板21Cの平均厚みよりも小さいことが好ましい。このような構成によって、第1主板21Cの外縁付近の振動変位をさらに増加できる。これにより、アクチュエータ11Cおよび流体制御装置10Cの効率をさらに向上できる。
また、アクチュエータ11Cの構成では、第1主板21Cの厚み方向の上端面(第1領域201の第1主面2011)、連結体231の厚み方向の上端面(第1主面2311)、および、枠体22の厚み方向の上端面(第1主面221)は、面一である。さらに、第1主板21の厚み方向の下端面(第2主面212)、連結体231の厚み方向の下端面(第2主面2312)、および、枠体22の厚み方向の下端面(第2主面222)は、面一である。これにより、第1主板21C、連結体231、および、枠体22の厚み寸法を安定して、これらの構造体を形成できる。したがって、アクチュエータ11Cは、振動特性のバラツキを小さくできる。
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態に係る流体制御装置について、図を参照して説明する。図7は、第4の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す断面図である。
図7に示すように、第4の実施形態に係る流体制御装置10Dは、第2の実施形態に係る流体制御装置10Bに対して、アクチュエータ11Dの構成において異なる。流体制御装置10Dの他の構成は、流体制御装置10Bと同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
アクチュエータ11Dは、第2の実施形態に係るアクチュエータ11Bに対して、第1主板21Dを備える点で異なる。アクチュエータ11Dの他の構成は、アクチュエータ11Bと同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
第1主板21Dは、第2の実施形態に係る第1主板21Bに対して、凹部213を有する点で異なる。第1主板21Dの他の構成は、第1主板21Bと同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
凹部213は、第1領域201の中心、言い換えれば、第1主板21Dの中心を含む円筒形である。凹部213は、第1領域201において第1主面211から凹む形状である。この際、凹部213は、第2領域202の厚みD202が第1領域201の平均厚みよりも小さくなる範囲内において、形状を設定することが好ましい。
このような構成においても、アクチュエータ11Dおよび流体制御装置10Dは、上述のアクチュエータ11Bおよび流体制御装置10Bと同様の作用効果を奏する。さらに、このような構成によって、流体制御装置10Dは、第1主板21Dの屈曲振動によって第1主板21Dの中心部分が第2主板40に接触することを抑制できる。
(第5の実施形態)
本発明の第5の実施形態に係る流体制御装置について、図を参照して説明する。図8は、第5の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す断面図である。
図8に示すように、第5の実施形態に係る流体制御装置10Eは、第1の実施形態に係る流体制御装置10に対して、接続部材50Eの構成において異なる。流体制御装置10Eの他の構成は、流体制御装置10と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
接続部材50Eは、複数のビーズ51と接着材52とを備える。複数のビーズ51は、所定の粒径を有する。なお、複数のビーズ51の粒径は一定でなくてもよく、ポンプ室100の高さに応じて適宜設定されていればよい。
接続部材50Eは、接着材52によって、第2主板40の主面401と枠体22の第1主面221とを接着する構造からなる。この際、接着材52に混ぜられた複数のビーズ51の粒径によって、第2主板40の主面401と枠体22の第1主面221との距離、すなわち、ポンプ室100の高さを実現する。
このような構成であっても、流体制御装置10Eは、流体制御装置10と同様の作用効果を奏することができる。
なお、上述の説明では、連結部23は、複数の連結体231と複数の空隙232とが周方向に隣接して交互に配置される態様を示した。しかしながら、連結部は、連結体に対して空隙が径方向(周方向および厚み方向に直交する方向)に隣接している態様であってもよい。図9は、アクチュエータの第1主板を含む平板の他の例を示す平面図である。
図9に示すように、連結部は、環状の連結体231と複数の空隙232とを有する。環状の連結体231は、第1主板21の外縁に沿って、一周繋がる形状である。複数の空隙232は、弧状であり、環状の連結体231に対して、周方向に直交する径方向に隣接して配置されている。言い換えれば、複数の空隙232は、環状の連結体231と第1主板21との間、および、環状の連結体231と枠体22との間に配置されている。
複数の空隙232は、周方向に沿って間隔をおいて配置されている。この複数の空隙232が切れる部分において、環状の連結体231は、第1主板21および枠体22に接続している。そして、この複数の空隙232が切れる部分も、本願の連結体の一部に含むことができる。
このような構成であっても、上述の厚みの関係を適用することによって、上述の作用効果を奏することができる。
また、上述の各実施形態では、第1主板を平面視した形状は、円形であったが、正多角形、特に、角数の多い正多角形であっても、上述の構成を適用することは可能である。だたし、第1主板が円形であることによって、振動が全周に均一に発生するので、振動効率が向上し、より好ましい。この際、枠体の内縁は、第1主板の外縁に沿う円形であることが好ましく、枠体の内縁が円形であることによって、円形の第1主板をバランス良く支持し易い。また、上述の各実施形態では、枠体22の外縁が円形の態様を示したが、枠体22の外形は円形に限らず、適宜設定できる。
また、上述の各部は、厚みが一定である態様を示したが、所定の範囲内(例えば、製造誤差の範囲内、性能上許容の範囲内)であれば、厚みに部分的な差があってもよい。この場合、上記の各部の厚みは、平均厚みとして考えればよい。
また、上述の各実施形態では、第1主板、枠体、複数の連結体を一体形成する態様を示した。しかしながら、第1主板と複数の連結体とを一体形成し、枠体をこれらと別体で形成してもよい。また、第1主板、複数の連結体、および、枠体を、それぞれ別体で形成することも可能である。この場合、複数の連結体の外力に対する構造的な耐久性が高くなる構成、例えば、剛性の高い材料を用いればよい。ただし、上述の各実施形態に係る構成を用いることによって、アクチュエータおよび流体制御装置を容易に形成しながら、上述の作用効果を奏することができ、実用上、より有効である。
また、上述の各実施形態の構成は、適宜組合せが可能であり、それぞれの組合せに応じた作用効果を奏することができる。
10、10B、10C、10D、10E:流体制御装置
11、11A1、11A2、11A3、11B、11C、11D:アクチュエータ
21、21B、21C、21D:第1主板
22:枠体
23:連結部
30:圧電素子
40:第2主板
50、50E:接続部材
51:ビーズ
52:接着材
100:ポンプ室
201:第1領域
202:第2領域
211:第1主板21の第1主面
212:第1主板21の第2主面
213:凹部
221:枠体22の第1主面
222:枠体22の第2主面
231:連結体
232:空隙
400:貫通孔
401:第2主板40の主面
402:第2主板40の主面
2011:第1領域201の第1主面
2012:第1領域201の第2主面
2021:第2領域202の第1主面
2022:第2領域202の第2主面
2311:連結体231の第1主面
2312:連結体231の第2主面

Claims (10)

  1. 第1主板と、
    前記第1主板の外縁よりも外側に、前記第1主板から離間して配置された枠体と、
    前記第1主板と前記枠体と間に配置された連結部と、
    前記第1主板に配置され、前記第1主板を屈曲振動させる駆動体と、を備え、
    前記連結部は、前記外縁に沿って配置された、前記第1主板および前記枠体に接続する連結体と、前記連結体に隣接する空隙と、を有し、
    前記第1主板と前記連結体とは、同一材料からなり、
    前記連結体の平均厚みは、前記第1主板の平均厚みよりも大きい、
    アクチュエータ。
  2. 前記枠体の平均厚みは、前記連結体の平均厚み以上である、
    請求項1に記載のアクチュエータ。
  3. 前記第1主板は、前記外縁を含まない第1領域と、前記第1領域を囲い前記外縁を含む第2領域と、を有し、
    前記第1領域の平均厚みは、前記第2領域の平均厚みよりも大きい、
    請求項1または請求項2に記載のアクチュエータ。
  4. 前記第2領域の平均厚みは、前記第1主板の平均厚みよりも小さい、
    請求項3に記載のアクチュエータ。
  5. 前記第1主板、前記連結体、および、前記枠体は、一体形成されており、
    前記第1主板の厚み方向の上端、前記連結体の厚み方向の上端、および、前記枠体の厚み方向の上端は、面一である、
    または、
    前記第1主板の厚み方向の下端、前記連結体の厚み方向の下端、および、前記枠体の厚み方向の下端は、面一である、
    請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のアクチュエータ。
  6. 前記第1主板は、円形である、
    請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のアクチュエータ。
  7. 前記枠体の内縁は、前記第1主板の外縁に沿う円形である、
    請求項6に記載のアクチュエータ。
  8. 請求項1乃至請求項7のいずれかに記載のアクチュエータと、
    前記第1主板の主面に対して直交する方向に前記第1主板から距離をおいて配置される第2主板と、
    前記第2主板と前記枠体の間に配置され、前記第2主板と前記枠体とに接続する接続部材とを備え、
    前記第2主板の主面は、前記第1主板の主面と平行に位置し、
    前記第2主板は、前記第2主板の主面に直交する方向に延びる貫通孔を有し、
    前記第1主板、前記第2主板、および、前記接続部材に囲まれ、前記連結部の前記空隙、および、前記第2主板の前記貫通孔によって外部に連通するポンプ室を有する、
    流体制御装置。
  9. 前記第1主板における前記第2主板に対向する主面は、凹凸を有さない形状である、
    請求項8に記載の流体制御装置。
  10. 前記第1主板における前記第2主板に対向する主面は、外縁が中央よりも凹んでいる、
    請求項8に記載の流体制御装置。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015125843A1 (ja) 2014-02-21 2015-08-27 株式会社村田製作所 流体制御装置およびポンプ

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007061920A1 (de) * 2007-12-21 2009-06-25 Paritec Gmbh Kammer, Pumpe mit Kammer und Verfahren zur Herstellung von Kammern
JP2011027057A (ja) * 2009-07-28 2011-02-10 Tdk Corp 圧電ポンプ及びその駆動方法
JP5682513B2 (ja) * 2011-09-06 2015-03-11 株式会社村田製作所 流体制御装置
JP5528404B2 (ja) * 2011-09-06 2014-06-25 株式会社村田製作所 流体制御装置
JP6269907B1 (ja) * 2016-07-29 2018-01-31 株式会社村田製作所 バルブ、気体制御装置
CN207135005U (zh) * 2017-05-12 2018-03-23 研能科技股份有限公司 压电致动器和压电致动板

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015125843A1 (ja) 2014-02-21 2015-08-27 株式会社村田製作所 流体制御装置およびポンプ

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