WO2007108246A1 - 圧電マイクロポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】ダイヤフラムが柔らかい材料で形成されていても、圧電素子の変位をポンプ室の容積変化として無駄なく伝えることができ、流体輸送能力の優れた圧電マイクロポンプを提供する。 【解決手段】ポンプ室６をダイヤフラム３で隔離し、ダイヤフラム３の背面に圧電素子２を配置し、圧電素子２の屈曲変形によりダイヤフラム３を追従変形させ、ポンプ室６を容積変化させてポンプ室６内の流体を輸送する圧電マイクロポンプである。圧電素子２の背面を支持する支持部材１ａ1 を設け、ダイヤフラム３の周辺部の逆方向の撓みを支持部材１ａ1 が規制し、圧電素子２が浮いた状態になるのを防止する。その結果、圧電素子２の変位をポンプ室６の容積変化として確実に伝えることができ、流体輸送能力が向上する。

Description

明 細 書

圧電マイクロポンプ

技術分野

[0001] 本発明は圧電マイクロポンプ、詳しくは屈曲変形する圧電素子を用いたマイクロボン プに関するものである。

背景技術

[0002] 従来より、電圧印加によりベンディングモードで屈曲変形する圧電素子を用いたマイ クロポンプが知られている。特許文献 1には、ポンプ本体にポンプ室を形成し、このポ ンプ室の天井壁を構成するダイヤフラムの背面に圧電素子を貼り付けたマイクロボン プが開示されている。

[0003] 図 9の（a)は特許文献 1に示されたポンプ構造の概略を示したものである。ケース 20 にはポンプ室 21が設けられ、ポンプ室 21の天井壁を構成するダイヤフラム 22の上に 圧電素子 23が貼り付けられている。ダイヤフラム 22としては、ポリイミドのような有機 材料が使用されている。ところが、圧電素子 23が屈曲変形したとき、図 9の (b)のよう に圧電素子 23の屈曲によって発生するはずのポンプ室 21の容積変化の一部力 圧 電素子 23の両端部分のダイヤフラム 22の変位によって無駄になってしまうという問 題がある。例えていえば、圧電素子 23がダイヤフラム 22を介して浮いて動いている だけの状態になり、圧電素子 23の変位をポンプ室 21の容積変化として十分に伝える ことができない。このような現象が生じる理由は、例えば圧電素子 23がポンプ室 21に 向かって凸に変形し、ポンプ室 21に満たされた非圧縮性流体 (液体)を押し出そうと する時、ダイヤフラム 22には液圧がかかり、この液圧によってダイヤフラム 22の周辺 部 (圧電素子 23が貼り付けられていない部分）がポンプ室 21と逆方向に変位するか らである。逆に、圧電素子 23がポンプ室 21に向力つて凹に変形した時は、ダイヤフラ ム 22の周辺部がポンプ室 21方向に橈む。

[0004] ダイヤフラム 22が金属板のような硬質材料で形成されておれば、ダイヤフラム 22の 周辺部の橈みを抑制できるので、図 9の (b)のような現象は発生しない。しかし、ダイ ャフラム 22が硬いと圧電素子 23の屈曲変形を阻害して振幅が小さくなり、ポンプ室 2 1の容積変化が小さくなる。また、ポンプの駆動周波数を下げてしまう結果、ポンプの 流体輸送能力が低下するという問題がある。さらに、従来の場合は、ダイヤフラム 22 の中央に圧電素子 23を貼り付けることができなければ、左右の変位のバランスが崩 れ、ポンプ室 21の容積変化を正確に伝えることができない。そのため、ダイヤフラム 2 2と圧電素子 23の貼付位置精度を高くする必要がある。

特許文献 1：特開 2003— 214349号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] そこで、本発明の好ま 、実施形態の目的は、ダイヤフラムが柔らか!/、材料で形成さ れて 、ても、圧電素子の変位をポンプ室の容積変化として無駄なく伝えることができ 、流体輸送能力の優れた圧電マイクロポンプを提供することにある。

課題を解決するための手段

[0006] 上記目的を達成するため、本発明は、ポンプ室をダイヤフラムで隔離し、ダイヤフラム の背面に圧電素子を配置し、圧電素子の屈曲変形によりダイヤフラムを追従変形さ せ、ポンプ室を容積変化させてポンプ室内の流体を輸送する圧電マイクロポンプに おいて、上記圧電素子の背面に当接してこれを支持する支持部材を設けたことを特 徴とする圧電マイクロポンプを提供する。

[0007] 圧電素子に交番電圧 (矩形波電圧または交流電圧)を印加すると、圧電素子が板厚 方向に屈曲変形し、ダイヤフラムも追従して変形する。ダイヤフラムが柔らかい材料 で形成されていると、ポンプ室内に満たされた流体の圧力変化のため、ダイヤフラム の周辺部 (圧電素子が配置されて!、な 、部分)が圧電素子と逆方向に橈み、圧電素 子の変位をポンプ室の容積変化として十分に伝えることができない。しかし、圧電素 子の背面が支持部材によって支持されているので、ダイヤフラムの周辺部の逆方向 の橈みを支持部材が規制し、圧電素子が浮いた状態になるのを防止する。その結果 、圧電素子の変位をポンプ室の容積変化として確実に伝えることができ、流体輸送 能力を向上させることができる。

[0008] 圧電素子の背面は支持部材に対して接触しているだけで、接着などで拘束されてい る訳ではない。そのため、支持部材が圧電素子の屈曲変位を制限せず、圧電素子を 効率よく駆動させることができる。なお、本発明でダイヤフラムの背面とは、ダイヤフラ ムのポンプ室と反対側の面のことであり、圧電素子の背面とは、圧電素子のポンプ室 と反対側の面のことである。

[0009] 圧電素子をダイヤフラムの中央に貼り付けることが好ましいが、本発明は中央部から ズレが生じても、支持部材によって圧電素子の背面方向へのずれが規制されるので 、性能低下を生じにくい。また、ダイヤフラムが圧電素子に比べてかなり大きい場合で も性能低下を生じにくい。柔かい (ヤング率の低い)ダイヤフラムを使用でき、低電圧 駆動の圧電素子でもポンプ作用を得やす!/、。

[0010] 支持部材としては、例えばダイヤフラムを支持しているケースの内壁を用いてもよいし 、ケースの内側に別部材を配置してもよい。支持部材はケースなどと同様な比較的 硬質の材料で形成してもよいし、ゴムなどの弾性体を用いてもよい。ダイヤフラムは、 従来と同様にポリイミドのような有機材料でもよいし、ゴム、エラストマなど任意の弾性 材料も使用できる。金属板も使用可能であるが、望ましくはヤング率が 20MPa以下、 厚さが 100 μ m以下の柔弹性材料がよい。

[0011] 好ましい実施形態によれば、支持部材は非駆動時における圧電素子の背面全面を 支持する平面部材がよい。この場合には、圧電素子がポンプ室に向力つて凸となるよ うに変形したときには支持部材が圧電素子の外周部背面または両端部背面を支持し 、圧電素子がポンプ室に向力つて凹となるように変形したときには支持部材が圧電素 子の中央部背面を支持することができる。そのため、圧電素子がいずれの向きに変 形した場合でもダイヤフラムを常にポンプ室方向に変位させ、ポンプ室の体積を減少 させることができる。その結果、ポンプ室の流体を確実に押し出すことができ、流体輸 送能力を向上させることができる。

[0012] 好ましい実施形態によれば、圧電素子は長方形に形成され、支持部材は圧電素子 の長手方向両端部の背面を支持し、圧電素子の中央部背面側には圧電素子が屈 曲変形可能な空間が設けられているものがよい。圧電素子の形状としては、円板形 や長方形などがあるが、長方形状の圧電素子をその長手方向両端部 (短辺側の 2辺 )を支点とするモードで屈曲変位させた場合、円板状の圧電素子をその外周部を支 点とするモードで屈曲変位させた場合よりも大きな変位体積が得られる。そのため、 長方形の圧電素子をダイヤフラム駆動用ァクチユエータとして使用すれば、ポンプ効 率を向上させることができる。支持部材が圧電素子の背面全面を支持した場合には 、圧電素子がいずれの向きに変形したときでもダイヤフラムを常にポンプ室方向に変 位させることができる力 圧電素子がポンプ室に対して凹に変形したときの変位体積 が凸に変形したときに比べて小さい。そこで、支持部材が圧電素子の長手方向両端 部の背面を支持する構造とすることにより、圧電素子がポンプ室に向かって凸に変形 する場合は、ダイヤフラムの中央部を押し上げ、圧電素子がポンプ室に向力つて凹 に変形する場合は、ダイヤフラムの中央部を下方に引張るように変位する。いずれの 場合も大きな変位体積を得ることができる。従って、ポンプ室の体積を周期的に大き く変動させることができ、ポンプ効率を高めることができる。

[0013] 好ましい実施形態によれば、圧電素子はダイヤフラムの可変位領域より小形に形成 されており、ダイヤフラムの圧電素子より外周側の全周に亘つて、圧電素子が配置さ れて 、な 、余白部が設けられて 、る構造とするのがよ 、。圧電素子をダイヤフラムの 可変位領域と同等な大きさにした場合、ダイヤフラムに余白部分が殆どないので、圧 電素子が変位した時にダイヤフラムの一部に過大な力がかかり、圧電素子の変位が 制約される可能性がある。これに対し、圧電素子をダイヤフラムの可変位領域より小 形とし、圧電素子より外周側にダイヤフラムの余白部分を設けた場合には、圧電素子 が変位した時にダイヤフラムの余白部分が自由に伸縮することができ、圧電素子の 変位を拘束しない。そのため、圧電素子が自由に屈曲変位でき、ポンプ効率が向上 する。

[0014] 好ましい実施形態によれば、圧電素子をダイヤフラムに面接着するのがよい。この場 合には、ダイヤフラムが圧電素子と密着して動くことにより、圧電素子の変位を確実に ダイヤフラムに伝えることができる。また、圧電素子が左右にフリーに動くのを防止す ることができる。接着剤としては、ダイヤフラムと同様にシリコーン系やウレタン系など の弾性接着剤を用いるのがよい。なお、圧電素子をダイヤフラムの中央部に対して多 少位置ずれして 、ても、ポンプ効率に大きな影響がな 、。

[0015] 好ましい実施形態によれば、ダイヤフラムと支持部材との厚み方向隙間を圧電素子 の厚みより狭く設定し、圧電素子をダイヤフラムの弾性によって支持部材に押し付け るようにするのがよ!/、。ダイヤフラムの弾性によって圧電素子を予め支持部材に押し つけて保持することができる。圧電素子と支持部材とを確実に接触させることができる ため、圧電素子の屈曲変形により、ポンプ室の体積を確実に変動させることができる 。このようにダイヤフラムの弾性によって圧電素子を予め支持部材に押しつけて保持 する場合には、圧電素子とダイヤフラムとを接着しなくてもよい。接着しない場合には 、圧電素子がダイヤフラムに拘束されずに自由に変位できるので、圧電素子を低電 圧で効率よく駆動することができる。なお、圧電素子とダイヤフラムとを接着しない場 合、圧電素子がダイヤフラムに対して平面方向に位置ずれを起こすことがある。そこ で、支持部材に圧電素子の外周面を所定の隙間をもって位置規制する周壁部を設 けるのがよい。この場合には、圧電素子の位置ずれを防止できるとともに、圧電素子 の変位に対して周壁部が拘束力を持たないので、圧電素子を効率よく駆動すること ができる。

発明の好ましい実施形態の効果

[0016] 以上のように、本発明によれば、圧電素子の背面を支持部材によって支持したので、 ダイヤフラムの周辺部の変位を支持部材が規制し、圧電素子が浮いた状態になるの を防止できる。その結果、圧電素子の変位をポンプ室の容積変化として確実に伝え ることができ、流体輸送能力を向上させることができる。

発明を実施するための最良の形態

[0017] 以下に、本発明の好ましい実施の形態を、実施例に基づいて説明する。

実施例 1

[0018] 図 1〜図 4は本発明に力かる圧電マイクロポンプの第 1実施例を示す。本実施例のマ イク口ポンプ Pは、底板 1と、圧電素子 2と、ダイヤフラム 3と、枠体 4と、天板 5とで構成 され、これら部品が互いに積層接着されている。

[0019] 底板 1は、例えばガラスエポキシ基板ゃ榭脂材料によって形成されており、中央部に 振動室を構成する長方形の凹部 laが形成されている。本実施例では、後述するよう に凹部 laの底壁 la が圧電素子 2の背面に当接してこれを支持する支持部材となつ

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ている。凹部 laの底面には、圧電素子 2のリード線 2aを引き出すための 2つの引き出 し孔 lbと、振動室を大気に開放するための複数の貫通孔 lcとが形成されている。凹 部 laの深さは、圧電素子 2の厚みと同等または僅かに浅い。

[0020] 圧電素子 2は長方形に形成され、凹部 laに収納されている。圧電素子 2の外形寸法 は凹部 laの内寸より小さぐ圧電素子 2を凹部 laに収納した状態で圧電素子 2の 4つ の辺と凹部 laの内側縁との間に所定の隙間 δ (図 3参照）が形成される。この隙間 δ は、圧電素子 2が屈曲変位したとき、ダイヤフラム 3の十分に伸びることができる余白 部分 3aの幅に対応する。この実施例の圧電素子 2は公知のバイモルフ型セラミック 圧電素子である。圧電素子 2の下面の電極には 2本のリード線 2aが接続されており、 これらリード線 2aに矩形波信号または交流信号を印加することにより、長手方向両端 部（短辺側の 2辺）を支点とし、長手方向中央部を最大変位点とするベンディングモ ードで屈曲振動させることができる。なお、圧電素子 2としては、ュ-モルフ型圧電素 子でもよい。

[0021] ダイヤフラム 3はゴム、エラストマ、軟質樹脂のような弾性シート材料で、底板 1と同一 外形に形成されている。ダイヤフラム 3の背面、つまり振動室側の面には接着剤が全 面に塗布されており、ダイヤフラム 3を圧電素子 2が収納された底板 1上に密着させる ことにより、圧電素子 2とダイヤフラム 3とが面接着されるとともに、底板 1の凹部 laを 除く上面とダイヤフラム 3とが接着される。

[0022] 枠体 4は、例えばガラスエポキシ基板ゃ榭脂材料によって構成されており、ポンプ室 6を形成するため長方形枠状に形成されて 、る。枠体 4の 1つの短辺側側面の外側 に流入通路 7を形成するための側壁部 4aが設けられ、 1つの長辺側側面の外側に排 出通路 8を形成するための側壁部 4bが設けられている。枠体 4の内側（ポンプ室）と 流入通路 7との間の側壁には流入孔 4cが形成され、この流入孔 4cのポンプ室側の 側面にはポンプ室 6への液体の流入のみを許容する逆止弁 10が取り付けられている 。枠体 4の内側（ポンプ室）と排出通路 8との間の側壁には排出孔 4dが形成され、こ の排出孔 4dの排出通路側の側面にはポンプ室 6からの液体の排出のみを許容する 逆止弁 11が取り付けられている。この例では、逆止弁 10, 11をゴムなどの弹性シ一 トで構成した力 これに限るものではない。枠体 4の下面はダイヤフラム 3の上面に接 着されている。

[0023] 天板 5は、例えばガラスエポキシ基板ゃ榭脂材料によって構成されており、枠体 4の 上面に接着されている。天板 5を接着することにより、天板 5とダイヤフラム 3との間に ポンプ室 6と流入通路 7と排出通路 8とが形成される。流入通路 7および排出通路 8に はそれぞれチューブ 9a, 9bが接続され、チューブ 9a, 9bを介して図示しない液体供 給部および液体排出部と接続されている。この実施例では、チューブ 9a, 9bとしてシ リコンチューブを用いた。

[0024] 図 5は上記マイクロポンプ Pの動作を説明するための概略図であり、（a)は非駆動時 または電圧切替時、（b)は圧電素子 2が上に凸に変形した時、（c)は圧電素子 2が下 に凸に変形した時を示す。

[0025] 図 6の（a)は、圧電素子 2に印加される交番電圧を示す。圧電素子 2に +Vと Vの 間で変化する交番電圧を印加すると、例えば +Vの半周期の間、圧電素子 2は図 5 の（b)のように上に凸に変形し、 Vの半周期の間、圧電素子 2は図 5の（c)のように 下に凸に変形する。電圧切替え時には、（a)のように圧電素子 2は平面形状に復帰 するため、ダイヤフラム 3も平坦に戻る。なお、電圧の向きと圧電素子 2の変形の向き は、圧電素子 2の分極方向に関係するので、上記とは逆に +Vの半周期の間、圧電 素子 2を下に凸に変形させ、 Vの半周期の間、圧電素子 2を上に凸に変形させるこ とちでさる。

[0026] 圧電素子 2が上に凸に変形したとき、ダイヤフラム 3の中央部がポンプ室 6に向かって 変位し、ポンプ室 6内の液体を押し出す。このとき、ポンプ室 6内の液圧によってダイ ャフラム 3は逆方向に押されるが、圧電素子 2の長手方向両端部が底板 1の凹部 la の底壁 la に接触して支持されるので、ダイヤフラム 3がポンプ室 6と逆方向に橈むこ

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と力 Sなく、効率よく液体を押し出すことができる。なお、幅 δを持つダイヤフラム 3の余 白部分 3aが 4辺に設けられているので、圧電素子 2が上に凸に変形したとき、圧電素 子 2の短手方向両端部 (長辺側の 2辺）に対応する余白部分 3aが伸びることで、圧電 素子 2の変位が拘束されることなぐ大きく屈曲変形することができる。逆に、圧電素 子 2が下に凸に変形したとき、圧電素子 2の長手方向中央部が底板 1の凹部 laの底 壁 la に接触するので、圧電素子 2の両端部が持ち上がり、ダイヤフラム 3の周辺部

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がポンプ室 6に向力つて変位し、ポンプ室 6内の液体を押し出す。このときも、圧電素 子 2の長手方向両端部（短辺側の 2辺）および短手方向両端部 (長辺側の 2辺）に対 応する余白部分 3aが伸びることで、圧電素子 2の変位が強く拘束されることなぐ圧 電素子 2が屈曲変形することができる。

[0027] 図 6の（b)は上記マイクロポンプ Pの吐出流量の変化を示す。上記のように圧電素子 2がいずれの向きに変形した場合でもダイヤフラム 3を常にポンプ室 6方向に変位さ せるので、ポンプ室 6から液体を吐出する間隔が短ぐポンプ室 6からほぼ間断なく液 体を吐出することができる。圧電素子 2が上に凸に変化した時の吐出流量は、圧電 素子 2が下に凸に変化した時の吐出流量に比べて大きい。そのため、図 6の（b)に示 すように、大流量吐出と小流量吐出とが交互に現れる。

[0028] 上記構成のマイクロポンプにおいて、ポンプ室 6の大きさを 25. 5mm X 12. 5mm X 1. 6mmとし、圧電素子 2に ± 5V、 17Hzの矩形波状の電圧を印加して駆動したとき 、吐出流量は 6. 4 μ 1/s,ポンプ圧は 350Paを得ることができた。

実施例 2

[0029] 図 7は本発明の好ましい第 2実施例を示す。この実施形態は、第 1実施例におけるダ ィャフラム 3と底板 1の凹部底壁 la との隙間 Hを、圧電素子 2の厚み Tより狭くした例

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である。この場合には、ダイヤフラム 3の弾性によって圧電素子 2を底壁 laに押しつ けて保持することができる。そのため、圧電素子 2とダイヤフラム 3とを接着しなくてもよ い。但し、圧電素子 2とダイヤフラム 3とを接着してもよいことは勿論である。

[0030] 圧電素子 2とダイヤフラム 3とを接着しない場合には、両者を接着した場合に比べて 圧電素子 2がより自由に屈曲変形することができ、大きな変位を得ることができる。そ のため、ポンプ効率が向上する。

実施例 3

[0031] 図 8は本発明の好ましい第 3実施例を示す。図 8の（a)は非駆動時または電圧切替 時、図 8の (b)は圧電素子 2が上に凸に変形した時、図 8の（c)は圧電素子 2が下に 凸に変形した時である。

[0032] この実施例では、底板 1の凹部 laに、圧電素子 2の長手方向両端部つまり短辺側の 2辺を支持する枕部（支持部材） Idを設けたものである。圧電素子 2は枕部 Idの上に 載っているだけで、接着はされていない。枕部 Idは底板 1と一体に形成してもよいし 、別部品を底板 1上に固定してもよい。枕部 Idの間には、圧電素子 2が自由に変形 できる振動空間 leが設けられている。

[0033] 上記のように、圧電素子 2の長手方向両端部を枕部 Idで支持し、圧電素子 2を振動 室内部で持ち上げる構造とする。これにより、（b)のように圧電素子 2が上に凸に変形 する場合は、圧電素子 2は中央部付近でダイヤフラム 3を上方に押し上げ、ポンプ室 6の容積を縮小させるため、ポンプ室 6内の液体を押し出すことができる。一方、（c) のように圧電素子 2が下に凸に変形する場合は、ダイヤフラム 3を下方に引張るように 変位する。枕部 Idの間には振動空間 leが設けられているので、圧電素子 2の中央 部は下方へ大きく変位できる。圧電素子 2の下方への変位に追従してダイヤフラム 3 も一体に変位し、ポンプ室 6の容積を拡大できる。そのため、ポンプ室 6へ液体を吸 い込むことができる。

[0034] この実施例では、圧電素子 2が下に凸に変形するとき、ポンプ室 6へ液体を吸い込み 、圧電素子 2が上に凸に変形するとき、ポンプ室 6の液体を排出できる。圧電素子 2 が上下に屈曲変位するとき、圧電素子 2の両端部を枕部 Idが常に支持して 、るので 、圧電素子 2が浮いた状態にならず、圧電素子 2の変位をポンプ室 6の容積変化とし て効果的に伝えることができるこの実施例のマイクロポンプでは、第 1実施例と異なり 、圧電素子 2のポンプ室 6と逆方向の屈曲を有効に活用できるため、ポンプの吐出流 量を大きくでき、ポンプ効率を高めることができる。

[0035] 上記実施例では、圧電素子 2としてバイモルフ型の圧電素子を用いた。この圧電素 子は、交番電圧を印加することで、両方向に同等の屈曲変位をさせるものであるが、 例えば一方向にのみ大きな変位が得られる圧電素子を使用してもよい。第 1実施例 では圧電素子 2の上に凸の変形が吐出量に大きく影響するので、上方向にのみ大き な変位が得られる圧電素子を使用することで、ポンプ効率を高めることができる。なお 、一方向にのみ大きな変位が得られる圧電素子は、中間層に対して上下で非対称な 積層構造にすることにより実現できる。また、上下で対称な積層構造であっても、印 加電圧を正負で非対称にして、一方側にのみ大きな電圧を印加することにより、一方 側にのみ大きく変位させることができる。さらに両者を組み合わせることで、より大きな 変位を得ることちできる。

[0036] 上記実施例では、長方形の圧電素子を用いたが、正方形や円形の圧電素子を用い ることもできる。但し、長方形の圧電素子の場合、正方形や円形の圧電素子より大き な変位体積が得られるので、小型で効率のょ 、マイクロポンプを実現できる利点があ る。

[0037] 上記実施例では、圧電素子の背面を支持する支持部材として、ケースを構成する底 板を用いた力 ケースとは別の部材を用いてもよい。この場合、支持部材は硬質材料 に限らず、弾性ゴム等の軟質材料を使用してもよい。さらに、ケースは図 2に示すよう に底板と枠体と天板とで構成したものに限らず、ダイヤフラムによってポンプ室を隔離 でき、圧電素子の背面を支持する支持部材を設けることができる構造であれば、如何 なる構造であってもよい。

図面の簡単な説明

[0038] [図 1]本発明に係る圧電マイクロポンプの第 1実施例の斜視図である。

[図 2]図 1に示す圧電マイクロポンプの分解斜視図である。

[図 3]図 1に示す圧電マイクロポンプの縦断面図である。

[図 4]図 3の IV— IV線断面図である。

[図 5]図 1に示す圧電マイクロポンプの作動を示す概略断面図であり、 (a)は非駆動 時、（b)は上に凸の状態、（c)は下に凸の状態を示す。

[図 6] (a)は圧電素子に印加される交番電圧を示し、 (b)はマイクロポンプの吐出流量 の変化を示す。

[図 7]本発明の第 2実施例の概略断面図である。

[図 8]本発明の第 3実施例の概略断面図であり、（a)は非駆動時、（b)は上に凸の状 態、（c)は下に凸の状態を示す。

[図 9]従来のマイクロポンプの一例の断面図であり、（a)は非駆動時、（b)は圧電素子 が変形した状態を示す。

符号の説明

[0039] P マイクロポンプ

1 底板

la 凹部 (振動室）

la 底壁 (支持部材） Id 枕部 (支持部材)

2 圧電素子

3 ダイヤフラム

3a 余白部

枠体

5 天板

ポンプ室 流入通路 排出通路

10, 11 逆止弁

Claims

請求の範囲

[1] ポンプ室をダイヤフラムで隔離し、ダイヤフラムの背面に圧電素子を配置し、圧電素 子の屈曲変形によりダイヤフラムを追従変形させ、ポンプ室を容積変化させてポンプ 室内の流体を輸送する圧電マイクロポンプにおいて、

上記圧電素子の背面に当接してこれを支持する支持部材を設けたことを特徴とする 圧電マイクロポンプ。

[2] 上記支持部材は、非駆動時における上記圧電素子の背面全面を支持する平面部材 であることを特徴とする請求項 1に記載の圧電マイクロポンプ。

[3] 上記圧電素子は長方形に形成され、上記支持部材は上記圧電素子の長手方向両 端部の背面を支持し、上記圧電素子の中央部背面側には上記圧電素子が屈曲変 形可能な空間が設けられて 、ることを特徴とする請求項 1に記載の圧電マイクロボン プ。

[4] 上記圧電素子は上記ダイヤフラムの可変位領域より小形に形成されており、上記ダ ィャフラムには上記圧電素子より外周側の全周に亘つて、上記圧電素子が配置され て 、な 、余白部が設けられて 、ることを特徴とする請求項 1な 、し 3の 、ずれかに記 載の圧電マイクロポンプ。

[5] 上記圧電素子は上記ダイヤフラムに面接着されていることを特徴とする請求項 1ない し 4の 、ずれかに記載の圧電マイクロポンプ。

[6] 上記ダイヤフラムと上記支持部材との厚み方向隙間は、上記圧電素子の厚みより狭 く設定されており、上記圧電素子は上記ダイヤフラムの弾性によって上記支持部材 に押し付けられて 、ることを特徴とする請求項 1な 、し 4の 、ずれかに記載の圧電マ イク口ポンプ。