WO2016175185A1 - ポンプ - Google Patents

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WO2016175185A1
WO2016175185A1 PCT/JP2016/062970 JP2016062970W WO2016175185A1 WO 2016175185 A1 WO2016175185 A1 WO 2016175185A1 JP 2016062970 W JP2016062970 W JP 2016062970W WO 2016175185 A1 WO2016175185 A1 WO 2016175185A1
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pump
vibration
displacement restricting
pump chamber
displacement
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PCT/JP2016/062970
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French (fr)
Inventor
藤崎雅章
川村憲一郎
Original Assignee
株式会社村田製作所
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Publication date
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Priority to CN201680024341.XA priority patent/CN107735573B/zh
Priority to JP2017503189A priority patent/JP6183574B2/ja
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    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B43/04—Pumps having electric drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B43/043—Micropumps
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B45/04—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B45/047—Pumps having electric drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/16—Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
    • F04B53/1077—Flow resistance valves, e.g. without moving parts

Definitions

  • the present invention relates to a pump that sucks and discharges fluid.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram of a conventional pump (for example, see Patent Document 1).
  • the pump 101 shown in FIG. 12 includes a pump housing 102 and a vibration unit 103.
  • the pump housing 102 has a pump chamber 106 and a flow path 107 inside.
  • the vibration unit 103 is accommodated in the pump chamber 106, faces the connection portion (opening) 108 of the flow path 107 to the pump chamber 106 with a space therebetween, and is close to the opening 108.
  • the vibration unit 103 is elastically coupled to the pump housing 102 so as to be able to vibrate along a direction facing the opening 108.
  • the vibration unit 103 includes a drive unit 104, and the drive unit 104 vibrates the vibration unit 103 along a direction facing the opening 108.
  • the pump 101 when an impact load is applied to the pump housing 102, an inertial force is applied to the vibration unit 103, and an excessive displacement may occur in the vibration unit 103. Then, a tensile stress exceeding the yield point may act on the vibration part 103 and the vibration part 103 may be plastically deformed. As a result, the pump 101 has a risk of failure or characteristic deterioration when an impact load is applied.
  • the biological information acquisition device is, for example, a wrist blood pressure monitor.
  • a biological information acquisition device that is often carried and used corresponds to a size and weight that can be placed on the palm of a person.
  • an object of the present invention is to provide a pump with improved impact resistance.
  • a pump according to the present invention includes a pump housing having a pump chamber therein, and is supported by the pump housing.
  • the pump chamber is divided into a first pump chamber and a second pump chamber, and bending vibration is performed along a predetermined direction.
  • a displacement restricting portion that protrudes from the inner wall of the first pump chamber and faces the vibrating portion.
  • the vibration unit includes a drive unit and a diaphragm.
  • the drive unit is, for example, a piezoelectric element.
  • the pump according to the present invention may include a displacement restricting portion that protrudes from the inner wall of the second pump chamber and faces the vibrating portion.
  • the above displacement restricting portion is located in a space where the vibrating portion can be located during elastic deformation.
  • This elastic deformation is, for example, deformation including unintended movement due to physical impact or the like. With this configuration, it is possible to reliably prevent the vibration portion from being plastically deformed.
  • the displacement restricting portion described above is not located in a space where the vibrating portion can be located during bending vibration. For example, this space is a space in which both the drive unit and the diaphragm can move when the drive unit is driven and the diaphragm is deformed by the drive unit. With this configuration, it is possible to prevent (suppress) the displacement restricting portion from interfering with the vibrating portion that undergoes bending vibration.
  • the pump described above is configured as a stacked body of a plurality of flat plate members stacked in the predetermined direction, and the flat plate member constituting the displacement restricting portion includes a support portion that protrudes from the pump housing side into the pump chamber. It is preferable that the displacement restricting portion protrudes from the support portion toward the vibrating portion.
  • the pump since the pump is configured by stacking the flat plate members, the pump can be easily manufactured, and the pump can be configured to be thin.
  • the flat plate member constituting the displacement restricting portion further includes a power supply terminal that protrudes from the pump housing side to the pump chamber and has a tip connected to the vibrating portion.
  • the flat plate member constituting the displacement restricting portion also serves as a member for supplying power to the vibration portion, and the number of flat plate members can be reduced and the pump can be made thinner.
  • the vibration part described above bends and vibrates in a higher-order resonance mode. With this configuration, it is possible to reduce the vibration amplitude at the outer peripheral portion of the vibration section, and to make it difficult for the vibration of the vibration section to leak into the pump housing.
  • the displacement restricting portion described above is opposed to a position that is a node of bending vibration of the vibrating portion without facing the central portion of the vibrating portion. In this configuration, even if the vibration part is bent and vibrated, the distance between the displacement restricting part and the vibration part can be kept almost constant. Therefore, it can prevent more reliably that the flow of fluid is inhibited by the fluctuation
  • the displacement restricting portion described above faces the outer peripheral portion of the vibrating portion without facing the central portion of the vibrating portion.
  • the pump having this configuration can prevent the displacement restricting portion from inhibiting the flow of fluid in the vicinity of the central portion of the vibrating portion.
  • the pump of this structure can make the support part in which a displacement control part is provided comparatively short, and a thing which is hard to vibrate. Therefore, the pump having this configuration can prevent the flow of the fluid from being hindered by the vibration of the displacement restricting portion.
  • the above-described displacement restricting portion is opposed to a position that becomes an antinode of bending vibration of the vibrating portion without facing the central portion of the vibrating portion.
  • the displacement of the vibration unit is regulated by the displacement regulation unit. Therefore, the pump having this configuration can prevent the vibration portion from being excessively displaced, and can prevent the vibration portion from being greatly plastically deformed to cause a failure of the pump or a significant decrease in pump efficiency. Thereby, the pump of this structure can raise a rated input.
  • the rated input is the maximum value of the input that does not cause the pump to fail. For example, when the pump is driven by voltage, the maximum value of the voltage at which the pump does not fail is indicated.
  • the pump described above includes a plurality of displacement restricting portions arranged at intervals between each other as the displacement restricting portion. With this configuration, it is possible to prevent (suppress) the vibration part from being inclined when the displacement regulating part and the vibration part are in contact with each other. In addition, the area where the displacement restricting portion and the vibrating portion face each other can be reduced, and it is possible to more reliably prevent the fluid flow from being obstructed by the displacement restricting portion.
  • the pump described above includes three or more displacement restricting portions as the displacement restricting portion.
  • the vibrating part is parallel to a plane connecting three or more displacement restricting parts when in contact with the displacement restricting part, so that the vibrating part can be more reliably prevented from tilting.
  • the center of gravity of the vibrating part is within the three or more displacement restricting parts.
  • the center of gravity of the vibrating part is within the three or more displacement restricting parts.
  • the present invention can prevent the vibration part from being excessively displaced when an impact load or the like acts on the pump by the displacement regulating part, and can improve the shock resistance of the pump.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a pump 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an external perspective view of a pump 1A according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the pump 1A.
  • FIG. 4A is a perspective view of the upper surface side of the diaphragm 15.
  • FIG. 4B is a perspective view of the lower surface side of the diaphragm 15 as viewed.
  • FIG. 5A is a perspective view of the power supply plate 18 as viewed from above.
  • FIG. 5B is a perspective view of the lower surface side of the power supply plate 18.
  • FIG. 6A is a side cross-sectional view of the pump 1 as viewed from the power feeding plate 18 to the flow path plate 12, and shows a cross-section at the position indicated by the line A-A 'in FIG. 6B.
  • FIG. 6B is a plan view of the vibrating unit 24 and the power feeding plate 18.
  • FIG. 7 shows pump characteristics (maximum pressure) before and after performing an impact test in which a sample of the pump 1A according to the present embodiment and the pump 101 according to the conventional configuration (see FIG. 12) is dropped from a height of 50 cm. It is a figure which shows the change of ().
  • FIG. 8A is a perspective view of an upper surface side of a power feeding plate 18A provided in the pump according to the third embodiment.
  • FIG. 8B is a perspective view of the lower surface side of the power feeding plate 18A.
  • FIG. 9 is a plan view of the power feeding plate 18 ⁇ / b> A and the vibration unit 24.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of a pump 1B according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIGS. 11A and 11B are schematic cross-sectional views showing the main part of the pump 1B.
  • FIG. 11A shows the case where the fluid flows in the forward flow direction
  • FIG. 11B shows the case where the fluid flows in the reverse flow direction.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram of a conventional pump (see, for example, Patent Document 1).
  • the pump according to the present invention constitutes an air pump and generates a flow in an appropriate fluid such as a liquid, a gas-liquid mixed fluid, a gas-solid mixed fluid, a solid-liquid mixed fluid, a gel, or a gel mixed fluid. Can also be configured.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a pump 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • the pump 1 includes a pump housing 2, a diaphragm 3, a drive unit 4, and a displacement regulating unit 5.
  • the pump housing 2 has a pump chamber 6 and a flow path 7 inside.
  • the flow path 7 has an opening 8 connected to the pump chamber 6.
  • the diaphragm 3 and the drive unit 4 are laminated together to form a vibration unit 9.
  • the vibration part 9 is accommodated in the pump chamber 6 and is in close proximity to the opening 8 with a space therebetween.
  • the vibration part 9 is elastically coupled to the pump housing 2 so as to be displaceable along a direction facing the opening 8, and faces the opening 8 when a driving voltage is applied to the driving part 4. Vibration in a direction along the direction occurs.
  • the vibration part 9 divides the pump chamber 6 into a first pump chamber and a second pump chamber.
  • the displacement restricting portion 5 protrudes from the inner wall of the pump chamber 6 and faces the vibrating portion 9 with a space on the side opposite to the opening 8 side.
  • an inertial force acts on the vibration part 9 due to an action such as impact load, and even if the vibration part 9 tends to be excessively displaced to the side opposite to the opening 8, an excessive displacement of the vibration part 9 is restricted by the displacement restriction part 5. The Thereby, it can suppress that the vibration part 9 greatly plastically deforms, and the impact resistance of the pump 1 becomes high.
  • the displacement restricting portion 5 is located in a space where the vibrating portion 9 can be located during elastic deformation.
  • This elastic deformation is, for example, deformation including unintended movement due to physical impact or the like. Thereby, the tensile stress exceeding the yield point does not act on the diaphragm 3, and the plastic deformation of the diaphragm 3 can be surely prevented.
  • the displacement restricting portion 5 is not located in a space in the pump chamber 6 where the vibrating portion 9 can be located during bending vibration.
  • this space is a space in which both the drive unit 4 and the diaphragm 3 can move when the drive unit 4 is driven and the diaphragm 3 is deformed by the drive unit 4.
  • the displacement control part 5 does not interfere (contact) with the vibration part 9 that vibrates by the normal drive of the drive part 4, and the vibration of the vibration part 9 can be prevented (suppressed). .
  • this pump 1 has high impact resistance, and even if an impact load or the like is applied, failure and characteristic deterioration are unlikely to occur.
  • the displacement restricting portion 5 is preferably closer to the diaphragm 3 than the driving portion 4. This is because the drive unit 4 is generally made of a material that is vulnerable to impact, such as a piezoelectric body, while the diaphragm 3 is often made of a metal material that has spring properties and is resistant to impact. is there. Therefore, the pump 1 can more reliably prevent the vibration part 9 from being damaged.
  • the pump 1 can prevent the vibration part 9 from being damaged more reliably.
  • FIG. 2 is an external perspective view of a pump 1A according to the second embodiment of the present invention.
  • the pump 1A includes a pump housing 2A and external connection terminals 3A and 4A.
  • the external connection terminals 3A and 4A are connected to an external power source, and an AC drive signal is applied.
  • the pump housing 2A has a main surface (upper main surface) 5A and a main surface (lower main surface) 6A, and the space between the upper main surface 5A and the lower main surface 6A is a thin hexahedron. Further, the pump housing 2A has a pump chamber 7A inside, has a flow passage hole 41 communicating with the pump chamber 7A on the upper main surface 5A, and a flow passage hole 31 (communication with the pump chamber 7A on the lower main surface 6A). 3).
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the pump 1A.
  • the pump 1A includes a cover plate 11, a flow channel plate 12, a counter plate 13, an adhesive layer 14 (not shown), a vibration plate 15, a piezoelectric element 16, an insulating plate 17, a power feeding plate 18, a spacer plate 19, and a lid plate 20. Provided, and has a structure in which they are sequentially laminated from the lower main surface 6A to the upper main surface 5A.
  • a flow channel communicating with the flow channel hole 31 in the lower main surface 6 ⁇ / b> A (see FIG. 2) is formed.
  • a pump chamber 7A (see FIG. 2) is formed in the adhesive layer 14 (not shown), the diaphragm 15, the insulating plate 17, the power feeding plate 18, and the spacer plate 19.
  • the cover plate 20 is formed with a flow path leading to the flow path hole 41 of the upper main surface 5A (see FIG. 2).
  • the cover plate 11 has three flow path holes 31.
  • Each flow path hole 31 has a circular shape, and functions as an intake hole that opens to the lower main surface 6A of the pump housing 2 and sucks gas from the external space in the present embodiment.
  • the three flow path holes 31 are located away from the center position of the cover plate 11 in plan view. More specifically, each flow path hole 31 is arranged so that the angle formed by the line segment connecting each flow path hole 31 and the center position is equal.
  • the flow path plate 12 has one opening 32, three flow paths 33, and six adhesive sealing holes 34.
  • the opening 32 is provided in a circular shape with a relatively wide area around the center position of the flow path plate 12.
  • the opening 32 is covered with the cover plate 11 on the lower surface side, and communicates with a flow path hole 35 of the counter plate 13 described later on the upper surface side.
  • the three flow paths 33 extend in the radial direction from the opening 32 provided near the center of the flow path plate 12 from the first end to the second end.
  • a first end of each flow path 33 communicates with the opening 32.
  • the second end of each flow path 33 communicates with each of the three flow path holes 31 in the cover plate 11.
  • Each flow path 33 is covered with the cover plate 11 and the counter plate 13 at the top and bottom except for the second end.
  • the six adhesive sealing holes 34 are arranged at intervals between each other along the outer periphery of the pump chamber 7A (see FIG. 2). More specifically, each adhesive sealing hole 34 extends along the outer periphery of the pump chamber 7 ⁇ / b> A so as to oppose a connection position between a frame portion 22 and a coupling portion 23 of the diaphragm 15 described later. Each adhesive sealing hole 34 is covered by the cover plate 11 on the lower surface side, and communicates with an adhesive sealing hole 36 of the counter plate 13 described later on the upper surface side.
  • the opposing plate 13 is made of metal and includes an external connection terminal 3A so as to protrude outward.
  • the counter plate 13 has one flow path hole 35 and six adhesive sealing holes 36.
  • the flow path hole 35 is provided in a circular shape with a diameter smaller than the opening 32 of the flow path plate 12 around the center position of the counter plate 13.
  • the flow path hole 35 communicates with the opening 32 of the flow path plate 12 on the lower surface side and communicates with the pump chamber 7A (see FIG. 2) on the upper surface side.
  • the six adhesive sealing holes 36 are arranged at intervals between each other along the outer periphery of the pump chamber 7A (see FIG. 2). More specifically, each adhesive sealing hole 36 extends along the outer periphery of the pump chamber 7 ⁇ / b> A so as to face a connection position between a frame portion 22 and a coupling portion 23 of the diaphragm 15 described later. Each adhesive sealing hole 36 communicates with each adhesive sealing hole 34 of the flow path plate 12 on the lower surface side, and faces the adhesive layer 14 (not shown) on the upper surface side.
  • the adhesive sealing holes 34 and 36 are provided to prevent the uncured adhesive layer 14 (not shown) from protruding into the pump chamber 7A (see FIG. 2) and adhering to the connecting portion 23 of the diaphragm 15. . If the uncured adhesive layer 14 adheres to the connecting portion 23, the vibration of the connecting portion 23 is hindered, resulting in variation in characteristics for each product. Therefore, the adhesive sealing holes 34 and 36 are provided so that the protruding adhesive flows into the adhesive sealing hole 34 and the adhesive sealing hole 36, so that the adhesive layer 14 protrudes into the pump chamber 7A. This prevents the occurrence of characteristic variations among products.
  • the adhesive layer 14 (not shown) is provided in a frame shape having a circular opening in plan view so as to overlap a frame portion 22 of the diaphragm 15 described later. A space surrounded by the frame of the adhesive layer 14 constitutes a part of the pump chamber 7A (see FIG. 2).
  • the adhesive layer 14 includes a plurality of conductive particles having a substantially uniform particle size in a thermosetting resin such as an epoxy resin.
  • the conductive particles are configured, for example, as silica or resin coated with a conductive metal. As described above, since the adhesive layer 14 contains a plurality of conductive particles, the thickness over the entire circumference of the adhesive layer 14 can be made substantially the same as the particle size of the conductive particles.
  • the opposing plate 13 and the diaphragm 15 can be opposed to each other with a certain distance between the opposing plate 13 and the diaphragm 15 by the adhesive layer 14. Further, the opposing plate 13 and the diaphragm 15 can be electrically connected through the conductive particles of the adhesive layer 14.
  • the diaphragm 15 is made of metal such as SUS430.
  • FIG. 4A is a perspective view of the upper surface side of the diaphragm 15.
  • FIG. 4B is a perspective view of the lower surface side of the diaphragm 15 as viewed.
  • the diaphragm 15 includes a disk part 21, a frame part 22, and three connection parts 23, and has a plurality of openings 37 surrounded by the disk part 21, the frame part 22, and the connection part 23. .
  • the plurality of openings 37 constitute part of the pump chamber 7A (see FIG. 2).
  • the disc part 21 has a circular shape in plan view.
  • the frame portion 22 has a frame shape in which a circular opening is provided in plan view, and surrounds the periphery of the disc portion 21 with a space therebetween.
  • Each connecting portion 23 connects the disc portion 21 and the frame portion 22.
  • the disc part 21 is supported by the connection part 23 in a state of floating inside the pump chamber 7A (see FIG. 2).
  • the lower surface of the disc portion 21 (see FIG. 4B) has a convex portion 42 in which a circular region is formed in a convex shape near the central portion.
  • the convex portion 42 comes close to the flow passage hole 35 of the counter plate 13, and the fluid pressure fluctuation caused by the vibration of the disc portion 21 can be increased. it can.
  • interval of the disc part 21 and the opposing board 13 expands.
  • the region where the convex portion 42 is not provided is a region which does not directly contribute to the pump operation, the driving load of the piezoelectric element 16 can be increased by widening the distance between the disc portion 21 and the counter plate 13 in this region. Can be reduced, and the pressure and flow rate of the fluid generated by the pump operation and the pump efficiency can be improved.
  • the convex portion 42 is provided on the lower surface of the disc portion 21 is shown, but the lower surface of the disc portion 21 is kept flat and the opposing plate 13 facing the disc portion 21 is shown. In this case, the periphery of the flow path hole 35 may be convex.
  • Each connecting portion 23 is generally in the shape of a letter and is arranged at an interval in an equiangular direction. Specifically, each connecting portion 23 is connected to the disc portion 21 at the center side end of the diaphragm 15, extends radially from the disc portion 21, and is divided into two branches along the outer periphery of the pump chamber 7 ⁇ / b> A.
  • the frame portion 22 is bent toward the frame portion 22, reaches the frame portion 22, and is connected to the frame portion 22. Since each connection part 23 has such a shape, the edge of the disc part 21 is supported by the frame part 22 so that it can be displaced in the vertical direction and hardly displaced in the plane direction.
  • the piezoelectric element 16 shown in FIG. 3 is configured by providing electrodes on the upper and lower surfaces of a disk made of a piezoelectric material.
  • the electrode on the upper surface of the piezoelectric element 16 is electrically connected to the external connection terminal 4 ⁇ / b> A via the power supply plate 18.
  • the electrode on the lower surface of the piezoelectric element 16 is electrically connected to the external connection terminal 3 ⁇ / b> A via the vibration plate 15, the adhesive layer 14, and the counter plate 13.
  • a metal diaphragm 15 may be used instead of the electrode on the lower surface of the piezoelectric element 16.
  • the piezoelectric element 16 has a piezoelectric property such that the area is expanded or reduced in the in-plane direction when an electric field is applied in the thickness direction.
  • the piezoelectric element 16 and the disc part 21 are pasted via an adhesive (not shown) or the like, and constitute a vibration part 24.
  • the vibration part 24 has a unimorph structure of the piezoelectric element 16 and the disk part 21, and is configured such that vertical vibration is generated when the area vibration of the piezoelectric element 16 is constrained by the disk part 21. . Since the outer peripheral portion of the disc portion 21 is supported by the connecting portion 23 so as to be vertically displaceable as described above, the bending vibration generated in the vibrating portion 24 is hardly inhibited by the connecting portion 23. In addition, since the vibration part 24 can be displaced in the vertical direction, when an impact load or acceleration is applied to the pump 1A, the vibration part 24 is displaced in the vertical direction.
  • the insulating plate 17 has a frame shape having a circular opening 38 in plan view.
  • the opening 38 constitutes a part of the pump chamber 7A (see FIG. 2).
  • the insulating plate 17 is made of an insulating resin and electrically insulates between the power feeding plate 18 and the diaphragm 15. Thereby, a drive voltage can be applied between the upper and lower electrodes of the piezoelectric element 16 via the power feeding plate 18 and the vibration plate 15.
  • an insulating material is coated on the surfaces of the vibration plate 15 and the power supply plate 18, or an oxide film is provided on the surfaces of the vibration plate 15 and the power supply plate 18. May be insulated from the circuit 15.
  • FIG. 5A is a perspective view of the power supply plate 18 as viewed from above.
  • FIG. 5B is a perspective view of the lower surface side of the power supply plate 18.
  • the power feeding plate 18 includes an external connection terminal 4 ⁇ / b> A, an internal connection terminal 27, a frame portion 28, a support portion 29, and a displacement restricting portion 30, and has an opening 39 surrounded by the support portion 29.
  • the opening 39 constitutes a part of the pump chamber 7A (see FIG. 2).
  • the internal connection terminal 27 is provided so as to protrude from the frame portion 28 to the opening 39, and the tip is soldered to the electrode on the upper surface of the piezoelectric element 16.
  • the support portion 29 has a circular outer shape in plan view and has a frame shape surrounding the opening 39.
  • the frame portion 28 has a frame shape surrounding the support portion 29 in plan view.
  • the power feeding plate 18 has a step between the support portion 29 and the frame portion 28, the support portion 29 is recessed from the frame portion 28 on the lower surface, and the frame portion 28 is recessed from the support portion 29 on the upper surface. Yes.
  • the support portion 29 is recessed from the frame portion 28 on the lower surface of the power supply plate 18, thereby The piezoelectric element 16 is prevented from approaching excessively.
  • the support portion 29 has three wavy portions 43 that protrude into the opening 39, that is, protrude in the center direction of the support portion 29.
  • Each wavy portion 43 is continuous in a wavy shape in plan view.
  • the three wavy portions 43 are provided in three regions of the regions obtained by dividing the opening 39 into four at equal angles. Note that the tip of the internal connection terminal 27 is located in the remaining one of the regions obtained by dividing the opening 39 into four at an equal angle.
  • Displacement restricting portions 30 are provided on the lower surface of each corrugated portion 43 (see FIG. 5B). Each displacement restricting portion 30 has a circular shape in plan view, and protrudes downward from the lower surface of each corrugated portion 43. Each displacement regulating portion 30 is provided in order to prevent excessive extension from occurring in the connecting portion 23 of the diaphragm 15 by contacting the upper surface of the piezoelectric element 16 during the action of impact load or the like. Note that the lower surface of each displacement restricting portion 30 is provided at a height that does not interfere with the bending vibration of the vibrating portion 24.
  • the displacement restricting portion 30 is preferably a planar shape compared to a sharp shape.
  • the planar displacement restricting portion 30 can prevent both the displacement restricting portion 30 and the vibrating portion 24 from being destroyed.
  • the spacer plate 19 shown in FIG. 3 is made of resin and has a substantially frame shape having a circular opening 40 in plan view.
  • the opening 40 constitutes a part of the pump chamber 7A (see FIG. 2).
  • the lid plate 20 closes the upper surface of the pump chamber 7A (see FIG. 2).
  • the cover plate 20 has a flow path hole 41 that opens to the upper main surface 5 ⁇ / b> A of the pump housing 2.
  • the channel hole 41 has a circular shape in a plan view, and communicates with the external space and communicates with the opening 40 of the spacer plate 19, that is, the pump chamber 7A.
  • the flow path hole 41 is an exhaust hole that discharges gas to the external space.
  • the flow path hole 41 is provided at the center position of the lid plate 20, but the flow path hole 41 may be provided at a position deviating from the center position of the lid plate 20.
  • FIG. 6A is a side cross-sectional view of the pump 1 as viewed from the power feeding plate 18 to the flow path plate 12, and shows a cross-section at the position indicated by the line A-A 'in FIG. 6B.
  • an alternating electric field is applied in the thickness direction of the piezoelectric element 16 by applying an AC drive signal to the external connection terminals 3A and 4A. Then, the bending vibration in the thickness direction is generated concentrically in the vibration part 24 between the piezoelectric element 16 and the disk part 21 as the piezoelectric element 16 tends to expand and contract in an in-plane direction.
  • the AC drive signal applied to the external connection terminals 3A and 4A is set to have a frequency at which bending vibration is generated in the vibration part 24 in the third-order higher-order resonance mode.
  • a first vibration antinode is generated at the center of the vibration unit 24, and the first vibration antinode is formed at the outer edge of the vibration unit 24.
  • the vibration part 24 is bent and vibrated in a higher-order (and odd-order) resonance mode, the vibration part 24 is not bent and is vertically moved compared to the case of bending vibration in the first-order resonance mode. Such vibrations are less likely to occur, and the vibration amplitude at the outer periphery of the vibration part 24 is reduced, making it difficult for vibrations to leak into the pump housing 2A (see FIG. 2).
  • bending vibration is generated in the vibration part 24, so that the convex part 42 is repeatedly displaced up and down in the vibration part 24, and the convex part 42 is repeatedly formed in the thin fluid layer between the convex part 42 and the counter plate 13. It will be struck. As a result, repeated pressure fluctuations occur in the fluid layer facing the convex part 42, and the pressure fluctuations are transmitted to the region of the counter plate 13 facing the convex part 42 (hereinafter referred to as the movable part 44) via the fluid. Is done. Since the movable portion 44 faces the opening 32 of the flow path plate 12, the movable portion 44 is thin and is configured to be capable of bending vibration. Accordingly, the movable part 44 generates bending vibrations having different phases at the same frequency as the bending vibrations of the vibration part 24 in response to the bending vibrations of the vibration part 24.
  • the vibration of the vibration part 24 and the vibration of the movable part 44 generated in this way are coupled, so that in the pump chamber 7A, the gap between the convex part 42 and the movable part 44 is separated from the flow path hole. It changes like a traveling wave from the vicinity of 35 to the outer peripheral side. Thereby, the fluid flows from the vicinity of the flow path hole 35 to the outer peripheral side inside the pump chamber 7A. As a result, a negative pressure is generated around the flow path hole 35 inside the pump chamber 7A, the fluid is sucked into the pump chamber 7A from the flow path hole 35, and the pump is passed through the flow path hole 41 provided in the lid plate 20. The fluid in the chamber 7A is discharged to the outside.
  • FIG. 6B is a plan view of the vibrating portion 24 and the power feeding plate 18.
  • the displacement restricting portion 30 of the power feeding plate 18 is provided so as to face the upper surface side of the vibrating portion 24 with a space therebetween. More specifically, in this embodiment, the displacement restricting portion 30 does not face the position where the first vibration antinode or the second vibration antinode of the vibration portion 24 occurs, but faces the position where the vibration node occurs. It is provided to do. Therefore, even if bending vibration is generated in the vibration part 24, the distance between the vibration part 24 and the displacement restricting part 30 does not vary, and a constant distance is maintained. Therefore, even if the displacement restricting portion 30 is provided, the vibration of the vibrating portion 24 is hardly disturbed, and good pump efficiency can be realized.
  • a plurality of displacement restricting portions 30 are provided in a distributed manner, and here, three displacement restricting portions 30 are provided. For this reason, when the vibration part 24 is displaced by impact load or the like and the vibration part 24 comes into contact with the displacement restriction part 30, the inclination is prevented so that the vibration part 24 comes into contact with the plurality of displacement restriction parts 30. it can. Further, the area where the displacement restricting portion 30 and the vibrating portion 24 face each other can be reduced, and the fluid flow can be prevented more reliably from being obstructed by the displacement restricting portion 30.
  • the tip of the internal connection terminal 27 is soldered to a position that becomes a vibration node in the vibration part 24. Further, the internal connection terminal 27 extends along a tangential direction of the concentric region with respect to the concentric region where the vibration node of the piezoelectric element 16 is generated. As a result, it is possible to suppress vibration from leaking from the piezoelectric element 16 to the internal connection terminal 27, to further improve the pump efficiency, and to prevent the internal connection terminal 27 from being broken by vibration.
  • FIG. 7 shows pump characteristics (maximum pressure) before and after performing an impact test in which a sample of the pump 1A according to the present embodiment and the pump 101 according to the conventional configuration (see FIG. 12) is dropped from a height of 50 cm. It is a figure which shows the change of ().
  • the pump characteristics were not significantly deteriorated before and after the impact test, but in the pump 101 according to the conventional configuration, the pump characteristics were seriously degraded by the impact test.
  • the pump 1A according to the present embodiment has high impact resistance, and even if an impact load or the like is applied, failure and characteristic deterioration are unlikely to occur.
  • FIG. 8A is a perspective view of the upper surface side of the power feeding plate 18A provided in the pump according to the third embodiment.
  • FIG. 8B is a perspective view of the lower surface side of the power feeding plate 18A.
  • the power feeding plate 18A includes an external connection terminal 4A, an internal connection terminal 27, a frame portion 28, a support portion 29A, and a displacement restricting portion 30A, and has an opening 39A surrounded by the support portion 29A.
  • the external connection terminal 4A, the internal connection terminal 27, and the frame portion 28 are almost the same as the configuration according to the second embodiment, and the support portion 29A, the displacement regulating portion 30A, and the opening 39A is different from the configuration according to the second embodiment.
  • the displacement restricting portion 30A has a mountain shape in plan view, and is provided along the outer peripheral portion of the support portion 29A.
  • the support portion 29A includes three corrugated portions 43A, and the corrugated portions 43A are less undulated than the configuration according to the second embodiment.
  • the area of the opening 39A is enlarged by the amount of undulation of the waved portion 43A.
  • FIG. 9 is a plan view of the power feeding plate 18A and the vibrating unit 24.
  • the displacement restricting portion 30A of the power feeding plate 18A is opposed to the upper surface side of the vibrating portion 24 with an interval, and is not opposed to the position where the first vibration antinode or vibration node of the vibrating portion 24 is generated. It is provided so as to face the outer peripheral part of the vibration part 24 outside the vibration node of the part 24. In this configuration, since the displacement restricting portion 30A is provided outside the second embodiment, the undulation of the wave-like portion 43A can be reduced. That is, the dimension of the waved portion 43A in the radial direction of the power feeding plate 18A can be shortened. Thereby, the vibration in the thickness direction of the corrugated portion 43A that hinders the flow of the fluid is suppressed, and the flow of the fluid is promoted.
  • the displacement restricting portion is opposed to the outer peripheral portion of the vibrating portion as in the configuration according to the third embodiment, or the displacement restricting portion is made to vibrate in the vibrating portion as in the configuration according to the second embodiment. Either the influence of the flow of the fluid being hindered by the vibration of the wavy part (support part) or the influence of the change of the distance between the displacement restricting part and the vibration part being a major influence on whether to face the node. It is preferable to determine according to the above.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of a pump 1B according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the pump 1B includes a pump housing 2B, a valve housing 3B, and a diaphragm 4B.
  • the pump housing 2B has a configuration in which a power supply plate 18B is provided except members (power supply plate, lid plate and spacer plate) on the top plate side of the power supply plate of the pump 1 according to the second embodiment.
  • the power supply plate 18B has a configuration in which a valve convex portion 5B protruding in a columnar shape is additionally provided on the upper surface side of one wave-like portion 43 with respect to the configuration of the above-described second embodiment.
  • the pump housing 2B discharges the fluid sucked from the lower main surface side to the upper surface side.
  • the valve housing 3B is provided on the upper surface side of the pump housing 2B, and has a function of preventing the fluid discharged from the pump housing 2B from flowing back to the pump housing 2B together with the diaphragm 4B.
  • the diaphragm 4B is a flat film having flexibility, and is sandwiched between the valve housing 3B and the pump housing 2B.
  • FIG. 11 (A) and 11 (B) are schematic cross-sectional views showing the main part of the pump 1B.
  • FIG. 11 (A) shows the case where the fluid flows in the forward flow direction
  • FIG. 11 (B) shows the fluid in the reverse flow direction. The case of flowing is shown.
  • the valve housing 3B includes a top plate 10B, an external connection portion 11B that protrudes upward from the top plate 10B, and a valve seat 12B that protrudes downward from the top plate 10B.
  • the external connection portion 11B is provided with a first flow path hole 31B that ventilates the internal space 30B and the external space of the valve housing 3B.
  • the valve seat 12B is provided with a second flow path hole 32B that ventilates the internal space 30B and the external space of the valve housing 3B.
  • the diaphragm 4B is provided with an opening 33B at a position facing the valve convex portion 5B provided on the power supply plate 18B.
  • the diaphragm 4B is pressurized from the internal space 30B of the valve housing 3B, so that the portion around the opening 33B comes into contact with the valve convex portion 5B, and is pressurized from the pump housing 2B side, so that the opening 33B The periphery is separated from the valve convex portion 5B. Further, the diaphragm 4B is pressurized from the internal space 30B of the valve housing 3B, so that the portion facing the valve seat 12B is separated from the valve seat 12B and is pressurized from the pump housing 2B side, A portion facing the seat 12B contacts the valve seat 12B.
  • the fluid when the fluid flows in the reverse flow direction and flows into the internal space 30B of the valve housing 3B from the outside through the first flow path hole 31B, the fluid is a diaphragm. Since the opening 33B of 4B is closed in contact with the valve convex portion 5B, the diaphragm 4B is separated and the second flow path hole 32B is opened, so that it is discharged to the outside through the second flow path hole 32B.
  • the pump 1B even if the discharged fluid flows backward, the fluid does not reach the pump housing 2B side and can be discharged to the outside through another channel hole. .
  • the configuration in which the pump housing 2B, the valve housing 3B, and the diaphragm 4B are integrated is adopted.
  • the pump housing 2B, the valve housing 3B, and the diaphragm 4B are completely formed. It may be configured separately.
  • the pump 1B having a valve function can be downsized.
  • a valve convex portion 5B for realizing the valve function is additionally provided on the power supply plate 18B provided with the displacement restricting portion 30 for restricting the displacement of the vibration portion 24 due to impact load. Therefore, the pump 1B having a valve function can be configured extremely small.
  • the present invention can be implemented, but the present invention can also be implemented in other embodiments.
  • the present invention can also be implemented in other embodiments.
  • the diaphragm may be bent and vibrated by electromagnetic driving.
  • the displacement restricting portion may protrude downward from a lid plate or the like.
  • the displacement restricting portion may be provided below the vibrating portion 24 (second pump chamber), or may be provided below both the vibrating portion 24 (second pump chamber) and above (first pump chamber). .
  • the displacement restricting portion may be a prismatic shape or an annular shape.
  • an annular shape having an outer shape slightly smaller than the outer shape of the vibrating portion 24 may be used.
  • the frequency of the AC drive signal is determined so as to vibrate the diaphragm in the third-order resonance mode
  • the present invention is not limited to this.
  • the frequency of the AC drive signal may be determined so that the diaphragm is vibrated in the primary resonance mode or the fifth resonance mode.
  • the fluid may be a liquid, a gas-liquid mixed flow, a solid-liquid mixed flow, a solid-gas mixed flow, or the like.
  • the fluid may be discharged from the pump chamber through a channel hole provided in the counter plate. Whether the fluid is sucked or discharged through the channel hole provided in the counter plate is determined according to the direction of the traveling wave in the difference in vibration between the convex portion (striking portion) and the movable portion.
  • Vibration portion 27 Internal connection terminal 28 ... Frame portions 29, 29A ... Support portions 30, 30A ... Displacement restricting portion 31 ... Channel hole 32 ... Opening 33 ... Channel 35 ... Channel hole 42 ... Convex part 43, 43A ... Wave-like part 44 ... Movable part 3B ... Valve housing 4B ... Diaphragm 5B ... Valve convex part 10B ... Top plate 11B ... External connection part 12B ... Valve seat 33B ... opening

Landscapes

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Abstract

ポンプ（１）は、内部にポンプ室（６）と流路（７）とを有するポンプ筐体（２）と、前記ポンプ室（６）で所定方向に沿って屈曲振動可能に前記ポンプ筐体（２）に支持され、前記所定方向に沿って屈曲振動するように駆動される振動部（９）と、前記ポンプ室（６）の内壁から突出し、前記振動部（９）に対して前記所定方向に間隔を空けて対向する変位規制部（５）と、を備える。流路（７）は、ポンプ室（６）に接続される開口（８）を有している。振動部（９）は、ポンプ室（６）に収容され、開口（８）に間隔を空けて近接対向している。変位規制部（５）は、ポンプ室（６）の内壁から突出して、開口（８）側とは反対側で振動部（９）に対して間隔を空けて対向している。

Description

ポンプ
　本発明は、流体を吸引および吐出するポンプに関するものである。
　図１２は、従来のポンプ（例えば特許文献１参照。）の概念図である。
　図１２に示すポンプ１０１は、ポンプ筐体１０２と、振動部１０３と、を備えている。ポンプ筐体１０２は、内部にポンプ室１０６と流路１０７とを有している。振動部１０３は、ポンプ室１０６に収容され、ポンプ室１０６への流路１０７の接続部（開口）１０８に間隔を空けて対向し、開口１０８に近接している。振動部１０３は、開口１０８に対向する方向に沿って振動可能となるように、弾性的にポンプ筐体１０２に連結されている。振動部１０３は駆動部１０４を備え、駆動部１０４は振動部１０３を開口１０８に対向する方向に沿って振動させる。
特開２０１３－０６８２１５号公報
　従来のポンプ１０１では、ポンプ筐体１０２に衝撃加重が加わることで、振動部１０３に慣性力が働き、振動部１０３に過大な変位が生じることがあった。すると、降伏点を超える引っ張り応力が振動部１０３に作用して、振動部１０３が塑性変形することがあった。これにより、ポンプ１０１では、衝撃加重が加わると故障や特性劣化が生じる危険性があった。
　特に、携帯して使用されることの多い生体情報取得装置の場合、不注意から生体情報取得装置を落下させてしまい、生体情報取得装置に備えられるポンプに衝撃荷重のかかる可能性が高かった。生体情報取得装置は例えば手首式血圧計である。携帯して使用されることの多い生体情報取得装置とは、大体人の掌に載せられる程度の大きさ、重量に相当する。
　そこで本発明は、耐衝撃性を高めたポンプの提供を目的とする。
　本発明に係るポンプは、内部にポンプ室を有するポンプ筐体と、前記ポンプ筐体に支持され、前記ポンプ室を第１ポンプ室と第２ポンプ室に分割し、所定方向に沿って屈曲振動するように駆動される振動部と、前記第１ポンプ室の内壁から突出し、前記振動部に対向する変位規制部と、を備える。振動部は例えば駆動部と振動板によって構成される。駆動部は例えば圧電素子である。
　この構成では、衝撃加重等によって振動部が過大に変位しようとしても、変位規制部によって振動部の変位が規制される。したがって、振動部が過大に変位することを防ぐことができ、振動部が大きく塑性変形してポンプが故障することやポンプ効率が大きく低下することを防ぐことができる。これによりポンプの耐衝撃性を高められる。
　なお、本発明に係るポンプは、前記第２ポンプ室の内壁から突出し、前記振動部に対向する変位規制部を備えてもよい。
　上記した前記変位規制部は、前記振動部が弾性変形時に位置することが可能な空間に位置することが好ましい。この弾性変形は例えば、物理的な衝撃等で意図しない動きも含む変形である。この構成では、振動部が塑性変形することを確実に防ぐことができる。　上記した前記変位規制部は、前記振動部が屈曲振動時に位置することが可能な空間に位置しないことが好ましい。この空間は例えば、駆動部が駆動し振動板が駆動部によって変形する時に駆動部及び振動板の両方が動くことが可能な空間である。この構成では、屈曲振動する振動部に変位規制部が干渉することを防ぐ（抑制する）ことができる。
　上記したポンプは、前記所定方向に積層される複数の平板状部材の積層体として構成され、前記変位規制部を構成する平板状部材は、前記ポンプ筐体側から前記ポンプ室に突出する支持部と、前記支持部から前記振動部側に突出する前記変位規制部と、を備えることが好ましい。この構成では、平板状部材を積層してポンプを構成するので、ポンプの製造が容易であり、また、ポンプを薄型に構成することができる。
　上記した前記変位規制部を構成する平板状部材は、前記ポンプ筐体側から前記ポンプ室に突出して延び、先端が前記振動部に接続されている給電端子を更に備えることが好ましい。この構成では、変位規制部を構成する平板状部材が、振動部への給電を行うための部材を兼ねることになり、平板状部材の部材数の抑制と、ポンプの薄型化を進めることができる。
　上記した前記振動部は、高次の共振モードで屈曲振動することが好ましい。この構成では、振動部の外周部における振動振幅を小さくすることができ、振動部の振動をポンプ筐体に漏れにくくすることができる。
　また、上記した前記変位規制部は、前記振動部の中央部に対向することなく、前記振動部の屈曲振動の節となる位置に対向することが好ましい。この構成では、振動部が屈曲振動しても変位規制部と振動部との間隔を殆ど変わらず一定にすることができる。したがって、流体の流れが、変位規制部と振動部との間隔の変動によって阻害されることを、より確実に防ぐことができる。
　または、上記した前記変位規制部は、前記振動部の中央部に対向することなく、前記振動部の外周部に対向することが好ましい。この構成のポンプは、振動部の中央部の近傍での流体の流れを変位規制部が阻害することを防ぐことができる。また、この構成のポンプは、変位規制部が設けられる支持部を比較的短く、振動しにくいものにすることができる。したがって、この構成のポンプは、流体の流れが変位規制部の振動によって阻害されることを防ぐことができる。
　または、上記した前記変位規制部は、前記振動部の中央部に対向することなく、前記振動部の屈曲振動の腹となる位置に対向することが好ましい。この構成では、駆動部に異常な駆動力が働き、振動部に過大に変位しようとしても、変位規制部によって振動部の変位が規制される。したがって、この構成のポンプは、振動部が過大に変位することを防ぐことができ、振動部が大きく塑性変形してポンプが故障することやポンプ効率が大きく低下することを防ぐことができる。これにより、この構成のポンプは、定格入力を高められる。
　ここで、定格入力とは、ポンプが故障しない入力の最大値である。例えばポンプが電圧で駆動する場合、ポンプが故障しない電圧の最大値を指す。
　上記したポンプは、前記変位規制部として、互いの間に間隔を空けて並ぶ複数の変位規制部を備えることが好ましい。この構成では、変位規制部と振動部との接触時に、振動部が傾くことを防ぐ（抑制する）ことができる。また、変位規制部と振動部とが対向する面積を減じることができ、流体の流れが変位規制部に阻害されることを、より確実に防ぐことができる。
　上記したポンプは、前記変位規制部として３つ以上の変位規制部を備えることが好ましい。この構成のポンプは、振動部が、変位規制部との接触時に３つ以上の変位規制部を結ぶ平面と平行になるので、振動部が傾くことをより確実に防ぐことができる。
　更に、上記した３つ以上の変位規制部の内側に、振動部の重心が収まっていることが好ましい。この構成のポンプは、変位規制部の少なくとも１つ以上が、振動部の傾きを規制するので、振動部が傾くことをより確実に防ぐことができる。
　本発明は、衝撃加重などがポンプに作用したときに振動部が過大に変位することを変位規制部によって防ぐことができ、ポンプの耐衝撃性を高めることができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るポンプ１の模式断面図である。 図２は、本発明の第２の実施形態に係るポンプ１Ａの外観斜視図である。 図３は、ポンプ１Ａの分解斜視図である。 図４（Ａ）は、振動板１５の上面側を視た斜視図である。図４（Ｂ）は、振動板１５の下面側を視た斜視図である。 図５（Ａ）は、給電板１８の上面側を視た斜視図である。図５（Ｂ）は、給電板１８の下面側を視た斜視図である。 図６（Ａ）は、ポンプ１における給電板１８から流路板１２までを見た側面断面図であり、図６（Ｂ）中にＡ－Ａ’線で示す位置の断面を示している。図６（Ｂ）は、振動部２４および給電板１８を見た平面図である。 図７は、本実施形態に係るポンプ１Ａと、従来構成に係るポンプ１０１（図１２参照）とのサンプルに対して、５０ｃｍの高さから落下させる衝撃試験を行う前後でのポンプ特性（最大圧力）の変化を示す図である。 図８（Ａ）は、第３の実施形態に係るポンプが備える給電板１８Ａの上面側を視た斜視図である。図８（Ｂ）は、給電板１８Ａの下面側を視た斜視図である。 図９は、給電板１８Ａおよび振動部２４を見た平面図である。 図１０は、本発明の第４の実施形態に係るポンプ１Ｂの分解斜視図である。 図１１（Ａ）（Ｂ）は、ポンプ１Ｂの要部を示す模式断面図である。図１１（Ａ）は流体が順流方向に流れる場合を示し、図１１（Ｂ）は流体が逆流方向に流れる場合を示している。 図１２は、従来のポンプ（例えば特許文献１参照。）の概念図である。
　以下、本発明に係るポンプの複数の実施形態を、気体の吸引と排気とを行うエアポンプを構成する場合を例に説明する。なお、本発明に係るポンプは、エアポンプを構成する他、液体や、気液混合流体、気固混合流体、固液混合流体、ゲル、ゲル混合流体等の、適宜の流体に流れを生じさせるポンプを構成することもできる。
≪第１の実施形態≫
　まず、本発明に係るポンプの概略構成について説明する。
　図１は、本発明の第１の実施形態に係るポンプ１の模式断面図である。
　ポンプ１は、ポンプ筐体２と、振動板３と、駆動部４と、変位規制部５と、を備えている。ポンプ筐体２は、内部にポンプ室６と流路７とを有している。流路７は、ポンプ室６に接続される開口８を有している。振動板３と駆動部４とは、一体に積層されて振動部９を構成している。振動部９は、ポンプ室６に収容され、開口８に間隔を空けて近接対向している。振動部９は、開口８に対向する方向に沿って変位自在となるように弾性的にポンプ筐体２に連結されていて、駆動部４に駆動電圧が印加されることで開口８に対向する方向に沿った方向の振動が生じる。振動部９は、ポンプ室６を第１ポンプ室と第２ポンプ室に分割する。変位規制部５は、ポンプ室６の内壁から突出して、開口８側とは反対側で振動部９に対して間隔を空けて対向している。
　したがって、衝撃加重等の作用で振動部９に慣性力が働き、振動部９が開口８とは反対側に過大に変位しようとしても、変位規制部５によって振動部９の過大な変位が規制される。これにより、振動部９が大きく塑性変形することを抑制でき、ポンプ１の耐衝撃性が高いものになる。
　なお、ポンプ室６において振動部９が弾性変形時に位置することが可能な空間に、変位規制部５は位置している。この弾性変形は例えば、物理的な衝撃等で意図しない動きも含む変形である。これにより、振動板３に降伏点を超える引っ張り応力が作用することがなくなり、振動板３の塑性変形を確実に防ぐことができる。また、ポンプ室６において振動部９が屈曲振動時に位置することが可能な空間に、変位規制部５は位置しない。この空間は例えば、駆動部４が駆動し振動板３が駆動部４によって変形する時に駆動部４及び振動板３の両方が動くことが可能な空間である。これにより、駆動部４の通常の駆動によって振動する振動部９に変位規制部５が干渉（接触）することがなく、振動部９の振動が阻害されることを防ぐ（抑制する）ことができる。
　したがって、このポンプ１は、耐衝撃性が高く、衝撃加重等が作用しても故障や特性劣化が生じにくい。
　図１に示すように、変位規制部５は駆動部４より振動板３に近接している方が好ましい。というのも、一般的に駆動部４は圧電体のような、衝撃に弱い材料で構成される一方、振動板３はバネ性を持ち、衝撃に強い金属材料で構成されることが多いためである。従って、ポンプ１は、振動部９の破損をより確実に防ぐことが出来る。
　なお、変位規制部５が駆動部４に近接している場合、図１に示すように、駆動部４の下主面の全てに振動板３を貼り付けることが好ましい。これにより、ポンプ１は、振動部９の破損をより確実に防ぐことが出来る。
　以下、第１の実施形態に係るポンプのより詳細な構成例について説明する。
≪第２の実施形態≫
　図２は、本発明の第２の実施形態に係るポンプ１Ａの外観斜視図である。
　ポンプ１Ａは、ポンプ筐体２Ａと外部接続端子３Ａ，４Ａとを備えている。外部接続端子３Ａ，４Ａは外部電源に接続され、交流駆動信号が印加される。ポンプ筐体２Ａは、主面（上主面）５Ａと主面（下主面）６Ａとを有し、上主面５Ａ，下主面６Ａ間が薄手の六面体である。また、ポンプ筐体２Ａは、内部にポンプ室７Ａを有し、上主面５Ａにポンプ室７Ａに通じる流路孔４１を有し、下主面６Ａにポンプ室７Ａに通じる流路孔３１（図３参照）を有している。
　図３は、ポンプ１Ａの分解斜視図である。ポンプ１Ａは、カバー板１１、流路板１２、対向板１３、接着層１４（不図示）、振動板１５、圧電素子１６、絶縁板１７、給電板１８、スペーサ板１９、および蓋板２０を備え、それらを下主面６Ａから上主面５Ａにかけて順に積層した構造を有している。
　カバー板１１と流路板１２と対向板１３とには、下主面６Ａ（図２参照）の流路孔３１に通じる流路が形成されている。接着層１４（不図示）と振動板１５と絶縁板１７と給電板１８とスペーサ板１９とには、ポンプ室７Ａ（図２参照）が形成されている。蓋板２０には、上主面５Ａ（図２参照）の流路孔４１に通じる流路が形成されている。
　カバー板１１は、３つの流路孔３１を有している。各流路孔３１は、円形状であり、本実施形態においてはポンプ筐体２の下主面６Ａに開口して外部空間から気体を吸引する吸気孔として機能する。また、３つの流路孔３１は、カバー板１１の平面視した中心位置から離れて位置している。より具体的には、各流路孔３１と中心位置とを結ぶ線分のなす角度が等角度となるように、各流路孔３１は配置している。
　流路板１２は、１つの開口３２と、３つの流路３３と、６つの接着剤封止孔３４と、を有している。開口３２は、流路板１２の中心位置の周囲に比較的広い面積で円形状に設けている。該開口３２は、下面側がカバー板１１に覆われ、上面側が後述する対向板１３の流路孔３５に連通する。
　３つの流路３３は、第一端から第二端にかけて流路板１２の中心付近に設けられた開口３２から放射方向に延びている。各流路３３の第一端は、開口３２に連通する。各流路３３の第二端は、カバー板１１における３つの流路孔３１それぞれに連通する。各流路３３は、第二端を除いて上下がカバー板１１と対向板１３とに覆われている。
　６つの接着剤封止孔３４は、ポンプ室７Ａ（図２参照）の外周に沿って互いの間に間隔を空けて配置している。より具体的には、各接着剤封止孔３４は、後述する振動板１５の枠部２２と連結部２３との接続位置に対向するように、ポンプ室７Ａの外周に沿って延びている。各接着剤封止孔３４は、下面側がカバー板１１に覆われ、上面側が後述する対向板１３の接着剤封止孔３６に連通する。
　対向板１３は、金属製であり、外方へ突出するように外部接続端子３Ａを備えている。また、対向板１３は、１つの流路孔３５と、６つの接着剤封止孔３６と、を有している。
　流路孔３５は、対向板１３の中心位置の周囲に流路板１２の開口３２よりも小さい径で円形状に設けている。該流路孔３５は、下面側が流路板１２の開口３２に連通し、上面側がポンプ室７Ａ（図２参照）に連通する。
　６つの接着剤封止孔３６は、ポンプ室７Ａ（図２参照）の外周に沿って互いの間に間隔を空けて配置している。より具体的には、各接着剤封止孔３６は、後述する振動板１５の枠部２２と連結部２３との接続位置に対向するように、ポンプ室７Ａの外周に沿って延びている。各接着剤封止孔３６は、下面側が流路板１２の各接着剤封止孔３４に連通し、上面側が接着層１４（不図示）に面している。
　接着剤封止孔３４，３６は、未硬化状態の接着層１４（不図示）がポンプ室７Ａ（図２参照）にはみ出して振動板１５の連結部２３に接着することを防ぐために設けている。未硬化状態の接着層１４が連結部２３に接着してしまうと、連結部２３の振動が阻害されるために、製品ごとの特性ばらつきを招いてしまう。そこで、接着剤封止孔３４，３６を設け、はみ出した分の接着剤が接着剤封止孔３４及び接着剤封止孔３６に流れるようにすることで、接着層１４がポンプ室７Ａにはみ出すことを防ぎ、製品ごとの特性ばらつきが生じることを抑制している。
　接着層１４（不図示）は、後述する振動板１５の枠部２２と重なるように平面視して円形の開口を有する枠状に設けられている。接着層１４の枠内に囲まれる空間はポンプ室７Ａ（図２参照）の一部を構成するものである。接着層１４は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂に、粒径が略均一な複数の導電性粒子を含有してなる。導電性粒子は、例えば導電性の金属でコーティングされたシリカ又は樹脂として構成している。このように接着層１４に複数の導電性粒子を含有するので、接着層１４の全周にわたる厚みを、導電性粒子の粒径とほぼ一致させて一定にすることができる。このため、接着層１４により対向板１３と振動板１５との間に一定の間隔を空けて対向板１３と振動板１５とを対向させることができる。また、対向板１３と振動板１５とを接着層１４の導電性粒子を介して電気的に導通させることができる。
　振動板１５は、例えばＳＵＳ４３０のような金属製である。図４（Ａ）は、振動板１５の上面側を視た斜視図である。図４（Ｂ）は、振動板１５の下面側を視た斜視図である。
　振動板１５は、円板部２１と、枠部２２と、３つの連結部２３とを備え、円板部２１と枠部２２と連結部２３とに囲まれる複数の開口３７を有している。複数の開口３７はポンプ室７Ａ（図２参照）の一部を構成するものである。円板部２１は、平面視して円形状である。枠部２２は、平面視して円形の開口を設けた枠状であり、円板部２１の周囲を間隔を空けた状態で囲む。各連結部２３は、円板部２１と枠部２２とを連結する。円板部２１は、ポンプ室７Ａ（図２参照）の内部に浮いた状態で連結部２３に支持される。
　円板部２１の下面（図４（Ｂ）参照）は、中央部付近に円形の領域が凸状に構成された凸部４２を有している。円板部２１の下面に凸部４２を設けることで、対向板１３の流路孔３５に凸部４２が近接し、円板部２１の振動に伴って生じる流体の圧力変動を大きくすることができる。また、凸部４２が設けられていない領域では、円板部２１と対向板１３との間隔が拡がる。凸部４２が設けられていない領域は、ポンプ動作に直接寄与することの無い領域であるので、この領域で円板部２１と対向板１３との間隔を拡げることで、圧電素子１６の駆動負荷を減らして、ポンプ動作によって生じる流体の圧力や流量、ポンプ効率を改善することができる。なお、本実施形態においては、円板部２１の下面に凸部４２に設ける例を示しているが、円板部２１の下面は平坦状にしておき、円板部２１に対向する対向板１３において流路孔３５の周囲を凸状にしてもよい。
　各連結部２３は、概略丁字状であり、等角度方向に間隔を空けて配置されている。具体的には、各連結部２３は、振動板１５の中心側の端部が円板部２１に連結されて、円板部２１から放射方向に延び、二股に分かれポンプ室７Ａの外周に沿って延び、枠部２２側に屈曲して枠部２２に至り枠部２２に連結されている。各連結部２３がこのような形状を有しているために、円板部２１の縁は上下方向に変位可能、かつ、平面方向にほとんど変位しないように、枠部２２に支持されている。
　図３に示す圧電素子１６は、圧電材料からなる円板の上面および下面に電極を設けて構成している。圧電素子１６の上面の電極は、給電板１８を介して、外部接続端子４Ａに電気的に接続している。圧電素子１６の下面の電極は、振動板１５、接着層１４、対向板１３を介して、外部接続端子３Ａに電気的に接続している。なお、圧電素子１６の下面の電極は設けずに、金属製の振動板１５で代用するようにしてもよい。この圧電素子１６は厚み方向に電界が印加されることにより、面内方向に面積が拡大または縮小するような圧電性を有している。圧電素子１６を用いることにより、後述する振動部２４を薄型に構成することができ、ポンプ１を小型化できる。
　圧電素子１６と円板部２１とは、図示しない接着剤等を介して貼り付けており、振動部２４を構成している。振動部２４は、圧電素子１６と円板部２１とのユニモルフ構造であり、圧電素子１６の面積振動が円板部２１に拘束されることによって上下方向の屈曲振動が生じるように構成されている。円板部２１の外周部は、上述したように連結部２３によって上下に変位自在に支持されているので、振動部２４に生じる屈曲振動は連結部２３に殆ど阻害されることがない。なお、振動部２４が上下方向に変位可能であるため、ポンプ１Ａに衝撃加重や加速度が作用すると、振動部２４には上下方向の変位が生じることになる。
　絶縁板１７は、平面視して円形の開口３８を有する枠状である。開口３８はポンプ室７Ａ（図２参照）の一部を構成するものである。該絶縁板１７は、絶縁性樹脂からなり、給電板１８と振動板１５との間を電気的に絶縁している。これにより、圧電素子１６の上下面の電極間に、給電板１８と振動板１５とを介して駆動電圧を印加することを可能にしている。なお、絶縁板１７を設ける他、振動板１５や給電板１８の表面に絶縁材料をコーティングしたり、振動板１５や給電板１８の表面に酸化被膜を設けたりして、給電板１８と振動板１５との間を絶縁するようにしてもよい。
　給電板１８は、金属製である。図５（Ａ）は、給電板１８の上面側を視た斜視図である。図５（Ｂ）は、給電板１８の下面側を視た斜視図である。
　給電板１８は、外部接続端子４Ａと、内部接続端子２７と、枠部２８と、支持部２９と、変位規制部３０と、を備え、支持部２９に囲まれる開口３９を有している。開口３９はポンプ室７Ａ（図２参照）の一部を構成するものである。内部接続端子２７は、枠部２８から開口３９に突出するように設けていて、先端を圧電素子１６の上面の電極にはんだ付けしている。
　支持部２９は、平面視して円形の外形状を有し、開口３９を囲む枠状である。枠部２８は、平面視して支持部２９を囲む枠状である。ここでは、給電板１８は、支持部２９と枠部２８の間に段差を有しており、下面において支持部２９が枠部２８よりも凹み、上面において枠部２８が支持部２９から凹んでいる。圧電素子１６の上面が支持部２９に過度に接近すると空気抵抗により振動振幅が低下してしまうので、給電板１８の下面において支持部２９を枠部２８よりも凹ませることで、支持部２９に圧電素子１６が過度に接近しないようにしている。
　支持部２９は、開口３９に突出する、すなわち、支持部２９の中心方向に突出する３つの波状部４３を有している。各波状部４３は、平面視して波状に連なっている。３つの波状部４３は、それぞれ開口３９を等角度で４分割した領域のうちの３つの領域に設けられている。なお、内部接続端子２７の先端は、開口３９を等角度で４分割した領域のうちの残りの１つの領域に位置している。
　各波状部４３の下面（図５（Ｂ）参照）には、それぞれ変位規制部３０が設けられている。各変位規制部３０は、平面視して円形であり、各波状部４３の下面から下方に突出している。各変位規制部３０は、衝撃加重等の作用時に圧電素子１６の上面に接触して、振動板１５の連結部２３に過剰な伸びが生じることを防ぐために設けている。なお、各変位規制部３０の下面は、振動部２４の屈曲振動に干渉しないような高さで設けている。
　変位規制部３０は図５（Ｂ）に示すように、尖った形状に比べると、平面形状のほうが好ましい。変位規制部３０によって振動部２４の過大変位が規制される場合、平面で受けられるので変位規制部３０及び振動部２４の両方にかかる応力集中が緩和される。そのため、平面形状の変位規制部３０は、変位規制部３０及び振動部２４の両方が破壊されるのを防ぐことが出来る。
　また、図３に示すスペーサ板１９は、樹脂製であり、平面視して円形の開口部４０を有する略枠状である。開口部４０はポンプ室７Ａ（図２参照）の一部を構成するものである。
　蓋板２０は、ポンプ室７Ａ（図２参照）の上面を閉塞する。ここでは蓋板２０は、ポンプ筐体２の上主面５Ａに開口する流路孔４１を有している。流路孔４１は、平面視して円形状であり、外部空間に連通するとともに、スペーサ板１９の開口部４０、即ちポンプ室７Ａに連通している。流路孔４１は、本実施形態においては外部空間に気体を排出する排気孔である。なお、流路孔４１は、ここでは蓋板２０の中心位置に設けるが、流路孔４１は蓋板２０の中心位置から外れる位置に設けてもよい。
　図６（Ａ）は、ポンプ１における給電板１８から流路板１２までを見た側面断面図であり、図６（Ｂ）中にＡ－Ａ’線で示す位置の断面を示している。
　ポンプ１Ａにおいては、外部接続端子３Ａ，４Ａに交流駆動信号が印加されるにより、圧電素子１６の厚み方向に交番電界が印加される。すると、圧電素子１６が面内方向に等方的に伸縮しようとして、圧電素子１６と円板部２１との振動部２４に厚み方向の屈曲振動が同心円状に生じる。
　本実施形態においては、外部接続端子３Ａ，４Ａに印加される交流駆動信号は、振動部２４に３次の高次共振モードで屈曲振動が生じる周波数を有するように設定する。振動部２４が３次の高次共振モードで屈曲振動する場合には、振動部２４の中心部に第１の振動の腹が生じ、振動部２４の外縁部に、第１の振動の腹とは位相が１８０°異なる第２の振動の腹が生じ、振動部２４の中心部と外縁部との間の中間部に振動の節が生じる。このように、振動部２４を高次（かつ奇数次）の共振モードで屈曲振動させれば、１次の共振モードで屈曲振動する場合に比べて、振動部２４が屈曲せずに上下方向に振れるような振動が生じにくくなり、また、振動部２４の外周部での振動振幅が小さくなってポンプ筐体２Ａ（図２参照）に振動が漏れにくくなる。
　以上のように振動部２４に屈曲振動が生じることにより、振動部２４において凸部４２が上下に繰り返し変位し、凸部４２と対向板１３との隙間の薄い流体層に、凸部４２が繰り返し叩き付けられることになる。これにより、凸部４２に対向する流体層では繰り返しの圧力変動が生じ、該圧力変動が流体を介して凸部４２に対向する対向板１３の領域（以下、可動部４４と称する。）に伝達される。可動部４４は、流路板１２の開口３２に対向しているため薄く、屈曲振動可能に構成されている。したがって、可動部４４は、振動部２４の屈曲振動に呼応して、振動部２４の屈曲振動と同じ周波数で異なる位相の屈曲振動を生じることになる。
　このようにして生じる振動部２４の振動と可動部４４の振動とが連成されることにより、ポンプ室７Ａ内部では、凸部４２と可動部４４との間の隙間の間隔が、流路孔３５の近傍から外周側にかけて進行波状に変化する。これにより、ポンプ室７Ａ内部で流路孔３５の近傍から外周側に流体が流れるようになる。このことにより、ポンプ室７Ａの内部で流路孔３５の周辺に負圧が生じ、流路孔３５からポンプ室７Ａに流体が吸引され、蓋板２０に設けた流路孔４１を介してポンプ室７Ａの流体が外部に排出されることになる。
　図６（Ｂ）は、振動部２４および給電板１８を見た平面図である。
　給電板１８の変位規制部３０は、振動部２４の上面側に間隔を空けて対向するように設けられている。より具体的には、本実施形態において変位規制部３０は、振動部２４の第１の振動の腹や第２の振動の腹が生じる位置には対向せず、振動の節が生じる位置に対向するように設けている。したがって、振動部２４に屈曲振動が生じていても、振動部２４と変位規制部３０との間隔は変動せず、一定の間隔が保たれることになる。したがって、変位規制部３０を設けていても、振動部２４の振動は殆ど阻害されることが無く、良好なポンプ効率を実現することができる。
　また、変位規制部３０は複数を分散させて設けており、ここでは３つの変位規制部３０を設けている。このため、衝撃加重等によって振動部２４が変位して、振動部２４が変位規制部３０に接触する際には、振動部２４が複数の変位規制部３０に接触するように傾きを防ぐことができる。また、変位規制部３０と振動部２４とが対向する面積を減じることができ、流体の流れが変位規制部３０に阻害されることを、より確実に防ぐことができる。
　なお、内部接続端子２７の先端は、振動部２４における振動の節となる位置にはんだ付けしている。また、内部接続端子２７は、圧電素子１６の振動の節が生じる同心円状の領域に対して、当該同心円状の領域の接線方向に沿って延びている。これらのことにより、圧電素子１６から内部接続端子２７に振動が漏れることを抑制でき、ポンプ効率のさらなる改善を図ることができるとともに、内部接続端子２７が振動により破断することを防止できる。
　以上のような構成の第２の実施形態に係るポンプ１Ａにおいても、第１の実施形態と同様に、衝撃加重等が作用しても、変位規制部３０によって振動部２４の過大な変位が規制され、連結部２３が大きく塑性変形することを抑制でき、ポンプ１Ａの耐衝撃性が高いものになる。図７は、本実施形態に係るポンプ１Ａと、従来構成に係るポンプ１０１（図１２参照）とのサンプルに対して、５０ｃｍの高さから落下させる衝撃試験を行う前後でのポンプ特性（最大圧力）の変化を示す図である。本実施形態に係るポンプ１Ａでは、衝撃試験の前後でポンプ特性に格別な劣化は生じなかったが、従来構成に係るポンプ１０１では、衝撃試験によりポンプ特性に重大な劣化が生じた。このように、本実施形態に係るポンプ１Ａは、耐衝撃性が高く、衝撃加重等が作用しても故障や特性劣化が生じにくい。
≪第３の実施形態≫
　次に、本発明の第３の実施形態に係るポンプについて説明する。
　図８（Ａ）は、第３の実施形態に係るポンプが備える給電板１８Ａの上面側を視た斜視図である。図８（Ｂ）は、給電板１８Ａの下面側を視た斜視図である。
　給電板１８Ａは、外部接続端子４Ａと、内部接続端子２７と、枠部２８と、支持部２９Ａと、変位規制部３０Ａと、を備え、支持部２９Ａに囲まれる開口３９Ａを有している。本実施形態においては、外部接続端子４Ａと、内部接続端子２７と、枠部２８とは、第２の実施形態に係る構成と殆ど同じであり、支持部２９Ａ、変位規制部３０Ａ、および、開口３９Ａが第２の実施形態に係る構成と相違している。具体的には、変位規制部３０Ａは、平面視して山状であり、支持部２９Ａの外周部に沿って設けられている。支持部２９Ａは、３つの波状部４３Ａを備え、波状部４３Ａは第２の実施形態に係る構成よりも起伏を小さくしている。開口３９Ａは、波状部４３Ａの起伏が小さくなった分だけ領域が拡大している。
　図９は、給電板１８Ａおよび振動部２４を見た平面図である。
　給電板１８Ａの変位規制部３０Ａは、振動部２４の上面側に間隔を空けて対向していて、振動部２４の第１の振動の腹や振動の節が生じる位置には対向せず、振動部２４の振動の節よりも外側の振動部２４の外周部に対向するように設けている。この構成では、変位規制部３０Ａを第２の実施形態より外側に設けているので、波状部４３Ａの起伏を小さくすることができる。すなわち、給電板１８Ａの放射方向における波状部４３Ａの寸法を短くすることができる。これにより、流体の流れを妨げる波状部４３Ａの厚み方向の振動が抑制され、流体の流れが促進される。
　この第３の実施形態に係る構成のように変位規制部を振動部の外周部に対向させるか、または、先の第２の実施形態に係る構成のように変位規制部を振動部における振動の節に対向させるかは、波状部（支持部）の振動によって流体の流れが阻害される影響と、変位規制部と振動部との間隔の変動によって流体の流れが阻害される影響のいずれが大きいかに応じて決定すると好適である。
　以上のような構成の第３の実施形態に係るポンプにおいても、第１の実施形態と同様に、衝撃加重等が作用しても、変位規制部３０Ａによって振動部２４の過大な変位が規制されるので、ポンプの耐衝撃性が高いものになり、衝撃加重等が作用しても故障や特性劣化が生じにくい。
《第４の実施形態》
　次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
　図１０は、本発明の第４の実施形態に係るポンプ１Ｂの分解斜視図である。
　ポンプ１Ｂは、ポンプ筐体２Ｂと、バルブ筐体３Ｂと、ダイヤフラム４Ｂと、を備えている。ポンプ筐体２Ｂは、第２の実施形態に係るポンプ１の給電板よりも天板側の部材（給電板、蓋板およびスペーサ板）を除いて、給電板１８Ｂを設けた構成である。給電板１８Ｂは、前述した第２の実施形態の構成に対して、１つの波状部４３の上面側に円柱状に突出するバルブ凸部５Ｂを追加して設けた構成である。ポンプ筐体２Ｂは、下主面側から吸引した流体を上面側に排出する。
　バルブ筐体３Ｂは、ポンプ筐体２Ｂの上面側に設けていて、ダイヤフラム４Ｂとともに、ポンプ筐体２Ｂが排出する流体がポンプ筐体２Ｂに逆流することを防ぐ機能を有している。ダイヤフラム４Ｂは、柔軟性を有する平膜状であり、バルブ筐体３Ｂとポンプ筐体２Ｂとの間に挟み込まれている。
　図１１（Ａ）（Ｂ）は、ポンプ１Ｂの要部を示す模式断面図であり、図１１（Ａ）は流体が順流方向に流れる場合を示し、図１１（Ｂ）は流体が逆流方向に流れる場合を示している。
　バルブ筐体３Ｂは、天板１０Ｂと、天板１０Ｂから上方に突出する外部接続部１１Ｂと、天板１０Ｂから下方に突出する弁座１２Ｂと、を備える。外部接続部１１Ｂには、バルブ筐体３Ｂの内部空間３０Ｂと外部空間とを通気する第１流路孔３１Ｂとが設けられている。弁座１２Ｂには、バルブ筐体３Ｂの内部空間３０Ｂと外部空間とを通気する第２流路孔３２Ｂが設けられている。ダイヤフラム４Ｂは、給電板１８Ｂに設けたバルブ凸部５Ｂに対向する位置に開口３３Ｂが設けられている。
　ダイヤフラム４Ｂは、バルブ筐体３Ｂの内部空間３０Ｂから与圧されることで開口３３Ｂの周囲の部分がバルブ凸部５Ｂに接触し、ポンプ筐体２Ｂ側から与圧されることで、開口３３Ｂの周囲がバルブ凸部５Ｂから離れる。また、ダイヤフラム４Ｂは、バルブ筐体３Ｂの内部空間３０Ｂから与圧されることで、弁座１２Ｂに対向する部分が弁座１２Ｂから離れ、ポンプ筐体２Ｂ側から与圧されることで、弁座１２Ｂに対向する部分が弁座１２Ｂに接触する。
　したがって、図１１（Ａ）に示すように流体が順流方向に流れる場合には、ダイヤフラム４Ｂの開口３３Ｂがバルブ凸部５Ｂから離れて開放され、ポンプ筐体２Ｂ側からバルブ筐体３Ｂの内部空間３０Ｂに流体が流れる。そして、その流体は、第２流路孔３２Ｂがダイヤフラム４Ｂに閉じられているため、第１流路孔３１Ｂを介して外部に排出される。
　また、図１１（Ｂ）に示すように流体が逆流方向に流れて、外部から第１流路孔３１Ｂを介してバルブ筐体３Ｂの内部空間３０Ｂに流入する場合には、その流体は、ダイヤフラム４Ｂの開口３３Ｂがバルブ凸部５Ｂに接触して閉じられ、ダイヤフラム４Ｂが離れて第２流路孔３２Ｂが開放されているため、第２流路孔３２Ｂを介して外部に排出される。
　したがって、本実施形態に係るポンプ１Ｂでは、排出した流体が逆流してきたとしても、その流体は、ポンプ筐体２Ｂ側に至ることは無く別の流路孔を介して外部に排出することができる。
　また、本実施形態に係るポンプ１Ｂでは、ポンプ筐体２Ｂとバルブ筐体３Ｂとダイヤフラム４Ｂとを一体にした構成を採用したが、ポンプ筐体２Ｂとバルブ筐体３Ｂおよびダイヤフラム４Ｂとが完全に別体に構成されていてもよい。ポンプ筐体２Ｂとバルブ筐体３Ｂとダイヤフラム４Ｂとを一体にした構成にすることで、バルブ機能を有するポンプ１Ｂであっても小型化することができる。特に、本実施形態に係るポンプ１Ｂでは、衝撃加重による振動部２４の変位を規制する変位規制部３０を設けた給電板１８Ｂに、バルブ機能を実現するためのバルブ凸部５Ｂを追加して設けているので、バルブ機能を有するポンプ１Ｂを極めて小型に構成することができる。
　以上の各実施形態に示すように、本発明は実施することができるが、本発明はそれ以外の実施形態でも実施することができる。例えば、上述の各実施形態では、面内方向に伸びや縮みが生じる圧電素子を利用する例を示したが、本発明は、この例に限られるものではない。例えば、電磁駆動で振動板を屈曲振動するようにしてもよい。
　また、上述の各実施形態では、変位規制部を給電板に設けて下面側に突出させる例を示したが、本発明は、この例に限られるものではない。例えば、変位規制部は蓋板等から下方に突出させてもよい。また、変位規制部は、振動部２４の下方（第２ポンプ室）に設けてもよく、振動部２４の下方（第２ポンプ室）と上方（第１ポンプ室）の両方に設けてもよい。
　また、上述の各実施形態では、変位規制部を円柱状で３つ設ける例を示したが、変位規制部の数や形状、配置は上記した例に限られるものではない。例えば、変位規制部を角柱状や円環状にしてもよい。また、振動部２４の外形よりも若干小さい外形を有する円環状にしてもよい。また、変位規制部は、１箇所や、２箇所、あるいは、４箇所以上に設けるようにしてもよい。
　また、上述の各実施形態では、振動板を３次の共振モードで振動させるように交流駆動信号の周波数を定める例を示したが、本発明は、これに限るものではない。例えば、振動板を１次共振モードや５次共振モードなどで振動させるように、交流駆動信号の周波数を定めてもよい。
　また、上述の各実施形態では、流体として気体を用いる例を示したが、本発明は、これに限るものではない。例えば、当該流体が、液体、気液混合流、固液混合流、固気混合流などであってもよい。また、上述の各実施形態では、対向板に設ける流路孔を介してポンプ室に流体を吸引する例を示したが、本発明は、これに限るものではない。例えば、対向板に設ける流路孔を介してポンプ室から流体を吐出するようにしてもよい。対向板に設ける流路孔を介して流体を吸引するか吐出するかは、凸部（打撃部）と可動部との振動の差分における進行波の方向に応じて定まる。
　最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１，１Ａ，１Ｂ…ポンプ
２，２Ａ，２Ｂ…ポンプ筐体
３…振動板
４…駆動部
５…変位規制部
６…ポンプ室
７…流路
８…開口
９…振動部
３Ａ，４Ａ…外部接続端子
５Ａ，６Ａ…主面
７Ａ…ポンプ室
１１…カバー板
１２…流路板
１３…対向板
１４…接着層
１５…振動板
１６…圧電素子
１７…絶縁板
１８，１８Ａ，１８Ｂ…給電板
１９…スペーサ板
２０…蓋板
２１…円板部
２２…枠部
２３…連結部
２４…振動部
２７…内部接続端子
２８…枠部
２９，２９Ａ…支持部
３０，３０Ａ…変位規制部
３１…流路孔
３２…開口
３３…流路
３５…流路孔
４２…凸部
４３，４３Ａ…波状部
４４…可動部
３Ｂ…バルブ筐体
４Ｂ…ダイヤフラム
５Ｂ…バルブ凸部
１０Ｂ…天板
１１Ｂ…外部接続部
１２Ｂ…弁座３３Ｂ…開口

Claims (11)

  1. 　内部にポンプ室を有するポンプ筐体と、
    　前記ポンプ室で前記ポンプ筐体に支持され、前記ポンプ室を第１ポンプ室と第２ポンプ室に分割し、所定方向に沿って屈曲振動するように駆動される振動部と、
    　前記第１ポンプ室の内壁から突出し、前記振動部に対向する変位規制部と、
    　を備えることを特徴とするポンプ。
  2. 　前記変位規制部は、前記振動部が弾性変形時に位置することが可能な空間に位置することを特徴とする、請求項１に記載のポンプ。
  3. 　前記変位規制部は、前記振動部が屈曲振動時に位置することが可能な空間に位置しないことを特徴する、請求項１または請求項２に記載のポンプ。
  4. 　前記所定方向に積層される複数の平板状部材の積層体として構成されるポンプであって、
    　前記変位規制部を構成する平板状部材は、
    　前記ポンプ筐体側から前記ポンプ室に突出する支持部と、
    　前記支持部から前記振動部側に突出する前記変位規制部と、
    　を備えることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のポンプ。
  5. 　前記変位規制部を構成する平板状部材は、前記ポンプ筐体側から前記ポンプ室に突出して延び、先端が前記振動部に接続されている内部接続端子、を更に備えることを特徴とする、
    　請求項４に記載のポンプ。
  6. 　前記振動部は、高次の共振モードで屈曲振動することを特徴とする、
    　請求項４または請求項５に記載のポンプ。
  7. 　前記変位規制部は、前記振動部の中央部に対向することなく、前記振動部の屈曲振動の節となる位置に対向することを特徴とする、
    　請求項６に記載のポンプ。
  8. 　前記変位規制部は、前記振動部の中央部に対向することなく、前記振動部の外周部に対向することを特徴とする、
    　請求項４乃至請求項６のいずれかに記載のポンプ。
  9. 　前記第２ポンプ室の内壁から突出し、前記振動部に対向する変位規制部を備える、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のポンプ。
  10. 　前記変位規制部として、互いの間に間隔を空けて並ぶ複数の変位規制部を備えることを特徴とする、
    　請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のポンプ。
  11. 　前記変位規制部として３つの変位規制部を備えることを特徴とする、
    　請求項１０に記載のポンプ。
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