WO2018221287A1 - バルブおよび流体制御装置 - Google Patents

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伸拓 田中
宏之 横井
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株式会社村田製作所
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    • Y10T137/7914—Cage

Definitions

  • the present invention relates to a valve and a fluid control device having the valve.
  • the valve body vibrates due to the reversal of the direction of the air flow, and the valve body and the metal plate collide.
  • the collision frequency is high, and the possibility that the valve body is worn and torn increases.
  • an object of the present invention is to provide a structure that prevents the valve body from being broken by collision and wear.
  • the valve according to the present invention is a valve surrounded by a first plate having a first through hole, a second plate having a second through hole that does not face the first through hole, and the first plate and the second plate.
  • a valve body that is arranged in the valve chamber and has a third through hole that is opposed to the first through hole and opposed to the second through hole, and moves up and down between the first plate and the second plate; Is provided. Further, the second opening area of the second through hole is smaller than the third opening area of the third through hole, and the second through hole is disposed in the third through hole when viewed from the front.
  • the opening area of the second through hole of the second plate is smaller than the opening area of the third through hole of the valve body, and the edge of the second through hole is the edge of the third through hole. Does not overlap. Therefore, the occurrence of an event in which the periphery of the edge of the third through hole comes into contact with the edge of the second through hole and the valve body rises into the second through hole is suppressed. Thereby, generation
  • the shape of the opening surface of the second through-hole has a feature that is similar to the shape of the opening surface of the third through-hole reduced without inverting and maintaining the aspect ratio. It is preferable.
  • bulb of this invention is circular.
  • the shape of the opening surface of the third through hole and the second through hole is a similar shape that is not biased in any direction in plan view, there is a slight difference between the positions of the third through hole and the second through hole. Even if there is a deviation, the possibility that the third through hole and the second through hole overlap can be further reduced. Therefore, the rising of the valve body into the second through hole is further suppressed.
  • the first opening area of the first through hole may be larger than the second opening area of the second through hole.
  • the first through hole since the first opening area of the first through hole is larger than the second opening area of the second through hole, the first through hole does not become a bottleneck of the flow rate and flow rate of the fluid.
  • the first opening area of the first through hole may be smaller than the third opening area of the third through hole.
  • the third through hole does not become a bottleneck of the fluid flow rate and flow velocity.
  • the fluid control device of the present invention includes a valve and a piezoelectric blower having a discharge hole for sending a fluid. Further, the discharge hole communicates with the first through hole.
  • the electronic apparatus of the present invention includes a valve and a piezoelectric blower having a suction hole for sucking fluid.
  • the suction hole communicates with the second through hole.
  • FIG. 1 is a front view of a valve 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view showing the valve body 30 of the valve 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a front view showing the top plate 10 of the valve 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a front view showing the outer plate 20 of the valve 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a front view in which the valve body 30 and the top plate 10 of the valve 1 according to the first embodiment of the present invention are overlapped.
  • FIG. 1 is a front view of a valve 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view showing the valve body 30 of the valve 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a front view showing the top plate 10 of the valve 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a front view showing the outer plate 20 of the valve 1 according to
  • FIG. 6 is a front view in which the outer plate 20 and the valve body 30 of the valve 1 according to the first embodiment of the present invention are overlapped.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1 in the valve 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the fluid control device 60 including the valve 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • some symbols are omitted, and the dimensional relationship is appropriately changed.
  • the valve 1 includes a top plate 10, an outer plate 20, and a valve body 30.
  • the valve 1 is substantially circular in plan view (front view).
  • the top plate 10, the valve body 30, and the outer plate 20 are laminated in this order so that the flat plates are parallel to each other.
  • a hollow valve chamber 55 surrounded by the top plate 10 and the outer plate 20 is formed, and the valve body 30 is disposed in the valve chamber 55.
  • the top plate 10 and the outer plate 20 are rigid bodies, and the valve body 30 is an elastic body.
  • the top plate 10 corresponds to the “first plate” of the present invention
  • the outer plate 20 corresponds to the “second plate” of the present invention.
  • the valve element 30 includes a plurality of third through holes 300.
  • the third through hole 300 has, for example, a cylindrical shape (circular in plan view) and penetrates the valve body 30.
  • the third through holes 300 are formed in a predetermined arrangement pattern.
  • the third through-hole 300 is formed in a central region when the main surface of the valve body 30 is viewed in plan.
  • the top plate 10 includes a plurality of first through holes 100.
  • the first through hole 100 has, for example, a cylindrical shape (circular in plan view) and penetrates the top plate 10.
  • the first through holes 100 are formed in a predetermined arrangement pattern.
  • the first through hole 100 is formed in a central region in plan view of the main surface of the top plate 10.
  • the outer plate 20 includes a plurality of second through holes 210.
  • the second through hole 210 has, for example, a cylindrical shape (circular in plan view) and penetrates the outer plate 20.
  • the second through holes 210 are formed in a predetermined arrangement pattern.
  • the second through hole 210 is formed in a central region when the main surface of the outer plate 20 is viewed in plan.
  • the plurality of third through holes 300 of the valve body 30 and the plurality of first through holes 100 of the top plate 10 do not overlap with each other in a plan view in the penetration direction of the first through hole 100. That is, the first through hole 100 and the third through hole 300 do not oppose each other in plan view in the direction of penetration of the first through hole 100.
  • the plurality of second through holes 210 and the plurality of third through holes 300 of the valve body 30 overlap in the penetration direction of the third through hole 300 in plan view. That is, the second through hole 210 and the third through hole 300 are opposed to each other in plan view in the penetration direction of the third through hole 300.
  • the second through-hole 210 serves as a discharge hole in the outer plate 20 when discharging fluid.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA of the valve 1 of FIG. In FIG. 7, the arrangement relationship among the first through hole 100, the second through hole 210, and the third through hole 300 is shown in detail.
  • the width (diameter in this embodiment) of the first through hole 100 is d1
  • the width (diameter in this embodiment) of the second through hole 210 is d2
  • the width of the third through hole 300 is d3.
  • the width d1 of the first through hole 100 is smaller than the width d2 of the second through hole 210.
  • the width d2 of the second through hole 210 is smaller than the width d3 of the third through hole 300.
  • the second through hole 210 and the third through hole 300 are formed at positions facing each other in plan view in the penetrating direction of the second through hole 210. That is, the second through hole 210 is disposed in a region inside the third through hole 300 in plan view in the penetrating direction of the second through hole 210. Thereby, it can suppress that the valve body 30 rolls up and hits the edge of the 2nd through-hole 210.
  • FIG. 1 is a region inside the third through hole 300 in plan view in the penetrating direction of the second through hole 210.
  • the specific structure of the present embodiment is such that the width d2 of the second through hole 210 is 0.6 mm and the width d3 of the third through hole 300 is 0.7 mm.
  • the experiment was performed using 20 samples of the structure of the present embodiment and the structure to be compared.
  • the valve body 30 was not broken even when a cumulative time of 500 hours passed.
  • two of the 20 valve bodies were torn when driving for a total of 100 hours, and another 8 valve bodies were torn at the time of driving for 500 hours. It is considered that these breaks are caused by the fact that the periphery of the third through-hole 300 of the valve body 30 is rolled up by repeatedly contacting the edge of the second through-hole 210.
  • the rising of the valve body 30 can be effectively suppressed.
  • the edge of the second through hole 210 and the edge of the third through hole 300 are separated by 50 ⁇ m or more.
  • the edge of the second through hole 210 is an edge on the valve body 30 side
  • the edge of the third through hole 300 is an edge on the outer plate 20 side.
  • the shape of the opening surface of the second through hole 210 and the shape of the opening surface of the third through hole 300 are similar. This makes it difficult for the edge of the second through hole 210 and the edge of the third through hole 300 to overlap each other, and the allowable positional deviation between the outer plate 20 and the valve body 30 can be increased.
  • the second through hole 210 when the second through hole 210 is disposed in the third through hole 300 when viewed from the front as in the present invention, when the second through hole 210 is viewed in the valve chamber 55 from the outer plate 20 side, The edge of the 3rd through-hole 300 cannot be visually recognized over a perimeter. Unlike the present invention, when the second through-hole 210 is not disposed in the third through-hole 300 when viewed from the front, the edge of the second through-hole 210 contacts the valve body 30 when the valve 1 is operated for a long time. In contact, circumferential or arc-shaped dents remain.
  • the valve 1 having such a configuration constitutes a fluid control device 60 together with the piezoelectric blower 50 as shown in FIG.
  • the piezoelectric blower 50 includes a piezoelectric element 400, a pump chamber 410, an inflow hole 420, a flow path 450, and a discharge hole 500.
  • the discharge hole 500 is formed on the top plate 10 side of the valve 1.
  • the discharge hole 500 corresponds to the “discharge hole” of the valve of the present invention.
  • the fluid flows into the discharge hole 500 through the inflow hole 420 and the flow path 450 due to the vibration of the piezoelectric element 400.
  • the fluid passes through the first through hole 100 and pushes up the valve body 30 in the fluid discharge direction.
  • the fluid flows out of the second through hole 210 through the third through hole 300 of the valve body 30.
  • the valve body 30 contacts the outer plate 20.
  • the second through hole 210 is located in the third through hole 300 when the outer plate 20 is viewed from the front.
  • the second through-hole 210 is smaller than the third through-hole 300, and the edge of the third through-hole 300 does not overlap the edge of the second through-hole 210 when the valve body 30 is in contact with the outer plate 20. For this reason, the edge of the third through-hole 300 does not rise in the second through-hole 210. Therefore, the tearing of the valve body 30 can be suppressed.
  • the total opening area of the plurality of first through holes 100 is preferably larger than the total opening area of the plurality of second through holes 210.
  • the fluid that flows in through the plurality of first through holes 100 within a certain period is larger than the fluid that flows through the second through holes 210.
  • the first through hole 100 does not become a bottleneck when the fluid flows out.
  • d1 which is the width of the first through hole 100 may be larger than d2 which is the width of the second through hole 210. This also eliminates bottlenecks.
  • the total opening area of the plurality of first through holes 100 is preferably smaller than the total opening area of the plurality of third through holes 300.
  • the fluid flowing in through the plurality of third through holes 300 within a certain period is larger than the fluid flowing through the first through holes 100. Accordingly, the third through hole 300 does not become a bottleneck when the fluid flows out.
  • d1 which is the width of the first through hole 100 may be smaller than d3 which is the width of the third through hole 300. This also eliminates bottlenecks.
  • d2 which is the width of the second through hole 210 may be larger than d1 which is the width of the first through hole 100 and smaller than d3 which is the width of the third through hole 300.
  • the flow rate is substantially constant when the opening area of the third through hole 300 is 100 and the second through hole 210 is 20, that is, the area ratio is 20% or more. Therefore, as a configuration that does not decrease the flow rate, the area ratio may be 20% or more.
  • the power consumption is substantially constant when the opening area of the third through hole 300 is 100 and the second through hole 210 is 50, that is, when the area ratio is 50% or more. Furthermore, as described above, the flow rate does not decrease. Therefore, as a configuration in which power consumption is not increased and the flow rate is not decreased, the area ratio may be 50% or more.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a fluid control device 60A including the valve 1 according to the second embodiment of the present invention.
  • the fluid control device 60 ⁇ / b> A according to the second embodiment has a piezoelectric blower 50 ⁇ / b> A arranged on the outer plate 20 side of the valve 1 with respect to the fluid control device 60 according to the first embodiment. It differs in. That is, the piezoelectric blower 50A of this embodiment is used as a device for sucking fluid.
  • the piezoelectric blower 50A has a suction hole 500A.
  • the suction hole 500 ⁇ / b> A is formed on the outer plate 20 side of the valve 1.
  • the suction hole 500A corresponds to the “suction hole” of the valve of the present invention.
  • the other configuration of the fluid control device 60A is the same as that of the fluid control device 60, and the description of the same parts is omitted.
  • some symbols are omitted, and the dimensional relationship is appropriately changed.
  • the fluid is sucked through the suction hole 500A of the valve 1 when the piezoelectric element 400 vibrates. Accordingly, fluid is sucked into the first through hole 100 of the valve 1 from the outside.
  • the total opening area of the plurality of first through holes 100 is preferably larger than the total opening area of the plurality of second through holes 210.
  • the fluid that flows in through the plurality of first through holes 100 within a certain period is larger than the fluid that flows through the second through holes 210.
  • the first through hole 100 does not become a bottleneck when the fluid flows out.
  • d1 which is the width of the first through hole 100 may be larger than d2 which is the width of the second through hole 210. This also eliminates bottlenecks.
  • FIG. 11 is a front view in which a part of the configuration of the valve 1B according to the third embodiment of the present invention is overlapped.
  • the valve according to the third embodiment is different from the valve 1 according to the first embodiment in that an auxiliary hole 220 is added.
  • the outer plate through hole 200 in the valve 1 ⁇ / b> B includes a second through hole 210 and an auxiliary hole 220.
  • the plurality of second through holes 210 and the plurality of third through holes 300 of the valve body 30 overlap in the penetration direction of the third through hole 300 in plan view. That is, the second through hole 210 and the third through hole 300 are opposed to each other in plan view in the penetration direction of the third through hole 300.
  • the auxiliary hole 220 of the outer plate 20 and the third through hole 300 of the valve body 30 do not overlap with each other in a plan view in the penetration direction of the third through hole. That is, the auxiliary hole 220 and the third through hole 300 are not opposed to each other in a plan view in the penetration direction of the third through hole 300.
  • valve chamber 55 surrounded by the top plate 10 and the outer plate 20 is shown.
  • the present invention is not particularly limited to this.
  • the valve chamber 55 may be formed by providing a side wall plate sandwiched between the top plate 10 and the outer plate 20 between the top plate 10 and the outer plate 20.
  • the structural requirements corresponding to the side wall plate may be configured by a plurality of members.
  • the first through hole, the second through hole, and the third through hole are shown in a substantially circular shape.
  • the shape of each of the first through hole, the second through hole, and the third through hole is a similar shape that does not invert and is reduced or enlarged while maintaining the aspect ratio, the same effect can be obtained. .
  • valve 10 ... top plate 20 ... outer plate 30 ... valve body 50, 50A ... piezoelectric blower 55 ... valve chamber 60, 60A ... fluid control device 100 ... first through hole 200 ... outer plate penetration Hole 210 ... Second through hole 220 ... Auxiliary hole 300 ... Third through hole 400 ... Piezoelectric element 410 ... Pump chamber 420 ... Inflow hole 450 ... Flow path 500 ... Discharge hole 500A ... Suction hole

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Abstract

第１貫通孔（１００）を有する第１板（１０）と、第１貫通孔（１００）と対向しない、第２貫通孔（２１０）を有する第２板（２０）と、第１板（１０）と第２板（２０）とに囲まれてなるバルブ室（５５）と、バルブ室（５５）に配置され、第１貫通孔（１００）に対向せず、第２貫通孔（２００）に対向する第３貫通孔（３００）を有する、第１板（１０）と第２板（２０）との間を上下動する弁体（３０）と、を備える。また、第２貫通孔（２１０）の第２開口面積は、第３貫通孔（３００）の第３開口面積より小さく、第２貫通孔（２１０）は、正面視して第３貫通孔（３００）内に配置されることを特徴とする。

Description

バルブおよび流体制御装置
　この発明は、バルブと、バルブを有する流体制御装置に関する。
　従来、圧電体を用いるダイヤフラムポンプにおいて、２枚の金属板と弁体からなる整流機構が開示されている。
　特許文献１に記載の構造では、気流が順方向の場合は、弁体は流路を開くように動き、気流が逆方向の場合は、弁体は流路を閉じるように動く。これによって、逆流を防ぎ、一方向の気流が発生する。
特表２０１２－５２８９８１号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の構造を用いた場合、気流の方向反転によって、弁体が振動して、弁体と金属板が衝突する。特に２０ｋＨｚ以上の高周波領域では、衝突頻度が多く、弁体が摩耗し、破れてしまう可能性が高くなる。
　したがって、本発明の目的は、弁体の衝突、摩耗による破れを防ぐ構造を提供することである。
　この発明のバルブは、第１貫通孔を有する第１板と、第１貫通孔と対向しない、第２貫通孔を有する第２板と、第１板と第２板とに囲まれてなるバルブ室と、バルブ室に配置され、第１貫通孔に対向せず、第２貫通孔に対向する第３貫通孔を有する、第１板と第２板との間を上下動する弁体と、を備える。また、第２貫通孔の第２開口面積は、第３貫通孔の第３開口面積より小さく、第２貫通孔は、正面視して第３貫通孔内に配置されることを特徴とする。
　この構成では、正面視して、第２板が有する第２貫通孔の開口面積が、弁体の有する第３貫通孔の開口面積より小さく、第２貫通孔の縁が第３貫通孔の縁に重ならない。したがって、第３貫通孔の縁周辺が第２貫通孔の縁に接触して弁体の第２貫通孔内への捲れ上がる事象の発生が抑制される。これにより第３貫通孔周辺での弁体の破れ等の発生が抑制できる。
　また、この発明のバルブにおける、第２貫通孔の開口面の形状は、第３貫通孔の開口面の形状を、反転せず、縦横比を保持した状態で縮小した相似形となる特徴を備えていることが好ましい。
　この構成では、第３貫通孔と第２貫通孔の位置に多少の誤差があったとしても、第３貫通孔と第２貫通孔の重なる可能性を減らすことができる。したがって第３貫通孔の縁周辺が第２貫通孔の縁に接触して弁体の第２貫通孔内への捲れ上がる事象の発生が抑制される。これにより第３貫通孔周辺での弁体の破れ等の発生が抑制できる。
　また、この発明のバルブにおける、第２貫通孔と、第３貫通孔の開口面の形状は円形状であることが好ましい。
　この構成では、第３貫通孔と第２貫通孔の開口面の形状が平面視において、どの方向にも偏らない相似形となることから、第３貫通孔と第２貫通孔の位置に多少のズレがあったとしても、第３貫通孔と第２貫通孔の重なる可能性をより一層減らすことができる。したがって、弁体の第２貫通孔内への捲れ上がりがより一層抑制される。
　また、この発明のバルブでは、第１貫通孔の第１開口面積は、第２貫通孔の第２開口面積より大きくてもよい。
　この構成では、第１貫通孔の第１開口面積が、第２貫通孔の第２開口面積より大きいため、第１貫通孔が、流体の流量、流速のボトルネックにならない。
　また、この発明のバルブでは、第１貫通孔の第１開口面積は、第３貫通孔の第３開口面積より小さくてもよい。
　この構成では、第１貫通孔の第１開口面積が、第３貫通孔の第３開口面積より小さいため、第３貫通孔が、流体の流量、流速のボトルネックにならない。
　また、この発明の流体制御装置は、バルブと、流体を送出する吐出孔を有する圧電ブロアと、を備えている。また、吐出孔は、第１貫通孔に連通している。
　この構成では、弁体の破れを防ぐことができる、流体を送出可能な流体制御装置を実現できる。
　また、この発明の電子機器は、バルブと、流体を吸入する吸入孔を有する圧電ブロアと、を備えている。また、吸入孔は、第２貫通孔に連通している。
　この構成では、弁体の破れを防ぐことができる、流体を流入可能な流体制御装置を実現できる。
　この発明によれば、弁体の破れを防ぐことができる。
本発明の第１の実施形態に係るバルブの正面図である。 本発明の第１の実施形態に係るバルブの一部の構成を示す正面図である。 本発明の第１の実施形態に係るバルブの一部の構成を示す正面図である。 本発明の第１の実施形態に係るバルブの一部の構成を示す正面図である。 本発明の第１の実施形態に係るバルブの一部の構成を重ね合わせた正面図である。 本発明の第１の実施形態に係るバルブの一部の構成を重ね合わせた正面図である。 本発明の第１の実施形態に係るバルブの構成を拡大した断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るバルブを備えた流体制御装置における概要の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る第２貫通孔の開口面積と第３貫通孔の開口面積との比率と、バルブより吐出される流体の流量及びポンプの消費電力との関係を示したグラフである。 本発明の第２の実施形態に係るバルブを備えた流体制御装置における概要の断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るバルブの一部の構成を重ね合わせた正面図である。
（第１の実施形態）
　本発明の第１の実施形態に係るバルブについて、図を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るバルブ１の正面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係るバルブ１の弁体３０を示す正面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係るバルブ１の天板１０を示す正面図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係るバルブ１の外板２０を示す正面図である。図５は、本発明の第１の実施形態に係るバルブ１の弁体３０と天板１０を重ね合わせた正面図である。図６は、本発明の第１の実施形態に係るバルブ１の外板２０と弁体３０を重ね合わせた正面図である。図７は、本発明の第１の実施形態に係るバルブ１における、図１のＡ－Ａ線における断面図である。図８は、本発明の第１の実施形態に係るバルブ１を備えた流体制御装置６０の断面図である。なお、各図では、構成を見やすくするため、一部の符合を省略し、寸法関係を適宜変更している。
　図１に示すように、バルブ１は、天板１０、外板２０、弁体３０を備えている。バルブ１は、平面視（正面視）において、略円形である。天板１０、弁体３０、外板２０は、互いの平面板が平行になるようにして、この順に積層されている。
　この構成により、天板１０と外板２０とに囲まれる中空のバルブ室５５が形成され、バルブ室５５内に弁体３０が配置される。また、天板１０、外板２０は、剛体であり、弁体３０は弾性体である。
　天板１０は、本発明の「第１板」に対応し、外板２０は、本発明の「第２板」に対応する。
　図２に示すように、弁体３０は、複数の第３貫通孔３００を備えている。第３貫通孔３００は、例えば円筒形上であり（平面視して円形）、弁体３０を貫通している。第３貫通孔３００は、所定の配列パターンで形成されている。第３貫通孔３００は、弁体３０の主面を平面視して中央の領域に形成されている。
　図３に示すように、天板１０は、複数の第１貫通孔１００を備えている。第１貫通孔１００は、例えば円筒形状であり（平面視して円形）、天板１０を貫通している。第１貫通孔１００は、所定の配列パターンで形成されている。第１貫通孔１００は、天板１０の主面を平面視して中央の領域に形成されている。
　図４に示すように、外板２０は、複数の第２貫通孔２１０を備えている。第２貫通孔２１０は、例えば円筒形状であり（平面視して円形）、外板２０を貫通している。第２貫通孔２１０は、所定の配列パターンで形成されている。第２貫通孔２１０は、外板２０の主面を平面視して中央の領域に形成されている。
　図５に示すように、弁体３０の複数の第３貫通孔３００と、天板１０の複数の第１貫通孔１００とは、第１貫通孔１００の貫通方向に平面視して重ならない。すなわち、第１貫通孔１００の貫通方向に平面視して、第１貫通孔１００と、第３貫通孔３００とは対向しない。
　図６に示すように、複数の第２貫通孔２１０と弁体３０の複数の第３貫通孔３００とは、第３貫通孔３００の貫通方向に平面視して重なる。すなわち、第３貫通孔３００の貫通方向に平面視して、第２貫通孔２１０と、第３貫通孔３００とは対向する。第２貫通孔２１０は、流体を吐出する場合は、外板２０における吐出孔の役割を持つ。
　図７は、図１のバルブ１におけるＡ－Ａ線での断面を示した図である。図７において、第１貫通孔１００と、第２貫通孔２１０と、第３貫通孔３００のそれぞれの配置関係について詳細を示す。
　第１貫通孔１００の幅（本実施形態では直径）をｄ１とし、第２貫通孔２１０の幅（本実施形態では直径）をｄ２とし、第３貫通孔３００の幅（本実施形態では直径）をｄ３とする。第１貫通孔１００の幅ｄ１は、第２貫通孔２１０の幅ｄ２よりも小さい。また、第２貫通孔２１０の幅ｄ２は、第３貫通孔３００の幅ｄ３よりも小さい。
　また、第２貫通孔２１０と第３貫通孔３００とは、第２貫通孔２１０の貫通方向に平面視して対向する位置に形成されている。すなわち、第２貫通孔２１０の貫通方向に平面視して、第２貫通孔２１０は、第３貫通孔３００の内側の領域に配置される。これにより、弁体３０が捲れ上がって第２貫通孔２１０の縁にあたることを抑制できる。
　なお、上述の構成を用いて実験を行った結果を示す。本実施形態の具体的な構造を、第２貫通孔２１０の幅ｄ２＝０．６ｍｍ、第３貫通孔３００の幅ｄ３＝０．７ｍｍとする。また、比較対象の具体的な構造を、第２貫通孔２１０の幅ｄ２＝第３貫通孔３００の幅ｄ３＝０．６ｍｍとする。なお、各貫通孔の形状が円形であるため、本実施形態における各幅は各貫通孔の直径に等しい。
　本実施形態の構造、および比較対象の構造のサンプルを、それぞれ２０個を用いて実験を行った。本実施形態の構造においては、累積５００時間経過した場合でも弁体３０に破れは生じなかった。しかしながら、比較対象の構造においては、累積で１００時間駆動した時点で、２０個中２個の弁体が破れ、５００時間駆動時点で更に８個の弁体に破れが生じた。これらの破れは弁体３０の第３貫通孔３００の周辺が第２貫通孔２１０の縁に繰り返し当接することで、捲れ上がってしまうことに起因していると思われる。
　すなわち、第２貫通孔２１０の幅ｄ２が、第３貫通孔３００の幅ｄ３よりも小さい構成を用いることにより、弁体３０の捲れ上がりを効果的に抑制できる。
　さらに、第２貫通孔２１０の縁と第３貫通孔３００の縁は、５０μｍ以上離れていることが好ましい。なお、第２貫通孔２１０の縁とは、弁体３０側の縁であり、第３貫通孔３００の縁とは、外板２０側の縁である。このことにより、外板２０と弁体３０との位置ズレに対する許容範囲を大きくでき、弁体３０の捲れ上がりをさらに抑制できる。
　さらに、第２貫通孔２１０の開口面の形状と第３貫通孔３００の開口面の形状は、相似形である。このことにより、第２貫通孔２１０の縁と、第３貫通孔３００の縁が重なりにくくなり、外板２０と弁体３０との許容される位置ズレを大きくすることができる。
　なお、本件発明のように第２貫通孔２１０が正面視して第３貫通孔３００内に配置されている場合において、第２貫通孔２１０を外板２０側からバルブ室５５内を見ると、第３貫通孔３００の縁を全周に渡って視認できない。また、本件発明と異なり第２貫通孔２１０が正面視して第３貫通孔３００内に配置されていない場合、バルブ１を長時間稼働させると第２貫通孔２１０の縁が弁体３０に当接し、周状または円弧状の打痕が残ってしまう。これに対し、本件発明のように第２貫通孔２１０が正面視して第３貫通孔３００内に配置されている場合、バルブ１を長時間稼働させても弁体３０に周状または円弧状の打痕が残らない。
　このような構成のバルブ１は、図８に示すように、圧電ブロア５０とともに、流体制御装置６０を構成する。圧電ブロア５０は、圧電素子４００と、ポンプ室４１０と、流入孔４２０と、流路４５０と、吐出孔５００とを備えている。吐出孔５００は、バルブ１の天板１０側に形成されている。吐出孔５００は、本発明のバルブの「吐出孔」に対応する。
　流体は、圧電素子４００の振動により、流入孔４２０、流路４５０を経由し、吐出孔５００へ流入する。流体は、第１貫通孔１００を通り、弁体３０を流体排出方向へ押し上げる。流体は、弁体３０の第３貫通孔３００を通り、第２貫通孔２１０から流出する。
　ここで、流体が弁体３０を流体排出方向へ押し上げることにより、弁体３０は、外板２０へ接触する。この状態において第２貫通孔２１０は外板２０を正面視して第３貫通孔３００内に位置している。上述したとおり、第２貫通孔２１０は、第３貫通孔３００よりも小さく、弁体３０が外板２０に接触した状態において第３貫通孔３００の縁が第２貫通孔２１０の縁が重ならないため、第３貫通孔３００の縁が、第２貫通孔２１０内に捲れ上がらない。したがって、弁体３０の破れを抑制できる。
　さらに、複数の第１貫通孔１００のトータルの開口面積は、複数の第２貫通孔２１０のトータルの開口面積よりも大きい方がよい。この場合、一定期間内に複数の第１貫通孔１００を介して流入れる流体は、第２貫通孔２１０を介して流れる流体よりも多い。このことにより、第１貫通孔１００が、流体を流出する際のボトルネックとならない。なお、第１貫通孔１００の幅であるｄ１は、第２貫通孔２１０の幅であるｄ２より大きくても良い。これによっても、ボトルネックを解消できる。
　また、複数の第１貫通孔１００のトータルの開口面積は、複数の第３貫通孔３００のトータルの開口面積よりも小さい方がよい。この場合、一定期間内に複数の第３貫通孔３００を介して流入れる流体は、第１貫通孔１００を介して流れる流体よりも多い。このことにより、第３貫通孔３００が、流体を流出する際のボトルネックとならない。なお、第１貫通孔１００の幅であるｄ１は、第３貫通孔３００の幅であるｄ３より小さくても良い。これによっても、ボトルネックを解消できる。
　また、第２貫通孔２１０の幅であるｄ２は、第１貫通孔１００の幅であるｄ１よりも大きく、第３貫通孔３００の幅であるｄ３より小さくても良い。
　図９は、第２貫通孔２１０の開口面積と第３貫通孔３００の開口面積との比率である面積比と、バルブ１より吐出される流体の流量及びポンプの消費電力との同一電圧上における関係を示したグラフである。具体的には、面積比＝（第２貫通孔の開口面積／第３貫通孔の開口面積）の計算式で定義する。
　流量は、第３貫通孔３００の開口面積が１００としたときに、第２貫通孔２１０が２０となる、すなわち、面積比が２０％以上であれば、略一定となる。よって、流量を低下させない構成としては、面積比が２０％以上であればよい。
　消費電力は、第３貫通孔３００の開口面積を１００としたときに、第２貫通孔２１０が５０となる、すなわち、面積比が５０％以上であれば、略一定となる。さらに、上述のとおり、流量も低下しない。よって、消費電力は増加させず、さらに流量も低下しない構成としては、面積比が５０％以上であればよい。
（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１０は、本発明の第２の実施形態に係るバルブ１を備えた流体制御装置６０Ａの断面図である。
　図１０に示すように、第２の実施形態に係る流体制御装置６０Ａは、第１の実施形態に係る流体制御装置６０に対して、圧電ブロア５０Ａをバルブ１の外板２０側に配置した点において異なる。すなわち、本実施形態の圧電ブロア５０Ａは、流体を吸入する装置として用いる。
　圧電ブロア５０Ａは、吸入孔５００Ａを備えている。吸入孔５００Ａは、バルブ１の外板２０側に形成されている。吸入孔５００Ａは、本発明のバルブの「吸入孔」に対応する。
　流体制御装置６０Ａの他の構成は、流体制御装置６０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。なお、各図では、構成を見やすくするため、一部の符合を省略し、寸法関係を適宜変更している。
　流体は、圧電素子４００が振動することにより、バルブ１の吸入孔５００Ａによって吸入される。これに伴い、バルブ１の第１貫通孔１００に外部から流体が吸入される。
　このような構成でも、第２貫通孔２１０は、第３貫通孔３００よりも小さいため、第３貫通孔３００の縁が、第２貫通孔２１０内に捲れ上がらない。したがって、弁体３０の破れを抑制できる。
　さらに、複数の第１貫通孔１００のトータルの開口面積は、複数の第２貫通孔２１０のトータルの開口面積よりも大きい方がよい。この場合、一定期間内に複数の第１貫通孔１００を介して流入れる流体は、第２貫通孔２１０を介して流れる流体よりも多い。このことにより、第１貫通孔１００が、流体を流出する際のボトルネックとならない。なお、第１貫通孔１００の幅であるｄ１は、第２貫通孔２１０の幅であるｄ２より大きくても良い。これによっても、ボトルネックを解消できる。
（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１１は、本発明の第３の実施形態に係るバルブ１Ｂの一部の構成を重ね合わせた正面図である。
　図１１に示すように、第３の実施形態に係るバルブは、第１の実施形態に係るバルブ１に対して、補助孔２２０を追加した点において異なる。バルブ１Ｂにおける外板貫通孔２００は、第２貫通孔２１０と、補助孔２２０で構成されている。
　複数の第２貫通孔２１０と弁体３０の複数の第３貫通孔３００とは、第３貫通孔３００の貫通方向に平面視して重なる。すなわち、第３貫通孔３００の貫通方向に平面視して、第２貫通孔２１０と、第３貫通孔３００とは対向する。
　外板２０の補助孔２２０と、弁体３０の第３貫通孔３００とは、第３貫通孔の貫通方向に平面視して重ならない。すなわち、第３貫通孔３００の貫通方向に平面視して、補助孔２２０と、第３貫通孔３００とは対向しない。
　このような構成でも、第２貫通孔２１０は、第３貫通孔３００よりも小さいため、第３貫通孔３００の縁が、第２貫通孔２１０内に捲れ上がらない。したがって、弁体３０の破れを抑制できる。
　なお、本発明の各実施形態では、天板１０と外板２０によって囲まれてなるバルブ室５５を示したが、特にこれに限定されるものではない。例えば天板１０と外板２０との間に天板１０と外板２０によって挟持される側壁板を設けてバルブ室５５を形成してもよい。さらに側壁板に該当する構成要件は複数の部材によって構成されていてもよい。
　なお、本発明の各実施形態では、第１貫通孔、第２貫通孔、第３貫通孔を略円形の形状である態様を示した。しかしながら第１貫通孔、第２貫通孔、第３貫通孔の各々の形状が、反転せず、縦横比を保持した状態で縮小または拡大する相似形であれば、同様の効果を得ることができる。
ｄ１、ｄ２、ｄ３…幅
１…バルブ
１０…天板
２０…外板
３０…弁体
５０、５０Ａ…圧電ブロア
５５…バルブ室
６０、６０Ａ…流体制御装置
１００…第１貫通孔
２００…外板貫通孔
２１０…第２貫通孔
２２０…補助孔
３００…第３貫通孔
４００…圧電素子
４１０…ポンプ室
４２０…流入孔
４５０…流路
５００…吐出孔
５００Ａ…吸入孔

Claims (7)

  1. 　第１貫通孔を有する第１板と、
    　前記第１貫通孔と対向しない、第２貫通孔を有する第２板と、
    　前記第１板と前記第２板とに囲まれてなるバルブ室と、
    　前記バルブ室に配置され、前記第１貫通孔に対向せず、前記第２貫通孔に対向する第３貫通孔を有する、前記第１板と前記第２板との間を上下動する弁体と、
    を備え、
    　前記第２貫通孔の第２開口面積は、前記第３貫通孔の第３開口面積より小さく、
    　前記第２貫通孔は、正面視して前記第３貫通孔内に配置されることを特徴とする、
    　バルブ。
  2. 　前記第２貫通孔の開口面の形状は、
    　前記第３貫通孔の開口面の形状を、反転せず、縦横比を保持した状態で縮小すると相似形となる特徴を備えた、
    　請求項１に記載のバルブ。
  3. 　前記第２貫通孔と、前記第３貫通孔の形状は円形状である、
    　請求項１乃至請求項２のいずれかに記載のバルブ。
  4. 　前記第１貫通孔の第１開口面積は、
    　前記第２開口面積より大きい、請求項１に記載のバルブ。
  5. 　前記第１貫通孔の第１開口面積は、
    　前記第３開口面積より小さい、請求項１に記載のバルブ。
  6. 　請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のバルブと、
    　流体を送出する吐出孔を有する圧電ブロアと、
    を備え、
    　前記吐出孔は、前記第１貫通孔に連通している流体制御装置。
  7. 　請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のバルブと、
    　流体を吸入する吸入孔を有する圧電ブロアと、
    を備え、
    　前記吸入孔は、前記第２貫通孔に連通している流体制御装置。
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