WO2021002100A1 - 流体制御装置 - Google Patents

Abstract

流体制御装置（１０）は、第１主板（２０）、圧電素子（３０）、第２主板（４０）、側板（５０）、第１フィルム（６１）、および、第２フィルム（６２）を備える。流体制御装置（１０）のポンプ室（１００）は、第１主板（２０）、第２主板（４０）、および、側板（５０）によって囲まれる空間によって実現される。整流部用ベース部材（８０）は、第１主板（２０）と前記第２主板（４０）との間に配置される。第１フィルム（６１）は、第１主板（２０）に配置され固定端に対して可動部が側板（５０）側となる形状である。第２フィルム（６２）は、整流部用ベース部材（８０）の主面（８０２）に配置され、固定端に対して可動部が側板（５０）と反対側となる形状である。

Description

流体制御装置

　本発明は、圧電体を利用した流体制御装置に関する。

　従来、圧電体を利用して、流体を搬送する流体制御装置が、特許文献１に示すように、各種考案されている。

　特許文献１に示す流体制御装置は、ポンプ室とバルブ室とを備える。バルブ室は、バルブ天板とバルブ底板とフィルムとを備える。バルブ天板とバルブ底板とには、それぞれに重ならない位置に貫通孔が形成されている。バルブ室は、バルブ底板に設けられた貫通孔によって、ポンプ室に連通する。

　フィルムは、バルブ天板とバルブ底板との間に配置される。フィルムには、貫通孔が形成されている。フィルムの貫通孔の位置とバルブ天板の貫通孔とは、重なっている。これにより、ポンプ室（バルブ底板の貫通孔）から流体が流入したときには、流体は、フィルムの貫通孔およびバルブ天板の貫通孔を介して、外部に送出される。一方、バルブ天板の貫通孔から流体が流入した場合には、フィルムがバルブ底板の貫通孔を塞ぐため、流体は、ポンプ室に逆流しない。これにより、特許文献１に示す流体制御装置は、整流機能を実現する。

特開２０１７－７２１４０号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の流体制御装置では、バルブ室内において、流体の流路が複数回屈曲する。このため、高い流量を得ることが容易ではない。

　したがって、本発明の目的は、高い流量を得られる流体制御装置を提供することにある。

　この発明の流体制御装置は、第１主板、第２主板、側板、および、ポンプ室を備える。第１主板は、第１主面と第２主面とを有する。第２主板は、第３主面と第４主面とを有し、第３主面が第１主面に対向する。側板は、第１主板と第２主板とを接続する。ポンプ室は、第１主板、第２主板、および、側板によって囲まれる空間である。

　第１主板は、中央部と、中央部の外周に配置された枠部と、枠部と中央部とに接続し中央部を振動可能に支持する支持部と、第１開口とを備える。第１開口は、中央部と枠部との間に形成され、ポンプ室と第２主面側の外部とを連通する。第２主板は、第２開口を備える。第２開口は、ポンプ室と第４主面側の外部とを連通し、支持部または枠部に少なくとも部分的に重なる位置に配置されている。流体制御装置は、中央部に配置され、中央部を振動させる圧電素子を備える。流体制御装置は、整流部用ベース部材、第１整流部材、および、第２整流部材を備える。

　整流部用ベース部材は、側板の内壁から突出する形状であり、第１主板と第２主板との間に配置される。第１整流部材は、第１主板と整流部用ベース部材との間に配置され、中央部の振動に応じて、第１主板と整流部用ベース部材との間の空間における流体の流れの有無を制御する。第２整流部材は、第２主板と整流部用ベース部材との間に配置され、中央部の振動に応じて、第２主板と整流部用ベース部材との間の空間における流体の流れの有無を、第１整流部材の制御に対して逆に制御する。

　この構成では、第１主板の中央部の振動に応じて、ポンプ室を第１開口側に連通させ、第２開口側に連通させない（遮断、分離する）態様と、ポンプ室を第２開口側に連通させ、第１開口側に連通させない（遮断、分離する）態様とを切り替えられる。この際、流体は複雑に屈曲する経路を通らないので、流量は低下し難い。

　この発明によれば、高い流量を得られる流体制御装置を実現できる。

図１は、第１の実施形態に係る流体制御装置の分解斜視図である。 図２（Ａ）は、第１の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す断面図であり、図２（Ｂ）は、整流機能を実現する部分の拡大断面図である。 図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、第１主板の中央部および第１フィルムの挙動を示す側面断面図である。 図４は、第２の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す断面図である。 図５は、第３の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す断面図である。 図６（Ａ）は、第４の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す断面図であり、図６（Ｂ）は、整流機能を実現する部分の拡大断面図である。 図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）、図７（Ｄ）、および、図７（Ｅ）は、支持部およびその周辺の構造を示す第１主板の平面図である。 図８は、流体制御装置の派生例の構成を示す断面図である。

　（第１の実施形態）
　本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置について、図を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る流体制御装置の分解斜視図である。図２（Ａ）は、第１の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す断面図である。図２（Ｂ）は、整流機能を実現する部分の拡大断面図である。図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、第１主板の中央部および第１フィルムの挙動を示す側面断面図である。なお、以下の各実施形態に示す各図においては、説明を分かり易くするために、それぞれの構成要素の形状を部分的または全体として誇張して記載している。また、図面を読み易くするために、一意的に推定できる構成要素については、部分的に符号を省略している。

　（流体制御装置１０の構成）
　図１、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示すように、流体制御装置１０は、第１主板２０、圧電素子３０、第２主板４０、側板５０、第１フィルム６１、第２フィルム６２、固定部材７１、固定部材７２、および、整流部用ベース部材８０を備える。側板５０は、側板５１と側板５２とを備える。

　第１主板２０は、平面視した形状が円形の平板である。第１主板２０は、円形の第１主面２１１と第２主面２１２とを有する。第１主面２１１と第２主面２１２とは、互いに対向する。

　第１主板２０は、中央部２１、枠部２２、支持部２３、および、第１開口２３０を備える。中央部２１は、平面視した形状が円形である。枠部２２は、円環形である。枠部２２は、中央部２１の外周に沿って、中央部２１を囲む。

　支持部２３と第１開口２３０とは、中央部２１の外周端に沿って形成されており、中央部２１と枠部２２との間に配置される。第１開口２３０は、第１主板２０における第１主面２１１と第２主面２１２との間を貫通する溝である。

　支持部２３は、中央部２１の外周端と枠部２２の内周端とを接続する。支持部２３は、例えば、複数であり、図１の例であれば、中央部２１の外周に沿って、９０°の角度間隔で配置されている。流体制御装置１０では、支持部２３は、第１開口２３０における外周に沿った途中の箇所で溝（第１開口２３０）を分断することによって、実現される。ここで、支持部２３の幅、形状を適宜設定することによって、中央部２１は、枠部２２に対して振動可能になる。言い換えれば、支持部２３は、枠部２２に対して、中央部２１を振動可能に支持する。

　なお、中央部２１の形状は、円形であることが好ましいが、楕円等の略円形や、多角形にすることも可能である。また、枠部２２の外形、すなわち、第１主板２０の外形は、円形に限らず、流体制御装置１０の外形形状の設計に合わせて、適宜設定することができる。

　また、第１主板２０は、例えば金属等からなる。第１主板２０は、後述の圧電素子３０の歪みによって、中央部２１がベンディング振動を起こすものであればよい。ベンディング振動とは、図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、中央部２１を側面視して、第１主面２１１および第２主面２１２が波状に変位する振動である。

　圧電素子３０は、円板の圧電体と駆動用の電極とを備える。駆動用の電極は、円板の圧電体における両主面に形成されている。

　圧電素子３０は、第１主板２０における中央部２１の第２主面２１２に配置される。この際、平面視において、圧電素子３０の中心と中央部２１の中心とは、略一致している。圧電素子３０は、駆動用の電極に駆動信号が印加されることで歪む。この歪みによって、上述のように、中央部２１は、振動する。

　第２主板４０は、平面視した形状が円形の平板である。第２主板４０は、ベンディング振動が殆ど生じない材料、厚み等からなることが好ましい。第２主板４０の外形形状は、第１主板２０の外形形状を含む大きさである。第２主板４０は、円形の第３主面４０１と第４主面４０２とを有する。第３主面４０１と第４主面４０２とは、互いに対向する。

　第２主板４０は、複数の第２開口４００を備える。複数の第２開口４００は、第１主板２０の第３主面４０１と第４主面４０２との間を貫通する筒状の貫通孔である。複数の第２開口４００は、第２主板４０の中心を原点とする円周上に配列される。

　概略的には、複数の第２開口４００は、第２主板４０の外周端の近傍に形成されている。例えば、複数の第２開口４００は、流体制御装置１０を平面視して（第１主板２０および第２主板４０の各主面に直交する方向に視て）、第１主板２０の枠部２２、または、支持部２３と第１開口２３０の形成部に重なっている。この複数の第２開口４００よりも中心側が、第２主板４０の中央部４１であり、外終端側が、第２主板４０の外縁部４２である。

　第２主板４０は、第１主板２０に対して、互いの主面が平行になるように配置される。この際、第２主板４０の第３主面４０１と第１主板２０の第１主面２１１とは、対向する。また、第２主板４０を平面視した中心と、第１主板２０の中央部２１を平面視した中心とは、略一致している。

　なお、第２主板４０の外形も、第１主板２０と同様に、円形に限らず、流体制御装置１０の外形形状の設計に合わせて、適宜設定することができる。

　側板５１および側板５２は、環状の柱体である。側板５１および側板５２は、ベンディング振動が殆ど生じない材料、厚み等からなることが好ましい。

　側板５１および側板５２は、第１主板２０と第２主板４０との間に配置される。側板５１の高さ方向の一方端は、第１主板２０における枠部２２の第１主面２１１に接続する。側板５１の高さ方向の他方端は、後述の整流部用ベース部材８０を介して、側板５２の高さ方向の一方端に接続する。側板５２の高さ方向の他方端は、第２主板４０における外縁部４２の第３主面４０１に接続する。の第２主板４０の第３主面４０１に接続する。

　この構成によって、流体制御装置１０は、第１主板２０、第２主板４０、および、側板５０（より正確には、整流部用ベース部材８０も含む）によって囲まれる空間を備える。この空間が、流体制御装置１０のポンプ室１００となる。

　整流部用ベース部材８０は、円環形の平板である。整流部用ベース部材８０は、互いに対向する主面８０１と主面８０２とを有する。整流部用ベース部材８０は、ベンディング振動が殆ど生じない材料、厚み等からなることが好ましい。整流部用ベース部材８０の内端（内周）の直径（内径）は、側板５１および側板５２の内径よりも小さく、第１主板２０の中央部２１の直径よりも大きい。整流部用ベース部材８０の外端（外周）の直径（外径）は、例えば、側板５１および側板５２の外径と略同じである。

　整流部用ベース部材８０は、側板５１と側板５２とに挟まれる。整流部用ベース部材８０の主面８０１は側板５１に接続し、整流部用ベース部材８０の主面８０２は、側板５２に接続する。この際、整流部用ベース部材８０は、全周に亘って、整流部用ベース部材８０の内端は、側板５１および側板５２の内端よりも内側（ポンプ室１００）側に突出する。

　第１フィルム６１は、円環形である。第１フィルム６１は、可撓性を有する材料からなり、外力に応じて湾曲する。第１フィルム６１の内端（内周）の直径（内径）は、第１主板２０の中央部２１の直径よりも小さい。第１フィルム６１の外端（外周）の直径（外径）は、第１主板２０の中央部２１の直径よりも大きい。

　固定部材７１は、円環形である。固定部材７１の内径は、第１フィルム６１の内径と略同じである。固定部材７１の外径は、第１フィルム６１の外径よりも小さく、第１主板２０の中央部２１の直径よりも小さい。

　第１フィルム６１は、固定部材７１を介して、第１主板２０の第１主面２１１に固定される。第１フィルム６１は、中央部２１に固定される。第１フィルム６１の中心は、中央部２１の中心に略一致する。

　この際、第１フィルム６１における内端側の所定面積の部分が、固定部材７１を介して、第１主板２０に固定される。したがって、第１フィルム６１における固定部材７１に接続していない外端側の部分は、第１フィルム６１の可動部となる。すなわち、第１フィルム６１の内端は、第１フィルム６１の固定端となり、固定端よりも外端側の円環部は、第１フィルム６１の可動部となる。そして、第１フィルム６１の外端（可動端）は、第１主板２０の中央部２１の外周端、および、整流部用ベース部材８０の内端よりも側板５１側（外側）にある。

　第２フィルム６２は、円環形である。第２フィルム６２は、可撓性を有する材料からなり、外力に応じて湾曲する。第２フィルム６２の内端（内周）の直径（内径）は、第２主板４０の中央部４１の直径よりも小さい。第２フィルム６２の外端（外周）の直径（外径）は、第２主板４０の中央部４１の直径よりも大きい。

　固定部材７２は、円環形である。固定部材７２の外径は、第２フィルム６２の外径と略同じである。固定部材７２の内径は、第２フィルム６２の内径および整流部用ベース部材８０の内径よりも大きい。

　第２フィルム６２は、固定部材７２を介して、整流部用ベース部材８０の主面８０２に固定される。第２フィルム６２の中心は、整流部用ベース部材８０の中心に略一致する。

　この際、第２フィルム６２における外端側の所定面積の部分が、固定部材７２を介して、整流部用ベース部材８０に固定される。したがって、第２フィルム６２における固定部材７２に接続していない内端側の部分は、第２フィルム６２の可動部となる。すなわち、第２フィルム６２の外端は、第２フィルム６２の固定端となり、固定端よりも内端側の円環部は、第２フィルム６２の可動部となる。そして、第２フィルム６２の内端（可動端）は、第２主板４０の中央部４１の外周端よりも側板５１側（外側）にある。

　（整流機能の具体的な説明）
　上述の構成において、中央部２１が振動すると、概略的には、流体制御装置１０は、図３（Ａ）に示す第１態様と、図３（Ｂ）に示す第２態様とを繰り返すように挙動する。

　１．外部からポンプ室内への流体の流入
　図３（Ａ）に示す第１態様では、中央部２１のノードＮ２１よりも中央側の部分は、第２主板４０から遠ざかるように変位する。一方、中央部２１のノードＮ２１よりも外周側の部分は、第２主板４０に近づくように変位する。これにより、中央部２１の中央側の空間は、流体制御装置１０の外部に対して低圧（負圧）になる。

　中央部２１の中央側の空間が低圧（負圧）になることで、流体は、流体制御装置１０の第２主板４０側の外部から、第２開口４００および第１開口２３０を介して、ポンプ室１００に流入しようとする。

　ここで、第２フィルム６２は、上述のように、外端が固定され、内端側が可動部となる構造を備える。したがって、図３（Ａ）に示すように、第２開口４００から流体が流入するとき、第２フィルム６２は、整流部用ベース部材８０側に屈曲する。したがって、第２開口４００とポンプ室１００の中央部（第２フィルム６２よりも中央側の空間）とは、連通する。これにより、流体は、流体制御装置１０の第２主板４０側の外部から、第２開口４００を介して、ポンプ室１００に流入する。

　一方、第１フィルム６１は、上述のように、内端が固定され、外端側が可動部となる構造を備える。したがって、図３（Ａ）に示すように、第１開口２３０から流体が流入するとき、第１フィルム６１は、第１主板２０から離れるように屈曲し、整流部用ベース部材８０の主面８０１に接触、当接する。したがって、第１開口２３０とポンプ室１００の中央部とは、連通しない。言い換えれば、第１開口２３０とポンプ室１００の中央部とは、空間的に遮断され、分離される。これにより、流体は、流体制御装置１０の第１主板２０側の外部から、第１開口２３０を介して、ポンプ室１００に流入することは抑制される。

　２．ポンプ室内から外部への流体の吐出
　図３（Ｂ）に示す第２態様では、中央部２１のノードＮ２１よりも中央側の部分は、第２主板４０に近づくように変位する。一方、中央部２１のノードＮ２１よりも外周側の部分は、第２主板４０から遠ざかるように変位する。これにより、中央部２１の中央側の空間は、流体制御装置１０の外部に対して高圧（正圧）になる。

　中央部２１の中央側の空間が高圧（正圧）になることで、流体は、流体制御装置１０のポンプ室１００から、第１開口２３０および第２開口４００を介して、流体制御装置１０の外部に流出しようとする。

　ここで、第１フィルム６１は、上述のように、内端が固定され、外端側が可動部となる構造を備える。したがって、図３（Ｂ）に示すように、第１開口２３０に向けて流体が流出するとき、第１フィルム６１は、第１主板２０側に屈曲する。したがって、ポンプ室１００の中央部（第１フィルム６１よりも中央側の空間）と第１開口２３０とは、連通する。これにより、流体は、ポンプ室１００から、流体制御装置１０の第１主板２０側の外部に、第１開口２３０を介して、吐出される。

　一方、第２フィルム６２は、上述のように、外端が固定され、内端側が可動部となる構造を備える。したがって、図３（Ｂ）に示すように、第２開口４００に向けて流体が流出するとき、第２フィルム６２は、第２主板４０の中央部４１の第３主面４０１に接触、当接する。したがって、ポンプ室１００の中央部と第２開口４００とは、連通しない。言い換えれば、ポンプ室１００の中央部と第２開口４００とは、空間的に遮断され、分離される。これにより、流体がポンプ室１００から流体制御装置１０の第２主板４０側の外部に吐出されることは、抑制される。

　このように、流体制御装置１０は、第１フィルム６１と固定部材７１とによって構成される第１整流部材と、第２フィルム６２と固定部材７２とによって構成される第２整流部材とを用いて、流体を、第２主板４０側の外部から第１主板２０側の外部に流すことができる。そして、流体制御装置１０の構成を備えることによって、流体は、複雑な屈曲経路を介することなく搬送される。したがって、流体の搬送時の損失は抑えられ、流体制御装置１０は、高い流量を実現できる。

　また、流体制御装置１０は、中央部２１の振動のノードＮ２１よりも外周側に第１フィルム６１を配置している。これにより、第１開口２３０とポンプ室１００の中央部とを遮断する態様では、中央部２１における第１フィルム６１が配置される部分は、整流部用ベース部材８０に近づくように変位する。したがって、第１フィルム６１は、整流部用ベース部材８０の主面８０１に当接し易い。この結果、流体制御装置１０は、第１開口２３０側からの流体の逆流入を、より確実に抑制できる。

　一方、第１開口２３０とポンプ室１００の中央部とを連通する態様では、中央部２１における第１フィルム６１が配置される部分は、整流部用ベース部材８０から遠ざかるように変位する。したがって、第１フィルム６１と整流部用ベース部材８０との間隔は広がり、連通する面積は大きくなる。これにより、吐出時の流量は、増加する。

　このように、上述の構成を用いることによって、流体制御装置１０は、さらに高い流量を実現できる。

　また、流体制御装置１０では、整流部用ベース部材８０の内端は、第１主板２０の中央部２１の外端よりも外側（側板側）にある。これにより、中央部２１が振動しても、整流部用ベース部材８０に接触しない。これにより、流体制御装置１０は、高い信頼性と、高い流量との両方を実現できる。

　（第２の実施形態）
　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４は、第２の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す断面図である。

　図４に示すように、第２の実施形態に係る流体制御装置１０Ａは、第１の実施形態に係る流体制御装置１０に対して、第１主板２０Ａの中央部２１Ａの形状において異なる。流体制御装置１０Ａの他の構成は、流体制御装置１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

　第１主板２０Ａの中央部２１Ａは、第１部分２５１と第２部分２５２とを有する。第２部分２５２の厚みは、第１部分２５１の厚みよりも大きい。第２部分２５２は、第１部分２５１における第２主面２１２側から突出する形状によって、厚みの差を実現する。この際、中央部２１Ａは、振動のノードＮ２１よりも内側の部分の平均厚みが、ノードＮ２１よりも外側の部分の平均厚みよりも大きくなるように、形成される。なお、圧電素子３０は、第２部分２５２に配置されている。なお、ノードＮ２１の位置は、ドップラ効果を活用したレーザ変位計等で検出できる。

　このような構成によって、中央部２１Ａの振動の波形（中央部２１Ａの変形形状）を制御できる。より具体的には、振動による中央部２１Ａの外周付近の変位は、大きくなる。これにより、第１フィルム６１の変形は促進され、流体制御装置１０Ａの整流効率は向上する。この結果、流体制御装置１０Ａは、さらに高い流量を実現できる。

　（第３の実施形態）
　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５は、第３の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す断面図である。

　図５に示すように、第３の実施形態に係る流体制御装置１０Ｂは、第２の実施形態に係る流体制御装置１０Ａに対して、第２主板４０の構成において異なる。流体制御装置１０Ｂの他の構成は、流体制御装置１０Ａと同様であり、同様の箇所の説明は省略する。なお、流体制御装置１０Ｂの中央部２１Ｂは、流体制御装置１０Ａの中央部２１Ａと同様である。

　第２主板４０は、凹部４１１を有する。凹部４１１は、第２主板４０の中央部４１の第３主面４０１側を開口面として凹む形状である。凹部４１１によって形成される空間は、円柱形である。凹部４１１は、ポンプ室１００に連通するように形成される。

　このような構成によって、中央部２１Ｂが振動したときに、第２主板４０に接触することを抑制できる。これにより、流体制御装置１０Ｂは、耐久性および静音性を向上できる。

　（第４の実施形態）
　第４の実施形態に係る流体制御装置について、図を参照して説明する。図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、第４の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す断面図である。

　図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、第４の実施形態に係る流体制御装置１０Ｃは、第１の実施形態に係る流体制御装置１０に対して、第１フィルム６１Ｃおよび第２フィルム６２Ｃの形状および固定の態様において異なる。流体制御装置１０Ｃの他の構成は、流体制御装置１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

　流体制御装置１０Ｃは、第１フィルム６１Ｃ、第２フィルム６２Ｃ、固定部材７１Ｃ、および、固定部材７２Ｃを備える。

　第１フィルム６１Ｃは、円環形である。第１フィルム６１Ｃは、可撓性を有する材料からなり、外力に応じて湾曲する。第１フィルム６１Ｃの内端（内周）の直径（内径）は、第１主板２０の中央部２１の直径よりも小さい。第１フィルム６１の外端（外周）の直径（外径）は、第１主板２０の中央部２１の直径、および、整流部用ベース部材８０の内径よりも大きく、側板５１および側板５２の内径よりも小さい。

　固定部材７１Ｃは、円環形である。固定部材７１Ｃの内径は、第１フィルム６１Ｃの内径および整流部用ベース部材８０の内径よりも大きい。固定部材７１Ｃの外径は、第１フィルム６１Ｃの外径と略同じである。

　第１フィルム６１Ｃは、固定部材７１Ｃを介して、整流部用ベース部材８０の主面８０１に固定される。

　この際、第１フィルム６１Ｃにおける外端側の所定面積の部分が、固定部材７１Ｃを介して、整流部用ベース部材８０に固定される。したがって、第１フィルム６１Ｃにおける固定部材７１Ｃに接続していない内端側の部分は、第１フィルム６１Ｃの可動部となる。すなわち、第１フィルム６１Ｃの外端は、第１フィルム６１Ｃの固定端となり、固定端よりも内端側の円環部は、第１フィルム６１Ｃの可動部となる。そして、第１フィルム６１Ｃの内端（可動端）は、第１主板２０の中央部２１の外周端よりも中央側にある。

　第２フィルム６２Ｃは、円環形である。第２フィルム６２Ｃは、可撓性を有する材料からなり、外力に応じて湾曲する。第２フィルム６２Ｃの内端（内周）の直径（内径）は、第２主板４０の中央部４１の直径よりも小さい。第２フィルム６２Ｃの外端（外周）の直径（外径）は、第２主板４０の中央部４１の直径および整流部用ベース部材８０の内径よりも大きい。

　固定部材７２Ｃは、円環形である。固定部材７２Ｃの内径は、第２フィルム６２の内径と略同じである。固定部材７２Ｃの外径は、第２フィルム６２Ｃの外径、第２主板４０の中央部４１の外径および整流部用ベース部材８０の内径よりも小さい。

　第２フィルム６２Ｃは、固定部材７２Ｃを介して、第２主板４０の中央部４１の第３主面４０１に固定される。第２フィルム６２Ｃの中心は、第２主板４０の中央部４１の中心に略一致する。

　この際、第２フィルム６２Ｃにおける内端側の所定面積の部分が、固定部材７２Ｃを介して、第２主板４０の中央部４１に固定される。したがって、第２フィルム６２Ｃにおける固定部材７２Ｃに接続していない外端側の部分は、第２フィルム６２の可動部となる。すなわち、第２フィルム６２の内端は、第２フィルム６２Ｃの固定端となり、固定端よりも外端側の円環部は、第２フィルム６２Ｃの可動部となる。そして、第２フィルム６２Ｃの外端（可動端）は、整流部用ベース部材８０の内端よりも側板５２側（外側）にある。

　このような構成によって、流体を流入するときは、第１フィルム６１Ｃは、第１主板２０に当接せず、第２フィルム６２Ｃは、整流部用ベース部材８０に当接する。これにより、流体制御装置１０Ｃは、第１主板２０側の外部からポンプ室１００内に流体を流入させる。

　そして、流体を吐出するときは、第２フィルム６２Ｃは、整流部用ベース部材８０から離れ、第１フィルム６１Ｃは、第１主板２０における中央部２１の第１主面２１１に当接する。これにより、流体制御装置１０Ｃは、ポンプ室１００から第２主板４０側の外部に流体を吐出する。

　このように、流体制御装置１０Ｃは、第１の実施形態に係る流体制御装置１０と逆方向の整流を実現できる。そして、流体制御装置１０Ｃは、流体制御装置１０と同様に、高い流量を実現できる。

　（支持部の具体的な形状例）
　上述の説明では、支持部の形状を詳細には記載していないが、例えば、図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）、図７（Ｄ）、および、図７（Ｅ）に示すような構成を採用できる。図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）、図７（Ｄ）、および、図７（Ｅ）は、支持部およびその周辺の構造を示す第１主板の平面図である。

　図７（Ａ）に示す第１主板２０は、上述の図１に示した構成であるが、支持部２３は、中央部２１に接続する第１部分、枠部２２に接続する第２部分、および、第１部分と第２部分とを接続する第３部分を有する。第１部分および第２部分は、中央部２１の外周端と枠部とを最短距離で結ぶ方向に沿って延びる形状である。第２部分は、１個の第１部分に対して、２個存在する。２個の第２部分は、第１部分の延びる方向に沿った軸を基準に対称に配置されている。第３部分は、中央部２１の外周に沿って延びる形状である。第３部分の延びる方向の両端は、２個の第２部分に接続する。第３部分の延びる方向の中間位置は、第１部分に接続する。

　図７（Ｂ）に示す第１主板２０ＤＥ１は、図７（Ａ）に示した第１主板２０に対して、枠部２２の形状において異なる。枠部２２は、支持部２３の２個の第２部分との接続部の間において、切り欠き部２２０を有する。なお、切り欠き部２２０の位置は、支持部２３の第２部分に接続する部分でなければ、枠部２２の他の箇所であってもよい。

　図７（Ｃ）に示す第１主板２０ＤＥ２は、図７（Ａ）に示した第１主板２０に対して、支持部２３ＤＥ２の形状において異なる。支持部２３ＤＥ２は、支持部２３に対して、１個の第２部分を省略した構成を有する。

　図７（Ｄ）に示す第１主板２０ＤＥ３は、図７（Ａ）に示した第１主板２０に対して、第１開口２３０ＤＥ３、支持部２３ＤＥ３の形状において異なる。第１開口２３０ＤＥ３は、直径の異なる２個の溝によって実現される。２個の溝は、第１主板２０を厚み方向に沿って貫通する。すなわち、２個の溝は、第１主面２１１側と第２主面２１２側とを連通する。２個の溝は、それぞれに、周上の途中の複数箇所で、複数個の溝に分断されている。内側の溝における分断位置と、外側の溝における分断位置とは、異なっている。この２個の溝の分断される部分によって、支持部２３ＤＥ３が形成される。

　図７（Ｅ）に示す第１主板２０ＤＥ４は、図７（Ａ）に示した第１主板２０に対して、第１開口２３０ＤＥ４、支持部２３ＤＥ４の形状において異なる。第１開口２３０ＤＥ４は、円周上に並ぶ複数の貫通孔によって実現される。そして、この複数の貫通孔の間になる部分によって、支持部２３ＤＥ４が形成される。

　なお、上述の各実施形態では、整流部用ベース部材を用いる態様を示した。しかしながら、整流部材を側壁に直接固定してもよい。図８は、流体制御装置の派生例の構成を示す断面図である。

　図８に示すように、流体制御装置１０Ｄは、第１の実施形態に係る流体制御装置１０に対して、第２フィルム６２および固定部材７２の構成構造において異なる。流体制御装置１０Ｄの他の構成は、流体制御装置１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

　流体制御装置１０Ｄは、側板５０Ｄを備える。側板５０Ｄは、第１主板２０と第２主板４０とに接続する。側板５０Ｄは、内壁面５００Ｄを有する。

　第２フィルム６２の外周側の端部付近は、固定部材７２によって、側板５０Ｄの内壁面５００Ｄに固定されている。

　このような構成であっても、上述の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

　なお、上述の各実施形態において、第１フィルムまたは第２フィルムが、固定端を基準として可動部と反対側にはみ出す部分を有する構造であっても、この構成は、本願発明の構成を含んでおり、本願発明と同様の作用効果を有する。

　また、上述の各実施形態の構成は、適宜組合せが可能であり、それぞれの組合せに応じた作用効果を奏することができる。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ：流体制御装置
２０、２０Ａ、２０ＤＥ１、２０ＤＥ２、２０ＤＥ３、２０ＤＥ４：第１主板
２１、２１Ａ、２１Ｂ：中央部
２２：枠部
２３、２３ＤＥ２、２３ＤＥ３、２３ＤＥ４：支持部
３０：圧電素子
４０：第２主板
４１：中央部
４２：外縁部
５０、５１、５２、５０Ｄ：側板
６１、６１Ｃ：第１フィルム
６２、６２Ｃ：第２フィルム
７１、７１Ｃ、７２、７２Ｃ：固定部材
８０：整流部用ベース部材
１００：ポンプ室
２１１：第１主面
２１２：第２主面
２３０、２３０ＤＥ３、２３０ＤＥ４：第１開口
２５１：第１部分
２５２：第２部分
４００：第２開口
４０１：第３主面
４０２：第４主面
４１１：凹部
５００Ｄ：内壁面
８０１、８０２：主面
Ｎ２１：ノード

Claims (7)

1. 　第１主面と第２主面とを有する第１主板と、
   　第３主面と第４主面とを有し、前記第３主面が前記第１主面に対向する第２主板と、
   　前記第１主板と前記第２主板とを接続する側板と、
   　前記第１主板、前記第２主板、および、前記側板によって囲まれるポンプ室と、
   　を備え、
   　前記第１主板は、中央部と、前記中央部の外周に配置された枠部と、前記枠部と前記中央部とに接続し前記中央部を振動可能に支持する支持部と、前記中央部と前記枠部との間に形成され、前記ポンプ室と前記第２主面側の外部とを連通する第１開口と、を備え、
   　前記第２主板は、前記ポンプ室と前記第４主面側の外部とを連通し、前記第１主板から前記第２主板の方向を視て、前記支持部または前記枠部に少なくとも部分的に重なる位置に配置された第２開口を備え、
   　前記中央部に配置され、前記中央部を振動させる圧電素子と、
   　装置の断面視において前記第１主板と前記第２主板との間に配置され、前記中央部の振動時に、前記第１開口を介した前記ポンプ室と前記第２主面側の外部とを連通状態または非連通状態に切り替え可能な第１整流部材と、
   　装置の断面視において前記第２主板と前記第１整流部材との間に配置され、前記中央部の振動時に、前記第２開口を介した前記ポンプ室と前記第４主面側の外部とを連通状態または非連通状態に切り替え可能な第２整流部材と、
   　を備え、
   　前記第１整流部材が前記中央部の前記ポンプ室と前記第２主板側の外部とを連通状態とするときに、前記第２整流部材は前記中央部の前記ポンプ室と前記第４主面側の外部とを非連通状態とし、
   　前記第１整流部材が前記中央部の前記ポンプ室と前記第２主板側の外部とを非連通状態とするときに、前記第２整流部材は前記中央部の前記ポンプ室と前記第４主面側の外部とを連通状態とする、
   　流体制御装置。
2. 　前記側板の内壁から突出する形状であり、前記第１主板と前記第２主板との間に配置された整流部用ベース部材を備え、
   　前記第２整流部材は、前記整流部用ベース部材における前記第２主板側の面に設置される、
   　請求項１に記載の流体制御装置。
3. 　前記整流部用ベース部材は、前記第１主板から前記第２主板の方向を視て、前記中央部に重ならない、
   　請求項２に記載の流体制御装置。
4. 　前記第１整流部材は、可撓性を有する環状の第１フィルムと、前記第１フィルムの一部を固定して、第１固定端と第１可動部とを実現する第１固定部材と、を備え、
   　前記第２整流部材は、可撓性を有する環状の第２フィルムと、前記第２フィルムの一部を固定して、第２固定端と第２可動部とを実現する第２固定部材と、を備える、
   　請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の流体制御装置。
5. 　前記第１フィルムは、前記第１固定端に対して前記第１可動部が前記中央部から視て外側となるように、前記第１固定部材に固定され、
   　前記第２フィルムは、前記第２固定端に対して前記第２可動部が前記中央部側となるように、前記第２固定部材に固定される、
   　請求項４に記載の流体制御装置。
6. 　前記第１フィルムは、前記第１固定端に対して前記第１可動部が前記中央部側となるように、前記第１固定部材に固定され、
   　前記第２フィルムは、前記第２固定端に対して前記第２可動部が前記中央部から視て外側となるように、前記第２固定部材に固定される、
   　請求項４に記載の流体制御装置。
7. 　前記中央部における最も外周に近い振動の節よりも中央側の部分の平均厚みは、前記中央部における前記最も外周に近い節よりも外周側の部分の平均厚みよりも大きい、
   　請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の流体制御装置。

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