WO2022230678A1 - ポンプ装置 - Google Patents

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WO2022230678A1
WO2022230678A1 PCT/JP2022/017809 JP2022017809W WO2022230678A1 WO 2022230678 A1 WO2022230678 A1 WO 2022230678A1 JP 2022017809 W JP2022017809 W JP 2022017809W WO 2022230678 A1 WO2022230678 A1 WO 2022230678A1
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filter member
gas
wall
pump
hole
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PCT/JP2022/017809
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Inventor
幸治 兒玉
Original Assignee
株式会社村田製作所
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/10—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces
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    • B01D2265/00—Casings, housings or mounting for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2265/06—Details of supporting structures for filtering material, e.g. cores

Definitions

  • the present invention relates to a pump device that includes a pump body that conveys gas and a filter that filters gas.
  • Patent Literature 1 describes a cooling device having a pump body containing a piezoelectric pump.
  • the pump body is formed with a passage for introducing gas.
  • the passage communicates with an introduction hole for introducing gas from the outside.
  • a part of the passage communicates with a discharge port that discharges the gas to the outside.
  • a piezoelectric pump introduces gas from the outside through an introduction hole and a passage, and discharges the gas from a discharge port.
  • the filter is provided so as to block the introduction hole.
  • the filter regulates passage of liquid when gas is introduced from the introduction hole.
  • pressure loss occurs due to the filter in bidirectional gas transportation.
  • the function as a filter (filtration function) is not essential, and unnecessary pressure loss occurs.
  • an object of the present invention is to reduce pressure loss when the filtering function of the filter is not required.
  • the pump device includes a pump body, a filter member, and a holding member.
  • the pump body has a first wall with a suction hole and a second wall with a discharge hole.
  • the filter member has a shape and a position that overlaps the suction hole on the outside of the first wall side of the pump body when viewed in a direction perpendicular to the first wall.
  • the holding member holds the filter member to the pump body such that the distance between at least the portion of the filter member overlapping the suction hole and the first wall can be changed.
  • the holding member preferably separates the space generated between the portion of the filter member that overlaps the suction hole and the first wall from the outer edge of the filter member or the holding member. is also a shape that communicates with the outside.
  • pressure loss can be reduced when the filtering function of the filter is not required.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of the pump device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic side sectional view showing the configuration of the pump device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the state of the filter member and the like when gas is inhaled.
  • FIG. 4A is a side view schematically showing the state of the filter member and the like when gas is discharged, and
  • FIG. 4B is a plan view of the filter member side.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the pump device according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a plan view of the surface of the filter member when the gas is discharged.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the pump device according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing the state of the filter member and the like when gas is sucked.
  • FIG. 9A is a side view schematically showing the state of the filter member and the like when gas is discharged
  • FIG. 9B is a plan view of the filter member side.
  • FIG. 10(A) is a schematic side cross-sectional view showing the configuration of a pump device according to a fourth embodiment
  • FIG. 10(B) is a plan view of the surface on the filter member side.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing the state of the filter member and the like when gas is inhaled.
  • FIG. 12(A) is a side view schematically showing the state of the filter member and the like when gas is discharged
  • FIG. 12(B) is a plan view of the filter member side.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of the pump device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic side sectional view showing the configuration of the pump device according to the first embodiment.
  • the shape of each constituent element is partially or entirely exaggerated in order to facilitate understanding of the configuration of the actuator and the fluid control device.
  • the pump device 10 includes a pump body 11, a filter member 70, and a plurality of adhesive members 700.
  • the pump body 11 includes a flat plate member 20, a piezoelectric element 30, a flat plate member 40, a side wall member 50, and a lid member 60.
  • the flat plate member 20 is made of a metal plate or the like, and includes a main flat plate 21, a frame body 22, and a plurality of connecting members 23.
  • the main flat plate 21, the frame 22, and the plurality of connecting members 23 are integrally formed using, for example, one flat plate.
  • the main flat plate 21 is circular in plan view.
  • the frame 22 is arranged so as to surround the main flat plate 21 .
  • the plurality of connecting members 23 are beam-shaped and arranged between the main flat plate 21 and the frame 22 .
  • a plurality of connecting members 23 support the main flat plate 21 with respect to the frame 22 so as to be able to vibrate.
  • the piezoelectric element 30 has a circular shape in plan view.
  • the piezoelectric element 30 includes a piezoelectric body and a driving conductor.
  • the piezoelectric element 30 is arranged on one main surface of the main flat plate 21 . At this time, the center of the piezoelectric element 30 and the center of the main flat plate 21 coincide. Note that matching here includes the range in which the center positions are shifted from each other within the range of manufacturing error.
  • the piezoelectric element 30 is distorted by applying a drive voltage.
  • the main flat plate 21 vibrates due to the stress caused by the strain of the piezoelectric element 30 .
  • the flat plate member 40 is made of a metal plate or the like.
  • the flat plate member 40 is arranged on the other main surface side of the flat plate member 20 .
  • the flat plate member 40 and the flat plate member 20 are arranged so that their main surfaces face each other.
  • the flat plate member 40 is arranged apart from the other main surface of the flat plate member 20 .
  • a through hole 400 is formed in the flat plate member 40 so as to pass through the flat plate member 40 in the thickness direction.
  • the side wall member 50 has an annular shape with a hollow 500 and is arranged between the flat plate member 20 and the flat plate member 40 .
  • Side wall member 50 connects frame 22 of flat plate member 20 and flat plate member 40 .
  • the lid member 60 has a first portion 61 and a second portion 62 .
  • the lid member 60 is made of metal, for example.
  • the first portion 61 is a flat plate.
  • the second portion 62 is a frame standing along the outer edge of the first portion 61 in a direction perpendicular to the main surface of the first portion 61 .
  • a plurality of through holes 600 are formed in the first portion 61 .
  • the lid member 60 is arranged so that the first portion 61 faces the flat plate member 20 and the side on which the second portion 62 stands is on the flat plate member 20 side.
  • the tip of the second portion 62 (the end opposite to the side connected to the first portion 61 ) is connected to the frame 22 of the flat plate member 20 .
  • the pump main body 11 functions as a pump that conveys gas. Therefore, the plurality of through holes 600 correspond to the "suction holes” of the invention, and the through holes 400 correspond to the "discharge holes” of the invention.
  • the first portion 61 of the lid member 60 corresponds to the "first wall” of the invention, and the flat plate member 40 corresponds to the "second wall” of the invention.
  • the filter member 70 is a flexible plate. That is, the shape of the filter member 70 changes depending on the passage of gas or the like.
  • the filter member 70 allows the gas to be conveyed by the pump device 10 to pass through and blocks other unwanted matter (for example, dust having a particle size larger than that of the gas).
  • the filter member 70 is a flat plate provided with a large number of holes having diameters smaller than the opening diameters of the plurality of through holes 600 .
  • the filter member 70 may be a waterproof filter, a HEPA filter, or the like.
  • the shape of the filter member 70 in plan view (the shape in a state where no pressure is applied from the outside such as gas passage) is the shape of the pump body 11 in plan view (the flat plate surface of the first portion 61 of the lid member 60 is shown in plan view). shape).
  • the filter member 70 is arranged so as to face the outer main surface 102 of the first portion 61 of the lid member 60 .
  • the plurality of adhesive members 700 are arranged at positions different from (not overlapping with) the plurality of through holes 600 in a plan view of the first portion 61 .
  • One end in the height direction of the plurality of adhesive members 700 is adhered to the outer main surface 102 of the first portion 61 , and the other end is adhered to the filter member 70 . That is, the plurality of adhesive members 700 adhere and fix a plurality of locations of the filter member 70 that do not overlap the plurality of through holes 600 in plan view to the first portion 61 .
  • the heights and arrangement positions of the plurality of adhesive members 700 are such that when the filter member 70 is deformed by the gas sucked into the pump body 11 through the plurality of through holes 600, the filter member 70 becomes a plurality of adhesive members. It is set to block the through hole 600 . At this time, the flow rate at the time of gas suction and the degree of flexibility (elastic modulus, etc.) of the filter member 70 are taken into consideration.
  • Each of the plurality of adhesive members 700 corresponds to the "individual holding member" of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the state of the filter member and the like when gas is inhaled.
  • illustration of the specific structure inside the pump body 11 is omitted (see FIG. 2).
  • thick arrows indicate gas flows.
  • a cuff 91 is attached to the outer main surface 101 of the pump body 11 as an example of how the pump device 10 is used.
  • gas is sucked into the pump body 11 through the through-hole 600 and discharged to the cuff 91 through the through-hole 400 .
  • the gas flows into the through holes 600 from the filter member 70 side. At this time, the gas passes through the filter member 70 and flows into the through hole 600 .
  • the filter member 70 receives stress toward the pump main body 11 side when the gas passes through. Since the filter member 70 has flexibility, the filter member 70 bends due to this stress. Filter member 70 contacts pump body 11 (first portion 61 of lid member 60 ) in a predetermined region including through hole 600 .
  • the through hole 600 is blocked by the filter member 70 . Therefore, only the gas filtered by the filter member 70 is sucked into the pump main body 11 . As a result, only the filtered gas is discharged to the cuff 91 as well.
  • Gas is discharged by, for example, stopping the driving of the pump main body 11 .
  • the inside of the cuff 91 has a higher pressure than the pump main body 11 and the outside, so gas is discharged from the cuff 91 to the pump main body 11 . If the direction of gas transport in the pump body 11 can be reversed, the pump body 11 may be driven so that the gas is transported from the through hole 400 to the through hole 600 .
  • FIG. 4(A) is a side view schematically showing the state of the filter member and the like when gas is discharged
  • FIG. 4(B) is a plan view of the filter member side.
  • illustration of the specific structure inside the pump main body 11 is omitted (see FIG. 2).
  • thick arrows indicate gas flows.
  • the gas is discharged from the cuff 91 into the pump main body 11 through the through holes 400, and further, the gas is discharged from the pump main body 11 to the outside through the through holes 600.
  • the gas is discharged through the through hole 600 toward the filter member 70 outside the pump body 11 .
  • the filter member 70 is separated from the outer main surface 102 of the first portion 61 of the pump body 11 as shown in FIG. 4(B) due to the stress received from the discharged gas.
  • the filter member 70 has gas permeability, as shown in FIG. 4A, part of the gas discharged through the through holes 600 passes through the filter member 70 and is discharged to the outside. be.
  • the filter member 70 is partially adhered to the first portion 61 by a plurality of adhesive members 700. Therefore, when the filter member 70 is separated from the through-hole 600 , the space where the filter member 70 and the through-hole 600 overlap in plan view corresponds to the space between the filter member 70 and the first portion 61 at the outer edge of the filter member 70 . Communicate with the opening between.
  • part of the gas discharged through the through hole 600 is formed between the filter member 70 and the outer main surface 102 of the first portion 61 as shown in FIGS. 4(A) and 4(B). It is discharged to the outside from the opening of the outer edge of the filter member 70 through the space.
  • the gas when the gas is discharged, the gas is discharged from the opening of the outer edge of the filter member 70 through the channel through which the gas passes through the filter member 70 and the gap between the filter member 70 and the first portion 61. A flow path is ensured. This reduces the pressure loss when the gas is discharged.
  • the filtering function of the filter member 70 can be more reliably realized when gas is sucked in, and the pressure loss can be reduced and rapid gas discharge can be realized when gas is discharged.
  • the gas discharged through the through holes 600 flows along the surface of the first portion 61 of the lid member 60 when the gas is discharged.
  • the gas easily absorbs the heat of the pump body 11, and the heat dissipation of the pump device 10 is improved.
  • the filter member 70 is made of a material having a high thermal conductivity such as metal, the filter member 70 can also dissipate heat. Thereby, the heat dissipation of the pump device 10 is further improved.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the pump device according to the second embodiment.
  • the pump device 10A according to the second embodiment differs from the pump device 10 according to the first embodiment in that it includes a pump main body 11A and the arrangement of a plurality of adhesive members 700.
  • the rest of the configuration of the pump device 10A is the same as that of the pump device 10, and the description of the similar portions will be omitted.
  • the pump device 10A includes a pump main body 11A.
  • the pump main body 11A includes a lid member 60A.
  • a through hole 600 is formed substantially in the center of the first portion 61 of the lid member 60A.
  • the filter member 70 is adhered to the first portion 61 of the lid member 60A by a plurality of adhesive members 700 near each corner along the outer edge.
  • the plurality of bonding members 700 are arranged so as to surround the through hole 600 and not overlap each other in plan view.
  • the operation is substantially the same as in the first embodiment, but since the through holes 600 are surrounded, the difference in deformation depending on the circumferential position of the portion of the filter member 70A that overlaps the through holes 600 can be reduced. . As a result, the through hole 600 can be more reliably blocked by the filter member 70 when the gas is sucked.
  • FIG. 6 is a plan view of the surface of the filter member when the gas is discharged. At the time of discharging, the operation is substantially the same as in the first embodiment. The difference in deformation can be small.
  • the gas discharged from the through-holes 600 and flowing between the filter member 70 and the first portion 61 of the lid member 60A is distributed substantially in all directions of the filter member 70A except for the direction in which the plurality of adhesive members 700 are present. It flows uniformly and is discharged to the outside through the openings on the outer edge. Therefore, for example, substantially the entire surface of the first portion 61 of the lid member 60A can be substantially uniformly dissipated.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the pump device according to the second embodiment.
  • the pump device 10B according to the third embodiment differs from the pump device 10A according to the second embodiment in a filter member 70B and an adhesive member 700B.
  • the rest of the configuration of the pump device 10B is the same as that of the pump device 10A, and the description of the same portions will be omitted.
  • the pump main body 11B and the lid member 60B of the pump device 10B are the same as the pump main body 11A and the lid member 60A of the pump device 10A.
  • the planar view of the filter member 70B is smaller than the planar view of the first portion 61 of the lid member 60B.
  • the filter member 70B is arranged so as to overlap the through hole 600 in plan view. More specifically, the filter member 70B is arranged so that the center of the filter member 70B in a plan view overlaps the through hole 600 .
  • the plurality of adhesive members 700B are strip-shaped. A plurality of adhesive members 700B are arranged along two opposing sides of the filter member 70B. At this time, the plurality of adhesive members 700B are separated from each other.
  • the plurality of bonding members 700B are bonded to the first portion 61 of the lid member 60B so as not to overlap the through-holes 600 and to arrange the through-holes 600 therebetween in plan view.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing the state of the filter member and the like when gas is sucked.
  • illustration of the specific structure inside the pump main body 11B is omitted (see FIG. 7).
  • thick arrows indicate gas flows.
  • the operation is substantially the same as in the first embodiment.
  • the pump device 10B in one direction along the outer main surface 102 of the pump main body 11B (the outer main surface 102 of the first portion 61 of the lid member 60B), a plurality of adhesive members 700B are formed so as to sandwich the through hole 600. are placed.
  • the pump device 10B can suppress suction of dust at the initial stage of the suction operation (during the transition of filtration).
  • FIG. 9A is a side view schematically showing the state of the filter member and the like when gas is discharged
  • FIG. 9B is a plan view of the filter member side.
  • illustration of the specific structure inside the pump main body 11B is omitted (see FIG. 7).
  • thick arrows indicate gas flows.
  • the operation when discharging, the operation is substantially the same as in the first embodiment.
  • the distance from the through hole 600 to the opening at the outer edge of the filter member 70B is shortened.
  • the pump device 10B can further reduce pressure loss during gas discharge.
  • FIG. 10(A) is a schematic side cross-sectional view showing the configuration of a pump device according to a fourth embodiment
  • FIG. 10(B) is a plan view of the surface on the filter member side.
  • the pump device 10C according to the fourth embodiment has a configuration of the pump main body 11C, which is made of a rigid body different from the adhesive member, and which physically holds the pump main body 11C. It differs from the pump device 10 according to the first embodiment in that it includes a holding member 710 that The rest of the configuration of the pump device 10C is the same as that of the pump device 10, and the description of the similar portions will be omitted.
  • the pump device 10C includes a pump main body 11C, a filter member 70C, and a holding member 710.
  • the pump main body 11 ⁇ /b>C has a lid member 60 ⁇ /b>C and a nozzle 63 .
  • the nozzle 63 is formed by protruding part of the outer main surface 102 of the first portion 61 . 600 C of through-holes penetrate the nozzle 63 and the 1st part 61. As shown in FIG.
  • the holding member 710 has a frame 711 and a flat plate 712 .
  • the frame body 711 is fixed to the side surface of the pump main body 11C.
  • the frame 711 does not overlap the through hole 400 of the flat plate member 40 in plan view.
  • the frame 711 does not overlap the first portion 61 of the lid member 60C and the nozzle 63 in plan view.
  • the flat plate 712 has an opening 7120 .
  • the outer shape of the opening 7120 is larger than the outer shape of the nozzle 63 and smaller than the outer shape of the filter member 70C.
  • the flat plate 712 is arranged outside the first portion 61 side of the lid member 60C in the pump main body 11C.
  • the flat plate 712 connects to the frame 711 at the outer edge.
  • the flat plate 712 has an opening 713 that is partially not connected to the frame 711 instead of connecting the entire circumference of the outer edge with the frame 711 .
  • the outer shape of the filter member 70C is smaller than the outer shape of the first portion 61 in plan view.
  • Filter member 70C is arranged between flat plate 712 and first portion 61 . At this time, the filter member 70C is arranged at a position where it does not come into contact with the nozzle 63 in a state in which gas is neither sucked nor discharged.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing the state of the filter member and the like when gas is inhaled.
  • illustration of the specific structure inside the pump main body 11C is omitted (see FIG. 10(A)).
  • thick arrows indicate gas flows.
  • gas is sucked into the through hole 600C through the opening 7120 and the filter member 70C during suction.
  • the filter member 70 ⁇ /b>C receives stress from the gas and moves from the position contacting the flat plate 712 to the position contacting the nozzle 63 .
  • the filter member 70C is maintained in contact with the nozzle 63 by the gas flow.
  • the through hole 600C is covered with the filter member 70C when the gas is sucked.
  • FIG. 12(A) is a side view schematically showing the state of the filter member and the like when gas is discharged
  • FIG. 12(B) is a plan view of the filter member side.
  • illustration of the specific structure inside the pump main body 11C is omitted (see FIG. 10(A)).
  • thick arrows indicate gas flows.
  • gas is discharged toward the filter member 70C outside the pump main body 11C through the through hole 600C during discharge.
  • the filter member 70C is separated from the nozzle 63 by the stress received from the discharged gas, and is held in contact with the flat plate 712 .
  • the filter member 70C has gas permeability, as shown in FIG. 12A, part of the gas discharged through the through-hole 600C passes through the filter member 70C and through the opening 7120, It is discharged outside.
  • the holding member 710 made up of the frame 711 and the flat plate 712 has an opening 713 that opens sideways or the like.
  • part of the gas discharged through the through hole 600 passes through the space formed between the filter member 70C, the nozzle 63, and the outer main surface 102 of the first portion 61, as shown in FIG. 12(B). It passes through and is discharged to the outside from the opening 713 .
  • the pump device 10C can more reliably realize the filtering function of the filter member 70C when sucking gas, and can reduce pressure loss and realize rapid discharge when discharging gas.
  • the filter member 70C it is not necessary to adhere the filter member 70C to the pump main body 11C. As a result, the heat generated in the pump main body 11C is less likely to be transmitted to the filter member 70C, and the thermal deformation of the filter member 70C and displacement of the positions of the holes of the filter member 70C due to this thermal deformation are less likely to occur.
  • the shape of the piezoelectric element in plan view is not limited to circular, and may be polygonal or the like.

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Abstract

ポンプ本体（１１）は、貫通孔（６００）を有する蓋部材（６０）を備える。フィルタ部材（７０）は、ポンプ本体（１１）の蓋部材（６０）側の外方に、貫通孔（６００）に重なる位置および形状からなる。複数の接着部材（７００）は、フィルタ部材（７０）における少なくとも貫通孔（６００）に重なる部分と蓋部材（６０）との距離が変化可能にフィルタ部材（７０）をポンプ本体（１１）に保持する。複数の接着部材（７００）は、フィルタ部材（７０）の貫通孔（６００）に重なる部分が蓋部材（６０）から離れている状態において、フィルタ部材（７０）が貫通孔（６００）に重なる部分と蓋部材（６０）との間に生じる空間が、フィルタ部材（７０）の外縁の少なくとも一部と蓋部材（６０）との間の開口に連通する形状である。

Description

ポンプ装置
　本発明は、気体を搬送するポンプ本体および気体を濾過するフィルタを備えるポンプ装置に関する。
　特許文献１には、圧電ポンプが内蔵されたポンプ本体を備える冷却装置が記載されている。ポンプ本体は、気体を導入するための通路が形成される。通路は、気体を外部か導入する導入孔に連通する。また、通路の一部は、気体を外部に吐出する吐出口に連通する。圧電ポンプは、導入孔および通路を介して外部から気体を導入し、吐出口から気体を吐出する。
　フィルタは、導入孔を塞ぐように設けられている。フィルタは、導入孔からの気体の導入時に、液体の通過を規制する。
特開２００９－１０３１１１号公報
　しかしながら、導入孔と吐出口との間で双方向に気体を搬送する必要が生じることがある。例えば、吐出口にカフを設置した場合、カフに気体を入れる際には、導入孔から吐出口に気体を搬送する。一方、カフから空気を抜く際には、吐出口から導入孔に気体を搬送する。
　この場合、双方向の気体搬送において、フィルタによる圧力損失が生じる。特に、吐出口から導入孔に気体を搬送する場合、フィルタとしての機能（濾過機能）は、必須ではなく、不要な圧力損失が生じる。
　したがって、本発明の目的は、フィルタの濾過機能が必要無い場合における圧力損失を低減することにある。
　ポンプ装置は、ポンプ本体、フィルタ部材、および、保持部材を備える。ポンプ本体は、吸入孔を有する第１壁および吐出孔を有する第２壁を有する。フィルタ部材は、ポンプ本体の第１壁側の外方に、第１壁に直交する方向に視て、吸入孔に重なる位置および形状からなる。保持部材は、フィルタ部材における少なくとも吸入孔に重なる部分と第１壁との距離が変化可能にフィルタ部材をポンプ本体に保持する。保持部材は、フィルタ部材の吸入孔に重なる部分が第１壁から離れている状態において、フィルタ部材が吸入孔に重なる部分と第１壁との間に生じる空間をフィルタ部材の外縁または保持部材よりも外側に連通する形状である。
　この構成では、吸入孔から気体（流体）を吸入するとき、フィルタ部材は、吸入孔に重なり、吸入孔を塞ぐ。これにより、気体は、フィルタ部材を通じて吸入孔に吸入される。吸入孔から気体（流体）を排出するとき、フィルタ部材は、吸入孔から離れる。これにより、吸入孔から排出された気体（流体）は、フィルタ部材を通じて外部に排出されるとともに、第１壁とフィルタ部材との間を通じて、フィルタ部材の外縁から外部へ排出される。このように、吸入孔から気体（液体）が排出されるときには、気体が排出される流路が増加し、圧力損失は低減する。
　この発明によれば、フィルタの濾過機能が必要無い場合における圧力損失を低減できる。
図１は、第１の実施形態に係るポンプ装置の分解斜視図である。 図２は、第１の実施形態に係るポンプ装置の構成を示す概略的な側面断面図である。 図３は、気体の吸入時のフィルタ部材等の状態を概略的に示す図である。 図４（Ａ）は、気体の排出時のフィルタ部材等の状態を概略的に示す側面図であり、図４（Ｂ）は、フィルタ部材側の面を視た平面図である。 図５は、第２の実施形態に係るポンプ装置の分解斜視図である。 図６は、気体の排出時のフィルタ部材側の面を視た平面図である。 図７は、第２の実施形態に係るポンプ装置の分解斜視図である。 図８は、気体の吸入時のフィルタ部材等の状態を概略的に示す図である。 図９（Ａ）は、気体の排出時のフィルタ部材等の状態を概略的に示す側面図であり、図９（Ｂ）は、フィルタ部材側の面を視た平面図である。 図１０（Ａ）は、第４の実施形態に係るポンプ装置の構成を示す概略的な側面断面図であり、図１０（Ｂ）は、フィルタ部材側の面を視た平面図である。 図１１は、気体の吸入時のフィルタ部材等の状態を概略的に示す図である。 図１２（Ａ）は、気体の排出時のフィルタ部材等の状態を概略的に示す側面図であり、図１２（Ｂ）は、フィルタ部材側の面を視た平面図である。
　［第１の実施形態］
　本発明の第１の実施形態に係るポンプ装置について、図を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係るポンプ装置の分解斜視図である。図２は、第１の実施形態に係るポンプ装置の構成を示す概略的な側面断面図である。本実施形態を含む各実施形態において、各図では、アクチュエータおよび流体制御装置の構成を分かり易くするため、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。
　図１、図２に示すように、ポンプ装置１０は、ポンプ本体１１、フィルタ部材７０、複数の接着部材７００を備える。
　ポンプ本体１１は、平板部材２０、圧電素子３０、平板部材４０、側壁部材５０、および、蓋部材６０を備える。
　平板部材２０は、金属板等からなり、主平板２１、枠体２２、および、複数の連結部材２３を備える。主平板２１、枠体２２、および、複数の連結部材２３は、例えば、１枚の平板を用いて、一体に形成されている。
　主平板２１は、平面視して円形である。枠体２２は、主平板２１を囲むように配置される。複数の連結部材２３は、梁形状であり、主平板２１と枠体２２との間に配置される。複数の連結部材２３は、枠体２２に対して主平板２１を振動可能に支持する。
　圧電素子３０は、平面視した形状が円形である。圧電素子３０は、圧電体、および、駆動用導体を備える。圧電素子３０は、主平板２１の一方主面に配置される。この際、圧電素子３０の中心と主平板２１の中心とは一致する。なお、ここでの一致とは、製造誤差の範囲内において、互いの中心位置がずれている範囲内も含む。
　圧電素子３０は、駆動電圧が印加されることによって歪む。主平板２１は、圧電素子３０の歪みによる応力によって振動する。
　平板部材４０は、金属板等からなる。平板部材４０は、平板部材２０における他方主面側に配置される。平板部材４０と平板部材２０とは、互いの主面同士が対向するように配置される。平板部材４０は、平板部材２０の他方主面から離間して配置される。平板部材４０には、平板部材４０を厚み方向に貫通する貫通孔４００が形成されている。
　側壁部材５０は、中空５００を有する環状であり、平板部材２０と平板部材４０との間に配置される。側壁部材５０は、平板部材２０の枠体２２と平板部材４０とに接続する。
　蓋部材６０は、第１部分６１と第２部分６２とを備える。蓋部材６０は、例えば、金属からなる。第１部分６１は、平板である。第２部分６２は、第１部分６１の外縁に沿って、第１部分６１の主面から直交する方向に立設する枠体である。第１部分６１には、複数の貫通孔６００が形成されている。
　蓋部材６０は、第１部分６１が平板部材２０に対向し、第２部分６２が立設する側が平板部材２０側となるように配置される。第２部分６２の先端部（第１部分６１に接続する側と反対側の端部）は、平板部材２０の枠体２２に接続する。
　このような構成において、上述のように主平板２１が振動すると、気体は、複数の貫通孔６００を通じてポンプ本体１１内に吸入され、貫通孔４００を通じて外部に吐出される。これにより、ポンプ本体１１は、気体を搬送するポンプとして機能する。したがって、複数の貫通孔６００が、本発明の「吸入孔」に対応し、貫通孔４００が、本発明の「吐出孔」に対応する。そして、蓋部材６０の第１部分６１が、本発明の「第１壁」に対応し、平板部材４０が、本発明の「第２壁」に対応する。
　フィルタ部材７０は、可撓性を有する板である。すなわち、フィルタ部材７０の形状は、気体の通過等によって変化する。フィルタ部材７０は、ポンプ装置１０で搬送する気体を通過し、その他の不要物（例えば、気体よりも粒径の大きな塵等）を遮断する。例えば、フィルタ部材７０は、複数の貫通孔６００の開口径よりも小さな径の孔が多数設けられた平板である。また、フィルタ部材７０は、防水フィルタやＨＥＰＡフィルタ等であってもよい。
　フィルタ部材７０を平面視した形状（気体の通過等の外部からの圧力がかからない状態での形状）は、ポンプ本体１１を平面視した形状（蓋部材６０の第１部分６１の平板面を平面視した形状）と略同じである。
　フィルタ部材７０は、蓋部材６０の第１部分６１の外主面１０２に対向するように配置される。
　複数の接着部材７００は、第１部分６１を平面視して、複数の貫通孔６００と異なる位置（重ならない位置）に配置される。複数の接着部材７００の高さ方向の一方端は、第１部分６１の外主面１０２に接着し、他方端は、フィルタ部材７０に接着する。すなわち、複数の接着部材７００は、フィルタ部材７０における平面視において複数の貫通孔６００に重ならない複数箇所を、第１部分６１に接着して固定する。この際、複数の接着部材７００の高さおよび配置位置は、気体が複数の貫通孔６００を通じてポンプ本体１１内に吸入される際に気体によってフィルタ部材７０が変形した時に、フィルタ部材７０が複数の貫通孔６００を塞ぐように設定される。この際、気体の吸入時の流量、および、フィルタ部材７０の可撓性の度合い（弾性率等）を考慮する。複数の接着部材７００のそれぞれが、本発明の「個別保持部材」に対応する。
　（吸入時）
　図３は、気体の吸入時のフィルタ部材等の状態を概略的に示す図である。なお、図３では、ポンプ本体１１の内部の具体的な構造の図示は省略している（図２参照）。図３において、太線の矢印が、気体の流れを示す。
　図３および後述の図４に示すように、ポンプ装置１０の利用態様の一例として、ポンプ本体１１の外主面１０１には、カフ９１が取り付けられている。
　この場合、図３に示すように、貫通孔６００を通じて気体をポンプ本体１１内に吸入し、貫通孔４００を通じて気体をカフ９１に吐出する。気体は、フィルタ部材７０側から貫通孔６００に流入する。この際、気体は、フィルタ部材７０を通過して貫通孔６００に流入する。
　この気体の通過時に、フィルタ部材７０は、ポンプ本体１１側に向かう応力を受ける。フィルタ部材７０は可撓性を有するので、フィルタ部材７０は、この応力によって湾曲する。そして、フィルタ部材７０は、貫通孔６００を含む所定領域において、ポンプ本体１１（蓋部材６０の第１部分６１）に当接する。
　これにより、貫通孔６００は、フィルタ部材７０によって塞がれる。したがって、ポンプ本体１１内には、フィルタ部材７０によって濾過された気体のみが吸入される。この結果、カフ９１にも、濾過された気体のみが吐出される。
　（排出時）
　気体の排出は、例えば、ポンプ本体１１の駆動を停止することによって実現される。この場合、カフ９１の内部がポンプ本体１１および外部よりも高圧になるため、カフ９１からポンプ本体１１に気体が排出される。なお、ポンプ本体１１における気体の搬送方向を逆転できる場合は、貫通孔４００から貫通孔６００に気体が搬送されるように、ポンプ本体１１を駆動してもよい。
　図４（Ａ）は、気体の排出時のフィルタ部材等の状態を概略的に示す側面図であり、図４（Ｂ）は、フィルタ部材側の面を視た平面図である。なお、図４（Ａ）では、ポンプ本体１１の内部の具体的な構造の図示は省略している（図２参照）。図４（Ａ）、図４（Ｂ）において、太線の矢印が、気体の流れを示す。
　図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、貫通孔４００を通じて気体をカフ９１からポンプ本体１１内に排出し、さらに、貫通孔６００を通じて気体をポンプ本体１１内から外部に排出する場合、気体は、貫通孔６００を通じて、ポンプ本体１１の外部のフィルタ部材７０に向かって排出される。フィルタ部材７０は、排出された気体から受ける応力によって、図４（Ｂ）に示すように、ポンプ本体１１の第１部分６１の外主面１０２から離間する。
　フィルタ部材７０は、気体に対して通気性を有するので、図４（Ａ）に示すように、貫通孔６００を通じて排出された気体の一部は、フィルタ部材７０を通過して、外部に排出される。
　さらに、上述のように、フィルタ部材７０は、複数の接着部材７００によって、第１部分６１に対して部分的に接着されている。したがって、フィルタ部材７０が貫通孔６００から離間している状態において、平面視してフィルタ部材７０と貫通孔６００とが重なる空間は、フィルタ部材７０の外縁におけるフィルタ部材７０と第１部分６１との間の開口に連通する。
　これにより、貫通孔６００を通じて排出された気体の一部は、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、フィルタ部材７０と第１部分６１の外主面１０２との間にできた空間を通って、フィルタ部材７０の外縁の開口から外部に排出される。
　このように、気体の排出時には、フィルタ部材７０を通過して気体が排出される流路と、フィルタ部材７０と第１部分６１との間を通じてフィルタ部材７０の外縁の開口から気体が排出される流路とが、確保される。これにより、気体の排出時の圧力損失は、低減される。
　以上のように、本実施形態の構成を用いることによって、気体の吸入時には、フィルタ部材７０による濾過機能をより確実に実現し、気体の排出時には、圧力損失を低減し、急速排出を実現できる。
　そして、この構成を採用することによって、例えば、カフ９１に塵等が入ることを抑制し、且つ、カフ９１からの気体の急速排出が可能になる。この際、他部品である急速排気バルブ等を設けなくてもよく、ポンプ装置１０を小型、低背に実現できる。
　また、この構成では、気体の排出時、貫通孔６００を通じて排出された気体は、蓋部材６０の第１部分６１の表面に沿って流れる。これにより、気体がポンプ本体１１の熱を吸収しやすく、ポンプ装置１０の放熱性は向上する。さらに、フィルタ部材７０が金属等の熱伝導率が高い材料からなる場合、フィルタ部材７０による放熱も実現できる。これにより、ポンプ装置１０の放熱性はさらに向上する。
　［第２の実施形態］
　本発明の第２の実施形態に係るポンプ装置について、図を参照して説明する。図５は、第２の実施形態に係るポンプ装置の分解斜視図である。
　図５に示すように、第２の実施形態に係るポンプ装置１０Ａは、第１の実施形態に係るポンプ装置１０に対して、ポンプ本体１１Ａを備える点、複数の接着部材７００の配置において異なる。ポンプ装置１０Ａの他の構成は、ポンプ装置１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
　ポンプ装置１０Ａは、ポンプ本体１１Ａを備える。ポンプ本体１１Ａは、蓋部材６０Ａを備える。蓋部材６０Ａでは、第１部分６１の略中央に貫通孔６００が形成されている。
　フィルタ部材７０は、外縁に沿った各角部付近において、複数の接着部材７００によって、蓋部材６０Ａの第１部分６１に接着される。言い換えれば、複数の接着部材７００は、平面視において、貫通孔６００を囲むように、且つ、複数の接着部材７００が重ならないように配置される。
　（吸入時）
　吸入時は、第１の実施形態と略同じ動作となるが、貫通孔６００が囲まれていることによって、フィルタ部材７０Ａの貫通孔６００に重なる部分の周方向の位置による変形の差は小さくできる。これにより、気体の吸入時に、フィルタ部材７０によって貫通孔６００をより確実に塞ぐことができる。
　（排出時）
　図６は、気体の排出時のフィルタ部材側の面を視た平面図である。排出時も、第１の実施形態と略同じ動作となるが、吸入時と同様に、貫通孔６００が囲まれていることによって、フィルタ部材７０Ａの貫通孔６００に重なる部分の周方向の位置による変形の差は小さくできる。
　これにより、貫通孔６００から排出され、フィルタ部材７０と蓋部材６０Ａの第１部分６１との間を流れる気体は、複数の接着部材７００を存在する方向を除き、フィルタ部材７０Ａの全方向に略均一に流れ、外縁の開口から外部に排出される。したがって、例えば、蓋部材６０Ａの第１部分６１の略全面を略均一に放熱できる。
　［第３の実施形態］
　本発明の第３の実施形態に係るポンプ装置について、図を参照して説明する。図７は、第２の実施形態に係るポンプ装置の分解斜視図である。
　図７に示すように、第３の実施形態に係るポンプ装置１０Ｂは、第２の実施形態に係るポンプ装置１０Ａに対して、フィルタ部材７０Ｂ、接着部材７００Ｂにおいて異なる。ポンプ装置１０Ｂの他の構成は、ポンプ装置１０Ａと同様であり、同様の箇所の説明は省略する。なお、ポンプ装置１０Ｂのポンプ本体１１Ｂおよび蓋部材６０Ｂは、ポンプ装置１０Ａのポンプ本体１１Ａおよび蓋部材６０Ａと同じである。
　フィルタ部材７０Ｂの平面視した外形形状は、蓋部材６０Ｂの第１部分６１を平面視した外形形状よりも小さい。
　フィルタ部材７０Ｂは、平面視において、貫通孔６００に重なるように配置される。より具体的には、フィルタ部材７０Ｂは、フィルタ部材７０Ｂを平面視した中心が貫通孔６００に重なるように配置される。
　複数の接着部材７００Ｂは、帯状である。複数の接着部材７００Ｂは、フィルタ部材７０Ｂの対向する二辺にそれぞれ沿って配置される。この際、複数の接着部材７００Ｂは互いに離間している。
　複数の接着部材７００Ｂは、貫通孔６００に重ならず、平面視において貫通孔６００を間に配置するように、蓋部材６０Ｂの第１部分６１に接着する。
　（吸入時）
　図８は、気体の吸入時のフィルタ部材等の状態を概略的に示す図である。なお、図８では、ポンプ本体１１Ｂの内部の具体的な構造の図示は省略している（図７参照）。図８において、太線の矢印が、気体の流れを示す。
　図８に示すように、吸入時は、第１の実施形態と略同じ動作となる。ここで、ポンプ装置１０Ｂでは、ポンプ本体１１Ｂの外主面１０２（蓋部材６０Ｂの第１部分６１の外主面１０２）に沿った一方向おいて貫通孔６００を挟むように複数の接着部材７００Ｂが配置されている。これにより、吸入の開始時で、フィルタ部材７０Ｂが第１部分６１に当接する前のときに、フィルタ部材７０Ｂを通過せずに、この一方向の両側から気体が吸入されることを抑制できる。すなわち、ポンプ装置１０Ｂは、吸入動作の初期時（濾過の過渡時）での塵の吸入を抑制できる。
　（排出時）
　図９（Ａ）は、気体の排出時のフィルタ部材等の状態を概略的に示す側面図であり、図９（Ｂ）は、フィルタ部材側の面を視た平面図である。なお、図９（Ａ）では、ポンプ本体１１Ｂの内部の具体的な構造の図示は省略している（図７参照）。図９（Ａ）、図９（Ｂ）において、太線の矢印が、気体の流れを示す。
　図９（Ａ）、図９（Ｂ）に示すように、排出時も、第１の実施形態と略同じ動作となるが、フィルタ部材７０Ｂの外形形状が蓋部材６０Ｂの第１部分６１の外形形状よりも小さいことにより、貫通孔６００からフィルタ部材７０Ｂの外縁の開口までの距離は短くなる。
　これにより、貫通孔６００からフィルタ部材７０Ｂの外縁の開口に流れる流路の圧力損失は、さらに小さくなる。したがって、ポンプ装置１０Ｂは、気体の排出時の圧力損失をさらに低減できる。
　［第４の実施形態］
　本発明の第４の実施形態に係るポンプ装置について、図を参照して説明する。図１０（Ａ）は、第４の実施形態に係るポンプ装置の構成を示す概略的な側面断面図であり、図１０（Ｂ）は、フィルタ部材側の面を視た平面図である。
　図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に示すように、第４の実施形態に係るポンプ装置１０Ｃは、ポンプ本体１１Ｃの構成、接着部材とは異なる剛体からなり物理的にポンプ本体１１Ｃを保持する保持部材７１０を備える点で、第１の実施形態に係るポンプ装置１０と異なる。ポンプ装置１０Ｃの他の構成は、ポンプ装置１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
　ポンプ装置１０Ｃは、ポンプ本体１１Ｃ、および、フィルタ部材７０Ｃ、保持部材７１０を備える。ポンプ本体１１Ｃは、蓋部材６０Ｃは、ノズル６３を備える。ノズル６３は、第１部分６１の外主面１０２の一部が突出することによって形成される。貫通孔６００Ｃは、ノズル６３および第１部分６１を貫通する。
　保持部材７１０は、枠体７１１と平板７１２とを備える。
　枠体７１１は、ポンプ本体１１Ｃの側面に固定される。枠体７１１は、平面視において、平板部材４０の貫通孔４００に重なっていない。枠体７１１は、平面視において蓋部材６０Ｃの第１部分６１およびノズル６３に重なっていない。
　平板７１２は、開口部７１２０を有する。開口部７１２０の外形は、ノズル６３の外形よりも大きく、フィルタ部材７０Ｃの外形よりも小さい。平板７１２は、ポンプ本体１１Ｃにおける蓋部材６０Ｃの第１部分６１側の外方に配置される。平板７１２は、外縁部において枠体７１１に接続する。この際、平板７１２は、図１０（Ｂ）に示すように、外縁の全周を枠体７１１で接続するのではなく、部分的に枠体７１１に接続していない開口部７１３を有する。
　フィルタ部材７０Ｃの外形は、第１部分６１を平面視した外形よりも小さい。フィルタ部材７０Ｃは、平板７１２と第１部分６１との間に配置される。この際、フィルタ部材７０Ｃは、気体が吸入、排出されていない状態において、ノズル６３に当接しない位置に配置される。
　（吸入時）
　図１１は、気体の吸入時のフィルタ部材等の状態を概略的に示す図である。なお、図１１では、ポンプ本体１１Ｃの内部の具体的な構造の図示は省略している（図１０（Ａ）参照）。図１１において、太線の矢印が、気体の流れを示す。
　図１１に示すように、吸入時は、開口部７１２０およびフィルタ部材７０Ｃを通じて、気体は、貫通孔６００Ｃに吸入される。この際、フィルタ部材７０Ｃは、気体からの応力を受けて、平板７１２に当接する位置からノズル６３に当接する位置に移動する。この後、フィルタ部材７０Ｃは、気体の流れによってノズル６３の当接した状態で維持される。これにより、気体の吸入時には、貫通孔６００Ｃがフィルタ部材７０Ｃによって覆われる。
　（排出時）
　図１２（Ａ）は、気体の排出時のフィルタ部材等の状態を概略的に示す側面図であり、図１２（Ｂ）は、フィルタ部材側の面を視た平面図である。なお、図１２（Ａ）では、ポンプ本体１１Ｃの内部の具体的な構造の図示は省略している（図１０（Ａ）参照）。図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）において、太線の矢印が、気体の流れを示す。
　図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）に示すように、排出時は、気体は、貫通孔６００Ｃを通じて、ポンプ本体１１Ｃの外部のフィルタ部材７０Ｃに向かって排出される。フィルタ部材７０Ｃは、排出された気体から受ける応力によって、ノズル６３から離間し、平板７１２に当接して保持される。
　フィルタ部材７０Ｃは、気体に対して通気性を有するので、図１２（Ａ）に示すように、貫通孔６００Ｃを通じて排出された気体の一部は、フィルタ部材７０Ｃを通過し、開口部７１２０を通じて、外部に排出される。
　さらに、上述のように、枠体７１１および平板７１２からなる保持部材７１０は、側方等に開放する開口部７１３を有する。
　これにより、貫通孔６００を通じて排出された気体の一部は、図１２（Ｂ）に示すように、フィルタ部材７０Ｃとノズル６３および第１部分６１の外主面１０２との間にできた空間を通って、開口部７１３から外部に排出される。
　このように、気体の排出時には、フィルタ部材７０Ｃを通過し開口部７１２０を通じて気体が排出される流路と、保持部材７１０の開口部７１３から気体が排出される流路とが、確保される。これにより、気体の排出時の圧力損失は、低減される。
　したがって、ポンプ装置１０Ｃは、ポンプ装置１０と同様に、気体の吸入時には、フィルタ部材７０Ｃによる濾過機能をより確実に実現し、気体の排出時には、圧力損失を低減し、急速排出を実現できる。
　また、ポンプ装置１０Ｃの構成では、フィルタ部材７０Ｃをポンプ本体１１Ｃに接着さする必要がなくなる。これにより、ポンプ本体１１Ｃで発生した熱がフィルタ部材７０Ｃに伝わりにくくなり、フィルタ部材７０Ｃの熱変形、この熱変形によるフィルタ部材７０Ｃの孔の位置のズレが生じにくくなる。
　なお、上述の説明では、気体を搬送する態様を示した。しかしながら、気体に限らず他の流体に対しても上述の構成を適用できる。
　また、圧電素子は、平面視した形状が円形に限らず、多角形等であってもよい。
　また、上述の各実施形態の構成は、適宜組合せ可能であり、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：ポンプ装置
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ：ポンプ本体
２０：平板部材
２１：主平板
２２：枠体
２３：連結部材
３０：圧電素子
４０：平板部材
５０：側壁部材
６０、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ：蓋部材
６１：第１部分
６２：第２部分
６３：ノズル
７０、７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ：フィルタ部材
９１：カフ
１０１、１０２：外主面
４００：貫通孔
５００：中空
６００、６００Ｃ：貫通孔
７００、７００Ｂ：接着部材
７１０：保持部材
７１１：枠体
７１２：平板
７１３、７１２０：開口部

Claims (6)

  1. 　吸入孔を有する第１壁および吐出孔を有する第２壁を有するポンプ本体を備えるポンプ本体と、
    　前記ポンプ本体の前記第１壁側の外方に、前記第１壁に直交する方向に視て、前記吸入孔に重なる位置および形状からなり、フィルタ部材と、
    　前記フィルタ部材における少なくとも前記吸入孔に重なる部分と前記第１壁との距離が変化可能に前記フィルタ部材を前記ポンプ本体に保持する保持部材と、
    　を備え、
    　前記保持部材は、
    　　前記フィルタ部材の前記吸入孔に重なる部分が前記第１壁から離れている状態において、前記フィルタ部材が前記吸入孔に重なる部分と前記第１壁との間に生じる空間を前記フィルタ部材の外縁または前記保持部材よりも外側に連通する形状である、
    　ポンプ装置。
  2. 　前記保持部材は、複数の個別保持部材を備え、
    　前記複数の個別保持部材は、互いに離間し、前記第１壁に直交する方向に視て前記吸入孔を囲む位置に配置される、
    　請求項１に記載のポンプ装置。
  3. 　前記第１壁に直交する方向に視て、前記フィルタ部材は、前記第１壁よりも小さい、
    　請求項１または請求項２に記載のポンプ装置。
  4. 　前記フィルタ部材は、
    　　前記第１壁に平行な主面を有する板状であり、
    　　前記主面の形状が変化する可撓性を有する、
    　請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のポンプ装置。
  5. 　前記保持部材は、前記フィルタ部材を前記第１壁に接着する接着部材である、
    　請求項４に記載のポンプ装置。
  6. 　前記保持部材は、前記フィルタ部材の全体を前記第１壁に直交する方向に移動可能に保持する、
    　請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のポンプ装置。
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