流体制御装置
【課題】温度変化による圧力−流量特性の変動を抑制することができる流体制御装置を提供する。
【解決手段】圧電ポンプ１０１は、振動板ユニット１６０と可撓板１５１と基板１９１とを備える。振動板ユニット１６０は、圧電素子１４２の線膨張係数より大きな線膨張係数を有する金属材料で形成されている。可撓板１５１及び基板１９１は、振動板ユニット１６０の線膨張係数より大きな線膨張係数を有する材料で形成されている。振動板ユニット１６０は、振動板１４１と、枠板１６１と、連結部１６２とによって構成される。振動板１４１の周囲には枠板１６１が設けられていて、振動板１４１は３つの連結部１６２で枠板１６１に対して３点で柔軟に弾性支持されている。そして、枠板１６１は可撓板１５１に接着固定される。
【解決手段】圧電ポンプ１０１は、振動板ユニット１６０と可撓板１５１と基板１９１とを備える。振動板ユニット１６０は、圧電素子１４２の線膨張係数より大きな線膨張係数を有する金属材料で形成されている。可撓板１５１及び基板１９１は、振動板ユニット１６０の線膨張係数より大きな線膨張係数を有する材料で形成されている。振動板ユニット１６０は、振動板１４１と、枠板１６１と、連結部１６２とによって構成される。振動板１４１の周囲には枠板１６１が設けられていて、振動板１４１は３つの連結部１６２で枠板１６１に対して３点で柔軟に弾性支持されている。そして、枠板１６１は可撓板１５１に接着固定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体制御を行う流体制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に従来の流体ポンプが開示されている。
図１は特許文献１の流体ポンプの３次共振モードでのポンピング動作を示す図である。図１に示す流体ポンプは、ポンプ本体１０と、外周部がポンプ本体１０に対して固定された振動板２０と、この振動板２０の中央部に貼り付けられた圧電素子２３と、振動板２０の略中央部と対向するポンプ本体１０の部位に形成された第１開口部１１と、振動板２０の中央部と外周部との中間領域又はこの中間領域と対向するポンプ本体の部位に形成された第２開口部１２とを備える。振動板２０は金属製であり、圧電素子２３は第１開口部１１を覆い、且つ第２開口部１２まで達しない大きさに形成されている。
【０００３】
図１に示す流体ポンプでは、圧電素子２３に所定周波数の電圧を印加することにより、第１開口部１１に対向する振動板２０の部分と第２開口部１２に対向する振動板２０の部分とが相反方向に屈曲変形する。これにより、第１開口部１１および第２開口部１２の一方から流体を吸込み、他方から吐出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００８／０６９２６４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１に示したような構造の流体ポンプは、構造が簡単で薄型に構成でき、例えば燃料電池システムの空気輸送用ポンプとして用いられる。ところが、組み込み先の電子機器は常に小型化の傾向があるため、流体ポンプの能力（流量と圧力）を低下させることなく更なる流体ポンプの小型化が要求される。流体ポンプが小型化する程、ポンプの能力（流量と圧力）は低下するため、ポンプの能力を維持しつつ小型化しようとすれば、従来構造の流体ポンプでは限界があった。
【０００６】
そこで、本願の発明者は、以下に示す構造の流体ポンプを考案した。
図２は、同流体ポンプの主要部の構成を示す断面図である。流体ポンプ９０１は、基板３９、可撓板３５、スペーサ３７、振動板３１、圧電素子３２を備え、それらを順に積層した構造を有している。流体ポンプ９０１では、圧電素子３２と圧電素子３２に接合された振動板３１とがアクチュエータ３０を構成する。この振動板３１の端部は、中心に通気孔３５Ａが形成された可撓板３５の端部に、スペーサ３７を介して接着固定されている。そのため、振動板３１は、可撓板３５からスペーサ３７の厚み分離れてスペーサ３７に支持されている。
【０００７】
また、可撓板３５には、中心に円柱形の開口部４０が形成された基板３９が接合されている。可撓板３５の一部は基板３９の開口部４０で基板３９側へ露出する。この円形の露出部は、アクチュエータ３０の振動に伴う流体の圧力変動により、アクチュエータ３０と実質的に同一周波数で振動することができる。すなわち、この可撓板３５と基板３９との構成により、可撓板３５のアクチュエータ３０に対向する領域の中心又は中心付近は屈曲振動可能な可動部４１（露出部）となり、アクチュエータ３０に対向する当該領域の可動部４１より外側の周辺部は基板３９に拘束された固定部４２となっている。
【０００８】
以上の構造において圧電素子３２に電圧が印加されると、流体ポンプ９０１では、圧電素子３２の伸縮により振動板３１が屈曲振動し、振動板３１の振動に伴って可撓板３５の可動部４１が振動する。これにより、流体ポンプ９０１は、通気孔３５Ａから空気を吸引又は吐出する。よって、流体ポンプ９０１では、アクチュエータ３０の振動に伴い可動部４１が振動するため、実質的に振動振幅を増すことができるので、流体ポンプ９０１は、小型・低背でありながら高い圧力と大きな流量を得ることができる。
【０００９】
しかしながら、上記流体ポンプ９０１は、上述したように各構成部材を積層した構造を有しており、その各構成部材は接着剤で接着固定されている。このため、流体ポンプ９０１の駆動時の発熱による温度の変化、又は環境温度の変化によって各構成部材がそれぞれの線膨張係数の違いに応じて反り、振動板３１と可撓板３５との間の距離が変化してしまう。振動板３１と可撓板３５との間の距離は、流体ポンプ９０１の圧力−流量特性に影響を与える重要な因子である。
【００１０】
そのため、流体ポンプ９０１では、流体ポンプ９０１の圧力−流量特性が温度変化によって変動してしまうという問題がある。即ち、流体ポンプ９０１では、温度特性が悪いという問題がある。
【００１１】
そこで本発明は、温度変化による圧力−流量特性の変動を抑制することができる流体制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の流体制御装置は、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。
【００１３】
（１）振動板と、前記振動板の周囲を囲む枠板と、を有する振動板ユニットと、
前記振動板の一方の主面に接合され、前記振動板を振動させる駆動体と、
孔が設けられており、前記振動板に対向するよう前記枠板に接合されている可撓板と、
前記可撓板の前記振動板と逆側の主面に接合されている基板と、を備え、
前記枠体の材料の線膨張係数に対する前記基板の材料の線膨張係数の大小関係は、前記振動板または前記駆動体のうち前記可撓板から遠い方のものの材料の線膨張係数に対する前記振動板または前記駆動体のうち前記可撓板に近い方のものの材料の線膨張係数の大小関係と同じである。
【００１４】
この構成は、振動板ユニット、駆動体、可撓板、及び基板の反り方向が互いに異なる第１の構成および第２の構成を含んでいる。第１の構成では、振動板または駆動体のうち可撓板に近い方のものが、振動板または駆動体のうち可撓板から遠い方のものの線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成され、基板は、枠体の線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成されている。一方、第２の構成では、振動板または駆動体のうち可撓板に近い方のものが、振動板または駆動体のうち可撓板から遠い方のものの線膨張係数より小さい線膨張係数を有する材料で形成され、基板は、枠体の線膨張係数より小さい線膨張係数を有する材料で形成されている。
【００１５】
この構成において、振動板ユニット、駆動体、可撓板、及び基板は、常温より高い温度で接合される。これにより、第１の構成では、接合後、常温において、振動板ユニット及び駆動体の線膨張係数の違いから振動板は基板と逆側の主面を凸にして反り、振動板ユニット及び基板の線膨張係数の違いから可撓板は駆動体が設けられている側（即ち基板と逆側）の主面を凸にして反る。一方、第２の構成では、接合後、常温において、振動板ユニット及び駆動体の線膨張係数の違いから振動板は基板側の主面を凸にして反り、振動板ユニット及び基板の線膨張係数の違いから可撓板は基板側の主面を凸にして反る。
【００１６】
そのため、この構成では、振動板ユニット及び駆動体の線膨張係数の差と振動板ユニット及び基板の線膨張係数の差とがほぼ等しい場合、流体制御装置の駆動時の発熱、又は環境温度の変化によって流体制御装置の温度が上昇する程、振動板と可撓板の反りがほぼ等しい量だけ共に減少する。
【００１７】
よって、この構成では、振動板ユニット、駆動体、可撓板、及び基板の各材料を選定することで、振動板ユニット、駆動体、可撓板、及び基板が温度変化によってそれぞれの線膨張係数の違いから変形しても、振動板と可撓板との間の距離を常に略一定に保つことができる。
【００１８】
従って、この構成によれば、温度変化による圧力−流量特性の変動を抑制することができる。
【００１９】
（２）上記（１）において、前記駆動体は、前記振動板の前記基板と逆側の主面に接合され、
前記可撓板は、前記振動板の前記基板側の主面に対向するよう前記枠板に接合され、
前記振動板ユニットは、前記駆動体の線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成され、
前記基板は、前記振動板ユニットの線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成された。
【００２０】
この構成は上述の第１の構成に含まれる。この構成では、接合後、常温において、振動板ユニット及び駆動体の線膨張係数の違いから振動板は駆動体側の主面を凸にして反り、振動板ユニット及び基板の線膨張係数の違いから可撓板は駆動体側の主面を凸にして反る。
【００２１】
（３）上記（１）において、前記駆動体は、前記振動板の前記基板側の主面に接合され、
前記可撓板は、前記振動板の前記基板側の主面に対向するよう前記枠板に接合され、
前記駆動体は、前記振動板ユニットの線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成され、
前記基板は、前記振動板ユニットの線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成された。
【００２２】
この構成は上述の第１の構成に含まれる。この構成では、接合後、常温において、振動板ユニット及び駆動体の線膨張係数の違いから振動板は駆動体と逆側の主面を凸にして反り、振動板ユニット及び基板の線膨張係数の違いから可撓板は駆動体側の主面を凸にして反る。
【００２３】
（４）前記振動板ユニットは、前記振動板と前記枠板とを連結し、前記枠板に対して前記振動板を弾性支持する連結部をさらに有することが好ましい。
【００２４】
この構成では、振動板は、連結部で枠板に対して柔軟に弾性支持されており、圧電素子の伸縮による振動板の屈曲振動は殆ど妨げられない。このため、振動板の屈曲振動に伴う損失が少なくなる。
【００２５】
（５）前記可撓板は、前記振動板ユニットより線膨張係数の大きい材料で形成されていることが好ましい。
【００２６】
この構成においても、常温において、振動板ユニット、可撓板及び基板の線膨張係数の違いから可撓板は駆動体側を凸にして反る。そして、流体制御装置の駆動時の発熱、又は環境温度の変化によって流体制御装置の温度が上昇する程、振動板と可撓板の反りが共に減少する。
【００２７】
（６）前記振動板は、前記基板と逆側を凸にして反った状態で、前記連結部によって前記枠板に対して弾性支持されており、
前記可撓板は、前記駆動体側を凸にして反った状態で、前記基板に接合されていることが好ましい。
【００２８】
この構成では、常温において、振動板ユニット及び駆動体の線膨張係数の違いから振動板は駆動体側を凸にして反り、振動板ユニット及び基板の線膨張係数の違いから可撓板は駆動体側を凸にして反っている。そのため、流体制御装置の駆動時の発熱、又は環境温度の変化によって流体制御装置の温度が上昇する程、振動板と可撓板の反りが共に減少する。
【００２９】
（７）前記振動板および前記連結部は、前記振動板および前記連結部の前記可撓板側の面が前記可撓板から離れるよう、前記枠板の厚みより薄い厚みに形成されていることが好ましい。
【００３０】
この構成では、枠板と可撓板を接着固定する際の接着剤が連結部と可撓板との隙間へ流れ込んでも、連結部の可撓板側の面が可撓板から所定距離だけ離れているため、連結部と可撓板とが接着することを抑制できる。同様に、振動板と可撓板との隙間へ上記接着剤の余剰分が流れ込んでも、振動板の可撓板側の面が可撓板から所定距離だけ離れているため、振動板と可撓板とが接着することを抑制できる。そのため、振動板および連結部と可撓板とが接着して振動板の振動を阻害してしまうことを抑制できる。
【００３１】
（８）前記可撓板の前記連結部と対向する領域には孔部が形成されることが好ましい。
【００３２】
この構成では、枠板を可撓板に接着固定する際に、上記接着剤の余剰分が孔部に流れ込む。そのため、この構成によれば、振動板および連結部と可撓板とが接着することを一層抑制することができる。即ち振動板の振動を阻害してしまうことを一層抑制できる。
【００３３】
（９）前記振動板および前記駆動体はアクチュエータを構成し、前記アクチュエータは円板状であることが好ましい。
【００３４】
この構成では、アクチュエータが回転対称形（同心円状）の振動状態となるため、アクチュエータと可撓板との間に不要な隙間が発生せず、ポンプとしての動作効率が高まる。
【００３５】
（１０）前記可撓板における前記振動板に対向する領域のうち、例えば中心又は中心付近が屈曲振動可能な可動部であり、周辺部が実質的に拘束された固定部とすることが好ましい。
【００３６】
この構成によれば、アクチュエータの振動に伴い、可動部が振動するため、実質的に振動振幅を増すことができ、そのことにより圧力と流量を増加させることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、温度変化による圧力−流量特性の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】特許文献１の流体ポンプの主要部の断面図である。
【図２】本発明の比較例に係る流体ポンプ９０１の主要部の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る圧電ポンプ１０１の外観斜視図である。
【図４】図３に示す圧電ポンプ１０１の分解斜視図である。
【図５】図３に示す圧電ポンプ１０１のＴ−Ｔ線の断面図である。
【図６】図６（Ａ）は、図３に示す圧電ポンプ１０１の常温時の主要部の断面図である。図６（Ｂ）は、図３に示す圧電ポンプ１０１の高温時の主要部の断面図である。
【図７】図４に示す振動板ユニット１６０及び可撓板１５１の接合体の平面図である。
【図８】図８（Ａ）は、本発明の他の実施形態に係る圧電ポンプ２０１の常温時の主要部の断面図である。図８（Ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る圧電ポンプ２０１の高温時の主要部の断面図である。
【図９】図９（Ａ）は、本発明の他の実施形態に係る圧電ポンプ３０１の常温時の主要部の断面図である。図９（Ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る圧電ポンプ３０１の高温時の主要部の断面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、本発明の他の実施形態に係る圧電ポンプ４０１の常温時の主要部の断面図である。図１０（Ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る圧電ポンプ４０１の高温時の主要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態に係る圧電ポンプ１０１について説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る圧電ポンプ１０１の外観斜視図である。図４は、図３に示す圧電ポンプ１０１の分解斜視図であり、図５は、図３に示す圧電ポンプ１０１のＴ−Ｔ線の断面図である。
【００４０】
図３〜図５に示すように、圧電ポンプ１０１は、カバー板１９５、基板１９１、可撓板１５１、振動板ユニット１６０、圧電素子１４２、スペーサ１３５、電極導通用板１７０、スペーサ１３０及び蓋部１１０を備え、それらを順に積層した構造を有している。
【００４１】
円板状の振動板１４１の上面には圧電素子１４２が接着固定されて、振動板１４１と圧電素子１４２とによって円板状のアクチュエータ１４０が構成される。ここで、振動板１４１を含む振動板ユニット１６０は、圧電素子１４２の線膨張係数より大きな線膨張係数を有する金属材料で形成されている。振動板１４１及び圧電素子１４２を接着時に加熱硬化させることにより、振動板１４１が圧電素子１４２側へ凸に反りながら、圧電素子１４２に適切な圧縮応力を残留させることができ、圧電素子１４２の割れを防止できる。例えば、振動板ユニット１６０は、ＳＵＳ４３０などで形成するのがよい。例えば、圧電素子１４２は、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスなどで形成するのがよい。圧電素子１４２の線膨張係数はほぼゼロであり、ＳＵＳ４３０の線膨張係数は１０．４×１０−６Ｋ−１程度である。
なお、圧電素子１４２が、本発明の「駆動体」に相当する。
【００４２】
スペーサ１３５の厚みは、圧電素子１４２の厚みと同じか、少し厚くしておくとよい。
【００４３】
振動板ユニット１６０は、振動板１４１と、枠板１６１と、連結部１６２とによって構成される。振動板ユニット１６０は、金属板のエッチング加工により一体成型することで形成されている。振動板１４１の周囲には枠板１６１が設けられていて、振動板１４１は枠板１６１に対して連結部１６２で連結されている。そして、枠板１６１は接着剤によって可撓板１５１に固定される。
【００４４】
振動板１４１および連結部１６２は、振動板１４１および連結部１６２の可撓板１５１側の面が可撓板１５１から所定距離だけ離れるよう、枠板１６１の厚みより薄い厚みに形成されている。振動板１４１および連結部１６２は、振動板１４１および連結部１６２の可撓板１５１側の面に対してハーフエッチングを行うことにより、枠板１６１の厚みより薄い厚みに形成されている。このため、振動板１４１および連結部１６２と可撓板１５１との間の距離は、ハーフエッチングの深さによって所定寸法（例えば１５μｍ）に精密に規定できる。また、連結部１６２は、小さなバネ定数の弾性を持つ弾性構造となっている。
【００４５】
したがって、振動板１４１は３つの連結部１６２で枠板１６１に対して３点で柔軟に弾性支持されており、振動板１４１の屈曲振動は殆ど妨げられない。すなわち、圧電ポンプ１０１は、アクチュエータ１４０の周辺部が（勿論中心部も）実質的に拘束されていない構造となっている。
【００４６】
枠板１６１の上面には、樹脂製のスペーサ１３５が接着固定されている。スペーサ１３５の厚みは圧電素子１４２と同じか少し厚く、ポンプ筺体１８０の一部を構成するとともに、次に述べる電極導通用板１７０と振動板ユニット１６０とを電気的に絶縁する。
【００４７】
スペーサ１３５の上には、金属製の電極導通用板１７０が接着固定されている。電極導通用板１７０は、ほぼ円形に開口した枠部位１７１と、この開口内に突出する内部端子１７３と、外部へ突出する外部端子１７２とで構成されている。
【００４８】
内部端子１７３の先端は圧電素子１４２の表面にはんだ付けされる。はんだ付け位置をアクチュエータ１４０の屈曲振動の節に相当する位置とすることにより内部端子１７３の振動は抑制できる。
【００４９】
電極導通用板１７０の上には、樹脂製のスペーサ１３０が接着固定される。スペーサ１３０はここでは圧電素子１４２と同程度の厚みを有する。スペーサ１３０は、アクチュエータが振動したときに、内部端子１７３のはんだ部分が、蓋部１１０に接触しないようにするためのスペーサである。また、圧電素子１４２表面が蓋部１１０に過度に接近して、空気抵抗により振動振幅が低下してしまうことを抑制する。そのため、スペーサ１３０の厚みは、前述の通り、圧電素子１４２と同程度の厚みであればよい。
【００５０】
蓋部１１０はスペーサ１３０の上端部に接合され、アクチュエータ１４０の上部を覆う。そのため、後述する可撓板１５１の通気孔１５２を通して吸引された流体は吐出孔１１１から吐出される。吐出孔１１１は蓋部１１０の中心に設けてもよいが、蓋部１１０を含むポンプ筺体１８０内の正圧を開放する吐出孔であるので、蓋部１１０の中心に設ける必要はない。
【００５１】
可撓板１５１には電気的に接続するための外部端子１５３が形成されている。また、可撓板１５１の中心には通気孔１５２が形成されている。
【００５２】
可撓板１５１の下部には、中心に円柱形の開口部１９２が形成された基板１９１が接合されている。可撓板１５１の一部は基板１９１の開口部１９２で露出する。この円形の露出部は、アクチュエータ１４０の振動に伴う空気の圧力変動により、アクチュエータ１４０と実質的に同一周波数で振動することができる。すなわち、この可撓板１５１と基板１９１との構成により、可撓板１５１のアクチュエータに対向する領域の中心又は中心付近は屈曲振動可能な可動部１５４（露出部）となり、当該アクチュエータに対向する領域の可動部１５４より外側の周辺部は基板１９１に拘束された固定部１５５となる。この円形の可動部１５４の固有振動数は、アクチュエータ１４０の駆動周波数と同一か、やや低い周波数になるように設計している。
【００５３】
従って、アクチュエータ１４０の振動に呼応して、通気孔１５２を中心とした可撓板１５１の可動部１５４も大きな振幅で振動する。可撓板１５１の振動位相がアクチュエータ１４０の振動位相よりも遅れた（例えば９０°遅れの）振動となれば、可撓板１５１とアクチュエータ１４０との間の隙間空間の厚み変動が実質的に増加する。そのことによってポンプの能力をより向上させることができる。
【００５４】
基板１９１の下部には、カバー板１９５が接合されている。カバー板１９５には、３つの吸引孔１９７が設けられている。吸引孔１９７は、基板１９１に形成された流路１９３によって、開口部１９２と連通している。
【００５５】
可撓板１５１、基板１９１、及びカバー板１９５は、振動板ユニット１６０の線膨張係数より大きな線膨張係数を有する材料で形成されている。可撓板１５１、基板１９１、及びカバー板１９５は、ほぼ同一の線膨張係数からなる。例えば、可撓板１５１はベリリウム銅、基板１９１はリン青銅、カバー板１９５は銅などで形成するのが良い。これらの線膨張係数は概略１７×１０−６Ｋ−１程度である。また、振動板ユニット１６０はＳＵＳ４３０などで形成するのがよい。ＳＵＳ４３０の線膨張係数は１０．４×１０−６Ｋ−１程度である。
【００５６】
この場合、枠板１６１に対する、可撓板１５１、基板１９１、カバー板１９５の線膨張係数の違いから、接着時に加熱硬化させることにより、可撓板１５１が圧電素子１４２側に凸に反りながら、中心付近の屈曲振動可能な可動部１５４に適切な張力が与えられる。これによって、屈曲振動可能な可動部１５４の張力が適切に調整されるとともに、屈曲振動可能な可動部１５４がたるんで、振動が妨げられることがない。可撓板１５１を構成するベリリウム銅はバネ材なので、円形の可動部１５４が大きな振幅で振動しても、へたりなどが生じることがなく、耐久性に優れる。
【００５７】
以上の構造において外部端子１５３，１７２に駆動電圧が印加されると、圧電ポンプ１０１では、アクチュエータ１４０が同心円状に屈曲振動し、吸引孔１９７から通気孔１５２を介して空気をポンプ室１４５へ吸引し、ポンプ室１４５の空気を吐出孔１１１から吐出する。このとき、圧電ポンプ１０１では、振動板１４１の周辺部が実質的に拘束されていないため、振動板１４１の振動に伴う損失が少なく、小型・低背でありながら高い圧力と大きな流量が得られる。
【００５８】
さらに、この実施形態の圧電ポンプ１０１では、連結部１６２と可撓板１５１との隙間へ上記接着剤の余剰分が流れ込んでも、連結部１６２の可撓板１５１側の面が可撓板１５１から所定距離だけ離れているため、連結部１６２と可撓板１５１とが接着することを抑制できる。同様に、振動板１４１と可撓板１５１との隙間へ上記接着剤の余剰分が流れ込んでも、振動板１４１の可撓板１５１側の面が可撓板１５１から所定距離だけ離れているため、振動板１４１と可撓板１５１とが接着することを抑制できる。そのため、振動板１４１および連結部１６２と可撓板１５１とが接着してアクチュエータ１４０の振動を阻害してしまうことを抑制できる。
【００５９】
また、この実施形態の圧電ポンプ１０１では、振動板１４１の厚みと枠板６１の厚みとの差が、振動板１４１と可撓板１５１との間の距離に相当する。即ち、この実施形態の圧電ポンプ１０１では、圧力−流量特性に影響を与える当該距離を、振動板１４１に対するハーフエッチングの深さによって規定している。
【００６０】
よって、この実施形態の圧電ポンプ１０１では、振動板１４１と可撓板１５１との間の距離を精密な設定が可能なエッチングの深さによって規定できるため、圧力−流量特性が圧電ポンプ１０１の個体毎にバラつくことを抑制できる。
【００６１】
図６（Ａ）は、図３に示す圧電ポンプ１０１の常温時の主要部の断面図であり、図６（Ｂ）は、図３に示す圧電ポンプ１０１の高温時の主要部の断面図である。ここで、図６（Ａ）は、説明のため、振動板ユニット１６０、圧電素子１４２、可撓板１５１、基板１９１及びカバー板１９５の接合体の反りを実際より強調して示している。また、図６（Ａ）（Ｂ）では、説明のため、蓋部１１０、スペーサ１３０、電極導通用板１７０、及びスペーサ１３５の図示を省略している。
【００６２】
この実施形態の圧電ポンプ１０１では、圧電素子１４２、振動板ユニット１６０、可撓板１５１、基板１９１及びカバー板１９５は、常温（２０℃）より高い温度（例えば１２０℃）で接合される（図６（Ｂ）参照）。これにより、接合後、常温において、上述した振動板ユニット１６０及び圧電素子１４２の線膨張係数の違いから振動板１４１は圧電素子１４２側を凸にして反り、上述した振動板ユニット１６０及び基板１９１の線膨張係数の違いから可撓板１５１は圧電素子１４２側を凸にして反る（図６（Ａ）参照）。
【００６３】
この実施形態では常温において、振動板１４１及び可撓板１５１は、圧電素子１４２側を凸にしてほぼ等しい量だけ反っている。そして、圧電ポンプ１０１の駆動時の発熱、又は環境温度の変化によって圧電ポンプ１０１の温度が上昇する程、振動板１４１と可撓板１５１の反りがほぼ等しい量だけ共に減少する。
【００６４】
そのため、この実施形態の圧電ポンプ１０１では、振動板ユニット１６０、圧電素子１４２、可撓板１５１、及び基板１９１の各材料を上述のように選定することで、振動板ユニット１６０、圧電素子１４２、可撓板１５１、及び基板１９１が温度変化によってそれぞれの線膨張係数の違いから変形しても、振動板１４１と可撓板１５１との間の距離を常に一定に保つことができる。
【００６５】
従って、この実施形態の圧電ポンプ１０１によれば、温度変化による圧力−流量特性の変動を抑制することができる。すなわち、この実施形態の圧電ポンプ１０１によれば、ポンプの適正な圧力−流量特性を、幅広い温度範囲にわたって維持することが可能である。
【００６６】
図７は、図４に示す振動板ユニット１６０及び可撓板１５１の接合体の平面図である。
【００６７】
図４〜図７に示すように、可撓板１５１及び基板１９１の連結部１６２と対向する領域に孔部１９８を設けておくとよい。これにより、枠板１６１を可撓板１５１に接着固定する際に、余剰の接着剤が孔部１９８に流れ込む。
【００６８】
そのため、この実施形態の圧電ポンプ１０１によれば、振動板１４１及び連結部１６２と可撓板１５１とが接着することを一層抑制することができる。即ち振動板１４１の振動を阻害してしまうことを一層抑制できる。
【００６９】
また、本発明の圧電ポンプ１０１は、低弾性のシリコーン接着剤等を用いて、蓋部１１０をスペーサ１３０に接着固定してもよい。あるいは、蓋部１１０とスペーサ１３０の代わりに、樹脂成型品やゴムなどで作成されたバルブ構造体を、低弾性のシリコーン接着剤等を用いて、電極導通用板１７０に接着固定してもよい。このように構成しているので、低弾性のシリコーン接着剤等によって圧電ポンプ１０１と蓋部１１０あるいはバルブ構造体との間の熱応力の発生が抑制されるため、圧電ポンプ１０１の環境温度の変化による反りを妨げない。すなわち、蓋部１１０やバルブ構造体の影響を排除し、温度変化による圧力−流量特性の変動を抑制することができる。
【００７０】
《他の実施形態》
前記実施形態では図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、振動板１４１の可撓板１５１と逆側の主面に圧電素子１４２を接合してアクチュエータ１４０を構成したが、図８（Ａ）（Ｂ）に示す圧電ポンプ２０１のように振動板１４１の可撓板１５１側の主面に圧電素子１４２を接合してアクチュエータ２４０を構成してもよい。ただし、図８（Ａ）（Ｂ）に示す圧電ポンプ２０１では、圧電素子１４２が、振動板ユニット１６０の線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成される必要がある。
【００７１】
また、前記実施形態ではユニモルフ型で屈曲振動するアクチュエータ１４０を設けたが、振動板１４１の両面に駆動体を貼着してバイモルフ型で屈曲振動するように構成してもよい。
【００７２】
また、前記実施形態では、駆動体は圧電素子から構成されており、圧電素子１４２の伸縮によって屈曲振動するアクチュエータ１４０を設けたが、これに限るものではない。例えば、電磁駆動で屈曲振動するアクチュエータを設けてもよい。
【００７３】
また、前記実施形態では、圧電素子１４２はチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスから構成しているが、これに限るものではない。例えば、ニオブ酸カリウムナトリウム系及びアルカリニオブ酸系セラミックス等の非鉛系圧電体セラミックスの圧電材料などから構成してもよい。
【００７４】
また、前記実施形態では図６（Ａ）に示すように、常温において、振動板ユニット１６０、可撓板１５１及び基板１９１が、圧電素子１４２側を凸にして反っている例を示したが、これに限るものではない。振動板ユニット１６０、圧電素子１４２、可撓板１５１、及び基板１９１が温度変化によってそれぞれの線膨張係数の違いから変形しても、振動板１４１と可撓板１５１との間の距離を常に一定に保つことができれば、図９（Ａ）に示す圧電ポンプ３０１のように、常温において、振動板ユニット１６０、可撓板１５１、及び基板１９１は、圧電素子１４２と逆側を凸にして反っていてもよい。ただし、図９（Ａ）（Ｂ）に示す圧電ポンプ３０１では、圧電素子１４２が、振動板ユニット１６０の線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成され、振動板ユニット１６０が、基板１９１の線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成される必要がある。
【００７５】
また、図９（Ａ）（Ｂ）に示す圧電ポンプ３０１では、振動板１４１の可撓板１５１と逆側の主面に圧電素子１４２を接合してアクチュエータ１４０を構成しているが、図１０（Ａ）（Ｂ）に示す圧電ポンプ４０１のように振動板１４１の可撓板１５１側の主面に圧電素子１４２を接合してアクチュエータ２４０を構成してもよい。ただし、図１０（Ａ）（Ｂ）に示す圧電ポンプ４０１では、振動板ユニット１６０が、圧電素子１４２の線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成される必要がある。
【００７６】
また、前記実施形態では、圧電素子１４２と振動板１４１との大きさをほぼ等しくした例を示したが、これに限るものではない。例えば、圧電素子１４２より振動板１４１のほうが大きくてもよい。
【００７７】
また、前記実施形態では円板状の圧電素子１４２及び円板状の振動板１４１を用いたが、これに限るものではない。例えば、一方が矩形や多角形であってもよい。
【００７８】
また、前記実施形態では、振動板１４１全体の厚みが枠板１６１の厚みより薄く形成されているが、これに限るものではない。例えば、少なくとも振動板１４１の一部の厚みが枠板１６１の厚みより薄く形成されていても構わない。ただし、振動板１４１の一部は、振動板１４１全体のうち可撓板１５１と枠板１６１の接着部分に最も近い振動板１４１の周縁部であることが好ましい。
【００７９】
また、前記実施形態では、連結部１６２を３箇所に設けたが、これに限るものではない。例えば、２箇所だけ、あるいは、４箇所以上設けてもよい。連結部１６２はアクチュエータ１４０の振動を妨げるものではないが、振動に多少の影響を与えるため、３箇所で連結（保持）することにより、高精度に位置を保持しつつ自然な保持が可能となり、圧電素子１４２の割れを防止することもできる。
【００８０】
また、本発明は可聴音の発生が問題とならない用途では、可聴音周波数帯域でアクチュエータ１４０を駆動してもよい。
【００８１】
また、前記実施形態では、可撓板１５１のアクチュエータ１４０に対向する領域の中心に１個の通気孔１５２を配置した例を示したが、これに限るものではない。例えば、アクチュエータ１４０に対向する領域の中心付近に複数の孔を配置してもよい。
【００８２】
また、前記実施形態では、アクチュエータ１４０を１次モードで振動させるように駆動電圧の周波数を定めたが、これに限るものではない。例えば、アクチュエータ１４０を３次モード等の他のモードで振動させるように駆動電圧の周波数を定めてもよい。
【００８３】
また、前記実施形態では流体として空気を用いているが、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、固気混合流などのいずれであっても適用できる。
【００８４】
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。
【符号の説明】
【００８５】
１０…ポンプ本体
１１…第１開口部
１２…第２開口部
２０…振動板
２３…圧電素子
３０…アクチュエータ
３１…振動板
３２…圧電素子
３５…可撓板
３５Ａ…通気孔
３７…スペーサ
３９…基板
４０…開口部
４１…可動部
４２…固定部
１０１、２０１、３０１、４０１…圧電ポンプ
１１０…蓋部
１１１…吐出孔
１３０…スペーサ
１３５…スペーサ
１４０、２４０…アクチュエータ
１４１…振動板
１４２…圧電素子
１４５…ポンプ室
１５１…可撓板
１５２…通気孔
１５３…外部端子
１５４…可動部
１５５…固定部
１６０…振動板ユニット
１６１…枠板
１６２…連結部
１７０…電極導通用板
１７１…枠部位
１７２…外部端子
１７３…内部端子
１８０…ポンプ筺体
１９１…基板
１９２…開口部
１９３…流路
１９５…カバー板
１９７…吸引孔
１９８…孔部
９０１…流体ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体制御を行う流体制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に従来の流体ポンプが開示されている。
図１は特許文献１の流体ポンプの３次共振モードでのポンピング動作を示す図である。図１に示す流体ポンプは、ポンプ本体１０と、外周部がポンプ本体１０に対して固定された振動板２０と、この振動板２０の中央部に貼り付けられた圧電素子２３と、振動板２０の略中央部と対向するポンプ本体１０の部位に形成された第１開口部１１と、振動板２０の中央部と外周部との中間領域又はこの中間領域と対向するポンプ本体の部位に形成された第２開口部１２とを備える。振動板２０は金属製であり、圧電素子２３は第１開口部１１を覆い、且つ第２開口部１２まで達しない大きさに形成されている。
【０００３】
図１に示す流体ポンプでは、圧電素子２３に所定周波数の電圧を印加することにより、第１開口部１１に対向する振動板２０の部分と第２開口部１２に対向する振動板２０の部分とが相反方向に屈曲変形する。これにより、第１開口部１１および第２開口部１２の一方から流体を吸込み、他方から吐出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００８／０６９２６４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１に示したような構造の流体ポンプは、構造が簡単で薄型に構成でき、例えば燃料電池システムの空気輸送用ポンプとして用いられる。ところが、組み込み先の電子機器は常に小型化の傾向があるため、流体ポンプの能力（流量と圧力）を低下させることなく更なる流体ポンプの小型化が要求される。流体ポンプが小型化する程、ポンプの能力（流量と圧力）は低下するため、ポンプの能力を維持しつつ小型化しようとすれば、従来構造の流体ポンプでは限界があった。
【０００６】
そこで、本願の発明者は、以下に示す構造の流体ポンプを考案した。
図２は、同流体ポンプの主要部の構成を示す断面図である。流体ポンプ９０１は、基板３９、可撓板３５、スペーサ３７、振動板３１、圧電素子３２を備え、それらを順に積層した構造を有している。流体ポンプ９０１では、圧電素子３２と圧電素子３２に接合された振動板３１とがアクチュエータ３０を構成する。この振動板３１の端部は、中心に通気孔３５Ａが形成された可撓板３５の端部に、スペーサ３７を介して接着固定されている。そのため、振動板３１は、可撓板３５からスペーサ３７の厚み分離れてスペーサ３７に支持されている。
【０００７】
また、可撓板３５には、中心に円柱形の開口部４０が形成された基板３９が接合されている。可撓板３５の一部は基板３９の開口部４０で基板３９側へ露出する。この円形の露出部は、アクチュエータ３０の振動に伴う流体の圧力変動により、アクチュエータ３０と実質的に同一周波数で振動することができる。すなわち、この可撓板３５と基板３９との構成により、可撓板３５のアクチュエータ３０に対向する領域の中心又は中心付近は屈曲振動可能な可動部４１（露出部）となり、アクチュエータ３０に対向する当該領域の可動部４１より外側の周辺部は基板３９に拘束された固定部４２となっている。
【０００８】
以上の構造において圧電素子３２に電圧が印加されると、流体ポンプ９０１では、圧電素子３２の伸縮により振動板３１が屈曲振動し、振動板３１の振動に伴って可撓板３５の可動部４１が振動する。これにより、流体ポンプ９０１は、通気孔３５Ａから空気を吸引又は吐出する。よって、流体ポンプ９０１では、アクチュエータ３０の振動に伴い可動部４１が振動するため、実質的に振動振幅を増すことができるので、流体ポンプ９０１は、小型・低背でありながら高い圧力と大きな流量を得ることができる。
【０００９】
しかしながら、上記流体ポンプ９０１は、上述したように各構成部材を積層した構造を有しており、その各構成部材は接着剤で接着固定されている。このため、流体ポンプ９０１の駆動時の発熱による温度の変化、又は環境温度の変化によって各構成部材がそれぞれの線膨張係数の違いに応じて反り、振動板３１と可撓板３５との間の距離が変化してしまう。振動板３１と可撓板３５との間の距離は、流体ポンプ９０１の圧力−流量特性に影響を与える重要な因子である。
【００１０】
そのため、流体ポンプ９０１では、流体ポンプ９０１の圧力−流量特性が温度変化によって変動してしまうという問題がある。即ち、流体ポンプ９０１では、温度特性が悪いという問題がある。
【００１１】
そこで本発明は、温度変化による圧力−流量特性の変動を抑制することができる流体制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の流体制御装置は、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。
【００１３】
（１）振動板と、前記振動板の周囲を囲む枠板と、を有する振動板ユニットと、
前記振動板の一方の主面に接合され、前記振動板を振動させる駆動体と、
孔が設けられており、前記振動板に対向するよう前記枠板に接合されている可撓板と、
前記可撓板の前記振動板と逆側の主面に接合されている基板と、を備え、
前記枠体の材料の線膨張係数に対する前記基板の材料の線膨張係数の大小関係は、前記振動板または前記駆動体のうち前記可撓板から遠い方のものの材料の線膨張係数に対する前記振動板または前記駆動体のうち前記可撓板に近い方のものの材料の線膨張係数の大小関係と同じである。
【００１４】
この構成は、振動板ユニット、駆動体、可撓板、及び基板の反り方向が互いに異なる第１の構成および第２の構成を含んでいる。第１の構成では、振動板または駆動体のうち可撓板に近い方のものが、振動板または駆動体のうち可撓板から遠い方のものの線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成され、基板は、枠体の線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成されている。一方、第２の構成では、振動板または駆動体のうち可撓板に近い方のものが、振動板または駆動体のうち可撓板から遠い方のものの線膨張係数より小さい線膨張係数を有する材料で形成され、基板は、枠体の線膨張係数より小さい線膨張係数を有する材料で形成されている。
【００１５】
この構成において、振動板ユニット、駆動体、可撓板、及び基板は、常温より高い温度で接合される。これにより、第１の構成では、接合後、常温において、振動板ユニット及び駆動体の線膨張係数の違いから振動板は基板と逆側の主面を凸にして反り、振動板ユニット及び基板の線膨張係数の違いから可撓板は駆動体が設けられている側（即ち基板と逆側）の主面を凸にして反る。一方、第２の構成では、接合後、常温において、振動板ユニット及び駆動体の線膨張係数の違いから振動板は基板側の主面を凸にして反り、振動板ユニット及び基板の線膨張係数の違いから可撓板は基板側の主面を凸にして反る。
【００１６】
そのため、この構成では、振動板ユニット及び駆動体の線膨張係数の差と振動板ユニット及び基板の線膨張係数の差とがほぼ等しい場合、流体制御装置の駆動時の発熱、又は環境温度の変化によって流体制御装置の温度が上昇する程、振動板と可撓板の反りがほぼ等しい量だけ共に減少する。
【００１７】
よって、この構成では、振動板ユニット、駆動体、可撓板、及び基板の各材料を選定することで、振動板ユニット、駆動体、可撓板、及び基板が温度変化によってそれぞれの線膨張係数の違いから変形しても、振動板と可撓板との間の距離を常に略一定に保つことができる。
【００１８】
従って、この構成によれば、温度変化による圧力−流量特性の変動を抑制することができる。
【００１９】
（２）上記（１）において、前記駆動体は、前記振動板の前記基板と逆側の主面に接合され、
前記可撓板は、前記振動板の前記基板側の主面に対向するよう前記枠板に接合され、
前記振動板ユニットは、前記駆動体の線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成され、
前記基板は、前記振動板ユニットの線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成された。
【００２０】
この構成は上述の第１の構成に含まれる。この構成では、接合後、常温において、振動板ユニット及び駆動体の線膨張係数の違いから振動板は駆動体側の主面を凸にして反り、振動板ユニット及び基板の線膨張係数の違いから可撓板は駆動体側の主面を凸にして反る。
【００２１】
（３）上記（１）において、前記駆動体は、前記振動板の前記基板側の主面に接合され、
前記可撓板は、前記振動板の前記基板側の主面に対向するよう前記枠板に接合され、
前記駆動体は、前記振動板ユニットの線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成され、
前記基板は、前記振動板ユニットの線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成された。
【００２２】
この構成は上述の第１の構成に含まれる。この構成では、接合後、常温において、振動板ユニット及び駆動体の線膨張係数の違いから振動板は駆動体と逆側の主面を凸にして反り、振動板ユニット及び基板の線膨張係数の違いから可撓板は駆動体側の主面を凸にして反る。
【００２３】
（４）前記振動板ユニットは、前記振動板と前記枠板とを連結し、前記枠板に対して前記振動板を弾性支持する連結部をさらに有することが好ましい。
【００２４】
この構成では、振動板は、連結部で枠板に対して柔軟に弾性支持されており、圧電素子の伸縮による振動板の屈曲振動は殆ど妨げられない。このため、振動板の屈曲振動に伴う損失が少なくなる。
【００２５】
（５）前記可撓板は、前記振動板ユニットより線膨張係数の大きい材料で形成されていることが好ましい。
【００２６】
この構成においても、常温において、振動板ユニット、可撓板及び基板の線膨張係数の違いから可撓板は駆動体側を凸にして反る。そして、流体制御装置の駆動時の発熱、又は環境温度の変化によって流体制御装置の温度が上昇する程、振動板と可撓板の反りが共に減少する。
【００２７】
（６）前記振動板は、前記基板と逆側を凸にして反った状態で、前記連結部によって前記枠板に対して弾性支持されており、
前記可撓板は、前記駆動体側を凸にして反った状態で、前記基板に接合されていることが好ましい。
【００２８】
この構成では、常温において、振動板ユニット及び駆動体の線膨張係数の違いから振動板は駆動体側を凸にして反り、振動板ユニット及び基板の線膨張係数の違いから可撓板は駆動体側を凸にして反っている。そのため、流体制御装置の駆動時の発熱、又は環境温度の変化によって流体制御装置の温度が上昇する程、振動板と可撓板の反りが共に減少する。
【００２９】
（７）前記振動板および前記連結部は、前記振動板および前記連結部の前記可撓板側の面が前記可撓板から離れるよう、前記枠板の厚みより薄い厚みに形成されていることが好ましい。
【００３０】
この構成では、枠板と可撓板を接着固定する際の接着剤が連結部と可撓板との隙間へ流れ込んでも、連結部の可撓板側の面が可撓板から所定距離だけ離れているため、連結部と可撓板とが接着することを抑制できる。同様に、振動板と可撓板との隙間へ上記接着剤の余剰分が流れ込んでも、振動板の可撓板側の面が可撓板から所定距離だけ離れているため、振動板と可撓板とが接着することを抑制できる。そのため、振動板および連結部と可撓板とが接着して振動板の振動を阻害してしまうことを抑制できる。
【００３１】
（８）前記可撓板の前記連結部と対向する領域には孔部が形成されることが好ましい。
【００３２】
この構成では、枠板を可撓板に接着固定する際に、上記接着剤の余剰分が孔部に流れ込む。そのため、この構成によれば、振動板および連結部と可撓板とが接着することを一層抑制することができる。即ち振動板の振動を阻害してしまうことを一層抑制できる。
【００３３】
（９）前記振動板および前記駆動体はアクチュエータを構成し、前記アクチュエータは円板状であることが好ましい。
【００３４】
この構成では、アクチュエータが回転対称形（同心円状）の振動状態となるため、アクチュエータと可撓板との間に不要な隙間が発生せず、ポンプとしての動作効率が高まる。
【００３５】
（１０）前記可撓板における前記振動板に対向する領域のうち、例えば中心又は中心付近が屈曲振動可能な可動部であり、周辺部が実質的に拘束された固定部とすることが好ましい。
【００３６】
この構成によれば、アクチュエータの振動に伴い、可動部が振動するため、実質的に振動振幅を増すことができ、そのことにより圧力と流量を増加させることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、温度変化による圧力−流量特性の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】特許文献１の流体ポンプの主要部の断面図である。
【図２】本発明の比較例に係る流体ポンプ９０１の主要部の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る圧電ポンプ１０１の外観斜視図である。
【図４】図３に示す圧電ポンプ１０１の分解斜視図である。
【図５】図３に示す圧電ポンプ１０１のＴ−Ｔ線の断面図である。
【図６】図６（Ａ）は、図３に示す圧電ポンプ１０１の常温時の主要部の断面図である。図６（Ｂ）は、図３に示す圧電ポンプ１０１の高温時の主要部の断面図である。
【図７】図４に示す振動板ユニット１６０及び可撓板１５１の接合体の平面図である。
【図８】図８（Ａ）は、本発明の他の実施形態に係る圧電ポンプ２０１の常温時の主要部の断面図である。図８（Ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る圧電ポンプ２０１の高温時の主要部の断面図である。
【図９】図９（Ａ）は、本発明の他の実施形態に係る圧電ポンプ３０１の常温時の主要部の断面図である。図９（Ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る圧電ポンプ３０１の高温時の主要部の断面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、本発明の他の実施形態に係る圧電ポンプ４０１の常温時の主要部の断面図である。図１０（Ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る圧電ポンプ４０１の高温時の主要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態に係る圧電ポンプ１０１について説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る圧電ポンプ１０１の外観斜視図である。図４は、図３に示す圧電ポンプ１０１の分解斜視図であり、図５は、図３に示す圧電ポンプ１０１のＴ−Ｔ線の断面図である。
【００４０】
図３〜図５に示すように、圧電ポンプ１０１は、カバー板１９５、基板１９１、可撓板１５１、振動板ユニット１６０、圧電素子１４２、スペーサ１３５、電極導通用板１７０、スペーサ１３０及び蓋部１１０を備え、それらを順に積層した構造を有している。
【００４１】
円板状の振動板１４１の上面には圧電素子１４２が接着固定されて、振動板１４１と圧電素子１４２とによって円板状のアクチュエータ１４０が構成される。ここで、振動板１４１を含む振動板ユニット１６０は、圧電素子１４２の線膨張係数より大きな線膨張係数を有する金属材料で形成されている。振動板１４１及び圧電素子１４２を接着時に加熱硬化させることにより、振動板１４１が圧電素子１４２側へ凸に反りながら、圧電素子１４２に適切な圧縮応力を残留させることができ、圧電素子１４２の割れを防止できる。例えば、振動板ユニット１６０は、ＳＵＳ４３０などで形成するのがよい。例えば、圧電素子１４２は、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスなどで形成するのがよい。圧電素子１４２の線膨張係数はほぼゼロであり、ＳＵＳ４３０の線膨張係数は１０．４×１０−６Ｋ−１程度である。
なお、圧電素子１４２が、本発明の「駆動体」に相当する。
【００４２】
スペーサ１３５の厚みは、圧電素子１４２の厚みと同じか、少し厚くしておくとよい。
【００４３】
振動板ユニット１６０は、振動板１４１と、枠板１６１と、連結部１６２とによって構成される。振動板ユニット１６０は、金属板のエッチング加工により一体成型することで形成されている。振動板１４１の周囲には枠板１６１が設けられていて、振動板１４１は枠板１６１に対して連結部１６２で連結されている。そして、枠板１６１は接着剤によって可撓板１５１に固定される。
【００４４】
振動板１４１および連結部１６２は、振動板１４１および連結部１６２の可撓板１５１側の面が可撓板１５１から所定距離だけ離れるよう、枠板１６１の厚みより薄い厚みに形成されている。振動板１４１および連結部１６２は、振動板１４１および連結部１６２の可撓板１５１側の面に対してハーフエッチングを行うことにより、枠板１６１の厚みより薄い厚みに形成されている。このため、振動板１４１および連結部１６２と可撓板１５１との間の距離は、ハーフエッチングの深さによって所定寸法（例えば１５μｍ）に精密に規定できる。また、連結部１６２は、小さなバネ定数の弾性を持つ弾性構造となっている。
【００４５】
したがって、振動板１４１は３つの連結部１６２で枠板１６１に対して３点で柔軟に弾性支持されており、振動板１４１の屈曲振動は殆ど妨げられない。すなわち、圧電ポンプ１０１は、アクチュエータ１４０の周辺部が（勿論中心部も）実質的に拘束されていない構造となっている。
【００４６】
枠板１６１の上面には、樹脂製のスペーサ１３５が接着固定されている。スペーサ１３５の厚みは圧電素子１４２と同じか少し厚く、ポンプ筺体１８０の一部を構成するとともに、次に述べる電極導通用板１７０と振動板ユニット１６０とを電気的に絶縁する。
【００４７】
スペーサ１３５の上には、金属製の電極導通用板１７０が接着固定されている。電極導通用板１７０は、ほぼ円形に開口した枠部位１７１と、この開口内に突出する内部端子１７３と、外部へ突出する外部端子１７２とで構成されている。
【００４８】
内部端子１７３の先端は圧電素子１４２の表面にはんだ付けされる。はんだ付け位置をアクチュエータ１４０の屈曲振動の節に相当する位置とすることにより内部端子１７３の振動は抑制できる。
【００４９】
電極導通用板１７０の上には、樹脂製のスペーサ１３０が接着固定される。スペーサ１３０はここでは圧電素子１４２と同程度の厚みを有する。スペーサ１３０は、アクチュエータが振動したときに、内部端子１７３のはんだ部分が、蓋部１１０に接触しないようにするためのスペーサである。また、圧電素子１４２表面が蓋部１１０に過度に接近して、空気抵抗により振動振幅が低下してしまうことを抑制する。そのため、スペーサ１３０の厚みは、前述の通り、圧電素子１４２と同程度の厚みであればよい。
【００５０】
蓋部１１０はスペーサ１３０の上端部に接合され、アクチュエータ１４０の上部を覆う。そのため、後述する可撓板１５１の通気孔１５２を通して吸引された流体は吐出孔１１１から吐出される。吐出孔１１１は蓋部１１０の中心に設けてもよいが、蓋部１１０を含むポンプ筺体１８０内の正圧を開放する吐出孔であるので、蓋部１１０の中心に設ける必要はない。
【００５１】
可撓板１５１には電気的に接続するための外部端子１５３が形成されている。また、可撓板１５１の中心には通気孔１５２が形成されている。
【００５２】
可撓板１５１の下部には、中心に円柱形の開口部１９２が形成された基板１９１が接合されている。可撓板１５１の一部は基板１９１の開口部１９２で露出する。この円形の露出部は、アクチュエータ１４０の振動に伴う空気の圧力変動により、アクチュエータ１４０と実質的に同一周波数で振動することができる。すなわち、この可撓板１５１と基板１９１との構成により、可撓板１５１のアクチュエータに対向する領域の中心又は中心付近は屈曲振動可能な可動部１５４（露出部）となり、当該アクチュエータに対向する領域の可動部１５４より外側の周辺部は基板１９１に拘束された固定部１５５となる。この円形の可動部１５４の固有振動数は、アクチュエータ１４０の駆動周波数と同一か、やや低い周波数になるように設計している。
【００５３】
従って、アクチュエータ１４０の振動に呼応して、通気孔１５２を中心とした可撓板１５１の可動部１５４も大きな振幅で振動する。可撓板１５１の振動位相がアクチュエータ１４０の振動位相よりも遅れた（例えば９０°遅れの）振動となれば、可撓板１５１とアクチュエータ１４０との間の隙間空間の厚み変動が実質的に増加する。そのことによってポンプの能力をより向上させることができる。
【００５４】
基板１９１の下部には、カバー板１９５が接合されている。カバー板１９５には、３つの吸引孔１９７が設けられている。吸引孔１９７は、基板１９１に形成された流路１９３によって、開口部１９２と連通している。
【００５５】
可撓板１５１、基板１９１、及びカバー板１９５は、振動板ユニット１６０の線膨張係数より大きな線膨張係数を有する材料で形成されている。可撓板１５１、基板１９１、及びカバー板１９５は、ほぼ同一の線膨張係数からなる。例えば、可撓板１５１はベリリウム銅、基板１９１はリン青銅、カバー板１９５は銅などで形成するのが良い。これらの線膨張係数は概略１７×１０−６Ｋ−１程度である。また、振動板ユニット１６０はＳＵＳ４３０などで形成するのがよい。ＳＵＳ４３０の線膨張係数は１０．４×１０−６Ｋ−１程度である。
【００５６】
この場合、枠板１６１に対する、可撓板１５１、基板１９１、カバー板１９５の線膨張係数の違いから、接着時に加熱硬化させることにより、可撓板１５１が圧電素子１４２側に凸に反りながら、中心付近の屈曲振動可能な可動部１５４に適切な張力が与えられる。これによって、屈曲振動可能な可動部１５４の張力が適切に調整されるとともに、屈曲振動可能な可動部１５４がたるんで、振動が妨げられることがない。可撓板１５１を構成するベリリウム銅はバネ材なので、円形の可動部１５４が大きな振幅で振動しても、へたりなどが生じることがなく、耐久性に優れる。
【００５７】
以上の構造において外部端子１５３，１７２に駆動電圧が印加されると、圧電ポンプ１０１では、アクチュエータ１４０が同心円状に屈曲振動し、吸引孔１９７から通気孔１５２を介して空気をポンプ室１４５へ吸引し、ポンプ室１４５の空気を吐出孔１１１から吐出する。このとき、圧電ポンプ１０１では、振動板１４１の周辺部が実質的に拘束されていないため、振動板１４１の振動に伴う損失が少なく、小型・低背でありながら高い圧力と大きな流量が得られる。
【００５８】
さらに、この実施形態の圧電ポンプ１０１では、連結部１６２と可撓板１５１との隙間へ上記接着剤の余剰分が流れ込んでも、連結部１６２の可撓板１５１側の面が可撓板１５１から所定距離だけ離れているため、連結部１６２と可撓板１５１とが接着することを抑制できる。同様に、振動板１４１と可撓板１５１との隙間へ上記接着剤の余剰分が流れ込んでも、振動板１４１の可撓板１５１側の面が可撓板１５１から所定距離だけ離れているため、振動板１４１と可撓板１５１とが接着することを抑制できる。そのため、振動板１４１および連結部１６２と可撓板１５１とが接着してアクチュエータ１４０の振動を阻害してしまうことを抑制できる。
【００５９】
また、この実施形態の圧電ポンプ１０１では、振動板１４１の厚みと枠板６１の厚みとの差が、振動板１４１と可撓板１５１との間の距離に相当する。即ち、この実施形態の圧電ポンプ１０１では、圧力−流量特性に影響を与える当該距離を、振動板１４１に対するハーフエッチングの深さによって規定している。
【００６０】
よって、この実施形態の圧電ポンプ１０１では、振動板１４１と可撓板１５１との間の距離を精密な設定が可能なエッチングの深さによって規定できるため、圧力−流量特性が圧電ポンプ１０１の個体毎にバラつくことを抑制できる。
【００６１】
図６（Ａ）は、図３に示す圧電ポンプ１０１の常温時の主要部の断面図であり、図６（Ｂ）は、図３に示す圧電ポンプ１０１の高温時の主要部の断面図である。ここで、図６（Ａ）は、説明のため、振動板ユニット１６０、圧電素子１４２、可撓板１５１、基板１９１及びカバー板１９５の接合体の反りを実際より強調して示している。また、図６（Ａ）（Ｂ）では、説明のため、蓋部１１０、スペーサ１３０、電極導通用板１７０、及びスペーサ１３５の図示を省略している。
【００６２】
この実施形態の圧電ポンプ１０１では、圧電素子１４２、振動板ユニット１６０、可撓板１５１、基板１９１及びカバー板１９５は、常温（２０℃）より高い温度（例えば１２０℃）で接合される（図６（Ｂ）参照）。これにより、接合後、常温において、上述した振動板ユニット１６０及び圧電素子１４２の線膨張係数の違いから振動板１４１は圧電素子１４２側を凸にして反り、上述した振動板ユニット１６０及び基板１９１の線膨張係数の違いから可撓板１５１は圧電素子１４２側を凸にして反る（図６（Ａ）参照）。
【００６３】
この実施形態では常温において、振動板１４１及び可撓板１５１は、圧電素子１４２側を凸にしてほぼ等しい量だけ反っている。そして、圧電ポンプ１０１の駆動時の発熱、又は環境温度の変化によって圧電ポンプ１０１の温度が上昇する程、振動板１４１と可撓板１５１の反りがほぼ等しい量だけ共に減少する。
【００６４】
そのため、この実施形態の圧電ポンプ１０１では、振動板ユニット１６０、圧電素子１４２、可撓板１５１、及び基板１９１の各材料を上述のように選定することで、振動板ユニット１６０、圧電素子１４２、可撓板１５１、及び基板１９１が温度変化によってそれぞれの線膨張係数の違いから変形しても、振動板１４１と可撓板１５１との間の距離を常に一定に保つことができる。
【００６５】
従って、この実施形態の圧電ポンプ１０１によれば、温度変化による圧力−流量特性の変動を抑制することができる。すなわち、この実施形態の圧電ポンプ１０１によれば、ポンプの適正な圧力−流量特性を、幅広い温度範囲にわたって維持することが可能である。
【００６６】
図７は、図４に示す振動板ユニット１６０及び可撓板１５１の接合体の平面図である。
【００６７】
図４〜図７に示すように、可撓板１５１及び基板１９１の連結部１６２と対向する領域に孔部１９８を設けておくとよい。これにより、枠板１６１を可撓板１５１に接着固定する際に、余剰の接着剤が孔部１９８に流れ込む。
【００６８】
そのため、この実施形態の圧電ポンプ１０１によれば、振動板１４１及び連結部１６２と可撓板１５１とが接着することを一層抑制することができる。即ち振動板１４１の振動を阻害してしまうことを一層抑制できる。
【００６９】
また、本発明の圧電ポンプ１０１は、低弾性のシリコーン接着剤等を用いて、蓋部１１０をスペーサ１３０に接着固定してもよい。あるいは、蓋部１１０とスペーサ１３０の代わりに、樹脂成型品やゴムなどで作成されたバルブ構造体を、低弾性のシリコーン接着剤等を用いて、電極導通用板１７０に接着固定してもよい。このように構成しているので、低弾性のシリコーン接着剤等によって圧電ポンプ１０１と蓋部１１０あるいはバルブ構造体との間の熱応力の発生が抑制されるため、圧電ポンプ１０１の環境温度の変化による反りを妨げない。すなわち、蓋部１１０やバルブ構造体の影響を排除し、温度変化による圧力−流量特性の変動を抑制することができる。
【００７０】
《他の実施形態》
前記実施形態では図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、振動板１４１の可撓板１５１と逆側の主面に圧電素子１４２を接合してアクチュエータ１４０を構成したが、図８（Ａ）（Ｂ）に示す圧電ポンプ２０１のように振動板１４１の可撓板１５１側の主面に圧電素子１４２を接合してアクチュエータ２４０を構成してもよい。ただし、図８（Ａ）（Ｂ）に示す圧電ポンプ２０１では、圧電素子１４２が、振動板ユニット１６０の線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成される必要がある。
【００７１】
また、前記実施形態ではユニモルフ型で屈曲振動するアクチュエータ１４０を設けたが、振動板１４１の両面に駆動体を貼着してバイモルフ型で屈曲振動するように構成してもよい。
【００７２】
また、前記実施形態では、駆動体は圧電素子から構成されており、圧電素子１４２の伸縮によって屈曲振動するアクチュエータ１４０を設けたが、これに限るものではない。例えば、電磁駆動で屈曲振動するアクチュエータを設けてもよい。
【００７３】
また、前記実施形態では、圧電素子１４２はチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスから構成しているが、これに限るものではない。例えば、ニオブ酸カリウムナトリウム系及びアルカリニオブ酸系セラミックス等の非鉛系圧電体セラミックスの圧電材料などから構成してもよい。
【００７４】
また、前記実施形態では図６（Ａ）に示すように、常温において、振動板ユニット１６０、可撓板１５１及び基板１９１が、圧電素子１４２側を凸にして反っている例を示したが、これに限るものではない。振動板ユニット１６０、圧電素子１４２、可撓板１５１、及び基板１９１が温度変化によってそれぞれの線膨張係数の違いから変形しても、振動板１４１と可撓板１５１との間の距離を常に一定に保つことができれば、図９（Ａ）に示す圧電ポンプ３０１のように、常温において、振動板ユニット１６０、可撓板１５１、及び基板１９１は、圧電素子１４２と逆側を凸にして反っていてもよい。ただし、図９（Ａ）（Ｂ）に示す圧電ポンプ３０１では、圧電素子１４２が、振動板ユニット１６０の線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成され、振動板ユニット１６０が、基板１９１の線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成される必要がある。
【００７５】
また、図９（Ａ）（Ｂ）に示す圧電ポンプ３０１では、振動板１４１の可撓板１５１と逆側の主面に圧電素子１４２を接合してアクチュエータ１４０を構成しているが、図１０（Ａ）（Ｂ）に示す圧電ポンプ４０１のように振動板１４１の可撓板１５１側の主面に圧電素子１４２を接合してアクチュエータ２４０を構成してもよい。ただし、図１０（Ａ）（Ｂ）に示す圧電ポンプ４０１では、振動板ユニット１６０が、圧電素子１４２の線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成される必要がある。
【００７６】
また、前記実施形態では、圧電素子１４２と振動板１４１との大きさをほぼ等しくした例を示したが、これに限るものではない。例えば、圧電素子１４２より振動板１４１のほうが大きくてもよい。
【００７７】
また、前記実施形態では円板状の圧電素子１４２及び円板状の振動板１４１を用いたが、これに限るものではない。例えば、一方が矩形や多角形であってもよい。
【００７８】
また、前記実施形態では、振動板１４１全体の厚みが枠板１６１の厚みより薄く形成されているが、これに限るものではない。例えば、少なくとも振動板１４１の一部の厚みが枠板１６１の厚みより薄く形成されていても構わない。ただし、振動板１４１の一部は、振動板１４１全体のうち可撓板１５１と枠板１６１の接着部分に最も近い振動板１４１の周縁部であることが好ましい。
【００７９】
また、前記実施形態では、連結部１６２を３箇所に設けたが、これに限るものではない。例えば、２箇所だけ、あるいは、４箇所以上設けてもよい。連結部１６２はアクチュエータ１４０の振動を妨げるものではないが、振動に多少の影響を与えるため、３箇所で連結（保持）することにより、高精度に位置を保持しつつ自然な保持が可能となり、圧電素子１４２の割れを防止することもできる。
【００８０】
また、本発明は可聴音の発生が問題とならない用途では、可聴音周波数帯域でアクチュエータ１４０を駆動してもよい。
【００８１】
また、前記実施形態では、可撓板１５１のアクチュエータ１４０に対向する領域の中心に１個の通気孔１５２を配置した例を示したが、これに限るものではない。例えば、アクチュエータ１４０に対向する領域の中心付近に複数の孔を配置してもよい。
【００８２】
また、前記実施形態では、アクチュエータ１４０を１次モードで振動させるように駆動電圧の周波数を定めたが、これに限るものではない。例えば、アクチュエータ１４０を３次モード等の他のモードで振動させるように駆動電圧の周波数を定めてもよい。
【００８３】
また、前記実施形態では流体として空気を用いているが、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、固気混合流などのいずれであっても適用できる。
【００８４】
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。
【符号の説明】
【００８５】
１０…ポンプ本体
１１…第１開口部
１２…第２開口部
２０…振動板
２３…圧電素子
３０…アクチュエータ
３１…振動板
３２…圧電素子
３５…可撓板
３５Ａ…通気孔
３７…スペーサ
３９…基板
４０…開口部
４１…可動部
４２…固定部
１０１、２０１、３０１、４０１…圧電ポンプ
１１０…蓋部
１１１…吐出孔
１３０…スペーサ
１３５…スペーサ
１４０、２４０…アクチュエータ
１４１…振動板
１４２…圧電素子
１４５…ポンプ室
１５１…可撓板
１５２…通気孔
１５３…外部端子
１５４…可動部
１５５…固定部
１６０…振動板ユニット
１６１…枠板
１６２…連結部
１７０…電極導通用板
１７１…枠部位
１７２…外部端子
１７３…内部端子
１８０…ポンプ筺体
１９１…基板
１９２…開口部
１９３…流路
１９５…カバー板
１９７…吸引孔
１９８…孔部
９０１…流体ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と、前記振動板の周囲を囲む枠板と、を有する振動板ユニットと、
前記振動板の一方の主面に接合され、前記振動板を振動させる駆動体と、
孔が設けられており、前記振動板に対向するよう前記枠板に接合されている可撓板と、
前記可撓板の前記振動板と逆側の主面に接合されている基板と、を備え、
前記枠体の材料の線膨張係数に対する前記基板の材料の線膨張係数の大小関係は、前記振動板または前記駆動体のうち前記可撓板から遠い方のものの材料の線膨張係数に対する前記振動板または前記駆動体のうち前記可撓板に近い方のものの材料の線膨張係数の大小関係と同じである、流体制御装置。
【請求項２】
前記駆動体は、前記振動板の前記基板と逆側の主面に接合され、
前記可撓板は、前記振動板の前記基板側の主面に対向するよう前記枠板に接合され、
前記振動板ユニットは、前記駆動体の線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成され、
前記基板は、前記振動板ユニットの線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成された、請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項３】
前記駆動体は、前記振動板の前記基板側の主面に接合され、
前記可撓板は、前記振動板の前記基板側の主面に対向するよう前記枠板に接合され、
前記駆動体は、前記振動板ユニットの線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成され、
前記基板は、前記振動板ユニットの線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成された、請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項４】
前記振動板ユニットは、前記振動板と前記枠板とを連結し、前記枠板に対して前記振動板を弾性支持する連結部をさらに有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の流体制御装置。
【請求項５】
前記可撓板は、前記振動板ユニットより線膨張係数の大きい材料で形成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の流体制御装置。
【請求項６】
前記振動板は、前記基板と逆側の主面を凸にして反った状態で、前記連結部によって前記枠板に対して弾性支持されており、
前記可撓板は、前記駆動体側の主面を凸にして反った状態で、前記基板に接合されている、請求項４または５に記載の流体制御装置。
【請求項７】
前記振動板および前記連結部は、前記振動板および前記連結部の前記可撓板側の面が前記可撓板から離れるよう、前記枠板の厚みより薄い厚みに形成されている、請求項４から６のいずれか１項に記載の流体制御装置。
【請求項８】
前記可撓板の前記連結部と対向する領域には孔部が形成された、請求項４から７のいずれか１項に記載の流体制御装置。
【請求項９】
前記振動板および前記駆動体はアクチュエータを構成し、前記アクチュエータは円板状である、請求項１から８のいずれか１項に記載の流体制御装置。
【請求項１０】
前記可撓板は、前記可撓板の前記振動板に対向する領域の中心又は中心付近に位置し、屈曲振動可能な可動部と、前記領域の前記可動部より外側に位置し、実質的に拘束された固定部と、を有する、請求項１から９のいずれか１項に記載の流体制御装置。
【請求項１】
振動板と、前記振動板の周囲を囲む枠板と、を有する振動板ユニットと、
前記振動板の一方の主面に接合され、前記振動板を振動させる駆動体と、
孔が設けられており、前記振動板に対向するよう前記枠板に接合されている可撓板と、
前記可撓板の前記振動板と逆側の主面に接合されている基板と、を備え、
前記枠体の材料の線膨張係数に対する前記基板の材料の線膨張係数の大小関係は、前記振動板または前記駆動体のうち前記可撓板から遠い方のものの材料の線膨張係数に対する前記振動板または前記駆動体のうち前記可撓板に近い方のものの材料の線膨張係数の大小関係と同じである、流体制御装置。
【請求項２】
前記駆動体は、前記振動板の前記基板と逆側の主面に接合され、
前記可撓板は、前記振動板の前記基板側の主面に対向するよう前記枠板に接合され、
前記振動板ユニットは、前記駆動体の線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成され、
前記基板は、前記振動板ユニットの線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成された、請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項３】
前記駆動体は、前記振動板の前記基板側の主面に接合され、
前記可撓板は、前記振動板の前記基板側の主面に対向するよう前記枠板に接合され、
前記駆動体は、前記振動板ユニットの線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成され、
前記基板は、前記振動板ユニットの線膨張係数より大きい線膨張係数を有する材料で形成された、請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項４】
前記振動板ユニットは、前記振動板と前記枠板とを連結し、前記枠板に対して前記振動板を弾性支持する連結部をさらに有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の流体制御装置。
【請求項５】
前記可撓板は、前記振動板ユニットより線膨張係数の大きい材料で形成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の流体制御装置。
【請求項６】
前記振動板は、前記基板と逆側の主面を凸にして反った状態で、前記連結部によって前記枠板に対して弾性支持されており、
前記可撓板は、前記駆動体側の主面を凸にして反った状態で、前記基板に接合されている、請求項４または５に記載の流体制御装置。
【請求項７】
前記振動板および前記連結部は、前記振動板および前記連結部の前記可撓板側の面が前記可撓板から離れるよう、前記枠板の厚みより薄い厚みに形成されている、請求項４から６のいずれか１項に記載の流体制御装置。
【請求項８】
前記可撓板の前記連結部と対向する領域には孔部が形成された、請求項４から７のいずれか１項に記載の流体制御装置。
【請求項９】
前記振動板および前記駆動体はアクチュエータを構成し、前記アクチュエータは円板状である、請求項１から８のいずれか１項に記載の流体制御装置。
【請求項１０】
前記可撓板は、前記可撓板の前記振動板に対向する領域の中心又は中心付近に位置し、屈曲振動可能な可動部と、前記領域の前記可動部より外側に位置し、実質的に拘束された固定部と、を有する、請求項１から９のいずれか１項に記載の流体制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−５７２４６（Ｐ２０１３−５７２４６Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９４４２９（Ｐ２０１１−１９４４２９）
【出願日】平成２３年９月６日（２０１１．９．６）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月６日（２０１１．９．６）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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