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WO2016181833A1 - ポンプ、流体制御装置 - Google Patents

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WO2016181833A1
WO2016181833A1 PCT/JP2016/063136 JP2016063136W WO2016181833A1 WO 2016181833 A1 WO2016181833 A1 WO 2016181833A1 JP 2016063136 W JP2016063136 W JP 2016063136W WO 2016181833 A1 WO2016181833 A1 WO 2016181833A1
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WO
WIPO (PCT)
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pump
top plate
external structure
vibration
protrusion
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2016/063136
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
田中伸拓
近藤大輔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
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Priority to GB1716987.1A priority patent/GB2554231B/en
Priority to CN201680025549.3A priority patent/CN107532584B/zh
Publication of WO2016181833A1 publication Critical patent/WO2016181833A1/ja
Priority to US15/800,683 priority patent/US10697450B2/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F04B43/09—Pumps having electric drive
    • F04B43/095—Piezoelectric drive

Definitions

  • the present invention relates to a pump that performs suction and discharge of fluid and a fluid control device that controls the flow of fluid.
  • FIG. 22 is a side sectional view showing a configuration of a conventional pump 901 (for example, see Patent Documents 1 to 3).
  • the conventional pump 901 includes a top plate portion 902, a side wall portion 903, and a vibrating portion 904.
  • the top plate portion 902, the side wall portion 903, and the vibration portion 904 have a box shape having a vibration space 910 inside.
  • the vibration part 904 faces the top plate part 902 with the vibration space 910 interposed therebetween.
  • the side wall portion 903 has an outer shape that matches the top plate portion 902, protrudes from the top plate portion 902 so as to surround the vibration space 910, and elastically supports the outer peripheral portion of the vibration portion 904.
  • the pump 901 has a fixing ring (sealing) 911 attached to the top surface side of the top plate portion 902, and is fixed to the external structure 912 via the fixing ring (sealing) 911.
  • the vibration unit 904 vibrates in the thickness direction. This vibration is transmitted to the top plate portion 902 through the side wall portion 903. Thereby, vibration in the thickness direction is generated not only in the vibration part 904 but also in the top plate part 902, and a fluid flow is generated in the vibration space 910 sandwiched between the vibration part 904 and the top plate part 902.
  • the pump with the above configuration is used in a state where the top plate is fixed to the external structure, so that the vibration of the top plate or the top plate is greatly attenuated by the vibration of the top plate leaking to the external structure. There was something to do. As a result, the flow rate and fluid pressure of the fluid sucked and discharged by the pump may decrease. In tests conducted by the inventors, it was confirmed that when the top plate portion was fixed to the external structure, the variation in the spacing in the thickness direction generated in the vibration space was reduced by about 47% on average compared to the case where the top plate portion was not fixed. Has been.
  • an object of the present invention is to provide a pump and a fluid control device that can suppress vibration leakage when the top plate portion is fixed to an external structure and can efficiently control fluid.
  • the pump and fluid control device of the present invention have the following configuration in order to solve the above problems.
  • the pump according to the present invention includes an actuator, a top plate portion, and a side wall portion.
  • the actuator vibrates in the thickness direction.
  • the side wall portion supports the end portion of the actuator.
  • the top plate portion is supported by the side wall portion and constitutes a space together with the actuator and the side wall portion.
  • the top plate portion has a top surface portion, a joint portion, a protruding portion, and a fixing portion.
  • the top surface is opposed to the actuator with a gap in the thickness direction.
  • the joint portion extends from the top surface portion in the outer direction orthogonal to the thickness direction, and is joined to the side wall portion.
  • the protruding portion extended outward from the joint and protruded from the side wall portion.
  • the fixing portion extends outward from the protruding portion and is fixed to the external structure.
  • the pump having this configuration can prevent a reduction in interval variation in a space (hereinafter referred to as a vibration space) sandwiched between the top plate portion and the actuator, and efficiently controls the flow of fluid in the vibration space. be able to.
  • the pump with this configuration can achieve high pump efficiency.
  • the protrusion has a first thin part thinner than the joint. That is, it is preferable that the dimension of the top plate portion in the thickness direction is locally thin at the protruding portion.
  • the first thin portion is provided in an annular shape, for example.
  • the protrusion part may have a 2nd thin part thinner than a junction part.
  • the distance from the central axis of the top surface portion to the first thin portion is different from the distance from the central axis of the top surface portion to the second thin portion.
  • it is preferable that the protrusion does not have an opening.
  • the dimension of the protrusion in the outer direction is d
  • the dimension of the protrusion in the thickness direction is t.
  • the fluid can be controlled with efficiency comparable to that in the case where the top plate is not fixed to the external structure.
  • the interval variation in the thickness direction generated in the vibration space is approximately 90% as compared to the state not fixed to the external structure. The inventors have confirmed that this is exceeded.
  • the interval variation in the thickness direction generated in the vibration space exceeds approximately 99%.
  • the fluid control device of the present invention includes the above-described pump and an external structure. Since the fluid control device having this configuration includes the above-described pump, high pump efficiency can be realized.
  • the top surface portion has a plurality of flow passage holes communicating with the vibration space
  • the external structure is a valve housing having a valve for opening and closing the plurality of flow passage holes.
  • the fluid control device having this configuration can prevent the fluid from flowing back into the vibration space by the valve.
  • the present invention it is possible to suppress vibration leakage when the top plate portion is fixed to the external structure, efficiently control the fluid in the fluid control device, and realize high pump efficiency in the pump. .
  • FIG. 1 is an external perspective view of the pump 50 according to the first embodiment of the present invention as viewed from the bottom side.
  • FIG. 2 is an external perspective view of the pump 50 shown in FIG. 1 as viewed from the top side.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the pump 50 shown in FIG.
  • FIG. 4 is a side cross-sectional view of the fluid control apparatus 10 when the pump 50 shown in FIG. 1 operates in the tertiary mode.
  • FIG. 5 is an external perspective view of the external structure 27 shown in FIG.
  • FIG. 6 is a side cross-sectional view of the fluid control apparatus 10 when the pump 50 shown in FIG. 1 operates in the primary mode.
  • FIG. 7 is a graph for explaining the relationship between the length of the protruding portion 12 and the vibration amplitude.
  • FIG. 8 is a graph illustrating a regression line in which the thickness of the protrusion 12 with respect to the length of the protrusion 12 is an independent variable.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of a fluid control apparatus 10A according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a side sectional view of the fluid control apparatus 10A when the pump 50 shown in FIG. 9 operates in the tertiary mode.
  • FIG. 11 is a side sectional view of the fluid control apparatus 10A when the pump 50 shown in FIG. 9 operates in the primary mode.
  • FIG. 12 is a side sectional view of the fluid control apparatus 10B when the pump 50B according to the third embodiment of the present invention operates in the tertiary mode.
  • FIG. 10 is a side sectional view of the fluid control apparatus 10A when the pump 50 shown in FIG. 9 operates in the primary mode.
  • FIG. 12 is a side sectional view of the fluid control apparatus 10B when the pump 50B according to the third embodiment of the present invention operates in the
  • FIG. 13 is a side cross-sectional view of the fluid control device 10B when the pump 50B shown in FIG. 12 operates in the primary mode.
  • FIG. 14 is a side cross-sectional view of a fluid control apparatus 400 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a bottom view of the top plate portion 415 shown in FIG.
  • FIG. 16 is a side sectional view of a fluid control apparatus 500 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a bottom view of a top plate portion 515 according to a first modification of the top plate portion 415 shown in FIG.
  • FIG. 18 is a bottom view of a top plate portion 615 according to a second modification of the top plate portion 415 shown in FIG.
  • FIG. 19 is a bottom view of a top plate portion 715 according to a third modification of the top plate portion 415 shown in FIG. 20 is an external perspective view of an external structure 127 according to a first modification of the external structure 27 shown in FIG.
  • FIG. 21 is an external perspective view of an external structure 227 according to a second modification of the external structure 27 shown in FIG.
  • FIG. 22 is a side sectional view of a pump 901 according to a conventional example.
  • the fluid control device controls the flow of an appropriate fluid such as a gas, a liquid, a gas-liquid mixed fluid, a gas-solid mixed fluid, a solid-liquid mixed fluid, a gel, and a gel mixed fluid in addition to a gas.
  • an appropriate fluid such as a gas, a liquid, a gas-liquid mixed fluid, a gas-solid mixed fluid, a solid-liquid mixed fluid, a gel, and a gel mixed fluid in addition to a gas.
  • an appropriate fluid such as a gas, a liquid, a gas-liquid mixed fluid, a gas-solid mixed fluid, a solid-liquid mixed fluid, a gel, and a gel mixed fluid in addition to a gas.
  • an appropriate fluid such as a gas, a liquid, a gas-liquid mixed fluid, a gas-solid mixed fluid, a solid-liquid mixed fluid, a gel, and a gel mixed fluid in addition to a gas.
  • the fluid control device 10 in the first embodiment includes a pump 50 and an external structure 27 as shown in FIG.
  • the fluid control device 10 is a suction device that sucks fluid or a discharge device that discharges fluid.
  • the fluid control device 10 constitutes, for example, a sphygmomanometer having a cuff, a breast pump, or a nasal aspirator.
  • FIG. 1 is an external perspective view of the pump 50 according to the first embodiment of the present invention as viewed from the bottom side.
  • FIG. 2 is an external perspective view of the pump 50 shown in FIG. 1 as viewed from the top side.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the pump 50 shown in FIG. 1 as viewed from the top side.
  • the pump 50 has a main body part 11 and a protruding part 12.
  • the main body 11 is a cylindrical part having a top surface, a bottom surface, and a peripheral surface.
  • the protruding portion 12 is an annular portion that is provided at an end portion on the top surface side of the main body portion 11 and protrudes from the main body portion 11 in an outer direction (peripheral direction) orthogonal to the thickness direction.
  • the pump 50 is provided with a vibration space 13 inside the main body 11.
  • the pump 50 is configured by laminating a thin top plate 21, a thick top plate 22, a side wall plate 23, a vibration plate 24, and a piezoelectric element 25 in order from the top surface side to the bottom surface side.
  • the thin top plate 21 and the thick top plate 22 constitute the “top plate portion 15”.
  • the piezoelectric element 25 corresponds to a “driving body”.
  • the thin top plate 21 has a disc shape, and constitutes the top surface of the main body portion 11 and the protruding portion 12.
  • the thin top plate 21 is provided with a channel hole 31 near the center in plan view.
  • a plurality (for example, four in this embodiment) of the flow path holes 31 are locally gathered and arranged.
  • the channel hole 31 communicates with the external space on the top surface side of the main body 11 and also with the vibration space 13 provided inside the main body 11.
  • the channel hole 31 is an exhaust hole for discharging gas to the external space in the present embodiment.
  • the thick top plate 22 constitutes a part of the main body 11 and has an annular shape with a smaller outer diameter than the thin top plate 21.
  • the thick plate 22 is provided with an opening 32 constituting a part of the vibration space 13.
  • the opening 32 is provided in the center of the thick plate 22 in plan view.
  • the opening 32 has a larger opening diameter than the flow passage hole 31 of the thin top plate 21 described above, and is smaller than an opening 33 of the side wall plate 23 described later.
  • the side wall plate 23 constitutes a part of the main body 11 and has an annular shape having the same outer diameter as the thick top plate 22 and an opening 33 having a larger opening diameter than the opening 32 of the thick top plate 22. .
  • the opening 33 constitutes a part of the vibration space 13 and is provided at the center of the thick plate 22 in plan view.
  • the diaphragm 24 includes a frame portion 41, a vibrating body 42, and a connecting portion 43.
  • the vibrating body 42 has a disk shape.
  • the frame portion 41 is an annular shape surrounding the vibrating body 42 with a space therebetween, and has the same outer diameter and opening diameter as the side wall plate 23.
  • the frame portion 41 is joined to the bottom surface of the side wall plate 23.
  • the connecting portion 43 has a beam shape extending in the radial direction from the vibrating body 42 and connecting the vibrating body 42 and the frame portion 41. Accordingly, the vibrating body 42 is elastically supported by the frame portion 41 via the connecting portion 43.
  • a flow path hole 34 is provided in a region surrounded by the frame portion 41, the vibrating body 42, and the connecting portion 43 when the diaphragm 24 is viewed in plan.
  • the channel hole 34 communicates with the external space on the bottom surface side of the main body 11 and also with the vibration space 13 provided inside the main body 11.
  • the flow path hole 34 is an intake hole for sucking gas from the external space.
  • the piezoelectric element 25 has a disk shape and is attached to the bottom surface of the vibrating body 42.
  • the piezoelectric element 25 is provided with electrodes (not shown) on the upper and lower surfaces of a disk made of a piezoelectric material such as lead zirconate titanate ceramic.
  • the electrode on the upper surface of the piezoelectric element 25 may be replaced with a metal diaphragm 24.
  • the piezoelectric element 25 has piezoelectricity such that the area is expanded or reduced in the in-plane direction when an electric field is applied in the thickness direction.
  • the actuator 14 described later can be configured to be thin.
  • the piezoelectric element 25 may be affixed on the top
  • the laminated body of the vibrating body 42 and the piezoelectric element 25 constitutes the “actuator 14”.
  • FIG. 4 is a side cross-sectional view of the fluid control device 10 when the pump 50 shown in FIG. 1 operates in the tertiary mode.
  • a dotted line in FIG. 4 shows a state where the actuator 14 and the top plate portion 15 are oscillating in the third-order mode.
  • FIG. 4 also shows a state where the pump 50 is attached to the external structure 27.
  • FIG. 5 is an external perspective view of the external structure 27 shown in FIG.
  • the fluid control device 10 includes a pump 50, an external structure 27, and a housing (not shown).
  • the pump 50 includes a main body portion 11 and a protruding portion 12, a vibration space 13 is provided inside the main body portion 11, and an actuator 14 is disposed on the bottom surface side of the vibration space 13.
  • the pump 50 is fixed to the external structure 27 via the fixing ring 26 by attaching a fixing ring (sealing) 26 to the top surface of the thin top plate 21.
  • External structure 27 is attached to a housing (not shown) of fluid control device 10.
  • the external structure 27 has an annular shape as shown in FIG. 5, for example.
  • the material of the external structure 27 is, for example, SUS (stainless steel).
  • the pump 50 includes a top plate 15 that is supported by the side wall plate 23 and that forms the vibration space 13 together with the actuator 14 and the side wall plate 23.
  • the top plate portion 15 includes a top surface portion 110 facing the actuator 14 with a gap in the thickness direction, a joint portion 111 extending outward from the top surface portion 110 and joined to the side wall plate 23, and outward from the joint portion 111.
  • the protrusion 12 extends beyond the side wall plate 23, and the fixing portion 113 extends outward from the protrusion 12 and is fixed to the external structure 27 via the fixing ring 26.
  • the fixing ring 26 is joined to the fixing portion 113 at a position spaced from the main body portion 11 in the outer circumferential direction.
  • the pump 50 may be attached to the external structure 27 without using the fixing ring 26.
  • the thin top plate 21 may be directly pressed or bonded to the external structure 27.
  • the fixing portion 113 may be attached to the external structure 27 by providing a screw hole or the like for crimping in the fixing portion 113 or attaching an adhesive or the like for adhesion.
  • the pump 50 is driven when an AC drive signal is applied to the piezoelectric element 25.
  • an AC drive signal By applying an AC drive signal to the piezoelectric element 25, area vibration is generated in the piezoelectric element 25, and the area vibration of the piezoelectric element 25 is constrained by the vibrating body 42, so that the actuator 14 is subjected to bending vibration in the thickness direction. It occurs concentrically.
  • the frequency of the AC drive signal is set to be the tertiary structural resonance frequency of the actuator 14.
  • the tertiary structural resonance frequency is a frequency at which the actuator 14 vibrates in the tertiary mode.
  • the actuator 14 that vibrates in the third-order mode has a first vibration antinode at the center, and a second vibration antinode that is 180 ° out of phase with the first vibration antinode. Arise.
  • the actuator 14 is less likely to vibrate in a vertical direction.
  • the vibration amplitude at the outer peripheral portion of the actuator 14 is reduced, and the vibration of the actuator 14 is less likely to leak to the external structure 27 via the frame portion 41 and the like.
  • the vibration of the actuator 14 is transmitted to the thick top plate 22 and the thin top plate 21 through the frame portion 41 and the side wall plate 23 or through fluctuation of fluid pressure in the vibration space 13.
  • vibration that bends in the thickness direction also occurs in a region facing the opening 32 of the thick top plate 22.
  • the vibration generated in the thin top plate 21 has a constant phase difference at the same frequency as the vibration generated in the actuator 14.
  • the spacing in the thickness direction of the vibration space 13 changes in a traveling wave shape inward along the outer circumferential direction of the vibration space 13.
  • a fluid flows toward the inner side in the outer peripheral direction, the fluid is sucked from the channel hole 34, and the fluid is discharged from the channel hole 31.
  • the amplitude of vibration generated in the actuator 14 and the thin top plate 21 is large.
  • part of the vibration generated in the thin top plate 21 may leak to the external structure 27 through the fixing ring (sealing) 26, which may reduce the pump efficiency of the pump 50.
  • the top plate portion 15 of the pump 50 has a protruding portion 12 that protrudes outward from the side wall plate 23.
  • the top plate portion 15 is fixed to the external structure 27 by the fixing portion 113 through the protruding portion 12. Therefore, the vibration of the top plate portion 15 is less likely to leak to the external structure 27 as compared with the case where the vibration is fixed to the external structure 27 at a position facing the side wall plate 23.
  • the pump 50 can prevent a reduction in interval fluctuation in the vibration space 13 sandwiched between the top plate portion 15 and the actuator 14, and can efficiently control the fluid flow in the vibration space 13. Therefore, the pump 50 can realize high pump efficiency.
  • the frequency of the AC drive signal is set to be the tertiary structural resonance frequency, but is not limited thereto.
  • the present invention is more suitable when the actuator 14 vibrates in the primary mode as shown in FIG. This is because when the actuator 14 vibrates in the primary mode, the vibration at the center position of the actuator 14 is large, and vibration leakage from the top plate 15 to the external structure 27 is also large.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the length of the protruding portion 12 and the interval variation (one-side amplitude) at the center of the vibration space 13.
  • the horizontal axis of the graph is from the starting point portion of the protruding portion 12 (the boundary portion with the main body portion 11 in the protruding portion 12) to the end point portion of the protruding portion 12 (the boundary portion with the fixing ring 26 in the protruding portion 12).
  • the distance in the outer peripheral direction hereinafter referred to as the protruding distance d) is shown.
  • the vertical axis of the graph is normalized by the interval variation at the center of the vibration space 13 in a state where the pump 50 is not attached to the external structure 27, and in the state where the pump 50 is attached to the external structure 27.
  • An interval variation (hereinafter referred to as a normalized amplitude) at the center of the vibration space 13 is shown.
  • FIG. 7 shows the relationship between the protrusion distance d and the normalized amplitude for each of a plurality of samples (legends) having different protrusion thicknesses t.
  • the protruding distance d there is a certain correlation between the protruding distance d and the normalized amplitude.
  • FIG. 8 extracts a sample from which the same normalized amplitude (90%) is obtained from the plurality of samples shown in FIG. 7, and uses the protrusion thickness t calculated based on the extracted plurality of samples as an independent variable. It is a graph explaining the regression line (regression line which passes along the origin) of protrusion distance d.
  • a regression line L1 represented by the following equation was obtained from a plurality of samples from which equivalent normalized amplitudes (about 90%) were obtained for each protrusion thickness t.
  • the pump efficiency of the pump 50 can be increased by setting the protrusion distance d of the protrusion 12 so as to satisfy the above conditional expression.
  • the condition in which the normalized amplitude is larger than about 99% in FIG. 7 shown above is that the protrusion distance d satisfies the following equation.
  • the vibration in the pump 50 does not leak into the external structure 27 almost completely.
  • the pump efficiency of the pump 50 can be further increased.
  • the protrusion distance d of the pump 50 may be set so as to satisfy the following expression.
  • the projecting distance d of the projecting portion 12 may be set to about 1.1 times from a size that can maximize the pump efficiency of the pump 50 to prevent the pump 50 from being enlarged.
  • the pump 50 includes the protruding portion 12 that protrudes in the outward direction perpendicular to the thickness direction, and fixes the fixing portion 113 to the external structure 27. Thereby, the pump 50 can suppress the vibration generated in the pump 50 from leaking to the external structure 27. Therefore, the pump 50 can realize high pump efficiency.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of a fluid control apparatus 10A according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a side sectional view of the fluid control apparatus 10A when the pump 50 shown in FIG. 9 operates in the tertiary mode.
  • the dotted line in FIG. 10 shows a state where the actuator 14 and the top plate part 15 are oscillating in the third-order mode.
  • FIG. 11 is a side sectional view of the fluid control apparatus 10A when the pump 50 shown in FIG. 9 operates in the primary mode.
  • a dotted line in FIG. 11 shows a state in which the actuator 14 and the top plate 15 are vibrating in the primary mode.
  • the fluid control device 10A includes the pump 50 shown in the first embodiment, and further includes a valve housing 51 and a valve body 52.
  • the valve housing 51 is provided so as to be laminated on the top surface of the pump 50 and accommodates the valve body 52 therein.
  • the valve housing 51 includes a valve top plate 53 and a valve frame plate 54.
  • the valve top plate 53 has a disk shape and constitutes the top surface of the valve housing 51.
  • the valve frame plate 54 is stacked between the valve top plate 53 and the top surface of the pump 50, and has an annular shape in which a valve chamber space 62 for accommodating the valve body 52 is provided.
  • the valve body 52 has a substantially disc shape, is configured to be thinner than the valve frame plate 54, and is configured to be movable up and down in the valve chamber space 62.
  • a part of the outer peripheral surface of the valve body 52 and a part of the inner wall surface of the valve chamber space 62 are provided with irregularities so as to engage with each other, and the valve body 52 cannot rotate in the valve chamber space 62. It is configured.
  • the valve top plate 53 is provided with a channel hole 61 near the center in plan view.
  • the channel hole 61 communicates with the external space on the top surface side of the valve housing 51 and also communicates with the valve chamber space 62 inside the valve housing 51. Further, the flow path holes 61 are arranged in a shifted position so as not to face the flow path holes 31 provided in the thin top plate 21 of the pump 50.
  • the valve body 52 is provided with a channel hole 63 near the center in plan view.
  • the channel hole 63 is arranged at a position facing the channel hole 61 provided in the valve top plate 53. That is, the flow path hole 63 of the valve body 52 is shifted in position so as not to face the flow path hole 31 provided in the thin top plate 21 of the pump 50, similarly to the flow path hole 61 of the valve top plate 53.
  • the pump 50 discharges fluid to the valve chamber space 62.
  • the fluid pressure increases the fluid pressure on the bottom surface side of the valve body 52 in the valve chamber space 62, and the valve body 52 moves to the valve top plate 53 side.
  • the flow passage hole 63 of the valve body 52 is opened by overlapping the flow passage hole 63 of the valve body 52 with the flow passage hole 61 of the valve top plate 53, so that the flow passage hole 63 and the valve top plate of the valve body 52 are opened.
  • the fluid is discharged to the external space through the 53 channel holes 61.
  • the flow path of the valve top plate 53 The fluid tries to flow backward from the external space to the valve chamber space 62 through the hole 61.
  • the fluid pressure on the top surface side of the valve body 52 in the valve chamber space 62 increases due to the fluid that flows back from the external space to the valve chamber space 62, and the valve body 52 moves to the pump 50 side.
  • the flow path hole 63 of the valve body 52 is closed without overlapping the flow path hole 31 of the pump 50, and the backflow of fluid from the external space to the valve chamber space 62 is prevented. .
  • the top plate portion 15 of the pump 50 has the protruding portion 12 protruding outward from the side wall plate 23.
  • the valve housing 51 is configured as an “external structure” for the pump 50. That is, the fluid control apparatus 10A includes a valve housing 51 in place of the fixing ring 26 and the external structure 27 shown in the first embodiment.
  • the top plate portion 15 is fixed to the valve housing 51 by the fixing portion 113 via the protruding portion 12. Therefore, the pump 50 can suppress the vibration generated by the pump 50 from leaking to the valve housing 51 as compared with the case where the pump 50 is fixed to the valve housing 51 at a position facing the side wall plate 23.
  • the pump 50 can prevent a reduction in interval fluctuation in the vibration space 13 sandwiched between the top plate portion 15 and the actuator 14, and can efficiently control the fluid flow in the vibration space 13. Therefore, the pump 50 can realize high pump efficiency.
  • FIG. 12 is a side cross-sectional view of the fluid control apparatus 10B when the pump 50B according to the third embodiment of the present invention operates in the tertiary mode.
  • the dotted line in FIG. 10 shows how the actuator 14 and the top plate portion 15B vibrate in the third-order mode.
  • FIG. 13 is a side cross-sectional view of the fluid control device 10B when the pump 50B shown in FIG. 12 operates in the primary mode.
  • a dotted line in FIG. 13 shows a state where the actuator 14 and the top plate portion 15B vibrate in the primary mode.
  • the fluid control device 10B includes a pump 50B having a configuration different from that of the pump 50 shown in the second embodiment.
  • the pump 50 ⁇ / b> B includes a thick plate 22 ⁇ / b> B, and the outer peripheral diameter of the thick plate 22 ⁇ / b> B is larger than the outer peripheral diameters of the side wall plate 23 and the diaphragm 24 and smaller than the outer peripheral diameter of the thin top plate 21.
  • the top plate portion 15 of the pump 50 ⁇ / b> B has the protruding portion 12 protruding outward from the side wall plate 23.
  • the valve housing 51 is configured as an “external structure” for the pump 50B. That is, the fluid control device 10B includes a valve housing 51 in place of the fixing ring 26 and the external structure 27 shown in the first embodiment. The top plate portion 15 is fixed to the valve housing 51 by the fixing portion 113 via the protruding portion 12.
  • the pump 50 ⁇ / b> B can suppress the vibration generated by the pump 50 ⁇ / b> B from leaking to the valve housing 51 as compared with the case where the pump 50 ⁇ / b> B is fixed to the valve housing 51 at a position facing the side wall plate 23.
  • the pump 50 ⁇ / b> B can prevent a reduction in interval variation in the vibration space 13 sandwiched between the top plate portion 15 and the actuator 14, and can efficiently control the fluid flow in the vibration space 13. Therefore, the pump 50B can realize high pump efficiency.
  • FIG. 14 is a side sectional view of a fluid control apparatus 400 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • a dotted line in FIG. 14 shows a state where the actuator 14 and the top plate 415 are vibrating in the primary mode.
  • FIG. 15 is a bottom view of the top plate portion 15 shown in FIG.
  • a difference between the fluid control device 400 of the fourth embodiment and the fluid control device 10 of the first embodiment is a pump 450.
  • the pump 450 is different from the pump 50 in that the top plate portion 415 includes a thin top plate 21, a thick top plate 22, and an annular frame plate 423.
  • the top plate portion 415 includes a top surface portion 110, a joint portion 111, a protruding portion 12, and a fixing portion 413. Since other configurations are the same, description thereof is omitted.
  • the frame plate 423 is joined to the bottom surface of the thin top plate 21 fixed to the external structure 27 via the fixing ring 26. Therefore, the thickness of the fixed portion 413 is thicker than the thickness of the fixed portion 113.
  • the protruding portion 12 has a thin-walled portion 211 that is thinner than the joint portion 111.
  • the thin portion 211 is annular.
  • the thin portion 211 corresponds to an example of a first thin portion of the present invention.
  • the top plate portion 415 of the pump 50 has the protruding portion 12 protruding outward from the side wall plate 23.
  • the top plate portion 415 is fixed to the external structure 27 with the fixing portion 413 through the protruding portion 12. Therefore, the pump 50 can suppress the vibration generated in the pump 50 from leaking to the external structure 27 as compared with the case where the pump 50 is fixed to the external structure 27 at a position facing the side wall plate 23.
  • the pump 50 can prevent a reduction in interval variation in the vibration space 13 sandwiched between the top plate portion 415 and the actuator 14, and can efficiently control the flow of fluid in the vibration space 13. Therefore, the pump 50 can realize high pump efficiency.
  • the pump 50 can reduce the rigidity of the protrusion part 12. FIG. Therefore, the pump 50 can suppress the vibration generated by the pump 50 from leaking to the external structure 27 via the protrusion 12.
  • the pump 450 operates in the primary mode, but the present invention is not limited to this. In implementation, the pump 450 may operate in the tertiary mode.
  • FIG. 16 is a side sectional view of a fluid control apparatus 500 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the difference between the fluid control device 500 of the fifth embodiment and the fluid control device 400 of the fourth embodiment is the method of fixing the pump 450.
  • the bottom surface of the fixing portion 413 of the pump 450 is fixed to the external structure 27 via the fixing ring 26. Since other configurations are the same, description thereof is omitted.
  • the pump 450 While the pump 450 is operating in the fluid control device 400 and the fluid control device 500, the atmospheric pressure and the pressure of the vibration space 13 are applied to both surfaces of the top plate portion 415. While the pump 450 is operating, the pressure in the vibration space 13 becomes higher than the atmospheric pressure.
  • the top plate portion 415 is pressed toward the external structure 27 due to the pressure difference between the two surfaces of the top plate portion 415 while the pump 450 is operating. Therefore, the fixing force of the fluid control device 400 is stronger than the fixing force of the fluid control device 500.
  • the top surface of the fixing portion 413 of the pump 450 (that is, the surface having the lower pressure) is fixed to the external structure 27 via the fixing ring 26.
  • the top plate part 15 shown in FIG. 15 can employ
  • FIG. 17 is a bottom view of a top plate portion 515 according to a first modification of the top plate portion 415 shown in FIG.
  • FIG. 18 is a bottom view of a top plate portion 615 according to a second modification of the top plate portion 415 shown in FIG.
  • FIG. 19 is a bottom view of a top plate portion 715 according to a third modification of the top plate portion 415 shown in FIG.
  • top plate portion 415 in the top plate portion 515 shown in FIG. 17 differs from the top plate portion 415 in the top plate portion 515 shown in FIG. 17 and the top plate portion 615 shown in FIG. Since other configurations are the same, description thereof is omitted.
  • the projecting portion 12 has an annular shape and the thin portion 211 is arranged in an annular shape, the symmetry of vibration of the top plate portion 415 is maintained. As a result, unnecessary vibration is less likely to occur in the top plate portion 415, and energy loss is reduced.
  • the proportion of the thin portion 211 occupying the protruding portion 12 may be 50% or more as shown in FIG. As shown in FIG. 17, the ratio of the thin portion 211 occupying the protruding portion 12 is more preferably 80% or more. The ratio of the thin-walled portion 211 occupying the protruding portion 12 is best if it is 100% as shown in FIG.
  • the projecting portion 12 has an annular thin portion 211, but is not limited thereto.
  • the thin portion 211 may have a shape other than an annular shape (for example, a polygonal annular shape).
  • top plate portion 715 shown in FIG. 19 is different from the top plate portion 415 in the protruding portion 712. Since other configurations are the same, description thereof is omitted.
  • the protruding portion 712 has a thin portion 211 thinner than the joint portion 111 and a thin portion 212 thinner than the joint portion 111.
  • the thin portion 211 has an annular shape.
  • the thin portion 212 is also annular.
  • the distance from the central axis C of the top surface portion 110 to the thin portion 211 is different from the distance from the central axis C of the top surface portion 110 to the thin portion 212.
  • the thin portion 211 corresponds to an example of the first thin portion of the present invention
  • the thin portion 212 corresponds to an example of the second thin portion of the present invention.
  • the pump 50 can divide the space above and below the top plate 15. Therefore, the pump 50 can limit the flow path of the fluid to the vibration space 13 and can accurately control the fluid.
  • FIG. 20 is an external perspective view of an external structure 127 according to a first modification of the external structure 27 shown in FIG.
  • FIG. 21 is an external perspective view of an external structure 227 according to a second modification of the external structure 27 shown in FIG.
  • the external structure 127 shown in FIG. 4 has an annular portion 128 joined to the fixed portion 113 of the pump 50 and a reinforcing portion 129 located inside the annular portion 128. Since the other points are the same, the description is omitted.
  • the external structure 227 shown in FIG. 21 is different from the external structure 27 shown in FIG.
  • the external structure 227 includes an annular portion 128 that is joined to the fixed portion 113 of the pump 50, and a reinforcing portion 229 that is positioned inside the annular portion 128. Since the other points are the same, the description is omitted.
  • the external structure 227 can significantly reduce the vibration generated by the pump 50 from being transmitted to the housing (not shown) of the fluid control device 10 via the external structure 227.
  • each of the external structure 27 and the annular portion 128 is annular, but is not limited thereto.
  • each of the external structure 27 and the annular portion 128 may have a shape other than an annular shape (for example, a polygonal annular shape).
  • a piezoelectric element is provided as a pump drive source.
  • the present invention is not limited to this, and is configured as a pump that performs a pumping operation by electromagnetic drive, for example. It doesn't matter.
  • the piezoelectric element 25 is made of lead zirconate titanate ceramics
  • the present invention is not limited to this.
  • it may be composed of a lead-free piezoelectric ceramic material such as potassium sodium niobate and alkali niobate ceramics.
  • the piezoelectric element is bonded to the main surface on the opposite side to the vibration space of the diaphragm, but the present invention is not limited to this.
  • the piezoelectric element may be bonded to the main surface on the vibration space side of the diaphragm, or two piezoelectric elements may be bonded to both main surfaces of the diaphragm.
  • the actuator is driven at the third-order resonance frequency
  • the present invention is not limited to this.
  • the actuator may be driven at the primary resonance frequency or other resonance frequencies.
  • a plurality of circular flow path holes are gathered and provided near the center of the top plate portion, the valve housing, and the valve body has been described, but the present invention is not limited thereto. is not.
  • one channel hole may be provided, a non-circular channel hole may be provided, or a channel hole extending outward may be provided on the side wall plate.
  • the top plate portion is configured as a laminated body of a thin top plate and a thick top plate is shown, but the present invention is not limited to this.
  • Flow path hole 110 ... Top surface part 111 ... Junction part 113 ... Fixing part 127 ... external structure 128 ... annular portion 129 ... reinforcing portion 211 ... thin wall portion 212 ... thin wall portion 227 ... external structure 229 ... reinforcement portion 400 ... fluid control device 413 ... fixing portion 415 ... top plate portion 423 ... frame plate 450 ... Pump 500 ... Fluid control device 515 ... Plate portion 615 ... top plate portion 712 ... projecting portion 715 ... top plate portion 901 ... pump 902 ... top plate portion 903 ... side wall 904 ... vibration part 910 ... vibration space 912 ... external structure

Landscapes

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Abstract

流体制御装置（１０）は、ポンプ（５０）と外部構造体（２７）とを備える。ポンプ（５０）は、アクチュエータ（１４）と、アクチュエータ（１４）と厚み方向に間隔を空けて対向した天板部（１５）と、天板部（１５）から厚み方向に延び振動体（４２）を支持した側壁板（２３）と、を備える。アクチュエータ（１４）は、板状の振動体（４２）と、振動体（４２）を厚み方向に振動させる圧電素子（２５）と、を備える。天板部（１５）は、厚み方向に直交する外方向に側壁板（２３）よりも突出した突出部（１２）及び固定部（１１３）を備える。固定部（１１３）は、突出部（１２）を介して外部構造体（２７）に固定されている。

Description

ポンプ、流体制御装置
　本発明は、流体の吸引と吐出とを行うポンプおよび流体の流れを制御する流体制御装置に関するものである。
　図２２は、従来のポンプ９０１（例えば、特許文献１乃至３参照。）の構成を示す側面断面図である。図２２に示すように従来のポンプ９０１は、天板部９０２と側壁部９０３と振動部９０４とを備えている。天板部９０２と側壁部９０３と振動部９０４とは、内部に振動空間９１０を有する箱状をなしている。振動部９０４は、振動空間９１０を挟んで天板部９０２と対向している。側壁部９０３は、天板部９０２と一致する外形を有しており、天板部９０２から振動空間９１０の周囲を囲むように突出しており、振動部９０４の外周部を弾性支持している。該ポンプ９０１は、天板部９０２の天面側に固定用リング（シーリング）９１１が貼り付けられており、該固定用リング（シーリング）９１１を介して外部構造体９１２に固定されている。
　該ポンプ９０１を駆動すると、振動部９０４が厚み方向に振動する。この振動は、側壁部９０３を介して天板部９０２に伝わる。これにより、振動部９０４だけでなく天板部９０２とにも厚み方向の振動が生じ、振動部９０４と天板部９０２とに挟まれる振動空間９１０に流体の流れが生じる。
特開２０１４－０６６３６４号公報 特開２０１３－１６９３７４号公報 特開２０１２－１０７６３６号公報
　上述の構成のポンプは、天板部が外部構造体に固定された状態で使用されるため、天板部の振動が外部構造体に漏洩することで振動板や天板部の振動が大きく減衰することがあった。これにより、ポンプが吸引および吐出する流体の流量や流体圧が低下することがあった。発明者らが行った試験では、天板部を外部構造体に固定する場合には、固定しない場合と比べて、振動空間に生じる厚み方向の間隔変動が平均で約47%減少することが確認されている。
　そこで、本発明は、天板部を外部構造体に固定する際の振動漏洩を抑制することができ、効率的に流体を制御することができるポンプ、および、流体制御装置を提供することを目的とする。
　本発明のポンプおよび流体制御装置は、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。
　本発明のポンプは、アクチュエータ、天板部、および、側壁部、を備えている。アクチュエータは、厚み方向に振動する。側壁部は、アクチュエータの端部を支持する。天板部は、側壁部に支持され、アクチュエータ及び側壁部とともに空間を構成する。天板部は、天面部と接合部と突出部と固定部とを有する。
　天面部は、アクチュエータと厚み方向に間隔を空けて対向している。接合部は、厚み方向に直交する外方向に天面部から延び、側壁部に接合する。突出部は、接合部から外方向に延び、側壁部よりも突出した。固定部は、突出部から外方向に延び、外部構造体に固定される。
　この構成では、アクチュエータの駆動により生じる振動が側壁部を介して天板部に伝わって、アクチュエータとともに天板部が振動する。この天板部は側壁部よりも外方向に突出する突出部を介して固定部から外部構造体に固定される。そのため、この構成のポンプは、側壁部に対向する位置で外部構造体に固定される場合と比べて、天板部の振動が外部構造体に漏洩しにくくなる。したがって、この構成のポンプは、天板部とアクチュエータとに挟まれる空間（以下、振動空間と称する）での間隔変動の低減を防ぐことができ、振動空間で流体の流れを効率的に制御することができる。この構成のポンプは、高いポンプ効率を実現することができる。
　上述のポンプにおいて突出部は、接合部より薄い第１薄肉部を有することが好ましい。すなわち天板部の厚み方向の寸法は、突出部で局所的に薄いことが好ましい。第１薄肉部は例えば、環状に設けられている。これにより、この構成のポンプは、突出部の剛性を低減でき、突出部を介して振動が漏洩することを更に抑制できる。
　なお、突出部は、接合部より薄い第２薄肉部を有してもよい。天面部の中心軸から第１薄肉部までの距離は、天面部の中心軸から第２薄肉部までの距離と異なる。ただし、突出部は、開口を有さないことが好ましい。　上述のポンプにおいて、突出部の外方向における寸法をdとし、突出部の厚み方向における寸法をtとして、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
の条件式を満足することが好ましい。
　特には、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
の条件式を満足することが更に好ましい。
　これらの構成では、天板部が外部構造体に固定されていても、天板部が外部構造体に固定していない場合と比べて遜色のない効率で、流体を制御することができる。具体的には［数１］の場合には、外部構造体に固定された状態でも、外部構造体に固定されていない状態に比較して、振動空間に生じる厚み方向の間隔変動がおよそ９０％を超えることを発明者らは確認している。また、［数２］の場合には、振動空間に生じる厚み方向の間隔変動がおよそ９９％を超えることを発明者らは確認している。
　また、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
の条件式を満足することが更に好ましい。この構成では、十分な効率で流体を制御しながら、ポンプの外方向の寸法が過大になることを防ぐことができる。
　また、この発明の流体制御装置は、上述のポンプと外部構造体とを備える。この構成の流体制御装置は、上述のポンプを備えるため、高いポンプ効率を実現することができる。
　上述の流体制御装置において、天面部は、振動空間に通じる複数の流路孔を有し、外部構造体は、複数の流路孔を開閉する弁を有する弁筐体であることが好ましい。この構成の流体制御装置は、弁によって、振動空間に流体が逆流することを防ぐことができる。
　この発明によれば、天板部を外部構造体に固定する際の振動漏洩を抑制することができ、流体制御装置において効率的に流体を制御し、ポンプにおいて高いポンプ効率を実現することができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係るポンプ５０を底面側から見た外観斜視図である。 図２は、図１に示すポンプ５０を天面側から見た外観斜視図である。 図３は、図１に示すポンプ５０の分解斜視図である。 図４は、図１に示すポンプ５０が３次モードで動作した時の流体制御装置１０の側面断面図である。 図５は、図４に示す外部構造体２７の外観斜視図である。 図６は、図１に示すポンプ５０が１次モードで動作した時の流体制御装置１０の側面断面図である。 図７は、突出部１２の長さと振動振幅との関係を説明するグラフである。 図８は、突出部１２の長さに対する突出部１２の厚みを独立変数とした回帰直線を説明するグラフである。 図９は、本発明の第２実施形態に係る流体制御装置１０Ａの分解斜視図である。 図１０は、図９に示すポンプ５０が３次モードで動作した時の流体制御装置１０Ａの側面断面図である。 図１１は、図９に示すポンプ５０が１次モードで動作した時の流体制御装置１０Ａの側面断面図である。 図１２は、本発明の第３実施形態に係るポンプ５０Ｂが３次モードで動作した時の流体制御装置１０Ｂの側面断面図である。 図１３は、図１２に示すポンプ５０Ｂが１次モードで動作した時の流体制御装置１０Ｂの側面断面図である。 図１４は、本発明の第４実施形態に係る流体制御装置４００の側面断面図である。 図１５は、図１４に示す天板部４１５の底面図である。 図１６は、本発明の第５実施形態に係る流体制御装置５００の側面断面図である。 図１７は、図１５に示す天板部４１５の第１変形例に係る天板部５１５の底面図である。 図１８は、図１５に示す天板部４１５の第２変形例に係る天板部６１５の底面図である。 図１９は、図１５に示す天板部４１５の第３変形例に係る天板部７１５の底面図である。 図２０は、図４に示す外部構造体２７の第１変形例に係る外部構造体１２７の外観斜視図である。 図２１は、図４に示す外部構造体２７の第２変形例に係る外部構造体２２７の外観斜視図である。 図２２は、従来例に係るポンプ９０１の側面断面図である。
　以下、本発明に係る複数の実施形態について説明する。なお、本発明に係る流体制御装置は、気体の他、液体や、気液混合流体、気固混合流体、固液混合流体、ゲル、ゲル混合流体等の適宜の流体の流れを制御するように構成することができる。
《第１実施形態》
　以下、本発明の第１実施形態に係る流体制御装置１０について説明する。第１実施形態における流体制御装置１０は後述の図５に示すように、ポンプ５０と外部構造体２７とを備える。流体制御装置１０は、流体を吸引する吸引装置又は流体を吐出する吐出装置である。流体制御装置１０は例えば、カフを有する血圧計、搾乳器又は鼻水吸引器などを構成する。
　図１は、本発明の第１実施形態に係るポンプ５０を底面側から見た外観斜視図である。図２は、図１に示すポンプ５０を天面側から見た外観斜視図である。図３は、図１に示すポンプ５０を天面側から見た分解斜視図である。
　ポンプ５０は、本体部１１と突出部１２とを有している。本体部１１は、天面と底面と周面とを有する円柱状の部位である。突出部１２は、本体部１１の天面側の端部に設けられ、本体部１１から厚み方向に直交する外方向（外周方向）に突出する円環状の部位である。該ポンプ５０は、本体部１１の内部に振動空間１３が設けられている。
　また、ポンプ５０は、図３に示すように、薄天板２１、厚天板２２、側壁板２３、振動板２４、および、圧電素子２５を、天面側から底面側にかけて順に積層して構成されている。なお、薄天板２１および厚天板２２は、「天板部１５」を構成するものである。圧電素子２５は、「駆動体」に相当するものである。
　薄天板２１は、円板状であり、本体部１１の天面を構成するとともに、突出部１２を構成している。薄天板２１は、平面視した中央付近に流路孔３１が設けられている。流路孔３１は、ここでは複数（例えば本実施形態では４つ）を局所的に集合させて配している。流路孔３１は、本体部１１の天面側の外部空間に通じるとともに、本体部１１の内部に設けられた振動空間１３に通じている。流路孔３１は、本実施形態においては外部空間に気体を排出する排気孔である。
　厚天板２２は、本体部１１の一部を構成しており、薄天板２１よりも外周径が小さい円環状である。厚天板２２は、振動空間１３の一部を構成する開口３２が設けられている。開口３２は厚天板２２の平面視した中央に設けられている。開口３２は、前述した薄天板２１の流路孔３１よりは開口径が大きく、後述する側壁板２３の開口３３よりも開口径が小さい。このような開口径の開口３２を、側壁板２３の開口３３と薄天板２１の流路孔３１との間に介在させることにより、流路孔３１と振動空間１３との接続部分で流体の流れが渦を巻くことを抑制できる。すなわち、流体を層流状態で流すことができ、流体を流れやすくすることができる。
　側壁板２３は、本体部１１の一部を構成しており、厚天板２２と同じ外周径を有するとともに、厚天板２２の開口３２よりも開口径が大きい開口３３を有する円環状である。開口３３は、振動空間１３の一部を構成しており、厚天板２２の平面視した中央に設けられている。
　振動板２４は、枠部４１と振動体４２と連結部４３とを備えている。振動体４２は、円板状である。枠部４１は、振動体４２の周囲を間隔を空けて囲む円環状であり、側壁板２３と同じ外周径および開口径を有している。該枠部４１は側壁板２３の底面に接合されている。連結部４３は振動体４２から放射方向に延びて振動体４２と枠部４１とを繋ぐ梁状である。これにより、振動体４２は、連結部４３を介して枠部４１に弾性支持されている。また、振動板２４を平面視して枠部４１と振動体４２と連結部４３とに囲まれる領域には、流路孔３４が設けられている。流路孔３４は、本体部１１の底面側の外部空間に通じるとともに、本体部１１の内部に設けられた振動空間１３に通じている。流路孔３４は、本実施形態においては外部空間から気体を吸気する吸気孔である。
　圧電素子２５は、円板状であり、振動体４２の底面に貼り付けられている。該圧電素子２５は、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックス等の圧電材料からなる円板の上面および下面に図示していない電極を設けてなる。なお、圧電素子２５の上面の電極は、金属製の振動板２４によって代替するようにしてもよい。この圧電素子２５は厚み方向に電界が印加されることにより、面内方向に面積が拡大または縮小するような圧電性を有している。このような圧電素子２５を用いることにより、後述するアクチュエータ１４を薄型に構成することが可能になる。なお、圧電素子２５は、振動体４２の天面に貼り付けられていてもよく、天面と底面のそれぞれに、合わせて２つ設けられていてもよい。
　振動体４２と圧電素子２５との積層体は、「アクチュエータ１４」を構成している。
　図４は、図１に示すポンプ５０が３次モードで動作した時の流体制御装置１０の側面断面図である。図４中の点線は、アクチュエータ１４及び天板部１５が３次モードで振動している様子を示している。また、図４は、ポンプ５０の外部構造体２７への取付状態も示している。図５は、図４に示す外部構造体２７の外観斜視図である。流体制御装置１０は、ポンプ５０と外部構造体２７と筐体（不図示）とを備える。
　ポンプ５０は、本体部１１と突出部１２とを備え、本体部１１の内部に振動空間１３が設けられ、振動空間１３の底面側にアクチュエータ１４が配されている。ポンプ５０は、薄天板２１の天面に固定用リング（シーリング）２６が取り付けられることによって、該固定用リング２６を介して外部構造体２７に固定されている。
　外部構造体２７は、流体制御装置１０の筐体（不図示）に取り付けられる。外部構造体２７は、例えば図５に示すように円環状である。外部構造体２７の材料は、例えばＳＵＳ（ステンレススチール）である。
　ポンプ５０は、側壁板２３に支持され、アクチュエータ１４及び側壁板２３とともに振動空間１３を構成する天板部１５を備える。天板部１５は、アクチュエータ１４と厚み方向に間隔を空けて対向した天面部１１０と、天面部１１０から外方向に延び、側壁板２３に接合する接合部１１１と、接合部１１１から外方向に延び、側壁板２３よりも突出した突出部１２と、突出部１２から外方向に延び、固定用リング２６を介して外部構造体２７に固定される固定部１１３と、を有する。固定用リング２６は、本体部１１に対して外周方向に間隔を空けた位置で、固定部１１３に接合している。
　なお、ポンプ５０の外部構造体２７への取り付けは、固定用リング２６を介さずに行ってもよく、例えば、薄天板２１を直接、外部構造体２７に圧着や接着させてもよい。その場合には、固定部１１３に圧着用のねじ穴等を設けたり、接着用の接着剤等を付着させることで、固定部１１３を外部構造体２７に取り付けるようにするとよい。　該ポンプ５０は、圧電素子２５に交流駆動信号が印加されることにより駆動する。圧電素子２５への交流駆動信号の印加により、圧電素子２５には面積振動が生じ、この圧電素子２５の面積振動が振動体４２に拘束されることによって、アクチュエータ１４には厚み方向の撓み振動が同心円状に生じる。
　ここで、交流駆動信号の周波数は、アクチュエータ１４が有する３次の構造共振周波数となるように設定される。３次の構造共振周波は、アクチュエータ１４が３次モードで振動する周波数である。これにより、３次モードで振動するアクチュエータ１４には、中心部に第１の振動の腹が生じ、外周部に、第１の振動の腹とは位相が１８０°異なる第２の振動の腹が生じる。このように、アクチュエータ１４を高次（かつ奇数次）の共振周波数で振動させることで、アクチュエータ１４に上下方向に振れるような振動が生じにくくなる。また、アクチュエータ１４の外周部での振動振幅が小さくなって、アクチュエータ１４の振動が、枠部４１等を介して外部構造体２７に漏れにくくなる。
　また、アクチュエータ１４の振動は、枠部４１および側壁板２３を介して、または、振動空間１３における流体圧の変動を介して、厚天板２２および薄天板２１に伝わる。これにより、薄天板２１において、厚天板２２の開口３２に対向する領域にも、厚み方向に撓むような振動が生じることになる。薄天板２１に生じる振動は、アクチュエータ１４に生じる振動と同一の周波数で、一定の位相差を有するものになる。
　これらの振動が連成されることにより、振動空間１３の厚み方向の間隔は、振動空間１３の外周方向に沿って内側に進行波状に変化するものになる。これにより、振動空間１３において、外周方向の内側に向けて流体の流れが生じ、流路孔３４から流体が吸引され、流路孔３１から流体が吐出されることになる。
　ここで、該ポンプ５０において高いポンプ効率を実現するためには、アクチュエータ１４および薄天板２１に生じる振動の振幅が大きいことが望まれる。しかしながら、薄天板２１に生じる振動の一部は、固定用リング（シーリング）２６を介して外部構造体２７に漏洩することがあり、このことによってポンプ５０のポンプ効率は低減する恐れがある。
　そこで、ポンプ５０の天板部１５は、側壁板２３よりも外方向に突出する突出部１２を有している。そして、天板部１５は、突出部１２を介して固定部１１３で外部構造体２７に固定される。そのため、側壁板２３に対向する位置で外部構造体２７に固定される場合と比べて、天板部１５の振動が外部構造体２７に漏洩しにくくなる。
　したがって、ポンプ５０は、天板部１５とアクチュエータ１４とに挟まれる振動空間１３での間隔変動の低減を防ぐことができ、振動空間１３で流体の流れを効率的に制御することができる。よって、ポンプ５０は、高いポンプ効率を実現することができる。
　なお、図４では交流駆動信号の周波数は、３次の構造共振周波数となるように設定されているが、これに限るものではない。本発明は、図６に示すようにアクチュエータ１４が１次モードで振動する場合により好適である。アクチュエータ１４が１次モードで振動する場合、アクチュエータ１４の中心位置の振動が大きく、天板部１５から外部構造体２７への振動漏えいも大きいためである。
　図７は、突出部１２の長さと振動空間１３の中央での間隔変動（片側振幅）との関係を示すグラフである。なお、当該グラフの横軸は、突出部１２の起点部分（突出部１２における本体部１１との境界部分）から突出部１２の終点部分（突出部１２における固定用リング２６との境界部分）までの外周方向の距離（以下、突出距離dと称する。）を示している。また、当該グラフの縦軸は、ポンプ５０を外部構造体２７に取り付けていない状態での振動空間１３の中央での間隔変動によって正規化した、ポンプ５０を外部構造体２７に取り付けた状態での振動空間１３中央の間隔変動（以下、規格化振幅と称する。）を示している。また、図７は、突出部厚ｔを異ならせた複数の試料（凡例）ごとに、突出距離dと規格化振幅との関係を示している。
　図示するように、突出距離dと規格化振幅との間には一定の相関関係があり、突出距離dが短いほど規格化振幅は小さくなり、突出距離dが長くなるほど規格化振幅は１００％に近づく。すなわち、突出距離dが短ければ、ポンプ５０における振動の一部が外部構造体２７に漏出して、規格化振幅が小さくなる。一方、突出距離dが長ければ、ポンプ５０における振動の一部が外部構造体２７に漏出しにくくなり、規格化振幅が大きくなる。
　図８は、図７で示した複数の試料から同一の規格化振幅（９０％）が得られる試料を抽出し、抽出した複数の試料に基づいて算出した、突出部厚tを独立変数とする突出距離dの回帰直線（原点を通る回帰直線）について説明するグラフである。
　突出部厚t毎に同等の規格化振幅（約９０％）が得られる複数の試料からは、次式で示す回帰直線Ｌ１が得られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　先に示した図７において、同一の突出部厚tで試料を比べると、規格化振幅が９０％を超える全ての試料の突出距離dは、規格化振幅が９０％である試料の突出距離dよりも長い。このことから、規格化振幅が９０％を超える全ての試料は、図８において回帰直線Ｌ１よりも上側の、突出距離dがより大きい領域に納まることになる。したがって、規格化振幅が９０％を超える全ての試料は、次の条件式を満足する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　すなわち、突出部１２の突出距離dを、突出部１２の厚みtに応じて上記条件式を満足するように設定することによって、ポンプ５０における振動の一部が外部構造体２７に殆ど漏出しないようにすることができる。すなわち、ポンプ５０を外部構造体２７に取り付けている状態での振動空間１３の中央での間隔変動を、ポンプ５０を外部構造体２７に取り付けていない状態での振動空間１３の中央での間隔変動と同等の大きさにすることができる。したがって、突出部１２の突出距離dを、上記条件式を満足するよう設定することにより、ポンプ５０のポンプ効率を高められる。
　また、図７において突出部１２の厚み毎に同等の規格化振幅（約９９％）が得られる試料は、次式で示す条件式を満足している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　したがって、先に示した図７において規格化振幅が約９９％よりも大きくなる条件は、突出距離dが次式を満足することである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　したがって、突出部１２の突出距離dを、突出部１２の厚みtに応じて上記条件式を満足するように設定することによって、ポンプ５０における振動が外部構造体２７にほぼ完全に漏出しないようにすることができ、ポンプ５０のポンプ効率をより高められる。
　なお、突出距離dを過大に大きくしたとしても、ポンプ効率の改善効果を一定以上は望むことはできない。このため、ポンプ５０のサイズを抑制するためにも、突出距離dはある程度までに抑制することが望ましい。例えば、ポンプ５０の突出距離dは、次式を満足するように設定するとよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　すなわち、突出部１２の突出距離dを、ポンプ５０のポンプ効率をほぼ最大化できる大きさから、約１．１倍程度として、ポンプ５０の大型化を防ぐようにしてもよい。
　以上に説明したように、本実施形態に係るポンプ５０は、厚み方向に直交する外方向に突出する突出部１２を備え、固定部１１３を外部構造体２７に固定している。これにより、ポンプ５０は、ポンプ５０に生じる振動が外部構造体２７に漏洩することを抑制できる。したがって、ポンプ５０は、高いポンプ効率を実現することができる。
《第２実施形態》
　次に、本発明の第２実施形態に係る流体制御装置１０Ａについて説明する。
　図９は、本発明の第２実施形態に係る流体制御装置１０Ａの分解斜視図である。図１０は、図９に示すポンプ５０が３次モードで動作した時の流体制御装置１０Ａの側面断面図である。図１０中の点線は、アクチュエータ１４及び天板部１５が３次モードで振動している様子を示している。図１１は、図９に示すポンプ５０が１次モードで動作した時の流体制御装置１０Ａの側面断面図である。図１１中の点線は、アクチュエータ１４及び天板部１５が１次モードで振動している様子を示している。
　流体制御装置１０Ａは、第１実施形態で示したポンプ５０を備えるとともに、弁筐体５１と弁体５２とを更に備えている。
　弁筐体５１は、ポンプ５０の天面に積層して設けられており、弁体５２を内部に収容している。具体的には、弁筐体５１は、弁天板５３と弁枠板５４とを備えている。弁天板５３は、円板状であり、弁筐体５１の天面を構成している。弁枠板５４は、弁天板５３とポンプ５０の天面との間に積層して設けられており、弁体５２を収容する弁室空間６２が設けられた円環状である。弁体５２は、概略円板状であり、弁枠板５４の厚みよりも薄く構成され、弁室空間６２において上下動可能に構成されている。弁体５２の外周面の一部と、弁室空間６２の内壁面の一部とには、互いに係合するように凹凸に設けられており、弁体５２は、弁室空間６２において回転不能に構成されている。
　弁天板５３には、平面視した中央付近に流路孔６１が設けられている。流路孔６１は、弁筐体５１の天面側の外部空間に通じるとともに、弁筐体５１の内部で弁室空間６２に通じている。また、流路孔６１は、ポンプ５０の薄天板２１に設けられた流路孔３１と対向することのないように位置をずらして配されている。
　弁体５２には、平面視した中央付近に流路孔６３が設けられている。流路孔６３は、弁天板５３に設けられた流路孔６１と対向する位置に配されている。すなわち、弁体５２の流路孔６３は、弁天板５３の流路孔６１と同様に、ポンプ５０の薄天板２１に設けられた流路孔３１と対向することのないように位置をずらして配されている。
　流体制御装置１０Ａがポンプ５０を駆動すると、ポンプ５０が弁室空間６２に流体を吐出する。この流体圧によって、弁室空間６２において弁体５２の底面側の流体圧が高まり、弁体５２は弁天板５３側に移動する。このとき、弁体５２の流路孔６３が弁天板５３の流路孔６１と重なり合うことで、弁筐体５１における流路が開通することになり、弁体５２の流路孔６３および弁天板５３の流路孔６１を介して、外部空間に流体が吐出されることになる。
　一方、ポンプ５０の駆動が停止する等の理由で、ポンプ５０の流体圧が低下し、弁筐体５１の天面側の外部空間の流体圧が相対的に高まると、弁天板５３の流路孔６１を介して外部空間から弁室空間６２に流体が逆流しようとする。この際には、外部空間から弁室空間６２に逆流しようとする流体によって、弁室空間６２において弁体５２の天面側の流体圧が高まり、弁体５２はポンプ５０側に移動する。このとき、弁体５２の流路孔６３がポンプ５０の流路孔３１と重なり合わずに閉塞されることになり、外部空間から弁室空間６２への流体の逆流が阻止されることになる。
　以上より、ポンプ５０の天板部１５は、側壁板２３よりも外方向に突出する突出部１２を有している。そして、本実施形態に係る流体制御装置１０Ａにおいては、上記の弁筐体５１が、ポンプ５０に対する「外部構造体」として構成されている。すなわち、流体制御装置１０Ａは、第１実施形態で示した固定用リング２６および外部構造体２７に替えて弁筐体５１を備えている。そして、天板部１５は、突出部１２を介して固定部１１３で弁筐体５１に固定される。そのため、ポンプ５０は、側壁板２３に対向する位置で弁筐体５１に固定される場合と比べて、ポンプ５０で生じる振動が弁筐体５１に漏洩することを抑制できる。
　したがって、ポンプ５０は、天板部１５とアクチュエータ１４とに挟まれる振動空間１３での間隔変動の低減を防ぐことができ、振動空間１３で流体の流れを効率的に制御することができる。よって、ポンプ５０は、高いポンプ効率を実現することができる。
《第３実施形態》
　次に、本発明の第３実施形態に係る流体制御装置１０Ｂについて説明する。
　図１２は、本発明の第３実施形態に係るポンプ５０Ｂが３次モードで動作した時の流体制御装置１０Ｂの側面断面図である。図１０中の点線は、アクチュエータ１４及び天板部１５Ｂが３次モードで振動している様子を示している。図１３は、図１２に示すポンプ５０Ｂが１次モードで動作した時の流体制御装置１０Ｂの側面断面図である。図１３中の点線は、アクチュエータ１４及び天板部１５Ｂが１次モードで振動している様子を示している。
　流体制御装置１０Ｂは、第２実施形態で示したポンプ５０とは、異なる構成のポンプ５０Ｂを備えている。ポンプ５０Ｂは、厚天板２２Ｂを備えており、該厚天板２２Ｂの外周径は、側壁板２３および振動板２４の外周径よりも大きく、薄天板２１の外周径よりも小さい。
　以上より、ポンプ５０Ｂの天板部１５は、側壁板２３よりも外方向に突出する突出部１２を有している。このような構成の流体制御装置１０Ｂにおいても、弁筐体５１が、ポンプ５０Ｂに対する「外部構造体」として構成されている。すなわち、流体制御装置１０Ｂは、第１実施形態で示した固定用リング２６および外部構造体２７に替えて弁筐体５１を備えている。そして、天板部１５は、突出部１２を介して固定部１１３で弁筐体５１に固定される。そのため、ポンプ５０Ｂは、側壁板２３に対向する位置で弁筐体５１に固定される場合と比べて、ポンプ５０Ｂで生じる振動が弁筐体５１に漏洩することを抑制できる。
　したがって、ポンプ５０Ｂは、天板部１５とアクチュエータ１４とに挟まれる振動空間１３での間隔変動の低減を防ぐことができ、振動空間１３で流体の流れを効率的に制御することができる。よって、ポンプ５０Ｂは、高いポンプ効率を実現することができる。
　ただし、該構成では、厚天板２２Ｂの外周径が側壁板２３および振動板２４の外周径よりも大きいために、突出部１２の実質的な剛性が高まる。このため、第１実施形態や第２実施形態に比べて、突出部１２を介してポンプ５０Ｂから弁筐体５１に振動が漏洩しやすくなる。このため、本実施形態のように構成する場合には、厚天板２２Ｂからの薄天板２１の突出距離をより大きくしたり、薄天板２１の厚みをより薄くしたりすることが好ましい。ただし、本実施形態の構成でも、外部構造体である弁筐体５１が固定部１１３で固定されることになるため、従来構成に比べれば、ポンプ５０Ｂからの振動の漏洩を抑制することができる。
　《第４実施形態》
　次に、本発明の第４実施形態に係る流体制御装置４００について説明する。
　図１４は、本発明の第４実施形態に係る流体制御装置４００の側面断面図である。図１４中の点線は、アクチュエータ１４及び天板部４１５が１次モードで振動している様子を示している。図１５は、図１４に示す天板部１５の底面図である。
　第４実施形態の流体制御装置４００が第１実施形態の流体制御装置１０と相違する点は、ポンプ４５０である。ポンプ４５０がポンプ５０と相違する点は、天板部４１５が薄天板２１、厚天板２２、及び円環状の枠板４２３で構成されている点である。天板部４１５は、天面部１１０と接合部１１１と突出部１２と固定部４１３とを有する。その他の構成については同じであるため、説明を省略する。
　枠板４２３は、固定用リング２６を介して外部構造体２７に固定される薄天板２１の領域の底面に接合している。そのため、固定部４１３の厚みは、固定部１１３の厚みより厚い。
　図１５に示すように、突出部１２は、接合部１１１より薄い薄肉部２１１を有する。薄肉部２１１は円環状である。薄肉部２１１は、本発明の第１薄肉部の一例に相当する。
　以上より、ポンプ５０の天板部４１５は、側壁板２３よりも外方向に突出する突出部１２を有している。そして、天板部４１５は、突出部１２を介して固定部４１３で外部構造体２７に固定される。そのため、ポンプ５０は、側壁板２３に対向する位置で外部構造体２７に固定される場合と比べて、ポンプ５０で生じる振動が外部構造体２７に漏洩することを抑制できる。
　したがって、ポンプ５０は、天板部４１５とアクチュエータ１４とに挟まれる振動空間１３での間隔変動の低減を防ぐことができ、振動空間１３で流体の流れを効率的に制御することができる。よって、ポンプ５０は、高いポンプ効率を実現することができる。
　また、突出部１２が薄肉部２１１を有するため、ポンプ５０は、突出部１２の剛性を低減できる。よって、ポンプ５０は、ポンプ５０で生じる振動が突出部１２を介して外部構造体２７に漏洩することを抑制できる。
　なお、図１４ではポンプ４５０が１次モードで動作しているが、これに限るものではない。実施の際、ポンプ４５０が３次モードで動作してもよい。
　《第５実施形態》
　次に、本発明の第５実施形態に係る流体制御装置５００について説明する。
　図１６は、本発明の第５実施形態に係る流体制御装置５００の側面断面図である。
　第５実施形態の流体制御装置５００が第４実施形態の流体制御装置４００と相違する点は、ポンプ４５０の固定方法である。流体制御装置５００は、ポンプ４５０の固定部４１３の底面を、固定用リング２６を介して外部構造体２７に固定している。その他の構成については同じであるため、説明を省略する。
　流体制御装置４００及び流体制御装置５００においてポンプ４５０が動作している間、天板部４１５の両面には、大気圧と振動空間１３の圧力とが印加される。ポンプ４５０が動作している間、振動空間１３の圧力は大気圧より高くなる。
　そのため、図１６に示す流体制御装置５００ではポンプ４５０が動作している間、天板部４１５の両面の圧力差により、天板部４１５には外部構造体２７から離間する方向へ力が働く。
　これに対して図１４に示す流体制御装置４００では、ポンプ４５０が動作している間、天板部４１５の両面の圧力差により、天板部４１５が外部構造体２７に向けて押しつけられる。そのため、流体制御装置４００の固定力は、流体制御装置５００の固定力より強くなる。
　したがって、図１４に示すようにポンプ４５０の固定部４１３の天面（即ち圧力が低い方の面）が、固定用リング２６を介して外部構造体２７に固定されることが好ましい。
《その他実施形態》
　図１５に示す天板部１５は、例えば以下のような変形例を採用することができる。
　図１７は、図１５に示す天板部４１５の第１変形例に係る天板部５１５の底面図である。図１８は、図１５に示す天板部４１５の第２変形例に係る天板部６１５の底面図である。図１９は、図１５に示す天板部４１５の第３変形例に係る天板部７１５の底面図である。
　図１７に示す天板部５１５及び図１８に示す天板部６１５が天板部４１５と相違する点は、突出部１２に占める薄肉部２１１の割合である。その他の構成については同じであるため、説明を省略する。
　突出部１２が円環状であり、薄肉部２１１が円環状に配置されている場合、天板部４１５の振動の対称性が保たれる。これにより、天板部４１５では不要振動が生じにくく、エネルギー損失が軽減される。
　さらに、突出部１２に占める薄肉部２１１の割合が高いほど、ポンプ５０は、突出部１２の剛性を低減できる。そのため、突出部１２に占める薄肉部２１１の割合が高いほど、ポンプ５０は、ポンプ５０で生じる振動が外部構造体２７に漏洩することを抑制できる。
　そこで、突出部１２に占める薄肉部２１１の割合は、図１８に示すように５０％以上あれば良い。突出部１２に占める薄肉部２１１の割合は、図１７に示すように８０％以上あるとさらに良い。突出部１２に占める薄肉部２１１の割合は、図１５に示すように１００％であれば最も良い。
　なお、図１５～図１８に示すように突出部１２は、円環状の薄肉部２１１を有するが、これに限るものではない。実施の際、薄肉部２１１は、円環状以外の形状（例えば多角形の環状）でもよい。
　次に、図１９に示す天板部７１５が天板部４１５と相違する点は、突出部７１２である。その他の構成については同じであるため、説明を省略する。
　突出部７１２は、接合部１１１より薄い薄肉部２１１と、接合部１１１より薄い薄肉部２１２を有する。薄肉部２１１は、円環状である。薄肉部２１２も、円環状である。天面部１１０の中心軸Ｃから薄肉部２１１までの距離は、天面部１１０の中心軸Ｃから薄肉部２１２までの距離と異なる。薄肉部２１１は本発明の第１薄肉部の一例に相当し、薄肉部２１２は本発明の第２薄肉部の一例に相当する。
　なお、図１５～図１９に示す天板部４１５、天板部５１５、天板部６１５、及び天板部７１５において、突出部１２には開口が無いことが望ましい。この場合、ポンプ５０は、天板部１５の上下の空間を分断することができる。そのため、ポンプ５０は、流体の流路を振動空間１３に限定することができ、流体を正確に制御することができる。
　次に、図４に示す外部構造体２７は、例えば以下のような変形例を採用することができる。
　図２０は、図４に示す外部構造体２７の第１変形例に係る外部構造体１２７の外観斜視図である。図２１は、図４に示す外部構造体２７の第２変形例に係る外部構造体２２７の外観斜視図である。
　図２０に示す外部構造体１２７が図４に示す外部構造体２７と相違する点は、補強部１２９である。外部構造体１２７は、ポンプ５０の固定部１１３に接合する環状部１２８と、環状部１２８より内側に位置する補強部１２９と、を有する。その他の点については同じであるため、説明を省略する。
　以上より、外部構造体１２７の剛性が補強部１２９によって上がるため、外部構造体１２７の振動が抑制される。そのため、ポンプ５０で生じる振動が外部構造体１２７を介して流体制御装置１０の筐体（不図示）に伝達することを大幅に低減できる。
　同様に、図２１に示す外部構造体２２７が図４に示す外部構造体２７と相違する点は、補強部２２９である。外部構造体２２７は、ポンプ５０の固定部１１３に接合する環状部１２８と、環状部１２８より内側に位置する補強部２２９と、を有する。その他の点については同じであるため、説明を省略する。
　以上より、外部構造体２２７の剛性が補強部２２９によって上がるため、外部構造体２２７の振動が抑制される。そのため、外部構造体２２７は、ポンプ５０で生じる振動が外部構造体２２７を介して流体制御装置１０の筐体（不図示）に伝達することを大幅に低減できる。
　なお、外部構造体２７及び環状部１２８のそれぞれは、円環状であるが、これに限るものではない。実施の際、外部構造体２７及び環状部１２８のそれぞれは、円環状以外の形状（例えば多角形の環状）でもよい。
　また、上述した各実施形態においては、ポンプの駆動源として圧電素子を設ける例を示したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば、電磁駆動でポンピング動作を行うポンプとして構成されていても構わない。
　また、上述した各実施形態では、圧電素子２５をチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスから構成する例を示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、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。
　また、上述した各実施形態では、圧電素子を、振動板の振動空間とは逆側の主面に接合する例を示したが、本発明は、これに限るものではない。例えば、圧電素子が振動板の振動空間側の主面に接合してもよいし、２枚の圧電素子を振動板の両主面に接合してもよい。
　また、上述した各実施形態では、圧電素子や、振動体、振動空間等を平面視して円形状にする例を示したが、本発明は、これに限るものではない。例えば、これらの形状が矩形や多角形でもよい。
　また、上述した各実施形態では、アクチュエータを３次の共振周波数で駆動する例を示したが、本発明は、これに限るものではない。例えば、アクチュエータを１次の共振周波数や、その他の共振周波数で駆動するようにしてもよい。
　また、上述した各実施形態では、天板部や弁筐体、弁体の中央付近に、複数の円形の流路孔を集合させて設ける例を示したが、本発明は、これに限るものではない。例えば、１つの流路孔を設けるようにしたり、非円形の流路孔を設けたりしてもよく、また、側壁板に外方向に延びる流路孔を設けるようにしてもよい。
　また、上述した各実施形態では、振動空間において天板部側の流路孔近傍に凹部を設ける例を示したが、本発明は、これに限るものではなく、凹部を設けなくてもよい。
　また、上述した各実施形態では、天板部を、薄天板と厚天板との積層体として構成する例を示したが、本発明は、これに限るものではない。例えば、上述の形状の天板部を一体の部材で構成してもよい。また、天板部を、全体として一様な厚みで構成するようにしてもよい。
　最後に、前記実施形態の説明は、すべての点で例示であり、制限的なものではない。本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。本発明の範囲は、特許請求の範囲と均等の範囲を含む。
Ｃ…中心軸
１０、１０Ａ、１０Ｂ…流体制御装置
１１…本体部
１２…突出部
１３…振動空間
１４…アクチュエータ
１５…天板部
１５Ｂ…天板部
２１…薄天板
２２、２２Ｂ…厚天板
２３…側壁板
２４…振動板
２５…圧電素子
２６…固定用リング
２７…外部構造体
３１…流路孔
３２、３３…開口
３４…流路孔
４１…枠部
４２…振動体
４３…連結部
５０…ポンプ
５０Ｂ…ポンプ
５１…弁筐体
５２…弁体
５３…弁天板
５４…弁枠板
６１…流路孔
６２…弁室空間
６３…流路孔
１１０…天面部
１１１…接合部
１１３…固定部
１２７…外部構造体
１２８…環状部
１２９…補強部
２１１…薄肉部
２１２…薄肉部
２２７…外部構造体
２２９…補強部
４００…流体制御装置
４１３…固定部
４１５…天板部
４２３…枠板
４５０…ポンプ
５００…流体制御装置
５１５…天板部
６１５…天板部
７１２…突出部
７１５…天板部
９０１…ポンプ
９０２…天板部
９０３…側壁部
９０４…振動部
９１０…振動空間
９１２…外部構造体

Claims (10)

  1. 　厚み方向に振動するアクチュエータと、
    　前記アクチュエータの端部を支持する側壁部と、
    　前記側壁部に支持され、前記アクチュエータ及び前記側壁部とともに空間を構成する天板部と、を備え、
    　前記天板部は、前記アクチュエータと前記厚み方向に間隔を空けて対向した天面部と、前記厚み方向に直交する外方向に前記天面部から延び、前記側壁部に接合する接合部と、前記外方向に前記接合部から延び、前記側壁部よりも突出した突出部と、前記外方向に前記突出部から延び、外部構造体に固定される固定部と、を有する、
    　ポンプ。
  2. 　前記突出部は、前記接合部より薄い第１薄肉部を有する、
    　請求項１に記載のポンプ。
  3. 　前記第１薄肉部は、環状に設けられている請求項２に記載のポンプ。
  4. 　前記突出部は、前記接合部より薄い第２薄肉部を有し、
    　前記天面部の中心軸から前記第１薄肉部までの距離は、前記天面部の中心軸から前記第２薄肉部までの距離と異なる、請求項２に記載のポンプ。
  5. 　前記突出部は、開口を有さない、請求項１乃至４のいずれかに記載のポンプ。
  6. 　前記突出部の前記外方向における寸法をdとし、前記突出部の前記厚み方向における寸法をtとして、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
     の条件式を満足する、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のポンプ。
  7. Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
     の条件式を満足する、請求項６に記載のポンプ。
  8. Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
     の条件式を満足する、請求項７に記載のポンプ。
  9. 　請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のポンプと、
    　前記外部構造体と、を備える流体制御装置。
  10. 　前記天面部は、前記空間に通じる複数の流路孔を有し、
    　前記外部構造体は、前記複数の流路孔を開閉する弁を有する弁筐体である、請求項９に記載の流体制御装置。
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