(57)【要約】  圧電ブロア（１００）は、バルブ部（１２）とポンプ部（１３）と制御部（１４）と外筐体（１７）とを備えている。バルブ部（１２）は、複数の吐出孔（４１）と複数のフィルム孔（４２）とを有する。ポンプ部（１３）は、複数の連通孔（４３）と吸引孔（９３、９６）とを有する。外筐体（１７）は、バルブ部（１２）及びポンプ部（１３）を、間隔を空けて被覆する。これにより、外筐体（１７）は、バルブ部（１２）及びポンプ部（１３）との間に通気路（９１、９２）を構成する。流入孔（１２４）は通気路（９１）に連通する。排出孔（２４）は通気路（９２）に連通する。そして、流入孔（１２４）及び排出孔（２４）の少なくとも一方は、ポンプ室（４５）の中心軸（Ｃ）からずれている。複数の吐出孔（４１）と複数のフィルム孔（４２）と複数の連通孔（４３）と吸引孔（９３、９６）とは、ポンプ室（４５）の中心軸（Ｃ）に対して対称に設けられている。
2017038565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動体と、前記振動体を振動させる駆動体と、前記振動体に接続することによってポンプ室を構成するポンプ筐体と、を有するポンプ部と、
前記ポンプ部を、間隔を空けて被覆する外筐体と、を備え、
前記ポンプ部は、前記ポンプ室の内部と外部とを連通させる通気孔を、前記ポンプ室の中心軸に対して対称に有し、
前記外筐体は、前記通気孔に連通する通気路を前記ポンプ部との間に構成するとともに、前記通気路に連通する流入孔及び排出孔を有し、
前記流入孔及び前記排出孔の少なくとも一方は、前記ポンプ室の中心軸からずれている、ブロア。
【請求項２】
前記流入孔および前記排出孔の両方は、前記ポンプ室の前記中心軸からずれている、請求項１に記載のブロア。
【請求項３】
振動体と、前記振動体を振動させる駆動体と、前記振動体に接続することによってポンプ室を構成するポンプ筐体と、を有するポンプ部と、
前記ポンプ部を、間隔を空けて被覆する外筐体と、を備え、
前記ポンプ部は、前記ポンプ室の内部と外部とを連通させる通気孔を、前記ポンプ室の中心軸に対して対称に有し、
前記外筐体は、前記通気孔に連通する通気路を前記ポンプ部との間に構成するとともに、前記通気路に連通する流入孔及び排出孔を有し、
前記中心軸から前記通気路の第１の端までの距離は、前記中心軸から前記通気路の第２の端までの距離と異なる、ブロア。
【請求項４】
前記ポンプ室は、前記中心軸に対して線対称である、請求項１から３のいずれか１項に記載のブロア。
【請求項５】
前記流入孔および前記排出孔の少なくとも一方は、前記外筐体の側面に設けられている、請求項１から４のいずれか１項に記載のブロア。
【請求項６】
前記流入孔および前記排出孔の両方は、前記外筐体の側面に設けられている、請求項５に記載のブロア。
【請求項７】
前記外筐体は、前記流入孔の周囲を囲む第１ノズルと前記排出孔の周囲を囲む第２ノズルとを有し、
前記第１ノズルと前記第２ノズルのいずれかは、前記ポンプ室の中心軸に直交する直線軸上に設けられている請求項５又は６に記載のブロア。
【請求項８】
前記外筐体は、前記流入孔の周囲を囲む第１ノズルと前記排出孔の周囲を囲む第２ノズルとを有し、
前記第１ノズル及び前記第２ノズルは、互いに対向する位置に設けられている、請求項６又は７に記載のブロア。
【請求項９】
前記外筐体は、前記流入孔の周囲を囲む第１ノズルと前記排出孔の周囲を囲む第２ノズルとを有し、
前記第１ノズルの中心軸と前記第２ノズルの中心軸との成す角度は、９０度以下である、請求項６又は７に記載のブロア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体の輸送を行うブロアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気等の気体の輸送を行うブロアが広く使用されている。例えば特許文献１は、圧電マイクロブロアを開示している。【０００３】
図２０は、特許文献１の圧電マイクロブロアＡの断面図である。圧電マイクロブロアＡは、振動板９２１と、圧電素子９２０と、ポンプ筐体９１０と、外筐体９５０とを備えている。振動板９２１及び圧電素子９２０は、アクチュエータ９０２を構成している。【０００４】
圧電素子９２０は、交流電圧が印加されることによって伸縮し、振動板９２１を振動させる。ポンプ筐体９１０は、振動板９２１に接続することによってポンプ室９０３を構成している。外筐体９５０は、ポンプ筐体９１０を、間隔を空けて被覆している。【０００５】
ポンプ筐体９１０は、ポンプ室９０３の内部と外部とを連通させる通気孔９１１を、ポンプ室９０３の中心軸Ｃに対して対称に有している。外筐体９５０は、通気孔９１１に連通する通気路９０６を、外筐体９５０とポンプ筐体９１０との間に構成している。外筐体９５０は、通気路９０６に連通する流入孔９５１及び排出孔９５３を有している。【０００６】
通気路９０６は、中心軸Ｃに対して線対称である。そのため、中心軸Ｃから通気路９０６の左端（外筐体９５０の左側の内壁面）までの距離は、中心軸Ｃから通気路９０６の右端（外筐体９５０の右側の内壁面）までの距離と等しい。【０００７】
以上の構成において圧電マイクロブロアＡは例えば、不快な振動音をユーザに聞かせないよう、アクチュエータ９０２を可聴周波数より高い周波数で駆動する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−５０１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の圧電マイクロブロアＡにおいてアクチュエータ９０２が高い周波数で駆動したとき、高い周波数の圧力波が通気孔９１１から通気路９０６へ出力される。通気孔９１１から出力した圧力波は、通気路９０６を伝搬し、外筐体９５０の内壁面で反射する。周波数が高い場合、圧力波の波長が短く、通気路９０６内において圧力波の腹が生じる。周波数が高くなるにつれて通気路９０６内において腹の数が増加する。そして、通気路９０６は、中心軸Ｃに対して線対称である。【００１０】
そのため、通気路９０６の左端で反射した圧力波と、通気路９０６の右端で反射した圧力波とが、通気路９０６内の複数の地点で強め合う。よって、通気路９０６内において大きな圧力振幅が生じる。即ち、通気路９０６内において大きなエネルギーが失われる。【００１１】
したがって、前記特許文献１の圧電マイクロブロアＡでは、ポンプ特性（例えば排出圧力・排出流量）が低下するという問題がある。【００１２】
そこで本発明は、ポンプ特性が低下することを抑制できるブロア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】
【００１３】
本発明のブロアは、ポンプ部と外筐体とを備える。ポンプ部は、振動体と、振動体を振動させる駆動体と、振動体に接続することによってポンプ室を構成するポンプ筐体と、を有する。外筐体は、ポンプ部を、間隔を空けて被覆する。【００１４】
そして、ポンプ部は、ポンプ室の内部と外部とを連通させる通気孔を、ポンプ室の中心軸に対して対称に有する。外筐体は、通気孔に連通する通気路をポンプ部との間に構成するとともに、通気路に連通する流入孔及び排出孔を有する。流入孔及び排出孔の少なくとも一方は、ポンプ室の中心軸からずれている。【００１５】
この構成において駆動体が所定の周波数で駆動したとき、圧力波が通気孔から通気路へ出力される。通気孔から出力した圧力波は、通気路を伝搬し、通気路の両端（外筐体の内壁面）で反射する。ここで、周波数が高い場合、圧力波の波長が短く、通気路内において圧力波の腹が生じる。所定の周波数は、通気路内において圧力波の腹が生じる周波数（例えば１０ｋＨｚ以上）である。【００１６】
しかし、この構成では、通気路の一方の端で反射した圧力波の多くが、流入孔及び排出孔の少なくとも一方から外筐体の外部へ流出する。そのため、例えば、通気路の左端で反射した圧力波と、通気路の右端で反射した圧力波とが、通気路内においてあまり強め合わない。よって、通気路内において大きな圧力振幅が生じない。即ち、通気路内において大きなエネルギーが損失しない。【００１７】
したがって、この構成のブロアは、ポンプ特性（例えば排出圧力・排出流量）が低下することを抑制できる。【００１８】
また、本発明のブロアにおいて流入孔および排出孔の両方は、ポンプ室の中心軸からずれていることが好ましい。【００１９】
この構成では、通気路の一方の端で反射した圧力波の多くが、流入孔及び排出孔から外筐体の外部へ流出する。そのため、例えば、通気路の左端で反射した圧力波と、通気路の右端で反射した圧力波とが、通気路内においてあまり強め合わない。よって、通気路内において大きな圧力振幅が生じない。即ち、通気路内において大きなエネルギーが損失しない。【００２０】
したがって、この構成のブロアは、ポンプ特性（例えば排出圧力・排出流量）が低下することを抑制できる。【００２１】
また、本発明のブロアは、ポンプ部と外筐体とを備える。ポンプ部は、振動体と、振動体を振動させる駆動体と、振動体に接続することによってポンプ室を構成するポンプ筐体と、を有する。外筐体は、ポンプ部を、間隔を空けて被覆する。【００２２】
そして、ポンプ部は、ポンプ室の内部と外部とを連通させる通気孔を有する。外筐体は、通気孔に連通する通気路をポンプ部との間に構成するとともに、通気路に連通する流入孔及び排出孔を有する。中心軸から通気路の第１の端までの距離は、中心軸から通気路の第２の端までの距離と異なる。【００２３】
この構成では、通気路の第１の端で反射した圧力波の位相と、通気路の第２の端で反射した圧力波の位相とがずれる。そのため、通気路の第１の端で反射した圧力波と、通気路の第２の端で反射した圧力波とが通気路内においてあまり強め合わない。よって、通気路内において大きな圧力振幅が生じない。即ち、通気路内において大きなエネルギーが損失しない。【００２４】
したがって、この構成のブロアは、ポンプ特性（例えば排出圧力・排出流量）が低下することを抑制できる。【００２５】
また、本発明のブロアにおいてポンプ室は、同一の中心軸を有することが好ましい。さらに、本発明のブロアにおいてポンプ室は、中心軸に対して線対称であることが好ましい。【００２６】
この構成において駆動体が高い周波数で駆動したとき、圧力波がポンプ室で生じる。ポンプ室で生じた圧力波は、ポンプ室を伝搬し、ポンプ室の両端（ポンプ筐体の内側面）で反射する。この構成では例えば、ポンプ室の左端で反射した圧力波の位相とポンプ室の右端で反射した圧力波の位相とが揃う。そのため、例えば、ポンプ室の左端で反射した圧力波とポンプ室の右端で反射した圧力波とが強め合う。よって、大きな圧力波が通気孔から出力する。【００２７】
したがって、この構成のブロアは、ポンプ特性を向上できる。【００２８】
また、本発明のブロアにおいて流入孔および排出孔の少なくとも一方は、外筐体の側面に設けられていることが好ましい。【００２９】
この構成では、通気路の端部のうち、流入孔及び流出孔のある部分で反射した圧力波のみ位相が反転し、他の端部で反射した圧力波と逆位相となるため、通気路内で圧力波が打ち消し合う。よって、通気路内において大きな圧力振幅が生じない。すなわち、通気路内において大きなエネルギーが損失しない。【００３０】
したがって、この構成のブロアは、ポンプ特性（例えば排出圧力・排出流量）が低下するのを抑制することができる。【００３１】
この構成においてチューブが流入孔および排出孔の少なくとも一方に装着される場合、チューブは外筐体の側面に装着される。したがって、この構成のブロアは低背化を図ることができる。【００３２】
また、本発明のブロアにおいて流入孔および排出孔の両方は、外筐体の側面に設けられていることが好ましい。【００３３】
この構成においてチューブが流入孔および排出孔に装着される場合、チューブは外筐体の側面に装着される。したがって、この構成のブロアは低背化を図ることができる。【００３４】
また、本発明のブロアにおいて、外筐体は、流入孔の周囲を囲む第１ノズルと排出孔の周囲を囲む第２ノズルとを有し、第１ノズル及び第２ノズルのいずれかは、ポンプ室の中心軸に直交する直線軸上に設けられていることが好ましい。【００３５】
この構成において、第１ノズル及び第２ノズルのうち、ポンプ室の中心軸に直行する直線軸上に設けられているノズルにチューブが着脱される際、着脱によってモーメントが生じないため、外筐体が回転しない。したがって、この構成のブロアはチューブの着脱を容易に行うことが可能である。【００３６】
また、本発明のブロアにおいて、外筐体は、流入孔の周囲を囲む第１ノズルと排出孔の周囲を囲む第２ノズルとを有し、第１ノズル及び第２ノズルは、互いに対向する位置に設けられていることが好ましい。【００３７】
この構成において２本のチューブが第１ノズル及び第２ノズルに同時に着脱される際、着脱によって生じる力が打ち消しあい、外筐体がずれない。したがって、この構成のブロアはチューブの着脱を容易に行うことが可能である。【００３８】
また、本発明のブロアにおいて、外筐体は、流入孔の周囲を囲む第１ノズルと排出孔の周囲を囲む第２ノズルとを有し、第１ノズルの中心軸と第２ノズルの中心軸との成す角度は、９０度以下であることが好ましい。【００３９】
この構成のブロアが、２つの壁部が交わる隅に設置され、２本のチューブが第１ノズル又は第２ノズルに装着される際、外筐体が壁部によって支えられる。壁部は例えば、この構成のブロアが実装される電子機器の筐体の一部である。したがって、この構成のブロアはチューブの装着を容易に行うことが可能である。
【発明の効果】
【００４０】
本発明は、ポンプ特性が低下することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧電ブロア１００の外観斜視図である。
【図２】図１に示す圧電ブロア１００のＳ−Ｓ線の断面図である。
【図３】図２に示すバルブ部１２及びポンプ部１３の分解斜視図である。
【図４】図２に示す外筐体１７の分解斜視図である。
【図５】図１に示す圧電ブロア１００をブロア本体の１次振動モードの周波数で共振駆動させた際における、圧電ブロア１００のＳ−Ｓ線の断面図である。
【図６】図１に示す圧電ブロア１００をブロア本体の１次振動モードの周波数で共振駆動させた際における、圧電ブロア１００のＳ−Ｓ線の断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る圧電ブロア２００の断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る圧電ブロア３００の外観斜視図である。
【図９】図８に示す圧電ブロア３００のＴ−Ｔ線の断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る圧電ブロア４００の平面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る圧電ブロア５００の平面図である。
【図１２】本発明の第６実施形態に係る圧電ブロア６００の平面図である。
【図１３】本発明の第７実施形態に係る圧電ブロア７００の断面図である。
【図１４】図１３に示すポンプ部２１３の分解斜視図である。
【図１５】図２に示す振動板３６の変形例に係る振動板３３６の平面図である。
【図１６】図２に示す振動板３６の変形例に係る振動板４３６の平面図である。
【図１７】図２に示す振動板３６の変形例に係る振動板５３６の平面図である。
【図１８】図２に示す振動板３６の変形例に係る振動板６３６の平面図である。
【図１９】本発明の第８実施形態に係る圧電ブロア８００の断面図である。
【図２０】特許文献１の圧電マイクロブロアの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
《本発明の第１実施形態》
以下、本発明の第１実施形態に係る圧電ブロア１００について説明する。
【００４３】
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧電ブロア１００の外観斜視図である。図２は、図１に示す圧電ブロア１００のＳ−Ｓ線の断面図である。図３は、図２に示すバルブ部１２及びポンプ部１３の分解斜視図である。図４は、図２に示す外筐体１７の分解斜視図である。なお、図４では、ノズル１８、１１８の図示を省略している。
【００４４】
圧電ブロア１００は、図１、図２に示すように、バルブ部１２とポンプ部１３と制御部１４と外筐体１７とを備えている。圧電ブロア１００は、空気等の気体の輸送を行う。
【００４５】
バルブ部１２とポンプ部１３とは互いに積層した状態で貼付されている。バルブ部１２は、図２、図３に示すように、圧電ブロア１００の上面側に配置されている。ポンプ部１３は、図２、図３に示すように、圧電ブロア１００の底面側に配置されている。
【００４６】
外筐体１７は、図２、図４に示すように、天板８０と側板８１と底板８２とノズル１８と排出孔２４とノズル１１８と流入孔１２４と載置部１８１とを有する。外筐体１７は、円筒形状である。外筐体１７は、例えば樹脂からなる。ノズル１８、１１８のそれぞれには、不図示のチューブが装着される。
【００４７】
天板８０は円板形状である。底板８２は円板形状である。側板８１は円環形状である。側板８１は、側板８１の内周面からポンプ室４５の中心軸Ｃに向けて突出する載置部１８１を有する。載置部１８１は円環形状である。載置部１８１には、バルブ部１２及びポンプ部１３が載置され、バルブ部１２の周縁が貼付される。ノズル１８の内側には、気体が流出する排出孔２４が設けられている。ノズル１１８の内側には、気体が流入する流入孔１２４が設けられている。
【００４８】
外筐体１７は、バルブ部１２及びポンプ部１３を、間隔を空けて被覆する。これにより、外筐体１７は、バルブ部１２及びポンプ部１３との間に通気路９１、９２を構成する。通気路９１は、中心軸Ｃに対して線対称である。そのため、中心軸Ｃから通気路９１の左端９１Ａ（外筐体１７の左側の内壁面）までの距離は、中心軸Ｃから通気路９１の右端９１Ｂ（外筐体１７の右側の内壁面）までの距離と等しい。
【００４９】
また、通気路９２は、中心軸Ｃに対して線対称である。そのため、中心軸Ｃから通気路９２の左端９２Ａ（外筐体１７の左側の内壁面）までの距離は、中心軸Ｃから通気路９２の右端９２Ｂ（外筐体１７の右側の内壁面）までの距離と等しい。また、流入孔１２４は通気路９１に連通する。排出孔２４は通気路９２に連通する。そして、流入孔１２４及び排出孔２４の両方は、ポンプ室４５の中心軸Ｃからずれている。
【００５０】
なお、バルブ部１２とポンプ部１３とが本発明の「ポンプ部」の一例を構成している。上板２３と側壁板３１とが本発明の「ポンプ筐体」の一例を構成している。通気路９１、９２のそれぞれが本発明の「通気路」の一例に相当する。
【００５１】
ポンプ部１３は、振動板３６（ダイヤフラム）を用いたダイヤフラムポンプの一種である。ポンプ部１３は、図２、図３に示すように、ポンプ室４５が内部に設けられた円筒容器状である。ポンプ室４５は、中心軸Ｃに対して線対称である。ポンプ室４５は、円柱状である。
【００５２】
ポンプ部１３は、上板２３と側壁板３１と振動板３６と圧電素子３３とを備えている。上板２３と側壁板３１と振動板３６と圧電素子３３とは積層した状態で互いに貼付されている。上板２３と側壁板３１と振動板３６とは、互いに接続することによってポンプ室４５を構成している。上板２３と側壁板３１と振動板３６とは、金属で構成されている。上板２３と側壁板３１と振動板３６とは、例えばステンレススチールで構成される。
【００５３】
上板２３は、円板状である。上板２３の中央には、所定配列で並べられた複数の連通孔４３が設けられている。上板２３の底面には、側壁板３１の上面が貼付されている。
【００５４】
側壁板３１は、円環状である。側壁板３１の中央には、ポンプ室４５が所定の開口径で設けられている。側壁板３１および振動板３６の外周径は、互いに一致している。側壁板３１および振動板３６の外周径は、バルブ部１２の外周径よりも一定寸法だけ小さく設定している。側壁板３１の底面には、振動板３６の上面が貼付されている。振動板３６は、円板状である。振動板３６は中心に、吸引孔９６を有する。
【００５５】
圧電素子３３は円板状である。圧電素子３３の直径は、振動板３６の直径より小さい。圧電素子３３は中心に、吸引孔９３を有する。圧電素子３３の上面は、振動板３６の底面に貼付されている。圧電素子３３は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスから構成されている。
【００５６】
圧電素子３３の両主面には、図示していない電極が形成されており、この電極を介して制御部１４から駆動電圧が印加される。圧電素子３３は、印加される駆動電圧に応じて面方向に伸縮する圧電性を有している。
【００５７】
したがって、圧電素子３３に駆動電圧が印加されると、圧電素子３３が面方向に伸縮する。圧電素子３３の伸縮によって振動板３６は同心円状に屈曲振動する。このように圧電素子３３と振動板３６とは、圧電アクチュエータ３７を構成し、一体的に振動する。
【００５８】
なお、振動板３６が本発明の「振動体」の一例に相当する。圧電素子３３が本発明の「駆動体」の一例に相当する。
【００５９】
バルブ部１２は、気体の流れを一方向にする機能を有している。バルブ部１２は、バルブ室４０が内部に設けられた円筒容器状である。バルブ部１２は、円柱状である。バルブ部１２は、図２、図３に示すように、蓋板２１と、側壁板２２と、フィルム２０とを備えている。
【００６０】
蓋板２１と側壁板２２とは、金属で構成されている。蓋板２１と側壁板２２とは、例えばステンレススチール（ＳＵＳ）で構成される。フィルム２０は、樹脂で構成されている。フィルム２０は、例えば半透明なポリイミドで構成される。
【００６１】
蓋板２１は、バルブ部１２の上面側に配置されている。側壁板２２は、蓋板２１と上板２３との間に配置されている。上板２３は、バルブ部１２の底面に配置されている。蓋板２１と側壁板２２と上板２３とは積層した状態で互いに貼付されている。フィルム２０は、バルブ部１２の内部空間、即ちバルブ室４０に収納されている。
【００６２】
蓋板２１は、円板状である。側壁板２２は、円環状である。蓋板２１と側壁板２２と上板２３の外周径は、互いに一致している。
【００６３】
バルブ室４０は、側壁板２２の中央に所定の開口径で設けられている。フィルム２０は、概略円板状である。フィルム２０は、側壁板２２の厚みよりも薄い厚みに設定されている。
【００６４】
例えば本実施形態では、側壁板２２の厚み（バルブ室４０の高さ）は、４０μｍ以上５０μｍ以下であり、フィルム２０の厚みは、５μｍ以上１０μｍ以下に設定されている。また、フィルム２０は、ポンプ部１３からの吐出風によってバルブ室４０の内部で上下動自在に可動するよう、極めて軽い質量に設定されている。
【００６５】
フィルム２０の外周径は、側壁板２２におけるバルブ室４０の開口径とほとんど一致している。フィルム２０の外周径は、若干の隙間が空くように微小に小さく設定されている。そして、フィルム２０の外周の一部には、突起部２５が設けられている（図３参照）。
【００６６】
また、側壁板２２の内周の一部には、突起部２５が微小な隙間を空けた状態で嵌り込む切欠部２６が設けられている（図３参照）。このため、フィルム２０はバルブ室４０の内部で、回転不能かつ上下動自在に保持される。
【００６７】
蓋板２１の中央には、所定配列で並べられた複数の吐出孔４１が設けられている。また、上板２３の中央には、所定配列で並べられた複数の連通孔４３が設けられている。また、フィルム２０の中央には、所定配列で並べられた複数のフィルム孔４２が設けられている。したがって、バルブ室４０は、吐出孔４１を介して通気路９２に通じるとともに、連通孔４３を介してポンプ室４５に通じる。
【００６８】
ここで、複数の吐出孔４１と複数の連通孔４３とは、互いに対向しないように設けられている。さらに、複数のフィルム孔４２と複数の吐出孔４１とは、互いに対向するように設けられている。複数のフィルム孔４２と複数の連通孔４３とは、互いに対向しないように設けられている。
【００６９】
また、複数の吐出孔４１と複数のフィルム孔４２と複数の連通孔４３と吸引孔９３、９６とは、ポンプ室４５の中心軸Ｃに対して対称に設けられている。
【００７０】
なお、複数の吐出孔４１と複数のフィルム孔４２と複数の連通孔４３と吸引孔９３、９６のそれぞれが本発明の「通気孔」の一例に相当する。
【００７１】
次に、制御部１４は、図２に示すように、例えばマイクロコンピュータで構成される。制御部１４は例えば、圧電素子３３の駆動周波数をポンプ室４５の共振周波数に調整する。ポンプ室４５の共振周波数とは、ポンプ室４５の中心部で発生した圧力振動と、その圧力振動が外周部側に伝搬して反射し、再びポンプ室４５の中心部に到達する圧力振動とが、共振する周波数のことである。
【００７２】
なお、圧電ブロア１００において圧電アクチュエータ３７が高い周波数で駆動したとき、圧力波がポンプ室４５で生じる。ポンプ室４５で生じた圧力波は、ポンプ室４５を伝搬し、ポンプ室４５の両側面（側壁板３１の内面）で反射する。圧電ブロア１００では、ポンプ室４５の左側面で反射した圧力波の位相と、ポンプ室４５の右側面で反射した圧力波の位相とが揃う。
【００７３】
そのため、ポンプ室４５の左側面で反射した圧力波と、ポンプ室４５の右側面で反射した圧力波とが強め合う。よって、大きな圧力波が吐出孔４１、吸引孔９３、９６から出力する。したがって、圧電ブロア１００は、ポンプ特性を向上できる。
【００７４】
次に、ポンプ部１３が駆動している間における空気の流れを説明する。
【００７５】
図５、図６は、図１に示す圧電ブロア１００をブロア本体の１次振動モードの周波数で共振駆動させた際における、圧電ブロア１００のＳ−Ｓ線の断面図である。図５はポンプ室の体積が増大したときの図である。図６はポンプ室の体積が減少したときの図である。ここで、図５、図６中の矢印は、空気の流れを示している。
【００７６】
図２に示す状態において、制御部１４が交流の駆動電圧を圧電素子３３の両主面の電極に印加すると、圧電素子３３は伸縮し、振動板３６を同心円状に屈曲振動させる。さらに、振動板３６の振動が上板２３に伝わり、振動板３６の屈曲振動に応じて上板２３も同心円状に屈曲振動する。これにより、図５、図６に示すように、圧電アクチュエータ３７が屈曲変形してポンプ室４５の体積が周期的に変化する。
【００７７】
図５に示すように、振動板３６がポンプ室４５とは逆側に屈曲したとき、ポンプ室４５の圧力が減少し、バルブ室４０においてフィルム２０は上板２３側に引き寄せられて上板２３に接触する。これにより、連通孔４３が塞がり、バルブ室４０から連通孔４３への空気の流れが阻止される。そして、ポンプ室４５には吸引孔９３、９６を介して外部の空気が吸入される。
【００７８】
また、図６に示すように、振動板３６がポンプ室４５側に屈曲したとき、ポンプ室４５の圧力が増加し、連通孔４３からバルブ室４０に向けて吐出風が生じる。この吐出風により、フィルム２０が蓋板２１側に押されて蓋板２１に接触する。
【００７９】
これにより、連通孔４３が開くため、連通孔４３からバルブ室４０へ空気が流れる。そして、バルブ室４０の空気が、バルブ部１２の吐出孔４１から通気路９２へ吐出される。通気路９２へ吐出された空気は、排出孔２４から外筐体１７の外部へ排出される。さらに、バルブ室４０の空気が、吸引孔９３、９６から通気路９１へ吐出される。
【００８０】
なお、前述したように、振動板３６の屈曲振動に応じて上板２３も屈曲振動する。そのため、バルブ室４０においてフィルム２０が底面側に引き寄せられる際、フィルム２０の移動距離および移動時間が短縮されたものになる。これにより、フィルム２０が空気圧の変動に追従することが可能になり、バルブ部１２が応答性の高いものになる。
【００８１】
以上の構成において圧電アクチュエータ３７が所定の周波数で駆動したとき、圧力波が吐出孔４１から通気路９２へ出力される。吐出孔４１から出力した圧力波は、通気路９２を伝搬し、外筐体１７の内壁面で反射する。
【００８２】
同様に、圧電アクチュエータ３７が所定の周波数で駆動したとき、圧力波が吸引孔９３、９６から通気路９１へ出力される。吸引孔９３、９６から出力した圧力波は、通気路９１を伝搬し、外筐体１７の内壁面で反射する。ここで、所定の周波数は、通気路９１、９２内において圧力波の腹が生じる周波数（例えば１０ｋＨｚ以上）である。周波数が高い場合、圧力波の波長が短く、通気路９１、９２内において圧力波の腹が生じる。
【００８３】
しかし、圧電ブロア１００では流入孔１２４及び排出孔２４の両方が、ポンプ室４５の中心軸Ｃからずれている。そのため、通気路９２の右端９２Ｂで反射した圧力波の多くが排出孔２４から外筐体１７の外部へ流出する。そのため、通気路９２の左端９２Ａで反射した圧力波と、通気路９２の右端９２Ｂで反射した圧力波とが、通気路９２内においてあまり強め合わない。よって、通気路９２内において大きな圧力振幅が生じない。即ち、通気路９２内において大きなエネルギーが損失しない。
【００８４】
同様に、圧電ブロア１００では、通気路９１の右端９１Ｂで反射した圧力波の多くが、流入孔１２４から外筐体１７の外部へ流出する。そのため、通気路９１の左端９１Ａで反射した圧力波と、通気路９１の右端９１Ｂで反射した圧力波とが、通気路９１内においてあまり強め合わない。よって、通気路９１内において大きな圧力振幅が生じない。即ち、通気路９１内において大きなエネルギーが損失しない。
【００８５】
したがって、圧電ブロア１００は、ポンプ特性（例えば排出圧力・排出流量）が低下することを抑制できる。
【００８６】
なお、圧電ブロア１００では流入孔１２４及び排出孔２４の両方が、ポンプ室４５の中心軸Ｃからずれているが、これに限るものではない。例えば、流入孔１２４及び排出孔２４のいずれか一方が、ポンプ室４５の中心軸Ｃからずれていてもよい。
【００８７】
次に、本発明の第２実施形態に係る圧電ブロア２００について説明する。
【００８８】
図７は、本発明の第２実施形態に係る圧電ブロア２００の断面図である。
【００８９】
圧電ブロア２００が第１実施形態の圧電ブロア１００と相違する点は、外筐体２１７の形状である。外筐体２１７が圧電ブロア１００の外筐体１７と相違する点は、排出孔２４及び流入孔１２４の位置と突起部２８５、２８６を備える点である。その他の構成に関しては同じであるため、説明を省略する。
【００９０】
外筐体２１７は、バルブ部１２及びポンプ部１３を、間隔を空けて被覆する。これにより、外筐体２１７は、バルブ部１２及びポンプ部１３との間に通気路２９１、２９２を構成する。中心軸Ｃから通気路２９１の左端２９１Ａ（外筐体２１７の左側の内壁面）までの距離は、中心軸Ｃから通気路２９１の右端２９１Ｂ（外筐体２１７の右側の内壁面）までの距離と異なる。なお、左端２９１Ａが本発明の「第１の端」の一例に相当する。右端２９１Ｂが本発明の「第２の端」の一例に相当する。
【００９１】
また、中心軸Ｃから通気路２９２の左端２９２Ａ（外筐体２１７の左側の内壁面）までの距離は、中心軸Ｃから通気路２９２の右端２９２Ｂ（外筐体２１７の右側の内壁面）までの距離と異なる。また、流入孔１２４は通気路２９１に連通する。排出孔２４は通気路９２に連通する。そして、流入孔１２４及び排出孔２４の両方は、ポンプ室４５の中心軸Ｃ上に設けられている。なお、左端２９２Ａが本発明の「第１の端」の一例に相当する。右端２９２Ｂが本発明の「第２の端」の一例に相当する。
【００９２】
圧電ブロア２００では、通気路２９２の左端２９２Ａで反射した圧力波の位相と、通気路２９２の右端２９２Ｂで反射した圧力波の位相とがずれる。そのため、通気路２９２の左端２９２Ａで反射した圧力波と、通気路２９２の右端２９２Ｂで反射した圧力波とが通気路２９２内においてあまり強め合わない。よって、通気路２９２内において大きな圧力振幅が生じない。即ち、通気路２９２内において大きなエネルギーが損失しない。
【００９３】
同様に、圧電ブロア２００では、通気路２９１の左端２９１Ａで反射した圧力波の位相と、通気路２９１の右端２９１Ｂで反射した圧力波の位相とがずれる。そのため、通気路２９１の左端２９１Ａで反射した圧力波と、通気路２９１の右端２９１Ｂで反射した圧力波とが通気路２９２内においてあまり強め合わない。よって、通気路２９１内において大きな圧力振幅が生じない。即ち、通気路２９１内において大きなエネルギーが損失しない。
【００９４】
したがって、圧電ブロア２００は、ポンプ特性（例えば排出圧力・排出流量）が低下することを防止できる。
【００９５】
なお、圧電ブロア２００は突起部２８５及び突起部２８６の両方を備えるが、これに限るものではない。例えば、圧電ブロア２００は突起部２８５及び突起部２８６のいずれか一方を備えるだけでもよい。
【００９６】
また、圧電ブロア２００では流入孔１２４及び排出孔２４が外筐体２１７の底面及びに上面に設けられているが、これに限るものではない。後述の図８、図９に示す圧電ブロア３００のように、流入孔１２４及び排出孔２４の少なくとも一方が、外筐体２１７の側面に設けられていてもよい。
【００９７】
次に、本発明の第３実施形態に係る圧電ブロア３００について説明する。
【００９８】
図８は、本発明の第３実施形態に係る圧電ブロア３００の外観斜視図である。図９は、図８に示す圧電ブロア３００のＴ−Ｔ線の断面図である。
【００９９】
圧電ブロア３００が第１実施形態の圧電ブロア１００と相違する点は、ノズル１８、１１８の両方（即ち流入孔１２４及び排出孔２４の両方）が外筐体３１７の側面に設けられている点である。その他の構成に関しては同じであるため、説明を省略する。
【０１００】
外筐体３１７では側板３８１が、流入孔１２４及び排出孔２４の両方を有する。天板３８０と底板３８２とは、流入孔１２４及び排出孔２４の両方を有さない。そのため、圧電ブロア３００においてチューブが流入孔１２４および排出孔２４に装着されるとき、チューブは外筐体３１７の側面に装着される。したがって、圧電ブロア３００は低背化を図ることができる。
【０１０１】
また、ノズル１１８及びノズル１８は、ポンプ室４５の中心軸Ｃに直交するＴ−Ｔ線軸上に設けられている。そのため、圧電ブロア３００においてチューブがノズル１１８又はノズル１８に着脱される際、着脱によってモーメントが生じないため、外筐体３１７が回転しない。したがって、圧電ブロア３００はチューブの着脱を容易に行うことが可能である。
【０１０２】
また、圧電ブロア３００では排出孔２４及び流入孔１２４の両方が、外筺体３１７の側面に設けられている。通気路９２の左端９２Ａには排出孔２４があるため、通気路９２の左端９２Ａ、すなわち排出孔２４の外端で反射した圧力波は、位相が反転する。そのため、通気路９２の右端９２Ｂで反射した圧力波と、左端９２Ａで反射した圧力波は逆位相となり、互いに打ち消し合う。よって、通気路９２内における圧力振幅は、圧電ブロア１００よりも小さいものとなる。即ち、通気路９２内におけるエネルギー損失が、圧電ブロア１００よりも小さいものとなる。
【０１０３】
同様に、通気路９１の右端９１Ｂには流入孔１２４があるため、通気路９１の右端９１Ｂ、すなわち流入孔１２４の外端で反射した圧力波は、位相が反転する。そのため、通気路９１の左端９１Ａで反射した圧力波と、右端９１Ｂで反射した圧力波は逆位相となり、互いに打ち消し合う、よって、通気路９１内における圧力振幅は、圧電ブロア１００よりも小さいものとなる。即ち、通気路９１内におけるエネルギー損失が、圧電ブロア１００よりも小さいものとなる。
【０１０４】
したがって、圧電ブロア３００は圧電ブロア１００以上に、ポンプ特性（例えば排出圧力・排出流量）が低下することを抑制できる。
【０１０５】
なお、圧電ブロア３００では、流入孔１２４及び排出孔２４の両方が外筐体３１７の側面に設けられているが、これに限るものではない。流入孔１２４及び排出孔２４の少なくとも一方が、外筐体３１７の側面に設けられていてもよい。
【０１０６】
次に、本発明の第４実施形態に係る圧電ブロア４００について説明する。
【０１０７】
図１０は、本発明の第４実施形態に係る圧電ブロア４００の平面図である。
【０１０８】
圧電ブロア４００が第１実施形態の圧電ブロア１００と相違する点は、ノズル１８、１１８の位置（即ち流入孔１２４及び排出孔２４の位置）と外筐体４１７の形状である。外筐体４１７の形状は直方体である。その他の構成に関しては同じであるため、説明を省略する。
【０１０９】
圧電ブロア４００ではノズル１１８及びノズル１８が、互いに対向する位置に設けられている。そのため、圧電ブロア４００において２本のチューブがノズル１１８及びノズル１８に同時に着脱される際、着脱によって生じる力が打ち消しあい、外筐体４１７がずれない。したがって、圧電ブロア４００はさらに、チューブの着脱を容易に行うことが可能である。
【０１１０】
次に、本発明の第５実施形態に係る圧電ブロア５００について説明する。
【０１１１】
図１１は、本発明の第５実施形態に係る圧電ブロア５００の平面図である。
【０１１２】
圧電ブロア５００が第１実施形態の圧電ブロア１００と相違する点は、ノズル１８、１１８の位置（即ち流入孔１２４及び排出孔２４の位置）である。２つの壁部５２７は例えば、圧電ブロア５００が実装される電子機器に備えられる筐体の一部である。その他の構成に関しては同じであるため、説明を省略する。
【０１１３】
圧電ブロア５００においてノズル１１８の中心軸Ｐ１とノズル１８の中心軸Ｐ２との成す角度は、９０度である。そのため、圧電ブロア５００が、２つの壁部５２７が交わる隅に設置され、チューブがノズル１１８又はノズル１８に装着される際、外筐体５１７が２つの壁部５２７によって支えられる。したがって、圧電ブロア５００はさらに、チューブの装着を容易に行うことが可能である。
【０１１４】
次に、本発明の第６実施形態に係る圧電ブロア６００について説明する。
【０１１５】
図１２は、本発明の第６実施形態に係る圧電ブロア６００の平面図である。
【０１１６】
圧電ブロア６００が第１実施形態の圧電ブロア１００と相違する点は、ノズル１８、１１８の位置（即ち流入孔１２４及び排出孔２４の位置）である。その他の構成に関しては同じであるため、説明を省略する。
【０１１７】
圧電ブロア６００においてノズル１１８の中心軸Ｐ１とノズル１８の中心軸Ｐ２との成す角度は、９０度以下である。そのため、圧電ブロア６００が、２つの壁部５２７が交わる隅に設置され、チューブがノズル１１８又はノズル１８に装着される際、外筐体６１７が２つの壁部５２７によって支えられる。したがって、圧電ブロア６００はさらに、チューブの装着を容易に行うことが可能である。
【０１１８】
次に、本発明の第７実施形態に係る圧電ブロア７００について説明する。
【０１１９】
図１３は、本発明の第７実施形態に係る圧電ブロア７００の断面図である。図１４は、図１３に示すポンプ部２１３の分解斜視図である。
【０１２０】
圧電ブロア７００が第１実施形態の圧電ブロア１００と相違する点は、振動板２３６及び圧電素子２３３である。その他の構成に関しては同じであるため、説明を省略する。
【０１２１】
振動板２３６は、枠部２３４と、複数の連結部２３５と、振動部２３８と、を備えている。枠部２３４は、円環状である。振動部２３８は、円板状であり、枠部２３４との間に隙間を空けた状態で配置されている。複数の連結部２３５は、枠部２３４と振動部２３８との間に設けられ、振動部２３８と枠部２３４とを連結している。
【０１２２】
そのため、振動部２３８は、連結部２３５を介して中空に支持されており、厚み方向に上下動自在となっている。枠部２３４と振動部２３８との間の隙間部分は８つの吸引孔２９６として設けられている。８つの吸引孔２９６は、ポンプ室４５の中心軸Ｃに対して対称に設けられている。
【０１２３】
圧電素子２３３が圧電素子３３と相違する点は、吸引孔９３を有さない点である。圧電素子２３３は円板状である。圧電素子２３３の上面は振動部２３８の下面に貼付されている。
【０１２４】
以上の構成において、圧電素子２３３に駆動電圧が印加されると、圧電素子２３３が面方向に伸縮し、振動部２３８は同心円状に屈曲振動する。圧電素子２３３と振動部２３８とは、圧電アクチュエータ３７を構成し、一体的に振動する。
【０１２５】
また、圧電ブロア７００においても流入孔１２４及び排出孔２４の両方が、ポンプ室４５の中心軸Ｃからずれている。したがって、圧電ブロア７００も圧電ブロア１００と同様に、ポンプ特性（例えば排出圧力・排出流量）が低下することを抑制できる。
【０１２６】
次に、本発明の第８実施形態に係る圧電ブロア８００について説明する。
図１９は、本発明の第８実施形態に係る圧電ブロア８００の断面図である。
【０１２７】
圧電ブロア８００は、図７に示す第２実施形態の圧電ブロア２００の変形例である。圧電ブロア８００が圧電ブロア２００と相違する点は、載置部８８１の長さとバルブ部１２及びポンプ部１３の配置とである。その他の構成に関しては同じであるため、説明を省略する。
【０１２８】
図１９に示すように圧電ブロア８００においても流入孔１２４及び排出孔２４の両方が、ポンプ室４５の中心軸Ｃからずれている。したがって、圧電ブロア８００も圧電ブロア１００と同様に、ポンプ特性（例えば排出圧力・排出流量）が低下することを抑制できる。
【０１２９】
《その他の実施形態》
前記実施形態では気体として空気を用いているが、これに限るものではない。当該気体が、空気以外の他の気体であっても適用できる。
【０１３０】
また、前記実施形態ではブロアの駆動源として圧電素子３３を設けたが、これに限るものではない。ブロアは例えば、電磁駆動で動作していても構わない。
【０１３１】
また、前記実施形態では、圧電素子３３はチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスからなるが、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なってもよい。
【０１３２】
また、前記実施形態ではユニモルフ型の圧電振動子を使用しているが、これに限るものではない。例えば振動板３６の両面に圧電素子３３を設けたバイモルフ型の圧電振動子を使用してもよい。
【０１３３】
また、前記実施形態では円板状の圧電素子３３、２３３を用いたが、これに限るものではない。例えば、圧電素子が楕円形や多角形の環状であってもよい。圧電素子の形状は、多角板状、楕円板状であってもよい。
【０１３４】
また、前記実施形態では円板状の振動板３６及び円板状の上板２３を用いたが、これに限るものではない。例えば、これらの形状が矩形板状や多角板状、楕円板状であってもよい。
【０１３５】
また、圧電ブロア１００では図３に示すように１つの吸引孔９６が振動板３６にポンプ室４５の中心軸Ｃに対して点対称で設けられ、圧電ブロア７００では図１４に示すように８つの吸引孔２９６が振動板２３６にポンプ室４５の中心軸Ｃに対して８角形の点対称で設けられているが、これに限るものではない。実施の際、複数の吸引孔がポンプ室４５の中心軸Ｃに対して次のように対称に設けられていてもよい。
【０１３６】
例えば、図１５に示すように複数の吸引孔３９６が振動板３３６にポンプ室４５の中心軸Ｃに対して４回対称で設けられていてもよい。図１６に示すように複数の吸引孔４９６が振動板４３６にポンプ室４５の中心軸Ｃに対して６回対称で設けられていてもよい。図１７に示すように複数の吸引孔５９６が振動板５３６にポンプ室４５の中心軸Ｃに対して３回対称で設けられていてもよい。図１８に示すように複数の吸引孔６９６が振動板６３６にポンプ室４５の中心軸Ｃに対して３回対称で設けられていてもよい。なお、複数の吐出孔、複数のフィルム孔、及び複数の連通孔も複数の吸引孔と同様に、ポンプ室４５の中心軸Ｃに対して、例えば図１５〜図１８に示すような点対称で設けられていてもよい。
【０１３７】
また、前記実施形態では、通気路９１、９２の形状がほぼ円柱状であるが、これに限るものではない。例えば、通気路の形状が角柱状であってもよい。また、図７に示す通気路２９１、２９２のように、突起部２８５、２８６などが設けられていてもよい。
【０１３８】
また、前記実施形態では、圧電ブロア１００〜７００が１次振動モードの周波数で共振駆動しているが、これに限るものではない。実施の際は圧電ブロア１００〜７００が例えば、３次振動モードなど、複数の振動の腹を有する振動モードの周波数で共振駆動しても良い。
【０１３９】
また、前記実施形態では、上板２３が、振動板３６の屈曲振動に伴って同心円状に屈曲振動する例を示したが、これに限るものではない。実施の際は例えば、振動板３６のみが屈曲振動してもよく、必ずしも上板２３が、振動板３６の屈曲振動に伴って屈曲振動しなくても良い。
【０１４０】
最後に、前記実施形態の説明は、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範囲とを含む。
【符号の説明】
【０１４１】
Ａ…圧電マイクロブロア
１１…通気孔
１２…バルブ部
１３…ポンプ部
１４…制御部
１７…外筐体
１８…ノズル
２０…フィルム
２１…蓋板
２２…側壁板
２３…上板
２４…排出孔
２５…突起部
２６…切欠部
３１…側壁板
３３…圧電素子
３６…振動板
３７…圧電アクチュエータ
３８…側板
４０…バルブ室
４１…吐出孔
４２…フィルム孔
４３…連通孔
４５…ポンプ室
８０…天板
８１…側板
８２…底板
９１、９２…通気路
９３、９６…吸引孔
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００…圧電ブロア
１１８…ノズル
１２４…流入孔
１８１…載置部
２１３…ポンプ部
２１７…外筐体
２３３…圧電素子
２３４…枠部
２３５…連結部
２３６…振動板
２３８…振動部
２８５…突起部
２９１、２９２…通気路
２９６…吸引孔
３１７、４１７、５１７、６１７…外筐体
３３６、４３６、５３６、６３６…振動板
３８０…天板
３８１…側板
３８２…底板
３９６、４９６、５９６、６９６…吸引孔
５２７…壁部
９０２…アクチュエータ
９０３…ポンプ室
９０６…通気路
９１０…ポンプ筐体
９２０…圧電素子
９２１…振動板
９５０…外筐体
９５１…流入孔
９５３…排出孔
【図１】
2017038565.tif 000003
【図２】
2017038565.tif 000004
【図３】
2017038565.tif 000005
【図４】
2017038565.tif 000006
【図５】
2017038565.tif 000007
【図６】
2017038565.tif 000008
【図７】
2017038565.tif 000009
【図８】
2017038565.tif 000010
【図９】
2017038565.tif 000011
【図１０】
2017038565.tif 000012
【図１１】
2017038565.tif 000013
【図１２】
2017038565.tif 000014
【図１３】
2017038565.tif 000015
【図１４】
2017038565.tif 000016
【図１５】
2017038565.tif 000017
【図１６】
2017038565.tif 000018
【図１７】
2017038565.tif 000019
【図１８】
2017038565.tif 000020
【図１９】
2017038565.tif 000021
【図２０】
2017038565.tif 000022
【国際調査報告】
2017038565.tif 000023
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