(57)【要約】  ポンプ（１Ａ）は、ポンプ室（２１）を規定する第１振動板（３０）、第２振動板（４０）、および周壁部（５０）と、駆動体（８０）とを備える。駆動体（８０）は、第１振動板（３０）および第２振動板（４０）を屈曲振動させることにより、ポンプ室（２１）に圧力変動を生じさせる。第１振動板（３０）には、逆止弁が付設されていない第１孔部（３１）が設けられ、第１振動板（３０）および第２振動板（４０）の少なくとも一方には、逆止弁（７０）が付設された第２孔部（４１）が設けられる。第１孔部（３１）は、第１振動板（３０）の中央部および第２振動板（４０）の中央部に直交する軸線（１００）に重なる位置に配置され、第２孔部（４１）は、軸線（１００）の延在方向に沿って見た場合に第１孔部（３１）に重ならない位置に配置される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１振動板と、
前記第１振動板に対向する第２振動板と、
前記第１振動板の周縁部および前記第２振動板の周縁部を接続する周壁部と、
前記第１振動板および前記第２振動板の間に位置し、前記第１振動板、前記第２振動板および前記周壁部によって規定されたポンプ室と、
前記第１振動板および前記第２振動板を屈曲振動させることにより、前記ポンプ室に圧力変動を生じさせる駆動体とを備え、
前記第１振動板には、前記第１振動板の中央部および前記第２振動板の中央部に直交する軸線の延在方向に沿って見た場合に当該軸線に重なる位置に配置されるとともに、逆止弁が付設されていない第１孔部が設けられ、
前記第１振動板および前記第２振動板の少なくとも一方には、前記軸線の延在方向に沿って見た場合に前記第１孔部に重ならない位置に配置されるとともに、逆止弁が付設された第２孔部が設けられている、ポンプ。
【請求項２】
前記第２孔部が、前記第２振動板に設けられている、請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記第２孔部が、複数個設けられ、
前記複数個の第２孔部が、前記軸線の延在方向に沿って見た場合に当該軸線を中心とした円周上の位置に点列状に配置されている、請求項１または２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記第１孔部の開口面積が、前記複数個の第２孔部の各々の開口面積の総和よりも大きい、請求項３に記載のポンプ。
【請求項５】
前記第１孔部および前記第２孔部以外の孔が、前記第１振動板、前記第２振動板および前記周壁部のいずれにも設けられていない、請求項１から４のいずれかに記載のポンプ。
【請求項６】
前記第１振動板および前記第２振動板の少なくとも一方には、前記軸線を中心としつつ当該軸線の延在方向に沿って見た場合に前記第２孔部が設けられた領域よりも外側の領域に配置されるとともに、逆止弁が付設されていない第３孔部がさらに設けられている、請求項１から４のいずれかに記載のポンプ。
【請求項７】
前記第２孔部が、前記第２振動板に設けられ、
前記第３孔部が、前記第１振動板に設けられている、請求項６に記載のポンプ。
【請求項８】
前記第３孔部が、複数個設けられ、
前記複数個の第３孔部が、前記軸線の延在方向に沿って見た場合に当該軸線を中心とした円周上の位置に点列状に配置されている、請求項６または７に記載のポンプ。
【請求項９】
前記複数個の第３孔部が、互いに等間隔に配置された同一開口径の複数個の円柱状の孔にて構成され、
前記複数個の第３孔部のうちの隣り合う第３孔部の間の距離が、前記複数個の第３孔部の各々の開口径よりも小さい、請求項８に記載のポンプ。
【請求項１０】
前記第１孔部、前記第２孔部および前記第３孔部以外の孔が、前記第１振動板、前記第２振動板および前記周壁部のいずれにも設けられていない、請求項６から９のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１１】
前記駆動体が、前記軸線を中心として前記第１振動板および前記第２振動板の双方に定在波が発生するように、前記第１振動板および前記第２振動板を屈曲振動させるものである、請求項１から１０のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１２】
前記第１振動板の外形、前記第２振動板の外形および前記駆動体の外形が、前記軸線の延在方向に沿って見た場合にいずれも円形状である、請求項１から１１のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１３】
前記駆動体が、板状の第１圧電素子を含み、
前記第１圧電素子が、前記第２振動板に貼り付けられている、請求項１から１２のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１４】
前記駆動体が、中央に貫通孔が設けられた板状の第２圧電素子を含み、
前記第２圧電素子が、前記貫通孔と前記第１孔部とが連通するように前記第１振動板に貼り付けられている、請求項１から１３のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれかに記載のポンプが搭載された、流体制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動板の屈曲振動を利用した容積式のポンプおよびこれを備えた流体制御装置に関し、特に、振動板を駆動する駆動体として圧電素子を利用した圧電ポンプおよびこれを備えた流体制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、容積式のポンプの一種である圧電ポンプが知られている。圧電ポンプは、圧電素子が貼り付けられた振動板によってポンプ室の少なくとも一部が規定されてなるものであり、当該圧電素子に所定周波数の交流電圧を印加することで振動板を共振周波数で駆動し、これによりポンプ室に圧力変動を生じさせて流体の吸入および吐出を可能にするものである。【０００３】
圧電ポンプの一構成例が開示された文献として、たとえば特表２０１２−５２８９８０号公報（特許文献１）や国際公開第２０１５／１２５６０８号明細書（特許文献２）等がある。これら特許文献１，２に開示された圧電ポンプにおいては、対向配置された一対の振動板によってポンプ室が規定されており、当該一対の振動板の一方に圧電素子が貼り付けられた構成が採用されている。【０００４】
ここで、上記特許文献１，２に開示された圧電ポンプにおいては、一対の振動板のうちの圧電素子が貼り付けられていない方の振動板の中央部に、逆止弁が付設された１個の孔部が設けられており、一対の振動板のうちの圧電素子が貼り付けられた方の振動板の中央部および周辺部を除く中間部に、各々に逆止弁が付設されていない、円環状に点列して配置された複数個の孔部が設けられている。【０００５】
当該構成の圧電ポンプにおいては、圧電素子によって一対の振動板が逆方向に変位するように屈曲振動させられることでポンプ室に圧力変動が生じることになり、このポンプ室の圧力変動に伴って、当該ポンプ室の外部に位置する流体が、圧電素子が貼り付けられていない振動板に設けられた１個の孔部および圧電素子が貼り付けられた振動板に設けられた複数個の孔部のうちのいずれか一方の孔部から吸入され、その後、これらの他方の孔部から当該流体が吐出されることになり、これによりポンプ機能が発揮されることになる。【０００６】
なお、圧電素子が貼り付けられていない振動板に設けられた１個の孔部に付設された逆止弁は、ポンプ室の圧力変動に伴って受動的に開閉動作を行なうものであり、この逆止弁を振動板のポンプ室側の主面に設けるか、それとも振動板のポンプ室側とは反対側の主面に設けるかにより、圧電ポンプに発生する流体の流れの方向が決定されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２０１２−５２８９８０号公報
【特許文献２】国際公開第２０１５／１２５６０８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、圧電ポンプによって圧送可能な流体の流量を大きくするためには、ポンプ室の径を拡大させるか、あるいは振動板の振動周波数を高くすることが有効である。しかしながら、ポンプ室の半径と振動板の振動周波数との積には、十分なポンプ機能を得る上で満たすべき適正値があり、この適正値は、振動板に生じる屈曲振動の形状や振動板に設けられる孔部の位置等によって決まる。そのため、ポンプ室の径を容易には拡大することができず、当該構成のまま圧電ポンプの流量を高めることは、非常に困難である。【０００９】
したがって、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、振動板の屈曲振動を利用した容積式のポンプおよびこれを備えた流体制御装置において、従来に比して流量の増大を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に基づくポンプは、第１振動板と、第２振動板と、周壁部と、ポンプ室と、駆動体とを備えている。上記第２振動板は、上記第１振動板に対向している。上記周壁部は、上記第１振動板の周縁部および上記第２振動板の周縁部を接続している。上記ポンプ室は、上記第１振動板および上記第２振動板の間に位置しており、上記第１振動板、上記第２振動板および上記周壁部によって規定されている。上記駆動体は、上記第１振動板および上記第２振動板を屈曲振動させることにより、上記ポンプ室に圧力変動を生じさせるものである。上記第１振動板には、逆止弁が付設されていない第１孔部が設けられており、当該第１孔部は、上記第１振動板の中央部および上記第２振動板の中央部に直交する軸線の延在方向に沿って見た場合に当該軸線に重なる位置に配置されている。上記第１振動板および上記第２振動板の少なくとも一方には、逆止弁が付設された第２孔部が設けられており、当該第２孔部は、上記軸線の延在方向に沿って見た場合に上記第１孔部に重ならない位置に配置されている。【００１１】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記第２孔部が、上記第２振動板に設けられていてもよい。【００１２】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記第２孔部が、複数個設けられていてもよく、その場合には、上記複数個の第２孔部が、上記軸線の延在方向に沿って見た場合に当該軸線を中心とした円周上の位置に点列状に配置されていることが好ましい。【００１３】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記第１孔部の開口面積が、上記複数個の第２孔部の各々の開口面積の総和よりも大きいことが好ましい。【００１４】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記第１孔部および上記第２孔部以外の孔が、上記第１振動板、上記第２振動板および上記周壁部のいずれにも設けられていないことが好ましい。【００１５】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記第１振動板および上記第２振動板の少なくとも一方に、逆止弁が付設されていない第３孔部がさらに設けられていてもよい。その場合には、上記第３孔部が、上記軸線を中心としつつ当該軸線の延在方向に沿って見た場合に上記第２孔部が設けられた領域よりも外側の領域に配置されていることが好ましい。【００１６】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記第２孔部が、上記第２振動板に設けられているとともに、上記第３孔部が、上記第１振動板に設けられていてもよい。【００１７】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記第３孔部が、複数個設けられていてもよく、その場合には、上記複数個の第３孔部が、上記軸線の延在方向に沿って見た場合に当該軸線を中心とした円周上の位置に点列状に配置されていることが好ましい。【００１８】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記複数個の第３孔部が、互いに等間隔に配置された同一開口径の複数個の円柱状の孔にて構成されていてもよく、その場合には、上記複数個の第３孔部のうちの隣り合う第３孔部の間の距離が、上記複数個の第３孔部の各々の開口径よりも小さいことが好ましい。【００１９】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記第１孔部、上記第２孔部および上記第３孔部以外の孔が、上記第１振動板、上記第２振動板および上記周壁部のいずれにも設けられていないことが好ましい。【００２０】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記駆動体が、上記軸線を中心として上記第１振動板および上記第２振動板の双方に定在波が発生するように、上記第１振動板および上記第２振動板を屈曲振動させるものであることが好ましい。【００２１】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記第１振動板の外形、上記第２振動板の外形および上記駆動体の外形が、上記軸線の延在方向に沿って見た場合にいずれも円形状であることが好ましい。【００２２】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記駆動体が、板状の第１圧電素子を含んでいてもよく、その場合には、上記第１圧電素子が、上記第２振動板に貼り付けられていることが好ましい。【００２３】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記駆動体が、中央に貫通孔が設けられた板状の第２圧電素子を含んでいてもよく、その場合には、上記第２圧電素子が、上記貫通孔と上記第１孔部とが連通するように上記第１振動板に貼り付けられていることが好ましい。【００２４】
本発明に基づく流体制御装置は、上述した本発明に基づくポンプが搭載されてなるものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、振動板の屈曲振動を利用した容積式のポンプおよびこれを備えた流体制御装置において、従来に比して流量の増大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施の形態１に係る圧電ブロアの模式的な断面図である。
【図２】図１に示す圧電ブロアの分解斜視図である。
【図３】図１に示す圧電ブロアの駆動部の構成および動作時に発生する気流のおおまかな方向を表わした模式図である。
【図４】図１に示す圧電ブロアの駆動部の動作状態およびその際に発生する気流の方向を経時的に表わした模式図である。
【図５】比較形態に係る圧電ブロアの駆動部の構成ならびに動作時に発生する気流のおおまかな方向を示す模式図である。
【図６】実施の形態１に係る圧電ブロアのポンプ室に発生する圧力変動と、比較形態に係る圧電ブロアのポンプ室に発生する圧力変動とを比較したグラフである。
【図７】図１に示す第１振動板の平面図である。
【図８】変形例に係る圧電ブロアの分解斜視図である。
【図９】実施の形態２に係る圧電ブロアの駆動部の構成ならびに動作時に発生する気流のおおまかな方向を示す模式図である。
【図１０】実施の形態３に係る圧電ブロアの駆動部の構成ならびに動作時に発生する気流のおおまかな方向を示す模式図である。
【図１１】実施の形態４に係る圧電ブロアの駆動部の構成ならびに動作時に発生する気流のおおまかな方向を示す模式図である。
【図１２】実施の形態５に係る圧電ブロアの駆動部の構成ならびに動作時に発生する気流のおおまかな方向を示す模式図である。
【図１３】実施の形態６に係る圧電ブロアの駆動部の構成ならびに動作時に発生する気流のおおまかな方向を示す模式図である。
【図１４】実施の形態７に係る圧電ブロアの駆動部の構成ならびに動作時に発生する気流のおおまかな方向を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態は、気体を吸入して吐出するポンプとしての圧電ブロアに、本発明を適用した場合を例示するものである。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る圧電ブロアの模式的な断面図であり、図２は、図１に示す圧電ブロアの分解斜視図である。まず、これら図１および図２を参照して、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａの構成について説明する。
【００２９】
図１および図２に示すように、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａは、筐体１０と、駆動部２０Ａとを主として備えている。筐体１０の内部には、偏平な円柱状の空間である収容空間１３が設けられており、駆動部２０Ａは、この収容空間１３に配置されている。
【００３０】
筐体１０は、樹脂製または金属製等の円盤状の第１ケース体１１と、樹脂製または金属製の偏平な有底円筒状の第２ケース体１２とを有している。筐体１０は、これら第１ケース体１１および第２ケース体１２が組み合わされてたとえば接着剤等によって接合されることにより、内部に上述した収容空間１３を有している。
【００３１】
第１ケース体１１の中央部および第２ケース体１２の中央部には、それぞれ外側に向けて突出する第１ノズル部１４および第２ノズル部１５が設けられている。圧電ブロア１Ａの外部の空間と上述した収容空間１３とは、これら第１ノズル部１４および第２ノズル部１５を介してそれぞれ連通している。
【００３２】
駆動部２０Ａは、第１振動板３０と、第２振動板４０と、周壁部としてのスペーサ５０と、弁体保持部材６０と、逆止弁７０と、第１圧電素子である駆動体としての圧電素子８０とを主として有している。駆動部２０Ａは、これら部材が互いに積み重ねられた状態で一体化されることで構成されており、上述した筐体１０の収容空間１３に配置された状態で当該筐体１０によって保持されている。ここで、筐体１０の収容空間１３は、駆動部２０Ａによって第１ノズル部１４側の空間と第２ノズル部１５側の空間とに区画されている。
【００３３】
第１振動板３０は、たとえばステンレス鋼等からなる金属製の薄板にて構成されており、その外形は平面視円形状である。第１振動板３０の周縁部の外端は、たとえば接着剤等によって筐体１０に接合されている。第１振動板３０の中央部には、１個の第１孔部３１が設けられており、第１振動板３０の中央部および周縁部を除く中間部には、複数個の第３孔部３２が円環状に点列して設けられている。
【００３４】
第２振動板４０は、第１振動板３０と対向しており、より詳細には、第１振動板３０から見て第１ケース体１１が位置する側とは反対側に配置されている。第２振動板４０は、たとえばステンレス鋼等からなる金属製の薄板にて構成されており、その外形は平面視円形状である。第２振動板４０の中央部および周縁部を除く中間部には、複数個の第２孔部４１が円環状に点列して設けられている。
【００３５】
スペーサ５０は、第１振動板３０と第２振動板４０との間に位置しており、これら第１振動板３０と第２振動板４０とによって挟み込まれている。スペーサ５０は、たとえばステンレス鋼等からなる金属製の部材にて構成されており、その外形は円環板状である。
【００３６】
スペーサ５０は、第１振動板３０の上述した外端を除く部分の周縁部と、第２振動板４０の周縁部とを接続している。これにより、第１振動板３０および第２振動板４０は、スペーサ５０によって所定の距離だけ隔てて配置されることになる。なお、スペーサ５０と第１振動板３０とは、たとえば接着剤等によって接合されており、スペーサ５０と第２振動板４０とは、たとえば接着剤等によって接合されている。
【００３７】
第１振動板３０と第２振動板４０との間に位置する空間は、ポンプ室２１として機能する。当該ポンプ室２１は、第１振動板３０、第２振動板４０およびスペーサ５０によって規定されており、偏平な円柱状の空間にて構成されている。ここで、スペーサ５０は、ポンプ室２１を規定するとともに第１振動板３０および第２振動板４０を接続する周壁部に該当することになる。
【００３８】
弁体保持部材６０は、たとえば接着剤等によって第２振動板４０の中央部に貼り付けられており、より詳細には、第２振動板４０から見て第１振動板３０が位置する側とは反対側に配置されている。弁体保持部材６０は、たとえばステンレス鋼等からなる金属製の薄板にて構成されており、その外形は平面視円形状である。弁体保持部材６０は、第２振動板４０側に位置する主面の周縁部に、第２振動板４０から遠ざかる方向に向けて後退した環状段差部６１を有しており、当該環状段差部６１は、第２振動板４０に設けられた複数個の第２孔部４１に対向している。
【００３９】
逆止弁７０は、たとえばポリイミド樹脂等の樹脂製の部材にて構成されており、その外形は円環板状である。逆止弁７０は、弁体保持部材６０の環状段差部６１に遊嵌されることで当該環状段差部６１に収容されている。すなわち、逆止弁７０は、弁体保持部材６０の環状段差部６１と、当該環状段差部６１に対向する部分の第２振動板４０との間に位置している。
【００４０】
これにより、逆止弁７０は、第２振動板４０に設けられた複数個の第２孔部４１を開閉できるように弁体保持部材６０によって移動可能に保持されている。より詳細には、逆止弁７０は、第２振動板４０に接近してこれに密着した状態において、複数個の第２孔部４１を閉鎖し、第２振動板４０から遠ざかった状態において、複数個の第２孔部４１を開放する。
【００４１】
圧電素子８０は、たとえば接着剤を介して弁体保持部材６０に貼り付けられることにより、当該弁体保持部材６０を介して第２振動板４０の中央部に貼り付けられている。これにより、圧電素子８０は、第２振動板４０のポンプ室２１に面する側とは反対側に位置する主面側に貼り付けられることになる。圧電素子８０は、たとえばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電材料からなる薄板にて構成されており、その外形は平面視円形状である。
【００４２】
圧電素子８０は、交流電圧が印加されることで屈曲振動するものであり、当該圧電素子８０に生じる屈曲振動が第１振動板３０および第２振動板４０に伝播されることにより、第１振動板３０および第２振動板４０も屈曲振動することになる。すなわち、圧電素子８０は、第１振動板３０および第２振動板４０を屈曲振動させる駆動体に該当し、所定周波数の交流電圧が印加されることで第１振動板３０および第２振動板４０をそれぞれ共振周波数で振動させ、これにより第１振動板３０および第２振動板４０の双方に定在波を発生させる。
【００４３】
以上の構成を有することにより、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａにおいては、第１ノズル部１４と第２ノズル部１５との間にポンプ室２１が位置することになり、筐体１０の収容空間１３のうち、ポンプ室２１が設けられた位置よりも第１ノズル部１４側の空間とポンプ室２１とが、第１振動板３０に設けられた１個の第１孔部３１および複数個の第３孔部３２によって常時連通した状態にあるとともに、筐体１０の収容空間１３のうち、ポンプ室２１が設けられた位置よりも第２ノズル部１５側の空間とポンプ室２１とが、第２振動板４０に設けられた複数個の第２孔部４１が逆止弁７０によって閉鎖されていない状態において、当該複数個の第２孔部４１によって連通した状態にあることになる。
【００４４】
ここで、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａにおいては、圧電素子８０が、第１振動板３０の中央部および第２振動板４０の中央部に直交する軸線１００を中心として第１振動板３０および第２振動板４０の双方に定在波が発生するように第１振動板３０および第２振動板４０を屈曲振動させる。
【００４５】
その際、圧電素子８０は、当該圧電素子８０が貼り付けられた第２振動板４０を直接的に駆動し、当該圧電素子８０が貼り付けられていない第１振動板３０を周壁部としてのスペーサ５０を介して間接的に駆動する。このとき、第１振動板３０の形状および第２振動板４０の形状（特にこれら振動板の厚み）を適切に設計することにより、第１振動板３０と第２振動板４０とが、それぞれ逆方向に向けて変位することになる。
【００４６】
この逆方向に向けての第１振動板３０および第２振動板４０の振動により、ポンプ室２１は、膨張および収縮を繰り返すことになる。これにより、ポンプ室２１の内部において共鳴が発生することになり、これに伴ってポンプ室２１に大きな圧力変動が生じることになる。その結果、時間的に交互にポンプ室２１に正圧および負圧が発生することになり、この圧力変動によって気体を圧送するポンプ機能が実現されることになる。
【００４７】
図３は、図１に示す圧電ブロアの駆動部の構成および動作時に発生する気流のおおまかな方向を表わした模式図であり、図４は、図１に示す圧電ブロアの駆動部の動作状態およびその際に発生する気流の方向を経時的に表わした模式図である。次に、これら図３および図４を参照して、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａの動作状態について詳細に説明する。なお、図３および図４においては、理解を容易とするために、また作図上の都合により、駆動部２０Ａの構成を簡略化および模式化して図示している。
【００４８】
図３を参照して、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａにおいては、上述したように、第２振動板４０に設けられた複数個の第２孔部４１の各々に逆止弁７０が付設されている一方、第１振動板３０に設けられた１個の第１孔部３１および複数個の第３孔部３２の各々には、逆止弁は付設されていない。
【００４９】
ここで、複数個の第２孔部４１の各々に設けられた逆止弁７０は、ポンプ室２１から筐体１０の収容空間１３のうちの第２ノズル部１５側の空間に向けての気体の流通を許容する反面、その逆方向に向けての気体の流通を許容しないように構成されたものである。そのため、当該逆止弁７０の作用により、圧電ブロア１Ａの動作時に発生する気流の方向が決定されることになり、当該気流のおおまかな方向は、図３中において矢印にて示す方向となる。
【００５０】
具体的には、図４（Ａ）に示すように、第１振動板３０および第２振動板４０が互いに遠ざかる方向に変位した状態においては、ポンプ室２１が膨張し、これに伴ってポンプ室２１に負圧が発生する。この負圧の発生に伴い、第１振動板３０に設けられた１個の第１孔部３１および複数個の第３孔部３２を介して、ポンプ室２１に気体が吸入されることになる。なお、その際、第２振動板４０に設けられた複数個の第２孔部４１に付設された逆止弁７０は、ポンプ室２１に負圧が発生することに伴って複数個の第２孔部４１を閉鎖することになる。
【００５１】
その後、図４（Ｂ）に示すように、第１振動板３０および第２振動板４０が互いに近づく方向に変位した状態においては、ポンプ室２１が収縮し、これに伴ってポンプ室２１に正圧が発生する。この正圧の発生に伴い、第２振動板４０に設けられた複数個の第２孔部４１に付設された逆止弁７０は、複数個の第２孔部４１を開放し、これによって当該複数個の第２孔部４１を介してポンプ室２１から気体が吐出されることになる。
【００５２】
この図４（Ａ）に示す状態と図４（Ｂ）に示す状態とが交互に繰り返されるように第１振動板３０および第２振動板４０が振動することにより、図３において示す気流の向きが圧電ブロア１Ａにて発生することになる。そのため、筐体１０に設けられた第１ノズル部１４が、外部から気体を吸入する吸入ノズルとして機能するとともに、筐体１０に設けられた第２ノズル部１５が、外部へ気体を吐出する吐出ノズルとして機能することになり、圧電ブロア１Ａによって気体が圧送されることになる。
【００５３】
以上において説明した本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａにおいては、図１ないし図４を参照して、第１振動板３０に設けられた１個の第１孔部３１および複数個の第３孔部３２、ならびに、第２振動板４０に設けられた複数個の第２孔部４１が、以下の関係を満たしている。
【００５４】
第１振動板３０には、軸線１００の延在方向に沿って見た場合に当該軸線１００に重なる位置に１個の第１孔部３１が設けられており、当該１個の第１孔部３１には、逆止弁は付設されていない。
【００５５】
第２振動板４０には、軸線１００の延在方向に沿って見た場合に上述した第１孔部３１に重ならない複数個の第２孔部４１が設けられており、当該複数個の第２孔部４１には、逆止弁７０が付設されている。また、複数個の第２孔部４１は、軸線１００の延在方向に沿って見た場合に当該軸線１００を中心とした円周上の位置に点列状に配置されている。
【００５６】
第１振動板３０には、上述した１個の第１孔部３１に加えてさらに、軸線１００を中心としつつ当該軸線１００の延在方向に沿って見た場合に上述した複数個の第２孔部４１が設けられた領域よりも外側の領域に複数個の第３孔部３２が設けられており、当該複数個の第３孔部３２には、逆止弁は付設されていない。また、複数個の第３孔部３２は、軸線１００の延在方向に沿って見た場合に当該軸線１００を中心とした円周上の位置に点列状に配置されている。
【００５７】
なお、ポンプ室２１を規定する第１振動板３０、第２振動板４０およびスペーサ５０には、上述した１個の第１孔部３１、複数個の第２孔部４１および複数個の第３孔部３２以外の孔は設けられていない。
【００５８】
このように構成することにより、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａにおいては、従来に比して流量の増大を図ることができる。以下、比較形態に係る圧電ブロア１Ｘと比較しつつ、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａとすることで流量の増大が図られる理由について、詳細に説明する。
【００５９】
図５は、比較形態に係る圧電ブロアの駆動部の構成ならびに動作時に発生する気流のおおまかな方向を示す模式図であり、図６は、上述した本実施の形態に係る圧電ブロアのポンプ室に発生する圧力変動と、以下において説明する比較形態に係る圧電ブロアのポンプ室に発生する圧力変動とを比較したグラフである。
【００６０】
図５に示すように、比較形態に係る圧電ブロア１Ｘは、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａとは異なる構成の駆動部２０Ｘを備えている。駆動部２０Ｘは、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａの駆動部２０Ａと同様に、第１振動板３０、第２振動板４０、スペーサ５０および圧電素子８０を有しているものの、このうちの第１振動板３０および第２振動板４０の位置、これら第１振動板３０および第２振動板４０に設けられた孔の位置、および、圧電素子８０が設けられた位置等が相違している。
【００６１】
具体的には、比較形態に係る圧電ブロア１Ｘにおいては、第１振動板３０が、第２ノズル部１５（図１参照）側の位置に配置されており、第２振動板４０が、第１ノズル部１４（図１参照）側の位置に配置されている。第１振動板３０の中央部には、逆止弁７０が付設された１個の孔部３５が設けられている。一方、第２振動板４０の中央部には、圧電素子８０が貼り付けられており、第２振動板４０の中央部および周縁部を除く中間部には、各々に逆止弁が付設されていない、円環状に点列して配置された複数個の孔部４５が設けられている。
【００６２】
当該構成の圧電ブロア１Ｘにおいては、第１振動板３０および第２振動板４０が互いに逆方向に向けて変位するように振動することにより、第２振動板４０に設けられた複数個の孔部４５を介してポンプ室２１に向けて気体が吸入されるとともに、第１振動板３０に設けられた１個の孔部３５を介してポンプ室２１から気体が吐出されることになる。なお、当該構成の圧電ブロア１Ｘは、前述した特許文献１，２に開示された圧電ポンプの構成を模したものである。
【００６３】
図６に示すように、比較形態に係る圧電ブロア１Ｘにおいては、ポンプ室２１の内部において共鳴が発生する条件を満たすように圧電素子８０を駆動させた場合に、ポンプ室２１の中央部においてポンプ室２１の内部における圧力変動の腹が発生し、ポンプ室２１の中央部の外側の所定位置においてポンプ室２１の圧力変動の節が発生し、ポンプ室２１の外縁部においてポンプ室の内部における圧力変動の腹が発生する。
【００６４】
一方、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａにおいては、ポンプ室２１の内部において共鳴が発生する条件を満たすように圧電素子８０を駆動させた場合に、ポンプ室２１の中央部近傍の位置においてポンプ室２１の内部における圧力変動の節が発生し、これよりも外側の位置においてポンプ室２１の内部における圧力変動の腹が発生し、さらにこれよりも外側の位置においてポンプ室２１の内部における圧力変動の節が発生し、ポンプ室２１の外縁部においてポンプ室２１の内部における圧力変動の腹が発生する。
【００６５】
ここで、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａにおいては、第１振動板３０の中央部に設けられる１個の第１孔部３１における流路抵抗が小さい場合（すなわち、第１振動板３０の厚みが十分に小さくかつ第１孔部３１の開口面積が十分に大きい場合）に、ポンプ室２１の中央部近傍の位置において、より明確にポンプ室２１の内部における圧力変動の節が発生する。
【００６６】
また、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａにおいては、第１振動板３０の中央部に設けられる１個の第１孔部３１における流路抵抗が大きい場合（すなわち、第１振動板３０の厚みが十分に小さくないか、あるいは第１孔部３１の開口面積が十分に大きくない場合）であっても、ポンプ室２１の中央部近傍の位置において、ポンプ室２１の内部における圧力変動の節が発生する。
【００６７】
そのため、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａにおいては、比較形態に係る圧電ブロア１Ｘに比べて、より短い波長（すなわちより高い周波数）でポンプ室２１の内部において共鳴が発生することになる。したがって、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａとすることにより、比較形態に係る圧電ブロア１Ｘとする場合に比べ、ポンプ室２１の内部において共鳴が発生する条件を満たす振動板の振動周波数がより高くなることになる。
【００６８】
このように、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａにおいては、従来に比してより高い周波数で圧電素子を駆動することが可能になり、結果として従来に比して流量の増大を図ることができる。なお、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａにおいては、理論上、比較形態に係る圧電ブロア１Ｘに比べ、約２０％程度の流量の増大を実現することができる。
【００６９】
図７は、図１に示す第１振動板の平面図である。以下、この図７を参照して、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａにおいて、流量の増大を図る上でより好ましい構成について説明する。
【００７０】
図７に示すように、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａにおいては、上述したように、第１振動板３０の中央部および周縁部を除く中間部に、複数個の第３孔部３２が円環状に点列して設けられている。このように構成することにより、第１振動板３０に設けられた１個の第１孔部３１および複数個の第３孔部３２からなる気体流路の流路抵抗が全体として減少することになるため、流量の増大を図ることができる。
【００７１】
ここで、複数個の第３孔部３２は、互いに等間隔に配置された同一開口径の複数個の円柱状の孔にて構成されていていることが好ましい。このように構成することにより、ポンプ室２１内における気流の軸対称性、ひいては圧電ブロア１Ａ内における気流の軸対称性が向上することになるため、気流に乱れが生じ難くなり、効率的な気体の流通が実現でき、結果として流量の増大を図ることができる。
【００７２】
また、その場合において、複数個の第３孔部３２のうちの隣り合う第３孔部の間の距離Ｄは、複数個の第３孔部３２の各々の開口径Ｒよりも小さいことが好ましい。このように構成することにより、ポンプ室２１内における気流の軸対称性、ひいては圧電ブロア１Ａ内における気流の軸対称性がさらに向上することになるため、さらなる流量の増大を図ることができる。
【００７３】
一方、第１振動板３０に設けられた１個の第１孔部３１の開口面積は、第２振動板４０に設けられた複数個の第２孔部４１の各々の開口面積の総和よりも大きいことが好ましい。このように構成することにより、ポンプ室２１の中央部における圧力振幅が下がり易くなり、より確実にポンプ室２１の中央部にポンプ室２１の内部における圧力変動の節を発生させることができる。そのため、さらなる流量の増大を図ることができる。
【００７４】
なお、上述した本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａにおいては、逆止弁７０が付設された第２孔部４１が、円環状に点列して複数個設けられた構成を有している。このように構成することにより、上述した気流の軸対称性を維持しつつ、第２孔部４１の総開口面積を増加させることが可能になるため、さらなる流量の増大を図ることができる。
【００７５】
また、上述した本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａにおいては、逆止弁が付設されていない１個の第１孔部３１が、第１振動板３０に設けられており、逆止弁７０が付設された複数個の第２孔部４１が、第２振動板４０に設けられている。すなわち、第１孔部と第２孔部とは、それぞれ異なる振動板に設けられている。このように構成することにより、第１孔部と第２孔部とを駆動部の外部においてたとえば筐体等によって容易に遮蔽することが可能になるため、流量のさらなる増大を図ることができる。
【００７６】
さらには、上述した本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａにおいては、逆止弁７０が付設された複数個の第２孔部４１が、第２振動板４０に設けられており、逆止弁が付設されていない複数個の第３孔部３２が、第１振動板３０に設けられている。すなわち、第２孔部と第３孔部とは、それぞれ異なる振動板に設けられている。このように構成することにより、第２孔部と第３孔部とを駆動部の外部においてたとえば筐体等によって容易に遮蔽することが可能になるため、流量のさらなる増大を図ることができる。
【００７７】
また、上述した本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａにおいては、１個の第１孔部３１、複数個の第２孔部４１および複数個の第３孔部３２以外の孔が駆動部２０Ａに設けられていない構成を有している。このように構成することにより、ポンプ室２１からの気体の漏洩が抑制でき、結果としてポンプ室２１の圧力をより高めることが可能となる。したがって、当該構成を採用した場合には、吸入圧力および吐出圧力の向上を図ることもできる。
【００７８】
また、上述した本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａにおいては、逆止弁が付設されていない１個の第１孔部３１が設けられた第１振動板３０に対向する第２振動板４０に、第１圧電素子である駆動体としての圧電素子８０が貼り付けられた構成を有している。ここで、圧電素子８０を第１振動板３０に貼り付けることを想定した場合には、圧電素子８０に第１孔部３１に連通する貫通孔を設ける必要が生じることになり、製造コストおよび信頼性等の面において必ずしも有利な構成とはならない。これに対し、上述のとおりの構成とすれば、圧電素子８０に貫通孔を設ける必要がなくなるため、より安価でかつ信頼性に優れた圧電ブロアとすることができる。
【００７９】
加えて、上述した本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａにおいては、第１振動板３０、第２振動板４０および圧電素子８０が、いずれも平面視円形状を有するように構成されている。このように構成することにより、ポンプ室２１内における気流の軸対称性、ひいては圧電ブロア１Ａ内における気流の軸対称性がさらに向上することになるため、さらなる流量の増大を図ることができる。
【００８０】
なお、上述した本実施の形態に係る圧電ブロア１Ａの各部の寸法および第１振動板３０および第２振動板４０に設けられる各種の孔の数等は特に制限されるものではないが、その一例を示せば、以下のとおりである。
【００８１】
第１振動板３０の直径は、たとえば２７［ｍｍ］であり、このうちポンプ室２１を規定する部分の直径は、たとえば２３［ｍｍ］である。第２振動板４０の直径は、たとえば２５［ｍｍ］であり、このうちポンプ室２１を規定する部分の直径は、たとえば２３［ｍｍ］である。第１振動板３０および第２振動板４０の厚みは、たとえばいずれも０．３［ｍｍ］である。また、スペーサ５０の外径および内径は、たとえばそれぞれ２５［ｍｍ］および２３［ｍｍ］である。
【００８２】
第１振動板３０に設けられた１個の第１孔部３１の直径は、たとえば８［ｍｍ］である。第２振動板４０に設けられた複数個の第２孔部４１は、第２振動板４０の中央部からたとえば６［ｍｍ］離れた位置に円環状に点列して配置され、各々の開口径は、たとえば０．４［ｍｍ］であり、その数は、最大で８０個程度である。第１振動板３０に設けられた複数個の第３孔部３２は、第１振動板３０の中央部からたとえば９［ｍｍ］離れた位置に円環状に点列して配置され、各々の開口径は、たとえば０．４［ｍｍ］であり、その数は、最大で１００個程度である。
【００８３】
（変形例）
図８は、上述した実施の形態１に基づいた変形例に係る圧電ブロアの分解斜視図である。以下、この図８を参照して、変形例に係る圧電ブロア１Ａ’について説明する。
【００８４】
図８に示すように、変形例に係る圧電ブロア１Ａ’は、上述した実施の形態１に係る圧電ブロア１Ａとは異なる構成の駆動部２０Ａ’を備えている。駆動部２０Ａ’は、上述した実施の形態１に係る圧電ブロア１Ａの駆動部２０Ａと同様に、第１振動板３０、第２振動板４０、スペーサ５０、弁体保持部材６０、逆止弁７０および圧電素子８０等を有しているものの、このうちの第１振動板３０および第２振動板４０に設けられた孔の数が相違している。
【００８５】
具体的には、変形例に係る圧電ブロア１Ａ’においては、第２振動板４０に設けられた複数個の第２孔部４１の数が、上述した実施の形態１に係る圧電ブロア１Ａに比較して大幅に減じられており、その数は合計で３個であり、また、第１振動板３０に設けられた複数個の第３孔部３２の数が、上述した実施の形態１に係る圧電ブロア１Ａに比較して大幅に減じられており、その数は合計で６個である。
【００８６】
このように構成した場合にも、上述した実施の形態１において説明した効果に準じた効果を得ることができ、従来に比して流量が増大した圧電ブロアとすることができる。このように、第２振動板４０に設けられる孔の数は、何ら制限されるものではなく、少なくとも１個以上設けられていればよい。
【００８７】
なお、本変形例においては、上述した実施の形態１に係る圧電ブロア１Ａに比較して、第１振動板３０に設けられた複数個の第３孔部３２の数、および、第２振動板４０に設けられた複数個の第２孔部４１の数の双方が減じられた場合を例示したが、第１振動板３０に設けられた複数個の第３孔部３２の数、および、第２振動板４０に設けられた複数個の第２孔部４１の数のうちの一方のみが減じられてもよい。
【００８８】
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２に係る圧電ブロアの駆動部の構成ならびに動作時に発生する気流のおおまかな方向を示す模式図である。以下、この図９を参照して、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ｂについて説明する。
【００８９】
図９に示すように、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ｂは、上述した実施の形態１に係る圧電ブロア１Ａとは異なる構成の駆動部２０Ｂを備えている。駆動部２０Ｂは、上述した実施の形態１に係る圧電ブロア１Ａの駆動部２０Ａと同様に、第１振動板３０、第２振動板４０、スペーサ５０、逆止弁７０および圧電素子８０等を有しているものの、第１振動板３０に設けられた孔の構成が相違している。
【００９０】
具体的には、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ｂにおいては、第１振動板３０の中央部に１個の第１孔部３１が設けられており、第１振動板３０の中央部および周縁部を除く中間部には、孔が一切設けられていない。すなわち、ポンプ室２１を規定する第１振動板３０、第２振動板４０およびスペーサ５０には、第１振動板３０に設けられた１個の第１孔部３１および第２振動板４０に設けられた複数個の第２孔部４１以外の孔は設けられていない。
【００９１】
このように構成した場合にも、上述した実施の形態１において説明した効果に準じた効果を得ることができ、従来に比して流量が増大した圧電ブロアとすることができる。さらには、１個の第１孔部３１および複数個の第２孔部４１以外の孔が駆動部２０Ｂに設けられていないことにより、ポンプ室２１からの気体の漏洩がより効果的に抑制でき、結果としてポンプ室２１の圧力をより高めることが可能となる。したがって、当該構成を採用した場合には、吸入圧力および吐出圧力の向上を図ることもできる。このように、第１振動板３０には、少なくともその中央部に弁体が付設されていない１個の第１孔部３１が設けられていればよく、必ずしも第１振動板３０の中央部および周縁部を除く中間部に孔が設けられている必要はない。
【００９２】
なお、本実施の形態のように構成した場合には、第１振動板３０の振動状態の軸対称性が向上するため、振動に伴うエネルギーロスを抑制することができ、効率的に圧電ブロアを駆動することができる。特に、第１振動板３０の中間部に孔が設けられていない場合には、当該第１振動板３０の厚みをより薄くしてもポンプ室２１の共鳴が実現できるため、第１振動板３０の変位を大きくすることが可能になり、さらなる流量の増大を図ることもできる。
【００９３】
（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３に係る圧電ブロアの駆動部の構成ならびに動作時に発生する気流のおおまかな方向を示す模式図である。以下、この図１０を参照して、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ｃについて説明する。
【００９４】
図１０に示すように、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ｃは、上述した実施の形態１に係る圧電ブロア１Ａとは異なる構成の駆動部２０Ｃを備えている。駆動部２０Ｃは、上述した実施の形態１に係る圧電ブロア１Ａの駆動部２０Ａと同様に、第１振動板３０、第２振動板４０、スペーサ５０、逆止弁７０および圧電素子８０等を有しているものの、圧電素子８０の配設位置およびその構成が相違している。
【００９５】
具体的には、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ｃにおいては、駆動部２０Ｃが、第２圧電素子である駆動体としての、貫通孔８０ａが設けられた圧電素子８０を有しており、当該圧電素子８０が、第１振動板３０の中央部に貼り付けられている。より詳細には、圧電素子８０は、第１振動板３０のポンプ室２１に面する側とは反対側に位置する主面に貼り付けられている。
【００９６】
ここで、第１振動板３０の中央部に設けられた１個の第１孔部３１が圧電素子８０によって閉塞されることがないように、圧電素子８０は、当該圧電素子８０に設けられた貫通孔８０ａと第１振動板３０に設けられた１個の第１孔部３１とが連通するように、第１振動板３０に貼り付けられている。
【００９７】
この貫通孔８０ａが設けられた圧電素子８０は、上述した実施の形態１の場合と同様に、所定周波数の交流電圧が印加されることで第１振動板３０および第２振動板４０をそれぞれ共振周波数で振動させ、これにより第１振動板３０および第２振動板４０の双方に定在波を発生させるものである。
【００９８】
このように構成した場合にも、上述した実施の形態１において説明した効果と同様の効果を得ることができ、従来に比して流量が増大した圧電ブロアとすることができる。
【００９９】
（実施の形態４）
図１１は、本発明の実施の形態４に係る圧電ブロアの駆動部の構成ならびに動作時に発生する気流のおおまかな方向を示す模式図である。以下、この図１１を参照して、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ｄについて説明する。
【０１００】
図１１に示すように、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ｄは、上述した実施の形態３に係る圧電ブロア１Ｃとは異なる構成の駆動部２０Ｄを備えている。駆動部２０Ｄは、上述した実施の形態３に係る圧電ブロア１Ｃの駆動部２０Ｃと同様に、第１振動板３０、第２振動板４０、スペーサ５０、逆止弁７０および圧電素子８０等を有しているものの、第１振動板３０に設けられた孔の構成が相違している。
【０１０１】
具体的には、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ｄにおいては、第１振動板３０の中央部に１個の第１孔部３１が設けられており、第１振動板３０の中央部および周縁部を除く中間部には、孔が一切設けられていない。すなわち、ポンプ室２１を規定する第１振動板３０、第２振動板４０およびスペーサ５０には、第１振動板３０に設けられた１個の第１孔部３１および第２振動板４０に設けられた複数個の第２孔部４１以外の孔は設けられていない。
【０１０２】
このように構成した場合にも、上述した実施の形態３において説明した効果に準じた効果を得ることができ、従来に比して流量が増大した圧電ブロアとすることができる。また、本実施の形態のように構成した場合には、上述した実施の形態２において説明した付加的な効果を得ることもできる。
【０１０３】
（実施の形態５）
図１２は、本発明の実施の形態５に係る圧電ブロアの駆動部の構成ならびに動作時に発生する気流のおおまかな方向を示す模式図である。以下、この図１２を参照して、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ｅについて説明する。
【０１０４】
図１２に示すように、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ｅは、上述した実施の形態１に係る圧電ブロア１Ａとは異なる構成の駆動部２０Ｅを備えている。駆動部２０Ｅは、上述した実施の形態１に係る圧電ブロア１Ａの駆動部２０Ａと同様に、第１振動板３０、第２振動板４０、スペーサ５０、逆止弁７０および圧電素子８０等を有しているものの、このうちの第１振動板３０および第２振動板４０の位置、これら第１振動板３０および第２振動板４０に設けられた孔の位置、および、圧電素子８０が設けられた位置等が相違しており、さらに遮蔽部材９０を有している点においても、その構成が相違している。
【０１０５】
具体的には、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ｅにおいては、第１振動板３０が、第２ノズル部１５（図１参照）側の位置に配置されており、第２振動板４０が、第１ノズル部１４（図１参照）側の位置に配置されている。また、遮蔽部材９０は、第１振動板３０から見て第２振動板４０が位置する側とは反対側（すなわち第２ノズル部１５側）に配置されており、第１振動板３０にたとえば接着剤等によって接合されている。
【０１０６】
遮蔽部材９０は、中央部に貫通孔９１が設けられた金属製または樹脂製の有底円環状の部材からなり、その底部に第３ノズル部９２が外側に向けて突設されているとともに、内部に流路部９３が設けられている。第３ノズル部９２は、筐体１０に設けられた第１ノズル部１４および第２ノズル部１５（図１参照）のうち、吐出ノズルとして機能させる方のノズル部（ここでは、第２ノズル部１５とする）に接続されている。なお、当該筐体１０の収容空間１３のうち、遮蔽部材９０を含む駆動部２０Ｅが配置されていない空間については、筐体１０に設けられた第１ノズル部１４および第２ノズル部１５（図１参照）のうち、吸入ノズルとして機能させる方のノズル部（ここでは、第１ノズル部１４とする）に接続されている。
【０１０７】
第１振動板３０の中央部であってかつ遮蔽部材９０の貫通孔９１に面する部分には、逆止弁が付設されていない１個の第１孔部３１が設けられている。また、第１振動板３０の中央部および周縁部を除く中間部であってかつ遮蔽部材９０の流路部９３に面する部分には、逆止弁７０が付設された複数個の第２孔部３３が設けられている。当該複数個の第２孔部３３は、好ましくは円環状に点列して配置される。
【０１０８】
一方、第２振動板４０の中央部には、圧電素子８０が貼り付けられている。より詳細には、圧電素子８０は、第１振動板３０のポンプ室２１に面する側とは反対側に位置する主面側に貼り付けられている。また、第２振動板４０の中央部および周縁部を除く中間部には、逆止弁が付設されていない複数個の第３孔部４２が設けられている。当該複数個の第３孔部４２は、好ましくは円環状に点列して配置される。
【０１０９】
以上の構成を有することにより、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ｅにおいては、第１ノズル部１４と第２ノズル部１５との間にポンプ室２１が位置することになり、筐体１０の収容空間１３のうち、第１ノズル部１４に直接的に連通する部分の空間とポンプ室２１とが、第１振動板３０に設けられた１個の第１孔部３１および第２振動板４０に設けられた複数個の第３孔部４２によって常時連通した状態にあるとともに、筐体１０の収容空間１３のうち、第２ノズル部１５に直接的に連通する遮蔽部材９０の第３ノズル部９２および流路部９３とポンプ室２１とが、第１振動板３０に設けられた複数個の第２孔部３３が逆止弁７０によって閉鎖されていない状態において、当該複数個の第２孔部３３によって連通した状態にあることになる。
【０１１０】
当該構成の圧電ブロア１Ｅにおいては、第１振動板３０および第２振動板４０が互いに逆方向に向けて変位するように振動することにより、第１振動板３０に設けられた１個の第１孔部３１および第２振動板４０に設けられた複数個の第３孔部４２を介してポンプ室２１に向けて気体が吸入されるとともに、第１振動板３０に設けられた複数個の第２孔部３３を介してポンプ室２１から気体が吐出されることになる。
【０１１１】
したがって、このように構成した場合にも、上述した実施の形態１において説明した効果と同様の効果を得ることができ、従来に比して流量が増大した圧電ブロアとすることができる。なお、上述した遮蔽部材９０は、第１振動板３０に設けられた１個の第１孔部３１と複数個の第２孔部３３とが比較的近接して配置されるために、これらの間において気体の逆流が発生しないようにするためのものであり、必ずしも必須のものではない。
【０１１２】
（実施の形態６）
図１３は、本発明の実施の形態６に係る圧電ブロアの駆動部の構成ならびに動作時に発生する気流のおおまかな方向を示す模式図である。以下、この図１３を参照して、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ｆについて説明する。
【０１１３】
図１３に示すように、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ｆは、上述した実施の形態１に係る圧電ブロア１Ａとは異なる構成の駆動部２０Ｆを備えている。駆動部２０Ｆは、上述した実施の形態１に係る圧電ブロア１Ａの駆動部２０Ａと同様に、第１振動板３０、第２振動板４０、スペーサ５０および逆止弁７０等を有しているものの、駆動体としての圧電素子８０の構成が相違している。
【０１１４】
具体的には、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ｆにおいては、駆動部２０Ｆが、駆動体しての２つの圧電素子８０Ａ，８０Ｂを有している。第１圧電素子としての板状の圧電素子８０Ａは、図示しない弁体保持部材を介して第２振動板４０の中央部に貼り付けられている。一方、第２圧電素子としての、貫通孔８０ａが設けられた圧電素子８０Ｂは、第１振動板３０の中央部に貼り付けられている。ここで、圧電素子８０Ｂは、当該圧電素子８０Ｂに設けられた貫通孔８０ａと、第１振動板３０に設けられた１個の第１孔部３１とが連通するように、第１振動板３０に貼り付けられている。
【０１１５】
これら２つの圧電素子８０Ａ，８０Ｂは、当該圧電素子８０Ａ，８０Ｂが貼り付けられた第２振動板４０および第１振動板３０が互いに逆方向に向けて変位するように、これら第２振動板４０および第１振動板３０を個別に共振周波数で振動させるものであり、これにより第２振動板４０および第１振動板３０の双方に定在波が発生することになる。
【０１１６】
したがって、このように構成した場合にも、上述した実施の形態１において説明した効果と同様の効果を得ることができ、従来に比して流量が増大した圧電ブロアとすることができる。また、上記構成を採用することにより、上述した実施の形態１の場合に比べ、第１振動板３０および第２振動板４０の変位を増大させることが可能になるため、より流量の増大を図ることができる。
【０１１７】
（実施の形態７）
図１４は、本発明の実施の形態７に係る圧電ブロアの駆動部の構成ならびに動作時に発生する気流のおおまかな方向を示す模式図である。以下、この図１４を参照して、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ｇについて説明する。
【０１１８】
図１４に示すように、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ｇは、上述した実施の形態１に係る圧電ブロア１Ａとは異なる構成の駆動部２０Ｇを備えている。駆動部２０Ｇは、上述した実施の形態１に係る圧電ブロア１Ａの駆動部２０Ａと同様に、第１振動板３０、第２振動板４０、スペーサ５０、逆止弁７０および圧電素子８０等を有しているものの、このうちの第１振動板３０および第２振動板４０の位置、これら第１振動板３０および第２振動板４０に設けられた孔の位置、逆止弁７０が設けられた位置、および、圧電素子８０が設けられた位置等が相違している。
【０１１９】
具体的には、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ｇにおいては、第１振動板３０が、第２ノズル部１５（図１参照）側の位置に配置されており、第２振動板４０が、第１ノズル部１４（図１参照）側の位置に配置されている。
【０１２０】
第１振動板３０の中央部には、弁体が付設されていない１個の第１孔部３１が設けられており、第１振動板３０の中央部および周縁部を除く中間部には、逆止弁が付設されていない複数個の第３孔部３２が設けられている。当該複数個の第３孔部３２は、好ましくは円環状に点列して配置される。
【０１２１】
一方、第２振動板４０の中央部および周縁部を除く中間部には、逆止弁７０が付設された複数個の第２孔部４１が設けられている。当該複数個の第２孔部４１は、好ましくは円環状に点列して配置される。
【０１２２】
ここで、ポンプ室２１に面する側（すなわち、第１振動板３０が位置する側）の第２振動板４０の主面の中央部には、図示しない弁体保持部材がたとえば接着剤等によって接合されており、当該弁体保持部材によって逆止弁７０が移動可能に保持されている。これにより、上述した複数個の第２孔部４１に逆止弁７０が付設されることになり、逆止弁７０によって複数個の第２孔部４１が開閉されることになる。
【０１２３】
また、ポンプ室２１に面しない側（すなわち、第１振動板３０が位置する側とは反対側）の第２振動板４０の主面の中央部には、圧電素子８０が貼り付けられている。
【０１２４】
以上の構成を有することにより、本実施の形態に係る圧電ブロア１Ｇにおいては、第１ノズル部１４と第２ノズル部１５との間にポンプ室２１が位置することになり、筐体１０の収容空間１３のうち、ポンプ室２１が設けられた位置よりも第１ノズル部１４側の空間とポンプ室２１とが、第２振動板４０に設けられた複数個の第２孔部４１が逆止弁７０によって閉鎖されていない状態において、当該複数個の第２孔部４１によって連通した状態にあるとともに、筐体１０の収容空間１３のうち、ポンプ室２１が設けられた位置よりも第２ノズル部１５側の空間とポンプ室２１とが、第１振動板３０に設けられた１個の第１孔部３１および複数個の第３孔部３２によって常時連通した状態にあることになる。
【０１２５】
当該構成の圧電ブロア１Ｇにおいては、第１振動板３０および第２振動板４０が互いに逆方向に向けて変位するように振動することにより、第２振動板４０に設けられた複数個の第２孔部４１を介してポンプ室２１に向けて気体が吸入されるとともに、第１振動板３０に設けられた１個の第１孔部３１および複数個の第３孔部３２を介してポンプ室２１から気体が吐出されることになる。
【０１２６】
したがって、このように構成した場合にも、上述した実施の形態１において説明した効果と同様の効果を得ることができ、従来に比して流量が増大した圧電ブロアとすることができる。
【０１２７】
（その他）
上述した本発明の実施の形態１ないし７およびその変形例においては、逆止弁が付設された第２孔部が、いずれも円環状に点列して配置された場合を例示して説明を行なったが、必ずしもこれを円環状に点列して配置する必要はなく、そのレイアウトは適宜変更が可能である。また、同様に、逆止弁が付設されていない第３孔部についても、必ずしもこれを円環状に点列して配置する必要はなく、そのレイアウトは適宜変更が可能である。
【０１２８】
また、上述した本発明の実施の形態１ないし７およびその変形例においては、駆動体として、貫通孔が形成されていない圧電素子、または、貫通孔が形成された圧電素子、あるいはそれらの両方を用いた場合を例示して説明を行なったが、貫通孔が形成されていない圧電素子を用いることがより好適である。これは、貫通孔が形成されていない圧電素子は、貫通孔がない分、平面視した場合により大きい面積を有することになるため、振動板の変位をより大きくすることができるためであり、また、貫通孔がない分、信頼性および製造コストの面でも有利になるためである。
【０１２９】
また、上述した本発明の実施の形態１ないし７およびその変形例においては、第１振動板の外形、第２振動板の外形および駆動体の外形をいずれも円形状とした場合を例示して説明を行なったが、相当程度の軸対称性が得られる限りにおいては、これを多角形状、楕円形状等に変更することも可能である。
【０１３０】
また、上述した本発明の実施の形態１ないし７およびその変形例において示した特徴的な構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わせることができる。
【０１３１】
さらには、上述した本発明の実施の形態１ないし７およびその変形例においては、気体を吸入して吐出する圧電ブロアに本発明を適用した場合を例示して説明を行なったが、液体を吸入して吐出するポンプや、駆動体として圧電素子以外のものを利用するポンプ（ただし、当然に、振動板の屈曲振動を利用した容積式のポンプに限られる）に本発明を適用することも可能である。
【０１３２】
なお、上述した本発明の実施の形態１ないし７およびその変形例においては、本発明が適用されたポンプおよび流体制御装置のうち、本発明が適用されたポンプのみについて詳細に説明を行なったが、本発明が適用された流体制御装置は、この本発明が適用されたポンプを搭載してなるものである。すなわち、本発明が適用された流体制御装置は、本発明が適用されたポンプ（たとえば、上述した本発明の実施の形態１ないし７およびその変形例に係る圧電ブロア）を一部品として含む流体システムであり、当該ポンプと他の流体制御部品とが協働することにより、用途に応じて流体の挙動を制御するものである。
【０１３３】
このように、今回開示した上記実施の形態および変形例はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は請求の範囲によって画定され、また請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【０１３４】
１Ａ〜１Ｇ，１Ａ’  圧電ブロア、１０  筐体、１１  第１ケース体、１２  第２ケース体、１３  収容空間、１４  第１ノズル部、１５  第２ノズル部、２０Ａ〜２０Ｇ，２０Ａ’  駆動部、２１  ポンプ室、３０  第１振動板、３１  第１孔部、３２  第３孔部、３３  第２孔部、４０  第２振動板、４１  第２孔部、４２  第３孔部、５０  スペーサ、６０  弁体保持部材、６１  環状段差部、７０  逆止弁、８０，８０Ａ，８０Ｂ  圧電素子、８０ａ  貫通孔、９０  遮蔽部材、９１  貫通孔、９２  第３ノズル部、９３  流路部、１００  軸線。
【図１】
2019130853.tif 000003
【図２】
2019130853.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019130853.tif 000009
【図８】
2019130853.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2019130853.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年1月15日(2020.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１振動板と、
前記第１振動板に対向する第２振動板と、
前記第１振動板の周縁部および前記第２振動板の周縁部を接続する周壁部と、
前記第１振動板および前記第２振動板の間に位置し、前記第１振動板、前記第２振動板および前記周壁部によって規定されたポンプ室と、
前記第１振動板および前記第２振動板を屈曲振動させることにより、前記ポンプ室に圧力変動を生じさせる駆動体とを備え、
前記第１振動板には、前記第１振動板の中央部および前記第２振動板の中央部に直交する軸線の延在方向に沿って見た場合に当該軸線に重なる位置に配置されるとともに、逆止弁が付設されていない第１孔部が設けられ、
前記第１振動板および前記第２振動板の少なくとも一方には、前記軸線の延在方向に沿って見た場合に前記第１孔部に重ならない位置に配置されるとともに、逆止弁が付設された第２孔部が設けられ、
前記第１振動板および前記第２振動板の少なくとも一方には、前記軸線を中心としつつ当該軸線の延在方向に沿って見た場合に前記第２孔部が設けられた領域よりも外側の領域に配置されるとともに、逆止弁が付設されていない第３孔部がさらに設けられている、ポンプ。
【請求項２】
前記第２孔部が、前記第２振動板に設けられている、請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記第２孔部が、複数個設けられ、
前記複数個の第２孔部が、前記軸線の延在方向に沿って見た場合に当該軸線を中心とした円周上の位置に点列状に配置されている、請求項１または２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記第１孔部の開口面積が、前記複数個の第２孔部の各々の開口面積の総和よりも大きい、請求項３に記載のポンプ。
【請求項５】
前記第２孔部が、前記第２振動板に設けられ、
前記第３孔部が、前記第１振動板に設けられている、請求項１から４のいずれかに記載のポンプ。
【請求項６】
前記第３孔部が、複数個設けられ、
前記複数個の第３孔部が、前記軸線の延在方向に沿って見た場合に当該軸線を中心とした円周上の位置に点列状に配置されている、請求項１から５のいずれかに記載のポンプ。
【請求項７】
前記複数個の第３孔部が、互いに等間隔に配置された同一開口径の複数個の円柱状の孔にて構成され、
前記複数個の第３孔部のうちの隣り合う第３孔部の間の距離が、前記複数個の第３孔部の各々の開口径よりも小さい、請求項６に記載のポンプ。
【請求項８】
前記第１孔部、前記第２孔部および前記第３孔部以外の孔が、前記第１振動板、前記第２振動板および前記周壁部のいずれにも設けられていない、請求項１から７のいずれかに記載のポンプ。
【請求項９】
前記駆動体が、前記軸線を中心として前記第１振動板および前記第２振動板の双方に定在波が発生するように、前記第１振動板および前記第２振動板を屈曲振動させるものである、請求項１から８のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１０】
前記第１振動板の外形、前記第２振動板の外形および前記駆動体の外形が、前記軸線の延在方向に沿って見た場合にいずれも円形状である、請求項１から９のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１１】
前記駆動体が、板状の第１圧電素子を含み、
前記第１圧電素子が、前記第２振動板に貼り付けられている、請求項１から１０のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１２】
前記駆動体が、中央に貫通孔が設けられた板状の第２圧電素子を含み、
前記第２圧電素子が、前記貫通孔と前記第１孔部とが連通するように前記第１振動板に貼り付けられている、請求項１から１１のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれかに記載のポンプが搭載された、流体制御装置。
【国際調査報告】
2019130853.tif 000017
2019130853.tif 000018
2019130853.tif 000019
2019130853.tif 000020