(57)【要約】【課題】より幅広い圧力や流量を実現する。【解決手段】第１振動板である平板２０および第２振動板である平板３０の振動部３００は、筐体５０に対して振動可能に配置されており、円形である。圧電素子４１は、平板２０における平板３０と反対側に配設されている。圧電素子４２は、平板３０における平板２０と反対側に配設されている。筐体５０、平板２０、および平板３０によってポンプ室１００が形成されている。平板２０は、中央の領域に、ポンプ室１００と外部とを連通する貫通孔２４を有する。平板３０は、円形の周縁の近傍領域に、ポンプ室１００と外部とを連通する貫通孔３２を有する。平板２０の径と、振動部３００の径とは、異なる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面を有する第１主板と、前記第１主面に対向する第２主面を有する第２主板と、前記第１主板と前記第２主板とを連接する側板を有し、前記第１主板に第１開口を有し、前記第２主板に第２開口を有する筐体と、
前記筐体内において、前記第１主面に支持され、前記筐体に対して、前記第１主面および前記第２主面に直交する方向に中心から外縁に亘って振動可能に配置された円形の第１振動板と、
前記筐体内において、前記第２主面に支持され、前記筐体に対して、前記第１主面および前記第２主面に直交する方向に中心から外縁に亘って振動可能に配置された円形の第２振動板と、
前記第１振動板における前記第２振動板と反対側に配設された第１圧電素子と、
前記第２振動板における前記第１振動板と反対側に配設された第２圧電素子と、
を備え、
前記筐体、前記第１振動板、および前記第２振動板によってポンプ室が形成され、
前記第１振動板は、中央を含む領域に、前記ポンプ室と前記第１開口とを連通する第１貫通孔を有し、
前記第２振動板の前記円形の周縁の近傍領域、または、前記筐体内において前記第２振動板を支持する支持部材は、前記ポンプ室と前記第２開口とを連通する第２貫通孔を有し、
前記第１振動板の径と、前記第２振動板の径とは、異なる、
流体制御装置。
【請求項２】
前記第１振動板の径と前記第２振動板の径との大小関係は、前記第１振動板の厚みと前記第２振動板の厚みとの大小関係に一致する、
請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項３】
前記側板は、制振部材を含む、
請求項１または請求項２に記載の流体制御装置。
【請求項４】
前記第１振動板の中心と前記第２振動板の中心とは、平面視において一致する、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の流体制御装置。
【請求項５】
前記第１振動板の径を基準とした前記第２振動板の径の相対比は、０．４以上１．０未満である、
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の流体制御装置。
【請求項６】
前記相対比は、０．４以上０．６以下である、
請求項５に記載の流体制御装置。
【請求項７】
前記第１振動板は、前記筐体に対して支持部材によって固定され、
前記支持部材は、前記第１振動板の振動のノードを含む領域において支持されている、
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の流体制御装置。
【請求項８】
前記第１圧電素子を駆動する第１駆動回路と、前記第２圧電素子を駆動する第２駆動回路と、を有する駆動回路を備える、
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の流体制御装置。
【請求項９】
前記第１駆動回路から印加される駆動信号と前記第２駆動回路から印加される駆動信号の電圧位相差によって、前記第１振動板と前記第２振動板との変位位相差の絶対値は、２０度以上９０度以下である、
請求項８に記載の流体制御装置。
【請求項１０】
前記駆動回路は、
前記第１駆動回路により生じる第１駆動信号と前記第２駆動回路により生じる第２駆動信号との電流位相差を検出する電流位相差検出回路と、
前記電流位相差検出回路で検出した電流位相差に基づいて、前記第１駆動信号と前記第２駆動信号との電圧位相差を制御する制御部と、
を備える、
請求項９に記載の流体制御装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の流体制御装置を備えた血圧計。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の流体制御装置を備えた搾乳器。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の流体制御装置を備えた陰圧閉鎖療法装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、流体の流量、流れの方向等を制御する流体制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体制御装置として、例えば、特許文献１に示すポンプがある。特許文献１に示すポンプは、筐体とアクチュエータとを備える。筐体は、内部空間、第１の流路孔、および、第２の流路孔を有する。第１の流路孔および第２の流路孔は、筐体の壁に形成されており、第１の流路孔が形成された壁と、第２の流路孔が形成された壁は、対向している。
【０００３】
アクチュエータは、平板状であり、内部空間を、第１の流路孔側と第２の流路孔側とに分けるように配置されている。アクチュエータは、筐体に対して弾性支持部によって支持されている。
【０００４】
アクチュエータは、振動によって、第２の流路孔に近づく態様と、第２の流路孔から離れる態様とを繰り返す。これにより、第２の流路孔から流体（例えば気体）を吸入し、第１の流路孔から流体（例えば気体）を排出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５１７７３３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、圧力や流量等の流体制御装置としての性能に限界がある。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、より幅広い圧力や流量を実現可能な流体制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の流体制御装置は、筐体、第１振動板、第２振動板、第１圧電素子、および、第２圧電素子を備える。筐体は、第１主面を有する第１主板と、第１主面に対向する第２主面を有する第２主板と、第１主板と第２主板とを連接する側板を有する。第１主板には、第１開口を有し、第２主板には、第２開口を有する。第１振動板は、円形であり、筐体内において、第１主面に支持され、筐体に対して、第１主面および第２主面に直交する方向に振動可能に配置されている。第２振動板は、円形で、筐体内において、第２主面に支持され、筐体に対して、第１主面および第２主面に直交する方向に振動可能に配置されている。第１圧電素子は、第１振動板における第２振動板と反対側に配設されている。第２圧電素子は、第２振動板における第１振動板と反対側に配設されている。筐体、第１振動板、および第２振動板によってポンプ室が形成されている。第１振動板は、中央を含む領域に、ポンプ室と第１開口とを連通する第１貫通孔を有する。第２振動板の前記円形の周縁の近傍領域、または、筐体内において第２振動板を支持する支持部材には、ポンプ室と第２開口とを連通する第２貫通孔を有する。第１振動板の径と、第２振動板の径とは、異なる。
【０００９】
この構成では、ポンプ室の高さは、第１振動板と第２振動板との振動によって周期的に変化する。これにより、ポンプ室内に流体の進行波が発生する。
【００１０】
また、この発明の流体制御装置では、第１振動板の径と第２振動板の径との大小関係は、第１振動板の厚みと第２振動板の厚みとの大小関係に一致することが好ましい。
【００１１】
この構成では、流体の進行波が生じ易くなる。
【００１２】
また、この発明の流体制御装置では、側板は、制振部材を含むことが好ましい。
【００１３】
この構成では、第１振動板の振動と第２振動板の振動との相互干渉が抑制される。
【００１４】
また、この発明の流体制御装置では、第１振動板の中心と第２振動板の中心とは、平面視において一致することが好ましい。
【００１５】
この構成では、ポンプ室内での流体の流れのバラツキが抑制される。
【００１６】
また、この発明の流体制御装置では、第１振動板の径を基準とした第２振動板の径の相対比は、０．４以上１．０未満であることが好ましい。
【００１７】
この構成では、流体の進行波が生じ易い。
【００１８】
また、この発明の流体制御装置では、相対比は、０．４以上０．６以下であることがより好ましい。
【００１９】
この構成では、流体の進行波が更に生じ易い。
【００２０】
また、この発明の流体制御装置では、第１振動板は、筐体に対して支持部材によって固定され、支持部材は、第１振動板の振動時のノードを含む領域において支持されていることが好ましい。
【００２１】
この構成では、支持部材による第１振動板の振動の減衰が抑制される。
【００２２】
また、この発明の流体制御装置は、第１圧電素子を駆動する第１駆動回路と、第２圧電素子を駆動する第２駆動回路と、を有する駆動回路を備えることが好ましい。
【００２３】
この構成では、第１圧電素子と第２圧電素子を各々独立して駆動させることが可能となるため、流体の進行波が生じ易い。
【００２４】
また、この発明の流体制御装置では、第１駆動回路から印加される駆動信号と第２駆動回路から印加される駆動信号の電圧位相差によって、第１振動板と第２振動板との変位位相差の絶対値が２０度以上９０度以下であることが好ましい。
【００２５】
この構成では、流体の進行波が生じ易い。
【００２６】
また、この発明の流体制御装置では、駆動回路は、第１駆動回路により生じる第１駆動信号と第２駆動回路により生じる第２駆動信号との電流位相差を検出する電流位相差検出回路と、電流位相差検出回路で検出した電流位相差に基づいて、第１駆動信号と第２駆動信号との電圧位相差を制御する制御部と、を備えることが好ましい。
【００２７】
この構成では、流体の進行波が継続的に生じる。
【００２８】
また、この発明の流体制御装置は、血圧計、搾乳器、および、陰圧閉鎖療法装置のいずれかに用いられる。
【００２９】
この構成では、各アプリケーション機器の性能が向上する。
【発明の効果】
【００３０】
この発明によれば、より幅広い圧力や流量を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す側面の断面図であり、（Ｂ）は、その回路ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す分解斜視図である。
【図３】（Ａ）は、第１圧電素子が配置された平板の拡大斜視図であり、（Ｂ）は、第２圧電素子が配置された平板の拡大斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置の平板の振動の様子を模式的に示した断面図である。
【図５】位相差、波長差（振動部分の径の差）に応じた定在波の振幅を示すグラフである。
【図６】平板（第１振動板）と振動部（第２振動板）との挙動および流体の移動状態を模式的に示す側面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る流体制御装置の駆動回路ブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す側面の断面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す側面の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置について、図を参照して説明する。図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す側面の断面図であり、図１（Ｂ）は、その回路ブロック図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す分解斜視図である。図３（Ａ）は、第１圧電素子が配置された平板の拡大斜視図であり、図３（Ｂ）は、第２圧電素子が配置された平板の拡大斜視図である。
【００３３】
図１（Ａ）、図２に示すように、流体制御装置１０は、平板２０、平板３０、圧電素子４１、圧電素子４２、筐体５０、および、支持部材６０を備える。
【００３４】
図１（Ａ）、図２、図３（Ａ）に示すように、平板２０は、所定の厚みおよび径からなる円板である。厚みおよび径は、平板２０が圧電素子４１によって振動する際の共振周波数に基づいて設定されている。平板２０は、本発明の「第１振動板」に対応する。
【００３５】
図１（Ａ）、図２、図３（Ｂ）に示すように、平板３０は、振動部３００、複数の梁部３１および貫通孔３２を備える。貫通孔３２は、平板３０の円周に沿って断続的に形成されている。また、貫通孔３２は、部分的に二重に形成されている。平板３０における貫通孔３２よりも中心側の領域が平板３０の振動部３００となる。また、平板３０における貫通孔３２が断続的であることによって、残る貫通孔３２が設けられていない部分が梁部３１となる。振動部３００の厚みおよび径は、振動部３００が圧電素子４２によって振動する際の共振周波数に基づいて設定されている。この際、梁部３１がバネ部となり、振動部３００は、自由端振動を実現できる。振動部３００は、本発明の「第２振動板」に対応する。そして、貫通孔３２は、本発明の「第２貫通孔」に対応する。
【００３６】
振動部３００の径は、平板２０の径よりも小さく、平板２０の径を基準とした相対比で０．４以上１．０未満である。さらには、振動部３００の径は、平板２０の径を基準とした相対比で０．４以上０．６以下であることが好ましい。この際、振動部３００の厚みは平板２０の厚みよりも薄い。すなわち、平板２０と振動部３００との厚みの大小関係は、径の大小関係と同じである。そして、振動部３００の厚みは、平板２０の厚みに基づいて設定されており、振動部３００の振動の共振周波数と平板２０の振動の共振周波数とが略一致するように、設定されている。
【００３７】
図１（Ａ）、図２、図３（Ａ）に示すように、圧電素子４１および圧電素子４２は、円板である。図示を省略しているが、圧電素子４１および圧電素子４２は、円形の圧電体と、一対の駆動用電極とからなる。一対の駆動用電極の一方は、圧電体の一方主面に配置され、一対の駆動用電極の他方は、圧電体の他方主面に配置されている。
【００３８】
図１（Ａ）、図２、図３（Ａ）に示すように、圧電素子４１は、平板２０の一方の主面に配置されている。この際、平面視において、圧電素子４１の中心と平板２０の中心とは一致している。圧電素子４１と平板２０には、貫通孔２４が形成されている。貫通孔２４は、円筒形状であり、平面視における圧電素子４１と平板２０の中心を含むように形成されている。貫通孔２４は、本発明の「第１貫通孔」に対応する。
【００３９】
図１（Ａ）、図２、図３（Ａ）に示すように、圧電素子４２は、平板３０の一方の主面に配置されている。この際、平面視において、圧電素子４２の中心と振動部３００の中心とは一致している。
【００４０】
図１（Ａ）、図２に示すように、筐体５０は、第１主板５１、第２主板５２、および、側板５３を備える。第１主板５１は、開口５１０を有し、第２主板５２は開口５２０を有する。側板５３は、第１主板５１の周部と第２主板５２の周部とを連接している。これにより、筐体５０には、内部空間が形成される。なお、本実施形態では、第２主板５２と側板５３との間には、平板３０における貫通孔３２よりも外周側の部分が挟まれているが、第２主板５２と側板５３は、直接連接されていてもよい。
【００４１】
図１（Ａ）、図２に示すように、支持部材６０は、円環状である。
【００４２】
図１（Ａ）に示すように、平板２０は、支持部材６０によって、第１主板５１に固定されている。この際、平板２０は、筐体５０の内部に配置される。また、平板２０は、圧電素子４１の配置面が筐体５０の外方（第１主板５１側）となるように配置されている。
【００４３】
図１（Ａ）に示すように、平板３０における貫通孔３２よりも外周側の部分は、第２主板５２に固定されている。この際、平板３０は、筐体５０の内部に配置される。また、平板３０は、圧電素子４２の配置面が筐体の５０の外方（第２主板５２側）となるように配置されている。
【００４４】
平板２０と平板３０とは、所定距離で離間して配置されている。平面視において、平板２０の中心と平板３０の振動部３００の中心とは、略一致している。また、平板２０と平板３０とは、それぞれの圧電素子が配置される面と反対側の面が互いに対向するように、配置されている。
【００４５】
これらの構成によって、筐体５０の内部には、平板２０、平板３０、筐体５０、および、支持部材６０によって囲まれたポンプ室１００が形成される。ポンプ室１００は、平板２０および圧電素子４１に形成された貫通孔２４および平板３０に形成された貫通孔３２のみによって、外部空間と連通している。なお、第１主板５１における第２主板５２と対向する面５１１が本発明の「第１主面」に対応し、開口５１０が本発明の「第１開口」に対応する。また、第２主板５２における第１主板５１と対向する面５２１が本発明の「第２主面」に対応し、開口５２０が本発明の「第２開口」に対応する。
【００４６】
このような構成の流体制御装置１０では、図１（Ｂ）に示すような回路で駆動信号が印加される。具体的に、圧電素子４１の駆動用電極および圧電素子４２の駆動用電極は、図１（Ｂ）に示すように、駆動回路４００に接続されている。駆動回路４００は、第１駆動回路と第２駆動回路とを備える。第１駆動回路と第２駆動回路とは、個別に駆動信号を生成する。第１駆動回路は、圧電素子４１に対して、第１駆動信号を印加する。第２駆動回路は、圧電素子４２に対して、第２駆動回路によって第２駆動信号を印加する。具体的な内容は後述するが、第１駆動信号と第２駆動信号とは、平板２０の振動と振動部３００の振動の位相差が所定値となるように、所定の電圧位相差をもって、圧電素子４１と圧電素子４２とに印加される。
【００４７】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置の平板の振動の様子を模式的に示した断面図である。
【００４８】
圧電素子４１は、第１駆動信号に応じて変形する。この圧電素子４１の変形によって、平板２０は、図４に示すように、筐体５０の第１主面および第２主面に直交する方向に振動する。この振動の周波数は、上述のように平板２０の厚みや径に応じた、ベンディング基本モードの共振周波数である。
【００４９】
この際、支持部材６０は、図３の二点鎖線の位置、図４の太破線の位置で、平板２０に接続している。この位置は、図４に示すように、平板２０の振動のノード位置にあたる。したがって、平板２０を支持部材６０で支持しても、当該支持部材６０による平板２０の振動の減衰が抑制される。したがって、流体制御装置１０は、平板２０を効率的に振動させることができる。また、平板２０は全体（中心から外縁）が振動する。
【００５０】
圧電素子４２は、第２駆動信号に応じて変形する。この圧電素子４２の変形によって、平板３０の振動部３００は、図４に示すように、筐体５０の第１主面および第２主面に直交する方向に平板３０全体（中心から外縁）が振動する。この振動の周波数は、上述のように平板３０の振動部３００の厚みや径に応じた、ベンディング基本モードの共振周波数である。
【００５１】
ここで、駆動回路４００は、第１駆動信号と第２駆動信号との時間位相差を次に示すように設定する。
【００５２】
図５は、振動板の変位分布を示すグラフである。図５において、横軸は、振動板の中心からの距離を、振動板の半径を１として規格化した値である。縦軸は、振動の波長、すなわち振動板の直径の２倍値を１として定在波の振幅を規格化した値である。なお、以下の各式では、Ｒ・ｋａ（Ｒは実数）は、振動の空間周波数（共振周波数）であり、ｘは中心からの距離である。
【００５３】
図５に示すように、ｆ１（ｘ）＝ｃｏｓ（ｋａ・ｘ）に対して、位相角にして９０度（π／２）分中心の位置をずらしたｆ２（ｘ）＝ｃｏｓ（ｋａ・ｘ−π／２）は、中心からの外縁方向への広い範囲で、ｆ１に対して所定の振幅差を得られる。しかしながら、この場合、平行する２枚の振動板の中心位置が一致しない。したがって、本願発明では、中心位置が一致する２枚の振動板、すなわち、平板２０と振動部３００とに対して、径の方向において部分的にこのような振幅差が生じるように振動させている。
【００５４】
具体的には、ｆ１（ｘ）に対して波長を１／２にしたｆ３（ｘ）＝ｃｏｓ（２ｋａ・ｘ）、すなわち、振動部３００の径を平板２０の径の０．５倍（０．５λ）にした場合には、中心からの距離が約０．１５から約０．２５の範囲で、ｆ１に対して所定値以上の振幅差を得られる。
【００５５】
同様に、ｆ１（ｘ）に対して波長を５／２にしたｆ４（ｘ）＝ｃｏｓ（（５／２）ｋａ・ｘ）、すなわち、振動部３００の径を平板２０の径の０．４倍（０．４λ）にした場合にも、中心からの距離が約０．１５から約０．２５の範囲で、ｆ１に対して所定値以上の振幅差を得られる。
【００５６】
また、同様に、ｆ１（ｘ）に対して波長を５／３にしたｆ５（ｘ）＝ｃｏｓ（（５／３）ｋａ・ｘ）、すなわち、振動部３００の径を平板２０の径の０．６倍（０．６λ）にした場合にも、中心からの距離が約０．１５から約０．２５の範囲で、ｆ１に対して所定値以上の振幅差を得られる。
【００５７】
このように、平板２０の振動の変位分布をｆ１（ｘ）とし、振動部３００の振動の変位分布をｆ３（ｘ）、ｆ４（ｘ）、ｆ５（ｘ）とすることで、平板２０と振動部３００との間に、径方向の所定領域において所望の振幅差が得られる。
【００５８】
そして、このような振動の関係、すなわち、平板２０の振動と振動部３００の振動の空間周波数の差を設けることによって、平板２０および振動部３００の中心から外縁に伝搬する擬似進行波を発生させることができる。
【００５９】
さらに、上述の空間周波数の差とともに、平板２０の振動と振動部３００の振動の時間位相差（変位位相差）φを２０度以上９０度以下、より好ましくは、４０度以上７０度以下にする。これにより、上述の擬似進行波を、さらに確実に発生させることができる。
【００６０】
図６は、平板（第１振動板）と振動部（第２振動板）との挙動および流体の移動状態を模式的に示す側面図である。各側面図は、それぞれに時間ｔすなわち位相量ωｔが異なり、各側面図の間の黒太矢印は、状態遷移の方向を示している。また、第１振動板の径と第２振動板の径との相対比は０．５である。
図６に示すように、ωｔ＝３００ｄｅｇからωｔ＝０ｄｅｇ、ωｔ＝０ｄｅｇからωｔ＝３０ｄｅｇの期間のように、平板２０および振動部３００の中心領域における平板２０および振動部３００の距離が大きく、外端領域における平板２０および振動部３００の距離が小さくもしくは距離が０になる（状態Ａ）。これにより、貫通孔２４を介して、流体が外部からポンプ室１００の平板２０と振動部３００との間の空間に吸入される。
【００６１】
その後、状態遷移が進み、ωｔ＝１２０ｄｅｇからωｔ＝２１０ｄｅｇの期間のように、平板２０および振動部３００の中心領域における平板２０および振動部３００の距離が小さくもしくは距離が略０となって貫通孔２４が振動部３００によって略塞がれ、外端領域における平板２０および振動部３００の距離が大きくになる（状態Ｂ）。これにより、貫通孔３２を介して、流体がポンプ室１００の平板２０と振動部３００との間から外部に排出される。
【００６２】
その後、さらに、図６に示す状態遷移を経ながら、状態Ａと状態Ｂとが、順次、交互に繰り返されることによって、流体制御装置１０は、貫通孔２４から流体を吸引して、貫通孔３２から流体を排出する動作を継続的に行うことができる。
【００６３】
詳細は示していないが、本実施形態の構成、すなわち、２枚の能動的な振動板を備え、振動板の形状や駆動信号で上述の位相差を有するように振動をさせることによって、流量や圧力に応じた同様の流体制御が可能である。したがって、流体制御装置１０は、従来の構成よりも幅広い圧力や流量を実現できる。
【００６４】
さらに、筐体５０の側板５３には、制振部材を用いることが好ましい。制振部材とは、振動を減衰させる部材である。例えば、株式会社小野測器によって提示された制振材料とその性能測定において制振部材として定義される組成値を有するものであればよい。すなわち、この規定において、損失係数が０．０２以上の材料であればよい。また、例えば具体的には、側板５３は、シリコンゴム等の一般的に制振機能を有するとされる材料であればよい。
【００６５】
このように、側板５３を制振部材とすることによって、平板２０の振動と振動部３００の振動との干渉を抑制できる。これにより、より正確に上述の位相差を実現でき、流体制御をより確実に実現できる。
【００６６】
さらに、支持部材６０にダンピング部材を用いることが好ましい。これにより、平板２０の振動と振動部３００の振動との干渉を抑制できる。また、この際、支持部材６０に、導体パターンが形成されたフレキシブルシートを用いることが好ましい。これにより、支持部材６０を制振に利用しながら、圧電素子４１への配線の一部も支持部材６０によって実現できる。
【００６７】
なお、上述の説明では、流体制御装置１０は、貫通孔２４から流体を吸入して、貫通孔３２から流体を排出する。しかしながら、位相差の遷移を逆にすることによって、流体制御装置１０は、貫通孔３２から流体を吸入して、貫通孔２４から流体を排出することも可能である。
【００６８】
また、平板２０の振動の振幅と振動部３００の振動の振幅との比は、１：１であることが好ましい。これにより、中心からの距離において広範囲で上述の進行波の発生を実現できる。したがって、流体制御装置１０は、より大きな圧力や流量への対応も可能になる。
【００６９】
また、平板２０の径と振動部３００の径との比は、２：１であることが好ましい。これにより、中心からの距離において広範囲で上述の進行波の発生を実現できる。したがって、流体制御装置１０は、より大きな圧力や流量への対応も可能になる。
【００７０】
また、この構成では、図６に示すように、流体制御装置１０は、平板２０と振動部３００との振動によって、貫通孔２４や貫通孔３２を塞ぐことができる。したがって、流体制御装置１０は、逆流弁を必要とせず、流体制御の効率を向上できるとともに、小型化が可能になる。
【００７１】
また、この構成では、流体制御装置１０は、平板２０および振動部３００の振幅、振動の位相差を調整できるので、流量および圧力を、容易に且つ確実に制御できる。
【００７２】
次に、本発明の第２の実施形態に係る流体制御装置について、図を参照して説明する。図７は、本発明の第２の実施形態に係る流体制御装置の回路ブロック図である。第２の実施形態に係る流体制御装置１０Ａは、第１の実施形態に係る流体制御装置１０に対して、駆動回路４００Ａの構成において異なる。流体制御装置１０Ａの他の構成は、流体制御装置１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
【００７３】
駆動回路４００Ａは、電流位相差検出回路４０１、および、制御部４０２を備える。
【００７４】
電流位相差検出回路４０１は、制御部４０２と圧電素子４１および圧電素子４２との間に接続されている。電流位相差検出回路４０１は、圧電素子４１に流れる電流および圧電素子４２に流れる電流の位相差を検出する。具体的には、例えば、電流位相差検出回路４０１は、圧電素子４１への第１駆動信号の印加経路に接続された第１のカプラと、圧電素子４２への第１駆動信号の印加経路に接続された第２のカプラと、第１のカプラの出力と第２のカプラの出力との差分信号を得る差分演算器とによって実現可能である。
【００７５】
電流位相差検出回路４０１は、検出した電流位相差を、制御部４０２に出力する。制御部４０２は、この電流位相差に基づいて、圧電素子４１への第１駆動信号と圧電素子４２への第２駆動信号の電圧位相差を制御する。これにより、流体制御装置１０Ａは、圧電素子４１への第１駆動信号と圧電素子４２への第１駆動信号の電圧位相差を高精度に制御でき、上述の流体制御を、さらに確実且つ高精度に実現できる。
【００７６】
次に、第３の実施形態に係る流体制御装置について、図を参照して説明する。図８は、本発明の第３の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す側面の断面図である。
【００７７】
図８に示すように、第３の実施形態に係る流体制御装置１０Ｂは、平板２０Ｂを梁部３１Ｂで支持し、平板３０Ｂを支持部材６０Ｂで支持する点において、第１の実施形態に係る流体制御装置１０と異なる。流体制御装置１０Ｂの他の構成は、流体制御装置１０と略同様であり、略同様の箇所の説明は省略する。
【００７８】
平板２０Ｂは、第１の実施形態の平板３０と同様に、梁部３１Ｂと貫通孔３２Ｂとを備える。これにより、平板３０Ｂは、貫通孔３２Ｂよりも中心側に振動部２００Ｂを備える。
【００７９】
平板３０Ｂは、支持部材６０Ｂによって、第２主板５２Ｂに固定されている。この際、支持部材６０Ｂは、平板３０Ｂの振動のノード位置を含むように配置されている。
【００８０】
平板３０Ｂと圧電素子４２には、貫通孔２４Ｂが形成されている。貫通孔２４Ｂは、平板３０Ｂと圧電素子４２を平面視した略中心に形成されている。
【００８１】
これらの構成によって、貫通孔２４Ｂと貫通孔３２Ｂのみで外部に連通するポンプ室１００Ｂが形成される。
【００８２】
このように、流体制御装置１０Ｂは、第１の実施形態に係る流体制御装置１０に対して、２個の平板の支持構造を反転させたものである。このような構成であっても、第１の実施形態の流体制御装置１０と同様に、流体制御装置１０Ｂは、流量や圧力に応じて、従来の構成よりも幅広い圧力や流量を実現できる。
【００８３】
次に、第４の実施形態に係る流体制御装置について、図を参照して説明する。図９は、本発明の第４の実施形態に係る流体制御装置の構成を示す側面の断面図である。
【００８４】
図９に示すように、第４の実施形態に係る流体制御装置１０Ｃは、平板３０Ｃを支持部材６０Ｃで支持する点において、第１の実施形態に係る流体制御装置１０と異なる。流体制御装置１０Ｃの他の構成は、流体制御装置１０と略同様であり、略同様の箇所の説明は省略する。
【００８５】
平板３０Ｃは、支持部材６０Ｃによって、第２主板５２Ｃに固定されている。この際、支持部材６０Ｃは、平板３０Ｃの振動のノード位置を含むように配置されている。
【００８６】
支持部材６０Ｃには、複数の貫通孔６１Ｃが形成されている。貫通孔６１Ｃの個数は適宜設定すればよいが、複数の貫通孔６１Ｃによる合計の開口面積は、貫通孔２４による開口面積と略同じであることが好ましい。
【００８７】
これらの構成によって、貫通孔２４Ｃと貫通孔６１Ｃのみで外部に連通するポンプ室１００Ｃが形成される。
【００８８】
このような構成であっても、第１の実施形態の流体制御装置１０と同様に、流体制御装置１０Ｃは、流量や圧力に応じて、従来の構成よりも幅広い圧力や流量を実現できる。
【００８９】
なお、上述の各実施形態では、振動させる２個の平板の振動周波数を同じにする態様を示したが、振動させる２個の平板の径を同じにして、一方の振動周波数を他方の振動周波数の２倍、すなわち、一方の平板を基本周波数で振動させ、他方の平板を２倍波周波数で振動させてもよい。
【００９０】
また、上述の各実施形態において、平板２０の中心と平板３０の振動部３００の中心とは、一致していることが好ましいが、異なっていてもよい。しかしながら、平板２０の中心と平板３０の振動部３００の中心とが一致していることにより、中心から放射状に流体が移動する本実施形態の流体制御装置の場合、吸入圧力および吐出圧力が向上する。
【００９１】
また、上述の流体制御装置では、振動部分の平面形状が円形の場合を示したが、略円形、角数の多い正多角形（例えば、正六角形以上）であっても、上述の作用効果を得ることが可能である。
【００９２】
また、上述の各実施形態に係る流体制御装置は、血圧計、搾乳器、陰圧閉鎖療法装置等に利用可能である。そして、上述の各実施形態に係る流体制御装置を用いることによって、血圧計、搾乳器、陰圧閉鎖療法装置等の装置性能は向上する。
【符号の説明】
【００９３】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ：流体制御装置
２０、２０Ｂ：平板
２４、２４Ｂ、２４Ｃ：貫通孔
３０、３０Ｂ、３０Ｃ：平板
３１、３１Ｂ：梁部
３２、３２Ｂ：貫通孔
４１、４２：圧電素子
５０：筐体
５１：第１主板
５２、５２Ｂ、５２Ｃ：第２主板
５３：側板
６０、６０Ｂ、６０Ｃ：支持部材
６１Ｃ：貫通孔
１００、１００Ｂ、１００Ｃ：ポンプ室
２００Ｂ、３００：振動部
４００、４００Ａ：駆動回路
４０１：電流位相差検出回路
４０２：制御部
５１０、５２０：開口
５１１：第１主面
５２１：第２主面
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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