(57)【要約】【課題】簡単な構造で、小型化、軽量化に有利であり、大きな駆動力が得られ、チューブバルブにおいては、チューブ内の流路を容易かつ確実に開閉することができ、ポンプにおいては、容易かつ確実に流体を移送することができる流体装置を提供する。【解決手段】本発明の流体装置は、圧電素子を備えた振動体５０を有し、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより前記振動体５０を励振する超音波モータ５と、前記振動体５０に当設し、前記振動体５０からの振動の伝達により駆動力が付与されて回転するロータ４と、前記ロータ４に固定的に設けられ、前記ロータ４の回転軸方向に突出する押圧部材とを有し、前記押圧部材の回転により、チューブ１０内の流路を開閉する流体装置であって、前記押圧部材により前記チューブ１０内の所定部位の流路を圧閉するよう構成されていることを特徴とする。【選択図】図１
2004251292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子を備えた振動体を有し、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより前記振動体を励振する超音波モータと、
前記振動体に当設し、前記振動体からの振動の伝達により駆動力が付与されて回転するロータと、
前記ロータに固定的に設けられ、前記ロータの回転軸方向に突出する押圧部材とを有し、
前記押圧部材の回転により、チューブ内の流路を開閉する流体装置であって、
前記押圧部材により前記チューブ内の所定部位の流路を圧閉するよう構成されていることを特徴とする流体装置。
【請求項２】
前記押圧部材は、外周面をカム面とするカム部材で構成されており、前記カム部材のカム面が前記チューブに当接し、該チューブを圧閉する請求項１に記載の流体装置。
【請求項３】
圧電素子を備えた振動体を有し、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより前記振動体を励振する超音波モータと、
前記振動体に当設し、前記振動体からの振動の伝達により駆動力が付与されて回転するロータと、
前記ロータに連動して回転し、前記ロータの回転軸方向に突出し、外周面をカム面とするカム部材とを有し、
前記カム部材の回転により、チューブ内の流路を開閉する流体装置であって、
前記カム部材のカム面が前記チューブに当接し、前記チューブ内の所定部位の流路を圧閉するよう構成されていることを特徴とする流体装置。
【請求項４】
圧電素子を備えた振動体を有し、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより前記振動体を励振する超音波モータと、
前記振動体に当設し、前記振動体からの振動の伝達により駆動力が付与されて回転するロータとを有し、
チューブ内の流路を開閉する流体装置であって、
前記ロータに該ロータの略周方向に沿って長孔が形成され、前記長孔に前記チューブが挿通されており、前記長孔に臨む縁部が前記チューブに当接し、前記チューブ内の所定部位の流路を圧閉するよう構成されていることを特徴とする流体装置。
【請求項５】
圧電素子を備えた振動体を有し、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより前記振動体を励振する超音波モータと、
前記振動体に当設し、前記振動体からの振動の伝達により駆動力が付与されて回転するロータと、
移動自在に設けられた可動部と、
前記ロータの回転運動を前記可動部の往復運動に変換する変換機構とを有し、
前記可動部の移動により、チューブ内の流路を開閉する流体装置であって、
前記可動部が移動して前記チューブ内の所定部位の流路を圧閉するよう構成されていることを特徴とする流体装置。
【請求項６】
圧電素子を備えた振動体を有し、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより前記振動体を励振する超音波モータと、
前記振動体に当設し、前記振動体からの振動の伝達により駆動力が付与されて回転するロータと、
移動自在に設けられた可動部と、
前記ロータの回転運動を前記可動部の揺動運動に変換する変換機構とを有し、
前記可動部の揺動により、チューブ内の流路を開閉する流体装置であって、
前記可動部が揺動して前記チューブ内の所定部位の流路を圧閉するよう構成されていることを特徴とする流体装置。
【請求項７】
圧電素子を備えた振動体を有し、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより前記振動体を励振する超音波モータと、
前記振動体に当設し、前記振動体からの振動の伝達により駆動力が付与されて回転するロータと、
前記ロータに連動して回転する可動部とを有し、
前記可動部の回転により、チューブ内の流路を開閉する流体装置であって、
前記可動部の回転により前記チューブが屈曲し、該チューブ内の所定部位の流路を閉塞させるよう構成されていることを特徴とする流体装置。
【請求項８】
前記可動部は、前記ロータに設けられ、前記ロータの回転軸方向に突出する保持部で構成され、前記保持部に前記チューブが係止されている請求項７に記載の流体装置。
【請求項９】
前記ロータの周面に前記振動体が当接している請求項１ないし８のいずれかに記載の流体装置。
【請求項１０】
圧電素子を備えた振動体を有し、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより前記振動体を励振する超音波モータと、
前記振動体に当設し、前記振動体からの振動の伝達により駆動力が付与されて変位する変位体と、
前記変位体に連動して可動する可動部と、
ポンプ室とを有し、
前記可動部の可動により、前記ポンプ室の容積が増減して、流体が移送されるよう構成されていることを特徴とする流体装置。
【請求項１１】
前記変位体は、回転自在に設けられたロータで構成され、該ロータの周面に前記振動体が当接している請求項１０に記載の流体装置。
【請求項１２】
前記ロータの回転運動を前記可動部の直線運動に変換する変換機構を有し、前記変換機構により前記可動部が往復運動し、前記可動部の往復運動により、前記ポンプ室の容積が増減する請求項１１に記載の流体装置。
【請求項１３】
前記ポンプ室の少なくとも一部は、ベローズで構成されており、前記可動部の可動により、前記ベローズが伸縮して前記ポンプ室の容積が増減する請求項１０ないし１２のいずれかに記載の流体装置。
【請求項１４】
前記ポンプ室の少なくとも一部は、ダイヤフラムで構成されており、前記可動部の可動により、前記ダイヤフラムが変形して前記ポンプ室の容積が増減する請求項１０ないし１２のいずれかに記載の流体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
チューブ内の流路を開閉するチューブバルブ（流路開閉装置）が知られている。
【０００３】
このチューブバルブとしては、駆動系に電磁式のモータおよびリードスクリューを用いてチューブを押圧してその流路を圧閉するもの（例えば、特許文献１参照）や、駆動系にソレノイドを用いてチューブを押圧してその流路を圧閉するもの（例えば、特許文献２参照）がある。
しかしながら、前記特許文献１のチューブバルブでは、チューブ内の流路を圧閉するための十分な押圧力を得るために、減速機構を必要とする。
【０００４】
また、前記特許文献２のチューブバルブでは、チューブ内の流路を圧閉するための押圧力を得るには、常に大電流を流す必要がある。
そして、いずれの特許文献１、２のチューブバルブにおいても、構造が複雑であり、また、小型化、軽量化がし難い。しかも、電磁力を用いているため、電磁ノイズが発生し、その電磁ノイズが他の機器に影響を及ぼすおそれがあるという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−８７２５９号公報
【特許文献２】
特開平８−１８９５７３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、簡単な構造で、小型化、軽量化に有利であり、大きな駆動力が得られ、チューブバルブにおいては、チューブ内の流路を容易かつ確実に開閉することができ、ポンプにおいては、容易かつ確実に流体を移送することができる流体装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の流体装置は、圧電素子を備えた振動体を有し、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより前記振動体を励振する超音波モータと、
前記振動体に当設し、前記振動体からの振動の伝達により駆動力が付与されて回転するロータと、
前記ロータに固定的に設けられ、前記ロータの回転軸方向に突出する押圧部材とを有し、
前記押圧部材の回転により、チューブ内の流路を開閉する流体装置であって、
前記押圧部材により前記チューブ内の所定部位の流路を圧閉するよう構成されていることを特徴とする。
【０００８】
これにより、駆動系に超音波モータを用いるため、構造を簡素化することができ、小型化、軽量化に有利である。
また、大きな駆動力が得られ、チューブ内の流路を容易かつ確実に開閉することができる。
また、通常のモータを用いないことから、電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺機器に影響を及ぼすことを防止することができる。
また、押圧部材がロータに固定的に設けられているので、部品点数を削減することができ、構造をより簡素化することができる。
【０００９】
本発明の流体装置では、前記押圧部材は、外周面をカム面とするカム部材で構成されており、前記カム部材のカム面が前記チューブに当接し、該チューブを圧閉するのが好ましい。
本発明の流体装置は、圧電素子を備えた振動体を有し、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより前記振動体を励振する超音波モータと、
前記振動体に当設し、前記振動体からの振動の伝達により駆動力が付与されて回転するロータと、
前記ロータに連動して回転し、前記ロータの回転軸方向に突出し、外周面をカム面とするカム部材とを有し、
前記カム部材の回転により、チューブ内の流路を開閉する流体装置であって、
前記カム部材のカム面が前記チューブに当接し、前記チューブ内の所定部位の流路を圧閉するよう構成されていることを特徴とする。
【００１０】
これにより、駆動系に超音波モータを用いるため、構造を簡素化することができ、小型化、軽量化に有利である。
また、大きな駆動力が得られ、チューブ内の流路を容易かつ確実に開閉することができる。
また、通常のモータを用いないことから、電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺機器に影響を及ぼすことを防止することができる。
【００１１】
本発明の流体装置は、圧電素子を備えた振動体を有し、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより前記振動体を励振する超音波モータと、
前記振動体に当設し、前記振動体からの振動の伝達により駆動力が付与されて回転するロータとを有し、
チューブ内の流路を開閉する流体装置であって、
前記ロータに該ロータの略周方向に沿って長孔が形成され、前記長孔に前記チューブが挿通されており、前記長孔に臨む縁部が前記チューブに当接し、前記チューブ内の所定部位の流路を圧閉するよう構成されていることを特徴とする。
【００１２】
これにより、駆動系に超音波モータを用いるため、構造を簡素化することができ、小型化、軽量化に有利である。
また、大きな駆動力が得られ、チューブ内の流路を容易かつ確実に開閉することができる。
また、通常のモータを用いないことから、電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺機器に影響を及ぼすことを防止することができる。
また、ロータに長孔が形成されているので、部品点数を削減することができ、構造をより簡素化することができる。
【００１３】
本発明の流体装置は、圧電素子を備えた振動体を有し、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより前記振動体を励振する超音波モータと、
前記振動体に当設し、前記振動体からの振動の伝達により駆動力が付与されて回転するロータと、
移動自在に設けられた可動部と、
前記ロータの回転運動を前記可動部の往復運動に変換する変換機構とを有し、
前記可動部の移動により、チューブ内の流路を開閉する流体装置であって、
前記可動部が移動して前記チューブ内の所定部位の流路を圧閉するよう構成されていることを特徴とする。
【００１４】
これにより、駆動系に超音波モータを用いるため、構造を簡素化することができ、小型化、軽量化に有利である。
また、大きな駆動力が得られ、チューブ内の流路を容易かつ確実に開閉することができる。
また、通常のモータを用いないことから、電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺機器に影響を及ぼすことを防止することができる。
また、変換機構を有しているので、より大きな押圧力が得られ、より確実にチューブ内の流路を圧閉することができる。
【００１５】
本発明の流体装置は、圧電素子を備えた振動体を有し、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより前記振動体を励振する超音波モータと、
前記振動体に当設し、前記振動体からの振動の伝達により駆動力が付与されて回転するロータと、
移動自在に設けられた可動部と、
前記ロータの回転運動を前記可動部の揺動運動に変換する変換機構とを有し、
前記可動部の揺動により、チューブ内の流路を開閉する流体装置であって、
前記可動部が揺動して前記チューブ内の所定部位の流路を圧閉するよう構成されていることを特徴とする。
【００１６】
これにより、駆動系に超音波モータを用いるため、構造を簡素化することができ、小型化、軽量化に有利である。
また、変換機構を有しているので、大きな駆動力が得られ、チューブ内の流路を容易かつ確実に開閉することができる。
また、通常のモータを用いないことから、電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺機器に影響を及ぼすことを防止することができる。
また、変換機構を有しているので、より大きな押圧力が得られ、より確実にチューブ内の流路を圧閉することができる。
【００１７】
本発明の流体装置は、圧電素子を備えた振動体を有し、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより前記振動体を励振する超音波モータと、
前記振動体に当設し、前記振動体からの振動の伝達により駆動力が付与されて回転するロータと、
前記ロータに連動して回転する可動部とを有し、
前記可動部の回転により、チューブ内の流路を開閉する流体装置であって、
前記可動部の回転により前記チューブが屈曲し、該チューブ内の所定部位の流路を閉塞させるよう構成されていることを特徴とする。
【００１８】
これにより、駆動系に超音波モータを用いるため、構造を簡素化することができ、小型化、軽量化に有利である。
また、大きな駆動力が得られ、チューブ内の流路を容易かつ確実に開閉することができる。
また、通常のモータを用いないことから、電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺機器に影響を及ぼすことを防止することができる。
また、チューブを屈曲させてチューブ内の流路を閉塞させるので、チューブ内の流路をより確実に閉塞させることができる。
【００１９】
本発明の流体装置では、前記可動部は、前記ロータに設けられ、前記ロータの回転軸方向に突出する保持部で構成され、前記保持部に前記チューブが係止されているのが好ましい。
これにより、チューブ内の流路をより確実に閉塞させることができる。
本発明の流体装置では、前記可動部は、前記ロータに設けられ、前記ロータの回転軸方向に突出する１対のピンで構成され、前記一対のピン間に前記チューブが位置しているのが好ましい。
これにより、チューブ内の流路をより確実に閉塞させることができる。
【００２０】
本発明の流体装置では、前記ロータの周面に前記振動体が当接しているのが好ましい。
本発明の流体装置は、圧電素子を備えた振動体を有し、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより前記振動体を励振する超音波モータと、
前記振動体に当設し、前記振動体からの振動の伝達により駆動力が付与されて変位する変位体と、
前記変位体に連動して可動する可動部と、
ポンプ室とを有し、
前記可動部の可動により、前記ポンプ室の容積が増減して、流体が移送されるよう構成されていることを特徴とする。
【００２１】
これにより、駆動系に超音波モータを用いるため、構造を簡素化することができ、小型化、軽量化に有利である。
また、大きな駆動力が得られ、容易かつ確実に流体を移送することができる。
また、通常のモータを用いないことから、電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺機器に影響を及ぼすことを防止することができる。
【００２２】
本発明の流体装置では、前記変位体は、回転自在に設けられたロータで構成され、該ロータの周面に前記振動体が当接しているのが好ましい。
これにより、流体装置をより円滑に作動させることができる。
本発明の流体装置では、前記ロータの回転運動を前記可動部の直線運動に変換する変換機構を有し、前記変換機構により前記可動部が往復運動し、前記可動部の往復運動により、前記ポンプ室の容積が増減するのが好ましい。
これにより、より大きな駆動力が得られ、より確実に流体を移送することができる。
【００２３】
本発明の流体装置では、前記ポンプ室の少なくとも一部は、ベローズで構成されており、前記可動部の可動により、前記ベローズが伸縮して前記ポンプ室の容積が増減するのが好ましい。
これにより、可動部によってベローズを直接駆動することができ、構造をより簡素化することができ、小型化、軽量化が図れる。
【００２４】
本発明の流体装置では、前記ポンプ室の少なくとも一部は、ダイヤフラムで構成されており、前記可動部の可動により、前記ダイヤフラムが変形して前記ポンプ室の容積が増減するのが好ましい。
これにより、可動部によってダイヤフラムを直接駆動することができ、構造をより簡素化することができ、小型化、軽量化が図れる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の流体装置を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の流体装置をチューブバルブに適用した場合の第１実施形態を示す正面図、図２は、図１中のＩ−Ｉ線での断面図、図３は、超音波モータを構成する振動体を示す斜視図、図４は、図３中のＩＩ−ＩＩ線での断面図、図５は、ロータを正転方向に駆動する振動体の励振状態を示す説明図、図６は、ロータを逆転方向に駆動する振動体の励振状態を示す説明図、図７は、振動体を駆動制御する回路構成を示すブロック図である。
【００２６】
図１および図２に示すように、チューブバルブ（流路開閉装置）１は、ベース２と、このベース２に設けた回転軸３と、この回転軸３に回転自在に軸支したロータ（変位体）４と、このロータ４に駆動力を付与する超音波モータ５とを有している。超音波モータ５は、ロータ４の外周部に平面的に配置されて組み付けられている。これらベース２、回転軸３、ロータ４および超音波モータ５により、駆動系の主要部が構成される。
【００２７】
ロータ４は、超音波モータ５を構成する後述する振動体５０の振動により、駆動力が付与され、回転軸３をロータ回転中心とする正転方向（時計回りの方向）Ａ１または逆転方向（反時計回りの方向）Ａ２に正逆回転（変位）する。また、ロータ４の外周面は、後述する超音波モータ５を構成する振動体５０の凸部５１が当接（摺接）する摺動面４１を形成する。この場合、振動体５０は、その凸部５１がロータ４の摺動面４１を押圧する状態が維持されるように、図示しない腕部（弾性体）を介して支持（弾性的に支持）されている。
【００２８】
ロータ４の図２中左側の側面には、可動部として、外周面をカム面６１とする略卵型状のカム部材（ロータ４の回転軸３方向に突出する押圧部材）６が設けられており、ロータ４とカム部材６とが一体的に回転（ロータ４とカム部材６とが連動して回転）するようになっている。この場合、例えば、カム部材６がロータ４に固着されていてもよく、また、ロータ４とカム部材６とが一体的に（一部材で）形成されていてもよいが、特に、ロータ４とカム部材６とが一体的に形成されているのが好ましい。
【００２９】
ロータ４にカム部材６を設けることにより、装置全体の小型化、軽量化を図ることができる。そして、ロータ４とカム部材６とを一体的に形成することにより、部品点数を削減することができ、また、ロータ４とカム部材６とをより強固に接合することができ、信頼性が向上する。
このカム部材６のカム面６１とベース２上に突出させた受部２１との間には、可撓性を有する（復元可能な）チューブ（管状体）１０が設置されている。チューブ１０は、カム部材６のカム面６１と受部２１とに当接、すなわち、カム部材６のカム面６１と受部２１とで挟持されている。このチューブ１０の内腔は、流体が流れる（流動する）流路を構成する。
【００３０】
カム部材６がロータ４と共に正転方向（時計回りの方向）Ａ１に回転（正回転）すると、カム部材６のカム面６１は、その半径が最短側から最長側に向ってチューブ１０の表面を摺動する。これにより、カム部材６は、チューブ１０に対する押圧力が徐々に増大するようにそのチューブ１０を受部２１側に押圧（加圧）する。これによって、カム部材６と受部２１とでチューブ１０が挟み付けられ、圧潰変形し、チューブ１０内の流路が圧閉される（閉塞する）。すなわち、圧閉状態（閉塞状態）となる。
【００３１】
一方、上記した圧閉状態（閉塞状態）から、カム部材６がロータ４と共に逆転方向（反時計回りの方向）Ａ１に回転（逆回転）すると、カム部材６のカム面６１は、その半径が最長側から最短側に向ってチューブ１０の表面を摺動する。これにより、チューブ１０に対するカム部材６による押圧力は、徐々に減少し、圧潰変形状態にあるチューブ１０が元の形状に復元し、チューブ１０内の流路が開放される（開通する）。すなわち、開放状態（開通状態）となる。
【００３２】
なお、ロータ４には、回転量（変位量）検出手段としてのロータリエンコーダ７が設置されている。このロータリエンコーダ７の機能は、図７に示す後述する超音波モータ５の駆動制御回路とともに説明する。
次に、上記した超音波モータの構成およびその駆動制御を説明する。
なお、図３および図４において、超音波モータ５を構成する振動体５０は、その厚さ方向を誇張して示している。
【００３３】
図３および図４に示すように、超音波モータ５を構成する振動体５０は、ほぼ長方形の板状をなしている。振動体５０は、例えば第１の４つの電極５２ａ、５２ｂ、５２ｃおよび５２ｄと、第１の圧電素子５３と、補強板５４と、第２の圧電素子５５と、第２の４つの電極５６ａ、５６ｂ、５６ｃおよび５６ｄとを順に積層して構成されている。第１の電極５２ａ〜５２ｄ、第２の電極５６ａ〜５６ｄは、第１の電極５２ａ〜５２ｄと、第２の電極５６ａ〜５６ｄとが、それぞれ、対応するように配置されている。第１および第２の圧電素子５３、５５は、それぞれ、長方形状をなしているとともに、これらとほぼ同一の長方形状をなす補強板５４の両面にそれぞれ設置（固着）されている。
【００３４】
前記振動体５０をより詳細に説明すると、振動体５０においては、第１の圧電素子５３を４つの長方形の領域にほぼ等しく分割（区分）し、分割された各領域に、第１の電極５２ａ〜５２ｄがそれぞれ設置されている。同様にして、第２の圧電素子５５もまた４つの領域に分割（区分）し、分割された各領域に、第２の電極５６ａ〜５６ｄが第１の圧電素子５３の第１の電極５２ａ〜５２ｄに対して図３および図４中上下対称的にそれぞれ設置されている。
【００３５】
第１の圧電素子５３の表面側に積層される一方の対角線上の第１の電極５２ａ、５２ｃと、第２の圧電素子５５の裏面側に積層される一方の対角線上の第２の電極５６ａ、５６ｃとは、すべて電気的に接続されている。これにより、第１のグループ電極５７が形成される。同様にして、第１の圧電素子５３の表面側に積層される他方の対角線上の第１の電極５２ｂ、５２ｄと、第２の圧電素子５５の裏面側に積層される一方の対角線上の第２の電極５６ｂ、５６ｄとは、すべて電気的に接続（以下、単に「接続」と言う）されている。これにより、第２のグループ電極５８が形成される。そして、第１および第２のグループ電極５７、５８は、後述する駆動制御回路に接続されている。
【００３６】
これら第１および第２の圧電素子５３、５５の構成材料としては、特に限定されないが、例えばチタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ）、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種のものが好適に用いられる。
また、第１および第２の圧電素子５３、５５間に介在された補強板５４は、振動体５０全体を補強する機能を有し、振動体５０が過振幅、外力等によって損傷するのを防止する。補強板５４の構成材料としては、特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウムまたはアルミニウム合金、チタンまたはチタン合金、銅または銅系合金等の弾性を有する各種金属材料であるのが好ましい。
【００３７】
また、補強板５４は、第１および第２の圧電素子５３、５５に対する共通の電極としての機能も有している。なお、補強板５４は、アース（接地）されている。
この補強板５４には、凸部５１が一体的に形成されている。
補強板５４の厚さは、第１および第２の圧電素子５３、５５の厚さよりも薄くするのが好ましい。これにより、振動体５０、すなわち凸部５１を高い効率で振動させることができる。
【００３８】
さらに、補強板５４は、アース（接地）することにより、第１および第２の圧電素子５３、５５に対する共通の電極としての機能も有する。すなわち、第１の圧電素子５３には、第１の電極５２ａ〜５２ｄのうちの所定の電極と補強板５４とによって交流電圧が印加される。第２の圧電素子５５には、第２の電極５６ａ〜５６ｄのうちの所定の電極と補強板５４とによって交流電圧が印加される。
【００３９】
第１および第２の圧電素子５３、５５は、そのほぼ全体に交流電圧が印加されると長手方向（長辺の方向）に繰り返し伸縮（伸長・収縮）する。これに伴なって、補強板５４も長手方向に繰り返し伸縮する。すなわち、第１および第２の圧電素子５３、５５のほぼ全体に交流電圧が印加されると、振動体５０は、励振され、長手方向（長辺の方向）に微小な振幅で振動（縦振動）し、凸部５１が縦振動（往復運動）する。
【００４０】
次に、超音波モータ５の振動体５０によるロータ４への回転駆動力の伝達作用を図５および図６を参照して説明する。なお、図５および図６においては、振動体５０の変形状態を誇張して示す。
図５に示すように、ロータ４を正転方向（時計回りの方向）Ａ１に回転させる場合、すなわち、ロータ４に対し正転方向（時計回りの方向）Ａ１に回転駆動力を伝達する場合には、第１のグループ電極５７への通電が行われる。
【００４１】
第１のグループ電極５７の通電により、振動体５０の対角線上に位置する第１の電極５２ａ、５２ｃおよび第２の電極５６ａ、５６ｃが通電される。そして、これらの電極５２ａ、５２ｃ、５６ａおよび５６ｃと、補強板５４との間に、交流電圧が印加されると、振動体５０の各電極５２ａ、５２ｃ、５６ａおよび５６ｃに対応する部分が、それぞれ矢印ａ方向に繰り返し伸縮する。これにより、振動体５０の凸部５１は、矢印ｂで示す斜めの方向への変位、つまり、振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すほぼ楕円に沿うような変位、つまり、楕円振動（楕円運動）する。このとき、ロータ４の摺動面４１は、振動体５０の各電極５２ａ、５２ｃ、５６ａおよび５６ｃに対応する部分が伸長するときに、振動体５０の凸部５１からの摩擦力、つまり、押圧力を受ける。
【００４２】
すなわち、ロータ４は、振動体５０の凸部５１の振動変位Ｓの径方向成分Ｓ１（ロータ４の径方向の変位）によって、振動体５０の凸部５１とロータ４の摺動面４１との間に大きな摩擦力が与えられ、振動変位Ｓの周方向成分Ｓ２（ロータ４の円周方向の変位）によって、ロータ４には、正転方向Ａ１への駆動トルク（回転駆動力）が付与される。
【００４３】
このように、振動体５０が振動すると、ロータ４の摺動面４１には、駆動トルク（回転駆動力）が繰り返し作用し、これにより、ロータ４は、正転方向Ａ１に回転する。
このとき、振動体５０の他の対角線上に位置する第２のグループ電極５８、すなわち、第１の電極５２ｂ、５２ｄおよび第２の電極５６ｂ、５６ｄには、通電が行われていない。このため、第２のグループ電極５８は、振動体５０の振動を検出する振動検出手段として利用することも可能である。
【００４４】
一方、ロータ４を逆転方向（反時計回りの方向）Ａ２に回転させる場合、すなわち、ロータ４に対し逆転方向（反時計回りの方向）Ａ２に回転駆動力を伝達する場合には、図６に示すように、第２のグループ電極５８への通電が行われる。
第２のグループ電極５８の通電により、振動体５０の対角線上に位置する第１の電極５２ｂ、５２ｄおよび第２の電極５６ｂ、５６ｄが通電される。そして、これらの電極５２ｂ、５２ｄ、５６ｂおよび５６ｄと、補強板５４との間に、交流電圧が印加されると、振動体５０の各電極５２ｂ、５２ｄ、５６ｂおよび５６ｄに対応する部分が、それぞれ矢印ａ方向に繰り返し伸縮する。これにより、振動体５０の凸部５１は、矢印ｂで示す斜めの方向への変位、つまり、振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すほぼ楕円に沿うような変位、つまり、楕円振動（楕円運動）する。このとき、ロータ４の摺動面４１は、振動体５０の各電極５２ｂ、５２ｄ、５６ｂおよび５６ｄに対応する部分が伸長するときに、振動体５０の凸部５１からの摩擦力、つまり、押圧力を受ける。
【００４５】
すなわち、ロータ４は、振動体５０の凸部５１の振動変位Ｓの径方向成分Ｓ１（ロータ４の径方向の変位）によって、振動体５０の凸部５１とロータ４の摺動面４１との間に大きな摩擦力が与えられ、振動変位Ｓの周方向成分Ｓ２（ロータ４の円周方向の変位）によって、ロータ４には、逆転方向Ａ２への駆動トルク（回転駆動力）が付与される。
【００４６】
このように、振動体５０が振動すると、ロータ４の摺動面４１には、駆動トルク（回転駆動力）が繰り返し作用し、これにより、ロータ４は、逆転方向Ａ２に回転する。
このとき、振動体５０の他の対角線上に位置する第１のグループ電極５７、すなわち、第１の電極５２ａ、５２ｃおよび第２の電極５６ａ、５６ｃには、通電が行われていない。このため、第１のグループ電極５７は、振動体５０の振動を検出する振動検出手段として利用することも可能である。
【００４７】
ここで、上記振動体５０の形状・大きさや凸部５１の位置などを適宜選択し、屈曲振動（図５および図６中、横方向の振動）の共振周波数を縦振動の周波数と同程度にすると、振動体５０の縦振動と屈曲振動とが同時に発生する。これにより、振動体５０の凸部５１は、図５および図６中の矢印ｃで示すように、ほぼ楕円に沿って変位（楕円振動）させることができる。また、従来知られているように縦振動と屈曲振動を別々に位相をずらして駆動すると、楕円振動の長径と短径の比（長径／短径）を変えることができる。
【００４８】
ところで、第１および第２の圧電素子５３、５５に印加する交流電圧の周波数は、特に限定されないが、振動体５０の振動（縦振動）の共振周波数とほぼ同程度であるのが好ましい。これにより、振動体５０の振幅が大きくなり、高い効率でロータ４を回転駆動することができる。
このような超音波モータ５を用いることにより、チューブバルブ１の小型化（薄型化）を図ることができる利点の他に、通常のモータを用いないことから、従前のような電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺の機器に影響を及ぼすことがないという利点もある。
【００４９】
また、ロータ４の回転駆動には、可逆的な回転制御が可能になる。
また、振動体５０は、通常のモータのように磁力で駆動する場合とは異なり、上述したような摩擦力（押圧力）によってロータ４を駆動することから、駆動力（駆動トルク）が高い。このため、変速機構（減速機構）を介さなくても十分な力でロータ４を駆動することができる。これにより、別途減速機構を設ける必要がないため、減速機構でのエネルギーロスがない。しかも、振動体５０の面内振動をロータ４の回転に直接変換していることから、この変換に伴なうエネルギーロスが少なく、ロータ４を高い効率で回転駆動することができる。
さらに、ロータ４が振動体５０で直接駆動（回転）され、特に、別途減速機構を設ける必要がないため、装置全体の軽量化、小型化（薄型化）に特に有利である。これにより、構造を極めて簡素化することができ、容易に製造することができるとともに、製造コストの低減化を図ることができる。
【００５０】
次に、上記した超音波モータ５の駆動制御回路を説明する。
図７に示すように、駆動制御回路は、振動体５０が接続されるスイッチング回路８と駆動回路９とで構成されている。スイッチング回路８は、互いに連動する第１の切換スイッチ部８０Ａと第２の切換スイッチ部８０Ｂとを有する。
第１の切換スイッチ部８０Ａは、振動体５０の第１のグループ電極５７が接続される端子８１および一対の切換端子８２、８３を有する。同様に、第２の切換スイッチ部８０Ｂは、振動体５０の第２のグループ電極５８が接続される端子８４および一対の切換端子８５、８６を有する。
【００５１】
一方、上記駆動回路９は、発振回路９１、増幅回路９２および回転量（変位量）制御回路９３を備えている。発振回路９１の入力側は、第１の切換スイッチ部８０Ａの切換端子８３および第２の切換スイッチ部８０Ｂの切換端子８６にそれぞれ接続される。また、増幅回路９２の出力側は、第１の切換スイッチ部８０Ａの切換端子８２および第２の切換スイッチ部８０Ｂの切換端子８５にそれぞれ接続される。
【００５２】
スイッチング回路８には、ロータ４の回転方向、つまり、正転方向Ａ１または逆転方向Ａ２の回転が指示される。このスイッチング回路８は、ロータ４の回転方向の指示情報に基づき、振動体５０の第１のグループ電極５７または第２のグループ電極５８を選択的に切換えて通電する。これにより、第１および第２の圧電素子５３、５５には、交流電圧が発振回路９１および増幅回路９２を介して印加される。
【００５３】
発振回路９１および増幅回路９２は、後述する回転量（変位量）制御回路９３によりそれぞれ制御される。
回転量制御回路９３には、ロータ４の外周部に設置される回転量（変位量）検出手段としてのロータリエンコーダ７が接続される。ロータリエンコーダ７は、複数のスリットが一定間隔で形成されたスリット回転板７１と、発光部および受光部を有するセンサ７２とで構成される。スリット回転板７１は、ロータ４と一体的に回転する。
【００５４】
この場合、センサ７２としては、例えばフォトリフレクタやフォトインタラプタ等が好適に用いられる。フォトリフレクタは、スリット回転板７１の外周部に向けて光を照射する発光素子と、スリット回転板７１にて反射した光（反射光）を受光する受光素子（光電変換素子）とで構成される。一方、フォトインタラプタは、スリット回転板７１の外周部へ向けて光を照射する発光素子と、スリット回転板７１を透過した光（透過光）を受光する受光素子（光電変換素子）とで構成される。
【００５５】
回転量制御回路９３には、ロータ４の回転量や回転速度が指示される。そして、ロータ４が回転すると、ロータリエンコーダ７のスリット回転板７１がロータ４と一体的に回転する。このスリット回転板７１の回転量や回転速度は、ロータ４の回転量や回転速度に対応する。ロータ４の回転に伴って、センサ７２からは、スリット回転板７１の回転数に応じたパルス信号が出力される。このパルス信号は、回転量制御回路９３に入力される。
【００５６】
このとき、回転量制御回路９３は、センサ７２からのパルス信号を計数し、この計数値に基づいて、ロータ４の回転数が求められる。また、ロータ４の回転速度は、センサ７２からのパルスの周期または所定時間内のパルス数に基づいて求めることができる。
なお、回転量（変位量）検出手段としては、上記したロータリエンコーダ７のような光学的な検出手段に限らず、磁気的な検出手段であってもよい。
【００５７】
上記した駆動制御回路は、電源スイッチがオンの状態において、ロータ４の回転方向、および回転量（ロータ４の回転回数や回転角度）や回転数（回転速度）の指示があると、その指示に基づいて、スイッチング回路８および駆動回路９の回転量制御回路９３が作動する。
ロータ４を正転方向Ａ１に回転させる旨の指示の場合には、スイッチング回路８の端子８１と切換端子８２とが接続し、端子８４と切換端子８６とが接続するように、第１のグループ電極５７側に切り替わる。これにより、駆動回路９の増幅回路９２の出力側と、振動体５０の第１の電極５２ａ、５２ｃおよび第２の電極５６ａ、５６ｃとが導通する。一方、第２のグループ電極５８側は、駆動回路９の発振回路９１の入力側に導通する。これにより、駆動回路９の発振回路９１の入力側と、振動体５０の第１の電極５２ｂ、５２ｄおよび第２の電極５６ｂ、５６ｄとが導通する。
【００５８】
発振回路９１から出力される交流電圧は、増幅回路９２で増幅されて、振動体５０の各電極５２ａ、５２ｃ、５６ａおよび５６ｃと、補強板５４との間に印加される。これにより、上述したように、振動体６の各電極５２ａ、５２ｃ、５６ａおよび５６ｃに対応する部分が、それぞれ繰り返し伸縮する。このような交流電圧の印加により、振動体５０の凸部５１は、図５の矢印ｂで示すような斜めの方向への振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すような楕円振動（楕円運動）する。そして、ロータ４の摺動面４１は、振動体５０の各電極５２ａ、５２ｃ、５６ａおよび５６ｃに対応する部分が伸長するときに、振動体５０の凸部５１からの摩擦力（押圧力）を受ける。この繰り返しの摩擦力（押圧力）によって、ロータ４が正転方向Ａ１に回転駆動される。
【００５９】
このとき、第２のグループ電極５８側は、通電されていないため、駆動していない。このため、振動体５０の各電極５２ｂ、５２ｄ、５６ｂおよび５６ｄは、それぞれ検出電極となり、振動体５０の各電極５２ｂ、５２ｄ、５６ｂおよび５６ｄと、補強板５４との間に誘起される電圧（誘起電圧）の検出に用いられる。そして、この誘起電圧（検出電圧）は、発振回路９１へ入力され、発振回路９１は、その検出電圧に基づいて、振動体５０の振幅が最大、すなわち、検出電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、ロータ４を効率良く回転させることができる。
【００６０】
また、回転量制御回路９３は、指示されたロータ４の回転量（目標値）に基づいて、各電極への通電を制御する。
すなわち、回転量制御回路９３は、ロータ４の回転量が、指示されたロータ４の回転量（目標値）になるまで発振回路９１および増幅回路９２を作動させ、振動体５０を駆動し、ロータ４を回転させる。
【００６１】
一方、ロータ４を逆転方向Ａ２に回転させる旨の指示の場合には、図７に示すように、スイッチング回路８の端子８１と切換端子８３とが接続し、端子８４と切換端子８５とが接続するように、第２のグループ電極５８側に切り替わる。これにより、駆動回路９の増幅回路９２の出力側と、振動体５０の第１の電極５２ｂ、５２ｄおよび第２の電極５６ｂ、５６ｄとが導通する。また、第１のグループ電極５７側は、駆動回路９の発振回路９１の入力側に導通する。これにより、駆動回路９の発振回路９１の入力側と、振動体５０の第１の電極５２ａ、５２ｃおよび第２の電極５６ａ、５６ｃとが導通する。以降の動作は、上述したロータ４を正転方向Ａ１に回転させる旨の指示の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【００６２】
以上述べたように、このチューブバルブ１によれば、駆動系に超音波モータ５を用いるため、構造を簡素化することができ、小型化、軽量化に有利である。
また、その超音波モータ５をロータ４の外周部に配置することにより、ロータ４と超音波モータ５とが平面的に組み付けられる。これにより、装置全体の厚さが薄くなり、小型化を図ることができる。
【００６３】
また、駆動系に超音波モータ５を用いるため、大きな駆動力が得られ、チューブ１０内の流路を容易かつ確実に開閉することができる。そして、特に、カム部材６と受部２１とでチューブ１０内の流路を徐々に圧閉するので、大きな圧閉力が得られる。
【００６４】
（第２実施形態）
次に、本発明の流体装置の第２実施形態について説明する。
図８は、本発明の流体装置をチューブバルブに適用した場合の第２実施形態を示す正面図、図９は、図８中のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図である。
【００６５】
以下、第２実施形態のチューブバルブ（流体装置）１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態のチューブバルブ１と、前述した第１実施形態とは、可動部の構成が異なっている。
すなわち、図８および図９に示すように、第２実施形態のチューブバルブ（流体装置）１では、ロータ４には、略円弧状の偏心カム溝（長孔）１１が、ロータ４の略周方向に沿って形成されている。このロータ４に形成された偏心カム溝１１には、チューブ１０が挿通され、ロータ４の偏心カム溝１１に臨む縁部（摺動面１１ａ）により、可動部が構成される。
【００６６】
この偏心カム溝１１は、ベース２に受部２１を介して保持されたチューブ１０が遊挿状態で挿通可能な溝幅を有する。
また、偏心カム溝１１内の内周面のうちの外側（外周側）の部分は、チューブ１０が当接（摺接）する摺動面１１ａを形成する。この摺動面１１ａは、ロータ４の逆転方向（反時計回りの方向）Ａ２に向って、ロータ４の回転軸（ロータ回転中心）３からの長さ（半径）がチューブ１０の口径（直径）に相当する長さ以上に縮小するような螺旋状の偏心形態を有する。
【００６７】
偏心カム溝１１がロータ４と共に正転方向（時計回りの方向）Ａ１に回転（正回転）すると、偏心カム溝１１の摺動面１１ａは、チューブ１０に対する押圧力が徐々に増大するようにそのチューブ１０を受部２１側に押圧（加圧）する。これによって、偏心カム溝１１の摺動面１１ａと受部２１とでチューブ１０が挟み付けられ、圧潰変形し、チューブ１０内の流路が圧閉される（閉塞する）。すなわち、圧閉状態（閉塞状態）となる。
【００６８】
一方、上記した圧閉状態（閉塞状態）から、偏心カム溝１１がロータ４と共に逆転方向（反時計回りの方向）Ａ２に回転（逆回転）すると、偏心カム溝１１の摺動面１１ａによるチューブ１０に対する押圧力は、徐々に減少し、圧潰変形状態にあるチューブ１０が元の形状に復元し、チューブ１０内の流路が開放される（開通する）。すなわち、開放状態（開通状態）となる。
【００６９】
このチューブバルブ１によれば、前述した第１実施形態のチューブバルブ１と同様の効果が得られる。
そして、このチューブバルブ１では、ロータ４に偏心カム溝１１が形成されているので、装置全体の厚さをさらに薄くすることができる。
なお、本発明では、例えば、偏心していない長孔（溝）が、ロータ４の略周方向に沿って形成されていてもよい。
【００７０】
（第３実施形態）
次に、本発明の流体装置の第３実施形態について説明する。
図１０は、本発明の流体装置をチューブバルブに適用した場合の第３実施形態を示す正面図、図１１は、図１０中のＩＶ−ＩＶ線での断面図である。
以下、第３実施形態のチューブバルブ（流体装置）１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図１０および図１１に示すように、第３実施形態のチューブバルブ（流体装置）１は、ロータ４の回転運動を押圧部材（可動部）１４の直線運動（往復運動）に変換する変換機構を有し、押圧部材１４が直線的に移動してチューブ１０内の流路を圧閉するよう構成されている。
【００７１】
この変換機構は、本実施形態では、カム機構で構成されている。すなわち、変換機構は、ロータ４に形成されたカム溝（長孔）１２と、このカム溝１２に係合した（カム溝１２内に挿入された）ピン１３とを有しており、このピン１３に、棒状の押圧部材１４が固定されている。
カム溝１２は、正転方向（時計回りの方向）Ａ１に向って、ロータ４の回転軸（ロータ回転中心）３からの長さ（半径）が長くなる螺旋状（渦巻き状）の形態を有する。このカム溝１２は、ロータ４の回転軸３の近傍から外周部まで形成されている。
【００７２】
一方、押圧部材１４は、ベース２の側壁に形成されたガイド溝２２に沿って図１０および図１１中上下方向に移動自在（往復動自在）に支持され、その下端側の先端部１４ａは、尖らせた形態を有する。また、ピン１３は、押圧部材１４の上端部に固定されている。
押圧部材１４の先端部１４ａは、その最上昇位置でベース２の受部２１上のチューブ１０の表面に当接している。このとき、チューブ１０内の流路は、開放されている（開通している）。また、ピン１３は、ロータ４の回転軸３から最長位置におけるカム溝１２に係合している。
【００７３】
カム溝１２がロータ４と共に正転方向（時計回りの方向）Ａ１に回転（正回転）すると、押圧部材１４は、ピン１３と共に徐々に下降する。これにより、押圧部材１４の先端部１４ａは、チューブ１０に対する押圧力が徐々に増大するようにそのチューブ１０を受部２１側に押圧（加圧）する。これによって、押圧部材１４の先端部１４ａと受部２１とでチューブ１０が挟み付けられ、圧潰変形し、チューブ１０内の流路が圧閉される（閉塞する）。すなわち、圧閉状態（閉塞状態）となる。
【００７４】
一方、上記した圧閉状態（閉塞状態）から、カム溝１２がロータ４と共に逆転方向（反時計回りの方向）Ａ２に回転（逆回転）すると、押圧部材１４は、ピン１３と共に徐々に上昇する。これにより、チューブ１０に対する押圧部材１４による押圧力は、徐々に減少し、圧潰変形状態にあるチューブ１０が元の形状に復元し、チューブ１０内の流路が開放される（開通する）。すなわち、開放状態（開通状態）となる。
【００７５】
このチューブバルブ１によれば、前述した第１実施形態のチューブバルブ１と同様の効果が得られる。
そして、このチューブバルブ１では、ロータ４の回転に伴い螺旋状のカム溝１２に沿って押圧部材１４がピン１３を介して僅かずつ直線的に移動するので、大きな圧閉力（押圧力）が得られ、チューブ１０内の流路を確実に圧閉することができる。
【００７６】
（第４実施形態）
次に、本発明の流体装置の第４実施形態について説明する。
図１２は、本発明の流体装置をチューブバルブに適用した場合の第４実施形態を示す正面図である。
以下、第４実施形態のチューブバルブ（流体装置）１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図１２に示すように、第４実施形態のチューブバルブ（流体装置）１は、ロータ４の回転運動を、押圧部材としての揺動レバー（可動部）１７の揺動運動に変換する変換機構を有し、揺動レバー１７が揺動してチューブ１０内の流路を圧閉するよう構成されている。
【００７７】
この変換機構は、本実施形態では、スライダークランク機構で構成されている。すなわち、変換機構は、ロータ４の側面に設けられたクランクピン（作用点）１５と、固定ピン（支点）１６と、突起部（力点）１９およびスライド溝１８が設けられた揺動レバー１７とを有している。
揺動レバー１７の一端部は、固定ピン１６によりベース２上に回動自在に軸支されている。スライド溝１８は、揺動レバー１７の他端部側に形成されている。
【００７８】
また、突起部１９は、揺動レバー１７の一端部側に形成されている。この場合、突起部１９は、ベース２上に突出した受部２１に対向する位置に位置しており、これら突起部１９と受部２１との間には、チューブ１０が設置される。チューブ１０は、突起部１９と受部２１とに当接、すなわち、突起部１９と受部２１とで挟持されている。
また、スライド溝１８には、クランクピン１５がスライド（移動）自在に係合（挿入）されている。
【００７９】
本実施形態では、超音波モータ５の駆動によるロータ４の回転方向は、正転方向（時計回りの方向）Ａ１の一方向のみとされる。なお、前記ロータ４の回転方向は、逆転方向（反時計回りの方向）Ａ２の一方向のみとしてもよい。
揺動レバー１７の突起部１９は、ロータ４の回転軸３に対するクランクピン１５の最上死点でベース２の受部２１上のチューブ１０の表面に当接している。このとき、チューブ１０内の流路は、開放されている（開通している）。
【００８０】
ロータ４が正転方向（時計回りの方向）Ａ１に回転（正回転）すると、これと共にクランクピン１５は最下死点側に向って移動（回転）し、これにより揺動レバー１７は下方に向って回動する。これにより、揺動レバー１７の突起部１９は、受部２１に接近する方向に移動し、その突起部１９は、チューブ１０に対する押圧力が徐々に増大するようにそのチューブ１０を受部２１側に押圧（加圧）する。これによって、揺動レバー１７の突起部１９と受部２１とでチューブ１０が挟み付けられ、圧潰変形し、チューブ１０内の流路が圧閉される（閉塞する）。すなわち、圧閉状態（閉塞状態）となる。
【００８１】
一方、上記した圧閉状態（閉塞状態）から、ロータ４がさらに正転方向（時計回りの方向）Ａ１に回転（正回転）すると、これと共にクランクピン１５は最下死点から最上死点側に向って移動（回転）し、これにより揺動レバー１７は上方に向って回動する。これにより、揺動レバー１７の突起部１９は、受部２１から離間する方向に移動し、チューブ１０に対するその突起部１９による押圧力は、徐々に減少し、圧潰変形状態にあるチューブ１０が元の形状に復元し、チューブ１０内の流路が開放される（開通する）。すなわち、開放状態（開通状態）となる。
【００８２】
このチューブバルブ１によれば、前述した第１実施形態のチューブバルブ１と同様の効果が得られる。
そして、このチューブバルブ１では、固定ピン１６による支点とクランクピン１５による作用点間の長さと、固定ピン１６による支点と突起部１９による力点間の長さとの比により、小さな駆動力で大きな圧閉力（押圧力）が得られ、チューブ１０内の流路を確実に圧閉することができる。
【００８３】
また、固定ピン１６による支点とクランクピン１５による作用点間の長さと、固定ピン１６による支点と突起部１９による力点間の長さとの比を変更することにより、チューブ１０に対する圧閉力（押圧力）を容易に調整することができる。
【００８４】
（第５実施形態）
次に、本発明の流体装置の第５実施形態について説明する。
図１３は、本発明の流体装置をチューブバルブに適用した場合の第５実施形態を示す正面図である。
以下、第５実施形態のチューブバルブ（流体装置）１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図１３に示すように、第５実施形態のチューブバルブ（流体装置）１では、可動部を保持部である１対のピン（凸部）３０、３０で構成するとともに、チューブ１０の屈曲変形（折れ曲がり）により、チューブ１０内の流路を閉塞させる。
【００８５】
すなわち、第５実施形態のチューブバルブ１では、ロータ４の偏心位置に、１対のピン３０、３０が、周方向に並んで設けられている。これらのピン３０は、ロータ４の回転軸３の方向に突出している。
一方、ベース２には、保持管２３が形成されており、チューブ１０は、この保持管２３内に挿入され、かつ、前記１対のピン３０と３０の間に設置されている（１対のピン３０、３０に係止されている）。
【００８６】
１対のピン３０、３０は、ロータ４の回転軸３に対する最上位置においてチューブ１０を伸長状態にする（図１３に２点鎖線で示す）。このとき、チューブ１０内の流路は、開放されている（開通している）。
ロータ４が正転方向（時計回りの方向）Ａ１に回転（正回転）すると、これと共に１対のピン３０、３０は図１３中の右下方向に向って移動（回転）する。これにより、１対のピン３０、３０間に位置するチューブ１０は、ベース２の保持管２３の先端の近傍の部位を屈曲点（屈曲部位）として図１３中右側に傾倒して屈曲（屈曲変形）する。これによって、チューブ１０の屈曲部位が圧潰され、チューブ１０内の流路が圧閉される（閉塞する）。すなわち、圧閉状態（閉塞状態）となる。
【００８７】
一方、上記した圧閉状態（閉塞状態）から、ロータ４が逆転方向（反時計回りの方向）Ａ２に回転（逆回転）すると、これと共に１対のピン３０、３０は図１３中の左上方向に向って移動（回転）する。これにより、１対のピン３０、３０間に位置するチューブ１０は、図１３中上側に向って立ち上がるように伸長し（屈曲変形状態にあるチューブ１０が元の形状に復元し）、チューブ１０内の流路が開放される（開通する）。すなわち、開放状態（開通状態）となる。
【００８８】
このチューブバルブ１によれば、前述した第１実施形態のチューブバルブ１と同様の効果が得られる。
そして、このチューブバルブ１では、１対のピン３０、３０でチューブ１０を屈曲させてその流路を閉塞させるので、小さな駆動力でチューブ１０内の流路を確実に閉塞させることができる。
【００８９】
（第６実施形態）
次に、本発明の流体装置の第６実施形態について説明する。
図１４は、本発明の流体装置をベローズポンプに適用した場合の第６実施形態を示す断面図、図１５は、図１４に示すベローズポンプの側面図である。
以下、第６実施形態のポンプ（流体装置）１００について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。例えば、ポンプ１００の駆動系は、前述した第１実施形態のチューブバルブ１の駆動系と基本的に同様な構成であるので、その説明は省略する。
図１４および図１５に示すように、第６実施形態のポンプ（流体装置）１００は、ベース１０１と、このベース１０１に設けた回転軸１０２と、この回転軸１０２に回転自在に軸支したロータ（変位体）１０３と、このロータ１０３に駆動力を付与する超音波モータ５とを有している。ロータ１０３の外周面は、超音波モータ５を構成する振動体５０の凸部５１が当接（摺接）する摺動面１０４を形成する。超音波モータ５は、ロータ１０３の外周部に平面的に配置されて組み付けられている。これらベース１０１、回転軸１０２、ロータ１０３および超音波モータ５により、駆動系の主要部が構成される。
【００９０】
また、ポンプ１００は、ベース１０１に対し、図１４および図１５中上下方向に直線的に移動自在（往復動自在）に設けた作動杆（可動部）１０５と、この作動杆１０５の図１４および図１５中下側に固着されたベローズ１０６とを有している。これら作動杆１０５およびベローズ１０６により、流体の圧送機構の主要部が構成される。この圧送機構は、前記駆動系により駆動される。
【００９１】
また、ベローズ１０６は、ポンプ室を形成する。このベローズ１０６には、ベローズ１０６内に流体を吸入する吸入チューブ１０７と、ベローズ１０６内に吸入された流体を排出（送出）する排出チューブ１０８とが、それぞれ、吸入弁１０７Ａおよび排出弁１０８Ａを介して接続されている。
【００９２】
また、ポンプ１００は、ロータ１０３の回転運動を作動杆１０５の直線運動（往復運動）に変換する変換機構を有している。
この変換機構は、本実施形態では、カム機構で構成されている。すなわち、変換機構は、ロータ１０３の回転軸１０２の軸周りに偏心させて形成された環状カム溝１０９と、この環状カム溝１０９に係合した（環状カム溝１０９内に挿入された）ピン１１０とを有しており、このピン１１０に、作動杆１０５が固定されている。
【００９３】
本実施形態では、超音波モータ５の駆動によるロータ１０３の回転方向は、正転方向（時計回りの方向）Ａ１の一方向のみとされる。なお、前記ロータ１０３の回転方向は、逆転方向（反時計回りの方向）Ａ２の一方向のみとしてもよい。ピン１１０が、図１４および図１５に示すように、ロータ１０３の回転軸１０２から最長位置における環状カム溝１０９に係合しているときには、作動杆１０５は最上昇位置に位置する。このとき、ベローズ１０６は、伸長している（伸長状態となっている）。
【００９４】
環状カム溝１０９がロータ１０３と共に正転方向（時計回りの方向）Ａ１に１８０°回転すると、作動杆１０５は、ピン１１０と共に直線的に下降し、ベローズ１０６は、伸長状態から収縮する（収縮状態となる）。これにより、ベローズ１０６内の流体が排出弁１０８Ａを介して排出チューブ１０８から排出（送出）される。このとき、吸入弁１０７Ａは、閉弁状態を維持する。
【００９５】
このようなベローズ１０６の収縮による流体の排出工程は、ロータ１０３が１８０°回転したときに終了する。このとき、ピン１１０は、ロータ１０３の回転軸１０２から最短位置における環状カム溝１０９に係合し、作動杆１０５は最下降位置に位置する。
この状態から環状カム溝１０９がロータ１０３と共に正転方向（時計回りの方向）Ａ１にさらに１８０°回転すると、作動杆１０５は、ピン１１０と共に直線的に上昇し、ベローズ１０６は、収縮状態から伸長する（伸長状態となる）。これにより、ベローズ１０６内には、流体が吸入弁１０７Ａを介して吸入チューブ１０７から吸入される。このとき、排出弁１０８Ａは、閉弁状態を維持する。
【００９６】
このようなベローズ１０６の伸長による流体の吸入工程は、ロータ１０３が１８０°回転したときに終了する。このとき、ピン１１０は、ロータ１０３の回転軸１０２から最長位置における環状カム溝１０９に係合し、作動杆１０５は最上昇位置に戻る。
このようなロータ１０３の超音波モータ５の駆動による連続回転により、作動杆１０５は直線的に往復動（往復運動）し、ベローズ１０６は、繰り返し伸縮する。そして、このベローズ１０６の伸縮により、ポンプ室の容積が増減し、流体が移送される。
【００９７】
以上述べたように、このポンプ１００によれば、前述した第１実施形態のチューブバルブ１と同様に、駆動系に超音波モータ５を用いるため、構造を簡素化することができ、小型化、軽量化に有利である。
また、その超音波モータ５をロータ４の外周部に配置することにより、ロータ４と超音波モータ５とが平面的に組み付けられる。これにより、装置全体の厚さが薄くなり、小型化を図ることができる。
【００９８】
また、ロータ１０３の回転運動を作動杆１０５の直線運動（往復運動）に変換する変換機構を介してベローズ１０６を伸縮させるので、構造をより簡素化することができ、小型化、軽量化が図れる。
また、駆動系に超音波モータ５を用いるため、大きな駆動力が得られ、容易かつ確実に流体を移送することができる。
【００９９】
（第７実施形態）
次に、本発明の流体装置の第７実施形態について説明する。
図１６は、本発明の流体装置をダイヤフラムポンプに適用した場合の第７実施形態を示す断面図、図１７は、図１６に示すダイヤフラムポンプの平面図、図１８は、図１６に示すダイヤフラムポンプのロータを裏面側から見た斜視図である。
【０１００】
以下、第７実施形態のポンプ（流体装置）２００について、前述した第６実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図１６〜図１８に示すように、第７実施形態のポンプ（流体装置）１では、ダイヤフラム２０６でポンプ室２０５の天井部位を構成する。
すなわち、ポンプ２００は、ハウジング２０１と、ハウジング２０１内に回転軸２０２を介して水平回転自在に設置されるロータ（変位体）２０３と、このロータ２０３に駆動力を付与する超音波モータ５とを有している。ロータ２０３の外周面は、超音波モータ５を構成する振動体５０の凸部５１が当接（摺接）する摺動面２０４を形成する。超音波モータ５は、ロータ２０３の外周部に平面的に配置されて組み付けられている。これら回転軸２０２、ロータ２０３および超音波モータ５により、駆動系の主要部が構成される。
【０１０１】
また、ハウジング２０１内には、ポンプ室２０５が設けられている。このポンプ室２０５の天井部位は、円盤状のダイヤフラム２０６で形成されている。ダイヤフラム２０６の上面中心部には、凸部（可動部）２０７が設けられている。これらポンプ室２０５および凸部２０７により、流体の圧送機構の主要部が構成される。この圧送機構は、前記駆動系により駆動される。
【０１０２】
また、ポンプ室２０５には、ポンプ室２０５に流体を吸入する吸入チューブ２０８と、ポンプ室２０５内に吸入された流体を排出（送出）する排出チューブ２０９とが、それぞれ、吸入弁２０８Ａおよび排出弁２０９Ａを介して接続されている。
また、ポンプ２００は、ロータ２０３の回転運動を凸部２０７の直線運動（往復運動）に変換する変換機構を有している。
【０１０３】
この変換機構は、本実施形態では、カム機構で構成されている。すなわち、変換機構は、ロータ２０３の裏面側に一体的に形成された環状カム面２１０を有しており、この環状カム面２１０に、凸部２０７の先端部が当接される。
この環状カム面２１０は、ロータ２０３の周方向に沿って厚さが変化する高さ分布を有している。すなわち、環状カム面２１０は、図１８に示すように、ロータ２０３の一方（図１８中左側）の端面側における肉厚を厚くして最大高さｔ１に形成し、他方（図１８中右側）の端面側における肉厚を薄くして最小高さｔ２に形成してなる形態を有する。
【０１０４】
本実施形態では、超音波モータ５の駆動によるロータ２０３の回転方向は、正転方向（時計回りの方向）Ａ１の一方向のみとされる。なお、前記ロータ２０３の回転方向は、逆転方向（反時計回りの方向）Ａ２の一方向のみとしてもよい。
凸部２０７の先端部が、ロータ２０３の環状カム面２１０における最小高さｔ２の位置に当接しているときには、ダイヤフラム２０６の面は、平面形状をなしている（水平状態となっている）。
【０１０５】
環状カム面２１０がロータ２０３と共に正転方向（時計回りの方向）Ａ１に１８０°回転すると、凸部２０７は、環状カム面２１０に押圧され、ダイヤフラム２０６の付勢力に抗して下降する。同時に、ダイヤフラム２０６の中心部が凸部２０７の下降により押圧され、ダイヤフラム２０６は、図１６に２点鎖線で示すように、ポンプ室２０５の内側が凸となるように湾曲する。これにより、ポンプ室２０５内の流体が排出弁２０９Ａを介して排出チューブ２０９から排出（送出）される。このとき、吸入弁２０８Ａは、閉弁状態を維持する。
【０１０６】
このようなダイヤフラム２０６の変形による流体の排出工程は、ロータ２０３が１８０°回転し、凸部２０７の先端部が環状カム面２１０の最大高さｔ１の位置に到達した時点で終了する。
この状態から環状カム面２１０がロータ２０３と共に正転方向（時計回りの方向）Ａ１にさらに１８０°回転すると、凸部２０７は、ダイヤフラム２０６の付勢力により上昇する。同時に、ダイヤフラム２０６は、ポンプ室２０５の外側に向って、元の平面形状に復元する。これにより、ポンプ室２０５内には、流体が吸入弁２０８Ａを介して吸入チューブ２０８から吸入される。このとき、排出弁２０９Ａは、閉弁状態を維持する。
【０１０７】
このようなダイヤフラム２０６の復元による流体の吸入工程は、ロータ２０３が１８０°回転し、凸部２０７の先端部が環状カム面２１０の最小高さｔ２の位置に到達した時点で終了する。
このようなロータ２０３の超音波モータ５の駆動による連続回転により、凸部２０７は直線的に往復動（往復運動）し、ダイヤフラム２０６は、繰り返し変形する。そして、このダイヤフラム２０６の変形により、ポンプ室２０５の容積が増減し、流体が移送される。
【０１０８】
このポンプ２００によれば、前述した第６実施形態のポンプ１００と同様の効果が得られる。
そして、このポンプ２００では、ロータ２０３の回転運動を凸部２０７の直線運動（往復運動）に変換する変換機構を介してダイヤフラム２０６を変形させるので、構造をより簡素化することができ、小型化、軽量化が図れる。
【０１０９】
以上、本発明の流体装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
なお、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【０１１０】
また、前記実施形態では、超音波モータの個数は、１個であったが、本発明では、超音波モータの個数は、２個以上であってもよい。
また、前記実施形態では、変位体は、回転自在に設けられたロータであるが、本発明では、変位体は、ロータに限らず、例えば、直線的に移動するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態（チューブバルブ）を示す正面図。
【図２】図１中のＩ−Ｉ線での断面図である。
【図３】超音波モータを構成する振動体を示す斜視図。
【図４】図３中のＩＩ−ＩＩ線での断面図。
【図５】ロータを正転方向に駆動する振動体の励振状態を示す説明図。
【図６】ロータを逆転方向に駆動する振動体の励振状態を示す説明図。
【図７】振動体を駆動制御する回路構成を示すブロック図。
【図８】第２実施形態（チューブバルブ）を示す正面図。
【図９】図８中のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図である。
【図１０】第３実施形態（チューブバルブ）を示す正面図。
【図１１】図１０中のＩＶ−ＩＶ線での断面図。
【図１２】第４実施形態（チューブバルブ）を示す正面図。
【図１３】第５実施形態（チューブバルブ）を示す正面図。
【図１４】第６実施形態（ベローズポンプ）を示す断面図。
【図１５】図１４に示すベローズポンプの側面図。
【図１６】第７実施形態（ダイヤフラムポンプ）を示す断面図。
【図１７】図１６に示すダイヤフラムポンプの平面図。
【図１８】ロータを裏面側から見た斜視図。
【符号の説明】
１…チューブバルブ、２…ベース、２１…受部、２２…ガイド溝、２３…保持管、３…回転軸、４…ロータ、４１…摺動面、５…超音波モータ、５０…振動体、５１…凸部、５２ａ〜５２ｄ、第１の電極、５３…第１の圧電素子、５４…補強板、５５…第２の圧電素子、５６ａ〜５６ｄ…第２の電極、５７…第１のグループ電極、５８…第２のグループ電極、６…カム部材、６１…カム面、７…ロータリエンコーダ、７１…スリット回転板、７２…センサ、８…スイッチング回路、８０Ａ…第１の切換スイッチ部、８０Ｂ…第２の切換スイッチ部、８１、８４…端子、８２、８３、８５、８６…切換端子、９…駆動回路、９１…発振回路、９２…増幅回路、９３…回転量制御回路、１０…チューブ、１１…偏心カム溝、１１ａ…摺動面、１２…カム溝、１３…ピン、１４…押圧部材、１４ａ…先端部、１５…クランクピン、１６…固定ピン、１７…揺動レバー、１８…スライド溝、１９…突起部、３０…ピン、１００…ポンプ、１０１…ベース、１０２…回転軸、１０３…ロータ、１０４…摺動面、１０５…作動杆、１０６…ベローズ、１０７…吸入チューブ、１０７Ａ…吸入弁、１０８…排出チューブ、１０８Ａ…排出弁、１０９…環状カム溝、１１０…ピン、２００…ポンプ、２０１…ハウジング、２０２…回転軸、２０３…ロータ、２０４…摺動面、２０５…ポンプ室、２０６…ダイヤフラム、２０７…凸部、２０８…吸入チューブ、２０８Ａ…吸入弁、２０９…排出チューブ、２０９Ａ…排出弁、２１０…環状カム面
【図１】
2004251292.tif 000003
【図２】
2004251292.tif 000004
【図３】
2004251292.tif 000005
【図４】
2004251292.tif 000006
【図５】
2004251292.tif 000007
【図６】
2004251292.tif 000008
【図７】
2004251292.tif 000009
【図８】
2004251292.tif 000010
【図９】
2004251292.tif 000011
【図１０】
2004251292.tif 000012
【図１１】
2004251292.tif 000013
【図１２】
2004251292.tif 000014
【図１３】
2004251292.tif 000015
【図１４】
2004251292.tif 000016
【図１５】
2004251292.tif 000017
【図１６】
2004251292.tif 000018
【図１７】
2004251292.tif 000019
【図１８】
2004251292.tif 000020