(57)【要約】【課題】流路中の第１作動流体を短時間内に切断することが可能な作動流体移動デバイスを提供すること。【解決手段】作動流体移動デバイス１０は、第１ポンプ１１、第１ポンプに連通した第１連通路形成部１４、第１連通路形成部の第１ノズル先端が接続された流路１３ａとを備えている。流路１３ａ内には導電性流体である第１作動流体Ｆ１と絶縁性作動流体である非圧縮性の第２作動流体Ｆ２とが収容されている。また、第１ポンプ及び第１連通路形成部内には第２作動流体Ｆ２が収容されている。第１ポンプが作動され、そのポンプ室の容積が変更されると、第２作動流体Ｆ２が第１ノズルを介して流路内の第１作動流体Ｆ１に向けて噴射され、これにより第１作動流体が短時間で切断される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を形成する流路形成部と、
前記流路に収容される第１作動流体と、
前記流路に収容されるとともに同流路の壁面に対する濡れ性が前記第１作動流体の同流路の壁面に対する濡れ性よりも良好であり且つ実質的に非圧縮性である第２作動流体と、
第１ポンプ室を含むとともに同第１ポンプ室の容積を変更することにより流体を吐出可能な第１ポンプと、
一方の端部が前記流路に接続されて同流路に第１開口を形成する第１ノズル部及び同第１ノズル部の他方の端部と前記第１ポンプ室とを連通する第１連通路を備えた第１連通路形成部と、
を具備し、
前記第２作動流体を前記第１ポンプから吐出し前記第１開口から前記第１作動流体に向けて噴射することにより同第１作動流体を切断するように構成された作動流体移動デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１ノズル部は、前記第２作動流体を前記第１開口から所定の噴射方向に噴射するように構成されるとともに、同噴射された前記第２作動流体の前記流路の流線方向に沿う長さが同噴射方向に直交する平面内において前記流路の流線方向に略直交する方向に沿う長さよりも短くなるように構成されてなる作動流体移動デバイス。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１開口は、
同第１開口の正面視において前記流路の流線方向に沿う辺と同流線方向に直交する方向に沿う辺とからなる略長方形状を有し、
同流線方向に直交する方向に沿う辺の長さが前記第２作動流体の噴射方向を含む平面であって同流線方向と直交する平面内の同流線方向と直交する方向において実質的に対向する同流路の内壁間距離と略等しく、
同流線方向に沿う辺は同流線方向に直交する方向に沿う辺よりも短い作動流体移動デバイス。
【請求項４】
請求項３に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記流路は、同流路を同流路の流線方向に直交する平面で切断した断面が略正方形状である作動流体移動デバイス。
【請求項５】
請求項３に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記流路は、同流路を同流路の流線方向に直交する平面で切断した断面が略円形状である作動流体移動デバイス。
【請求項６】
請求項３に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記流路は、同流路を同流路の流線方向に直交する平面で切断した断面が略三角形状である作動流体移動デバイス。
【請求項７】
請求項３に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記流路は、前記第１開口から噴射される前記第２作動流体の噴射方向に直交する平面で同流路を切断した断面の面積が、前記第１開口からの距離が増大するにつれて減少するように構成された作動流体移動デバイス。
【請求項８】
請求項３乃至請求項７の何れか一項に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１開口は、同第１開口の正面視において長方形の長辺が湾曲した形状である作動流体移動デバイス。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１ノズル部は、同第１ノズル部の流線方向に直交する平面で同第１ノズル部を切断した断面の面積が、前記第１連通路から前記第１開口に近づくほど減少するように構成された作動流体移動デバイス。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１ノズル部は、同第１ノズル部の流線方向に直交する平面で同第１ノズル部を切断した断面の面積が、前記第１連通路から前記第１開口に近づくにつれて徐々に減少して断面積最小部に至り、次いで同断面積最小部から同第１開口に近づくにつれて徐々に増大するように構成された作動流体移動デバイス。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１連通路形成部は、前記第１ノズル部を複数備えるとともに、同複数の第１ノズル部の前記各他方の端部が一つの前記第１連通路に接続されてなる作動流体移動デバイス。
【請求項１２】
請求項１１に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記複数の第１ノズル部のうちの少なくとも二つの第１ノズル部は互いに形状が異なる前記第１開口を有する作動流体移動デバイス。
【請求項１３】
請求項１１に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記複数の第１ノズル部のうちの少なくとも二つの第１ノズル部は互いに長さが異なる流路長を有する作動流体移動デバイス。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１ポンプを複数有し、
前記第１連通路形成部は、前記第１ノズル部が前記他方の端部を前記第１ポンプと同数有するとともに、前記第１連通路を前記第１ポンプと同数有し、同他方の端部のそれぞれが同第１連通路のそれぞれを介して前記複数の第１ポンプのそれぞれの第１ポンプ室に連通されてなる作動流体移動デバイス。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１４の何れか一項に記載の作動流体移動デバイスであって、
第２ポンプ室を含むとともに同第２ポンプ室の容積を変更することにより流体を吸引可能な第２ポンプと、
一方の端部が前記流路に接続されて同流路に第２開口を形成する第２ノズル部及び同第２ノズル部の他方の端部と前記第２ポンプの第２ポンプ室とを連通する第２連通路を備える第２連通路形成部と、
を具備し、
前記第２ポンプにより前記流路内の第２作動流体を前記流路から吸引するように構成された作動流体移動デバイス。
【請求項１６】
請求項１５に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第２ノズル部の第２開口の面積が前記第１ノズル部の第１開口の面積よりも大きい作動流体移動デバイス。
【請求項１７】
請求項１５又は請求項１６に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１ポンプ及び前記第２ポンプのうちの少なくとも一方のポンプを複数備えてなる作動流体移動デバイス。
【請求項１８】
請求項１７に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記複数備えられた第１ポンプに連通した前記第１連通路形成部の第１開口同士又は前記複数備えられた第２ポンプに連通した前記第２連通路形成部の第２開口同士が前記流路を挟んで対向する位置に形成された作動流体移動デバイス。
【請求項１９】
請求項１５又は請求項１６に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１ポンプに連通した前記第１連通路形成部の第１開口と前記第２ポンプに連通した前記第２連通路形成部の第２開口とが前記流路を挟んで対向する位置に形成された作動流体移動デバイス。
【請求項２０】
請求項１９に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１開口と前記第２開口とが互いに異なる形状を有する作動流体移動デバイス。
【請求項２１】
請求項１５に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第２連通路形成部は、前記第２ノズル部を複数備えるとともに、同複数の第２ノズル部の前記各他方の端部が一つの前記第２連通路に接続された作動流体移動デバイス。
【請求項２２】
請求項２１に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記複数の第２ノズル部のうちの少なくとも二つの第２ノズル部は互いに形状が異なる前記第２開口を有する作動流体移動デバイス。
【請求項２３】
請求項２１に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記複数の第２ノズル部のうちの少なくとも二つの第２ノズル部は互いに長さが異なる流路長を有する作動流体移動デバイス。
【請求項２４】
請求項１に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１ノズル部は、前記第２作動流体を前記第１開口から所定の噴射方向に噴射するように構成されるとともに、前記第１開口から噴射された前記第２作動流体が、前記流路を同流路の流線方向に直交する平面で切断した断面の重心周りに旋回運動をするように構成されてなる作動流体移動デバイス。
【請求項２５】
請求項２４に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１ノズル部は、前記第２作動流体の噴射方向が前記流路を同流路の流線方向に直交する平面で切断した断面の重心を通らないように構成されてなる作動流体移動デバイス。
【請求項２６】
請求項２５に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１ノズル部を複数備えた作動流体移動デバイス。
【請求項２７】
請求項２６に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記複数の第１ノズル部のうちの少なくとも二つの第１ノズル部は、平行であって互いに逆向きに前記第２作動流体を噴射するように構成されてなる作動流体移動デバイス。
【請求項２８】
請求項２４に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１ノズル部は、前記第１開口から噴射される前記第２作動流体の噴射方向が前記流路の流線方向の成分を有し、同第２作動流体が同流路内において旋回しながら同流路の流線方向に進行するように構成されてなる作動流体移動デバイス。
【請求項２９】
請求項２４に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１ノズル部及び前記流路は、前記第１開口から噴射される前記第２作動流体の噴射方向と同噴射方向上にある同流路の壁面とがなす角が直角以外の角度であり、同壁面で反射された同第２作動流体の進行の主方向が前記旋回運動の方向と略一致するように構成されてなる作動流体移動デバイス。
【請求項３０】
請求項１乃至請求項２９の何れか一項に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記流路は、前記第１作動流体を同流路内の所定位置に滞留させる第１作動流体滞留部を備え、同第１作動滞留部により同第１作動流体が同所定位置に滞留せしめられたとき、同第１作動流体が前記第１開口に対向する位置に存在する状態及び同第１開口に対向する位置に存在しない状態の何れか一方の状態を選択的に取り得るように構成されてなる作動流体移動デバイス。
【請求項３１】
請求項３０に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１作動流体滞留部は、同第１作動流体滞留部を前記流路の流線方向に直交する平面で切断した断面の面積が、前記流路の同第１作動流体滞留部以外の部分を同平面で切断した断面の面積よりも大きく設定されることにより構成されてなる作動流体移動デバイス。
【請求項３２】
請求項３０又は請求項３１に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１開口は前記第１作動流体滞留部以外の部分に配置されてなる作動流体移動デバイス。
【請求項３３】
請求項３０に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１作動流体滞留部は、同第１作動流体滞留部の前記流路の壁面に対する前記第１作動流体の濡れ性が、同第１作動流体滞留部以外の部分の前記流路の壁面に対する同第１作動流体の濡れ性よりも良好とされることにより構成されてなる作動流体移動デバイス。
【請求項３４】
請求項１乃至請求項３３の何れか一項に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記流路の壁面に少なくとも二つの電極を備え、前記第１作動流体の切断により同二つの電極間の導通状態が変化する作動流体移動デバイス。
【請求項３５】
請求項１乃至請求項３４の何れか一項に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１ポンプ室は変形可能なダイヤフラムを同第１ポンプ室の壁面の一部として備え、
前記第１ポンプは前記ダイヤフラムを変形させるアクチュエータを備えてなる作動流体移動デバイス。
【請求項３６】
請求項１５乃至請求項２３の何れか一項に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第２ポンプ室は変形可能なダイヤフラムを同第２ポンプ室の壁面の一部として備え、
前記第２ポンプは前記ダイヤフラムを変形させるアクチュエータを備えてなる作動流体移動デバイス。
【請求項３７】
請求項３５又は請求項３６に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記アクチュエータは圧電／電歪膜又は反強誘電体膜と電極とからなる膜型圧電素子である作動流体移動デバイス。
【請求項３８】
請求項３７に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記ダイヤフラムはセラミックダイヤフラムである作動流体移動デバイス。
【請求項３９】
請求項１乃至請求項３８の何れか一項に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記流路形成部は、セラミックスから構成されている作動流体移動デバイス。
【請求項４０】
請求項１乃至請求項３９の何れか一項に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１作動流体は、導電性の液体である作動流体移動デバイス。
【請求項４１】
請求項４０に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第１作動流体は、液体金属である作動流体移動デバイス。
【請求項４２】
請求項４１に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記液体金属は、水銀又はガリウム系合金である作動流体移動デバイス。
【請求項４３】
請求項４０乃至請求項４２の何れか一項に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第２作動流体は、絶縁性の液体である作動流体移動デバイス。
【請求項４４】
請求項１乃至請求項４３の何れか一項に記載の作動流体移動デバイスであって、
前記第２作動流体は、配向性を有する流体である作動流体移動デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロモーター、マイクロセンサー、マイクロリレー等のマイクロマシン、及び、マイクロエレクトロメカニカルシステム（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ，ＭＥＭＳ）と呼ばれる微細電気機械部品に適用され得るデバイス、電気経路や光学経路等に利用され得るスイッチングデバイス、並びにシリンダ等の駆動源等として利用され得るデバイスであって、作動流体を移動する作動流体移動デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体製造技術に代表されるような材料の微細加工技術等を利用して、数ミリから数十ミクロンサイズの微細なマイクロモーター、マイクロセンサー、及びマイクロスイッチ等の開発が進められている。それらの要素デバイスは、例えば、インクジェットプリンタヘッド、マイクロバルブ、フローセンサー、圧力センサー、記録ヘッド、トラッキングサーボ用アクチュエータ、オンチップ生化学分析、マイクロリアクタ、高周波スイッチングデバイス、マイクロ磁気デバイス、マイクロリレー、加速度センサー、ジャイロ、駆動デバイス、ディスプレイ、光スキャナ、等々へ幅広く応用され得る。
【０００３】
このような要素デバイスの一例として知られるスイッチ装置の一つは、導電性流体（第１作動流体）と気体（第２作動流体）とが充填される直線方向に延びる細長のチャネル（流路）、気体加熱手段を含み前記気体が充填されるチャンバ、及びチャンバとチャネルとを連結し前記気体が充填されるサブチャネル（連通路）を有し、前記加熱手段で前記気体を加熱して前記気体を膨張させることにより前記導電性流体を前記チャネル内で移動させ、これにより前記導電性流体を含む電気パスを開閉するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２６０４９９号公報（第１頁−６頁、図２、図４、図５、図６）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の装置は、圧縮性の気体を加熱手段により加熱して膨張させ、その気体の膨張に伴って上昇する圧力を利用して導電性流体を移動させるようになっているので、加熱手段によって気体の加熱を開始してから導電性流体が移動するまでに長時間を要し、応答性が良好でないという問題がある。従って、本発明の目的は、応答性が極めて良好であって、例えば高周波スイッチ等に好適に用いられ得る作動流体移動デバイスを提供することにある。
【０００６】
【本発明の概要】
上記目的を達成するため、本発明の作動流体移動デバイスは、流路を形成する流路形成部と、前記流路に収容される第１作動流体と、前記流路に収容されるとともに同流路の壁面に対する濡れ性が前記第１作動流体の同流路の壁面に対する濡れ性よりも良好であり且つ実質的に非圧縮性である第２作動流体と、第１ポンプ室を含むとともに同第１ポンプ室の容積を変更することにより流体を吐出可能な第１ポンプと、一方の端部が前記流路に接続されて同流路に第１開口を形成する第１ノズル部及び同第１ノズル部の他方の端部と前記第１ポンプ室とを連通する第１連通路を備えた第１連通路形成部と、を具備し、前記第２作動流体を前記第１ポンプから吐出し前記第１開口から前記第１作動流体に向けて噴射することにより同第１作動流体を切断するように構成されている。
【０００７】
これによれば、非圧縮性の第２作動流体が第１ポンプの作動により第１連通路形成部の第１連通路と第１ノズル部とを経由して第１開口から流路内の第１作動流体に向けて噴射され、この噴射された第２作動流体により第１作動流体が切断される。第２作動流体は非圧縮性であり、第１ポンプの第１ポンプ室の容積が変更されることにより第２作動流体が噴射されるから、第１ポンプの作動と第２作動流体の噴射は略同時に開始する。従って、第１ポンプを作動させると、直ちに第１作動流体の切断が開始する。この結果、極めて応答性良く第１作動流体を切断して分離・移動させ得る作動流体移動デバイスが提供される。
【０００８】
また、本発明による作動流体移動デバイスは、液体を加熱して気化することに伴う体積膨張を利用して第１作動流体を移動させるデバイスとは異なり、第１ポンプ室の容積を変更して非圧縮性の第２作動流体を噴射することにより第１作動流体を切断するデバイスである。即ち、この作動流体移動デバイスは、第２作動流体を気化する必要がないので、沸点の高い液体を第２作動流体として使用することができる。その結果、本発明による作動流体移動デバイスにおいては、豊富な種類の流体の中から適切な流体を第２作動流体として選択することができる。
【０００９】
この場合、前記第１ノズル部は、前記第２作動流体を前記第１開口から所定の噴射方向に噴射するように構成されるとともに、同噴射された前記第２作動流体の前記流路の流線方向に沿う長さが同噴射方向に直交する平面内において前記流路の流線方向に略直交する方向に沿う長さよりも短くなるように構成されることが好適である。
【００１０】
これによれば、第２作動流体は、流路の流線方向（例えば、流路が長手方向の軸を有する直線状の流路であれば、その長手方向の軸方向）において薄い厚みを有する板体状となるように第１ノズル部の第１開口から噴射される。従って、第２作動流体が流路の流線方向において厚い厚みを有する形状で噴射される場合に比較して、より少量の第２作動流体で第１作動流体を切断することができる。換言すると、上記構成によれば、第２作動流体を第１作動流体の切断のために効果的に利用できるので、第１作動流体をより短時間で切断することが可能となる。この結果、更に応答性が良好な作動流体移動デバイスが提供される。
【００１１】
例えば、前記第１開口が、同第１開口の正面視において前記流路の流線方向に沿う辺と同流線方向に直交する方向に沿う辺とからなる略長方形状を有し、同流線方向に直交する方向に沿う辺の長さが前記第２作動流体の噴射方向（Ｙ軸方向）を含む平面であって同流線方向（Ｘ軸方向）と直交する平面内（Ｙ−Ｚ平面内）の同流線方向と直交する方向（Ｚ軸方向）において実質的に対向する同流路の内壁間距離と略等しく、同流線方向に沿う辺は同流線方向に直交する方向に沿う辺よりも短くされていれば、第２作動流体を上述した薄い板体状で噴射し、第１作動流体を第２作動流体により確実に切断することができる。
【００１２】
この場合、前記流路は、同流路を同流路の流線方向に直交する平面で切断した断面が、略正方形状及び略三角形状等の多角形状や、真円状及び楕円形状等の略円形状となっている流路とすることができる。
【００１３】
更に、前記流路は、前記第１開口から噴射される前記第２作動流体の噴射方向に直交する平面で同流路を切断した断面の面積（前記第２作動流体の噴射方向に直交する平面で同流路を切断した断面であって流路の流線方向に沿う単位長あたりの断面の面積）が、前記第１開口からの距離が増大するにつれて減少するように構成されていることが好適である。
【００１４】
これによれば、噴射された第２作動流体が流路内において進行するほど、その流速が増加する。従って、より効果的に（短時間内に）第１作動流体を切断することができる。また、噴射された第２作動流体が第１作動流体中を進行するにつれて、第２作動流体の噴射面（進行面）の先端と流路の壁面とで構成される部分の表面積が減少し、同部分における第１作動流体の表面エネルギーが増大することになるので、第１作動流体はかかる部分に存在し難くなる。従って、第１作動流体をより短時間で切断することが可能となる。
【００１５】
また、前記第１開口は、同第１開口の正面視において長方形の長辺が湾曲した形状であってもよい。
【００１６】
これによれば、第１開口の流路の流線方向に沿った長さ（第１開口の流路の流線方向に沿った幅）を所望の長さにすることができ、第２作動流体が受ける流路抵抗による力（或いは、圧損）を変更することができる。即ち、第１開口の流路の流線方向に沿った長さが長い部分では、短い部分よりも、第２作動流体は流路抵抗による力を受け難いので、同部分での流速が大きくなる。従って、噴射される第２作動流体の先端面形状を第１作動流体の切断に有利となる形状とすることが可能となる。
【００１７】
前記第１ノズル部は、同第１ノズル部の流線方向に直交する平面で同第１ノズル部を切断した断面の面積が、前記第１連通路から前記第１開口に近づくほど減少するように構成されることが好適である。
【００１８】
これによれば、第２作動流体が第１ノズル部内を円滑に流れながら、第２作動流体の流速が増大する。従って、第２作動流体は高い流速（噴射速度）で第１開口から噴射されるので、より短時間で第１作動流体を切断することができる。
【００１９】
また、前記第１ノズル部は、同第１ノズル部の流線方向に直交する平面で同第１ノズル部を切断した断面の面積が、前記第１連通路から前記第１開口に近づくにつれて徐々に減少して断面積最小部に至り、次いで同断面積最小部から同第１開口に近づくにつれて徐々に増大するように構成されることが好適である。
【００２０】
これによれば、第１ポンプにより吐出される第２作動流体の流速が、第１連通路と第１ノズル部の連結部から第１ノズル部の断面積最小部に至るまでの間に効果的に増大され、且つ、噴射される第２作動流体の幅（流路の流線方向に沿う辺の長さ）が狭くされる。また、噴射される第２作動流体は、第１ノズル部の断面積最小部から流路に至るまでの間に、実質的に広がることはない。従って、第２作動流体は、高い流速を持ちながら第１作動流体に向けて噴射され、先鋭な形状を維持しながら第１作動流体中を進行する。この結果、第１作動流体をより短時間内に切断することができる。更に、第１ノズル部の前記断面の面積は、断面積最小部から第１開口に近づくにつれて徐々に増大するように構成されているので、第１ポンプにより流路から第２作動流体（必要に応じて第１作動流体）を吸引する場合、同吸引を効果的に行うことができる。
【００２１】
前記第１連通路形成部は、前記第１ノズル部を複数備えるとともに、同複数の第１ノズル部の前記各他方の端部が一つの前記第１連通路に接続されていてもよい。
【００２２】
これによれば、一つの第１ポンプ室の作動により、複数の第１ノズル部（複数の第１開口）のそれぞれを介して複数の第２作動流体の噴射流を発生させ、この複数の噴射流によって第１作動流体を切断することができる。このとき、一つの第１開口と他の第１開口の距離が小さければ、それらの第１開口から噴射された２本の第２作動流体の噴射流の間の第１作動流体は、第１作動流体と第２作動流体との濡れ性が非良好であるために撥除される（第１作動流体が第２作動流体によりはじかれる。）。従って、一つの第１開口（面積をＳ１とする）から第２作動流体を噴射する場合と、上記構成のように複数の第１開口から第２作動流体を噴射する場合（各第１開口の面積の総和をＳ１とする）とを比較すると、同量の第２作動流体を噴射したとき、複数の第１開口から第２作動流体を噴射する場合の方が第１作動流体をより多く切断することができる。即ち、上記構成によれば、より短時間で第１作動流体を切断することが可能となる。
【００２３】
更に、この場合、前記複数の第１ノズル部のうちの少なくとも二つの第１ノズル部は互いに形状が異なる前記第１開口を有することが好適である。
【００２４】
ある形状の第１開口から噴射される第２作動流体の噴射速度は、その形状とは異なる形状を有する第１開口から噴射される第２作動流体の噴射速度と異なることになる。従って、上記構成によれば、各第１開口から噴射される第２作動流体の噴射速度を所望の速度に制御することができるので、各第１開口から噴射された第２作動流体の先端面を仮想的に繋ぐことで形成される同第２作動流体の外郭形状を第１作動流体の切断に有利な形状（例えば、楔形）とすることができる。
【００２５】
また、この場合、記複数の第１ノズル部のうちの少なくとも二つの第１ノズル部は互いに長さが異なる流路長を有するように構成することも好適である。
【００２６】
これによれば、流路長が異なる第１ノズル部は異なる流路抵抗を有することになるので、互いに異なる流路長を有する第１ノズル部から噴射される第２作動流体の噴射速度は互いに異なることになる。従って、上記構成によれば、各第１開口から噴射される第２作動流体の噴射速度を所望の速度に制御することができるので、各第１開口から噴射された第２作動流体の先端面を仮想的に繋ぐことで形成される同第２作動流体の外郭形状を第１作動流体の切断に有利な形状（例えば、楔形）とすることができる。
【００２７】
上記何れかの作動流体移動デバイスは、前記第１ポンプを複数有し、前記第１連通路形成部が、前記第１ノズル部が前記他方の端部を前記第１ポンプと同数有するとともに、前記第１連通路を前記第１ポンプと同数有し、同他方の端部のそれぞれが同第１連通路のそれぞれを介して前記複数の第１ポンプのそれぞれの第１ポンプ室に連通されることが好適である。
【００２８】
これによれば、複数の第１ポンプを使用して一つの第１開口から第２作動流体を噴射できるので、同噴射される第２作動流体の噴射速度を大きくすることができる。従って、第１作動流体をより短時間内に切断することができる。
【００２９】
上記何れかの作動流体移動デバイスは、第２ポンプ室を含むとともに同第２ポンプ室の容積を変更することにより流体を吸引可能な第２ポンプと、一方の端部が前記流路に接続されて同流路に第２開口を形成する第２ノズル部及び同第２ノズル部の他方の端部と前記第２ポンプの第２ポンプ室とを連通する第２連通路を備える第２連通路形成部と、を具備し、前記第２ポンプにより前記流路内の第２作動流体を前記流路から吸引するように構成されることが好適である。
【００３０】
これによれば、例えば、第２作動流体の噴射による第１作動流体の切断中に流路内に存在する第２作動流体を吸引することで、同第１作動流体の切断を助長することができるので、より一層応答性の高い作動流体移動デバイスが提供される。
【００３１】
この場合、前記第２ノズル部の第２開口の面積が前記第１ノズル部の第１開口の面積よりも大きく設定されていることが好適である。
【００３２】
これによれば、第２開口を介して効率的に第２作動流体を吸引することができる。
【００３３】
また、作動流体移動デバイスは、必要に応じて前記第１ポンプ及び前記第２ポンプのうちの少なくとも一方のポンプを複数備えていてもよい。
【００３４】
この場合、前記複数備えられた第１ポンプに連通した前記第１連通路形成部の第１開口同士又は前記複数備えられた第２ポンプに連通した前記第２連通路形成部の第２開口同士が前記流路を挟んで対向する位置に形成されることが好適である。
【００３５】
第１ポンプに連通した前記第１連通路形成部の第１開口同士が流路を挟んで対向配置されれば、両方の第１開口から噴射される第２作動流体によって一層短時間内に第１作動流体を切断できる。また、第２ポンプに連通した前記第２連通路形成部の第２開口同士が前記流路を挟んで対向配置されれば、その第２開口の周囲の第２作動流体を効果的に吸引できるので、これによっても、第１作動流体の切断に要する時間を短縮化することができる。
【００３６】
また、作動流体移動デバイスが第１ポンプと第２ポンプとを有する場合、前記第１ポンプに連通した前記第１連通路形成部の第１開口と前記第２ポンプに連通した前記第２連通路形成部の第２開口とが前記流路を挟んで対向する位置に形成されることが好適である。
【００３７】
これによれば、第１開口から噴射された第２作動流体により二つの塊状に切断（分断）された第１作動流体間に存在する同第２作動流体を、第２開口から吸引することができるので、切断された第１作動流体を元の一つの塊状に容易に復元することができる。
【００３８】
更に、この場合、例えば、第１開口の面積よりも第２開口の面積を大きくするなどのように、第１開口と第２開口とが互いに異なる形状を有することが好適である。
【００３９】
このようにすれば、例えば、幅の狭い長方形状の第１開口により幅の狭い第２作動流体の噴射流を形成することで、第１作動流体を短時間内に切断できるとともに、第１開口よりも幅が広くて面積の大きい第２開口により第２作動流体を効果的に吸引し、切断された第１作動流体を速やかに接合（復元）することができる。この結果、より高い応答性の作動流体移動デバイスが提供され得る。
【００４０】
また、作動流体移動デバイスが第２ポンプと第２連通路形成部を備える場合、前記第２連通路形成部は、前記第２ノズル部を複数備えるとともに、同複数の第２ノズル部の前記各他方の端部が一つの前記第２連通路に接続されていても良い。
【００４１】
これによれば、例えば、複数の第２ノズル部の第２開口を流路の所定の部分に隣接配置することにより、同部分にある第２作動流体を集中的に効率良く吸収することが可能となる。
【００４２】
この場合、前記複数の第２ノズル部のうちの少なくとも二つの第２ノズル部は互いに形状が異なっていてもよい。
【００４３】
ある形状の第２開口を介して吸引される第２作動流体の流速は、その形状とは異なる形状を有する第２開口を介して吸引される第２作動流体の流速と異なることになる。従って、上記構成によれば、各第２開口を介して吸引される第２作動流体の流速を所望の速度に制御することができるので、第２作動流体の形状（ひいては、第１作動流体の接合時の形状）を所望の形状にしながら、第２作動流体を吸引することができる。
【００４４】
また、前記複数の第２ノズル部のうちの少なくとも二つの第２ノズル部は互いに長さが異なる流路長を有していてもよい。
【００４５】
これによれば、流路長が異なる第２ノズル部は異なる流路抵抗を有することになるので、互いに異なる流路長を有する第２ノズル部を介して吸引される第２作動流体の流速は互いに異なることになる。従って、上記構成によれば、第２作動流体の形状（ひいては、第１作動流体の接合時の形状）を所望の形状にしながら、第２作動流体を吸引することができる。
【００４６】
一方、前記第１ノズル部は、前記第２作動流体を前記第１開口から所定の噴射方向に噴射するように構成されるとともに、前記第１開口から噴射された前記第２作動流体が、前記流路を同流路の流線方向に直交する平面で切断した断面の重心（流路の縦断面の重心）周りに旋回運動をするように構成されていることが好適である。
【００４７】
これによれば、第２作動流体の旋回運動により、第１作動流体は流路の縦断面の重心Ｇを中心とした略円形を維持しながら、次第にその半径を減少するように変形し、切断される。即ち、第２作動流体は、第１作動流体を捩りながら同第１作動流体の径を減少させることで切断する。
【００４８】
このような第１作動流体の切断形態は、特に、作動流体移動デバイスが、第１作動流体を切断及び接合するスイッチングデバイスであって、高周波の信号を扱うスイッチングデバイスとして使用される場合に有利である。高周波の信号は第１作動流体の表面付近を主として流れるため（表皮効果）、第１作動流体の切断箇所においては軸対称の形状（この場合、流路縦断面の重心Ｇを中心とする円形）を維持しながら切断される方が、そうでない場合に比べ、信号にノイズが重畳し難いからである。
【００４９】
この場合、前記第１ノズル部は、前記第１開口から噴射される前記第２作動流体の噴射方向が前記流路を同流路の流線方向に直交する平面で切断した断面（流路の縦断面）の重心を通らないように構成されることにより、第２作動流体に前記旋回運動を容易に起こさせることができる。
【００５０】
そして、前記旋回運動を効果的に発生させるためには、第１ノズル部が複数存在することが有利である。
【００５１】
より具体的には、前記複数の第１ノズル部のうちの少なくとも二つの第１ノズル部は、平行であって互いに逆向きに前記第２作動流体を噴射するように構成されていてもよい。
【００５２】
また、第２作動流体に前記旋回運動を起こさせる作動流体移動デバイスにおいて、前記第１ノズル部は、前記第１開口から噴射される前記第２作動流体の噴射方向が前記流路の流線方向の成分を有し、同第２作動流体が同流路内において旋回しながら同流路の流線方向に進行するように構成されることもできる。
【００５３】
これによれば、第２作動流体の前記流路の流線方向成分を有する旋回流により、切断途中にある第１作動流体は同流路の流線方向方向に引き離される力を受ける。即ち、流線方向の一方の向きに旋回しながら進行する第２作動流体は、同一方の向き側にある第１作動流体を同一方の向きに移動させようとし、同第２作動流体は同一方の向きと反対側の向きにある第１作動流体を同反対側の向きに移動させようとする。この結果、第１作動流はより短時間で切断され得る。
【００５４】
また、第２作動流体に前記旋回運動を起こさせる作動流体移動デバイスにおいて、前記第１ノズル部及び前記流路は、前記第１開口から噴射される前記第２作動流体の噴射方向と同噴射方向上にある同流路の壁面とがなす角が直角以外の角度であり、同壁面で反射された同第２作動流体の進行の主方向が前記旋回運動の方向と略一致するように構成されてなることが好適である。
【００５５】
これによれば、より一層強い第２作動流体の旋回流を容易に発生させることができる。
【００５６】
上述した何れかの作動流体移動デバイスは、前記流路が、前記第１作動流体を同流路内の所定位置に滞留させる第１作動流体滞留部を備え、同第１作動滞留部により同第１作動流体が同所定位置に滞留せしめられたとき、同第１作動流体が前記第１開口に対向する位置に存在する状態及び同第１開口に対向する位置に存在しない状態の何れか一方の状態を選択的に取り得るように構成されていることが好適である。
【００５７】
これによれば、切断されて移動する第１作動流体の位置を確実に制御することができる。
【００５８】
この場合、前記第１作動流体滞留部は、同第１作動流体滞留部を前記流路の流線方向に直交する平面で切断した断面の面積（第１作動流体滞留部における流路縦断面の面積）が、前記流路の同第１作動流体滞留部以外の部分を同平面で切断した断面の面積（第１作動流体滞留部以外の部分における流路縦断面の面積）よりも大きく設定されることにより構成されていることが好適である。
【００５９】
流路壁面に対する濡れ性が第２作動流体よりも非良好な第１作動流体は、流路内において表面積を最小とする性質を有するから、上記構成によれば、簡単な構成で第１作動流体を確実に滞留することが可能な第１作動流体滞留部を形成することができる。
【００６０】
また、前記第１開口は前記第１作動流体滞留部以外の部分に配置されてなることが好適である。
【００６１】
これによれば、第２作動流体が第１作動流体滞留部以外の部分（即ち、相対的に流路縦断面の面積が小さい部分である小径部）で噴射され、同部分において第１作動流体が切断されることになる。従って、第１作動流体の断面積は切断される部分において相対的に小さいから、第１作動流体のを短時間内に切断することができる。この結果、高い応答性と信頼性とを有する作動流体移動デバイスが提供される。
【００６２】
一方、前記第１作動流体滞留部は、同第１作動流体滞留部の前記流路の壁面に対する前記第１作動流体の濡れ性が、同第１作動流体滞留部以外の部分の前記流路の壁面に対する同第１作動流体の濡れ性よりも良好とされることにより構成されていても良い。
【００６３】
第１作動流体は、濡れ性の良い部分に滞留するので、上記構成によっても、簡単に第１作動流体滞留部を形成することができる。また、第１作動流体滞留部を金属膜とすることができる場合、この金属膜をスイッチの電極として使用すれば、安価なスイッチを提供することができる。
【００６４】
以上のような作動流体移動デバイスは、前記流路の壁面に少なくとも二つの電極を備え、前記第１作動流体の切断により同二つの電極間の導通状態が変化するように構成されることができる。
【００６５】
これにより、高速スイッチング動作を行いうるスイッチングデバイスが提供される。
【００６６】
また、前記第１ポンプ室は変形可能なダイヤフラムを同第１ポンプ室の壁面の一部として備え、前記第１ポンプは前記ダイヤフラムを変形させるアクチュエータを備えてなることが好適である。
【００６７】
これによれば、ダイヤフラムの変形により直ちに第２作動流体の噴射を行い得る作動流体移動デバイスが提供される。
【００６８】
同様に、前記第２ポンプ室は変形可能なダイヤフラムを同第２ポンプ室の壁面の一部として備え、前記第２ポンプは前記ダイヤフラムを変形させるアクチュエータを備えてなることが好適である。
【００６９】
これによれば、ダイヤフラムの変形により直ちに第２作動流体の吸引を行い得る作動流体移動デバイスが提供される。
【００７０】
また、そのようなアクチュエータは圧電／電歪膜又は反強誘電体膜と電極とからなる膜型圧電素子であることが好適である。
【００７１】
膜型圧電素子は、電極間に付与される駆動電圧に対してダイヤフラムの変位量を直線的に変化させることができる。また、膜型圧電素子は、駆動の初期段階から大きな力を発揮するので、ダイヤフラムを例えばマイクロ秒程度で変形させることができ、第２作動流体の噴射及び／又は吸引を時間遅れなく行うことができる。更に、膜型圧電素子によれば、ポンプ室からの吐出力及び／又は吸引力を極めて大きくすることができる。従って、極めて高い応答性を有する作動流体移動デバイスが提供され得る。
【００７２】
また、前記ダイヤフラムはセラミックダイヤフラムであることが好適である。
【００７３】
セラミックダイヤフラムは変形に対して高い耐久性を有しているからである。
【００７４】
また、前記流路形成部は、セラミックスから構成されていることが好適である。
【００７５】
これによれば、微細加工が一層容易になされ、量産性、及び耐久性に優れた作動流体移動デバイスが提供され得る。
【００７６】
また、前記第１作動流体は、導電性の液体であることが好適であり、更には、同第１作動流体は、液体金属とすることができる。そのような液体金属は、例えば、水銀又はガリウム系合金とすることもできる。
【００７７】
これらによれば、第１作動流体を電気経路として使用することができるので、前記作動流体移動デバイスを、高速応答性を備えたスイッチングデバイス等とすることができる。
【００７８】
また、前記第１作動流体が導電性の液体である場合、前記第２作動流体は、絶縁性の液体であることが好適である。そのような絶縁性液体は、例えば、脱イオン水、高浸透性溶剤フロリナート、パラフィン系電気絶縁油、シリコンオイルとすることもできる。
【００７９】
これによれば、電気経路を構成する第１作動流体が切断されたとき、同切断された第１作動流体間の絶縁性を第２作動流体により確実に維持できるスイッチングデバイス等を提供することができる。
【００８０】
また、上述した何れかの作動流体移動デバイスにおいて、前記第２作動流体は、配向性を有する流体であることが好適である。
【００８１】
配向性を有する流体とは、長手方向を有する粒子又は長手方向を有する高分子を含む流体であって、この流体が流れ方向に流れるとき、その流れの中でエネルギー的に安定した状態となるように同粒子又は同高分子の長手方向が同流れ方向と平行となり、これにより同粒子又は高分子が整列する傾向を有する流体のことである。
【００８２】
配向性を有する流体は、これらの粒子又は高分子と溶媒とからなる溶液であってもよく、これらの粒子又は高分子のみからなる流体であってもよい。例えば、配向性を有する高分子溶液の例としては、形状が分子の大きさに対して比較的長い直鎖構造を有する高分子（鎖状の高分子）を含んだ水溶液を挙げることができる。また、配向性を有する粒子の溶液の例としては、ウイスカー等の細長の粒子を溶剤（例えば、水）中に分散させた流体を挙げることができる。
【００８３】
この配向性を有する流体は、特に、上述した第１ノズル部のように流路幅の狭い流路（マイクロチャネル（微細流路）と呼ばれる。）内を流れる場合、その流路の中央部の流速と流路壁面近傍での流速との差が大きくなることから、流れの中で大きな剪断力を受け、より高い度合いで整列（配向）する。このように流れの中で配向された流体は、ノズル部から自由空間に放出されたとしても、短時間内に構造的変化を起こすことなく、暫くの間は配向された状態を維持したまま進行する。
【００８４】
従って、配向性を有する流体を本発明による作動流体移動デバイスの第２作動流体として採用すれば、同第２作動流体は第１ノズル部から流路内に噴射されてからも噴射方向に直進する傾向がある（換言すると、貫徹力が高い）ので、第１作動流体をより短時間で切断することができる。
【００８５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明による作動流体移動デバイスの各実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。
【００８６】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る作動流体移動デバイス１０の平面図であり、図２は図１の１−１線に沿った平面にて同作動流体移動デバイス１０を切断した断面図である。
【００８７】
この作動流体移動デバイス１０は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向に沿って延びる各辺を有する略直方体形状のセラミックスからなる基体１０ａと、第１ポンプ１１と、第２ポンプ１２とを備えている。基体１０ａは、セラミックスの薄板体（以下、「セラミックシート」と云う。）１０ａ１〜１０ａ３をＺ軸方向に積層し、これらを焼成又は接着により一体化することにより形成されている。基体１０ａは、その内部に、流路形成部１３と、第１連通路形成部１４と、第２連通路形成部１５とを含んでいる。
【００８８】
第１ポンプ１１は、第１ポンプ室１１ａとアクチュエータ１１ｂとを含んで構成されている。第１ポンプ室１１ａは、セラミックシート１０ａ３の上面に固定されたセラミックシート１１ａ１と、容易に変形可能なセラミックスの薄板からなるダイヤフラム（セラミックダイヤフラム）１１ａ２とにより構成されている。第１ポンプ室１１ａには第２作動流体Ｆ２が収容されている。
【００８９】
セラミックシート１１ａ１は、平面視で円形であり、中空円筒状の貫通孔を有している。セラミックダイヤフラム１１ａ２は、平面視でセラミックシート１１ａ１と同じ円形であり、セラミックシート１１ａ１の貫通孔の上面を閉塞するようにセラミックシート１１ａ１の上部に固定されている。第１ポンプ室１１ａは、セラミックシート１１ａ１の貫通孔を形成する側壁面とセラミックダイヤフラム１１ａ２の下面とにより規定された空間である。
【００９０】
アクチュエータ１１ｂは、平面視でセラミックシート１１ａ１の貫通孔と同じ円形を有する薄板体（厚さは、例えば２０μｍ程度である。）であり、セラミックダイヤフラム１１ａ２の上面に固定されている。アクチュエータ１１ｂは、圧電膜と同圧電膜を挟むすくなくとも一対の電極とからなる膜型圧電素子であり、その電極間に電圧が印加されたときセラミックダイヤフラム１１ａ２を変形させる。これにより、アクチュエータ１１ｂは、第１ポンプ室１１ａの容積を増減し、第１ポンプ室１１ａ内部の流体を加減圧するようになっている。換言すると、第１ポンプ１１は、第１ポンプ室１１ａの容積を変更（減少）することにより流体を吐出可能なポンプであり、第１ポンプ室１１ａの容積を変更（増大）することにより流体を吸引可能なポンプでもある。なお、アクチュエータ１１ｂは、電歪膜又は反強誘電体膜とこの膜を挟む少なくとも一対の電極とからなる膜型圧電素子であっても良い。また、一つの圧電膜を一対の電極で挟んでなる組を複数組積層した積層型の膜型圧電素子であってもよい。
【００９１】
第２ポンプ１２は、第２ポンプ室１２ａと、アクチュエータ１１ｂと同様の膜型圧電素子であるアクチュエータ１２ｂと、を含んでいる。第２ポンプ室１２ａは、セラミックシート１０ａ３の上面に固定されたセラミックシート１２ａ１と、容易に変形可能なセラミックスの薄板からなるダイヤフラム（セラミックダイヤフラム）１２ａ２とにより構成されている。第２ポンプ室１２ａには第２作動流体Ｆ２が収容されている。第２ポンプ１２は、第１ポンプ１１と同様の構成を備えているので詳細な説明を省略する。
【００９２】
第２ポンプ１２は、アクチュエータ１２ｂの電極間に電圧が印加されたときセラミックダイヤフラム１２ａ２を変形させることにより第２ポンプ室１２ａの容積を増減し、第２ポンプ室１２ａ内部の流体を加減圧するようになっている。換言すると、第２ポンプ１２は、第２ポンプ室１２ａの容積を変更（増大）することにより流体を吸引可能なポンプであり、第２ポンプ室１２ａの容積を変更（減少）することにより流体を吐出可能なポンプでもある。なお、アクチュエータ１２ｂは、反強誘電体膜と同反強誘電体膜を挟む少なくとも一対の電極とからなる膜型圧電素子であっても良い。また、一つの圧電膜を一対の電極で挟んでなる組を複数組積層した積層型の膜型圧電素子であってもよい。
【００９３】
なお、第１ポンプ１１は、流路内の第２作動流体Ｆ２を吸引するためにも使用できるが、このとき第１作動流体Ｆ１を合わせて吸引することもある。換言すると、第１ポンプ１１内（及び第１連通路形成部１４内）に収容されている流体は第２作動流体Ｆ２には限定されない。同様に、第２ポンプ１２は、後述するように流路内の第２作動流体Ｆ２を吸引するが、場合により第１作動流体Ｆ１を合わせて吸引することもある。換言すると、第２ポンプ１２内（及び第２連通路形成部１５）に収容されている流体は第２作動流体Ｆ２には限定されない。
【００９４】
なお、第１，第２ポンプ１１，１２についての具体的な寸法を例示すると、中空円筒形の第１，第２ポンプ室１１ａ，１２ａの底面（上面）の各半径は０．５ｍｍ程度であり、各高さは１５０μｍ程度である。また、円形薄板状のセラミックダイヤフラム１１ａ２，１２ａ２の各半径は０．５ｍｍ程度であり、各厚さ（高さ）は１０μｍ程度である。
【００９５】
流路形成部１３は、流路１３ａを構成する部分である。流路１３ａは、セラミックシート１０ａ２内に設けられたスリットの側壁、セラミックシート１０ａ１の上面、及びセラミックシート１０ａ３の下面により画定される空間である。セラミックシートは絶縁体であるから、流路１３ａの壁面を介して電流が流れることはない。流路１３ａは、直線状の細長の空間であって、Ｘ軸に沿う方向に流線方向（長手方向の軸）を有している。流路１３ａは、流線方向に直交する平面で（Ｙ−Ｚ平面）で同流路１３ａを切断した断面（以下、この断面を「流路の縦断面」と云うことがある。）が略正方形状となっている。図示されていないが、流路１３ａの流線方向両端部には後述するような圧力緩衝部（容積変化吸収部）が設けられている。
【００９６】
流路１３ａは、マイクロチャネルとも呼ばれる。流路１３ａの流線方向の長さは１ｍｍ程度であり、前記縦断面の正方形の一辺（流路の高さ及び幅）は数５０μｍ程度である。
【００９７】
流路１３ａ内には第１作動流体Ｆ１と第２作動流体Ｆ２とが収容されている。第１作動流体Ｆ１は、非圧縮性で導電性の流体であり、本例では水銀である。第１作動流体Ｆ１は、非圧縮性であればよく、磁性材料、ガリウム合金の如き液体金属、及び油等であってもよい。第１作動流体Ｆ１は塊状となって流路１３ａ内に存在する。第２作動流体Ｆ２は、第１作動流体Ｆ１に対して非溶性であり、実質的に非圧縮性で、絶縁性（非導電性）の流体である。本例では第２作動流体Ｆ２は、脱イオン水であるが、高浸透性溶剤フロリナート、パラフィン系電気絶縁油、シリコンオイル等であってもよい。第２作動流体Ｆ２には、第２作動流体Ｆ２の流路１３ａ壁面に対する濡れ性が第１作動流体Ｆ１の流路１３ａ壁面に対する濡れ性よりも良好である流体が選択される。
【００９８】
第１連通路形成部１４は、第１ノズル部１４ａと第１連通路１４ｂとを形成する部分である。第１連通路形成部１４は、セラミックシート１０ａ２内において第１ノズル部１４ａと第１連通路１４ｂを構成するために設けられたスリットの側壁、セラミックシート１０ａ１の上面、及びセラミックシート１０ａ３の下面により画定される空間、及びセラミックシート１０ａ３に設けられた円柱状の貫通孔により画定される空間である。第１連通路形成部１４は、図３の（Ａ）に平面視での概略形状が流路とともに拡大して示され、図３の（Ｂ）に正面視の形状が流路とともに拡大して示されている。
【００９９】
第１ノズル部１４ａは、その一方の端部が流路１３ａに接続されていて、流路１３ａに第１開口１４ａ１を形成している。第１連通路１４ｂは、第１ノズル部１４ａの他方の端部と第１ポンプ室１１ａとを連通している。第１ノズル部１４ａと第１連通路１４ｂには第２作動流体Ｆ２が収容されている。
【０１００】
第１開口１４ａ１は、正面視において（Ｙ軸方向から見て）流路１３ａの流線方向（Ｘ軸方向）に沿う辺と同流線方向に直交する方向（この場合、Ｚ軸方向）に沿う辺とからなる長方形状を有している。この第１開口１４ａ１（長方形）の流路１３ａの流線方向に直交する方向に沿う辺は、流路１３ａのＺ軸方向において対向する壁面間距離と実質的に等しい（略等しい）。また、第１開口１４ａ１の流路１３ａの流線方向に沿う辺は、同第１開口１４ａ１の流路１３ａの流線方向に直交する方向に沿う辺よりも短い。
【０１０１】
また、第１ノズル部１４ａは、第１開口１４ａ１（第１ノズル部１４ａの一方の端部）から流路１３ａの流線方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（この場合、Ｙ軸方向）に延びている。第１ノズル部１４ａは、平面視で第１ポンプ１１と流路１３ａとの間に他方の端部を有している。第１ノズル部１４ａは、同第１ノズル部１４ａを同第１ノズル部１４ａの流線方向（Ｙ軸方向）と直交する平面（Ｘ−Ｚ平面）で切断した断面（以下、この断面を、単に「第１ノズル部１４ａの断面」と云うことがある。）が、前記第１開口１４ａ１と同一の長方形状となっている。
【０１０２】
第１連通路１４ｂは、平面視で第１ノズル部１４ａの他方の端部の位置から第１ポンプ室１１ａの直下までＹ軸方向に延びている。第１連通路１４ｂは、同第１連通路１４ｂを第１ノズル部１４ａの流線方向（Ｙ軸方向）と直交する平面（Ｘ−Ｚ平面）で切断した断面（以下、この断面を、単に「第１連通路１４ｂの断面」と云うことがある。）が、Ｚ軸方向に沿う辺及びＸ軸方向に沿う辺からなる長方形状となっている。前記Ｚ軸方向に沿う辺の長さは第１開口１４ａ１のＺ軸方向に沿う辺の長さと等しく、前記Ｘ軸方向に沿う辺の長さは第１開口１４ａ１のＸ軸方向に沿う辺よりも長くなっている。
【０１０３】
第１連通路１４ｂのＹ軸正方向の端部は、平面視で第１ポンプ室１１ａと同心で同第１ポンプ室１１ａの半径よりも僅かに小さい半径を有する円弧形（半円形）となっている。第１連通路１４ｂは、第１ポンプ室１１ａの下方において、Ｚ軸方向に延びる中心軸を有する前記セラミックシート１０ａ３の円柱状貫通孔を介して第１ポンプ室１１ａに接続されている。
【０１０４】
第２連通路形成部１５は第２ノズル部１５ａと第２連通路１５ｂとを形成する部分である。第２連通路形成部１５は、セラミックシート１０ａ２内において第２ノズル部１５ａと第２連通路１５ｂを構成するために設けられたスリットの側壁、セラミックシート１０ａ１の上面、及びセラミックシート１０ａ３の下面により画定される空間、及びセラミックシート１０ａ３に設けられた円柱状の貫通孔により画定される空間である。
【０１０５】
第２ノズル部１５ａは、その一方の端部が流路１３ａに接続されていて、流路１３ａに第２開口１５ａ１を形成している。第２連通路１５ｂは、第２ノズル部１５ａの他方の端部と第２ポンプ室１２ａとを連通している。第２ノズル部１５ａと第１連通路１５ｂには第２作動流体Ｆ２が収容されている。
【０１０６】
第２開口１５ａ１は、正面視において（Ｙ軸方向から見て）流路１３ａの流線方向（Ｘ軸方向）に沿う辺と同流線方向に直交する方向（この場合、Ｚ軸方向）に沿う辺とからなる略正方形状を有している。この第２開口１５ａ１の流路１３ａの流線方向に直交する方向に沿う辺は、流路１３ａのＺ軸方向において対向する壁面間距離と実質的に等しい。
【０１０７】
また、第２ノズル部１５ａは、第２開口１５ａ１（第２ノズル部１５ａの一方の端部）から流路１３ａの流線方向と直交する方向（この場合、Ｙ軸方向）に延びている。第２ノズル部１５ａは、平面視で第２ポンプ１２と流路１３ａとの間に他方の端部を有している。第２ノズル部１５ａは、同第２ノズル部１５ａを同第２ノズル部１５ａの流線方向（Ｙ軸方向）と直交する平面（Ｘ−Ｚ平面）で切断した断面が、前記第２開口１５ａ１と同一の略正方形状となっている。
【０１０８】
第２連通路１５ｂは、平面視で第２ノズル部１５ａの他方の端部の位置から第２ポンプ室１２ａの直下までＹ軸方向に延びている。第２連通路１５ｂは、同第２連通路１５ｂを第２ノズル部１５ａの流線方向（Ｙ軸方向）と直交する平面（Ｘ−Ｚ平面）で切断した断面が、Ｚ軸方向に沿う辺及びＸ軸方向に沿う辺からなる長方形状となっている。前記Ｚ軸方向に沿う辺の長さは第２開口１５ａ１のＺ軸方向に沿う辺の長さと等しく、前記Ｙ軸方向に沿う辺の長さは第２開口１５ａ１のＸ軸方向に沿う辺よりも僅かだけ長くなっている。
【０１０９】
第２連通路１５ｂのＹ軸正方向の端部は、平面視で第２ポンプ室１２ａと同心で同第２ポンプ室１２ａの半径よりも僅かに小さい半径を有する円弧形（半円形）となっている。第２連通路１５ｂは、第２ポンプ室１２ａの下方において、Ｚ軸方向に延びる中心軸を有する前記セラミックシート１０ａ３の円柱状貫通孔を介して第２ポンプ室１２ａに接続されている。
【０１１０】
次に、上記のように構成された作動流体移動デバイス１０が第１作動流体Ｆ１を切断（分離）する際の作動について説明する。図４は、この第１作動流体Ｆ１を切断する様子を模式的に示した図である。
【０１１１】
図４の（Ａ）に示したように、第１ポンプ１１のアクチュエータ（膜型圧電素子）１１ｂの電極間に電圧（駆動電圧）を与えていない場合、第１作動流体Ｆ１は一つの塊として存在している。次に、第１ポンプ１１のアクチュエータ１１ｂの電極間に圧電膜の分極方向と同じ極性の電界を付与すべく所定の電圧の付与を開始すると、アクチュエータ１１ｂがセラミックダイヤフラム１１ａ２を下方に直ちに屈曲変位させる。従って、第１ポンプ室１１ａの容積は直ちに減少を開始し、第１ポンプ１１は非圧縮性流体である第２作動流体Ｆ２を第１連通路形成部１４内に直ちに吐出し始める。
【０１１２】
この結果、図４の（Ｂ）に示したように、第２作動流体Ｆ２は、第１開口１４ａ１から流路１３ａ内に（第１作動流体Ｆ１に向けて）直ちに噴射され、第１作動流体Ｆ１を切断し始める。そして、この状態が継続すると、図４の（Ｃ）次いで図４の（Ｄ）に示したように、第１作動流体Ｆ１は完全に二つの塊へと切断（分断、切離、分離）される。
【０１１３】
従って、流路１３ａ内に露呈するとともに図４の（Ａ）の状態において第１作動流体Ｆ１により電気的に接続される（導通状態とされる）スイッチ電極Ｓ１，Ｓ２を流路１３ａに設けておけば、これらのスイッチ電極Ｓ１，Ｓ２は、図４の（Ｃ）又は図４の（Ｄ）に示した状態において電気的に絶縁された状態（非導通状態）となる。即ち、流路１３ａ内に露呈した少なくとも二つのスイッチ電極の導通状態が第１作動流体Ｆ１の切断により変化する。
【０１１４】
このように、作動流体移動デバイス１０によれば、非圧縮性の第２作動流体Ｆ２が第１ポンプの作動により第１連通路形成部１４の第１連通路１４ｂと第１ノズル部１４ａとを経由して第１開口１４ａ１から流路１３ａ内の第１作動流体Ｆ１に向けて噴射され、この噴射された第２作動流体Ｆ２により第１作動流体Ｆ１が切断される。第２作動流体Ｆ２は非圧縮性であり、第１ポンプ１１の第１ポンプ室１１ａの容積が変更されることにより第２作動流体Ｆ２が噴射されるから、第１ポンプ１１の作動と第２作動流体Ｆ２の噴射は略同時に開始する。従って、第１ポンプ１１を作動させると、直ちに第１作動流体Ｆ１の切断が開始する。この結果、作動流体移動デバイス１０は、極めて応答性良く第１作動流体Ｆ１を切断して分離・移動させることができる。
【０１１５】
また、第１ポンプ１１のアクチュエータ１１ｂは膜型圧電素子であり、膜型圧電素子は駆動の初期段階（駆動電圧の印加開始直後）から大きな力を発揮するので、セラミックダイヤフラム１１ａ２を例えばマイクロ秒程度で変形させることができる。その結果、作動流体移動デバイス１０は第２作動流体Ｆ２の噴射を時間遅れなく行うことができる。更に、膜型圧電素子によれば、ポンプ室１１ａの吐出力及び／又は吸引力を極めて大きくすることができる。従って、極めて高い応答性を有する作動流体移動デバイス１０が提供され得る。
【０１１６】
なお、上記実施形態においては、第１ノズル部１４ａは、第２作動流体Ｆ２を前記第１開口から所定の噴射方向（Ｙ軸方向）に噴射するように構成されるとともに、同噴射された前記第２作動流体Ｆ２の前記流路の流線方向に沿う長さが同噴射方向に直交する平面内（Ｘ−Ｚ平面）において前記流路１３ａの流線方向（Ｘ軸方向）に略直交する方向（Ｚ軸方向）に沿う長さよりも短くなるように構成されていると言える。また、第１開口１４ａ１（長方形）の流路１３ａの流線方向に直交する方向（Ｚ軸方向）に沿う辺は、流路１３ａのＺ軸方向（第２作動流体Ｆ２の噴射方向（Ｙ軸方向）を含む平面であって流路１３ａの流線方向（Ｘ軸方向）と直交する平面（Ｙ−Ｚ平面）内の同流線方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｚ軸方向））において対向する壁面間距離と実質的に等しく設定されていたが、これに限定されない。例えば、図３（Ｃ）に示したように、第１開口１４ａ１が設けられた部分において流路１３ａのＺ軸方向両端部にＺ軸方向長さ（高さ）ｈの拡張部ＥＸを形成するとともに、第１開口１４ａ１の流路１３ａの流線方向に直交する方向に沿う辺をこの拡張部ＥＸの２倍（２ｈ）だけ前記流路１３ａの壁面間距離Ｌｈより大きく設定してもよい。なお、拡張部ＥＸの流線方向に沿う長さＷ１は第１開口１４ａ１の同流線方向に沿う長さＷ２と実質的に同じであり、従って拡張部ＥＸに第１作動流体Ｆ１が侵入することはない。
【０１１７】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係る作動流体移動デバイス２０の平面図であり、図６は図５の２−２線に沿った平面にて同作動流体移動デバイス２０を切断した断面図である。
【０１１８】
この作動流体移動デバイス２０は、作動流体移動デバイス１０の第１連通路形成部１４を第１連通路形成部２１に変更した点のみにおいて、作動流体移動デバイス１０と相違している。第１連通路形成部２１は、第２連通路形成部１５と同一の構成を備えている。従って、第１連通路形成部２１の第１ノズル部２１ａをＸ−Ｚ平面に平行な平面で切断した断面及び第１ノズル部２１ａの一方の端部である第１開口２１ａ１は、第２開口１５ａ１と同じ略正方形状をなしている。
【０１１９】
図７は、作動流体移動デバイス２０が第１作動流体Ｆ１を切断（分離）する様子を模式的に示した図である。図７の（Ａ）は、第２作動流体Ｆ２の噴射を開始する前の状態を示し、（Ｂ）〜（Ｄ）は第２作動流体Ｆ２の噴射開始後の様子を順に示している。このように、作動流体移動デバイス２０も、第２作動流体Ｆ２を第１作動流体Ｆ１に対して噴射することにより、第１作動流体Ｆ１を切断する。
【０１２０】
（第１実施形態と第２実施形態の比較）
ここで、第１実施形態に係る作動流体移動デバイス１０と第２実施形態に係る作動流体移動デバイス２０の性能上の比較を行う。図８は、作動流体移動デバイス１０及び作動流体移動デバイス２０が、互いに同一の量の第２作動流体Ｆ２を噴射した時点での様子を示した図である。図８の（Ａ）の上部は、作動流体移動デバイス１０により所定量だけ噴射された第２作動流体Ｆ２の斜視図であり、図８の（Ａ）の下部はその第２作動流体Ｆ２と流路１３ａ内の第１作動流体Ｆ１の関係を示している。同様に、図８の（Ｂ）の上部は、作動流体移動デバイス２０により前記所定量だけ噴射された第２作動流体Ｆ２の斜視図であり、図８の（Ｂ）の下部はその第２作動流体Ｆ２と流路１３ａ内の第１作動流体Ｆ１の関係を示している。
【０１２１】
このように、作動流体移動デバイス１０が噴射する第２作動流体Ｆ２は、第１連通路形成部１４の形状により、噴射方向（図８中に矢印にて示す）に沿う長さが、同噴射方向に直交する方向に沿う長さ（幅）に対して相対的に長くなる。これに対し、作動流体移動デバイス２０が噴射する第２作動流体Ｆ２は、第１連通路形成部２１の形状により、噴射方向に沿う長さが、同噴射方向に直交する方向に沿う長さ（幅）に対して相対的に短くなる。換言すると、作動流体移動デバイス１０によれば、第２作動流体Ｆ２は楔状（ダム状、又は先鋭な刃物状）に噴射され、第１作動流体Ｆ１を切断することになる。
【０１２２】
従って、作動流体移動デバイス１０及び第２作動流体移動デバイス２０が同一の量だけ第２作動流体Ｆ２を噴射した時点（即ち、噴射開始後において同一の時間が経過した時点）においては、作動流体移動デバイス１０の方が作動流体移動デバイス２０よりも、第２作動流体Ｆ２を第１作動流体Ｆ１中により深く進入させることができる。従って、作動流体移動デバイス１０は、作動流体移動デバイス２０よりも、短時間内に第１作動流体Ｆ１を切断することが可能である。
【０１２３】
図９は、第１開口から流路内に噴射される第２作動流体Ｆ２の形状（即ち、第１連通路形成部の形状、第１ノズル部の形状、特に第１開口の形状）を異ならせた場合における、第２作動流体Ｆ２の噴射量と第１作動流体Ｆ１の断面積との関係を示すグラフである。第１作動流体Ｆ１の断面積とは、流路内の第１作動流体Ｆ１を、第２作動流体Ｆ２により切断される部分において、第２作動流体Ｆ２の噴射方向及び流路の流線方向と直交する方向を含む平面にて切断した断面の面積のことである。また、曲線Ｌ１は曲線Ｌ２よりも第１開口部の流路の流線方向に沿う長さが短く（「厚みが小さい」とも云う。）設定されている場合の上記関係を示し、曲線Ｌ２は曲線Ｌ３よりも第１開口部の流路の流線方向に沿う長さが短い場合の上記関係を示している。
【０１２４】
図９から明らかなように、図９の破線部ＤＬ上において、曲線Ｌ１の場合は第１作動流体Ｆ１の断面積が「０」となり、第１作動流体Ｆ１の切断が完了している。これに対し、曲線Ｌ２の場合及び曲線Ｌ３の場合、第１作動流体Ｆ１の断面積は依然としてかなり大きい状態にあり、第１作動流体Ｆ１の切断は完了していない。このことは、同一の量だけ第２作動流体Ｆ２を噴射したとき、噴射される第２作動流体Ｆ２の厚みが小さいほど第１作動流体Ｆ１を効果的に切断できることを意味している。換言すると、第１ポンプの吐出流量が同一であるならば、噴射される第２作動流体Ｆ２の厚みが小さいほど第１作動流体Ｆ１を短時間のうちに切断できるのである。以上のことから、作動流体移動デバイス１０は作動流体移動デバイス２０よりも応答性が良好なデバイスとなっていることが理解される。
【０１２５】
次に、第１実施形態の作動流体移動デバイス１０の変形例について説明する。
【０１２６】
（第１実施形態の第１変形例）
第１実施形態の第１変形例は、作動流体移動デバイス１０の第１連通路形成部１４を図１０に概念的に示した第１連通路形成部１６に置換したものである。なお、図１０の（Ａ）は、第１連通路形成部１６の平面形状を流路１３ａとともに示した概念図であり、図１０の（Ｂ）は第１連通路形成部１６の正面視の形状を流路１３ａとともに示した概念図である。
【０１２７】
この第１連通路形成部１６は、流路に向けて「先細り」の形状を有している。より具体的に説明すると、第１連通路形成部１６は、第１ノズル部１６ａと第１連通路１６ｂとを備えている。第１ノズル部１６ａは、一方の端部において流路に開口した第１開口１６ａ１を構成し、他方の端部において第１連通路１６ｂと接続されている。第１開口１６ａ１の形状は、第１開口１４ａ１の形状と同じ長方形状である。第１連通路１６ｂは、第１ポンプ室１１ａと接続されている。
【０１２８】
第１ノズル部１６ａは、第１ノズル部１６ａの流線方向（図１０の（Ａ）において矢印により示した第１ノズル部１６ａの流線方向であって、ここではＹ軸方向）に直交する平面（Ｘ−Ｚ平面）で同第１ノズル部１６ａを切断した断面の面積が、第１連通路１６ｂから第１開口１６ａ１（従って、流路１３ａ）に近づくほど減少するように構成されている。具体的には、第１ノズル部１６ａの前記断面は、第１連通路１６ｂから第１開口１６ａ１に近づくほど短辺の長さが短くなり、長辺の長さは一定である長方形状となっている。
【０１２９】
この変形例（第１連通路形成部１６を備えた作動流体移動デバイス１０）によれば、第１ポンプ１１により吐出される第２作動流体Ｆ２の流速が、第１ノズル部１６ａにより効果的に増大され、且つ、噴射される第２作動流体Ｆ２の幅（流路１３ａの流線方向に沿う辺の長さ）が狭くされる。即ち、第１連通路形成部１６は、第１連通路形成部１４よりも、噴射に至るまでの第２作動流体Ｆ２の圧力損失を小さくすることができる。従って、第２作動流体Ｆ２は、高い流速を持ちながら第１作動流体Ｆ１に向けて噴射され、先鋭な形状を維持しながら第１作動流体Ｆ１中を進行する。この結果、この変形例は、第１作動流体Ｆ１をより短時間内に切断することができる。
【０１３０】
（第１実施形態の第２変形例）
第１実施形態の第２変形例は、作動流体移動デバイス１０の第１連通路形成部１４を図１１に概念的に示した第１連通路形成部１７に置換したものである。なお、図１１の（Ａ）は、第１連通路形成部１７の平面形状を流路１３ａとともに示した概念図であり、図１１の（Ｂ）は第１連通路形成部１７の正面視の形状を流路１３ａとともに示した概念図である。
【０１３１】
この第１連通路形成部１７は、その幅が、流路に近づくにつれて一旦細くなり、その後再び広くなる形状を有している。より具体的に説明すると、第１連通路形成部１７は、第１ノズル部１７ａと第１連通路１７ｂとを備えている。第１ノズル部１７ａは、一方の端部において流路に開口した第１開口１７ａ２を構成し、他方の端部において第１連通路１７ｂと接続されている。第１開口１７ａ２の形状は、第１開口１４ａ１の形状である長方形よりも、その短辺が長い長方形状である。第１連通路１７ｂは、第１ポンプ室１１ａと接続されている。
【０１３２】
第１ノズル部１７ａは、第１ノズル部１７ａの流線方向（図１１の（Ａ）において矢印により示した第１ノズル部１７ａの流線方向であって、ここではＹ軸方向）に直交する平面（Ｘ−Ｚ平面）で同第１ノズル部１７ａを切断した断面の面積が、第１連通路１７ｂから第１開口１７ａ２（従って、流路１３ａ）に近づくほど減少して断面積最小部１７ａ１に至り、次いで断面積最小部１７ａ１から第１開口１７ａ２に近づくにつれて徐々に増大するように構成されている。断面積最小部１７ａ１の正面形状は、第１開口１４ａ１と同一の長方形である。具体的には、第１ノズル部１７ａの前記断面は長方形状であり、その短辺は、第１連通路１７ｂから第１開口１７ａ２に近づくほど短くなって断面積最小部１７ａ１に至り、その後第１開口１７ａ２に近づくほど長くなる。また、第１ノズル部１７ａの前記断面の長辺の長さは一定である。
【０１３３】
この第２変形例（第１連通路形成部１７を備えた作動流体移動デバイス１０）によれば、第１ポンプ１１により吐出される第２作動流体Ｆ２の流速が、第１連通路１７ｂと第１ノズル部１７ａの連結部から第１ノズル部の断面積最小部１７ａ１に至るまでの間に効果的に増大され、且つ、噴射される第２作動流体Ｆ２の幅（流路１３ａの流線方向に沿う辺の長さ）が狭くされる。即ち、第１連通路形成部１７は、第１連通路形成部１４よりも、圧力損失を小さくすることができる。また、噴射される第２作動流体Ｆ２は、第１ノズル部の断面積最小部１７ａ１から流路１３ａに至るまでの間に、実質的に広がることはない。従って、第２作動流体Ｆ２は、高い流速を持ちながら第１作動流体Ｆ１に向けて噴射され、先鋭な形状を維持しながら第１作動流体Ｆ１中を進行する。この結果、第２変形例は、第１作動流体Ｆ１をより短時間内に切断することができる。
【０１３４】
また、断面積最小部１７ａ１から第１開口１７ａ２に近づくにつれて、第１ノズル部１７ａの幅が徐々に増大するように構成されているので、第１ポンプ１１により流路１３ａから第２作動流体Ｆ２（必要に応じて第１作動流体Ｆ１）を吸引する場合、同吸引を効果的に行うことができる。
【０１３５】
（第１実施形態の第３変形例）
第１実施形態の第３変形例は、作動流体移動デバイス１０の第１開口１４ａ１を、その形状が図１２の（Ａ）に示した形状である第１開口１４ａ１−１に変更したものである。第１開口１４ａ１−１は、第１開口１４ａ１の長方形の長辺を外方に湾曲させた形状を有している。これによれば、第１開口１４ａ１−１のＺ軸方向中央部において流路抵抗が最も小さくなるから、図１２の（Ｂ）に示したように、第２作動流体Ｆ２はＺ軸方向中央部が最も突出した形状で噴射されることになる。なお、この場合、第１開口１４ａ１−１を一方の端部に有する第１ノズル部１４ａ−１の断面も図１２の（Ａ）に示した形状となっている。
【０１３６】
（第１実施形態の第４変形例）
第１実施形態の第４変形例は、作動流体移動デバイス１０の第１開口１４ａ１を、その形状が図１３の（Ａ）に示した形状である第１開口１４ａ１−２に変更したものである。第１開口１４ａ１−２は、第１開口１４ａ１の長方形の長辺を内方に湾曲させた形状を有している。これによれば、第１開口１４ａ１−２のＺ軸方向両端部近傍において流路抵抗が最も小さくなるから、図１３の（Ｂ）に示したように、第２作動流体Ｆ２はＺ軸方向両端部が最も突出した形状で噴射されることになる。なお、この場合、第１開口１４ａ１−２を一方の端部に有する第１ノズル部１４ａ−２の断面も図１３の（Ａ）に示した形状となっている。
【０１３７】
これら第１実施形態の第３及び第４変形例のように、第１開口は、その正面視において長方形以外の形状を有することで、噴射される第２作動流体Ｆ２の形状（噴射先端面の形状）を制御することができる。
【０１３８】
（第１実施形態の圧力緩衝部）
次に、第１実施形態の作動流体移動デバイス１０を代表例として使用して、本発明による作動流体移動デバイスの圧力緩衝部について説明する。この圧力緩衝部は、流路１３ａ内に噴射される第２作動流体Ｆ２に基く同流路１３ａ内の圧力上昇分が過大となることのないようにする目的で設けられている。
【０１３９】
図１４に示した例は、流路１３ａ内であって第１作動流体Ｆ１及び第２作動流体Ｆ２により満たされていない部分に圧縮性の流体Ｆ３を充填してなるデバイスである。これによれば、第２作動流体Ｆ２の噴射等により流路１３ａ内の圧力が上昇しようとすると、圧縮性流体Ｆ３の体積が減少する。従って、流路１３ａ内の圧力が所定圧以下に維持される。
【０１４０】
図１５に示した例は、流路１３ａの両端部外側に、小径の連通路を介して流路１３ａに接続された圧力緩衝室１３ｂを備えている。流路１３ａは、第１作動流体Ｆ１及び第２作動流体Ｆ２により満たされている。圧力緩衝室１３ｂ及び前記小径の連通路は、圧縮性流体Ｆ３により満たされている。この場合も、第２作動流体Ｆ２の噴射等により流路１３ａ内の圧力が上昇しようとすると、圧縮性流体Ｆ３の体積が減少する。従って、流路１３ａ内の圧力が所定圧以下に維持される。
【０１４１】
図１６に示した例は、流路１３ａの両端部外側に変形可能部１３ｃを備えている。流路１３ａは、第１作動流体Ｆ１及び第２作動流体Ｆ２により満たされている。この場合、第２作動流体Ｆ２の噴射等により流路１３ａ内の圧力が上昇しようとすると、変形可能部１３ｃが拡張する。従って、流路１３ａ内の圧力が所定圧以下に維持される。
【０１４２】
図１７に示した例は、流路１３ａの両端部外側に小径の連通路を介して接続された変形可能部１３ｄを備えている。流路１３ａ、小径の連通路、及び変形可能部１３ｄは、第１作動流体Ｆ１及び第２作動流体Ｆ２により満たされている。この場合、第２作動流体Ｆ２の噴射等により流路１３ａ内の圧力が上昇しようとすると、変形可能部１３ｄが拡張する。従って、流路１３ａ内の圧力が所定圧以下に維持される。
【０１４３】
（第１実施形態の流路の変形例）
次に、第１実施形態の作動流体移動デバイス１０を代表例として使用して、本発明による作動流体移動デバイスの流路の形状について説明する。上述した流路１３ａは、流線方向に直交する平面で切断した断面が略正方形状であったが、これに限定されることなく、円形、楕円形、及び三角形を含む多角形等であってもよい。
【０１４４】
この場合、流路（作動流体移動デバイス）の概略縦断面図である図１８の（Ａ）及び流路の概略斜視図である図１８の（Ｂ）に示したように、流路１３ａが、第１開口１４ａ１から噴射される第２作動流体Ｆ２の噴射の主方向（この場合、Ｙ軸方向）に直交する平面（Ｘ−Ｚ平面）で流路１３ａを切断した断面（図１８の（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って流路１３ａを切断したときの断面、即ち、流路の横断面）の面積（図１８の（Ｂ）に示した斜線部の面積であって、流路１３ａの流線方向の単位長さあたりの面積）が、第１開口１４ａ１からの距離が増大するにつれて（即ち、第２作動流体Ｆ２の噴射方向であるＹ軸負方向に進むにつれて）減少するように構成されているとよい。
【０１４５】
これによれば、噴射された第２作動流体Ｆ２が進行するほど、その流速が増加する。従って、より効果的に（短時間内に）第１作動流体Ｆ１を第２作動流体Ｆ２により切断することができる。また、噴射された第２作動流体Ｆ２が第１作動流体Ｆ１中を進行するにつれて、第２作動流体Ｆ２の噴射の先端面と流路１３ａの壁面とで構成される部分の表面積が急激に減少し、同部分における第１作動流体Ｆ１の表面エネルギーが急激に増大することになるので、第１作動流体Ｆ１は同部分から排除され易くなる。従って、第１作動流体Ｆ１をより短時間で切断することが可能となる。
【０１４６】
（第１実施形態の第５変形例）
第１実施形態の第５変形例は、作動流体移動デバイス１０の第１連通路形成部１４を図１９に概念的に示した第１連通路形成部３１に置換したものである。なお、図１９の（Ａ）は、第１連通路形成部３１の平面形状を流路１３ａとともに示した概念図であり、図１９の（Ｂ）は第１連通路形成部３１の第１開口３１ａ１の正面視の形状を流路１３ａとともに示した概念図である。
【０１４７】
この第１連通路形成部３１は、各一方の端部が第１開口３１ａ１を構成する第１ノズル部３１ａを複数（この例では、二つ）備えている。複数の第１ノズル部３１ａの各他方の端部は、第１連通路１４ｂと同一の一つの第１連通路３１ｂに接続されている。各第１ノズル部３１ａは、第１ノズル部１４ａと同様である。但し、第１ノズル部３１ａの幅（Ｘ軸方向の長さ）は、第１ノズル部１４ａの幅より小さい。
【０１４８】
（第１実施形態の第６変形例）
第１実施形態の第６変形例は、作動流体移動デバイス１０の第１連通路形成部１４を図２０に概念的に示した第１連通路形成部３２に置換したものである。なお、図２０の（Ａ）は、第１連通路形成部３２の平面形状を流路１３ａとともに示した概念図であり、図２０の（Ｂ）は第１連通路形成部３２の第１開口３２ａ１の正面視の形状を流路１３ａとともに示した概念図である。
【０１４９】
この第１連通路形成部３２は、各一方の端部が第１開口３２ａ１を構成する第１ノズル部３２ａを複数（この例では、二つ）備えている。複数の第１ノズル部３２ａの各他方の端部は、第１連通路１４ｂと同一の一つの第１連通路３２ｂに接続されている。各第１ノズル部３２ａは、図９に示した第１ノズル部１６ａと同様に、第１ノズル部３２ａの流線方向（ここではＹ軸方向）に直交する平面（Ｘ−Ｚ平面）で同第１ノズル部３２ａを切断した断面の面積が、第１連通路３２ｂから第１開口３２ａ１（従って、流路１３ａ）に近づくほど減少するように構成されている。
【０１５０】
（第１実施形態の第７変形例）
第１実施形態の第７変形例は、作動流体移動デバイス１０の第１連通路形成部１４を図２１に概念的に示した第１連通路形成部３３に置換したものである。なお、図２１の（Ａ）は、第１連通路形成部３３の平面形状を流路１３ａとともに示した概念図であり、図２１の（Ｂ）は第１連通路形成部３３の第１開口３３ａ１，３３ｂ１，３３ｃ１の正面視の形状を流路１３ａとともに示した概念図である。
【０１５１】
この第１連通路形成部３３は、複数（この例では、３本）の第１ノズル部３３ａ，３３ｂ，３３ｃと、一つの第１連通路３３ｄとを備えている。第１ノズル部３３ａ，３３ｂ，３３ｃの各一方の端部は、それぞれ第１開口３３ａ１，３３ｂ１，３３ｃ１を構成している。第１ノズル部３３ａ，３３ｂ，３３ｃの各他方の端部は、第１連通路１４ｂと同一の一つの第１連通路３３ｄに接続されている。第１ノズル部３３ａ，３３ｂ，３３ｃのそれぞれは、第１ノズル部１４ａと同様である。但し、第１ノズル部３３ａと第１ノズル部３３ｃは同一であるが、その幅（Ｘ軸方向の長さ）は、第１ノズル部１４ａの幅より小さい。第１ノズル部３３ｂは、その幅（Ｘ軸方向の長さ）が、第１ノズル部１４ａの幅よりも小さく、第１ノズル部３３ａの幅より大きい。
【０１５２】
この変形例によれば、図２１の（Ｃ）に示したように、第１開口３３ｂ１（第１ノズル部３３ｂ）から噴射される第２作動流体Ｆ２の流速は、第１開口３３ａ１，３３ｃ１（第１ノズル部３３ａ，３３ｃ）から噴射される第２作動流体Ｆ２の流速よりも大きくなる。第１開口３３ｂ１（第１ノズル部３３ｂ）の面積が第１開口３３ａ１，３３ｃ１（第１ノズル部３３ａ，３３ｃ）の面積よりも大きいから、第１開口３３ｂ１（第１ノズル部３３ｂ）の流路抵抗が第１開口３３ａ１，３３ｃ１（第１ノズル部３３ａ，３３ｃ）の流路抵抗よりも小さくなるからである。
【０１５３】
この結果、図２１の（Ｃ）の破線により示したように、噴射された第２作動流体Ｆ２のＸ−Ｙ平面における外郭形状（各第１開口から噴射された第２作動流体の先端面を仮想的に繋ぐことで形成される第２作動流体Ｆ２の外郭形状）が、中央部において最も突出した楔状となるので、より一層効果的に第１作動流体Ｆ１を切断することができる。
【０１５４】
（第１実施形態の第８変形例）
第１実施形態の第８変形例は、作動流体移動デバイス１０の第１連通路形成部１４を図２２に概念的に示した第１連通路形成部３４に置換したものである。なお、図２２の（Ａ）は、第１連通路形成部３４の平面形状を流路１３ａとともに示した概念図であり、図２２の（Ｂ）は第１連通路形成部３４の第１開口３４ａ１，３４ｂ１，３４ｃ１の正面視の形状を流路１３ａとともに示した概念図である。
【０１５５】
この第１連通路形成部３４は、複数（この例では、３本）の第１ノズル部３４ａ，３４ｂ，３４ｃと、一つの第１連通路３４ｄとを備えている。第１ノズル部３４ａ，３４ｂ，３４ｃの各一方の端部は、それぞれ第１開口３４ａ１，３４ｂ１，３４ｃ１を構成している。第１ノズル部３４ａ，３４ｂ，３４ｃの各他方の端部は、第１連通路１４ｂと同一の一つの第１連通路３４ｄに接続されている。
【０１５６】
第１ノズル部３４ａは、図１０に示した第１ノズル部１６ａと同様に、第１ノズル部３４ａの流線方向（ここではＹ軸方向）に直交する平面（Ｘ−Ｚ平面）で同第１ノズル部３４ａを切断した断面の面積が、第１連通路３４ｄから第１開口３４ａ１（従って、流路１３ａ）に近づくほど減少するように構成されている。第１ノズル部３４ｃは、第１ノズル部３４ａと同一の形状を有している。
【０１５７】
第１ノズル部３４ｂも、第１ノズル部３４ａと同様に、Ｘ−Ｚ平面による断面の面積が、第１連通路３４ｄから第１開口３４ｂ１に近づくほど減少する形状を有している。但し、流路から所定の距離だけ隔てた位置における第１ノズル部３４ｂのＸ−Ｚ平面による断面の面積は、流路から同じ所定の距離だけ隔てた位置における第１ノズル部３４ａのＸ−Ｚ平面による断面の面積よりも大きい。従って、第１開口３４ｂ１の形状は、第１開口３４ａ１の形状である長方形の短辺（幅）よりも長い短辺を有する長方形となっている。
【０１５８】
この変形例によれば、図２２の（Ｃ）に示したように、第１開口３４ｂ１（第１ノズル部３４ｂ）から噴射される第２作動流体Ｆ２の流速は、第１開口３４ａ１，３４ｃ１（第１ノズル部３４ａ，３４ｃ）から噴射される第２作動流体Ｆ２の流速よりも大きくなる。第１開口３４ｂ１（第１ノズル部３４ｂ）の流路抵抗が第１開口３４ａ１，３４ｃ１（第１ノズル部３４ａ，３４ｃ）の流路抵抗よりも小さくなるからである。
【０１５９】
この結果、図２２の（Ｃ）の破線により示したように、噴射された第２作動流体Ｆ２のＸ−Ｙ平面における外郭形状（各第１開口から噴射された第２作動流体の先端面を仮想的に繋ぐことで形成される第２作動流体Ｆ２の外郭形状）が、中央部において最も突出した楔状となるので、より一層効果的に第１作動流体Ｆ１を切断することができる。
【０１６０】
上述した第１実施形態の第７及び第８変形例は、複数の第１ノズル部を備え、且つ、そのうちの少なくとも二つの第１ノズル部が、互いに形状が異なる第１開口を有している。これにより、各第１開口から噴射された第２作動流体Ｆ２の先端面を仮想的に繋ぐことで形成される第２作動流体Ｆ２の外郭形状を所望の形状（第１作動流体Ｆ１を切断する点において有利な形状）に制御することができる。
【０１６１】
（第１実施形態の第９変形例）
第１実施形態の第９変形例は、作動流体移動デバイス１０の第１連通路形成部１４を図２３に概念的に示した第１連通路形成部３５に置換したものである。なお、図２３の（Ａ）は、第１連通路形成部３５の平面形状を流路１３ａとともに示した概念図であり、図２３の（Ｂ）は第１連通路形成部３５の第１開口３５ａ１，３５ｂ１，３５ｃ１の正面視の形状を流路１３ａとともに示した概念図である。
【０１６２】
この第１連通路形成部３５は、複数（この例では、３本）の第１ノズル部３５ａ，３５ｂ，３５ｃと、一つの第１連通路３５ｄとを備えている。第１ノズル部３５ａ，３５ｂ，３５ｃの各一方の端部は、それぞれ第１開口３５ａ１，３５ｂ１，３５ｃ１を構成している。第１ノズル部３５ａ，３５ｂ，３５ｃの各他方の端部は、第１連通路１４ｂと同様の一つの第１連通路３５ｄに接続されている。
【０１６３】
第１ノズル部３５ａ，３５ｂ，３５ｃのそれぞれは、各ノズル部の流線方向に直交する平面（Ｘ−Ｚ平面）で各ノズル部を切断した断面が互いに同一であって、第１ノズル部１６ａのそれと同様な長方形状となっている。一方、第１ノズル部３５ａの一方の端部（第１開口３５ａ１）から第１連通路３５ｄと接続された他方の端部までの距離（流路長）Ｄ１は、第１ノズル部３５ｂの一方の端部（第１開口３５ｂ１）から第１連通路３５ｄと接続された他方の端部までの距離（流路長）Ｄ２よりも長くなっている。第１ノズル部３５ｃの一方の端部（第１開口３５ｃ１）から第１連通路３５ｄと接続された他方の端部までの距離（流路長）は、第１ノズル部３５ａの一方の端部（第１開口３５ａ１）から第１連通路３５ｄと接続された他方の端部までの距離（流路長）Ｄ１と等しくなっている。
【０１６４】
この変形例によれば、図２３の（Ｃ）に示したように、第１開口３５ｂ１（第１ノズル部３５ｂ）から噴射される第２作動流体Ｆ２の流速は、第１開口３５ａ１，３５ｃ１（第１ノズル部３５ａ，３５ｃ）から噴射される第２作動流体Ｆ２の流速よりも大きくなる。第１ノズル部３５ｂの流路長が第１ノズル部３５ａ，３５ｃの流路長よりも短いために、第１ノズル部３５ｂの流路抵抗が第１ノズル部３５ａ，３５ｃの流路抵抗よりも小さくなるからである。
【０１６５】
この結果、図２３の（Ｃ）の破線により示したように、噴射された第２作動流体Ｆ２のＸ−Ｙ平面における外郭形状（各第１開口から噴射された第２作動流体の先端面を仮想的に繋ぐことで形成される第２作動流体Ｆ２の外郭形状）が、中央部において最も突出した楔状となるので、より一層効果的に第１作動流体Ｆ１を切断することができる。
【０１６６】
上述した第１実施形態の第９変形例は、複数の第１ノズル部を備え、且つ、そのうちの少なくとも二つの第１ノズル部は互いに長さが異なる流路長を有している。これにより、各第１開口から噴射された第２作動流体の先端面を仮想的に繋ぐことで形成される第２作動流体Ｆ２の外郭形状を所望の形状（第１作動流体Ｆ１を切断する点において有利な形状）に制御することができる。
【０１６７】
（第１実施形態の第１０変形例）
第１実施形態の第１０変形例は、概略平面図である図２４に示したように、作動流体移動デバイス１０が有する第１ポンプ１１を複数（ここでは二つ）有し、この二つの第１ポンプ１１を用いて一つの第１開口３６ａ１から第２作動流体Ｆ２を噴射するものである。
【０１６８】
即ち、第１ノズル部３６ａは一つの第１開口３６ａ１を備え、その第１開口３６ａ１が形成された端部と反対側の端部（他方の端部）を第１ポンプ１１と同数（ここでは二つ）有している。また、この変形例は、第１ポンプ１１と同数（ここでは二つ）の第１連通路３６ｂ，３７ｂを有している。そして、複数ある第１ノズル部の他方の端部のそれぞれが、複数ある第１連通路のそれぞれを介して、複数ある第１ポンプのそれぞれの第１ポンプ室に連通されている。
【０１６９】
この変形例によれば、複数の第１ポンプを使用して一つの第１開口から第２作動流体Ｆ２を噴射できるので、同噴射される第２作動流体Ｆ２の噴射速度（噴射流量）を大きくすることができる。従って、第１作動流体Ｆ１をより短時間内に切断することができる。
【０１７０】
（第１実施形態の第１１変形例）
第１実施形態の第１１変形例は、概略平面図である図２５に示したように、作動流体移動デバイス１０が有する第１ポンプ１１を複数（ここでは二つ）有し、この二つの第１ポンプ１１を用いて互いに近接した複数（ここでは二つ）の第１開口３８ａ１，３９ａ１から第２作動流体Ｆ２を噴射するものである。即ち、本変形例は、二つの第１連通路形成部３８，３９を備え、それらの各一方の端部により形成された第１開口３８ａ１，３９ａ１を第１連通路形成部３８，３９のそれぞれを介して別の第１ポンプ１１，１１に接続してなるものである。
【０１７１】
この変形例によれば、複数の第１ポンプを使用して、互いに近接した複数の第１開口から第２作動流体Ｆ２を噴射できるので、同噴射される第２作動流体Ｆ２の第１作動流体Ｆ１を切断する力を大きくすることができる。従って、第１作動流体Ｆ１をより短時間内に切断することができる。また、この変形例のように、第１ポンプと同第１ポンプに接続された第１連通路形成部とを複数有する場合、それぞれの第１ポンプを別個に制御することにより、各第１開口から噴射された第２作動流体の先端面を仮想的に繋ぐことで形成される同第２作動流体の外郭形状を、図２１及び図２２等の例と同様に、第１作動流体の切断に有利な形状（例えば、楔形）とすることができる。
【０１７２】
（第１実施形態の第１２変形例）
第１実施形態の第１２変形例は、その概略平面図である図２６の（Ａ）に示したように、作動流体移動デバイス１０の第２ポンプ１２及び第２連通路形成部１５を、流路１３ａを挟んで反対側の位置に形成した点のみにおいて、作動流体移動デバイス１０と相違している。なお、この変形例も図１４〜図１７に示した圧力緩衝部を備えている。
【０１７３】
ここで、かかる変形例の作動について、図２６及び図４４を参照しながら説明する。図４４に示したように、時刻ｔ０から時刻ｔ１までは第１ポンプ１１のアクチュエータ（膜型圧電素子）１１ｂの電極間及び第２ポンプ１２のアクチュエータ（膜型圧電素子）１２ｂの電極間に駆動電圧を付与せず、作動流体移動デバイスが初期状態にあるとき、第１作動流体Ｆ１は図２６の（Ａ）に示したように一つの塊として存在している。なお、第１ポンプ１１のアクチュエータ１１ｂの電極間に付与される駆動電圧を第１ポンプ１１に対する駆動電圧とも称呼し、第２ポンプ１２のアクチュエータ１２ｂの電極間に付与される駆動電圧を第２ポンプ１２に対する駆動電圧とも称呼する。
【０１７４】
次に、第１ポンプ１１のアクチュエータ１１ｂの電極間にその圧電膜の分極方向と同じ極性の電界を付与すべく所定の極性の駆動電圧の付与を開始し、その駆動電圧を徐々に増大する（図４４の時刻ｔ１を参照。）。ここでは、この駆動電圧を正の電圧で表す。なお、時刻ｔ１では、第２ポンプ１２のアクチュエータ１２ｂの電極間に駆動電圧を付与しない。
【０１７５】
これにより、アクチュエータ１１ｂは駆動電圧の大きさに応じた量だけセラミックダイヤフラム１１ａ２を下方に直ちに屈曲変位させる。従って、第１ポンプ室１１ａの容積は直ちに減少を開始し、第１ポンプ１１は非圧縮性流体である第２作動流体Ｆ２を第１連通路形成部１４内に直ちに吐出し始める。この結果、第２作動流体Ｆ２は、第１開口１４ａ１から流路１３ａ内に（第１作動流体Ｆ１に向けて）直ちに噴射され、第１作動流体Ｆ１を切断し始める。
【０１７６】
第１ポンプ１１への駆動電圧の付与の開始（時刻ｔ１）から所定時間が経過して時刻ｔ２になると、作動流体移動デバイスは図２６の（Ｂ）に示した「第１作動流体Ｆ１の切断開始後であって切断終了前の状態」となる。このとき、第２ポンプ１２のアクチュエータ（膜型圧電素子）１２ｂの電極間にその圧電膜の分極方向と反対の極性の電界を付与すべく所定の駆動電圧の付与を開始し、その駆動電圧の大きさを徐々に増大する。ここでは、この駆動電圧を負の電圧で表す。
【０１７７】
これにより、アクチュエータ１２ｂは駆動電圧に応じた量だけセラミックダイヤフラム１２ａ２を上方に屈曲変位させる。従って、第２ポンプ室１２ａの容積は時刻ｔ２から直ちに増大を開始し、第２ポンプ１２は非圧縮性流体である第２作動流体Ｆ２を流路１３ａから吸引し始める。これにより、第１作動流体Ｆ１の切断が促進される。
【０１７８】
かかる状態が継続して図４４に示した時刻ｔ３となると、作動流体移動デバイスは図２６の（Ｃ）に示した「第１作動流体Ｆ１の切断がほぼ完了した状態」となる。そこで、時刻ｔ３以降、第１ポンプ１１のアクチュエータ１１ｂの電極間に付与される駆動電圧を一定に維持する。これにより、第１ポンプ１１側からの第２作動流体Ｆ２の噴射が終了する。ただし、第２ポンプ１２のアクチュエータ１２ｂの電極間に対する駆動電圧は大きさが増大し続けているので、第２ポンプ１２による第２作動流体Ｆ２の吸引は継続される。
【０１７９】
その後、図４４に示した時刻ｔ４となると、作動流体移動デバイスは図２６の（Ｄ）に示した「第１作動流体Ｆ１の切断が完全に完了した状態」となる。そこで、時刻ｔ４以降、第２ポンプ１２のアクチュエータ１２ｂの電極間に付与される駆動電圧を一定に維持する。これにより、第２ポンプ１２側への第２作動流体Ｆ２の吸引が終了する。以上により、第１作動流体Ｆ１を切断する際の作動が終了する。
【０１８０】
なお、本例においては、時刻ｔ１〜ｔ３の時間は時刻ｔ２〜ｔ４の時間と実質的に等しく、時刻ｔ３における第１ポンプ１１に対する駆動電圧Ｖ１と時刻ｔ４における第２ポンプ１２に対する駆動電圧Ｖ２とは、その絶対値が互いに等しい。換言すると、第２ポンプに対する駆動電圧の変化速度は、第１ポンプ１１に対する駆動電圧の変化速度と等しくなるように設定されている。
【０１８１】
また、切断・分離された第１作動流体Ｆ１を接合する際には、図４４の時刻ｔ５〜ｔ７に示したように、第１ポンプ１１に対する駆動電圧を電圧Ｖ１から０に向けて変化させる（減少させる）。これにより、二つの塊に分離された第１作動流体Ｆ１間に存在する第２作動流体Ｆ２が第１ポンプ１１側に吸引されるから、同二つの塊の第１作動流体Ｆ１が互いに接近する。また、時刻ｔ５から所定時間が経過した時刻ｔ６（この時刻は時刻ｔ７よりも前である）から時刻ｔ８までの間、第２ポンプ１２に対する駆動電圧を電圧Ｖ２から０に向けて変化させる（絶対値を減少させる）。これにより、第２ポンプ１２側から第２作動流体Ｆ２が流路１３ａ内に戻されるので、二つの塊となっている第１作動流体Ｆ１の接合が補助される。この結果、時刻ｔ８になると、作動流体移動デバイスは図２６の（Ａ）に示した初期状態へと復元する。
【０１８２】
なお、第１実施形態の作動流体移動デバイス１０においても、第２ポンプ１２を上記変形例と同様に作動させ、第１作動流体Ｆ１の切断を促進してもよい。また、上記変形例においては、第２ポンプ１２による第２作動流体Ｆ２の吸引作動の開始時点（第２ポンプ１２のアクチュエータ１２ｂの電極間への前記電圧印加の開始時点）は、第１ポンプ１１による第２作動流体Ｆ２の噴射作動の開始時点と異なっていたが、同時であってもよい。
【０１８３】
さらに、第１ポンプ１１による第２作動流体Ｆ２の噴射作動の開始直前、開始時、開始直後のいずれかの時点で、第２ポンプ１２のアクチュエータ（膜型圧電素子）１１ｂの電極間に圧電膜の分極方向と同じ極性の電界を付与するための電圧を付与し、その後、圧電膜の分極方向と反対の極性の電界を付与するための電圧の付与を開始してもよい。これによれば、第１ポンプ１１による第２作動流体Ｆ２の噴射開始時（つまり、第１作動流体Ｆ１の切断開始時）において、第１作動流体Ｆ１の位置を変化し難くできるので、第１作動流体Ｆ１の切断の開始を確実に行うことが可能となる。
【０１８４】
（第１実施形態の第１３変形例）
第１実施形態の第１３変形例は、その概略平面図である図２７の（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、作動流体移動デバイス１０の第２ポンプ１２及び第２連通路形成部１５を、複数（ここでは２つ）形成したものであり、他は作動流体移動デバイス１０と同様である。この変形例においては、一対の第２ポンプ１２及び第２連通路形成部１５は、流路１３ａの両端位置近傍であって、第１ポンプ１１及び第１連通路形成部１４を流路１３ａを挟んむような位置に配置されている。
【０１８５】
なお、図２７の（Ａ）は、第１ポンプ１１による第２作動流体Ｆ２の噴射開始直後の状態を示し、図２７の（Ｂ）は第１作動流体Ｆ１が切断されて二つの塊に分離された後の状態を示している。
【０１８６】
（第１実施形態の第１４変形例）
第１実施形態の第１４変形例は、その概略平面図である図２８に示したように、第１ポンプ１１及び第１連通路形成部１４からなる組を２組備え、これらの組を流路１３ａを挟んで対向するように配置した点においてのみ、図２７に示した変形例と相違している。
【０１８７】
この変形例によれば、第２作動流体Ｆ２が衝突するように噴射されることになるので、第１作動流体Ｆ１の切断時間を更に短縮することができる。
【０１８８】
（第１実施形態の第１５変形例）
第１実施形態の第１５変形例は、その概略平面図である図２９に示したように、第２ポンプ１２及び第１連通路形成部１５からなる組を４組備え、これらを流路１３ａの両端部において、流路１３ａを挟んで対向するように配置した点においてのみ、図２８に示した変形例と相違している。即ち、この例では、第１開口同士が流路１３ａの流線方向中央部で同流路１３ａを挟んで対向配置され、第２開口同士が流路１３ａの流線方向両端部で同流路１３ａを挟んで対向配置されている。
【０１８９】
この変形例によれば、第２作動流体Ｆ２が衝突するように噴射され、且つ、第２作動流体Ｆ２を効率よく吸引できることになるので、第１作動流体Ｆ１の切断時間を更に短縮することができる。
【０１９０】
（第１実施形態の第１６変形例）
第１実施形態の第１６変形例は、その概略平面図である図３０の（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、第１ポンプ１１及び第１連通路形成部１４の組と、第２ポンプ１２及び第２連通路形成部１５の組とを、流路１３ａを挟んで対向するように配置した点においてのみ、作動流体移動デバイス１０と相違している。
【０１９１】
即ち、この例においては、第１ポンプ１１に連通した第１連通路形成部１４の第１開口１４ａ１と第２ポンプ１２に連通した第２連通路形成部１５の第２開口１５ａ１とが流路１３ａを挟んで対向する位置に形成されている。また、第２開口１５ａ１の面積は第１開口１４ａ１の面積よりも大きく、従って、第１開口１４ａ１と第２開口１５ａ１とが互いに異なる形状を有するようになっている。
【０１９２】
この変形例では、第１作動流体Ｆ１を切断する際、第１ポンプ１１のみを作動させて第２作動流体Ｆ２を噴射し、第２ポンプ１２は非作動としておく（図３０の（Ａ）の矢印を参照。）。逆に、二つに分離された第１作動流体Ｆ１を接合する際には、第２ポンプ１２のみを作動させて第１ポンプ１１は非作動としておき、二つの塊に分離している第１作動流体Ｆ１の間に存在する第２作動流体Ｆ２を流路１３ａから吸引する（図３０の（Ｂ）の矢印を参照。）。
【０１９３】
この変形例によれば、第１開口１４ａ１から噴射された第２作動流体Ｆ２により二つの塊状に切断（分断）された第１作動流体Ｆ１間に存在する同第２作動流体Ｆ２を、第２開口１５ａ１から吸引することができるので、切断された第１作動流体Ｆ１を元の一つの塊状に容易に復元することができる。
【０１９４】
また、第１作動流体Ｆ１を切断するときには、第１開口１４ａ１の形状に基づいて形成される幅の狭い第２作動流体Ｆ２の噴射流を利用できる。また、二つに分離された第１作動流体Ｆ１を接合する際には、第２開口１５ａ１の面積が第１開口１４ａ１より大きいことから、第２作動流体Ｆ２を効果的に吸引することができる。この結果、第１作動流体Ｆ１の切断（分離）及び接合を短時間内に行うことができる、高い応答性の作動流体移動デバイスを提供することができる。
【０１９５】
なお、本例においては、第１ポンプ室１１ａ（及び／又は第１連通路形成部１４）に第２作動流体Ｆ２をその外部から充填する機構、並びに、第２ポンプ室１２ａ（及び／又は第２連通路形成部１５）から第２作動流体Ｆ２をその外部へ排出する機構を備えることが好適である。
【０１９６】
具体的には、第１連通路形成部１４及び第１ポンプ室１１ａの何れか一方と第２ポンプ室１２ａ及び第２連通路形成部１５の何れか一方とを、微細な流路断面積（流路１３ａの縦断面の面積よりも小さい面積）を備えたサブチャネル（このサブチャネルは基体１０ａ内に形成される。）で連通しておく。このサブチャネルは、第１ポンプ室１１ａ内の圧力と第２ポンプ室１２ａ内の圧力の差圧が急激に変化するときは大きい流路抵抗を示し、同差圧が緩慢に変化するときは小さい流路抵抗を呈する。そして、第１ポンプ１１及び第２ポンプ１２を、第２作動流体Ｆ２の流路１３ａへの噴射及び流路１３ａからの吸引を発生させないがサブチャンネル内で第２作動流体を移動させることができる程度に緩慢に作動させ（各ポンプ室の容積を徐々に変更することにより前記差圧を徐々に変更し）、このサブチャネルを介して第２作動流体を第２ポンプ室１２ａ側から第１ポンプ室１１ａ側へ還流してもよい。
【０１９７】
また、このようなサブチャネルに加えて、或いは、このようなサブチャネルに代わり、流路１３ａ内において第１開口１４ａ１と第２開口１５ａ１とを繋ぐように形成された第２作動流体Ｆ２を、第１ポンプ１１を第２作動流体Ｆ２の噴射時よりも緩慢に作動させることにより流路１３ａから第１ポンプ室１１ａ側に直接吸引してもよい。更に、第２ポンプ１２を第２作動流体Ｆ２の吸引時よりも緩慢に作動させて第２ポンプ室１２ａ側の第２作動流体Ｆ２を流路１３ａ内に徐々に押し戻し、これにより流路１３ａから第１ポンプ室１１ａ側に第２作動流体Ｆ２を戻してもよい。
【０１９８】
（第１実施形態の第１７変形例）
第１実施形態の第１７変形例は、その概略平面図である図３１の（Ａ）〜（Ｄ）に示したように、第１ポンプ１１及び第１連通路形成部１４の組と、第１ポンプ４１及び第１連通路形成部４４の組とを有するとともに、第１作動流体Ｆ１を流路１３ａ内の所定位置に滞留させるための第１作動流体滞留部ＤＫ１，ＤＫ２，ＤＫ３を流路１３ａの３箇所に備えている。第１作動流体滞留部ＤＫ１はＸ軸方向の負側、第１作動流体滞留部ＤＫ２は中央、第１作動流体滞留部ＤＫ３はＸ軸方向の正側に設けられている。
【０１９９】
第１作動流体滞留部ＤＫ１，ＤＫ２，ＤＫ３の各々は、流路１３ａの流線方向（Ｘ軸方向）に直交する平面（Ｙ−Ｚ平面）で切断した断面の面積が、流路１３ａの第１作動流体滞留部以外の部分ＳＫ１，ＳＫ２を同平面（Ｙ−Ｚ平面）で切断した断面の面積よりも大きく設定されることにより構成されている。従って、第１作動流体滞留部ＤＫ１，ＤＫ２，ＤＫ３を大径部ＤＫ１，ＤＫ２，ＤＫ３とそれぞれ称呼し、第１作動流体滞留部以外の部分ＳＫ１，ＳＫ２を小径部ＳＫ１，ＳＫ２とそれぞれ称呼することもできる。
【０２００】
一つの大径部に隣接する他の大径部は、小径部により連接（接続）されている。即ち、大径部ＤＫ１とＤＫ２は小径部ＳＫ１により連接され、大径部ＤＫ２とＤＫ３は小径部ＳＫ２により連接されている。第１連通路形成部１４の第１開口１４ａ１は、Ｘ軸正方向側の小径部（以下、便宜上「右側小径部」と云う。）ＳＫ２に設けられ、第１連通路形成部４４の第１開口４４ａ１はＸ軸負方向側の小径部（以下、便宜上「左側小径部」と云う。）ＳＫ１に設けられている。これにより、第２作動流体Ｆ２は、小径部ＳＫ１又は小径部ＳＫ２において流路１３ａ内に噴射されるようになっている。大径部ＤＫ１，ＤＫ２，ＤＫ３のそれぞれにおいては小径部ＳＫ１，ＳＫ２のそれぞれにおいてよりも第１作動流体Ｆ１の表面エネルギーが小さくなるので、第１作動流体Ｆ１は大径部ＤＫ１，ＤＫ２，ＤＫ３内に安定的に滞留する傾向を有する。
【０２０１】
次に、本変形例の作動について説明する。ある任意の時点において、第１ポンプ１１，４１の何れもが作動していないとき、第１作動流体Ｆ１は図３１の（Ａ）又は（Ｃ）に示した位置に存在する。ここでは、図３１の（Ａ）の状態、即ち、第１作動流体Ｆ１が大径部ＤＫ２，ＤＫ３及び右側小径部ＳＫ２に存在していると仮定して説明を続ける。
【０２０２】
この状態で、第１ポンプ１１を作動させ第２作動流体Ｆ２を右側小径部ＳＫ２において噴射させると、右側小径部ＳＫ２内に噴射された第２作動流体Ｆ２により排除・切断された量と同量の第１作動流体Ｆ１が左側小径部ＳＫ１内に侵入して行く（図３１の（Ｂ）を参照。）。その後、第１作動流体Ｆ１が右側小径部ＳＫ２において切断されると、図３１の（Ｃ）に示した状態となる。即ち、第１作動流体Ｆ１は大径部ＤＫ１，ＤＫ２及び左側小径部ＳＫ１に存在するようになる。この時点で、第１ポンプ１１の作動は停止され、第２作動流体Ｆ２の噴射は終了する。
【０２０３】
また、この状態（図３１の（Ｃ）に示した状態）においては、第１ポンプ４１を作動させ第２作動流体Ｆ２を左側小径部ＳＫ１において噴射させる。これにより、左側小径部ＳＫ１内に噴射された第２作動流体Ｆ２により排除・切断された量と同量の第１作動流体Ｆ１が右側小径部ＳＫ２内に侵入して行く（図３１の（Ｄ）を参照。）。その後、第１作動流体Ｆ１が左側小径部ＳＫ１において切断されると、図３１の（Ａ）に示した状態に復帰する。この時点で、第１ポンプ４１の作動は停止され、第２作動流体Ｆ２の噴射は終了する。
【０２０４】
このように、本変形例の作動流体移動デバイスは、第１作動流体滞留部ＤＫ１，ＤＫ２，ＤＫ３により第１作動流体Ｆ１が所定位置に滞留せしめられたとき、第１作動流体Ｆ１が第１開口１４ａ１に対向する位置（小径部ＳＫ２）に存在する状態及び第１開口１４ａ１に対向する位置に存在しない状態の何れか一方の状態を選択的に取り得るように構成されている。従って、切断されて移動する第１作動流体Ｆ１の位置を確実に制御することができる。
【０２０５】
また、第２作動流体Ｆ２は小径部ＳＫ１，ＳＫ２において噴射されるので、小径部ＳＫ１，ＳＫ２に存在する第１作動流体Ｆ１を短時間内に切断することができる。この結果、高い応答性を有する作動流体移動デバイスが提供される。
【０２０６】
（第１実施形態の第１８変形例）
第１実施形態の第１８変形例は、その概略平面図である図３２に示したように、第１ポンプ１１及び第１連通路形成部１４の組と、第１ポンプ４１及び連通路形成部４４の組とを有するとともに、第１作動流体Ｆ１を流路１３ａ内の所定位置に滞留させるための第１作動流体滞留部ＮＲ１，ＮＲ２，ＮＲ３を流路１３ａの３箇所に備えている。第１作動流体滞留部ＮＲ１はＸ軸方向の負側、第１作動流体滞留部ＮＲ２は中央、第１作動流体滞留部ＮＲ３はＸ軸方向の正側に設けられている。
【０２０７】
第１作動流体滞留部ＮＲ１，ＮＲ２，ＮＲ３の各々は、同第１作動流体滞留部ＮＲ１，ＮＲ２，ＮＲ３の各々における流路１３ａの壁面に対する第１作動流体Ｆ１の濡れ性が、同第１作動流体滞留部以外の部分の流路１３ａの壁面に対する同第１作動流体Ｆ１の濡れ性よりも良好とされることにより構成されている。例えば、第１作動流体滞留部ＮＲ１，ＮＲ２，ＮＲ３の流路１３ａの壁面には第１作動流体Ｆ１の濡れ性が良好となる金属膜が形成されている。従って、第１作動流体Ｆ１は、第１作動流体滞留部ＮＲ１，ＮＲ２，ＮＲ３に安定的に滞留する傾向を有する。従って、第１作動流体Ｆ１の位置を確実に制御することができる。
【０２０８】
本変形例の作動流体移動デバイスによっても、第１作動流体滞留部ＮＲ１，ＮＲ２，ＮＲ３により第１作動流体Ｆ１が所定位置に滞留せしめられたとき、第１作動流体Ｆ１が第１開口１４ａ１に対向する位置に存在する状態及び第１開口１４ａ１に対向する位置に存在しない状態の何れか一方の状態を選択的に取り得るように構成されている。
【０２０９】
また、第１作動流体滞留部ＮＲ１，ＮＲ２，ＮＲ３は金属膜とすることもできるので、この金属膜をスイッチの電極として使用すれば、安価なスイッチを提供することができる。
【０２１０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る作動流体移動デバイス５０について説明する。この作動流体移動デバイス５０は、平面図である図３３及び図３３の３−３線に沿った平面にて同作動流体移動デバイス５０を切断した断面図である図３４に示したように、第１実施形態に係る作動流体移動デバイス１０の第１連通路形成部１４を第１連通路形成部５１に置き換えた点にのみにおいて相違している。従って、以下、かかる相違点を中心に説明を加える。
【０２１１】
第１連通路形成部５１は、第１ノズル部５１ａと第１連通路５１ｂとを形成する部分である。第１連通路５１ｂは、第１連通路１４ｂと同一構造を有している。
【０２１２】
第１ノズル部５１ａは、その一方の端部が流路１３ａに接続されていて、流路１３ａに第１開口５１ａ１を形成している。第１連通路５１ｂは、第１ノズル部５１ａの他方の端部と第１ポンプ室１１ａとを連通している。第１ノズル部５１ａと第１連通路５１ｂには第２作動流体Ｆ２が収容されている。
【０２１３】
第１開口５１ａ１は、正面視において（Ｙ軸方向から見て）流路１３ａの流線方向（Ｘ軸方向）に沿う辺と同流線方向に直交する方向（この場合、Ｚ軸方向）に沿う辺とからなる略正方形状を有している。これらの各辺の長さは、流路１３ａのＺ軸方向の長さ（従って、Ｙ軸方向の長さ）の半分よりも短い。第１開口５１ａ１は、流路１３ａの概略正面図である図３５の（Ａ）及び流路１３ａの概略側面図である図３５の（Ｂ）にも示したように、流路１３ａのＺ軸方向の中央よりもＺ軸上方の位置に設けられている。換言すると、第１開口５１ａ１は、その上辺が流路１３ａの上壁面に一致するように配置されている。
【０２１４】
第１ノズル部５１ａは、第１開口５１ａ１（第１ノズル部５１ａの一方の端部）から流路１３ａの流線方向と直交する方向（この場合、Ｙ軸方向）に延びている。第１ノズル部５１ａは、平面視で第１ポンプ１１と流路１３ａとの間に他方の端部を有している。第１ノズル部５１ａは、同第１ノズル部５１ａを同第１ノズル部５１ａの流線方向（Ｙ軸方向）と直交する平面（Ｘ−Ｚ平面）で切断した断面が、前記第１開口５１ａ１と同一の正方形状を有している。
【０２１５】
次に、作動流体移動デバイス５０の第１作動流体Ｆ１を切断する際の作動について説明する。図３６は第２作動流体Ｆ２の噴射により変化する第１作動流体Ｆ１の状態を時系列的に示した図である。図３６の（Ａ）〜（Ｃ）の各左側にある図は作動流体移動デバイス５０の流路１３ａ近傍の概略平面図（ただし、Ｚ軸正方向を見た図）であり、図３６の（Ａ）〜（Ｃ）の各右側にある図は、各左側にある図の流路１３ａのＡ−Ａ断面図（Ｘ軸負方向を見た図）である。
【０２１６】
図３６の（Ａ）に示したように、第２作動流体Ｆ２の噴射を開始すると、第２作動流体Ｆ２は流路１３ａの壁面に沿って進行して行く。そして、時間が経過すると、図３６の（Ｂ）に示したように、第２作動流体Ｆ２はリング状となる。従って、第１作動流体Ｆ１のＹ−Ｚ平面に沿う断面は、流路縦断面の重心Ｇを中心し且つ第２作動流体Ｆ２の噴射開始前の半径よりも小さい半径を有する円形となる。即ち、第１作動流体Ｆ１は次第に径が細くなり、その後、図３６の（Ｃ）に示したように切断される。
【０２１７】
このように、第１開口５１ａ１から噴射される第２作動流体Ｆ２は、流路１３ａを同流路１３ａの流線方向に直交する平面（Ｙ−Ｚ平面）で切断した断面の重心Ｇ（以下、単に「流路縦断面の重心Ｇ」と云うことがある。）の周りに旋回運動をする。換言すると、第１ノズル部５１ａは、第１開口５１ａ１から噴射された第２作動流体Ｆ２が、流路縦断面の重心Ｇ周りに旋回運動をするように構成されている。具体的には、第１ノズル部５１ａは、第１開口５１ａ１から噴射される第２作動流体Ｆ２の噴射方向（噴射の主方向）が流路縦断面の重心Ｇを通らないように構成されいる。
【０２１８】
その結果、第１作動流体Ｆ１は、同第１作動流体Ｆ１をＹ−Ｚ平面で切断した断面が、前記流路縦断面の重心Ｇを中心とした略円形を維持しながら、次第にその半径を減少するように変形し、切断される。即ち、第２作動流体Ｆ２は、第１作動流体Ｆ１を捩りながら同第１作動流体Ｆ１の径を減少させることで切断する。
【０２１９】
このような第１作動流体Ｆ１の切断形態は、特に、本作動流体移動デバイス５０が、第１作動流体Ｆ１を切断及び接合するスイッチングデバイスであって、第１作動流体Ｆ１中を流れる高周波の信号を扱うデバイスとして使用される場合に有利である。高周波の信号は第１作動流体Ｆ１の表面付近を主として流れるため（表皮効果）、第１作動流体Ｆ１の切断箇所においては軸対称の形状（この場合、流路縦断面の重心Ｇを中心とする円形）を維持しながら切断される方が、そうでない場合に比べ、信号にノイズが重畳し難いからである。
【０２２０】
なお、作動流体移動デバイス５０の流路の断面形状は略正方形であったが、同流路１３ａの断面形状が円形である場合には、第１作動流体Ｆ１は図３７に示したように、その断面が軸対称形状（重心Ｇを中心とする円形）を維持しながら切断されて行く。
【０２２１】
また、上記第１連通路形成部５１（第１ノズル部５１ａ及び第１連通路５１ｂ）とが接続された第１ポンプ１１を吸引ポンプとして使用すれば、流路内の第２作動流体Ｆ２を旋回させながら吸引することができる。このとき、吸引する第２作動流体Ｆ２が二つに切断された第１作動流体Ｆ１の間にある第２作動流体Ｆ２であるとすると、各第１作動流体Ｆ１はその断面が軸対称形状（流路１３ａの縦断面の重心Ｇを中心とする円形）を維持しながら接合されて行く。その結果、第１作動流体Ｆ１の接合時において、高周波信号に重畳するノイズを低減することができる。
【０２２２】
（第３実施形態の第１変形例）
図３８は、第３実施形態の第１変形例に係る作動流体移動デバイスの流路１３ａを、第２作動流体Ｆ２の噴射位置（第１開口５２ａ１）を含む位置であって、縦断面が正方形状である流路１３ａの流線方向に直交する平面（Ｙ−Ｚ平面）で切断した断面（流路の縦断面）を示している。この変形例においては、第２作動流体Ｆ２が、流路１３ａの流線方向に直交する平面内にて流路１３ａの一つの壁面に直交する線（流路の法線）に対して角度θだけ傾斜して流路１３ａ内に入射するようになっている。
【０２２３】
これによれば、作動流体移動デバイスを製作するとき、流路１３ａの上壁面を構成するセラミックシートを僅かに加工するだけで、第２作動流体Ｆ２の入射角度を第２作動流体Ｆ２に旋回運動を起こさせるための最適角度とすることができる。
【０２２４】
（第３実施形態の第２変形例）
図３９は、第３実施形態の第２変形例に係る作動流体移動デバイスを説明する図である。図３９の（Ａ）は流路１３ａを、第２作動流体Ｆ２の噴射位置（第１開口５１ａ１）を含む位置であって、縦断面が円形の流路１３ａの流線方向に直交する平面（Ｙ−Ｚ平面）で切断した断面図である。図３９（Ｂ）は流路１３ａの正面図である。なお、流路１３ａの縦断面は円形に限定されず、正方形、多角形等であてもよい。
【０２２５】
この変形例においては、噴射される第２作動流体Ｆ２の同噴射方向が、流路１３ａの流線方向（長手方向であるＸ軸方向）に進行する成分を有し、且つ、流路１３ａの縦断面の重心Ｇを通ることがない方向となっている。即ち、第２作動流体Ｆ２の噴射の主方向が、流路１３ａの長手方向の軸線を通ることなく、且つ、流路１３ａの軸線（流線）を含む平面内にあって同軸線と直交する法線に対し所定の角度θを有するように、第１ノズル部５３ａが形成されている。
【０２２６】
この結果、第２作動流体Ｆ２は、流路１３ａを同流路１３ａの流線方向に直交する平面で切断した断面の重心Ｇ周りに旋回運動をしながら流路１３ａの流線方向に進行し、第１作動流体Ｆ１を捩りながら切断する。
【０２２７】
（第３実施形態の第３変形例）
第３実施形態の第３変形例は、図４０に流路１３ａの断面図を示したように、第１ノズル部５１ａを複数（ここでは二つ）有し、且つ、この二つの第１ノズル部５１ａ，５１ａは、各第１開口５１ａ１から噴射される第２作動流体Ｆ２の噴射の主方向が流路縦断面の重心Ｇを通らないように、且つ、平行であって互いに逆向きで（一方がＹ軸正方向、他方がＹ軸負方向に）流路縦断面の重心Ｇの周りの同一回転方向に、第２作動流体Ｆ２を流路１３ａ０ａ内に噴射するようになっている。
【０２２８】
これによれば、第２作動流体Ｆ２の噴射開始から短時間内に強い旋回流を流路１３ａ内に発生させることができるので、第１作動流体Ｆ１を短時間で切断することができる。
【０２２９】
（第３実施形態の第４変形例）
第３実施形態の第４変形例は、図４１に流路１３ａの断面図を示したように、第１ノズル部５１ａを複数（ここでは二つ）有している。この二つの第１ノズル部５１ａは、（１）第１開口５１ａ１から噴射される第２作動流体Ｆ２の噴射の主方向が流路縦断面の重心Ｇを通らないように構成され、（２）互いに所定の角度を有して交差（ここでは直交）し、且つ、（３）流路縦断面の重心Ｇの周りの同一回転方向に第２作動流体Ｆ２を噴射するようになっている。
【０２３０】
これによれば、第２作動流体Ｆ２の噴射開始から短時間内に強い旋回流を流路１３ａ内に発生させることができるので、第１作動流体Ｆ１を短時間で切断することができる。
【０２３１】
（第３実施形態の第５変形例）
図４２に流路１３ａの断面図を示した第３実施形態の第５変形例は、上述した第３実施形態の第３変形例の二つの第１ノズル部５１ａのうちの一つを、第１ノズル部５１ａと同様な構成であるが、その流線方向の断面積が第１ノズル部５１ａよりも大きい第１ノズル部５４ａに置換したものである。従って、第１開口５４ａ１の断面積は、第１開口５１ａ１の断面積よりも当然に大きくなっている。
【０２３２】
（第３実施形態の流路の変形例）
次に、第３実施形態に係る作動流体移動デバイス５０の流路１３ａの変形例について説明する。第３実施形態は、第２作動流体Ｆ２に旋回運動を行わせながら第１作動流体Ｆ１を切断するものであるから、流路ＣＨ及び第１ノズル部Ｎ１の構成はかかる旋回運動を助長させる形状・構成であることが好ましい。
【０２３３】
図４３の（Ａ）〜（Ｄ）のそれぞれは、このような流路ＣＨと第１ノズル部Ｎ１との関係を、各流路ＣＨの縦断面により示した図であり、流路ＣＨは、その縦断面形状が上述した正方形や円形等の他、（Ａ）に示した正八角形、（Ｂ）に示した正六角形、（Ｃ）に示した正五角形等の正多角形でもよい。また、流路ＣＨは、その縦断面形状が、（Ｄ）に示した楕円形であってもよい。
【０２３４】
また、これらからの図からも明らかなように、第２作動流体Ｆ２の旋回運動を助長させるためには、第１ノズル部Ｎ１及び流路ＣＨは、第１ノズル部Ｎ１の第１開口Ｎ１ａから噴射される第２作動流体Ｆ２の噴射の主方向と同噴射の主方向上にある流路の壁面とがなす角が直角以外の角度αであり、その壁面で反射された第２作動流体Ｆ２の進行の主方向が図４３の各図に白抜きの矢印で示した第２作動流体Ｆ２の旋回運動の方向と略一致するように構成されていることが必要である。
【０２３５】
以上、説明したように、本発明の各実施形態の作動流体移動デバイスは、非圧縮性流体である第２作動流体を膜型圧電素子により駆動されるポンプで加圧し、これにより流路内に噴射せしめ、この噴射流で第１作動流体を切断するようにしているので、極めて応答性の高いデバイスとなっている。
【０２３６】
また、これらの作動流体移動デバイスは、液体を加熱して気化することに伴う体積膨張を利用して第１作動流体を移動させるデバイスとは異なり、第１ポンプ室の容積を変更して非圧縮性の第２作動流体Ｆ２を噴射することにより第１作動流体Ｆ１を切断するデバイスである。即ち、この作動流体移動デバイスは、第２作動流体Ｆ２を気化する必要がないので、沸点の高い液体を第２作動流体Ｆ２として使用することができる。その結果、本発明による作動流体移動デバイスにおいては、豊富な種類の流体の中から適切な流体を第２作動流体Ｆ２として選択することができる。
【０２３７】
このように本発明による作動流体移動デバイスは、第２作動流体Ｆ２を比較的自由に選択できることから、例えば、第２作動流体Ｆ２として配向性を有する流体を採用することもできる。
【０２３８】
配向性を有する流体とは、長手方向を有する粒子又は長手方向を有する高分子を含む流体であって、この流体が流れ方向に流れるとき、その流れの中でエネルギー的に安定した状態となるように同粒子又は同高分子の長手方向が同流れ方向と平行となり、これにより同粒子又は高分子が整列する傾向を有する流体のことである。
【０２３９】
配向性を有する流体は、これらの粒子又は高分子と溶媒とからなる溶液であってもよく、これらの粒子又は高分子のみからなる流体であってもよい。例えば、配向性を有する高分子溶液の例としては、形状が分子の大きさに対して比較的長い直鎖構造を有する高分子（鎖状の高分子）を含んだ水溶液を挙げることができる。また、配向性を有する粒子の溶液の例としては、ウイスカー等の細長の粒子を溶剤（例えば、水）中に分散させた流体を挙げることができる。
【０２４０】
この配向性を有する流体は、特に、上述した第１ノズル部１４ａ等のように流路幅の狭い流路（マイクロチャネル（微細流路）と呼ばれる。）内を流れる場合、その流路の中央部の流速と流路壁面近傍での流速との差が大きくなることから、流れの中で大きな剪断力を受け、より高い度合いで整列（配向）する。このように流れの中で配向された流体は、ノズル部から自由空間（この場合、流路１３ａ内）に放出されたとしても、短時間内に構造的変化を起こすことなく、暫くの間は配向された状態を維持したまま進行する。
【０２４１】
従って、配向性を有する流体を本発明による作動流体移動デバイスの第２作動流体Ｆ２として採用すれば、同第２作動流体は第１ノズル部から流路内に噴射されてからも噴射方向に直進する傾向がある（換言すると、貫徹力が高い）ので、第１作動流体をより短時間で切断することができる。
【０２４２】
なお、配向性を有する液体の例としては、例えば、高級アルコールの水溶液やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の水溶液等の高分子水溶液、或いは、アゾキシ系液晶高分子やシクロヘキサン系液晶高分子等の液晶高分子の水溶液等を挙げることができる。
【０２４３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、本発明で開示している各作動流体移動デバイスの基本構成を基に、ダイヤフラムを変形させる圧電／電歪材料膜を、反強誘電体材料膜（反強誘電体膜）に置き換えることができる。また、第１連通路形成部として説明した上述の変形例は、第２連通路形成部として採用してもよい。
【０２４４】
また、上記各実施形態において、第１ポンプ室１１ａと第１連通路１４ｂとを一つのポンプ室とみなし、第２ポンプ室１１ａと第２連通路１５ｂとを一つのポンプ室とみなす等、各ポンプのポンプ室とそれに続く連通路とを一つのポンプ室とみなしてもよい。換言すると、第１ポンプ室に第１ノズル部が直接的に連通している作動流体移動デバイス、或いは、第２ポンプ室に第２ノズル部が直接的に連通している作動流体移動デバイス等も、本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る作動流体移動デバイスの平面図である。
【図２】図１に示した作動流体移動デバイスを図１の１−１線に沿った平面にて切断した断面図である。
【図３】図３の（Ａ）は図１に示した第１連通路形成部の概略拡大平面図、図３の（Ｂ）は同第１連通路形成部の概略拡大正面図、図３の（Ｃ）は拡張部が形成された第１連通路形成部の概略拡大正面図である。
【図４】図１に示した作動流体移動デバイスの作動状態を時系列的に示した図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る作動流体移動デバイスの平面図である。
【図６】図５に示した作動流体移動デバイスを図５の２−２線に沿った平面にて切断した断面図である。
【図７】図５に示した作動流体移動デバイスの作動状態を時系列的に示した図である。
【図８】図１及び図５に示した作動流体移動デバイスによる第１作動流体の切断時における状態を比較するための図である。
【図９】第１開口から流路内に噴射される第２作動流体の形状を異ならせた場合における同第２作動流体の噴射量と第１作動流体の断面積との関係を示すグラフである。
【図１０】（Ａ）は図１に示した作動流体移動デバイスの第１変形例の第１連通路形成部の平面図、（Ｂ）は同第１連通路形成部の正面図である。
【図１１】（Ａ）は図１に示した作動流体移動デバイスの第２変形例の第１連通路形成部の平面図、（Ｂ）は同第１連通路形成部の正面図である。
【図１２】（Ａ）は図１に示した作動流体移動デバイスの第３変形例の第１開口の平面図、（Ｂ）は同第１開口から噴射された第２作動流体の側面図である。
【図１３】（Ａ）は図１に示した作動流体移動デバイスの第４変形例の第１開口の平面図、（Ｂ）は同第１開口から噴射された第２作動流体の側面図である。
【図１４】図１に示した作動流体移動デバイスの圧力緩衝部を示した同作動流体移動デバイスの概略平面図である。
【図１５】図１に示した作動流体移動デバイスの他の圧力緩衝部を示した同作動流体移動デバイスの概略平面図である。
【図１６】図１に示した作動流体移動デバイスの他の圧力緩衝部を示した同作動流体移動デバイスの概略平面図である。
【図１７】図１に示した作動流体移動デバイスの他の圧力緩衝部を示した同作動流体移動デバイスの概略平面図である。
【図１８】（Ａ）は図１に示した作動流体移動デバイスの流路の変形例を示した概略断面図、（Ｂ）は同流路の概略斜視図である。
【図１９】（Ａ）は図１に示した作動流体移動デバイスの第５変形例の第１連通路形成部の平面図、（Ｂ）は同第１連通路形成部の第１開口の正面図である。
【図２０】（Ａ）は図１に示した作動流体移動デバイスの第６変形例の第１連通路形成部の平面図、（Ｂ）は同第１連通路形成部の第１開口の正面図である。
【図２１】（Ａ）は図１に示した作動流体移動デバイスの第７変形例の第１連通路形成部の平面図、（Ｂ）は同第１連通路形成部の第１開口の正面図、（Ｃ）は同第１開口から噴射された第２作動流体の形状を示した図である。
【図２２】（Ａ）は図１に示した作動流体移動デバイスの第８変形例の第１連通路形成部の平面図、（Ｂ）は同第１連通路形成部の第１開口の正面図、（Ｃ）は同第１開口から噴射された第２作動流体の形状を示した図である。
【図２３】（Ａ）は図１に示した作動流体移動デバイスの第９変形例の第１連通路形成部の平面図、（Ｂ）は同第１連通路形成部の第１開口の正面図、（Ｃ）は同第１開口から噴射された第２作動流体の形状を示した図である。
【図２４】図１に示した作動流体移動デバイスの第１０変形例の概略平面図である。
【図２５】図１に示した作動流体移動デバイスの第１１変形例の概略平面図である。
【図２６】（Ａ）〜（Ｄ）は、図１に示した作動流体移動デバイスの第１２変形例の状態を時系列的に示した同作動流体移動デバイスの概略平面図である。
【図２７】（Ａ）及び（Ｂ）は、図１に示した作動流体移動デバイスの第１３変形例の異なる状態を示した同作動流体移動デバイスの概略平面図である。
【図２８】図１に示した作動流体移動デバイスの第１４変形例の概略平面図である。
【図２９】図１に示した作動流体移動デバイスの第１５変形例の概略平面図である。
【図３０】（Ａ）及び（Ｂ）は、図１に示した作動流体移動デバイスの第１６変形例の異なる状態を示した同作動流体移動デバイスの概略平面図である。
【図３１】（Ａ）〜（Ｄ）は、図１に示した作動流体移動デバイスの第１７変形例の状態を時系列的に示した同作動流体移動デバイスの概略平面図である。
【図３２】図１に示した作動流体移動デバイスの第１８変形例の概略平面図である。
【図３３】本発明の第３実施形態に係る作動流体移動デバイスの平面図である。
【図３４】図３３に示した作動流体移動デバイスを図３３の３−３線に沿った平面にて切断した断面図である。
【図３５】（Ａ）は図３３に示した作動流体移動デバイスの流路の概略正面図、（Ｂ）は同作動流体移動デバイスの流路の概略縦断面図である。
【図３６】（Ａ）〜（Ｃ）は、図３３に示した作動流体移動デバイスの状態を時系列的に示した概略図である。
【図３７】（Ａ）〜（Ｃ）は、図３３に示した作動流体移動デバイスの流路を変更したデバイスの状態を時系列的に示した概略図である。
【図３８】図３３に示した作動流体移動デバイスの第１変形例に係る作動流体移動デバイスの流路の縦断面の概略を示した図である。
【図３９】（Ａ）は図３３に示した作動流体移動デバイスの第２変形例に係る作動流体移動デバイスの流路の縦断面の概略を示した図、（Ｂ）は同流路の概略平面図である。
【図４０】図３３に示した作動流体移動デバイスの第３変形例に係る作動流体移動デバイスの流路の縦断面の概略を示した図である。
【図４１】図３３に示した作動流体移動デバイスの第４変形例に係る作動流体移動デバイスの流路の縦断面の概略を示した図である。
【図４２】図３３に示した作動流体移動デバイスの第５変形例に係る作動流体移動デバイスの流路の縦断面の概略を示した図である。
【図４３】（Ａ）〜（Ｄ）は、図３３に示した作動流体移動デバイスの流路の他の変形例をそれぞれの縦断面で示した図である。
【図４４】図２６に示した作動流体移動デバイスのアクチュエータに印加する駆動電圧を示したタイムチャートである。
【符号の説明】
１０…作動流体移動デバイス、１１…第１ポンプ、１２…第２ポンプ、１１ａ，１２ａ…ポンプ室、１１ｂ，１２ｂ…アクチュエータ（膜型圧電素子）、１１ａ２，１２ａ２…セラミックダイヤフラム、１３…流路形成部、１３ａ…流路、１４…第１連通路形成部、１４ａ…第１ノズル部、１４ａ１…第１開口、１４ｂ…第１連通路、１５…第２連通路形成部、１５ａ…第２ノズル部、１５ａ１…第２開口、１５ｂ…第２連通路、Ｆ１…第１作動流体、Ｆ２…第２作動流体。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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