致动器和流体控制装置的制作方法

1.本发明涉及具备通过压电元件等驱动体使平板振动的构造的致动器。


背景技术：

2.专利文献1公开一种泵。专利文献1的泵具备振动板、框体和连结部。框体包围振动板而配置，通过连结部，与振动板的外缘连接。振动板与框体之间的除连结部以外的部分为空隙，连结部为梁形状。由此，连结部将振动板支承为相对于框体而能够振动。即，通过振动板、框体和连结部，实现致动器。
3.连结部具有第1部分、第2部分和第3部分。
4.第1部分是以放射方向(从振动板的中心朝向振动板的外侧的方向)延伸的形状。第1部分的延伸方向一端与振动板的外周连接。第1部分的延伸方向另一端与第2部分连接。
5.第2部分是沿着振动板的外周延伸的形状。第2部分的延伸方向上的大致中央与第1部分连接，延伸方向的两端经由上述以放射方向延伸的第3部分而与框体连接。
6.专利文献1：国际公开第2012/140967号
7.然而，在专利文献1所示那样的现有的结构中，空隙窄，因此，制造不容易。此时，若不使泵大型化就切实地设置空隙，则导致第2部分的宽度变窄。因此，难以确保连结部所需的刚性，存在可靠性降低的可能性。


技术实现要素：

8.因此，本发明的目的在于实现容易确保连结部所需的刚性且容易小型化的致动器。
9.本发明的致动器具备框体、第1平板和多个连结构件。框体具有多边形的开口。第1平板配置于开口的内部，安装有驱动体，且为圆形。多个连结构件配置于开口的内部的第1平板与框体之间，残留开口的局部而连结第1平板的外周端与框体。连结构件具备第1部分和第2部分。第1部分是以第1平板的外周端作为一端而向远离第1平板的方向延伸的形状，且延伸方向的一端与外周端连接，延伸方向的另一端与第2部分连接。第2部分是向与第1部分不同的方向延伸的形状。第2部分的延伸方向的两端与由多边形的开口形成的框体中的内周端的多个边中的不同的边连接。
10.在该结构中，能够不使外形形状变大就使连结构件与框体之间的开口(空隙)变大。而且，通过使开口(空隙)较大，抑制在连结构件形成时第2部分的宽度变窄这种情况。
11.根据本发明，能够实现容易确保连结部所需的刚性且容易小型化的致动器。
附图说明
12.图1是包含第1实施方式所涉及的致动器11的流体控制装置10的分解立体图。
13.图2的(a)是第1实施方式所涉及的致动器11的俯视图，图2的(b)是其a-a剖视图。
14.图3是现有结构的致动器的俯视图。
15.图4是第2实施方式所涉及的致动器的俯视图。
16.图5是第3实施方式所涉及的致动器的俯视图。
17.图6是第4实施方式所涉及的致动器的俯视图。
具体实施方式
18.(第1实施方式)
19.参照附图对本发明的第1实施方式所涉及的致动器和流体控制装置进行说明。图1是包含第1实施方式所涉及的致动器11的流体控制装置10的分解立体图。图2的(a)是第1实施方式所涉及的致动器11的俯视图，图2的(b)是其a-a剖视图。图3是现有结构的致动器的俯视图。图2的(a)、图3中，省略驱动体的记载。此外，各图中，为了容易理解致动器11和流体控制装置10的结构，将各个结构要素的形状局部或者整体夸张地记载。
20.(致动器11的结构)
21.如图1、图2的(a)、图2的(b)所示，致动器11具备平板构件20和驱动体30。驱动体30例如为压电元件，且安装于平板构件20。更具体而言，驱动体30安装于详细结构将后述的平板构件20的中央平板21的主面201。
22.(平板构件20的结构)
23.平板构件20由金属板等构成，并具有主面201和主面202。平板构件20具备中央平板21、框体22和多个连结构件23。中央平板21、框体22和多个连结构件23例如使用1个平板而一体地形成。
24.中央平板21为平板，中央平板21的俯视形状(在厚度方向(z轴方向)上观察的形状)为圆形。如上述那样，在中央平板21的主面201安装有驱动体30。中央平板21与本发明的“第1平板”对应。
25.框体22为平板，框体22的俯视形状为正方形。在框体22形成有开口。开口在厚度方向(z轴方向)上贯通构成框体22的平板。俯视时，开口为正方形。开口的形状是框体22的外形的相似形状，框体22的中心与开口的中心对齐。框体22的角部c20和开口的角部c24中的接近那组(角部)相对于该中心而处于相同的方向。通过设置这样的开口，框体22具备四个内周端221、222、223、224。内周端221与内周端223平行，内周端222与内周端224平行，内周端221和内周端223与内周端222和内周端224正交。内周端221的一端与内周端222的一端连接，内周端222的另一端与内周端223的一端连接，内周端223的另一端与内周端224的一端连接，内周端224的另一端与内周端221的另一端连接。上述内周端的连接部成为上述的开口的角部c24。
26.在框体22的开口的内部配置有中央平板21。此时，开口的中心与中央平板21的中心o21对齐。中央平板21的面积小于框体22的开口的面积，由此即便在框体22的开口的内部配置中央平板21，也在中央平板21的外周端与框体22之间残留开口。
27.多个连结构件23分别为梁形状。多个连结构件23配置于中央平板21与框体之间的开口。多个连结构件23沿着中央平板21的外周相互隔开间隔配置。
28.通过该结构，中央平板21经由多个连结构件23以相对于框体22能够弯曲振动的状态受到支承。
29.(连结构件23的更具体的结构)
30.多个连结构件23分别具备第1部分231、第2部分232和第3部分233。第1部分231是沿着放射方向r延伸的形状。如图2的(b)所示，放射方向r是从中央平板21的中心o21朝向外侧的方向。第2部分232是沿着中央平板21的外周延伸的圆弧状。第3部分233是沿着放射方向r延伸的形状。
31.第1部分231的延伸方向的一端与中央平板21的外周端连接。第1部分231的延伸方向的另一端与第2部分232的延伸方向的大致中央连接。第2部分232的延伸方向的两端经由第3部分233而分别与不同的内周端连接。
32.具体而言，1个第2部分232的一端与内周端221连接，另一端与内周端222连接。1个第2部分232的一端与内周端222连接，另一端与内周端223连接。1个第2部分232的一端与内周端223连接，另一端与内周端224连接。1个第2部分232的一端与内周端224连接，另一端与内周端221连接。
33.根据这样的结构，多个连结构件23具有构成为包含比第2部分232靠中央平板21侧的区域的开口241和比第2部分232靠框体22侧的区域的开口242而连接中央平板21与框体22。
34.根据这样的结构，开口242为包含开口的角部c24的形状，能够实现不使框体22的形状变大且比现有结构大的开口面积。具体而言，如图3所示，在现有结构的平板构件20p中，比第2部分232靠框体22p侧的开口是沿着第2部分232的圆弧状。相对于此，如图2的(b)所示，在本技术结构的平板构件20中，第2部分232与开口的角部c24之间的距离(开口宽度)w242大于第2部分232的宽度w232。因此，本技术的平板构件20的开口242的面积大于现有的平板构件20的开口242p的面积。并且，在第2部分232的延伸方向上，除去两端，第2部分232与框体22之间的分离距离大于现有的第2部分232与框体22p之间的分离距离。
35.因此，容易形成开口242，特别是在加工1个平板而形成开口242的情况下，进一步特别是在蚀刻1个金属板而形成开口242的情况下，能够一边抑制第2部分232的宽度变窄这种情况一边形成开口242。即，在现有的结构中，若欲与本技术发明的结构相同不改变框体22p的形状而切实地形成开口242p，则导致第2部分232的宽度变窄。然而，通过如本技术发明那样形成开口242，能够抑制第2部分232的宽度变窄。
36.由此，平板构件20容易确保连结构件23所需的刚性，能够容易实现小型化。另外，连结构件23所需的刚性，例如是在使包含平板构件20的流体控制装置10落下的情况下，连结构件23至预定的条件为止不断裂的刚性。
37.另外，优选开口241的宽度(中央平板21与第2部分232之间的分离距离)w241与第2部分232的宽度w232成为相同程度。由此，抑制中央平板21的面积变小并且能够尽可能使平板构件20的外形形状小型化，并且能够更切实地形成开口241。
38.此外，各连结构件23的第1部分231优选与连结中心o21和角部c24的直线重叠。即，多个连结构件23沿着中央平板21的外周以等间隔配置。由此，能够相对于框体22高效地支承中央平板21。此外，在该结构中，能够使与第2部分232的两端连接的第3部分233的长度相同。由此，能够实现轴对称性好的支承机构，能够防止朝向框体22的振动泄漏，并且能够支承中央平板21。例如，能够将框体22的振动位移抑制为中央平板21的10％以下。
39.并且，根据该结构，在第2部分232中，从向第1部分231连接的连接位置至同框体22的一个内周端连接为止的距离与从向第1部分231连接的连接位置至同框体22的一个内周
端连接为止的距离相同。由此，能够实现轴对称性好的支承机构，能够防止向框体22的振动泄漏，并且支承中央平板21。例如，能够将框体22的振动位移抑制为中央平板21的10％以下。
40.此外，在该结构中，第1部分231的延伸方向与第2部分232中同第1部分231连接的部分处的延伸方向正交。由此，与视为第2部分232的形状相同、第1部分231和第2部分232不正交的情况相比，能够使平板构件20的形状变小。
41.此外，在该结构中，第2部分232是沿着中央平板21的外周的形状。由此，视为第2部分232的长度相同，能够使平板构件20的形状比其他形状小。
42.(流体控制装置10的结构)
43.如图1所示，通过使用由上述的结构构成的致动器11，能够构成流体控制装置10。流体控制装置10具备致动器11、第2平板40和侧壁构件50。
44.第2平板40配置于致动器11的中央平板21、框体22和连结构件23中的主面202侧。第2平板40具备多个贯通孔400。在俯视时，多个贯通孔400配置于与中央平板21重叠的位置。
45.侧壁构件50是具有中空500的环状，且配置于致动器11的平板构件20与第2平板40之间。中空500是与通过框体22的内周端形成的开口大致相同的形状。侧壁构件50与框体22和第2平板40连接。由此，由致动器11、侧壁构件50和第2平板40围起的空间(侧壁构件50的中空500)成为泵室。泵室通过多个贯通孔400而与流体控制装置10的第2平板40侧的外部空间连通。此外，泵室通过多个开口241、242而与流体控制装置10的致动器11侧的外部空间连通。
46.(第2实施方式)
47.参照附图对本发明的第2实施方式所涉及的致动器和流体控制装置进行说明。图4是第2实施方式所涉及的致动器的俯视图。
48.如图4所示，第2实施方式所涉及的致动器和流体控制装置相对于第1实施方式所涉及的致动器11和流体控制装置10而在平板构件20a的结构上不同。第2实施方式所涉及的致动器和流体控制装置中的其他结构与第1实施方式所涉及的致动器11和流体控制装置10相同，省略相同的部位的说明。
49.平板构件20a具备多个连结构件23a。多个连结构件23a分别具备第1部分231和第2部分232。换言之，多个连结构件23a不具备第3部分233。即，第2部分232的延伸方向的两端分别直接连接于框体22中不同的内周端。
50.根据这样的结构，第2实施方式所涉及的致动器起到与第1实施方式所涉及的致动器11相同的作用效果，并且能够比第1实施方式所涉及的致动器11小型化。
51.(第3实施方式)
52.参照附图对本发明的第3实施方式所涉及的致动器和流体控制装置进行说明。图5是第3实施方式所涉及的致动器的俯视图。
53.如图5所示，第3实施方式所涉及的致动器和流体控制装置相对于第1实施方式所涉及的致动器11和流体控制装置10而在平板构件20b的结构上不同。第3实施方式所涉及的致动器和流体控制装置中的其他结构与第1实施方式所涉及的致动器11和流体控制装置10相同，省略相同的部位的说明。
54.在平板构件20b中，框体22b为长方形，由此形成的开口(内周端221、222、223、224围起的部分)也为长方形。具体而言，与内周端222、224平行的方向的长度l2大于与内周端221、223平行的方向的长度l1。
55.成为这样的结构，第3实施方式所涉及的致动器也能够起到与第1实施方式所涉及的致动器11相同的作用效果。
56.(第4实施方式)
57.参照附图对本发明的第4实施方式所涉及的致动器和流体控制装置进行说明。图6是第4实施方式所涉及的致动器的俯视图。
58.如图6所示，第4实施方式所涉及的致动器和流体控制装置相对于第2实施方式所涉及的致动器和流体控制装置而在平板构件20c的结构上不同。第4实施方式所涉及的致动器和流体控制装置中的其他结构与第2实施方式所涉及的致动器和流体控制装置相同，省略相同的部位的说明。
59.在平板构件20c中，框体22c为正六边形，由此形成的开口(由内周端221、222、223、224、225、226围起的部分)也为正六边形。
60.三个连结构件23c分别与框体22c的不同的内周端连接。1个连结构件23c的第2部分232与内周端221和内周端226连接。1个连结构件23c的第2部分232与内周端222和内周端223连接。1个连结构件23c的第2部分232与内周端224和内周端225连接。
61.成为这样的结构，第4实施方式所涉及的致动器也能够起到与第2实施方式所涉及的致动器相同的作用效果。即，框体不局限于正方形，也可以是其他正多边形。另外，框体不局限于正多边形，也可以是多边形。另外，该结构也能够在角部c20被r倒角(圆弧倒角)的结构中应用。
62.另外，在上述的实施方式中，中央平板21与连结构件的第1部分的连接部、第1部分与第2部分的连接部、第2部分与第3部分的连接部、第3部分与框体的连接部成为具有角的形状。然而，这些连接部也可以是被r倒角的形状。
63.此外，在上述的说明中，示出在框体的主面202侧连接有侧壁构件50的结构。然而，也可以在框体的主面201侧连接其他固定构件，也可以将主面202侧和主面201侧双方连接于其他固定构件。
64.此外，上述的各实施方式的结构能够适当地组合，能够起到与各个组合对应的作用效果。
65.附图标记说明
66.10...流体控制装置；11...致动器；20...平板构件；20a...平板构件；20b...平板构件；20c...平板构件；21...中央平板；22、22b、22c、22p...框体；23、23a、23c...连结构件；30...驱动体；40...第2平板；50...侧壁构件；201、202...主面；221、222、223、224、225、226...内周端；231...第1部分；232...第2部分；233...第3部分；241、242、242p...开口；400...贯通孔；500...中空。