特許 7409518 流体制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-25

(45)【発行日】2024-01-09

(54)【発明の名称】流体制御装置

(51)【国際特許分類】

   F04B 45/04 20060101AFI20231226BHJP

   F04B 45/047 20060101ALI20231226BHJP

【ＦＩ】

F04B45/04 B

F04B45/047 C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022553526

(86)(22)【出願日】2021-08-17

(86)【国際出願番号】 JP2021029966

(87)【国際公開番号】W WO2022070637

(87)【国際公開日】2022-04-07

【審査請求日】2023-03-29

(31)【優先権主張番号】P 2020164524

(32)【優先日】2020-09-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000970

【氏名又は名称】弁理士法人 楓国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 伸拓

(72)【発明者】

【氏名】川端 友徳

(72)【発明者】

【氏名】阿知波 寛基

【審査官】岸 智章

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／０３８５６５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－２０００６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ４５／０４

Ｆ０４Ｂ ４５／０４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体搬送素子と、前記流体搬送素子を内包する外筐体と、前記流体搬送素子を前記外筐体に固定する支持部材と、を備え、
前記流体搬送素子は、流体の吸入孔を有する第１平板と、前記流体の吐出孔を有する第２平板と、圧電素子と、を備え、
前記外筐体は、
前記流体搬送素子および前記支持部材によって区切られる第１内部空間および第２内部空間を有し、
前記第１平板側になる前記第１内部空間を形成し、前記第１内部空間と外空間とを連通する第１貫通孔を有する第１外壁と、
前記第２平板側になる前記第２内部空間を形成し、前記第２内部空間と外空間とを連通する第２貫通孔を有する第２外壁と、を備え、
前記第２外壁は、
前記第２平板に対向する主面を有する第２外壁主板と、前記第２外壁主板に接続する第２側板とを備え、
前記第２外壁主板は、該第２外壁主板の主面に直交する方向から平面視して、前記吐出孔に重なる部分を有し、
前記第２外壁主板における前記吐出孔に重なる部分の熱伝導性は、前記第１外壁の熱伝導性よりも高い、
流体制御装置。

【請求項2】

前記第１外壁は、樹脂であり、
前記第２外壁主板において前記第２外壁主板の主面に直交する方向から平面視して前記吐出孔に重なる部分の前記第２内部空間に面する面は、金属である、請求項１に記載の流体制御装置。

【請求項3】

前記第２外壁主板における前記吐出孔に重なる部分は、金属である、
請求項２に記載の流体制御装置。

【請求項4】

前記第２外壁主板は、金属である、
請求項３に記載の流体制御装置。

【請求項5】

前記第２貫通孔は、前記第２側板に形成されている、
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の流体制御装置。

【請求項6】

前記第１外壁は、平面視において前記吸入孔に重なる部分を有する第１外壁主板と、前記第１外壁主板に接続する第１側板と、を備え、
前記第２外壁主板において前記第２外壁主板の主面に直交する方向から平面視して前記吐出孔に重なる部分は、前記第２外壁主板の主面に直交する方向から平面視して前記第１外壁主板における前記吸入孔に重なる部分よりも薄い、
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の流体制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポンプと、ポンプを内包する筐体と、を備える流体制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ポンプ部、バルブ部、および、外筐体を備える圧電ブロアが記載されている。ポンプ部とバルブ部とは連通する。ポンプ部とバルブ部とから構成される部分は、外筐体内に配置される。ポンプ部とバルブ部とから構成される構造体は、外筐体に固定されている。

【0003】

ポンプ部とバルブ部とから構成される構造体は、外筐体の内部空間を、ポンプ側の空間とバルブ側の空間とに分ける。外筐体には、ポンプ側の空間と外部空間とを連通する貫通孔、および、バルブ側の空間と外部空間とを連通する貫通孔が形成されている。

【0004】

ポンプ部は、圧電素子を備える。圧電素子に駆動電圧信号を印加することで、ポンプ部は、流体を搬送する。バルブ部は、流体が所定方向に搬送されるように制御する。

【0005】

この構成では、流体は、外筐体の外部から、外筐体の内部空間におけるポンプ側の空間を介してポンプ部に吸入される。ポンプ部から吐出された流体は、バルブ部、外筐体の内部空間におけるバルブ側の空間を介して、外筐体の外部に吐出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】国際公開第２０１７／０３８５６５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に示すような従来の構成では、駆動を続けていると、ポンプ部（ポンプ室）や外筐体の内部空間の温度が高くなる。

【0008】

また、ポンプ部で昇温された流体が流入することで、外筐体の内部空間におけるバルブ側の空間の温度は高くなる。このため、バルブ側の空間とポンプ側の空間の温度差が大きくなり、温度差による応力が外筐体に加わり、例えば、外筐体の歪みが生じる易くなる。

【0009】

このように、従来の構成では、圧電素子やポンプ部が高温になり、また、外筐体に温度差によるストレスが加わるため、流体制御装置としての特性が劣化し易くなってしまう。

【0010】

したがって、本発明の目的は、特性の劣化を抑制できる流体制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

この発明の流体制御装置は、流体搬送素子と、流体搬送素子を内包する外筐体と、流体搬送素子を外筐体に固定する支持部材とを備える。流体搬送素子は、流体の吸入孔を有する第１平板と、流体の吐出孔を有する第２平板と、流体を吸入孔から吐出孔へ搬送するための圧電素子と、を備える。外筐体は、流体搬送素子および支持部材によって区切られる第１内部空間および第２内部空間を有する。外筐体は、第１平板側になる第１内部空間を形成し、第１内部空間と外空間とを連通する第１貫通孔を有する第１外壁と、第２平板側になる第２内部空間を形成し、第２内部空間と外空間とを連通する第２貫通孔する第２外壁と、を備える。第２外壁は、第２平板に対向する主面を有する第２外壁主板と、第２外壁主板に接続する第２側板とを備える。第２外壁主板は、該第２外壁主板の主面に直交する方向から平面視して、吐出孔に重なる部分を有する。第２外壁主板における吐出孔に重なる部分の熱伝導性は、第１外壁の熱伝導性よりも高い。

【0012】

この構成では、第２内部空間の流体は、第１内部空間の流体よりも放熱され易い。これにより、第２内部空間に流入する流体が放熱されるとともに、第２内部空間に流入する流体の温度と第１内部空間の流体の温度との温度差が小さくなる。

【発明の効果】

【0013】

この発明によれば、流体制御装置としての特性劣化を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る流体制御装置１０の構成の一例を示す分解斜視図である。

【図2】図２（Ａ）は、第１の実施形態に係る流体制御装置１０の構成の一例を示す側面断面図であり、図２（Ｂ）は、第１の実施形態に係る流体制御装置１０の放熱状態を概略的に示す図である。

【図3】図３は、比較構成の流体制御装置と本発明の第１の実施形態に係る構成の流体制御装置１０における圧電素子側の内部空間の温度差の時間変化を示すグラフである。

【図4】図４は、第２の実施形態に係る流体制御装置１０Ａの構成の一例を示す側面断面図である。

【図5】図５は、第３の実施形態に係る流体制御装置１０Ｂの構成の一例を示す側面断面図である。

【図6】図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、第４の実施形態に係る流体制御装置１０Ｃ１、１０Ｃ２の構成の一例を示す側面断面図である。

【図7】図７は、第５の実施形態に係る流体制御装置１０Ｄの構成の一例を示す側面断面図である。

【図8】図８は、第６の実施形態に係る流体制御装置１０Ｅの構成の一例を示す側面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置について、図を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る流体制御装置１０の構成の一例を示す分解斜視図である。図２（Ａ）は、第１の実施形態に係る流体制御装置１０の構成の一例を示す側面断面図であり、図２（Ｂ）は、第１の実施形態に係る流体制御装置１０の放熱状態を概略的に示す図である。本実施形態を含む各実施形態の各図では、流体制御装置１０の構成を分かり易くするため、それぞれの構成要素の形状を部分的または全体として誇張して記載している。

【0016】

図１、図２（Ａ）に示すように、流体制御装置１０は、ポンプ２０、外筐体４０、および、バルブ６０を備える。概略的に、ポンプ２０とバルブ６０からなる流体搬送素子は、外筐体４０に内包されている。

【0017】

（流体搬送素子の構成）
（Ａ）ポンプ２０の構成
ポンプ２０は、平板２１、平板２２、ポンプ用枠体２３、および、圧電素子３０を備える。

【0018】

平板２１は、円板である。平板２１は、金属板等からなる。平板２１には、貫通孔ＴＨ２１が形成される。貫通孔ＴＨ２１は、円筒形であり、平板２１を厚み方向に貫通する。貫通孔ＴＨ２１は、平板２１における中心付近に形成される。

【0019】

圧電素子３０は、平板２１の一方主面に配置される。圧電素子３０は、円板であり、平面視した形状が平板２１より小さい。平面視において、圧電素子３０の中心と、平板２１の中心とは、ほぼ一致する。圧電素子３０は、例えば、平板の圧電体と当該圧電体の両主面に形成された電極パターンとによって実現される。圧電素子３０には、貫通孔ＴＨ２１が形成される。圧電素子３０の貫通孔ＴＨ２１と平板２１の貫通孔ＴＨ２１とは連通する。言い換えれば、貫通孔ＴＨ２１は、圧電素子３０と平板２１とを厚み方向に貫通する。

【0020】

平板２２は、円板である。平板２２は、平板２１よりも湾曲し難い材料からなり、厚みを有する。平板２２は、平板２１の他方主面側（圧電素子３０が配置される側と反対側）に配置される。平板２２は、平板２１に対して、主面（平板面）に直交する方向に離間して配置される。平板２２の主面と平板２１の主面とは平行である。平板２２を平面視した面積は、平板２１を平面視した面積よりも大きい。平面視において、平板２２の中心と平板２１の中心とは、ほぼ一致する。平板２２には、貫通孔ＴＨ２２が形成される。貫通孔ＴＨ２２は、平板２２を厚み方向に貫通する。貫通孔ＴＨ２２は、平板２２を平面視した中心付近に、複数個形成される。

【0021】

ポンプ用枠体２３は、円環状である。ポンプ用枠体２３は、平板２１と平板２２との間に配置され、平板２１と平板２２とに接合または接着する。これにより、ポンプ２０は、平板２１、平板２２、および、ポンプ用枠体２３に囲まれるポンプ室１００を有する。

【0022】

（Ｂ）バルブ６０の構成
バルブ６０は、平板２２、平板６１、バルブ用枠体６２、および、弁膜６３を備える。平板２２は、上述のような構成であり、ポンプ２０の一部を構成する。

【0023】

平板６１は、平板２２に対して、平板２１側と反対側に、離間して配置される。平板６１は、平板２２に対向する。平板６１には、貫通孔ＴＨ６１が形成される。平面視において（平板６１および平板２２の主面（平板面）に直交する方向に視て）、貫通孔ＴＨ６１と複数の貫通孔ＴＨ２２とは重ならない。

【0024】

バルブ用枠体６２は、円環状である。バルブ用枠体６２は、平板２２と平板６１との間に配置され、平板２２と平板６１とに接合または接着する。これにより、バルブ６０は、平板２２、平板６１、および、バルブ用枠体６２に囲まれるバルブ室１１０を有する。

【0025】

弁膜６３は、例えば、バルブ室１１０内に収容可能な形状の平板や平膜等によって実現される。弁膜６３は、バルブ室１１０内において、厚み方向に移動が可能なように配置される。

【0026】

弁膜６３には、貫通孔ＴＨ６３が形成される。平面視において、貫通孔ＴＨ６３は、貫通孔ＴＨ６１に重なり、複数の貫通孔ＴＨ２２とは重ならない。

【0027】

この構成により、ポンプ２０の貫通孔ＴＨ２１から流体が吸入されるとき、流体は、ポンプ室１００から貫通孔ＴＨ２２を通じてバルブ室１１０内に流入する。この流体によって、弁膜６３は、平板６１側に移動し、平板６１に当接する。このとき、貫通孔ＴＨ６３は、貫通孔ＴＨ６１と重なるので、流体は、貫通孔ＴＨ６１を通じてバルブ室１１０内からバルブ６０の外側に吐出される。

【0028】

一方、バルブ６０の貫通孔ＴＨ６１から流体が逆吸入されるとき、この流体によって、弁膜６３は、平板２２側に移動し、平板２２に当接する。このとき、貫通孔ＴＨ６３は、貫通孔ＴＨ２２と重ならないので、流体は、ポンプ室１００内に逆流されない。

【0029】

このように、ポンプ２０とバルブ６０とからなる流体搬送素子は、流体を一方向に搬送する。そして、この構成では、ポンプ２０の貫通孔ＴＨ２１が、本発明の「流体搬送素子の吸入孔」に対応し、バルブ６０の貫通孔ＴＨ６１が、本発明の「流体搬送素子の吐出孔」に対応する。そして、ポンプ２０を構成する平板２１が、本発明の「第１平板」に対応し、バルブ６０を構成する平板６１が、本発明の「第２平板」に対応する。

【0030】

バルブ６０とポンプ２０とからなる構造体は、中央に開口を有する平板状の支持部材７１によって、外筐体４０に固定される。

【0031】

（外筐体４０の構成）
外筐体４０は、外壁主板４１、外壁主板４２、側板４３１、および、側板４３２を備える。

【0032】

（第１外壁の構成）
第１外壁は、外壁主板４１と側板４３１とによって構成される。

【0033】

外壁主板４１は、所定形状の平板である。例えば、図１、図２（Ａ）の場合であれば、外壁主板４１は、平面視して矩形の平板である。外壁主板４１を平面視した形状は、流体搬送素子の外形よりも大きい。

【0034】

外壁主板４１は、平板２１の一方主面側（圧電素子３０が配置される面側）に配置される。外壁主板４１の平板面（主面）と平板２１の平板面（主面）とは平行であり、対向する。外壁主板４１は、平板２１の平板面（主面）に直交する方向に、平板２１から離間して配置される。この離間距離は、流体制御装置１０の通常の使用状況において、平板２１のベンディング振動によって圧電素子３０と外壁主板４１とが接触しない距離である。

【0035】

外壁主板４１は、絶縁性の樹脂である。なお、外壁主板４１は、外壁主板４２よりも熱伝導性が低いものであれば、絶縁性の樹脂に限らない。

【0036】

ここで、熱伝導性とは、物体における熱の伝達速度、拡散速度の速さによって定義できる。熱伝導性が高いとは、例えば、熱の伝達速度、拡散速度が速いことを意味し、熱伝導性が低いとは、例えば、伝達速度、拡散速度が遅いことを意味する。

【0037】

側板４３１は、所定の高さを有する環状である。側板４３１の高さ方向の一方端は、支持部材７１の外周端の部分に接続する。側板４３１の高さ方向の他方端は、外壁主板４１の外周端の部分に接続する。この構成により、流体搬送素子におけるポンプ２０の平板２１側には、外壁主板４１、側板４３１、流体搬送素子、および、支持部材７１によって囲まれる内部空間１０１が形成される。

【0038】

側板４３１には、貫通孔５１が形成されている。さらに、側板４３１における貫通孔５１が形成される部分の外面側には、ノズル５０１が配置される。ノズル５０１の開口は、貫通孔５１に連通する。なお、ノズル５０１は、側板４３１と一体形成されていても、別体で形成されていてもよい。この貫通孔５１によって、内部空間１０１は、外部空間に連通する。

【0039】

側板４３１が絶縁性の樹脂の場合、側板４３１は、外壁主板４１と一体成形されていてもよい。

【0040】

なお、外壁主板４１が、本発明の「第１外壁主板」に対応し、側板４３１が、本発明の「第１側板」に対応する。また、内部空間１０１が、本発明の「第１内部空間」に対応する。また、貫通孔５１が、本発明の「第１貫通孔」に対応する。

【0041】

（第２外壁の構成）
第２外壁は、外壁主板４２と側板４３２とによって構成される。

【0042】

外壁主板４２は、所定形状の平板である。例えば、図１、図２（Ａ）の場合であれば、外壁主板４２は、平面視して矩形の平板である。外壁主板４２を平面視した形状は、外壁主板４１とほぼ同じ大きさであり、且つほぼ同じ形状である。

【0043】

外壁主板４２は、バルブ６０の平板６１における平板２２に対向する側と反対側に配置される。外壁主板４２の平板面（主面）と平板６１の平板面（主面）とは平行であり、対向する。外壁主板４２は、平板６１の平板面（主面）に直交する方向に、平板６１から離間して配置される。

【0044】

外壁主板４２は、金属（金属板）である。なお、外壁主板４２は、外壁主板４１よりも熱伝導性が高いものであれば、金属（金属板）に限らない。さらに、外壁主板４２は、熱伝導性と剛性とを考慮して選択してもよい。すなわち、外壁主板４２には、流体制御装置１０として必要な剛性を有しながら、所望の熱伝導性を得られるものを選択してもよい。

【0045】

側板４３２は、所定の高さを有する環状である。側板４３２の高さ方向の一方端は、支持部材７１の外周端の部分に接続する。側板４３２の高さ方向の他方端は、外壁主板４２の外周端の部分に接続する。この構成により、流体搬送素子におけるバルブ６０の平板６１側には、外壁主板４２、側板４３２、バルブ６０、および、支持部材７１によって囲まれる内部空間１０２が形成される。

【0046】

側板４３２には、貫通孔５２が形成されている。さらに、側板４３２における貫通孔５２が形成される部分の外面側には、ノズル５０２が配置される。ノズル５０２の開口は、貫通孔５２に連通する。なお、ノズル５０２は、側板４３２と一体形成されていても、別体で形成されていてもよい。この貫通孔５２によって、内部空間１０２は、外部空間に連通する。

【0047】

なお、外壁主板４２が、本発明の「第２外壁主板」に対応し、側板４３２が、本発明の「第２側板」に対応する。また、内部空間１０２が、本発明の「第２内部空間」に対応する。また、貫通孔５２が、本発明の「第２貫通孔」に対応する。

【0048】

（流体制御装置１０の動作）
上述の構成の流体制御装置１０では、流体を搬送する際、圧電素子３０の電極パターンに、交流の駆動信号が印加される。これにより、圧電素子３０の圧電体は歪む。この歪みによる応力が平板２１に加わることによって、平板２１は、ベンディング振動する。平板２１がベンディング振動することによって、ポンプ室１００内の体積、圧力が変動する。

【0049】

この圧力変動により、貫通孔ＴＨ２１を通じて、内部空間１０１から流体が順次吸入される。この内部空間１０１内の流体は、貫通孔５１およびノズル５０１を通じて、外部空間から供給される。

【0050】

ポンプ室１００内に吸入された流体は、貫通孔ＴＨ２２を通じて、バルブ室１１０内に吐出される。バルブ６０が上述の動作を行うことで、バルブ室１１０内の流体は、貫通孔ＴＨ６３および貫通孔ＴＨ６１を通じて内部空間１０２内に吐出される。内部空間１０２の流体は、貫通孔５２およびノズル５０２を通じて、外部空間に吐出される。

【0051】

一方、バルブ６０が上述の動作を行うことによって、流体制御装置１０は、貫通孔５２から貫通孔５１に向けて流体を搬送することを阻止する。

【0052】

このような構成では、ポンプ室１００内の空気の急激な膨張と収縮によって、ポンプ室１００内の流体と平板２１や平板２２との摩擦によって、ポンプ室１００内の温度、すなわち、流体の温度が上昇する。

【0053】

流体制御装置１０における流体は、圧電素子３０が配置されたポンプ２０側を上流とし、バルブ６０側を下流として搬送される。したがって、上述のように温度が上昇した流体は、バルブ６０に流入し、貫通孔ＴＨ６１を通じて、内部空間１０２に吐出される。これにより、内部空間１０２の温度は上昇する。

【0054】

ここで、流体制御装置１０における外壁主板４２は、金属である。すなわち、外壁主板４２は、熱伝導性が高い。これにより、内部空間１０２の熱は、外壁主板４２内を伝達、拡散し、外壁主板４２の外部空間側の面に伝達される。そして、この外壁主板４２の外部空間側の面に伝達された熱は、外部空間に輻射される。例えば、外壁主板４２は、ＳＵＳ等であり、外壁主板４２の主材料が例えばＳＵＳであってもよい。また、例えば、Ｃｕ等を用いることも可能であり、この場合、信頼性等のために、例えば、絶縁薄膜を備えるとよりよい。

【0055】

この結果、流体制御装置１０は、内部空間１０２内の熱を効果的に放散できる。これにより、流体制御装置１０は、内部空間１０２の温度の上昇を効果的に抑制できる。また、これにより、外筐体４０内の温度の上昇を抑制でき、バルブ６０、ポンプ２０、および、圧電素子３０の温度の上昇を抑制できる。

【0056】

一方、流体の流れにおいて圧電素子３０よりも上流側の内部空間１０１では、圧電素子３０からの輻射熱等によって温度は上昇するものの、内部空間１０２と比較して温度は上昇し難い。

【0057】

したがって、上述のように、内部空間１０２側の温度の上昇を抑制することで、内部空間１０１と内部空間１０２との間の温度差は、小さくなる。

【0058】

図３は、比較構成の流体制御装置と本発明の第１の実施形態に係る構成の流体制御装置１０における圧電素子側の内部空間の温度差の時間変化を示すグラフである。図３は、２５℃の環境下で、圧電素子３０を１Ｗで駆動し続けた場合の内部空間１０１と内部空間１０２との温度差の変化を示す。なお、比較構成は、外筐体の全体を金属で形成したもの、すなわち本願発明の外壁主板４１および外壁主板４２の両方を金属で形成したものである。

【0059】

図３に示すように、本実施形態の構成を用いることによって、内部空間１０１と内部空間１０２との温度差、すなわち、外筐体４０内におけるポンプ２０の上流側とポンプ２０の下流側との温度差を小さくできる。そして、図３に示すように、温度差の抑制効果は、駆動開始から温度が上昇する過渡時であっても、駆動状態が安定する定常時であっても同様に得られる。

【0060】

これにより、流体制御装置１０は、ポンプ２０および圧電素子３０の温度の上昇や、外筐体の歪みによる特性劣化を抑制できる。また、流体制御装置１０は、外筐体の歪みによる外筐体の信頼性の低下を抑制でき、例えば、製品寿命を延ばすことができる。

【0061】

また、流体制御装置１０では、外壁主板４２の全体が金属である。これにより、内部空間１０２に対する放熱効果は向上し、内部空間１０１と内部空間１０２との温度差は、さらに抑制される。

【0062】

また、流体制御装置１０では、内部空間１０２を外部空間に連通する貫通孔５２は、側板４３２に形成される。これにより、貫通孔ＴＨ６１から吐出された流体は、外壁主板４２における内部空間１０２側の面に当接し、この面に沿って、貫通孔５２まで搬送される。したがって、流体から外壁主板４２へのより効果的に熱が伝搬され、流体制御装置１０は、内部空間１０１と内部空間１０２との温度差を、さらに効果的に抑制できる。

【0063】

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る流体制御装置について、図を参照して説明する。図４は、第２の実施形態に係る流体制御装置１０Ａの構成の一例を示す側面断面図である。

【0064】

図４に示すように、第２の実施形態に係る流体制御装置１０Ａは、第１の実施形態に係る流体制御装置１０に対して、外筐体４０Ａの外壁主板４２Ａにおいて異なる。流体制御装置１０Ａの他の構成は、流体制御装置１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

【0065】

流体制御装置１０Ａは、外筐体４０Ａを備え、外筐体４０Ａは、外壁主板４２Ａを備える。外壁主板４２Ａは、外壁主板４１よりも薄い。より具体的には、外壁主板４２Ａにおける貫通孔ＴＨ６１に対向する部分は、外壁主板４１（特に、圧電素子３０に対向する部分）よりも薄い。

【0066】

これにより、外壁主板４２Ａの熱抵抗は低く抑えられる。また、流体制御装置１０Ａは、内部空間１０２に対する放熱性（外部空間への排熱性）をさらに向上でき、温度差をさらに効果的に抑制できる。したがって、流体制御装置１０Ａは、特性劣化をより効果的に抑制できる。

【0067】

また、外壁主板４１よりも比重が大きい外壁主板４２Ａが薄いことで、流体制御装置１０Ａは、軽量化を実現できる。

【0068】

この際、外壁主板４２Ａの厚みを適宜設定することによって、流体制御装置１０Ａとしての信頼性の仕様を満たす剛性は、維持できる。すなわち、流体制御装置１０Ａは、所望の信頼性を確保しながら、軽量化を実現できる。

【0069】

［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態に係る流体制御装置について、図を参照して説明する。図５は、第３の実施形態に係る流体制御装置１０Ｂの構成の一例を示す側面断面図である。

【0070】

図５に示すように、第３の実施形態に係る流体制御装置１０Ｂは、第１の実施形態に係る流体制御装置１０に対して、外筐体４０Ｂの外壁主板４２Ｂにおいて異なる。流体制御装置１０Ｂのその他の構成は、流体制御装置１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

【0071】

外壁主板４２Ｂは、金属部４２１と樹脂部４２２とを備える。樹脂部４２２は、金属部４２１の外周を囲むように配置される。

【0072】

金属部４２１は、例えば、円板形状である。金属部４２１を平面面積は、貫通孔ＴＨ６１の平面面積以上である。金属部４２１は、平面視において、貫通孔ＴＨ６１に重なる。

【0073】

このような構成では、貫通孔ＴＨ６１から吐出された流体が衝突する部分が金属部４２１となる。これにより、流体制御装置１０Ｂは、上述の内部空間１０２側に対する放熱効果を得られる。したがって、流体制御装置１０Ｂは、内部空間１０２と内部空間１０１との温度差を小さくでき、特性の劣化を抑制できる。

【0074】

また、金属部４２１を樹脂部４２２よりも薄くすることも可能であり、この構成によって、流体制御装置１０Ｂは、内部空間１０２の熱をより効果的に放散できる。

【0075】

［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態に係る流体制御装置について、図を参照して説明する。図６（Ａ）は、第４の実施形態に係る流体制御装置１０Ｃ１の構成の一例を示す側面断面図であり、図６（Ｂ）は、第４の実施形態に係る流体制御装置１０Ｃ２の構成の一例を示す側面断面図である。

【0076】

図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、第４の実施形態に係る流体制御装置１０Ｃ１、１０Ｃ２は、第１の実施形態に係る流体制御装置１０に対して、外筐体４０Ｃ１、４０Ｃ２の外壁主板４２Ｃ１、４２Ｃ２において異なる。流体制御装置１０Ｃ１、１０Ｃ２のその他の構成は、流体制御装置１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

【0077】

図６（Ａ）に示すように、流体制御装置１０Ｃ１における外壁主板４２Ｃ１は、金属部４２１Ｃ１と樹脂部４２２とを備える。

【0078】

金属部４２１Ｃ１は、厚みの異なる２つの領域を有する。より具体的には、厚い中央領域と薄い周辺領域とを有する。中央領域の平面形状は、貫通孔ＴＨ６１の平面面積よりも大きな形状（例えば円形）である。周辺領域は、中央領域の外周を囲む形状であり、周辺領域の外形形状は、外壁主板４１の平面形状と略同じである。金属部４２１Ｃ１の一方主面は、中央領域と周辺領域とで面一である。金属部４２１Ｃ１の他方主面は、周辺領域が中央領域よりも凹む形状である。

【0079】

樹脂部４２２は、中央に開口を有する平板である。樹脂部４２２は、金属部４２１Ｃ１の他方主面側における周辺領域の部分に配置される。言い換えれば、樹脂部４２２は、金属部４２１Ｃ１の他方主面側の凹みを埋めるように配置される。これにより、外壁主板４２Ｃ１の両主面は平坦になる。

【0080】

外壁主板４２Ｃ１は、金属部４２１Ｃ１の他方主面がバルブ６０に対向するように配置される。この際、金属部４２１Ｃ１の中央部が貫通孔ＴＨ６１に重なるように配置される。

【0081】

このような構成によって、流体制御装置１０Ｃ１は、内部空間１０２の熱を効果的に放散できる。また、外壁主板４２Ｃ１は、全体を金属で形成するよりも軽量化を実現できる。

【0082】

図６（Ｂ）に示すように、流体制御装置１０Ｃ２では、外壁主板４２Ｃ２は、金属部４２１Ｃ２と樹脂部４２２とを備える。

【0083】

金属部４２１Ｃ２は、金属部４２１Ｃ１と同じ形状である。外壁主板４２Ｃ２は、金属部４２１Ｃ２の他方主面が外部空間に露出するように配置される。すなわち、外壁主板４２Ｃ２は、全面が金属からなる面が内部空間１０２側になるように配置される。

【0084】

このような構成によって、流体制御装置１０Ｃ２は、内部空間１０２の熱を効果的に放散できる。また、外壁主板４２Ｃ２は、全体を金属で形成するよりも軽量化を実現できる。

【0085】

［第５の実施形態］
本発明の第５の実施形態に係る流体制御装置について、図を参照して説明する。図７は、第５の実施形態に係る流体制御装置１０Ｄの構成の一例を示す側面断面図である。

【0086】

図７に示すように、第５の実施形態に係る流体制御装置１０Ｄは、第１の実施形態に係る流体制御装置１０に対して、ノズル５０１、５０２を省略した点において異なる。流体制御装置１０Ｄのその他の構成は、流体制御装置１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

【0087】

流体制御装置１０Ｄは、ノズル５０１、５０２を有さない。このような構成であっても、流体制御装置１０Ｄは、内部空間１０１と内部空間１０２との温度差を小さくできる。

【0088】

［第６の実施形態］
本発明の第６の実施形態に係る流体制御装置について、図を参照して説明する。図８は、第６の実施形態に係る流体制御装置１０Ｅの構成の一例を示す側面断面図である。

【0089】

図８に示すように、第６の実施形態に係る流体制御装置１０Ｅは、第１の実施形態に係る流体制御装置１０に対して、内部空間１０１を外部空間に連通する貫通孔４１０Ｅの形成態様において異なる。流体制御装置１０Ｅのその他の構成は、流体制御装置１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

【0090】

流体制御装置１０Ｅは、外壁主板４１Ｅを含む外筐体４０Ｅを備える。外壁主板４１Ｅには、貫通孔４１０Ｅが形成される。

【0091】

このような構成であっても、流体制御装置１０Ｅは、内部空間１０１と内部空間１０２との温度差を小さくできる。

【0092】

なお、上述の各実施形態において、金属からなる部分は、１枚の金属によって形成される態様を示したが、複数の金属を積層したものであってもよい。または、薄い絶縁性のコア材に、コア材よりも厚く金属を積層して形成したものであってもよい。すなわち、上述の各実施形態において、内部空間１０２側の外壁主板の熱伝導性が、内部空間１０１側の外壁主板の熱伝導性よりも高ければよい。さらに言い換えれば、外筐体における流体の流れにおいて圧電素子３０よりも下流側の部分の熱伝導性が、外筐体における流体の流れにおいて圧電素子３０よりも上流側の部分の熱伝導性よりも高ければよい。

【0093】

また、上述の各実施形態の構成は、適宜組合せ可能であり、それぞれの組合せに応じた作用効果を奏することができる。

【符号の説明】

【0094】

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ１、１０Ｃ２、１０Ｄ、１０Ｅ：流体制御装置
２０：ポンプ
２１、２２：平板
２３：ポンプ用枠体
３０：圧電素子
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ１、４０Ｃ２、４０Ｅ：外筐体
４１、４１Ｅ、４２、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ１、４２Ｃ２：外壁主板
５１、５２：貫通孔
６０：バルブ
６１：平板
６２：バルブ用枠体
６３：弁膜
７１：支持部材
１００：ポンプ室
１０１、１０２：内部空間
１１０：バルブ室
４１０Ｅ：貫通孔
４２１、４２１Ｃ１、４２１Ｃ２：金属部
４２２：樹脂部
４３１、４３２：側板
５０１、５０２：ノズル
ＴＨ２１：貫通孔
ＴＨ２２：貫通孔
ＴＨ６１：貫通孔
ＴＨ６３：貫通孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】