WO2000052336A1

WO2000052336A1 - Pump

Info

Publication number: WO2000052336A1
Application number: PCT/JP1999/003995
Authority: WO
Inventors: Yukihisa Takeuchi; Tsutomu Nanataki; Iwao Ohwada
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 1999-07-26
Publication date: 2000-09-08
Anticipated expiration: 2001-09-03
Also published as: EP1077330A1; EP1077330A4; US6565331B1; US6682318B2; JP2000314381A; US20030012666A1; US20030026713A1; US6666658B2

Description

明細書ポンプ技術分野

本発明は、ポンプに関し、小型薄型に好適なポンプに関する。背景技術

近時、液体の粘性を熱により変化させ、この粘性変化を弁の代わりに利用するようにした微小ポンプが提案されている。

この微小ポンプは、機械的な弁がないため、摩耗や故障の心配がない。体内に埋め込んで微量の薬剤を投与する機器や、小型の化学分析装置などに応用できるとしている。

このような微小なポンプは、今後、医療や化学分析等に益々応用されていくと思われる。この場合に、小型薄型であることはもちろんのこと、小型薄型にも拘わらず流体の排出量（移動量）が多いことかましい。

このような微小なポンプには、シリコン製のものが知られているが、振動部の剛性が小さく、ポンプ動作の高速化、流体の排出量（移動量）の増大ィ匕を図ることが困難である。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、小型薄型であって、しかも、流体の排出量（移動量）の増大化を図ることができるポンプを提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、導入側に対する減圧や排出側に対する加圧を効率よく行うことができるポンプを提供することにある。発明の開示

本発明に係るポンプは、少なくとも 1つのポンプ部を有し、かつ、該ポンプ部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて流体の流路を選択的に形成するポンプ本体を具備し、前記ポンプ本体における前記流路の選択形成によつて流体の流れを制御することを特徴とする。

具体的には、前記ポンプ部は、少なくとも 1つのァクチユエ一夕部を有し、前記ァクチユエ一夕部は、形状保持層と、該形状保持層に形成された少なくとも一対の電極とを有する作動部と、該作動部を支持する振動部と、該振動部を振動可能に支持する固定部とを有して構成されていることを特徴とする。

また、前記ポンプ部は、前記一対の電極への電圧印加によって生じる前記ァクチュエー夕部の変位動作を伝達する変位伝達部を有することを特徴とする。

これにより、小型薄型であって、しかも、流体の排出量（移動量）の増大化を図ることができ、導入側に対する減圧や排出側に対する加圧を効率よく行うことができるそして、前記構成において、前記ポンプ部の前記変位伝達部に対応して複数のァクチユエ一夕部を割り当てるようにしてもよい。

また、前記振動部及び固定部のうち、少なくとも振動部をセラミックスにて構成するようにしてもよい。この場合、前記振動部及び固定部を一体形成するようにしてもよく、前記振動部及び固定部がセラミックスにて一体形成するようにしてもよい。また、前記ァクチユエ一タ部を構成する作動部を前記振動部と固定部と共に一体形成するようにしてもよい。

前記形状保持層を圧電及び Z又は電歪層及び ' 又は反強誘電体層で構成するようにしてもよい。

前記固定部のうち、前記振動部に対応する箇所に該振動部を振動可能とするための空所を有し、前記固定部の他主面から前記空所に向かって貫通する貫通孔を形成するようにしてもよいし、前記貫通孔を封止するようにしてもよい。

前記ポンプ本体として、複数のポンプ部を直列に接緣するようにしてもよい。この場合、直列に接続された隣り合う前記ポンプ部の駆動に関し、導入側のポンプ部の複数回駆動に対して、排出側のポンプ部を 1回駆動することによって流体の流れを制御するようにしてもよい。

また、前記ポンプ本体を導入側と排出側との間に設置するようにしてもよい。この場合、前記導入側に複数のポンプ部を並列に接続してもよく、前記排出側に複数のポンプ部を並列に接続するようにしてもよい。前記ポンプ本体として、複数のポンプ部を樹枝状に接続してもよく、前記ポンプ本体における複数のポンプ部を、直列接続と並列接続とを任意に組み合わせて接続するようにしてもよい。

そして、前記構成において、前記ポンプ部を流体が供給されるケ一シングの一部の面に対向して設け、前記ポンプ本体を前記ケ一シングの前記一部の面に対する前記ポンプ部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて前記ケ一シングの前記一部の面に流体の流路を選択的に形成するようにしてもよい。

この場合、前記ポンプ部における前記ァクチユエ一夕部の変位が前記ケーシングに対して最も接近した状態の場合に、前記変位伝達部の端面が前記ケーシングに接触するようにしてもよく、前記変位伝達部の端面と前記ケ一シングとの間に隙間が形成されるようにしてもよい。

前記ポンプ本体は、少なくとも前記ケーシング及び Z又は該ケーシングを支える支柱により一定の剛性をもって支持されることが好ましい。また、前記ポンプ本体は、少なくとも前記ケ一シング及び Z又は該ケ一シングを支える外周固定部により一定の剛性をもって支持されることが好ましい。

次に、本発明は、複数のポンプ部を互いに対向して設置し、これらポンプ部の間に中間支持板を設け、前記ポンプ本体を前記中間支持板の板面に対する前記ポンプ部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて前記中間支持板の板面に流体の流路を選択的に形成して構成される。

この場合、前記ポンプ本体は、少なくとも前記中間支持板及び Z又は該中間支持板を支える支柱により一定の剛性をもって支持されるようにしてもよく、少なくとも前記中間支持板及び Z又は該中間支持板を支える外周固定部により一定の剛性をもって支持されることが好ましい。

また、前記構成において、複数のポンプ部を互いに対向して設置し、前記ポンプ本体を、互いに対向する前記ポンプ部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて互いに対向する前記ポンプ部間に流体の流路を選択的に形成するようにしてもよい。この場合、流体が供給されるケ一シングを設け、前記ポンプ本体を、少なくとも前記ケ一シング及び z又は該ケーシングを支える支柱により一定の剛性をもって支持してもよく、少なくとも前記ケーシング及び Z又は該ケ一シングを支える外周固定部により一定の剛性をもつて支持することが好ましい。

また、前記構成において、前記ポンプ部を複数設け、これらポンプ部間に弁部を介在するようにしてもよい。前記ポンプ部を複数設け、前記ポンプ部間に弁部が介在された組と、前記ポンプ部間に弁部が介在されていない組とを任意に組み合わせるようにしてもよい。

この場合、前記弁部として、流体が供給されるケ一シングの一部の面に対向して設けられた少なくとも 1つの弁用のァクチユエ一夕部を具備するようにし、前記ケ一シングの一部の面に対する前記弁用のァクチユエ一夕部の接近 ·離反方向の変位動作を通じて前段のポンプ部から後段のポンプ部への流体の流れを制御するようにしてもよい。

そして、前記構成において、複数の弁部を互いに対向して設置し、これら弁部の間に中間支持板を設け、各弁部として、前記中間支持板の板面に対向して設けられた少なくとも 1つの弁用のァクチユエ一夕部を具備するようにし、前記中間支持板の板面に対する前記弁用のァクチユエ一夕部の接近 ·離反方向の変位動作を通じて前段のポンプ部から後段のポンプ部への流体の流れを制御するようにしてもよい。

また、前記構成において、複数の弁部を互いに対向して設置し、各弁部として、互いに対向して設けられた少なくとも 1つの弁用のァクチユエ一タ部を具備するようにし、互いに対向する前記弁用のァクチユエ一夕部の接近 ·離反方向の変位動作を通じて前段のポンプ部から後段のポンプ部への流体の流れを制御するようにしてもよい。そして、前記構成において、前記弁部の変位伝達部に対応して複数の弁用のァクチユエ一夕部を割り当てるようにしてもよい。また、前記ポンプ部のァクチユエ一夕部における前記変位伝達部と前記弁部のァクチユエ一夕部における変位伝達部とを連続形成するようにしてもよい。前記ポンプ部のァクチユエ一夕部における前記変位伝達部と前記弁部のァクチユエ一夕部における変位伝達部との間にクロストーク防止部を形成するようにしてもよい。

また、前記構成において、前記ポンプ部のァクチユエ一夕部における前記振動部及び固定部と前記弁部のァクチユエ一夕部における振動部及び固定部とをセラミックスにて一体に形成するようにしてもよい。なお、前記弁部の少なくとも 1つは、逆止弁の形状を有するようにしてもよい。 W

5 本発明は、前記構成において、前記ポンプ部の導入側に少なくとも 1つの入力弁部を有するようにしてもよい。

この場合、前記入力弁部として、流体が供給されるケーシングの一部の面に対向して設けられた少なくとも 1つの入力弁用のァクチユエ一夕部を具備するようにし、前記ケーシングの一部の面に対する前記入力弁用のァクチユエ一夕部の接近 ·離反方向の変位動作を通じて前段のポンプ部から後段のポンプ部への流体の流れを制御するようにしてもよい。

そして、前記構成において、複数の入力弁部を互いに対向して設置し、これら入力弁部の間に中間支持板を設け、各入力弁部として、前記中間支持板の板面に対向して設けられた少なくとも 1つの入力弁用のァクチユエ一夕部を具備するようにし、前記中間支持板の板面に対する前記入力弁用のァクチユエ一夕部の接近 ·離反方向の変位動作を通じて前段のポンプ部から後段のポンプ部への流体の流れを制御するようにしてもよい。

また、前記構成において、複数の入力弁部を互いに対向して設置し、各入力弁部として、互いに対向して設けられた少なくとも 1つの入力弁用のァクチユエ一夕部を具備するようにし、互いに対向する前記入力弁用のァクチユエ一夕部の接近 ·離反方向の変位動作を通じて前段のポンプ部から後段のポンプ部への流体の流れを制御するようにしてもよい。

そして、前記入力弁部の変位伝達部に対応して複数の入力弁用のァクチユエ一夕部を割り当てるようにしてもよい。また、前記ポンプ部のァクチユエ一夕部における前記変位伝達部と前記入力弁部のァクチユエ一夕部における変位伝達部とを連続形成するようにしてもよい。前記ポンプ部のァクチユエ一夕部における前記変位伝達部と前記入力弁部のァクチユエ一夕部における変位伝達部との間にクロストーク防止部を形成するようにしてもよい。

また、前記構成において、前記ポンプ部のァクチユエ一夕部における前記振動部及び固定部と前記入力弁部のァクチユエ一夕部における振動部及び固定部とをセラミツクスにて一体に形成するようにしてもよい。なお、前記入力弁部の少なくとも 1つは

、逆止弁の形状を有するようにしてもよい。

本発明は、前記構成において、前記ポンプ部の排出側に少なくとも 1つの出力弁部を有するようにしてもよい。

この場合、前記出力弁部として、流体が供給されるケーシングの一部の面に対向して設けられた少なくとも 1つの出力弁用のァクチユエ一夕部を具備するようにし、前記ケ一シングの一部の面に対する前記出力弁用のァクチユエ一夕部の接近 ·離反方向の変位動作を通じて前段のポンプ部から後段のポンプ部への流体の流れを制御するようにしてもよい。

そして、前記構成において、複数の出力弁部を互いに対向して設置し、これら出力弁部の間に中間支持板を設け、各出力弁部として、前記中間支持板の板面に対向して設けられた少なくとも 1つの出力弁用のァクチユエ一夕部を具備するようにし、前記中間支持板の板面に対する前記出力弁用のァクチユエ一夕部の接近 ·離反方向の変位動作を通じて前段のポンプ部から後段のポンプ部への流体の流れを制御するようにしてもよい。

また、前記構成において、複数の出力弁部を互いに対向して設置し、各出力弁部として、互いに対向して設けられた少なくとも 1つの出力弁用のァクチユエ一夕部を具備するようにし、互いに対向する前記出力弁用のァクチユエ一夕部の接近 ·離反方向の変位動作を通じて前段のポンプ部から後段のポンプ部への流体の流れを制御するようにしてもよい。

そして、前記出力弁部の変位伝達部に対応して複数の出力弁用のァクチユエ一夕部を割り当てるようにしてもよい。また、前記ポンプ部のァクチユエ一夕部における前記変位伝達部と前記出力弁部のァクチユエ一夕部における変位伝達部とを連続形成するようにしてもよい。前記ポンプ部のァクチユエ一夕部における前記変位伝達部と前記出力弁部のァクチユエ一夕部における変位伝達部との間にクロストーク防止部を形成するようにしてもよい。

また、前記構成において、前記ポンプ部のァクチユエ一夕部における前記振動部及び固定部と前記出力弁部のァクチユエ一夕部における振動部及び固定部とをセラミツクスにて一体に形成するようにしてもよい。なお、前記出力弁部の少なくとも 1つは

、逆止弁の形状を有するようにしてもよい。

次に、本発明は、少なくとも 1つの入力弁部と、少なくとも 1つのポンプ部と、少なくとも 1つの出力弁部とを有し、かつ、これら入力弁部、ポンプ部、出力弁部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて流体の流路を選択的に形成するポンプ本体を具備し、前記ポンプ本体における前記流路の選択形成によって流体の流れを制御することを特徴とする。

この場合、前記入力弁部、ポンプ部、出力弁部を、流体が供給されるケ一シングの一部の面に対向して設け、前記ポンプ本体として、前記ケ一シングの前記一部の面に対する前記入力弁部、ポンプ部、出力弁部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて前記ケ一シングの前記一部の面に流体の流路を選択的に形成するようにしてもよい。

また、前記構成において、複数の入力弁部、ポンプ部、出力弁部をそれぞれ互いに対向して設置し、これら入力弁部、ポンプ部、出力弁部の各間に中間支持板を設け、前記ポンプ本体として、前記中間支持板の板面に対する前記入力弁部、ポンプ部、出力弁部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて前記中間支持板の板面に流体の流路を選択的に形成するようにしてもよい。

また、前記構成において、複数の入力弁部、ポンプ部、出力弁部をそれぞれ互いに対向して設置し、前記ポンプ本体として、互いに対向する前記入力弁部、ポンプ部、出力弁部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて互いに対向するこれら入力弁部、ポンプ部、出力弁部間に流体の流路を選択的に形成するようにしてもよい。

そして、流路は、隣接する入力弁部とポンプ部が両方とも動作したとき、あるいは隣接するポンプ部が両方とも動作したとき、あるいは隣接するポンプ部と出力弁部が両方とも動作したときに形成されるようにしてもよい。

また、前記構成において、隣接する入力弁部とポンプ部との間に形成される流路と隣接するポンプ部間に形成される流路との間をバイパスし、隣接するポンプ部間に形成される流路と隣接するポンプ部と出力弁部との間に形成される流路との間をバイパスするための連通路を形成するようにしてもよい。

次に、本発明に係るポンプは、少なくとも 1つの入力弁部と、複数のポンプ部と、該複数のポンプ部間に設置された少なくとも 1つの弁部と、少なくとも 1つの出力弁部とを有し、かつ、これら入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部の選択的な接近'離反方向の変位動作を通じて流体の流路を選択的に形成するポンプ本体を具備し、前記ポンプ本体における前記流路の選択形成によつて流体の流れを制御することを特徴とする。

この場合、前記入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部を、流体が供給されるケーシングの一部の面に対向して設け、前記ポンプ本体として、前記ケ一シングの前記一部の面に対する前記入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて前記ケーシングの前記一部の面に流体の流路を選択的に形成するようにしてもよい。

また、前記構成において、複数の入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部をそれぞれ互いに対向して設置し、これら入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部の各間に中間支持板を設け、前記ポンプ本体として、前記中間支持板の板面に対する前記入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて前記中間支持板の板面に流体の流路を選択的に形成するようにしてもよい。

また、前記構成において、複数の入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部をそれぞれ互いに対向して設置し、前記ポンプ本体として、互いに対向する前記入力弁部、ボンプ部、弁部、出力弁部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて互いに対向するこれら入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部間に流体の流路を選択的に形成するようにしてもよい。

そして、流路は、隣接する入力弁部とポンプ部が両方とも動作したとき、あるいは隣接するポンプ部と弁部が両方とも動作したとき、あるいは隣接するポンプ部と出力弁部ヵ方とも動作したときに形成されるようにしてもよい。

次に、本発明に係るポンプは、少なくとも 1つの入力弁部と、複数のポンプ部のうち、隣接する前記ポンプ部間に弁部が介在された組と、隣接する前記ポンプ部間に弁部が介在されていない組と、少なくとも 1つの出力弁部とを有し、かつ、これら入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部の選択的な接近'離反方向の変位動作を通じて流体の流路を選択的に形成するポンプ本体を具備し、前記ポンプ本体における前記流路の選択形成によって流体の流れを制御することを特徴とする。この場合、前記入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部を、流体が供給されるケーシングの一部の面に対向して設け、前記ポンプ本体として、前記ケーシングの前記一部の面に対する前記入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて前記ケ一シングの前記一部の面に流体の流路を選択的に形成するようにしてもよい。

そして、流路は、隣接する入力弁部とポンプ部が両方とも動作したとき、あるいは隣接するポンプ部と弁部が両方とも動作したとき、あるいは隣接するポンプ部と出力弁部か方とも動作したときに形成されるようにしてもよい。

また、前記構成において、隣接する入力弁部とポンプ部との間に形成される流路と隣接するポンプ部間に形成される流路との間をバイパスし、隣接するポンプ部間に形成される流路と隣接するポンプ部と出力弁部との間に形成される流路との間をバイパスするための連通路を形成するようにしてもよい。図面の簡単な説明

図 1は、第 1の実施の形態に係るポンプを示す断面図である。

図 2は、第 1の実施の形態に係るポンプにおいて、ケーシングを外して示すポンプ本体の平面図である。

図 3は、第 1の実施の形態に係るポンプにおいて、空所の深さを小さくした状態を示す断面図である。図 4は、第 1の実施の形態に係るポンプにおいて、支柱の部分を示す断面図である図 5は、ァクチユエ一夕部に形成される一対の電極の平面形状の一例を示す図である。

図 6 Aは、形状保持層の長軸に沿って一対の電極のくし歯を配列させた 1つの例を示す説明図である。

図 6 Bは、形状保持層の長軸に沿って一対の電極のくし歯を配列させた他の例を示す説明図である。

図 7 Aは、形状保持層の短軸に沿って一対の電極のくし歯を配列させた 1つの例を示す説明図である。

図 7 Bは、形状保持層の短軸に沿って一対の電極のくし歯を配列させた他の例を示す説明図である。

図 8は、形状保持層に一対の電極と中間層を設けた例を示す断面図である。

図 9は、第 1の実施の形態に係るポンプにおいて、導入孔及び排出孔がそれぞれ入力弁部及び出力弁部の直上に形成した例を示す断面図である。

図 1 0は、導入孔及び排出孔がそれぞれ入力弁部及び出力弁部の直上に形成した例において、ケ一シングを外して示すポンプ本体の平面図である。

図 1 1は、第 1の実施の形態に係るポンプにおいて、入力弁部とポンプ部を駆動させた状態を示す説明図である。

図 1 2八〜図1 2 Fは、第 1の実施の形態に係るポンプの動作を示す説明図である図 1 3は、入力弁部とポンプ部を駆動してこれら入力弁部とポンプ部に流路を形成した例を示す説明図である。

【図 1 4】

ポンプ部と出力弁部を駆動してこれらポンプ部と出力弁部に流路を形成した例を示す説明図である。

図 1 5は、第 1の実施の形態に係るポンプにおいて、変位伝達部の端面とケーシングの裏面との間に隙間を形成した例を示す断面図である。

図 1 6は、第 1の実施の形態における第 1の変形例に係るポンプを示す構成図である。

図 1 7は、第 1の実施の形態における第 1の変形例に係るポンプを動作させた状態を示す説明図である。

図 1 8は、第 1の実施の形態における第 2の変形例に係るポンプを示す構成図である。

図 1 9は、第 1の実施の形態における第 3の変形例に係るポンプを示す構成図である。

図 2 0は、第 1の実施の形態における第 4の変形例に係るポンプを示す構成図である。

図 2 1は、第 1の実施の形態における第 5の変形例に係るポンプを示す構成図である。

図 2 2は、第 1の実施の形態における第 6の変形例に係るポンプを示す構成図である。

図 2 3は、第 1の実施の形態における第 7の変形例に係るポンプを示す構成図である。

図 2 4は、第 1の実施の形態における第 8の変形例に係るポンプを示す構成図である。

図 2 5は、第 2の実施の形態に係るポンプを示す断面図である。

図 2 6は、第 2の実施の形態に係るポンプの他の例を示す断面図である。

図 2 7は、第 2の実施の形態に係るポンプの第 1の変形例を示す断面図である。図 2 8は、第 2の実施の形態に係るポンプの第 1の変形例において、ケ一シングを外して示すポンプ本体の平面図である。

図 2 9は、第 2の実施の形態に係るポンプの第 2の変形例において、ケ一シングを外して示すポンプ本体の平面図である。

図 3 0は、第 3の実施の形態に係るポンプを示す断面図である。

図 3 1は、第 3の実施の形態に係るポンプを示すモデル図である。

図 3 2は、第 3の実施の形態に係るポンプの駆動シーケンスを示す図である。図 3 3は、第 3の実施の形態に係るポンプの第 1の変形例を示すモデル図である。図 3 4は、第 3の実施の形態に係るポンプの第 2の変形例を示すモデル図である。図 3 5は、第 3の実施の形態に係るポンプの第 3の変形例を示すモデル図である。図 3 6 A〜図 3 6 Cは、第 3の実施の形態に係るポンプの第 4の変形例を示すモデル図である。

図 3 7は、第 3の実施の形態に係るポンプの第 5の変形例を示す断面図である。図 3 8は、第 3の実施の形態に係るポンプの第 5の変形例による減圧動作を示すモデル図である。

図 3 9は、第 3の実施の形態に係るポンプの第 5の変形例による加圧動作を示すモデル図である。

図 4 O Aは、第 3の実施の形態に係るポンプの第 6の変形例を示す断面図である。図 4 0 Bは、第 3の実施の形態に係るポンプの第 6の変形例において、第 1のボンプ部を動作させた場合を示す断面図である。

図 4 1は、第 3の実施の形態に係るポンプの第 7の変形例において、ケーシングを外して示すポンプ本体の平面図である。

図 4 2 Aは、第 4の実施の形態に係るポンプを示す断面図である。

図 4 2 Bは、第 4の実施の形態に係るポンプにおいて、ポンプ部を動作させた場合を示す断面図である。

図 4 3は、第 5の実施の形態に係るポンプを示す断面図である。

図 4 4は、第 5の実施の形態に係るポンプの変形例を示す断面図である。

図 4 5は、第 6の実施の形態に係るポンプを示す断面図である。

図 4 6は、第 7の実施の形態に係るポンプを示す断面図である。

図 4 5 A〜図 4 5 Dは、第 7の実施の形態に係るポンプの動作を示す説明図である

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明に係るポンプのいくつかの実施の形態例を図 1〜図 4 7 Dを参照しながら説明する。

第 1の実施の形態に係るポンプ 1 O Aは、図 1に示すように、ポンプ本体 1 2を有する。このポンプ本体 1 2は、流体が供給されるケーシング 1 4と、ケーシング 1 4 内の一方の面に対向して設けられた 1つのポンプ部 1 6と、 1つの入力弁部 1 8と、 1つの出力弁部 2 0とを有して構成されている。これらポンプ部 1 6、入力弁部 1 8 及び出力弁部 2 0は、それぞれァクチユエ一夕部 3 0を有する。

つまり、この第 1の実施の形態に係るポンプ 1 O Aは、流体が供給されるケーシング 1 4と、該ケ一シング 1 4の裏面に対向して設けられた入力弁部 1 8、ポンプ部 1 6及び出力弁部 2 0と、ケ一シング 1 4の裏面に対する入力弁部 1 8、ポンプ部 1 6 及び出力弁部 2 0の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じてケーシング 1 4の裏面に流路を選択的に形成するポンプ本体 1 2とを具備して構成され、前記流路の選択形成によって流体の流れを制御するように構成されている。

ここで、流路の選択形成とは、排出（又は加圧又は減圧）を行うためのポンプ部 1 6又は入力弁部 1 8又は出力弁部 2 0の任意の拡張 Z収縮又は開/閉動作の組み合わせを示す。

前記ケ一シング 1 4には、流体を供給するための導入孔 3 2と流体を排出するための排出孔 3 4が形成され、図 2に示すように、これら導入孔 3 2と排出孔 3 4との間に入力弁部 1 8、ポンプ部 1 6及び出力弁部 2 0が横方向に配列されている。図 2において、符号 1 3 0で示す部分は、変位伝達部 6 6の構成材料がケ一シング 1 4と基体 4 0の間に充填された部分のうち、入力弁部 1 8、ポンプ部 1 6及び出力弁部 2 0 として可動しない部分、つまり、ァクチユエ一夕部 3 0の変位の伝達に直接関与しない部分である。

ポンプ本体 1 2は、例えばセラミックスにて構成された基体 4 0を有する。該基体 4 0は、一主面がケーシング 1 4の裏面に対向するように配置されており、該ー主面は連続した面（面一）とされている。基体 4 0の内部には、ポンプ部 1 6、入力弁部 1 8及び出力弁部 2 0に対応した位置にそれぞれ後述する振動部 4 2を形成するための空所 4 4が設けられている。各空所 4 4は、 ·4 0の他端面に設けられた径の小さい貫通孔 4 6を通じて外部と連通されている。

前記基体 4 0のうち、空所 4 4の形成されている部分が薄肉とされ、それ以外の部分が厚肉とされている。薄肉の部分は、外部応力に対して振動を受けやすい構造となつて振動部 4 2として機能し、空所 4 4以外の部分は厚肉とされて前記振動部 4 2を支持する固定部 4 8として機能するようになっている。

つまり、基体 4 0は、最下層である基板層 4 O Aと中間層であるスぺーサ層 4 0 Β と最上層である薄板層 4 0 Cの積層体であって、スぺーサ層 4 0 Bのうち、ポンプ部 1 6、入力弁部 1 8及び出力弁部 2 0に対応する箇所に空所 4 4が形成された一体構造体として把握することができる。

スぺーサ層 4 0 Bは、スクリーン印刷法のような手法によって、例えば図 3に示すように、薄く形成することもできる。この場合、ポンプ 1 O Aの薄型化ゃァクチユエ一夕部 3 0の特性の向上の点で望ましい。

基板層 4 O Aは、補強用基板として機能するほか、配線用の基板としても機能するようになつている。なお、前記基体 4 0は、一体同時焼成体であっても、ガラスゃ樹脂によって各層を接合一体化したものでも、後付けであってもよい。また、前記例で «¾ 4 0を 3層の構造体としたが、 4層以上の構造体としてもよい。

また、ケ一シング 1 4と基体 4 0との間には、図 2及び図 4に示すように、ァクチユエ一夕部 3 0の近傍において複数の支柱 5 0が介在され、剛性接合が維持されている。また、図 1及び図 3に示すように、ケ一シング 1 4の外周固定部 1 4 bにて剛性接合を維持するようにしてもよい。この場合、支柱 5 0がなくてもよい。

また、ケーシング 1 4の外周固定部 1 4 bと支柱 5 0を併用して剛性接合をすることがポンプ 1 0に一定の剛性をもたせる上で最も望ましい。

各ァクチユエ一夕部 3 0は、図 1に示すように、前記振動部 4 2と固定部 4 8のほカゝ、該振動部 4 2上に直接形成された圧電電歪層や反強誘電体層等の形状保持層 6 0と、該形状保持層 6 0の上下面に形成された一対の電極 6 2 (下部電極 6 2 a及び上部電極 6 2 b) とを有する作動部 6 4を具備して構成されている。一対の電極 6 2 は、図 1に示すように、形状保持層 6 0に対して上下に形成した構造や形状保持層 6 0の上面又は下面だけに形成した構造でもかまわない。

一対の電極 6 2を形状保持層 6 0の上部のみに形成する場合、一対の電極 6 2の平面形状としては、図 5に示すように、多数のくし歯が相補的に対峙した形状としてもよく、その他、特開平 1 0— 7 8 5 4 9号公報にも示されているように、渦巻き状や多枝形状などを採用することができる。

形状保持層 6 0の平面形状を例えば楕円形状とし、一対の電極 6 2をくし歯状に形成した場合は、図 6 A及び図 6 Bに示すように、形状保持層 6 0の長軸に沿って一対の電極 6 2のくし歯が ΈΞ列される形態や、図 7 A及び図 7 Bに示すように、形状保持層 6 0の短軸に沿って一対の電極 6 2のくし歯が ¾列される形態などがある。

そして、図 6 A及び図 7 Aに示すように、一対の電極 6 2のくし歯の部分が形状保持層 6 0の平面形状内に含まれる形態や、図 6 B及び図 7 Bに示すように、一対の電極 6 2のくし歯の部分が形状保持層 6 0の平面形状からはみ出した形態などがある。図 6 B及び図 7 Bに示す形態の方がァクチユエ一夕部 3 0の屈曲変位において有利である。

ところで、図 1に示すように、一対の電極 6 2として、形状保持層 6 0の上面に例えば上部電極 6 2 bを形成し、形状保持層 6 0の下面に下部電極 6 2 aを形成した場合においては、例えば図 1 1に示すように、ァクチユエ一夕部 3 0を空所 4 4側に凸となるように一方向に屈曲変位させることも可能であり、その他、ァクチユエ一夕部 4 4をケーシング 1 4に向かって凸となるように、他方向に屈曲変位させることも可能である。

また、図 8に示すように、形状保持層 6 0の上面に一対の電極 6 2 a及び 6 2 bを形成し、更に、振動部 4 2と形状保持層 6 0との間に金属膜層（即ち、中間層 2 0 0 ) を形成するようにしてもよい。この中間層 2 0 0の形成によって、変位保持率を 7 0 %程度に高めることができる。

これは、振動部 4 2と形状保持層 6 0との間に、高温で軟らかい金属膜層（中間層 2 0 0 ) を介在させることで、形状保持層 6 0の焼成過程から冷却過程において、振動部 4 2の応力的な拘束によって形状保持層 6 0に発生する応力が緩和されていることによるものと推定される。

そして、前記中間層 2 0 0の材質として好ましいのは、 P t又は P d、あるいは両者の合金である。中間層 2 0 0の厚みとしては、 1 m以上、 1 0 z m以下が適当である。好ましくは 2 m以上、 6 j m以下である。

なぜならば、 1 z m未満では上述した応力緩和の効果がれず、 1 0 / mを超えると中間層 2 0 0の焼成時における焼成収縮により、中間層 2 0 0が振動部 4 2から剥離してしまうからである。

また、ポンプ本体 1 2は、図 1に示すように、各ァクチユエ一夕部 3 0上に形成され、かつ各ァクチユエ一夕部 3 0の変位をケーシング 1 4の裏面の方向に伝達させる変位伝達部 6 6とを有して構成されている。変位伝達部 6 6の上部のうち、導入孔 3 2の直下に円形の凹部 6 8が形成され、入力弁部 1 8とポンプ部 1 6との間に矩形の凹部 7 0が形成され、ポンプ部 1 6と出力弁部 2 0との間に矩形の凹部 7 2が形成され、排出孔 3 4の直下に円形の凹部 7 4が形成されている。

前記凹部 6 8及び 7 4は、図 9及び図 1 0に示すように、導入孔 3 2及び排出孔 3 4がそれぞれ入力弁部 1 8及び出力弁部 2 0の直上にある場合にあっては、省略することができる。この場合、小型化に加え、変位伝達部 6 6とケ一シング 1 4との密着性を改善させ、弁としての機能を向上させることも可能である。

そして、図 1もしくは図 3に示す第 1の実施の形態に係るポンプ 1 O Aは、自然状態においては、変位伝達部 6 6の端面がケ一シング 1 4の裏面に接触している。この状態から、例えば入力弁部 1 8の上部電極 6 2 に「開く」を示す制御電圧を印加することにより、入力弁部 1 8のァクチユエ一夕部 3 0か ^例えば図 1 1に示すように、空所 4 4側に凸となるように屈曲変位、即ち、一方向に屈曲変位して、変位伝達部 6 6の入力弁部 1 8に対応する端面がケ一シング 1 4の裏面から離間することで、該入力弁部 1 8に対応した部分に導入孔 3 2と連通する流路 9 0が形成される。

その後、ポンプ部 1 6の上部電極 6 2 bに「開く」を示す制御電圧を印力 Πすることにより、ポンプ部 1 6のァクチユエ一タ部 3 0が図 1 1に示すように、空所 4 4側に凸となるように屈曲変位、即ち、一方向に屈曲変位して、変位伝達部 6 6のポンプ部 1 6に対応する端面がケーシング 1 4の裏面から離間することで、入力弁部 1 8及びポンプ部 1 6に対応した部分に前記導入孔 3 2と連通する流路 9 0及び 9 2が形成される。これは、出力弁部 2 0においても制御電圧を供給することで同様の動作を行うそして、ポンプ部 1 6や入力弁部 1 8等に対する制御電圧の印加を停止することにより、これらポンプ部 1 6や入力弁部 1 8に対る変位伝達部 6 6の端面が再びケ一シング 1 4の裏面に接触して、上述した流路 9 0及び 9 2等が閉塞される。即ち、入力弁部 1 8やポンプ部 1 6等が有するァクチユエ一夕部 3 0は、入力弁部 1 8ゃポンプ部 1 6等に対応した部分に流路 9 0及び 9 2等を選択的に形成するための流路形成手段として機能することになる。

好ましい態様としては、入力弁部 1 8や出力弁部 2 0は、流路を確保できる程度の変位量を確保しつつ、大きい剛性を得るように構成する。これによつて、流体漏れをなくすことも可能となる。これに対して、ポンプ部 1 6は、ある程度の剛性を維持しつつ、体積変化を大きくとれるように変位量を大きくするような構成が好ましい。これは、振動部 4 2の面積、厚さ、材質、形状保持層 6 0の面積、厚さ、少なくとも一対の電極 6 2の面積によって制御することができる。

—方、形状保持層 6 0の上面のみに一対の電極 6 2が形成された構成や、反強誘電体を形状保持層 6 0とした場合においては、自然状態において、変位伝達部 6 6の端面がケ一シング 1 4の裏面に対して離反状態にあることから、動作開始時点で、入力弁部 1 8やポンプ部 1 6及び出力弁部 2 0の各上部電極 6 2 に「閉じる」を示す制御電圧を印加することにより、各ァクチユエ一夕部 3 0がケ一シング 1 4の裏面に向かって凸となるように、即ち、他方向に屈曲変位させて、これら入力弁部 1 8やボンプ部 1 6及び出力弁部 2 0の各端面をケーシング 1 4の裏面に接触させておく。そして、入力弁部 1 8、ポンプ部 1 6及び出力弁部 2 0に対する制御電圧の印加を選択的に停止して、ァクチユエ一夕部 3 0を元の状態に復帰させることにより、入力弁部 1 8やポンプ部 1 6等に対応した部分に流路 9 0及び 9 2等を選択的に形成するようにしてもよい。また、例えばポンプ部 1 6については、その形状保持層 6 0の上面のみに一対の電極 6 2を形成し、入力弁部 1 8や出力弁部 2 0については各形状保持層 6 0の上下面に上部電極 6 2 b及び T部電極 6 2 aを形成することもできる。この逆の構成も可能である。このような構成を採用することにより、ァクチユエ一夕部の変位を拡大することが可能となり、ポンプ部 1 6の排出量を大きくできるため、望ましい。

そして、ポンプ部 1 6、入力弁部 1 8及び出力弁部 2 0の各下部電極 6 2 aへの電圧の供給は、ケーシング 1 4の横方向から共通配線 9 4を通じて行われ、この場合、共通配線 9 4は GNDに接続されるか、あるいは電源を通じてオフセット電圧が供給されるようになつている。この場合、ァクチユエ一夕部 3 0に他方向への変位（ケーシング 1 4の裏面に向かって凸となる変位）を生成するための電圧（分極方向と反対の負電圧）をオフセット電圧として印加すれば、ケーシング 1 4と変位伝達部 6 6の接触を確実にさせることができる。

一方、ポンプ部 1 6、入力弁部 1 8及び出力弁部 2 0の各上部電極 6 2 bへの電圧供給は、図示しない配線基板（基体 4 0の他主面に貼り合わされている）からそれぞれスルーホール 9 6、 9 8及び 1 0 0を通じて行われるようになつている。上述したように、基体 4 0の他主面（基板層 4 O Aの他主面）に前記配線基板の機能を併せ持たせることもできる。

なお、各下部電極 6 2 aにつながる配線と各上部電極 6 2 bにつながる配線とが交差する部分には、互いの配線間の腿をとるために図示しないシリコン酸化膜、ガラス膜、セラミック膜、樹脂膜等からなる絶縁膜が介在されている。この絶縁膜の形成は、配線の仕方によっては当然に不要な場合もある。

次に、前記ァクチユエ一夕部 3 0の各構成部材、特に各構成部材の材料等の選定並びにァクチユエ一夕部 3 0の形成について説明する。ァクチユエ一夕部 3 0の形成については、特開平 3—1 2 8 6 8 1号公報、特開平 5— 4 9 2 7 0号公報、特開平 8 - 5 1 2 4 1号公報、特開平 8— 1 0 7 2 3 8号公報、特開平 1 0— 1 9 0 0 8 6号公報等に記載があるが、以下にその一例を説明する。

まず、振動部 4 2は、高耐熱性材料であることが好ましい。その理由は、作動部 6 4を振動部 4 2に接合させる場合に、有機接着剤等の耐熱性に劣る材料を用いずに、直接振動部 4 2を支持させる構造とする場合、少なくとも形状保持層 6 0の形成時に、振動部 4 2が変質しないようにするため、振動部 4 2は高耐熱性材料であることが好ましい。

また、振動部 4 2は、基体 4 0上に形成される一対の電極 6 2における下部電極 6 2 aに通じる配線と上部電極 6 2 bに通じる配線との電気的な分離を行うために、電気,材料であることが好ましい。

従って、振動部 4 2は、高耐熱性の金属あるいはその金属表面をガラス等のセラミックス材料で被覆したホー口一等の材料であってもよいが、セラミックスが最適である。

振動部 4 2を構成するセラミックスとしては、例えば安定化された酸化ジルコニゥム、酸 ί匕アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、スピネル、ムライト、窒化アルミニウム、窒化珪素、ガラス、これらの混合物等を用いることができる。中でも、酸化アルミニウム、安定化された酸化ジルコニウムか度、剛性の点で望ましい。安定化された酸化ジルコニウムは、振動部 4 2の厚みが薄くても機械的強度が高いこと、靭性が高いこと、形状保持層 6 0及び一対の電極 6 2との化学反応性が小さいこと等のため、特に好ましい。安定化された酸化ジルコニウムとは、安定化酸化ジルコニゥム及び部分安定化酸化ジルコニウムを包含する。安定化された酸化ジルコニウムでは、立方晶等の結晶構造をとるため、相転移を起こさない。

一方、酸化ジルコニウムは、 1 0 0 0 前後で、単斜晶と正方晶とで相転移し、この相転移のときにクラックが発生する場合がある。安定化された酸化ジルコニウムは、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、酸化スカンジウム、酸化ィッテルビウム、酸化セリゥム又は希土類金属の酸化物等の安定化剤を、 1〜 3 0モル％含有する。振動部 4 2の機械的強度を高めるために、安定化剤が化イットリウムを含有することが好ましい。このとき、酸化イットリウムは、好ましくは 1 . 5〜 6モル％含有し、更に好ましくは 2〜 4モル％含有することであり、更に 0 . 1〜5 モル％の酸化アルミニウムが含有されていることが好ましい。

また、結晶相は、立方晶 +単斜晶の混合相、正方晶 +単斜晶の混合相、立方晶 +正方晶 +単斜晶の混合相などであってもよいが、中でも主たる結晶相が、正方晶、又は正方晶 +立方晶の混合相としたものが、強度、靭性、耐久性の観点から最も好ましい振動部 4 2がセラミックスからなるとき、多数の結晶粒が振動部 4 2を構成するが、振動部 4 2の機械的強度を高めるため、結晶粒の平均粒径は、 0 . 0 5〜2 ^mであることが好ましく、 0. 1〜1 mであることが更に好ましい。

固定部 4 8は、セラミックスからなることが好ましいが、振動部 4 2の材料と同一のセラミックスでもよいし、異なっていてもよい。固定部 4 8を構成するセラミックスとしては、振動部 4 2の材料と同様に、例えば、安定化された酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、スピネル、ムライト、窒化アルミニゥム、窒化珪素、ガラス、これらの混合物等を用いることができる。

特に、第 1の実施の形態に係るポンプ 1 O Aで用いられる S 4 0は、酸化ジルコ二ゥムを主成分とする材料、酸化アルミニウムを主成分とする材料、又はこれらの混合物を主成分とする材料等が好適に採用される。その中でも、酸化ジルコニウムを主成分としたものが更に好ましい。なお、焼結助剤として粘土等を加えることもあるが、酸化珪素、酸化ホウ素等のガラス化しやすいものが過剰に含まれないように、助剤成分を調節する必要がある。なぜなら、これらガラス化しやすい材料は、 40と形状保持層 60とを接合させる上では有利ではあるものの、基体 40と形状保持層 6 0との反応を促進し、所定の形状保持層 60の組成を維持することが困難となり、その結果、素子特性を低下させる原因となるからである。

即ち、基体 40中の酸ィ匕珪素等は重量比で 3%以下、更に好ましくは 1%以下となるように制限することが好ましい。ここで、主成分とは、重量比で 50%以上の割合で存在する成分をいう。

そして、前記振動部 42上に、一対の電極 62及び形状保持層 60を設けて作動部 64を形成するには、公知の各種の膜形成手法が適宜採用されることになるが、形状保持層 60の形成にあたっては、スクリーン印刷、スプレー、コ一ティング、デイツビング、塗布、電気泳動法等による各膜形成手法が好適に採用される。

この厚膜形成手法を用いれば、平均粒子径が 0. 01 ！〜 7 xm程度の、好ましくは 0. 05 ^m〜 5 m程度の例えば圧電ノ電歪セラミック粒子を主成分とするぺーストゃスラリーを用いて、基体 40の振動部 42の外面上に膜形成することができ、良好な素^^性が得られるからである。

そして、この厚膜形成手法の中でも、微細なパターニングが安価に形成できるという点で、スクリーン印刷法が特に好ましく用いられる。なお、形状保持層 60の厚さとしては、低作動電圧で大きな変位等を得るために、好ましくは 50//m以下、更に好ましくは 3 zm以上、 40 m以下とされることがましい。

前記電気泳動法は、膜を高い密度で、かつ、高い形状精度で形成することができることをはじめ、技術文献「DENK I KAGAKU 53， No. 1 (1985) ， p63〜68 安斎和夫著」あるいは「第 1回電気泳動法によるセラミックスの高次成形法研究討論会予稿集（1998) ， p 5〜6， p23〜24」に記載されるような特徴を有する。従って、要求精度や信頼性等を考慮して、適宜、各種手法を選択して用いるとよい。

また、一対の電極 62を構成する電極材料としては、高温酸化雰囲気に耐えられる導体であれば、特に規制されるものではなく、例えば金属単体であっても、合金であつてもよく、また、絶縁性セラミックスと金属単体、もしくはその合金との混合物であっても、何ら差し支えない。より好ましくは、白金、パラジウム、ロジウム等の高融点貴金属類、あるいは銀— パラジウム、銀—白金、白金一パラジウム等の合金を主成分とする電極材料、あるいは白金と S#:材料や例えば圧電 /電歪材料とのサ一メット材料が好適に用いられる。その中でも、更に好ましくは、白金のみ、もしくは白金系の合金を主成分とする材料がましい。なお、電極材料中に添加させる基体材料の割合は、 5〜3 0体積％程度が好ましく、また、圧電 /電歪材料の割合は、 5〜 2 0体積％程度であることが好ましい。

そして、一対の電極 6 2は、それぞれ前記電極材料を用いて、上述した厚膜形成手法もしくは、スパッタリング、イオンビーム、真空蒸着、イオンプレーティング、 C VD、めっき等の薄膜形成手法による通常の膜形成手法に従って形成されることになるが、中でも、下部電極 6 2 aの形成に関しては、スクリーン印刷、スプレー、ディッビング、塗布、電気泳動法等の各種厚膜形成手法が好ましく採用され、また、上部電極 6 2 bにあっても、同様な厚膜形成手法のほか、上述した薄膜形成手法も好適に採用される。この場合、前記下部電極 6 2 a及び上部電極 6 2 bは、いずれも一般に、 2 0 m以下、好ましくは 5 m以下の厚さに形成される。

なお、これら下部電極 6 2 a及び上部電極 6 2 bの厚さに形状保持層 6 0の厚さを加えた作動部 6 4の全体の厚さとしては、一般に 1 0 0 m以下、好ましくは 5 0 m以下とされる。

形状保持層 6 0として、圧電ノ電歪層を用いる場合、該圧電電歪層としては、例えば、ジルコン酸鉛チタン酸鉛（P Z T系）を主成分とする材料、マグネシウムニォフ鉛（P MN系）を主成分とする材料、ニッケルニオブ酸鉛（P NN系）を主成分とする材料、亜鉛ニオブ酸鉛を主成分とする材料、マンガンニオブ酸鉛を主成分とする材料、マグネシウムタンタル酸鉛を主成分とする材料、ニッケルタンタル酸鉛を主成分とする材料、アンチモンスズ酸鉛を主成分とする材料、チタン酸鉛を主成分とする材料、マグネシウムタングステン酸鉛を主成分とする材料、コバルトニオブ酸鉛を主成分とする材料等、又はこれらの何れかの組合せを含有する複合材料が用いられ、これらの化合物が 5 0重量％以上を占める主成分であってもよいことはいうまでもない。また、前記セラミックスのうち、ジルコン酸鉛を含有するセラミックスは、圧電 Z電歪層の構成材料として最も使用が高い。また、圧電ノ電歪層をセラミックスにて構成する場合、上記材料に、更に、ランタン、ゾリウム、ニオブ、亜鉛、セリウム、カドミウム、クロム、コバルト、アンチモン、鉄、イットリウム、タンタル、タングステン、ニッケル、マンガン、リチウム、ストロンチウム、ビスマス等の酸化物、若しくはこれらの何れかの組合せ、又は他の化合物を、適宜、添加した材料、例えば P L Z T系となるように、前記材料に所定の添加物を適宜に加えたものも好適に用いられる。

これらの圧電 Z電歪材料の中でも、マグネシウムニオブ酸鉛とジルコン酸鉛とチタン酸鉛とからなる成分を主成分とする材料、ニッケルニオブ酸鉛とマグネシウムニォフ鉛とジルコン酸鉛とチタン酸鉛とからなる成分を主成分とする材料、マグネシゥムニオブ酸鉛とニッケルタンタル酸鉛とジルコン酸鉛とチタン酸鉛とからなる成分を主成分とする材料、もしくはマグネシウムタンタル酸鉛とマグネシウムニオブ酸鉛とジルコン酸鉛とチタン酸鉛とからなる成分を主成分とする材料、更には、これらの材料の鉛の一部をスト口ンチゥム及び又はラン夕ンで置換したもの等が有利に用いられ、上述したスクリーン印刷等の厚膜形成手法で圧電/電歪層を形成する場合の材料として推奨される。

多成分系圧電 Z電歪材料の場合、成分の組成によって、圧電 Z電歪特性が化するが、本実施の形態で好適に採用されるマグネシウムニオブ酸鉛—ジルコン酸鉛—チタン酸鉛の 3成分系材料や、マグネシウムニオブ酸鉛一ニッケルタンタル酸鉛一ジルコン酸鉛一チタン酸鉛、並びにマグネシウムタンタル酸铅ーマグネシウムニオブ酸鉛— ジルコン酸鉛一チタン酸鉛の 4成分系材料では、擬立方晶—正方晶―菱面体晶の相境界付近の組成が好ましく、特に、マグネシウム二ォ M鉛： 1 5〜5 0モル％、ジルコン酸鉛： 1 0〜4 5モル％、チタン酸鉛： 3 0〜4 5モル％の組成や、マグネシゥムニオフ鉛： 1 5〜5 0モル％、ニッケルタンタル酸鉛： 1 0〜4 0モル％、ジルコン酸鉛： 1 0〜4 5モル％、チタン酸鉛： 3 0〜4 5モル％の組成、更にはマグネシゥムニォ: M铅： 1 5〜5 0モル％、マグネシウムタンタル酸鉛： 1 0〜4 0モル %、ジルコン酸鉑： 1 0 ~ 4 5モル％、チタン酸鉛： 3 0〜4 5モル％の組成が、高ぃ圧電定数と電気機械結合係数を有することから有利に採用される。

形状保持層 6 0として、反強誘電体層を用いる場合、該反強誘電体層としては、ジルコン酸鉛を主成分とするもの、ジルコン酸鉛とスズ酸鉛とからなる成分を主成分とするもの、更にはジルコン酸鉑に酸化ランタンを添カロしたもの、ジルコン酸鉛とスズ酸鉛とからなる成分に対してジルコン酸鉛やニオブ酸鉛を添加したものがましい。特に下記の組成のようにジルコン酸鉛とスズ酸鉛からなる成分を含む反強誘電体膜を第 1の実施の形態に係るポンプ 1 O Aのァクチユエ一夕部 3 0に適用する場合、比較的低電圧で駆動することができるため、特に好ましい。

■I³ o.99N b o.02 [ (ム Γ _χ Ο II _1-x ) _1-y f l y ] 0.98リ 3

但し、 0.5 <x< 0.6， 0.05<y< 0.063, 0.01<N b< 0.03

また、この反強誘電体層は、多孔質であってもよく、多孔質の場合には気孔率 3 0 %以下であることがましい。

また、上述のように、基体 4 0の振動部 4 2の外表面上に膜形成される形状保持層 6 0、一対の電極 6 2は、それぞれの膜の形成の都度、熱処理（焼成）されて、基体、具体的には振動部 4 2と一体構造となるようにされてもよく、また、形状保持層 6 0及び一対の電極 6 2を形成した後、同時に熱処理（焼成）して、各膜が同時に振動部 4 2に一体的に結合されるようにしてもよい。

なお、一対の電極 6 2の形成手法の種類によっては、前記一体化のための電極膜に対する熱処理（焼成）を必要としない場合がある。

前記振動部 4 2と形状保持層 6 0並びに一対の電極 6 2とを一体化させるための熱処理（焼成）温度としては、一般に 5 0 0 ：〜 1 4 0 0で程度の温度が採用され、特に好ましくは、 1 0 0 0 ：〜 1 4 0 0での範囲の温度が有利に選択される。更に、膜状の形状保持層 6 0を熱処理する場合には、高温時に形状保持層 6 0の組成が不安定にならないように、形状保持層 6 0の蒸発源と共に、雰囲気制御を行いながら、熱処理（焼成）することが好ましいほカゝ、形状保持層 6 0上に適当な覆蓋部材を載置して、該形状保持層 6 0の表面が焼成雰囲気に直接露呈されないようにして焼成する手法を採用することも推奨される。その場合、覆蓋部材としては、基体と同様な材料のものが用いられることとなる。

—方、変位伝達部 6 6は、ァクチユエ一夕部 3 0の変位を直接ケーシング 1 4の方向に伝達できる程度の硬度を有するものが好ましい。従って、前記変位伝達部 6 6の材質としては、ゴム、有機樹脂、有機接着フィルム、ガラス等が好ましいものとして挙げられるが、電極層そのものあるいは圧電体ないしは上述したセラミックス等の材質であってもかまわない。最も好ましくは、エポキシ系、アクリル系、シリコーン系、ポリオレフイン系等の有機樹脂、これらの混合物又は有機接着フィルムがよい。更に、これらにフイラ一を混ぜて硬化収縮を抑制、制御することも有効である。

前記変位伝達部 6 6のァクチユエ一夕部 3 0への接続は、変位伝達部 6 6として上述した材料を使用する場合には、接着剤を使って上述した材料の変位伝達部 6 6を積層するか、上述した材料の溶液、ペーストないしスラリーをコーティングする等の方法、より具体的には、スクリーン印刷、デイツビング、スピンナ一、グラビア印刷、ディスペンサー、塗布、刷毛塗り等により作動部 6 4の上部に形成することにより行えばよい。

前記変位伝達部 6 6を作動部 6 4に接続する場合は、好ましくは、変位伝達部 6 6 の材料を接着剤として兼ねることが好ましい。変位伝達部 6 6は、単層の場合のほかに、多層として接着機能、接触離反機能をコントロールすることも望ましい。特に、有機接着フィルムを用いれば、熱をかけることで接着剤として使えるため、好ましいケ一シング 1 4の構成材料としては、例えばガラス、石英、アクリル等のプラスチック、セラミックスなど、あるいは金属などが挙げられる。このケ一シング 1 4についても変位伝達部 6 6の接触により変形しない程度の硬度を有し、かつ、ポンプ部 1 6や入力弁部 1 8等の剛性を維持できるものが好ましい。

ケ一シング 1 4の外周固定部 1 4 b及び支柱 5 0についても、ポンプ部 1 6や入力弁部 1 8等の剛性を維持できるものが好ましい。支柱 5 0の構成材料としては、例えばガラス、石英、樹脂、アクリル等のプラスチック、セラミックスなど、あるいは金属などが挙げられる。また、変位伝達部 6 6と同様の材質で、変位伝達部 6 6よりも硬くて変形しにくいもので構成するのが、変位伝達部 6 6の接触 ·離反を確保するのに特に好ましい。

次に、第 1の実施の形態に係るポンプ 1 O Aの動作を図 3及び図 1 2八〜図1 2 F を参照しながら簡単に説明する。まず、図 3に示す初期状態、即ち、変位伝達部 6 6 とケ一シング 1 4との間に流路が形成されていない状態から、入力弁部 1 8におけるァクチユエ一夕部 3 0の上部電極 6 2 bに制御電圧を印加することにより、図 1 2 A に示すように、入力弁部 1 8がー方向に屈曲変位し、変位伝達部 6 6の入力弁部 1 8 に対応する端面がケーシング 1 4の裏面から離間することで、該入力弁部 1 8に対応した部分に導入孔 3 2と連通する流路 9 0が形成される。このとき、流路 9 0のうち、入力弁部 1 8に対応した部分が低圧となるため、ケ一シング 1 4外の流体は導入孔 3 2を通じて前記流路 9 0に導入される。

次いで、図 1 2 Bに示すように、ポンプ部 1 6におけるァクチユエ一夕部 3 0の上部電極 6 2 bに制御電圧を印加することにより、ポンプ部 1 6がー方向に屈曲変位し、変位伝達部 6 6のポンプ部 1 6に対応する端面がケ一シング 1 4の裏面から離間することで、該ポンプ部 1 6に対応した部分に流路 9 2が形成され、結果的に導入孔 3 2、入力弁部 1 8及びポンプ部 1 6に連通する流路 9 0及び 9 2が形成される。このとき、図 1 3にも示すように、流路 9 0及び 9 2のうち、ポンプ部 1 6に対応した流路 9 2が低圧となるため、導入孔 3 2を通じて導入された流体はポンプ部 1 6上の流路 9 2に導かれる。

次いで、図 1 2 Cに示すように、入力弁部 1 8への制御電圧の供給を停止することにより、入力弁部 1 8が元の位置に復帰し、変位伝達部 6 6の入力弁部 1 8に対応する端面がケーシング 1 4の裏面に接触することで、該ポンプ部 1 6に対応した部分のみに流路 9 2が形成される。即ち、入力弁部 1 8と出力弁部 2 0によって閉じられた空間 9 2が形成され、流体は該空間 9 2に充填された状態となる。

次いで、図 1 2 Dに示すように、出力弁部 2 0におけるァクチユエ一夕部 3 0の上部電極 6 2 bに制御電圧を印加することにより、出力弁部 2 0がー方向に屈曲変位し、変位伝達部 6 6の出力弁部 2 0に対応する端面がケーシング 1 4の裏面から離間することで、該出力弁部 2 0に対応した部分に流路 1 0 2が形成され、結果的にポンプ部 1 6、出力弁部 2 0及び排出孔 3 4に連通する流路 9 2及び 1 0 2が形成される。次いで、図 1 2 Eに示すように、ポンプ部 1 6への制御電圧の供給を停止することにより、ポンプ部 1 6が元の位置に復帰し、変位伝達部 6 6のポンプ部 1 6に対応する端面がケーシング 1 4の裏面に接触していくことで、図 1 4にも示すように、ボンプ部 1 6にあった流体が排出孔 3 4に向かって押し出され、ケーシング 1 4外に流体が排出されることになる。

そして、図 1 2 Fに示すように、出力弁部 2 0への制御電圧の供給を停止することにより、出力弁部 2 0が元の位置に復帰し、変位伝達部 6 6の出力弁部 2 0に対応する端面がケ一シング 1 4の裏面に接触することで、出力弁部 2 0にあった残りの流体が排出孔 3 4に向かって押し出され、ケ一シング 1 4外に排出されることになる。このように、第 1の実施の形態に係るポンプ 1 O Aにおいては、流体が供給されるケーシング 1 4と、該ケ一シング 1 4の裏面に対向して設けられた入力弁部 1 8、ポンプ部 1 6及び出力弁部 2 0と、ケ一シング 1 4の裏面に対する入力弁部 1 8、ボンプ部 1 6及び出力弁部 2 0の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じてケ一シング 1 4の裏面に流路を選択的に形成するポンプ本体 1 2とを具備して構成し、前記流路の選択形成によって流体の流れを制御するようにしたので、ポンプ本体 1 2の小型化及び薄型化を促進させることができ、様々な技術、例えば医療や化学分析等に応用させることが可能となる。

また、この第 1の実施の形態においては、入力弁部 1 8、ポンプ部 1 6及び出力弁部 2 0にそれぞれ具備されたァクチユエ一夕部 3 0を、形状保持層 6 0と、該形状保持層 6 0に形成された少なくとも一対の電極 6 2とを有する作動部 6 4と、該作動部 6 4を支持する振動部 4 2と、該振動部 4 2を振動可能に支持する固定部 4 8とを有して構成するようにし、更に、一対の電極 6 2への電圧印加によって生じる前記ァクチユエ一夕部 3 0の変位動作を変位伝達部 6 6を通じてケーシング 1 4の方向に伝達するようにしたので、上述した選択的な流路の形成を確実に行わせることができる。また、電気的動作によって簡単に流路の選択的な形成を行わせることができる。導入側に対する減圧や排出側に対する加圧を効率よく行うことができる。

特に、振動部 4 2及び固定部 4 8をセラミックスにて構成するようにしたので、ポンプ本体 1 2の剛性が高くなり、ァクチユエ一夕部 3 0の高速変位動作を達成させることができる。これは、変位の動作周波数の増大化につながり、流体の排出量（移動量）の増大ィ匕が達成される。即ち、この実施の形態においては、ポンプ本体 1 2の小型軽量化を図ることができると同時に、流体の排出量（移動量）の増大化も実現させることができる。

このことから、第 1の実施の形態に係るポンプ 1 O Aは、加圧ポンプや減圧ポンプとして構成することができ、到達圧力の増大化並びに到達圧力への迅速化を図ることができる。これにより、ケ一シング 1 4外の雰囲気が減圧下であっても、入力弁部 1 8、ポンプ部 1 6及び出力弁部 2 0を十分に動作させることができる。また、ァクチユエ一夕部 3 0の変位を変位伝達部 6 6を介して伝達するようにしたので、封止性（密着性）の良好な入力弁部 1 8及び出力弁部 2 0を構成することができる。特に、自然状態（初期状態）において、変位伝達部 6 6の端面をケ一シング 1 4の裏面に接触するようにしたので、ポンプ本体 1 2に液だめを設ける必要がなくなり、更なる小型ィ匕を図ることができる。

また、形状保持層 6 0として圧電層及び Z又は電歪層及び/又は反強誘電体層で構成するようにしたので、応答性を向上させることができ、上述した変位の動作周波数の増大ィ匕を更に促進させることができる。

この第 1の実施の形態に係るポンプ 1 O Aにおいて、流体を気体とした場合、ボンプ部 1 6の両側に形成された凹部 7 0及び 7 2の望ましい深さは、圧縮率や減圧率の確保の観点から 0 mmより大きく、 0 . 1 mm以下がよく、更に望ましくは、流路の抵抗並びに圧縮率や減圧率の確保の観点から 0 . 1 m〜： L 0 mがよい。

また、第 1の実施の形態に係るポンプ 1 O Aでは、ポンプ部 1 6におけるァクチュェ一タ部 3 0の変位がケーシング 1 4の裏面に対して最も接近した状態の場合（即ち、自然状態の場合）に、前記変位伝達部 6 6の端面をケ一シング 1 4の裏面に接触させるかたちとしたが、その他、図 1 5に示すように、変位伝達部 6 6の端面とケーシング 1 4の裏面との間に隙間 1 3 2が形成されるようにしてもよい。この場合、圧縮率や減圧率は低下するが、応答性の点で有利となる。特に、流体として液体を用いた場合は、流路の体積変化が重要なため、前記隙間 1 3 2があっても問題はない。

次に、第 1の実施の形態に係るポンプ 1 0 Aのいくつかの変形例を図 1 6〜図 2 4 を参照しながら説明する。

まず、第 1の変形例に係るポンプ 1 O A aは、図 1 6に示すように、例えば変位伝達部 6 6に矩形状の凹部 7 0 (図 3参照）を形成せずに積極的に入力弁部 1 8やボンプ部 1 6の変位動作を隣接する部位に伝達させるいわゆるクロストークを利用したものである。

これによつて、図 1 7に示すように、入力部弁 1 8とポンプ部 1 6を同時に一方向に変位させることによって、導入孔 3 2からポンプ部 1 6にかけて連通する流路 9 0 及び 9 2が形成される。これは、ポンプ部 1 6と出力弁部 2 0においても同様である流体が気体の場合は、入力弁部 1 8とポンプ部 1 6間、ポンプ部 1 6と出力弁部 2 0間に必要に応じて流路を形成できるため、言い換えれば、不必要なときには流路空間がなくなるため、ケーシング 1 4とポンプ部 1 6間の圧縮率や減圧率を大きくすることが可能となり好ましい。

第 2の変形例に係るポンプ 1 0 A bは、図 1 8に示すように、変位伝達部 6 6のうち、例えば入力弁部 1 8とポンプ部 1 6間にスリット 1 1 0を設けて、前記クロストークを隣接する部位に伝達させないようにして、それぞれ独立した駆動を実現させたものである。この場合、前記スリット 1 1 0は、変位伝達部 6 6だけでなく、基体 4 0のァクチユエ一夕部 3 0間に設けるようにしてもよい。もちろん、図 1や図 3に示す矩形状の凹部 7 0もクロストークを有効に防止することができ、応答性を更に高める上で望ましい。

第 3の変形例に係るポンプ 1 0 A cは、図 1 9に示すように、導入孔 3 2の直下に入力弁部 1 8を配置し、排出孔 3 4の直下に出力弁部 2 0を配置した構造である。この構造によれば、ポンプ本体 1 2のサイズを更に小型化することができる。

第 4の変形例に係るポンプ 1 O A dは、図 2 0に示すように、導入孔 3 2の直下に入力弁部 1 8を配置すると共に、変位伝達部 6 6の入力弁部 1 8に対応する部分をリング状に形成したものであり、排出孔 3 4の直下に出力弁部 2 0を配置すると共に、変位伝達部 6 6の出力弁部 2 0に対応する部分をリング状に形成したものである。第 5の変形例に係るポンプ 1 O A eは、図 2 1に示すように、流体の導入をケ一シング 1 4の裏面に沿って横方向から行い、流体の排出を同じくケ一シング 1 4の裏面に沿つて横方向に行つたものである。

第 6の変形例に係るポンプ 1 O A fは、図 2 2に示すように、入力弁部 1 8及び出力弁部 2 0をそれぞれ逆止弁の形状にしたものである。

もちろん、図示を省略するが、入力弁部 1 8を逆止弁の形状にし、出力弁部 2 0をァクチユエ一夕部 3 0を用いた構成でもよいし、入力弁部 1 8をァクチユエ一夕部 3 0を用いたものにし、出力弁部 2 0を逆止弁の形状にした構成でもよい。

第 7の変形例に係るポンプ 1 O A gは、図 2 3に示すように、入力弁部 1 8を、図 1や図 3に示すァクチユエ一夕部 3 0を用いた第 1の入力弁部 1 8 aと、図 2 2に示す逆止弁の形状にした第 2の入力弁部 1 8 bとで構成し、出力弁部 2 0を、図 1や図 3に示すァクチユエ一夕部 3 0を用いた第 1の出力弁部 2 0 aと、図 2 2に示す逆止弁の形状にした第 2の出力弁部 2.0 bとで構成したものである。

第 8の変形例に係るポンプ 1 O A hは、図 2 4に示すように、第 1の実施の形態に係るポンプ 1 O Aと同様の構成を有するが、入力弁部 1 8と出力弁部 2 0との間に配置されるポンプ部 1 6が 1つではなく複数設けられている点で異なる。この場合、剛性を維持しながらポンプ本体 1 2の流体の排出量を大幅に増大させることができ、流体の送出しも効率よく行わせることが可能となる。

次に、第 2の実施の形態に係るポンプ 1 0 Bについて図 2 5及び図 2 6を参照しながら説明する。

この第 2の実施の形態に係るポンプ 1 0 Bは、図 2 5及び図 2 6に示すように、第 1の実施の形態に係るポンプ 1 O Aとほぼ同じ構成を有するが、基体 4 0の基板層 4 O Aにおける空所 4 4につながる貫通孔 4 6 (図 1又は図 3参照）が封止され、ボンプ部 1 6におけるァクチユエ一夕部 3 0の変位がケーシング 1 4の裏面に対して最も接近した状態の場合に、前記変位伝達部 6 6の端面とケーシング 1 4の裏面との間に隙間 1 3 2が形成される点で異なる。

そして、図 2 5に示すように、ポンプ部 1 6の流路 9 2の圧力を Pi、ポンプ部 1 6における空所 4 4の圧力を P₂ としたとき、ポンプ部 1 6の流路 9 2を収縮させて加圧する場合は、予め Ρ₂≥Ρι となるように空所 4 4を封止（図 1で示す貫通孔 4 6を封止）しておくことで、ポンプ部 1 6の加圧動作を助けることができる。

また、図 2 6に示すように、ポンプ部 1 6の流路 9 2を拡張させて減圧する場合は、予め Ρ₂≤Ρι となるように空所 4 4を封止（図 1で示す貫通孔 4 6を封止）しておくことで、ポンプ部 1 6の減圧動作を助けることができる。

このように、第 2の実施の形態に係るポンプ 1 0 Bにおいては、空所 4 4の貫通孔 4 6を封止して、該空所 4 4の圧力を所定の圧力にしておくことで、ポンプ部 1 6、入力弁部 1 8、出力弁部 2 0等の動作を助けることができ、応答性の向上を図ることができる。

次に、第 2の実施の形態に係るポンプ 1 0 Bの 2つの変形例について図 2 7〜図 2 9を参照しながら説明する。

まず、第 1の変形例に係るポンプ 1 O B aは、図 2 7及び図 2 8に示すように、第 2の実施の形態に係るポンプ 1 0 Bとほぼ同様の構成を有するが、入力弁部 1 8の直上に導入孔 3 2が形成され、出力弁部 2 0の直上に排出孔 3 4が形成され、各空所 4 4に通ずる貫通孔 4 6 (図 1参照）が封止されている点と、ポンプ部 1 6が複数（図示の例では 3つ）のァクチユエ一夕部 3 0 a〜3 0 cを有し、入力弁部 1 8が複数（図示の例では 2つ）のァクチユエ一夕部 3 0 a及び 3 O bを有し、出力弁部 2 0が複数（図示の例では 2つ）のァクチユエ一夕部 3 0 a及び 3 O bを有する点で異なる。各ァクチユエ一夕部 3 0 a〜3 0 cは、図 2 8に示すように、平面縦長の形状を有して構成するようにしてもよい。

また、ポンプ部 1 6の各ァクチユエ一夕部 3 0 a〜3 0 cの変位がケーシング 1 4 の裏面に対して最も接近した状態の場合に、ポンプ部 1 6における変位伝達部 6 6の端面とケ一シング 1 4の裏面との間に隙間 1 3 2が形成されるようになっている。次に、第 2の変形例に係るポンプ 1 O B bは、図 2 9に示すように、前記第 1の変形例に係るポンプ 1 O B aとほぼ同じ構成を有するが、ポンプ部 1 6が複数（図示の例では 6つ）のァクチユエ一夕部 3 0 a〜3 0 fを有し、入力弁部 1 8が複数（図示の例では 4つ）のァクチユエ一夕部 3 0 a〜3 0 dを有し、出力弁部 2 0が複数（図示の例では 4つ）のァクチユエ一夕部 3 0 a〜3 0 dを有する点で異なる。

各ァクチユエ一夕部 3 0 a〜3 0 fの構成として、図 2 9に示すように、第 1の変形例に係るポンプ 1 O B aにおける縦長のァクチユエ一夕部 3 0 a〜3 0 cよりも長手方向において短い形状の小型のァクチユエ一夕部とすれば、全体のサイズを大型化させずに済む。

これら第 1及び第 2の変形例に係るポンプ 1 0 8 &及び1 O B bにおいては、ボンプ部 1 6、入力弁部 1 8及び出力弁部 2 0をそれぞれ複数のァクチユエ一夕部を有して構成するようにしたので、ポンプ部 1 6、入力弁部 1 8及び出力弁部 2 0の剛性を向上させることができる。

次に、第 3の実施の形態に係るポンプ 1 0 Cを図 3 0〜図 3 2を参照しながら説明する。

この第 3の実施の形態に係るポンプ 1 0 Cは、図 3 0に示すように、第 8の変形例に係るポンプ 1 0 A h (図 2 4参照）と同様の構成を有するが、ポンプ部 1 6間にそれぞれ弁部 1 2 0力 ¾Ξ置されている点で異なる。ここで、図示を簡単化するために、図 3 1に示すように、ポンプ部 1 6の形状を単に円（〇）とし、入力弁部 1 8、出力弁部 2 0及び弁部 1 2 0を単に縦棒（ I ) として記す。

このポンプ 1 0 Cを使用するときは、図 3 1に示すように、導入側にポンプ本体 1 2の入力側（入力弁部 1 8側）を接続し、排出側にポンプ本体 1 2の出力側（出力弁部 2 0側）を接続する。そして、各ポンプ部 1 6を順次駆動して流体を流通させる。このとき、導入側が閉空間であれば、該閉空間が減圧するため、この場合、ポンプ本体 1 2は減圧ポンプとして機能することになる。一方、排出側が閉空間であれば、該閉空間が加圧するため、この場合、ポンプ本体 1 2は加圧ポンプとして機能することになる。

これらポンプ部 1 6 (第 1〜第 4のポンプ部 1 6 a〜l 6 dとする）の駆動シ一ケンスとしては、例えば図 3 2に示すように、サイクル 1において、第 1のポンプ部 1 6 aを 2回駆動して流体を第 2のポンプ部 1 6 bに送り込む。次のサイクル 2において、第 2のポンプ部 1 6 bを 2回駆動して流体を第 3のポンプ部 1 6 cに送り込む。次のサイクル 3において、第 1のポンプ部 1 6 aを 2回駆動して流体を第 2のボンプ部 1 6 bに送り込むと同時に、第 3のポンプ部 1 6 cを 2回駆動して流体を第 4のポンプ部 1 6 cに送り込む。

次のサイクル 4において、第 2のポンプ部 1 6 bを 2回駆動して流体を第 3のボンプ部 1 6 cに送り込むと同時に、第 4のポンプ部 1 6 dを 2回駆動して流体を出力弁部 2 0を介して排出する。

以下同様に、サイクル 3とサイクル 4を順次繰り返すことによって、流体を第 1〜第 4のポンプ部に順次送り込んで出力弁部 2 0を介して排出する。

次に、第 3の実施の形態に係るポンプ 1 0 Cのいくつかの変形例について図 3 3〜図 4 1を参照しながら説明する。

第 1の変形例に係るポンプ 1 0 C aは、図 3 3に示すように、第 3の実施の形態に係るポンプ 1 0 Cと同様の構成を有するが、隣接するポンプ部 1 6間に弁部 1 2 0が接続された組 1 6 Aと、隣接するポンプ部 1 6間に弁部 1 2 0が接続されていない組 1 6 Bとが任意に組み合わされて接続されている点で異なる。

第 2の変形例に係るポンプ 1 O C bは、図 3 4に示すように、第 3の実施の形態に係るポンプ 10Cと同様の構成を有するが、導入側に複数のポンプ部 16が並列に接続され、排出側に向かって複数のポンプ部 16が樹枝状に接続されている点で異なるこの場合、図 33に示す第 1の変形例に係るポンプ 1 OCaのように、隣接するポンプ部 16間に弁部 120が接続された組 16 Aと、隣接するポンプ部 16間に弁部 120が接続されていない組 16 Bとの任意の組み合わさを採用するようにしてもよい。

第 3の変形例に係るポンプ 1 OCcは、図 35に示すように、排出側に複数のボンプ部 16が並列に接続され、導入側に向かって複数のポンプ部 16が樹枝状に接続されている点で異なる。この場合も図 33に示す第 1の変形例に係るポンプ 10 C aの構成を採用してもよい。

また、図 36 A〜図 36 Cに示す第 4の変形例に係るポンプ 1 OCdのように、導入側と排出側間において、複数のポンプ部 16の直列接続と並列接続とを任意に組み合わせるようにしてもよい。これらの場合も図 33に示す第 1の変形例に係るポンプ 10 C aの構成を採用してもよい。

これら第 1〜第 4の変形例に係るポンプ 10Ca〜l OCdにおいては、第 3の実施の形態に係るポンプ 10Cと同様に、減圧ポンプや加圧ポンプとして機能させることができる。

ここで、図 37に示すように、入力弁部 18、第 1のポンプ部 16 a、弁部 120 、第 2のポンプ部 16 b及び出力弁部 20の構成を第 5の変形例とした場合に、該第 5の変形例に係るポンプ 10 C eにおける減圧動作及び加圧動作を図 38及び図 39 を参照しながら説明する。なお、図 38及び図 39は、第 5の変形例に係るポンプ 1 OCeによる減圧動作及び加圧動作を簡便に示すために、入力弁部 18、第 1のボンプ部 16 a、弁部 120、第 2のポンプ部 16 b及び出力弁部 20を模式的に示したものである。また、以下の説明では、入力弁部 18、弁部 120及び出力弁部 20の流路の体賴は無視するものとする。

最初に、減圧動作について数式も交えながら説明する。まず、第 5の変形例に係るポンプ 1 OCeにおいて、導入側の第 1のポンプ部 16 aを複数回動作させて、第 1 及び'第 2のポンプ部 16 a及び 16 bにて極限まで減圧した場合を説明する。初期状態（サイクル 1) では、入力弁部 18、弁部 120及び出力弁部 20が閉状態とされ、第 1及び第 2のポンプ部 16 a及び 16 bの流路が収縮されている状態とする。このとき、第 1及び第 2のポンプ部 16 a及び 16 bの圧力が共に初期値（例えば l a tm) となっている。なお、第 1及び第 2のポンプ部 16 a及び 16 bにおける収縮時の各流路の体積を vc、拡張時の各流路の体賴を νθとする。この場合、 vc = a · νθの関係が成立し、 αは圧縮率 (>1) を示す。

そして、次のサイクル 2で、入力弁部 18、弁部 120及び出力弁部 20が共に閉じた状態で第 1のポンプ部 16 aの流路のみが拡張すると、該第 1のポンプ部 16 a における流路の圧力は、 PiZaとなる。

次のサイクル 3で、弁部 120が開状態となると、第 1及び第 2のポンプ部 16 a 及び 16 bにおける流路が連通し、これによつて、第 2のポンプ部 16 bが減圧されることになる。このときの第 2のポンプ部 16 bの圧力は以下の（1) 式で表される

そして、第 1のポンプ部 16 aの複数回の動作にて極限まで減圧した場合、第 2のポンプ部 16bの圧力は、以下の（2) 式となる。なお、第 2のポンプ部 16bは動作していない。

次に、図 30に示す第 3の実施の形態に係るポンプ 10Cのように、多数のポンプ部 16を直列に接続した多段構造とした場合は、第 3のポンプ部の圧力は、以下の（ 3) 式で表され、同様に、第 nのポンプ部の圧力は、（4) 式で表されることになる

∞一

この時点で、第 nのポンプ部自体は、その流路がまだ拡張していないため、第 nのポンプ部の流路の拡張により、第 nのポンプ部の圧力は（5 ) 式で示される圧力となる。

P^∞— •(5)

この（5 ) 式から、ポンプ部 1 6の多段ィ匕により、原理的には、どこまでも減圧できることがわかる。

次に、多数のポンプ部 1 6を直列に接続し、各ポンプ部 1 6を 1回ずつ拡張動作させて減圧させた場合を説明する。

前記（1 ) 式より、以下の（6 ) 式が導き出される。なお、第 2のポンプ部自体は動作していない。

(P P₂は初期 iilatm) 同様に、第 3のポンプ部と第 2のポンプ部との間では、第 3のポンプ部の圧力は、以下の（7 ) 式で表される。

P •(7)

( ，は初期値 latm) 同様に、第 nのポンプ部と第 n— 1のポンプ部との間では、第 nのポンプ部の圧力は、以下の（8 ) 式で表される。 n-l n-1

Σ +

ώ(1 _{+ α} (l ₊ af-¹ a [ ' 1+ α •(8) 更に、第 ηのポンプ部自体の拡張によって該第 ηのポンプ部の圧力は、以下の（9 ) 式で表されることになる。

η-1

α -.

α α 1+ α •(9) この（9 ) 式から、ポンプ部 1 6の多段化により、減圧された圧力は、極限値 1ノ α ²に収束することがわかる。

次に、加圧動作について数式も交えながら説明する。まず、第 5の変形例に係るポンプ 1 0 C eにおいて、導入側の第 1のポンプ部 1 6 aを複数回動作させて、第 1及び第 2のポンプ部 1 6 a及び 1 6 bにて極限まで加圧した場合を説明する。

初期状態（サイクル 1 ) では、入力弁部 1 8、弁部 1 2 0及び出力弁部 2 0が閉状態とされ、第 1及び第 2のポンプ部 1 6 a及び 1 6 bの流路が拡張されている状態とする。

そして、次のサイクル 2で、入力弁部 18、弁部 120及び出力弁部 20が共に閉じた状態で第 1のポンプ部 16 aの流路のみが収縮すると、該第 1のポンプ部 16 a における流路の圧力は、 αΡ₁となる。

次のサイクル 3で、弁部 120が開状態となると、第 1及び第 2のポンプ部 16 a 及び 16 bにおける流路が連通し、これによつて、第 2のポンプ部 16 bが加圧されることになる。このときの第 2のポンプ部 16 bの圧力は以下の（10) 式で表される。

P_{2 0}

•do)

1+ α そして、第 1のポンプ部 16 aの複数回の動作にて極限まで加圧した場合、第 2のポンプ部 16bの圧力は、以下の（11) 式となる。なお、第 2のポンプ部 16b自体は動作していない。

次に、図 30に示す第 3の実施の形態に係るポンプ 10Cのように、多数のポンプ部 16を直列に接続した多段構造とした場合は、第 3のポンプ部の圧力は、以下の（ 12) 式で表され、同様に、第 ηのポンプ部の圧力は（13) 式で表されることになる。

Ρ₃ ^∞ = αΡ₂ ^∞ =α² ,Ρ】 .(12) Ρ_η ^∞= ^η-¹·Ρ₁ …… (13) この時点で、第 ηのポンプ部自体は、その流路がまだ拡張していないため、第 ηのポンプ部の流路の拡張により、第 ηのポンプ部の圧力は（14) 式で示される圧力となる。

この（14) 式から、ポンプ部 16の多段ィ匕により、原理的には、どこまでも加圧できることがわかる。

次に、多数のポンプ部 16を直列に接続し、各ポンプ部を 1回ずつ拡張動作させてカロ圧させた場合を説明する。

前記（10) 式より、以下の（15) 式が導き出される。なお、第 2のポンプ部自体は動作していない。

Ρ ^±^ = + …… (₁₅)

1+ 1 + α 1 + α ^;

¾，Ρ₂は初期値 latm) 同様に、第 3のポンプ部と第 2のポンプ部との間では、第 3のポンプ部の圧力は、以下の（16) 式で表される。

…… (16) 同様に、第 nのポンプ部と第 n— 1のポンプ部との間では、第 nのポンプ部の圧力は、以下の（1 7 ) 式で表される。 n-l

•(17)

更に、第 ηのポンプ部自体の拡張によって該第 ηのポンプ部の圧力は、以下の（1 8 ) 式で表されることになる。

この（1 8 ) 式から、ポンプ部 1 6の多段ィ匕により、加圧された圧力は、極限値 α ²に収束することがわかる。

次に、第 6の変形例に係るポンプ 1 0 C ま、図 4 O Aに示すように、第 5の変形例に係るポンプ 1 0 C e (図 3 7参照）と同様の構成を有するが、第 1及び第 2のポンプ部 1 6 a及び 1 6 b並びに弁部 1 2 0における各ァクチユエ一夕部 3 0の変位がケーシング 1 4の裏面に対して最も接近した状態の場合に、第 1及び第 2のポンプ部 1 6 a及び 1 6 b並びに弁部 1 2 0における変位伝達部 6 6の端面とケ一シング 1 4 の裏面との間に隙間 1 3 2が形成される点で異なる。

この第 6の変形例に係るポンプ 1 0 C fにおいては、以下の理由により、流体が気体であろうと液体であろうと好ましく用いられる。

即ち、この第 6の変形例に係るポンプ 1 0 C fは、変位伝達部 6 6がケ一シング 1 4に接触しないため、第 1及び第 2のポンプ部 1 6 a及び 1 6 bの高速動作が可能である。

また、例えば収縮状態にある第 2のポンプ部 1 6 bの変位伝達部 6 6とケ一シング 1 4の間に隙間 1 3 2がないと、第 1のポンプ部 1 6 aの拡張動作によって、流路 1 4 0は減圧されない。この場合、第 2のポンプ部 1 6 bの手前までが減圧できることになる（図 4 0 Bの区間 A参照）。従って、その後の第 2のポンプ部 1 6 bの拡張による減圧時に不利である。

そこで、この第 6の変形例に係るポンプ 1 0 C fのように、収縮状態にある第 2のポンプ部 1 6 bの変位伝達部 6 6とケーシング 1 4の間に隙間 1 3 2があれば、図 4 0 Bに示すように、第 1のポンプ部 1 6 aの拡張動作によって、流路 1 4 0まで減圧できる。このように、流路 1 4 0が第 2のポンプ部 1 6 bの拡張前に減圧できるため、第 2のポンプ部 1 6 bの拡張による減圧時に有利である。これは、力 D圧時にも有利となる。

次に、第 7の変形例に係るポンプ 1 O C gは、図 4 1に示すように、第 3の変形例に係るポンプ 1 0 Cと同様の構成を有するが、隣接する入力弁部 1 8と第 1のポンプ部 1 6 aとの間に形成される流路（凹部） 7 0と、隣接する第 1のポンプ部 1 6 aと弁部 1 2 0との間に形成される流路（凹部） 1 4 2と、隣接する弁部 1 2 0と第 2のポンプ部 1 6 bとの間に形成される流路（凹部） 1 4 4と、隣接する第 2のポンプ部 1 6 bと出力弁部 2 0との間に形成される流路（凹部） 7 2との間をバイパスするための連通路 1 4 6が形成されている点で異なる。

この場合、第 1及び第 2のポンプ部 1 6 a及び 1 6 bの収縮時に、変位伝達部 6 6 とケ一シング 1 4との間には隙間 1 3 2は形成されない。

前記連通路 1 4 6の形成によって、第 6の変形例に係るポンプ 1 O C f と同様に、連通路 1 4 6を通じて排出側の流路の部分を予め減圧又は加圧することができるため、導入側から排出側にかけての流路をすベて同様に一括して加圧又は減圧することができ、減圧及び加圧において有利となる。

ところで、例えば第 1の実施の形態に係るポンプ 1 O Aにおいては、変位伝達部 6 6の端面のうち、入力弁部 1 8、ポンプ部 1 6及び出力弁部 2 0の各部間に流路を構成する凹部 7 0及び 7 2を設けるようにしたが、その他、図 4 2 Aに示す第 4の実施の形態に係るポンプ 1 0 Dのように、変位伝達部 6 6の端面を平坦（面一）とし、ケ一シング 1 4の裏面にスぺーサ 1 5 0を形成することで、前記凹部 7 0及び 7 2に対応する流路を形成するようにしてもよい。

この場合、図 4 2 Bに示すように、例えばポンプ部 1 6のァクチユエ一夕部 3 0が動作して該ポンプ部 1 6が拡張したとき、該ポンプ部 1 6に対応する変位伝達部 6 6 がスぺ一サ 1 5 0から離反して、ポンプ部 1 6上のスぺーサ 1 5 0直下に流路 9 2が形成されることになる。

次に、第 5の実施の形態に係るポンプ 1 0 Eについて図 4 3を参照しながら説明する。

この第 5の実施の形態に係るポンプ 1 0 Eは、第 1の実施の形態に係るポンプ 1 0 Aのポンプ本体 1 2と同様の構成を有する 2つのポンプ本体（第 1及び第 2のポンプ本体 1 2 A及び 1 2 B) が中間支持板 1 6 0を間に挟んでそれぞれ変位伝達部 6 6 a 及び 6 6 bを中間支持板 1 6 0に対向させて貼り合わされた構成を有する。中間支持板 1 6 0は、ケーシング 1 4の外周固定部 1 4 bにて挟持固定されている。

具体的には、第 1のポンプ本体 1 2 Aは、それぞれ第 1の入力弁部 1 8 a、第 1のポンプ部 1 6 a、第 1の出力弁部 2 0 a及び第 1の変位伝達部 6 6 aを有し、第 2のポンプ本体 1 2 Bは、それぞれ第 2の入力弁部 1 8 b、第 2のポンプ部 1 6 b、第 2 の出力弁部 2 0 b及び第 2の変位伝達部 6 6 bを有する。

そして、第 1及び第 2の入力弁部 1 8 a及び 1 8 b、第 1及び第 2のポンプ部 1 6 a及び 1 6 b、第 1及び第 2の出力弁部 2 0 a及び 2 0 bが中間支持板 1 6 0を間に挟んでそれぞれ互いに対向され、かつ、第 1及び第 2の変位伝達部 6 6 a及び 6 6 b が中間支持板 1 6 0に当接するように設置されて構成されている。また、ケ一シング 1 4の外周固定部 1 4 bのうち、第 1及び第 2の入力弁部 1 8 a及び 1 8 bの各導入側にそれぞれ第 1及び第 2の導入孔 3 2 a及び 3 2 bが形成され、第 1及び第 2の出力弁部 2 0 a及び 2 0 bの各排出側にそれぞれ第 1及び第 2の排出孔 3 4 a及び 3 4 bが形成されている。

この場合、第 1及び第 2のポンプ本体 1 2八及び1 2 Bを中間支持板 1 6 0及び/ 又は該中間支持板 1 6 0を支える図示しない支柱により一定の剛性をもって支持するようにしてもよく、あるいは第 1及び第 2のポンプ本体 1 2 A及び 1 2 Bを中間支持板 1 6 0及び/又は該中間支持板 1 6 0を支える外周固定部 1 4 bにより一定の剛性をもって支持するようにしてもよい。

この第 5の実施の形態に係るポンプ 1 0 Eにおいては、中間支持板 1 6 0の板面に対する第 1及び第 2の入力弁部 1 8 a及び 1 8 b、第 1及び第 2のポンプ部 1 6 a及び 1 6 b、第 1及び第 2の出力弁部 2 0 a及び 2 0 bの選択的な接近'離反方向の変位動作を通じて、中間支持板 1 6 0の板面に流体の流路を選択的に形成することによつて、流体を順次送り込む。

この第 5の実施の形態に係るポンプ 1 0 Eにおいても、第 1の実施の形態に係るポンプ 1 O Aと同様に、第 1及び第 2のポンプ本体 1 2八及び1 2 Bの小型化及び薄型化を促進させることができ、様々な技術、例えば医療や化学分析等に応用させることが可能となる。

この第 5の実施の形態に係るポンプ 1 0 Eの変形例 1 O E aとしては、例えば図 4 4に示すように、前記中間支持板 1 6 0を取り外し、第 1及び第 2の入力弁部 1 8 a 及び 1 8 b、第 1及び第 2のポンプ部 1 6 a及び 1 6 b、第 1及び第 2の出力弁部 2 0 a及び 2 0 bをそれぞれ互いに対向させ、かつ、第 1及び第 2の変位伝達部 6 6 a 及び 6 6 bの各端面を互いに当接させるように構成するようにしてもよい。

この場合、第 1及び第 2のポンプ本体 1 2 ARZS 1 2 Bを図示しないケ一シング 1 4及び/又は該ケーシング 1 4を支える図示しない支柱により一定の剛性をもって支持するようにしてもよく、あるいは第 1及び第 2のポンプ本体 1 2 A及び 1 2 Bをケ —シング 1 4及び Z又は該ケーシング 1 4を支える外周固定部 1 4 bにより一定の剛性をもって支持するようにしてもよい。

次に、第 6の実施の形態に係るポンプ 1 O Fは、図 4 5に示すように、 2つの基体 4 0及び 1 6 2がスぺ一サ基板 1 6 4を間に挟んで積層され、下層の基体 4 0上に入力弁部 1 8と出力弁部 2 0が設置され、上層の基体 1 6 2上にポンプ部 1 6が設置されて構成されている。

スぺ一サ基板 1 6 4のうち、入力弁部 1 8の導入側に導入孔 3 2が形成され、出力弁部 2 0の排出側に排出孔 3 4が形成されている。また、上層の基体 1 6 2の基板層 1 6 2 Aのうち、ポンプ部 1 6の空所 4 4に対応した箇所で、かつ、入力弁部 1 8に対応した箇所に第 1の貫通孔 1 6 6が形成され、ポンプ部 1 6の空所 4 4に対応した箇所で、力つ、出力弁部 2 0に対応した箇所に第 2の貫通孔 1 6 8が形成されているそして、入力弁部 1 8におけるァクチユエ一夕部 3 0の上下方向の変位動作によつて、入力弁部 1 8の上部に形成された円錐状の変位伝達部 1 7 0が第 1の貫通孔 1 6 6を閉塞、開放することとなり、出力弁部 2 0におけるァクチユエ一夕部 3 0の上下方向の変位動作によって、出力弁部 2 0の上部に形成された円錐状の変位伝達部 1 7 2が第 2の貫通孔 1 6 8を閉塞、開放することとなる。

その結果、導入孔 3 2を通じて導入された流体は、入力弁部 1 8を介してポンプ部 1 6の空所 4 4に導かれ、該ポンプ部 1 6におけるァクチユエ一夕部 3 0の上下方向の変位動作による空所 4 4内の体積変化によって空所 4 4内の流体が出力弁部 2 0及び排出孔 3 4を介して排出されることになる。

この第 6の実施の形態に係るポンプ 1 O Fにおいても、第 1の実施の形態に係るポンプ 1 0 Aと同様に、ポンプ 1 O Fの小型化及び薄型化を促進させることができ、様々な技術、例えば医療や化学分に応用させることが可能となる。

上述の例では、ケーシング 1 4と変位伝達部 6 6にて囲まれた流路を通じて流体を輸送する場合について説明したが、その他、図 4 6に示すように、開放系での流体の輸送にも適用させることができる。

以下、開放系に適用させた第 7の実施の形態に係るポンプ 1 0 Gを図 4 6〜図 4 7 Dを参照しながら説明する。

この第 7の実施の形態に係るポンプ 1 0 Gは、第 1の基板層 1 8 0 A、第 1のスぺーサ層 1 8 0 B及び第 1の薄板層 1 8 0 Cからなる第 1の基体 1 8 0の一部に第 2のスぺーサ層 1 8 2 B及び第 2の薄板層 1 8 2 Cからなる第 2の基体 1 8 2を積層して構成されたセラミック基台 1 8 4を有する。

そして、セラミック基台 1 8 4における第 2の基体 1 8 2上に第 1のァクチユエ一夕部 3 0 aが形成され、第 1の基体 1 8 0のうち、第 2の基体 1 8 2との段差に近接した箇所に第 2のァクチユエ一夕部 3 0 bが形成されている。

これら第 1及び第 2のァクチユエ一夕部 3 0 a及び 3 0 bを含む面上には例えば樹脂製の変位伝達部 1 8 6が形成され、該変位伝達部 1 8 6の上面は、セラミック基台 1 8 4の段差に沿って傾斜するテ一パ面とされている。更に、この変位伝達部 1 8 6 の上面のうち、第 1及び第 2のァクチユエ一夕部 3 0 a及び 3 0 bに対応した箇所がそれぞれ上方に隆起して、第 1の堰部 1 8 8及び第 2の堰部 1 9 0として構成されている。これらセラミック基台 1 8 4と変位伝達部 1 8 6は側面に設けられたケーシング 1 9 2にて一定の岡 ij性をもって固定支持されている。

第 1及び第 2の堰部 1 8 8及び 1 9 0は、図 4 7 A〜図 4 7 Dに示すように、第 1 及び第 2のァクチユエ一夕部 3 0 a及び 3 0 bの上下方向への変位動作に従って、その隆起が発生、消滅するように、その高さが設定されている。

次に、この第 7の実施の形態に係るポンプ 1 0 Gの使用例、例えば一定量の試料液 1 9 4を順次輸送する場合の使用例について図 4 7 A〜図 4 7 Dを参照しながら説明する。

まず、図 4 7 Aに示すように、第 1及び第 2の堰部 1 8 8及び 1 9 0が隆起している段階で、試料液 1 9 を供給する。試料液 1 9 4は第 1の堰部 1 8 8によって下方への移動がせき止められる。次に、図 4 7 Bに示すように、第 1の堰部 1 8 8における第 1のァクチユエ一夕部 3 0 aを下方に変位させて第 1の堰部 1 8 8の隆起を消滅させると、せき止められていた試料液 1 9 4が、第 2の堰部 1 9 0に向かって移動し、該第 2の堰部 1 9 0によって下方への移動がせき止められる。

次いで、図 4 7 Cに示すように、第 1の堰部 1 8 8における第 1のァクチユエ一夕部 3 0 aを再び上方に変位させて第 1の堰部 1 8 8の隆起を発生させると、試料液 1 9 4のうち、第 1の堰部 1 8 8と第 2の堰部 1 9 0にて区画された部分（計量部 1 9 6 ) の容積に見合う量の試料液 1 9 4が該計量部 1 9 6に残存し、溢れた試料液は第 2の堰部 1 9 0を越えて回収される。

その後、図 4 7 Dに示すように、第 2の堰部 1 9 0における第 2のァクチユエ一夕部 3 O bを下方に変位させて第 2の堰部 1 9 0の隆起を消滅させると、計量部 1 9 6 にあった試料液 1 9 4が変位伝達部 1 8 6のテ一パ面に沿って下方に移動することになる。

このように、第 7の実施の形態に係るポンプ 1 0 Gにおいては、例えば一定量の試料液 1 9 4を順次移動させることができるため、例えば超微量のタンパク質や遺伝子を高速に分析する装置に適用させることができ、新薬の探索や遺伝子解析に寄与させることができる。

なお、この発明に係るポンプは、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明に係るポンプによれば、小型薄型であって、しかも、流体の排出量（移動量）の増大ィヒを図ることができる。また、導入側に対する減圧や排出側に対する加圧を効率よく行うことができる。

Claims

請求の範囲

1 . 少なくとも 1つのポンプ部を有し、かつ、該ポンプ部の選択的な接近'離反方向の変位動作を通じて流体の流路を選択的に形成するポンプ本体を具備し、

前記ポンプ本体における前記流路の選択形成によって流体の流れを制御することを特徴とするポンプ。

2. 請求項 1記載のポンプにおいて、

前記ポンプ部は、少なくとも 1つのァクチユエ一夕部を有し、

前記ァクチユエ一夕部は、形状保持層と、該形状保持層に形成された少なくとも一対の電極とを有する作動部と、該作動部を支持する振動部と、該振動部を振動可能に支持する固定部とを有して構成されていることを特徴とするポンプ。

3. 請求項 2記載のポンプにおいて、

前記ポンプ部は、前記一対の電極への電圧印加によって生じる前記ァクチユエ一夕部の変位動作を伝達する変位伝達部を有することを特徵とするポンプ。

4. 請求項 3記載のポンプにおいて、

前記ポンプ部の前記変位伝達部に対応して複数のァクチユエ一夕部が割り当てられていることを特徴とするポンプ。

5. 請求項 2〜 4のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記振動部及び固定部のうち、少なくとも振動部がセラミックスにて構成されていることを特徵とするポンプ。

6 . 請求項 2〜 5のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記振動部及び固定部が一体形成されていることを特徵とするポンプ。

7 . 請求項 2〜 6のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記振動部及び固定部がセラミックスにて一体形成されていることを特徴とするポンプ。

8. 請求項 2〜 7のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記ァクチユエ一夕部を構成する作動部が前記振動部と固定部と共に一体形成されていることを特徵とするポンプ。

9. 請求項 2〜 8のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、前記形状保持層は、圧電及び/又は電歪層及び Z又は反強誘電体層で構成されていることを特徴とするポンプ。

1 0. 請求項 2〜 9のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記固定部のうち、前記振動部に対応する箇所に該振動部を振動可能とするための空所を有し、前記固定部の他主面から前記空所に向かって貫通する貫通孔が形成されていることを特徵とするポンプ。

1 1 . 請求項 1 0記載のポンプにおいて、

前記貫通孔が封止されていることを特徴とするポンプ。

1 2. 請求項 1〜 1 1のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記ポンプ本体は、複数のポンプ部が直列に接続されていることを特徵とするボンプ。

1 3. 請求項 1 2記載のポンプにおいて、

直列に接続された隣り合う前記ポンプ部の駆動に関し、

導入側のポンプ部の複数回駆動に対して、排出側のポンプ部を 1回駆動することによつて流体の流れを制御することを特徴とするポンプ。

1 4. 請求項 1〜 1 3のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記ポンプ本体は、導入側と排出側との間に設置されることを特徴とするポンプ。

1 5. 請求項 1 4記載のポンプにおいて、

前記導入側に複数のポンプ部が並列に接続されていることを特徴とするポンプ。

1 6. 請求項 1 4又は 1 5記載のポンプにおいて、

前記排出側に複数のポンプ部が並列に接続されていることを特徴とするポンプ。

1 7. 請求項 1 4〜1 6のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記ポンプ本体は、複数のポンプ部が状に接続されていることを特徴とするポンプ。

1 8. 請求項 1 4 ~ 1 7のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記ポンプ本体における複数のポンプ部は、直列接続と並列接続とが任意に組み合わされて接続されていることを特徴とするポンプ。

1 9. 請求項 1〜 1 8のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記ポンプ部は、流体が供給されるケーシングの一部の面に対向して設けられ、前記ポンプ本体は、前記ケーシングの前記一部の面に対する前記ポンプ部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて前記ケーシングの前記一部の面に流体の流路を選択的に形成することを特徴とするポンプ。

2 0. 請求項 1 9記載のポンプにおいて、

前記ポンプ部におけるァクチユエ一夕部の変位が前記ケ一シングに対して最も接近した状態の場合に、変位伝達部の端面が前記ケーシングに接触することを特徵とするポンプ。

2 1 . 請求項 1 9記載のポンプにおいて、

前記ポンプ部におけるァクチユエ一夕部の変位が前記ケ一シングに対して最も接近した状態の場合に、変位伝達部の端面と前記ケーシングとの間に隙間が形成されることを特徴とするポンプ。

2 2 . 請求項 1 8〜 2 1のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記ポンプ本体は、少なくとも前記ケーシング及び/又は該ケ一シングを支える支柱により一定の剛性をもって支持されていることを特徵とするポンプ。

2 3. 請求項 1 8 - 2 2のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記ポンプ本体は、少なくとも前記ケ一シング及び Z又は該ケーシングを支える外周固定部により一定の剛性をもって支持されていることを特徴とするポンプ。

2 4. 請求項 1〜 1 8のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

複数のポンプ部が互いに対向して設置され、

これらポンプ部の間に中間支持板が設けられ、

前記ポンプ本体は、前記中間支持板の板面に対する前記ポンプ部の選択的な接近 · 離反方向の変位動作を通じて前記中間支持板の板面に流体の流路を選択的に形成することを特徴とするポンプ。

2 5. 請求項 2 4記載のポンプにおいて、

前記ポンプ本体は、少なくとも前記中間支持板及び Z又は該中間支持板を支える支柱により一定の剛性をもって支持されていることを特徵とするポンプ。

2 6. 請求項 2 4又は 2 5記載のポンプにおいて、

前記ポンプ本体は、少なくとも前記中間支持板及び Z又は該中間支持板を支える外周固定部により一定の剛性をもって支持されていることを特徴とするポンプ。

2 7 . 請求項 1〜 1 8のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

複数のポンプ部が互いに対向して設置され、

前記ポンプ本体は、互いに対向する前記ポンプ部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて互いに対向する前記ポンプ部間に流体の流路を選択的に形成することを特徴とするポンプ。

2 8 . 請求項 2 7記載のポンプにおいて、

流体が供給されるケ一シングを有し、

前記ポンプ本体は、少なくとも前記ケ一シング及び/又は該ケ一シングを支える支柱により一定の剛性をもって支持されていることを特徵とするポンプ。

2 9. 請求項 2 7又は 2 8記載のポンプにおいて、

流体が供給されるケ一シングを有し、

前記ポンプ本体は、少なくとも前記ケ一シング及び Z又は該ケ一シングを支える外周固定部により一定の剛性をもって支持されていることを特徴とするポンプ。

3 0. 請求項 1〜 2 9のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記ポンプ部が複数設けられ、

これらポンプ部間に弁部が介在されていることを特徴とするポンプ。

3 1 . 請求項 3 0記載のポンプにおいて、

前記ポンプ部が複数設けられ、

前記ポンプ部間に弁部が介在された組と、前記ポンプ部間に弁部が介在されていない組とが任意に組み合わされていることを特徵とするポンプ。

3 2 . 請求項 3 0又は 3 1記載のポンプにおいて、

前記弁部は、流体が供給されるケ一シングの一部の面に対向して設けられた少なくとも 1つの弁用のァクチユエ一夕部を具備し、

前記ケ一シングの一部の面に対する前記弁用のァクチユエ一夕部の接近 ·離反方向の変位動作を通じて前段のポンプ部から後段のポンプ部への流体の流れを制御することを特徵とするポンプ。

3 3. 請求項 3 0又は 3 1記載のポンプにおいて、

複数の弁部が互いに対向して設置され、

これら弁部の間に中間支持板が設けられ、各弁部は、前記中間支持板の板面に対向して設けられた少なくとも 1つの弁用のァクチユエ一夕部を具備し、

前記中間支持板の板面に対する前記弁用のァクチユエ一夕部の接近 ·離反方向の変位動作を通じて前段のポンプ部から後段のポンプ部への流体の流れを制御することを特徵とするポンプ。

3 4. 請求項 3 0又は 3 1記載のポンプにおいて、

複数の弁部が互いに対向して設置され、

各弁部は、互いに対向して設けられた少なくとも 1つの弁用のァクチユエ一夕部を具備し、

互いに対向する前記弁用のァクチユエ一夕部の接近 ·離反方向の変位動作を通じて前段のポンプ部から後段のポンプ部への流体の流れを制御することを特徴とするボンプ。

3 5. 請求項 3 2〜3 4のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記弁部の変位伝達部に対応して複数の弁用のァクチユエ一夕部が割り当てられていることを特徴とするポンプ。

3 6. 請求項 3 2 - 3 5のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記ポンプ部のァクチユエ一夕部における変位伝達部と前記弁部のァクチユエ一夕部における変位伝達部とが連続形成されていることを特徴とするポンプ。

3 7. 請求項 3 6記載のポンプにおいて、

前記ポンプ部のァクチユエ一夕部における前記変位伝達部と前記弁部のァクチユエ一夕部における変位 β¾部との間にクロストーク防止部が形成されていることを特徴とするポンプ。

3 8 . 請求項 3 2〜3 7のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記ポンプ部のァクチユエ一夕部における振動部及び固定部と前記弁部のァクチュエー夕部における振動部及び固定部とがセラミックスにて一体に形成されていることを特徴とするポンプ。

3 9. 請求項 3 0〜 3 8のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記弁部の少なくとも 1つは、逆止弁の形状を有することを特徴とするポンプ。

4 0. 請求項 1〜 3 9のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、前記ポンプ部の導入側に少なくとも 1つの入力弁部を有することを特徴とするボンづ。

4 1 . 請求項 4 0記載のポンプにおいて、

前記入力弁部は、流体が供給されるケ一シングの一部の面に対向して設けられた少なくとも 1つの入力弁用のァクチユエ一夕部を具備し、

前記ケーシングの一部の面に対する前記入力弁用のァクチユエ一夕部の接近 ·離反方向の変位動作を通じて前段のポンプ部から後段のポンプ部への流体の流れを制御することを特徵とするポンプ。

4 2. 請求項 4 0記載のポンプにおいて、

複数の入力弁部が互いに対向して設置され、

これら入力弁部の間に中間支持板が設けられ、

各入力弁部は、前記中間支持板の板面に対向して設けられた少なくとも 1つの入力弁用のァクチユエ一タ部を具備し、

前記中間支持板の板面に対する前記入力弁用のァクチユエ一夕部の接近 ·離反方向の変位動作を通じて前段のポンプ部から後段のポンプ部への流体の流れを制御することを特徵とするポンプ。

4 3. 請求項 4 0記載のポンプにおいて、

複数の入力弁部が互いに対向して設置され、

各入力弁部は、互いに対向して設けられた少なくとも 1つの入力弁用のァクチユエ —夕部を具備し、

互いに対向する前記入力弁用のァクチユエ一夕部の接近 ·離反方向の変位動作を通じて前段のポンプ部から後段のポンプ部への流体の流れを制御することを特徴とするポンプ。

4 4. 請求項 4 1〜4 3のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記入力弁部の変位伝達部に対応して複数の入力弁用のァクチユエ一夕部が割り当てられていることを特徴とするポンプ。

4 5. 請求項 4 1〜4 4のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記ポンプ部のァクチユエ一夕部における変位伝達部と前記入力弁部のァクチユエ一夕部における変位伝達部とが連続形成されていることを特徴とするポンプ。

4 6. 請求項 4 5記載のポンプにおいて、

前記ポンプ部のァクチユエ一夕部における前記変位伝達部と前記入力弁部のァクチユエ一夕部における変位伝達部との間にクロストーク防止部が形成されていることを特徴とするポンプ。

4 7 . 請求項 4 1〜4 6のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記ポンプ部のァクチユエ一夕部における振動部及び固定部と前記入力弁部のァクチユエ一夕部における振動部及び固定部とがセラミックスにて一体に形成されていることを特徴とするポンプ。

4 8. 請求項 4 0〜4 7のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記入力弁部の少なくとも 1つは、逆止弁の形状を有することを特徵とするポンプ

4 9. 請求項 1〜4 8のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記ポンプ部の排出側に少なくとも 1つの出力弁部を有することを特徵とするボンプ。

5 0. 請求項 4 9記載のポンプにおいて、

前記出力弁部は、流体が供給されるケーシングの一部の面に対向して設けられた少なくとも 1つの出力弁用のァクチユエ一夕部を具備し、

前記ケーシングの一部の面に対する前記出力弁用のァクチユエ一夕部の接近 ·離反方向の変位動作を通じて前段のポンプ部から後段のポンプ部への流体の流れを制御することを特徴とするポンプ。

5 1 . 請求項 4 9記載のポンプにおいて、

複数の出力弁部が互いに対向して設置され、

これら出力弁部の間に中間支持板が設けられ、

各出力弁部は、前記中間支持板の板面に対向して設けられた少なくとも 1つの出力弁用のァクチユエ一夕部を具備し、

前記中間支持板の板面に対する前記出力弁用のァクチユエ一夕部の接近 ·離反方向の変位動作を通じて前段のポンプ部から後段のポンプ部への流体の流れを制御することを特徴とするポンプ。

5 2. 請求項 4 9記載のポンプにおいて、複数の出力弁部が互いに対向して設置され、

各出力弁部は、互いに対向して設けられた少なくとも 1つの出力弁用のァクチユエ一夕部を具備し、

互いに対向する前記出力弁用のァクチユエ一夕部の接近 ·離反方向の変位動作を通じて前段のポンプ部から後段のポンプ部への流体の流れを制御することを特徵とするポンプ。

5 3. 請求項 5 0 - 5 2のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記出力弁部の変位伝達部に対応して複数の出力弁用のァクチユエ一夕部が割り当てられていることを特徴とするポンプ。

5 4. 請求項 5 0〜5 3のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記ポンプ部のァクチユエ一夕部における変位伝達部と前記出力弁部のァクチユエ

—夕部における変位伝達部とが連続形成されていることを特徵とするポンプ。

5 5 . 請求項 5 4記載のポンプにおいて、

前記ポンプ部のァクチユエ一夕部における前記変位伝達部と前記出力弁部のァクチユエ一夕部における変位伝達部との間にクロストーク防止部が形成されていることを特徴とするポンプ。

5 6. 請求項 5 0〜5 5のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記ポンプ部のァクチユエ一夕部における振動部及び固定部と前記出力弁部のァクチユエ一夕部における振動部及び固定部とがセラミックスにて一体に形成されていることを特徴とするポンプ。

5 7. 請求項 4 9 ~ 5 6のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

前記出力弁部の少なくとも 1つは、逆止弁の形状を有することを特徵とするポンプ

5 8. 少なくとも 1つの入力弁部と、少なくとも 1つのポンプ部と、少なくとも 1つの出力弁部とを有し、かつ、これら入力弁部、ポンプ部、出力弁部の選択的な接近' 離反方向の変位動作を通じて流体の流路を選択的に形成するポンプ本体を具備し、前記ポンプ本体における前記流路の選択形成によって流体の流れを制御することを特徴とするポンプ。

5 9 . 請求項 5 8記載のポンプにおいて、前記入力弁部、ポンプ部、出力弁部は、流体が供給されるケーシングの一部の面に対向して設けられ、

前記ポンプ本体は、前記ケ一シングの前記一部の面に対する前記入力弁部、ポンプ部、出力弁部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて前記ケーシングの前記一部の面に流体の流路を選択的に形成することを特徴とするポンプ。

6 0. 請求項 5 8記載のポンプにおいて、

複数の入力弁部、ポンプ部、出力弁部がそれぞれ互いに対向して設置され、これら入力弁部、ポンプ部、出力弁部の各間に中間支持板が設けられ、

前記ポンプ本体は、前記中間支持板の板面に対する前記入力弁部、ポンプ部、出力弁部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて前記中間支持板の板面に流体の流路を選択的に形成することを特徴とするポンプ。

6 1 . 請求項 5 8記載のポンプにおいて、

複数の入力弁部、ポンプ部、出力弁部がそれぞれ互いに対向して設置され、前記ポンプ本体は、互いに対向する前記入力弁部、ポンプ部、出力弁部の選択的な接近'離反方向の変位動作を通じて互いに対向するこれら入力弁部、ポンプ部、出力弁部間に流体の流路を選択的に形成することを特徵とするポンプ。

6 2. 請求項 5 8〜 6 1のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

流路は、隣接する入力弁部とポンプ部が方とも動作したとき、あるいは隣接するポンプ部が両方とも動作したとき、あるいは隣接するポンプ部と出力弁部が方とも動作したときに形成されることを特徵とするポンプ。

6 3 . 請求項 5 8〜 6 2のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

隣接する入力弁部とポンプ部との間に形成される流路と隣接するポンプ部間に形成される流路との間をバイパスし、隣接するポンプ部間に形成される流路と隣接するポンプ部と出力弁部との間に形成される流路との間をバイパスするための連通路が形成されていることを特徴とするポンプ。

6 4. 少なくとも 1つの入力弁部と、複数のポンプ部と、該複数のポンプ部間に設置された少なくとも 1つの弁部と、少なくとも 1つの出力弁部とを有し、かつ、これら入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて流体の流路を選択的に形成するポンプ本体を具備し、前記ポンプ本体における前記流路の選択形成によって流体の流れを制御することを特徴とするポンプ。

6 5. 請求項 6 4記載のポンプにおいて、

前記入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部は、流体が供給されるケーシングの一部の面に対向して設けられ、

前記ポンプ本体は、前記ケ一シングの前記一部の面に対する前記入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて前記ケーシングの前記一部の面に流体の流路を選択的に形成することを特徴とするポンプ。

6 6 . 請求項 6 4記載のポンプにおいて、

複数の入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部がそれぞれ互いに対向して設置され、これら入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部の各間に中間支持板が設けられ、前記ポンプ本体は、前記中間支持板の板面に対する前記入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて前記中間支持板の板面に流体の流路を選択的に形成することを特徵とするポンプ。

6 7. 請求項 6 4記載のポンプにおいて、

複数の入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部がそれぞれ互いに対向して設置され、前記ポンプ本体は、互いに対向する前記入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁 ¾の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて互いに対向するこれら入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部間に流体の流路を選択的に形成することを特徴とするポンプ。

6 8. 請求項 6 4〜6 7のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

流路は、隣接する入力弁部とポンプ部力方とも動作したとき、あるいは隣接するポンプ部と弁部が両方とも動作したとき、あるいは隣接するポンプ部と出力弁部が^ 方とも動作したときに形成されることを特徵とするポンプ。

6 9. 請求項 6 4〜6 8のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

7 0 . 少なくとも 1つの入力弁部と、複数のポンプ部のうち、隣接する前記ポンプ部間に弁部が介在された組と、隣接する前記ポンプ部間に弁部が介在されていない組と

、少なくとも 1つの出力弁部とを有し、かつ、これら入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて流体の流路を選択的に形成するポンプ本体を具備し、

7 1 . 請求項 7 0記載のポンプにおいて、

前記入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部は、流体が供給されるケ一シングの一部の面に対向して設けられ、

前記ポンプ本体は、前記ケ一シングの前記一部の面に対する前記入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて前記ケ一シングの前記一部の面に流体の流路を選択的に形成することを特徵とするポンプ。

7 2. 請求項 7 0記載のポンプにおいて、

7 3. 請求項 7 0記載のポンプにおいて、

複数の入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部がそれぞれ互いに対向して設置され、前記ポンプ本体は、互いに対向する前記入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部の選択的な接近 ·離反方向の変位動作を通じて互いに対向するこれら入力弁部、ポンプ部、弁部、出力弁部間に流体の流路を選択的に形成することを特徵とするポンプ。

7 4. 請求項 7 0 ~ 7 3のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

流路は、隣接する入力弁部とポンプ部が方とも動作したとき、あるいは隣接するポンプ部と弁部が両方とも動作したとき、あるいは隣接するポンプ部と出力弁部が両方とも動作したときに形成されることを特徵とするポンプ。

7 5. 請求項 7 0 - 7 4のいずれか 1項に記載のポンプにおいて、

隣接する入力弁部とポンプ部との間に形成される流路と隣接するポンプ部間に形成される流路との間をバイパスし、隣接するポンプ部間に形成される流路と隣接するポンプ部と出力弁部との間に形成される流路との間をバイパスするための連通路が形成されていることを特徵とするポンプ。