[发明专利]流体控制装置

说明书

流体控制装置具备：压电泵，具有压电元件；驱动电路，被施加驱动电源电压，来驱动压电元件；以及起动电路，设置在电源电压的输入部与驱动电路之间。起动电路使驱动电源电压在起动后的第一阶段(P1)上升到小于稳态电压(Vc)的电压(V1)，在接着第一阶段(P1)的第二阶段(P2)使其维持或者下降，在接着第二阶段(P2)的第三阶段(P3)使其上升到稳态电压(Vc)。

技术领域

本发明涉及具备压电泵的流体控制装置。

背景技术

以往，作为通过驱动压电泵所具备的压电元件来控制流体的流体控制装置，例如具有专利文献1所记载的结构。图34是专利文献1所示的压电泵105的主要部分的剖视图。

该压电泵105具备基板91、薄顶板51、隔离物53A、振动板支撑架61、振动板41、压电元件42、加强板43、隔离物53B、电极导通用板71、隔离物53C以及盖部54。由振动板41、压电元件42、以及加强板43构成致动器40。在盖部54形成有排出孔55。

在薄顶板51的下部，设置有在中心形成有圆筒形的开口部92的基板91。薄顶板51的圆形部在基板91的开口部92露出。该圆形的露出部能够通过伴随着致动器40的振动的压力变动，以与致动器40实际相同频率振动。根据该薄顶板51与基板91的结构，薄顶板51的致动器对置区域的中心或者中心附近为能够弯曲振动的薄板部，周边部是实质上受到限制的厚板部。该圆形的薄板部的固有振动数被设计为与致动器40的驱动频率相同、或略低的频率。因此，响应于致动器40的振动，以中心通气孔52为中心的薄顶板51的露出部也以较大的振幅振动。若成为薄顶板51的振动相位比致动器40的振动相位延迟(例如延迟90°的)振动，则薄顶板51与致动器40之间的缝隙的厚度变动实质上增加。因此，泵的能力提高。

专利文献1:国际公开第2011/145544号

然而，一般而言，在振动板通过压电元件的驱动而振动的压电泵中，在压电元件的驱动开始时涌入电流在驱动电路以及压电元件中流动。若该涌入电流较大，则存在振动板以及薄顶板不稳定振动，而压电体与薄顶板接触且压电体破裂，从而泵特性较大地降低的可能。另外，由于该涌入电流是对泵动作没有贡献的电流，所以也是电力效率降低的因素。

在这里，在如图34所示的具备致动器40和薄顶板51的压电泵中，参照图35(A)(B)对上述不稳定振动进行说明。在图35(A)(B)中，V40是致动器40的振动波形，V51是薄顶板51的振动波形。图35(A)是致动器40以及薄顶板51的振动为稳定振动的状态，图35(B)是致动器40以及薄顶板51的振动为不稳定振动的状态。

如图35(A)所示，在稳定振动时，由于致动器40与薄顶板51经由空气保持着一定的相位差进行动作，所以没有接触的情况。

但是，在起动时的致动器40的振幅较大的情况下，由于薄顶板51的经由空气的结合较弱，且经由空气的致动器40的制动力较弱，所以即使是相同的驱动电压也导致较大的振幅，并流动大电流。

其结果，致动器40以及薄顶板51的振幅异常地增大。另外，在振幅上升的过程中，由于致动器40与薄顶板51的相位差是不固定的，所以它们存在接触的可能。在图35(B)中用十字标记表示的时机是致动器40与薄顶板51碰撞的时机。

像这样，若致动器40与薄顶板51碰撞，则存在致动器40、薄顶板51等构造物变形、摩耗、破坏的可能。

因此，在致动器40与薄顶板51的经由空气的结合较弱的状态下，抑制振幅很重要。