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公開番号2025091620
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023206968
出願日2023-12-07
発明の名称流体制御装置
出願人株式会社村田製作所
代理人弁理士法人楓国際特許事務所
主分類F04B 45/047 20060101AFI20250612BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】流体を連続的に吐出しながら、直列接続された複数の圧電ポンプを冷却する。
【解決手段】
流体制御装置10は、流体が流れる流路の上流から下流に向かって順に接続される第1圧電ポンプ41および第2圧電ポンプ42と、第1圧電ポンプ41に第1駆動信号を供給し、第2圧電ポンプ42に第2駆動信号を供給する駆動回路30と、駆動回路30の作動を制御する制御回路20と、を備える。制御回路20は、第2圧電ポンプ42の温度に依存する制御指令値を取得する。制御回路20は、制御指令値が停止判定範囲内になったことを検出すると、第2駆動信号の供給を継続しながら第1駆動信号の供給を停止する制御を駆動回路に行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
流体が流れる流路の上流から下流に向かって順に接続される第１圧電ポンプおよび第２圧電ポンプと、
前記第１圧電ポンプに第１駆動信号を供給し、前記第２圧電ポンプに第２駆動信号を供給する駆動回路と、
前記駆動回路の作動を制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記第２圧電ポンプの温度に依存する制御指令値を取得し、
前記制御指令値が停止判定範囲内であれば、前記第２駆動信号の供給を継続しながら前記第１駆動信号の供給を停止する制御を前記駆動回路に行う、
流体制御装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記停止判定範囲は、前記第２圧電ポンプにおける前記温度に対する前記流体の流量の変化特性に基づいて設定される、
請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項３】
前記停止判定範囲は、前記第２圧電ポンプを構成する圧電素子の電気機械結合係数の劣化、ばね材の疲労故障、および前記圧電素子と前記ばね材の接合部分の疲労故障に基づいて設定される、
請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項４】
前記駆動回路と前記第２圧電ポンプとは、自励振回路を構成し、
前記制御指令値は、前記第２駆動信号の電圧値および前記第２圧電ポンプのインピーダンスの少なくとも一方である、
請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項５】
前記駆動回路と前記第２圧電ポンプとは、前記制御回路からの所定周波数の駆動制御信号を受けて作動する他励振回路を構成し、
前記制御指令値は、前記第２駆動信号に対応する駆動制御信号の周波数である、
請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項６】
前記第２圧電ポンプの温度を測定する温度センサを備え、
前記制御指令値は、前記温度センサで測定した温度である、
請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項７】
前記流体制御装置の周囲の外気温を測定する外気温測定センサを備え、
前記停止判定範囲は、前記外気温に基づいて設定される、
請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項８】
前記制御回路は、
前記制御指令値が復帰判定範囲内になったことを検出すると、前記第１駆動信号の供給を再開する制御を前記駆動回路に行う、
請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項９】
流体が流れる流路の上流から下流に向かって順に接続される第１圧電ポンプ、第２圧電ポンプ、および第３圧電ポンプと、
前記第１圧電ポンプに第１駆動信号を供給し、前記第２圧電ポンプに第２駆動信号を供給し、前記第３圧電ポンプに第３駆動信号を供給する駆動回路と、
前記駆動回路の作動を制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記第３圧電ポンプの温度に依存する第１制御指令値を取得し、
前記第１制御指令値が第１停止判定範囲内であれば、前記第３駆動信号の供給を継続しながら、少なくとも前記第１駆動信号の供給を停止する制御を前記駆動回路に行う、
流体制御装置。
【請求項１０】
前記制御回路は、
前記第１制御指令値が第１停止判定範囲内であれば、前記第１駆動信号および前記第２駆動信号の供給を停止させる制御を前記駆動回路に行う、
請求項９に記載の流体制御装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の圧電ポンプを直列接続した流体制御装置に関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、流体制御装置が記載されている。特許文献１の流体制御装置は、２つの圧電ポンプを備える。２つの圧電ポンプは、流路に対して直列に接続される。流路における上流側の圧電ポンプを上流ポンプとし、下流側の圧電ポンプを下流ポンプとする。
【０００３】
特許文献１の流体制御装置は、制御回路を備える。制御回路は、上流ポンプおよび下流ポンプに対して複数のモードの特定パターン制御を行う。制御回路は、上流ポンプまたは下流ポンプの測定電流に基づいて、上流ポンプおよび下流ポンプのオン（作動）／オフ（停止）を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０２２／２０９９４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧電ポンプは作動により発熱する。圧電ポンプは、連続的に作動することで温度が上昇する。そして、圧電ポンプは、温度が所定温度を超えると、ポンプとしての性能（流体搬送性能）が低下してしまう。
【０００６】
特許文献１の流体制御装置では、特定パターン制御の一種として、上流ポンプと下流ポンプの両方をオフ（停止）する。このような制御を利用することで、従来の流体制御装置は、上流ポンプおよび下流ポンプを冷却し、上流ポンプおよび下流ポンプの温度を低下させる。
【０００７】
しかしながら、両方の圧電ポンプが停止することで、この停止期間は、流体（例えば、気体）を吐出できない。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、流体を連続的に吐出しながら、直列接続された複数の圧電ポンプを冷却する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の一実施形態に係る流体制御装置は、流体が流れる流路の上流から下流に向かって順に接続される第１圧電ポンプおよび第２圧電ポンプと、第１圧電ポンプに第１駆動信号を供給し、第２圧電ポンプに第２駆動信号を供給する駆動回路と、駆動回路の作動を制御する制御回路と、を備える。
【００１０】
制御回路は、第２圧電ポンプの温度に依存する制御指令値を取得する。制御回路は、制御指令値が停止判定範囲内になったことを検出すると、第２駆動信号の供給を継続しながら第１駆動信号の供給を停止する制御を駆動回路に行う。
（【００１１】以降は省略されています）

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