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閥、流體控制裝置的製作方法

2023-08-09 10:52:31


本申請是發明名稱為「閥、流體控制裝置」、國際申請日為2013年2月27日、申請號為201380020898.2(國際申請號為pct/jp2013/055068)的發明專利申請的分案申請。

本發明涉及防止流體回流的閥、以及具備該閥的流體控制裝置。



背景技術:

在專利文獻1中公開了一種具備閥的隔膜泵。

圖14是專利文獻1所涉及的隔膜泵90的分解立體圖。圖15是圖14所示的隔膜泵90的主要部分的剖視圖。

隔膜泵90由設有排氣通路901及進氣通路902的殼體900、用於在與殼體900之間設置泵室的隔膜910構成。殼體900由上部殼體930、下部殼體940、隔膜(膜片)920構成。

在下部殼體940設有:將空氣從殼體900外部吸入到泵室內的進氣通路用槽部942;將空氣從泵室排出到殼體900外部的排氣通路用槽部941;近似圓筒狀的凹部945;近似圓筒狀的凹部946;位於凹部946中央的圓筒狀的底座947;突出部944;以及突出部943。

在上部殼體903設有:排氣通路901;進氣通路902;與凹部945相對的凹部935;與凹部946相對的凹部936;位於凹部935中央的圓筒狀的底座937;與突出部944接合的突出部934;以及與突出部943接合的突出部933。在上部殼體930的上表面中位於排氣通路901及進氣通路902外側的外周邊緣部通過粘接劑接合有隔膜910。

在隔膜920上設有面對底座947的孔部921a、以及面對底座937的孔部921b。

上部殼體930與下部殼體940使用粘接劑隔著隔膜920相接合。因此,在上部殼體930與下部殼體940之間夾著隔膜920。

如圖15所示,由凹部936、946、底座947、隔膜920的孔部921a及孔部921a的周圍構成進氣閥。進氣閥允許流體從進氣通路用槽部942一側向隔膜910一側流動,並阻斷流體從隔膜910一側向進氣通路用槽部942一側流動。

此外,由凹部935、945、底座937、隔膜920的孔部921b及孔部921b的周圍構成排氣閥。排氣閥允許流體從隔膜910一側向排氣通路用槽部941一側流動,並阻斷流體從排氣通路用槽部941一側向隔膜910一側流動。

具有以上結構的隔膜泵90通過使隔膜910彎曲來進行驅動。

若隔膜泵90進行驅動,則隔膜920的孔部921a周圍離開底座947,隔膜920的孔部921b周圍離開底座937。由此,所述排氣閥及進氣閥分別開啟,空氣從進氣通路用槽部942流入,並從排氣通路用槽部941排出。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本專利特開2002-106469號公報



技術實現要素:

發明所要解決的問題

然而,在所述隔膜泵90中,在驅動時,隔膜910一側的壓力有時會因隔膜920而急劇上升。在此情況下,在排氣閥中,隔膜920的孔部921b周圍遠離底座937而與下部殼體940的凹部945抵接。即,孔部921b被下部殼體940堵塞而將排氣閥阻斷。

因此,在所述隔膜泵90中存在以下問題:在隔膜910一側的壓力因隔膜920而上升得極高時,排氣閥的隔膜920將產生較大的變形,導致流體輸送停止。

本發明的目的在於提供如下的閥、以及具備該閥的流體控制裝置,該閥是阻斷流體從隔膜的一個主面側向另一個主面側流動的閥,在該閥中,即使在隔膜的另一個主面側的壓力上升得極高的情況下,也能抑制流體輸送停止。

解決技術問題所採用的技術方案

為了解決所述技術問題,本發明的閥具備以下結構。

(1)包括:閥殼體,該閥殼體設有第1開口部及第2開口部;以及

隔膜,該隔膜對所述閥殼體內進行分割,從而在所述閥殼體內構成與所述第1開口部連通的第1閥室以及與所述第2開口部連通的第2閥室,並且在該隔膜上設有孔部,

所述隔膜的所述孔部周圍在所述第1閥室中與所述閥殼體抵接,從而所述孔部被覆蓋,

在所述第2閥室中與所述隔膜相對的所述閥殼體的壁部的至少一部分設有流路形成部,該流路形成部在所述隔膜的所述孔部周圍與所述壁部抵接時形成連通所述第1閥室與所述第2閥室的流路。

在該結構中,第1開口部例如與泵相連接。第2開口部例如與血壓測定用的臂帶等流體儲藏部相連接。

此處,即使在該結構中,有時面對隔膜的另一個主面的第1閥室的壓力也會相比面對隔膜的一個主面的第2閥室的壓力上升得極高,隔膜發生較大的變形,隔膜的孔部周圍遠離閥殼體的一部分。

在該結構中,在與隔膜相對的閥殼體的壁部的至少一部分設有流路形成部。因此,即使隔膜的孔部周圍與閥殼體的壁部抵接,第1開口部與第2開口部也能經由第1閥室、孔部、流路形成部、第2閥室而連通。

因此,隔膜的孔部不會因閥殼體的壁部而堵塞,流體從第1閥室通過孔部流入到第2閥室內。即,確保了流體的流路。

因此,根據該結構,在阻斷流體從隔膜的一個主面側向另一個主面側流動的閥中,即使在隔膜的另一個主面側的壓力上升得極高的情況下,也能抑制流體輸送的停止。此外,根據該結構,即使隔膜與閥殼體的所述壁部的距離變窄,也能確保流體的流路,因此,能使閥的高度降低。

(2)優選為所述隔膜固定在所述閥殼體上,以通過所述第1閥室的壓力與所述第2閥室的壓力之差,使所述隔膜的所述孔部周圍與所述閥殼體抵接或分離。

(3)優選為所述流路形成部是槽,

所述槽設置成從所述壁部的與所述隔膜的所述孔部相對的區域延伸到所述壁部的與所述隔膜的所述孔部以外的部分相對的區域。

在該結構中,即使第1閥室的壓力相比第2閥室的壓力上升得極高,隔膜發生較大的變形,隔膜大範圍地與閥殼體的區域抵接,隔膜的孔部也能經由槽與第2閥室連通。

因此,該結構中,隔膜的孔部也不會堵塞,流體從第1閥室通過孔部流入到第2閥室內。即,確保了流體的流路。因此,根據該結構,能進一步抑制流體輸送的停止。

(4)優選為所述流路形成部是突起,

所述突起設置成從所述壁部的與所述隔膜的所述孔部相對的區域延伸到所述壁部的與所述隔膜的所述孔部以外的部分相對的區域。

在該結構中,即使第1閥室的壓力相比第2閥室的壓力上升得極高,隔膜發生較大的變形,隔膜大範圍地與閥殼體的區域抵接,隔膜的孔部也能直接與第2閥室連通。

因此,該結構中,隔膜的孔部也不會堵塞,流體從第1閥室通過孔部流入到第2閥室內。即,確保了流體的流路。因此,根據該結構,能進一步抑制流體輸送的停止。

(5)優選為所述流路形成部的寬度比所述隔膜的所述孔部的直徑要短。

在流路形成部的寬度比隔膜的孔部的直徑要長的情況下,隔膜的孔部周圍有可能與流路形成部抵接而使該孔部堵塞。

在該結構中,流路形成部的寬度比隔膜的孔部的直徑要短,因此,能防止隔膜的孔部周圍與流路形成部抵接而使該孔部堵塞。因此,根據該結構,能進一步抑制流體輸送的停止。

(6)優選為在所述閥殼體上設有在所述第1閥室中朝所述隔膜一側突出的突出部,

所述隔膜的所述孔部周圍與所述突出部抵接。

在該結構中,例如,在第1閥室的壓力高於第2閥室的壓力的情況下,隔膜的孔部周圍離開突出部,從而使第1開口部與第2開口部連通。此外,例如,在第1閥室的壓力低於第2閥室的壓力的情況下,隔膜的孔部周圍與突出部抵接,從而阻斷第1開口部與第2開口部的連通。

(7)優選為從與所述隔膜垂直的方向俯視時,所述第1閥室、所述第2閥室及所述突出部分別呈圓柱狀。

在該結構中,由於第1閥室和第2閥室的各外形呈圓形,因此,張力均等地作用於隔膜(尤其是孔部附近的周圍)。因此,能抑制隔膜的孔部以傾斜的狀態與突出部抵接,或者隔膜的孔部相對於突出部在水平方向發生偏移。因此,根據該結構,能更可靠地進行閥的開閉。

此外,為了解決所述技術問題,本發明的流體控制裝置具備以下結構。

(8)優選為還具備第1粘接片材和第2粘接片材,

所述閥殼體具有設有所述第1開口部的第1閥殼體、以及設有所述第2開口部的第2閥殼體,

所述第1閥殼體通過所述第1粘接片材與所述隔膜相粘接,所述隔膜通過所述第2粘接片材與所述第2閥殼體相粘接,

在所述第1粘接片材的面對所述第1閥室的區域設有第1貫通孔,在所述第2粘接片材的面對所述第2閥室的區域設有第2貫通孔,

所述第1貫通孔的外周比所述突出部的外周要大,比所述第1閥室的外周要小,

所述第2貫通孔的外周比所述突出部的外周要大,比所述第2閥室的外周要小。

在該結構中,第1粘接片材的一部分位於第1閥室內,第2粘接片材的一部分位於第2閥室內。因此,第1粘接片材1及第2粘接片材能將第1閥殼體、第2閥殼體及隔膜粘接,並捕捉存在於各閥室內的異物。

因此,根據該結構,例如,即使閥內混入異物,也能抑制因異物引起的誤動作。

(9)優選為包括:設有排出孔的泵;以及

上述(1)~(8)中任一項所述的閥,

所述閥的所述第1開口部與所述泵的所述排出孔相連接,

所述閥的所述第2開口部與儲藏流體的流體儲藏部相連接。

根據該結構,通過使用上述(1)~(8)中任一項的閥,具備該閥的流體控制裝置也能起到同樣的效果。

另外,在該結構中,所述泵例如具有:周邊部實質上不受約束、從中心部到周邊部進行彎曲振動的致動器;以及靠近所述致動器相對配置的平面部,在所述平面部中與所述致動器相對的致動器相對區域設有一個或多個通氣孔。根據該結構,使用小型、高度較低但能獲得較高壓力和較大流量的泵,因此,能提供更加小型、高度更低的流體控制裝置。

發明的效果

根據本發明,在阻斷流體從隔膜的一個主面側向另一個主面側流動的閥中,即使在隔膜的另一個主面側的壓力上升得極高的情況下,也能抑制流體輸送停止。

附圖說明

圖1是本發明的實施方式1所涉及的流體控制裝置100的主要部分的剖視圖。

圖2是圖1所示的壓電泵10的分解立體圖。

圖3是圖1所示的壓電泵10的主要部分的剖視圖。

圖4是圖1所示的閥101的分解立體圖。

圖5是圖1所示的閥101的分解立體圖。

圖6是圖5所示的上閥殼體191的主要部分的放大主視圖。

圖7是表示圖1所示的壓電泵10驅動時流體控制裝置100的空氣流動的說明圖。

圖8是表示圖1所示的壓電泵10驅動時、即壓電泵10的排出壓力急劇上升時流體控制裝置100的空氣流動的說明圖。

圖9是表示緊接在圖1所示的壓電泵10停止驅動之後流體控制裝置100的空氣流動的說明圖。

圖10是本發明的實施方式2所涉及的流體控制裝置200的主要部分的剖視圖。

圖11是圖10所示的上閥殼體291的主要部分的放大主視圖。

圖12是表示圖10所示的壓電泵10驅動時、即壓電泵10的排出壓力急劇上升時流體控制裝置200的空氣流動的說明圖。

圖13是本發明的實施方式1的變形例所涉及的流體控制裝置300的主要部分的剖視圖。

圖14是專利文獻1所涉及的隔膜泵90的分解立體圖。

圖15是圖14所示的隔膜泵90的主要部分的剖視圖。

具體實施方式

《實施方式1》

以下,對本發明的實施方式1所涉及的流體控制裝置100進行說明。

圖1是本發明的實施方式1所涉及的流體控制裝置100的主要部分的剖視圖。

流體控制裝置100具備壓電泵10和閥101。通過使壓電泵10的上表面與閥101的底面相接合,從而使閥101與壓電泵10相連接。

在閥101上設有與臂帶(cuff)109的臂帶橡膠管109a連通的臂帶連接口106a。通過將臂帶109的臂帶橡膠管109a安裝在閥101的臂帶連接口106a上,從而使流體控制裝置100與臂帶109相連接。

另外,臂帶109相當於本發明的「流體儲藏部」。

此處,對壓電泵10和閥101的結構進行詳細敘述。首先,使用圖2、圖3來詳細敘述壓電泵10的結構。

圖2是圖1所示的壓電泵10的分解立體圖,圖3是同一壓電泵10的主要部分的剖視圖。壓電泵10包括:基板91;撓性板51;隔板53a;加強板43;振動板單元60;壓電元件42;隔板53b;電極導通用板70;隔板53c;以及蓋板54,並具有將它們依次進行層疊的結構。

在圓板狀的振動板41的上表面粘接固定有壓電元件42,在振動板41的下表面粘貼有加強板43,由振動板41、壓電元件42和加強板43構成圓板狀的壓電致動器40。壓電元件42例如由鋯鈦酸鉛系陶瓷構成。

此處,預先將振動板41設為線膨脹係數比壓電元件42及加強板43要大的金屬板,通過加熱固化來進行粘接,從而整個壓電致動器40不會發生翹曲,能在壓電元件42中殘留合適的壓縮應力,能防止壓電元件42開裂。

例如,可以將振動板41設為磷青銅(c5210)、不鏽鋼sus301等線膨脹係數較大的材料,將加強板43設為42鎳或36鎳或不鏽鋼sus430等。

另外,對于振動板41、壓電元件42、加強板43,也可以從下到上按照壓電元件42、加強板43、振動板41的順序進行配置。在此情況下,也能通過使加強板43和振動板41的材質相反來調節線膨脹係數,以在壓電元件42中殘留合適的壓縮應力。

在振動板41的周圍設有框板61,振動板41經由連結部62與框板61相連結。連結部62例如設置成較細的環狀,具有較小的彈簧常數的彈性而成為彈性結構。

因此,振動板41通過兩個連結部62在兩個點受到框板61柔軟的支撐。因此,基本上不會妨礙振動板41的彎曲振動。即,處於壓電致動器40的周邊部(當然中心部也)實質上不受約束的狀態。

另外,隔板53a是為了與撓性板51隔開一定間隙保持壓電致動器40而設置的。在框板61上設有用於電連接的外部端子63。

振動板41、框板61、連接部62及外部端子63通過對金屬板的衝裁加工而得以成形,由它們構成振動板單元60。

在框板61的上表面粘接固定有樹脂制的隔板53b。隔板53b的厚度與壓電元件42相同或比壓電元件42稍厚,框板61構成泵殼體80的一部分,並且使下面敘述的電極導通用板70與振動板單元60電絕緣。

在隔板53b上粘接固定有金屬制的電極導通用板70。電極導通用板70由近似圓形開口的框部位71、朝該開口內突出的內部端子73、以及朝外部突出的外部端子72構成。

內部端子73的前端被焊接在壓電元件42的表面上。通過將焊接位置設在相當於壓電致動器40的彎曲振動的波節的位置,能抑制內部端子73的振動。

在電極導通用板70上粘接固定有樹脂制的隔板53c。此處,隔板53c具有與壓電元件42相同程度的厚度。隔板53c是在壓電致動器40振動時用於使內部端子73的焊料部分不與蓋板54相接觸的隔板。此外,能防止壓電元件42的表面過度接近蓋板54,因空氣阻力而使振動振幅下降。因此,如上所述,隔板53c的厚度只要是與壓電元件42相同程度的厚度即可。

在蓋板54上設有排出孔55、56。蓋板54蓋在隔板53c的上部,從而覆蓋壓電致動器40的周圍。

另一方面,在撓性板51的中心設有吸引孔52。在該撓性板51與振動板單元60之間插入有在加強板43的厚度的基礎上加上數10μm程度的隔板53a。這樣,即使存在隔板53a,由于振動板41不受框板61的約束,因此,間隙能根據負載變動而自動地變化。

不過,振動板41多少受到連結部62(彈簧端子)的約束的影響,因此,通過這樣插入隔板53a,在低負載時能積極地確保間隙來增大流量。此外,即使在插入隔板53a的情況下,在高負載時連結部62(彈簧端子)也會撓曲,壓電致動器40與撓性板51的相對區域的間隙自動減小,從而能在較高的壓力下進行動作。

另外,在圖2中示出的示例中,將連結部62設置在兩個部位,但也可以設置在三個部位以上。連結部62不妨礙壓電致動器40的振動,但對振動多少會有影響,因此,例如在三個部位進行連結(保持),能更自然地進行保持,還能防止壓電元件42的開裂。

在撓性板51的下部設有基板91,在該基板91的中心設有圓柱形的開口部92。撓性板51的一部分在基板91的開口部92露出。在伴隨壓電致動器40的振動而發生的壓力變動下,該圓形的露出部能以與壓電致動器40實質上相同的頻率進行振動。

通過該撓性板51和基板91的結構,撓性板51的壓電致動器相對區域的中心或中心附近為能彎曲振動的可動部,周邊部成為實質上受到約束的固定部。該圓形可動部的固有振動頻率設計成與壓電致動器40的驅動頻率相同的頻率或稍低的頻率。

因此,若對外部端子63、72施加驅動電壓,則壓電致動器40進行同心圓狀的彎曲振動,以吸引孔52為中心的撓性板51的露出部也與壓電致動器40的振動相呼應地以較大的振幅進行振動。

若成為撓性板51的振動相位比壓電致動器40的振動相位延遲的(例如延遲90°的)振動,則能實質上增加撓性板51與壓電致動器40之間的間隙空間的厚度變動。由此,能進一步提高泵的能力。

接下來,使用圖1、圖4~圖6來詳細敘述閥101的結構。

圖4、圖5是圖1所示的閥101的分解立體圖。圖4是從與臂帶109相連接的上表面側觀察該閥101的分解立體圖,圖5是從與壓電泵10相接合的底面側觀察該閥101的分解立體圖。圖6是圖5所示的上閥殼體191的主要部分的放大主視圖。

另外,本發明的「第1開口部」相當於第1通氣孔111。此外,本發明的「第2開口部」相當於第2通氣孔112。此外,本發明的「第1閥室」相當於第1下閥室131。此外,本發明的「第2閥室」相當於第1上閥室133。

如圖1、圖4、圖5所示,閥101具有將下閥殼體192、由長方形的薄膜構成的第1粘接片材151、由長方形的薄膜構成的隔膜120、由長方形的薄膜構成的第2粘接片材152、上閥殼體191按此順序進行層疊的結構。此處,上閥殼體191及下閥殼體192構成閥殼體130。

下閥殼體192通過第1粘接片材151與隔膜120相粘接,隔膜120通過第2粘接片材與上閥殼體191相粘接。

如圖1所示,在下閥殼體192的底面粘接有壓電泵10的上表面。如圖1、圖4、圖5所示,在下閥殼體192上設有:與壓電泵10的排出孔56連通的第4通氣孔110;與壓電泵10的排出孔55連通的第1通氣孔111;以及朝隔膜120一側突出的圓柱狀的突出部138。

如圖1、圖4、圖5所示,在上閥殼體191上設有:與臂帶109連通的第2通氣孔112;與流體控制裝置100外部連通的第3通氣孔113;以及從第3通氣孔113的周圍朝隔膜120一側突出的閥座139。閥座139呈在中央部具有第3通氣孔113的圓筒形狀。

如圖1、圖4、圖5所示,在隔膜120的與突出部138相對的區域的中心部設有圓形的孔部121。孔部121的直徑設置成比與隔膜120抵接的突出部138的面的直徑要小。

隔膜120被上閥殼體191及下閥殼體192從兩面夾持,並與上閥殼體191及下閥殼體192相粘接,從而與閥座139相接觸,並且使孔部121周圍與突出部138相接觸。

由此,隔膜120對閥殼體130內進行分割。構成與第1通氣孔111連通的環狀的第1下閥室131、與第4通氣孔110連通的圓柱狀的第2下閥室132、經由連通路135與第2通氣孔112連通的圓柱狀的第1上閥室133、以及經由連通路135與第1上閥室133連通的環狀的第2上閥室134。各個閥室的形狀是從與隔膜120垂直的方向俯視時的形狀。

第1下閥室131、第2下閥室132、第1上閥室133、第2上閥室134各自的直徑例如為7.0mm。與隔膜120抵接的突出部138的面的直徑例如為1.5mm。

在第1粘接片材151的面對第1下閥室131及第2下閥室132的區域設有第1貫通孔155a~155c。第1貫通孔155a例如呈中心軸與第1下閥室131的中心軸大致相同的圓形形狀。第1貫通孔155b例如呈中心軸與第2下閥室132的中心軸大致相同的圓形形狀。第1貫通孔155a、155b各自的直徑例如為6.6mm。

因此,第1貫通孔155a的直徑比突出部138的直徑要大,比第1下閥室131的直徑要小。即,第1貫通孔155a的外周比突出部138的外周要大,比第1下閥室131的外周要小。

同樣,第1貫通孔155b的直徑比第2下閥室132的直徑要小。即,第1貫通孔155b的外周比第2下閥室132的外周要小。

接下來,在第2粘接片材152的面對第1上閥室133、連通路135及第2上閥室134的區域設有第2貫通孔156a~156c。第2貫通孔156a例如呈中心軸與第1上閥室133的中心軸大致相同的圓形形狀。第2貫通孔156b例如呈中心軸與第2上閥室134的中心軸大致相同的圓形形狀。第2貫通孔156a、156b各自的直徑例如為6.6mm。

因此,第2貫通孔156a的直徑比第1上閥室133的直徑要小。即,第2貫通孔156a的外周比第1上閥室133的外周要小。

同樣,第2貫通孔156b的直徑比第2上閥室134的直徑要小。即,第2貫通孔156b的外周比第2上閥室134的外周要小。

如上所述,在閥101中,第1粘接片材151的一部分位於第1下閥室131及第2下閥室132內。同樣,第2粘接片材152的一部分位於第1上閥室133及第2上閥室134內。

此外,如圖6所示,上閥殼體191具有在第1上閥室133中與隔膜120相對的壁部190。壁部190具有與隔膜120的孔部121以外的部分相對的區域191a、以及與隔膜120的孔部121相對的區域191b。

在第1上閥室133中與隔膜120相對的上閥殼體191的壁部190內設有槽140。該槽140是在隔膜120與壁部190抵接時使第1下閥室131與第1上閥室133經由孔部121連通的槽。另外,槽140相當於本發明的「流體形成部」。

如圖6所示,槽140的寬度x比在第1上閥室133中與隔膜120的孔部121相對的上閥殼體191的區域191b的直徑r要短。此外,如圖1、圖5、圖6所示,槽140設置成包含自上閥殼體191的區域191b到第2通氣孔112為止的範圍。槽140設置成從上閥殼體191的區域191b延伸到區域191a。

突出部138設置在下閥殼體192上,以對隔膜120的孔部121周圍施加壓力。

如上所述,如圖1所示,閥101具有單向閥160和排氣閥170。

首先,單向閥160由具備第1通氣孔111的下閥殼體192的一部分、具備第2通氣孔112的上閥殼體191的一部分、隔膜120的孔部121周圍、與該周圍抵接而覆蓋孔部121的突出部138構成。單向閥160允許流體從第1下閥室131一側朝第1上閥室133一側流動,並阻斷流體從第1上閥室133一側朝第1下閥室131一側流動。

單向閥160通過第1下閥室131與第1上閥室133的壓力差使隔膜120與突出部138抵接或分離。

接下來,排氣閥170由具備第4通氣孔110的下閥殼體192的一部分、具備第2通氣孔112及第3通氣孔113的上閥殼體191的一部分、隔膜120的一部分、以及從第3通氣孔113的周圍朝隔膜120一側突出以與隔膜120抵接而被覆蓋的閥座139構成。

排氣閥170通過第2下閥室132與第2上閥室134的壓力差使隔膜120與閥座139抵接或分離。

此處,對血壓測定時流體控制裝置100的動作進行說明。

圖7是表示圖1所示的壓電泵10驅動時流體控制裝置100的空氣流動的說明圖。

流體控制裝置100在開始血壓測定時首先驅動壓電泵10。若驅動壓電泵10,則首先空氣從開口部92及吸引孔52流入到壓電泵10內的泵室45中。接下來,空氣從排出孔55、56排出,並流入到閥101的第2下閥室132及第1下閥室131這兩者中。

由此,在排氣閥170中,第2下閥室132的壓力變得高於第2上閥室134的壓力。因此,如圖8所示,隔膜120對第3通氣孔113進行密封,從而阻斷第2通氣孔112與第3通氣孔113的通氣。

此外,在單向閥160中,第1下閥室131的壓力變得高於第1上閥室133的壓力。因此,隔膜120的孔部121周圍離開突出部138,第1通氣孔111與第2通氣孔112經由孔部121相連通。

其結果是,空氣從壓電泵10經由閥101的第1通氣孔111、孔部121、第2通氣孔112被送出到臂帶109(參照圖7)中,從而使臂帶109內的壓力(空氣壓力)升高。

另外,隔膜120固定在閥殼體130上,以使隔膜120的孔部121周圍與突出部138相接觸。然後,該突出部138對隔膜120的孔部121周圍施加壓力。

由此,經由閥101的第1通氣孔111從孔部121流出的空氣的壓力比壓電泵10的排出壓力稍低,從而從孔部121流入到第1上閥室133及第2上閥室134中。另一方面,對第2下閥室132作用有壓電泵10的排出壓力。

其結果是,在閥101中,第2下閥室132的壓力稍許勝過第2上閥室134的壓力,隔膜120對第3通氣孔113進行密封,從而維持孔部121開啟的狀態。

圖8是表示圖7所示的壓電泵10驅動時、即壓電泵10的排出壓力急劇上升時流體控制裝置100的空氣流動的說明圖。

此處,若第1下閥室131的壓力急劇上升,則有時會如圖8所示,隔膜120產生較大的變形,隔膜120的孔部121周圍遠離突出部138。

在此情況下,在該結構中,隔膜120與上閥殼體191的區域191a(參照圖6)抵接,但隔膜120的孔部121經由槽140與第1上閥室133連通。

因此,在設有槽140的單向閥160中,即使第1下閥室131的壓力急劇上升,隔膜120的孔部121也不會堵塞,空氣從第1下閥室131通過孔部121流入到第1上閥室133中。即,確保了空氣的流路。

因此,根據該單向閥160,即使在壓電泵10的排出壓力上升得極高的情況下,也能抑制空氣輸送的停止。

此外,在單向閥160中,槽140的寬度x比隔膜120的孔部121的直徑r要短(參照圖6)。因此,根據該單向閥160,能防止隔膜120的孔部121周圍與槽140抵接而堵塞該孔部121。因此,能進一步抑制空氣輸送的停止。

此外,在單向閥160的上閥殼體191中,在自與隔膜120的孔部121相對的區域191b到第2通氣孔112為止的範圍內設有槽140(參照圖6)。

因此,即使在第1下閥室131的壓力相比第1上閥室133的壓力上升得極高、隔膜120在較大的範圍內與上閥殼體191的區域抵接,隔膜120的孔部121也能經由槽140與第1上閥室133連通。

因此,隔膜120的孔部121不會堵塞,空氣從第1下閥室131通過孔部121流入到第1上閥室133內。即,確保了空氣的流路。因此,能進一步抑制空氣輸送的停止。

此外,根據該結構,即使隔膜120與上閥殼體191的壁部190的距離變窄,也能確保空氣的流路,因此,能使單向閥160的高度降低。

此外,在該閥101中,如圖4、圖5所示,各閥室131、132、133、134各自的外形為圓形形狀,因此,張力均等地作用於隔膜120(尤其是孔部121附近的周圍)。

因此,能抑制隔膜120的孔部121以傾斜的狀態與突出部138抵接,或者隔膜120的孔部121相對於突出部138在水平方向偏移。因此,根據該閥101,能更可靠地進行各個閥的開閉。

圖9是表示緊接在圖1所示的壓電泵10停止驅動之後流體控制裝置100的空氣流動的說明圖。

若血壓測定結束,則流體控制裝置100停止壓電泵10的驅動。此處,若停止壓電泵10的驅動,則泵室45、第1下閥室131和第2下閥室132的空氣從壓電泵10的中心通氣孔52及開口部92被快速地排出到流體控制裝置100的外部。此外,臂帶109的壓力從第2通氣孔112作用於第1上閥室133和第2上閥室134。

其結果是,在單向閥160中,第1下閥室131的壓力比第1上閥室133的壓力要低。隔膜120與突出部138抵接來對孔部121進行密封。

此外,在排氣閥170中,第2下閥室132的壓力比第2上閥室134的壓力要低。隔膜120離開閥座139而使第3通氣孔113打開。

即,在閥101中,第2通氣孔112與第3通氣孔113經由連通路135及第2上閥室134相連通。由此,臂帶109的空氣經由第2通氣孔112、連通路135及第2上閥室134從第3通氣孔113快速地排出(參照圖9)。

因此,根據本實施方式的閥101,在將壓縮空氣填充到臂帶109內之後,能將空氣從臂帶109快速地排出。

此外,在閥101中,如上所述,第1粘接片材151的一部分位於第1下閥室131及第2下閥室132內,第2粘接片材152的一部分位於第1上閥室133及第2上閥室134內。

因此,第1粘接片材151及第2粘接片材152能進行殼體130及隔膜120的粘接,並能捕捉存在於各閥室131、132、133、134內的異物。

因此,根據閥101,例如,即使閥101內混入了異物,也能抑制因異物引起的誤動作。尤其是在排氣閥170中,能抑制異物對閥座139的第3通氣孔113的堵塞。

此外,具備本實施方式的閥101的流體控制裝置100也能起到同樣的效果。

《實施方式2》

以下,對本發明的實施方式2所涉及的流體控制裝置200進行說明。

圖10是本發明的實施方式2所涉及的流體控制裝置200的主要部分的剖視圖。圖11是圖10所示的上閥殼體291的主要部分的放大主視圖。圖12是表示圖10所示的流體控制裝置200驅動過程中,壓電泵10驅動時、即壓電泵10的排出壓力急劇上升時流體控制裝置100的空氣流動的說明圖。

流體控制裝置200與流體控制裝置100的不同之處在於,閥201的上閥殼體291具有突起240以取代槽140。另外,突起240相當於本發明的「流路形成部」。其它結構相同。

詳細而言,上閥殼體291具有在第1上閥室133中與隔膜120相對的壁部290。壁部290具有與隔膜120的孔部121以外的部分相對的區域291a、以及與隔膜120的孔部121相對的區域291b。

詳細而言,在第1上閥室133中與隔膜120相對的上閥殼體291的壁部290內設有突起240。該突起240是在隔膜120與上閥殼體291的壁部290抵接時使第1下閥室131與第1上閥室133經由孔部121連通的突起。

如圖11所示,該突起240的寬度x比在第1上閥室133中與隔膜120的孔部121相對的上閥殼體291的區域291b的直徑r要短。突起240設置成從上閥殼體291的區域291b延伸到區域291a。

此處,即使在本實施方式的閥201中,若第1下閥室131的壓力急劇上升,則有時也會如圖12所示,隔膜120會產生較大的變形,隔膜120的孔部121周圍遠離突出部138。

在此情況下,在該閥201中,隔膜120與突起240抵接,因此,在隔膜120與上閥殼體291的區域291a之間形成間隙,隔膜120的孔部121與第1上閥室133連通。

因此,在設有突起240的閥201中,即使第1下閥室131的壓力急劇上升,隔膜120的孔部121也不會堵塞,空氣從第1下閥室131通過孔部121流入到第1上閥室133中。即,確保了空氣的流路。

因此,根據該閥201及流體控制裝置200,起到與所述實施方式1的閥101及流體控制裝置100同樣的效果。

《其它實施方式》

另外,在所述各實施方式中,使用了空氣作為流體,但並不限於此,該流體也能應用空氣以外的氣體或液體。

此外,在所述各實施方式中,設置了進行單面(uni-morphology)型彎曲振動的致動器,但也可以構成為在振動板的雙面粘貼壓電元件,從而進行雙面(bi-morphology)型彎曲振動。

此外,所述各實施方式的泵具備利用壓電元件42的伸縮進行彎曲振動的致動器40,但並不限於此。例如,也可以具備利用電磁驅動進行彎曲振動的致動器。

此外,在所述各實施方式中,壓電元件由鋯鈦酸鉛系陶瓷構成,但並不限於此。例如,也可以由鈮酸鉀鈉系及鹼鈮酸系陶瓷等非鉛系壓電體陶瓷的壓電材料等構成。

此外,在所述各實施方式中,槽140或突起240是圖6、圖11所示的棒狀,但並不限於此。例如,槽140或突起240也可以是十字狀或多邊形狀、橢圓形狀等。

此外,在所述各實施方式中,槽140或突起240僅是一個,但並不限於此。例如,在圖6所示的上閥殼體191的區域191a內,槽140可以設置多個,在圖11所示的上閥殼體291的區域291a內,突起240可以設置多個。

此外,所述各實施方式的閥101、201(參照圖1、圖10)具有第1貫通孔155a的外周小於第1下閥室131的外周、第1貫通孔155b的外周小於第2下閥室132的外周的第1粘接片材151,但並不限於此。例如,也可以如圖13所示的閥301那樣,具有第1貫通孔155a的外周與第1下閥室131的外周相等、第1貫通孔155b的外周與第2下閥室132的外周相等的第1粘接片材351。

同樣,所述各實施方式的閥101、201(參照圖1、圖10)具有第2貫通孔156a的外周小於第1上閥室133的外周、第2貫通孔156b的外周小於第2上閥室134的外周的第2粘接片材152,但並不限於此。例如,也可以如圖13所示的閥301那樣,具有第2貫通孔156a的外周與第1上閥室133的外周相等、第2貫通孔156b的外周與第2上閥室134的外周相等的第2粘接片材352。

最後,上述實施方式的說明應視作在所有方面均為例示而並非限制。本發明的範圍由權利要求的範圍來表示,而並非由上述實施方式來表示。而且,本發明的範圍還包括與權利要求的範圍等同的意思及範圍內的所有變更。

標號說明

10…壓電泵

40…壓電致動器

41…振動板

42…壓電元件

43…加強板

45…泵室

51…撓性板

52…中心通氣孔

53a、53b、53c…隔板

54…蓋板

55、56…排出孔

60…振動板單元

61…框板

62…連結部

63…外部端子

70…電極導通用板

71…框部位

72…外部端子

73…內部端子

80…泵殼體

90…隔膜泵

91…基板

92…開口部

100…流體控制裝置

101…閥

106a…臂帶連接口

109…臂帶

109a…臂帶橡膠管

110…第4通氣孔

111…第1通氣孔

112…第2通氣孔

113…第3通氣孔

120…隔膜

121…孔部

130…閥殼體

131…第1下閥室

132…第2下閥室

133…第1上閥室

134…第2上閥室

135…連通路

138…突出部

139…閥座

140…槽

151…第1粘接片材

152…第2粘接片材

155…第1貫通孔

156…第2貫通孔

160…單向閥

170…排氣閥

190…壁部

191…上閥殼體

192…下閥殼體

200…流體控制裝置

201…閥

240…突起

291…上閥殼體

300…流體控制裝置

301…閥

351…第1粘接片材

352…第2粘接片材

900…殼體

901…排氣通路

902…進氣通路

910、920…隔膜

930…上部殼體

933、934…突出部

935、936…凹部

937…底座

940…下部殼體

941…排氣通路用槽部

942…進氣通路用槽部

943、944…突出部

945、946…凹部

947…底座

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