(57)【要約】  空気貯蔵部に圧縮空気を充填し、空気貯蔵部から空気を急速に排気することができ、且つ製造コストが低くて消費電力が小さい小型な流体制御装置に適したバルブ及び流体制御装置を提供する。逆止弁（１０２）は第１弁筐体（２１）と第１ダイヤフラム（１０８Ａ）を有する。第１ダイヤフラム（１０８Ａ）は第１バルブ室（２３）と第２バルブ室（２６）を構成する。排気弁（１０３）は第２弁筐体（３１）と第２ダイヤフラム（１０８Ｂ）を有する。第２ダイヤフラム（１０８Ｂ）は第３バルブ室（３３）と第４バルブ室（３６）を構成する。逆止弁（１０２）は第１バルブ室（２３）と第２バルブ室（２６）の圧力差により開閉する。排気弁（１０３）は第３バルブ室（３３）と第４バルブ室（３６）の圧力差により開閉する。
2012141113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１通気孔、第２通気孔、及び第３通気孔が形成された弁筐体と、
前記弁筐体内を分割して前記弁筐体内に第１、第２領域を構成するダイヤフラムと、を有し、
前記ダイヤフラムは、
前記弁筐体内において前記第１通気孔に連通する前記第１領域の圧力が、前記弁筐体内において前記第２通気孔に連通する前記第２領域の圧力よりも高い場合、前記第１通気孔と前記第２通気孔とを連通させるとともに、前記第２通気孔と前記第３通気孔との通気を遮断し、
前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも低い場合、前記第２通気孔と前記第３通気孔とを連通させるとともに、前記第１通気孔と前記第２通気孔との通気を遮断するよう、前記弁筐体に固定された、バルブ。
【請求項２】
前記弁筐体は、第１弁筐体および第２弁筐体を有し、
前記第１、第２弁筐体のそれぞれには、前記ダイヤフラムにより前記第１、第２領域が内部に構成されており、
前記第１弁筐体には前記第１及び第２通気孔が形成され、
前記第２弁筐体には、前記第３通気孔と、前記第１通気孔および前記第１領域に連通する第４通気孔と、前記第２通気孔および前記第２領域に連通する第５通気孔と、が形成されており、
前記ダイヤフラムは、
前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも高い場合、前記第１通気孔と前記第２通気孔とを連通させるとともに、前記第３通気孔と前記第５通気孔との通気を遮断し、
前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも低い場合、前記第３通気孔と前記第５通気孔とを連通させるとともに、前記第１通気孔と前記第２通気孔との通気を遮断するよう、前記第１、第２弁筐体に固定された、ことを特徴とする請求項１に記載のバルブ。
【請求項３】
前記ダイヤフラムは、前記第１弁筐体内を分割して前記第１、第２領域を前記第１弁筐体内に構成する第１ダイヤフラムと、前記第２弁筐体内を分割して前記第１、第２領域を前記第２弁筐体内に構成する第２ダイヤフラムとを有し、
前記第１ダイヤフラムは、前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも高い場合、前記第２通気孔を開放して前記第１通気孔と前記第２通気孔とを連通させ、前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも低い場合、前記第２通気孔をシールして前記第１通気孔と前記第２通気孔との通気を遮断するよう、前記第１弁筐体に固定され、
前記第２ダイヤフラムは、前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも高い場合、前記第３通気孔をシールして前記第３通気孔と前記第５通気孔との通気を遮断し、前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも低い場合、前記第３通気孔を開放して前記第３通気孔と前記第５通気孔とを連通させるよう、前記第２弁筐体に固定された、請求項２に記載のバルブ。
【請求項４】
前記前記第１弁筐体には、前記第２通気孔および前記第２領域に連通する第６通気孔が形成され、
前記第１ダイヤフラムは、前記前記第１弁筐体内を分割して、前記第１通気孔に連通して前記第１領域の一部を形成する第１バルブ室と、前記第６通気孔に連通して前記第２領域の一部を形成する第２バルブ室とを構成することを特徴とする請求項２又は３のいずれかに記載のバルブ。
【請求項５】
前記第１弁筐体は、前記第２通気孔の周縁から前記第１ダイヤフラム側へ突出した弁座が形成され、
前記第１ダイヤフラムは、前記弁座に接触して配置されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のバルブ。
【請求項６】
前記第１ダイヤフラムは、前記第１バルブ室と前記第２バルブ室との圧力差により前記弁座に対して接触または離間し開閉する、請求項５に記載のバルブ。
【請求項７】
前記弁座は、前記第１ダイヤフラムを与圧するように前記第１弁筐体に形成されている請求項５または請求項６に記載のバルブ。
【請求項８】
前記第１ダイヤフラムと前記第２ダイヤフラムとが一つのダイヤフラムシートから形成されていることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のバルブ。
【請求項９】
前記第１弁筐体と前記第２弁筐体とが一つの筺体内に構成される請求項２〜８のいずれかに記載のバルブ。
【請求項１０】
前記弁筐体には、前記第２通気孔および前記第２領域に連通する連通孔が形成されており、
前記ダイヤフラムは、
前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも高い場合、前記第２通気孔を開放して前記第１通気孔と前記第２通気孔とを連通させるとともに、前記第３通気孔をシールして前記第３通気孔と前記連通孔との通気を遮断し、
前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも低い場合、前記第３通気孔を開放して前記第３通気孔と前記連通孔とを連通させるとともに、前記第２通気孔をシールして前記第１通気孔と前記第２通気孔との通気を遮断するよう、前記弁筐体に固定されたことを特徴とする請求項１に記載のバルブ。
【請求項１１】
前記弁筐体は、前記第１領域において前記ダイヤフラム側へ突出した突出部が形成され、
前記ダイヤフラムにおける前記突出部と対向する領域の一部には、孔部が形成され、
前記ダイヤフラムは、
前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも高い場合、前記孔部の周縁が前記突出部から離間して前記第１通気孔と前記第２通気孔とを連通させるとともに、前記第３通気孔をシールして前記第２通気孔と前記第３通気孔との通気を遮断し、
前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも低い場合、前記第３通気孔を開放して前記第２通気孔と前記第３通気孔とを連通させるとともに、前記孔部の周縁が前記突出部に当接して前記第１通気孔と前記第２通気孔との通気を遮断するよう、前記弁筐体に固定されたことを特徴とする請求項１に記載のバルブ。
【請求項１２】
ポンプ室と前記ポンプ室を介して互いに連通する吸引孔および吐出孔とを有するポンプと、
請求項１から１１のいずれかに記載のバルブと、を備え、
前記ポンプの前記吐出孔は、前記第１通気孔に接続され、
前記ポンプは、ポンピング動作により、前記第１領域の圧力を前記第２領域の圧力よりも高くし、
前記ポンプは、前記ポンピング動作の停止により、前記第１領域の圧力を前記第２領域の圧力よりも低くする、流体制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気貯蔵部に圧縮空気を充填し、空気貯蔵部から空気を排気する流体制御装置に適したバルブ、及び当該流体制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１において従来の電子血圧計が開示されている。この電子血圧計は、カフに腕帯ゴム管を介して接続される。この電子血圧計は、カフに空気を送出する加圧ポンプと、カフ圧を電子信号に変換する圧力センサと、電気信号により開放してカフ圧を急速に減圧させる電磁弁と、カフ圧を一定の速度で減じる定速減圧弁と、電気信号を生成して電磁弁に伝送するドライバ回路と、を本体ケース内に収納している。圧力センサと加圧ポンプと電磁弁と定速減圧弁とは一本のゴム管で接続され、この一本のゴム管は、カフと連通する腕帯ゴム管に接続される。【０００３】
この構造において電子血圧計は、血圧の測定を開始するとき、加圧ポンプのポンピング動作により空気をカフに送出し、カフ内の圧力を高める。その後、血圧の測定が終了すると、当該電子血圧計は、電磁弁を通電して電磁弁を開放し、カフの空気を急速に排気させる。これにより、カフは、次の血圧が測定可能な状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公昭６１−３２６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の電子血圧計では、小型化困難な電磁弁と電磁弁を駆動するドライバ回路とが必要である。そのため、製造コスト高、装置本体の大型化、及び消費電力増を招いてしまう。【０００６】
そこで、例えば、構造を簡略化させるために、一般的な圧電ポンプを直接カフに接続することも考えられる。例えば、ポンプ筺体に、ポンプ室、吐出孔及び吸引孔が形成された圧電ポンプを用意し、吐出孔をカフの腕帯ゴム管に接続する。そして、圧電ポンプは、血圧の測定を開始するときにポンピング動作を行い、空気を吐出孔からカフに送出し、カフ内の圧力を高める。その後、血圧の測定が終了すると、圧電ポンプは、ポンピング動作を停止してカフの空気を吸引孔から排気する。【０００７】
しかしながら、カフの収容できる空気の体積は、圧電ポンプのポンプ室の体積に比べ非常に大きい。そして、圧電ポンプの排気速度は、カフの収容できる空気の量に比べ非常に遅い速度である。そのため、圧電ポンプを直接カフに接続した場合、カフの空気を急速に排気させることができない。【０００８】
本発明の目的は、空気貯蔵部に圧縮空気を充填し、空気貯蔵部から空気を急速に排気することができ、且つ製造コストが低くて消費電力が小さい小型な流体制御装置に適したバルブ、及び当該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】
【０００９】
本発明のバルブは、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。【００１０】
（１）第１通気孔、第２通気孔、及び第３通気孔が形成された弁筐体と、
前記弁筐体内を分割して前記弁筐体内に第１、第２領域を構成するダイヤフラムと、を有し、
前記ダイヤフラムは、
前記弁筐体内において前記第１通気孔に連通する前記第１領域の圧力が、前記弁筐体内において前記第２通気孔に連通する前記第２領域の圧力よりも高い場合、前記第１通気孔と前記第２通気孔とを連通させるとともに、前記第２通気孔と前記第３通気孔との通気を遮断し、
前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも低い場合、前記第２通気孔と前記第３通気孔とを連通させるとともに、前記第１通気孔と前記第２通気孔との通気を遮断するよう、前記弁筐体に固定された。【００１１】
この構成では、例えば、ポンプを第１通気孔に接続し、血圧測定用のカフ等の空気貯蔵部を第２通気孔に接続し、第３通気孔を大気開放する。この場合においてポンプがポンピング動作を行うと、空気は、ポンプの吐出孔から第１通気孔を介して弁筐体内の第１領域に流入する。これにより弁筐体内では、第１領域の圧力が第２領域の圧力よりも高くなり、第１通気孔と第２通気孔とが連通するとともに、第２通気孔と第３通気孔との通気が遮断される。この結果、空気がポンプから第１通気孔と第２通気孔を経由して空気貯蔵部へ送出され、空気貯蔵部内の圧力（空気圧）が高まる。【００１２】
次に、ポンプがポンピング動作を停止すると、ポンプ室と第１領域の体積は空気貯蔵部の収容できる空気の体積に比べて極めて小さいため、ポンプ室と第１領域の空気は、ポンプの吐出孔を経由してポンプの吸引孔からポンプの外部へすぐに排気される。この結果、弁筐体内では、ポンプのポンピング動作が停止すると、第１領域の圧力が第２領域の圧力よりすぐに低下する。【００１３】
第１領域の圧力が第２領域の圧力より低下すると、この構成では、第２通気孔と第３通気孔とが連通するとともに、第１通気孔と第２通気孔との通気が遮断される。これにより、空気貯蔵部の空気が第２領域を経由して第３通気孔から急速に排気される。【００１４】
従って、この構成のバルブをポンプ及び空気貯蔵部に接続することで、空気貯蔵部に圧縮空気を充填し、空気貯蔵部から空気を急速排気することができる。【００１５】
（２）前記弁筐体は、第１弁筐体および第２弁筐体を有し、
前記第１、第２弁筐体のそれぞれには、前記ダイヤフラムにより前記第１、第２領域が内部に構成されており、
前記第１弁筐体には前記第１及び第２通気孔が形成され、
前記第２弁筐体には、前記第３通気孔と、前記第１通気孔および前記第１領域に連通する第４通気孔と、前記第２通気孔および前記第２領域に連通する第５通気孔と、が形成されており、
前記ダイヤフラムは、
前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも高い場合、前記第１通気孔と前記第２通気孔とを連通させるとともに、前記第３通気孔と前記第５通気孔との通気を遮断し、
前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも低い場合、前記第３通気孔と前記第５通気孔とを連通させるとともに、前記第１通気孔と前記第２通気孔との通気を遮断するよう、前記第１、第２弁筐体に固定された。【００１６】
この構成において上記ポンプがポンピング動作を行うと、空気は、ポンプの吐出孔から第１通気孔を介して第１、第２弁筐体内の第１領域に流入する。これにより第１、第２弁筐体内では、第１領域の圧力が第２領域の圧力よりも高くなり、第１通気孔と第２通気孔とが連通するとともに、第２、第５通気孔と第３通気孔との通気が遮断される。この結果、空気がポンプから第１通気孔と第２通気孔を経由して空気貯蔵部へ送出され、空気貯蔵部内の圧力（空気圧）が高まる。【００１７】
次に、ポンプがポンピング動作を停止すると、上述したように、第１、第２弁筐体内では、第１領域の圧力が第２領域の圧力よりすぐに低下する。第１領域の圧力が第２領域の圧力より低下すると、この構成では、第２、第５通気孔と第３通気孔とが連通するとともに、第１通気孔と第２通気孔との通気が遮断される。これにより、空気貯蔵部の空気が第５通気孔と第２領域を経由して第３通気孔から急速に排気される。【００１８】
従って、この構成のバルブをポンプ及び空気貯蔵部に接続することで、空気貯蔵部に圧縮空気を充填し、空気貯蔵部から空気を急速排気することができる。【００１９】
（３）前記ダイヤフラムは、前記第１弁筐体内を分割して前記第１、第２領域を前記第１弁筐体内に構成する第１ダイヤフラムと、前記第２弁筐体内を分割して前記第１、第２領域を前記第２弁筐体内に構成する第２ダイヤフラムとを有し、
前記第１ダイヤフラムは、前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも高い場合、前記第２通気孔を開放して前記第１通気孔と前記第２通気孔とを連通させ、前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも低い場合、前記第２通気孔をシールして前記第１通気孔と前記第２通気孔との通気を遮断するよう前記第１弁筐体に固定され、
前記第２ダイヤフラムは、前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも高い場合、前記第３通気孔をシールして前記第３通気孔と前記第５通気孔との通気を遮断し、前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも低い場合、前記第３通気孔を開放して前記第３通気孔と前記第５通気孔とを連通させるよう前記第２弁筐体に固定された。【００２０】
（４）前記前記第１弁筐体には、前記第２通気孔および前記第２領域に連通する第６通気孔が形成され、
前記第１ダイヤフラムは、前記前記第１弁筐体内を分割して、前記第１通気孔に連通して前記第１領域の一部を形成する第１バルブ室と、前記第６通気孔に連通して前記第２領域の一部を形成する第２バルブ室とを構成する。【００２１】
この構成では、上記ポンプのポンピング動作時、第１弁筐体の第１通気孔を経由して第２通気孔から流出する空気が、圧電ポンプの吐出圧力より若干低い圧力となって、第６通気孔から第２バルブ室に流入する。一方、第１バルブ室には圧電ポンプの吐出圧力が印加される。この結果、第１弁筐体では第１バルブ室の圧力が第２バルブ室より若干勝り、第１弁筐体では第１ダイヤフラムを開放した状態が維持される。また、第１バルブ室と第２バルブ室との圧力差が小さいため、当該圧力差が極端に偏ることもなく、第１ダイヤフラムが破損するのを防ぐこともできる。【００２２】
（５）前記第１弁筐体は、前記第２通気孔の周縁から前記第１ダイヤフラム側へ突出した弁座が形成され、
前記第１ダイヤフラムは、前記弁座に接触して配置されている。【００２３】
（６）前記第１ダイヤフラムは、前記第１バルブ室と前記第２バルブ室との圧力差により前記弁座に対して接触または離間し開閉する。【００２４】
この構成では、第１バルブ室の圧力が第２バルブ室の圧力より高い場合、第１ダイヤフラムは、弁座から離間し、弁を開放する。反対に、第２バルブ室の圧力が第１バルブ室の圧力より高い場合、第１ダイヤフラムは、弁座に接触し、弁を閉じる。【００２５】
（７）前記弁座は、前記第１ダイヤフラムを与圧するように前記第１弁筐体に形成されている。【００２６】
この構成では、弁座が第１ダイヤフラムに与圧力を付与するため、逆止弁の逆止機能が高まる。【００２７】
（８）前記第１ダイヤフラムと前記第２ダイヤフラムとが一つのダイヤフラムシートから形成されている。【００２８】
この構成では、第１ダイヤフラムと第２ダイヤフラムを単一のダイヤフラムで形成するため、バルブの小型化を図ることができる。【００２９】
（９）前記第１弁筐体と前記第２弁筐体とが一つの筺体内に構成される。【００３０】
この構成では、一体形成することで、バルブの小型化を図ることができる。【００３１】
（１０）前記弁筐体には、前記第２通気孔および前記第２領域に連通する連通孔が形成されており、
前記ダイヤフラムは、
前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも高い場合、前記第２通気孔を開放して前記第１通気孔と前記第２通気孔とを連通させるとともに、前記第３通気孔をシールして前記第３通気孔と前記連通孔との通気を遮断し、
前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも低い場合、前記第３通気孔を開放して前記第３通気孔と前記連通孔とを連通させるとともに、前記第２通気孔をシールして前記第１通気孔と前記第２通気孔との通気を遮断するよう前記弁筐体に固定された。【００３２】
この構成において上記ポンプがポンピング動作を行うと、空気は、ポンプの吐出孔から第１通気孔を介して弁筐体内の第１領域に流入する。これにより弁筐体内では、第１領域の圧力が第２領域の圧力よりも高くなり、第２通気孔が開放されて第１通気孔と第２通気孔とが連通するとともに、第３通気孔がシールされて連通孔と第３通気孔との通気が遮断される。この結果、空気がポンプから第１通気孔と第２通気孔を経由して空気貯蔵部へ送出され、空気貯蔵部内の圧力（空気圧）が高まる。【００３３】
次に、ポンプがポンピング動作を停止すると、上述したように、弁筐体内では、第１領域の圧力が第２領域の圧力よりすぐに低下する。第１領域の圧力が第２領域の圧力より低下すると、この構成では、第３通気孔が開放して連通孔と第３通気孔とが連通するとともに、第２通気孔がシールされて第１通気孔と第２通気孔との通気が遮断される。これにより、空気貯蔵部の空気が連通孔と第２領域を経由して第３通気孔から急速に排気される。【００３４】
従って、この構成のバルブをポンプ及び空気貯蔵部に接続することで、空気貯蔵部に圧縮空気を充填し、空気貯蔵部から空気を急速排気することができる。【００３５】
（１１）前記弁筐体は、前記第１領域において前記ダイヤフラム側へ突出した突出部が形成され、
前記ダイヤフラムにおける前記突出部と対向する領域の一部には、孔部が形成され、
前記ダイヤフラムは、
前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも高い場合、前記孔部の周縁が前記突出部から離間して前記第１通気孔と前記第２通気孔とを連通させるとともに、前記第３通気孔をシールして前記第２通気孔と前記第３通気孔との通気を遮断し、
前記第１領域の圧力が前記第２領域の圧力よりも低い場合、前記第３通気孔を開放して前記第２通気孔と前記第３通気孔とを連通させるとともに、前記孔部の周縁が前記突出部に当接して前記第１通気孔と前記第２通気孔との通気を遮断するよう前記弁筐体に固定された。【００３６】
この構成において上記ポンプがポンピング動作を行うと、空気は、ポンプの吐出孔から第１通気孔を介して弁筐体内の第１領域に流入する。これにより弁筐体内では、第１領域の圧力が第２領域の圧力よりも高くなり、第１通気孔と第２通気孔とが連通するとともに、第３通気孔がシールされて第２通気孔と第３通気孔との通気が遮断される。この結果、空気がポンプから第１通気孔とダイヤフラムの孔部と第２通気孔を経由して空気貯蔵部へ送出され、空気貯蔵部内の圧力（空気圧）が高まる。【００３７】
次に、ポンプがポンピング動作を停止すると、上述したように、弁筐体内では、第１領域の圧力が第２領域の圧力よりすぐに低下する。第１領域の圧力が第２領域の圧力より低下すると、この構成では、第３通気孔が開放して第２通気孔と第３通気孔とが連通するとともに、第１通気孔と第２通気孔との通気が遮断される。これにより、空気貯蔵部の空気が第２通気孔と第２領域を経由して第３通気孔から急速に排気される。【００３８】
従って、この構成のバルブをポンプ及び空気貯蔵部に接続することで、空気貯蔵部に圧縮空気を充填し、空気貯蔵部から空気を急速排気することができる。【００３９】
また、本発明の流体制御装置は、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。【００４０】
（１２）ポンプ室と前記ポンプ室を介して互いに連通する吸引孔および吐出孔とを有するポンプと、
上記（１）〜（１１）のいずれかに記載のバルブと、を備え、
前記ポンプの前記吐出孔は、前記第１通気孔に接続され、
前記ポンプは、ポンピング動作により、前記第１領域の圧力を前記第２領域の圧力よりも高くし、
前記ポンプは、前記ポンピング動作の停止により、前記第１領域の圧力を前記第２領域の圧力よりも低くする。【００４１】
この構成において流体制御装置は例えば電子血圧計である。この構成により、上記（１）〜（１１）のいずれかのバルブを用いることで、当該バルブを備える流体制御装置にも同様の効果を奏する。さらに、この構成によれば、小型化困難な電磁弁と電磁弁を駆動するドライバ回路とを設けていないため、製造コストが低くて消費電力が小さい小型・低背な流体制御装置を提供できる。【００４２】
なお、この構成において、前記ポンプは、例えば、周辺部が実質的に拘束されていなくて、中心部から周辺部にかけて屈曲振動するアクチュエータと、前記アクチュエータに近接対向して配置される平面部とを有し、前記平面部のうち前記アクチュエータと対向するアクチュエータ対向領域に、１つまたは複数の通気孔が形成されたものである。この構成によれば、小型・低背でありながら高い圧力と大きな流量が得られるポンプを使用するので、さらに小型・低背な流体制御装置を提供できる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、空気貯蔵部に圧縮空気を充填し、空気貯蔵部から空気を急速に排気することができ、且つ製造コストが低くて消費電力が小さい小型な流体制御装置に適したバルブ及び流体制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置１００の主要部の断面図である。
【図２】図１に示す圧電ポンプ１０１と逆止弁１０２と排気弁１０３とカフ１０９との接続関係を示す説明図である。
【図３】図１に示す圧電ポンプ１０１の主要部の分解斜視図である。
【図４】図１に示す圧電ポンプ１０１の主要部の断面図である。
【図５】図１に示す逆止弁１０２の主要部の断面図である。
【図６】図１に示す排気弁１０３の主要部の断面図である。
【図７】図１に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を行っている時の空気の流れを示す説明図である。
【図８】図１に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。
【図９】図１に示す排気弁１０３の弁開時の主要部の断面図である。
【図１０】図１に示す圧電ポンプ１０１の駆動状態によるカフ１０９の圧力の変化を示すグラフである。
【図１１】図１０に示す時刻３９秒から時刻４３秒までの区間を拡大したグラフである。
【図１２】圧電ポンプ１０１をカフ１０９に直接接続した場合における圧電ポンプ１０１の駆動状態によるカフ１０９の圧力の変化を示すグラフである。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る流体制御装置２００に備えられる圧電ポンプ１０１及びバルブ２０３とカフ１０９との接続関係を示す説明図である。
【図１４】図１３に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を行っている時の空気の流れを示す説明図である。
【図１５】図１３に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る流体制御装置３００に備えられる圧電ポンプ１０１及びバルブ３０３とカフ１０９との接続関係を示す説明図である。
【図１７】図１６に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を行っている時の空気の流れを示す説明図である。
【図１８】図１６に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態の変形例に係る流体制御装置３５０の主要部の断面図である。
【図２０】図１９に示すバルブ３５３の分解斜視図である。
【図２１】図１９に示すバルブ３５３の分解斜視図である。
【図２２】本発明の第４の実施形態に係る流体制御装置４００に備えられる圧電ポンプ４０１とバルブ４０３とカフ１０９の接続関係を示す説明図である。
【図２３】図２２に示す圧電ポンプ４０１がポンピング動作を行っている時の空気の流れを示す説明図である。
【図２４】図２２に示す圧電ポンプ４０１がポンピング動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。
【図２５】本発明の第５の実施形態に係る流体制御装置５００に備えられる圧電ポンプ１０１及びバルブ５０３とカフ１０９との接続関係を示す説明図である。
【図２６】図２５に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を行っている時の空気の流れを示す説明図である。
【図２７】図２５に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。
【図２８】図２５に示すバルブ５０３の変形例であるバルブ５０４と圧電ポンプ１０１とカフ１０９との接続関係を示す説明図である。
【図２９】本発明の第６の実施形態に係る流体制御装置６００に備えられる圧電ポンプ１０１及びバルブ６０３とカフ１０９との接続関係を示す説明図である。
【図３０】図２８に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を行っている時の空気の流れを示す説明図である。
【図３１】図２８に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。
【図３２】図２８に示すバルブ６０３の変形例であるバルブ６０４と圧電ポンプ１０１とカフ１０９との接続関係を示す説明図である。
【図３３】本発明の第７の実施形態に係る流体制御装置７００に備えられる圧電ポンプ１０１及びバルブ７０３とカフ１０９との接続関係を示す説明図である。
【図３４】図３３に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を行っている時の空気の流れを示す説明図である。
【図３５】図３３に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。
【図３６】本発明の第８の実施形態に係る流体制御装置８００に備えられる圧電ポンプ１０１及びバルブ８０３とカフ１０９との接続関係を示す説明図である。
【図３７】図３６に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を行っている時の空気の流れを示す説明図である。
【図３８】図３６に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。
【図３９】本発明の第９の実施形態に係る流体制御装置９００に備えられる圧電ポンプ１０１、漏らし弁８０及びバルブ２０３とカフ１０９との接続関係を示す説明図である。
【図４０】図４０（Ａ）は、図３９に示す漏らし弁８０の主要部の断面図である。図４０（Ｂ）は、図４０（Ａ）に示す筒部８５の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置１００について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置１００の主要部の断面図である。図２は、図１に示す圧電ポンプ１０１と逆止弁１０２と排気弁１０３とカフ１０９との接続関係を示す説明図である。流体制御装置１００は、圧電ポンプ１０１と、基板１０７と、防塵フィルタ１０５Ａと逆止弁１０２と排気弁１０３とをダイヤフラム１０８とともに構成する弁筐体１０５と、蓋体１０６と、をこの順に積層した構造を有する。即ち、圧電ポンプ１０１と逆止弁１０２と排気弁１０３とは一体に形成されている。この構造により、流体制御装置１００は、圧電ポンプ１０１と逆止弁１０２と排気弁１０３とを備える。
【００４６】
蓋体１０６には、カフ１０９の腕帯ゴム管１０９Ａに連通させるカフ接続口１０６Ａが形成されている。カフ１０９の腕帯ゴム管１０９Ａが蓋体１０６のカフ接続口１０６ＡにパッキンＰを介して装着されることにより、流体制御装置１００がカフ１０９に接続される。
【００４７】
基板１０７には、外気を吸引するための吸引口１０７Ａと、防塵フィルタ１０５Ａを通過した空気を圧電ポンプ１０１内へ流入させるための流入路１０７Ｂと、圧電ポンプ１０１から送出された空気を弁筐体１０５内へ流出させるための流出路１０７Ｃと、カフ１０９の空気を排気するための排気口１０７Ｄと、が形成されている。圧電ポンプ１０１の貫通孔９８と吐出孔５５が基板１０７の流入路１０７Ｂと流出路１０７Ｃに連通するよう位置合わせしてから圧電ポンプ１０１をパッキンＰを介して基板１０７に接合させることにより、基板１０７が圧電ポンプ１０１に接続される。
【００４８】
ダイヤフラム１０８の材質は、例えばエチレンプロピレンゴムまたはシリコーンゴム等の弾性部材である。
【００４９】
以上の構造において、流体制御装置１００は、詳細を後述するが、血圧の測定を開始するときにポンピング動作を圧電ポンプ１０１に行わせる。これにより、流体制御装置１００は、吸引口１０７Ａから外気を吸引し、防塵フィルタ１０５Ａを介して空気を圧電ポンプ１０１内のポンプ室４５に流入させる。そして、流体制御装置１００は、空気を吐出孔５５から逆止弁１０２を介してカフ１０９へ送出し、カフ１０９内の圧力（空気圧）を高める。その後、血圧の測定が終了すると、流体制御装置１００は、圧電ポンプ１０１のポンピング動作を停止してカフ１０９の空気を第５通気孔３４及び第３通気孔３２を経由して排気口１０７Ｄから急速に排気させる。
【００５０】
なお、図１に示す流体制御装置１００のうち逆止弁１０２及び排気弁１０３の複合体が、本発明の「バルブ」に相当する。
【００５１】
ここで、圧電ポンプ１０１と逆止弁１０２と排気弁１０３との構造について詳述する。まず、図１、図３、図４を用いて圧電ポンプ１０１の構造について詳述する。
【００５２】
図３は、図１に示す圧電ポンプ１０１の主要部の分解斜視図であり、図４は、同圧電ポンプ１０１の主要部の断面図である。圧電ポンプ１０１は、基板９１、平面部５１、スペーサ５３Ａ、補強板４３、振動板ユニット６０、圧電素子４２、スペーサ５３Ｂ、電極導通用板７０、スペーサ５３Ｃ及び蓋部５４を備え、それらを順に積層した構造を有している。
【００５３】
円板状の振動板４１の上面には圧電素子４２が貼着され、振動板４１の下面には補強板４３が貼着されて、振動板４１と圧電素子４２と補強板４３とによってアクチュエータ４０が構成される。ここで、振動板４１を圧電素子４２および補強板４３よりも線膨張係数の大きな金属板としておき、接着時に加熱硬化させることにより、全体が反ることなく、圧電素子４２に適切な圧縮応力を残留させることができ、圧電素子４２の割れを防止できる。例えば、振動板４１をリン青銅（C５２１０）やステンレススチールSUS３０１など線膨張係数の大きな材料とし、補強板４３を４２ニッケルまたは３６ニッケルまたはステンレススチールＳＵＳ４３０などとするのがよい。この場合スペーサ５３Ｂの厚さは、圧電素子４２の厚さと同じか、少し厚くしておくとよい。なお、振動板４１、圧電素子４２、補強板４３については、上から圧電素子４２、補強板４３、振動板４１の順に配置してもよい。この場合も圧電素子４２に適切な圧縮応力が残留するように、補強板４３、振動板４１の材質を逆にすることで線膨張係数が調整されている。
【００５４】
振動板４１の周囲には振動板支持枠６１が設けられていて、振動板４１は振動板支持枠６１に対して連結部６２で連結されている。連結部６２は細いリング状に形成されたものであり、小さなバネ定数の弾性をもたせて弾性構造としている。したがって振動板４１は二つの連結部６２で振動板支持枠６１に対して２点で柔軟に支持されている。そのため、振動板４１の屈曲振動を殆ど妨げない。すなわち、アクチュエータ４０の周辺部が（勿論中心部も）実質的に拘束されていない状態となっている。なお、スペーサ５３Ａは平面部５１と一定の隙間をあけてアクチュエータ４０を保持するために設けられる。振動板支持枠６１には電気的に接続するための外部端子６３が形成されている。
【００５５】
振動板４１、振動板支持枠６１、連結部６２及び外部端子６３は金属板の打ち抜き加工により成形されていて、これらによって振動板ユニット６０が構成されている。
【００５６】
振動板支持枠６１の上面には、樹脂製のスペーサ５３Ｂが接着固定されている。スペーサ５３Ｂの厚さは圧電素子４２と同じか少し厚く、ポンプ筺体８０の一部を構成するとともに、次に述べる電極導通用板７０と振動板ユニット６０とを電気的に絶縁する。
【００５７】
スペーサ５３Ｂの上には、金属製の電極導通用板７０が接着固定されている。電極導通用板７０は、ほぼ円形に開口した枠部位７１と、この開口内に突出する内部端子７３と、外部へ突出する外部端子７２とで構成されている。
【００５８】
内部端子７３の先端は圧電素子４２の表面にはんだ付けされる。はんだ付け位置をアクチュエータ４０の屈曲振動の節に相当する位置とすることにより内部端子７３の振動は抑制できる。
【００５９】
電極導通用板７０の上には、樹脂製のスペーサ５３Ｃが接着固定される。スペーサ５３Ｃはここでは圧電素子４２と同程度の厚さを有する。スペーサ５３Ｃは、アクチュエータが振動したときに、内部端子７３のはんだ部分が、蓋部５４に接触しないようにするためのスペーサである。また、圧電素子４２表面が蓋部５４に過度に接近して、空気抵抗により振動振幅の低下するのを防止する。そのため、スペーサ５３Ｃの厚さは、前述の通り、圧電素子４２と同程度の厚さであればよい。
【００６０】
蓋部５４はスペーサ５３Ｃの上部に被せられ、アクチュエータ４０の周囲を覆う。そのため、中心通気孔５２を通して吸引された流体は吐出孔５５から吐出される。吐出孔５５は蓋部５４の中心に設けてもよいが、蓋部５４を含むポンプ筐体８０内の正圧を開放する吐出孔であるので、蓋部５４の中心に設ける必要はない。
【００６１】
一方、平面部５１の中心には中心通気孔５２（吸引孔）が形成されている。この平面部５１と振動板ユニット６０との間に、補強板４３の厚みへ数１０μｍ程度加えたスペーサ５３Ａが挿入されている。このように、スペーサ５３Ａが存在しても、振動板４１は振動板支持枠６１に拘束されているわけではないので、負荷変動に応じて間隙は自動的に変化する。但し、連結部６２の拘束の影響を多少は受けるので、このようにスペーサ５３Ａを挿入することで、低負荷時には積極的に隙間を確保して流量を増大することができる。また、スペーサ５３Ａを挿入した場合でも、高負荷時には連結部６２がたわんで、アクチュエータ４０と平面部５１との対向領域の隙間が自動的に減少し、高い圧力で動作することが可能である。
【００６２】
なお、図３に示した例では、連結部６２を二箇所に設けたが、三箇所以上に設けてもよい。連結部６２はアクチュエータ４０の振動を妨げるものではないが、振動に多少の影響を与えるため、例えば三箇所で連結（保持）することにより、より自然な保持が可能となり、圧電素子の割れを防止することもできる。
【００６３】
平面部５１の下部には、中心に円筒形の開口部９２が形成された基板９１が設けられている。平面部５１の一部は基板９１の開口部９２で露出する。この円形の露出部は、アクチュエータ４０の振動に伴う圧力変動により、アクチュエータ４０と実質的に同一周波数で振動することができる。この平面部５１と基板９１との構成により、平面部５１のアクチュエータ対向領域の中心又は中心付近は屈曲振動可能な薄板部であり、周辺部は実質的に拘束された厚板部となる。この円形の薄板部の固有振動数は、アクチュエータ４０の駆動周波数と同一か、やや低い周波数になるように設計している。従って、アクチュエータ４０の振動に呼応して、中心通気孔５２を中心とした平面部５１の露出部も大きな振幅で振動する。平面部５１の振動位相がアクチュエータ４０の振動位相よりも遅れた（例えば９０°遅れの）振動となれば、平面部５１とアクチュエータ４０との間の隙間空間の厚さ変動が実質的に増加する。そのことによってポンプの能力をより向上させることができる。
【００６４】
基板９１の下部には、図１に示すようにカバー板部９５が設けられている。カバー板部９５は、流路板９６及びカバー板９９を接合したものである。また、ポンプ筺体８０には貫通孔９８が形成されている。これらにより、圧電ポンプ１０１は、流入路１０７Ｂと開口部９２とを連通させるＬ字状の連通孔９７が形成された形状を有している。
【００６５】
次に、逆止弁１０２の構造について詳述する。
図５は、本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置１００に備えられる逆止弁１０２の主要部の断面図である。逆止弁１０２は、円筒状の第１弁筐体２１と円状の薄膜からなる第１ダイヤフラム１０８Ａとを有する。
【００６６】
第１弁筐体２１には、圧電ポンプ１０１の吐出孔５５に連通する第１通気孔２４と、カフ１０９に連通する第２通気孔２２と、第２通気孔２２およびカフ１０９に連通する第６通気孔２７と、第２通気孔２２の周縁から第１ダイヤフラム１０８Ａ側へ突出した弁座２０と、が形成されている。
【００６７】
第１ダイヤフラム１０８Ａは、弁座２０に接触して第１弁筐体２１に固定されている。これにより、第１ダイヤフラム１０８Ａは、第１弁筐体２１内を分割して、第１通気孔２４に連通するリング状の第１バルブ室２３と第６通気孔２７に連通する第２バルブ室２６とを構成する。
弁座２０は、第１ダイヤフラム１０８Ａを与圧するよう第１弁筐体２１に形成されている。
【００６８】
以上の構造において逆止弁１０２は、第１バルブ室２３と第２バルブ室２６との圧力差によって、第１ダイヤフラム１０８Ａが弁座２０に対して接触または離間し、弁を開閉する。
【００６９】
次に、排気弁１０３の構造について詳述する。
図６は、本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置１００に備えられる排気弁１０３の主要部の断面図である。排気弁１０３は、円筒状の第２弁筐体３１と円状の薄膜からなる第２ダイヤフラム１０８Ｂとを有する。
【００７０】
第２弁筐体３１には、流体制御装置１００外部に連通する第３通気孔３２と、圧電ポンプ１０１の吐出孔５５及び第１通気孔２４に連通する第４通気孔３７と、カフ１０９、第２通気孔２２、及び第６通気孔２７に連通する第５通気孔３４と、第３通気孔３２の周縁から第２ダイヤフラム１０８Ｂ側へ突出した弁座３０と、が形成されている。
【００７１】
第２ダイヤフラム１０８Ｂは、弁座３０に接触して第２弁筐体３１に固定されている。これにより、第２ダイヤフラム１０８Ｂは、第２弁筐体３１内を分割して、第５通気孔３４に連通するリング状の第３バルブ室３３と第４通気孔３７に連通する第４バルブ室３６とを構成する。
【００７２】
以上の構造において排気弁１０３は、第３バルブ室３３と第４バルブ室３６との圧力差によって第２ダイヤフラム１０８Ｂが弁座３０に対して接触または離間し、弁を開閉する。
【００７３】
なお、この実施形態において、第１バルブ室２３及び第４バルブ室３６は、本発明の「第１領域」に相当し、第２バルブ室２６及び第３バルブ室３３は、本発明の「第２領域」に相当する。
【００７４】
ここで、血圧測定時における流体制御装置１００の動作について説明する。
図７は、図１に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を行っている時の空気の流れを示す説明図である。図８は、図１に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。図９は、本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置１００に備えられる排気弁１０３の弁開時の主要部の断面図である。図１０は、図１に示す圧電ポンプ１０１の駆動状態によるカフ１０９の圧力の変化を示すグラフである。図１１は、図１０に示す時刻３９秒から時刻４３秒までの区間を拡大したグラフである。図１２は、圧電ポンプ１０１の吐出孔５５を直接カフ１０９に接続した場合の圧電ポンプ１０１の駆動状態によるカフ１０９の圧力変化を示すグラフである。
【００７５】
流体制御装置１００は、血圧の測定を開始するとき、ポンピング動作を圧電ポンプ１０１に行わせる。これにより、圧電ポンプ１０１は、吸引口１０７Ａから外気を吸引し、防塵フィルタ１０５Ａを介して空気を圧電ポンプ１０１内のポンプ室４５に流入させる（図１参照）。そして、圧電ポンプ１０１は、空気を圧電ポンプ１０１の吐出孔５５から逆止弁１０２に流入させる。逆止弁１０２では、圧電ポンプ１０１のポンピング動作により第１通気孔２４から第２通気孔２２への順方向の吐出圧力が発生し、第１バルブ室２３の圧力が第２バルブ室２６の圧力より高くなる。これにより、第１ダイヤフラム１０８Ａが開放して第１通気孔２４と第２通気孔２２とが連通する。また、排気弁１０３では、圧電ポンプ１０１のポンピング動作により第４バルブ室３６が昇圧し、第４バルブ室３６の圧力が第３バルブ室３３の圧力より高くなる。これにより、第２ダイヤフラム１０８Ｂが第３通気孔３２をシールして第５通気孔３４及び第２通気孔２２と第３通気孔３２との通気を遮断する。この結果、空気が圧電ポンプ１０１から逆止弁１０２の第１通気孔２４と第２通気孔２２を経由してカフ１０９へ送出され（図７参照）、カフ１０９内の圧力（空気圧）が高まる。
【００７６】
なお、流体制御装置１００は、逆止弁１０２の第２通気孔２２と第６通気孔２７とが連通した構造となっている。また、逆止弁１０２は、第２通気孔２２を中心に第１通気孔２４を外周に形成した形状を有している。これにより、逆止弁１０２の第１通気孔２４を経由して第２通気孔２２から流出する空気は、圧電ポンプ１０１の吐出圧力より若干低い圧力となって、第６通気孔２７から第２バルブ室２６に流入する。一方、第１バルブ室２３には圧電ポンプ１０１の吐出圧力が印加される。この結果、逆止弁１０２では第１バルブ室２３の圧力が第２バルブ室２６の圧力より若干勝り、逆止弁１０２では第１ダイヤフラム１０８Ａを開放した状態が維持される。また、第１バルブ室２３と第２バルブ室２６との圧力差が小さいため、当該圧力差が極端に偏ることもなく、第１ダイヤフラム１０８Ａが破損するのを防ぐこともできる。
【００７７】
また、流体制御装置１００は、逆止弁１０２の第２通気孔２２と排気弁１０３の第５通気孔３４とが連通した構造となっている。また、排気弁１０３は、第３通気孔３２を中心に第５通気孔３４を外周に形成した形状を有している。これにより、逆止弁１０２の第１通気孔２４を経由して第２通気孔２２から流出する空気は、圧電ポンプ１０１の吐出圧力より若干低い圧力となって、第５通気孔３４から排気弁１０３の第３バルブ室３３に流入する。一方、第４バルブ室３６には圧電ポンプ１０１の吐出圧力が印加される。この結果、排気弁１０３では第４バルブ室３６の圧力が第３バルブ室３３より若干勝り、排気弁１０３では第２ダイヤフラム１０８Ｂを閉じた状態が維持される。また、第４バルブ室３６と第３バルブ室３３との圧力差が小さいため、当該圧力差が極端に偏ることもなく、第２ダイヤフラム１０８Ｂが破損するのを防ぐこともできる。
【００７８】
次に、血圧の測定が終了すると、流体制御装置１００は、圧電ポンプ１０１のポンピング動作を停止する。ここで、ポンプ室４５と第１バルブ室２３と第４バルブ室３６の体積はカフ１０９の収容できる空気の体積に比べて極めて小さい。そのため、圧電ポンプ１０１のポンピング動作が停止すると、ポンプ室４５と第１バルブ室２３と第４バルブ室３６の空気は、圧電ポンプ１０１の中心通気孔５２および開口部９２を経由して流体制御装置１００の吸引口１０７Ａから流体制御装置１００の外部へすぐに排気される。また、第２バルブ室２６及び第３バルブ室３３には、カフ１０９の圧力が印加される。この結果、逆止弁１０２では、圧電ポンプ１０１のポンピング動作が停止すると、第１バルブ室２３の圧力が第２バルブ室２６の圧力よりすぐに低下する。同様に、排気弁１０３では、圧電ポンプ１０１のポンピング動作が停止すると、第４バルブ室３６の圧力が第３バルブ室３３の圧力よりすぐに低下する。
【００７９】
逆止弁１０２では、第１バルブ室２３の圧力が第２バルブ室２６の圧力より低下すると、第１ダイヤフラム１０８Ａが弁座２０に当接して第２通気孔２２をシールする。また、排気弁１０３では、第４バルブ室３６の圧力が第３バルブ室３３の圧力より低下すると、図９に示すように第２ダイヤフラム１０８Ｂが開放して第５通気孔３４と第３通気孔３２とが連通する。これにより、カフ１０９の空気が第５通気孔３４及び第３通気孔３２を経由して排気口１０７Ｄから急速に排気される（図１０、図１１参照）。図１０、図１１では、圧電ポンプ１０１のポンピング動作を停止させてから、２秒でカフ１０９の空気の排気が完了することが示されている。
【００８０】
一方、比較例として、圧電ポンプ１０１の吐出孔５５を直接カフ１０９に接続した場合の圧電ポンプ１０１の駆動状態によるカフ１０９の圧力変化を示す図１２の場合、圧電ポンプ１０１のポンピング動作を停止させてからカフ１０９の空気の排気が完了するまで、即ちカフ１０９が次の血圧を測定可能な状態となるまでに１００秒かかることが示されている。
【００８１】
即ち、この実施形態の流体制御装置１００をカフ１０９に接続した場合、圧電ポンプ１０１をカフ１０９に直接接続した場合に比べて、血圧の測定が完了してからカフ１０９が次の血圧を測定可能な状態となるまで９８秒も短縮できることが明らかとなった。
【００８２】
従って、この実施形態の逆止弁１０２及び排気弁１０３にポンプ１０１及びカフ１０９を接続することで、カフ１０９に圧縮空気を充填し、カフ１０９から空気を急速排気することができる。また、この実施形態の逆止弁１０２及び排気弁１０３を用いることで、当該逆止弁１０２及び排気弁１０３を備える流体制御装置１００にも同様の効果を奏する。また、この実施形態によれば、小型化困難な電磁弁と電磁弁を駆動するドライバ回路とを設けていないため、製造コストが低くて消費電力が小さい小型・低背な流体制御装置１００を提供できる。
【００８３】
なお、以上の実施形態ではユニモルフ型で屈曲振動するアクチュエータを設けたが、振動板の両面に圧電素子を貼着してバイモルフ型で屈曲振動するように構成してもよい。
【００８４】
また、上述の実施形態では、逆止弁１０２の弁座２０を第２通気孔２２の周縁に形成しているが、実施の際は、弁座２０を第１通気孔２４の周縁に形成しても構わない。同様に、排気弁１０３の弁座３０を第３通気孔３２の周縁に形成しているが、実施の際は、弁座３０を第５通気孔３４の周縁に形成しても構わない。
【００８５】
また、上述の実施形態では、排気弁１０３は、第５通気孔３４をカフ１０９に接続して第３通気孔３２を排気口１０７Ｄに接続しているが、実施の際は、第５通気孔３４を図２の第３通気孔３２の位置に配置した状態でカフ１０９に接続し、第３通気孔３２を図２の第５通気孔３４の位置に配置し、排気口１０７Ｄに接続しても構わない。この接続方法では、体動などでカフ１０９の圧力が変動した場合でも、意図しない排気が発生し難いという効果を奏する。
【００８６】
また、上述の実施形態では、逆止弁１０２の弁体として円状の薄膜からなるダイヤフラム１０８Ａを採用しているが、実施の際は、弁座２０をシールできるその他の形状（例えばキノコ形や短冊形など）を採用しても構わない。
【００８７】
次に、以下、本発明の第２の実施形態に係る流体制御装置２００について説明する。この第２の実施形態は、図２に示す逆止弁１０２及び排気弁１０３をバルブ２０３に置き換えた点で上記第１の実施形態と異なり、その他の構成については同じである。
【００８８】
まず、バルブ２０３の構造について説明する。
図１３は、本発明の第２の実施形態に係る流体制御装置２００に備えられる圧電ポンプ１０１及びバルブ２０３とカフ１０９との接続関係を示す説明図である。バルブ２０３は、図２に示す逆止弁１０２及び排気弁１０３を一体化したものであり、円筒状の弁筐体２３１と円状の薄膜からなるダイヤフラム２０８とを有する。
【００８９】
弁筐体２３１には、圧電ポンプ１０１の吐出孔５５に連通する第１通気孔２１１と、カフ１０９に連通する第２通気孔２１２と、流体制御装置２００外部に連通する第３通気孔２１３と、第２通気孔２１２およびカフ１０９に連通する連通孔２１４と、第２通気孔２１２の周縁からダイヤフラム２０８側へ突出した弁座２２０と、第３通気孔２１３の周縁からダイヤフラム２０８側へ突出した弁座２３０と、が形成されている。
【００９０】
ダイヤフラム２０８は、弁座２２０、２３０に接触して弁筐体２３１に固定されている。これにより、ダイヤフラム２０８は、弁筐体２３１内を分割して、第１通気孔２１１に連通するリング状の下バルブ室２２３と連通孔２１４に連通するリング状の上バルブ室２３３とを構成する。
弁座２２０は、ダイヤフラム２０８を与圧するよう弁筐体２３１に形成されている。
【００９１】
以上の構造においてバルブ２０３は、下バルブ室２２３と上バルブ室２３３との圧力差によって、ダイヤフラム２０８が弁座２２０に対して接触または離間し、弁を開閉する。また、バルブ２０３は、上バルブ室２３３と下バルブ室２２３との圧力差によってダイヤフラム２０８が弁座２３０に対して接触または離間し、弁を開閉する。
【００９２】
なお、この実施形態において、下バルブ室２２３は、本発明の「第１領域」に相当し、上バルブ室２３３は、本発明の「第２領域」に相当する。
【００９３】
ここで、血圧測定時における流体制御装置２００の動作について説明する。
図１４は、図１３に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を行っている時の空気の流れを示す説明図である。図１５は、図１３に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。
【００９４】
流体制御装置２００は、血圧の測定を開始するとき、ポンピング動作を圧電ポンプ１０１に行わせる。これにより、圧電ポンプ１０１は、吸引口１０７Ａから外気を吸引し、空気を圧電ポンプ１０１内のポンプ室４５に流入させる。そして、圧電ポンプ１０１は、空気を圧電ポンプ１０１の吐出孔５５からバルブ２０３内に流入させる。バルブ２０３内では、圧電ポンプ１０１のポンピング動作により第１通気孔２１１から第２通気孔２１２への順方向の吐出圧力が発生し、下バルブ室２２３の圧力が上バルブ室２３３の圧力より高くなる。これにより、ダイヤフラム２０８が第２通気孔２１２を開放して第１通気孔２１１と第２通気孔２１２とが連通するとともに、ダイヤフラム２０８が第３通気孔２１３をシールして連通孔２１４及び第２通気孔２１２と第３通気孔２１３との通気を遮断する。この結果、空気が圧電ポンプ１０１からバルブ２０３の第１通気孔２１１と第２通気孔２１２を経由してカフ１０９へ送出され（図１４参照）、カフ１０９内の圧力（空気圧）が高まる。
【００９５】
なお、流体制御装置２００は、バルブ２０３の第２通気孔２１２と連通孔２１４とが連通した構造となっている。また、バルブ２０３は、第２通気孔２１２を中心に第１通気孔２１１を外周に形成した形状を有している。これにより、バルブ２０３の第１通気孔２１１を経由して第２通気孔２１２から流出する空気は、圧電ポンプ１０１の吐出圧力より若干低い圧力となって、連通孔２１４から上バルブ室２３３に流入する。一方、下バルブ室２２３には圧電ポンプ１０１の吐出圧力が印加される。この結果、バルブ２０３では下バルブ室２２３の圧力が上バルブ室２３３の圧力より若干勝り、バルブ２０３ではダイヤフラム２０８が第３通気孔２１３をシールして第２通気孔２１２を開放した状態が維持される。また、下バルブ室２２３と上バルブ室２３３との圧力差が小さいため、当該圧力差が極端に偏ることもなく、ダイヤフラム２０８が破損するのを防ぐこともできる。
【００９６】
次に、血圧の測定が終了すると、流体制御装置２００は、圧電ポンプ１０１のポンピング動作を停止する。ここで、ポンプ室４５と下バルブ室２２３の体積はカフ１０９の収容できる空気の体積に比べて極めて小さい。そのため、圧電ポンプ１０１のポンピング動作が停止すると、ポンプ室４５と下バルブ室２２３の空気は、圧電ポンプ１０１の中心通気孔５２および開口部９２を経由して流体制御装置２００の吸引口１０７Ａから流体制御装置２００の外部へすぐに排気される。また、上バルブ室２３３には、カフ１０９の圧力が印加される。この結果、バルブ２０３では、圧電ポンプ１０１のポンピング動作が停止すると、下バルブ室２２３の圧力が上バルブ室２３３の圧力よりすぐに低下する。
【００９７】
バルブ２０３では、下バルブ室２２３の圧力が上バルブ室２３３の圧力より低下すると、ダイヤフラム２０８が弁座２２０に当接して第２通気孔２１２をシールするとともに、第３通気孔２１３を開放して連通孔２１４と第３通気孔２１３とが連通する。これにより、カフ１０９の空気が連通孔２１４及び第３通気孔２１３を経由して、流体制御装置２００筐体に形成された排気口２０７Ｄから急速に排気される（図１５参照）。
【００９８】
従って、この実施形態のバルブ２０３及び流体制御装置２００によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。さらに、バルブ２０３は、図２に示す逆止弁１０２及び排気弁１０３を一体化したものであるため、この実施形態のバルブ２０３及び流体制御装置２００によれば、小型化を図ることができる。
【００９９】
次に、以下、本発明の第３の実施形態に係る流体制御装置３００について説明する。この第３の実施形態は、バルブ３０３の構造が上記第２の実施形態と異なり、その他の構成については同じである。
【０１００】
まず、バルブ３０３の構造について説明する。
図１６は、本発明の第３の実施形態に係る流体制御装置３００に備えられる圧電ポンプ１０１及びバルブ３０３とカフ１０９との接続関係を示す説明図である。バルブ３０３は、図１３に示すバルブ２０３を変形したものであり、円筒状の弁筐体３３１と、円状の薄膜からなるダイヤフラム３０８とを有する。
【０１０１】
弁筐体３３１には、圧電ポンプ１０１の吐出孔５５に連通する第１通気孔２１１と、カフ１０９に連通する第２通気孔３１２と、流体制御装置３００外部に連通する第３通気孔２１３と、第３通気孔２１３の周縁からダイヤフラム３０８側へ突出した弁座２３０と、ダイヤフラム３０８側へ突出した突出部３３２と、が形成されている。
【０１０２】
ダイヤフラム３０８には、突出部３３２と対向する領域の一部に孔部３０９が形成されている。ダイヤフラム３０８は、弁座２３０に接触するとともに孔部３０９の周縁が突出部３３２に接触するよう弁筐体３３１に固定されている。これにより、ダイヤフラム３０８は、弁筐体３３１内を分割して、第１通気孔２１１に連通するリング状の下バルブ室２２３と第２通気孔３１２に連通するリング状の上バルブ室２３３とを構成する。
突出部３３２は、ダイヤフラム３０８における孔部３０９の周縁を与圧するよう弁筐体３３１に形成されている。
【０１０３】
以上の構造においてバルブ３０３は、下バルブ室２２３と上バルブ室２３３との圧力差によって、ダイヤフラム３０８が突出部３３２に対して接触または離間し、弁を開閉する。また、バルブ３０３は、上バルブ室２３３と下バルブ室２２３との圧力差によってダイヤフラム３０８が弁座２３０に対して接触または離間し、弁を開閉する。
【０１０４】
なお、この実施形態において、下バルブ室２２３は本発明の「第１領域」に相当し、上バルブ室２３３は本発明の「第２領域」に相当する。
【０１０５】
ここで、血圧測定時における流体制御装置３００の動作について説明する。
図１７は、図１６に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を行っている時の空気の流れを示す説明図である。図１８は、図１６に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。
【０１０６】
流体制御装置３００は、血圧の測定を開始するとき、ポンピング動作を圧電ポンプ１０１に行わせる。これにより、圧電ポンプ１０１は、吸引口１０７Ａから外気を吸引し、空気を圧電ポンプ１０１内のポンプ室４５に流入させる。そして、圧電ポンプ１０１は、空気を圧電ポンプ１０１の吐出孔５５からバルブ３０３内に流入させる。バルブ３０３内では、圧電ポンプ１０１のポンピング動作により第１通気孔２１１から第２通気孔３１２への順方向の吐出圧力が発生し、下バルブ室２２３の圧力が上バルブ室２３３の圧力より高くなる。これにより、ダイヤフラム３０８が突出部３３２から離間して第１通気孔２１１と第２通気孔３１２とが孔部３０９を介して連通するとともに、ダイヤフラム３０８が第３通気孔２１３をシールして第２通気孔３１２と第３通気孔２１３との通気を遮断する。この結果、空気が圧電ポンプ１０１からバルブ３０３の第１通気孔２１１と孔部３０９と第２通気孔３１２を経由してカフ１０９へ送出され（図１７参照）、カフ１０９内の圧力（空気圧）が高まる。
【０１０７】
なお、ダイヤフラム３０８は、孔部３０９の周縁が突出部３３２に接触するよう弁筐体３３１に固定されている。そして、この突出部３３２は、ダイヤフラム３０８における孔部３０９の周縁を与圧している。これにより、バルブ３０３の第１通気孔２１１を経由して孔部３０９から流出する空気は、圧電ポンプ１０１の吐出圧力より若干低い圧力となって、孔部３０９から上バルブ室２３３に流入する。一方、下バルブ室２２３には圧電ポンプ１０１の吐出圧力が印加される。この結果、バルブ３０３では下バルブ室２２３の圧力が上バルブ室２３３の圧力より若干勝り、バルブ３０３ではダイヤフラム３０８が第３通気孔２１３をシールして孔部３０９を開放した状態が維持される。また、下バルブ室２２３と上バルブ室２３３との圧力差が小さいため、当該圧力差が極端に偏ることもなく、ダイヤフラム３０８が破損するのを防ぐこともできる。
【０１０８】
次に、血圧の測定が終了すると、流体制御装置３００は、圧電ポンプ１０１のポンピング動作を停止する。ここで、上述したように、圧電ポンプ１０１のポンピング動作が停止すると、ポンプ室４５と下バルブ室２２３の空気は、圧電ポンプ１０１の中心通気孔５２および開口部９２を経由して流体制御装置３００の吸引口１０７Ａから流体制御装置３００の外部へすぐに排気される。また、上バルブ室２３３には、カフ１０９の圧力が第２通気孔３１２から印加される。この結果、バルブ３０３では、圧電ポンプ１０１のポンピング動作が停止すると、下バルブ室２２３の圧力が上バルブ室２３３の圧力よりすぐに低下する。
【０１０９】
バルブ３０３では、下バルブ室２２３の圧力が上バルブ室２３３の圧力より低下すると、ダイヤフラム３０８が突出部３３２に当接して孔部３０９をシールするとともに、第３通気孔２１３を開放して第２通気孔３１２と第３通気孔２１３とが連通する。これにより、カフ１０９の空気が第２通気孔３１２及び第３通気孔２１３を経由して排気口２０７Ｄから急速に排気される（図１８参照）。
従って、この実施形態のバルブ３０３及び流体制御装置３００によれば、第２実施形態と同様の効果を奏する。
【０１１０】
以下、本発明の第３の実施形態の変形例に係る流体制御装置３５０について説明する。
図１９は、本発明の第３の実施形態の変形例に係る流体制御装置３５０の主要部の断面図である。図２０、図２１は、図１９に示すバルブ３５３の分解斜視図である。図２０は当該バルブ３５３をカフ１０９を接続する上面側から見た分解斜視図であり、図２１は当該バルブ３５３を圧電ポンプ３０１を接合する底面側から見た分解斜視図である。
【０１１１】
流体制御装置３５０は、圧電ポンプ３０１とバルブ３５３とで構成される。この圧電ポンプ３０１は、２つの吐出孔５５、５６が形成されている点で前述の圧電ポンプ１０１と異なり、その他の構成については圧電ポンプ１０１と同じである。
【０１１２】
バルブ３５３は、図１６に示すバルブ３０３を変形したものであり、図２に示す逆止弁１０２及び排気弁１０３を一体化したものである。バルブ３５３は、図１９、図２０、図２１に示すように、下弁筐体３９２と、長方形状の薄膜からなるダイヤフラム３５８と、上弁筐体３９１とをこの順に積層した構造を有している。ここで、上弁筐体３９１及び下弁筐体３９２が弁筐体３８１に相当する。
【０１１３】
下弁筐体３９２の底面には、図１９に示すように、圧電ポンプ３０１の上面が接合されている。下弁筐体３９２には、図１９、図２０、図２１に示すように、圧電ポンプ３０１の吐出孔５６に連通する第１通気孔３６１と、圧電ポンプ３０１の吐出孔５５に連通する第４通気孔３６０と、ダイヤフラム３５８側へ突出した突出部３８２と、が形成されている。
【０１１４】
上弁筐体３９１には、図１９、図２０、図２１に示すように、カフ１０９に連通する第２通気孔３６２と、流体制御装置３５０外部に連通する第３通気孔３６３と、第３通気孔３６３の周縁からダイヤフラム３５８側へ突出した弁座３８０と、が形成されている。
【０１１５】
ダイヤフラム３５８には、図１９、図２０、図２１に示すように、突出部３８２と対向する領域の一部に孔部３５９が形成されている。ダイヤフラム３５８は、上弁筐体３９１及び下弁筐体３９２に両面から挟持され、弁座３８０に接触するとともに孔部３５９の周縁が突出部３８２に接触するよう上弁筐体３９１及び下弁筐体３９２に固定されている。これにより、ダイヤフラム３５８は、弁筐体３８１内を分割して、第１通気孔３６１に連通する円柱状の第１下バルブ室３７２と、第４通気孔３６０に連通するリング状の第２下バルブ室３７３と、連通路３８５を介して第２通気孔３６２に連通する円柱状の第１上バルブ室３８３と、連通路３８５を介して第１上バルブ室３８３に連通するリング状の第２上バルブ室３８４と、を構成する。そのため、圧電ポンプ３０１のポンピング動作時、圧電ポンプ３０１の吐出孔５５、５６から吐出される空気は、図１９に示すように、第１下バルブ室３７２及び第２下バルブ室３７３の両方に流入する。
【０１１６】
突出部３８２は、ダイヤフラム３５８における孔部３５９の周縁を与圧するよう下弁筐体３９２に形成されている。
【０１１７】
以上の構造においてバルブ３５３は、第１下バルブ室３７２及び第２下バルブ室３７３と第１上バルブ室３８３及び第２上バルブ室３８４との圧力差によってダイヤフラム３５８が突出部３８２に対して接触または離間することで、弁を開閉する。また、バルブ３５３は、第１下バルブ室３７２及び第２下バルブ室３７３と第１上バルブ室３８３及び第２上バルブ室３８４との圧力差によってダイヤフラム３５８が弁座３８０に対して接触または離間することで、弁を開閉する。
【０１１８】
従って、この変形例のバルブ３５３及び流体制御装置３５０によれば、第２実施形態と同様の効果を奏する。また、この変形例のバルブ３５３では、図２０、２１に示すように、各バルブ室３７２、３７３、３８３、３８４に面するダイヤフラム３５８の各領域３５８Ａ、３５８Ｂ、３５８Ｃ、３５８Ｄが円状であるため、ダイヤフラム３５８の張力が均等にかかる。したがって、この変形例のバルブ３５３によれば、それぞれの弁の開閉をより確実に行うことができる。
【０１１９】
次に、以下、本発明の第４の実施形態に係る流体制御装置４００について説明する。この第４の実施形態は、圧電ポンプ４０１及びバルブ４０３が直接接続されている点で上記第３の実施形態と異なり、その他の構成については同じである。
【０１２０】
図２２は、本発明の第４の実施形態に係る流体制御装置４００に備えられる圧電ポンプ４０１とバルブ４０３とカフ１０９の接続関係を示す説明図である。図２３は、図２２に示す圧電ポンプ４０１がポンピング動作を行っている時の空気の流れを示す説明図である。図２４は、図２２に示す圧電ポンプ４０１がポンピング動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。
【０１２１】
圧電ポンプ４０１及びバルブ４０３の複合体は、図１６に示す圧電ポンプ１０１及びバルブ３０３を一体化したものである。具体的に説明すると、圧電ポンプ４０１及びバルブ４０３の複合体は、図４に示す圧電ポンプ１０１のスペーサ５３Ｃを取り除き、蓋部５４を、図１６に示す弁筐体３３１の第１通気孔２１１を広げた形状の弁筐体４３１に置き換えた構造を有しており、その他の構成については図４に示す圧電ポンプ１０１と同じである。
【０１２２】
ダイヤフラム３０８は、バルブ４０３の筐体内を分割して、吸引孔５２に連通する下バルブ室４２３と第２通気孔３１２に連通するリング状の上バルブ室２３３とを構成する。また、圧電ポンプ４０１のポンプ室１４５と下バルブ室４２３は連通している。
【０１２３】
以上の構造においてバルブ４０３は、図２３、図２４に示すように、下バルブ室４２３と上バルブ室２３３との圧力差によって、ダイヤフラム３０８が突出部３３２に対して接触または離間し、弁を開閉する。また、バルブ４０３は、上バルブ室２３３と下バルブ室４２３との圧力差によってダイヤフラム３０８が弁座２３０に対して接触または離間し、弁を開閉する。
【０１２４】
従って、この実施形態の流体制御装置４００によれば、第３実施形態と同様の効果を奏する。また、この実施形態のバルブ４０３では、バルブ４０３に圧力発生手段である圧電ポンプ４０１を直接接続することで下バルブ室４２３の圧力を高める。そのため、この実施形態の流体制御装置４００によれば、さらに、装置本体の小型化を図ることができる。
【０１２５】
なお、この実施形態において、下バルブ室４２３は本発明の「第１領域」に相当し、上バルブ室２３３は本発明の「第２領域」に相当する。また、この実施形態においては、圧電ポンプ４０１のポンプ室１４５と下バルブ室４２３とが直接接続されて一体化しているため、両者の接続位置付近が本発明の「第１通気孔」とみなされる。
【０１２６】
次に、以下、本発明の第５の実施形態に係る流体制御装置５００について説明する。この第５の実施形態は、バルブ５０３の構造が上記第２の実施形態と異なり、その他の構成については同じである。
【０１２７】
図２５は、本発明の第５の実施形態に係る流体制御装置５００に備えられる圧電ポンプ１０１及びバルブ５０３とカフ１０９との接続関係を示す説明図である。図２６は、図２５に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を行っている時の空気の流れを示す説明図である。図２７は、図２５に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。このバルブ５０３は、図１３に示すバルブ２０３を変形したものであり、円筒状の弁筐体５３１と、円状の薄膜からなるダイヤフラム５０８とを有する。
【０１２８】
弁筐体５３１には、図１３に示すバルブ２０３の弁筐体２３１と同様に、第１通気孔２１１と、第２通気孔２１２と、第３通気孔２１３と、連通孔２１４と、弁座２２０、２３０と、が形成されている。
【０１２９】
さらに、弁筐体５３１には、第１通気孔２１１の周縁からダイヤフラム５０８側へ突出した弁座５１０が形成されている。この弁座５１０と弁座２２０とは同じ形状であり、両者の高さＨが同じである。ただし、この弁座５１０を含む弁筐体５３１には切り欠き５３２が形成されているため、第一通気孔２１１は、常に下バルブ室５２３と連通する。
【０１３０】
ここで、弁筐体５３１における第１通気孔２１１と第２通気孔２１２と第３通気孔２１３との位置関係について詳述する。第３通気孔２１３は、弁筐体５３１の中心に形成されている。そして、第１通気孔２１１と第２通気孔２１２とは、第１通気孔２１１の中心から第３通気孔２１３の中心までの長さＬが第３通気孔２１３の中心から第２通気孔２１２の中心までの長さＬと同じになる位置に、弁筐体５３１に形成されている。
【０１３１】
ダイヤフラム５０８は、弁座２２０、２３０、５１０に接触するよう弁筐体５３１に固定されている。これにより、ダイヤフラム５０８は、弁筐体５３１内を分割して、下バルブ室５２３と連通孔２１４に連通するリング状の上バルブ室５３３とを構成する。
なお、この実施形態において、下バルブ室５２３は本発明の「第１領域」に相当し、上バルブ室５３３は本発明の「第２領域」に相当する。
【０１３２】
以上の構造においてバルブ５０３は、図２６、図２７に示すように、下バルブ室５２３と上バルブ室５３３との圧力差によって、ダイヤフラム５０８が弁座２２０に対して接触または離間し、弁を開閉する。ただし、弁筐体５３１には切り欠き５３２が形成されているため、第一通気孔２１１は、常に下バルブ室５２３と連通する。また、バルブ５０３は、上バルブ室５３３と下バルブ室５２３との圧力差によってダイヤフラム５０８が弁座２３０に対して接触または離間し、弁を開閉する。
【０１３３】
従って、この実施形態のバルブ５０３及び流体制御装置５００によれば、第２実施形態と同様の効果を奏する。さらに、この実施形態のバルブ５０３及び流体制御装置５００によれば、ダイヤフラム５０８が第３通気孔２１３の弁座２３０に平行に密着するため、上バルブ室５３３から第３通気孔２１３への漏気防止および急速排気の安定化を図ることができる。
【０１３４】
なお、図２８に示すように、ダイヤフラム５０８の弁座２３０と対向する位置に、円板状のパッキン２３９を設けても構わない。パッキン２３９は、ダイヤフラム５０８より硬い弾性体からなる。このパッキン２３９を設けた型のバルブ５０４では、ダイヤフラム５０８に取り付けられたパッキン２３９が弁座２３０に密着して第３通気孔２１３を閉じるため、ダイヤフラム５０８が第３通気孔２１３を閉じた際におけるダイヤフラム５０８の変形を防ぐことができる。
また、バルブ５０４では、ダイヤフラム５０８が第３通気孔２１３を閉じた際に弁座２３０とパッキン２３９とが密着するため、漏気防止をより図ることができる。また、バルブ５０４では、ダイヤフラム５０８のパッキン２３９が、弁座２３０に対して平行に離間するようになるため、安定して弁が開放され、急速排気の安定化をより図ることができる。
【０１３５】
次に、以下、本発明の第６の実施形態に係る流体制御装置６００について説明する。この第６の実施形態は、バルブ６０３の構造が上記第５の実施形態と異なり、その他の構成については同じである。
【０１３６】
図２９は、本発明の第６の実施形態に係る流体制御装置６００に備えられる圧電ポンプ１０１及びバルブ６０３とカフ１０９との接続関係を示す説明図である。図３０は、図２９に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を行っている時の空気の流れを示す説明図である。図３１は、図２９に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。このバルブ６０３は、図２５に示すバルブ５０３と図１６に示すバルブ３０３とを組み合わせたものである。
【０１３７】
詳述すると、弁筐体６３１には、図２５に示すバルブ５０３と同様に、第１通気孔２１１と、第３通気孔２１３と、弁座２３０、５１０と、が形成されている。さらに、弁筐体６３１には、図１６に示すバルブ３０３と同様に、第２通気孔３１２と、ダイヤフラム６０８側へ突出した突出部３３２と、が形成されている。この突出部３３２と弁座５１０は、同じ高さＨである。ただし、この弁座５１０を含む弁筐体６３１にも切り欠き５３２が形成されているため、第１通気孔２１１は、常に下バルブ室５２３と連通する。
【０１３８】
ここで、弁筐体６３１における第１通気孔２１１と突出部３３２と第３通気孔２１３との位置関係について詳述する。第３通気孔２１３は、弁筐体５３１の中心に形成されている。そして、第１通気孔２１１と突出部３３２とは、第１通気孔２１１の中心から第３通気孔２１３の中心までの長さＬが第３通気孔２１３の中心から突出部３３２の中心までの長さＬと同じになる位置に、弁筐体６３１に形成されている。
【０１３９】
そして、ダイヤフラム６０８には、図１６に示すバルブ３０３と同様に、突出部３３２と対向する領域の一部に孔部３０９が形成されている。ダイヤフラム６０８は、弁座２３０、５１０に接触するとともに孔部３０９の周縁が突出部３３２に接触するよう弁筐体６３１に固定されている。これにより、ダイヤフラム６０８は、弁筐体６３１内を分割して、下バルブ室５２３と第２通気孔３１２に連通するリング状の上バルブ室５３３とを構成する。
突出部３３２は、ダイヤフラム６０８における孔部３０９の周縁を与圧するよう弁筐体６３１に形成されている。
【０１４０】
以上の構造においてバルブ６０３は、図３０、図３１に示すように、下バルブ室５２３と上バルブ室５３３との圧力差によって、ダイヤフラム６０８が突出部３３２に対して接触または離間し、弁を開閉する。また、バルブ６０３は、上バルブ室５３３と下バルブ室５２３との圧力差によってダイヤフラム６０８が弁座２３０に対して接触または離間し、弁を開閉する。
【０１４１】
従って、この実施形態のバルブ６０３及び流体制御装置６００によれば、上記第３実施形態と同様の効果を奏する。さらに、この実施形態のバルブ６０３及び流体制御装置６００によれば、ダイヤフラム６０８が第３通気孔２１３の弁座２３０に平行に密着するため、漏気防止および急速排気の安定化を図ることができる。
【０１４２】
なお、この実施形態においても、図３２に示すように、ダイヤフラム６０８の弁座２３０と対向する位置に、円板状のパッキン２３９を設けても構わない。パッキン２３９は、ダイヤフラム６０８より硬い弾性体からなる。このパッキン２３９を設けた型のバルブ６０４によれば、図２８に示すパッキン２３９を設けた型のバルブ５０４と同様の効果を奏する。
【０１４３】
次に、以下、本発明の第７の実施形態に係る流体制御装置７００について説明する。この第７の実施形態は、バルブ７０３の構造が上記第２の実施形態と異なり、その他の構成については同じである。
【０１４４】
図３３は、本発明の第７の実施形態に係る流体制御装置７００に備えられる圧電ポンプ１０１及びバルブ７０３とカフ１０９との接続関係を示す説明図である。図３４は、図３３に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を行っている時の空気の流れを示す説明図である。図３５は、図３３に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。このバルブ７０３は、図１３に示すバルブ２０３を変形したものであり、円筒状の弁筐体７３１と、円状の薄膜からなるダイヤフラム７０８とを有する。
【０１４５】
弁筐体７３１には、図１３に示すバルブ２０３の弁筐体２３１と同様に、第１通気孔２１１と、第２通気孔２１２と、第３通気孔２１３と、連通孔２１４と、弁座２２０、２３０と、が形成されている。
【０１４６】
さらに、弁筐体７３１には、連通孔２１４の周縁からダイヤフラム７０８側へ突出した弁座７３０が形成されている。この弁座７３０と弁座２３０とは同じ形状であり、両者の高さＨが同じである。ただし、この弁座７３０を含む弁筐体７３１には切り欠き７３２が形成されているため、連通孔２１４は、常に上バルブ室７３３と連通する。
【０１４７】
ここで、弁筐体７３１における第２通気孔２１２と第３通気孔２１３と連通孔２１４との位置関係について詳述する。第２通気孔２１２は、弁筐体７３１の中心に形成されている。そして、第３通気孔２１３と連通孔２１４とは、第３通気孔２１３の中心から第２通気孔２１２の中心までの長さＬが第２通気孔２１２の中心から連通孔２１４の中心までの長さＬと同じになる位置に、弁筐体７３１に形成されている。
【０１４８】
ダイヤフラム７０８は、弁座２２０、２３０、７３０に接触するよう弁筐体７３１に固定されている。これにより、ダイヤフラム７０８は、弁筐体７３１内を分割して、第１通気孔２１１に連通するリング状の下バルブ室７２３と上バルブ室７３３とを構成する。
なお、この実施形態において、下バルブ室７２３は本発明の「第１領域」に相当し、上バルブ室７３３は本発明の「第２領域」に相当する。
【０１４９】
以上の構造においてバルブ７０３は、図３４、図３５に示すように、下バルブ室７２３と上バルブ室７３３との圧力差によって、ダイヤフラム７０８が弁座２２０に対して接触または離間し、弁を開閉する。また、バルブ７０３は、上バルブ室７３３と下バルブ室７２３との圧力差によってダイヤフラム７０８が弁座２３０に対して接触または離間し、弁を開閉する。
【０１５０】
従って、この実施形態のバルブ７０３及び流体制御装置７００によれば、第２実施形態と同様の効果を奏する。さらに、この実施形態のバルブ７０３及び流体制御装置７００によれば、ダイヤフラム７０８が第２通気孔２１２の弁座２２０に平行に密着するため、急速排気の安定化を図ることができる。
【０１５１】
次に、以下、本発明の第８の実施形態に係る流体制御装置８００について説明する。この第８の実施形態は、バルブ８０３の構造が上記第７の実施形態と異なり、その他の構成については同じである。
【０１５２】
図３６は、本発明の第８の実施形態に係る流体制御装置８００に備えられる圧電ポンプ１０１及びバルブ８０３とカフ１０９との接続関係を示す説明図である。図３７は、図３６に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を行っている時の空気の流れを示す説明図である。図３８は、図３６に示す圧電ポンプ１０１がポンピング動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。このバルブ８０３は、図３３に示すバルブ７０３と図１６に示すバルブ３０３とを組み合わせたものである。
【０１５３】
詳述すると、弁筐体８３１には、図３３に示すバルブ７０３と同様に、第１通気孔２１１と、第３通気孔２１３と、弁座２３０、７３０と、が形成されている。さらに、弁筐体８３１には、図１６に示すバルブ３０３と同様に、第２通気孔３１２と、ダイヤフラム８０８側へ突出した突出部３３２と、が形成されている。弁座２３０と弁座７３０は、同じ形状であり、同じ高さＨである。ただし、この弁座７３０を含む弁筐体８３１には切り欠き７３２が形成されているため、第２通気孔３１２は、常に上バルブ室７３３と連通する。
【０１５４】
ここで、弁筐体８３１における第２通気孔３１２と突出部３３２と第３通気孔２１３との位置関係について詳述する。突出部３３２は、弁筐体８３１の中心に形成されている。そして、第２通気孔３１２と第３通気孔２１３とは、第２通気孔３１２の中心から突出部３３２の中心までの長さＬが突出部３３２の中心から第３通気孔２１３の中心までの長さＬと同じになる位置に、弁筐体８３１に形成されている。
【０１５５】
そして、ダイヤフラム８０８には、図１６に示すバルブ３０３と同様に、突出部３３２と対向する領域の一部に孔部３０９が形成されている。ダイヤフラム８０８は、弁座２３０、７３０に接触するとともに孔部３０９の周縁が突出部３３２に接触するよう弁筐体８３１に固定されている。これにより、ダイヤフラム８０８は、弁筐体８３１内を分割して、第１通気孔２１１に連通するリング状の下バルブ室７２３と上バルブ室７３３とを構成する。
突出部３３２は、ダイヤフラム８０８における孔部３０９の周縁を与圧するよう弁筐体８３１に形成されている。
【０１５６】
以上の構造においてバルブ８０３は、図３７、図３８に示すように、下バルブ室７２３と上バルブ室７３３との圧力差によって、ダイヤフラム８０８が突出部３３２に対して接触または離間し、弁を開閉する。また、バルブ８０３は、上バルブ室７３３と下バルブ室７２３との圧力差によってダイヤフラム８０８が弁座２３０に対して接触または離間し、弁を開閉する。
【０１５７】
従って、この実施形態のバルブ８０３及び流体制御装置８００によれば、上記第３実施形態と同様の効果を奏する。さらに、この実施形態のバルブ８０３及び流体制御装置８００によれば、ダイヤフラム８０８が突出部３３２に平行に密着するため、急速排気の安定化を図ることができる。
【０１５８】
次に、以下、本発明の第９の実施形態に係る流体制御装置９００について説明する。この第９の実施形態は、漏らし弁８０を設けた点で上記第２の実施形態と異なり、その他の構成については同じである。
【０１５９】
図３９は、本発明の第９の実施形態に係る流体制御装置９００に備えられる圧電ポンプ１０１、漏らし弁８０及びバルブ２０３とカフ１０９との接続関係を示す説明図である。図４０（Ａ）は、図３９に示す漏らし弁８０の主要部の断面図である。図４０（Ｂ）は、図４０（Ａ）に示す筒部８５の平面図である。
【０１６０】
上記第２の実施形態の流体制御装置２００では、上述したように、圧電ポンプ１０１のポンピング動作が停止したとき、ポンプ室４５と下バルブ室２２３の空気が、圧電ポンプ１０１を介して流体制御装置２００の吸引口１０７Ａから流体制御装置２００の外部へ排気される。
【０１６１】
しかし、ポンプ室４５と下バルブ室２２３の空気は、流路抵抗の高い圧電ポンプ１０１の内部を通過することになる。そのため、流体制御装置２００では、圧電ポンプ１０１のポンピング動作が停止しても、ポンプ室４５と下バルブ室２２３の空気が、圧電ポンプ１０１を介して流体制御装置２００の吸引口１０７Ａから流体制御装置２００の外部へすぐに排気されないおそれがある。
そこで、この実施形態では、流体制御装置９００が漏らし弁８０を備えている。
【０１６２】
詳述すると、この漏らし弁８０は、図３９に示すように、圧電ポンプ１０１とバルブ２０３とを結ぶ流路に接続されている。漏らし弁８０は、図４０（Ａ）（Ｂ）に示すように、当該流路に接続される接続部８３が形成された樹脂製の筐体８１と、スリット８６が形成されたゴム製の筒部８５と、を備える。筒部８５の内部には、接続部８３内の孔部８２とスリット８６を介して連通する内部空間８７が形成されている。
【０１６３】
この実施形態では、圧電ポンプ１０１のポンピング動作が停止したとき、ポンプ室４５と下バルブ室２２３の空気が、圧電ポンプ１０１を介して吸引口１０７Ａから装置外部へ排出されるとともに、漏らし弁８０を介して流体制御装置９００の排気口１０７Ｅから装置外部へ排出される（図４０（Ａ）参照）。漏らし弁８０では、接続部８３内の孔部８２に流入した空気が、スリット８６、筒部８５の内部空間８７を経由して排気口１０７Ｅへ流出する。
【０１６４】
従って、この実施形態のバルブ９０３及び流体制御装置９００によれば、圧電ポンプ１０１のポンピング動作が停止したとき、ポンプ室４５と下バルブ室２２３の空気がすぐに排出されるため、急速排気の応答性を高めることができる。
【０１６５】
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１６６】
２０    弁座
２１    第１弁筐体
２２    第２通気孔
２３    第１バルブ室
２４    第１通気孔
２６    第２バルブ室
２７    第６通気孔
３０    弁座
３１    第２弁筐体
３２    第３通気孔
３３    第３バルブ室
３４    第５通気孔
３６    第４バルブ室
３７    第４通気孔
４０    アクチュエータ
４１    振動板
４２    圧電素子
４３    補強板
４５、１４５    ポンプ室
５１    平面部
５２    中心通気孔
５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ    スペーサ
５４    蓋部
５５、５６    吐出孔
６０    振動板ユニット
６１    振動板支持枠
６２    連結部
６３    外部端子
７０    電極導通用板
７１    枠部位
７２    外部端子
７３    内部端子
８０    漏らし弁
８１    筐体
８２    孔部
８３    接続部
８５    筒部
８６    スリット
８７    内部空間
９１    基板
９２    開口部
９５    カバー板部
９６    流路板
９７    通気孔
９８    貫通孔
９９    カバー板
１００、２００、３００、３５０、４００、５００、６００、７００、８００、９００    流体制御装置
１０１、３０１、４０１    圧電ポンプ
１０２    逆止弁
１０３    排気弁
１０５    弁筐体
１０５Ａ    防塵フィルタ
１０６    蓋体
１０６Ａ    カフ接続口
１０７    基板
１０７Ａ    吸引口
１０７Ｂ    流入路
１０７Ｃ    流出路
１０７Ｄ    排気口
１０７Ｅ    排気口
１０８    ダイヤフラム
１０８Ａ    ダイヤフラム
１０８Ｂ    ダイヤフラム
１０９    カフ
１０９Ａ    腕帯ゴム管
Ｐ    パッキン
２０３、３０３、３５３、４０３、５０３、６０３、７０３、８０３    バルブ
２０７Ｄ    排気口
２０８、３０８、３５８、５０８、６０８、７０８、８０８    ダイヤフラム
２１１、３６１    第１通気孔
２１２、３１２、３６２    第２通気孔
２１３、３６３    第３通気孔
２１４    連通孔
２２０、２３０、３８０、５１０、７３０    弁座
２２３、４２３、５２３、７２３    下バルブ室
２３１、３３１、３８１、４３１、５３１、６３１、７３１、８３１    弁筐体
２３３、５３３、７３３    上バルブ室
２３９    パッキン
３０９、３５９    孔部
３３２、３８２    突出部
３６０    第４通気孔
３７２    第１下バルブ室
３７３    第２下バルブ室
３８３    第１上バルブ室
３８４    第２上バルブ室
３８５    連通路
５３２、７３２    切り欠き
【図１】
2012141113.tif 000003
【図２】
2012141113.tif 000004
【図４】
2012141113.tif 000005
【図５】
2012141113.tif 000006
【図６】
2012141113.tif 000007
【図７】
2012141113.tif 000008
【図８】
2012141113.tif 000009
【図９】
2012141113.tif 000010
【図１０】
2012141113.tif 000011
【図１１】
2012141113.tif 000012
【図１２】
2012141113.tif 000013
【図１３】
2012141113.tif 000014
【図１４】
2012141113.tif 000015
【図１５】
2012141113.tif 000016
【図１６】
2012141113.tif 000017
【図１７】
2012141113.tif 000018
【図１８】
2012141113.tif 000019
【図１９】
2012141113.tif 000020
【図２２】
2012141113.tif 000021
【図２３】
2012141113.tif 000022
【図２４】
2012141113.tif 000023
【図２５】
2012141113.tif 000024
【図２６】
2012141113.tif 000025
【図２７】
2012141113.tif 000026
【図２８】
2012141113.tif 000027
【図２９】
2012141113.tif 000028
【図３０】
2012141113.tif 000029
【図３１】
2012141113.tif 000030
【図３２】
2012141113.tif 000031
【図３３】
2012141113.tif 000032
【図３４】
2012141113.tif 000033
【図３５】
2012141113.tif 000034
【図３６】
2012141113.tif 000035
【図３７】
2012141113.tif 000036
【図３８】
2012141113.tif 000037
【図３９】
2012141113.tif 000038
【図４０】
2012141113.tif 000039
【図３】
2012141113.tif 000040
【図２０】
2012141113.tif 000041
【図２１】
2012141113.tif 000042
【国際調査報告】
2012141113.tif 000043
2012141113.tif 000044