(57)【要約】【課題】排気に時間がかかるうえ、製造工数がかかり繰り返し可動する弁体の接着部分の信頼性が低下するという問題を解決し、適切な排出速度を有し製造が簡単で信頼性の高い、圧電ポンプ式流体制御装置の流体制御弁を提供する【解決手段】上部筐体１１と下部筐体１２に挟まれ、弁体下面１３ｃが突起部１２ｃと対向した位置で当接し塞がれる弁体開孔１３ａを有し、さらに弁体下面１３ｃが台座部１２ｅと当接し、弁体上面１３ｂが第１の上部筐体空間１１ｃ内に突出した排気孔端面１１ｆとは離間した状態で外周を密着固定された弁体１３と、を備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体制御弁と圧電ポンプとを有する流体制御装置において、
内部に相互に連通溝で横貫するように配設された第１の上部筐体空間と第２の上部筐体空間とを有し、前記第１の上部筐体空間は外部に貫通する排気孔に連通し、前記第２の上部筐体空間はカフに流体を送るカフ孔と連通してなる上部筐体と、
前記第１の上部筐体空間と対向する位置に設けられた第１の下部筐体空間と、前記第２の上部筐体空間と対向する位置に設けられた第２の下部筐体空間と、が台座部で分離して設けられており、前記カフ孔の略直下で前記第２の下部筐体空間の中央部に突出する突起部が形成されており、該突起部の天面は前記台座部と同一面に形成されており、前記第１の下部筐体空間又は前記第２の下部筐体空間のどちらかに貫通する流入孔を有する下部筐体と、
前記上部筐体と前記下部筐体との間に配設され、下面側が前記突起部と対向する位置で当接して塞がれる開孔が穿設されており、さらに下面側が前記台座部と当接し、上面側が前記第１の上部筐体空間内に突出した排気孔の下端面とは離間した状態で外周が密着固定された弁体と、
を備えた流体制御弁。
【請求項２】
前記圧電ポンプから前記流体制御弁に繋がる前記流入孔が、前記流体制御弁の前記排気孔と前記弁体を挟んで構成された前記第１の下部筐体空間に連通し、前記排気孔の略直下に配置された請求項１に記載の流体制御弁。
【請求項３】
前記上部筐体に、前記排気孔から排出される流体の流量調整手段を設けた請求項１又は請求項２に記載の流体制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧の印加によって屈曲動作する圧電素子を備える圧電ポンプなどの小型や薄型のポンプ等に装着される流体制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、血圧測定用の腕帯（以下、「カフ」と略称する。）に空気を流入したり、排気したりする圧電ポンプを用いた手首型の血圧計はすでに販売されており、一般的な上腕型の血圧計とは異なり加圧時に血圧を測定する方法が採られている。
【０００３】
この種の血圧計で要求される機能に、血圧測定後は適切な排出速度で迅速に排気して手首を解放することが求められている。この圧電ポンプ式流体制御装置の例として、特許文献１が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１５７３０４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記文献の技術は、流入した空気がカフへ繋がる空間と排気孔を塞ぐ空間に分かれて配分され、両方の空間は弁体の一部を弁筐体に接着剤等のシール材により固定することで分離する構造になっている。このため、空間を分離しなければならず、接着する工程が必要となり製造工数がかかるうえ、繰り返し可動する弁体の接着固定部分に繰り返し応力がかかり、弁体が変形や破損する可能性が高く、信頼性が低下するという問題があった。
【０００６】
また、血圧測定後は圧電ポンプが停止しカフ内圧により排気する構造であるが、圧電ポンプ側への空気の抜けが悪いとカフ内圧と圧電ポンプ内圧の差が少なくなり、排気に時間がかかる問題もあった。
【０００７】
本発明は上記問題を解決し、適切な排出速度を有し製造が簡単で信頼性の高い、圧電ポンプ式流体制御装置の流体制御弁を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために上位概念の発明１では、流体制御弁と圧電ポンプとを有する流体制御装置において、内部に相互に連通溝で横貫するように配設された第１の上部筐体空間と第２の上部筐体空間とを有し、第１の上部筐体空間は外部に貫通する排気孔に連通し、第２の上部筐体空間はカフに流体を送るカフ孔と連通してなる上部筐体と、
第１の上部筐体空間と対向する位置に設けられた第１の下部筐体空間と、第２の上部筐体空間と対向する位置に設けられた第２の下部筐体空間と、が台座部で分離して設けられており、カフ孔の略直下で第２の下部筐体空間の中央部に突出する突起部が形成されており、該突起部の天面は台座部と同一面に形成されており、第１の下部筐体空間又は第２の下部筐体空間のどちらかに貫通する流入孔を有する下部筐体と、
上部筐体と下部筐体との間に配設され、下面側が突起部と対向する位置で当接して塞がれる開孔が穿設されており、さらに下面側が台座部と当接し、上面側が前記第１の上部筐体空間内に突出した排気孔の下端面とは離間した状態で外周が密着固定された弁体と、
を備えたことである。
【０００９】
本発明１では、圧電ポンプで加圧されたときは、流体は流入孔から流れ込み弁体の下面側を押し上げ膨らみ、弁体の上面側と排気孔端面が圧接し排気孔を塞ぐと共に、弁体の下面側と台座部および突起部との間にできた空間により第１の下部筐体空間と第２の下部筐体空間とが連通し、流体が開孔を通して第２の上部空間に流れ込み加圧することによりカフを加圧する。
【００１０】
圧電ポンプが停止すると、カフ内の圧力により流体はカフ孔を通って弁体の上面側を加圧する力と弁体の弾性復元力により、弁体の上面側と排気孔端面が離間しできた隙間から流体が排気孔を通して外部に排気される一方、第１の下部筐体空間と第２の下部筐体空間とが連通したまま、内部の流体は弁体の下面側と台座部および突起部との間にできた空間から開孔を通して第２の上部空間に流れ込むように動作するため、流体の排出時間が非常に短時間で行える。
【００１１】
また、弁体の下面側は台座部および突起部とはシール材等で接着固定されておらず当接しているのみで、組み立て時において接着等の煩雑な作業が必要なく簡単に組み立てできるばかりでなく、弁体は接着固定されていないことにより動作時の繰り返し応力もかからないため、可動する弁体の信頼性が低下するという問題も発生しない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、適切な排出速度を有し製造が簡単で信頼性の高い、圧電ポンプ式流体制御装置の流体制御弁を提供することができる。
（課題を解決するためのその他の手段）
【００１３】
上述の発明１における下位概念の発明２では、圧電ポンプから流体制御弁に繋がる流入孔が、流体制御弁の排気孔と弁体を挟んで構成した空間に連通し、排気孔の略直下に対向して配置したことである。
【００１４】
上述の発明２によれば、流体の流入孔が排気孔の略直下に配置されており、流入圧力を直接弁体に伝達することができ、排気孔を塞ぎやすくすることができるため動作が安定する利点がある。
【００１５】
上述の発明１における下位概念の発明３では、排気孔部に別体の調整用ボスを設け、排気孔における単位時間あたりの排気流量を調整できる構造としたことである。
【００１６】
上述の発明３によれば、単位時間あたりの排気の流量すなわち排気時間を任意に調整することができるため、部品や製造のバラツキによる排気時間のバラツキをなくすことができ、製造コストを低減できると共に、品質が安定する利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す流体制御弁を実装した流体制御装置の斜上方から見た分解斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す流体制御弁を実装した流体制御装置の斜下方から見た分解斜視図である。
【図３】図１のＸ−Ｘ断面矢視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態を示す流体制御弁の動作説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す流体制御弁を実装した流体制御装置の断面図と要部分解斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す流体制御弁の動作説明図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態を示す流体制御装置の断面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態を示す流体制御弁の部分断面斜視図である。
【図９】従来の流体制御弁を実装した流体制御装置を模式化した断面図である。
【図１０】図９の従来の流体制御弁の動作説明図である。
【図１１】排気孔での流速のシミュレーションモデルを示す図である。
【図１２】シミュレーション結果を示す図である。
【図１３】シミュレーション結果によるカフ孔と排気孔の各圧力と流速の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。図１から図３は本発明の第１の実施の形態を示す。流体制御装置１は上部の流体制御弁１０と下部の圧電ポンプ２０で構成され図示せぬ手段で固定されている。さらに、流体制御弁１０は上部筐体１１と下部筐体１２を有し、間にシリコーンゴムや薄膜のポリエチレンテレフタレート（Polyethylene terephthalate：ＰＥＴ）樹脂などのプラスチックから成る可撓性の弁体１３を挟み込んで外周はネジなどで強固に密封締結されている。
【００１９】
上部筐体１１はカフ２に連結されるカフ孔１１ａと排気孔１１ｂを有し、筐体内側のカフ孔１１ａ下方には凹状の第２の上部筐体空間１１ｄが、排気孔１１ｂ下方には同様に凹状の第１の上部筐体空間１１ｃが設けられ連通溝１１ｅで繋がっている。さらに、排気孔１１ｂは下方に突出部を有し排気孔端面１１ｆが形成されている。
【００２０】
下部筐体１２には弁体１３を挟んで排気孔１１ｂと対向した位置に凹状の第1の下部筐体空間１２ｂが設けられ、その略中央に流入孔１２ａが設けられている。さらに、カフ孔１１ａと対向した位置には、同様に凹状の第２の下部筐体空間１２ｄが設けられ、第1の下部筐体空間１２ｂと台座部１２ｅで分離されている。第２の下部筐体空間１２ｄの略中央には下部筐体から突起部１２ｃが突出し、この突起部１２ｃの端面は、台座部１２ｅと同一高さになっている。
【００２１】
上記の上部筐体１１と下部筐体１２の間には弁体１３が挟まれており、カフ孔１１ａの略直下で下部筐体１２の突起部１２ｃの略中央に位置した場所に弁体１３に弁体開孔１３ａが設けられている。通常の状態では図３に示すように弁体１３の弁体下面１３ｃは突起部１２ｃ及び台座部１２ｅと当接し弁体開孔１３ａは閉じた状態となっている。
【００２２】
一方、圧電ポンプ２０の概略構成は、スペーサ２１とベース板２３で間に圧電振動体２２を挟んで固定した構造となっている。スペーサ２１は中央部にスペーサ開孔２１ａを有し溝部２１ｂを介して流入孔１２ａと連結できるように構成されている。
【００２３】
圧電振動体２２は金属製の弾性薄板で一部に連結腕部２４ａを有する振動板２４と、その中央部分の振動板底面２４ｂの反対面に配置したチタン酸ジルコン酸鉛等の圧電素子２５で構成され、接着等で固着されてユニモルフ構造の圧電振動体を構成している。
【００２４】
また、圧電振動体２２の下方にはその中央部にベース板流入孔２３ａを有するベース板２３が設けられ、そのベース板上面２３ｂは振動板２４の中央部分の振動板底面２４ｂと図示せぬ微少な隙間を隔てて対向するように設けられている。
【００２５】
以降、作用について説明する。圧電素子２５に高周波電圧を加えると圧電振動体２２は図３中の矢印方向に湾曲振動し、ベース板流入孔２３ａから空気（流体の一種）が吸入され、振動により空いた振動板底面２４ｂとベース板上面２３ｂの隙間から連結腕部２４ａの開口した隙間を通過して、上方のスペーサ開孔２１ａの空間に搬送される。
【００２６】
図４は本発明の第１の実施の形態における流体制御弁１０の動作を示している。図４（ａ）は動作前の定常状態を示している。この状態では、前述したように弁体１３の弁体下面１３ｃは突起部１２ｃ及び台座部１２ｅと当接し弁体開孔１３ａは閉じた状態となっている。
【００２７】
図４（ｂ）は圧電ポンプ２０が作動し加圧された状態を示している。圧電ポンプ２０が作動しはじめると、スペーサ開孔２１ａの空気は加圧され流入孔１２ａを通って第１の下部筐体空間１２ｂに送り込まれる。この加圧により弁体１３の弁体下面１３ｃは図４（ｂ）中の矢印方向に押し上げられ、弁体１３はその弾性力に抗し上方に大きく膨らんだ状態となる。このとき弁体上面１３ｂは上部筐体１１の排気孔端面１１ｆに押圧され排気孔１１ｂが塞がれる。
【００２８】
この場合、弁体１３は全体が上方に膨らんだ状態となっており、弁体下面１３ｃは下部筐体１２の台座部１２ｅから浮き上がり、加圧された空気はその間隙を通過して図４（ｂ）中の右から左の矢印方向に流れ、第２の下部筐体空間１２ｄに流れ込む。さらに、加圧された空気は弁体下面１３ｃを押し上げることにより、突起部１２ｃとの間隙を通過して弁体開孔１３ａを通過し第２の上部筐体空間１１ｄに流れ込む。
【００２９】
継続して圧電ポンプ２０で加圧することにより、第２の上部筐体空間１１ｄは加圧されカフ孔１１ａを通って図３に示すカフ２を加圧し膨らませる。このとき、加圧が継続している限り、第２の上部筐体空間１１ｄの圧力が上昇しても、第１の下部筐体空間１２ｂは常に加圧されており、弁体１３の弁体上面１３ｂは排気孔端面１１ｆから離れることはなく、排気孔１１ｂは塞がれたままである。
【００３０】
図４（ｃ）は圧電ポンプ２０が停止し、カフ２内の吸気が抜けていく状態を示している。圧電ポンプ２０からの加圧が停止すると、第１の下部筐体空間１２ｂ内の空気は図３に示す振動板底面２４ｂとベース板上面２３ｂの微少な隙間からベース板流入孔２３ａを通ってゆっくり徐々に外部に抜けていき第１の下部筐体空間１２ｂ内の圧力が下がっていく。
【００３１】
この結果、第１の上部筐体空間１１ｃの圧力により弁体１３が下方に押し下げられ、弁体１３の弾性復元力と相まって弁体上面１３ｂが排気孔端面１１ｆと離間し隙間が発生する。この隙間からカフ２内の空気と第２の上部筐体空間１１ｄ内の空気は、図４（ｃ）中の弁体１３上部の左から右への矢印方向に移動し排気孔１１ｂから排出されていく。
【００３２】
カフ２内の空気と第２の上部筐体空間１１ｄ内の空気の排出が続くと、第１の上部筐体空間１１ｃの圧力が徐々に低下し、弁体１３は第１の下部筐体空間１２ｂの圧力により押し戻される方向即ち弁体上面１３ｂが排気孔端面１１ｆに近づく方向に移動する。
【００３３】
このとき、第１の下部筐体空間１２ｂの空気は、弁体下面１３ｃと台座部１２ｅの隙間を通って突起部１２ｃと弁体開孔１３ａの隙間から、図４（ｃ）中の右から左への矢印方向に移動し第２の上部筐体空間１１ｄ内に流れ込む。
【００３４】
この流れが続くと、再度第１の下部筐体空間１２ｂの圧力が低下し、第１の上部筐体空間１１ｃの圧力により弁体１３が下方に押し下げられ弁体上面１３ｂと排気孔端面１１ｆとの隙間が広がり、カフ２内の空気と第２の上部筐体空間１１ｄ内の空気の排出が加速する。以下、この動作の繰り返しで、カフ２内の空気は第２の上部筐体空間１１ｄ、第１の上部筐体空間１１ｃを通って排気孔１１ｂから排出される。
【００３５】
最終的に、カフ２内の空気が殆ど抜けきると弁体１３の弾性復元力により平坦となり弁体下面１３ｃは突起部１２ｃ及び台座部１２ｅと接触すると共に、弁体上面１３ｂは排気孔端面１１ｆと離間し、図４（ａ）の初期の状態に戻り一連の動作が完了する。
【００３６】
上記の結果、弁体１３が台座部１２ｅと接着固定しシールされていないため、第１の下部筐体空間１２ｂの加圧された空気が圧電ポンプ２０側に抜けるだけでなく、第２の下部筐体空間１２ｄ、第２の上部筐体空間１１ｄに回り込んで抜けるため、弁体１３と排気孔端面１１ｆの離間を早めることで、カフ２内の空気を急速に排気する動作となる。
【００３７】
また、弁体１３は接着固定されておらず、上部筐体１１と下部筐体１２で挟みこんで固定するだけであり、組み立ての作業性が非常に良好で簡単に組み付けることができる。
さらに、弁体１３は接着固定されていないため、繰り返し動作での繰り返し応力がかからず、疲労劣化等の問題も発生しないため信頼性が向上する効果がある。
【００３８】
一方、排気孔端面１１ｆと弁体上面１３ｂ間に間隙を設け、圧電ポンプ２０の加圧力で弁体１３の弾性力に抗して押しつけ排気孔１１ｂを塞ぐようにしたため、圧電ポンプ２０が停止した場合は、カフ２内の圧力と弁体１３の弾性復元力で弁体１３と排気孔端面１１ｆの離間を早め、空気を急速に排気できる効果があるばかりでなく、弁体１３の材料も柔らかいシリコーンゴムばかりでなくＰＥＴ樹脂等のプラスチック状の弾性フィルムも使うことができ、汎用性が広がる効果がある。
【００３９】
本発明の第２の実施の形態を図５に、その動作を図６にて説明する。流体制御弁３０が図３と異なる点は、下部筐体３２の流入孔３２ａの位置の違いである。第１の下部筐体空間３２ｂは封鎖された空間となっており、流入孔３２ａは第２の下部筐体空間３２ｄに設けられている。それに伴い、圧電ポンプ４０のスペーサ４１にはスペーサ開孔４１ａに繋がるように溝部４１ｂが設けられ流入孔３２ａと繋がっている。
【００４０】
図６は加圧時の流体制御弁動作図であり、流入孔３２ａから流入した加圧空気は図６中の矢印に示すように第２の下部筐体空間３２ｄから弁体１３を押し上げ弁体下面１３ｃと突起部３２ｃの隙間から弁体開孔１３ａを通過して第２の上部筐体空間１１ｄに流れ込む、と同時に図６中左から右への矢印方向に移動し第１の下部筐体空間３２ｂを加圧する。
【００４１】
この結果、弁体１３は上方に押し上げられ、弁体上面１３ｂが排気孔端面１１ｆに押しつけられ排気孔１１ｂが塞がれ、圧電ポンプ４０で加圧することにより、第２の上部筐体空間１１ｄ、カフ孔１１ａを通して加圧されカフ２が膨らむ。
【００４２】
加圧が終了し、圧電ポンプ４０が停止すると、図４（ｃ）と同様な空気の流れが発生し、カフ２内の空気は第２の上部筐体空間１１ｄ、第１の上部筐体空間１１ｃを通って排気孔１１ｂから排出され、最終的にカフ２内の空気が殆ど抜けきると弁体１３の弾性復元力により平坦となり図４（ａ）と同様な状態に戻る。
【００４３】
なお、本発明の第２の実施の形態でも、前述の効果は同様であり、急速に排気できる効果があるばかりでなく信頼性が向上する効果も同様である。
【００４４】
本発明の第３の実施の形態を図７に示す。流体制御弁５０は上部筐体５１部分の排気孔周辺の構造が異なっている。上部筐体５１には排気部分に開口部５１ｈを有する環状突起５１ｇが設けられ、その開口部５１ｈと貫通するように排気筒５２が取付けられている。
【００４５】
排気筒５２は内面に排気孔５２ｂを有し、筒外面５２ａが開口部５１ｈと嵌合されて筒端面５２ｆが弁体上面１３ｂと距離Ｙの位置で図示せぬ手段で固定されているが、図中矢印方向に移動可能になっている。図示せぬ固定方法は、例えばねじ込み方法やゴムによるシール手段を用いた固定方法が考えられる。
【００４６】
流体制御弁５０の動作は第１の実施の形態と同様に動作するが、排気筒５２を矢印方向に移動可能に構成しており、図中の距離Ｙを可変にできるところに特徴を有している。この結果、部品の精度のバラツキや弁体１３の板厚のバラツキ、弾性のバラツキ等で生じる排気時間のバラツキを、距離Ｙを変更することで調整できるようになっている。
この効果は、部品の寸法精度を大幅に向上しなくても済み、製造コストが大幅に下げられる効果がある。
【００４７】
本発明の第４の実施の形態を図８に示す。前述の第３の実施の形態と同様に上部筐体５５部分の排気孔周辺の構造が異なっている。上部筐体５５の排気孔部周辺は、上面に環状突起５５ｇが突出しており排気孔５５ｂと環状突起５５ｇの突起孔５５ｅはその中心がずれた構成となっている。その突起孔５５ｅには同径の外周を有し軸芯のずれた貫通孔５６ａを有する偏心カラ５６が回転可能に固定されている。
【００４８】
図８では、排気孔５５ｂの軸芯５５ｚと偏心カラ５６の貫通孔５６ａの軸芯５６ｚは最大に離れた状態であり軸芯はＺの距離離れている。この状態から偏心カラ５６を軸廻りに１８０度回転させると、軸芯５５ｚと軸芯５６ｚは一致し、ずれはなくなり排気孔５５ｂの円と貫通孔５６ａの円が同軸に合わさる。
【００４９】
図８の状態のように偏心カラ５６の軸芯５６ｚがずれた状態では排気孔５５ｂの円と貫通孔５６ａの円の重なり合った部分の面積が見かけ上の排気孔の面積となり、偏心カラ５６を図中矢印方向に回転することにより、この見かけ上の排気孔の面積を可変させることにより排気孔からの空気の流出量を自由に制御できる。
【００５０】
この結果、部品の精度のバラツキや弁体１３の板厚のバラツキ、弾性のバラツキ等で生じる排気時間のバラツキを、見かけ上の排気孔の面積を変更することで簡単に調整できるようになっている。この効果は、部品の寸法精度を大幅に向上しなくても済み、製造コストが大幅に下げられる効果がある。
【００５１】
図１１及から図１３は排気弁特性のシミュレーションを行った結果の一例であり、有限要素法シミュレーションソフトを使用し流体解析を行った。
【００５２】
シミュレーションモデルは図１１に示してあるように、筐体モデル８０にはカフ孔８０ａと排気孔８０ｂが設けられ、排気孔端面８０ｆとモデル底面８０ｇの間隔の距離をＨとし、距離Ｈを変化させてシミュレーションを行った。
【００５３】
このモデル底面８０ｇは実際には弁体上面１３ｂに対応しており、距離Ｈは排気孔端面１１ｆと弁体上面１３ｂの間隔を意味している。境界条件としてカフ内の空気の圧力をカフ孔の先端に、排気孔の先端は大気圧の定常分を除いた０kPaに設定した。
【００５４】
図１２はシミュレーションのメッシュ分割、および解析により得られた流線と圧力の分布を表わしており、図１２中で２つの円柱の左側がカフ孔で右側が排気孔である。
【００５５】
図１３に、カフ孔の圧力を40kPaとして距離Ｈを変えたときの排気孔８０ｂでの流速のシミュレーション結果を示す。シミュレーションは有限要素法で行われているため、距離Ｈを変えると要素分割も変わり流速を求める位置が一定しないため結果に揺らぎが見られる。
【００５６】
図１３を見ると、距離Ｈが実際に使用する数μ〜４０μ程度の場合に流速の変化は非常に大きく、部品の寸法精度を大幅に向上して作製しなければならないことから、本発明の第３の実施の形態や第4の実施の形態で説明した調整手段が非常に有効であることがわかる。
【００５７】
例えば、カフ内の空気の容量がＶ＝１００ｃｃで圧力がＰ１＝４０ｋＰａのときの排気時間ｔは下記の数式１で求めることができる。排気速度Ｓと排気時間ｔについては、次式の関係がある。（アルバック機工株式会社、小型真空ポンプカタログ、Ｎｏ．ＶＰ−１６０１参照）
【数１】
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【実施例】
【００５８】
つぎに、本発明の第１の実施の形態、第２の実施の形態、および従来の特許文献１を模式化した比較例と、を作製し排気時間を比較した。
【００５９】
特許文献１を模式化した構造は、図９の構造で、流体制御弁６０は、上部筐体６１、下部筐体６２、弁体６３で構成されている。弁体６３の弁体下面６３ｃは下部筐体６２の台座部６２ｅにシール材等の接着剤で接着されており、第１の下部筐体空間６２ｂと第２の下部筐体空間６２ｄは完全に分離されている。
【００６０】
また、定常状態で排気孔端面６１ｆと弁体上面６３ｂは接触しており、排気孔６１ｂが塞がれた状態である。さらに、下部筐体６２には第１の流入孔６２ａが第１の下部筐体空間６２ｂと繋がり、第２の流入孔６２ｇが第２の下部筐体空間６２ｄと繋がっている。
【００６１】
図１０は、従来の特許文献１を模式化した比較例の弁体６３の動作を示す図で、図１０（ａ）は圧電ポンプ７０で空気を加圧している状態を示す。スペーサ開孔７１ａから空気が流入孔６２ａを通して第１の下部筐体空間６２ｂに、流入孔６２ｇを通して第２の下部筐体空間６２ｄにそれぞれ送られる。第１の下部筐体空間６２ｂ内の空気は弁体下面６３ｃを押し上げるが、弁体上面６３ｂは既に排気孔端面６１ｆと接触しているため押し付け逆止弁となる。
【００６２】
一方、流入孔６２ｇを通った空気は第２の下部筐体空間６２ｄを加圧し、弁体６３は上方に押し上げられ、弁体６３と突起部６２ｃの隙間から第２の上部筐体空間６１ｄに流れ込んでカフ孔６１ａを通してカフ２を膨らませる。
【００６３】
図１０（ｂ）は圧電ポンプ７０が停止後にカフ２内の空気が抜けていく状態を示す。圧電ポンプ７０が停止すると、スペーサ開孔７１ａ内の空気は徐々に外部に漏れていき第１の下部筐体空間６２ｂ、第２の下部筐体空間６２ｄ内が減圧される。このとき、第２の上部筐体空間６１ｄの圧力は弁体６３を突起部６２ｃに押し付け封止するが、第１の上部筐体空間６１ｃの圧力は弁体上面６３ｂを押圧し、図１０（ｂ）のように下方に押し付ける。
【００６４】
この結果、排気孔端面６１ｆと弁体上面６３ｂは離れ隙間ができることでカフ２内の空気はこの隙間を通って矢印方向に排気孔６１ｂから抜けていく。但し、スペーサ開孔７１ａ内の空気の抜けが遅いと、排気に時間がかかることが想定される。
【００６５】
実際の測定結果を下記表１に示す。
比較例は排気時間が大幅に長いことがわかる。
また、本発明の実施例では、第１の実施の形態の例が、弁体をＰＥＴ樹脂フィルムとし、弾性係数を上げて強くしても十分使用できる結果となっている。
【表１】
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【００６６】
以上、本発明の実施例として圧電ポンプに流体制御弁を装着した形態を説明したが、ポンプ部は他の原理に基づくポンプや流体等を送り込む機構を有するものなど実施形態はこれに限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成をとり得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６７】
１    流体制御装置
２    腕帯（カフ）
１０、３０、５０、６０    流体制御弁
１１、５１、５５、６１    上部筐体
１１ａ、５１ａ、５５ａ、６１ａ    カフ孔
１１ｂ、５５ｂ、６１ｂ            排気孔
１１ｃ、５１ｃ、５５ｃ、６１ｃ    第１の上部筐体空間
１１ｄ、５１ｄ、５５ｄ、６１ｄ    第２の上部筐体空間
１１ｅ                    連通溝
１１ｆ、５５ｆ、６１ｆ    排気孔端面
１２、３２、６２          下部筐体
１２ａ、３２ａ              流入孔
１２ｂ、３２ｂ、６２ｂ    第１の下部筐体空間
１２ｃ、３２ｃ、６２ｃ    突起部
１２ｄ、３２ｄ、６２ｄ    第２の下部筐体空間
１２ｅ、３２ｅ、６２ｅ    台座部
１３、６３                弁体
１３ａ、６３ａ              弁体開孔
１３ｂ、６３ｂ              弁体上面
１３ｃ、６３ｃ              弁体下面
２０、４０、７０          圧電ポンプ
２１、４１、７１          スペーサ
２１ａ、４１ａ、７１ａ    スペーサ開孔
２１ｂ、４１ｂ      溝部
２２、７２        圧電振動体
２３、７３        ベース板
２３ａ、７３ａ      ベース板流入孔
２３ｂ    ベース板上面
２４      振動板
２４ａ    連結腕部
２４ｂ    振動板底面
２５      圧電素子
５１ｇ、５５ｇ    環状突起
５１ｈ    開口部
５２      排気筒
５２ａ    筒外面
５２ｂ    排気孔
５２ｆ    筒端面
５５ｅ    突起孔
５５ｚ    軸芯
５６      偏心カラ
５６ａ    貫通孔
５６ｚ    軸芯
６２ａ    第１の流入孔
６２ｇ    第２の流入孔
８０      筐体モデル
８０ａ    カフ孔
８０ｂ    排気孔
８０ｆ    排気孔端面
８０ｇ    モデル底面
Ｙ        筒端面５２ｆと弁体上面１３ｂとの距離
Ｚ        軸芯５５ｚと軸芯５６ｚのずれ量
Ｈ        排気孔端面８０ｆとモデル底面８０ｇの間隔距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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