(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のチャンバを含むブラダーに流体を供給するように構成される流体制御装置であって、前記流体制御装置は、
筐体と、
少なくとも部分的に前記筐体の内部に配置され、かつ前記第１のチャンバに流体を提供するように構成される、ポンプと、
前記筐体の内部を前記第１のチャンバに流体的に結合する、複数の自己封止弁と、を備え、
前記複数の自己封止弁のうちの少なくとも２つは、前記第１のチャンバが膨張する間、前記筐体の前記内部と、前記第１のチャンバとの間に流路を提供するように開き、
前記複数の自己封止弁から選択される単一の弁は、前記第１のチャンバが収縮する間、前記筐体の前記内部と前記第１のチャンバとの間に流路を提供するように開かれ、
前記第１のチャンバの膨張に利用可能な前記流路の断面積は、前記第１のチャンバの収縮に利用可能な前記流路よりも実質的に大きい、流体制御装置。
【請求項２】
前記第１のチャンバから流体を放出するために採用される、前記複数の自己封止弁のうちの前記少なくとも１つは、前記第１のチャンバの膨張の間に採用される、前記複数の自己封止弁のうちの前記少なくとも２つに含まれる、請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項３】
前記第１のチャンバの膨張の間に採用される、前記複数の弁のうちの前記少なくとも２つは、最少で少なくとも３つの自己封止弁を含む、請求項２に記載の流体制御装置。
【請求項４】
前記流体制御装置は、少なくとも部分的に前記ブラダーの外形内に配置される、請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項５】
前記流体制御装置は、膨張可能なマットレス内に含まれる、請求項４に記載の流体制御装置。
【請求項６】
前記膨張可能なマットレスは、前記第１のチャンバを含む、複数のチャンバを含み、
前記複数の弁のそれぞれが、前記複数のチャンバのそれぞれに、流体的に結合される、請求項５に記載の流体制御装置。
【請求項７】
膨張の間、前記複数の自己封止弁のうちの前記少なくとも２つは、前記ポンプによって提供される流体圧力のみによって付勢をかけられて開く、請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項８】
前記複数の自己封止弁のうちの前記少なくとも１つを開くように構成される、弁アクチュエータをさらに備える、請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項９】
前記弁アクチュエータが、電力を必要とせずに手動で操作される、請求項８に記載の流体制御装置。
【請求項１０】
前記弁アクチュエータが、電気的に操作される、請求項８に記載の流体制御装置。
【請求項１１】
前記複数の自己封止弁のそれぞれは、可撓性のダイアフラムを含む、請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項１２】
前記筐体は、前記筐体の前記内部を前記第１のチャンバから隔てる、壁を含み、
前記壁は、前記複数の自己封止弁のうちの１つによってそれぞれが密閉されるように、それぞれが構成される、複数のオリフィスを含み、
前記複数のオリフィスに含まれる、第１の複数のオリフィスは、膨張の間採用され、
前記複数のオリフィスに含まれる、単一のオリフィスは、流体の放出のために採用される、請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項１３】
前記第１の複数のオリフィスによって提供される総面積は、前記単一のオリフィスによって提供される総面積の、少なくとも２倍である、請求項１２に記載の流体制御装置。
【請求項１４】
膨張可能なブラダーを含む、膨張可能な快適デバイス内の流体圧力を調整するように構成される流体制御装置であって、前記流体制御装置は、
筐体と、
少なくとも部分的に筐体の内部に配置され、かつ前記膨張可能なブラダーに流体を提供するように構成される、ポンプと、
前記筐体の内部を前記ブラダーに流体的に結合する、複数の弁と、を備え、
前記筐体は、それぞれが前記複数の弁のうちの１つと、それぞれ付随する複数の開口部を含む、筐体の壁を含み、
それぞれの開口部は、前記筐体の前記内部から前記ブラダーへの流体通路の断面積をそれぞれ画定し、
前記複数の弁のうちの少なくとも２つは、前記膨張可能なブラダーが膨張する間、前記筐体の前記内部と、前記膨張可能なブラダーとの間に流路を提供するように開き、
前記複数の弁から選択される少なくとも１つの弁は、前記膨張可能なブラダーが収縮する間、前記筐体の前記内部と前記膨張可能なブラダーとの間に流路を提供するように開かれ、
膨張の間使用するための、前記複数の弁のうちの少なくとも２つ及び対応する開口部によって提供される総断面積は、収縮の間使用するための、前記少なくとも１つの弁及び前記複数の開口部から選択される対応する開口部によって提供される総断面積よりも大きい、流体制御装置。
【請求項１５】
膨張の間使用するための前記総断面積は、収縮の間使用するための前記総断面積の、少なくとも２倍である、請求項１４に記載の流体制御装置。
【請求項１６】
膨張の間使用するための前記総断面積の、収縮の間使用するための前記総断面積に対する比率は、実質的に２：１である、請求項１５に記載の流体制御装置。
【請求項１７】
前記弁のそれぞれは、それぞれダイアフラムを有する自己封止弁を含む、請求項１４に記載の流体制御装置。
【請求項１８】
ダイアフラムのそれぞれは、それぞれ可撓性のダイアフラムを含む、請求項１７に記載の流体制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
１．  本出願の分野
本出願は、膨張可能な装置に関し、より詳細には、ポンプおよび自己封止弁を備える流体制御装置を有する膨張可能な装置に関する。
【発明の概要】
【０００２】
本発明の一態様によって、自己封止弁が提供される。自己封止弁は、流体を流体管に通すように構成される弁ハウジングと、弾力性を有する可撓性の材料を含む、可撓性のダイアフラムとを備え、弁ハウジングは、流体管、弁座、および保持部材を有し、ここで、保持部材および可撓性のダイアフラムは、可撓性の材料の弾力性を使用して、自己封止弁の閉位置に向かって可撓性のダイアフラムに付勢をかけて、流体管の自己封止を提供し、かつ弁座から離れて開位置に向かう第１の方向での、可撓性のダイアフラムの第１の側面に対する流体の付勢下にある可撓性のダイアフラムの移動を容易にするように、保持部材が可撓性のダイアフラムの一部分を保持するように構成され、また、保持部材および可撓性のダイアフラムは、可撓性のダイアフラムの一部分を、弁座から離れるように開位置に移動させるために、自己封止弁が接触され得るように構成される。
【０００３】
一実施形態において、自己封止弁はさらに、内部、外部、内部と外部とを隔てる壁、ならびに内部と外部との間で流体を移送させるための、壁内の開口部を有する容器を備え、弁ハウジングは、容器の内部と外部との間で移送される流体が、弁ハウジングの流体管を通過できるように、容器の壁に取り付けられる。この実施形態では、容器内への十分な圧力の流体の注入の作用によって、ダイアフラムを、第１の方向で開位置に移動させて、容器内への流体の流入を可能にするように、弁ハウジング、保持部材、およびダイアフラムを配置することができる。
【０００４】
別の実施形態では、自己封止弁はさらに、ダイアフラムが固定開位置に配置されることを可能にするように構成される、固定タブを備えることができる。この実施形態では、固定タブは、自己封止弁を固定開位置から解放するように、固定タブが接触され得るように構成することができる。
【０００５】
さらなる別の実施形態では、弁ハウジング、保持部材、およびダイアフラムは、第１の方向で、および第２の方向で、流体の入口の軸に実質的に沿わない方向への、ダイアフラムの非軸方向の移動をもたらすように配置される。別の実施形態では、弁ハウジング、保持部材、およびダイアフラムは、流体管を通して、低い圧力範囲で大量の流体の移送を提供するように配置されてよい。さらなる別の実施形態では、可撓性のダイアフラムは、保持部材によって保持され得、それにより、可撓性のダイアフラムの下に、実質的に構造が存在しない。別の実施形態では、弁ハウジング、保持部材、および可撓性のダイアフラムは、可撓性のダイアフラムの表面の一部を、弁座から離れるように移動させるために、可撓性のダイアフラムが直接的に接触されなければならないように配置されてよい。さらなる別の実施形態では、弁座から離れて開位置に向かう第１の方向での、可撓性のダイアフラムの第１の側面に対する流体の付勢下で、可撓性のダイアフラムの一部分のみが移動されるように、保持部材および可撓性のダイアフラムを構成することができる。別の実施形態では、可撓性のダイアフラムに接触するのに応答して、可撓性のダイアフラムの一部分のみが、弁座から離れて開位置に向かう第１の方向で、弁座から離れるように移動するように、保持部材および可撓性のダイアフラムを配置することができる。
【０００６】
本発明の別の態様によって、膨張可能な装置が提供される。膨張可能な装置は、実質的に不浸透性のブラダーと、電動ポンプを備える流体制御装置とを備え、流体制御装置は、流体制御装置の一部分が、実質的に流体不浸透性のブラダーの外部からアクセス可能となるように、少なくとも部分的に、実質的に流体不浸透性のブラダーの外形内の、取付け位置および取付け方向において、実質的に流体不浸透性のブラダーの壁に、少なくとも部分的に結合され、また、流体制御装置の同じ取付け位置および取付け方向において、流体制御装置は、空気が、流体制御装置を通って、実質的に流体不浸透性のブラダーから出るように、かつ流体制御装置を通って、実質的に流体不浸透性のブラダーに提供されるように適合され、流体制御装置はさらに、流体管、弁座、および保持部材を有する弁ハウジングを備える自己封止弁を備え、弁ハウジングは、流体が流体管を通過するように構成され、可撓性のダイアフラムは弾力性を有する可撓性の材料を含む。保持部材および可撓性のダイアフラムは、可撓性の材料の弾力性を使用して、自己封止弁の閉位置への、弁座に対する可撓性のダイアフラムに付勢をかけて、流体管の自己封止を提供し、かつ弁座から離れて開位置に向かう第１の方向での、可撓性のダイアフラムの第１の側面に対する流体の付勢下にある可撓性のダイアフラムの移動を容易にするように、保持部材が可撓性のダイアフラムの一部分を保持するように構成される。保持部材および可撓性のダイアフラムは、電気機械アクチュエータが可撓性のダイアフラムの一部分を弁座から離れるように開位置に移動させると、自己封止弁が接触され得るように構成される。
【０００７】
一実施形態では、流体制御装置は、流体制御装置の大部分が、実質的に不浸透性のブラダーの外形内に位置するように、構成および配置することができる。この実施形態では、流体制御装置は、流体制御装置のすべてが、実質的に不浸透性のブラダーの外形内に位置するように、構成および配置されてよい。
【０００８】
別の実施形態では、流体制御装置は、実質的に不浸透性のブラダーの壁に結合される筐体を備えることができる。この実施形態では、筐体は、流体制御装置の運転騒音レベルを低減するように構成される消音器構造を含むことができる。この実施形態では、筐体は、外部筐体とすることができ、流体制御装置はさらに、少なくとも部分的に、電動ポンプを取り囲む内部筐体を備えることもでき、ここで、外部筐体および内部筐体は、それらの間に筐体流体管を画定する。筐体流体管は、筐体流体管内の流体の流れを調整するための、少なくとも１つの羽根構造を含むことができる。
【０００９】
さらなる別の実施形態では、流体制御装置は、実質的に流体不浸透性のブラダーに、流体を通さないように接続される、フランジを備える。この実施形態では、ブラダーの壁は、流体制御装置の筐体に接続する、流体不浸透性の壁を含むことができる。
【００１０】
別の実施形態では、膨張可能な装置はさらに、第１のスイッチが、第１のスイッチの作動によって、ポンプに選択的に電力を通すように、ポンプと動力源とを電気的に接続する第１のスイッチと、第２のスイッチの作動によって、電気機械装置が自己弁上で作動して、選択的に自己封止弁を開くように、動力源と電気機械装置とを電気的に接続する第２のスイッチとを含む、遠隔制御を備えることができる。この実施形態では、電気機械装置はソレノイドを備えることができる。
【００１１】
さらなる別の実施形態では、自己封止弁は、開位置と閉位置との間で自己封止弁を移動させるために、電気機械装置によって作動されるように構成される弁に接続される部材を備えることができる。
【００１２】
別の実施形態では、実質的に流体不浸透性のブラダーは、マットレスを形成するための形状および寸法とすることができる。
【００１３】
さらなる別の実施形態では、流体不浸透性のブラダーはさらに、排気弁を備えることができ、空気はこの排気弁を通って、実質的に流体不浸透性のブラダーから、迅速に排出される。さらなる別の実施形態では、自己封止弁は、第１の自己封止弁であり、流体制御装置は、流体管、弁座、および保持部材を有する弁ハウジングを備える、第２の自己封止弁をさらに備え、弁ハウジングは、流体が流体管を通過するように構成され、可撓性のダイアフラムは、弾力性を有する可撓性の材料を備える。
【００１４】
本発明の別の態様によって、膨張可能なシステムが提供される。膨張可能なシステムは、実質的に流体不浸透性のブラダーと、流体管、弁座、および保持部材を有する弁ハウジングを備える自己封止弁を備える、流体制御装置とを備え、弁ハウジングは、流体が流体管を通過するように構成され、可撓性のダイアフラムは、弾力性を有する可撓性の材料を備え、ここで、保持部材および可撓性のダイアフラムは、可撓性の材料の弾力性を使用して、自己封止弁の閉位置への、弁座に対する可撓性のダイアフラムに付勢をかけて、流体管の自己封止を提供し、かつ弁座から離れて開位置に向かう第１の方向での、可撓性のダイアフラムの第１の側面に対する流体の付勢下にある可撓性のダイアフラムの移動を容易にするように、保持部材が可撓性のダイアフラムの一部分を保持するように構成され、保持部材および可撓性のダイアフラムは、可撓性のダイアフラムの一部分を弁座から離れるように開位置に移動させるために、自己封止弁が接触され得るように構成され、ポンプは、自己封止弁を通して、実質的に流体不浸透性のブラダーと流体連通し、流体制御装置は、少なくとも部分的に、実質的に流体不浸透性のブラダーの外形内で、実質的に流体不浸透性のブラダーに、取付け位置および取付け方向において配設され、それにより、流体制御装置の一部分は、実質的に流体不浸透性のブラダーの外部からアクセス可能となり、また、流体制御装置の同じ取付け位置および取付け方向において、流体制御装置は、空気が、自己封止弁を通って、実質的に流体不浸透性のブラダーから出るように、かつ流体制御装置と自己封止弁とを通って、実質的に流体不浸透性のブラダーに提供されるように適合され、遠隔制御装置は、電気機械装置と動力源とを電気的に結合する、第１のスイッチを含み、電気機械装置は、自己封止弁に、電気機械的に結合され、第１のスイッチおよび電気機械装置は、第１のスイッチの作動によって、電気機械装置に電気が通され、それにより、自己封止弁を電気機械的に作動させて、自己封止弁を選択的に開くように、組み合わせで構成および配置される。
【００１５】
一実施形態では、遠隔制御装置はさらに、ポンプと動力源とを結合する、第１の位置および第２の位置を有する、第２のスイッチを備え、それは、第１の位置および第２の位置のうちの１つへの、第２のスイッチの作動によって、ポンプに選択的に電力を通すように構成される。一実施形態では、ポンプは交流電源のポンプである。
【００１６】
さらなる別の実施形態では、ポンプは直流電源のポンプである。多くの実施形態において、流体制御装置の大部分は、実質的に流体不浸透性のブラダーの外形内に配置される。
【００１７】
別の実施形態では、ほぼすべての流体制御装置は、実質的に流体不浸透性のブラダーの外形内に配置される。さらなる別の実施形態では、流体制御装置は、筐体を含み、筐体は、実質的に不浸透性のブラダーに接続するフランジを含む。この実施形態では、筐体はさらに、流体制御装置の運転騒音レベルを低減するように構成される、消音器構造を含むことができる。この実施形態では、筐体は、外部筐体とすることができ、流体制御装置はさらに、少なくとも部分的に電動ポンプを取り囲む内部筐体を備えることもでき、ここで、外部筐体および内部筐体は、それらの間に筐体流体管を画定する。筐体流体管は、筐体流体管内の流体の流れを調整するための、少なくとも１つの羽根構造を含むことができる。さらなる実施形態では、内部筐体は、それぞれが異なるサイズを収容する複数の電動ポンプをそれぞれ収容するように構成される。一実施形態によると、ここで使用される用語サイズは、物理的な寸法を指し、一方別の実施形態では、サイズは、ポンプの馬力定格または流量定格（例えば、１分当たりの立方フィート量（ＣＦＭ））を指す。さらなる別の実施形態では、実質的に流体不浸透性のブラダーは、マットレスを形成するための寸法および形状とすることができる。さらなる別の実施形態では、自己封止弁は、第１の自己封止弁であり、流体制御装置は、流体管、弁座、および保持部材を有する弁ハウジングを備える、第２の自己封止弁をさらに備え、弁ハウジングは、流体が流体管を通過するように構成され、可撓性のダイアフラムは、弾力性を有する可撓性の材料を備える。
【００１８】
本発明のさらなる態様によると、流体制御装置は、第１のチャンバを含むブラダーに、流体を供給するように構成される。一実施形態によると、流体制御装置は、筐体と、少なくとも部分的に筐体の内部に配置されるポンプと、筐体の内部を、第１のチャンバに流体的に結合する複数の自己封止弁とを含む。一実施形態では、ポンプは、第１のチャンバに流体を供給するように構成され、第１のチャンバの膨張の間、筐体の内部と第１のチャンバとの間に流路を提供するために、複数の自己封止弁のうちの少なくとも２つが付勢をかけられて開く。さらなる実施形態によると、複数の自己封止弁のうちの少なくとも１つは、第１のチャンバから流体を放出するために、筐体の内部と第１のチャンバとの間に流路を提供するように、付勢をかけられて開く。さらに、いくつかの実施形態において、複数の自己封止弁のうちの少なくとも１つは、第１のチャンバから流体を放出するために採用され、また、この複数の自己封止弁のうちの少なくとも１つは、第１のチャンバの膨張の間採用される、複数の自己封止弁のうちの少なくとも２つのうちに含まれる。
【００１９】
さらなる別の実施形態によると、筐体は、第１のチャンバから筐体の内部を隔てる壁を含み、壁は、複数の自己封止弁のうちの１つによってそれぞれが密閉されるように、それぞれが構成される、複数のオリフィスを含む。さらなる実施形態では、複数のオリフィスに含まれる、第１の複数のオリフィスは、膨張の間採用され、複数のオリフィスに含まれる単一のオリフィスは、流体の放出のために採用される。一実施形態によると、流体制御装置は、快適制御のために、チャンバから流体を放出するように採用される。別の実施形態によると、流体制御装置は、収縮のために、ポンプの力を用いずに、チャンバから流体を放出するために採用され、一方別の実施形態では、ポンプは、チャンバから流体を抜き出すのを助けるように作動される（例えば、動力収縮操作において）。
【００２０】
本発明のさらなる態様において、流体制御装置は、膨張可能なブラダーを含む、膨張可能な快適装置における流体圧力を調整するように構成される。いくつかの実施形態によると、流体制御装置は、筐体と、少なくとも部分的に筐体の内部に配置され、かつ膨張可能なブラダーに流体を提供するように構成されるポンプと、筐体の内部をブラダーに流体的に結合する複数の弁とを含む。いくつかの実施形態によると、筐体は、それぞれが複数の弁のうちの１つと、それぞれ付随する複数の開口部を含む、筐体の壁を含み、それぞれの開口部は、筐体の内部からブラダーへの流体通路の断面積をそれぞれ定義する。いくつかの実施形態によると、膨張の間使用するための、複数の開口部から選択される少なくとも１つの開口部によって提供される総断面積は、収縮の間使用するための、複数の開口部から選択される少なくとも１つの開口部によって提供される総断面積よりも大きい。
【００２１】
いくつかの実施形態によると、膨張の間使用するために選択される少なくとも１つの開口部は、それぞれが複数の弁のうちの１つとそれぞれ付随する少なくとも２つの開口部を含む。
【００２２】
さらなる別の実施形態では、膨張の間使用するための総断面積の、収縮の間使用するための総断面積に対する比率は、実質的に２：１である。別の実施形態によると、この比率は、実質的に３：１である。
【００２３】
さらなる態様によると、流体制御装置は、膨張可能なブラダーを含む、膨張可能な快適装置における流体圧力を調整するように構成され、ここで流体制御装置は、筐体の内部をブラダーの内部に流体的に結合する、少なくとも１つの開口部を有する筐体の壁を含む筐体であって、少なくとも１つの開口部は、筐体の内部からブラダーの内部への流体通路の断面積を定義する、筐体と、膨張可能なブラダーが流体で加圧されると、少なくとも１つの開口部を密閉するように構成される少なくとも１つの弁と、少なくとも部分的に筐体の内部に配置され、かつ膨張可能なブラダーに流体を提供するように構成される、ポンプとを含む。一実施形態によると、膨張の間、少なくとも１つの開口部と組み合わされた少なくとも１つの弁によって提供される総断面積は、収縮の間、少なくとも１つの開口部と組み合わされた少なくとも１つの弁によって提供される総断面積と、実質的に異なる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本出願の、前述の利点および他の利点は、以下の図面を参照することによって、より完全に理解されるであろう。
【図１】一実施形態による、流体制御装置の斜視図である。
【図２】一実施形態による、流体制御装置の底面の、斜視図である。
【図３】一実施形態による、自己封止弁および弁アクチュエータを含む、流体制御装置の断面図である。
【図４】一実施形態による、流体制御装置の自己封止弁の前面の、斜視図である。
【図５】一実施形態による、流体制御装置の、自己封止弁およびアクチュエータの斜視図である。
【図６】図５の自己封止弁およびアクチュエータの断面図である。
【図７】一実施形態による、流体制御装置の自己封止弁の側面図である。
【図８】図７の自己封止弁の断面図である。
【図９】可撓性のダイアフラムを有さない、図７の自己封止弁の断面図である。
【図１０】可撓性のダイアフラムおよび保持部材を有さない、図７の流体制御装置の、自己封止弁部分の断面図である。
【図１１】別の実施形態による、流体制御装置の自己封止弁の断面図である。
【図１２】２つの自己封止弁を有する流体制御装置の断面図である。
【図１３】３つの自己封止弁を有する流体制御装置の断面図である。
【図１４】別の実施形態による、自己封止弁および弁アクチュエータを含む、流体制御装置の断面図である。
【図１５】一実施形態による、膨張可能な装置の図である。
【図１６】一実施形態による、流体制御装置の斜視図である。
【図１７】弁のダイアフラムを除去した、図１６の流体制御装置の斜視図である。
【図１８】膨張の間の、図１６の流体制御装置の斜視図である。
【図１９】収縮の間の、図１６の流体制御装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本出願は、埋め込み式の流体制御装置および自己封止弁を有する、膨張可能な装置を対象にする。本明細書で使用される流体制御装置は、膨張可能な装置への流量および膨張可能な装置からの流量を調節することができ、かつ筐体、自己封止弁、流体管、モータおよび羽根車、弁アクチュエータ、電源コネクタ、入り口および出口、等の、さまざまな構成要素を含むことができる装置である。一実施形態では、本出願は、実質的に流体不浸透性のブラダーを含む膨張可能な装置と、実質的にブラダー内に配置される流体制御装置とを対象にする。
【００２６】
本明細書で使用される用語「へこみ」は、くぼみとして定義される。例えば、ブラダーにおけるへこみは、ブラダーの壁におけるくぼみを含み、その中に物体（例えば、流体制御装置）を配置することができる。さらに、へこみは、ブラダーの壁内に、受け口を含むこともでき、流体制御装置は、その中に配設される。
【００２７】
本明細書で使用される、ブラダー「内に配置される」物体は、通常ブラダーによって占められ得る体積の一部分を占めるが、ブラダー内に完全に封入されない。また、流体制御装置は、ブラダーの壁内に配置されると説明されるが、ブラダーの壁に直接的に接続される必要はないことも理解されたい。例えば、流体制御装置は、ブラダーの壁におけるへこみ内に配置されて、本明細書で定義され、かつ使用される用語の通り、ブラダー「内に配置される」とすることができる。
【００２８】
用語「ブラダーの外形」は、任意の変則を除いて、本明細書において、ブラダーの最も外側の輪郭として定義される。
【００２９】
本明細書で使用される用語「チャンバ」は、流体不浸透性のブラダーの内部のすべてまたは一部として定義され、ここでチャンバのすべての部分は、互いに流体的に結合され、それにより、チャンバの個別の部分（または区画）における、流体圧力の独立した調整を得ることができない。一実施形態では、チャンバの領域内の流体圧力の独立した調整は得られず、チャンバのいずれかの領域における流体圧力の調整（すなわち、膨張または収縮による）は、チャンバのすべての領域において、同等の流体圧力をもたらす。したがって、一実施形態では、チャンバは、ブラダーの、１つの内部領域のみを含むことができる。他の実施形態によると、ブラダーは、さまざまな領域の独立した圧力調整を得られないように、流体的に結合された状態を保つ邪魔板または他の構造によって区切られる、複数の領域を有する単一のチャンバを提供する。いくつかの実施形態では、単一の流体不浸透性のブラダーは、複数の個別のチャンバを提供するように構成され得、それにより、流体不浸透性のブラダーに含まれる第２のチャンバの調整に対して、第１のチャンバの独立した圧力調整が得られる。
【００３０】
マットレスは、本発明の流体制御装置および自己封止弁を使用し得る膨張可能な装置の一種であるが、流体制御装置および自己封止弁は、例えば、椅子、マットレスおよび枕等の膨張可能な家具またはスポーツ用品、救命具、フェンス、緩衝器、およびパッド等の膨張可能な安全装置、支持器、ギプス、および副木等の膨張可能な医療器具、詰め物およびかばんの裏地等のかばんの仕掛、水泳用浮き袋、浮き具、浮き遊具および浮き輪等の膨張可能な娯楽の道具、ボート、浮き台およびタイヤ等の膨張可能な乗り物および乗り物の構成要素、建築物、持ち運び可能な密閉容器、プラットフォーム、スロープおよびその他の膨張可能な支持構造物等のような、任意の他の種類の膨張可能な装置に使用してもよいことも理解されたい。
【００３１】
はじめに、図１および図２を参照して、自己封止弁３０を含む流体制御装置１０の一実施形態が、例として説明される。流体制御装置１０は、少なくとも部分的に、ブラダー内に配置される埋め込み式の流体制御装置１０を用いて構成され得る、実質的に流体不浸透性のブラダーを有する、あらゆる膨張可能な装置に使用され得ることを理解されたい。ブラダー（図示せず）は、あらゆる方法およびあらゆる材料、またはその目的の用途に対して必要な、ある程度の圧力下で所望の流体を保つことのできる材料で構成することができる。例えば、ブラダーは、実質的に流体不浸透性のバリアで構成することができ、かつその使用目的に従って成形することができる。例えば、ブラダーがマットレスとして使用することを目的とされる場合、ブラダーは、従来のマットレスの形状および厚さに構成することができる。加えて、ブラダーは、リブまたは仕切り等の内部構造を含むこともできる。さらに、ブラダーは、２つ以上の個別の、流体を収容する区画に分割することもできる。ブラダーはまた、ブラダー内の流体の移動を制御するための、内部構造を含むこともできる。例えば、ブラダーは、ブラダーが膨張または収縮されるときの、流体の流れを向上させるための邪魔板または壁（図示せず）を、ブラダー内に含むことができる。
【００３２】
いくつかの実施形態では、ブラダーは、流体制御装置とは別個の排気口（図示せず）を有することができる。排気口は、ブラダーの収縮を促進するために、使用者によって開くことができ、膨張の間および使用中には、流体密封の様式で閉じられ得る。
【００３３】
ブラダーの壁は、ブラダーが使用されるときの圧力下で、流体を実質的に収容するために必要とされる、任意の厚さとすることができる。ブラダーの壁の厚さは、ブラダーが構成される材料の特性に依存し得る。ブラダーは、あらゆる材料、または流体を実質的に収容して、ブラダーが使用されるときの流体圧力、ならびに、ブラダーがマットレスとして使用される場合の一人または複数の人の重み等の、通常の使用で遭遇し得る外部圧力に耐えるのに十分に強いブラダーを形成することのできる材料で構成することができる。いくつかの実施形態では、ブラダーは、比較的安価で、扱い易く、かつ耐久性のある材料から構成され得る。例えば、ブラダーは、熱可塑性プラスチック等の高分子材料で構成することができる。いくつかの例示的な材料は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）フィルムおよびポリエステルを含む。いくつかの実施形態では、材料は、非アレルギー性または他の健康的もしくは環境的考慮に基づいて、選択され得る。ブラダー作製する様式は、当業者には認識されるように、その構成材料および形態に依存し得る。
【００３４】
ブラダーはまた、ブラダーの実用性および快適さを向上させるために、追加の材料を含むことができる。例えば、ブラダーは、耐久性、支持、または快適さのための、外面レイヤまたはコーティング（図示せず）を含むことができる。いくつかの実施形態では、ブラダーは、ブラダーが構成される材料よりも触り心地のよい材料で被覆され得る。人を支持するための使用である場合、ブラダーは、特に人がブラダーに接触する部分に、追加の快適さを提供するように、レイヤを含むこともできる。例えば、ブラダーは、ベルベットまたは房状もしくは非房状の布地等の、ブラダーの質感および感触を向上させるための材料で作製される快適レイヤ（図示せず）を含むことができる。
【００３５】
次に、図３を参照すると、流体制御装置１０は、あらゆる方法で、かつ、流体制御装置１０が、流体不浸透性のブラダー１１内への流体の流れおよび／または流体不浸透性のブラダー１１からの流体の流れを制御することを可能にする、あらゆる材料を使用して、構成することができる。いくつかの実施形態によると、流体不浸透性のブラダー１１は、その内部に加圧された流体等の流体を保持することのできる、少なくとも１つのチャンバ１５を画定する。一実施形態では、流体制御装置１０は、流体制御装置１０がブラダーを膨張および／または収縮させることを可能にする、少なくともモータ１２、羽根車１４、自己封止弁３０、および弁アクチュエータ７０を含む。例えば、図３における実施形態で見られるように、流体制御装置１０のモータ１２は回転自在に羽根車１４を駆動し、これは、空気等の流体を、ブラダー内へまたはブラダーから外へ移動させる。自己封止弁３０は、膨張の過程の間、流体がブラダー内へ入ることを可能にするために開かれ得、かつ使用中は流体の漏れを防ぐために閉じられ得る。
【００３６】
モータ１２は、流体制御装置１０を通る流体の流れを誘導するために、羽根車１４を回転させることのできる、任意の装置とすることができることを理解されたい。一実施形態では、モータ１２は、好ましくは効率的かつ軽量である。本明細書において述べられるように、モータ１２は、流体制御装置１０の全体的な費用を低減するように、比較的小さいものとすることができ、さらに高い加圧力または膨張時間の短縮が所望される場合は、より大きいものに構成することもできる。
【００３７】
いくつかの実施形態では、モータ１２は、電気モータであり、交流電流または直流電流等の任意の種類の電圧を動力源とすることができる。例えば、モータ１２は、電気のコンセントを介して、標準家庭用電流等の家庭用電源と結合するように構成することができる。いくつかの実施形態では、携帯性が所望される場合、モータ１２は、市販の乾電池、またはたばこ用ライターを介する車両バッテリー等の、電池を動力源とすることができる。一実施形態では、流体制御装置１０は、モータ１２に電力を提供するために、１つまたは複数の電池を収容するように構成される。
【００３８】
いくつかの実施形態では、モータ１２は、内部筐体２０内に封入される。内部筐体２０は、少なくとも部分的にモータ１２を取り囲み、内部筐体２０は、流体に対して実質的に不浸透性である。内部筐体２０は、モータ１２をしっかりと収容するように構成され、望ましくない振動または騒音を防ぎながら、所望の場所および方向でモータ１２を維持するための、支柱または他の機構等の内部構造を含むことができる。内部筐体２０は、あらゆる方法およびあらゆる好適な材料もしくは複数の材料で構成することができる。
【００３９】
いくつかの実施形態では、流体制御装置１０は、外部筐体２２内に封入される。外部筐体２２は、モータ１２、内部筐体２０、羽根車１４、自己封止弁３０、弁アクチュエータ７０、および任意の他の電子機器または流体制御装置１０の他の構成要素を含む、流体制御装置１０の構成要素を少なくとも部分的に取り囲み、それにより、これらの構成要素を封入および保護する。外部筐体２２は、あらゆる方法で、かつあらゆる材料または、その目的の用途において、流体制御装置１０を保護するのに十分な耐久性があり、かつ流体不浸透性の外壁として機能するために好適である材料で構成することができる。例えば、外部筐体２２は、軽量で、安価で、耐久性があり、かつ流体不浸透性の材料で構成することができる。外部筐体２２は、扱いにくくないような形状とすることもできる。例えば、図１および図２において見られるように、外部筐体２２は、流体制御装置１０を取り囲むように、人間工学的に設計されてもよい。外部筐体２２の構成のための材料は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）またはアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）等の、多種多様の、比較的剛性である熱可塑性プラスチックを含むことができる。しかし、外部筐体２２はまた、金属、金属合金、および同類のもの等の、その他の材料で構成され得ることが、理解されるであろう。
【００４０】
例えば図１において見られるような、いくつかの実施形態では、外部筐体２２は、流体制御装置１０に関連する騒音を低減するための、消音器２８等の構造を組み込むことができる。消音器２８は、外部筐体２２と同じまたは同様の種類の熱可塑性プラスチックで成形することができ、いくつかの実施形態では、消音器２８はさらに、防音材料および／または防振材料を、流体制御装置１０の内側に組み込むことができる。
【００４１】
再び図３を参照すると、内部筐体２０は、間に流体管２４の一部分を形成するために、外部筐体２２内に適合するように構成される。一実施形態では、内部筐体２０は、外部筐体２２の内表面から均等に間隔をあけるように構成される。内部筐体２０および外部筐体２２の形状は、流体管２４を形成する目的のために、互いに適合するように選択することができる。例えば、内部筐体２０が、全体的に円筒形である場合、外部筐体２２もまた、全体的に円筒形とすることができる。内部筐体２０の外表面および外部筐体２２の内表面は、流体管２４の壁を形成し、流体管２４を通るスムーズな流体の流れを促進するために、実質的に滑らかな様態で形成することができる。
【００４２】
流体管２４は、ブラダーの内部と、外部環境との間の流体連通を可能にし、その間の流体の流れのための十分な空間を提供する。いくつかの実施形態では、流体管２４は、流体管２４を通る流体の流れを向上させるため、および加圧を高めるために、羽根構造２６も含む。好ましい実施形態では、羽根構造２６は、流体管２４の大部分を占める。例えば、羽根構造２６は、好ましくは、流体管２４の長さの、少なくとも７５％を占め、さらにより好ましくは、流体管２４の長さの９０％を占め、最も好ましくは、流体管２４の長さの、ほぼすべてを占め、それにより、流体管２４全体にわたる流れを向上させる。しかし、羽根構造２６は、完全に流体管２４の全長にわたって延在する必要はないことを理解されたい。
【００４３】
いくつかの実施形態では、羽根構造２６は、例えば、流体を、羽根構造２６によって画定されたチャネルに強制的に流入させる、外部筐体２２の内表面から内部筐体２０の外表面への、ブリッジを形成することによって、流体管２４内の流体の流れを調整するように成形することができる。しかし、羽根構造２６は、外部筐体２２の内表面と、内部筐体２０の外表面との間に、完全に延在する必要はないことを理解されたい。
【００４４】
羽根構造２６は、不十分な流れおよび圧力の低下に関連する流体の流れにおける、あらゆる突然の変化を最小限にするように構成されるべきである。例えば、羽根構造２６は、羽根車１４によって与えられる回転の方向に流され得、流れを全体的に流体管２４に沿って軸方向に向かわせることができる。好ましくは、羽根構造２６には、流体抵抗を増加させ得る、あらゆるざらつきまたは行き止まりのくぼみ（ｄｅａｄ  ｅｎｄ  ｐｏｃｋｅｔ）がない。
【００４５】
当然のことながら、羽根構造２６は、流体管２４を通る流体の流れの向上において、最適に機能し、流体管２４が比較的細い場合での実施形態における加圧を高める。例えば、流体制御装置１０を小さく、けれども強力にするように所望される場合、流体制御装置１０の全体的な寸法を縮小するために、外部筐体２２を比較的小さくする一方で、より大きいモータを収容するために、内部筐体２０を比較的大きくすることが望ましい。そのような実施形態では、流体管２４は、比較的細くなり得る。いくつかの実施形態では、流体管２４の幅（外部筐体２２の内表面と内部筐体２０の外表面との間の平均距離として定義される）は、外部筐体２２の平均直径のごくわずかな割合とすることができる。例えば、流体管２４の幅は、外部筐体２２の平均直径の約２５％、より好ましくは約１０％、さらにより好ましくは約５％、またはそれ以下とすることができる。いくつかの実施形態では、十分に細い流体管２４は、それ自体が、流体を流体管２４に沿って軸方向に向かわせることによって、流体の流れおよび加圧を向上させることができる。したがって、これらの実施形態では、羽根構造２６を含まなくてもよい。
【００４６】
いくつかの実施形態では、流体管２４は、流体管の形状を維持するために、１つまたは複数の構造を含むことができる。例えば、流体管２４は、外部筐体２２に対して内部筐体２０を固定するための構造を含むことができる。一実施形態では、これらの構造は、外部筐体２２の内表面を、内部筐体２０の外表面に接続するための、１つまたは複数の支柱（図示せず）を含み得る。別の実施形態では、羽根構造２６が、この構造支柱を提供する。
【００４７】
いくつかの実施形態によると、羽根車１４との組み合わせのモータ１２は、空気等の流体を移動させるためのポンプ１３を提供する。さらなる実施形態では、流体制御装置１０内に含まれる他の構造、例えば、内部筐体２０および羽根構造２６は、ポンプ１３内に含まれる。一実施形態では、ポンプ１３は、流体制御装置１０内に設置される、統合式ユニットであり、ここでポンプ１３は、少なくともモータ１２および羽根車１４を含み、同様に、流体管および／または羽根構造を提供する、モータハウジングを含むこともできる。
【００４８】
さらに図３を参照すると、羽根車１４は、モータ１２に機械的に結合される。モータ１２によって駆動されると、羽根車１４は、流体管２４を通る流体を導くことによって、流体を、ブラダー内へおよび／またはブラダーから外へ移動するように回転する。羽根車１４は、あらゆる方法で、かつあらゆる材料、またはモータ１２によって回転されると、羽根車１４が流体を移動させることを可能にする材料で構成し得ることを理解されたい。例えば、羽根車１４は、羽根１８の方向および羽根車１４の回転の方向に依存して、流体を、ブラダー内へまたはブラダーから外へ誘導することのできる、１つまたは複数の羽根１８で構成され得る。羽根車１４は、流体制御装置１０の材料と相性のよい、熱可塑性プラスチック等の、耐久性があり、かつ軽量の材料で構成することができる。
【００４９】
いくつかの実施形態によると、外部筐体２２は、流体制御装置１０の内部２５を画定する壁２３を提供する。さらなる実施形態では、ポンプ１３によって周囲から送達された流体は、筐体２５の内部を加圧することができる。
【００５０】
流体制御装置１０は、流体制御装置１０がブラダーに流体を供給することを可能にし、かつブラダーからの流体の、望ましくない漏れを阻止することを可能にする、あらゆる方法でブラダー１１に接続され得る。例えば、ブラダー１１は、ブラダー１１内に配置される流体制御装置１０の、少なくとも一部分で構成され得、それにより、流体制御装置１０は、それを組み込んでいるブラダーまたは膨張可能な装置の使用を妨げることとなる。
【００５１】
次に、図１５を参照すると、膨張可能な装置６０は、一実施形態に従って例示される。例示される実施形態によると、膨張可能な装置６０は、流体制御装置１０と、第１のチャンバ１５を画定する流体不浸透性のブラダー１１とを含む。一実施形態によると、膨張可能な装置６０は、膨張可能なマットレスであるが、膨張可能な装置は、流体制御装置１０を採用するように構成される、さまざまな膨張可能な装置のうちのいずれかの形態をとることができる。例示される実施形態によると、膨張可能な装置６０はまた、出口弁６２も含む。流体制御装置１０が、膨張可能な装置６０の膨張および収縮の両方のために構成される場合において、出口弁６２は含まれなくてもよいことは明らかであろう。一実施形態によると、流体制御装置１０は、第１のチャンバの膨張および収縮の両方のために構成される。この実施形態によると、流体制御装置１０は、使用者が、快適制御のためにチャンバ１５から流体を放出することを可能にし、一方、出口弁６２は、膨張可能な装置６０の迅速な収縮を提供するために、「放出」弁として採用される。
【００５２】
例示される実施形態によると、第１のチャンバ１５は、流体不浸透性のブラダー１１内のすべての領域、および第１のチャンバ１５内に含まれるすべての領域が、互いに流体的に結合されるように構成され、それにより、第１のチャンバのすべての領域は同じ流体の入口（複数可）および流体の出口（複数可）を共同使用する。これらの実施形態によると、第１のチャンバにおける流体圧力の圧力調整は、第１のチャンバ１５のすべての領域に均等に作用する。チャンバ１５の任意の区画における圧力調整というのは、例えば、第１のチャンバ１５は、膨張可能な装置６０に含まれる、縫い目、邪魔板、または他の構造６６によって、互いに部分的に区切られた、１つまたは複数の領域６４を含み得る。しかし、そのような実施形態は、第１のチャンバ１５全体にわたって均等な圧力で作動し続け、これは、そのような構造は、第１のチャンバ１５全体に対する流体の結合および共通の制御を除外しないためである。
【００５３】
一実施形態では、ブラダーとの組み合わせの流体制御装置１０の、外部の形状、つまり、総体積および外形は、この組み合わせのブラダーの不在の、外部の形状と基本的に同じである。例えば、流体制御装置１０は、実質的に、標準サイズのマットレスのような形状および寸法を有するブラダー内に配置され、それにより、流体制御装置１０は、ブラダーの外形内に存在し、これは、膨張可能なマットレスが、標準サイズのベッドフレーム内に適合することを可能にする。流体制御装置１０は、ブラダーが膨張されるとき、流体制御装置１０が、流体制御装置１０とブラダーとの間の接続時を除いて、ブラダーと接触することのないような寸法にして、ブラダーに結合することができる。
【００５４】
流体制御装置１０の、少なくとも一部分が、ブラダー内に配置される場合、流体制御装置１０は、ブラダーに、ブラダーの使用を妨げることのない、またはブラダーからの流体の望ましくない漏れを可能にすることのない、あらゆる方法で接続され得る。例えば、ブラダーは、流体制御装置１０の一部分に、接着剤またはヒートシール等を用いて、接着または融着され得る。
【００５５】
流体制御装置１０は、流体制御装置１０の、ブラダーに対する接続を容易にするための、ある構造を含むことができる。例えば、流体制御装置１０は、ブラダーに接続するように適合される、フランジ４８等の部分を含むことができる。フランジ４８は、例えば、外部筐体２２から延在することができ、または外部筐体２２に接続される、別個の構成要素とすることもできる。フランジ４８は、流体制御装置１０の外部筐体２２の任意の場所に、かつ流体制御装置１０とブラダー１１とを、流体密封の様式で接続することを可能にする、あらゆる方法で接続され得る。いくつかの実施形態では、フランジ４８は、外部筐体２２上に形成することができ、これら２つの構成要素で単一の構造を形成する。他の実施形態では、フランジ４８は、別個の構成要素とすることができる。
【００５６】
フランジ４８は、流体制御装置１０をブラダーに、流体密封の様式で、耐久的に接続することを可能にする、あらゆる材用で構成することができる。例えば、フランジ４８は、流体制御装置の外部筐体２２よりも高い可撓性であるが、ブラダーよりは低い可撓性であり、これら２つの構造間の柔軟性の間隙を埋め、結果として、例えば、ヒートシーリングによって提供され得る耐久性のある密閉をもたらす材料で構成することができる。フランジ４８の構成に好適な材料の一例は、ＰＶＣである。フランジ４８の厚さもまた、その可撓性に影響し、薄いフランジは、厚いフランジに比べて、全体的に可撓性がより高い。したがって、フランジ４８の厚さは、所与の材料と共に、所望の可撓性を提供するように選択され得る。
【００５７】
フランジ４８は、外部筐体２２または流体制御装置１０の別の部分に、構成要素が容易に分離および再結合されることを可能にする方法で、接続され得る。いくつかの実施形態では、フランジ４８は、流体制御装置１０の一部分に、留め具、ねじ、または当技術分野で周知の他の方法の使用を通して結合するように構成することができる。追加の構造もまた、フランジ４８と流体制御装置１０との間の流体密封を促進するために含まれ得る。例えば、Ｏリング（図示せず）等の密封材が、フランジ４８と流体制御装置１０の残りの部分との間に取り付けられてもよい。これらの実施形態のうちのいずれにおいても、構成要素を容易に分離する能力は、修理または交換のための、流体制御装置１０の部分の除去を可能にし、したがって、１つの構成要素の故障の事象において、膨張可能な装置全体が処分されなければならないことを防ぐ。
【００５８】
流体制御装置１０は、ブラダー内に、さまざまな手段で配置し得ることが理解されるであろう。例えば、流体制御装置１０およびフランジ４８は、流体制御装置１０を、少なくとも部分的から、ほぼ完全にブラダーの壁内に配置するように構成され得る。流体制御装置１０の外部筐体２２に対するフランジ４８のサイズ、形状、および配置は、流体制御装置１０がどのくらいブラダー内に配置されるかを支配するように選択することができる。
別法として、ブラダーは、へこみ（図示せず）を含むことができ、流体制御装置１０は、このへこみに配置されて、流体制御装置１０の出口５０でへこみに取り付けられてもよく、それにより、ブラダーと流体制御装置１０とは、出口５０を介して流体連通の状態になる。流体制御装置１０の外部筐体２２は、追加として、へこみ内の別の場所で、へこみに取り付けることもできる。
【００５９】
さらに図３を参照すると、出口５０は、流体を流体制御装置１０からブラダー内へ導入するために設けられる。入り口５６は、空気が外部環境（すなわち周囲）から流体制御装置１０に流入するのを容易にする、あらゆる方法で構成され得る。この様式では、流体は、外部環境から入り口５６を通って流体制御装置１０内および筐体の内部２５へ入り、出口５０を通って、ブラダー内へ入る。いくつかの実施形態では、入り口５６は、異物が流体制御装置１０内に挿入されて羽根車１４に接触するのを防ぐための機構を含むことができる。例えば、図１に見られる例示された実施形態では、入り口５６は、小石、寝具、または人の指等の異物が流体制御装置１０に入って、流体制御装置１０および／またはそれを操作している人に対して損傷を与えることを防ぎながら、流体の流れを許容するための複数の小さい開口部を有するように構成された格子５８によって覆われる。
【００６０】
次に図４〜図１１を参照すると、一実施形態では、流体制御装置１０は、低コストの自己封止弁３０を含む。自己封止弁３０は、出口５０を覆い、かつブラダー内への流体の流れおよびブラダーからの流体の流れを調節する。自己封止弁３０は、可撓性のダイアフラム３２、フレーム４０、ダイアフラム支持物３４、および弁座３６を含む。可撓性のダイアフラム３２は、所与の用途に対して十分な密閉を可能にするあらゆる材料で構成され得る。例示される実施形態では、可撓性のダイアフラム３２は、全体的に、円形であり、変形可能であり、かつ可撓性であることが好ましく、例えば、シリコンで作製することができる。ダイアフラム支持物３４は、自己封止弁３０の閉位置から開位置への非軸方向の移動を提供するために、可撓性のダイアフラム３２の一部分を、自己封止弁３０の弁座３６に対して定位置に維持する。流体制御装置１０はさらに、弁腕７２を備える弁アクチュエータ７０を含み、弁腕７２は、そこで弁腕７２が、自己封止弁３０が開くように促す第１の位置と、そこで弁腕７２が、自己封止弁３０が閉じることを可能にする第２の位置とを有する。
【００６１】
本発明の流体制御装置１０および自己封止弁３０の、好ましい作動圧力範囲は、１平方インチ当たりおよそ０から１０．０ポンド（ｐｓｉ）の間であることを理解されたい。さらに、本発明によると、約０〜１．０ｐｓｉの範囲は、低圧の範囲として定義され、およそ１．０〜２．０ｐｓｉは、中圧の範囲として定義され、およそ２．０〜１０．０ｐｓｉの範囲は、比較的高圧の範囲として定義される。好ましい作動範囲は、最大１０．０ｐｓｉであると定義されたが、自己封止弁３０および弁アクチュエータ７０がそれらの使用目的、すなわち弁アクチュエータ７０によって中断され得る自己封止を提供することに対して、それでもなお機能する、１０．０ｐｓｉを超える任意の圧力は、本発明の範囲に含まれるものとすることを理解されたい。
【００６２】
図４〜図１１を参照すると、自己封止３０のフレーム４０は、円形の形状を有し、成形プラスチック等の、あらゆる好適な材料で構成され得る。好ましくは、自己封止弁３０はＰＶＣまたはポリウレタンで構成されるが、高圧の用途では、より硬く、かつより強い材料を使用することができる。フレーム４０は、例えば、空気をブラダーの内部に供給するために、および／またはブラダーの内部から空気を放出するために、流体がそこを通って移送され得る開口部３８等の、流路を画定する。開口部３８はまた、排気口またはオリフィスとも称される。その最大幅で、開口部３８は、好ましくは、例えば２分未満等のような、比較的短い時間内におけるブラダーの膨張および収縮を提供するために、約１インチ以上である直径を有する。一実施形態では、開口部３８は、実質的に円形であり、１．２５インチの直径を有する。弁座３６は、フレーム４０の底面に形成される。弁座３６は、開口部３８を囲むように形成された領域であり、かつ自己封止弁３０が閉位置にあるときに、可撓性のダイアフラム３２の外表面と結合するように構成される。自己封止弁３０が閉位置にあるとき、可撓性のダイアフラム３２は、流体密封の密閉を形成するために、弁座３６に係合する。
【００６３】
いくつかの実施形態では、異なる自己封止弁３０が、それぞれ、標準サイズおよび取付け構造のフレーム４０を有するのに対し、各フレーム４０の開口部３８は、用途に依存する特定の範囲内の直径を有することができる。例えば、フレーム４０のそれぞれを、出口５０の近くで流体制御装置１０における開口部を広げるために取り付けることができるように、それぞれのフレーム４０は、同じ長さ、幅、取付け穴間隔、および取付け穴の構成を有することができる。しかし、異なるサイズの可撓性のダイアフラム３２を受容するために、各フレーム４０は、異なるサイズの開口部３８および弁座３６を有することもできる。これにより、さまざまなサイズの自己封止弁３０を、容易に流体制御装置１０内に交換可能に取り付けることができるようになり、異なるサイズの弁を必要とする異なる使用に、流体制御装置１０が適合されるのを可能にする。
【００６４】
いくつかの実施形態によると、フレーム４０は、ダイアフラム支持物３４を含み、ダイアフラム支持物３４は、非軸方向の様式で可撓性のダイアフラム３２が開くおよび閉じるのを可能にする様式で可撓性のダイアフラム３２の保持を支持し、それにより、可撓性のダイアフラム３２が閉じたときの自己封止弁３２の開口部３８を密閉する。非軸方向とは、可撓性のダイアフラム３２の一部分は弁座３６から離れるように移動するが、可撓性のダイアフラム３２の一部分は弁座３６に近接して残るようにダイアフラム３２が開く、または言い換えれば、可撓性のダイアフラム３２の一部分が弁座３６から離れるように移動する一方で、可撓性のダイアフラム３２の一部分は、弁座３６に近接して残るように、蝶番の様式でダイアフラム３２が開くことを意味する。通常、ダイアフラム支持物３４は、比較的剛性の熱可塑性プラスチックから構成される。この構成は、自己封止弁３０のバネのような付勢を与えるために、可撓性のダイアフラム３２の弾性特性を利用し、これは、可撓性のダイアフラム３２に付勢をかけて開かせる任意の力の不在において、閉位置へ可撓性のダイアフラム３２に付勢をかけるように作用する。他の実施形態によると、自己封止弁は、ダイアフラム３２が弁座のすべての部分に対して、例えば、３６０度、弁座３６から、離れるように移動するような様式で動作するように構成される。一実施形態では、弁の蝶番式の動きを通して、直前のアプローチが達成され、その一方別の実施形態では、それが弁の軸方向の動作を通して達成される。
【００６５】
一実施形態によると、外部筐体２２の壁２３は、開口部３８等の、１つまたは複数の開口部を画定することができる。本明細書において説明されるように、開口部３８または複数の開口部は、筐体２５の内部とチャンバ１５の内部との間の流路を提供することができる。さらに、それぞれの開口部は、流路の断面積を定義することができる。例えば、外部筐体２２の壁２３によって画定される円形の開口部では、流路の断面積は次のように決定される。
【数１】
0005643289.tif 000002
ただし、Ｄは筐体の壁２３における開口部の直径と等しい。
【００６６】
いくつかの実施形態によると、フレーム４０は、例えば、壁２３の不可欠な構成要素であり、外部筐体２２の不可欠な部分である。一実施形態では、フレーム４０は、外部筐体２２内に成形される。他の実施形態では、フレーム４０は、外部筐体２２に取り付けられる、別個の構成要素である。さらなる他の実施形態によると、フレーム４０は採用されない。前述の実施形態のうちのいずれかにおいて、弁座３６は、外部筐体２２の一部として、例えば、壁２３の内面上または外面上に、形成することができる。いくつかの実施形態では、弁座３６は、開口部３８を形成する壁（またはフレーム）の領域４１を取り囲むこともできる。さらに、断面積を決定するための上述のアプローチは、開口部３８が、壁２３、または流体制御装置の別の部分、例えば、フレーム４０によって提供される場合に採用することができる。
【００６７】
弁アクチュエータ７０は、可撓性のダイアフラム３２に開位置へと付勢をかけるための、あらゆる機構とすることができる。例示される実施形態では、弁アクチュエータ７０の弁腕７２は、弁腕７２が、自己封止弁３０が開くように促す第１の位置と、弁腕７２が、自己封止弁３０が閉じることを許容する、第２の位置とを有する。いくつかの実施形態では、弁アクチュエータ７０は、電気機械装置、例えば、当技術分野で周知のソレノイドまたは電気モータとすることができる。これらの実施形態では、弁アクチュエータ７０は、モータ１２が、ユーザによって操作される遠隔操作に連動または応答するときに、自動的に作動され得る。他の実施形態では、弁アクチュエータ７０は、弁腕７２を作動させて、自己封止弁３０に開位置へと付勢をかけるように操作することのできる、手動の機構とすることができる。
【００６８】
いくつかの実施形態では、例えば図１１において見られるように、弁腕７２は、可撓性のダイアフラム３２に接触して直接付勢をかける。他の実施形態では、例えば図４〜図１０において見られるように、ダイアフラム支持物３４はさらに、可撓性のダイアフラム３２に結合されたタブ４２等の構造を含み、このタブ４２は、可撓性のダイアフラム３２の付勢の方向における、ダイアフラム支持物３４の固定部分に関連して移動するように構成される。これらの実施形態では、タブ４２は、弁腕７２に係合し、それにより、可撓性のダイアフラム３２が非直接的に付勢をかけられるのを可能にする。図４〜図１０において見られるような、いくつかの実施形態では、ダイアフラム支持物３４はさらに、可撓性のダイアフラム３２への、さらなる係合および支持を提供するための、保持部材４４を含むことができる。一実施形態では、保持部材４４はさらに、保持部材４４から可撓性のダイアフラム３２の上部表面にわたって放射状に延在する、１つまたは複数のスポーク４６を組み込むことができる。スポーク４６は、さらなるこの作用を提供して、開位置へと可撓性のダイアフラムが付勢をかけられるときに、加えられた力を分配することができる。図１１において見られるような、さらなる他の実施形態では、保持部材４４は含まれない。
【００６９】
いくつかの実施形態では、自己封止弁３０は、モータ１２および羽根車１４によって提供される流体圧力下で、自動的に開位置へと付勢をかけられて、流体がブラダー内に入ることを可能にする。流体圧力の不在において、可撓性のダイアフラム３２の弾力性は、上記に説明された様式と同じ様式でそれを閉位置へと戻させる。
【００７０】
流体制御装置１０のいくつかの実施形態によると、弁アクチュエータ７０は、制御された収縮を通して増加される快適さのための、ブラダーの膨張の度合いを調節するために、または膨張可能な装置の中身を空にするために、付勢をかけて自己封止弁３０を開くために使用される。一実施形態では、流体制御装置１０はさらに、ブラダーから流体を排出するための、別個の排気口を備えることができる。
【００７１】
いくつかの実施形態によると、自己封止弁３０はさらに、開位置においてダイアフラム３２を保持するように構成された、固定タブ（図示せず）を備えることができる。固定タブはさらに、固定タブが接触されると、ダイアフラム３２を開位置から解放するように構成することができる。例えば、ダイアフラム３２は閉位置に戻ることができる。一実施形態では、固定タブは、本明細書において説明される他の構成要素と別個のものとすることができる。他の実施形態では、固定タブは、ダイアフラム支持物３４または保持部材４４内に組み込むことができる。
【００７２】
上述のように、流体不浸透性のブラダーは、単一のチャンバを含むことができる。他の実施形態では、ブラダーは、複数の流体的に切り離された単一のチャンバを含むことができる。さらなる実施形態では、複数のチャンバを提供するために、複数のブラダーを使用することができる。これらの実施形態のうちのいずれかにおいて、複数の出口５０および複数の自己封止弁３０が流体制御装置１０内に含まれ得る。例えば、図１５に例示される流体制御装置１０は、例示される単一チャンバの実施形態で使用される場合、複数の弁を含むことができる。これらの実施形態による流体制御装置１０の例は、図１２および図１４において見ることができる。いくつかの実施形態では、図１２および図１３に関連する流体制御装置は、１つまたは複数のブラダーから形成された数個のチャンバを同時に膨張させるために採用することができる。したがって、単一のチャンバが膨張可能な装置内に組み込まれる、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の自己封止弁３０が設けられて、そこで流体連通するように構成された、単一のブラダーを膨張させる、かつ／または単一のブラダーから空気を放出する。
【００７３】
流体制御装置１０は、単一のチャンバまたは複数のチャンバを、１つの膨張可能なマットレスにつき、１分未満から２分まで等の、比較的短い時間で膨張させることが可能であることが好ましい。いくつかの実施形態によると、流体制御装置１０は、流体の移送およびそれに対応する、チャンバ１５の加圧の速度を増加させるために（例えば、チャンバの充填速度を増加させるために）、チャンバ１５の膨張の間採用される複数の弁を含む。一実施形態によると、流体制御装置１０は、特定のサイズを有するブラダーのための、所望のポンプ作用時間を達成するために、異なるサイズを有するモータの範囲のうちの１つを受容するように構成される。流体制御装置１０はさらに、異なるサイズのモータおよび／または異なるサイズの羽根車を受容するために、取付けブラケットおよび他の補助器具を含むことができる。この様式では、異なるモータおよび羽根車は、さまざまな用途のために、流体制御装置１０内に、交換可能に取り付けることができる。
【００７４】
例えば、図１４において見られるように、いくつかの実施形態では、モータ１２および羽根車１４は、ポンプ１３を作動するために、可能なかぎり小さい電力量を必要とするように、比較的小さいサイズとなるように構成することができる。例えば、低消費電力は、流体制御装置１０が電池によって作動する場合、電池の寿命を延ばすことができるため、特に望ましい。流体制御装置１０はまた、作動時に静かであるように構成することもできる。ポンピング能力、サイズ、消費電力、騒音の発生および費用のバランスは、当業者には認識されるように、特定の用途ごとに選択することができる。
【００７５】
流体制御装置１０は、従来型の電源スイッチ等の、あらゆる従来型の制御機構によって作動され得る。流体制御装置１０はまた、例えば、無線または有線のリモートコントローラ（図示せず）とすることのできる、流体制御装置１０を制御するための遠隔操作構造を含むこともできる。遠隔操作装置は、流体制御装置１０とは別個の、または流体制御装置１０から分離可能なものとすることができる。一実施形態では、遠隔制御装置は、携帯型の装置である。
【００７６】
遠隔制御装置は、流体制御装置の運転を制御するための機構を含むことができる。例えば、遠隔制御装置は、操作されると、流体制御装置１０にエネルギーを提供させる、または提供させないようにする、従来型の電源スイッチを含むことができる。スイッチは、使用時に電力を供給するために、選択的に接続する２つの導体のための、多くのよく知られた機構のうちのいずれかとすることができる。遠隔制御装置はまた、ブラダーの収縮を導く機構を含むこともできる。例えば、遠隔制御装置は、自己封止弁３０を開いてブラダーの選択的な収縮を可能にするために、弁アクチュエータ７０に作用することのできる第２のスイッチを含むことができる。
【００７７】
次に図１６を参照すると、さらなる実施形態に従って、流体制御装置１０が例示される。さらに、図１７、図１８、および図１９のそれぞれは、制御装置のさまざまな特徴および実施形態をさらに説明するために、流体制御装置１０を例示する。いくつかの実施形態では、流体制御装置１０は、例えば図１５において例示されるような膨張可能な装置６０等の、単一のチャンバを含む膨張可能な装置と共に採用される。さらに、図１５の膨張可能な装置はマットレスを示すが、流体制御装置１０は、多種多様の膨張可能な装置と共に採用され得る。概して、流体制御装置１０は、膨張の間、複数の弁３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃが作動するのを可能にすることによって使用される、膨張可能な装置のより迅速な膨張を提供するために作動する。さらに、いくつかの実施形態では、図１６〜図１９において例示される流体制御装置１０は、膨張の間、筐体２５の内部からチャンバ１５内までの第１の流路を提供し、かつ収縮の間、チャンバ１５内から筐体の内部までの第２の流路を提供するように作動する。
【００７８】
一実施形態によると、第１の流路の断面積は、第２の流路の断面積と異なる。これらの実施形態のうちのいくつかでは、収縮の間の流体の送達の割合に対して、より大きい割合の流体の送達を膨張の間に提供するために、第１の流路の断面積は、第２の流路の断面積よりも大きい。いくつかの実施形態では、第１の流路の断面積の大きさは、第２の流路の断面積より実質的に大きい。そのようなアプローチは、チャンバ１５の充填速度を増加させることによって、実質的に短い膨張の周期を提供することができる。このアプローチは、例えば、今日の大型の膨張可能なマットレスで使用するような、チャンバが比較的大きい容積を有する場合において、特に有利である。いくつかの実施形態では、膨張の間採用される増大された開口部は、膨張時間を３分の１に減少させることができる（例えば、３分から１分へ）。
【００７９】
図１６の流体制御装置１０は、上記に例示され、かつ本明細書において説明される通りの一般構成を有する。例えば、流体制御装置１０は、壁２３および複数の弁３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃを含む外部筐体２２を含む。図１６は、合計Ｎ個の弁と、Ｎ個の弁のうちの、対応する１つとそれぞれ付随する合計Ｎ個の開口部を含み、ここでＮは１より大きい、流体制御装置１０を示す。次に図１７を参照すると、開口部３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃを示すために、自己封止弁のダイアフラムを除去した流体制御装置が示される。さらに、開口部３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃのそれぞれは、例えば、図１７の開口部３８Ｃにおける、示される直径Ｄを有し、これは複数の開口部のうちの直径と同じであってもよく、または異なっていてもよい。いくつかの実施形態によると、開口部３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃのそれぞれは、流体制御装置１０の内部から、不浸透性のブラダーによって画定されるチャンバ１５の内部までの流路を提供する。流体制御装置１０が、合計Ｎ個の開口部、例えば３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃを含む場合、対応する弁のすべての作動は、筐体によって画定される流路の断面積を実質的に増大させるために、流体を３つの開口部のすべてを通して移動させることを可能にする。したがって、膨張の間の複数の弁３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃの作動は、より大きい流路をもたらすため、そのようなアプローチは、流体制御装置１０が、使用のために膨張可能な装置６０を加圧する流体を用いて、チャンバ１５によって画定される容積をより迅速に充填することを可能にする。
【００８０】
一実施形態によると、複数の自己封止弁３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃのうちの、少なくとも２つは、チャンバ１５に流体を追加するために流体制御装置１０が採用されるときに開く。別の実施形態によると、流体制御装置１０が複数の弁（Ｎ個の弁の数量、ただしＮは１より大きい）を含む場合、流体制御装置１０を使用して、流体制御装置１０に含まれるＮ個の弁のすべてが収縮の間採用され、かつＮ−１以下の弁が収縮の間採用される。上記のアプローチは、収縮の間の、流体制御装置の内部からチャンバまでの流路の総断面積に対する、膨張の間の、流体制御装置の内部からチャンバまでの流路の総断面積の比率を提供するために採用することができ、そこでは、比率は実質的に１より大きい。図１６〜図１９に示される流体制御装置を参照すると、同一の直径Ｄを有する開口部３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃは、総断面積３Ｄを提供するために、膨張の間一斉に採用することができ、その一方で総断面積Ｄを提供するために、収縮の間単一の弁を採用することができ、結果として比率３：１がもたらされる。他の構成を採用することもでき、例えば、例示される流体制御装置は、比率２：１を提供するために、膨張の間２つの弁を採用し、かつ収縮の間単一の弁を採用することができる。さらなる実施形態では、流体制御装置は、比率３：２を提供するために、膨張の間３つの弁を採用し、かつ収縮の間２つの弁を採用することができる。
【００８１】
開口部３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃは、同じ直径を有する必要はなく、互いに異なる寸法を有する開口部を含む流体制御装置を採用することができる。さらに、流体制御装置１０は、任意の数の弁および対応する開口部を採用することができ、ここで、それらの弁と対応する開口部とのそれぞれの合計Ｎは、少なくとも２つである。特定の用途のための弁の最大数量は、例えば、外部筐体２２によって提供される利用可能な領域、および一般に入手可能な弁の直径に基づいて決定することができる。同じまたは類似した寸法の開口部を使用することの利点は、それぞれの開口部との組み合わせで、単一の型／サイズのダイアフラムを採用し得ることである。
【００８２】
次に図１８を参照すると、流体制御装置１０に含まれるポンプ１３が、関連する弁座３６からそれぞれ、ダイアフラムを持ち上げるために、外部筐体２２の内部に流体を提供するように作動されたときに、ダイアフラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは開位置へと移動した、一実施形態における流体制御装置が示される。したがって、この実施形態によると、より大きい体積の流体が、例えば、周囲から開口部３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃを通って、チャンバ１５の内部へ移動するのを可能にするために、膨張の間複数の弁を採用することができる。図１８は、膨張の間３つの自己封止弁が採用される一実施形態を示すが、他の実施形態は、膨張の間１より多い任意の数を採用してもよい。つまり、例えば、２つ以上の弁を装備した流体制御装置１０は、膨張の間この弁のうちの少なくとも２つを採用し、いくつかの実施形態では、ポンプ１３からチャンバの内部１５までの流路の断面積を最大にするために、流体制御装置に含まれる合計Ｎ個の弁すべてを採用することもできる。
【００８３】
図１９に示される実施形態によると、収縮は、流体制御装置１０に含まれる単一の弁の作動を介して達成することができる。上記に説明されるように、収縮のための、弁（または複数の弁）の作動は、電気機械手段、単なる機械的手段、またはそれぞれの種類を含む弁アクチュエータを介して達成され得る。例えば、モータまたはソレノイドは、流体制御装置１０を介してチャンバ内から周囲に流体を放出することによって快適制御を可能にするために、例えば、弁３０Ａ等の、弁を開くために使用することができる。さらなる実施形態によると、流体制御装置１０は、電力収縮運転を提供することができ、電力収縮運転では、流体制御装置を介して、チャンバ内から周囲へと流体を除去するために、逆転で作動される。この実施形態によると、弁３０Ａは、電気機械的に作動される。流体制御装置に加えて、膨張可能な装置は、例えば、図１５に示される出口弁６２等の出口弁を含み、この出口弁によって、使用者は、使用の終わりに手動で、しかし迅速に膨張可能な装置を収縮することができる。さらに、弁３０Ａは、流体制御装置１０が、流体制御装置の露出した（すなわち使用者がアクセス可能な）部分から、自己封止弁まで、調整機構（機械的リンク機構等）を含む場合、単に手動で作動される弁とすることができる。さらなる実施形態によると、調整は、ソレノイド等の、電気機械オペレータを用いて達成することができる。
【００８４】
本明細書において説明される流体制御装置１０の実施形態は、単一のチャンバまたは複数のチャンバを含む膨張可能な装置と共に採用することができる。例は、階層化装置を含み、そこでは、すべての領域が流体的に結合され、それにより、個別の層のための独立した圧力調整が利用できない（すなわち、複数の層が単一のチャンバを形成する）。他の例は、例えば、互いに対するチャンバの独立した快適制御のために、並んだチャンバを含む、クイーンサイズの膨張可能なマットレス等の、複数チャンバの装置を含む。いくつかの複数チャンバの実施形態によると、流体制御装置は、複数の弁を含み、ここで、各チャンバの膨張のために、それぞれ少なくとも２つの弁が採用される。例えば、流体制御装置１０は、合計６つの弁を含むことができ、ここで第１の複数の３つの弁は、第１のチャンバに流体的に結合され、第２の複数の３つの異なる弁は、膨張可能な装置内に含まれる第２のチャンバに結合される。この例によると、第１の複数の弁のすべては、第１のチャンバの膨張の間採用され、第１の複数の弁のうちの少なくとも１つは、第１のチャンバの収縮の間採用される。さらに、第２の複数の弁のすべては、第２のチャンバの膨張の間採用され、第２の複数の弁のうちの少なくとも１つは、第２のチャンバの収縮の間採用される。
【００８５】
上記は、流路を、流体制御装置の内部２５と、チャンバ１５との間の開口部３８として定義し、さらに、流路の面積（すなわち、寸法）を、開口部の面積として説明する（例えば、流路の面積は、外部筐体２２の壁２３における開口部３８の領域として定義することができる）。あるいは、本明細書において説明される実施形態のための流路の面積は、自己封止弁が開いたときの、ダイアフラムが離れた開口部の面積として定義することができる。
【００８６】
したがって、他の実施形態は、膨張の間の流体制御装置の内部からチャンバまでの流路の総断面積に対する、収縮の間の流体制御装置の内部からチャンバまでの流路の総断面積の比率を提供するように作動する単一の弁を有する流体制御装置を含むことができ、ここで、この比率は、実質的に１より大きい。そのような実施形態は、例えば、可撓性のダイアフラムが、収縮の間部分的に開かれ、かつ膨張の間より完全に開く場合に達成し得る。さらに、そのような実施形態では、流路は、ダイアフラムと開口部との組み合わせによって提供される。つまり、流路の面積は、弁がそれぞれ膨張および収縮のために開くときに露出される開口部（例えば、開口部３８）の断面積によって提供される。
【００８７】
さらに、本明細書において例示される実施形態は、共に採用される膨張可能な装置の外形内に少なくとも部分的に埋めこまれた流体制御装置を描写するが、流体制御装置１０は、埋めこまれる必要はなく、他の構成において採用され得、他の構成では、例えば、流体制御装置１０は、共に使用される膨張可能な装置のブラダーの外形の外側に配置される、または、流体制御装置１０の大部分がブラダーの外形の外側に配置される。
【００８８】
さらに、いくつかの実施形態は、流体制御装置１０を使用して、膨張よりも収縮の間に流体の送達の大きい割合を提供することができる。一実施形態によると、流体制御装置は、膨張の間の流体制御装置の内部からチャンバまでの流路の総断面積に対する、収縮の間の流体制御装置の内部からチャンバまでの流路の総断面積の比率を提供することができ、ここで、この比率は実質的に１より大きい。そのような実施形態は、特定の用途に適する場合、有利に採用することができる。
【００８９】
本出願の膨張可能な装置の特定の実施形態を上記のように説明したが、さまざまな変化、修正、および改良が当業者には明らかとなるであろう。そのような変化、変形、および改良は、本出願の精神および範囲に含まれることが意図される。したがって、上述の説明は、例としての目的であり、限定されるものではない。本出願は、下記に明示される特許請求の範囲およびそれに対する等価物のみによって限定される。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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