(57)【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、前記第１通気孔に連通する第１領域と前記第２通気孔に連通する第２領域と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１通気孔および前記第２通気孔と前記第３通気孔との連通を遮断し、
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１通気孔と前記第３通気孔とを連通させるよう、前記弁筐体に固定された、バルブ。
【請求項２】
前記ダイヤフラムは、前記第１領域と前記第２領域との圧力差により、前記弁筐体の一部に対して接触または離間し、前記第１通気孔と前記第３通気孔との連通状態を切り替える、請求項１に記載のバルブ。
【請求項３】
前記弁筐体の前記一部には、前記第２領域において前記ダイヤフラム側へ突出した第１弁座が設けられ、
前記ダイヤフラムには、第１孔部が設けられ、
前記ダイヤフラムは、前記ダイヤフラムにおける前記第１孔部の周囲が前記第１弁座に接触するよう、前記弁筐体に固定されている、請求項２に記載のバルブ。
【請求項４】
前記弁筐体の前記一部には、前記第２領域において前記ダイヤフラム側へ突出した第２弁座が設けられ、
前記第２弁座には、前記第３通気孔が設けられ、
前記ダイヤフラムは、前記第２弁座に接触するよう、前記弁筐体に固定されている、請求項２又は請求項３に記載のバルブ。
【請求項５】
前記弁筐体には、前記第１領域において前記ダイヤフラム側へ突出した第３弁座が設けられ、
前記ダイヤフラムには、第２孔部が設けられ、
前記ダイヤフラムは、前記ダイヤフラムにおける前記第２孔部の周囲が前記第３弁座に接触するよう、前記弁筐体に固定されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のバルブ。
【請求項６】
前記弁筐体には、前記第１領域に連通する第４通気孔が形成されている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のバルブ。
【請求項７】
気体の吸引孔と前記気体の吐出孔とを有するポンプと、
流体を吸入する吸入口および接続部を有する吸入器と、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のバルブと、を備え、
前記第１通気孔は、前記吸入器の前記接続部に接続され、
前記第２通気孔は、前記ポンプの前記吸引孔に接続されている、流体制御装置。
【請求項８】
前記吸入器は、
前記吸入口に接続し、前記吸入口から吸入された液体を貯蔵する第１容器と、
前記第１容器に接続し、前記気体を通過させて前記液体の通過を阻止する第２容器と、
前記第２容器および前記ポンプの前記吸引孔に接続し、前記ポンプが吸引する前記気体の吸引圧力を調整する第３容器と、
を有する、請求項７に記載の流体制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、気体の流れを切り替えるバルブ、及び当該バルブを備える流体制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、気体の流れをバルブによって制御する流体制御装置が各種考案されている。例えば特許文献１には、ポンプとバルブとを備える流体制御装置が開示されている。【０００３】
ポンプは、空気の吸引孔と空気の吐出孔とを有している。【０００４】
バルブは、ダイヤフラムと第１弁筐体と第２弁筐体とを備え、それらが順に積層された構造を有している。さらに、バルブには、通気孔と排気口とカフ接続口とが設けられている。通気孔には、ポンプの吐出孔が接続されている。排気口は大気開放されている。カフの腕帯ゴム管がバルブのカフ接続口に接続されることにより、流体制御装置がカフに接続されている。【０００５】
以上の構成において、特許文献１の流体制御装置は、ポンプを駆動し、空気をポンプの吐出孔からバルブ内へ吐出する。バルブ内へ吐出された空気は、カフ接続口からカフ内へ流入する。【０００６】
これにより、特許文献１の流体制御装置は、カフ（容器）内に圧縮空気を充填している。そして、特許文献１の流体制御装置は、ポンプの駆動を停止し、カフ（容器）内の圧縮空気を排気口から排気している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１４１１１３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】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の流体制御装置は、容器内から気体を吸入して、容器内の圧力を負圧にする装置ではない。そのため、特許文献１の流体制御装置は、容器内から気体を吸入して、容器内の圧力を負圧にする用途には適さなかった。【０００９】
本発明の目的は、容器内から気体を吸入して容器内の圧力を負圧にした後、容器内に気体を流入させて容器内の圧力を戻すことができるバルブ、及び当該バルブを備える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】
【００１０】
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。【００１１】
（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、
弁筐体内を分割して弁筐体内に第１領域及び第２領域を構成するダイヤフラムと、を有し、
ダイヤフラムは、
弁筐体内において第１通気孔に連通する第１領域の圧力が、弁筐体内において第２通気孔に連通する第２領域の圧力よりも高い場合、第１通気孔と第２通気孔とを連通させるとともに、第１通気孔および第２通気孔と第３通気孔との連通を遮断し、
第１領域の圧力が第２領域の圧力よりも低い場合、第１通気孔と第３通気孔とを連通させるよう、弁筐体に固定されている。【００１２】
この構成では、例えば、吸入口を有する吸入器を第１通気孔に接続し、ポンプの吸引孔を第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駆動すると、第２領域の空気が第２通気孔及び吸引孔を介してポンプ内に吸引される。そして、ポンプ内の空気が吐出孔から吐出される。これにより、バルブでは、第１領域の圧力が第２領域の圧力より高くなる。【００１３】
この構成のバルブでは、第１領域の圧力が第２領域の圧力より高い場合、第１通気孔と第２通気孔とを連通させるとともに、第１通気孔および第２通気孔と第３通気孔との連通を遮断する。【００１４】
この結果、吸入器の容器内の気体が第１通気孔を介してバルブの第１領域へ排出され、第２通気孔及び吸引孔を介してポンプ内に吸引される。これにより、容器内の圧力（気体の圧力）が大気圧から低下し、負圧になる。そのため、吸入器は、容器外部の液体（例えば母乳、血液、胸水、痰など）を吸入口から容器内へ吸入することができる。【００１５】
次に、ポンプが駆動を停止したとき、第２領域が大気圧より低くなっているため、ポンプの吐出孔から微量の気体がポンプ内へ流入し、吸引孔及び第２通気孔を介して第２領域に流入する。これにより、バルブでは、第１領域の圧力が第２領域の圧力より低下する。【００１６】
この構成のバルブでは、第１領域の圧力が第２領域の圧力より低い場合、第１通気孔と第３通気孔とが連通する。そして、気体が第３通気孔から流入して第１通気孔から流出し、容器内へ流入する。これにより、容器内の圧力（気体の圧力）が上昇し、大気圧になる。そのため、吸入器は、吸入口を、ヒトや動物の乳房から容易に取り外すことができる。【００１７】
したがって、この構成によれば、容器内から気体を吸入して容器内の圧力を負圧にした後、容器内に気体を流入させて容器内の圧力を戻すことができる。【００１８】
（２）ダイヤフラムは、第１領域と第２領域との圧力差により、弁筐体の一部に対して接触または離間し、第１通気孔と第３通気孔との連通状態を切り替えることが好ましい。【００１９】
この構成において、ダイヤフラムは、第１領域の圧力が第２領域の圧力よりも高い場合、弁筐体の一部に対して接触し、第１通気孔および第２通気孔と第３通気孔との連通を遮断する。【００２０】
一方、ダイヤフラムは、第１領域の圧力が第２領域の圧力よりも低い場合、弁筐体の一部に対して離間し、第１通気孔と第３通気孔とを連通させる。【００２１】
（３）弁筐体の一部には、第２領域においてダイヤフラム側へ突出した第１弁座が設けられ、
ダイヤフラムには、第１孔部が設けられ、
ダイヤフラムは、ダイヤフラムにおける第１孔部の周囲が第１弁座に接触するよう、弁筐体に固定されていることが好ましい。【００２２】
この構成において、ダイヤフラムは、第１領域の圧力が第２領域の圧力よりも高い場合、第１弁座に対して接触し、第１通気孔および第２通気孔と第３通気孔との連通を遮断する。【００２３】
一方、ダイヤフラムは、第１領域の圧力が第２領域の圧力よりも低い場合、第１弁座に対して離間し、第１通気孔と第２領域とを連通させる。【００２４】
（４）弁筐体の一部には、第２領域においてダイヤフラム側へ突出した第２弁座が設けられ、
第２弁座には、第３通気孔が設けられ、
ダイヤフラムは、第２弁座に接触するよう、弁筐体に固定されていることが好ましい。【００２５】
この構成において、ダイヤフラムは、第１領域の圧力が第２領域の圧力よりも高い場合、第２弁座に対して接触し、第１通気孔および第２通気孔と第３通気孔との連通を遮断する。【００２６】
一方、ダイヤフラムは、第１領域の圧力が第２領域の圧力よりも低い場合、第２弁座に対して離間し、第３通気孔と第２領域とを連通させる。【００２７】
（５）弁筐体には、第１領域においてダイヤフラム側へ突出した第３弁座が設けられ、
ダイヤフラムには、第２孔部が設けられ、
ダイヤフラムは、ダイヤフラムにおける第２孔部の周囲が第３弁座に接触するよう、弁筐体に固定されていることが好ましい。【００２８】
この構成において、ダイヤフラムは、第１領域の圧力が第２領域の圧力よりも高い場合、第３弁座に対して離間し、第１通気孔と第２通気孔とを連通させる。【００２９】
一方、ダイヤフラムは、第１領域の圧力が第２領域の圧力よりも低い場合、第３弁座に対して接触する。【００３０】
（６）弁筐体には、第１領域に連通する第４通気孔が形成されている。【００３１】
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。【００３２】
（７）気体の吸引孔と気体の吐出孔とを有するポンプと、
流体を吸入する吸入口および接続部を有する吸入器と、
上記（１）〜（６）のいずれかに記載のバルブと、を備え、
第１通気孔は、吸入器の接続部に接続され、
第２通気孔は、ポンプの吸引孔に接続されている。【００３３】
この構成により、上記（１）〜（６）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。【００３４】
（８）吸入器は、
吸入口に接続し、吸入口から吸入された液体を貯蔵する第１容器と、
第１容器に接続し、気体を通過させて液体の通過を阻止する第２容器と、
第２容器およびポンプの吸引孔に接続し、ポンプが吸引する気体の吸引圧力を調整する第３容器と、を有することが好ましい。【００３５】
この構成では、流体制御装置はドレナージとして用いられる。吸入口から吸入された血液や胸水等は、第１容器に貯蔵される。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、容器内から気体を吸入して容器内の圧力を負圧にした後、容器内に気体を流入させて容器内の圧力を戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る流体制御装置１００の要部の断面図である。
【図２】図１に示す圧電ポンプ１０の外観斜視図である。
【図３】図２に示す圧電ポンプ１０の分解斜視図である。
【図４】図２に示す圧電ポンプ１０のＳ−Ｓ線の断面図である。
【図５】図１に示すバルブ１０１の分解斜視図である。
【図６】図１に示すバルブ１０１の分解斜視図である。
【図７】図７は、図２に示す圧電ポンプ１０を１次モードで動作させた時における圧電ポンプ１０のＳ−Ｓ線の断面図である。図７（Ａ）はポンプ室の容積が増大したときの図、図７（Ｂ）はポンプ室の容積が減少したときの図である。
【図８】圧電ポンプ１０が駆動している間における流体制御装置１００の空気の流れを示す説明図である。
【図９】圧電ポンプ１０が駆動を停止した直後における、流体制御装置１００の空気の流れを示す説明図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る流体制御装置２００の外観図である。
【図１１】図１０に示すバルブ２０１の断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る流体制御装置３００の断面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る流体制御装置４００の断面図である。
【図１４】圧電ポンプ１０が駆動を開始してから容器９０内の圧力が最大吸引圧力に達するまでの間における流体制御装置４００の空気の流れを示す説明図である。
【図１５】容器９０内の圧力が最大吸引圧力に達してから圧電ポンプ１０が駆動を停止する前までの流体制御装置４００の空気の流れを示す説明図である。
【図１６】圧電ポンプ１０が駆動を停止した直後における、流体制御装置４００の空気の流れを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の第１実施形態に係る流体制御装置１００について説明する。
【００３９】
図１は、本発明の第１実施形態に係る流体制御装置１００の要部の断面図である。流体制御装置１００は、圧電ポンプ１０と吸入器９とバルブ１０１とを備える。
【００４０】
圧電ポンプ１０は、詳細を後述するが、気体の吸引孔５３と気体の吐出孔２４とを有する。
【００４１】
吸入器９は、容器９０と吸入口９１と接続孔９２とを有する。吸入器９は、例えば搾乳器である。吸入口９１は、例えばヒトや動物の乳房に装着する。容器９０は、液体（例えば母乳など）を貯蔵する。
【００４２】
バルブ１０１は、詳細を後述するが、第１通気孔１１１と第２通気孔１１２と第３通気孔１１３とを有する。バルブ１０１の第１通気孔１１１は、吸入器９の接続孔９２に接続する。バルブ１０１の第２通気孔１１２は、圧電ポンプ１０の吸引孔５３に接続する。バルブ１０１の第３通気孔１１３は、大気開放されている。
【００４３】
なお、図１において、バルブ１０１の第１通気孔１１１と吸入器９の接続孔９２との接続は、簡便に描いている。同様に、図１において、バルブ１０１の第２通気孔１１２と圧電ポンプ１０の吸引孔５３との接続も、簡便に描いている。実施の際、これらの接続は、任意の接続方法を採用すればよい。
【００４４】
次に、圧電ポンプ１０とバルブ１０１との構造について詳述する。まず、図２、図３、図４を用いて圧電ポンプ１０の構造について詳述する。
【００４５】
図２は、図１に示す圧電ポンプ１０の外観斜視図である。図３は、図２に示す圧電ポンプ１０の分解斜視図である。図４は、図２に示す圧電ポンプ１０のＳ−Ｓ線の断面図である。
【００４６】
圧電ポンプ１０は、上から順に、外筐体１７、天板３７、側板３８、振動板３９、圧電素子４０、及びキャップ４２を備え、それらを順に積層した構造を有している。天板３７、側板３８、及び振動板３９は、ポンプ室３６を構成している。圧電ポンプ１０は、幅２０ｍｍ×長さ２０ｍｍ×ノズル１８以外の領域の高さ１．８５ｍｍの寸法となっている。
【００４７】
外筐体１７は、空気が吐出される吐出孔２４が中心に形成されたノズル１８を有する。このノズル１８は、外形の直径２．０ｍｍ×内形（即ち吐出孔２４）の直径０．８ｍｍ×高さ１．６ｍｍの寸法となっている。外筐体１７の四角には、ネジ穴５６Ａ〜５６Ｄが形成されている。
【００４８】
外筐体１７は、下方が開口した断面コ字状に形成されており、外筐体１７は、ポンプ室３６の天板３７、ポンプ室３６の側板３８、振動板３９及び圧電素子４０を収納する。外筐体１７は、例えば樹脂から構成される。
【００４９】
ポンプ室３６の天板３７は、円板状であり、例えば金属から構成されている。天板３７には、中央部６１と、中央部６１から水平方向に突出し、外筐体１７の内壁に当接する鍵状の突出部６２と、外部回路に接続するための外部端子６３とが形成されている。
【００５０】
また、天板３７の中央部６１には、ポンプ室３６の内部と外部とを連通させる通気孔４５が設けられている。この通気孔４５は、外筐体１７の吐出孔２４と対向する位置に形成されている。天板３７は、側板３８の上面に接合する。
【００５１】
ポンプ室３６の側板３８は、円環状であり、例えば金属から構成されている。側板３８は、振動板３９の上面に接合する。そのため、側板３８の厚みは、ポンプ室３６の高さとなる。
【００５２】
振動板３９は、円板状であり、例えば金属から構成されている。振動板３９は、ポンプ室３６の底面を構成する。
【００５３】
圧電素子４０は、円板形状であり、例えばチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスから構成されている。圧電素子４０は、振動板３９のポンプ室３６とは逆側の主面に接合されており、印加された交流電圧に応じて屈曲する。圧電素子４０及び振動板３９は、アクチュエータを構成する。
【００５４】
そして、天板３７、側板３８、振動板３９、及び圧電素子４０の接合体は、天板３７に設けられている４個の突出部６２によって外筐体１７に対して弾性的に支持されている。
【００５５】
電極導通用板７０は、圧電素子４０に接続するための内部端子７３と、外部回路に接続するための外部端子７２とで構成されている。内部端子７３の先端は圧電素子４０の平板面にはんだ付けされている。はんだ付け位置を圧電素子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の振動がより抑制できる。
【００５６】
キャップ４２には、円板形状の吸引孔５３が形成されている。吸引孔５３の直径は、圧電素子４０の直径より長い。また、キャップ４２には、外筐体１７のネジ穴５６Ａ〜５６Ｄに対応する位置に切欠き５５Ａ〜５５Ｄが形成されている。
【００５７】
また、キャップ４２は、外周縁に、天板３７側へ突出する突出部５２を有する。キャップ４２は、突出部５２で外筐体１７を挟持し、ポンプ室３６の天板３７、ポンプ室３６の側板３８、振動板３９及び圧電素子４０を、外筐体１７とともに収納する。キャップ４２は、例えば樹脂から構成されている。
【００５８】
そして、図４に示すように、天板３７、側板３８、振動板３９及び圧電素子４０の接合体と外筐体１７及びキャップ４２との間には通気路３１が形成されている。
【００５９】
次に、図１、図５、図６を用いてバルブ１０１の構造について詳述する。
【００６０】
図５、図６は、図１に示すバルブ１０１の分解斜視図である。図５は、当該バルブ１０１を上面側から見た分解斜視図であり、図６は、当該バルブ１０１を底面側から見た分解斜視図である。
【００６１】
バルブ１０１は、図１、図５、図６に示すように、第２弁筐体１９２と、第２シール材１５２と、ダイヤフラム１２０と、第１シール材１５１と、第１弁筐体１９１とを備え、それらが順に積層された構造を有している。
【００６２】
第１弁筐体１９１は、図１、図５、図６に示すように、圧電ポンプ１０の吸引孔５３に連通する第２通気孔１１２と、流体制御装置１００外部に連通する第３通気孔１１３と、第３通気孔１１３の周囲からダイヤフラム１２０側へ突出した弁座１３９と、ダイヤフラム１２０側へ突出した円柱状の弁座１４５と、第１上バルブ室１４２及び第２上バルブ室１３３を連通させる連通路１２５と、第１上バルブ室１４２及び第３上バルブ室１３４を連通させる連通路１２６と、を有する。第１弁筐体１９１は、例えば樹脂からなる。弁座１３９は中央部に第３通気孔１１３を有する円筒形状である。
【００６３】
第２弁筐体１９２は、図１、図５、図６に示すように、吸入器９の接続孔９２に連通する第１通気孔１１１と、ダイヤフラム１２０側へ突出した円柱状の弁座１３８と、第１下バルブ室１４１及び第２下バルブ室１３１を連通させる連通路１３５と、第１下バルブ室１４１及び第３下バルブ室１３２を連通させる連通路１３６と、を有する。第２弁筐体１９２は、例えば樹脂からなる。
【００６４】
ダイヤフラム１２０には、図１、図５、図６に示すように、弁座１３８に対向する領域の中心部に円形の孔部１２１が設けられている。孔部１２１の直径は、ダイヤフラム１２０に当接する弁座１３８の面の直径よりも小さく設けられている。
【００６５】
また、ダイヤフラム１２０には、図１、図５、図６に示すように、弁座１４５に対向する領域の中心部に円形の孔部１２２が設けられている。孔部１２２の直径は、ダイヤフラム１２０に当接する弁座１４５の面の直径よりも小さく設けられている。
【００６６】
ダイヤフラム１２０は、長方形状の薄膜からなる。ダイヤフラム１２０の材料は、例えばＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）やシリコーンなどのゴムである。
【００６７】
ダイヤフラム１２０は、第１シール材１５１及び第２シール材１５２を介して第１弁筺体１９１及び第２弁筺体１９２に挟持されている。
【００６８】
第１シール材１５１及び第２シール材１５２のそれぞれは、長方形状の薄膜からなる。第１シール材１５１及び第２シール材１５２の材料は、例えば両面テープや接着剤である。第１シール材１５１には、第１上バルブ室１４２、連通路１２５、第２上バルブ室１３３、連通路１２６及び第３上バルブ室１３４に面する領域に開口部が設けられている。第２シール材１５２には、第１下バルブ室１４１、連通路１３５、第２下バルブ室１３１、連通路１３６及び第３下バルブ室１３２に面する領域に開口部が設けられている。
【００６９】
ダイヤフラム１２０は、図１に示すように、ダイヤフラム１２０における孔部１２１の周囲が弁座１３８に接触し、ダイヤフラム１２０における孔部１２２の周囲が弁座１４５に接触するよう、第１弁筺体１９１および第２弁筺体１９２に固定されている。このとき、弁座１３８は、ダイヤフラム１２０における孔部１２１の周囲を与圧する。弁座１４５は、ダイヤフラム１２０における孔部１２２の周囲を与圧する。
【００７０】
ダイヤフラム１２０は、第１弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２に固定されることにより、第１弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２内を分割する。
【００７１】
これにより、ダイヤフラム１２０は、第１弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２内に、円柱状の第１下バルブ室１４１と、円環状の第２下バルブ室１３１と、円柱状の第３下バルブ室１３２と、円環状の第１上バルブ室１４２と、円柱状の第２上バルブ室１３３と、円環状の第３上バルブ室１３４と、を構成する。
【００７２】
ここで、第１下バルブ室１４１は、第１通気孔１１１に連通する。第２下バルブ室１３１は、連通路１３５を介して第１下バルブ室１４１に連通する。第３下バルブ室１３２は、連通路１３６を介して第１下バルブ室１４１に連通する。第２上バルブ室１３３は、連通路１２５を介して第１上バルブ室１４２に連通し、第２通気孔１１２に連通する。第３上バルブ室１３４は、連通路１２６を介して第１上バルブ室１４２に連通する。
【００７３】
なお、第１下バルブ室１４１、連通路１３５、第２下バルブ室１３１、連通路１３６及び第３下バルブ室１３２が、本発明の「第１領域」に相当する。第１上バルブ室１４２、連通路１２５、第２上バルブ室１３３、連通路１２６及び第３上バルブ室１３４が、本発明の「第２領域」に相当する。弁座１４５が本発明の「第１弁座」に相当する。弁座１３９が本発明の「第２弁座」に相当する。弁座１３８が本発明の「第３弁座」に相当する。孔部１２２が本発明の「第１孔部」に相当する。孔部１２１が本発明の「第２孔部」に相当する。
【００７４】
さらに、ダイヤフラム１２０は、逆止弁１４０を、第１弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２とともに構成する。逆止弁１４０は、第１下バルブ室１４１と第１上バルブ室１４２と弁座１４５と第１下バルブ室１４１及び第１上バルブ室１４２に面するダイヤフラム１２０の領域とで構成される。
【００７５】
また、ダイヤフラム１２０は、逆止弁１６０を、第１弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２とともに構成する。逆止弁１６０は、第２下バルブ室１３１と第２上バルブ室１３３と弁座１３８と第２下バルブ室１３１及び第２上バルブ室１３３に面するダイヤフラム１２０の領域とで構成される。
【００７６】
また、ダイヤフラム１２０は、排気弁１７０を、第１弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２とともに構成する。排気弁１７０は、第３下バルブ室１３２と第３上バルブ室１３４と弁座１３９と第３下バルブ室１３２及び第３上バルブ室１３４に面するダイヤフラム１２０の領域とで構成される。
【００７７】
逆止弁１４０では、第１下バルブ室１４１と第１上バルブ室１４２との圧力差によってダイヤフラム１２０が弁座１４５に対して当接または離間する。これにより、逆止弁１４０は、第１上バルブ室１４２から第１下バルブ室１４１への空気の流れを許可し、第１下バルブ室１４１から第１上バルブ室１４２への空気の流れを遮断する。
【００７８】
逆止弁１６０では、第２下バルブ室１３１と第２上バルブ室１３３との圧力差によってダイヤフラム１２０が弁座１３８に対して当接または離間する。これにより、逆止弁１６０は、第２下バルブ室１３１から第２上バルブ室１３３への空気の流れを許可し、第２上バルブ室１３３から第２下バルブ室１３１への空気の流れを遮断する。
【００７９】
排気弁１７０では、図１に示すように、第３下バルブ室１３２に面するダイヤフラム１２０の部分の面積をＳ１、第３下バルブ室１３２の圧力をＰ１、第３上バルブ室１３４に面するダイヤフラム１２０の部分の面積をＳ２、第３上バルブ室１３４の圧力をＰ２、第３通気孔１１３に面するダイヤフラム１２０の部分の面積をＳ３、第３通気孔１１３の圧力（本実施形態では大気圧）をＰ３、としたとき、Ｓ１×（Ｐ１−Ｐ２）＞Ｓ３×（Ｐ３−Ｐ１）の関係を満たす場合、ダイヤフラム１２０が弁座１３９に対して接触する。反対に、Ｓ１×（Ｐ１−Ｐ２）≦Ｓ３×（Ｐ３−Ｐ１）の関係を満たす場合、ダイヤフラム１２０は弁座１３９から離間する。すなわち、圧電ポンプ１０のオンオフに同調してダイヤフラム１２０が弁座１３９に対して接触又は離間する。これにより、吸入器９の容器９０内の気圧が、圧電ポンプ１０のオンオフに同調して自動的に変化する。
【００８０】
なお、このバルブ１０１では、図５、図６に示すように、各バルブ室１３１、１３２、１３３、１３４、１４１、１４２のそれぞれの外形が円形状であるため、ダイヤフラム１２０（特に孔部１２１、１２２付近の周囲）に張力が均等にかかる。
【００８１】
このため、ダイヤフラム１２０の孔部１２１が弁座１３８に対して傾いた状態で当接されたり、ダイヤフラム１２０の孔部１２１が弁座１３８に対して水平方向にずれたりすることが抑制される。
【００８２】
同様に、ダイヤフラム１２０の孔部１２２が弁座１４５に対して傾いた状態で当接されたり、ダイヤフラム１２０の孔部１２２が弁座１４５に対して水平方向にずれたりすることが抑制される。したがって、このバルブ１０１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。
【００８３】
次に、駆動している時の圧電ポンプ１０の動作について説明する。
【００８４】
図７（Ａ）（Ｂ）は、図１に示す圧電ポンプ１０を１次モードの周波数（基本波）で動作させた時における圧電ポンプ１０のＳ−Ｓ線の断面図である。ここで、図中の矢印は、空気の流れを示している。
【００８５】
図４に示す状態において、１次モードの周波数（基本波）の交流駆動電圧が外部端子６３，７２から圧電素子４０に印加されると、振動板３９は同心円状に屈曲振動する。同時に、天板３７は、振動板３９の屈曲振動に伴うポンプ室３６の圧力変動により、振動板３９の屈曲振動に伴って（この実施形態では振動位相が１８０°遅れて）同心円状に屈曲振動する。
【００８６】
これにより、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、振動板３９及び天板３７が屈曲変形してポンプ室３６の体積が周期的に変化する。
【００８７】
図７（Ａ）に示すように、圧電素子４０に交流電圧を印加して振動板３９を圧電素子４０側へ屈曲させると、ポンプ室３６の容積が増大する。これに伴い、圧電ポンプ１０の外部の空気が吸引孔５３、通気路３１、及び通気孔４５を介してポンプ室３６内に吸引される。ポンプ室３６からの空気の流出は無いものの、吐出孔２４から圧電ポンプ１０の外部への空気の流れの慣性力が働いている。
【００８８】
図７（Ｂ）に示すように、圧電素子４０に交流電圧を印加して振動板３９をポンプ室３６側へ屈曲させると、ポンプ室３６の容積が減少する。これに伴い、ポンプ室３６内の空気が通気孔４５、通気路３１を介して吐出孔２４から吐出する。
【００８９】
このとき、ポンプ室３６から吐出される空気が，圧電ポンプ１０の外部の空気を吸引孔５３及び通気路３１を介して引き込みながら吐出孔２４から吐出する。そのため、圧電ポンプ１０では、吐出孔２４から吐出される空気の流量が、引き込まれる空気の流量分増大する。
【００９０】
次に、流体制御装置１００の空気の流れについて説明する。
【００９１】
図８は、圧電ポンプ１０が駆動している間における流体制御装置１００の空気の流れを示す説明図である。図中の矢印は、空気の流れを示している。また、図８では、圧電ポンプ１０及び吸入器９の図示を省略している。
【００９２】
なお、前述したように、第１下バルブ室１４１、連通路１３５、第２下バルブ室１３１、連通路１３６及び第３下バルブ室１３２が、本発明の「第１領域」に相当する。第１上バルブ室１４２、連通路１２５、第２上バルブ室１３３、連通路１２６及び第３上バルブ室１３４が、本発明の「第２領域」に相当する。弁座１４５が本発明の「第１弁座」に相当する。弁座１３９が本発明の「第２弁座」に相当する。弁座１３８が本発明の「第３弁座」に相当する。孔部１２２が本発明の「第１孔部」に相当する。孔部１２１が本発明の「第２孔部」に相当する。
【００９３】
まず、ユーザが、吸入器９の吸入口９１を例えばヒトや動物の乳房に装着する。圧電ポンプ１０が駆動する前における容器９０内の圧力は大気圧となっている。流体制御装置１００は、吸入器９による液体の吸入を開始するとき、圧電ポンプ１０をオンする。
【００９４】
圧電ポンプ１０が駆動すると、第２上バルブ室１３３の空気が第２通気孔１１２及び吸引孔５３を介して圧電ポンプ１０内に吸引される。そして、圧電ポンプ１０内の空気が吐出孔２４から吐出される。
【００９５】
これにより、逆止弁１６０では、第２下バルブ室１３１の圧力が第２上バルブ室１３３の圧力より高くなる。このため、逆止弁１６０では、ダイヤフラム１２０における孔部１２１の周囲が弁座１３８から離間し、第１通気孔１１１と第２通気孔１１２とが孔部１２１を介して連通する。
【００９６】
また、逆止弁１４０では、第１下バルブ室１４１の圧力が第１上バルブ室１４２の圧力より高くなる。このため、ダイヤフラム１２０における孔部１２２の周囲が弁座１４５に接触したままの状態を維持し、第１下バルブ室１４１と第１上バルブ室１４２との連通を遮断する。
【００９７】
一方、排気弁１７０では、第３下バルブ室１３２の圧力が第３上バルブ室１３４の圧力より高くなる。このため、ダイヤフラム１２０が第３通気孔１１３をシールして第２通気孔１１２と第３通気孔１１３との連通を遮断する。
【００９８】
即ち、バルブ１０１では、第１領域の圧力が第２領域の圧力より高い場合、第１通気孔１１１と第２通気孔１１２とを連通させ、第１通気孔１１１及び第２通気孔１１２と第３通気孔１１３との連通を遮断する。
【００９９】
この結果、吸入器９の容器９０内の空気が接続孔９２から第１通気孔１１１を介してバルブ１０１の第１下バルブ室１４１へ排出される。これにより、容器９０内の圧力（空気圧）が大気圧より低下し、負圧になる。
【０１００】
そのため、吸入器９は、容器９０外部の液体（例えば母乳など）を吸入口９１から容器９０内へ吸入することができる。吸入器９は、液体を容器９０内に貯蔵し、容器９０内の空気を接続孔９２から排出する。
【０１０１】
なお、第１下バルブ室１４１に排出された空気は、連通路１３５、第２下バルブ室１３１、及び孔部１２１を介して第２上バルブ室１３３に流入する。そして、第２上バルブ室１３３の空気は、第２通気孔１１２及び吸引孔５３を介して圧電ポンプ１０内に吸引され、吐出孔２４から吐出される。
【０１０２】
図９は、圧電ポンプ１０が駆動を停止した直後における、流体制御装置１００の空気の流れを示す説明図である。図中の矢印は、空気の流れを示している。また、図９では、圧電ポンプ１０及び吸入器９の図示を省略している。
【０１０３】
吸入器９による液体の吸入を終了するとき、流体制御装置１００は、圧電ポンプ１０をオフし、圧電ポンプ１０の駆動を停止する。このとき、第２領域が大気圧より低くなっているため、圧電ポンプ１０の吐出孔２４から微量の空気が圧電ポンプ１０内へ流入し、吸引孔５３及び第２通気孔１１２を介して第２領域に流入する。
【０１０４】
この結果、逆止弁１６０では、第２下バルブ室１３１の圧力が第２上バルブ室１３３の圧力より低下する。このため、ダイヤフラム１２０は、弁座１３８に当接して孔部１２１を閉じる。
【０１０５】
また、逆止弁１４０では、第１下バルブ室１４１の圧力が第１上バルブ室１４２の圧力より低下する。このため、ダイヤフラム１２０における孔部１２２の周囲が弁座１４５から離間し、第１通気孔１１１と第２領域とを連通させる。
【０１０６】
一方、排気弁１７０では、第３下バルブ室１３２の圧力が第３上バルブ室１３４の圧力より低下する。このため、ダイヤフラム１２０は、弁座１３９から離間して第３通気孔１１３を開放する。
【０１０７】
即ち、バルブ１０１では、第１領域の圧力が第２領域の圧力より低い場合、第１通気孔１１１と第３通気孔１１３とが連通する。これにより、空気が第３通気孔１１３から流入し、第３上バルブ室１３４、連通路１２６、第１上バルブ室１４２、孔部１２２、第１下バルブ室１４１を経由して第１通気孔１１１から容器９０内へ急速に流入する（図９参照）。
【０１０８】
これにより、容器９０内の圧力（空気圧）が上昇し、大気圧に戻る。そのため、吸入器９は、吸入口９１を、ヒトや動物の乳房から容易に取り外すことができる。
【０１０９】
従って、この実施形態のバルブ１０１によれば、容器９０内から空気を吸入して容器９０内の圧力を負圧にした後、容器９０内に空気を流入させて容器９０内の圧力を大気圧に急速に戻すことができることができる。また、この実施形態のバルブ１０１を備える流体制御装置１００にも同様の効果を奏する。
【０１１０】
以下、本発明の第２実施形態に係る流体制御装置２００について説明する。
【０１１１】
図１０は、本発明の第２実施形態に係る流体制御装置２００の外観図である。図１１は、図１０に示すバルブ２０１の断面図である。流体制御装置２００は、液体（例えば痰など）を吸引する装置である。流体制御装置２００は、ポンプ２１０と吸入器２０９とバルブ２０１とを備える。
【０１１２】
ポンプ２１０は、空気を吸引するための吸引孔２５３と、空気を吐出するための吐出孔（不図示）と、空気の吸引圧力を示す圧力計２１５と、を有する。
【０１１３】
吸入器２０９は、容器２９０と接続孔２９２とチューブ２９４とを有する。チューブ２９４の先端である吸入口２９１は、例えばヒトや動物の口腔内に挿入される。容器２９０は、液体（例えば痰など）を貯蔵する。
【０１１４】
なお、接続孔２９２は、本発明の接続部の一例に相当する。
【０１１５】
バルブ２０１がバルブ１０１と相違する点は、フィルタ２５０を第２筐体２９３内に有する点である。バルブ２０１の第２筐体２９３がバルブ１０１の第２筐体１９２と相違する点は、フィルタ２５０を配置するスペースが設けられている点である。その他の点に関しては同じである。
【０１１６】
フィルタ２５０は、気体を通過させ、液体の通過を阻止する。フィルタ２５０は、感染や汚染防止のため、例えばバクテリアを吸着する。フィルタ２５０は、第２筐体２９３の内壁に接着剤等で接合されている。
【０１１７】
以上の構成において、吸入口２９１は、チューブ２９４を介して容器２９０に接続する。バルブ２０１の第１通気孔１１１は、チューブ２９５を介して吸入器２０９の接続孔２９２に接続する。バルブ２０１の第２通気孔１１２は、チューブ２９６を介してポンプ２１０の吸引孔２５３に接続する。バルブ２０１の第３通気孔１１３は、大気開放されている。
【０１１８】
なお、前述したように、第１下バルブ室１４１、連通路１３５、第２下バルブ室１３１、連通路１３６及び第３下バルブ室１３２が、本発明の「第１領域」に相当する。第１上バルブ室１４２、連通路１２５、第２上バルブ室１３３、連通路１２６及び第３上バルブ室１３４が、本発明の「第２領域」に相当する。弁座１４５が本発明の「第１弁座」に相当する。弁座１３９が本発明の「第２弁座」に相当する。弁座１３８が本発明の「第３弁座」に相当する。孔部１２２が本発明の「第１孔部」に相当する。孔部１２１が本発明の「第２孔部」に相当する。
【０１１９】
次に、ポンプ２１０が駆動している間における流体制御装置２００の空気の流れは、図８に示す流体制御装置１００の空気の流れとほぼ同じである。流体制御装置２００において空気は、フィルタ２５０を通過しながら流れる。
【０１２０】
ポンプ２１０が駆動を停止した時、容器２９０内の圧力がポンプ２１０の最大吸引圧力に達した時、又は流路が閉塞した時における流体制御装置２００の空気の流れも、図９に示す流体制御装置１００の空気の流れとほぼ同じである。流体制御装置２００において空気は、フィルタ２５０を通過しながら流れる。
【０１２１】
例えば、吸入口２９１は、吸着対象物がない状態で人体の組織を吸引すると、閉塞する。吸入口２９１の閉塞により、第１領域の圧力が第２領域の圧力以下となる。第１領域の圧力が第２領域の圧力以下となった場合、図９に示すようにダイヤフラム１２０が自動的に第３通気孔１１３及び孔部１２２を開放し、吸入口２９１が大気解放される。
【０１２２】
したがって、バルブ２０１は、バルブ１０１と同様の効果を奏する。すなわち、バルブ２０１は、容器２９０内から空気を吸入して容器２９０内の圧力を負圧にした後、容器２９０内に空気を流入させて容器２９０内の圧力を大気圧に急速に戻すことができることができる。また、バルブ２０１を備える流体制御装置２００も同様の効果を奏する。
【０１２３】
ここで、ポンプ２１０が駆動している間、フィルタ２５０に液体が付着した場合、フィルタ２５０が詰り、フィルタ２５０の流路抵抗（通気抵抗）が増加する。すなわち、流体制御装置２００は、空気を適切に吸引できなくなる。
【０１２４】
一般的な従来の吸引装置もフィルタを備えるが、フィルタが詰まったことを検出することができない。従来の吸引装置では看護師等が、フィルタの外観を確認したりフィルタの使用時間を管理したりして、フィルタを交換している。すなわち、従来の吸引装置では、フィルタの定量的な管理が難しかった。
【０１２５】
一方、流体制御装置２００のバルブ２０１では、フィルタ２５０の流路抵抗が増加すると、第１領域と第２領域の圧力差が無くなり、ダイヤフラム１２０が第３通気孔１１３及び孔部１２２を開放する。この大気開放によって空気が通過する際に音が発生する。
【０１２６】
したがって、バルブ２０１及び流体制御装置２００では、看護師等が大気開放時の音によりフィルタ２５０が詰まったことを容易に検出できる。
【０１２７】
以下、本発明の第３実施形態に係る流体制御装置３００について説明する。
【０１２８】
図１２は、本発明の第３実施形態に係る流体制御装置３００の断面図である。図１２中に示す矢印は、流体の流れを示している。流体制御装置３００は、液体（例えば胸水や血液など）を吸引するドレナージである。流体制御装置３００は、ポンプ３１０と吸入器３０９とバルブ１０１とを備える。
【０１２９】
ポンプ３１０は、任意のポンプであり、空気を吸引するための吸引孔（不図示）と、空気を吐出するための吐出孔（不図示）と、を有する。
【０１３０】
吸入器３０９は、所謂胸腔ドレーンバックである。吸入器３０９は、第１容器３９０Ａと第２容器３９０Ｂと第３容器３９０Ｃとチューブ３３０と接続孔３９２とチューブ３３０とを有する。チューブ３３０の先端である吸入口３９１は、患者３０８の胸腔内に挿入される。患者３０８は、例えばヒトや動物である。
【０１３１】
なお、接続孔３９２が本発明の接続部の一例に相当する。
【０１３２】
第１容器３９０Ａは、所謂排液ボトルである。第１容器３９０Ａは、吸入口３９１に接続する。第１容器３９０Ａは、吸入口３９１から吸入された患者３０８の液体Ｂ（例えば胸水や血液など）を貯蔵する。
【０１３３】
第２容器３９０Ｂは、所謂水封ボトルである。第２容器３９０Ｂは、第１容器３９０Ａに接続する。第２容器３９０Ｂ内には、水Ｗ１が入れられている。第２容器３９０Ｂは、水Ｗ１によって、空気を通過させて液体Ｂの通過を阻止する。
【０１３４】
第３容器３９０Ｃは、所謂吸引圧制御ボトルである。第３容器３９０Ｃは、第２容器３９０Ｂおよびポンプ３１０の吸引孔に接続する。第３容器３９０Ｃ内には、水Ｗ２が入れられている。第３容器３９０Ｃ内には、管３３６が挿入され、管３３６の先端は水Ｗ２に浸かっている。第３容器３９０Ｃは、水Ｗ２の水位と管３３６の先端から流入する空気とによって、ポンプ３１０が吸引する空気の吸引圧力を調整する。
【０１３５】
バルブ１０１は、第３容器３９０Ｃの出口である接続孔３９２を塞ぐよう、第３容器３９０Ｃの上面に装着されている。
【０１３６】
以上の構成において、吸入口３９１は、チューブ３３０を介して容器３９０Ａに接続する。バルブ１０１の第１通気孔１１１は、吸入器３０９の接続孔３９２に接続する。バルブ１０１の第２通気孔１１２は、チューブ３３７を介してポンプ３１０の吸引孔に接続する。バルブ１０１の第３通気孔１１３は、大気開放されている。
【０１３７】
次に、ポンプ３１０が駆動している間における流体制御装置３００の空気の流れは、図８に示す流体制御装置１００の空気の流れと同じである。
【０１３８】
ポンプ３１０が駆動を停止した時、容器３９０Ａ内の圧力がポンプ３１０の最大吸引圧力に達した時、又は流路が閉塞した時における流体制御装置３００の空気の流れも、図９に示す流体制御装置１００の空気の流れと同じである。
【０１３９】
例えば、吸入口３９１は、吸着対象物がない状態で人体の組織を吸引すると、閉塞する。吸入口３９１の閉塞により、第１領域の圧力が第２領域の圧力以下となる。第１領域の圧力が第２領域の圧力以下となった場合、ダイヤフラム１２０が自動的に第３通気孔１１３及び孔部１２２を開放し、吸入口３９１が大気解放される。
【０１４０】
したがって、バルブ１０１は、バルブ１０１と同様の効果を奏する。すなわち、バルブ１０１は、第３容器３９０Ｃ内から空気を吸入して第３容器３９０Ｃ内の圧力を負圧にした後、第３容器３９０Ｃ内に空気を流入させて第３容器３９０Ｃ内の圧力を大気圧に急速に戻すことができることができる。
【０１４１】
また、肺気胸では傷口が小さくなり、流量が低下してきた場合、吸引を止めた方が治癒期間を短縮できるといわれている。そのため、自動的に吸入口３９１を開放するバルブ１０１は、肺気胸の治療に用いることが好適である。
【０１４２】
また、バルブ１０１の構造が簡単で安価である事から、吸入器３０９及びバルブ１０１の使い捨て使用が可能となる。そのため、バルブ１０１は、病院のメンテナンス費用を削減できる。
【０１４３】
また、バルブ１０１を備える流体制御装置３００も同様の効果を奏する。
【０１４４】
以下、本発明の第４実施形態に係る流体制御装置４００について説明する。
【０１４５】
図１３は、本発明の第４実施形態に係る流体制御装置４００の断面図である。流体制御装置４００が流体制御装置１００と相違する点は、バルブ４０１である。バルブ４０１がバルブ１０１と相違する点は、第４通気孔１１４を有する点である。第４通気孔１１４の直径は、第１通気孔１１１の直径に比べて小さい。また、第４通気孔１１４の直径は、第２通気孔１１２の直径に比べて小さい。なお、その他の流体制御装置４００の構成に関しては、流体制御装置１００と同じであるため、説明を省略する。
【０１４６】
次に、流体制御装置４００の空気の流れについて説明する。流体制御装置４００の空気の流れは、圧電ポンプ１０が駆動を開始してから容器９０内の圧力が圧電ポンプ１０の最大吸引圧力に達するまでの第１段階と、容器９０内の圧力が圧電ポンプ１０の最大吸引圧力に達してから圧電ポンプ１０が駆動を停止する前までの第２段階と、圧電ポンプ１０が駆動を停止した直後における第３段階と、に分かれている。
【０１４７】
まず、第１段階における空気の流れについて説明する。
図１４は、圧電ポンプ１０が駆動を開始してから容器９０内の圧力が最大吸引圧力に達するまでの間における流体制御装置４００の空気の流れを示す説明図である。図中の矢印は、空気の流れを示している。また、図１４では、圧電ポンプ１０及び吸入器９の図示を省略している。
【０１４８】
まず、ユーザが、吸入器９の吸入口９１を例えばヒトや動物の乳房に装着する。圧電ポンプ１０が駆動する前における容器９０内の圧力は大気圧となっている。流体制御装置４００は、吸入器９による液体の吸入を開始するとき、圧電ポンプ１０をオンする。
【０１４９】
圧電ポンプ１０が駆動すると、第２上バルブ室１３３の空気が第２通気孔１１２及び吸引孔５３を介して圧電ポンプ１０内に吸引される。そして、圧電ポンプ１０内の空気が吐出孔２４から吐出される。
【０１５０】
これにより、逆止弁１４０では、第１下バルブ室１４１の圧力が第１上バルブ室１４２の圧力より高くなる。このため、ダイヤフラム１２０における孔部１２２の周囲が弁座１４５に接触したままの状態を維持し、第１下バルブ室１４１と第１上バルブ室１４２との連通を遮断する。
【０１５１】
また、逆止弁１６０では、第２下バルブ室１３１の圧力が第２上バルブ室１３３の圧力より高くなる。このため、逆止弁１６０では、ダイヤフラム１２０における孔部１２１の周囲が弁座１３８から離間し、第１通気孔１１１と第２通気孔１１２とが孔部１２１を介して連通する。
【０１５２】
また、排気弁１７０では、第３下バルブ室１３２の圧力が第３上バルブ室１３４の圧力より高くなる。このため、ダイヤフラム１２０が第３通気孔１１３をシールして第２通気孔１１２と第３通気孔１１３との連通を遮断する。
【０１５３】
即ち、バルブ４０１では、第１領域の圧力が第２領域の圧力より高い場合、第１通気孔１１１と第２通気孔１１２とを連通させ、第１通気孔１１１及び第２通気孔１１２と第３通気孔１１３との連通を遮断する。
【０１５４】
この結果、吸入器９の容器９０内の空気が接続孔９２から第１通気孔１１１を介してバルブ４０１の第１下バルブ室１４１へ排出される。これにより、容器９０内の圧力（空気圧）が大気圧より低下し、負圧になる。
【０１５５】
そのため、吸入器９は、容器９０外部の液体（例えば母乳など）を吸入口９１から容器９０内へ吸入することができる。吸入器９は、液体を容器９０内に貯蔵し、容器９０内の空気を接続孔９２から排出する。
【０１５６】
なお、第１下バルブ室１４１に排出された空気は、連通路１３５、第２下バルブ室１３１、及び孔部１２１を介して第２上バルブ室１３３に流入する。そして、第２上バルブ室１３３の空気は、第２通気孔１１２及び吸引孔５３を介して圧電ポンプ１０内に吸引され、吐出孔２４から吐出される。
【０１５７】
ここで、流体制御装置４００では、第４通気孔１１４を介して、少量の空気がバルブ４０１の外部からバルブ４０１の内部へ吸引される。そのため、流体制御装置４００では流体制御装置１００に比べて、容器９０から吸引される空気の流量が減る。
【０１５８】
しかし、第４通気孔１１４の直径は第１通気孔１１１の直径に比べて微小であるため、影響が小さい。そのため、空気は主に第１通気孔１１１からバルブ４０１の内部へ吸引され、容器９０から圧電ポンプ１０へ空気が流れる。これにより、排気弁１７０では、Ｐ２＜＜Ｐ１の関係とＳ１×（Ｐ１−Ｐ２）＞Ｓ３×（Ｐ３−Ｐ１）関係とが成立する。
【０１５９】
次に、第２段階における空気の流れについて説明する。
図１５は、容器９０内の圧力が最大吸引圧力に達してから圧電ポンプ１０が駆動を停止する前までの流体制御装置４００の空気の流れを示す説明図である。図中の矢印は、空気の流れを示している。また、図１５では、圧電ポンプ１０及び吸入器９の図示を省略している。
【０１６０】
容器９０が十分に減圧されていくと、圧電ポンプ１０は、容器９０から空気を吸引できなくなる。しかし、第２段階では、空気が第４通気孔１１４から吸引され、逆止弁１６０の孔部１２１を通って圧電ポンプ１０に空気が流れる。そのため、排気弁１７０では、Ｐ２＜Ｐ１の関係とＳ１×（Ｐ１−Ｐ２）＞Ｓ３×（Ｐ３−Ｐ１）関係とが成立する。
【０１６１】
これにより、流体制御装置４００は、第３通気孔１１３が閉じた状態を維持する。すなわち流体制御装置４００は、圧電ポンプ１０を駆動し続ける間、容器９０の減圧状態を維持することができる。
【０１６２】
次に、第３段階における空気の流れについて説明する。
図１６は、圧電ポンプ１０が駆動を停止した直後における、流体制御装置４００の空気の流れを示す説明図である。図中の矢印は、空気の流れを示している。また、図１６では、圧電ポンプ１０及び吸入器９の図示を省略している。
【０１６３】
吸入器９による液体の吸入を終了するとき、流体制御装置４００は、圧電ポンプ１０をオフし、圧電ポンプ１０の駆動を停止する。このとき、バルブ４０１の内部が大気圧より低くなっている。そのため、第４通気孔１１４を介して、少量の空気がバルブ４０１の外部からバルブ４０１の内部へ吸引される。
【０１６４】
しかし、第４通気孔１１４の直径は第２通気孔１１２の直径に比べて微小であるため、影響が小さい。そのため、主に、圧電ポンプ１０の吐出孔２４から微量の空気が圧電ポンプ１０内へ流入し、吸引孔５３及び第２通気孔１１２を介して第２領域に流入する。
【０１６５】
この結果、逆止弁１６０では、第２下バルブ室１３１の圧力が第２上バルブ室１３３の圧力より低下する。このため、ダイヤフラム１２０は、弁座１３８に当接して孔部１２１を閉じる。
【０１６６】
また、逆止弁１４０では、第１下バルブ室１４１の圧力が第１上バルブ室１４２の圧力より低下する。このため、ダイヤフラム１２０における孔部１２２の周囲が弁座１４５から離間し、第１通気孔１１１と第２領域とを連通させる。
【０１６７】
また、排気弁１７０では、第３下バルブ室１３２の圧力が第３上バルブ室１３４の圧力より低下する。即ち排気弁１７０では、圧力Ｐ２≧Ｐ１の関係とＳ１×（Ｐ１−Ｐ２）＜Ｓ３×（Ｐ３−Ｐ１）関係とが成立する。このため、ダイヤフラム１２０は、弁座１３９から離間して第３通気孔１１３を開放する。
【０１６８】
即ち、バルブ４０１では、第１領域の圧力が第２領域の圧力より低い場合、第１通気孔１１１と第３通気孔１１３とが連通する。これにより、空気が第３通気孔１１３から流入し、第３上バルブ室１３４、連通路１２６、第１上バルブ室１４２、孔部１２２、第１下バルブ室１４１を経由して第１通気孔１１１から容器９０内へ急速に流入する（図９参照）。
【０１６９】
これにより、容器９０内の圧力（空気圧）が上昇し、大気圧に戻る。そのため、吸入器９は、吸入口９１を、ヒトや動物の乳房から容易に取り外すことができる。
【０１７０】
従って、バルブ４０１は、容器９０内から空気を吸入して容器９０内の圧力を負圧にした後、容器９０内に空気を流入させて容器９０内の圧力を大気圧に急速に戻すことができることができる。また、この実施形態のバルブ４０１を備える流体制御装置４００にも同様の効果を奏する。
【０１７１】
《その他の実施形態》
なお、前述の実施形態では気体として空気を用いているが、これに限るものではなく、当該気体が、空気以外の気体であっても適用できる。
【０１７２】
また、前述の実施形態においては、液体を吸入器で吸入する例を示したが、吸入する対象物は液体以外のもの（例えばゲル状の物質）であってもよい。
【０１７３】
また、前述の実施形態における圧電ポンプ１０は、ユニモルフ型で屈曲振動するアクチュエータを備えるが、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アクチュエータを備えてもよい。
【０１７４】
また、前述の実施形態における圧電ポンプ１０は、圧電素子４０の伸縮によって屈曲振動するアクチュエータを備えるが、これに限るものではない。例えば、電磁駆動で屈曲振動するアクチュエータを備えてもよい。
【０１７５】
また、前述の実施形態において、圧電素子４０はチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスからなるが、これに限るものではない。例えば、ニオブ酸カリウムナトリウム系及びアルカリニオブ酸系セラミックス等の非鉛系圧電体セラミックスの圧電材料などからなってもよい。
【０１７６】
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】
【０１７７】
９…吸入器
１０…圧電ポンプ
１７…外筐体
１８…ノズル
２４…吐出孔
３１…通気路
３６…ポンプ室
３７…天板
３８…側板
３９…振動板
４０…圧電素子
４２…キャップ
４５…通気孔
５２…突出部
５３…吸引孔
５５Ａ〜Ｄ…切欠き
５６Ａ〜Ｄ…ネジ穴
６１…中央部
６２…突出部
６３，７２…外部端子
７０…電極導通用板
７３…内部端子
９０…容器
９１…吸入口
９２…接続孔
１００、２００、３００、４００…流体制御装置
１０１、２０１、４０１…バルブ
１１１…第１通気孔
１１２…第２通気孔
１１３…第３通気孔
１１４…第４通気孔１２０…ダイヤフラム
１２１、１２２…孔部
１２５、１２６…連通路
１３１…第２下バルブ室
１３２…第３下バルブ室
１３３…第２上バルブ室
１３４…第３上バルブ室
１３５、１３６…連通路
１３８、１３９…弁座
１４０…逆止弁
１４１…第１下バルブ室
１４２…第１上バルブ室
１４５…弁座
１５１…第１シール材
１５２…第２シール材
１６０…逆止弁
１７０…排気弁
１９１…第１弁筺体
１９２…第２弁筺体
２０９…吸入器
２１０…ポンプ
２１５…圧力計
２５０…フィルタ
２５３…吸引孔
２９０…容器
２９１…吸入口
２９２…接続孔
２９３…第２筐体
２９４、２９５、２９６…チューブ
３０８…患者
３０９…吸入器
３１０…ポンプ
３３０…チューブ
３３６…管
３９０Ａ…第１容器
３９０Ｂ…第２容器
３９０Ｃ…第３容器
３９１…吸入口
３９２…接続孔
【要約】
流体制御装置（１００）は、圧電ポンプ（１０）と吸入器（９）とバルブ（１０１）とを備える。圧電ポンプ（１０）は、気体の吸引孔（５３）と気体の吐出孔（２４）とを有する。吸入器（９）は、容器（９０）と吸入口（９１）と接続孔（９２）とを有する。バルブ（１０１）は、第１通気孔（１１１）と第２通気孔（１１２）と第３通気孔（１１３）と第１弁筺体（１９１）と第２弁筺体（１９２）とダイヤフラム（１２０）とを有する。バルブ（１０１）の第１通気孔（１１１）は吸入器（９）の接続孔（９２）に接続する。バルブ（１０１）の第２通気孔（１１２）は圧電ポンプ（１０）の吸引孔（５３）に接続する。バルブ（１０１）の第３通気孔（１１３）は大気開放されている。ダイヤフラム（１２０）は、第１弁筺体（１９１）及び第２弁筺体（１９２）に挟持され、第１領域と第２領域を構成する。【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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