特許 6011722 バルブ、流体制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6011722

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】バルブ、流体制御装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 7/17 20060101AFI20161006BHJP

   F16K 27/00 20060101ALI20161006BHJP

   F16K 15/14 20060101ALI20161006BHJP

   A61B 5/0235 20060101ALI20161006BHJP

【ＦＩ】

   F16K7/17 B

   F16K27/00 B

   F16K15/14 D

   A61B5/02 639

【請求項の数】4

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2015-518197(P2015-518197)

(86)(22)【出願日】2014年5月14日

(86)【国際出願番号】JP2014062771

(87)【国際公開番号】WO2014188915

(87)【国際公開日】20141127

【審査請求日】2015年9月7日

(31)【優先権主張番号】特願2013-109994(P2013-109994)

(32)【優先日】2013年5月24日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000970

【氏名又は名称】特許業務法人 楓国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川村 憲一郎

(72)【発明者】

【氏名】和久 剛志

(72)【発明者】

【氏名】櫻谷 幸徳

【審査官】 加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／１４１１１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第８９／０５４１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／１４７４７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 実開平５−７５５５８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２０１０／１３７５７８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−４６７２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ ７／１７

Ｆ１６Ｋ １５／１４

Ｆ１６Ｋ ２７／００

Ａ６１Ｂ ５／０２３５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

孔部が設けられているダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムの一方主面に設けられている第１シール材と、
前記第１シール材を介して前記ダイヤフラムと接合する第１弁筺体であって、第１の孔と、前記ダイヤフラムの一方主面側に位置し、前記第１の孔に連通する第１バルブ室と、前記第１バルブ室よりも外側に位置する複数の開口部と、を有する第１弁筺体と、
前記ダイヤフラムの他方主面に設けられている第２シール材と
前記第２シール材を介して前記ダイヤフラムと接合する第２弁筺体であって、第２の孔と、前記ダイヤフラムの他方主面側に位置し、前記第２の孔に連通する第２バルブ室と、前記第２バルブ室よりも外側に位置する複数の第１突出部と、を有する第２弁筐体と、を備え、
前記ダイヤフラムは、前記複数の第１突出部が前記複数の開口部に嵌め合わさることによって、前記第１シール材及び前記第２シール材を介して前記第１弁筺体および前記第２弁筐体に挟持され、
前記ダイヤフラムにおける前記孔部の周囲が、前記第２バルブ室において前記第２弁筐体に当接して、前記孔部が被覆され、
前記第１シール材と前記ダイヤフラムと前記第２シール材とのそれぞれの外周は、前記第１弁筺体および前記第２弁筺体の外周より小さく、前記複数の第１突出部より内側に設けられ、
前記第１弁筺体および前記第２弁筺体の少なくとも一方は、前記複数の第１突出部より外側に位置する複数の第２突出部を有する、バルブ。

【請求項2】

前記複数の第２突出部の高さは、前記複数の第１突出部の高さより低い、請求項１に記載のバルブ。

【請求項3】

前記複数の第２突出部の高さは、前記第１シール材の厚みと前記ダイヤフラムの厚みと前記第２シール材の厚みとの和に等しい、請求項１又は２に記載のバルブ。

【請求項4】

吐出孔が設けられているポンプと、
請求項１から３のいずれか１項に記載のバルブと、を備え、
前記第１弁筺体の前記第１の孔は、流体を貯蔵する流体貯蔵部に接続され、
前記第２弁筺体の前記第２の孔は、前記ポンプの前記吐出孔に接続される、流体制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、流体の逆流を防ぐバルブ、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】

特許文献１において、バルブを備える流体制御装置が開示されている。

【0003】

この流体制御装置は、圧電ポンプとバルブとを備える。圧電ポンプの上面がバルブの底面に接合されることにより、バルブが圧電ポンプに接続される。

【0004】

バルブには、カフの腕帯ゴム管に連通させるカフ接続口が設けられている。カフの腕帯ゴム管がバルブのカフ接続口に装着されることにより、流体制御装置がカフに接続される。

【0005】

バルブは、第２弁筐体と、長方形状の薄膜からなるダイヤフラムと、第１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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【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】

【0007】

特許文献１のバルブは、バルブ内部から空気が漏れないように、第２弁筐体とダイヤフラムとの間、及びダイヤフラムと第１弁筐体との間で、シール性を確保することが好ましい。

【0008】

そこで、本願の発明者が検討した結果、以下に示す構造のバルブを考案した。

【0009】

図１０は、第１比較例に係る流体制御装置９００の要部の断面図である。図１１は、図１０に示すバルブ９０１の分解斜視図である。図１２は、図１０に示すバルブ９０１の要部の断面図である。図１１、図１２中には、Ｚ軸方向、Ｙ軸方向、およびＸ軸方向を記載している。

【0010】

なお、各部位についての詳細はいずれも後述されるが、Ｚ軸方向は、バルブ９０１を構成する部材の積層方向を示している。Ｘ軸方向は、逆止弁１６０、連通路１３５、及び排気弁１７０の配設方向を示している。Ｙ軸方向は、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に対して垂直な方向を示している。

【0011】

バルブ９０１は、図１０、図１１に示すように、第２弁筐体１９２と、長方形状の薄膜からなる第２シール材９５２と、長方形状の薄膜からなるダイヤフラム９２０と、長方形状の薄膜からなる第１シール材９５１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。

【0012】

第１弁筐体１９１は、図１０、図１１に示すように、カフ１０９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９２０側へ突出した弁座１３９と、６つの開口部１８２と、を有する。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。

【0013】

第２弁筐体１９２の底面には、図１０、図１１に示すように、圧電ポンプ１０の上面が接着されている。第２弁筐体１９２は、図１０、図１１に示すように、圧電ポンプ１０の吐出孔５６に連通する第１通気孔１１０と、圧電ポンプ１０の吐出孔５５に連通する第１通気孔１１１と、ダイヤフラム９２０側へ突出した円柱状の弁座１３８と、６つの開口部１８２に対向する６つの第１突出部１８０と、を有する。

【0014】

ダイヤフラム９２０には、図１０、図１１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９２０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。

【0015】

ダイヤフラム９２０は、第１弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２に挟持され、弁座１３９に接触するとともに孔部１２１の周囲が弁座１３８に接触するよう第１弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２に固定されている。弁座１３８は、ダイヤフラム９２０における孔部１２１の周囲を与圧するよう第２弁筐体１９２に設けられている。

【0016】

これにより、ダイヤフラム９２０は、第１弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２内を分割する。ダイヤフラム９２０は、第１通気孔１１１に連通するリング状の第１下バルブ室１３１と、連通路１３５を介して第２通気孔１１２に連通する円柱状の第１上バルブ室１３３とを有する逆止弁１６０を、第１弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２とともに構成する。

【0017】

また、ダイヤフラム９２０は、第１通気孔１１０に連通する円柱状の第２下バルブ室１３２と、連通路１３５を介して第１上バルブ室１３３に連通するリング状の第２上バルブ室１３４とを有する排気弁１７０を、第１弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２とともに構成する。各々のバルブ室の形状は、ダイヤフラム９２０に垂直な方向から平面視した場合の形状である。逆止弁１６０と連通路１３５と排気弁１７０とは、Ｘ軸方向に沿って配設されている。

【0018】

第１弁筐体１９１の６つの開口部１８２は、Ｘ軸方向から平面視して第１下バルブ室１３１及び第２下バルブ室１３２よりも周縁側に設けられている。６つの開口部１８２に関して、このうち３つの開口部１８２が、Ｘ軸方向に沿って配設されている。他の３つの開口部１８２は、第１下バルブ室１３１及び第２下バルブ室１３２を挟んで先に記述した３つの開口部１８２と反対側に、先に記述した３つの開口部１８２と並列になるようにＸ軸方向に沿って配設されている。

【0019】

第２弁筐体１９２の６つの第１突出部１８０は、Ｘ軸方向から平面視して第１上バルブ室１３３及び第２上バルブ室１３４よりも周縁側に設けられている。６つの第１突出部１８０は、６つの開口部１８２に対向するように配設されている。

【0020】

第１シール材９５１には、第１上バルブ室１３３、連通路１３５及び第２上バルブ室１３４に面する領域に第２貫通孔１５６Ａ〜１５６Ｃが設けられている。第２貫通孔１５６Ａは、例えば第１上バルブ室１３３と中心軸を略同じとする円形状である。第２貫通孔１５６Ｂは、例えば第２上バルブ室１３４と中心軸を略同じとする円形状である。

【0021】

次に、第２シール材９５２には、第１下バルブ室１３１及び第２下バルブ室１３２に面する領域に第１貫通孔１５５Ａ〜１５５Ｃが設けられている。第１貫通孔１５５Ａは、例えば第１下バルブ室１３１と中心軸を略同じとする円形状である。第１貫通孔１５５Ｂは、例えば第２下バルブ室１３２と中心軸を略同じとする円形状である。

【0022】

次に、バルブ９０１の製造方法について説明する。まず、第２弁筐体１９２と第２シール材９５２とダイヤフラム９２０と第１シール材９５１と第１弁筐体１９１とを積層し、６つの第１突出部１８０を６つの開口部１８２に嵌め合わせる。これにより、ダイヤフラム９２０は、第１シール材９５１及び第２シール材９５２を介して、第１弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２に挟持される。

【0023】

次に、第２弁筐体１９２と第２シール材９５２とダイヤフラム９２０と第１シール材９５１と第１弁筐体１９１とからなる積層体を台Ｓの上に載置し（図１２参照）、６つの第１突出部１８０の先端部に対して熱カシメを行う。これにより、６つの第１突出部１８０の先端部が押し潰され、バルブ９０１が得られる。

【0024】

以上のようなバルブ９０１では、さらなる低コスト化が求められている。特にダイヤフラム９２０は非常に信頼性の高い材料を使用する必要があるため、バルブ９０１の製造コスト高の一因となっている。

【0025】

そこで本願の発明者は、バルブとしての機能に直接寄与しない第１シール材９５１、ダイヤフラム９２０、及び第２シール材９５２の、Ｘ軸方向から平面視して逆止弁１６０及び排気弁１７０よりも周縁側である外側部分Ｊ１〜Ｊ６（図１１、図１２参照）を除いた、第１シール材１５１、第２シール材１５２、及びダイヤフラム１２０を備えるバルブ５０１を考案した（図１３参照）。これにより、ダイヤフラム９２０の使用面積を減らし、バルブ９０１の製造コストの削減を図った。

【0026】

しかしながら、バルブ５０１では、図１３に示すように、Ｘ軸方向から平面視して第１突出部１８０よりも内側の部分では、第１弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２は第１シール材１５１と第２シール材１５２とを介してダイヤフラム１２０を挟持しているが、第１突出部１８０よりも外側の部分では、第１弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２は何も挟持していない。

【0027】

このバルブ５０１に対して前記熱カシメを行うと、第１弁筐体１９１の第１突出部１８０よりも外側の部分が第２弁筐体１９２側へ反ってしまい、第２弁筐体１９２の第１突出部１８０よりも外側の部分が第１弁筐体１９１側へ反ってしまう。

【0028】

そのため、バルブ５０１の構造では、バルブ５０１の内部からの空気の漏れが大きくなり、バルブ５０１の性能が低下してしまうという問題がある。

【0029】

また、図１０に示すように圧電ポンプ１０にバルブ９０１を接続した流体制御装置９００では、バルブ９０１の反りが圧電ポンプ１０の反りにも影響を与える。そのため、圧電ポンプ１０の性能の低下につながるという問題もある。

【0030】

本発明の目的は、バルブの性能を従来よりも劣化させることなく、バルブの製造コストを従来よりも削減できるバルブ、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】

【0031】

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。

【0032】

（１）孔部が設けられているダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムの一方主面に設けられている第１シール材と、
前記第１シール材を介して前記ダイヤフラムと接合する第１弁筺体であって、第１の孔と、前記ダイヤフラムの一方主面側に位置し、前記第１の孔に連通する第１バルブ室と、前記第１バルブ室よりも外側に位置する複数の開口部と、を有する第１弁筺体と、
前記ダイヤフラムの他方主面に設けられている第２シール材と
前記第２シール材を介して前記ダイヤフラムと接合する第２弁筺体であって、第２の孔と、前記ダイヤフラムの他方主面側に位置し、前記第２の孔に連通する第２バルブ室と、前記第２バルブ室よりも外側に位置する複数の第１突出部と、を有する第２弁筐体と、を備え、
前記ダイヤフラムは、前記複数の第１突出部が前記複数の開口部に嵌め合わさることによって、前記第１シール材及び前記第２シール材を介して前記第１弁筺体および前記第２弁筐体に挟持され、
前記ダイヤフラムにおける前記孔部の周囲が、前記第２バルブ室において前記第２弁筐体に当接して、前記孔部が被覆され、
前記第１シール材と前記ダイヤフラムと前記第２シール材とのそれぞれの外周は、前記第１弁筺体および前記第２弁筺体の外周より小さく、前記複数の第１突出部より内側に設けられ、
前記第１弁筺体および前記第２弁筺体の少なくとも一方は、前記複数の第１突出部より外側に位置する複数の第２突出部を有する。

【0033】

この構成におけるバルブは、第１弁筺体と第１シール材とダイヤフラムと第２シール材と第２弁筺体とが積層された構造を有する。そして、この構成では、ダイヤフラムの外周が第１弁筺体及び第２弁筺体の外周より小さく、前記複数の第１突出部より内側に設けられている。そのため、ダイヤフラムの外周が第１弁筺体及び第２弁筺体の外周と同じ構造を有する第１比較例のバルブ９０１（図１１参照）と比べて、この構成は、ダイヤフラムの使用面積を減らせる。

【0034】

また、この構成におけるバルブは、Ｘ軸方向から平面視して第１突出部よりも内側の部分では第１弁筐体及び第２弁筐体は第１シール材と第２シール材とを介してダイヤフラムを挟持する。一方、Ｘ軸方向から平面視して第１突出部よりも外側の部分では第１弁筐体と第２弁筐体との間に複数の第２突出部が位置する。

【0035】

そのため、第１弁筺体と第１シール材とダイヤフラムと第２シール材と第２弁筺体とからなる積層体を台の上に載置し、複数の第１突出部の先端部に対して熱カシメを行っても、複数の第２突出部が第１弁筺体または第２弁筺体に接触し、第１弁筐体及び第２弁筐体における第１突出部よりも外側の部分が反ることを抑制できる。すなわち、この構成では、バルブ内部から空気が漏れることを抑制できる。

【0036】

したがって、この構成によれば、バルブの性能を従来よりも劣化させることなく、バルブの製造コストを従来よりも削減できる。

【0037】

（２）前記複数の第２突出部の高さは、前記複数の第１突出部の高さより低いことが好ましい。

【0038】

この構成では、複数の第２突出部よりも第２弁筐体側へ突出している複数の第１突出部の先端部に対して、熱カシメが行われる。

【0039】

（３）前記複数の第２突出部の高さは、前記第１シール材の厚みと前記ダイヤフラムの厚みと前記第２シール材の厚みとの和に等しいことが好ましい。

【0040】

この構成では、第１弁筐体における第１突出部よりも外側の部分と第２弁筐体における第１突出部よりも外側の部分との間には、第１シール材の厚みとダイヤフラムの厚みと第２シール材の厚みとの和に等しい高さを持つ複数の第２突出部が位置する。

【0041】

そのため、複数の第１突出部の先端部に対して前記熱カシメを行ったとき、複数の第２突出部が第１弁筺体または第２弁筺体に接触するので、第１弁筐体および第２弁筐体における第１突出部よりも外側の部分が反ることを一層抑制できる。すなわち、この構成では、バルブ内部から空気が漏れることを一層抑制できる。

【0042】

したがって、この構成によれば、バルブの性能を従来よりも劣化させることなく、バルブの製造コストを従来よりも削減できる。

【0043】

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。

【0044】

（４）吐出孔が設けられているポンプと、
上記（１）〜（３）のいずれかに記載のバルブと、を備え、
前記第１弁筺体の前記第１の孔は、流体を貯蔵する流体貯蔵部に接続され、
前記第２弁筺体の前記第２の孔は、前記ポンプの前記吐出孔に接続される。

【0045】

この構成により、上記（１）〜（３）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。

【発明の効果】

【0046】

本発明によれば、バルブの性能を従来よりも劣化させることなく、バルブの製造コストを従来よりも削減できる。

【図面の簡単な説明】

【0047】

【図1】本発明の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の分解斜視図である。

【図3】図１に示すバルブ１０１の分解斜視図である。

【図4】図１に示すバルブ１０１の分解斜視図である。

【図5】図１に示すバルブ１０１を構成する第２弁筐体１９２の底面図である。

【図6】図１に示すバルブ１０１の要部の断面図である。

【図7】図１に示す圧電ポンプ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8】図１に示す圧電ポンプ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9】本発明の実施形態に係るバルブ１０１と第１比較例に係るバルブ９０１と第２比較例に係るバルブ５０１とにおける、第２弁筐体１９２における位置と第２弁筐体１９２の反り量との関係を示す図である。

【図10】第１比較例に係る流体制御装置９００の要部の断面図である。

【図11】図１０に示すバルブ９０１の分解斜視図である。

【図12】図１０に示すバルブ９０１の要部の断面図である。

【図13】第２比較例に係るバルブ５０１が熱カシメされる前のバルブ５０１の要部の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0048】

以下、本発明の実施形態に係る流体制御装置１００について説明する。

【0049】

図１は、本発明の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とバルブ１０１とを備える。流体制御装置１００は、被検者の血圧を測定する装置である。圧電ポンプ１０の上面がバルブ１０１の底面に接合されることにより、バルブ１０１が圧電ポンプ１０に接続される。

【0050】

バルブ１０１には、カフ１０９の腕帯ゴム管１０９Ａに連通させるカフ接続口１０６Ａが設けられている。カフ１０９の腕帯ゴム管１０９Ａがバルブ１０１のカフ接続口１０６Ａに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。

【0051】

なお、カフ１０９が本発明の「流体貯蔵部」に相当する。

【0052】

ここで、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１、図２を用いて圧電ポンプ１０の構造について詳述する。

【0053】

図２は、図１に示す圧電ポンプ１０の分解斜視図である。圧電ポンプ１０は、基板９１、可撓板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及び蓋板５４を備え、これらが順に積層された構造を有する。

【0054】

なお、基板９１、可撓板５１、スペーサ５３Ａ、振動板ユニット６０の一部、スペーサ５３Ｂ、電極導通用板７０、スペーサ５３Ｃ及び蓋板５４は、ポンプ筐体８０を構成している。そして、ポンプ筐体８０の内部空間がポンプ室４５に相当する。

【0055】

振動板ユニット６０は、振動板４１、枠板６１、連結部６２及び外部端子６３によって構成される。振動板ユニット６０は、金属板に対して打ち抜き加工を施すことにより形成されている。

【0056】

振動板４１の周囲には枠板６１が設けられている。枠板６１には電気的に接続するための外部端子６３が設けられている。振動板４１は枠板６１に対して連結部６２で連結されている。連結部６２は例えば細いリング状に形成されている。連結部６２は、小さなバネ定数の弾性を持つ弾性構造を有している。

【0057】

したがって振動板４１は二つの連結部６２で枠板６１に対して２点で柔軟に弾性支持されている。そのため、振動板４１の屈曲振動を殆ど妨げない。すなわち、圧電アクチュエータ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。

【0058】

なお、図２に示した例では、連結部６２が二箇所に設けられているが、三箇所以上に設けられていてもよい。連結部６２は、圧電アクチュエータ４０の振動を妨げるものではないが、圧電アクチュエータ４０の振動に多少の影響を与える。そのため、例えば連結部６２が三箇所に設けられることにより、より自然な支持が可能となり、圧電素子４２の割れを防止することもできる。

【0059】

円板状の振動板４１の上面には圧電素子４２が設けられている。振動板４１の下面には補強板４３が設けられている。振動板４１と圧電素子４２と補強板４３とによって円板状の圧電アクチュエータ４０が構成される。圧電素子４２は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスからなる。

【0060】

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で形成し、接着時に加熱硬化させてもよい。これにより、圧電アクチュエータ４０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が割れることを防止できる。

【0061】

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。

【0062】

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を構成する材料を設定にすることで線膨張係数が調整されている。

【0063】

枠板６１の上面には、スペーサ５３Ｂが設けられている。スペーサ５３Ｂは樹脂からなる。スペーサ５３Ｂの厚みは圧電素子４２の厚みと同じか少し厚い。枠板６１は、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。

【0064】

スペーサ５３Ｂの上面には、電極導通用板７０が設けられている。電極導通用板７０は金属からなる。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とからなる。

【0065】

内部端子７３の先端は圧電素子４２の表面にはんだで接合される。はんだで接合される位置を圧電アクチュエータ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の振動は抑制される。

【0066】

電極導通用板７０の上面には、スペーサ５３Ｃが設けられている。スペーサ５３Ｃは樹脂からなる。スペーサ５３Ｃは圧電素子４２と同程度の厚さを有する。スペーサ５３Ｃは、圧電アクチュエータ４０が振動している時に、内部端子７３のはんだ部分が、蓋板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表面が蓋板５４に過度に接近して、空気抵抗により振動振幅が低下することを防止する。そのため、スペーサ５３Ｃの厚みは、圧電素子４２と同程度の厚みであればよい。

【0067】

スペーサ５３Ｃの上面には、蓋板５４が設けられている。蓋板５４には吐出孔５５、５６が設けられている。蓋板５４は、圧電アクチュエータ４０の上部を覆う。

【0068】

一方、振動板ユニット６０の下面には、スペーサ５３Ａが設けられている。即ち、可撓板５１の上面と振動板ユニット６０の下面との間に、スペーサ５３Ａが挿入されている。スペーサ５３Ａは、補強板４３の厚みに数１０μｍ程度加えた厚みを有する。スペーサ５３Ａは、圧電アクチュエータ４０が振動している時に、圧電アクチュエータ４０が、可撓板５１に接触しないようにするためのスペーサである。

【0069】

スペーサ５３Ａの下面には、可撓板５１が設けられている。可撓板５１の中心には吸入孔５２が設けられている。

【0070】

可撓板５１の下面には、基板９１が設けられている。基板９１の中央部には円柱形の開口部９２が形成されている。可撓板５１は、基板９１に固定された固定部５７と、固定部５７より中心側に位置し、開口部９２に面する可動部５８と、を有する。

【0071】

可動部５８は、圧電アクチュエータ４０の振動に伴う空気の圧力変動により、圧電アクチュエータ４０と実質的に同一周波数で振動することができる。可動部５８の固有振動数は、圧電アクチュエータ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。

【0072】

可撓板５１の振動位相が圧電アクチュエータ４０の振動位相よりも遅れた（例えば９０°遅れの）振動に設計すれば、可撓板５１と圧電アクチュエータ４０との間の隙間の厚さ変動が実質的に増加する。

【0073】

従って、外部端子６３、７２に交流の駆動電圧が印加されると、圧電アクチュエータ４０が同心円状に屈曲振動する。さらに、圧電アクチュエータ４０の振動に伴って可撓板５１の可動部５８も振動する。これにより、圧電ポンプ１０は、開口部９２及び吸入孔５２を介して空気をポンプ室４５へ吸引する。さらに、圧電ポンプ１０は、ポンプ室４５の空気を吐出孔５５、５６から吐出する。

【0074】

このとき、圧電ポンプ１０では、圧電アクチュエータ４０の周辺部が実質的に固定されていない。そのため、圧電ポンプ１０によれば、圧電アクチュエータ４０の振動に伴う損失が少なく、小型・低背でありながら高い吐出圧力と大きな吐出流量が得られる。

【0075】

次に、図１、図３〜図６を用いてバルブ１０１の構造について詳述する。

【0076】

図３、図４は、図１に示すバルブ１０１の分解斜視図である。図３は、当該バルブ１０１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４は、当該バルブ１０１を圧電ポンプ１０を接合する底面側から見た分解斜視図である。図５は、図１に示すバルブ１０１を構成する第２弁筐体１９２の底面図である。図６は、図１に示すバルブ１０１の要部の断面図である。

【0077】

ここで、図３、図５、図６には、Ｚ軸方向、Ｙ軸方向、およびＸ軸方向を記載している。Ｚ軸方向は、バルブ１０１を構成する部材の積層方向を示している。Ｘ軸方向は、逆止弁１６０、連通路１３５、及び排気弁１７０の配設方向を示している。Ｙ軸方向は、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に対して垂直な方向を示している。

【0078】

なお、本発明の「第１の孔」が第２通気孔１１２に相当する。また、本発明の「第２の孔」が第１通気孔１１０、１１１に相当する。また、本発明の「第１バルブ室」が第１上バルブ室１３３及び第２上バルブ室１３４に相当する。また、本発明の「第２バルブ室」が第１下バルブ室１３１及び第２下バルブ室１３２に相当する。

【0079】

バルブ１０１は、図１、図３、図４、図５に示すように、第２弁筐体１９２と、長方形状の薄膜からなる第２シール材１５２と、長方形状の薄膜からなるダイヤフラム１２０と、長方形状の薄膜からなる第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。

【0080】

第１弁筐体１９１は、図１、図３、図４に示すように、カフ１０９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、６つの開口部１８２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。

【0081】

第１弁筐体１９１の６つの開口部１８２は、Ｘ軸方向から平面視して後述する第１下バルブ室１３１及び第２下バルブ室１３２よりも周縁側に設けられている。６つの開口部１８２に関して、このうち３つの開口部１８２が、Ｘ軸方向に沿って配設されている。他の３つの開口部１８２は、第１下バルブ室１３１及び第２下バルブ室１３２を挟んで先に記述した３つの開口部１８２と反対側に、先に記述した３つの開口部１８２と並列になるようにＸ軸方向に沿って配設されている。

【0082】

第２弁筐体１９２の底面には、図１に示すように、圧電ポンプ１０の上面が接着されている。第２弁筐体１９２は、図１、図３、図４、図５に示すように、圧電ポンプ１０の吐出孔５６に連通する第１通気孔１１０と、圧電ポンプ１０の吐出孔５５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、６つの開口部１８２に対向する６つの第１突出部１８０と、を有する。第２弁筐体１９２は、例えば樹脂からなる。第２弁筐体１９２の６つの第１突出部１８０は、Ｘ軸方向から平面視して後述する第１上バルブ室１３３及び第２上バルブ室１３４よりも周縁側に設けられている。

【0083】

さらに、第２弁筺体１９２は、Ｘ軸方向から平面視して６つの第１突出部１８０より周縁側に６つの第２突出部１８１を有する。

【0084】

６つの第２突出部１８１は、６つの第１突出部１８０が６つの開口部１８２に嵌め合わされた状態で、Ｘ軸方向から平面視して第１シール材１５１、ダイヤフラム１２０、及び第２シール材１５２よりも周縁側に設けられている。

【0085】

ダイヤフラム１２０には、図１、図３、図４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。ダイヤフラム１２０の外周は、第１弁筺体１９１と第２弁筺体１９２のそれぞれの外周より小さい。ダイヤフラム１２０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からなる。

【0086】

ダイヤフラム１２０は、６つの第１突出部１８０が６つの開口部１８２に嵌め合わさることによって、第１シール材１５１および第２シール材１５２を介して第１弁筺体１９１および第２弁筺体１９２に挟持されている。

【0087】

これにより、ダイヤフラム１２０は、図６に示すように、Ｘ軸方向から平面視して第１弁筐体１９１における６つの開口部１８２より内側の領域とＸ軸方向から平面視して第２弁筺体１９２における６つの第１突出部１８０より内側の領域とを覆い、弁座１３８に接触するとともに孔部１２１の周囲が弁座１３８に接触する。弁座１３８は、ダイヤフラム１２０における孔部１２１の周囲を与圧するよう第２弁筐体１９２に設けられている。

【0088】

ダイヤフラム１２０は、第１弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２内を分割する。ダイヤフラム１２０は、第１通気孔１１１に連通するリング状の第１下バルブ室１３１と、連通路１３５を介して第２通気孔１１２に連通する円柱状の第１上バルブ室１３３とを有する逆止弁１６０を、第１弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２とともに構成する。

【0089】

また、ダイヤフラム１２０は、第１通気孔１１０に連通する円柱状の第２下バルブ室１３２と、連通路１３５を介して第１上バルブ室１３３に連通するリング状の第２上バルブ室１３４とを有する排気弁１７０を、第１弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２とともに構成する。

【0090】

各々のバルブ室の形状は、ダイヤフラム１２０に垂直な方向から平面視した場合の形状である。逆止弁１６０と連通路１３５と排気弁１７０とは、Ｘ軸方向に沿って設けられている。

【0091】

第１下バルブ室１３１と、第２下バルブ室１３２と、第１上バルブ室１３３と、第２上バルブ室１３４とのそれぞれの直径は例えば７．０ｍｍである。ダイヤフラム１２０に当接する弁座１３８の面の直径は例えば１．５ｍｍである。

【0092】

第１シール材１５１には、第１上バルブ室１３３、連通路１３５及び第２上バルブ室１３４に面する領域に第２貫通孔１５６Ａ〜１５６Ｃが設けられている。第２貫通孔１５６Ａは、例えば第１上バルブ室１３３と中心軸を略同じとする円形状である。第２貫通孔１５６Ｂは、例えば第２上バルブ室１３４と中心軸を略同じとする円形状である。

【0093】

第２貫通孔１５６Ａ、１５６Ｂのそれぞれの直径は例えば６．６ｍｍである。即ち、第１シール材１５１の外周は、第１弁筺体１９１と第２弁筺体１９２のそれぞれの外周より小さい。第１シール材１５１は、例えば両面テープや接着剤からなる。

【0094】

次に、第２シール材１５２には、第１下バルブ室１３１及び第２下バルブ室１３２に面する領域に第１貫通孔１５５Ａ、１５５Ｂが設けられている。第１貫通孔１５５Ａは、例えば第１下バルブ室１３１と中心軸を略同じとする円形状である。第１貫通孔１５５Ｂは、例えば第２下バルブ室１３２と中心軸を略同じとする円形状である。

【0095】

第１貫通孔１５５Ａ、１５５Ｂのそれぞれの直径は例えば６．６ｍｍである。即ち、第２シール材１５２の外周は、第１弁筺体１９１と第２弁筺体１９２のそれぞれの外周より小さい。第２シール材１５２は、例えば両面テープや接着剤からなる。

【0096】

第１貫通孔１５５Ａの直径は、弁座１３８の直径よりも大きく、第１下バルブ室１３１の直径よりも小さい。すなわち、第１貫通孔１５５Ａの外周は、弁座１３８の外周よりも大きく、第１下バルブ室１３１の外周よりも小さい。同様に、第１貫通孔１５５Ｂの直径は、第２下バルブ室１３２の直径よりも小さい。すなわち、第１貫通孔１５５Ｂの外周は、第２下バルブ室１３２の外周よりも小さい。

【0097】

以上より、バルブ１０１では、第１上バルブ室１３３及び第２上バルブ室１３４内に第１シール材１５１の一部が位置する。同様に、第１下バルブ室１３１及び第２下バルブ室１３２内に第２シール材１５２の一部が位置する。 バルブ１０１は、図１に示すように、逆止弁１６０と、排気弁１７０とを有している。

【0098】

まず、逆止弁１６０は、第１通気孔１１１を備える第２弁筐体１９２の一部と、第２通気孔１１２を備える第１弁筐体１９１の一部と、ダイヤフラム１２０における孔部１２１の周囲と、その周囲と当接して孔部１２１を被覆する弁座１３８と、によって構成されている。逆止弁１６０は、第１下バルブ室１３１側から第１上バルブ室１３３側への流体の流れを許可し、第１上バルブ室１３３側から第１下バルブ室１３１側への流体の流れを遮断する。

【0099】

逆止弁１６０は、第１下バルブ室１３１と第１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。

【0100】

次に、排気弁１７０は、第１通気孔１１０を備える第２弁筐体１９２の一部と、第２通気孔１１２及び第３通気孔１１３を備える第１弁筐体１９１の一部と、ダイヤフラム１２０の一部と、第３通気孔１１３の周囲からダイヤフラム１２０側へ突出してダイヤフラム１２０に当接して被覆される弁座１３９と、によって構成されている。

【0101】

排気弁１７０は、第２下バルブ室１３２と第２上バルブ室１３４との圧力差によってダイヤフラム１２０が弁座１３９に対して当接または離間する。

【0102】

次に、バルブ１０１の製造方法について説明する。まず、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とを積層し、６つの第１突出部１８０を６つの開口部１８２に嵌め合わせる。これにより、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弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２に挟持される。

【0103】

次に、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とからなる積層体を台Ｓの上に載置し（図６参照）、６つの第１突出部１８０の先端部に対して熱カシメを行う。これにより、６つの第１突出部１８０の先端部が押し潰され、図６に示すバルブ１０１が得られる。

【0104】

バルブ１０１は、図６に示すように、Ｘ軸方向から平面視して第１突出部１８０よりも内側の部分では、第１弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２は第１シール材１５１と第２シール材１５２とを介してダイヤフラム１２０を挟持する。一方、第１突出部１８０よりも外側の部分には、６つの第２突出部１８１が設けられている。

【0105】

そのため、第１弁筐体１９１と第１シール材１５１とダイヤフラム１２０と第２シール材１５２と第２弁筐体１９２とからなる積層体を台Ｓの上に載置し、６つの第１突出部１８０の先端部に対して熱カシメを行っても、第１弁筐体１９１における第１突出部１８０よりも外側の部分が６つの第２突出部１８１に接触しているので、第１弁筐体１９１における第１突出部１８０よりも外側の部分が第２弁筐体１９２側へ反ることを抑制できる。また、第２弁筐体１９２における第１突出部１８０よりも外側の部分が第１弁筐体１９１側へ反ることを抑制できる。すなわち、本実施形態では、バルブ１０１内部から空気が漏れることを抑制できる。

【0106】

したがって、本実施形態によれば、バルブの性能を従来よりも劣化させることなく、バルブ１０１の製造コストを従来よりも削減できる。

【0107】

なお、６つの第２突出部１８１のそれぞれの高さは、第１シール材１５１の厚みとダイヤフラム１２０の厚みと第２シール材１５２の厚みとの和に等しいことが好ましい。この場合、第１弁筐体１９１における第１突出部１８０よりも外側の部分と第２弁筐体１９２における第１突出部１８０よりも外側の部分との間には、第１シール材１５１の厚みとダイヤフラム１２０の厚みと第２シール材１５２の厚みとの和に等しい高さを持つ６つの第２突出部１８１が位置する。

【0108】

そのため、６つの第１突出部１８０の先端部に対して前記熱カシメを行っても、第１弁筐体１９１における第１突出部１８０よりも外側の部分が６つの第２突出部１８１に接触しているので、第１弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２における第１突出部１８０よりも外側の部分が反ることを一層抑制できる。すなわち、バルブ１０１内部から空気が漏れることを一層抑制できる。

【0109】

次に、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。

【0110】

図７は、図１に示す圧電ポンプ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。

【0111】

流体制御装置１００は、血圧の測定を開始するとき、まず圧電ポンプ１０を駆動させる。圧電ポンプ１０が駆動すると、まず空気が開口部９２及び吸引孔５２から圧電ポンプ１０内のポンプ室４５に流入する。次に、空気が吐出孔５５、５６から吐出され、バルブ１０１の第２下バルブ室１３２及び第１下バルブ室１３１の両方に流入する。

【0112】

これにより、排気弁１７０では、第２下バルブ室１３２の圧力が第２上バルブ室１３４の圧力より高くなる。このため、図７に示すように、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との通気を遮断する。

【0113】

また、逆止弁１６０では、第１下バルブ室１３１の圧力が第１上バルブ室１３３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。

【0114】

この結果、空気が圧電ポンプ１０からバルブ１０１の第１通気孔１１１と、孔部１２１と、第２通気孔１１２と、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。

【0115】

なお、ダイヤフラム１２０は、ダイヤフラム１２０の孔部１２１の周囲が弁座１３８に接触するよう第１弁筐体１９１及び第２弁筐体１９２に固定されている。そして、この弁座１３８は、ダイヤフラム１２０における孔部１２１の周囲を与圧している。

【0116】

これにより、バルブ１０１の第１通気孔１１１を経由して孔部１２１から流出する空気は、圧電ポンプ１０の吐出圧力より若干低い圧力となって、孔部１２１から第１上バルブ室１３３及び第２上バルブ室１３４に流入する。一方、第２下バルブ室１３２には圧電ポンプ１０の吐出圧力が加わる。

【0117】

この結果、バルブ１０１では、第２下バルブ室１３２の圧力が第２上バルブ室１３４の圧力より若干勝り、ダイヤフラム１２０が第３通気孔１１３をシールして孔部１２１を開放した状態が維持される。

【0118】

なお、このバルブ１０１では、図３、図４に示すように、各バルブ室１３１、１３２、１３３、１３４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付近の周囲）に張力が均等にかかる。

【0119】

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。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。

【0120】

図８は、図１に示す圧電ポンプ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。

【0121】

血圧の測定が終了すると、流体制御装置１００は、圧電ポンプ１０の駆動を停止する。ここで、圧電ポンプ１０の駆動が停止すると、ポンプ室４５と第１下バルブ室１３１と第２下バルブ室１３２の空気は、圧電ポンプ１０の中心通気孔５２および開口部９２から流体制御装置１００の外部へ速やかに排気される。また、第１上バルブ室１３３と第２上バルブ室１３４には、カフ１０９の圧力が第２通気孔１１２から加わる。

【0122】

この結果、逆止弁１６０では、第１下バルブ室１３１の圧力が第１上バルブ室１３３の圧力より低下する。ダイヤフラム１２０は、弁座１３８に当接して孔部１２１をシールする。

【0123】

また、排気弁１７０では、第２下バルブ室１３２の圧力が第２上バルブ室１３４の圧力より低下する。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。

【0124】

即ち、バルブ１０１では、第２通気孔１１２と第３通気孔１１３とが連通路１３５及び第２上バルブ室１３４を介して連通する。これにより、カフ１０９の空気が第２通気孔１１２、連通路１３５及び第２上バルブ室１３４を経由して第３通気孔１１３から急速に排気される（図８参照）。

【0125】

従って、この実施形態のバルブ１０１によれば、カフ１０９に圧縮空気を充填した後、カフ１０９から空気を急速排気することができる。

【0126】

また、バルブ１０１では前述したように、第１下バルブ室１３１及び第２下バルブ室１３２内に第２シール材１５２の一部が位置し、第１上バルブ室１３３及び第２上バルブ室１３４内に第１シール材１５１の一部が位置する。

【0127】

そのため、第１シール材１５１及び第２シール材１５２は、第１弁筺体１９１、第２弁筺体１９２及びダイヤフラム１２０の接着と、各バルブ室１３１、１３２、１３３、１３４内に存在する異物の捕捉とを行うことができる。

【0128】

したがって、バルブ１０１によれば、例えばバルブ１０１内に異物が混入したとしても、異物による誤動作を抑制することができる。特に排気弁１７０においては、異物による弁座１３９の第３通気孔１１３の閉塞を抑制することができる。

【0129】

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。

【0130】

なお、バルブ１０１の性能は、圧力損失およびリーク圧力によって示される。特に、圧電ポンプ１０が駆動している間におけるバルブ１０１の第１通気孔１１０、１１１から第３通気孔１１３への空気の漏れ（リーク）は、バルブ１０１の性能に大きく影響する。

【0131】

圧力損失は、逆止弁１６０を開いた状態にする際の損失である。ダイヤフラム１２０には張力がかかっており、弁座１３８は、ダイヤフラム１２０における孔部１２１の周囲を与圧するよう第２弁筐体１９２に設けられている。すなわち、ダイヤフラム１２０には第１上バルブ室１３３側から第１下バルブ室１３１側への応力がかかっている。

【0132】

このため、逆止弁１６０を開いた状態にすると、前述の応力の分だけ第１上バルブ室１３３の圧力Ｐ２が第１下バルブ室１３１の圧力Ｐ１よりも低下する。圧力損失は、「圧力損失＝第１下バルブ室１３１の圧力Ｐ１−第１上バルブ室１３３の圧力Ｐ２」の式で求められる。

【0133】

この圧力損失によって、排気弁１７０では、バルブ１０１の第１通気孔１１１からカフ１０９へと空気が送り込まれる間、常に排気弁１７０を閉じた状態にする力（第２下バルブ室１３２側からダイヤフラム１２０を弁座１３９に押し当てる力）が加わるので、排気弁１７０は閉じた状態となる。

【0134】

ここで、圧力損失が小さいと、第１上バルブ室１３３の圧力Ｐ２と第１下バルブ室１３１の圧力Ｐ１との差が小さくなる。すなわち、排気弁１７０を閉じた状態にする力（第２下バルブ室１３２側からダイヤフラム１２０を弁座１３９に押し当てる力）が減少し、バルブ１０１の第１通気孔１１０、１１１から第３通気孔１１３への空気の漏れ（リーク）が増える。

【0135】

リークが多いと、バルブ１０１の第１通気孔１１１からカフ１０９へ空気を充填する際に、効率が悪くなる。バルブ１０１は、ダイヤフラム１２０の張力によって発生する圧力損失を利用して、カフ１０９の空気が第３通気孔１１３からリークすることを抑制している。

【0136】

また、リーク圧力は、「リーク圧力＝圧電ポンプ１０が駆動している間におけるカフ１０９の圧力−圧電ポンプ１０を駆動停止してから５秒後のカフ１０９の圧力」の式で求められる。

【0137】

以下、本発明の実施形態に係るバルブ１０１（図１参照）と第１比較例に係るバルブ９０１（図１２参照）と第２比較例に係るバルブ５０１（図１３参照）とを比較する。

【0138】

なお、バルブ５０１がバルブ９０１と相違する点は、前述したように、第１シール材９５１、ダイヤフラム９２０、及び第２シール材９５２の、Ｘ軸方向から平面視して逆止弁１６０及び排気弁１７０よりもよりも周縁側である外側部分Ｊ１〜Ｊ６（図１２、図１３参照）を除いた、第１シール材１５１、第２シール材１５２、及びダイヤフラム１２０を備える点である。そして、バルブ１０１がバルブ５０１と相違する点は、第２突出部１８１を備える点である。

【0139】

図９は、本発明の実施形態に係るバルブ１０１と第１比較例に係るバルブ９０１と第２比較例に係るバルブ５０１とにおける、第２弁筐体１９２における位置と第２弁筐体１９２の反り量との関係を示す図である。図９では、バルブ１０１とバルブ９０１とバルブ５０１とにおける、第２弁筐体１９２におけるＡ点からＢ点を通ってＣ点までの反り量をレーザ変位計で測定した結果を示している。

【0140】

ここで、Ａ点及びＣ点は、図５に示すように、第２弁筐体１９２における第１突出部１８０よりも外側の部分に位置する点であり、Ｂ点は、第２弁筐体１９２における第１突出部１８０よりも内側の部分に位置する点である。

【0141】

次に、圧電ポンプ１０を駆動して圧電ポンプ１０の吐出圧力４０（ｋＰａ）をバルブ１０１、５０１、９０１に付与し、バルブ１０１、５０１、９０１の圧力損失およびリーク圧力を測定した結果を表１に示す。

【0142】

【表1】

【0143】

実験により、バルブ５０１では圧力損失が０．１（ｋＰａ）であるのに対し、バルブ１０１、９０１では圧力損失が０．７（ｋＰａ）であることが明らかとなった。また、バルブ５０１ではリーク圧力が１．１（ｋＰａ）であるのに対し、バルブ１０１、９０１ではリーク圧力が０．１（ｋＰａ）であることが明らかとなった。

【0144】

以上の結果になった理由は、バルブ５０１では、第１弁筐体１９１と第１シール材１５１とダイヤフラム１２０と第２シール材１５２と第２弁筐体１９２とからなる積層体を台Ｓの上に載置し、６つの第１突出部１８０の先端部に対して熱カシメを行ったとき、第１弁筐体１９１における第１突出部１８０よりも外側の部分が第２弁筐体１９２側へ反ったためであると考えられる。これにより、バルブ５０１では、ダイヤフラム１２０の張力が十分に得られず、即ちバルブ９０１と同等の圧力損失が発生せず、リーク圧力がバルブ１０１、９０１より高くなったと考えられる。

【0145】

これに対して、バルブ１０１では、積層体を台Ｓの上に載置し、６つの第１突出部１８０の先端部に対して熱カシメを行ったとき、第１弁筐体１９１における第１突出部１８０よりも外側の部分が６つの第２突出部１８１に接触し、反ることを抑制できたためであると考えられる。これにより、バルブ１０１では、ダイヤフラム１２０の張力が十分に得られ、即ちバルブ９０１と同等の圧力損失が発生し、バルブ１０１内部からの空気の漏れを抑制することができたと考えられる。

【0146】

したがって、本実施形態のバルブ１０１によれば、バルブの性能を従来よりも劣化させることなく、バルブ１０１の製造コストを従来よりも削減できる。

【0147】

《その他の実施形態》
なお、前述の実施形態では流体として空気を用いているが、これに限るものではなく、当該流体が、空気以外の気体であっても適用できる。

【0148】

また、前述の実施形態におけるポンプは、ユニモルフ型で屈曲振動するアクチュエータ４０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。

【0149】

また、前述の実施形態におけるポンプは、圧電素子４２の伸縮によって屈曲振動するアクチュエータ４０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。

【0150】

また、前述の実施形態において、圧電素子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。

【0151】

また、前述の実施形態において、第２突出部１８１は第２弁筐体１９２に設けられているが、これに限るものではない。第２突出部１８１は第１弁筐体１９１に設けられていてもよい。

【0152】

また、前述の実施形態のバルブ１０１は、第１貫通孔１５５Ａの外周が第１下バルブ室１３１の外周よりも小さく、第１貫通孔１５５Ｂの外周が第２下バルブ室１３２の外周よりも小さい第２シール材１５２を有しているが（図１参照）、これに限るものではない。例えば、第１貫通孔１５５Ａの外周が第１下バルブ室１３１の外周と等しく、第１貫通孔１５５Ｂの外周が第２下バルブ室１３２の外周と等しい第２シール材を有していてもよい。

【0153】

同様に、前述の実施形態のバルブ１０１は、第２貫通孔１５６Ａの外周が第１上バルブ室１３３の外周よりも小さく、第２貫通孔１５６Ｂの外周が第２上バルブ室１３４の外周よりも小さい第１シール材１５１を有しているが（図１参照）、これに限るものではない。例えば、第２貫通孔１５６Ａの外周が第１上バルブ室１３３の外周と等しく、第２貫通孔１５６Ｂの外周が第２上バルブ室１３４の外周と等しい第１シール材を有していてもよい。

【0154】

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】

【0155】

Ｓ…台
１０…圧電ポンプ
４０…圧電アクチュエータ
４１…振動板
４２…圧電素子
４３…補強板
４５…ポンプ室
５１…可撓板
５２…吸引孔
５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ…スペーサ
５４…蓋板
５５、５６…吐出孔
５７…固定部
５８…可動部
６０…振動板ユニット
６１…枠板
６２…連結部
６３，７２…外部端子
７０…電極導通用板
７１…枠部位
７３…内部端子
８０…ポンプ筺体
９１…基板
９２…開口部
１００…流体制御装置
１０１…バルブ
１０６Ａ…カフ接続口
１０９…カフ
１０９Ａ…腕帯ゴム管
１１０、１１１…第１通気孔
１１２…第２通気孔
１１３…第３通気孔
１２０…ダイヤフラム
１２１…孔部
１３１…第１下バルブ室
１３２…第２下バルブ室
１３３…第１上バルブ室
１３４…第２上バルブ室
１３５…連通路
１３８、１３９…弁座
１４０…アクチュエータ
１５１…第１シール材
１５２…第２シール材
１５５Ａ、１５５Ｂ…第１貫通孔
１５６Ａ、１５６Ｂ…第２貫通孔
１６０…逆止弁
１７０…排気弁
１８０…第１突出部
１８１…第２突出部
１８２…開口部
１９１…第１弁筺体
１９２…第２弁筐体
５０１…バルブ
９００…流体制御装置
９０１…バルブ
９２０…ダイヤフラム
９５１…第１シール材
９５２…第２シール材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】