特許 6743994 バルブおよびバルブを備える流体制御装置

(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】6743994

(24)【登録日】2020年8月3日

(45)【発行日】2020年8月19日

(54)【発明の名称】バルブおよびバルブを備える流体制御装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 7/17 20060101AFI20200806BHJP

   A61B 5/0225 20060101ALI20200806BHJP

   A61B 5/0235 20060101ALI20200806BHJP

   F04B 45/047 20060101ALI20200806BHJP

【ＦＩ】

   F16K7/17

   A61B5/0225

   A61B5/0235

   F04B45/047

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2020-504814(P2020-504814)

(86)(22)【出願日】2018年12月28日

(86)【国際出願番号】JP2018048512

(87)【国際公開番号】WO2019171736

(87)【国際公開日】20190912

【審査請求日】2020年5月19日

(31)【優先権主張番号】特願2018-43271(P2018-43271)

(32)【優先日】2018年3月9日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(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】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100183276

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 裕三

(72)【発明者】

【氏名】川村 憲一郎

(72)【発明者】

【氏名】兒玉 幸治

(72)【発明者】

【氏名】竹村 洋

(72)【発明者】

【氏名】阿知波 寛基

【審査官】 橋本 敏行

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１８／０２１０９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１５６４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１４１１１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１６／０６３７１０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ ７／１２− ７／１８

Ｆ１６Ｋ１５／１４−１５／１６

Ｆ１６Ｋ１７／０４

Ａ６１Ｂ ５／０２２５

Ａ６１Ｂ ５／０２３５

Ｆ０４Ｂ４３／０２−４３／０７３

Ｆ０４Ｂ４５／０４−４５／０５３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加圧流体の流入口と弁座とを有する第１弁筐体と、
加圧流体の第１吐出流路および第２吐出流路を有し、前記第１弁筐体に積層して配置される第２弁筐体と、
前記第１弁筐体と前記第２弁筐体の間に配置され、連通口を有するダイヤフラムと、
前記第１弁筐体の外縁領域と前記第２弁筐体の外縁領域を固定する第１固定部と、
平面視して、前記第１固定部よりも内側で、前記ダイヤフラムを前記第１弁筐体あるいは前記第２弁筐体のいずれか一方に固定する第２固定部と、を備え、
前記ダイヤフラムは、前記第１弁筐体とともに上流側バルブ室を形成し、前記第２弁筐体とともに下流側バルブ室を形成し、前記第１弁筐体の前記弁座に前記連通口の周囲を接触させて前記上流側バルブ室と前記下流側バルブ室を非連通状態とする第１の位置と、前記第１弁筐体の前記弁座から前記連通口の周囲を離間させて前記上流側バルブ室と前記下流側バルブ室を連通状態とする第２の位置の間で移動可能であり、前記第２の位置では前記第２吐出流路の入口又は前記下流側バルブ室の壁面に接触して前記第２吐出流路と前記第１吐出流路との間を封止し、前記第１の位置では前記第１吐出流路と前記第２吐出流路を連通させ、
平面視して、前記第１固定部と前記第２固定部の間に、前記第１弁筐体と前記第２弁筐体を固定する第３固定部をさらに備え、
前記第１固定部および前記第２固定部は両面テープであり、前記第３固定部は接着剤である、バルブ。

【請求項2】

加圧流体の流入口と弁座とを有する第１弁筐体と、
加圧流体の第１吐出流路および第２吐出流路を有し、前記第１弁筐体に積層して配置される第２弁筐体と、
前記第１弁筐体と前記第２弁筐体の間に配置され、連通口を有するダイヤフラムと、
前記第１弁筐体の外縁領域と前記第２弁筐体の外縁領域を固定する第１固定部と、
平面視して、前記第１固定部よりも内側で、前記ダイヤフラムを前記第１弁筐体あるいは前記第２弁筐体のいずれか一方に固定する第２固定部と、を備え、
前記ダイヤフラムは、前記第１弁筐体とともに上流側バルブ室を形成し、前記第２弁筐体とともに下流側バルブ室を形成し、前記第１弁筐体の前記弁座に前記連通口の周囲を接触させて前記上流側バルブ室と前記下流側バルブ室を非連通状態とする第１の位置と、前記第１弁筐体の前記弁座から前記連通口の周囲を離間させて前記上流側バルブ室と前記下流側バルブ室を連通状態とする第２の位置の間で移動可能であり、前記第２の位置では前記第２吐出流路の入口又は前記下流側バルブ室の壁面に接触して前記第２吐出流路と前記第１吐出流路との間を封止し、前記第１の位置では前記第１吐出流路と前記第２吐出流路を連通させ、
平面視して、前記第１固定部と前記第２固定部の間に、前記第１弁筐体と前記第２弁筐体を固定する第３固定部をさらに備え、
前記第１弁筐体は、前記第１固定部における前記第２弁筐体との接触箇所から前記第３固定部における前記第２弁筐体との接触箇所の途中まで面一に延びる第１対向面と、前記第１対向面の内縁部から凹んで前記第３固定部および前記ダイヤフラムと間隔を空けて面一に延びる第２対向面とを有する、バルブ。

【請求項3】

前記第２固定部は、前記ダイヤフラムを前記第２弁筐体に固定する、請求項１又は２に記載のバルブ。

【請求項4】

前記第３固定部はシリコン接着剤である、請求項１から３のいずれか１つに記載のバルブ。

【請求項5】

前記ダイヤフラムは、前記第２の位置では前記第２吐出流路の前記入口に接触して前記入口を塞ぐことにより、前記第２吐出流路と前記第１吐出流路との間を封止する、請求項１から４のいずれか１つに記載のバルブ。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１つに記載の前記バルブと、
前記バルブの前記第１弁筐体の前記流入口に加圧流体を送るポンプと、
を備える、流体制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バルブおよびバルブを備える流体制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、バルブを備える流体制御装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１の流体制御装置は、血圧測定に用いる流体制御装置であり、圧電ポンプと、バルブと、カフとを備える。圧電ポンプはバルブに加圧流体を送り、バルブは圧電ポンプとカフの連通／非連通を切り替える。バルブには、連通／非連通を切り替えるためのダイヤフラムが設けられている。圧電ポンプの運転時にはダイヤフラムは連通位置にあり、圧電ポンプから送られてくる加圧流体がバルブを介してカフに送られる。圧電ポンプの運転を止めると、加圧流体の供給が停止するとともに、ダイヤフラムが非連通位置に移動する。バルブ内部は大気圧に開放されるため、カフに貯められていた加圧流体がバルブに戻り、バルブを介して外部に排気される。

【0004】

特許文献１の流体制御装置には、バルブの外郭を形成する第１弁筐体および第２弁筐体が設けられる。第１弁筐体と第２弁筐体が形成する内部空間にダイヤフラムが配置される。ダイヤフラムはその外縁領域が第１弁筐体および第２弁筐体によって上下から挟まれ、所定位置に固定される。ダイヤフラムの外周端はバルブの外部に露出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１７−２６１５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

近年では、流体制御装置の信頼性を向上させることが求められている。特許文献１のような構成では、圧電ポンプの運転時にダイヤフラムの中央部にはバルブ内部の加圧流体による高い圧力がかかる一方で、ダイヤフラムの外周端には大気圧がかかる。このようにダイヤフラムに生じる差圧が大きいために、圧電ポンプの運転に伴ってダイヤフラムが徐々に劣化し、バルブの動作が悪化する場合がある。結果として、バルブおよびバルブを備える流体制御装置の信頼性が低下するおそれがある。

【0007】

従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、信頼性を向上させたバルブおよび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】

【0008】

前記目的を達成するために、本発明のバルブは、加圧流体の流入口と弁座とを有する第１弁筐体と、加圧流体の第１吐出流路および第２吐出流路を有し、前記第１弁筐体に積層して配置される第２弁筐体と、前記第１弁筐体と前記第２弁筐体の間に配置され、連通口を有するダイヤフラムと、前記第１弁筐体の外縁領域と前記第２弁筐体の外縁領域を固定する第１固定部と、平面視して、前記第１固定部よりも内側で、前記ダイヤフラムを前記第１弁筐体あるいは前記第２弁筐体のいずれか一方に固定する第２固定部と、を備え、前記ダイヤフラムは、前記第１弁筐体とともに上流側バルブ室を形成し、前記第２弁筐体とともに下流側バルブ室を形成し、前記第１弁筐体の前記弁座に前記連通口の周囲を接触させて前記上流側バルブ室と前記下流側バルブ室を非連通状態とする第１の位置と、前記第１弁筐体の前記弁座から前記連通口の周囲を離間させて前記上流側バルブ室と前記下流側バルブ室を連通状態とする第２の位置の間で移動可能であり、前記第２の位置では前記第２吐出流路の入口又は前記下流側バルブ室の壁面に接触して前記第２吐出流路と前記第１吐出流路との間を封止し、前記第１の位置では前記第１吐出流路と前記第２吐出流路を連通させる。

【0009】

また、本発明の流体制御装置は、前記バルブと、前記バルブの前記第１弁筐体の前記流入口に加圧流体を送るポンプと、を備える。

【発明の効果】

【0010】

本発明のバルブおよび流体制御装置によれば、信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】流体制御装置の上方斜視図

【図2】流体制御装置の下方斜視図

【図3】流体制御装置の分解斜視図

【図4】流体制御装置を運転する前の非運転状態を示す縦断面図

【図5A】バルブの一部拡大断面図

【図5B】図４のＣ−Ｃ断面図

【図6A】流体制御装置の動作を説明するための縦断面図（連通状態、第２の位置）

【図6B】流体制御装置の動作を説明するための縦断面図（非連通状態、第１の位置）

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の第１態様によれば、加圧流体の流入口と弁座とを有する第１弁筐体と、加圧流体の第１吐出流路および第２吐出流路を有し、前記第１弁筐体に積層して配置される第２弁筐体と、前記第１弁筐体と前記第２弁筐体の間に配置され、連通口を有するダイヤフラムと、前記第１弁筐体の外縁領域と前記第２弁筐体の外縁領域を固定する第１固定部と、平面視して、前記第１固定部よりも内側で、前記ダイヤフラムを前記第１弁筐体あるいは前記第２弁筐体のいずれか一方に固定する第２固定部と、を備え、前記ダイヤフラムは、前記第１弁筐体とともに上流側バルブ室を形成し、前記第２弁筐体とともに下流側バルブ室を形成し、前記第１弁筐体の前記弁座に前記連通口の周囲を接触させて前記上流側バルブ室と前記下流側バルブ室を非連通状態とする第１の位置と、前記第１弁筐体の前記弁座から前記連通口の周囲を離間させて前記上流側バルブ室と前記下流側バルブ室を連通状態とする第２の位置の間で移動可能であり、前記第２の位置では前記第２吐出流路の入口又は前記下流側バルブ室の壁面に接触して前記第２吐出流路と前記第１吐出流路との間を封止し、前記第１の位置では前記第１吐出流路と前記第２吐出流路を連通させる、バルブを提供する。

【0013】

このような構成によれば、ダイヤフラムは第１固定部よりも内側で固定されるため、弁筐体の外側に露出せず、弁筐体の外側に露出する形態と比較してダイヤフラムの表面にかかる差圧は小さくなる。これにより、ダイヤフラムの損傷を抑制し、ダイヤフラムの寿命を延ばすことができる。

【0014】

本発明の第２態様によれば、前記第２固定部は、前記ダイヤフラムを前記第２弁筐体に固定する、第１態様に記載のバルブを提供する。このような構成によれば、ダイヤフラムを第２弁筐体に固定する際に第１弁筐体の弁座が障害になりにくく、製造が容易である。

【0015】

本発明の第３態様によれば、平面視して、前記第１固定部と前記第２固定部の間に、前記第１弁筐体と前記第２弁筐体を固定する第３固定部をさらに備える、第１態様又は第２態様に記載のバルブを提供する。このような構成によれば、第３固定部を設けることで、第１弁筐体と第２弁筐体をより強固に固定できる。また、第１固定部、第２固定部、第３固定部のそれぞれに用いる材料を使い分けることができる。

【0016】

本発明の第４態様によれば、前記第１固定部および前記第２固定部は両面テープであり、前記第３固定部は接着剤である、第３態様に記載のバルブを提供する。このような構成によれば、第１固定部と第２固定部の両面テープは位置決めが容易であり、第３固定部の接着剤は接着力が強い。また第３固定部の接着剤は、第１固定部と第２固定部によって堰き止められるため、所望の位置に配置することができる。

【0017】

本発明の第５態様によれば、前記第３固定部はシリコン接着剤である、第４態様に記載のバルブを提供する。このような構成によれば、汎用的な材料を用いて製造コストを低減できる。

【0018】

本発明の第６態様によれば、前記第１弁筐体は、前記第１固定部における前記第２弁筐体との接触箇所から前記第３固定部における前記第２弁筐体との接触箇所の途中まで面一に延びる第１対向面と、前記第１対向面の内縁部から凹んで前記第３固定部および前記ダイヤフラムと間隔を空けて面一に延びる第２対向面とを有する、第３態様から第５態様のいずれか１つに記載のバルブを提供する。このような構成によれば、第１対向面と第２対向面の間に段差を設けることで、第３固定部の接着剤の量が多い場合でも、当該段差を通じて第３固定部を逃がす空間を確保できる。

【0019】

本発明の第７態様によれば、前記ダイヤフラムは、前記第２の位置では前記第２吐出流路の前記入口に接触して前記入口を塞ぐことにより、前記第２吐出流路と前記第１吐出流路との間を封止する、第１態様から第６態様のいずれか１つに記載のバルブを提供する。このような構成によれば、ダイヤフラムが第２の位置にあるときに、第２吐出流路と第１吐出流路との間をより精度良く封止することができる。

【0020】

本発明の第８態様によれば、第１態様から第７態様のいずれか１つに記載の前記バルブと、前記バルブの前記第１弁筐体の前記流入口に加圧流体を送るポンプと、を備える、流体制御装置を提供する。このような構成によれば、ダイヤフラムは第１固定部よりも内側で固定されるため、弁筐体の外側に露出せず、弁筐体の外側に露出する形態に比べてダイヤフラムの表面にかかる差圧は小さくなる。これにより、ダイヤフラムの損傷を抑制し、ダイヤフラムの寿命を延ばすことができる。

【0021】

（実施の形態）
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【0022】

＜全体構成＞
図１―図４は、実施の形態における流体制御装置２の概略構成を示す図である。図１は、流体制御装置２の上方斜視図であり、図２は、流体制御装置２の下方斜視図である。図３は、流体制御装置２の分解斜視図であり、図４は、流体制御装置２の縦断面図である。図４は、流体制御装置２を運転していない非運転状態を示す。

【0023】

流体制御装置２は、吸込口２４（図２）から流体（実施の形態では空気）を吸い込むとともに、吸い込んだ流体を加圧して加圧流体を生成し、生成した加圧流体を制御しながら吐出流路５２（図１）から吹き出す装置である。図１―図３に示すように、流体制御装置２は、ポンプ４と、バルブ６とを備える。

【0024】

図４に示すように、本実施の形態の流体制御装置２は、人の血圧を測定するための血圧測定装置３に用いられる。血圧測定装置３は流体制御装置２に加えてカフ８を備える。カフ８は流体制御装置２から加圧流体が供給されて膨らむことで、血圧測定用の空気袋として機能する。

【0025】

ポンプ４は、図２に示す吸込口２４から流体を吸いこんで加圧流体を生成し、バルブ６に送る構成を有する。バルブ６は、ポンプ４から送られてきた加圧流体を吐出流路５２からカフ８に送る形態と、加圧流体をカフ８に供給せずにカフ８に溜められた加圧流体を排気する形態とを切替可能とする構成を有する。

【0026】

以下、ポンプ４とバルブ６の詳細な構成について順に説明する。

【0027】

図３に示すように、ポンプ４は、カバー１０と、流路板１２と、薄天板１４と、バネ板１６と、圧電体１８と、絶縁板２０と、給電板２２とを備える。

【0028】

カバー１０は、複数の吸込口２４を形成する部材である。カバー１０は流路板１２に貼付される。流路板１２は、吸込口２４に連通する流路２６を形成する部材である。流路板１２は薄天板１４に貼付される。薄天板１４は、流路２６に連通する開口２８を形成する部材である。バネ板１６は、その外周部が薄天板１４に取り付けられる部材であり、振動部３０と、枠部３２と、連結部３４とを備える。連結部３４は、振動部３０と枠部３２を連結して弾性支持する部材である。

【0029】

振動部３０には圧電体１８が貼付される。圧電体１８は電圧が付与されることで、屈曲振動する部材である。圧電体１８を備えることにより、ポンプ４は圧電ポンプとして機能する。

【0030】

絶縁板２０は、バネ板１６の枠部３２に貼付される部材である。給電板２２は、絶縁板２０に貼付される部材であり、端子３６を備える。端子３６は、圧電体１８に電気的に接続されており、圧電体１８に電圧を付与することができる。

【0031】

このような構成によれば、ポンプ４を運転して端子３６を介して圧電体１８に電圧を付与することで、圧電体１８およびバネ板１６の振動部３０が屈曲振動する（例えば約２３ｋＨｚ）。これにより、図４に示すポンプ４の内部空間の圧力が高まる。圧力が高まることで、ポンプ４外部の大気圧の空気が吸込口２４からポンプ４内に吸い込まれる。ポンプ４内に吸い込まれた空気は加圧されて加圧流体となる。ポンプ４で生成された加圧流体はバルブ６に送られる。

【0032】

バルブ６は、図３に示すように、第１弁筐体３８と、第２弁筐体４０と、ダイヤフラム４２と、第１固定部４４と、第２固定部４６とを備える。

【0033】

第１弁筐体３８と第２弁筐体４０はともに、バルブ６の外郭を構成する部材である。第１弁筐体３８は、流入口４８および弁座５０（図４）を有する。第１弁筐体３８は、ポンプ４の給電板２２に対して接着剤４９（図４）によって接着される。第２弁筐体４０は、第１吐出流路５２および第２吐出流路５４を形成する部材である。第１弁筐体３８と第２弁筐体４０は互いに積層して配置される。

【0034】

本実施の形態では、第１弁筐体３８、第２弁筐体４０はともに金属で形成される。

【0035】

第１弁筐体３８と第２弁筐体４０は、図３などに示す第１固定部４４によって互いに固定される。第１弁筐体３８と第２弁筐体４０が形成する内部空間にはダイヤフラム４２が配置される。

【0036】

ダイヤフラム４２は、第１弁筐体３８と第２弁筐体４０が形成する内部空間を２つの空間（バルブ室）に分ける部材である。ダイヤフラム４２は図４に示すように、第１弁筐体３８との間に上流側バルブ室（上流側空間）Ａを形成し、第２弁筐体４０との間に下流側バルブ室（下流側空間）Ｂを形成する。

【0037】

ダイヤフラム４２は、中央部に連通口５６を有する。図４に示す非運転の状態では、ダイヤフラム４２の連通口５６の周囲は第１弁筐体３８の弁座５０に接触して封止されている。このとき、上流側バルブ室Ａと下流側バルブ室Ｂは互いに連通しない非連通状態にある。ダイヤフラム４２は図４に示す非連通位置から、上流側バルブ室Ａと下流側バルブ室Ｂを連通させる連通位置に移動可能である。ダイヤフラム４２の具体的な動作については後述する。

【0038】

実施の形態におけるダイヤフラム４２はゴムシートである。

【0039】

第１固定部４４は、第１弁筐体３８と第２弁筐体４０を固定する部材である。第１固定部４４は、第１弁筐体３８の外縁領域と第２弁筐体４０の外縁領域を固定する。第１弁筐体３８と第２弁筐体４０の外縁領域の全周が第１固定部４４によって固定され、第１弁筐体３８と第２弁筐体４０の接続箇所が封止される。

【0040】

第２固定部４６は、ダイヤフラム４２を固定する部材である。本実施の形態の第２固定部４６は、ダイヤフラム４２を第２弁筐体４０に固定する。図３、図４に示すように、第２固定部４６は、第１固定部４４よりも内側でダイヤフラム４２を第２弁筐体４０に固定する。第１固定部４４よりも内側とは、バルブ６を平面視したとき、すなわち、バルブ６の主面に垂直な方向（バルブ６の積層方向）から見たときの位置関係を表す。なお、ダイヤフラム４２はその外縁領域の全周が第２固定部４６によって固定される。ダイヤフラム４２の固定箇所は外縁領域に限らず、外縁領域の内側であってもよい。上流側バルブ室Ａと下流側バルブ室Ｂを互いに仕切るように環状に固定されていれば、ダイヤフラム４２の固定箇所は任意の位置であってもよい。

【0041】

図４に示す非運転状態では、ダイヤフラム４２の連通口５６の周囲が第１弁筐体３８の弁座５０に対して与圧がかかった状態で接触するように、ダイヤフラム４２が固定されている。

【0042】

本実施の形態では、第１固定部４４および第２固定部４６として粘着性の両面テープを用いている。両面テープは、シート状の基材の両面に粘着剤を添付したものである。両面テープは、流動性の高い接着剤と異なり流動性がないもの（非流動性固定部材）であり、位置決めを容易に行うことができ、リークパスも生じにくい。

【0043】

本実施の形態では、バルブ６はさらに第３固定部５８（図４）を備える。第３固定部５８は、第１固定部４４と同様に、第１弁筐体３８と第２弁筐体４０を固定する部材である。第３固定部５８は、第１固定部４４と第２固定部４６の間に配置されている。図３では第３固定部５８の図示を省略している。

【0044】

本実施の形態では、第３固定部５８として接着剤を用いている。接着剤は、第１固定部４４、第２固定部４６に用いる両面テープと異なり、液状の原料を塗布して硬化させるものである。接着剤は両面テープと比較して、接着強度が高い。このため、第１弁筐体３８と第２弁筐体４０の固定力を高めることができる。

【0045】

一方で、接着剤は両面テープなどと異なり高い流動性を有するもの（流動性固定部材）であり、所望の位置に配置することが難しい。これに対して、本実施の形態の第３固定部５８は第１固定部４４と第２固定部４６の間に配置されており、第１固定部４４と第２固定部４６によって堰き止められる。これにより、第３固定部５８を所望の位置に配置するようにしている。

【0046】

実施の形態の第３固定部５８は特に、接着剤の中でもシリコン接着剤が用いられる。このように汎用的な材料を用いることで、流体制御装置２の製造コストを低減することができる。

【0047】

第３固定部５８は流動性の高い接着剤であるため、塗布量の制御が難しく、塗布量がばらつきやすい。本実施の形態では、余剰分の接着剤を逃がすための逃がし穴を設けている。具体的には、図５Ａ、図５Ｂを用いて説明する。

【0048】

図５Ａは、バルブ６の一部拡大断面図であり、図５Ｂは、図４のＣ−Ｃ断面図である。図５Ａに示すように、第１弁筐体３８は、第２弁筐体４０に対向する面として、第１対向面３８Ａと、第２対向面３８Ｂとを有する。第１対向面３８Ａは、第１弁筐体３８が第１固定部４４において第２弁筐体４０と接触する箇所から、第３固定部５８において第２弁筐体４０と接触する箇所の途中まで、面一に延びる面である。第２対向面３８Ｂは、第１対向面３８Ａの内縁部から凹んで第３固定部５８およびダイヤフラム４２と間隔を空けて面一に延びる面である。

【0049】

このように、第１対向面３８Ａから第２対向面３８Ｂにかけて段差を設けることで、ダイヤフラム４２との間に逃がし穴４７を形成することができる。第３固定部５８は、逃がし穴４７を介して上流側バルブ室Ａに露出している。このような逃がし穴４７を設けることで、第３固定部５８の接着剤の塗布量が多い場合でも、余剰分の接着剤が逃げる空間を確保することができる。これにより、第３固定部５８による固定をより精度良く行うことができる。なお、図５Ｂでは第３固定部５８の図示を省略している。

【0050】

図５Ｂに示すように、本実施の形態における逃がし穴４７は、第２固定部４６およびダイヤフラム４２の全周に設けられている。なお、全周に限らず、第２固定部４６およびダイヤフラム４２の周囲の一部のみに逃がし穴を設ける場合でもよい。

【0051】

このような構成の第１弁筐体３８と第２弁筐体４０を固定して組み立てる際には、まず、第１固定部４４および第２固定部４６の両面テープを第２弁筐体４０の面に貼り付ける。その後、第２固定部４６の裏面にダイヤフラム４２の外縁領域を粘着させ、ダイヤフラム４２を固定する。その後、第１固定部４４と第２固定部４６の間に第３固定部５８の接着剤を塗布する。その状態で、第１固定部４４と第３固定部５８の裏面に第１弁筐体３８を接着し、第１弁筐体３８を固定する。このとき、第３固定部５８の接着剤が多い場合には逃がし穴４７を通じてダイヤフラム４２の上に乗るように接着剤が流出する。これにより、接着剤による固定を精度良く行うことができる。また、第１弁筐体３８を第２弁筐体４０に固定する前にダイヤフラム４２を第２弁筐体４０に固定できるため、第１弁筐体３８の弁座５０が障害になることなくダイヤフラム４２の固定を行うことができる。

【0052】

上述したポンプ４、バルブ６およびカフ８を備える血圧測定装置３の動作について、図６Ａ、図６Ｂを用いて説明する。図６Ａ、図６Ｂはともに、血圧測定装置３の動作を説明するための縦断面図である。

【0053】

図４に示す運転停止状態からポンプ４を運転すると、前述したように吸込口２４から流体（大気圧の空気）が吸い込まれ、ポンプ４内で加圧流体が生成される。生成された加圧流体は第１弁筐体３８の流入口４８を通じてバルブ６内に流れ込む。

【0054】

加圧流体が流れ込むことで、上流側バルブ室Ａの圧力が上昇し、下流側バルブ室Ｂの圧力（大気圧）よりも高くなる。これにより、図６Ａに示すように、ダイヤフラム４２における第２固定部４６によって固定されていない中央部が第１弁筐体３８から離れる方向へ第２弁筐体４０に向かって移動する。これにより、ダイヤフラム４２の連通口５６およびその周囲が第１弁筐体３８の弁座５０から離間する。また、この移動に伴って、第２弁筐体４０の第２吐出流路５４の入口６０がダイヤフラム４２によって塞がれる。このとき、第２吐出流路５４と第１吐出流路５２は互いに非連通状態となり、ダイヤフラム４２によって第２吐出流路５４と第１吐出流路５２との間が封止される。

【0055】

上記動作によって、ダイヤフラム４２は、図４に示した上流側バルブ室Ａと下流側バルブ室Ｂを非連通状態とする第１の位置から、図６Ａに示した上流側バルブ室Ａと下流側バルブ室Ｂを連通させる第２の位置へ移動する。図６Ａに示す第２の位置では、加圧流体が上流側バルブ室Ａから下流側バルブ室Ｂへ流れ、第１吐出流路５２を通じてカフ８に加圧流体が送られる。ポンプ４を継続的に運転することで、カフ８に加圧流体が順次送られてカフ８が膨張し、血圧測定用の空気袋として機能する。

【0056】

図６Ａに示す運転状態では、ダイヤフラム４２の表面にかかる圧力は主に加圧流体による圧力であり、一部、第２吐出流路５４の入口６０部分のみ大気圧がかかっている。このようにダイヤフラム４２において大きな差圧が生じる領域はごく一部であり、ダイヤフラム４２の全体で見ると差圧は小さくなっている。

【0057】

血圧測定が終了したら、ポンプ４の運転を停止する。運転停止によってポンプ４による加圧流体の供給が止まり、ポンプ４の内部空間の圧力が低下する。これに伴い、バルブ６の上流側バルブ室Ａおよび下流側バルブ室Ｂの圧力が低下し、カフ８側の圧力が上流側バルブ室Ａおよび下流側バルブ室Ｂの圧力よりも高くなる。このため、カフ８に貯められていた加圧流体が下流側バルブ室Ｂへ戻るように作用する。加圧流体が下流側バルブ室Ｂへ戻る流れによって、ダイヤフラム４２の中央部は第２弁筐体４０から第１弁筐体３８に向かって移動する。これにより、図６Ｂに示すようにダイヤフラム４２は元の第１の位置に戻り、連通口５６の周囲が弁座５０に接触して封止される。これと同時に、第２吐出流路５４の入口６０からダイヤフラム４２が離れ、第２吐出流路５４が開放される。このとき、第１吐出流路５２と第２吐出流路５４が互いに連通する。

【0058】

図６Ｂに示す状態では、下流側バルブ室Ｂから上流側バルブ室Ａへの流れは阻止されるため、第１吐出流路５２を通じて下流側バルブ室Ｂに流れてきた加圧流体は第２吐出流路５４へ流れる。第２吐出流路５４はバルブ６の外部に連通しており、加圧流体が大気に排気される。このような排気によれば、ポンプ４の運転停止後に加圧流体の急速排気を行うことができる。急速排気によって、下流側バルブ室Ｂの圧力は上流側バルブ室Ａと同じ大気圧となる。

【0059】

図６Ｂに示す非運転状態では、ダイヤフラム４２の表面にかかる圧力は大気圧のみであり、差圧はほぼ０である。

【0060】

上述した実施の形態の流体制御装置２によれば、ダイヤフラム４２は第１固定部４４よりも内側で固定され、第１弁筐体３８および第２弁筐体４０の外側に露出しない。ダイヤフラム４２が第１弁筐体３８、第２弁筐体４０の外側に露出する形態では、ダイヤフラム４２の表面にバルブ６内の加圧状態とバルブ６外の大気圧による大きな差圧が生じる。これに対して、本実施の形態では、ダイヤフラム４２が第１弁筐体３８、第２弁筐体４０の内側にあるため、ダイヤフラム４２の表面にかかる差圧は小さくなる。このような差圧の低い構成により、ダイヤフラム４２の劣化および損傷を抑制することができ、ダイヤフラム４２の寿命を延ばすことができる。

【0061】

さらに、平面視して、ダイヤフラム４２を第１固定部４４よりも内側で固定することで、ダイヤフラム４２の長さを短くすることができる。

【0062】

また実施の形態の流体制御装置２によれば、第２固定部４６は、ダイヤフラム４２を第２弁筐体４０に固定している。このような構成では、第１弁筐体３８を第２弁筐体４０に固定する前に、ダイヤフラム４２を第２弁筐体４０に固定することが可能となる。これにより、第１弁筐体３８の弁座が障害となることなくダイヤフラム４２の固定を行うことができ、流体制御装置２の製造が容易となる。

【0063】

また実施の形態の流体制御装置２によれば、第１固定部４４、第２固定部４６に加えて、第３固定部５８を設けている。これにより、第１弁筐体３８と第２弁筐体４０をより強固に固定できる。また、第１固定部４４、第２固定部４６、第３固定部５８のそれぞれに用いる材料を使い分けることができる。例えば、接着対象の材質に応じて、金属を固定しやすいもの（例えば、エポキシ系）、ゴムを固定しやすいもの（例えば、アクリルゴム系）を用いることができる。

【0064】

また実施の形態の流体制御装置２によれば、第１固定部４４および第２固定部４６に両面テープを用い、第３固定部５８に接着剤を用いている。このように、最も外側の第１固定部４４に流動性を有しない両面テープを用いることで、第１固定部４４の位置決めが容易となる。また接着剤のようなリークパスが生じず、バルブ６を確実にシールすることができる。さらに、第３固定部５８に接着剤を用いることで、固定強度を高めることができる。また第３固定部５８の接着剤は流動性が高いものの、第１固定部４４と第２固定部４６によって堰き止められるため、所望の位置に配置することができる。

【0065】

また実施の形態の流体制御装置２によれば、第３固定部５８としてシリコン接着剤を用いている。このように汎用的な材料を用いることで、流体制御装置２の製造コストを低減できる。

【0066】

また実施の形態の流体制御装置２によれば、第１対向面３８Ａと第２対向面３８Ｂの間に段差を設け、逃がし穴４７を形成している。このような構成では、第３固定部５８の接着剤の量が多い場合でも、逃がし穴４７を通じて第３固定部５８の接着剤の余剰分が逃げる空間を確保することができる。

【0067】

また実施の形態の流体制御装置２によれば、図６Ａに示すように、ダイヤフラム４２は、第２の位置では第２吐出流路５４の入口６０に接触して入口６０を塞ぐことにより、第２吐出流路５４と第１吐出流路５２との間を封止する。このような構成では、ダイヤフラム４２が第２の位置にあるときに、第２吐出流路５４と第１吐出流路５２との間をより精度良く封止することができる。

【0068】

以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。例えば、実施の形態では、ポンプ４が圧電体１８を備えた圧電ポンプである場合について説明したが、このような場合に限らない。加圧流体を生成できるものであれば、圧電ポンプ以外の任意の形態のポンプであってもよい。

【0069】

また実施の形態では、流体制御装置２がカフ８を備える血圧測定装置３に用いられる場合について説明したが、このような場合に限らず、血圧測定以外の用途に用いてもよい。

【0070】

また実施の形態では、ダイヤフラム４２が第２弁筐体４０に固定される場合について説明したが、このような場合に限らない。ダイヤフラム４２は第１弁筐体３８に固定してもよい。すなわち、ダイヤフラム４２は第１弁筐体３８あるいは第２弁筐体４０のいずれか一方に固定されればよい。

【0071】

また実施の形態では、第１固定部４４および第２固定部４６に両面テープを用いる場合について説明したが、このような場合に限らず、両面テープ以外の手段を用いてもよい。例えば、エポキシ系樹脂、構造用アクリル系樹脂、エステル系樹脂（ポリエステル）、メラミン系樹脂などを用いてもよい。このとき、第３固定部５８の接着剤よりも流動性の低い接着剤を用いてもよく、これにより、第３固定部５８の接着剤を堰き止める機能を効果的に発揮するようにしてもよい。

【0072】

また実施の形態では、第１固定部４４および第２固定部４６に加えて、第３固定部５８を設ける場合について説明したが、このような場合に限らず、第３固定部５８を設けない場合であってもよい。第３固定部５８を設けない場合に、例えば、第１固定部４４と第２固定部４６を同一の両面テープで構成してもよい。

【0073】

また実施の形態では、第３固定部５８にシリコン接着剤を用いる場合について説明したが、このような場合に限らず、シリコン接着剤以外の接着剤を用いてもよい。例えば、ポリサルファイド系樹脂、アクリルゴム系樹脂などを用いてもよい。

【0074】

また実施の形態では、ダイヤフラム４２は、第２の位置では第２吐出流路５４の入口６０に接触して入口６０を塞ぐことにより、第２吐出流路５４と第１吐出流路５２との間を封止する場合について説明したが、このような場合に限らない。例えば、ダイヤフラム４２が第２吐出流路５４の入口６０ではなく下流側バルブ室Ｂの壁面に接触することにより、第２吐出流路と第１吐出流路との間を封止するようにしてもよい。すなわち、ダイヤフラム４２は、第２の位置では第２吐出流路５４の入口６０又は下流側バルブ室Ｂの壁面に接触して第２吐出流路５４と第１吐出流路５２との間を封止すればよい。

【0075】

本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した特許請求の範囲による本開示の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。また、各実施の形態における要素の組合せや順序の変化は、本開示の範囲及び思想を逸脱することなく実現し得るものである。

【産業上の利用可能性】

【0076】

本発明は、バルブおよびバルブを備える流体制御装置に有用である。

【符号の説明】

【0077】

２ 流体制御装置
３ 血圧測定装置
４ ポンプ
６ バルブ
８ カフ
１０ カバー
１２ 流路板
１４ 薄天板
１６ バネ板
１８ 圧電体
２０ 絶縁板
２２ 給電板
２４ 吸込口
２６ 流路
２８ 開口
３０ 振動部
３２ 枠部
３４ 連結部
３６ 端子
３８ 第１弁筐体
４０ 第２弁筐体
４２ ダイヤフラム
４４ 第１固定部
４６ 第２固定部
４７ 逃がし穴
４８ 流入口
４９ 接着剤
５０ 弁座
５２ 第１吐出流路
５４ 第２吐出流路
５６ 連通口
５８ 第３固定部
６０ 入口
Ａ 上流側バルブ室
Ｂ 下流側バルブ室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】