CN112771295B - 阀以及气体控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及阀以及气体控制装置,该阀具备:第一板,具有第一通气孔;第二板,具有第二通气孔;阀室,位于第一板与第二板之间;阀体,具备第三通气孔;排气路形成板,与阀体之间形成第一流路,与第二板之间形成第二流路,具备连通第一流路和第二流路的第四通气孔;以及第五通气孔,第一流路连通第二通气孔和第四通气孔,第二流路连通第四通气孔和第五通气孔,阀体当与第四通气孔的周缘接触时使第一流路和第二流路成为非连通状态,当与第四通气孔的周缘分离时使第一流路和第二流路成为连通状态,第二流路的最小截面积或者第五通气孔的截面积比第四通气孔的开口的截面积小,第四通气孔的延伸方向与第二流路的延伸方向不同。
Description
技术领域
本发明涉及调节气体的流动的阀以及具备该阀的气体控制装置。
背景技术
以往,设计有各种控制气体的流动的气体控制装置。例如,在专利文献1中公开了具备压电泵、阀以及袖带的气体控制装置。阀内的隔膜通过与阀座接触或者分离而作为止回阀发挥功能。另外,隔膜通过与从第二阀室连通到排气路的开口接触或者分离而作为排气阀发挥功能。
专利文献1:国际公开2018/021099手册
然而,在从现有的阀进行排气时,产生鸣响。该鸣响在隔膜从密封与排气路连通的开口的状态向分离的状态转移时,气体在隔膜与开口之间流动而产生。在气体控制装置在安静的环境下被使用的情况下,该鸣响对于用户来说作为噪声而被听到,比较刺耳。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供减少排气时的鸣响的阀以及气体控制装置。
为了实现上述目的,本发明的一个方式的阀具备:
第一板,具有第一通气孔;
第二板,位于与上述第一板的主面对置的位置,具有第二通气孔;
阀室,位于上述第一板与上述第二板之间;
阀体,位于上述第一板与上述第二板之间,具备第三通气孔,当上述第三通气孔的周缘与上述第一板或者上述第二板接触时,使上述第一通气孔和上述第二通气孔成为非连通状态,当上述第三通气孔的周缘与上述第一板以及上述第二板分离时,使上述第一通气孔和上述第二通气孔成为连通状态;
排气路形成板,位于上述第二板与上述阀体之间,与上述阀体之间形成第一流路,与上述第二板之间形成第二流路,具备连通上述第一流路和上述第二流路的第四通气孔;以及
第五通气孔,设置于上述第一板与上述排气路形成板之间或者上述排气路形成板与上述第二板之间,
上述第一流路连通上述第二通气孔和上述第四通气孔,上述第二流路连通上述第四通气孔和上述第五通气孔,
上述阀体当与上述第四通气孔的周缘接触时使上述第一流路和上述第二流路成为非连通状态,当与上述第四通气孔的周缘分离时使上述第一流路和上述第二流路成为连通状态,
上述第二流路的最小截面积或者上述第五通气孔的截面积比上述第四通气孔的开口的截面积小,
上述第四通气孔的延伸方向与上述第二流路的延伸方向不同。
另外,本发明的一个方式的气体控制装置具备:
上述阀;
泵,与上述阀室连接;以及
容器,与上述第一流路连接。
根据本发明所涉及的阀,能够提供减少排气时的鸣响的阀以及气体控制装置。
附图说明
图1是实施方式1中的气体控制装置的主要部分的剖视图。
图2是实施方式1中的泵以及阀的分解立体图。
图3是从阀的纵剖面观察的立体图。
图4是壳体的底视图。
图5是阀的纵剖视图。
图6是从袖带侧观察的第一板的立体图。
图7是从泵侧观察的第一板的立体图。
图8是表示驱动泵的期间的气体控制装置的空气的流动的说明图。
图9是表示停止泵的驱动后的气体控制装置的空气的流动的说明图。
图10是实施方式1的变形例中的流路形成板的俯视图。
图11是表示连通孔的变形例的说明图。
图12是表示连通孔的变形例的说明图。
图13是实施方式1的变形例中的流路形成板的俯视图。
图14是实施方式1的变形例中的壳体周边的纵剖视图。
图15是实施方式1的变形例中的壳体周边的纵剖视图。
图16是实施方式1的变形例中的壳体周边的纵剖视图。
图17是实施方式1的变形例中的流路形成板的俯视图。
图18是实施方式1的变形例中的流路形成板的俯视图。
图19是实施方式1的变形例中的壳体周边的纵剖视图。
图20是实施方式1的变形例中的流路形成板的俯视图。
图21是实施方式1的变形例中的壳体周边的纵剖视图。
图22是实施方式1的变形例中的壳体周边的纵剖视图。
图23是对各实施方式中的阀与袖带的连接部分进行说明的说明图。
图24是表示阀与袖带的连接部分的变形例的说明图。
图25是实施方式1的变形例中的流路形成板的俯视图。
具体实施方式
本发明的一个方式的阀具备:第一板,具有第一通气孔;第二板,位于与上述第一板的主面对置的位置,具有第二通气孔;阀室,位于上述第一板与上述第二板之间;阀体,位于上述第一板与上述第二板之间,具备第三通气孔,当上述第三通气孔的周缘与上述第一板以及上述第二板接触时,使上述第一通气孔和上述第二通气孔成为非连通状态,当上述第三通气孔的周缘与上述第一板以及上述第二板分离时,使上述第一通气孔和上述第二通气孔成为连通状态;排气路形成板,位于上述第二板与上述阀体之间,与上述阀体之间形成第一流路,与上述第二板之间形成第二流路,具备连通上述第一流路和上述第二流路的第四通气孔;以及第五通气孔,设置于上述第一板与上述排气路形成板之间或者上述排气路形成板与上述第二板之间,上述第一流路连通上述第二通气孔和上述第四通气孔,上述第二流路连通上述第四通气孔和上述第五通气孔,上述阀体当与上述第四通气孔的周缘接触时使上述第一流路和上述第二流路成为非连通状态,当与上述第四通气孔的周缘分离时使上述第一流路和上述第二流路成为连通状态,上述第二流路的最小截面积或者上述第五通气孔的截面积比上述第四通气孔的开口的截面积小,上述第四通气孔的延伸方向与上述第二流路的延伸方向不同。
根据这样的结构,在从容器到第五通气孔的排气路中,第二流路的最小截面积或者第五通气孔的截面积比连通第一流路和第二流路的第四通气孔的截面积小。因此,从第五通气孔排出的气体的流速在第二流路的最小截面积部分或者第五通气孔处变得最快,能够降低通过第四通气孔的气体的流速。因此,能够降低在排气时开始分离的阀体与第四通气孔之间的间隙流动的气体的流速,能够减少在该间隙中产生鸣响的情况。另外,即使阀体进入第四通气孔中,由于第四通气孔的延伸方向和第二流路的延伸方向不同,因此能够防止阀体延伸至第二流路,能够顺利地进行排气时的阀体的移动。
另外,也可以:上述第二流路的上述最小截面积比上述第五通气孔的开口的截面积小。根据这样的结构,鸣响不是在第五通气孔,而是在第二流路中产生。第四通气孔的延伸方向和第二流路的延伸方向不同,因此在第二流路中产生的声音容易在内部反射,声音难以通过第五通气孔流出。由此,能够实现噪声减少。
另外,也可以:上述第二流路具有狭窄部。根据这样的结构,能够通过狭窄部形成的流路的截面积的大小来调整排气时间,因此能够容易地进行排气时间的设计。
另外,也可以:上述阀具有多个上述第五通气孔。根据这样的结构,能够防止阀体的异常变形,进一步能够不阻碍泵振动。
另外,也可以:上述阀具有多个上述第二流路。由于设置有多个第二流路,因此能够降低在一个第二流路中流动的流速,能够减小第四通气孔的大小。
另外,也可以:上述第二板兼作收纳上述阀的壳体的一部分。根据该结构,能够进一步实现阀的低高度化。
另外,也可以:上述第一板具有形成于第一通气孔的周围的槽。根据该结构,在第一板与排气路形成板的粘合中例如使用粘合剂的情况下,即使填充了过剩的粘合剂,粘合剂也会流入到槽中,因此能够防止粘合剂妨碍阀动作、泵动作的情况。
也可以:上述第一板具有多个第一通气孔。根据该结构,能够防止隔膜120的异常变形,进一步能够不阻碍与阀连接的泵的振动。
另外,也可以构成气体控制装置,上述气体控制装置具备:上述阀、与上述阀室连接的泵、以及与上述第一流路连接的容器。根据这样的结构,能够实现减少排气时的鸣响的气体控制装置。
以下,参照附图并对本发明所涉及的阀以及气体控制装置进行说明。此外,在附图中,有时对于实质上具有相同的功能、结构的部件标注相同的附图标记,在说明书中省略其说明。另外,为了便于理解,附图在主体中示意性地表示各构成要素。
此外,以下说明的实施方式均表示本发明的一个具体例,本发明并不限定于该结构。另外,在以下的实施方式中具体表示的数值、形状、结构、步骤、步骤的顺序等,表示一个例子,并不限定本发明。关于以下的实施方式中的构成要素中的、在表示最上位概念的独立权利要求中未记载的构成要素,作为任意的构成要素来进行说明。另外,在全部的实施方式中,各变形例中的结构也相同,也可以分别组合各变形例所记载的结构。
(实施方式1)
首先,参照图1~图3对气体控制装置进行说明。图1是实施方式1中的气体控制装置100的主要部分的剖视图。图2是实施方式1中的泵10以及阀101的分解立体图。图3是从阀101的纵剖面观察的立体图。X轴方向表示止回阀160以及排气阀170的配设方向。Z轴方向表示构成泵10以及阀101的部件的层叠方向(高度方向)。Y轴方向表示与Z轴方向以及X轴方向垂直的方向。
1.气体控制装置
气体控制装置100具备泵10、阀101、袖带109、控制部115。气体控制装置100例如设置于测量被检测者的血压的血压计。
阀101具有第一板191和壳体190,该第一板191具有第一通气孔111。壳体190具有设置有第二通气孔112的第二板192、和与第二板192一起形成作为第五通气孔的排气孔113以及第二流路133的排气路形成板193。
阀101构成止回阀160和排气阀170。例如,利用粘合剂将袖带109的臂带橡胶管109a接合在第二板192中的第二通气孔112的周围,从而将阀101与袖带109连接。关于臂带橡胶管109a与第二板192的连接,除了使用粘合剂之外,也可以使用双面胶带、粘合胶带。排气孔113向大气开放。此外,袖带109相当于本发明的“容器”的一个例子。
泵10具有与第一通气孔连接的泵框体80。泵框体80的上表面与阀101的第一板191的底面接合。
控制部115例如由微型计算机、CPU或者FGPA构成,控制气体控制装置100的各部的动作。控制部115与泵10连接,向泵10发送控制信号。控制部115从电源生成交流的驱动电压,经由供电板70施加到泵10,驱动泵10。而且,控制部115基于收纳于袖带109的空气的压力测量血压。收纳于袖带109的空气的压力值由未图示的压力传感器检测,并输入到控制部115。
2.泵的构造
接下来,对泵10的构造进行详述。此外,对于泵10的构造,与以往相同,因此进行简要说明,省略详细的说明。
泵10具备基板91、流路形成板50、挠性板51、振动板单元60、压电致动器40、隔离件53、供电板70,具有将这些依次层叠的构造。基板91、挠性板51、振动板单元60的一部分、隔离件53以及供电板70构成泵框体80。泵框体80的内部空间相当于泵室45。
振动板41通过两个连结部62例如在3点处被挠性且弹性支承于框板61。在圆板状的振动板41的上表面配置有压电元件42。由振动板41和压电元件42构成圆板状的压电致动器40。
在框板61的上表面设置有树脂制的隔离件53。隔离件53将供电板70和振动板单元60电绝缘。
在隔离件53的上表面设置有金属制的供电板70。供电板70具有大致开口为圆形的框部位71、向该开口内突出的内部端子73、以及向外部突出的外部端子72。内部端子73的前端通过焊接与压电元件42的表面接合。供电板70的上表面与阀101的下表面接触。
在框板61的下表面设置有挠性板51。在挠性板51的中心设置有吸引孔52。挠性板51具有固定于基板91的固定部57和位于比固定部57靠中心侧、面向开口部92的可动部58。在挠性板51的下表面设置有流路形成板50。
在流路形成板50的中央部形成有圆柱形的开口部50a。从该开口部92呈放射状朝向外侧形成有直线状的流路50b。流路50b的端部与基板91的开口部92连通。
若通过控制部115向外部端子72以及挠性板51的端子施加交流的驱动电压,则压电致动器40同心圆状地弯曲振动。并且,伴随着压电致动器40的振动,挠性板51的可动部58也振动。由此,泵10经由与外部连通的开口部92、与开口部92连通的流路50b、以及吸引孔52将空气向泵室45吸引。并且,泵10将泵室45的空气从第一通气孔111向阀101内排放。吸引孔52和第一通气孔111始终连通。
3.阀的构造
如图1~图3所示,阀101具备第一板191、框部件195、由椭圆形状的薄膜构成的隔膜120、由椭圆形状的薄膜构成的密封材料152、排气路形成板193以及第二板192,具有将这些依次层叠的构造。由此,由第二板192的内表面、排气路形成板193、隔膜120形成第一流路114。第二板192位于与第一板191的一个主面191g对置的位置。此外,隔膜120和密封材料152设置于框部件195的开口区域。另外,阀101具备位于第一板191与第二板192之间的阀室131。
框部件195可以是板状的部件,也可以是片状的部件。片状的框部件195例如列举双面胶带那样的粘着层。
排气路形成板193具有向外侧局部地突出的突出部193a。另外,第二板192也具有向外侧局部地突出的突出部192a。排气路形成板193以及框部件195层叠为除了突出部193a、192a之外,各自的外侧面成为共面。
此外,排气路形成板193和框部件195各自的外侧面也可以不是共面,例如也可以是阶梯形状。
第二通气孔112是设置于第二板192的贯通孔。因此,第二通气孔112的开口面与第二板192的外表面为同一平面或者大致同一平面。
排气路形成板193在层叠方向上位于第二板192与隔膜120之间。在排气路形成板193与隔膜120之间,排气路形成板193与第二板192和隔膜120一起形成第一流路114。排气路形成板193与第二板192之间形成第二流路。另外,排气路形成板193具备连通第一流路114和第二流路133的作为第四通气孔的连通孔134。第一流路114的一端与形成于第二板的第二通气孔112连通。第一流路114的另一端经由连通孔134与第二流路133连通。第二流路133中的第二板192侧的开口被第二板192覆盖。在实施方式中,连通孔134的延伸方向与第二流路133的延伸方向不同,例如正交,但并不限于此,也可以相互在倾斜方向上交叉。
排气路形成板193和第二板192以上述的关系配置,因此第二流路133中的框部件195侧的开口除了一端以及另一端之外,被第二板192覆盖。因此,形成于排气路形成板193的第二流路133的一端在框部件195侧开口。该开口部成为作为第五通气孔的排气孔113。排气孔113设置于排气路形成板193与第二板192之间。第二流路133连通连通孔134和排气孔113。另外,也可以使排气路形成板193的突出部193a向第一板191侧(Z轴负方向)延伸,在排气路形成板193与第一板191之间设置排气孔113。
此外,在与排气路形成板193的另一端对置的部分设置有连通孔134,该另一端的连通孔134与第一流路114连通。第一流路114由一个主面形成阀101的顶面的第二板192的另一个主面局部地形成。因此,形成面内方向的第一流路114的同时,也能够实现阀101的薄型化。
框部件195与排气路形成板193、第二板192以及第一板191一起形成阀101的内部空间。在阀101的内部空间设置有隔膜120。此外,隔膜120构成本发明的“阀体”的一个例子。
第一板191和壳体190的材料例如是金属、树脂或者它们的混合物。第二板192、排气路形成板193、框部件195、第一板191的各接合例如通过双面胶带、热扩散接合、粘合剂等进行。
如图1、图3所示,第二板192具有与袖带109连通的多个第二通气孔112。第二板192例如是金属制或者树脂制。
如图1、图3所示,第一板191具有与泵10连通的第一通气孔111。第一板191例如是金属制,通过半蚀刻形成。第一板191具有向袖带109侧突出的阀座138。
如图1、图2所示,在隔膜120中,在与阀座138对置的区域的中心部设置有作为第三通气孔的圆形的孔121。孔121的直径设置得比阀座138中的与隔膜120接触的面的直径小。隔膜120的外周比第一板191和第二板192的各自的外周小。隔膜120例如由EPDM(三元乙丙橡胶)、硅等橡胶构成。
隔膜120经由密封材料152被第一板191以及排气路形成板193夹持。由此,隔膜120的一部分能够与排气路形成板193的连通孔134接触,隔膜120的孔121的周缘也能够与阀座138接触。阀座138设置于第一板191以对隔膜120的孔121的周围加压。阀座138例如是金属制。
隔膜120分割由第二板192、第一板191和框部件195形成的内部空间。该内部空间中的第一板191侧成为阀室(第一室)131,该内部空间中的第二板192侧成为第一流路(第二室)114。与隔膜120接触的阀座138的面的直径例如是1.5mm。
在阀101中,密封材料152的一部分位于第一流路132内。密封材料152例如由双面胶带、粘合剂构成。
接下来,对阀101构成的止回阀160和排气阀170进行说明。
首先,止回阀160由隔膜120的孔121的周缘和与该周缘接触并覆盖孔121的阀座138构成。在止回阀160中,基于阀室131的压力和第一流路114的压力,隔膜120与阀座138接触或者分离。隔膜120通过孔121的周缘与第一板191接触而使第一通气孔111和第二通气孔112成为非连通状态。另外,隔膜120通过孔121的周缘与第一板191分离而使第一通气孔111和第二通气孔112成为连通状态。
接下来,排气阀170由隔膜120的一部分和连通孔134的与隔膜120对置的开口部134a周边构成。在排气阀170中,基于阀室131的压力和第一流路132的压力,隔膜120的一部分与连通孔134的开口部134a周边接触或者分离。
接下来,参照图6以及图7,对第一板191进行详细说明。图6是从袖带109侧观察的第一板的立体图,图7是从泵10侧观察的第一板的立体图。第一板191具有积存与壳体190的粘合所使用的过剩的粘合剂的槽191a、191b以及191c。粘合剂填充于框部件195与隔膜120之间,将第一板191和壳体190牢固地粘合。粘合剂例如使用硅粘合剂。槽191a、191b、以及191c形成于多个第一通气孔111的周围。在袖带109侧的第一板191中,槽191a形成为包围多个第一通气孔111的外侧。在泵10侧的第一板191中,在比槽191a靠中心侧形成有圆弧状的槽191b和半圆状的槽191c。通过这些槽191a、191b以及191c,能够防止过剩的粘合剂从第一板191溢出。这样,在阀收纳部设置粘合剂的缓冲区,从而粘合剂流入缓冲区,因此能够防止粘合剂妨碍阀动作、泵动作的情况。
槽191c的中心侧与开口191d相连。开口191d为了避免与供电板70的供电端子的接触,而开设贯通孔。另外,第一板191具有在第一板191的外周向泵10侧延伸的壁部191e。壁部191e具有多个向袖带109侧凹陷的凹部191f。凹部191f减少振动板单元60的振动的传递。另外,通过形成多个第一通气孔111,能够防止隔膜120的异常变形,进一步能够不阻碍泵振动。
接下来,对将气体控制装置100用于血压测量时的动作进行说明。
图8是表示驱动图1所示的泵10的期间的气体控制装置100的空气的流动的说明图。控制部115在开始血压的测量时,接通泵10。若泵10驱动,则首先空气从开口部92以及吸引孔52流入泵10内的泵室45。接下来,空气从第一通气孔111排放,流入阀101的阀室131。
由此,在排气阀170中,阀室131的压力比第一流路114的压力高。因此,如图8所示,隔膜120密封连通孔134而将第二通气孔112和第二流路133的连接隔断。
另外,在止回阀160中,阀室131的压力比第一流路114的压力高。因此,隔膜120中的孔121的周围与阀座138分离,第一通气孔111和第二通气孔112经由孔121连接。
其结果是,空气从泵10经由阀101的第一通气孔111、孔121以及第二通气孔112向袖带109送出,袖带109内的压力(空气压)升高。此外,也有隔膜120由于较大地变形而与第二板192抵接的情况。
隔膜120固定于排气路形成板193以及第一板191以使隔膜120的孔121的周缘与阀座138接触。而且,该阀座138对隔膜120中的孔121的周围加压。
由此,经由阀101的第一通气孔111从孔121流出的空气成为比泵10的排放压力稍低的压力,从孔121流入第一流路114。另一方面,对阀室131施加泵10的排放压力。
其结果是,在阀101中,阀室131的压力稍强于第一流路114的压力,隔膜120密封连通孔134且开放孔121的状态维持。
图9是表示图1所示的泵10停止驱动后的气体控制装置100的空气的流动的说明图。若结束血压的测量,则控制部115关闭泵10。在这里,若停止泵10的驱动,则泵室45和阀室131的空气从泵10的吸引孔52以及开口部92向气体控制装置100的外部迅速地排出。另外,从第二通气孔112向第一流路114施加袖带109的压力。
其结果是,在止回阀160中,阀室131的压力比第一流路132的压力降低。隔膜120与阀座138接触而密封孔121。另外,在排气阀170中,阀室131的压力比第一流路132的压力降低。隔膜120与连通孔134的开口部134a分离而开放第二流路133。即,在阀101中,第二通气孔112和第二流路133经由第一流路132以及连通孔134连接。
如上述那样,排气孔113向泵框体80侧开口,因此袖带109内的空气经由第二通气孔112、第一流路132、连通孔134以及第二流路133从排气孔113朝向泵框体80迅速地排出。
如以上那样,阀101具备:第一板191,具有第一通气孔111;第二板192,位于与第一板191的主面对置的位置,具有第二通气孔112;阀室131,位于第一板191与第二板192之间;作为阀体的隔膜120,位于第一板191与第二板192之间,具备作为第三通气孔的孔121,当孔121的周缘与第一板191以及第二板192接触时,使第一通气孔111和第二通气孔112成为非连通状态,当孔121的周缘与第一板191以及第二板192分离时,使第一通气孔111和第二通气孔112成为连通状态;排气路形成板193,位于第二板192与隔膜120之间,与隔膜120之间形成第一流路114,与第二板192之间形成第二流路133,具备连通第一流路114和第二流路133的作为第四通气孔的连通孔134;以及作为第五通气孔的排气孔113,设置于第一板191与排气路形成板193之间或者排气路形成板193与第二板192之间,第一流路114连通第二通气孔112和连通孔134,第二流路133连通连通孔134和排气孔113,隔膜120当与连通孔134的周缘接触时使第一流路114和第二流路133成为非连通状态,当与连通孔134的周缘分离时使第一流路114和第二流路133成为连通状态,第二流路133的最小截面积Cs2或者排气孔113的截面积比连通孔134的开口的截面积Cs1小,连通孔134的延伸方向与第二流路133的延伸方向不同。根据该结构,在从袖带109到排气孔113的排气路中,第二流路133的最小截面积Cs2或者排气孔113的截面积比连通第一流路114和第二流路133的连通孔134的截面积Cs1小。因此,所排出的气体的流速在第二流路133的最小截面积Cs2或者排气孔113处最快,能够降低通过连通孔134的气体的流速。因此,能够降低在排气时开始分离的隔膜120与连通孔134的间隙流动的气体的流速,能够减少在该间隙中产生鸣响的情况。另外,即使隔膜120进入连通孔134中,由于连通孔134的延伸方向和第二流路133的延伸方向不同,因此也能够防止隔膜120延伸至第二流路133,能够顺利地进行排气时的隔膜120的移动。
另外,排气时间由第二流路133的最小截面积Cs2或者排气孔113的截面积来决定,因此能够使连通孔134的截面积Cs1比以往大。若连通孔134的截面积Cs1大,则能够降低在隔膜120分离时在开口部134a附近流动的空气的流速。另外,通过使第二流路133的最小截面积Cs2或者排气孔113的截面积比连通孔134的截面积小,能够减缓通过连通孔134的气体的流速,能够防止隔膜120再次被吸引到连通孔134。由此,能够减少排气时的隔膜120的振动,能够减少由于隔膜120的振动而在连通孔134的开口部134a产生的噪声。
连通孔134的截面积Cs1是在与从第一板191的主面到第二板192的主面方向垂直的方向或者大致垂直的方向上的面积。第二流路133的截面积Cs2是在从第一板191的主面到第二板192的主面方向上观察流路截面时的面积。
另外,第二流路133的最小截面积Cs2比排气孔113的截面积小。由此,能够减少喷流噪声。连通孔134的延伸方向和第二流路133的延伸方向不同,因此在第二流路133产生的声音容易在阀101的内部反射,声音难以通过排气孔113流出。由此,能够实现噪声减少。
另外,第一板191具有多个第一通气孔111,从而能够防止隔膜120的异常变形,进一步能够不阻碍泵振动。
(变形例1)
接下来,参照图10~图12对实施方式1的变形例中的阀进行说明。图10是变形例1中的排气路形成板193A的第二流路133周边的简要俯视图。图11、图12是变形例1中的连通孔134B、C的简要俯视图。
形成于排气路形成板193的连通孔134的横截面的形状不限于圆。例如,如图10所示那样,连通孔134的横截面的形状可以是正方形,也可以是长方形,也可以是包含这些的矩形。另外,连通孔134的横截面的形状除了矩形以外,也可以是三角形、多边形、星形、六角星形等。
另外,连通孔134的横截面的形状也可以是中心不贯通的环形。如图11所示那样,作为横截面的形状,也可以采用中心不贯通的C形的连通孔134B。进一步,如图12所示,作为横截面的形状,也可以采用分割成多个的、中心不贯通的环形形状的连通孔134C。
(变形例2)
接下来,参照图13对实施方式1的变形例中的阀进行说明。图13是变形例2中的排气路形成板193B的第二流路133周边的简要俯视图。在变形例2中,第二流路133A具有截面积Cs3比连通孔134的截面积小的狭窄部136。第二流路133A具有狭窄部136,从而第二流路133A的最小截面积Cs2成为狭窄部136的截面积Cs3。因此,第二流路133A的狭窄部136的部位以外的截面积也可以比连通孔134的截面积Cs1大,因此连通孔134以及第二流路133A的设计的自由度提高。另外,能够通过狭窄部136所形成的流路的截面积Cs3的大小来调整排气时间,因此能够容易地进行排气时间的设计。
由狭窄部136形成的流路例如是第二流路133A中的从排气路形成板193B的内壁变窄的流路。狭窄部136例如也可以具有从排气路形成板193B的内壁向流路中心方向延伸的壁136a和与壁136a连接的沿截面积Cs3的纵向延伸的壁136b或者管,也可以仅具有开设有截面积Cs3的贯通孔的壁136a。狭窄部136的截面积Cs3比连通孔134的截面积Cs1小,存在Cs1>Cs3的关系。
另外,也可以如图14所示那样,在第二流路133B中,在第二板192的下表面配置狭窄部136A。狭窄部136A也可以是从第二板192向隔膜120侧突出的突出部,也可以是安装于第二板192的下表面的分体的树脂或者金属体。
通过狭窄部136A,第二流路133B的最小截面积Cs4比连通孔134的截面积Cs1小。
另外,也可以如图15所示那样,在连通孔134和第二流路133的边界配置狭窄部136B。另外,也可以如图16所示那样,横跨连通孔134和第二流路133配置狭窄部136C。
(变形例3)
接下来,参照图17对实施方式1的变形例中的阀进行说明。图17是变形例3中的排气路形成板193C的第二流路133周边的简要俯视图。在变形例3中,第二流路133与两个排气孔113连接。即,排气路形成板193C在同一突出部193a具有两个排气孔113。这样在多个场所设置孔,从而即使在任一个堵塞的情况下也能够进行排气。
另外,也可以如图18、图19所示,排气路形成板193D具有两个突出部193a,形成分别与设置于各个突出部193a的排气孔113连接的两个第二流路133。在阀101具备两个第二流路133的情况下,各个第二流路133的最小截面积的合计值比连通孔134的截面积小即可。
另外,也可以如图20所示,具备两组由连通孔134、第二流路133以及排气孔113形成的排气路。通过设置多个排气路,能够降低每一个的流速,因此能够减小连通孔134的大小。
(变形例4)
接下来,参照图21对实施方式1的变形例中的阀进行说明。图21是变形例4中的阀101的局部纵剖视图。变形例4中的排气孔113A从第二流路133C朝向外侧开放,不朝向泵10侧。因此,排气路形成板193D不具有突出部193a。另外,也可以如图22所示,将排气孔113A设置于第二板192A,从第二流路133D向袖带侧进行排气。关于变形例4所涉及的结构,在壳体190是安装于阀101的装置的框体的情况下,能够容易地实施阀101的装配。
接下来,参照图23,对实施方式1中的阀101与袖带109的臂带橡胶管109a的粘合进行说明。也可以将阀101和作为粘合对象物的臂带橡胶管109a经由粘合物110贴合。粘合物110例如是双面胶带。臂带橡胶管109a以及粘合物110在各自的中心部具有与第二通气孔112连通的孔109b以及孔110a。
粘合物110的形状可以是固定阀101的四角的矩形形状,但更优选是不固定阀101的四角的形状。作为不固定四角的形状的粘合物,例如,列举有如图24所示那样的比四边多的多边形的粘合物110A、圆形的粘合物。粘合物110A也在中心部具有与第二通气孔112连通的孔110Aa。
关于经由阀101传递的振动板单元60的振动泄漏,在阀101的上表面中,其四角振动最大。粘合物110A的形状是不固定阀101的四角的形状,从而能够缓和从阀101经由粘合物110A向粘合对象物传递的振动。由此,能够提高泵特性。
本发明并不限于上述实施方式,能够如以下那样进行变形来实施。
(1)在上述各实施方式中,使用空气作为气体,但并不限于此。也可以用作针对空气以外的气体的阀以及气体控制装置。
(2)在上述各实施方式中,框部件195不限于板部件,也可以是片状的部件,例如,也可以是双面胶带。
(3)在上述实施方式1的变形例2中,在第二流路133A中设置有狭窄部136,但狭窄部136的形态并不限于此。例如,也可以如图25所示,由多个狭窄部136d将第二流路133A的一部分分割成多个流路。若将所分割的各流路的各自的截面积设为Cs3a,则该情况下的第二流路133A的最小截面积Cs2成为所分割的各流路的截面积Cs3a的合计值。所分割的各流路的截面积的合计值比连通孔134的截面积Cs1小。在图25的例子中,成为4×Cs3a<Cs1的关系。
除了在第二流路133中配置矩形的多个狭窄部136d的结构以外,也可以在第二流路133中相互不同地配置矩形的狭窄部,也可以配置圆筒状的狭窄部。
另外,如图17所示,在阀室131具有一个连通孔134、一个第二流路133、两个排气孔113的情况下,连通孔134的截面积Cs1比第二流路133的截面积Cs2或者排气孔113的截面积大。另外,如图18所示,在阀室131具有一个连通孔134、多个第二流路133、多个排气孔113的情况下,连通孔134的截面积Cs1比多个第二流路的截面积Cs2的合计值或者多个排气孔113的合计值大。另外,如图20所示,在阀室131具有多个连通孔134、多个第二流路133、多个排气孔113的情况下,多个连通孔134的截面积Cs1的合计值比多个第二流路133的截面积Cs2的合计值或者多个排气孔113的截面积的合计值大。
产业上的可利用性
本发明能够应用于阀以及具备阀的气体控制装置。
附图标记说明:10…泵;40…压电致动器;41…振动板;42…压电元件;50…流路形成板;50a…开口部;50b…流路;51…挠性板;58…可动部;60…振动板单元;61…框板;70…供电板;91…基板;92…开口部;100…气体控制装置;101…阀;109…袖带;109a…臂带橡胶管;109b…孔;110、110A…粘合物;110a、110Aa…孔;111…第一通气孔;112…第二通气孔;113、113A…排气孔;114…第一流路;115…控制部;120…隔膜;121…孔;131…阀室;132…第一流路;133、133A…第二流路;134…连通孔;134a…开口部;136…狭窄部;138…阀座;152…密封材料;160…止回阀;170…排气阀;190…壳体;191…第一板;191a、191b、191c…槽;191d…开口;191e…壁部;192…第二板;192a…突出部;193、193A、193B、193C…排气路形成板;193a…突出部;195…框部件。
Claims (19)
1.一种阀,具备:
第一板,具有第一通气孔;
第二板,位于与所述第一板的主面对置的位置,具有第二通气孔;
阀室,位于所述第一板与所述第二板之间;
阀体,位于所述第一板与所述第二板之间,具备第三通气孔,当所述第三通气孔的周缘与所述第一板或者所述第二板接触时,使所述第一通气孔和所述第二通气孔成为非连通状态,当所述第三通气孔的周缘与所述第一板以及所述第二板分离时,使所述第一通气孔和所述第二通气孔成为连通状态;
排气路形成板,位于所述第二板与所述阀体之间,与所述阀体之间形成第一流路,与所述第二板之间形成第二流路,具备连通所述第一流路和所述第二流路的第四通气孔;以及
第五通气孔,设置于所述第一板与所述排气路形成板之间或者所述排气路形成板与所述第二板之间,
所述第一流路连通所述第二通气孔和所述第四通气孔,所述第二流路连通所述第四通气孔和所述第五通气孔,
所述阀体当与所述第四通气孔的周缘接触时使所述第一流路和所述第二流路成为非连通状态,当与所述第四通气孔的周缘分离时使所述第一流路和所述第二流路成为连通状态,
所述第二流路的最小截面积或者所述第五通气孔的截面积比所述第四通气孔的开口的截面积小,
所述第四通气孔的延伸方向与所述第二流路的延伸方向不同,
在所述排气路形成板中,所述第二流路中的与连结所述第四通气孔和所述第五通气孔的直线正交的方向上的长度比所述第四通气孔的宽度小。
2.根据权利要求1所述的阀,其中,
所述第二流路的所述最小截面积比所述第五通气孔的开口的截面积小。
3.根据权利要求1所述的阀,其中,
所述第二流路具有狭窄部。
4.根据权利要求2所述的阀,其中,
所述第二流路具有狭窄部。
5.根据权利要求1所述的阀,其中,
具有多个所述第五通气孔。
6.根据权利要求2所述的阀,其中,
具有多个所述第五通气孔。
7.根据权利要求3所述的阀,其中,
具有多个所述第五通气孔。
8.根据权利要求4所述的阀,其中,
具有多个所述第五通气孔。
9.根据权利要求1~8中的任一项所述的阀,其中,
具有多个所述第二流路。
10.根据权利要求1~8中的任一项所述的阀,其中,
所述第二板兼作收纳所述阀的壳体的一部分。
11.根据权利要求9所述的阀,其中,
所述第二板兼作收纳所述阀的壳体的一部分。
12.根据权利要求1~8及11中的任一项所述的阀,其中,
所述第一板具有形成于第一通气孔的周围的槽。
13.根据权利要求9所述的阀,其中,
所述第一板具有形成于第一通气孔的周围的槽。
14.根据权利要求10所述的阀,其中,
所述第一板具有形成于第一通气孔的周围的槽。
15.根据权利要求1~8、11、13及14中的任一项所述的阀,其中,
所述第一板具有多个第一通气孔。
16.根据权利要求9所述的阀,其中,
所述第一板具有多个第一通气孔。
17.根据权利要求10所述的阀,其中,
所述第一板具有多个第一通气孔。
18.根据权利要求12所述的阀,其中,
所述第一板具有多个第一通气孔。
19.一种气体控制装置,具备:
权利要求1~18中的任一项所述的阀;
泵,与所述阀室连接;以及
容器,与所述第一流路连接。
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