JP5185475B2 - バルブ、流体制御装置 - Google Patents
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Description
前記弁筐体内を分割して前記弁筐体内に第1、第2領域を構成するダイヤフラムと、を有し、
前記ダイヤフラムは、
前記弁筐体内において前記第1通気孔に連通する前記第1領域の圧力が、前記弁筐体内において前記第2通気孔に連通する前記第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2通気孔と前記第3通気孔との通気を遮断し、
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2通気孔と前記第3通気孔とを連通させるとともに、前記第1通気孔と前記第2通気孔との通気を遮断するよう、前記弁筐体に固定された。
前記第1、第2弁筐体のそれぞれには、前記ダイヤフラムにより前記第1、第2領域が内部に構成されており、
前記第1弁筐体には前記第1及び第2通気孔が形成され、
前記第2弁筐体には、前記第3通気孔と、前記第1通気孔および前記第1領域に連通する第4通気孔と、前記第2通気孔および前記第2領域に連通する第5通気孔と、が形成されており、
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3通気孔と前記第5通気孔との通気を遮断し、
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3通気孔と前記第5通気孔とを連通させるとともに、前記第1通気孔と前記第2通気孔との通気を遮断するよう、前記第1、第2弁筐体に固定された。
前記第1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2通気孔を開放して前記第1通気孔と前記第2通気孔とを連通させ、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2通気孔をシールして前記第1通気孔と前記第2通気孔との通気を遮断するよう前記第1弁筐体に固定され、
前記第2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3通気孔をシールして前記第3通気孔と前記第5通気孔との通気を遮断し、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3通気孔を開放して前記第3通気孔と前記第5通気孔とを連通させるよう前記第2弁筐体に固定された。
前記第1ダイヤフラムは、前記前記第1弁筐体内を分割して、前記第1通気孔に連通して前記第1領域の一部を形成する第1バルブ室と、前記第6通気孔に連通して前記第2領域の一部を形成する第2バルブ室とを構成する。
前記第1ダイヤフラムは、前記弁座に接触して配置されている。
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2通気孔を開放して前記第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3通気孔をシールして前記第3通気孔と前記連通孔との通気を遮断し、
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3通気孔を開放して前記第3通気孔と前記連通孔とを連通させるとともに、前記第2通気孔をシールして前記第1通気孔と前記第2通気孔との通気を遮断するよう前記弁筐体に固定された。
前記ダイヤフラムにおける前記突出部と対向する領域の一部には、孔部が形成され、
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、前記孔部の周縁が前記突出部から離間して前記第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3通気孔をシールして前記第2通気孔と前記第3通気孔との通気を遮断し、
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3通気孔を開放して前記第2通気孔と前記第3通気孔とを連通させるとともに、前記孔部の周縁が前記突出部に当接して前記第1通気孔と前記第2通気孔との通気を遮断するよう前記弁筐体に固定された。
上記(1)〜(11)のいずれかに記載のバルブと、を備え、
前記ポンプの前記吐出孔は、前記第1通気孔に接続され、
前記ポンプは、ポンピング動作により、前記第1領域の圧力を前記第2領域の圧力よりも高くし、
前記ポンプは、前記ポンピング動作の停止により、前記第1領域の圧力を前記第2領域の圧力よりも低くする。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る流体制御装置100の主要部の断面図である。図2は、図1に示す圧電ポンプ101と逆止弁102と排気弁103とカフ109との接続関係を示す説明図である。流体制御装置100は、圧電ポンプ101と、基板107と、防塵フィルタ105Aと逆止弁102と排気弁103とをダイヤフラム108とともに構成する弁筐体105と、蓋体106と、をこの順に積層した構造を有する。即ち、圧電ポンプ101と逆止弁102と排気弁103とは一体に形成されている。この構造により、流体制御装置100は、圧電ポンプ101と逆止弁102と排気弁103とを備える。
図5は、本発明の第1の実施形態に係る流体制御装置100に備えられる逆止弁102の主要部の断面図である。逆止弁102は、円筒状の第1弁筐体21と円状の薄膜からなる第1ダイヤフラム108Aとを有する。
弁座20は、第1ダイヤフラム108Aを与圧するよう第1弁筐体21に形成されている。
図6は、本発明の第1の実施形態に係る流体制御装置100に備えられる排気弁103の主要部の断面図である。排気弁103は、円筒状の第2弁筐体31と円状の薄膜からなる第2ダイヤフラム108Bとを有する。
図7は、図1に示す圧電ポンプ101がポンピング動作を行っている時の空気の流れを示す説明図である。図8は、図1に示す圧電ポンプ101がポンピング動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。図9は、本発明の第1の実施形態に係る流体制御装置100に備えられる排気弁103の弁開時の主要部の断面図である。図10は、図1に示す圧電ポンプ101の駆動状態によるカフ109の圧力の変化を示すグラフである。図11は、図10に示す時刻39秒から時刻43秒までの区間を拡大したグラフである。図12は、圧電ポンプ101の吐出孔55を直接カフ109に接続した場合の圧電ポンプ101の駆動状態によるカフ109の圧力変化を示すグラフである。
図13は、本発明の第2の実施形態に係る流体制御装置200に備えられる圧電ポンプ101及びバルブ203とカフ109との接続関係を示す説明図である。バルブ203は、図2に示す逆止弁102及び排気弁103を一体化したものであり、円筒状の弁筐体231と円状の薄膜からなるダイヤフラム208とを有する。
弁座220は、ダイヤフラム208を与圧するよう弁筐体231に形成されている。
図14は、図13に示す圧電ポンプ101がポンピング動作を行っている時の空気の流れを示す説明図である。図15は、図13に示す圧電ポンプ101がポンピング動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。
図16は、本発明の第3の実施形態に係る流体制御装置300に備えられる圧電ポンプ101及びバルブ303とカフ109との接続関係を示す説明図である。バルブ303は、図13に示すバルブ203を変形したものであり、円筒状の弁筐体331と、円状の薄膜からなるダイヤフラム308とを有する。
突出部332は、ダイヤフラム308における孔部309の周縁を与圧するよう弁筐体331に形成されている。
図17は、図16に示す圧電ポンプ101がポンピング動作を行っている時の空気の流れを示す説明図である。図18は、図16に示す圧電ポンプ101がポンピング動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。
従って、この実施形態のバルブ303及び流体制御装置300によれば、第2実施形態と同様の効果を奏する。
図19は、本発明の第3の実施形態の変形例に係る流体制御装置350の主要部の断面図である。図20、図21は、図19に示すバルブ353の分解斜視図である。図20は当該バルブ353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21は当該バルブ353を圧電ポンプ301を接合する底面側から見た分解斜視図である。
なお、この実施形態において、下バルブ室523は本発明の「第1領域」に相当し、上バルブ室533は本発明の「第2領域」に相当する。
また、バルブ504では、ダイヤフラム508が第3通気孔213を閉じた際に弁座230とパッキン239とが密着するため、漏気防止をより図ることができる。また、バルブ504では、ダイヤフラム508のパッキン239が、弁座230に対して平行に離間するようになるため、安定して弁が開放され、急速排気の安定化をより図ることができる。
突出部332は、ダイヤフラム608における孔部309の周縁を与圧するよう弁筐体631に形成されている。
なお、この実施形態において、下バルブ室723は本発明の「第1領域」に相当し、上バルブ室733は本発明の「第2領域」に相当する。
突出部332は、ダイヤフラム808における孔部309の周縁を与圧するよう弁筐体831に形成されている。
そこで、この実施形態では、流体制御装置900が漏らし弁80を備えている。
21 第1弁筐体
22 第2通気孔
23 第1バルブ室
24 第1通気孔
26 第2バルブ室
27 第6通気孔
30 弁座
31 第2弁筐体
32 第3通気孔
33 第3バルブ室
34 第5通気孔
36 第4バルブ室
37 第4通気孔
40 アクチュエータ
41 振動板
42 圧電素子
43 補強板
45、145 ポンプ室
51 平面部
52 中心通気孔
53A、53B、53C スペーサ
54 蓋部
55、56 吐出孔
60 振動板ユニット
61 振動板支持枠
62 連結部
63 外部端子
70 電極導通用板
71 枠部位
72 外部端子
73 内部端子
80 漏らし弁
81 筐体
82 孔部
83 接続部
85 筒部
86 スリット
87 内部空間
91 基板
92 開口部
95 カバー板部
96 流路板
97 通気孔
98 貫通孔
99 カバー板
100、200、300、350、400、500、600、700、800、900 流体制御装置
101、301、401 圧電ポンプ
102 逆止弁
103 排気弁
105 弁筐体
105A 防塵フィルタ
106 蓋体
106A カフ接続口
107 基板
107A 吸引口
107B 流入路
107C 流出路
107D 排気口
107E 排気口
108 ダイヤフラム
108A ダイヤフラム
108B ダイヤフラム
109 カフ
109A 腕帯ゴム管
P パッキン
203、303、353、403、503、603、703、803 バルブ
207D 排気口
208、308、358、508、608、708、808 ダイヤフラム
211、361 第1通気孔
212、312、362 第2通気孔
213、363 第3通気孔
214 連通孔
220、230、380、510、730 弁座
223、423、523、723 下バルブ室
231、331、381、431、531、631、731、831 弁筐体
233、533、733 上バルブ室
239 パッキン
309、359 孔部
332、382 突出部
360 第4通気孔
372 第1下バルブ室
373 第2下バルブ室
383 第1上バルブ室
384 第2上バルブ室
385 連通路
532、732 切り欠き
Claims (12)
- 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第1、第2領域を構成するダイヤフラムと、を有し、
前記ダイヤフラムは、
前記弁筐体内において前記第1通気孔に連通する前記第1領域の圧力が、前記弁筐体内において前記第2通気孔に連通する前記第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2通気孔と前記第3通気孔との通気を遮断し、
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2通気孔と前記第3通気孔とを連通させるとともに、前記第1通気孔と前記第2通気孔との通気を遮断するよう、前記弁筐体に固定された、バルブ。 - 前記弁筐体は、第1弁筐体および第2弁筐体を有し、
前記第1、第2弁筐体のそれぞれには、前記ダイヤフラムにより前記第1、第2領域が内部に構成されており、
前記第1弁筐体には前記第1及び第2通気孔が形成され、
前記第2弁筐体には、前記第3通気孔と、前記第1通気孔および前記第1領域に連通する第4通気孔と、前記第2通気孔および前記第2領域に連通する第5通気孔と、が形成されており、
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3通気孔と前記第5通気孔との通気を遮断し、
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3通気孔と前記第5通気孔とを連通させるとともに、前記第1通気孔と前記第2通気孔との通気を遮断するよう、前記第1、第2弁筐体に固定された、ことを特徴とする請求項1に記載のバルブ。 - 前記ダイヤフラムは、前記第1弁筐体内を分割して前記第1、第2領域を前記第1弁筐体内に構成する第1ダイヤフラムと、前記第2弁筐体内を分割して前記第1、第2領域を前記第2弁筐体内に構成する第2ダイヤフラムとを有し、
前記第1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2通気孔を開放して前記第1通気孔と前記第2通気孔とを連通させ、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2通気孔をシールして前記第1通気孔と前記第2通気孔との通気を遮断するよう、前記第1弁筐体に固定され、
前記第2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3通気孔をシールして前記第3通気孔と前記第5通気孔との通気を遮断し、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3通気孔を開放して前記第3通気孔と前記第5通気孔とを連通させるよう、前記第2弁筐体に固定された、請求項2に記載のバルブ。 - 前記前記第1弁筐体には、前記第2通気孔および前記第2領域に連通する第6通気孔が形成され、
前記第1ダイヤフラムは、前記前記第1弁筐体内を分割して、前記第1通気孔に連通して前記第1領域の一部を形成する第1バルブ室と、前記第6通気孔に連通して前記第2領域の一部を形成する第2バルブ室とを構成することを特徴とする請求項2又は3のいずれかに記載のバルブ。 - 前記第1弁筐体は、前記第2通気孔の周縁から前記第1ダイヤフラム側へ突出した弁座が形成され、
前記第1ダイヤフラムは、前記弁座に接触して配置されていることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載のバルブ。 - 前記第1ダイヤフラムは、前記第1バルブ室と前記第2バルブ室との圧力差により前記弁座に対して接触または離間し開閉する、請求項5に記載のバルブ。
- 前記弁座は、前記第1ダイヤフラムを与圧するように前記第1弁筐体に形成されている請求項5または請求項6に記載のバルブ。
- 前記第1ダイヤフラムと前記第2ダイヤフラムとが一つのダイヤフラムシートから形成されていることを特徴とする請求項3〜7のいずれかに記載のバルブ。
- 前記第1弁筐体と前記第2弁筐体とが一つの筺体内に構成される請求項2〜8のいずれかに記載のバルブ。
- 前記弁筐体には、前記第2通気孔および前記第2領域に連通する連通孔が形成されており、
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2通気孔を開放して前記第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3通気孔をシールして前記第3通気孔と前記連通孔との通気を遮断し、
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3通気孔を開放して前記第3通気孔と前記連通孔とを連通させるとともに、前記第2通気孔をシールして前記第1通気孔と前記第2通気孔との通気を遮断するよう、前記弁筐体に固定されたことを特徴とする請求項1に記載のバルブ。 - 前記弁筐体は、前記第1領域において前記ダイヤフラム側へ突出した突出部が形成され、
前記ダイヤフラムにおける前記突出部と対向する領域の一部には、孔部が形成され、
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、前記孔部の周縁が前記突出部から離間して前記第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3通気孔をシールして前記第2通気孔と前記第3通気孔との通気を遮断し、
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3通気孔を開放して前記第2通気孔と前記第3通気孔とを連通させるとともに、前記孔部の周縁が前記突出部に当接して前記第1通気孔と前記第2通気孔との通気を遮断するよう、前記弁筐体に固定されたことを特徴とする請求項1に記載のバルブ。 - ポンプ室と前記ポンプ室を介して互いに連通する吸引孔および吐出孔とを有するポンプと、
請求項1から11のいずれかに記載のバルブと、を備え、
前記ポンプの前記吐出孔は、前記第1通気孔に接続され、
前記ポンプは、ポンピング動作により、前記第1領域の圧力を前記第2領域の圧力よりも高くし、
前記ポンプは、前記ポンピング動作の停止により、前記第1領域の圧力を前記第2領域の圧力よりも低くする、流体制御装置。
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