JP2016200067A - Fluid control device - Google Patents

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憲一郎 川村
Kenichiro Kawamura
憲一郎 川村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluid control device that can cool a pump without a cooling device while being compact.SOLUTION: A fluid control device 100 comprises a piezoelectric pump 10, a valve 101, a cuff 109, a heat sink 123, and a control part 115. The valve 101 comprises a first valve case 191 provided with first vent holes 110 and 111, and a second valve case 192 provided with a second vent hole 112 and a third vent hole 113. A manchette rubber tube 109A of the cuff 109 is fitted to the second vent hole 112 of the valve 101, and the valve 101 is thereby connected to the cuff 109. The piezoelectric pump 10 comprises a pump case 80 provided with discharge holes 55 and 56. The first vent holes 110 and 111 of the valve 101 are connected to the discharge holes 55 and 56 of the piezoelectric pump 10. The heat sink 123 is fitted to a bottom surface of the pump case 80. The heat sink 123 comprises an opposed part 124 opposed to the third vent hole 113.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、流体の流れを制御する流体制御装置に関する。   The present invention relates to a fluid control device that controls the flow of fluid.

従来、流体の流れを制御する流体制御装置が各種考案されている。流体制御装置には、複数の電子部品が搭載されている。複数の電子部品の中には、自己発熱によって電子部品の温度が上昇し続けるものがある。電子部品の温度が上昇し続けた場合、電子部品の性能が低下したり故障の原因になったりする。   Conventionally, various fluid control devices for controlling the flow of fluid have been devised. A plurality of electronic components are mounted on the fluid control device. Some of the plurality of electronic components continue to increase in temperature due to self-heating. If the temperature of the electronic component continues to rise, the performance of the electronic component may deteriorate or cause a failure.

そこで、例えば特許文献1には、電子部品に装着するヒートシンクと冷却ファンが開示されている。冷却ファンは、電子部品の発熱によって温められたヒートシンクに向けて風を送り、ヒートシンクを冷却している。これにより、特許文献1では電子部品の温度上昇が抑えられる。   Thus, for example, Patent Document 1 discloses a heat sink and a cooling fan to be mounted on an electronic component. The cooling fan cools the heat sink by sending air toward the heat sink warmed by the heat generated by the electronic components. Thereby, in patent document 1, the temperature rise of an electronic component is suppressed.

特開2007−42724号公報JP 2007-42724 A

本願の発明者は、流体制御装置において例えば圧電素子を駆動源とするポンプが駆動し続けた場合、自己発熱によってポンプの温度が上昇し続け、ポンプの吐出性能が低下するという知見を得た。そこで、特許文献1のヒートシンクをポンプに装着し、ヒートシンクを冷却ファンで冷却することでポンプの温度上昇を抑える方法が考えられる。   The inventor of the present application has found that when a pump using, for example, a piezoelectric element as a drive source continues to be driven in the fluid control device, the temperature of the pump continues to rise due to self-heating and the discharge performance of the pump decreases. Therefore, a method of suppressing the temperature rise of the pump by mounting the heat sink of Patent Document 1 on the pump and cooling the heat sink with a cooling fan is conceivable.

しかしながら、特許文献1のヒートシンクをポンプに装着し、ヒートシンクを冷却ファンで冷却する場合、冷却専用の冷却ファンが必要になる。これは、冷却ファンを用意したり、冷却ファンを装着する専用工程を組まなければならないことを意味し、流体制御装置の製造コストが増大する。   However, when the heat sink of Patent Document 1 is mounted on a pump and the heat sink is cooled by a cooling fan, a cooling fan dedicated to cooling is required. This means that a cooling fan must be prepared or a dedicated process for mounting the cooling fan has to be set up, which increases the manufacturing cost of the fluid control device.

そこで、ポンプの温度上昇を抑える為に、冷却ファン等の冷却装置を装着せずにヒートシンクのみをポンプに装着する方法も考えられるが、十分な冷却効果を得る為にはヒートシンクのサイズを大きくする必要がある。そのため、この方法では流体制御装置が大型化するという問題がある。   Therefore, in order to suppress the temperature rise of the pump, a method of mounting only the heat sink without mounting a cooling device such as a cooling fan is conceivable. However, to obtain a sufficient cooling effect, the size of the heat sink is increased. There is a need. Therefore, this method has a problem that the fluid control device is enlarged.

本発明の目的は、小型でありながら、冷却装置を用いずにポンプを冷却することができる流体制御装置を提供することにある。   The objective of this invention is providing the fluid control apparatus which can cool a pump, without using a cooling device, though it is small.

本発明の流体制御装置は、ポンプと、バルブと、容器と、ヒートシンクと、を備えている。ポンプは、吐出孔が設けられたポンプ筐体を有する。バルブは、吐出孔に接続する第1通気孔と、第2通気孔と、第3通気孔とが設けられたバルブ筐体を有する。容器は、第2通気孔に接続し、第1通気孔を介して第2通気孔から流出する気体を貯蔵する。ヒートシンクは、第3通気孔に対向する対向部を有し、ポンプ筐体に装着された。   The fluid control device of the present invention includes a pump, a valve, a container, and a heat sink. The pump has a pump housing provided with a discharge hole. The valve has a valve housing provided with a first vent hole, a second vent hole, and a third vent hole that are connected to the discharge hole. The container is connected to the second ventilation hole and stores gas flowing out from the second ventilation hole via the first ventilation hole. The heat sink has a facing portion facing the third ventilation hole, and was mounted on the pump housing.

この構成においてポンプが駆動している間、ポンプの吐出孔から吐出された気体は第1通気孔からバルブ筐体内に流入する。そして、バルブの第2通気孔から流出する気体は、容器内に貯蔵される。また、ポンプが駆動している間、自己発熱によってポンプの温度が上昇し続ける。   In this configuration, while the pump is driven, the gas discharged from the discharge hole of the pump flows into the valve housing from the first vent hole. And the gas which flows out out of the 2nd vent hole of a valve | bulb is stored in a container. Further, while the pump is being driven, the temperature of the pump continues to rise due to self-heating.

この構成では、熱伝導性に優れたヒートシンクがポンプ筐体に装着されているため、ポンプで発生した熱がポンプ筐体からヒートシンクに伝導し、放散される。さらに、第2通気孔および第3通気孔が接続したとき、容器内に貯蔵された圧縮気体がバルブの第3通気孔からヒートシンクの対向部へ向けて排出される。   In this configuration, since the heat sink having excellent thermal conductivity is attached to the pump casing, the heat generated by the pump is conducted from the pump casing to the heat sink and dissipated. Furthermore, when the second vent hole and the third vent hole are connected, the compressed gas stored in the container is discharged from the third vent hole of the valve toward the opposite portion of the heat sink.

そのため、この構成の流体制御装置は、サイズの大きいヒートシンクや専用の冷却装置を備えたりしなくても、ヒートシンクを冷却でき、ポンプの温度上昇を抑えることができる。   Therefore, the fluid control device with this configuration can cool the heat sink without suppressing the heat sink without providing a large-sized heat sink or a dedicated cooling device, and can suppress an increase in pump temperature.

従って、この構成の流体制御装置は、小型でありながら、冷却装置を用いずにポンプを冷却することができる。   Therefore, the fluid control device having this configuration is small, but can cool the pump without using a cooling device.

また、本発明においてバルブは、バルブ筐体とともに第1バルブ室および第2バルブ室を構成する弁体を有し、
弁体は、第1バルブ室の圧力および第2バルブ室の圧力に基づいて、第2通気孔および第3通気孔が接続していない状態と、第2通気孔および第3通気孔が接続した状態とを切り替えることが好ましい。
In the present invention, the valve has a valve body that constitutes the first valve chamber and the second valve chamber together with the valve housing,
Based on the pressure in the first valve chamber and the pressure in the second valve chamber, the valve body is in a state where the second vent hole and the third vent hole are not connected, and the second vent hole and the third vent hole are connected. It is preferable to switch between states.

この構成では、第2通気孔および第3通気孔が接続していないとき、ポンプの吐出孔から吐出された気体はバルブの第1通気孔を介して第2通気孔から流出し、容器内に貯蔵される。そして、第2通気孔および第3通気孔が接続したとき、容器内に貯蔵された圧縮気体がバルブの第3通気孔からヒートシンクの対向部へ向けて排出される。   In this configuration, when the second ventilation hole and the third ventilation hole are not connected, the gas discharged from the discharge hole of the pump flows out from the second ventilation hole via the first ventilation hole of the valve and enters the container. Stored. When the second vent hole and the third vent hole are connected, the compressed gas stored in the container is discharged from the third vent hole of the valve toward the opposite portion of the heat sink.

また、本発明において対向部は、バルブ筐体側へ折り曲げられていることが好ましい。   In the present invention, the facing portion is preferably bent toward the valve housing.

この構成では、バルブの第3通気孔から排出される気体が当たるヒートシンクの面積が増える。よって、この構成の流体制御装置は、ポンプの冷却効果を向上できる。   In this configuration, the area of the heat sink to which the gas discharged from the third vent hole of the valve hits increases. Therefore, the fluid control device having this configuration can improve the cooling effect of the pump.

また、本発明において、対向部における第3通気孔に対向する面は、凹凸状に形成されていることが好ましい。   Moreover, in this invention, it is preferable that the surface which opposes the 3rd ventilation hole in an opposing part is formed in the uneven | corrugated shape.

この構成では、バルブの第3通気孔から排出される気体が当たるヒートシンクの面積が増える。よって、この構成の流体制御装置は、ポンプの冷却効果を向上できる。   In this configuration, the area of the heat sink to which the gas discharged from the third vent hole of the valve hits increases. Therefore, the fluid control device having this configuration can improve the cooling effect of the pump.

また、本発明において対向部は、櫛歯状に形成されていることが好ましい。   In the present invention, the facing portion is preferably formed in a comb shape.

この構成では、バルブの第3通気孔から排出される気体が当たるヒートシンクの面積が増える。よって、この構成の流体制御装置は、ポンプの冷却効果を向上できる。   In this configuration, the area of the heat sink to which the gas discharged from the third vent hole of the valve hits increases. Therefore, the fluid control device having this configuration can improve the cooling effect of the pump.

また、本発明においてポンプは、振動板と振動板を屈曲振動させる圧電素子とを有する、ことが好ましい。   In the present invention, the pump preferably includes a diaphragm and a piezoelectric element that flexibly vibrates the diaphragm.

圧電素子を駆動源とするポンプが駆動し続けた場合、自己発熱によってポンプの温度が上昇し続け、ポンプの吐出性能が低下する。そのため、本発明はこの構成において好適である。   When a pump using a piezoelectric element as a drive source continues to be driven, the temperature of the pump continues to rise due to self-heating, and the discharge performance of the pump decreases. Therefore, the present invention is suitable in this configuration.

また、本発明の流体制御装置は、容器に貯蔵される気体の圧力に基づいて血圧を測定する制御部を備えることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the fluid control apparatus of this invention is provided with the control part which measures a blood pressure based on the pressure of the gas stored in a container.

この構成において容器は例えばカフである。例えば制御部は、血圧の測定を開始するとき、ポンプをオンする。これにより、ポンプの吐出孔から気体が吐出され、容器内に貯蔵されていく。そして、制御部は、血圧の測定を終了するとき、ポンプをオフする。これにより、容器内に貯蔵された圧縮気体がバルブの第3通気孔からヒートシンクの対向部へ向けて排出される。   In this configuration, the container is a cuff, for example. For example, the control unit turns on the pump when starting measurement of blood pressure. Thereby, gas is discharged from the discharge hole of the pump and stored in the container. And a control part turns off a pump, when complete | finishing the measurement of a blood pressure. Thereby, the compressed gas stored in the container is discharged from the third vent hole of the valve toward the opposing portion of the heat sink.

そのため、血圧を複数回測定する場合、この構成の流体制御装置は、血圧の測定を終了する毎にヒートシンクを冷却でき、ポンプの温度上昇を抑制することが可能となる。   Therefore, when the blood pressure is measured a plurality of times, the fluid control device having this configuration can cool the heat sink every time the measurement of the blood pressure is finished, and can suppress an increase in the temperature of the pump.

本発明によれば、小型でありながら、冷却装置を用いずにポンプを冷却することができる。   According to the present invention, the pump can be cooled without using a cooling device while being small.

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。It is sectional drawing of the principal part of the fluid control apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1に示す圧電ポンプ10、バルブ101及びヒートシンク123の外観斜視図である。FIG. 2 is an external perspective view of a piezoelectric pump 10, a valve 101, and a heat sink 123 shown in FIG. 図1に示す圧電ポンプ10の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the piezoelectric pump 10 shown in FIG. 図1に示す圧電ポンプ10の温度と最大吐出圧力の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the temperature of the piezoelectric pump 10 shown in FIG. 1, and a maximum discharge pressure. 図1に示すバルブ101の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the valve | bulb 101 shown in FIG. 図1に示すバルブ101の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the valve | bulb 101 shown in FIG. 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。It is explanatory drawing which shows the flow of the air of the fluid control apparatus 100 while the piezoelectric pump 10 shown in FIG. 1 drives. 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。It is explanatory drawing which shows the flow of the air of the fluid control apparatus 100 immediately after the piezoelectric pump 10 shown in FIG. 1 stops a drive. ヒートシンク123が装着された圧電ポンプ10の温度変化とヒートシンク123が装着されていない圧電ポンプ10の温度変化とを示す図である。It is a figure which shows the temperature change of the piezoelectric pump 10 with which the heat sink 123 was mounted | worn, and the temperature change of the piezoelectric pump 10 with which the heat sink 123 was not mounted | worn. 本発明の第2実施形態に係る流体制御装置200の要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part of the fluid control apparatus 200 which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図10に示す圧電ポンプ10、バルブ101及びヒートシンク223の外観斜視図である。FIG. 11 is an external perspective view of the piezoelectric pump 10, the valve 101, and the heat sink 223 shown in FIG. 図11に示すヒートシンク223の要部を拡大した外観斜視図である。It is the external appearance perspective view which expanded the principal part of the heat sink 223 shown in FIG. 本発明の第3実施形態に係る流体制御装置300の要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part of the fluid control apparatus 300 which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図13に示すヒートシンク323の要部を拡大した外観斜視図である。It is the external appearance perspective view which expanded the principal part of the heat sink 323 shown in FIG. 本発明の第4実施形態に係る流体制御装置に備えられる圧電ポンプ10、バルブ101及びヒートシンク423の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the piezoelectric pump 10, the valve | bulb 101, and the heat sink 423 with which the fluid control apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention is equipped.

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。   Hereinafter, the fluid control apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention will be described.

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。図2は、図1に示す圧電ポンプ10、バルブ101及びヒートシンク123の外観斜視図である。なお、図2は、説明の便宜上、ヒートシンク123を透明で図示している。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a fluid control apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an external perspective view of the piezoelectric pump 10, the valve 101, and the heat sink 123 shown in FIG. FIG. 2 shows the heat sink 123 in a transparent manner for convenience of explanation.

流体制御装置100は、圧電ポンプ10とバルブ101とカフ109とヒートシンク123と制御部115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。   The fluid control apparatus 100 includes a piezoelectric pump 10, a valve 101, a cuff 109, a heat sink 123, and a control unit 115. The fluid control device 100 is a device that measures the blood pressure of a subject.

バルブ101は、第1通気孔110、111が設けられた第1弁筺体191と、第2通気孔112と第3通気孔113とが設けられた第2弁筐体192とを有する。バルブ101は、逆止弁160と排気弁170とを構成している。カフ109の腕帯ゴム管109Aがバルブ101の第2通気孔112に装着されることにより、バルブ101がカフ109に接続される。第3通気孔113は大気に開放されている。   The valve 101 includes a first valve housing 191 provided with first ventilation holes 110 and 111, and a second valve housing 192 provided with a second ventilation hole 112 and a third ventilation hole 113. The valve 101 constitutes a check valve 160 and an exhaust valve 170. The armband rubber tube 109 </ b> A of the cuff 109 is attached to the second ventilation hole 112 of the valve 101, so that the valve 101 is connected to the cuff 109. The third vent hole 113 is open to the atmosphere.

圧電ポンプ10は、吐出孔55、56が設けられたポンプ筐体80を有する。ポンプ筐体80の上面は、バルブ101の第1弁筐体191の底面に接合されている。これにより、バルブ101の第1通気孔110、111が圧電ポンプ10の吐出孔55、56に接続される。   The piezoelectric pump 10 has a pump housing 80 provided with discharge holes 55 and 56. The upper surface of the pump housing 80 is joined to the bottom surface of the first valve housing 191 of the valve 101. Thereby, the first vent holes 110 and 111 of the valve 101 are connected to the discharge holes 55 and 56 of the piezoelectric pump 10.

ヒートシンク123は、ポンプ筐体80の底面に装着されている。ヒートシンク123は、図1、図2に示すように、ポンプ筐体80の底面から、ポンプ筐体80の側面、第1弁筺体191の側面、第2弁筐体192の側面、及び第2弁筐体192の上面に沿って伸びている。そして、ヒートシンク123は、第3通気孔113に対向する対向部124を有する。対向部124は、ヒートシンク123のうち、第2弁筐体192の上面に沿って伸びる部分である。ヒートシンク123の材料は、例えばアルミニウム、鉄、銅などである。   The heat sink 123 is attached to the bottom surface of the pump housing 80. As shown in FIGS. 1 and 2, the heat sink 123 extends from the bottom surface of the pump housing 80 to the side surface of the pump housing 80, the side surface of the first valve housing 191, the side surface of the second valve housing 192, and the second valve. It extends along the upper surface of the housing 192. The heat sink 123 has a facing portion 124 that faces the third ventilation hole 113. The facing portion 124 is a portion of the heat sink 123 that extends along the upper surface of the second valve housing 192. The material of the heat sink 123 is, for example, aluminum, iron, copper, or the like.

制御部115は、例えばマイクロコンピュータで構成され、流体制御装置100の各部の動作を制御する。制御部115は、圧電ポンプ10に接続されており、圧電ポンプ10に制御信号を送信する。制御部115は、商用の交流電源から交流の駆動電圧を生成して圧電ポンプ10に印加し、圧電ポンプ10を駆動する。そして、制御部115は、カフ109に貯蔵される空気の圧力に基づいて血圧を測定する。カフ109に貯蔵される空気の圧力値は、不図示の圧力センサによって検知され、制御部115に入力する。   The control unit 115 is configured by a microcomputer, for example, and controls the operation of each unit of the fluid control device 100. The control unit 115 is connected to the piezoelectric pump 10 and transmits a control signal to the piezoelectric pump 10. The control unit 115 generates an AC drive voltage from a commercial AC power source and applies it to the piezoelectric pump 10 to drive the piezoelectric pump 10. Then, the control unit 115 measures the blood pressure based on the pressure of the air stored in the cuff 109. The pressure value of the air stored in the cuff 109 is detected by a pressure sensor (not shown) and input to the control unit 115.

なお、カフ109が本発明の「容器」の一例に相当する。第1弁筺体191及び第2弁筐体192が本発明の「バルブ筐体」の一例を構成する。   The cuff 109 corresponds to an example of the “container” of the present invention. The first valve housing 191 and the second valve housing 192 constitute an example of the “valve housing” of the present invention.

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3を用いて圧電ポンプ10の構造について詳述する。   Here, the structure of the piezoelectric pump 10 and the valve 101 will be described in detail. First, the structure of the piezoelectric pump 10 will be described in detail with reference to FIGS.

図3は、図1に示す圧電ポンプ10の分解斜視図である。   FIG. 3 is an exploded perspective view of the piezoelectric pump 10 shown in FIG.

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。   The piezoelectric pump 10 includes a substrate 91, a flexible plate 51, a spacer 53A, a reinforcing plate 43, a vibration plate unit 60, a piezoelectric element 42, a spacer 53B, an electrode conduction plate 70, a spacer 53C, and a lid plate 54 in order. It has a laminated structure.

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。ポンプ筐体80の材料は、例えば金属である。   The substrate 91, the flexible plate 51, the spacer 53A, a part of the diaphragm unit 60, the spacer 53B, the electrode conduction plate 70, the spacer 53C, and the lid plate 54 constitute a pump housing 80. The internal space of the pump housing 80 corresponds to the pump chamber 45. The material of the pump housing 80 is, for example, metal.

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。   The diaphragm unit 60 includes a diaphragm 41, a frame plate 61, a connecting portion 62, and an external terminal 63. The diaphragm unit 60 is formed by punching a metal plate.

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。   A frame plate 61 is provided around the vibration plate 41. The frame plate 61 is provided with an external terminal 63 for electrical connection. The diaphragm 41 is connected to the frame plate 61 by a connecting portion 62. The connecting part 62 is formed in a thin ring shape, for example. The connecting portion 62 has an elastic structure having a small spring constant elasticity.

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。   Therefore, the diaphragm 41 is elastically supported at two points with respect to the frame plate 61 by the two connecting portions 62. Therefore, the bending vibration of the diaphragm 41 is hardly disturbed. That is, the peripheral part of the piezoelectric actuator 40 (of course, the central part) is not substantially restrained.

なお、図3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。   In addition, in the example shown in FIG. 3, although the connection part 62 is provided in two places, you may provide in three or more places. The connecting portion 62 does not disturb the vibration of the piezoelectric actuator 40, but has some influence on the vibration of the piezoelectric actuator 40. Therefore, for example, by providing the connecting portions 62 at three locations, more natural support is possible, and cracking of the piezoelectric element 42 can also be prevented.

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。   A piezoelectric element 42 is provided on the upper surface of the disc-shaped diaphragm 41. A reinforcing plate 43 is provided on the lower surface of the vibration plate 41. The diaphragm 41, the piezoelectric element 42, and the reinforcing plate 43 constitute a disk-shaped piezoelectric actuator 40. The piezoelectric element 42 is made of, for example, lead zirconate titanate ceramic.

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。   Here, the vibration plate 41 may be formed of a metal plate having a larger linear expansion coefficient than the piezoelectric element 42 and the reinforcing plate 43, and may be heat-cured during bonding. Accordingly, an appropriate compressive stress can be left in the piezoelectric element 42 without warping the entire piezoelectric actuator 40, and the piezoelectric element 42 can be prevented from cracking.

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。   For example, the diaphragm 41 may be made of a material having a large linear expansion coefficient such as phosphor bronze (C5210) or stainless steel SUS301, and the reinforcing plate 43 may be made of 42 nickel, 36 nickel or stainless steel SUS430.

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。   Note that the diaphragm 41, the piezoelectric element 42, and the reinforcing plate 43 may be arranged in the order of the piezoelectric element 42, the reinforcing plate 43, and the diaphragm 41 from the top. Also in this case, the linear expansion coefficient is adjusted by setting the materials constituting the reinforcing plate 43 and the diaphragm 41 so that an appropriate compressive stress remains in the piezoelectric element 42.

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。   A spacer 53 </ b> B is provided on the upper surface of the frame plate 61. The spacer 53B is made of resin. The thickness of the spacer 53B is the same as or slightly thicker than that of the piezoelectric element. The frame plate 61 electrically insulates the electrode conduction plate 70 and the diaphragm unit 60 from each other.

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。   An electrode conduction plate 70 is provided on the upper surface of the spacer 53B. The electrode conduction plate 70 is made of metal. The electrode conduction plate 70 includes a frame portion 71 that is opened in a substantially circular shape, an internal terminal 73 that projects into the opening, and an external terminal 72 that projects outward.

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。   The tip of the internal terminal 73 is joined to the surface of the piezoelectric element 42 with solder. By setting the position to be joined by solder to a position corresponding to the bending vibration node of the piezoelectric actuator 40, the vibration of the internal terminal 73 is suppressed.

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。   A spacer 53 </ b> C is provided on the upper surface of the electrode conduction plate 70. The spacer 53C is made of resin. The spacer 53C has the same thickness as the piezoelectric element 42. The spacer 53 </ b> C is a spacer for preventing the solder portion of the internal terminal 73 from contacting the lid plate 54 when the piezoelectric actuator 40 is vibrating. In addition, the surface of the piezoelectric element 42 is prevented from excessively approaching the cover plate 54 and the vibration amplitude is prevented from being reduced by air resistance. Therefore, the thickness of the spacer 53 </ b> C may be the same as that of the piezoelectric element 42.

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。   A cover plate 54 is provided on the upper surface of the spacer 53C. The lid plate 54 is provided with discharge holes 55 and 56. The lid plate 54 covers the upper part of the piezoelectric actuator 40.

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。   On the other hand, a spacer 53 </ b> A is provided on the lower surface of the diaphragm unit 60. That is, the spacer 53 </ b> A is inserted between the upper surface of the flexible plate 51 and the lower surface of the diaphragm unit 60. The spacer 53 </ b> A has a thickness obtained by adding about several tens of μm to the thickness of the reinforcing plate 43. The spacer 53A is a spacer for preventing the piezoelectric actuator 40 from coming into contact with the flexible plate 51 when the piezoelectric actuator 40 is vibrating.

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の中心には吸引孔52が設けられている。   A flexible plate 51 is provided on the lower surface of the spacer 53A. A suction hole 52 is provided at the center of the flexible plate 51.

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。   A substrate 91 is provided on the lower surface of the flexible plate 51. A cylindrical opening 92 is formed at the center of the substrate 91. The flexible plate 51 includes a fixed portion 57 fixed to the substrate 91 and a movable portion 58 that is located on the center side of the fixed portion 57 and faces the opening 92.

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。   The movable portion 58 can vibrate at substantially the same frequency as that of the piezoelectric actuator 40 due to air pressure fluctuation accompanying vibration of the piezoelectric actuator 40. The natural frequency of the movable part 58 is designed to be the same as or slightly lower than the drive frequency of the piezoelectric actuator 40.

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180°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。   If the vibration is designed so that the vibration phase of the flexible plate 51 is delayed (for example, 180 ° delayed) from the vibration phase of the piezoelectric actuator 40, the thickness variation of the gap between the flexible plate 51 and the piezoelectric actuator 40 is substantially reduced. Increase.

従って、外部端子63、72に交流の駆動電圧が制御部115により印加されると、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及び吸引孔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。   Accordingly, when an AC driving voltage is applied to the external terminals 63 and 72 by the control unit 115, the piezoelectric actuator 40 bends and vibrates in a concentric manner. Further, the movable portion 58 of the flexible plate 51 also vibrates with the vibration of the piezoelectric actuator 40. As a result, the piezoelectric pump 10 sucks air into the pump chamber 45 through the opening 92 and the suction hole 52. Further, the piezoelectric pump 10 discharges air in the pump chamber 45 from the discharge holes 55 and 56.

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。   At this time, in the piezoelectric pump 10, the periphery of the piezoelectric actuator 40 is not substantially fixed. Therefore, according to the piezoelectric pump 10, there is little loss due to vibration of the piezoelectric actuator 40, and a high discharge pressure and a large discharge flow rate can be obtained while being small and low-profile.

次に、圧電ポンプ10の温度と最大吐出圧力の関係について説明する。   Next, the relationship between the temperature of the piezoelectric pump 10 and the maximum discharge pressure will be described.

図4は、図1に示す圧電ポンプ10の温度と最大吐出圧力の関係を示す図である。図4は、圧電ポンプ10を長時間駆動し、ポンプ筐体80の表面温度と圧電ポンプ10の最大吐出圧力とを測定した結果について示している。   FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the temperature of the piezoelectric pump 10 shown in FIG. 1 and the maximum discharge pressure. FIG. 4 shows the results of measuring the surface temperature of the pump housing 80 and the maximum discharge pressure of the piezoelectric pump 10 by driving the piezoelectric pump 10 for a long time.

圧電素子42を駆動源とする圧電ポンプ10が駆動し続けた場合、自己発熱によって圧電ポンプ10の温度が上昇し続ける。実験では、図4に示すように、圧電ポンプ10の温度が上昇し続けると、圧電ポンプ10の吐出性能が低下することが明らかとなった。特に、圧電ポンプ10の温度が55℃を超えると、圧電ポンプ10の吐出性能が急激に低下することが明らかとなった。   When the piezoelectric pump 10 using the piezoelectric element 42 as a drive source continues to be driven, the temperature of the piezoelectric pump 10 continues to rise due to self-heating. In the experiment, as shown in FIG. 4, it has been clarified that the discharge performance of the piezoelectric pump 10 decreases as the temperature of the piezoelectric pump 10 continues to rise. In particular, it has been clarified that when the temperature of the piezoelectric pump 10 exceeds 55 ° C., the discharge performance of the piezoelectric pump 10 rapidly decreases.

なお、自己発熱の熱源は圧電アクチュエータ40であるが、ポンプ筐体80の材料は導電性の高い金属で構成されている。そのため、圧電アクチュエータ40の熱は連結部62を介して直ぐにポンプ筐体80へ伝導する。よって、図4では、ポンプ筐体80の表面温度を測定している。   The heat source for self-heating is the piezoelectric actuator 40, but the material of the pump housing 80 is made of a highly conductive metal. Therefore, the heat of the piezoelectric actuator 40 is immediately conducted to the pump housing 80 via the connecting portion 62. Therefore, in FIG. 4, the surface temperature of the pump housing 80 is measured.

次に、図1〜図6を用いてバルブ101の構造について詳述する。   Next, the structure of the valve 101 will be described in detail with reference to FIGS.

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をカフ109が接続する上面側から見た分解斜視図であり、図6は、当該バルブ101を圧電ポンプ10が接合する底面側から見た分解斜視図である。   5 and 6 are exploded perspective views of the valve 101 shown in FIG. FIG. 5 is an exploded perspective view of the valve 101 as viewed from the upper surface side where the cuff 109 is connected, and FIG. 6 is an exploded perspective view of the valve 101 as viewed from the bottom surface side where the piezoelectric pump 10 is joined.

ここで、図5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。   Here, FIG. 5 shows the Z-axis direction, the Y-axis direction, and the X-axis direction. A Z-axis direction indicates a stacking direction of members constituting the valve 101. The X-axis direction indicates the arrangement direction of the check valve 160, the communication path 135, and the exhaust valve 170. The Y-axis direction indicates a direction perpendicular to the Z-axis direction and the X-axis direction.

バルブ101は、図1、図5、図6に示すように、第1弁筐体191と、長方形状の薄膜からなる第1シール材151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2シール材152と、第2弁筐体192とを備え、それらが順に積層された構造を有している。   As shown in FIGS. 1, 5, and 6, the valve 101 includes a first valve casing 191, a first sealing material 151 made of a rectangular thin film, a diaphragm 120 made of a rectangular thin film, and a rectangular shape. The second sealing material 152 made of the above thin film and the second valve housing 192 are provided, and these are laminated in order.

なお、ダイヤフラム120が本発明の「弁体」の一例を構成する。   The diaphragm 120 constitutes an example of the “valve element” of the present invention.

第2弁筐体192は、図1、図5、図6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2弁筐体192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。   As shown in FIGS. 1, 5, and 6, the second valve housing 192 includes a second vent hole 112 communicating with the cuff 109, a third vent hole 113 communicating with the outside of the fluid control device 100, and a third It has a valve seat 139 protruding from the periphery of the vent hole 113 to the diaphragm 120 side, and six openings 182. The second valve housing 192 is made of resin, for example. The valve seat 139 has a cylindrical shape having a third vent hole 113 at the center.

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つの突出部180と、を有する。第1弁筐体191は、例えば樹脂からなる。第1弁筐体191の6つの突出部180は、X軸方向から平面視して後述する第2バルブ室133及び第2バルブ室134よりも周縁側に設けられている。   As shown in FIGS. 1, 5, and 6, the first valve housing 191 includes a first vent hole 110 that communicates with the discharge hole 56 of the piezoelectric pump 10 and a first vent that communicates with the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 10. It has a vent 111, a cylindrical valve seat 138 that protrudes toward the diaphragm 120, and six protrusions 180 that face the six openings 182. The first valve housing 191 is made of resin, for example. The six projecting portions 180 of the first valve housing 191 are provided on the peripheral side of the second valve chamber 133 and the second valve chamber 134 which will be described later in plan view from the X-axis direction.

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。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。   As shown in FIGS. 1, 5, and 6, the diaphragm 120 is provided with a circular hole 121 at the center of a region facing the valve seat 138. The diameter of the hole 121 is smaller than the diameter of the surface of the valve seat 138 that contacts the diaphragm 120. The outer periphery of the diaphragm 120 is smaller than the outer periphery of each of the first valve housing 191 and the second valve housing 192. The diaphragm 120 is made of rubber such as EPDM (ethylene propylene diene rubber) or silicone.

ダイヤフラム120は、6つの突出部180が6つの開口部182に嵌め合わさることによって、第2シール材152および第1シール材151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。   The diaphragm 120 is sandwiched between the first valve casing 191 and the second valve casing 192 via the second seal member 152 and the first seal member 151 by fitting the six projecting portions 180 into the six openings 182. Yes.

これにより、ダイヤフラム120の一部が弁座139に接触するとともに、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1弁筐体191に設けられている。   Thereby, a part of the diaphragm 120 comes into contact with the valve seat 139 and the periphery of the hole 121 in the diaphragm 120 comes into contact with the valve seat 138. The valve seat 138 is provided in the first valve housing 191 so as to pressurize the periphery of the hole 121 in the diaphragm 120.

ダイヤフラム120は、第2弁筐体192及び第1弁筐体191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2バルブ室133とを有する逆止弁160を、第2弁筐体192及び第1弁筐体191とともに構成する。   The diaphragm 120 divides the second valve housing 192 and the first valve housing 191. The diaphragm 120 has a check valve having a ring-shaped first valve chamber 131 communicating with the first ventilation hole 111 and a columnar second valve chamber 133 communicating with the second ventilation hole 112 via the communication passage 135. 160 is configured together with the second valve housing 192 and the first valve housing 191.

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1バルブ室132と、連通路135を介して第2バルブ室133に連通するリング状の第2バルブ室134とを有する排気弁170を、第2弁筐体192及び第1弁筐体191とともに構成する。   The diaphragm 120 has an exhaust having a columnar first valve chamber 132 communicating with the first vent hole 110 and a ring-shaped second valve chamber 134 communicating with the second valve chamber 133 via the communication path 135. The valve 170 is configured together with the second valve housing 192 and the first valve housing 191.

第1バルブ室131と、第1バルブ室132と、第2バルブ室133と、第2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。   The diameters of the first valve chamber 131, the first valve chamber 132, the second valve chamber 133, and the second valve chamber 134 are, for example, 7.0 mm. The diameter of the surface of the valve seat 138 that contacts the diaphragm 120 is, for example, 1.5 mm.

第2シール材152には、第2バルブ室133、連通路135及び第2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2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バルブ室134と中心軸を略同じとする円形状である。   The second sealing material 152 is provided with second through holes 156 </ b> A to 156 </ b> C in regions facing the second valve chamber 133, the communication path 135, and the second valve chamber 134. The second through hole 156A has, for example, a circular shape whose central axis is substantially the same as that of the second valve chamber 133. The second through hole 156B has, for example, a circular shape whose central axis is substantially the same as that of the second valve chamber 134.

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。   The diameters of the second through holes 156A and 156B are, for example, 6.6 mm. That is, the outer periphery of the second sealing material 152 is smaller than the outer periphery of each of the first valve housing 191 and the second valve housing 192. The second sealing material 152 is made of, for example, a double-sided tape or an adhesive.

次に、第1シール材151には、第1バルブ室131及び第1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1バルブ室132と中心軸を略同じとする円形状である。   Next, first through holes 155 </ b> A and 155 </ b> B are provided in the first sealing material 151 in regions facing the first valve chamber 131 and the first valve chamber 132. The first through hole 155A has, for example, a circular shape whose central axis is substantially the same as that of the first valve chamber 131. The first through hole 155B has, for example, a circular shape whose central axis is substantially the same as that of the first valve chamber 132.

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。   The diameters of the first through holes 155A and 155B are, for example, 6.6 mm. That is, the outer periphery of the first sealing material 151 is smaller than the outer periphery of each of the first valve housing 191 and the second valve housing 192. The first sealing material 151 is made of, for example, a double-sided tape or an adhesive.

第1貫通孔155Aの直径は、弁座138の直径よりも大きく、第1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1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1バルブ室132の外周よりも小さい。   The diameter of the first through hole 155A is larger than the diameter of the valve seat 138 and smaller than the diameter of the first valve chamber 131. That is, the outer periphery of the first through hole 155A is larger than the outer periphery of the valve seat 138 and smaller than the outer periphery of the first valve chamber 131. Similarly, the diameter of the first through hole 155 </ b> B is smaller than the diameter of the first valve chamber 132. That is, the outer periphery of the first through hole 155B is smaller than the outer periphery of the first valve chamber 132.

以上より、バルブ101では、第2バルブ室133及び第2バルブ室134内に第2シール材152の一部が位置する。同様に、第1バルブ室131及び第1バルブ室132内に第1シール材151の一部が位置する。   As described above, in the valve 101, a part of the second sealing material 152 is located in the second valve chamber 133 and the second valve chamber 134. Similarly, a part of the first sealing material 151 is located in the first valve chamber 131 and the first valve chamber 132.

次に、バルブ101が構成する逆止弁160と排気弁170とについて説明する。   Next, the check valve 160 and the exhaust valve 170 which the valve 101 constitutes will be described.

まず、逆止弁160は、第1通気孔111を備える第1弁筐体191の一部と、第2通気孔112を備える第2弁筐体192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バルブ室131側から第2バルブ室133側への流体の流れを許可し、第2バルブ室133側から第1バルブ室131側への流体の流れを遮断する。   First, the check valve 160 includes a part of the first valve housing 191 provided with the first ventilation hole 111, a part of the second valve housing 192 provided with the second ventilation hole 112, and the hole 121 in the diaphragm 120. , And a valve seat 138 that contacts the periphery and covers the hole 121. The check valve 160 allows the flow of fluid from the first valve chamber 131 side to the second valve chamber 133 side, and blocks the flow of fluid from the second valve chamber 133 side to the first valve chamber 131 side.

よって、逆止弁160は、第1バルブ室131の圧力と第2バルブ室133の圧力とに基づいてダイヤフラム120が弁座138に対して当接または離間する。   Therefore, in the check valve 160, the diaphragm 120 contacts or separates from the valve seat 138 based on the pressure in the first valve chamber 131 and the pressure in the second valve chamber 133.

次に、排気弁170は、第1通気孔110を備える第1弁筐体191の一部と、第2通気孔112及び第3通気孔113を備える第2弁筐体192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。   Next, the exhaust valve 170 includes a part of the first valve casing 191 including the first vent hole 110, a part of the second valve casing 192 including the second vent hole 112 and the third vent hole 113, A part of the diaphragm 120 and a valve seat 139 that protrudes from the periphery of the third vent hole 113 toward the diaphragm 120 and is covered with the diaphragm 120 are covered.

よって、排気弁170は、第1バルブ室132の圧力と第2バルブ室134の圧力とに基づいてダイヤフラム120が弁座139に対して当接または離間する。   Therefore, in the exhaust valve 170, the diaphragm 120 comes into contact with or separates from the valve seat 139 based on the pressure in the first valve chamber 132 and the pressure in the second valve chamber 134.

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。   In this valve 101, as shown in FIGS. 5 and 6, the outer shapes of the valve chambers 131, 132, 133, and 134 are circular, so that the diaphragm 120 (particularly around the hole 121) is formed. The tension is applied evenly.

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。   For this reason, the hole 121 of the diaphragm 120 abuts against the valve seat 138 in a tilted state, and the hole 121 of the diaphragm 120 is prevented from being displaced in the horizontal direction with respect to the valve seat 138. Therefore, according to this valve 101, each valve can be opened and closed more reliably.

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。   Next, the operation of the fluid control device 100 during blood pressure measurement will be described.

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。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing the air flow of the fluid control device 100 while the piezoelectric pump 10 shown in FIG. 1 is being driven.

制御部115は、血圧の測定を開始するとき、圧電ポンプ10をオンする。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1バルブ室132及び第1バルブ室131の両方に流入する。   The control unit 115 turns on the piezoelectric pump 10 when starting measurement of blood pressure. When the piezoelectric pump 10 is driven, air first flows into the pump chamber 45 in the piezoelectric pump 10 from the opening 92 and the suction hole 52. Next, air is discharged from the discharge holes 55 and 56 and flows into both the first valve chamber 132 and the first valve chamber 131 of the valve 101.

これにより、排気弁170では、第1バルブ室132の圧力が第2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との接続を遮断する。   Thereby, in the exhaust valve 170, the pressure in the first valve chamber 132 becomes higher than the pressure in the second valve chamber 134. For this reason, as shown in FIG. 7, the diaphragm 120 seals the third ventilation hole 113 and blocks the connection between the second ventilation hole 112 and the third ventilation hole 113.

また、逆止弁160では、第1バルブ室131の圧力が第2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を介して接続する。   In the check valve 160, the pressure in the first valve chamber 131 is higher than the pressure in the second valve chamber 133. For this reason, the periphery of the hole 121 in the diaphragm 120 is separated from the valve seat 138, and the first ventilation hole 111 and the second ventilation hole 112 are connected via the hole 121.

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)が高まっていく。また、圧電ポンプ10が駆動している間、自己発熱によって圧電ポンプ10の温度が上昇し続ける(例えば図4参照)。しかし、熱伝導性に優れたヒートシンク123が圧電ポンプ10筐体に装着されているため、圧電ポンプ10で発生した熱は圧電ポンプ10筐体からヒートシンク123に伝導し、少しずつ放散される。   As a result, air is sent from the piezoelectric pump 10 to the cuff 109 via the first ventilation hole 111, the hole 121, and the second ventilation hole 112 of the valve 101 (see FIG. 7). Pressure (air pressure) increases. Further, while the piezoelectric pump 10 is being driven, the temperature of the piezoelectric pump 10 continues to rise due to self-heating (see, for example, FIG. 4). However, since the heat sink 123 having excellent thermal conductivity is mounted on the piezoelectric pump 10 housing, the heat generated in the piezoelectric pump 10 is conducted from the piezoelectric pump 10 housing to the heat sink 123 and is gradually dissipated.

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2弁筐体192及び第1弁筐体191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。   The diaphragm 120 is fixed to the second valve housing 192 and the first valve housing 191 so that the periphery of the hole portion 121 of the diaphragm 120 is in contact with the valve seat 138. The valve seat 138 pressurizes the periphery of the hole 121 in the diaphragm 120.

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2バルブ室133及び第2バルブ室134に流入する。一方、第1バルブ室132には圧電ポンプ10の吐出圧力が加わる。   As a result, the air flowing out from the hole 121 via the first vent hole 111 of the valve 101 becomes a pressure slightly lower than the discharge pressure of the piezoelectric pump 10, and the second valve chamber 133 and the second from the hole 121. It flows into the valve chamber 134. On the other hand, the discharge pressure of the piezoelectric pump 10 is applied to the first valve chamber 132.

この結果、バルブ101では、第1バルブ室132の圧力が第2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。   As a result, in the valve 101, the pressure in the first valve chamber 132 is slightly higher than the pressure in the second valve chamber 134, and the state where the diaphragm 120 seals the third vent hole 113 and opens the hole 121 is maintained.

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。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing the air flow of the fluid control device 100 immediately after the piezoelectric pump 10 shown in FIG. 1 stops driving.

血圧の測定が終了すると、制御部115は、圧電ポンプ10をオフする。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バルブ室131と第1バルブ室132の空気は、圧電ポンプ10の吸引孔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2バルブ室133と第2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。   When the blood pressure measurement ends, the control unit 115 turns off the piezoelectric pump 10. Here, when the driving of the piezoelectric pump 10 stops, the air in the pump chamber 45, the first valve chamber 131, and the first valve chamber 132 flows from the suction hole 52 and the opening 92 of the piezoelectric pump 10 to the outside of the fluid control device 100. Immediately exhausted. Further, the pressure of the cuff 109 is applied to the second valve chamber 133 and the second valve chamber 134 from the second vent hole 112.

この結果、逆止弁160では、第1バルブ室131の圧力が第2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。   As a result, in the check valve 160, the pressure in the first valve chamber 131 is lower than the pressure in the second valve chamber 133. The diaphragm 120 contacts the valve seat 138 and seals the hole 121.

また、排気弁170では、第1バルブ室132の圧力が第2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。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バルブ室134を介して接続する。これにより、カフ109内の空気が第2通気孔112、連通路135及び第2バルブ室134を経由して第3通気孔113からヒートシンク123の対向部124へ向けて急速に排出される。カフ109に貯蔵される空気の体積は、圧電ポンプ10の体積に比べて極めて大きく、多量の空気が第3通気孔113からヒートシンク123の対向部124へ向けて排出される。   In the exhaust valve 170, the pressure in the first valve chamber 132 is lower than the pressure in the second valve chamber 134. The diaphragm 120 is separated from the valve seat 139 and opens the third vent hole 113. That is, in the valve 101, the second ventilation hole 112 and the third ventilation hole 113 are connected via the communication path 135 and the second valve chamber 134. Thereby, the air in the cuff 109 is rapidly discharged from the third vent hole 113 toward the facing portion 124 of the heat sink 123 via the second vent hole 112, the communication path 135, and the second valve chamber 134. The volume of air stored in the cuff 109 is extremely larger than the volume of the piezoelectric pump 10, and a large amount of air is discharged from the third vent 113 toward the facing portion 124 of the heat sink 123.

そのため、流体制御装置100は、サイズの大きいヒートシンク123や専用の冷却装置を備えたりしなくても、ヒートシンク123を冷却でき、圧電ポンプ10の温度上昇を抑えることができる。   Therefore, the fluid control device 100 can cool the heat sink 123 without including a large heat sink 123 or a dedicated cooling device, and can suppress an increase in temperature of the piezoelectric pump 10.

従って、流体制御装置100は、小型でありながら、冷却装置を用いずに圧電ポンプ10を冷却することができる。   Therefore, the fluid control device 100 can cool the piezoelectric pump 10 without using a cooling device, although it is small.

以後、制御部115は、血圧の測定を開始するとき圧電ポンプ10をオンし、血圧の測定を終了したとき圧電ポンプ10をオフする。これにより、流体制御装置100は、血圧を複数回測定する場合、血圧の測定を終了する毎にヒートシンク123を冷却できる。   Thereafter, the control unit 115 turns on the piezoelectric pump 10 when the blood pressure measurement is started, and turns off the piezoelectric pump 10 when the blood pressure measurement is finished. Thereby, when measuring the blood pressure a plurality of times, the fluid control device 100 can cool the heat sink 123 every time the measurement of the blood pressure is finished.

なお、バルブ101では前述したように、第1バルブ室131及び第1バルブ室132内に第1シール材151の一部が位置し、第2バルブ室133及び第2バルブ室134内に第2シール材152の一部が位置する。   In the valve 101, as described above, a part of the first sealing material 151 is located in the first valve chamber 131 and the first valve chamber 132, and the second valve chamber 133 and the second valve chamber 134 are in the second state. A part of the sealing material 152 is located.

そのため、第2シール材152及び第1シール材151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。   Therefore, the second sealing material 152 and the first sealing material 151 are used to bond the first valve housing 191, the second valve housing 192, and the diaphragm 120 and to capture foreign substances present in the valve chambers 131, 132, 133, and 134. And can be done.

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。   Therefore, according to the valve 101, for example, even if foreign matter is mixed in the valve 101, malfunction due to the foreign matter can be suppressed. Particularly in the exhaust valve 170, it is possible to prevent the third vent hole 113 of the valve seat 139 from being blocked by a foreign object.

以下、本発明の第1実施形態に係る流体制御装置100における圧電ポンプ10の温度変化と、本発明の第1実施形態の比較例に係る流体制御装置における圧電ポンプ10の温度変化とを比較する。比較例の流体制御装置が第1実施形態の流体制御装置100と相違する点は、ヒートシンク123を備えない点である。その他の点に関しては同じであるため、説明を省略する。   Hereinafter, the temperature change of the piezoelectric pump 10 in the fluid control apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention is compared with the temperature change of the piezoelectric pump 10 in the fluid control apparatus according to the comparative example of the first embodiment of the present invention. . The difference between the fluid control device of the comparative example and the fluid control device 100 of the first embodiment is that the heat sink 123 is not provided. Since the other points are the same, the description is omitted.

図9は、ヒートシンク123が装着されている圧電ポンプ10の温度変化とヒートシンク123が装着されていない圧電ポンプ10の温度変化とを示す図である。図9では、貯蔵できる空気の体積が250ccであるカフ109を用いて血圧の測定を3回行ったときの圧電ポンプ10の温度変化を測定した結果について示している。   FIG. 9 is a diagram illustrating a temperature change of the piezoelectric pump 10 to which the heat sink 123 is attached and a temperature change of the piezoelectric pump 10 to which the heat sink 123 is not attached. FIG. 9 shows the result of measuring the temperature change of the piezoelectric pump 10 when the blood pressure is measured three times using the cuff 109 having a volume of air that can be stored is 250 cc.

なお、図9の実線は、ヒートシンク123が装着されている圧電ポンプ10の温度変化を示し、図9の点線は、ヒートシンク123が装着されていない圧電ポンプ10の温度変化を示している。   9 indicates the temperature change of the piezoelectric pump 10 to which the heat sink 123 is attached, and the dotted line in FIG. 9 indicates the temperature change of the piezoelectric pump 10 to which the heat sink 123 is not attached.

実験より、図9に示すように、両方の圧電ポンプ10とも、駆動している間、自己発熱によって圧電ポンプ10の温度が上昇し続け、駆動を停止した時から駆動を再開するまでの間、圧電ポンプ10の温度が低下していくことが明らかとなった。   From the experiment, as shown in FIG. 9, while both the piezoelectric pumps 10 are driven, the temperature of the piezoelectric pump 10 continues to rise due to self-heating, and from when the drive is stopped until the drive is restarted, It became clear that the temperature of the piezoelectric pump 10 decreased.

しかし、図9に示すように、ヒートシンク123が装着されていない圧電ポンプ10では、駆動を停止した時から駆動を再開するまでの間、圧電ポンプ10の温度が徐々に低下していくのに対して、ヒートシンク123が装着されている圧電ポンプ10では、駆動を停止した時から駆動を再開するまでの間、圧電ポンプ10の温度が急激に低下していくことが明らかとなった。   However, as shown in FIG. 9, in the piezoelectric pump 10 not equipped with the heat sink 123, the temperature of the piezoelectric pump 10 gradually decreases from when the driving is stopped until the driving is restarted. Thus, it has been clarified that in the piezoelectric pump 10 to which the heat sink 123 is attached, the temperature of the piezoelectric pump 10 rapidly decreases from when the driving is stopped until the driving is restarted.

以上の結果になった理由は、図8に示すように、圧電ポンプ10が駆動を停止した直後に、カフ109内の空気が第2通気孔112を経由して第3通気孔113からヒートシンク123の対向部124へ向けて急速に排出され、ヒートシンク123を冷却するためであると考えられる。   The reason for the above results is that, as shown in FIG. 8, immediately after the piezoelectric pump 10 stops driving, the air in the cuff 109 passes through the second vent hole 112 and passes through the third vent hole 113 to the heat sink 123. This is considered to be because the heat sink 123 is rapidly discharged toward the facing portion 124 of the heat sink 123 to cool the heat sink 123.

よって、ヒートシンク123が装着されていない圧電ポンプ10と比較して、ヒートシンク123が装着されている圧電ポンプ10は、圧電ポンプ10の温度上昇を抑えることができる。   Therefore, the piezoelectric pump 10 with the heat sink 123 attached can suppress the temperature rise of the piezoelectric pump 10 as compared with the piezoelectric pump 10 without the heat sink 123 attached.

従って、流体制御装置100は、小型でありながら、圧電ポンプ10を効果的に冷却することができる。   Therefore, the fluid control device 100 can effectively cool the piezoelectric pump 10 while being small.

以下、本発明の第2実施形態に係る流体制御装置について説明する。   Hereinafter, a fluid control device according to a second embodiment of the present invention will be described.

図10は、本発明の第2実施形態に係る流体制御装置200の要部の断面図である。図11は、図10に示す圧電ポンプ10、バルブ101及びヒートシンク223の外観斜視図である。図12は、図11に示すヒートシンク223の要部を拡大した外観斜視図である。   FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part of a fluid control device 200 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11 is an external perspective view of the piezoelectric pump 10, the valve 101, and the heat sink 223 shown in FIG. FIG. 12 is an external perspective view in which a main part of the heat sink 223 shown in FIG. 11 is enlarged.

第2実施形態の流体制御装置200が第1実施形態の流体制御装置100と相違する点は、ヒートシンク223である。ヒートシンク223が第1実施形態のヒートシンク123と相違する点は、対向部224の先端部が第2弁筐体192側へ折り曲げられている点である。その他の点に関しては同じであるため、説明を省略する。   The difference between the fluid control device 200 of the second embodiment and the fluid control device 100 of the first embodiment is a heat sink 223. The heat sink 223 is different from the heat sink 123 of the first embodiment in that the front end of the facing portion 224 is bent toward the second valve housing 192 side. Since the other points are the same, the description is omitted.

ヒートシンク223では、図1に示すヒートシンク123に比べて、バルブ101の第3通気孔113から排出される空気が当たる面積が増えている。したがって、この実施形態の流体制御装置200は、圧電ポンプ10の冷却効果を向上できる。   Compared to the heat sink 123 shown in FIG. 1, the heat sink 223 has an increased area where the air discharged from the third vent hole 113 of the valve 101 hits. Therefore, the fluid control apparatus 200 of this embodiment can improve the cooling effect of the piezoelectric pump 10.

以下、本発明の第3実施形態に係る流体制御装置について説明する。   Hereinafter, a fluid control device according to a third embodiment of the present invention will be described.

図13は、本発明の第3実施形態に係る流体制御装置300の要部の断面図である。図14は、図13に示すヒートシンク323の要部を拡大した外観斜視図である。   FIG. 13 is a cross-sectional view of a main part of a fluid control device 300 according to the third embodiment of the present invention. FIG. 14 is an external perspective view in which a main part of the heat sink 323 shown in FIG. 13 is enlarged.

第3実施形態の流体制御装置300が第2実施形態の流体制御装置200と相違する点は、ヒートシンク323である。ヒートシンク323が第2実施形態のヒートシンク223と相違する点は、対向部324における第3通気孔113に対向する面が凹凸状に形成されている点である。その他の点に関しては同じであるため、説明を省略する。   The difference between the fluid control device 300 of the third embodiment and the fluid control device 200 of the second embodiment is a heat sink 323. The difference between the heat sink 323 and the heat sink 223 of the second embodiment is that the surface of the facing portion 324 that faces the third ventilation hole 113 is formed in an uneven shape. Since the other points are the same, the description is omitted.

ヒートシンク323では、図11に示すヒートシンク223に比べて、バルブ101の第3通気孔113から排出される空気が当たる面積が増えている。したがって、この実施形態の流体制御装置は、圧電ポンプ10の冷却効果をさらに向上できる。   Compared to the heat sink 223 shown in FIG. 11, the heat sink 323 has an increased area where the air discharged from the third vent 113 of the valve 101 hits. Therefore, the fluid control device of this embodiment can further improve the cooling effect of the piezoelectric pump 10.

なお、図1に示すヒートシンク123も同様に、対向部124における第3通気孔113に対向する面が凹凸状に形成されていてもよい。   Similarly, in the heat sink 123 shown in FIG. 1, the surface of the facing portion 124 that faces the third ventilation hole 113 may be formed in an uneven shape.

以下、本発明の第4実施形態に係る流体制御装置について説明する。   Hereinafter, a fluid control device according to a fourth embodiment of the present invention will be described.

図15は、本発明の第4実施形態に係る流体制御装置に備えられる圧電ポンプ10、バルブ101及びヒートシンク423の外観斜視図である。   FIG. 15 is an external perspective view of the piezoelectric pump 10, the valve 101, and the heat sink 423 provided in the fluid control apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.

第4実施形態の流体制御装置が第2実施形態の流体制御装置200と相違する点は、ヒートシンク423である。ヒートシンク423が第2実施形態のヒートシンク223と相違する点は、対向部424が櫛歯状に形成されている点である。その他の点に関しては同じであるため、説明を省略する。   The difference between the fluid control device of the fourth embodiment and the fluid control device 200 of the second embodiment is a heat sink 423. The heat sink 423 is different from the heat sink 223 of the second embodiment in that the facing portion 424 is formed in a comb shape. Since the other points are the same, the description is omitted.

ヒートシンク423では、図11に示すヒートシンク223に比べて、バルブ101の第3通気孔113から排出される空気が当たる面積が増えている。したがって、この実施形態の流体制御装置は、圧電ポンプ10の冷却効果をさらに向上できる。   Compared to the heat sink 223 shown in FIG. 11, the heat sink 423 has an increased area where the air discharged from the third vent hole 113 of the valve 101 hits. Therefore, the fluid control device of this embodiment can further improve the cooling effect of the piezoelectric pump 10.

なお、図15に示すヒートシンク423も同様に、対向部424における第3通気孔113に対向する面が凹凸状に形成されていてもよい。   Similarly, in the heat sink 423 shown in FIG. 15, the surface of the facing portion 424 facing the third ventilation hole 113 may be formed in an uneven shape.

《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い。実施の際、当該流体が、空気以外の気体であっても適用できる。
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In the above-described embodiment, air is used as the fluid, but the present invention is not limited to this. In implementation, the fluid is applicable even if it is a gas other than air.

また、前述の実施形態ではヒートシンク123、223、323、423はポンプ筐体80の底面に装着されているが、これに限るものではない。実施の際、ヒートシンクはポンプ筐体のどこに装着されていてもよい。例えばヒートシンクはポンプ筐体80の側面に装着されていてもよい。   In the above-described embodiment, the heat sinks 123, 223, 323, and 423 are mounted on the bottom surface of the pump housing 80, but the present invention is not limited to this. In practice, the heat sink may be mounted anywhere in the pump housing. For example, the heat sink may be attached to the side surface of the pump housing 80.

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。   In addition, the pump in the above-described embodiment includes the unimorph actuator 40 that bends and vibrates, but may include a bimorph actuator that vibrates and vibrates by attaching piezoelectric elements to both surfaces of the diaphragm.

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。   Further, the pump in the above-described embodiment includes the actuator 40 that bends and vibrates by expansion and contraction of the piezoelectric element 42, but is not limited thereto. For example, an actuator that bends and vibrates by electromagnetic drive may be provided.

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。   In the above-described embodiment, the piezoelectric element is composed of lead zirconate titanate ceramics, but is not limited thereto. For example, it may be made of a non-lead piezoelectric ceramic material such as potassium sodium niobate and alkali niobate ceramics.

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。   Finally, the description of the above-described embodiment is to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the claims. Furthermore, the scope of the present invention is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

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…ポンプ筐体
91…基板
92…開口部
100、200、300…流体制御装置
101…バルブ
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
115…制御部
120…ダイヤフラム
121…孔部
123、223、323、423…ヒートシンク
124、224、324、424…対向部
131、132…第1バルブ室
133、134…第2バルブ室
135…連通路
138、139…弁座
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…突出部
182…開口部
191…第1弁筺体
192…第2弁筺体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Piezoelectric pump 40 ... Piezoelectric actuator 41 ... Vibration plate 42 ... Piezoelectric element 43 ... Reinforcement plate 45 ... Pump chamber 51 ... Flexible plate 52 ... Suction hole 53A, 53B, 53C ... Spacer 54 ... Cover plate 55, 56 ... Discharge hole 57 ... fixed part 58 ... movable part 60 ... diaphragm unit 61 ... frame plate 62 ... coupling part 63, 72 ... external terminal 70 ... electrode conduction plate 71 ... frame part 73 ... internal terminal 80 ... pump housing 91 ... substrate 92 ... Opening portions 100, 200, 300 ... Fluid control device 101 ... Valve 109 ... Cuff 109A ... armband rubber tubes 110, 111 ... first vent hole 112 ... second vent hole 113 ... third vent hole 115 ... control unit 120 ... Diaphragm 121 ... holes 123, 223, 323, 423 ... heat sinks 124, 224, 324, 424 ... opposite parts 131, 132 ... first valve chambers 133,134 ... second bar 135, communication passage 138, 139, valve seat 151, first sealing material 152, second sealing material 155A, 155B, first through hole 156A, 156B, second through hole 160, check valve 170, exhaust valve 180. ... projection 182 ... opening 191 ... first valve housing 192 ... second valve housing

Claims (7)

吐出孔が設けられたポンプ筐体を有するポンプと、
前記吐出孔に接続する第1通気孔と、第2通気孔と、第3通気孔とが設けられたバルブ筐体を有するバルブと、
前記第2通気孔に接続し、前記第1通気孔を介して前記第2通気孔から流出する気体を貯蔵する容器と、
前記第3通気孔に対向する対向部を有し、前記ポンプ筐体に装着されたヒートシンクと、を備える、流体制御装置。
A pump having a pump housing provided with a discharge hole;
A valve having a valve housing provided with a first vent hole, a second vent hole, and a third vent hole connected to the discharge hole;
A container connected to the second vent hole for storing gas flowing out of the second vent hole through the first vent hole;
A fluid control apparatus comprising: a heat sink having a facing portion facing the third vent hole and mounted on the pump housing.
前記バルブは、前記バルブ筐体とともに第1バルブ室および第2バルブ室を構成する弁体を有し、
前記弁体は、前記第1バルブ室の圧力および前記第2バルブ室の圧力に基づいて、前記第2通気孔および前記第3通気孔が接続していない状態と、前記第2通気孔および前記第3通気孔が接続した状態とを切り替える、請求項1に記載の流体制御装置。
The valve has a valve body that constitutes a first valve chamber and a second valve chamber together with the valve housing,
The valve body has a state in which the second vent hole and the third vent hole are not connected based on the pressure of the first valve chamber and the pressure of the second valve chamber, and the second vent hole and the second vent hole, The fluid control device according to claim 1, wherein the fluid control device switches between a state in which the third vent hole is connected.
前記対向部は、前記バルブ筐体側へ先端が折り曲げられている、請求項1又は2に記載の流体制御装置。   The fluid control device according to claim 1, wherein a tip of the facing portion is bent toward the valve housing. 前記対向部における前記第3通気孔に対向する面は、凹凸状に形成されている、請求項1から3のいずれか1項に記載の流体制御装置。   4. The fluid control device according to claim 1, wherein a surface of the facing portion that faces the third ventilation hole is formed in an uneven shape. 5. 前記対向部は、櫛歯状に形成されている、請求項1から4のいずれか1項に記載の流体制御装置。   The fluid control device according to claim 1, wherein the facing portion is formed in a comb-teeth shape. 前記ポンプは、振動板と前記振動板を屈曲振動させる圧電素子とを有する、請求項1から5のいずれか1項に記載の流体制御装置。   The fluid control device according to claim 1, wherein the pump includes a diaphragm and a piezoelectric element that flexibly vibrates the diaphragm. 前記容器に貯蔵される前記気体の圧力に基づいて血圧を測定する制御部を備える、請求項1から6のいずれか1項に記載の流体制御装置。   The fluid control device according to claim 1, further comprising a control unit that measures blood pressure based on the pressure of the gas stored in the container.
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