JP6089560B2 - Gas control device - Google Patents

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Description

この発明は、気体を輸送する気体制御装置に関する。   The present invention relates to a gas control device that transports gas.

従来、気体を輸送する気体制御装置が各種考案されている。例えば特許文献1には多段式圧縮機が開示されている。   Conventionally, various gas control devices for transporting gas have been devised. For example, Patent Document 1 discloses a multistage compressor.

図20は、特許文献1に係る多段式圧縮機900の要部断面図である。多段式圧縮機900は、低圧側圧縮部903(第1ポンプ)と、高圧側圧縮部916(第2ポンプ)と、空気タンク933(気体貯蔵部)とを備えている。低圧側圧縮部903と、高圧側圧縮部916と、空気タンク933とは、直列に接続されている。   FIG. 20 is a cross-sectional view of main parts of a multistage compressor 900 according to Patent Document 1. The multistage compressor 900 includes a low pressure side compression unit 903 (first pump), a high pressure side compression unit 916 (second pump), and an air tank 933 (gas storage unit). The low pressure side compression unit 903, the high pressure side compression unit 916, and the air tank 933 are connected in series.

低圧側圧縮部903は、吸込室912と、シリンダ904と、圧縮室907と、吐出室913と、弁914、915と、孔910A、905A、905B、910Bと、を有している。シリンダ904内には、ピストン906がスライド自在に設けられている。   The low-pressure side compression unit 903 includes a suction chamber 912, a cylinder 904, a compression chamber 907, a discharge chamber 913, valves 914 and 915, and holes 910A, 905A, 905B, and 910B. A piston 906 is slidably provided in the cylinder 904.

吸込室912は、孔910Aを介して低圧側圧縮部903の外部に連通している。また、吸込室912は、孔905A及び弁914を介して圧縮室907に連通している。圧縮室907は、孔905B及び弁915を介して吐出室913に連通している。そして、吐出室913は、孔910B、配管931、及び孔922Aを介して高圧側圧縮部916の吸込室923に連通している。   The suction chamber 912 communicates with the outside of the low-pressure side compression unit 903 through the hole 910A. The suction chamber 912 communicates with the compression chamber 907 through a hole 905A and a valve 914. The compression chamber 907 communicates with the discharge chamber 913 through the hole 905B and the valve 915. The discharge chamber 913 communicates with the suction chamber 923 of the high-pressure side compression unit 916 through the hole 910B, the pipe 931, and the hole 922A.

高圧側圧縮部916は、吸込室923と、シリンダ917と、圧縮室920と、吐出室924と、弁925、926と、孔922A、918A、918B、922Bと、を有している。シリンダ917内には、ピストン919がスライド自在に設けられている。   The high-pressure side compression unit 916 includes a suction chamber 923, a cylinder 917, a compression chamber 920, a discharge chamber 924, valves 925 and 926, and holes 922A, 918A, 918B, and 922B. A piston 919 is slidably provided in the cylinder 917.

吸込室923は、孔918A及び弁925を介して圧縮室920に連通している。圧縮室920は、孔918B及び弁926を介して吐出室924に連通している。そして、吐出室924は、孔922B及び配管932を介して空気タンク933に連通している。   The suction chamber 923 communicates with the compression chamber 920 through a hole 918A and a valve 925. The compression chamber 920 communicates with the discharge chamber 924 through a hole 918B and a valve 926. The discharge chamber 924 communicates with the air tank 933 through the hole 922 </ b> B and the pipe 932.

以上の構成において、低圧側圧縮部903は所謂ポンプ動作を行い、シリンダ904内でピストン906が上下に往復動する。これにより、低圧側圧縮部903の外部の空気が孔910A、吸込室912及び孔905Aを介して圧縮室907に吸入される。そして、圧縮室907の空気が孔905B及び吐出室913を介して孔910Bから吐出され、配管931を介して孔922Aから高圧側圧縮部916の吸込室923に流入する。   In the above configuration, the low pressure side compression unit 903 performs a so-called pump operation, and the piston 906 reciprocates up and down in the cylinder 904. As a result, air outside the low pressure side compression unit 903 is sucked into the compression chamber 907 via the hole 910A, the suction chamber 912, and the hole 905A. The air in the compression chamber 907 is discharged from the hole 910 </ b> B through the hole 905 </ b> B and the discharge chamber 913, and flows into the suction chamber 923 of the high-pressure side compression unit 916 from the hole 922 </ b> A through the pipe 931.

また、高圧側圧縮部916も所謂ポンプ動作を行い、シリンダ917内でピストン919が上下に往復動する。これにより、吸込室923の空気が孔918Aを介して圧縮室920に吸入される。そして、圧縮室920の空気が孔918B及び吐出室924を介して孔922Bから吐出され、配管932を介して空気タンク933に流入する。この結果、空気が空気タンク933に充填される。   The high-pressure side compression unit 916 also performs a so-called pump operation, and the piston 919 reciprocates up and down in the cylinder 917. Thereby, the air in the suction chamber 923 is sucked into the compression chamber 920 through the hole 918A. Then, the air in the compression chamber 920 is discharged from the hole 922 </ b> B through the hole 918 </ b> B and the discharge chamber 924, and flows into the air tank 933 through the pipe 932. As a result, the air tank 933 is filled with air.

多段式圧縮機900では、2つのポンプ(低圧側圧縮部903と高圧側圧縮部916)を直列に接続することで吐出される空気の圧力を増大させている。   In the multistage compressor 900, the pressure of the discharged air is increased by connecting two pumps (the low pressure side compression unit 903 and the high pressure side compression unit 916) in series.

特開2006−183531号公報JP 2006-183531 A

多段式圧縮機900では、低圧側圧縮部903(第1ポンプ)及び高圧側圧縮部916(第2ポンプ)の動作により空気タンク33に充填された空気を排出する排気機構が設けられていない。そのため、低圧側圧縮部903及び高圧側圧縮部916の動作を停止した時に、高圧側圧縮部916の圧縮室920内の圧力や、空気タンク933の圧力を多段式圧縮機900の外部に速やかに開放することができない。   The multistage compressor 900 is not provided with an exhaust mechanism that discharges the air filled in the air tank 33 by the operations of the low-pressure side compressor 903 (first pump) and the high-pressure side compressor 916 (second pump). Therefore, when the operations of the low-pressure side compression unit 903 and the high-pressure side compression unit 916 are stopped, the pressure in the compression chamber 920 of the high-pressure side compression unit 916 and the pressure in the air tank 933 are promptly transferred to the outside of the multistage compressor 900. It cannot be opened.

そこで、本願の発明者は、図21に示すように、圧電ポンプ101(第1ポンプ)と、圧電ポンプ201(第2ポンプ)と、圧電ポンプ201から吐出される空気を貯蔵する気体貯蔵部959と、気体貯蔵部959から圧電ポンプ201への空気の逆流を防ぐ逆止弁102と、気体貯蔵部959の空気を排出する排気弁103と、を備える気体制御装置950を考案した。   Therefore, the inventor of the present application, as shown in FIG. 21, the piezoelectric pump 101 (first pump), the piezoelectric pump 201 (second pump), and a gas storage unit 959 that stores air discharged from the piezoelectric pump 201. And a gas control device 950 that includes a check valve 102 that prevents backflow of air from the gas storage unit 959 to the piezoelectric pump 201 and an exhaust valve 103 that discharges air from the gas storage unit 959.

詳述すると、圧電ポンプ101は、吸入孔52と、ポンプ室45と、圧電アクチュエータ40と、吐出孔55と、を有する。圧電ポンプ201の構造は、圧電ポンプ101の構造と同じである。駆動電圧が印加されると、圧電アクチュエータ40は屈曲振動する。これにより、圧電ポンプ101、201のそれぞれは、吸入孔52を介して空気をポンプ室45へ吸引し、吐出孔55から吐出する。   Specifically, the piezoelectric pump 101 has a suction hole 52, a pump chamber 45, a piezoelectric actuator 40, and a discharge hole 55. The structure of the piezoelectric pump 201 is the same as that of the piezoelectric pump 101. When the drive voltage is applied, the piezoelectric actuator 40 bends and vibrates. Thus, each of the piezoelectric pumps 101 and 201 sucks air into the pump chamber 45 through the suction hole 52 and discharges it from the discharge hole 55.

次に、排気弁103は、下弁筐体35とダイヤフラム39と上弁筐体31とを備えている。下弁筐体35には、圧電ポンプ201の吐出孔55に連通する第1開口部37が設けられている。上弁筐体31には、気体貯蔵部959に連通する第2開口部32と、気体制御装置950の外部に連通する第3開口部34と、第2開口部32の周囲からダイヤフラム39側へ突出した弁座30と、が設けられている。ダイヤフラム39は、下弁筐体35及び上弁筐体31に挟持されている。下弁筐体35とダイヤフラム39とでもって第1バルブ室36が構成され、ダイヤフラム39と上弁筐体31とでもって第2バルブ室33が構成されている。   Next, the exhaust valve 103 includes a lower valve housing 35, a diaphragm 39, and an upper valve housing 31. The lower valve housing 35 is provided with a first opening 37 that communicates with the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 201. The upper valve casing 31 includes a second opening 32 communicating with the gas storage unit 959, a third opening 34 communicating with the outside of the gas control device 950, and the diaphragm 39 from the periphery of the second opening 32. A protruding valve seat 30 is provided. The diaphragm 39 is sandwiched between the lower valve housing 35 and the upper valve housing 31. A first valve chamber 36 is configured by the lower valve casing 35 and the diaphragm 39, and a second valve chamber 33 is configured by the diaphragm 39 and the upper valve casing 31.

排気弁103は、ダイヤフラム39が弁座30に対して接触または離間することで、開閉する。   The exhaust valve 103 opens and closes when the diaphragm 39 contacts or separates from the valve seat 30.

次に、逆止弁102は、下弁筐体25とダイヤフラム29と上弁筐体21とを備えている。下弁筐体25には、圧電ポンプ201の吐出孔55に連通する第1連通孔27と、ダイヤフラム29側へ突出した円柱状の突出部20と、が設けられている。上弁筐体21には、気体貯蔵部959に連通する第2連通孔24と、が設けられている。ダイヤフラム29は、下弁筐体25及び上弁筐体21に挟持されている。下弁筐体25とダイヤフラム29とでもって第3バルブ室26が構成され、ダイヤフラム29と上弁筐体21とでもって第4バルブ室23が構成されている。   Next, the check valve 102 includes a lower valve housing 25, a diaphragm 29, and an upper valve housing 21. The lower valve housing 25 is provided with a first communication hole 27 that communicates with the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 201 and a columnar protrusion 20 that protrudes toward the diaphragm 29. The upper valve housing 21 is provided with a second communication hole 24 communicating with the gas storage unit 959. The diaphragm 29 is sandwiched between the lower valve housing 25 and the upper valve housing 21. A third valve chamber 26 is configured by the lower valve casing 25 and the diaphragm 29, and a fourth valve chamber 23 is configured by the diaphragm 29 and the upper valve casing 21.

逆止弁102は、第3バルブ室26と第4バルブ室23との圧力差によって、ダイヤフラム29における孔部29Aの周囲が突出部20に対して接触または離間することで、開閉する。   The check valve 102 opens and closes due to the pressure difference between the third valve chamber 26 and the fourth valve chamber 23 such that the periphery of the hole 29 </ b> A in the diaphragm 29 contacts or separates from the protruding portion 20.

圧電ポンプ101と、圧電ポンプ201と、逆止弁102と、気体貯蔵部959とは直列に接続されている。圧電ポンプ101の吐出孔55は圧電ポンプ201の吸入孔52に接続される。圧電ポンプ201の吐出孔55は逆止弁102の第1連通孔27に接続される。逆止弁102の第2連通孔24は気体貯蔵部959に接続される。   The piezoelectric pump 101, the piezoelectric pump 201, the check valve 102, and the gas storage unit 959 are connected in series. The discharge hole 55 of the piezoelectric pump 101 is connected to the suction hole 52 of the piezoelectric pump 201. The discharge hole 55 of the piezoelectric pump 201 is connected to the first communication hole 27 of the check valve 102. The second communication hole 24 of the check valve 102 is connected to the gas storage unit 959.

以上の構成において、気体制御装置950においても、2つのポンプ(圧電ポンプ101、201)を直列に接続することで吐出される空気の圧力を増大させている。圧電ポンプ101、201が動作すると、空気が圧電ポンプ101、201から逆止弁102を介して気体貯蔵部959へ送出され、気体貯蔵部959内の圧力(空気圧)が目標圧力まで高まる。   In the above configuration, the gas control device 950 also increases the pressure of the discharged air by connecting two pumps (piezoelectric pumps 101 and 201) in series. When the piezoelectric pumps 101 and 201 operate, air is sent from the piezoelectric pumps 101 and 201 to the gas storage unit 959 via the check valve 102, and the pressure (air pressure) in the gas storage unit 959 increases to the target pressure.

この後、圧電ポンプ101、201の動作が停止すると、排気弁103の第1バルブ室36の空気は、圧電ポンプ201のポンプ室45及び圧電ポンプ101のポンプ室45を経由して圧電ポンプ101の吸入孔52から排出される。一方、排気弁103の第2開口部32の圧力は、気体貯蔵部959に充填された空気の圧力と等しくなる。   Thereafter, when the operations of the piezoelectric pumps 101 and 201 are stopped, the air in the first valve chamber 36 of the exhaust valve 103 passes through the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 201 and the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 101. It is discharged from the suction hole 52. On the other hand, the pressure of the second opening 32 of the exhaust valve 103 is equal to the pressure of the air filled in the gas storage unit 959.

この結果、排気弁103では、圧電ポンプ101、201の動作が停止すると、第1バルブ室36の圧力が第2開口部32の圧力より低下する。このため、排気弁103では、ダイヤフラム39が弁座30から離間して第2開口部32と第3開口部34とが第2バルブ室33を介して連通する。これにより、気体貯蔵部959に充填された空気は、排気弁103の第2開口部32および第2バルブ室33を経由して第3開口部34から急速に排出される。   As a result, in the exhaust valve 103, when the operations of the piezoelectric pumps 101 and 201 are stopped, the pressure in the first valve chamber 36 is lower than the pressure in the second opening 32. Therefore, in the exhaust valve 103, the diaphragm 39 is separated from the valve seat 30 and the second opening 32 and the third opening 34 communicate with each other via the second valve chamber 33. Thereby, the air filled in the gas storage unit 959 is rapidly discharged from the third opening 34 via the second opening 32 and the second valve chamber 33 of the exhaust valve 103.

しかしながら、圧電ポンプ101、201のそれぞれにおいて、吸入孔52の直径が小さい程、ポンプ室45から吸入孔52を介してポンプ室45の外部へ排出される空気の流量は少なくなる。そのため、圧電ポンプ101、201のそれぞれのポンプ室45の圧力は、圧電ポンプ101、圧電ポンプ201が動作を停止した後、すぐに低下せず、徐々に低下していく。   However, in each of the piezoelectric pumps 101 and 201, the smaller the diameter of the suction hole 52, the smaller the flow rate of air discharged from the pump chamber 45 to the outside of the pump chamber 45 through the suction hole 52. Therefore, the pressures in the respective pump chambers 45 of the piezoelectric pumps 101 and 201 do not decrease immediately after the operations of the piezoelectric pump 101 and the piezoelectric pump 201 stop, but gradually decrease.

そのため、圧電ポンプ101、201のそれぞれのポンプ室45には、圧電ポンプ101、圧電ポンプ201が動作を停止した時から所定時間(例えば1時間)が経過するまでの間、空気の圧力が残留する。   Therefore, the air pressure remains in the respective pump chambers 45 of the piezoelectric pumps 101 and 201 until a predetermined time (for example, 1 hour) elapses after the operation of the piezoelectric pump 101 and the piezoelectric pump 201 is stopped. .

このような場合に、気体制御装置950では圧電ポンプ101、201が動作を停止した後、第1バルブ室36の圧力は、圧電ポンプ201の内部に残留する圧力と等しくなる。   In such a case, after the piezoelectric pumps 101 and 201 stop operating in the gas control device 950, the pressure in the first valve chamber 36 becomes equal to the pressure remaining in the piezoelectric pump 201.

よって、圧電ポンプ101、201が動作を停止した後、気体貯蔵部959の圧力が圧電ポンプ201の内部に残留する圧力以下には低下しない。そのため、排気弁103が開き難く、気体制御装置950では、気体貯蔵部959に充填された空気が排気弁103を介して十分に排出されないという問題がある。   Therefore, after the piezoelectric pumps 101 and 201 stop operating, the pressure of the gas storage unit 959 does not drop below the pressure remaining inside the piezoelectric pump 201. Therefore, the exhaust valve 103 is difficult to open, and the gas control device 950 has a problem that the air filled in the gas storage unit 959 is not sufficiently discharged through the exhaust valve 103.

本発明の目的は、ポンプが動作している間、気体貯蔵部に充填される気体が意図せず排気弁を介して排出されることを防止でき、ポンプが動作を停止した後、排気弁が開き易い気体制御装置を提供することにある。   The object of the present invention is to prevent the gas filled in the gas storage part from being unintentionally discharged through the exhaust valve while the pump is operating, and after the pump stops operating, The object is to provide a gas control device that is easy to open.

本発明の気体制御装置は、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。   The gas control apparatus of the present invention has the following configuration in order to solve the above problems.

(1)気体の第1吸入孔と前記気体が通過する第1ポンプ室と前記気体の第1吐出孔とを有する第1ポンプと、
前記気体の第2吸入孔と前記気体が通過する第2ポンプ室と前記気体の第2吐出孔とを有し、前記第2吸入孔が前記第1吐出孔に連通し、前記気体を貯蔵する気体貯蔵部に前記第2吐出孔が接続される第2ポンプと、
前記第2吸入孔と連通する第1開口部と、前記気体貯蔵部に接続される第2開口部と、第3開口部と、前記第2開口部と前記第3開口部との間に位置する弁座と、を有する弁筐体と、前記弁筐体内を分割して、前記第1開口部と連通する第1バルブ室と、前記第2開口部及び第3開口部と連通する第2バルブ室と、を前記弁筐体とともに構成する弁体と、を有する排気弁と、を備え、
前記第1ポンプの動作時の前記第1吸入孔と前記第1吐出孔との圧力差をP1、前記第1ポンプの動作時の圧力損失をd1、前記第2ポンプの動作時の前記第2吸入孔と前記第2吐出孔との圧力差をP2、前記第2ポンプの動作時の圧力損失をd2、前記第1バルブ室に面する前記弁体の第1領域の面積をS1、前記第2開口部に面する前記弁体の第2領域の面積をS2としたとき、前記第1領域および前記第2領域は、S1(P1−d1)>S2(P1+P2−d1−d2)の関係を満たすよう設けられている。
(1) a first pump having a first suction hole for gas, a first pump chamber through which the gas passes, and a first discharge hole for the gas;
The second suction hole has a second pump chamber through which the gas passes and the second discharge hole for the gas, and the second suction hole communicates with the first discharge hole to store the gas. A second pump in which the second discharge hole is connected to a gas storage unit;
Positioned between the first opening communicating with the second suction hole, the second opening connected to the gas storage section, the third opening, and the second opening and the third opening. A valve housing having a valve seat, a first valve chamber that divides the inside of the valve housing and communicates with the first opening, and a second that communicates with the second opening and the third opening. An exhaust valve having a valve chamber, and a valve body configured with the valve housing,
The pressure difference between the first suction hole and the first discharge hole during the operation of the first pump is P1, the pressure loss during the operation of the first pump is d1, and the second pressure during the operation of the second pump. The pressure difference between the suction hole and the second discharge hole is P2, the pressure loss during operation of the second pump is d2, the area of the first region of the valve body facing the first valve chamber is S1, the first 2 When the area of the second region of the valve body facing the opening is S2, the first region and the second region have a relationship of S1 (P1-d1)> S2 (P1 + P2-d1-d2). It is provided to satisfy.

この構成において、気体は、例えば空気である。気体貯蔵部は、例えば血圧測定用のカフである。第3開口部は、例えば大気開放される。   In this configuration, the gas is, for example, air. The gas storage unit is, for example, a cuff for measuring blood pressure. The third opening is opened to the atmosphere, for example.

この構成において第1、第2ポンプが動作を開始すると、気体が第1吸入孔から第1ポンプ室へ流入する。そして、第1ポンプ室の気体が第1吐出孔から吐出され、第2吸入孔から第2ポンプ室へ流入するとともに、第1開口部から排気弁の第1バルブ室へ流入する。   In this configuration, when the first and second pumps start operating, gas flows from the first suction hole into the first pump chamber. Then, the gas in the first pump chamber is discharged from the first discharge hole, flows into the second pump chamber from the second suction hole, and flows into the first valve chamber of the exhaust valve from the first opening.

この結果、気体が第1、第2ポンプから気体貯蔵部へ送出され、気体貯蔵部内の気体の圧力が目標圧力まで高まる。   As a result, the gas is sent from the first and second pumps to the gas storage unit, and the pressure of the gas in the gas storage unit increases to the target pressure.

ここで、排気弁の第1領域および第2領域は、S1(P1−d1)>S2(P1+P2−d1−d2)の関係を満たすよう設けられている。S1(P1−d1)は、弁体の第1領域に付与される力F1に相当する。また、S2(P1+P2−d1−d2)は、弁体の第2領域に付与される力F2に相当する。   Here, the first region and the second region of the exhaust valve are provided so as to satisfy the relationship of S1 (P1-d1)> S2 (P1 + P2-d1-d2). S1 (P1-d1) corresponds to the force F1 applied to the first region of the valve body. S2 (P1 + P2-d1-d2) corresponds to the force F2 applied to the second region of the valve body.

すなわち、排気弁の第1領域および第2領域は、F1>F2の関係を満たすよう設けられている。そのため、この構成によれば、第1、第2ポンプが動作している間に排気弁が意図せず開くことを防止できる。よって、この構成によれば、第1、第2ポンプが動作している間に、気体貯蔵部に充填されている気体が排気弁を介して排出されることを防止できる。   That is, the first region and the second region of the exhaust valve are provided so as to satisfy the relationship of F1> F2. Therefore, according to this configuration, the exhaust valve can be prevented from opening unintentionally while the first and second pumps are operating. Therefore, according to this structure, it can prevent that the gas with which the gas storage part is filled is discharged | emitted via an exhaust valve, while the 1st, 2nd pump is operate | moving.

次に、第1、第2ポンプの動作が停止すると、排気弁の第1バルブ室の気体は、第1ポンプの第1吐出孔および第1ポンプ室を経由して第1吸入孔から排出される。一方、排気弁の第2開口部の圧力は、気体貯蔵部に充填された気体の圧力と等しくなる。   Next, when the operation of the first and second pumps stops, the gas in the first valve chamber of the exhaust valve is discharged from the first suction hole via the first discharge hole and the first pump chamber of the first pump. The On the other hand, the pressure of the second opening of the exhaust valve is equal to the pressure of the gas filled in the gas storage unit.

この結果、排気弁では、第1、第2ポンプの動作が停止すると、第1バルブ室の圧力が第2開口部の圧力より低下する。このため、排気弁では、弁体が弁座から離間して第2開口部と第3開口部とが第2バルブ室を介して連通する。これにより、気体貯蔵部の気体が排気弁の第2開口部および第2バルブ室を経由して第3開口部から急速に排出される。   As a result, in the exhaust valve, when the operations of the first and second pumps are stopped, the pressure in the first valve chamber is lower than the pressure in the second opening. For this reason, in the exhaust valve, the valve body is separated from the valve seat, and the second opening and the third opening communicate with each other via the second valve chamber. As a result, the gas in the gas storage part is rapidly discharged from the third opening part via the second opening part and the second valve chamber of the exhaust valve.

但し、第1、第2ポンプのそれぞれにおいて、吸入孔の直径が小さい程、ポンプ室から吸入孔を介して外部へ排出される気体の流量は少なくなる。そのため、第1、第2ポンプのそれぞれのポンプ室の圧力は、第1、第2ポンプが動作を停止した後、すぐに低下せず、徐々に低下していく。そのため、第1、第2ポンプのそれぞれのポンプ室には、第1、第2ポンプが動作を停止した時から所定時間(例えば1時間)が経過するまでの間、空気の圧力が残留する。   However, in each of the first and second pumps, the smaller the diameter of the suction hole, the smaller the flow rate of gas discharged from the pump chamber through the suction hole. For this reason, the pressures in the pump chambers of the first and second pumps do not decrease immediately after the first and second pumps stop operating, but gradually decrease. Therefore, air pressure remains in each pump chamber of the first and second pumps until a predetermined time (for example, 1 hour) elapses after the operation of the first and second pumps is stopped.

ここで、排気弁の第1開口部は、第1ポンプの吐出孔と第2ポンプの吸入孔とに連通している。そのため、第1、第2ポンプが動作を停止した後、弁体の第1領域の圧力は、第1ポンプ室に残留する圧力と等しくなる。   Here, the first opening of the exhaust valve communicates with the discharge hole of the first pump and the suction hole of the second pump. Therefore, after the first and second pumps stop operating, the pressure in the first region of the valve body becomes equal to the pressure remaining in the first pump chamber.

すなわち、第1、第2ポンプが動作を停止した後、弁体の第1領域の圧力が、第2ポンプ室に残留する圧力と等しくなる場合に比べて排気弁が開き易くなる。よって、第1、第2ポンプが動作を停止した後、気体貯蔵部の気体の圧力が第1ポンプ室に残留する圧力まで低下する。すなわち、第1、第2ポンプが動作を停止した後、気体貯蔵部に充填された気体が排気弁を介してより排出される。   That is, after the operation of the first and second pumps is stopped, the exhaust valve is easier to open than when the pressure in the first region of the valve body is equal to the pressure remaining in the second pump chamber. Therefore, after the operation of the first and second pumps is stopped, the gas pressure in the gas storage unit is reduced to the pressure remaining in the first pump chamber. That is, after the operation of the first and second pumps is stopped, the gas filled in the gas storage unit is further discharged through the exhaust valve.

従って、この構成によれば、第1、第2ポンプが動作している間、気体貯蔵部に充填されている気体が意図せず排気弁を介して排出されることを防止でき、第1、第2ポンプが動作を停止した後、排気弁が開き易くなる。   Therefore, according to this configuration, while the first and second pumps are operating, the gas filled in the gas storage unit can be prevented from being unintentionally discharged through the exhaust valve. After the second pump stops operating, the exhaust valve is likely to open.

(2)前記弁座は、前記弁体側へ突出して前記弁体に接触し、
前記第3開口部は、前記弁筐体の外部に連通することが好ましい。
(2) The valve seat protrudes toward the valve body and contacts the valve body,
It is preferable that the third opening communicates with the outside of the valve housing.

この構成では、第1、第2ポンプの動作が停止すると、気体貯蔵部の気体が排気弁の第2開口部および第2バルブ室を経由して第3開口部から前記弁筐体の外部へ急速に排出される。   In this configuration, when the operation of the first and second pumps is stopped, the gas in the gas storage section passes from the third opening to the outside of the valve housing via the second opening and the second valve chamber of the exhaust valve. It is discharged rapidly.

(3)前記弁体は、可撓性を有し、前記弁体の周縁部が前記弁筐体によって挟持されていることが好ましい。 (3) It is preferable that the said valve body has flexibility and the peripheral part of the said valve body is clamped by the said valve housing | casing.

この構成では、弁体において周縁部より内側に位置する中央部が弁座に対して接触または離間することで、排気弁が開閉する。   In this configuration, the exhaust valve opens and closes when the central portion located inside the peripheral edge of the valve body contacts or separates from the valve seat.

(4)前記第2吐出孔と連通する第1連通孔と、前記気体貯蔵部に接続される第2連通孔と、を備え、前記気体貯蔵部から前記第2吐出孔への気体の流れを防ぐ逆止弁を備え、
前記逆止弁の圧力損失をB1としたとき、前記第1領域および前記第2領域は、S1(P1−d1)>S2(P1+P2−d1−d2−B1)の関係を満たすよう設けられていることが好ましい。
(4) A first communication hole that communicates with the second discharge hole, and a second communication hole that is connected to the gas storage unit, and the flow of gas from the gas storage unit to the second discharge hole. With check valve to prevent,
When the pressure loss of the check valve is B1, the first region and the second region are provided so as to satisfy the relationship of S1 (P1-d1)> S2 (P1 + P2-d1-d2-B1). It is preferable.

この構成において、S1(P1−d1)は、弁体の第1領域に付与される力F1に相当する。また、S2(P1+P2−d1−d2−B1)は、弁体の第2領域に付与される力F2に相当する。すなわち、排気弁の第1領域および第2領域は、F1>F2の関係を満たすよう設けられている。そのため、この構成においても、第1、第2ポンプが動作している間に、気体貯蔵部に充填されている気体が意図せず排気弁を介して排出されることを防止できる。   In this configuration, S1 (P1-d1) corresponds to the force F1 applied to the first region of the valve body. S2 (P1 + P2-d1-d2-B1) corresponds to the force F2 applied to the second region of the valve body. That is, the first region and the second region of the exhaust valve are provided so as to satisfy the relationship of F1> F2. Therefore, even in this configuration, it is possible to prevent the gas filled in the gas storage unit from being unintentionally discharged through the exhaust valve while the first and second pumps are operating.

また、第1、第2ポンプが動作を停止した後、気体貯蔵部に充填されている気体の大部分を排気弁から吐出することができるので、より速やかに気体貯蔵部に充填されている気体を排出することができる。   In addition, since most of the gas filled in the gas storage unit can be discharged from the exhaust valve after the first and second pumps stop operating, the gas filled in the gas storage unit more quickly. Can be discharged.

(5)気体の第1吸入孔と前記気体が通過する第1ポンプ室と前記気体の第1吐出孔とを有する第1ポンプと、
前記気体の第t吸入孔と前記気体が通過する第tポンプ室と前記気体の第t吐出孔とを有し、前記第t吸入孔が前記第t−1吐出孔に連通する第tのポンプ(tは2からn−1までの整数)と、
前記気体の第n吸入孔と前記気体が通過する第nポンプ室と前記気体の第n吐出孔とを有し、前記第n吸入孔が第n−1吐出孔に連通し、前記気体を貯蔵する気体貯蔵部に前記第n吐出孔が接続される第nポンプ(nは3以上の整数)と、
第m吸入孔(mは2以上n以下の整数)と連通する第1開口部と、前記気体貯蔵部と接続される第2開口部と、第3開口部と、前記第2開口部と前記第3開口部との間に位置する弁座と、を有する弁筐体と、前記弁筐体内を分割して、前記第1開口部に連通する第1バルブ室と、前記第2開口部及び前記第3開口部に連通する第2バルブ室と、を前記弁筐体とともに構成する弁体と、を有する排気弁と、を備え、
前記第1ポンプの動作時の前記第1吸入孔と前記第1吐出孔との圧力差をP1、前記第1ポンプの動作時の圧力損失をd1、前記第nポンプの動作時の前記第n吸入孔と前記第n吐出孔との圧力差をPn、前記第nポンプの動作時の圧力損失をdn、前記第1バルブ室に面する前記弁体の第1領域の面積をS1、前記第2開口部に面する前記弁体の第2領域の面積をS2としたとき、前記第1領域および前記第2領域は、
(5) a first pump having a first suction hole for gas, a first pump chamber through which the gas passes, and a first discharge hole for the gas;
A t-th pump having a t-th suction hole for the gas, a t-th pump chamber through which the gas passes, and a t-th discharge hole for the gas, the t-th suction hole communicating with the t-th discharge hole; (T is an integer from 2 to n-1),
The gas has an nth suction hole, an nth pump chamber through which the gas passes, and an nth discharge hole for the gas. The nth suction hole communicates with the n-1th discharge hole to store the gas. An n-th pump (n is an integer of 3 or more) in which the n-th discharge hole is connected to the gas storage unit
A first opening communicating with the m-th suction hole (m is an integer of 2 or more and n or less), a second opening connected to the gas storage unit, a third opening, the second opening, and the A valve housing having a valve seat positioned between the third opening, a first valve chamber that divides the inside of the valve housing and communicates with the first opening, the second opening, An exhaust valve having a second valve chamber communicating with the third opening, and a valve body configured with the valve housing,
The pressure difference between the first suction hole and the first discharge hole during the operation of the first pump is P1, the pressure loss during the operation of the first pump is d1, and the n-th during the operation of the n-th pump. The pressure difference between the suction hole and the nth discharge hole is Pn, the pressure loss during operation of the nth pump is dn, the area of the first region of the valve body facing the first valve chamber is S1, the first When the area of the second region of the valve body facing the two openings is S2, the first region and the second region are

の関係を満たすよう設けられていることが好ましい。   It is preferable to be provided so as to satisfy the relationship.

この構成では、n個のポンプが直列に接続されている。   In this configuration, n pumps are connected in series.

そして、この構成でも前記(1)と同様に、排気弁の第1領域および第2領域がF1>F2の関係を満たすよう設けられている。そのため、この構成によれば、n個のポンプが動作している間に排気弁が意図せず開くことを防止できる。すなわち、この構成によれば、n個のポンプが動作している間に、気体貯蔵部に充填されている気体が排気弁を介して排出されることを防止できる。   Even in this configuration, the first region and the second region of the exhaust valve are provided so as to satisfy the relationship of F1> F2 as in the case (1). Therefore, according to this configuration, the exhaust valve can be prevented from opening unintentionally while n pumps are operating. That is, according to this configuration, it is possible to prevent the gas filled in the gas storage unit from being discharged through the exhaust valve while the n pumps are operating.

また、n個のポンプの動作が停止したとき、排気弁の第1バルブ室の気体は、第m−1ポンプの第m−1吐出孔、第m−1ポンプ室、第m−1吸入孔、第1ポンプの第1吐出孔および第1ポンプ室を経由して第1吸入孔から排出される。一方、排気弁の第2開口部の圧力は、気体貯蔵部に充填された気体の圧力と等しくなる。   When the operation of the n pumps is stopped, the gas in the first valve chamber of the exhaust valve is the m-1 discharge hole, the m-1 pump chamber, and the m-1 suction hole of the m-1 pump. Then, the gas is discharged from the first suction hole via the first discharge hole of the first pump and the first pump chamber. On the other hand, the pressure of the second opening of the exhaust valve is equal to the pressure of the gas filled in the gas storage unit.

この結果、排気弁では、n個のポンプの動作が停止すると、第1バルブ室の圧力が第2開口部の圧力より低下する。このため、排気弁では、弁体が弁座から離間して第2開口部と第3開口部とが第2バルブ室を介して連通する。これにより、気体貯蔵部の気体が排気弁の第2開口部および第2バルブ室を経由して第3開口部から急速に排出される。   As a result, in the exhaust valve, when the operation of the n pumps is stopped, the pressure in the first valve chamber is lower than the pressure in the second opening. For this reason, in the exhaust valve, the valve body is separated from the valve seat, and the second opening and the third opening communicate with each other via the second valve chamber. As a result, the gas in the gas storage part is rapidly discharged from the third opening part via the second opening part and the second valve chamber of the exhaust valve.

ここで、排気弁の第1開口部は、第m−1吐出孔および第m吸入孔に連通している。そのため、n個のポンプが動作を停止した後、弁体の第1領域の圧力は、第m−1ポンプ室に残留する圧力と等しくなる。   Here, the first opening of the exhaust valve communicates with the m−1th discharge hole and the mth suction hole. Therefore, after the n pumps stop operating, the pressure in the first region of the valve body becomes equal to the pressure remaining in the m-1st pump chamber.

すなわち、n個のポンプが動作を停止した後、弁体の第1領域の圧力が、第nポンプ室に残留する圧力と等しくなる場合に比べて排気弁が開き易くなる。よって、n個のポンプが動作を停止した後、気体貯蔵部の気体の圧力が第m−1ポンプ室に残留する圧力まで低下する。すなわち、n個のポンプが動作を停止した後、気体貯蔵部に充填された気体が排気弁を介してより排出される。   That is, after the n pumps stop operating, the exhaust valve is more likely to open than when the pressure in the first region of the valve body is equal to the pressure remaining in the nth pump chamber. Therefore, after n pumps stop operation | movement, the pressure of the gas of a gas storage part falls to the pressure which remains in a m-1st pump chamber. That is, after the n pumps stop operating, the gas filled in the gas storage unit is further discharged through the exhaust valve.

したがって、この構成によれば、前記(1)と同様、n個のポンプが動作している間、気体貯蔵部に充填されている気体が意図せず排気弁を介して排出されることを防止でき、n個のポンプが動作を停止した後、排気弁が開き易くなる。   Therefore, according to this configuration, as in the case (1), the gas filled in the gas storage unit is prevented from being unintentionally discharged through the exhaust valve while n pumps are operating. The exhaust valve can be easily opened after the n pumps stop operating.

本発明によれば、ポンプが動作している間、気体貯蔵部に充填されている気体が意図せず排気弁を介して排出されることを防止でき、ポンプが動作を停止した後、排気弁が開き易くなる。   According to the present invention, the gas filled in the gas storage unit can be prevented from being unintentionally exhausted through the exhaust valve while the pump is operating, and the exhaust valve is stopped after the pump stops operating. Becomes easier to open.

また、本発明によれば、n個のポンプが動作している間、気体貯蔵部に充填されている気体が意図せず排気弁を介して排出されることを防止でき、n個のポンプが動作を停止した後、排気弁が開き易くなる。   In addition, according to the present invention, it is possible to prevent the gas filled in the gas storage unit from being unintentionally discharged through the exhaust valve while the n pumps are operating. After stopping the operation, the exhaust valve becomes easier to open.

本発明の第1実施形態に係る気体制御装置100の主要部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the principal part of the gas control apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1に示す圧電ポンプ101の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the piezoelectric pump 101 shown in FIG. 図1に示す圧電ポンプ101の主要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part of the piezoelectric pump 101 shown in FIG. 図1に示す排気弁103を構成する下弁筐体35の斜視図である。It is a perspective view of the lower valve housing | casing 35 which comprises the exhaust valve 103 shown in FIG. 図1に示す排気弁103を構成する上弁筐体31の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of an upper valve housing 31 that constitutes the exhaust valve 103 shown in FIG. 1. 図1に示す排気弁103の主要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part of the exhaust valve 103 shown in FIG. 図1に示す圧電ポンプ101が動作している時の空気の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of air when the piezoelectric pump 101 shown in FIG. 1 is operate | moving. 図1に示す圧電ポンプ101が動作を停止した直後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 immediately after the piezoelectric pump 101 shown in FIG. 1 stopped operation | movement. 本発明の第2実施形態に係る気体制御装置200の主要部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the principal part of the gas control apparatus 200 which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図9に示す逆止弁102を構成する下弁筐体25の斜視図である。It is a perspective view of the lower valve housing | casing 25 which comprises the non-return valve 102 shown in FIG. 図9に示す逆止弁102を構成する上弁筐体21の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of an upper valve housing 21 constituting the check valve 102 shown in FIG. 9. 図9に示す圧電ポンプ101、201が動作している時の空気の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of air when the piezoelectric pumps 101 and 201 shown in FIG. 9 are operate | moving. 図9に示す圧電ポンプ101、201が動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of air immediately after the piezoelectric pumps 101 and 201 shown in FIG. 9 stop operation | movement. 本発明の第3実施形態に係る気体制御装置300の主要部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the principal part of the gas control apparatus 300 which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図14に示す圧電ポンプ101、201、301が動作している時の空気の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of air when the piezoelectric pumps 101, 201, and 301 shown in FIG. 14 are operate | moving. 図14に示す圧電ポンプ101、201、301が動作を停止した直後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 immediately after the piezoelectric pump 101, 201, 301 shown in FIG. 14 stopped operation | movement. 本発明の第4実施形態に係る気体制御装置400の主要部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the principal part of the gas control apparatus 400 which concerns on 4th Embodiment of this invention. 図17に示す圧電ポンプ101、201、・・・、801が動作している時の空気の流れを示す説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram showing the air flow when the piezoelectric pumps 101, 201,..., 801 shown in FIG. 図17に示す圧電ポンプ101、201、・・・、801が動作を停止した直後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 immediately after the piezoelectric pumps 101, 201, ..., 801 shown in FIG. 特許文献1に係る多段式圧縮機900の要部断面図である。3 is a cross-sectional view of a main part of a multistage compressor 900 according to Patent Document 1. FIG. 本発明の比較例に係る気体制御装置950の主要部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the principal part of the gas control apparatus 950 which concerns on the comparative example of this invention.

《第1実施形態》
本発明の第1実施形態に係る気体制御装置100について以下説明する。
図1は、本発明の第1実施形態の気体制御装置100の主要部の構成を示すブロック図である。気体制御装置100は、圧電ポンプ101と圧電ポンプ201と排気弁103とを備え、カフ109に接続されている。気体制御装置100は、カフ109に空気を充填することにより血圧を測定する装置である。
<< First Embodiment >>
The gas control apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of the gas control device 100 according to the first embodiment of the present invention. The gas control device 100 includes a piezoelectric pump 101, a piezoelectric pump 201, and an exhaust valve 103, and is connected to a cuff 109. The gas control device 100 is a device that measures blood pressure by filling the cuff 109 with air.

気体制御装置100の筐体110には、カフ109のゴム管109Aが接続される接続口106Aと、筐体110外部から空気を吸入するための吸入口107Aと、カフ109内に充填された空気を筐体110外部へ排出するための排気口107Bと、が設けられている。   The casing 110 of the gas control apparatus 100 has a connection port 106A to which the rubber tube 109A of the cuff 109 is connected, an inlet 107A for sucking air from the outside of the casing 110, and air filled in the cuff 109. And an exhaust port 107 </ b> B for discharging the air to the outside of the housing 110.

圧電ポンプ101、圧電ポンプ201及びカフ109は、直列に接続されており、排気弁103は、圧電ポンプ201とカフ109との間に並列に接続されている。   The piezoelectric pump 101, the piezoelectric pump 201, and the cuff 109 are connected in series, and the exhaust valve 103 is connected in parallel between the piezoelectric pump 201 and the cuff 109.

なお、圧電ポンプ101が、本発明の「第1ポンプ」に相当する。また、圧電ポンプ201が、本発明の「第2ポンプ」に相当する。   The piezoelectric pump 101 corresponds to the “first pump” of the present invention. The piezoelectric pump 201 corresponds to the “second pump” of the present invention.

ここで、圧電ポンプ101と排気弁103との構造について詳述する。まず、図2、図3を用いて圧電ポンプ101の構造について詳述する。なお、圧電ポンプ201の構造は、圧電ポンプ101の構造と同じである。   Here, the structure of the piezoelectric pump 101 and the exhaust valve 103 will be described in detail. First, the structure of the piezoelectric pump 101 will be described in detail with reference to FIGS. The structure of the piezoelectric pump 201 is the same as that of the piezoelectric pump 101.

図2は、図1に示す圧電ポンプ101の分解斜視図である。図3は、図1に示す圧電ポンプ101の主要部の断面図である。   FIG. 2 is an exploded perspective view of the piezoelectric pump 101 shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of the piezoelectric pump 101 shown in FIG.

圧電ポンプ101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 101 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、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。   The substrate 91, the flexible plate 51, the spacer 53A, the reinforcing plate 43, the vibration plate unit 60, the piezoelectric element 42, the spacer 53B, the electrode conduction plate 70, the spacer 53C, and the cover plate 54 constitute a pump housing 80. ing. The internal space of the pump housing 80 corresponds to the pump chamber 45.

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 materials constituting the reinforcing plate 43 and the diaphragm 41 so that an appropriate compressive stress remains in the piezoelectric element 42.

振動板41の周囲には枠板61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。スペーサ53Aは可撓板51と一定の隙間をあけて圧電アクチュエータ40を保持するために設けられる。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。   A frame plate 61 is provided around the vibration plate 41. 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. The spacer 53A is provided to hold the piezoelectric actuator 40 with a certain gap from the flexible plate 51. The frame plate 61 is provided with an external terminal 63 for electrical connection.

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

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.

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。なお、吐出孔55は、必ずしも、蓋板54の中心に設ける必要はない。   A cover plate 54 is provided on the upper surface of the spacer 53C. A discharge hole 55 is provided in the lid plate 54. The lid plate 54 covers the upper part of the piezoelectric actuator 40. The discharge hole 55 is not necessarily provided at the center of the lid plate 54.

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の中心には吸入孔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より内側に位置し、開口部92に面する可動部56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 56 that is located inside the fixed portion 57 and faces the opening 92.

可動部56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56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 56 can vibrate at substantially the same frequency as the piezoelectric actuator 40 due to air pressure fluctuation accompanying vibration of the piezoelectric actuator 40. The natural frequency of the movable portion 56 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90°遅れの)振動に設計すれば、可撓板51と圧電アクチュエータ40との間の隙間の厚さ変動が実質的に増加する。   If the vibration is designed so that the vibration phase of the flexible plate 51 is delayed (for example, delayed by 90 °) 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56も振動する。これにより、圧電ポンプ101は、開口部92及び吸入孔52を介して空気をポンプ室45へ吸引する。さらに、圧電ポンプ101は、ポンプ室45の空気を吐出孔55から吐出する。   Therefore, when an AC drive voltage is applied to the external terminals 63 and 72, the piezoelectric actuator 40 bends and vibrates concentrically. Furthermore, the movable part 56 of the flexible plate 51 also vibrates with the vibration of the piezoelectric actuator 40. Thus, the piezoelectric pump 101 sucks air into the pump chamber 45 through the opening 92 and the suction hole 52. Further, the piezoelectric pump 101 discharges air in the pump chamber 45 from the discharge hole 55.

このとき、圧電ポンプ101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101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 101, the peripheral portion of the piezoelectric actuator 40 is not substantially fixed. Therefore, according to the piezoelectric pump 101, loss due to vibration of the piezoelectric actuator 40 is small, and a high discharge pressure and a large discharge flow rate can be obtained while being small and low-profile.

次に、図4、図5、図6を用いて排気弁103の構造について詳述する。
図4は、図1に示す排気弁103を構成する下弁筐体35の斜視図である。図5は、図1に示す排気弁103を構成する上弁筐体31の斜視図である。図6は、図1に示す排気弁103の主要部の断面図である。
Next, the structure of the exhaust valve 103 will be described in detail with reference to FIGS. 4, 5, and 6.
4 is a perspective view of the lower valve housing 35 constituting the exhaust valve 103 shown in FIG. FIG. 5 is a perspective view of the upper valve housing 31 constituting the exhaust valve 103 shown in FIG. 6 is a cross-sectional view of the main part of the exhaust valve 103 shown in FIG.

排気弁103は、下弁筐体35とダイヤフラム39と上弁筐体31とを備え、これらが順に積層された構造を有する。   The exhaust valve 103 includes a lower valve casing 35, a diaphragm 39, and an upper valve casing 31, and has a structure in which these are stacked in order.

なお、ダイヤフラム39が、本発明の「弁体」に相当する。また、下弁筐体35及び上弁筐体31が、本発明の「弁筐体」を構成する。   The diaphragm 39 corresponds to the “valve element” of the present invention. Further, the lower valve housing 35 and the upper valve housing 31 constitute the “valve housing” of the present invention.

下弁筐体35には、第1開口部37が設けられている。上弁筐体31には、第2開口部32と、第3開口部34と、第2開口部32の周囲からダイヤフラム39側へ突出した弁座30と、が設けられている。   The lower valve casing 35 is provided with a first opening 37. The upper valve housing 31 is provided with a second opening 32, a third opening 34, and a valve seat 30 that protrudes from the periphery of the second opening 32 toward the diaphragm 39.

ダイヤフラム39は、可撓性を有する薄膜からなる。ダイヤフラム39の中央が弁座30に接触した状態で、ダイヤフラム39の周縁が上弁筐体31及び下弁筐体35によって挟持されている。   The diaphragm 39 is formed of a flexible thin film. With the center of the diaphragm 39 in contact with the valve seat 30, the periphery of the diaphragm 39 is sandwiched between the upper valve housing 31 and the lower valve housing 35.

これにより、ダイヤフラム39は、上弁筐体31及び下弁筐体35内を分割して、第1開口部37に連通するリング状の第1バルブ室36を下弁筐体35とともに構成し、第3開口部34に連通する円柱状の第2バルブ室33を上弁筐体31とともに構成する。   Thus, the diaphragm 39 divides the inside of the upper valve housing 31 and the lower valve housing 35, and configures the ring-shaped first valve chamber 36 communicating with the first opening 37 together with the lower valve housing 35, A cylindrical second valve chamber 33 communicating with the third opening 34 is configured with the upper valve housing 31.

また、ダイヤフラム39は、第1バルブ室36に面する第1領域39Aと、第2開口部32に面する第2領域39Bと有する。例えば、第1バルブ室36の直径R1は26mmであり、第2開口部32の直径R2は1.5mmである。   The diaphragm 39 has a first region 39A facing the first valve chamber 36 and a second region 39B facing the second opening 32. For example, the diameter R1 of the first valve chamber 36 is 26 mm, and the diameter R2 of the second opening 32 is 1.5 mm.

そして、圧電ポンプ101の動作時の吸入孔52と吐出孔55との圧力差をP1、圧電ポンプ101の動作時の圧力損失をd1、圧電ポンプ201の動作時の吸入孔52と吐出孔55との圧力差をP2、圧電ポンプ201の動作時の圧力損失をd2、ダイヤフラム39の第1領域39Aの面積をS1、ダイヤフラム39の第2領域39Bの面積をS2、弁座30がダイヤフラム39を第1バルブ室36側へ押す力をF3としたとき、排気弁103の第1領域39Aおよび第2領域39Bは、S1(P1−d1)>S2(P1+P2−d1−d2)−F3の関係を満たすよう設けられている。なお、F3は0(N)に設定することも可能であるため、F3が0(N)になる場合はこの関係式からF3を省いてもよい。   The pressure difference between the suction hole 52 and the discharge hole 55 during the operation of the piezoelectric pump 101 is P1, the pressure loss during the operation of the piezoelectric pump 101 is d1, and the suction hole 52 and the discharge hole 55 when the piezoelectric pump 201 is operated. The pressure difference is P2, the pressure loss during operation of the piezoelectric pump 201 is d2, the area of the first region 39A of the diaphragm 39 is S1, the area of the second region 39B of the diaphragm 39 is S2, and the valve seat 30 moves the diaphragm 39 The first region 39A and the second region 39B of the exhaust valve 103 satisfy the relationship of S1 (P1-d1)> S2 (P1 + P2-d1-d2) −F3, where F3 is a force pushing toward the one valve chamber 36. It is provided as follows. Since F3 can be set to 0 (N), when F3 becomes 0 (N), F3 may be omitted from this relational expression.

具体的には、S1の半径が13mm(直径R1は26mm)、S2の半径が0.75mm(直径R2は1.5mm)、P1が20kPa、P2が25kPa、d1が1kPa、d2が1kPaである場合、13*13*π(20−1)>0.75*0.75*π(25−1)−F3となって、3211π>13.5π−F3となる。そのため、排気弁103の第1領域39Aおよび第2領域39Bは、S1(P1−d1)>S2(P1+P2−d1−d2)−F3の関係を満たす。   Specifically, the radius of S1 is 13 mm (diameter R1 is 26 mm), the radius of S2 is 0.75 mm (diameter R2 is 1.5 mm), P1 is 20 kPa, P2 is 25 kPa, d1 is 1 kPa, and d2 is 1 kPa. In this case, 13 * 13 * π (20-1)> 0.75 * 0.75 * π (25-1) −F3, and 3211π> 13.5π−F3. Therefore, the first region 39A and the second region 39B of the exhaust valve 103 satisfy the relationship of S1 (P1-d1)> S2 (P1 + P2-d1-d2) -F3.

以上の構造において排気弁103は、ダイヤフラム39が弁座30に対して接触または離間することで、開閉する。   In the above structure, the exhaust valve 103 opens and closes when the diaphragm 39 contacts or separates from the valve seat 30.

ここで、図1に示すように、圧電ポンプ101、圧電ポンプ201及びカフ109は、配管81、82、83及びゴム管109Aによって直列に接続されている。圧電ポンプ201及び排気弁103は、配管82、83によって並列に接続されている。   Here, as shown in FIG. 1, the piezoelectric pump 101, the piezoelectric pump 201, and the cuff 109 are connected in series by pipes 81, 82, 83 and a rubber tube 109A. The piezoelectric pump 201 and the exhaust valve 103 are connected in parallel by pipes 82 and 83.

これにより、圧電ポンプ101の吸入孔52は、筐体110の吸入口107Aを介して筐体110の外部に連通し、圧電ポンプ101の吐出孔55は、圧電ポンプ201の吸入孔52に連通している。また、圧電ポンプ201の吐出孔55は、筐体110の接続口106Aを介してカフ109の内部に連通している。   Thus, the suction hole 52 of the piezoelectric pump 101 communicates with the outside of the housing 110 via the suction port 107A of the housing 110, and the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 101 communicates with the suction hole 52 of the piezoelectric pump 201. ing. Further, the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 201 communicates with the inside of the cuff 109 via the connection port 106 </ b> A of the housing 110.

そして、排気弁103の第1開口部37は、圧電ポンプ101の吐出孔55と圧電ポンプ201の吸入孔52とに連通している。排気弁103の第2開口部32は、圧電ポンプ201の吐出孔55に連通し、筐体110の接続口106Aを介してカフ109の内部に連通している。また、排気弁103の第3開口部34は、配管84によって排気口106Bに接続されており、筐体110の外部に連通している。   The first opening 37 of the exhaust valve 103 communicates with the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 101 and the suction hole 52 of the piezoelectric pump 201. The second opening 32 of the exhaust valve 103 communicates with the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 201 and communicates with the inside of the cuff 109 via the connection port 106 </ b> A of the housing 110. The third opening 34 of the exhaust valve 103 is connected to the exhaust port 106 </ b> B by a pipe 84 and communicates with the outside of the housing 110.

以上のように同じ構造の圧電ポンプを2個直列にカフ109に接続することで、最大吐出圧力は、1個の圧電ポンプをカフ109に接続した場合の約2倍に増加する。   As described above, by connecting two piezoelectric pumps having the same structure in series to the cuff 109, the maximum discharge pressure increases approximately twice as much as when one piezoelectric pump is connected to the cuff 109.

次に、血圧測定時における気体制御装置100の動作について説明する。
図7は、図1に示す圧電ポンプ101、201が動作している時の空気の流れを示す説明図である。
Next, the operation of the gas control device 100 during blood pressure measurement will be described.
FIG. 7 is an explanatory view showing the flow of air when the piezoelectric pumps 101 and 201 shown in FIG. 1 are operating.

圧電ポンプ101、201が動作を開始すると、筐体110外部の空気が吸入口107Aから吸入され、吸入孔52から圧電ポンプ101のポンプ室45へ流入する。そして、ポンプ室45に流入した空気が圧電ポンプ101の吐出孔55から吐出され、吸入孔52から圧電ポンプ201のポンプ室45へ流入するとともに、第1開口部37から排気弁103の第1バルブ室36へ流入する。   When the piezoelectric pumps 101 and 201 start operating, air outside the housing 110 is sucked from the suction port 107A and flows into the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 101 from the suction hole 52. The air flowing into the pump chamber 45 is discharged from the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 101 and flows into the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 201 from the suction hole 52 and from the first opening 37 to the first valve of the exhaust valve 103. It flows into the chamber 36.

この結果、筐体110外部の空気が圧電ポンプ101、201からカフ109へ送出され、カフ109内の圧力(空気圧)が目標圧力まで高まる。   As a result, the air outside the housing 110 is sent from the piezoelectric pumps 101 and 201 to the cuff 109, and the pressure (air pressure) in the cuff 109 increases to the target pressure.

ここで、S1(P1−d1)は、ダイヤフラム39の第1領域39Aに付与される力F1に相当する。また、S2(P1+P2−d1−d2)は、ダイヤフラム39の第2領域39Bに付与される力F2に相当する。すなわち、排気弁103の第1領域39Aおよび第2領域39Bは、F1>F2−F3の関係を満たすよう設けられている。   Here, S1 (P1-d1) corresponds to the force F1 applied to the first region 39A of the diaphragm 39. S2 (P1 + P2-d1-d2) corresponds to the force F2 applied to the second region 39B of the diaphragm 39. That is, the first region 39A and the second region 39B of the exhaust valve 103 are provided so as to satisfy the relationship of F1> F2-F3.

そのため、気体制御装置100によれば、圧電ポンプ101、201が動作している間に、排気弁103が意図せず開くことを防止できる。すなわち、気体制御装置100によれば、圧電ポンプ101、201が動作している間に、カフ109に充填されている空気が排気弁103を介して排出されることを防止できる。   Therefore, according to the gas control apparatus 100, the exhaust valve 103 can be prevented from opening unintentionally while the piezoelectric pumps 101 and 201 are operating. That is, according to the gas control apparatus 100, it is possible to prevent the air filled in the cuff 109 from being discharged through the exhaust valve 103 while the piezoelectric pumps 101 and 201 are operating.

図8は、図1に示す圧電ポンプ101、201が動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing the flow of air immediately after the operation of the piezoelectric pumps 101 and 201 shown in FIG.

次に、血圧の測定が終了すると、圧電ポンプ101、201は動作を停止する。ここで、圧電ポンプ101、201のそれぞれのポンプ室45と第1バルブ室36との体積はカフ109の収容可能な空気の体積に比べて極めて小さい。そのため、圧電ポンプ101、201の動作が停止すると、排気弁103の第1バルブ室36の空気は、圧電ポンプ101の吐出孔55、ポンプ室45、及び吸入孔52を経由して吸入口107Aから筐体110の外部へ排出される。   Next, when the blood pressure measurement ends, the piezoelectric pumps 101 and 201 stop operating. Here, the volumes of the pump chamber 45 and the first valve chamber 36 of each of the piezoelectric pumps 101 and 201 are extremely smaller than the volume of air that can be accommodated in the cuff 109. Therefore, when the operations of the piezoelectric pumps 101 and 201 are stopped, the air in the first valve chamber 36 of the exhaust valve 103 flows from the suction port 107A via the discharge hole 55, the pump chamber 45, and the suction hole 52 of the piezoelectric pump 101. It is discharged outside the housing 110.

一方、排気弁103の第2開口部32の圧力は、カフ109の圧力と等しくなる。この結果、排気弁103では、圧電ポンプ101、201の動作が停止すると、第1バルブ室36の圧力が第2開口部32の圧力より低下する。このため、排気弁103では、ダイヤフラム39が弁座30から離間して第2開口部32と第3開口部34とが第2バルブ室33を介して連通する。これにより、カフ109の空気が第2開口部32、第2バルブ室33、及び第3開口部34を経由して排気口106Bから急速に排出される。   On the other hand, the pressure in the second opening 32 of the exhaust valve 103 is equal to the pressure in the cuff 109. As a result, in the exhaust valve 103, when the operations of the piezoelectric pumps 101 and 201 are stopped, the pressure in the first valve chamber 36 is lower than the pressure in the second opening 32. Therefore, in the exhaust valve 103, the diaphragm 39 is separated from the valve seat 30 and the second opening 32 and the third opening 34 communicate with each other via the second valve chamber 33. As a result, the air in the cuff 109 is rapidly discharged from the exhaust port 106 </ b> B via the second opening 32, the second valve chamber 33, and the third opening 34.

ただし、圧電ポンプ101、201のそれぞれにおいて、吸入孔52の直径が小さい程、ポンプ室45から吸入孔52を介してポンプ筐体80の外部へ排出される空気の流量は少なくなる。気体制御装置100では、吸入孔52の直径が極めて小さいため(例えば5μm)、ポンプ室45から吸入孔52へ排出される空気の流量は少ない。   However, in each of the piezoelectric pumps 101 and 201, the smaller the diameter of the suction hole 52, the smaller the flow rate of air discharged from the pump chamber 45 to the outside of the pump housing 80 via the suction hole 52. In the gas control apparatus 100, since the diameter of the suction hole 52 is extremely small (for example, 5 μm), the flow rate of air discharged from the pump chamber 45 to the suction hole 52 is small.

そのため、圧電ポンプ101、201のそれぞれのポンプ室45の圧力は、圧電ポンプ101、201が動作を停止した後、すぐに低下せず、徐々に低下していく。そのため、圧電ポンプ101、201のそれぞれのポンプ室45には、圧電ポンプ101、201が動作を停止した時から所定時間(例えば1時間)が経過するまでの間、空気の圧力が残留する。   Therefore, the pressures in the respective pump chambers 45 of the piezoelectric pumps 101 and 201 do not decrease immediately after the piezoelectric pumps 101 and 201 stop operating, but gradually decrease. Therefore, air pressure remains in the respective pump chambers 45 of the piezoelectric pumps 101 and 201 until a predetermined time (for example, 1 hour) elapses after the operation of the piezoelectric pumps 101 and 201 is stopped.

そこで、気体制御装置100では、排気弁103の第1開口部37が、圧電ポンプ101の吐出孔55と圧電ポンプ201の吸入孔52とに連通している。そのため、圧電ポンプ101、201が動作を停止した後、前述のダイヤフラム39の第1領域39Aの圧力は、圧電ポンプ101のポンプ室45に残留する圧力と等しくなる。   Therefore, in the gas control device 100, the first opening 37 of the exhaust valve 103 communicates with the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 101 and the suction hole 52 of the piezoelectric pump 201. Therefore, after the operation of the piezoelectric pumps 101 and 201 stops, the pressure in the first region 39A of the diaphragm 39 becomes equal to the pressure remaining in the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 101.

すなわち、圧電ポンプ101、201が動作を停止した後、ダイヤフラム39の第1領域39Aの圧力が、圧電ポンプ201のポンプ室45に残留する圧力と等しくなる場合に比べて排気弁103が開き易くなる。   That is, after the piezoelectric pumps 101 and 201 stop operating, the exhaust valve 103 is more likely to open than when the pressure in the first region 39A of the diaphragm 39 becomes equal to the pressure remaining in the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 201. .

よって、圧電ポンプ101、201が動作を停止した後、カフ109の圧力が圧電ポンプ101のポンプ室45に残留する圧力まで低下する。すなわち、気体制御装置100では、血圧測定後、カフ109に充填された空気が排気弁103を介してより排出される。   Therefore, after the operation of the piezoelectric pumps 101 and 201 stops, the pressure of the cuff 109 decreases to the pressure remaining in the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 101. In other words, in the gas control device 100, after the blood pressure measurement, the air filled in the cuff 109 is further discharged through the exhaust valve 103.

従って、気体制御装置100によれば、圧電ポンプ101、201が動作している間、カフ109に充填されている空気が意図せず排気弁103を介して排出されることを防止でき、圧電ポンプ101、201が動作を停止した後、排気弁103が開き易くなる。   Therefore, according to the gas control apparatus 100, the air filled in the cuff 109 can be prevented from being unintentionally discharged through the exhaust valve 103 while the piezoelectric pumps 101 and 201 are operating. After the operations of 101 and 201 stop, the exhaust valve 103 is easily opened.

《第2実施形態》
以下、本発明の第2実施形態に係る気体制御装置200について説明する。
<< Second Embodiment >>
Hereinafter, the gas control device 200 according to the second embodiment of the present invention will be described.

図9は、本発明の第2実施形態に係る気体制御装置200の主要部の構成を示すブロック図である。図10は、図9に示す逆止弁102を構成する下弁筐体25の斜視図である。図11は、図9に示す逆止弁102を構成する上弁筐体21の斜視図である。   FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the main part of the gas control device 200 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a perspective view of the lower valve housing 25 constituting the check valve 102 shown in FIG. FIG. 11 is a perspective view of the upper valve housing 21 constituting the check valve 102 shown in FIG.

気体制御装置200が前記気体制御装置100と相違する点は、逆止弁102と排気弁203を備える点である。その他の構成については同じである。   The gas control device 200 is different from the gas control device 100 in that a check valve 102 and an exhaust valve 203 are provided. Other configurations are the same.

詳述すると、図9〜図11に示すように逆止弁102は、下弁筐体25とダイヤフラム29と上弁筐体21とを備え、これらが順に積層された構造を有する。   Specifically, as shown in FIGS. 9 to 11, the check valve 102 includes a lower valve housing 25, a diaphragm 29, and an upper valve housing 21, and these are stacked in order.

下弁筐体25には、第1連通孔27と、ダイヤフラム29側へ突出した円柱状の突出部20と、が設けられている。上弁筐体21には、第2連通孔24と、が設けられている。   The lower valve housing 25 is provided with a first communication hole 27 and a columnar protruding portion 20 protruding toward the diaphragm 29 side. The upper valve housing 21 is provided with a second communication hole 24.

ダイヤフラム29は、可撓性を有する薄膜からなる。ダイヤフラム29には、図1、図5に示すように、突出部20に対向する領域の中心部に円形の孔部29Aが設けられている。孔部29Aの直径は、ダイヤフラム29に接触する突出部20の面の直径よりも小さく設けられている。   The diaphragm 29 is formed of a flexible thin film. As shown in FIGS. 1 and 5, the diaphragm 29 is provided with a circular hole 29 </ b> A in the center of the region facing the protruding portion 20. The diameter of the hole 29 </ b> A is smaller than the diameter of the surface of the protruding portion 20 that contacts the diaphragm 29.

ダイヤフラム29における孔部29Aの周囲が突出部20に接触した状態で、ダイヤフラム39の周縁が上弁筐体21及び下弁筐体25によって挟持されている。これにより、ダイヤフラム29は、上弁筐体21及び下弁筐体25内を分割して、第1連通孔27に連通するリング状の第3バルブ室26を下弁筐体25とともに構成し、第2連通孔24に連通する円柱状の第4バルブ室23を上弁筐体21とともに構成する。   The periphery of the diaphragm 39 is sandwiched between the upper valve housing 21 and the lower valve housing 25 in a state where the periphery of the hole 29A in the diaphragm 29 is in contact with the protruding portion 20. Thereby, the diaphragm 29 divides the inside of the upper valve housing 21 and the lower valve housing 25 and constitutes the ring-shaped third valve chamber 26 communicating with the first communication hole 27 together with the lower valve housing 25, A columnar fourth valve chamber 23 communicating with the second communication hole 24 is configured together with the upper valve housing 21.

以上の構造において逆止弁102は、第3バルブ室26と第4バルブ室23との圧力差によって、ダイヤフラム29における孔部29Aの周囲が突出部20に対して接触または離間することで、開閉する。逆止弁102は、カフ109の空気が圧電ポンプ201の吐出孔55からポンプ室45へ逆流することを防ぐ。   In the above structure, the check valve 102 is opened and closed by the periphery of the hole 29 </ b> A in the diaphragm 29 contacting or separating from the protruding portion 20 due to the pressure difference between the third valve chamber 26 and the fourth valve chamber 23. To do. The check valve 102 prevents the air in the cuff 109 from flowing backward from the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 201 to the pump chamber 45.

次に、圧電ポンプ101の動作時の吸入孔52と吐出孔55との圧力差をP1、圧電ポンプ101の動作時の圧力損失をd1、圧電ポンプ201の動作時の吸入孔52と吐出孔55との圧力差をP2、圧電ポンプ201の動作時の圧力損失をd2、ダイヤフラム39の第1領域39Aの面積をS1、ダイヤフラム39の第2領域39Bの面積をS2、逆止弁102の圧力損失をB1、弁座30がダイヤフラム39を第1バルブ室36側へ押す力をF3としたとき、排気弁203の第1領域39Aおよび第2領域39Bは、S1(P1−d1)>S2(P1+P2−d1−d2−B1)−F3の関係を満たすよう設けられている。その他の排気弁203の構造は、排気弁103の構造と同じである。   Next, the pressure difference between the suction hole 52 and the discharge hole 55 during the operation of the piezoelectric pump 101 is P1, the pressure loss during the operation of the piezoelectric pump 101 is d1, and the suction hole 52 and the discharge hole 55 during the operation of the piezoelectric pump 201. Is the pressure difference when the piezoelectric pump 201 is operated, the pressure loss is d2, the area of the first region 39A of the diaphragm 39 is S1, the area of the second region 39B of the diaphragm 39 is S2, and the pressure loss of the check valve 102 Is B1, and the force by which the valve seat 30 pushes the diaphragm 39 toward the first valve chamber 36 is F3, the first region 39A and the second region 39B of the exhaust valve 203 have S1 (P1-d1)> S2 (P1 + P2 -D1-d2-B1) -F3 is provided to satisfy the relationship. The other structure of the exhaust valve 203 is the same as that of the exhaust valve 103.

ここで、図9に示すように、圧電ポンプ101、圧電ポンプ201、逆止弁102及びカフ109は、配管81、82、283、284及びゴム管109Aによって直列に接続されている。   Here, as shown in FIG. 9, the piezoelectric pump 101, the piezoelectric pump 201, the check valve 102, and the cuff 109 are connected in series by pipes 81, 82, 283, 284 and a rubber tube 109A.

これにより、圧電ポンプ101の吸入孔52は、筐体110の吸入口107Aを介して筐体110の外部に連通し、圧電ポンプ101の吐出孔55は、圧電ポンプ201の吸入孔52に連通している。また、圧電ポンプ201の吐出孔55は、逆止弁102の第1連通孔27に連通している。また、逆止弁102の第2連通孔24は、筐体110の接続口106Aを介してカフ109の内部に連通している。   Thus, the suction hole 52 of the piezoelectric pump 101 communicates with the outside of the housing 110 via the suction port 107A of the housing 110, and the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 101 communicates with the suction hole 52 of the piezoelectric pump 201. ing. Further, the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 201 communicates with the first communication hole 27 of the check valve 102. The second communication hole 24 of the check valve 102 communicates with the inside of the cuff 109 via the connection port 106 </ b> A of the housing 110.

そして、排気弁203の第1開口部37は、圧電ポンプ101の吐出孔55と圧電ポンプ201の吸入孔52とに連通している。また、排気弁203の第2開口部32は、逆止弁102の第2連通孔24に連通し、筐体110の接続口106Aを介してカフ109の内部に連通している。また、排気弁203の第3開口部34は、排気口106Bを介して筐体110の外部に連通している。   The first opening 37 of the exhaust valve 203 communicates with the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 101 and the suction hole 52 of the piezoelectric pump 201. Further, the second opening 32 of the exhaust valve 203 communicates with the second communication hole 24 of the check valve 102 and communicates with the inside of the cuff 109 via the connection port 106 </ b> A of the housing 110. The third opening 34 of the exhaust valve 203 communicates with the outside of the housing 110 through the exhaust port 106B.

次に、血圧測定時における気体制御装置200の動作について説明する。
図12は、図9に示す圧電ポンプ101、201が動作している時の空気の流れを示す説明図である。
Next, the operation of the gas control device 200 during blood pressure measurement will be described.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the flow of air when the piezoelectric pumps 101 and 201 shown in FIG. 9 are operating.

圧電ポンプ101、201が動作を開始すると、筐体110外部の空気が吸入口107Aから吸入され、吸入孔52から圧電ポンプ101のポンプ室45へ流入する。そして、ポンプ室45に流入した空気が圧電ポンプ101の吐出孔55から吐出され、吸入孔52から圧電ポンプ201のポンプ室45へ流入するとともに、第1開口部37から排気弁203の第1バルブ室36へ流入する。   When the piezoelectric pumps 101 and 201 start operating, air outside the housing 110 is sucked from the suction port 107A and flows into the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 101 from the suction hole 52. The air flowing into the pump chamber 45 is discharged from the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 101 and flows into the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 201 from the suction hole 52 and from the first opening 37 to the first valve of the exhaust valve 203. It flows into the chamber 36.

さらに、圧電ポンプ201のポンプ室45に流入した空気が吐出孔55から吐出され、第1連通孔27から逆止弁102の第3バルブ室26へ流入する。これにより、逆止弁202では第3バルブ室26の圧力が高まり、ダイヤフラム29における孔部29Aの周囲が突出部20から離間して逆止弁202が開く。   Further, the air that has flowed into the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 201 is discharged from the discharge hole 55 and flows from the first communication hole 27 into the third valve chamber 26 of the check valve 102. As a result, the pressure in the third valve chamber 26 is increased in the check valve 202, and the periphery of the hole 29 </ b> A in the diaphragm 29 is separated from the projecting portion 20 to open the check valve 202.

この結果、筐体110外部の空気が圧電ポンプ101、201から逆止弁102を経由してカフ109へ送出され、カフ109内の圧力(空気圧)が目標圧力まで高まる。   As a result, air outside the housing 110 is sent from the piezoelectric pumps 101 and 201 to the cuff 109 via the check valve 102, and the pressure (air pressure) in the cuff 109 increases to the target pressure.

ここで、S1(P1−d1)は、ダイヤフラム39の第1領域39Aに付与される力F1に相当する。また、S2(P1+P2−d1−d2−B1)は、ダイヤフラム39の第2領域39Bに付与される力F2に相当する。   Here, S1 (P1-d1) corresponds to the force F1 applied to the first region 39A of the diaphragm 39. S2 (P1 + P2-d1-d2-B1) corresponds to the force F2 applied to the second region 39B of the diaphragm 39.

すなわち、排気弁203の第1領域39Aおよび第2領域39Bは、F1>F2−F3の関係を満たすよう設けられている。そのため、気体制御装置200においても、圧電ポンプ101、201が動作している間に、排気弁103が意図せず開くことを防止できる。よって、気体制御装置200によれば、圧電ポンプ101、201が動作している間に、カフ109に充填されている空気が排気弁203を介して排出されることを防止できる。   That is, the first region 39A and the second region 39B of the exhaust valve 203 are provided so as to satisfy the relationship of F1> F2-F3. Therefore, also in the gas control apparatus 200, the exhaust valve 103 can be prevented from opening unintentionally while the piezoelectric pumps 101 and 201 are operating. Therefore, according to the gas control apparatus 200, it is possible to prevent the air filled in the cuff 109 from being discharged through the exhaust valve 203 while the piezoelectric pumps 101 and 201 are operating.

図13は、図9に示す圧電ポンプ101、201が動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。   FIG. 13 is an explanatory diagram showing the flow of air immediately after the operation of the piezoelectric pumps 101 and 201 shown in FIG.

次に、血圧の測定が終了すると、圧電ポンプ101、201は動作を停止する。ここで、圧電ポンプ101、201のそれぞれのポンプ室45と第1バルブ室36と第3バルブ室26との体積はカフ109の収容可能な空気の体積に比べて極めて小さい。   Next, when the blood pressure measurement ends, the piezoelectric pumps 101 and 201 stop operating. Here, the volumes of the pump chamber 45, the first valve chamber 36, and the third valve chamber 26 of the piezoelectric pumps 101 and 201 are extremely small compared to the volume of air that can be accommodated in the cuff 109.

そのため、圧電ポンプ101、201の動作が停止すると、逆止弁102の第3バルブ室26の空気は、圧電ポンプ201の吐出孔55、ポンプ室45、及び吸入孔52と圧電ポンプ101の吐出孔55、ポンプ室45、及び吸入孔52とを経由して吸入口107Aから筐体110の外部へ排出される。   Therefore, when the operations of the piezoelectric pumps 101 and 201 are stopped, the air in the third valve chamber 26 of the check valve 102 is discharged from the discharge hole 55, the pump chamber 45, the suction hole 52, and the discharge hole of the piezoelectric pump 101. 55, the air is discharged from the suction port 107A to the outside of the housing 110 via the pump chamber 45 and the suction hole 52.

同様に、圧電ポンプ101、201の動作が停止すると、排気弁203の第1バルブ室36の空気は、圧電ポンプ101の吐出孔55、ポンプ室45、及び吸入孔52を経由して吸入口107Aから筐体110の外部へ排出される。   Similarly, when the operations of the piezoelectric pumps 101 and 201 are stopped, the air in the first valve chamber 36 of the exhaust valve 203 passes through the discharge hole 55, the pump chamber 45, and the suction hole 52 of the piezoelectric pump 101, and the suction port 107A. To the outside of the housing 110.

一方、逆止弁102の第4バルブ室23及び排気弁203の第2開口部32の圧力は、カフ109の圧力と等しくなる。この結果、逆止弁102では、圧電ポンプ101、201の動作が停止すると、第3バルブ室26の圧力が第4バルブ室23の圧力より低下する。このため、ダイヤフラム29における孔部29Aの周囲が突出部20に接触し、逆止弁102が閉じる。   On the other hand, the pressure in the fourth valve chamber 23 of the check valve 102 and the second opening 32 of the exhaust valve 203 is equal to the pressure in the cuff 109. As a result, in the check valve 102, when the operations of the piezoelectric pumps 101 and 201 are stopped, the pressure in the third valve chamber 26 is lower than the pressure in the fourth valve chamber 23. For this reason, the periphery of the hole 29A in the diaphragm 29 comes into contact with the protruding portion 20, and the check valve 102 is closed.

同様に、排気弁203では、圧電ポンプ101、201の動作が停止すると、第1バルブ室36の圧力が第2開口部32の圧力より低下する。このため、排気弁203では、ダイヤフラム39が弁座30から離間して第2開口部32と第3開口部34とが第2バルブ室33を介して連通する。これにより、カフ109の空気が第2開口部32、第2バルブ室33、及び第3開口部34を経由して排気口106Bから急速に排出される。   Similarly, in the exhaust valve 203, when the operations of the piezoelectric pumps 101 and 201 are stopped, the pressure in the first valve chamber 36 is lower than the pressure in the second opening 32. For this reason, in the exhaust valve 203, the diaphragm 39 is separated from the valve seat 30 and the second opening 32 and the third opening 34 communicate with each other via the second valve chamber 33. As a result, the air in the cuff 109 is rapidly discharged from the exhaust port 106 </ b> B via the second opening 32, the second valve chamber 33, and the third opening 34.

ここで、気体制御装置200においても、排気弁203の第1開口部37が、圧電ポンプ101の吐出孔55と圧電ポンプ201の吸入孔52とに連通している。そのため、圧電ポンプ101、201が動作を停止した後、前述のダイヤフラム39の第1領域39Aの圧力が、圧電ポンプ101のポンプ室45に残留する圧力と等しくなる。   Here, also in the gas control apparatus 200, the first opening 37 of the exhaust valve 203 communicates with the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 101 and the suction hole 52 of the piezoelectric pump 201. Therefore, after the piezoelectric pumps 101 and 201 stop operating, the pressure in the first region 39A of the diaphragm 39 becomes equal to the pressure remaining in the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 101.

すなわち、圧電ポンプ101、201が動作を停止した後、ダイヤフラム39の第1領域39Aの圧力が、圧電ポンプ201のポンプ室45に残留する圧力と等しくなる場合に比べて排気弁203が開き易くなる。   That is, after the piezoelectric pumps 101 and 201 stop operating, the exhaust valve 203 is easier to open than when the pressure in the first region 39A of the diaphragm 39 becomes equal to the pressure remaining in the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 201. .

よって、圧電ポンプ101、201が動作を停止した後、カフ109の圧力が圧電ポンプ101のポンプ室45に残留する圧力まで低下する。すなわち、気体制御装置200では、血圧測定後、カフ109に充填された空気が排気弁203を介してより排出される。   Therefore, after the operation of the piezoelectric pumps 101 and 201 stops, the pressure of the cuff 109 decreases to the pressure remaining in the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 101. That is, in the gas control device 200, after the blood pressure measurement, the air filled in the cuff 109 is further discharged through the exhaust valve 203.

従って、気体制御装置200によれば、前記気体制御装置100と同様の効果を奏する。   Therefore, according to the gas control apparatus 200, there exists an effect similar to the said gas control apparatus 100.

なお、図8に示すように、逆止弁102を備えない気体制御装置100では、圧電ポンプ201の吐出孔55の直径や吸入孔52の直径が大きい程、圧電ポンプ101、201が動作を停止した後、カフ109の空気が圧電ポンプ201のポンプ室45を介して排気弁103の第1バルブ室36へ流入し易くなる。   As shown in FIG. 8, in the gas control apparatus 100 that does not include the check valve 102, the piezoelectric pumps 101 and 201 stop operating as the diameter of the discharge hole 55 and the suction hole 52 of the piezoelectric pump 201 are larger. After that, the air in the cuff 109 easily flows into the first valve chamber 36 of the exhaust valve 103 through the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 201.

これに対して、気体制御装置200は、圧電ポンプ101、201が動作を停止した後、カフ109に充填されている気体の大部分を排気弁203から吐出することができるので、より速やかにカフ109に充填されている気体を排出することができる。   On the other hand, the gas control apparatus 200 can discharge most of the gas filled in the cuff 109 from the exhaust valve 203 after the operation of the piezoelectric pumps 101 and 201 is stopped. The gas filled in 109 can be discharged.

すなわち、逆止弁102は、圧電ポンプ201の吐出孔55の直径や吸入孔52の直径が大きい気体制御装置において有効である。   That is, the check valve 102 is effective in a gas control device in which the diameter of the discharge hole 55 and the diameter of the suction hole 52 of the piezoelectric pump 201 are large.

《第3実施形態》
以下、本発明の第3実施形態に係る気体制御装置300について説明する。
図14は、本発明の第3実施形態に係る気体制御装置300の主要部の構成を示すブロック図である。気体制御装置300が前記気体制御装置100と相違する点は、圧電ポンプ301と排気弁303を備える点である。その他の構成については同じである。
<< Third Embodiment >>
Hereinafter, the gas control device 300 according to the third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of main parts of a gas control device 300 according to the third embodiment of the present invention. The gas control device 300 is different from the gas control device 100 in that a piezoelectric pump 301 and an exhaust valve 303 are provided. Other configurations are the same.

詳述すると、圧電ポンプ301の構造は、圧電ポンプ101の構造と同じである。
そして、圧電ポンプ101の動作時の吸入孔52と吐出孔55との圧力差をP1、圧電ポンプ101の動作時の圧力損失をd1、圧電ポンプ201の動作時の吸入孔52と吐出孔55との圧力差をP2、圧電ポンプ201の動作時の圧力損失をd2、圧電ポンプ301の動作時の吸入孔52と吐出孔55との圧力差をP3、圧電ポンプ301の動作時の圧力損失をd3、ダイヤフラム39の第1領域39Aの面積をS1、ダイヤフラム39の第2領域39Bの面積をS2、弁座30がダイヤフラム39を第1バルブ室36側へ押す力をF3としたとき、排気弁303の第1領域39Aおよび第2領域39Bは、S1(P1−d1)>S2(P1+P2+P3−d1−d2−d3)−F3の関係を満たすよう設けられている。その他の排気弁303の構造は、排気弁103の構造と同じである。
Specifically, the structure of the piezoelectric pump 301 is the same as that of the piezoelectric pump 101.
The pressure difference between the suction hole 52 and the discharge hole 55 during the operation of the piezoelectric pump 101 is P1, the pressure loss during the operation of the piezoelectric pump 101 is d1, and the suction hole 52 and the discharge hole 55 when the piezoelectric pump 201 is operated. P2 is the pressure difference during operation of the piezoelectric pump 201, d2 is the pressure loss during operation of the piezoelectric pump 201, P3 is the pressure difference between the suction hole 52 and the discharge hole 55 during operation of the piezoelectric pump 301, When the area of the first region 39A of the diaphragm 39 is S1, the area of the second region 39B of the diaphragm 39 is S2, and the force by which the valve seat 30 pushes the diaphragm 39 toward the first valve chamber 36 is F3, the exhaust valve 303 The first region 39A and the second region 39B are provided so as to satisfy the relationship of S1 (P1-d1)> S2 (P1 + P2 + P3-d1-d2-d3) -F3. The other structure of the exhaust valve 303 is the same as that of the exhaust valve 103.

ここで、図14に示すように、圧電ポンプ101、圧電ポンプ201、圧電ポンプ301、及びカフ109は、配管81、82、383、384及びゴム管109Aによって直列に接続されている。   Here, as shown in FIG. 14, the piezoelectric pump 101, the piezoelectric pump 201, the piezoelectric pump 301, and the cuff 109 are connected in series by pipes 81, 82, 383, and 384 and a rubber tube 109A.

これにより、圧電ポンプ101の吸入孔52は、筐体110の吸入口107Aを介して筐体110の外部に連通し、圧電ポンプ101の吐出孔55は、圧電ポンプ201の吸入孔52に連通している。また、圧電ポンプ201の吐出孔55は、圧電ポンプ301の吸入孔52に連通している。また、圧電ポンプ301の吐出孔55は、筐体110の接続口106Aを介してカフ109の内部に連通している。   Thus, the suction hole 52 of the piezoelectric pump 101 communicates with the outside of the housing 110 via the suction port 107A of the housing 110, and the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 101 communicates with the suction hole 52 of the piezoelectric pump 201. ing. Further, the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 201 communicates with the suction hole 52 of the piezoelectric pump 301. Further, the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 301 communicates with the inside of the cuff 109 via the connection port 106 </ b> A of the housing 110.

そして、排気弁303の第1開口部37は、圧電ポンプ101の吐出孔55と圧電ポンプ201の吸入孔52とに連通している。また、排気弁303の第2開口部32は、圧電ポンプ301の吐出孔55に連通し、筐体110の接続口106Aを介してカフ109の内部に連通している。排気弁303の第3開口部34は、筐体110の接続口106Aを介して筐体110の外部に連通している。   The first opening 37 of the exhaust valve 303 communicates with the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 101 and the suction hole 52 of the piezoelectric pump 201. Further, the second opening 32 of the exhaust valve 303 communicates with the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 301 and communicates with the inside of the cuff 109 via the connection port 106 </ b> A of the housing 110. The third opening 34 of the exhaust valve 303 communicates with the outside of the housing 110 through the connection port 106 </ b> A of the housing 110.

以上のように、同じ構造の圧電ポンプを3個直列にカフ109に接続することで最大吐出圧力が、1個の圧電ポンプをカフ109に接続した場合の約3倍に増加する。ただし、圧電ポンプ101、201、301が動作を停止した後、圧電ポンプ301のポンプ室45に残留する圧力も、圧電ポンプ101のポンプ室45に残留する圧力の約3倍に増加する。   As described above, connecting the three piezoelectric pumps having the same structure in series to the cuff 109 increases the maximum discharge pressure to about three times that when one piezoelectric pump is connected to the cuff 109. However, after the operation of the piezoelectric pumps 101, 201, 301 stops, the pressure remaining in the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 301 also increases approximately three times the pressure remaining in the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 101.

次に、血圧測定時における気体制御装置300の動作について説明する。
図15は、図14に示す圧電ポンプ101、201、301が動作している時の空気の流れを示す説明図である。
Next, the operation of the gas control device 300 during blood pressure measurement will be described.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing the air flow when the piezoelectric pumps 101, 201, and 301 shown in FIG. 14 are operating.

圧電ポンプ101、201、301が動作を開始すると、筐体110外部の空気が吸入口107Aから吸入され、吸入孔52から圧電ポンプ101のポンプ室45へ流入する。そして、ポンプ室45に流入した空気が圧電ポンプ101の吐出孔55から吐出され、吸入孔52から圧電ポンプ201のポンプ室45へ流入するとともに、第1開口部37から排気弁303の第1バルブ室36へ流入する。   When the piezoelectric pumps 101, 201, and 301 start operating, air outside the housing 110 is sucked from the suction port 107 </ b> A and flows into the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 101 from the suction hole 52. The air flowing into the pump chamber 45 is discharged from the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 101 and flows into the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 201 from the suction hole 52 and from the first opening 37 to the first valve of the exhaust valve 303. It flows into the chamber 36.

さらに、圧電ポンプ201のポンプ室45に流入した空気が吐出孔55から吐出され、吸入孔52から圧電ポンプ301のポンプ室45へ流入する。さらに、圧電ポンプ301のポンプ室45に流入した空気が吐出孔55から吐出され、カフ109へ送出される。   Further, the air that has flowed into the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 201 is discharged from the discharge hole 55 and flows into the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 301 from the suction hole 52. Further, the air flowing into the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 301 is discharged from the discharge hole 55 and sent to the cuff 109.

この結果、筐体110外部の空気が圧電ポンプ101、201、301からカフ109へ送出され、カフ109内の圧力(空気圧)が目標圧力まで高まる。   As a result, the air outside the housing 110 is sent from the piezoelectric pumps 101, 201, 301 to the cuff 109, and the pressure (air pressure) in the cuff 109 increases to the target pressure.

ここで、S1(P1−d1)は、ダイヤフラム39の第1領域39Aに付与される力F1に相当する。また、S2(P1+P2+P3−d1−d2−d3)は、ダイヤフラム39の第2領域39Bに付与される力F2に相当する。   Here, S1 (P1-d1) corresponds to the force F1 applied to the first region 39A of the diaphragm 39. S2 (P1 + P2 + P3-d1-d2-d3) corresponds to the force F2 applied to the second region 39B of the diaphragm 39.

すなわち、排気弁303の第1領域39Aおよび第2領域39Bは、F1>F2−F3の関係を満たすよう設けられている。そのため、気体制御装置300においても、圧電ポンプ101、201、301が動作している間に、排気弁303が意図せず開くことを防止できる。すなわち、気体制御装置300によれば、圧電ポンプ101、201、301が動作している間に、カフ109に充填されている空気が排気弁303を介して排出されることを防止できる。   That is, the first region 39A and the second region 39B of the exhaust valve 303 are provided so as to satisfy the relationship of F1> F2-F3. Therefore, also in the gas control device 300, the exhaust valve 303 can be prevented from opening unintentionally while the piezoelectric pumps 101, 201, 301 are operating. That is, according to the gas control device 300, the air filled in the cuff 109 can be prevented from being discharged through the exhaust valve 303 while the piezoelectric pumps 101, 201, and 301 are operating.

図16は、図14に示す圧電ポンプ101、201、301が動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。   FIG. 16 is an explanatory diagram showing the flow of air immediately after the operation of the piezoelectric pumps 101, 201, 301 shown in FIG.

次に、血圧の測定が終了すると、圧電ポンプ101、201、301は動作を停止する。ここで、圧電ポンプ101、201、301の動作が停止すると、前記第1実施形態と同様に、排気弁303の第1バルブ室36の空気は、圧電ポンプ101の吐出孔55、ポンプ室45、及び吸入孔52を経由して吸入口107Aから筐体110の外部へ排出される。   Next, when the blood pressure measurement ends, the piezoelectric pumps 101, 201, and 301 stop operating. Here, when the operation of the piezoelectric pumps 101, 201, 301 is stopped, the air in the first valve chamber 36 of the exhaust valve 303 is discharged from the discharge hole 55, the pump chamber 45, the piezoelectric pump 101, as in the first embodiment. Then, the air is discharged from the suction port 107A to the outside of the housing 110 via the suction hole 52.

一方、排気弁303の第2開口部32の圧力は、カフ109の圧力と等しくなる。この結果、排気弁303では、第1バルブ室36の圧力が第2開口部32の圧力より低下する。このため、排気弁303では、ダイヤフラム39が弁座30から離間して第2開口部32と第3開口部34とが第2バルブ室33を介して連通する。これにより、カフ109の空気が第2開口部32、第2バルブ室33、及び第3開口部34を経由して排気口106Bから急速に排出される。   On the other hand, the pressure in the second opening 32 of the exhaust valve 303 is equal to the pressure in the cuff 109. As a result, in the exhaust valve 303, the pressure in the first valve chamber 36 is lower than the pressure in the second opening 32. Therefore, in the exhaust valve 303, the diaphragm 39 is separated from the valve seat 30 and the second opening 32 and the third opening 34 communicate with each other via the second valve chamber 33. As a result, the air in the cuff 109 is rapidly discharged from the exhaust port 106 </ b> B via the second opening 32, the second valve chamber 33, and the third opening 34.

ここで、気体制御装置300においても、排気弁303の第1開口部37が、圧電ポンプ101の吐出孔55と圧電ポンプ201の吸入孔52とに連通している。そのため、圧電ポンプ101、201、301が動作を停止した後、前述のダイヤフラム39の第1領域39Aは、圧電ポンプ101のポンプ室45に残留する圧力と等しくなる。   Here, also in the gas control device 300, the first opening 37 of the exhaust valve 303 communicates with the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 101 and the suction hole 52 of the piezoelectric pump 201. Therefore, after the piezoelectric pumps 101, 201, 301 stop operating, the first region 39 </ b> A of the diaphragm 39 described above becomes equal to the pressure remaining in the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 101.

すなわち、圧電ポンプ101、201、301が動作を停止した後、前述のダイヤフラム39の第1領域39Aが、圧電ポンプ301のポンプ室45に残留する圧力と等しくなる場合に比べて排気弁303が極めて開き易くなる。   That is, after the operation of the piezoelectric pumps 101, 201, 301 is stopped, the exhaust valve 303 is extremely different from the case where the first region 39A of the diaphragm 39 becomes equal to the pressure remaining in the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 301. It becomes easy to open.

よって、圧電ポンプ101、201、301が動作を停止した後、カフ109の圧力が圧電ポンプ101のポンプ室45に残留する圧力まで低下する。すなわち、気体制御装置300では、血圧測定後、カフ109に充填された空気が排気弁303を介してより排出される。   Therefore, after the operation of the piezoelectric pumps 101, 201, 301 stops, the pressure of the cuff 109 decreases to the pressure remaining in the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 101. That is, in the gas control device 300, after the blood pressure measurement, the air filled in the cuff 109 is further discharged through the exhaust valve 303.

従って、気体制御装置300によれば、前記気体制御装置100と同様の効果を奏する。   Therefore, according to the gas control device 300, the same effect as the gas control device 100 can be obtained.

《第4実施形態》
以下、本発明の第4実施形態に係る気体制御装置400について説明する。
図17は、本発明の第4実施形態に係る気体制御装置400の主要部の構成を示すブロック図である。気体制御装置400が前記気体制御装置100と相違する点は、同じ構造の圧電ポンプがn個直列に接続されている点と排気弁403を備える点である。nは4以上の整数である。その他の構成については同じである。
<< 4th Embodiment >>
Hereinafter, the gas control apparatus 400 which concerns on 4th Embodiment of this invention is demonstrated.
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of main parts of a gas control device 400 according to the fourth embodiment of the present invention. The gas control device 400 is different from the gas control device 100 in that n piezoelectric pumps having the same structure are connected in series and an exhaust valve 403 is provided. n is an integer of 4 or more. Other configurations are the same.

なお、図17において、圧電ポンプ101は1段目の圧電ポンプであり、圧電ポンプ201は2段目の圧電ポンプであり、圧電ポンプ801はn段目の圧電ポンプである。図17において3段目からn−1段目までの圧電ポンプは、図示を省略している。   In FIG. 17, the piezoelectric pump 101 is a first stage piezoelectric pump, the piezoelectric pump 201 is a second stage piezoelectric pump, and the piezoelectric pump 801 is an nth stage piezoelectric pump. In FIG. 17, the piezoelectric pumps from the third stage to the (n−1) th stage are not shown.

詳述すると、t(tは2からn−1までの整数)段目の圧電ポンプの構造は、1段目の圧電ポンプ101の構造と同じである。そのため、t段目の圧電ポンプは、第t吸入孔52と第tポンプ室45と第t吐出孔55とを有する。同様に、n段目の圧電ポンプ801の構造も、1段目の圧電ポンプ101の構造と同じである。そのため、n段目の圧電ポンプ801は、第n吸入孔52と第nポンプ室45と第n吐出孔55とを有する。   More specifically, the structure of the piezoelectric pump at the t stage (t is an integer from 2 to n−1) is the same as the structure of the piezoelectric pump 101 at the first stage. Therefore, the t-stage piezoelectric pump includes a t-th suction hole 52, a t-th pump chamber 45, and a t-th discharge hole 55. Similarly, the structure of the n-th stage piezoelectric pump 801 is the same as the structure of the first-stage piezoelectric pump 101. Therefore, the nth stage piezoelectric pump 801 has an nth suction hole 52, an nth pump chamber 45, and an nth discharge hole 55.

そして、圧電ポンプ101の動作時の吸入孔52と吐出孔55との圧力差をP1、圧電ポンプ101の動作時の圧力損失をd1、圧電ポンプ801の動作時の吸入孔52と吐出孔55との圧力差をPn、圧電ポンプ801の動作時の圧力損失をdn、ダイヤフラム39の第1領域39Aの面積をS1、ダイヤフラム39の第2領域39Bの面積をS2、弁座30がダイヤフラム39を第1バルブ室36側へ押す力をF3としたとき、排気弁403の第1領域39Aおよび第2領域39Bは、   The pressure difference between the suction hole 52 and the discharge hole 55 during the operation of the piezoelectric pump 101 is P1, the pressure loss during the operation of the piezoelectric pump 101 is d1, and the suction hole 52 and the discharge hole 55 when the piezoelectric pump 801 is operated. Pn, pressure loss during operation of the piezoelectric pump 801, dn, the area of the first region 39A of the diaphragm 39 is S1, the area of the second region 39B of the diaphragm 39 is S2, and the valve seat 30 is the diaphragm 39. When the force pushing toward the one valve chamber 36 is F3, the first region 39A and the second region 39B of the exhaust valve 403 are

の関係を満たすよう設けられている。その他の排気弁403の構造は、排気弁103の構造と同じである。なお、F3は0(N)に設定することも可能であるため、F3が0(N)になる場合は数式2からF3を省いてもよい。   It is provided to satisfy the relationship. The other structure of the exhaust valve 403 is the same as that of the exhaust valve 103. Since F3 can also be set to 0 (N), when F3 becomes 0 (N), F3 may be omitted from Equation 2.

ここで、図17に示すように、圧電ポンプ101、201、・・・、801、及びカフ109は、配管81、82、384及びゴム管109Aによって直列に接続されている。   Here, as shown in FIG. 17, the piezoelectric pumps 101, 201,..., 801 and the cuff 109 are connected in series by pipes 81, 82, 384 and a rubber tube 109A.

そのため、圧電ポンプ101の吸入孔52は、筐体110の吸入口107Aを介して筐体110の外部に連通している。また、t−1段目の圧電ポンプの吐出孔55は、t段目の圧電ポンプの吸入孔52に連通する。また、n−1段目の圧電ポンプの吐出孔55は、n段目の圧電ポンプ801の吸入孔52に連通している。また、n段目の圧電ポンプ801の吐出孔55は、筐体110の接続口106Aを介してカフ109の内部に連通している。   Therefore, the suction hole 52 of the piezoelectric pump 101 communicates with the outside of the housing 110 via the suction port 107 </ b> A of the housing 110. Further, the discharge hole 55 of the t-1 stage piezoelectric pump communicates with the suction hole 52 of the t stage piezoelectric pump. Further, the discharge hole 55 of the (n−1) th stage piezoelectric pump communicates with the suction hole 52 of the nth stage piezoelectric pump 801. Further, the discharge hole 55 of the nth stage piezoelectric pump 801 communicates with the inside of the cuff 109 via the connection port 106 </ b> A of the housing 110.

そして、排気弁403の第1開口部37は、圧電ポンプ101の吐出孔55と圧電ポンプ201の吸入孔52とに連通している。また、排気弁403の第2開口部32は、圧電ポンプ801の吐出孔55に連通し、筐体110の接続口106Aを介してカフ109の内部に連通している。排気弁403の第3開口部34は、筐体110の排気口106Bを介して筐体110の外部に連通している。   The first opening 37 of the exhaust valve 403 communicates with the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 101 and the suction hole 52 of the piezoelectric pump 201. Further, the second opening 32 of the exhaust valve 403 communicates with the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 801 and communicates with the inside of the cuff 109 via the connection port 106 </ b> A of the housing 110. The third opening 34 of the exhaust valve 403 communicates with the outside of the housing 110 through the exhaust port 106 </ b> B of the housing 110.

以上のように、同じ構造の圧電ポンプをn個直列にカフ109に接続することで最大吐出圧力が、1個の圧電ポンプをカフ109に接続した場合の約n倍に増加する。ただし、圧電ポンプ101、201、・・・、801が動作を停止した後、圧電ポンプ801のポンプ室45に残留する圧力も、圧電ポンプ101のポンプ室45に残留する圧力の約n倍に増加する。   As described above, by connecting n piezoelectric pumps having the same structure in series to the cuff 109, the maximum discharge pressure is increased to about n times that when one piezoelectric pump is connected to the cuff 109. However, after the operation of the piezoelectric pumps 101, 201,... 801 stops, the pressure remaining in the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 801 also increases to about n times the pressure remaining in the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 101. To do.

次に、血圧測定時における気体制御装置400の動作について説明する。
図18は、図17に示す圧電ポンプ101、201、・・・、801が動作している時の空気の流れを示す説明図である。
Next, the operation of the gas control device 400 during blood pressure measurement will be described.
FIG. 18 is an explanatory diagram showing the flow of air when the piezoelectric pumps 101, 201,..., 801 shown in FIG.

圧電ポンプ101、201、・・・、801が動作を開始すると、筐体110外部の空気が吸入口107Aから吸入され、吸入孔52から圧電ポンプ101のポンプ室45へ流入する。そして、ポンプ室45に流入した空気が圧電ポンプ101の吐出孔55から吐出され、吸入孔52から圧電ポンプ201のポンプ室45へ流入するとともに、第1開口部37から排気弁403の第1バルブ室36へ流入する。   When the piezoelectric pumps 101, 201,... 801 start operating, air outside the housing 110 is sucked from the suction port 107 </ b> A and flows into the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 101 from the suction hole 52. The air flowing into the pump chamber 45 is discharged from the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 101 and flows into the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 201 from the suction hole 52 and from the first opening 37 to the first valve of the exhaust valve 403. It flows into the chamber 36.

さらに、圧電ポンプ201のポンプ室45に流入した空気が吐出孔55から吐出され、3段目からn−1段目までの圧電ポンプのポンプ室45を経て、圧電ポンプ801の吸入孔52から圧電ポンプ801のポンプ室45へ流入する。さらに、圧電ポンプ801のポンプ室45に流入した空気が吐出孔55から吐出され、カフ109へ送出される。   Further, the air flowing into the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 201 is discharged from the discharge hole 55, passes through the pump chamber 45 of the piezoelectric pump from the third stage to the (n−1) th stage, and passes through the suction hole 52 of the piezoelectric pump 801. It flows into the pump chamber 45 of the pump 801. Further, the air flowing into the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 801 is discharged from the discharge hole 55 and sent to the cuff 109.

この結果、筐体110外部の空気が圧電ポンプ101、201、・・・、801からカフ109へ送出され、カフ109内の圧力(空気圧)が目標圧力まで高まる。   As a result, air outside the housing 110 is sent from the piezoelectric pumps 101, 201,..., 801 to the cuff 109, and the pressure (air pressure) in the cuff 109 increases to the target pressure.

なお、排気弁403の第1領域39Aおよび第2領域39Bは、前述したように、数式2の関係を満たすよう設けられている。すなわち、排気弁403の第1領域39Aおよび第2領域39Bは、F1>F2−F3の関係を満たすよう設けられている。   Note that the first region 39A and the second region 39B of the exhaust valve 403 are provided so as to satisfy the relationship of Expression 2 as described above. That is, the first region 39A and the second region 39B of the exhaust valve 403 are provided so as to satisfy the relationship of F1> F2-F3.

そのため、気体制御装置400においても、圧電ポンプ101、201、・・・、801が動作している間に、排気弁403が意図せず開くことを防止できる。すなわち、気体制御装置400によれば、圧電ポンプ101、201、・・・、801が動作している間に、カフ109に充填されている空気が排気弁403を介して排出されることを防止できる。   Therefore, also in the gas control device 400, the exhaust valve 403 can be prevented from opening unintentionally while the piezoelectric pumps 101, 201,. That is, according to the gas control device 400, the air filled in the cuff 109 is prevented from being discharged through the exhaust valve 403 while the piezoelectric pumps 101, 201,. it can.

図19は、図17に示す圧電ポンプ101、201、・・・、801が動作を停止した直後の空気の流れを示す説明図である。   FIG. 19 is an explanatory diagram showing the air flow immediately after the operation of the piezoelectric pumps 101, 201,..., 801 shown in FIG.

次に、血圧の測定が終了すると、圧電ポンプ101、201、・・・、801は動作を停止する。ここで、圧電ポンプ101、201、・・・、801の動作が停止すると、前記第1実施形態と同様に、排気弁403の第1バルブ室36の空気は、圧電ポンプ101の吐出孔55、ポンプ室45、及び吸入孔52を経由して吸入口107Aから筐体110の外部へ排出される。   Next, when the blood pressure measurement is completed, the operation of the piezoelectric pumps 101, 201,. Here, when the operations of the piezoelectric pumps 101, 201,..., 801 are stopped, the air in the first valve chamber 36 of the exhaust valve 403 is discharged from the discharge holes 55 of the piezoelectric pump 101, as in the first embodiment. The air is discharged from the suction port 107 </ b> A to the outside of the housing 110 via the pump chamber 45 and the suction hole 52.

一方、排気弁403の第2開口部32の圧力は、カフ109の圧力と等しくなる。この結果、排気弁403では、第1バルブ室36の圧力が第2開口部32の圧力より低下する。このため、排気弁403では、ダイヤフラム39が弁座30から離間して第2開口部32と第3開口部34とが第2バルブ室33を介して連通する。これにより、カフ109の空気が第2開口部32、第2バルブ室33、及び第3開口部34を経由して排気口106Bから急速に排出される。   On the other hand, the pressure in the second opening 32 of the exhaust valve 403 is equal to the pressure in the cuff 109. As a result, in the exhaust valve 403, the pressure in the first valve chamber 36 is lower than the pressure in the second opening 32. For this reason, in the exhaust valve 403, the diaphragm 39 is separated from the valve seat 30 and the second opening 32 and the third opening 34 communicate with each other via the second valve chamber 33. As a result, the air in the cuff 109 is rapidly discharged from the exhaust port 106 </ b> B via the second opening 32, the second valve chamber 33, and the third opening 34.

ここで、気体制御装置400においても、排気弁403の第1開口部37が、圧電ポンプ101の吐出孔55と圧電ポンプ201の吸入孔52とに連通している。そのため、圧電ポンプ101、201、・・・、801が動作を停止した後、前述のダイヤフラム39の第1領域39Aは、1段目の圧電ポンプ101のポンプ室45に残留する圧力と等しくなる。   Here, also in the gas control device 400, the first opening 37 of the exhaust valve 403 communicates with the discharge hole 55 of the piezoelectric pump 101 and the suction hole 52 of the piezoelectric pump 201. Therefore, after the operation of the piezoelectric pumps 101, 201,..., 801 stops, the first region 39A of the diaphragm 39 becomes equal to the pressure remaining in the pump chamber 45 of the first-stage piezoelectric pump 101.

すなわち、圧電ポンプ101、201、・・・、801が動作を停止した後、ダイヤフラム39の第1領域39Aの圧力が、n段目の圧電ポンプ801のポンプ室45に残留する圧力と等しくなる場合に比べて排気弁403が極めて開き易くなる。   That is, after the piezoelectric pumps 101, 201,... 801 stop operating, the pressure in the first region 39A of the diaphragm 39 becomes equal to the pressure remaining in the pump chamber 45 of the nth stage piezoelectric pump 801. The exhaust valve 403 is much easier to open than

よって、圧電ポンプ101、201、・・・、801が動作を停止した後、カフ109の圧力が圧電ポンプ101のポンプ室45に残留する圧力まで低下する。すなわち、気体制御装置400では、血圧測定後、カフ109に充填された空気が排気弁403を介してより排出される。   Therefore, after the operation of the piezoelectric pumps 101, 201,... 801 stops, the pressure of the cuff 109 decreases to the pressure remaining in the pump chamber 45 of the piezoelectric pump 101. That is, in the gas control device 400, after the blood pressure measurement, the air filled in the cuff 109 is further discharged through the exhaust valve 403.

従って、図17示すようにn個の圧電ポンプを直列に接続した気体制御装置400でも、前記気体制御装置100と同様の効果を奏する。   Therefore, as shown in FIG. 17, the gas control device 400 in which n piezoelectric pumps are connected in series has the same effect as the gas control device 100.

なお、本実施形態では、排気弁403の第1開口部37が、1段目の圧電ポンプ101の吐出孔55と2段目の圧電ポンプ201の吸入孔52とに連通しているが、これに限るものではない。実施の際は、排気弁403の第1開口部37が、m−1段目の圧電ポンプの吐出孔55とm段目の圧電ポンプの吸入孔52とに連通していてもよい。ここで、mは2以上n以下の整数である。   In the present embodiment, the first opening 37 of the exhaust valve 403 communicates with the discharge hole 55 of the first-stage piezoelectric pump 101 and the suction hole 52 of the second-stage piezoelectric pump 201. It is not limited to. In implementation, the first opening 37 of the exhaust valve 403 may communicate with the discharge hole 55 of the m−1th stage piezoelectric pump and the suction hole 52 of the mth stage piezoelectric pump. Here, m is an integer of 2 or more and n or less.

この構成では、圧電ポンプ101、201、・・・、801が動作を停止した後、前述のダイヤフラム39の第1領域39Aは、m−1段目の圧電ポンプのポンプ室45に残留する圧力と等しくなる。   In this configuration, after the piezoelectric pumps 101, 201,..., 801 stop operating, the first region 39A of the diaphragm 39 described above is the pressure remaining in the pump chamber 45 of the m−1th stage piezoelectric pump. Will be equal.

すなわち、圧電ポンプ101、201、・・・、801が動作を停止した後、ダイヤフラム39の第1領域39Aの圧力が、n段目の圧電ポンプ801のポンプ室45に残留する圧力と等しくなる場合に比べて排気弁403が開き易くなる。   That is, after the piezoelectric pumps 101, 201,... 801 stop operating, the pressure in the first region 39A of the diaphragm 39 becomes equal to the pressure remaining in the pump chamber 45 of the nth stage piezoelectric pump 801. The exhaust valve 403 is easier to open than

よって、圧電ポンプ101、201、・・・、801が動作を停止した後、カフ109の圧力がm−1段目の圧電ポンプのポンプ室45に残留する圧力まで低下する。すなわち、この構成でも、血圧測定後、カフ109に充填された空気が排気弁403を介してより排出される。   Therefore, after the operation of the piezoelectric pumps 101, 201,..., 801 stops, the pressure of the cuff 109 decreases to the pressure remaining in the pump chamber 45 of the m−1 stage piezoelectric pump. That is, even in this configuration, after the blood pressure measurement, the air filled in the cuff 109 is further discharged through the exhaust valve 403.

《その他の実施形態》
なお、前記各実施形態では気体として空気を用いているが、これに限るものではない。当該気体が、空気以外の他の気体であっても適用できる。
<< Other Embodiments >>
In each of the above embodiments, air is used as a gas, but the present invention is not limited to this. The gas can be applied even if it is a gas other than air.

また、前記各実施形態では気体貯蔵部としてカフを用いているが、これに限るものではない。当該気体貯蔵部が、カフ以外のものであっても適用できる。   Moreover, in each said embodiment, although the cuff is used as a gas storage part, it does not restrict to this. The gas storage unit is applicable even if it is other than the cuff.

また、前記各実施形態ではポンプの駆動源として圧電素子42を設けたが、これに限るものではない。例えば、電磁駆動で動作するポンプを使用してもよい。   In each of the above embodiments, the piezoelectric element 42 is provided as a pump drive source, but the present invention is not limited to this. For example, a pump that operates by electromagnetic drive may be used.

また、前記各実施形態ではユニモルフ型の圧電振動子を使用しているが、これに限るものではない。振動板41の両面に圧電素子42を設けたバイモルフ型の圧電振動子を使用してもよい。   In each of the above embodiments, a unimorph type piezoelectric vibrator is used, but the present invention is not limited to this. A bimorph type piezoelectric vibrator in which the piezoelectric elements 42 are provided on both surfaces of the vibration plate 41 may be used.

また、前記各実施形態において、圧電素子42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いてもよい。   Moreover, in each said embodiment, although the piezoelectric element 42 consists of lead zirconate titanate ceramics, it is not restricted to this. For example, it may be made of a lead-free piezoelectric ceramic piezoelectric material such as potassium sodium niobate and alkali niobate ceramics.

また、前記各実施形態では円板状の圧電アクチュエータ40を用いたが、これに限るものではない。例えば、圧電アクチュエータ40の形状が矩形板状や多角板状、楕円板状であってもよい。   In each of the above embodiments, the disk-shaped piezoelectric actuator 40 is used, but the present invention is not limited to this. For example, the shape of the piezoelectric actuator 40 may be a rectangular plate shape, a polygonal plate shape, or an elliptical plate shape.

また、前記各実施形態では、圧電アクチュエータ40の屈曲振動に伴って可撓板51が屈曲振動する例を示したが、これに限るものではない。実施の際は、圧電アクチュエータ40のみが屈曲振動してもよく、必ずしも可撓板51が、圧電アクチュエータ40の屈曲振動に伴って屈曲振動しなくても良い。   Further, in each of the above embodiments, the example in which the flexible plate 51 bends and vibrates with the bending vibration of the piezoelectric actuator 40 has been described, but the present invention is not limited to this. In implementation, only the piezoelectric actuator 40 may bend and vibrate, and the flexible plate 51 may not necessarily bend and vibrate with the bending vibration of the piezoelectric actuator 40.

また、前記各実施形態において排気弁103、203、303、403では、第2開口部32をカフ109に接続して第3開口部34が排気口106Bに接続しているが、第3開口部34を第2開口部32の位置に配置した状態でカフ109に接続し、第2開口部32を第3開口部34の位置に配置した状態で排気口106Bに接続しても構わない。この接続方法では、体動などでカフ109の圧力が変動した場合でも、意図しない排気が発生し難いという効果を奏する。   In each of the above embodiments, the exhaust valves 103, 203, 303, and 403 have the second opening 32 connected to the cuff 109 and the third opening 34 connected to the exhaust port 106B. 34 may be connected to the cuff 109 with the second opening 32 disposed at the position of the second opening 32, and may be connected to the exhaust port 106 </ b> B with the second opening 32 disposed at the position of the third opening 34. In this connection method, even when the pressure of the cuff 109 fluctuates due to body movement or the like, there is an effect that unintended exhaust is hardly generated.

また、前記各実施形態においてカフ109はひとつの接続口106Aを有し、ポンプと排気弁とは共通の配管83でもってカフ109と接続しているが、これに限るものではない。例えば、カフ109は2つの接続口を有し、ポンプと排気弁とを別々の配管でもって接続してもよい。   Further, in each of the above embodiments, the cuff 109 has one connection port 106A, and the pump and the exhaust valve are connected to the cuff 109 through a common pipe 83, but this is not restrictive. For example, the cuff 109 may have two connection ports, and the pump and the exhaust valve may be connected by separate pipes.

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.

20…突出部
21…上弁筐体
23…第4バルブ室
24…第2連通孔
25…下弁筐体
26…第3バルブ室
27…第1連通孔
29…ダイヤフラム
29A…孔部
30…弁座
31…上弁筐体
32…第2開口部
33…空気タンク
34…第3開口部
35…下弁筐体
36…第1バルブ室
37…第1開口部
39…ダイヤフラム
39A…第1領域
39B…第2領域
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…吸入孔
53A、53B、53C…スペーサ
54…蓋板
55…吐出孔
56…可動部
57…固定部
60…振動板ユニット
61…枠板
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…ポンプ筐体
81、82、83、84、283、284、383、384…配管
91…基板
92…開口部
100、200、300、400…気体制御装置
101、201、301、801…圧電ポンプ
102…逆止弁
103、203、303、403…排気弁
106A…接続口
106B…排気口
107A…吸入口
107B…排気口
109…カフ
109A…ゴム管
110…筐体
202…逆止弁
900…多段式圧縮機
903…低圧側圧縮部
904…シリンダ
905A、905B…孔
906…ピストン
907…圧縮室
910A、910B…孔
912…吸込室
913…吐出室
914、915…弁
916…高圧側圧縮部
917…シリンダ
918A、918B…孔
919…ピストン
920…圧縮室
922A、922B…孔
923…吸込室
924…吐出室
925、926…弁
931、932…配管
933…空気タンク
950…気体制御装置
959…気体貯蔵部
20 ... Projection 21 ... Upper valve housing 23 ... Fourth valve chamber 24 ... Second communication hole 25 ... Lower valve housing 26 ... Third valve chamber 27 ... First communication hole 29 ... Diaphragm 29A ... Hole 30 ... Valve Seat 31 ... Upper valve housing 32 ... Second opening 33 ... Air tank 34 ... Third opening 35 ... Lower valve housing 36 ... First valve chamber 37 ... First opening 39 ... Diaphragm 39A ... First region 39B ... 2nd area | region 40 ... Piezoelectric actuator 41 ... Vibrating plate 42 ... Piezoelectric element 43 ... Reinforcement plate 45 ... Pump chamber 51 ... Flexible plate 52 ... Suction hole 53A, 53B, 53C ... Spacer 54 ... Cover plate 55 ... Discharge hole 56 ... Movable portion 57 ... fixed portion 60 ... diaphragm unit 61 ... frame plate 62 ... connecting portion 63 ... external terminal 70 ... electrode conduction plate 71 ... frame portion 72 ... external terminal 73 ... internal terminal 80 ... pump housings 81, 82, 83, 84, 283, 284, 383, 3 4 ... Piping 91 ... Substrate 92 ... Openings 100, 200, 300, 400 ... Gas control devices 101, 201, 301, 801 ... Piezoelectric pump 102 ... Check valves 103, 203, 303, 403 ... Exhaust valve 106A ... Connection port 106B ... Exhaust port 107A ... Suction port 107B ... Exhaust port 109 ... Cuff 109A ... Rubber tube 110 ... Case 202 ... Check valve 900 ... Multi-stage compressor 903 ... Low pressure side compressor 904 ... Cylinders 905A, 905B ... Hole 906 ... Piston 907 ... Compression chamber 910A, 910B ... Hole 912 ... Suction chamber 913 ... Discharge chamber 914, 915 ... Valve 916 ... High pressure side compression part 917 ... Cylinder 918A, 918B ... Hole 919 ... Piston 920 ... Compression chamber 922A, 922B ... Hole 923 ... Suction chamber 924 ... Discharge chambers 925 and 926 ... Valves 931 and 932 ... Pipe 933 ... Air tank 950 ... Body controller 959 ... gas storage unit

Claims (5)

気体の第1吸入孔と前記気体が通過する第1ポンプ室と前記気体の第1吐出孔とを有する第1ポンプと、
前記気体の第2吸入孔と前記気体が通過する第2ポンプ室と前記気体の第2吐出孔とを有し、前記第2吸入孔が前記第1吐出孔に連通し、前記気体を貯蔵する気体貯蔵部に前記第2吐出孔が接続される第2ポンプと、
前記第2吸入孔と連通する第1開口部と、前記気体貯蔵部に接続される第2開口部と、第3開口部と、前記第2開口部と前記第3開口部との間に位置する弁座と、を有する弁筐体と、前記弁筐体内を分割して、前記第1開口部と連通する第1バルブ室と、前記第2開口部及び第3開口部と連通する第2バルブ室と、を前記弁筐体とともに構成する弁体と、を有する排気弁と、を備え、
前記第1ポンプの動作時の前記第1吸入孔と前記第1吐出孔との最大圧力差をP1、前記第1ポンプの動作時の前記第1吸入孔から前記第1吐出孔までの圧力損失をd1、前記第2ポンプの動作時の前記第2吸入孔と前記第2吐出孔との最大圧力差をP2、前記第2ポンプの動作時の前記第2吸入孔から前記第2吐出孔までの圧力損失をd2、前記第1バルブ室に面する前記弁体の第1領域の面積をS1、前記第2開口部に面する前記弁体の第2領域の面積をS2としたとき、前記第1領域に付与される力および前記第2領域に付与される力は、S1(P1−d1)>S2(P1+P2−d1−d2)の関係を満たすよう設けられている、気体制御装置。
A first pump having a first suction hole for gas, a first pump chamber through which the gas passes, and a first discharge hole for the gas;
The second suction hole has a second pump chamber through which the gas passes and the second discharge hole for the gas, and the second suction hole communicates with the first discharge hole to store the gas. A second pump in which the second discharge hole is connected to a gas storage unit;
Positioned between the first opening communicating with the second suction hole, the second opening connected to the gas storage section, the third opening, and the second opening and the third opening. A valve housing having a valve seat, a first valve chamber that divides the inside of the valve housing and communicates with the first opening, and a second that communicates with the second opening and the third opening. An exhaust valve having a valve chamber, and a valve body configured with the valve housing,
The maximum pressure difference between the first suction hole and the first discharge hole during operation of the first pump is P1, and the pressure loss from the first suction hole to the first discharge hole during operation of the first pump D1, the maximum pressure difference between the second suction hole and the second discharge hole during operation of the second pump is P2, and from the second suction hole to the second discharge hole during operation of the second pump. When the pressure loss is d2, the area of the first region of the valve body facing the first valve chamber is S1, and the area of the second region of the valve body facing the second opening is S2, force applied to the force and the second region is applied to the first region, S1 (P1-d1)> S2 (P1 + P2-d1-d2) is provided so as to satisfy the relationship, the gas control device.
前記弁座は、前記弁体側へ突出して前記弁体に接触し、
前記第3開口部は、前記弁筐体の外部に連通する、請求項1に記載の気体制御装置。
The valve seat protrudes toward the valve body and contacts the valve body;
The gas control device according to claim 1, wherein the third opening communicates with the outside of the valve housing.
前記弁体は、可撓性を有し、前記弁体の周縁部が前記弁筐体によって挟持されている、請求項1又は2に記載の気体制御装置。   The gas control device according to claim 1, wherein the valve body has flexibility, and a peripheral portion of the valve body is sandwiched between the valve housings. 前記第2吐出孔と連通する第1連通孔と、前記気体貯蔵部に接続される第2連通孔と、を備え、前記気体貯蔵部から前記第2吐出孔への気体の流れを防ぐ逆止弁を備え、
前記逆止弁の圧力損失をB1としたとき、前記第1領域に付与される力および前記第2領域に付与される力は、S1(P1−d1)>S2(P1+P2−d1−d2−B1)の関係を満たすよう設けられている、請求項1から3のいずれか1項に記載の気体制御装置。
A first check hole that communicates with the second discharge hole, and a second communication hole connected to the gas storage section, and a check that prevents a gas flow from the gas storage section to the second discharge hole. With a valve,
When the pressure loss of the check valve was B1, the force applied to the force and the second region is applied to the first region, S1 (P1-d1)> S2 (P1 + P2-d1-d2-B1 The gas control device according to claim 1, wherein the gas control device is provided so as to satisfy the relationship of
気体の第1吸入孔と前記気体が通過する第1ポンプ室と前記気体の第1吐出孔とを有する第1ポンプと、
前記気体の第t吸入孔と前記気体が通過する第tポンプ室と前記気体の第t吐出孔とを有し、前記第t吸入孔が前記第t−1吐出孔に連通する第tのポンプ(tは2からn−1までの整数)と、
前記気体の第n吸入孔と前記気体が通過する第nポンプ室と前記気体の第n吐出孔とを有し、前記第n吸入孔が第n−1吐出孔に連通し、前記気体を貯蔵する気体貯蔵部に前記第n吐出孔が接続される第nポンプ(nは3以上の整数)と、
第m吸入孔(mは2以上n以下の整数)と連通する第1開口部と、前記気体貯蔵部と接続される第2開口部と、第3開口部と、前記第2開口部と前記第3開口部との間に位置する弁座と、を有する弁筐体と、前記弁筐体内を分割して、前記第1開口部に連通する第1バルブ室と、前記第2開口部及び前記第3開口部に連通する第2バルブ室と、を前記弁筐体とともに構成する弁体と、を有する排気弁と、を備え、
前記第1ポンプの動作時の前記第1吸入孔と前記第1吐出孔との最大圧力差をP1、前記第1ポンプの動作時の前記第1吸入孔から前記第1吐出孔までの圧力損失をd1、前記第nポンプの動作時の前記第n吸入孔から前記第n吐出孔までの前記第n吸入孔と前記第n吐出孔との最大圧力差をPn、前記第nポンプの動作時の圧力損失をdn、前記第1バルブ室に面する前記弁体の第1領域の面積をS1、前記第2開口部に面する前記弁体の第2領域の面積をS2としたとき、前記第1領域に付与される力および前記第2領域に付与される力は、
の関係を満たすよう設けられている、気体制御装置。
A first pump having a first suction hole for gas, a first pump chamber through which the gas passes, and a first discharge hole for the gas;
A t-th pump having a t-th suction hole for the gas, a t-th pump chamber through which the gas passes, and a t-th discharge hole for the gas, the t-th suction hole communicating with the t-th discharge hole; (T is an integer from 2 to n-1),
The gas has an nth suction hole, an nth pump chamber through which the gas passes, and an nth discharge hole for the gas. The nth suction hole communicates with the n-1th discharge hole to store the gas. An n-th pump (n is an integer of 3 or more) in which the n-th discharge hole is connected to the gas storage unit
A first opening communicating with the m-th suction hole (m is an integer of 2 or more and n or less), a second opening connected to the gas storage unit, a third opening, the second opening, and the A valve housing having a valve seat positioned between the third opening, a first valve chamber that divides the inside of the valve housing and communicates with the first opening, the second opening, An exhaust valve having a second valve chamber communicating with the third opening, and a valve body configured with the valve housing,
The maximum pressure difference between the first suction hole and the first discharge hole during operation of the first pump is P1, and the pressure loss from the first suction hole to the first discharge hole during operation of the first pump D1, the maximum pressure difference between the nth suction hole and the nth discharge hole from the nth suction hole to the nth discharge hole when the nth pump is operating is Pn, and when the nth pump is operating Dn, the area of the first region of the valve body facing the first valve chamber is S1, and the area of the second region of the valve body facing the second opening is S2, force applied to the force and the second region is applied to the first region,
A gas control device provided to satisfy the relationship.
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