JP7444331B2 - Fluid control device and its control method - Google Patents
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Description
本発明は、流体制御装置およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a fluid control device and a control method thereof.
圧電ポンプと制御回路とを含む流体制御装置が開発されている。流体制御装置について、性能、例えば圧力を向上させて利用するために、複数の圧電ポンプを直列に接続して利用することが国際公開第2019/198305号(特許文献1)に記載されている。より具体的には、特許文献1では、流体制御装置において、第1圧電ポンプと第2圧電ポンプとが直列的に接続されている。 Fluid control devices have been developed that include piezoelectric pumps and control circuits. International Publication No. 2019/198305 (Patent Document 1) describes using a fluid control device by connecting a plurality of piezoelectric pumps in series in order to improve performance, for example, pressure. More specifically, in Patent Document 1, a first piezoelectric pump and a second piezoelectric pump are connected in series in a fluid control device.
しかし、2個の圧電ポンプを直列した流体制御装置は、1個の圧電ポンプを利用する流体制御装置に比べて流路が長くなるので、上流側から流れてくる異物や流路の内壁から剥がれる異物などによって流路内にコンタミネーションが生じる可能性が高くなる。流路内にコンタミネーションが生じると流路内に閉塞状態が発生して、圧電ポンプの温度が上昇し、圧電ポンプの圧電素子にクラックが生じるなどの故障の可能性が高くなる。 However, a fluid control device that uses two piezoelectric pumps in series has a longer flow path than a fluid control device that uses one piezoelectric pump, so there is a risk of foreign matter flowing from the upstream side or coming off from the inner wall of the flow path. There is a high possibility that contamination will occur in the flow path due to foreign objects. When contamination occurs in the flow path, a blockage state occurs in the flow path, the temperature of the piezoelectric pump increases, and the possibility of failure such as cracking of the piezoelectric element of the piezoelectric pump increases.
本開示の目的は、流路内の閉塞によって圧電ポンプに不具合が発生することを回避するための技術を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a technique for avoiding failure of a piezoelectric pump due to blockage in a flow path.
本開示の一形態に係る流体制御装置は、第1流路と、第1流路の一端に接続される第1圧電ポンプと、第2圧電ポンプと、第1圧電ポンプに接続された一端と、第2圧電ポンプに接続された他端と、を有する第2流路と、第2圧電ポンプに接続された一端を有する第3流路と、第1流路から分岐された第1分岐路と、第1分岐路に設けられ、第1流路と外部との連通・非連通を切り替える第1バルブと、第2流路から分岐された第2分岐路と、第2分岐路に設けられ、第2流路と外部との連通・非連通を切り替える第2バルブと、第1圧電ポンプと第2圧電ポンプの駆動、および、第1バルブと第2バルブの開閉を制御する、制御部と、備える。制御部は、第1バルブを閉じ、第1圧電ポンプを駆動させ、第2バルブを開き、さらに、第2圧電ポンプの駆動を停止する、第1モードと、第1モードの後に実施され、第1バルブを閉じ、第1圧電ポンプを駆動させ、第2バルブを閉じ、さらに、第2圧電ポンプを駆動させる、第2モードと、第2モードの後に実施され、第1バルブを開き、第1圧電ポンプの駆動を停止し、第2バルブを開き、さらに、第2圧電ポンプの駆動を停止させる、第3モードと、を含む特定パターン制御を実施する。 A fluid control device according to an embodiment of the present disclosure includes a first flow path, a first piezoelectric pump connected to one end of the first flow path, a second piezoelectric pump, and one end connected to the first piezoelectric pump. , the other end connected to the second piezoelectric pump, a third flow path having one end connected to the second piezoelectric pump, and a first branch path branched from the first flow path. a first valve provided in the first branch passage for switching communication/non-communication between the first passage and the outside; a second branch passage branched from the second passage; and a first valve provided in the second branch passage; , a second valve that switches communication/non-communication between the second flow path and the outside, a control unit that controls driving of the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump, and opening and closing of the first valve and the second valve; , prepare. The control unit includes a first mode in which the first valve is closed, the first piezoelectric pump is driven, the second valve is opened, and the second piezoelectric pump is stopped. A second mode in which the first valve is closed, the first piezoelectric pump is driven, the second valve is closed, and the second piezoelectric pump is further driven; A specific pattern control including a third mode in which the drive of the piezoelectric pump is stopped, the second valve is opened, and the drive of the second piezoelectric pump is further stopped is implemented.
本開示の一形態に係る流体制御装置の制御方法において、流体制御装置は、第1流路と、第1流路の一端に接続される第1圧電ポンプと、第2圧電ポンプと、一端が第1圧電ポンプに接続し他端が第2圧電ポンプに接続する第2流路と、一端が第2圧電ポンプに接続する第3流路と、第1流路から分岐された第1分岐路と、第1分岐路に設けられ、第1流路と外部との連通・非連通を切り替える第1バルブと、第2流路から分岐された第2分岐路と、第2分岐路に設けられ、第2流路と外部との連通・非連通を切り替える第2バルブと、を含む。制御方法は、第1バルブを閉じ、第1圧電ポンプを駆動させ、第2バルブを開き、さらに、第2圧電ポンプの駆動を停止する、第1モードを実施するステップと、第1モードの後に、第1バルブを閉じ、第1圧電ポンプを駆動させ、第2バルブを閉じ、さらに、第2圧電ポンプを駆動させる、第2モードを実施するステップと、第2モードの後に、第1バルブを開き、第1圧電ポンプの駆動を停止し、第2バルブを開き、さらに、第2圧電ポンプの駆動を停止させる、第3モードと、を含む特定パターン制御を実施するステップと、を備える。 In a method for controlling a fluid control device according to an embodiment of the present disclosure, the fluid control device includes a first flow path, a first piezoelectric pump connected to one end of the first flow path, and a second piezoelectric pump connected to one end of the first flow path. a second flow path connected to the first piezoelectric pump and the other end connected to the second piezoelectric pump; a third flow path connected to the second piezoelectric pump at one end; and a first branch path branched from the first flow path. a first valve provided in the first branch passage for switching communication/non-communication between the first passage and the outside; a second branch passage branched from the second passage; and a first valve provided in the second branch passage; , a second valve that switches communication/non-communication between the second flow path and the outside. The control method includes the steps of implementing a first mode in which a first valve is closed, a first piezoelectric pump is driven, a second valve is opened, and further, driving of the second piezoelectric pump is stopped; , closing the first valve, driving the first piezoelectric pump, closing the second valve, and further driving the second piezoelectric pump, implementing a second mode; a third mode in which the valve is opened, the driving of the first piezoelectric pump is stopped, the second valve is opened, and the driving of the second piezoelectric pump is stopped.
本開示によれば、特定パターン制御により、主流路に生じたコンタミネーションが第1バルブまたは第2バルブから排出され、これにより、流路内の閉塞によって圧電ポンプに不具合が発生することが回避される。 According to the present disclosure, contamination generated in the main flow path is discharged from the first valve or the second valve by specific pattern control, thereby avoiding malfunctions in the piezoelectric pump due to blockage in the flow path. Ru.
以下に、本実施の形態に係る流体制御装置について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 Below, a fluid control device according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts.
(実施の形態)
以下の実施の形態では、2個の圧電ポンプを直列したポンプユニット(流体制御装置)がネブライザに利用される一例について説明する。ネブライザは、喘息などを患う患者が薬液を経口吸入するための器具であり、ポンプユニットで作られた強力な空気流で薬液を霧化する。当該ポンプユニットが利用される装置はネブライザに限定されない。ポンプユニットは、例えばアロマディフューザや加湿器などの吐出系のデバイスに利用されてもよいし、鼻水吸引器などの吸引系のデバイスに利用されてもよい。
(Embodiment)
In the following embodiment, an example will be described in which a pump unit (fluid control device) in which two piezoelectric pumps are connected in series is used in a nebulizer. A nebulizer is a device that allows patients suffering from asthma or other conditions to inhale medicinal solutions orally, and atomizes the medicinal solution using a powerful airflow created by a pump unit. The device in which the pump unit is used is not limited to a nebulizer. The pump unit may be used, for example, in a discharge type device such as an aroma diffuser or a humidifier, or may be used in a suction type device such as a nasal aspirator.
図1は、実施の形態に係るネブライザ1の構成を説明するための概略図である。ネブライザ1は、ポンプユニット10と、エアノズル20と、霧化ノズル30と、薬液タンク40と、マウスピース50とを含む。患者Pは、マウスピース50の先端部を口でくわえ、当該先端部から吐出される霧化された薬液を吸入する。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the configuration of a nebulizer 1 according to an embodiment. The nebulizer 1 includes a
ポンプユニット10は、その性能(例えば圧力)を向上させるために2個の圧電ポンプ(図2を参照して後述されるu圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14)が直列されることによって構成される。圧電ポンプは、圧縮空気を作り出す。ポンプユニット10は、圧電ポンプを用いることで、モータを用いたポンプに比べてサイズおよび重量を軽減することができる。なお、圧電ポンプは、図示していないが筐体内に圧電素子とポンプ室とを有しており、駆動による圧電素子の変位によってポンプ室の体積、圧力を変動させて流体を搬送している。ポンプユニット10の詳細な構成については、後述する。
The
エアノズル20は、ポンプユニット10で作り出された圧縮空気を霧化ノズル30に向けて送り出す。霧化ノズル30の先端では、エアノズル20により作り出された強力な空気流により負圧が生じ、配管42を通って薬液タンク40から薬液が吸い上げられる。霧化ノズル30の先端まで吸い上げられた薬液は、エアノズル20からの空気流により霧化されマウスピース50を通って患者Pの経口にまで送り出される。
The
次に、ポンプユニット10について図面を参照して詳しく説明する。図2は、実施の形態に係るポンプユニット10の構成を示す概略図である。図3は、実施の形態に係るポンプユニット10の制御を説明するためのブロック図である。
Next, the
ポンプユニット10は、図2に示されるように、第1流路11と、u圧電ポンプ12(第1圧電ポンプ)と、第2流路13と、d圧電ポンプ14(第2圧電ポンプ)と、第3流路15とを含む。第1流路11は、空気を取り入れる上流側に設けられた流路である。u圧電ポンプ12は、第1流路11の下流側に接続される。第2流路13は、u圧電ポンプ12とd圧電ポンプ14とを繋ぐ流路である。d圧電ポンプ14は、u圧電ポンプ12に対して直列に接続される。第3流路15は、d圧電ポンプ14に接続され下流側に設けられる流路である。
As shown in FIG. 2, the
ポンプユニット10は、u圧電ポンプ12とd圧電ポンプ14とを直列に繋ぐことでより高い圧力を提供することができる。しかし、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14は、圧電素子を振動させて空気を圧縮するため、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14自体が発熱する。特に、u圧電ポンプ12の発熱により熱せられた空気が送られてくる下流側のd圧電ポンプ14は、より温度が上昇することになる。さらに、ポンプユニット10は、流路内でコンタミネーションが生じると、流路内が閉塞状態となり空気の流れが滞ることになり、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の温度がより上昇することになる。u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の温度が高温になると、圧電素子にクラックが発生するなどの不具合が生じる。
The
そこで、ポンプユニット10において、流路内に閉塞状態が発生したか否かを検知することが望まれるが、新たにコンタミネーションを検知するためのセンサ等を設けたのでは製造コストが増加するなどのデメリットが大きい。本実施の形態では、新たにコンタミネーションを検知するためのセンサ等を設けることなく、ポンプユニット10で流路内に閉塞状態が発生したか否かを簡便に検知することができる構成について説明する。
Therefore, it is desirable for the
また、本実施の形態では、ポンプユニット10で流路内に閉塞状態が発生したか否かを検知するだけでなく、閉塞状態を解消するために流路内に生じたコンタミネーションを排出する構成も有している。具体的に、ポンプユニット10は、図2に示すように、第1流路11に接続され、流路外と繋がる第1分岐路16と、第1分岐路16に設けられるuバルブ17(第1バルブ)と、第2流路13に接続され、流路外と繋がる第2分岐路18と、第2分岐路18に設けられるdバルブ19(第2バルブ)と、をさらに含む。なお、ポンプユニット10は、コンタミネーションを排出する構成を有していなくてもよい。
Furthermore, in this embodiment, the
ポンプユニット10は、図3に示すように、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の駆動、ならびに、uバルブ17およびdバルブ19の開閉を制御することができる制御回路100と、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の各々の電流を検出する電流センサ200(検出部)と、を含む。ネブライザ1は、図示していない、ポンプユニット10を駆動するために必要な電力を供給する電源を有している。ネブライザ1では、uバルブ17が開かれると、第1流路11は第1分岐路16を介して外部と連通され、uバルブ17が閉じられると、第1流路11の第1分岐路16を介した外部との連通が解消される。dバルブ19が開かれると、第2流路13は第2分岐路18を介して外部と連通され、dバルブ19が閉じられると、第2流路13の第2分岐路18を介した外部との連通が解消される。
As shown in FIG. 3, the
制御回路100は、制御中枢としてのCPU(Central Processing Unit)、CPUが動作するためのプログラムや制御データ等を記憶しているROM(Read Only Memory)、CPUのワークエリアとして機能するRAM(Random Access Memory)、周辺機器との信号の整合性を保つための入出力インターフェイス等を設けてある。
The
ポンプユニット10は、起動すると、第1流路11の上流側(図中左側)から吸った空気を、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14で圧縮し、第3流路15の下流側(図中右側)からエアノズル20に圧縮空気を送り出す。そのため、制御回路100は、第1流路11の上流側から第3流路15の下流側に流体を流す所定の駆動条件でu圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14を駆動させる。例えば、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14をそれぞれ定電圧で駆動する。特に、u圧電ポンプ12とd圧電ポンプ14とで駆動条件を異ならせる必要がなければ、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14を、同じ電圧で定電圧駆動させる。
When the
u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14を同じ電圧で定電圧駆動させた場合であっても、d圧電ポンプ14がu圧電ポンプ12の下流側にあるため、より圧縮された空気がd圧電ポンプ14に送られる。そのため、通常状態においては、d圧電ポンプ14の背圧がu圧電ポンプ12の背圧よりも高くなるので、d圧電ポンプ14を駆動する電流Idがu圧電ポンプ12を駆動する電流Iuよりも低くなる。その結果、電流センサ200では、u圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Idよりも高い関係が検出される。
Even if the u
しかし、図2に示すように第2流路13にコンタミネーション130が生じると、流路内の空気の流れが妨げられ、流路内に閉塞状態が発生する。なお、閉塞状態には、流路内の空気の流れを完全に妨げる状態だけに限られず、通常状態より流路内の空気の流れが減る程度の妨げる状態も含まれる。流路内に閉塞状態が発生すると、u圧電ポンプ12での背圧が高くなり、u圧電ポンプ12を駆動する電流Iuがd圧電ポンプ14を駆動する電流Idと同程度、または電流Id以下となる。制御回路100は、u圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Id以下となる関係を電流センサ200で検出した場合、流路内に閉塞状態が発生したと判断することができる。
However, as shown in FIG. 2, when
つまり、制御回路100は、第1流路11の上流側から第3流路15の下流側に流体を流す所定の駆動条件でu圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14を駆動したときに、流路内に閉塞状態が発生するとu圧電ポンプ12の電流Iuとd圧電ポンプ14の電流Idとの関係が同等または逆転することを利用している。なお、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の駆動条件は、定電圧で駆動させる条件に限られず、定電流で駆動させる条件など他の駆動条件であってもよい。また、u圧電ポンプ12の駆動条件とd圧電ポンプ14の駆動条件とが同じでなくてもよく、例えば、下流側のd圧電ポンプ14の仕事量が上流側のu圧電ポンプ12の仕事量より大きくなるように、u圧電ポンプ12の駆動条件とd圧電ポンプ14の駆動条件とを異ならせてもよい。ただし、駆動条件を異ならせる場合、通常状態において、u圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Idより高くなる範囲で駆動させる必要がある。
In other words, the
また、制御回路100は、電流センサ200でu圧電ポンプ12の電流Iuとd圧電ポンプ14の電流Idとを検出して流路内に閉塞状態が発生したか否かを判断したが、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14を定電流で駆動させるのであれば、電流センサ200に代えて電圧センサを設けて、電圧センサでu圧電ポンプ12の電圧Vuとd圧電ポンプ14の電圧Vdとを検出して流路内に閉塞状態が発生したか否かを判断する。もちろん、制御回路100は、u圧電ポンプ12の電力Wuとd圧電ポンプ14の電力Wdとを求め流路内に閉塞状態が発生したか否かを判断してもよい。また、上述の方法によれば、制御回路100は、u圧電ポンプ12、d圧電ポンプ14、第1流路11、第2流路13、および第3流路15の少なくとも1つにおいて閉塞状態が発生したか否かを判断し得る。なお、閉塞状態が発生したか否かの判断方法は、上述のものに限定されない。ネブライザ1には、各種のセンサがさらに設けられてもよく、制御回路100は、当該センサの検出値に基づいて、閉塞状態が発生したことを検知してしてもよい。センサの一例は、第1流路11、第2流路13、および/または第3流路15の流量を検出する流量センサである。センサの他の例は、u圧電ポンプ12および/またはd圧電ポンプ14の吸込側と吐出し側のそれぞれの圧力を検出する圧力センサである。センサのさらに他の例は、上記流量センサおよび上記圧力センサである。
In addition, the
制御回路100は、流路内の閉塞状態の発生によるクラック発生などの不具合を回避するために、uバルブ17、dバルブ19、u圧電ポンプ12、および、d圧電ポンプ14を特定パターンで動作させることができる。この特定パターンに従った制御は、本明細書では「特定パターン制御」と言及される場合もある。
The
図4は、特定パターン制御の内容の一例を示す図である。図4には、uバルブ17、dバルブ19、u圧電ポンプ12、および、d圧電ポンプ14のそれぞれの動作が示される。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the content of specific pattern control. FIG. 4 shows the operations of the u-valve 17, the d-
より具体的には、特定パターン制御は、3つの動作モード(第1モード、第2モード、第3モード)を含む。第1モードでは、制御回路100は、uバルブ17を閉じ、u圧電ポンプ12を駆動し、dバルブ19を開け、そして、d圧電ポンプ14の駆動を停止する。第2モードでは、制御回路100は、uバルブ17を閉じ、u圧電ポンプ12を駆動し、dバルブ19を開け、そして、d圧電ポンプ14を駆動する。第3モードでは、制御回路100は、uバルブ17を開け、u圧電ポンプ12の駆動を停止し、dバルブ19を開け、そして、d圧電ポンプ14の駆動を停止する。uバルブ17およびdバルブ19のそれぞれを開けることは、第1流路11、第2流路13、および第3流路15を、これらを含む流路を当該流路の外と連結させることに相当する。uバルブ17およびdバルブ19のそれぞれを閉じることは、上記流路と上記流路の外との連結を遮断することに相当する。
More specifically, the specific pattern control includes three operation modes (first mode, second mode, and third mode). In the first mode, the
制御回路100は、流路内に閉塞状態が発生したと判断したときに、特定パターン制御を実行してもよい。図5は、ポンプユニット10の動作を制御するための処理の一例のフローチャートである。
The
まず、ポンプユニット10を起動した場合、制御回路100は、所定の駆動条件でu圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14を駆動させる(ステップS101)。このとき、制御回路100は、uバルブ17およびdバルブ19の双方を閉じる。制御回路100は、たとえば、ネブライザ1等のポンプユニット10を搭載する装置において、ユーザが図示せぬ操作部を操作したことに応じて、ポンプユニット10を起動する。
First, when the
制御回路100は、上記所定の駆動条件でu圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14を駆動させた状態で、u圧電ポンプ12の電流Iuおよびd圧電ポンプ14の電流Idを電流センサ200に検出させる(ステップS102)。電流センサ200が検出したu圧電ポンプ12の電流Iuおよびd圧電ポンプ14の電流Idは、制御回路100に入力される。
The
制御回路100は、検出したu圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Id以上か否かを判断する(ステップS103)。制御回路100は、検出したu圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Idより高い場合、ポンプユニット10の動作状態が通常状態と判断することができる。一方、制御回路100は、検出したu圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Id以下の場合、ポンプユニット10の動作状態が閉塞状態と判断することができる。
The
検出したu圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Idより高いと判断した場合(ステップS103でNO)、制御回路100は、ポンプユニット10の動作状態が通常状態と判断して、S107へ制御を進める。これにより、制御回路100は、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の駆動を停止させる入力を受け付けるまで、所定の駆動条件でのu圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の駆動を継続させつつ、電流センサ200によるu圧電ポンプ12の電流Iuおよびd圧電ポンプ14の電流Idの検出を継続させる。
If it is determined that the detected current Iu of the u
一方、検出したu圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Id以下と判断した場合(ステップS103でYES)、制御回路100は、ポンプユニット10の動作状態が閉塞状態と判断して、特定パターン制御を実行する(ステップS104~ステップS106)。つまり、制御回路100は、第1モードでの制御を実行し(ステップS104)、第2モードでの制御を実行し(ステップS105)、そして、第3モードでの制御を実行する(ステップS106)。その後、ステップS107へ制御を進める。
On the other hand, if it is determined that the detected current Iu of the u
制御回路100は、ポンプユニット10(u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14)の駆動を停止させる入力を受け付けたか否かを判断する(ステップS107)。当該入力は、たとえばユーザが図示せぬ操作部を操作することによって実現される。
The
u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の駆動を停止させる入力を受け付けていない場合(ステップS107でNO)、制御回路100は、ステップS102へ制御を戻す。
If the input to stop the driving of the u
一方、上記の停止させる入力を受け付けた場合(ステップS107でYES)、制御回路100は、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の駆動を停止して、図5の処理を終了させる。
On the other hand, if the above input to stop is received (YES in step S107), the
(変形例など)
以上のように、制御回路100は、第1モード、第2モード、および第3モードを含む特定パターン制御を実行する。第1モードは、第1分岐路16および/または第2分岐路18を介するコンタミネーションの排出のための、第1段階の吸引に相当する。第2モードは、コンタミネーションの上記排出のための、第2段階の吸引に相当する。第3モードは、コンタミネーションの上記排出の実質的な部分に相当し、また、第1流路11、第2流路13、および第3流路15の冷却としても機能する。特定パターン制御が実行されることにより、第1流路11、第2流路13、および/または、第3流路15にコンタミネーション130が生じた場合でも、当該コンタミネーション130が、第1分岐路16および/または第2分岐路18から排出される。これにより、閉塞状態の発生が回避され、また、閉塞状態が発生したとしても当該閉塞状態が解消される。これにより、ポンプユニット10において、閉塞状態による不具合の発生が回避され得る。
(Modified examples, etc.)
As described above, the
第1モード、第2モード、および第3モードのそれぞれの時間の長さは、ポンプユニット10が適用される状況に応じて適宜設定されてもよい。第2モードの長さは、第1モードおよび第3モードのそれぞれの長さより長く設定されてもよい。たとえば、第1モードの時間:第2モードの時間:第3モードの時間の比は、1:8:1程度に設定され得る。
The length of each of the first mode, second mode, and third mode may be set as appropriate depending on the situation in which the
制御回路100は、上記特定パターン制御を、第1流路11から第2流路13を経て第3流路15へと流体を搬送するための制御(以下、「流体搬送用制御」ともいう)の実行に関連したタイミングで実行してもよい。「流体を搬送するための制御の実行に関連したタイミングで実行する」とは、流体搬送用制御の前、流体搬送用制御の最中、および/または、流体搬送用制御の後で、特定パターン制御を実行することを意味する。
The
制御回路100は、流体搬送用制御の前に、特定パターン制御を実行してもよい。より具体的には、制御回路100は、ネブライザ1の動作を開始する指示を入力されると、特定パターン制御を実行した後、流体搬送用制御を実行してもよい。これにより、ユーザがネブライザ1を使用する直前に、特定パターン制御が実行される。したがって、ユーザがネブライザ1を使用しているときにクラックなどの不具合が発生することが、より確実に回避される。
The
制御回路100は、流体搬送用制御の最中に、特定パターン制御を実行してもよい。より具体的には、制御回路100は、ネブライザ1の動作を開始する指示を入力されると、流体搬送用制御を開始し、当該流体搬送用制御の最中に(たとえば、流体用搬送用制御の開始から一定時間が経過するたびに)、特定パターン制御を実行してもよい。これにより、ユーザがネブライザ1を使用している最中にクラックなどの不具合が発生することが、より確実に回避される。
The
制御回路100は、流体搬送用制御の後に、特定パターン制御を実行してもよい。より具体的には、制御回路100は、ネブライザ1の動作を開始する指示を入力されると、流体搬送用制御を開始し、当該流体搬送用制御が終了したことに応じて特定パターン制御を実行してもよい。これにより、ある回の流体搬送用制御においてコンタミネーションが発生したとしても、次の回の流体搬送用制御において当該コンタミネーションによるクラックなどの不具合が発生することが、より確実に回避される。
The
制御回路100は、ポンプユニット10の流路において閉塞が発生したことに応じて、特定パターン制御を実行してもよい。
The
特に、制御回路100は、図5において説明されたように、u圧電ポンプ12の電流Iuおよびd圧電ポンプ14の電流Idに基づいて、流路における閉塞の有無を検出してもよい。制御回路100は、閉塞の有無の検出において、電流値の代わりに、または、電流値に加えて、電圧値、電力値、等の、各ポンプの電気量に依存する他の種類の値を利用してもよい。本開示では、電流、電圧、または電力を総称して電気量と記載する。
In particular, the
ポンプユニット10では、uバルブ17を設けられた第1分岐路16、および、dバルブ19を設けられた第2分岐路18は、それぞれ、流体の搬送経路(第1流路11、第2流路13、および第3流路15)から分岐した流路である。流体の搬送経路は主流路の一例である。また、第1分岐路16および第2分岐路18のそれぞれは、第1副流路および第2副流路のそれぞれの一例である。コンタミネーション130をより確実に排出するために、第1分岐路16および第2分岐路18のそれぞれの管の断面積は、第1流路11、第2流路13、および第3流路15のそれぞれの管の断面積より大きくてもよい。
In the
制御回路100は、圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14を駆動させる場合、u圧電ポンプ12よりd圧電ポンプ14の電気量が大きくなるように、圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14を駆動してもよい。これにより、u圧電ポンプ12よりd圧電ポンプ14の方が多くの仕事量を担うようになり、圧電ポンプ12とd圧電ポンプ14の寿命の均等化が図られ得る。
When driving the
今回開示された実施の形態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、上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、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。 The embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and it is intended that equivalent meanings and all changes within the scope of the claims are included.
1 ネブライザ、10 ポンプユニット、11 第1流路、12,14 圧電ポンプ、13 第2流路、15 第3流路、16 第1分岐路、17,19 バルブ、18 第2分岐路、20 エアノズル、30 霧化ノズル、40 薬液タンク、42 配管、50 マウスピース、100 制御回路、200 電流センサ。 Reference Signs List 1 nebulizer, 10 pump unit, 11 first channel, 12, 14 piezoelectric pump, 13 second channel, 15 third channel, 16 first branch channel, 17, 19 valve, 18 second branch channel, 20 air nozzle , 30 atomization nozzle, 40 chemical tank, 42 piping, 50 mouthpiece, 100 control circuit, 200 current sensor.
Claims (6)
前記第1流路の一端に接続される第1圧電ポンプと、
第2圧電ポンプと、
前記第1圧電ポンプに接続された一端と、前記第2圧電ポンプに接続された他端と、を有する第2流路と、
前記第2圧電ポンプに接続された一端を有する第3流路と、
前記第1流路から分岐された第1分岐路と、
前記第1分岐路に設けられ、前記第1流路と外部との連通・非連通を切り替える第1バルブと、
前記第2流路から分岐された第2分岐路と、
前記第2分岐路に設けられ、前記第2流路と外部との連通・非連通を切り替える第2バルブと、
前記第1圧電ポンプと前記第2圧電ポンプの駆動、および、前記第1バルブと前記第2バルブの開閉を制御する、制御部と、備え、
前記制御部は、
前記第1バルブを閉じ、前記第1圧電ポンプを駆動させ、前記第2バルブを開き、さらに、前記第2圧電ポンプの駆動を停止する、第1モードと、
前記第1モードの後に実施され、前記第1バルブを閉じ、前記第1圧電ポンプを駆動させ、前記第2バルブを閉じ、さらに、前記第2圧電ポンプを駆動させる、第2モードと、
前記第2モードの後に実施され、前記第1バルブを開き、前記第1圧電ポンプの駆動を停止し、前記第2バルブを開き、さらに、前記第2圧電ポンプの駆動を停止させる、第3モードと、を含む特定パターン制御を実施する、流体制御装置。 a first flow path;
a first piezoelectric pump connected to one end of the first flow path;
a second piezoelectric pump;
a second flow path having one end connected to the first piezoelectric pump and the other end connected to the second piezoelectric pump;
a third flow path having one end connected to the second piezoelectric pump;
a first branch path branched from the first flow path;
a first valve that is provided in the first branch path and switches between communication and non-communication between the first flow path and the outside;
a second branch path branched from the second flow path;
a second valve that is provided in the second branch path and switches between communication and non-communication between the second flow path and the outside;
a control unit that controls driving of the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump, and opening and closing of the first valve and the second valve;
The control unit includes:
a first mode in which the first valve is closed, the first piezoelectric pump is driven, the second valve is opened, and the second piezoelectric pump is stopped;
a second mode, which is implemented after the first mode, closes the first valve, drives the first piezoelectric pump, closes the second valve, and further drives the second piezoelectric pump;
A third mode is implemented after the second mode, and opens the first valve, stops driving the first piezoelectric pump, opens the second valve, and further stops driving the second piezoelectric pump. A fluid control device that performs specific pattern control including;
前記流体制御装置は、第1流路と、前記第1流路の一端に接続される第1圧電ポンプと、第2圧電ポンプと、一端が前記第1圧電ポンプに接続し他端が前記第2圧電ポンプに接続する第2流路と、一端が前記第2圧電ポンプに接続する第3流路と、前記第1流路から分岐された第1分岐路と、前記第1分岐路に設けられ、前記第1流路と外部との連通・非連通を切り替える第1バルブと、前記第2流路から分岐された第2分岐路と、前記第2分岐路に設けられ、前記第2流路と外部との連通・非連通を切り替える第2バルブと、を含み、
前記第1バルブを閉じ、前記第1圧電ポンプを駆動させ、前記第2バルブを開き、さらに、前記第2圧電ポンプの駆動を停止する、第1モードを実施するステップと、
前記第1モードの後に、前記第1バルブを閉じ、前記第1圧電ポンプを駆動させ、前記第2バルブを閉じ、さらに、前記第2圧電ポンプを駆動させる、第2モードを実施するステップと、
前記第2モードの後に、前記第1バルブを開き、前記第1圧電ポンプの駆動を停止し、前記第2バルブを開き、さらに、前記第2圧電ポンプの駆動を停止させる、第3モードと、を含む特定パターン制御を実施するステップと、を備える、流体制御装置の制御方法。 A method for controlling a fluid control device, the method comprising:
The fluid control device includes a first flow path, a first piezoelectric pump connected to one end of the first flow path, a second piezoelectric pump, and one end connected to the first piezoelectric pump and the other end connected to the first piezoelectric pump. a second flow path connected to two piezoelectric pumps, a third flow path connected at one end to the second piezoelectric pump, a first branch path branched from the first flow path, and provided in the first branch path. a first valve that switches communication/non-communication between the first flow path and the outside; a second branch path branched from the second flow path; a second valve that switches between communication and non-communication between the road and the outside;
implementing a first mode in which the first valve is closed, the first piezoelectric pump is driven, the second valve is opened, and the second piezoelectric pump is stopped;
After the first mode, implementing a second mode of closing the first valve, driving the first piezoelectric pump, closing the second valve, and driving the second piezoelectric pump;
After the second mode, a third mode opens the first valve, stops driving the first piezoelectric pump, opens the second valve, and further stops driving the second piezoelectric pump; 1. A method for controlling a fluid control device, comprising: performing specific pattern control including:
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