JP3783577B2 - 血圧計用のポンプユニット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、生体に装着して血圧を測定する血圧計に関し、より特定的には、この血圧計に用いられるポンプユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、血圧の自己管理がますます重要視され、家庭用血圧計が広く用いられるようになってきている。ここで、家庭用血圧計の1つである手首式血圧計300の概略構成について、図4および図5を参照して説明する。なお、図4は手首式血圧計300の外観を示す全体斜視図であり、図5は手首式血圧計300の内部構成を示すブロック図である。両図を参照して、手首式血圧計300は、血圧測定の制御装置が内蔵された本体部301と、その本体部301が装着される手首式血圧計用カフ302とを備える。
【0003】
本体部301の外表面には、表示器303、および測定開始スイッチ304が設けられ、内部には加圧センサ305、エアーポンプ206、エアーバルブ207、およびこれらの機器を制御するCPU308が設けられている。エアーポンプ206、エアーバルブ207、およびモータ210(後述)により、エアーポンプユニット200を構成する。
【0004】
手首式血圧計用カフ302は、エアーポンプ206から送り出される空気が溜められるとともに、手首部の動脈を圧迫するために用いられる圧迫用空気袋309、この圧迫用空気袋309をその内面側に設け、手首部に装着するための帯状のバンド310、およびバンド310を手首部に巻回して固定するための面ファスナ311を備えている。
【0005】
次に、エアーポンプユニット200の詳細構成について図6を参照して説明する。なお、図6は、エアーポンプユニット200の構成を示す平面図である。このエアーポンプユニット200は、モータ210、モータ210の回転力を利用して空気を送り出すエアーポンプ206、および空気の流路を制御するためのエアーバルブ207を備える。エアーポンプ206に設けられた吐出ポート206aと、エアーバルブ207に設けられた吸入ポート207aとの間は、気密的にL字形状のエアーチューブ211,212により連結されている。また、エアーチューブ212には、エアーポンプ206から吐出される空気を圧迫用空気袋309へ導くための枝管212aが設けられている。
【0006】
上記構成からなるエアーポンプユニット200において、圧迫用空気袋309を加圧する場合は、エアーバルブ207を閉状態にして、エアーポンプ206から吐出される空気がすべて圧迫用空気袋309へ流出するようにする。一方、圧迫用空気袋309を減圧する場合は、エアーバルブ207を開状態にして、圧迫用空気袋309内の空気をエアーバルブ207を介して外部へ放出する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上記手首式血圧計、指式血圧計等その他の携帯血圧計は、ユーザビリティの観点から近年小型化が要求されている。そのため、圧迫用空気袋内の圧力を加減圧するためのエアーユニットの体積も必然的に小型化が要求される。そこで、上述したエアーポンプユニット200においても、モータ210、エアーポンプ206およびエアーバルブ207の小型化に向けた開発がなされ、また、L字形状のエアーチューブ211,212を用いて、エアーポンプユニット200全体としての小型化を図っている。
【0008】
しかし、モータ210、エアーポンプ206およびエアーバルブ207の小型化を図っても、エアーチューブ211,212の占める容積およびレイアウトの小型化を図るには限界の域に達しつつある。
【0009】
したがって、この発明の目的は、エアーチューブの占める容積およびレイアウトの小型化を考慮することなく、小型化を可能とするエアーポンプユニットを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明に基いた血圧計用のポンプユニットにおいては、モータと、上記モータの駆動により流体を吐出するポンプと、圧迫用流体袋内の流体の圧力を制御するためのコントロールバルブと、を有する血圧計用のポンプユニットであって、上記ポンプを内蔵するハウジング部材と、上記ハウジング部材に設けられ、上記ポンプから吐出される流体が流れるとともに、上記コントロールバルブが直接連結される第1流路とを備える。さらに、上記ポンプは、上記モータの駆動により上下運動するダイヤフラムと、上記ハウジング部材の所定位置に設けられる空気吸入孔の開閉を行なう開閉弁を含む弁体とを有し、上記ハウジング部材は、上記空気吸入孔が設けられ、上記ポンプの前記弁体を固定する第1ハウジング部材と、この第1ハウジング部材の上に配設され、この第1ハウジング部材とにより、横方向の一方側が前記ポンプの圧縮室に連通し、横方向の他方側であって、上記ポンプの横方向に配置される上記コントロールバルブを連結するための第1流路を規定する第2ハウジング部材とを有している。
【0011】
このように、ポンプの横方向(ダイヤフラムの上下運動方向に対して交差する方向)にコントロールバルブを設け、このコントロールバルブをポンプを内蔵するハウジング部材に直接連結する構造を採用することにより、従来のようなエアーチューブを設ける必要がなくなる。その結果、エアーチューブの占める容積分の小型化を実現させることが可能になる。また、エアーチューブが不要となることから、部品点数の削減が図られ、これによりポンプユニットのコストの削減を図ることが可能になる。
【0012】
また、エアーチューブの経時劣化による復元力の低下、温湿度、紫外線、ガス等の耐候性による材質劣化に起因するエアーチューブの連結部での流体の漏れ等がなくなるため、ポンプユニットひいては血圧計の信頼性を大きく向上させることが可能になる。
【0013】
また、上記発明において好ましくは、上記第2ハウジング部材と、上記コントロールバルブとの連結部分には、一方が他方を受入れる凹凸領域が設けられる。また、上記発明においてさらに好ましくは、上記第2ハウジング部材の上記凹凸領域には凹部領域が設けられ、上記コントロールバルブの上記凹凸領域には凸部領域が設けられ、上記凹部領域と上記凸部領域との間には、シール部材が設けられる。この構成により、第2ハウジング部材へのコントロールバルブの取付け時に、位置決め等を容易に実現させることが可能になり、ポンプユニットの組立性の向上を図ることが可能になる。また、凹部領域と凸部領域との間にシール部材を設けることにより、ハウジング部材とコントロールバルブとの間の気密性を向上させることが可能になる。
【0014】
また、上記発明においてさらに好ましくは、上記第1および第2ハウジング部材に設けられるとともに、上記第1流路に連通し、上記流体を上記圧迫用流体袋に導くための第2流路がさらに設けられる。この構成により、コントロールバルブを閉状態に制御した場合には、ポンプから吐出される流体が、第1流路および第2流路を通過して圧迫用流体袋に導かれ、圧迫用流体袋を加圧することが可能となる。また、コントロールバルブを開状態に制御した場合には、圧迫用流体袋内の流体が第2流路および第1流路を通過して、コントロールバルブ側から外部に流出し、圧迫用流体袋内を減圧することが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に基づいた血圧計用のポンプユニットの構造について説明する。なお、本実施の形態におけるポンプユニットが適用される血圧計としては、上記従来技術の図4および図5で説明した手首式血圧計や、指式血圧計等が挙げられるが、その血圧計全体の構成については、様々な対応が考えられるとともに、本発明の本質は、ポンプユニットの構造にあるため、ここでは、ポンプユニットの構造についてのみ説明する。
【0016】
(ポンプユニット100の構造)
まず、図1を参照して、本実施の形態におけるポンプユニット100の構造について説明する。なお、図1は本実施の形態におけるポンプユニット100の全体構造を示す断面図である。
【0017】
このポンプユニット100は大別すると、モータ110、ポンプ120、およびコントロールバルブ150を備える。モータ110は、ポンプ120を構成する第1ハウジング部材F1にビス等(図示省略)を用いて固定される本体部111と、モータ回転軸111aと、このモータ回転軸111aの先端部分に取付けられ、モータ回転軸111aの回転運動を、後述するダイヤフラム122に連結されるクランク121の上下運動に変換するための偏芯部材112と、この偏芯部材112とクランク121を連結する連結棒113とを備える。
【0018】
ポンプ120は、第1ハウジング部材F1内に設けられる圧縮室123を有する。この圧縮室123は、クランク121に連結されたダイヤフラム122に設けられる伸縮ドーム122aによって規定されており、クランク121の上下運動に連動するダイヤフラム122の上下運動により、伸縮ドーム122aが収縮と膨張を繰り返す。第1ハウジング部材F1には、圧縮室123通じる空気吸入孔125が2ヶ所設けられている。この空気吸入孔125の圧縮室123側の開口端部には、開閉弁124aが設けられている。この開閉弁124aは、断面がT字形状からなる弁体124に設けられ、この弁体124は第1ハウジング部材F1に固定されている。この開閉弁124aは、圧縮室123への空気の流入を許容し、圧縮室123からの空気の流出を阻止する。
【0019】
第1ハウジング部材F1の上には、第2ハウジング部材F2が設けられ、第1ハウジング部材F1と第2ハウジング部材F2とにより、一端が圧縮室123に連通し、他端にコントロールバルブ150を連結するための連結凹部127を有する第1流路126が設けられている。この第1流路126の途中領域には、逆止弁128が設けられている、この逆止弁128は、圧縮室123への空気の流入を阻止し、圧縮室123からの空気の流出を許容する。
【0020】
第1ハウジング部材F1と第2ハウジング部材F2とには、第1流路126に連通する第2流路129が設けられ、この第2流路129の吐出口131は、血圧計の圧迫用流体袋(カフ)に連結される。なお、第2流路129の第1ハウジング部材F1と第2ハウジング部材F2との継目には、気密性を確保するためにシール部材130が設けられている。
【0021】
連結凹部127にはコントロールバルブ150に設けられた連結凸部151aが、シール部材としてのOリング140を介在して、気密的に嵌合されている。コントロールバルブ150内には、排出通路151が設けられ、この排出通路151の上部開口端部は、シール部材152を有する制御ブロック153により開閉状態が制御される。制御ブロック153の上下動については、制御ブロック153の周囲に設けられたボビン154に巻回されたコイル155に流れる電流を制御することにより実現される。また、他の公知の技術等を適用することも可能である。コントロールバルブ150による、制御ブロック153の開閉制御は、制御ブロック153の移動量を微細に制御可能としているため、微小排気から全開排気まで、無段階に連続的に排気空気の量を制御することができる。その結果、圧迫用流体袋(カフ)内の空気圧力の調節を無段階に実現することが可能となり、排気中における血圧測定を精度良く行うことができる。
【0022】
なお、ポンプ120のハウジング部材を上述したように第1ハウジング部材F1と第2ハウジング部材F2との2分割構造としたのは、製造プロセスからの要求によるものである。したがって、製造プロセスにおいて、一体成形することが可能である場合は、ハウジング部材に2分割構造を採用する必要はない。
【0023】
(ポンプユニット100の動作)
次に、上記構成からなるポンプユニット100の動作について図1〜図3を参照して説明する。なお、図1は血圧計の圧迫用流体袋を加圧する行程における圧縮室123が膨張状態を示す断面図であり、図2は血圧計の圧迫用流体袋を加圧する行程における圧縮室123が収縮状態を示す断面図であり、図3は血圧計の圧迫用流体袋を減圧する行程における状態を示す断面図である。
【0024】
図1を参照して、ダイヤフラム122が上死点に位置し、圧縮室123が膨張されることにより、圧縮室123内に空気吸入孔125から外部空気が流入する。このとき、第1流路126の逆止弁128は、圧縮室123側の方が引圧となっているために、第1流路126が開放することはない。
【0025】
次に、図2を参照して、モータ軸111aの回転によりダイヤフラム122が下死点に位置し、圧縮室123が圧縮されることにより、圧縮室123内の空気が第1流路126から第2流路129に送られる。このとき、開閉弁124aにより空気吸入孔125が閉じられ、逆止弁128は開放される。また、コントロールバルブ150の排出通路151の上部開口端部は、制御ブロック153により閉ざされるように制御される。このようにして、モータ回転軸111aが連続して回転し、圧縮室123の圧縮と膨張が繰りかえされることにより、圧縮空気が送られ、圧迫用流体袋を加圧することになる。
【0026】
圧迫用流体袋を減圧する行程においては、図3に示すように、モータ軸111aが停止した状態において、コントロールバルブ150の排出通路151の上部開口端部は、制御ブロック153を移動させて開放状態にすることにより、圧迫用流体袋内の空気は第2流路129からコントロールバルブ150の排出通路151に送り出され、コントロールバルブ150の上端部に設けられた排出口154aから空気が外部に放出されることになる。
【0027】
(作用・効果)
以上、本実施の形態におけるポンプユニット100によれば、コントロールバルブ150を、ポンプ120を内蔵するハウジング部材F1,F2に直接連結する構造を採用することにより、ポンプ120を内蔵するハウジング部材F1,F2とコントロールバルブ150とが一体構造となり、従来のようなエアーチューブを設ける必要がなくなる。その結果、エアーチューブの占める容積分の小型化を実現させることが可能になる。また、エアーチューブが不要となることから、部品点数の削減が図られ、これによりポンプユニット100のコストの削減を図ることが可能になる。
【0028】
また、エアーチューブの経時劣化による復元力の低下、温湿度、紫外線、ガス等の耐候性による材質劣化に起因するエアーチューブの連結部での流体の漏れ等がなくなるため、ポンプユニットひいては血圧計の信頼性を大きく向上させることが可能になる。
【0029】
また、ハウジング部材F1,F2へのコントロールバルブ150の取付け時に、ハウジング部材F2に設けた連結凹部127に、コントロールバルブ150に設けた連結凸部151aを挿入することのみで、位置決め等を容易に実現させることが可能になり、ポンプユニット100の組立性の向上を図ることが可能になる。また、連結凹部127と連結凸部151aとの間にOリング140を設けることにより、ハウジング部材F2とコントロールバルブ150との間の気密性を向上させることが可能になる。
【0030】
また、コントロールバルブ150を閉状態に制御した場合には、ポンプから吐出される流体が、第1流路126および第2流路129を通過して圧迫用流体袋に導かれ、圧迫用流体袋を加圧することが可能となる。また、コントロールバルブ150を開状態に制御した場合には、圧迫用流体袋内の流体が第2流路129を通過して、コントロールバルブ150の排出通路151から外部に流出され、圧迫用流体袋内を減圧することが可能となる。
【0031】
なお、上記実施の形態においては、流体として空気を用いた場合について説明しているが、空気に限定されるものでなく、他の同様の性質を有する気体(酸素、二酸化炭素、ヘリュウム等を用いることも可能である。また、気体に限らず水その他の液体を用いることも可能である。なお、液体を用いる場合には、流体経路に機密構造を採用して、液体漏れが生じないようにする必要がある。
【0032】
したがって、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した各実施の形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、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。
【0033】
【発明の効果】
この発明に基いたエアーポンプユニットによれば、エアーポンプユニットの小型化が図れ、これにより、携帯型の血圧計のさらなる小型化を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施の形態におけるポンプユニット100の全体構造を示すとともに、血圧計の圧迫用流体袋を加圧する行程における圧縮室123が膨張状態を示す断面図である。
【図2】 血圧計の圧迫用流体袋を加圧する行程における圧縮室123が収縮状態を示す断面図である。
【図3】 血圧計の圧迫用流体袋を減圧する行程における状態を示す断面図である。
【図4】 手首式血圧計300の外観を示す全体斜視図である。
【図5】 手首式血圧計300の内部構成を示すブロック図である。
【図6】 従来のエアーポンプユニット200の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
100 ポンプユニット、110 モータ、111 本体部、111a モータ回転軸、112 偏芯部材、113 連結棒、120 ポンプ、121 クランク、122 ダイヤフラム、122a 伸縮ドーム、123 圧縮室、124弁体、124a 開閉弁、125 空気吸入孔、126 第1流路、127 連結凹部、128 逆止弁、129 第2流路、130 シール部材、131 吐出口、140 Oリング、150 コントロールバルブ、151 排出通路、151a 連結凸部、152 シール部材、153 制御ブロック、154 ボビン、155 コイル、F1 第1ハウジング部材、F2 第2ハウジング部材。
Claims (2)
- モータと、前記モータの駆動により流体を吐出するポンプと、圧迫用流体袋内の流体圧力を制御するためのコントロールバルブと、を有する血圧計用のポンプユニットであって、
前記ポンプを内蔵するハウジング部材と、
前記ハウジング部材に設けられ、前記ポンプから吐出される流体が流れるとともに、前記コントロールバルブが直接連結される第1流路と、を備え、
前記ポンプは、前記モータの駆動により上下運動するダイヤフラムと、前記ハウジング部材の所定位置に設けられる空気吸入孔の開閉を行なう開閉弁を含む弁体とを有し、
前記ハウジング部材は、前記空気吸入孔が設けられ、前記ポンプの前記弁体を固定する第1ハウジング部材と、この第1ハウジング部材の上に配設され、この第1ハウジング部材とにより、横方向の一方側が前記ポンプの圧縮室に連通し、横方向の他方側であって、前記ポンプの横方向に配置される前記コントロールバルブを連結するための第1流路を規定する第2ハウジング部材とを有し、
前記第2ハウジング部材と、前記コントロールバルブとの連結部分には、一方が他方を受入れる凹凸領域が設けられ、
前記第2ハウジング部材の前記凹凸領域には凹部領域が設けられ、前記コントロールバルブの前記凹凸領域には凸部領域が設けられ、前記凹部領域と前記凸部領域との間には、シール部材が設けられる、血圧計用のポンプユニット。 - 前記第1および第2ハウジング部材に設けられるとともに、前記第1流路に連通し、前記流体を前記圧迫用流体袋に導くための第2流路がさらに設けられる、請求項1に記載の血圧計用のポンプユニット。
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