CN115143097A - 泵系统以及流体供给装置 - Google Patents

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CN115143097A CN202210334639.8A CN202210334639A CN115143097A CN 115143097 A CN115143097 A CN 115143097A CN 202210334639 A CN202210334639 A CN 202210334639A CN 115143097 A CN115143097 A CN 115143097A
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Abstract

本发明提供容易搭载于例如如智能手表、血压计等可穿戴终端那样具有以沿着人体的表面(皮肤)的方式设计的凹状的弯曲形状的流体供给装置的泵以及具备该泵的流体供给装置。泵(5)具有密闭室(91)、使密闭室(91)的容积变化的可动壁(92)、以及进行电磁驱动且使可动壁(92)位移来向密闭室(91)外吐出密闭室(91)内的流体的振动促动器(8)。而且,将相互正交的三个轴设为X轴、Y轴以及Z轴,在将沿着X轴的方向设为X轴方向,将沿着Y轴的方向设为Y轴方向,将沿着Z轴的方向设为Z轴方向时,在从Y轴方向俯视时,外形为凹形状。

Description

泵系统以及流体供给装置
技术领域
本发明涉及泵系统以及流体供给装置。
背景技术
例如,专利文献1中记载有圆柱状的泵。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2020-041469号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,如图1所示,例如,若预要在如智能手表、血压计等可穿戴终端那样具有以沿着人体的表面(皮肤)的方式设计的凹状的扁平弯曲形状的装备10内搭载圆柱状的泵50,则泵50与装置10干涉,即使在装置10内具有充足的空间,也有无法搭载的情况。在这样的情况下,为了进行搭载,例如需要如双点划线所示地缩小泵50或者如单点划线所示地增大装置10,而在前者的情况下,因技术问题有时难以实现小型化,在后者的情况下装置10变得大型化。
本发明是鉴于上述方面而完成的,尤其,其目的在于提供具有容易搭载在具有凹状的弯曲形状的装置内的形状的泵以及搭载有该泵的流体供给装置。
用于解决课题的方案
这样的目的由以下的(1)~(10)的本发明实现。
(1)一种泵,其特征在于,具有:
密闭室;
可动壁,其使上述密闭室的容积变化;以及
振动促动器,其进行电磁驱动,使上述可动壁位移来向上述密闭室外吐出上述密闭室内的流体,
将相互正交的三个轴设为X轴、Y轴以及Z轴,
在将沿着上述X轴的方向设为X轴方向,将沿着上述Y轴的方向设为Y轴方向,将沿着上述Z轴的方向设为Z轴方向时,
在从上述Y轴方向俯视时,外形为凹形状。
(2)根据上述(1)所述的泵,在从上述Y轴方向俯视时,上述外形为圆弧形状。
(3)根据上述(1)所述的泵,在从上述Y轴方向俯视时,上述外形为在中央部与位于其两侧的端部之间具有阶梯的阶梯形状。
(4)根据上述(1)至(3)任一项中所述的泵,上述外形具有上述Z轴方向的长度比上述X轴方向及上述Y轴方向的长度短的扁平形状。
(5)根据上述(1)至(4)任一项中所述的泵,上述振动促动器具有在上述Y轴方向上往复振动来使上述可动壁位移的可动体。
(6)根据上述(1)至(4)任一项中所述的泵,上述振动促动器具有在上述X轴方向上往复振动来使上述可动壁位移的可动体。
(7)根据上述(1)至(4)任一项中所述的泵,上述振动促动器具有绕上述Z轴往复振动来使上述可动壁位移的可动体。
(8)根据上述(1)至(7)任一项中所述的泵,在从上述X轴方向俯视时,上述外形为凹形状。
(9)一种流体供给装置,其特征在于,具备上述(1)至(8)任一项中所述的泵。
(10)根据上述(9)所述的流体供给装置,
上述流体供给装置佩戴于人体来使用,
在具有沿着上述人体的弯曲形状的部分搭载有上述泵。
发明的效果如下。
在本发明的泵中,箱体在沿Y轴方向俯视时呈凹状地弯曲或折曲。因此,例如,容易搭载于如智能手表、血压计等可穿戴终端那样具有以沿人体的表面(皮肤)的方式设计的凹状的弯曲形状的流体供给装置。
附图说明
图1是用于说明现有技术的问题点的示意图。
图2是示出第一实施方式的电子血压计的立体图。
图3是示出搭载于电子血压计的泵的立体图。
图4是从Y轴方向观察泵的俯视图。
图5是示出泵搭载于电子血压计的状况的剖视图。
图6是泵的分解立体图。
图7是示出泵的驱动状态的剖视图。
图8是示出泵的驱动状态的剖视图。
图9是示出第二实施方式的泵的立体图。
图10是从Y轴方向观察泵的俯视图。
图11是泵的分解立体图。
图12是示出泵的驱动状态的剖视图。
图13是示出泵的驱动状态的剖视图。
图14是示出第三实施方式的泵的立体图。
图15是从Y轴方向观察泵的俯视图。
图16是示出泵搭载于电子血压计的状况的剖视图。
图17是泵的分解立体图。
图18是示出泵的驱动状态的剖视图。
图19是示出泵的驱动状态的剖视图。
图20是示出第四实施方式的头盔的立体图。
图21是示出搭载于头盔的泵的立体图。
图22是从Y轴方向观察泵的俯视图。
图23是从X轴方向观察泵的立体图。
图24是泵的分解立体图。
符号说明
1—电子血压计,10—装置,100—头盔,110—外壳部,120—内衬,2—主体,21—按钮,22—显示器,3—袖带,4—压力传感器,5、50—泵,5a、5b—主面,5a1、5b1—阶梯面,51A、51B—弹簧,51A1、51B1—固定部,51A2、51B2—卡合部,51A3、51B3—弹簧部,6—控制装置,61—驱动控制部,62—压力检测部,7—壳体,71—基体,711—开口,72—盖,79—突起,8—振动促动器,81—轴部,82—可动体,821—磁体,822—磁轭,822a—按压件,823—磁轭,823a—按压件,824—磁轭,824a、824b—按压件,824c—槽,825、825a、825b、825c—磁体,827—磁轭,827a—基部,827b—插入部,827c—磁极部,827d—磁极面,827f、827g—按压件,828—线圈,829—线轴,83—导向件,831—导轨,832—滚珠,833—支架,85—线圈铁芯部,851—线轴,851a、851b—凹条,852、853—线圈,854—铁芯,854a、854b—突出部,855、856—线圈,86—磁体部,861—铁芯部,862、863—磁体,9A、9B—泵部,91—密闭室,92—可动壁,93、94—阀,98—吸入口,99—吐出口,C—圆弧,Fx1、Fx2、Fy1、Fy2、Fθ1、Fθ2—推力,H—被测定部位,S—空间。
具体实施方式
以下,基于附图所示的优选的实施方式,对本发明的泵系统以及流体供给装置详细地进行说明。其中,以下,为便于说明,将相互正交的三个轴设为X轴、Y轴以及Z轴。并且,也将沿着X轴的方向称作“X轴方向”,也将沿着Y轴的方向称作“Y轴方向”,也将沿着Z轴的方向称作“Z轴方向”。并且,也将各轴的箭头侧称作“正侧”,也将相反侧称作“负侧”。并且,也将Z轴方向正侧称作“上”,也将负侧称作“下”。
〈第一实施方式〉
图2是示出第一实施方式的电子血压计的立体图。图3是示出搭载于电子血压计的泵的立体图。图4是从Y轴方向观察泵的俯视图。图5是示出泵搭载于电子血压计的状况的剖视图。图6是泵的分解立体图。图7及图8分别是示出泵的驱动状态的剖视图。
图2中示出作为流体供给装置的电子血压计1。电子血压计1具有主体2和与主体2连接的袖带3。袖带3佩戴于受检者的被测定部位H(例如,手臂),因来自主体2的流体供给,位于内部的未图示的袋体膨胀而压迫被测定部位H。主体2测定袖带3内的压力,并基于其测定结果来计算受检者的血压。在电子血压计1中,主体2和袖带3设为一体,主体2也与袖带3一起佩戴于被测定部位H。此外,作为从主体2向袖带3供给的流体,没有特别限定,可以是液体也可以是气体,但优选为气体。以下,为便于说明,将上述流体设为空气进行说明。
在按照通常的示波法测定血压的情况下,如下记载。首先,在受检者的被测定部位H卷绕袖带3。然后,在测定血压时,从主体2向袖带3内供给空气,使袖带3内的压力(袖带压力)比最高血压高。之后逐渐减压,在该过程中由主体2检测袖带3内的压力,获取在被测定部位H的动脉产生的动脉容积的变动作为脉搏波信号。基于伴随此时的袖带压力的变化的脉搏波信号的振幅的变化、主要基于上升边和下降边来计算最高血压(收缩期血压)以及最低血压(舒张期血压)。其中,作为血压测定方法没有特别限定。例如,也可以利用通常与示波法一起使用的里瓦罗奇·柯氏法。
如图2所示,主体2具有以沿着被测定部位H的表面的方式呈凹状地弯曲的形状,以便贴合于被测定部位H。具体而言,在从Y轴方向俯视时,主体2具有绕Y轴大致呈圆弧状地弯曲的圆弧形状。在这样的主体2(沿着人体的部分)内置有向袖带3内供给空气的泵5、检测袖带3内的压力的压力传感器4、以及控制各部分的驱动的控制装置6。并且,在主体2的表面设有用于开始血压测定的按钮21、用于显示测量结果的显示器22等。其中,电子血压计1的结构没有特别限定。
《泵5》
如图3及图4所示,泵5的外形(轮廓形状)为将Z轴方向作为厚度方向且Z轴方向的长度比X轴方向及Y轴方向的长度短的扁平形状。由此,成为薄的泵5。并且,泵5的外形(轮廓形状)为沿着主体2的形状的凹形状。具体而言,泵5的外形为平板状,而且在从Y轴方向俯视时,外形为凹形状,且为绕Y轴大致圆弧状地弯曲的圆弧形状。
也就是说,泵5具有相互处于表里关系且在Z轴方向上排列的一对主面5a、5b,上述主面5a、5b分别由在从Y轴方向俯视时绕Y轴同心地弯曲的圆弧状的弯曲面构成。并且,泵5的曲率半径与主体2的曲率半径大致相等。由此,泵5成为仿照主体2的弯曲的弯曲形状,如图5所示,能够贴合于主体2内的圆弧状的空间S地搭载泵5。因此,即使未如现有技术那样实现泵5的小型化或者实现主体2的大型化,也能够在主体2搭载泵5。尤其,通过使外形为圆弧形状,主面5a、5b没有拐角,能够实现泵5的小型化。
此外,泵5的外形(轮廓形状)在从X轴方向俯视时为将Y轴方向作为长边的大致长方形状,在从Z轴方向俯视时为将Y轴方向作为长边的大致长方形状。
如图3所示,泵5具有壳体7和设于壳体7的Y轴方向两侧的泵部9A、9B。泵部9A位于壳体7的Y轴方向正侧,泵部9B位于壳体7的Y轴方向负侧。在泵5中,由上述壳体7以及泵部9A、9B构成外形(轮廓形状)。其中,构成泵5的外形的部件没有特别限定。例如,也可以将泵部9A、9B收纳在壳体7内,实质上仅由壳体7构成泵5的外形。
如图6所示,壳体7具有在Z轴方向正侧开口的箱状的基体71和封堵基体71的开口的盖72。通过成为这样的结构,容易在壳体7内收纳各部件。尤其,通过在Z轴方向正侧形成开口,能够使开口更大,上述的效果变得更加显著。并且,在基体71的Y轴方向两侧的侧面,形成有用于使下述的按压件822a、823a插通的开口711。这样的壳体7保护内部的各部分,并且也作为电磁屏蔽件发挥功能。
而且,在壳体7收纳有振动促动器8以及一对弹簧51A、51B。振动促动器8具有相对于壳体7在Y轴方向上可动自如的可动体82和固定于壳体7的线圈铁芯部85。在振动促动器8中,通过向线圈铁芯部85供电,能够使可动体82在Y轴方向上往复振动。这样,通过成为可动体82在Y轴方向上往复振动的结构,能够抑制泵5的X轴方向的长度。
线圈铁芯部85具有线轴851和卷绕于线轴851的一对线圈852、853。线轴851为在Y轴方向上延伸的管状,为仿照壳体7的外形的圆弧形状。并且,一对线圈852、853在Y轴方向上排列地配置。线圈852相比线轴851的中心位于Y轴方向正侧,线圈853相比线轴851的中心位于Y轴方向负侧。此外,在本实施方式中,在线轴851的外周形成有环状的凹条851a、851b。而且,在凹条851a卷绕有线圈852,在凹条851b卷绕有线圈853。根据这样的结构,由于凹条851a、851b作为线圈852、853的定位部发挥功能,所以线圈852、853的定位及卷绕变得容易。
可动体82插入管状的线轴851内。并且,可动体82为板状,且为仿照壳体7的外形的圆弧形状。并且,可动体82经由未图示的导向件以能够相对于壳体7在Y轴方向上往复振动的方式被支撑。这样的可动体82具有磁体821和与磁体821的Y轴方向两侧连接的一对磁轭822、823。磁轭822位于磁体821的Y轴方向正侧,磁轭823位于磁体821的Y轴方向负侧。磁体821是永久磁铁且在Y轴方向上被磁化。在图示方式中,磁轭822侧为N极,磁轭823侧为S极。
磁轭822具有向Y轴方向正侧(泵部9A侧)突出的按压件822a。同样,磁轭823具有向Y轴方向负侧(泵部9B侧)突出的按压件823a。按压件822a经由一方的开口711向壳体7外突出,且与泵部9A连接。同样,按压件823a经由另一方的开口711向壳体7外突出,且与泵部9B连接。若可动体82向Y轴方向正侧位移,则由按压件822a按压泵部9A而从泵部9A吐出空气。相反地,若可动体82向Y轴方向负侧位移,则由按压件823a按压泵部9B而从泵部9B吐出空气。
弹簧51A位于可动体82与泵部9A之间。并且,弹簧51A具有固定于壳体7的固定部51A1、与磁轭822卡合的卡合部51A2、以及将固定部51A1与卡合部51A2连接的弹簧部51A3。另一方面,弹簧51B位于可动体82与泵部9B之间。并且,弹簧51B具有固定于壳体7的固定部51B1、与磁轭823卡合的卡合部51B2、以及将固定部51B1与卡合部51B2连接的弹簧部51B3。
如图7及图8所示,在未向线圈铁芯部85供电的状态(以下也称作“自然状态”)下,可动体82因位于其两侧的弹簧51A、51B的弹性而保持在线轴851的大致中央。在自然状态下,在从Z轴方向俯视时,磁体821的Y轴方向正侧的端部与线圈852重叠,磁体821的Y轴方向负侧的端部与线圈853重叠。
泵部9A、9B相对于收纳有振动促动器8的壳体7分开地配置于Y轴方向两侧。具体而言,在壳体7的Y轴方向正侧配置有泵部9A,在Y轴方向负侧配置有泵部9B。如图7及图8所示,上述泵部9A、9B彼此具有相同的结构,分别具有密闭室91和可动壁92。
密闭室91与从外部吸入空气的吸入口98和吐出密闭室91室内的空气的吐出口99连接。并且,在密闭室91与吸入口98之间设有阀93。阀93允许从吸入口98向密闭室91吸入空气,而限制从密闭室91向吸入口98吐出空气。并且,在密闭室91与吐出口99之间设有阀94。阀94允许从密闭室91向吐出口99吐出空气,而限制从吐出口99向密闭室91吸入空气。由此,能够更可靠且更高效地进行空气吸入和吐出。
可动壁92面向密闭室91室内,构成密闭室91的一部分。可动壁92例如是膜片,由能够弹性变形的材料形成。
在泵部9A中,可动壁92构成密闭室91的Y轴方向负侧的壁面,且与磁轭822的按压件822a连接。若可动体82向Y轴方向正侧位移,则可动壁92被按压件822a按压而位移,密闭室91室内的容积减少。若密闭室91室内的容积减少,则密闭室91室内的压力增加,密闭室91室内的空气从吐出口99吐出。相反地,若可动体82向Y轴方向负侧位移,则可动壁92利用自身的复原力(弹性)以及弹簧51A的弹性而位移,密闭室91室内的容积增加。若密闭室91室内的容积增加,则密闭室91室内的压力降低,空气从吸入口98流入到密闭室91室内。
另一方面,在泵部9B中,可动壁92构成密闭室91的Y轴方向正侧的壁面,且与磁轭823的按压件823a连接。若可动体82向Y轴方向负侧位移,则可动壁92被按压件823a按压而位移,密闭室91室内的容积减少。若密闭室91室内的容积减少,则密闭室91室内的压力增加,密闭室91室内的空气从吐出口99吐出。相反地,若可动体82向Y轴方向正侧位移,则可动壁92利用自身的复原力(弹性)以及弹簧51B的弹性而位移,密闭室91室内的容积增加。若密闭室91室内的容积增加,则密闭室91室内的压力降低,空气从吸入口98流入到密闭室91室内。
《控制装置6》
如图2所述,控制装置6具有控制振动促动器8的驱动的驱动控制部61和检测袖带3内的压力的压力检测部62。控制装置6例如由计算机构成,具有处理信息的处理器(CPU)、以能够通信的方式与处理器连接的存储器、以及外部接口。并且,在存储器保存有能够由处理器执行的各种程序,处理器读取并执行存储器所存储的各种程序等。
以上,对电子血压计1的结构进行了说明。接下来,对泵5的驱动进行说明。
驱动控制部61以交替地重复图7所示的第一状态和图8所示的第二状态的方式对线圈852、853施加交流电压。由此,可动体82在Y轴方向上往复振动。
在图7所示的第一状态下,产生Y轴方向正侧的推力Fy1,可动体82向Y轴方向正侧位移。由此,在泵部9A中由按压件822a按压可动壁92,密闭室91室内的容积减少,密闭室91室内的空气从吐出口99吐出。相反地,在泵部9B中密闭室91室内的容积增加,空气从吸入口98流入到密闭室91室内。
在图8所示的第二状态下,产生Y轴方向负侧的推力Fy2,可动体82向Y轴方向负侧位移。由此,在泵部9B中由按压件823a按压可动壁92,密闭室91室内的容积减少,密闭室91室内的空气从吐出口99吐出。相反地,在泵部9A中密闭室91室内的容积增加,空气从吸入口98流入到密闭室91室内。
通过交替地重复这样的第一状态和第二状态,来交替地重复从泵部9A吐出空气的状态和从泵部9B吐出空气的状态,空气从泵5连续地吐出。然后,从泵5吐出的空气被供给至袖带3,袖带3膨胀。压力检测部62基于压力传感器4的输出来检测袖带3内的压力。
以上,对泵5的驱动进行了说明。接下来,对泵5的驱动原理进行说明。振动促动器8基于下述式(1)所示的运动方程式以及下述式(2)所示的电路方程式来驱动。
式1
Figure BDA0003574065530000091
J:惯性力矩[kg·m2]
θ(t):位移角[rad]
Kf:推力常数[Nm/A]
i(t):电流[A]
Ksp:弹簧常数[Nm/rad]
D:衰减系数[Nm/(rad/s)]
式2
Figure BDA0003574065530000101
e(t):电压[V]
R:电阻[Ω]
L:电感[H]
Ke:反电动势常数[V/(rad/s)]
这样,可动体82的惯性力矩J[Kg·m2]、位移角(旋转角度)θ(t)[rad]、推力常数Kf[Nm/A]、电流i(t)[A]、弹簧常数Ksp[Nm/rad]、衰减系数D[Nm/(rad/s)]等分别能够在满足式(1)的范围内适当地设定。并且,电压e(t)[V]、电阻R[Ω]、电感L[H]、反电动势常数Ke[V/(rad/s)]分别能够在满足式(2)的范围内适当地设定。
并且,在泵5中,根据下述式(3)来设定流量,根据下述式(4)来设定压力。
式3
Q=Axf*60-(3)
Q:流量[L/min]
A:活塞面积[m2]
x:活塞位移[m]
f:驱动频率[Hz]
式4
Figure BDA0003574065530000102
P:增加压力[kPa]
P0:大气压[kPa]
V:密闭室体积[m3]
ΔV:变动体积[m3]
ΔV=Ax
A:活塞面积[m2]
x:活塞位移[m]
这样,泵5的流量Q[L/min]、活塞面积A[m2]、活塞位移x[m]、驱动频率f[Hz]等分别能够在满足式(3)的范围内适当地设定。并且,增加压力[kPa]、大气压P0[kPa]、密闭室体积V[m3]、变动体积ΔV[m3]等分别能够在满足式(4)的范围内适当地设定。
接下来,对振动促动器8的共振频率进行说明。振动促动器8具有利用由作用于线圈铁芯部85以及磁体821之间的磁力形成的磁性弹簧、由弹簧51A、51B的弹性形成的物理弹簧以及由密闭室91内的空气的弹力形成的空气弹簧(流体弹簧)来支撑可动体82的弹簧质量系统构造。因此,可动体82具有下述式(5)所示的共振频率fr。因此,通过对线圈852、853施加与共振频率fr大致相等的交流电压,能够使可动体82共振驱动,能够效率良好地使泵5驱动。
式5
Figure BDA0003574065530000111
fr:共振频率[Hz]
Ksp:弹簧常数[Nm/rad]
J:惯性力矩[kg·m2]
〈第二实施方式〉
图9是示出第二实施方式的泵的立体图。图10是从Y轴方向观察泵的俯视图。图11是泵的分解立体图。图12及图13分别是示出泵的驱动状态的剖视图。
本实施方式的泵5主要是可动体82的振动方向不同,除此以外与上述的第一实施方式的泵5相同。因此,在以下的说明中,关于本实施方式,以与上述的实施方式的不同点为中心进行说明,省略相同事项的说明。并且,图9至图13中,对与上述的实施方式相同的结构标注了同一符号。
《泵5》
如图9及图10所示,泵5的外形(轮廓形状)为平板状,且在从Y轴方向俯视时为绕Y轴大致圆弧状地弯曲的圆弧形状。泵5具有壳体7和位于壳体7的X轴方向两侧的一对泵部9A、9B。泵部9A位于壳体7的X轴方向正侧,泵部9B位于壳体7的X轴方向负侧。在泵5中,由上述壳体7以及泵部9A、9B构成外形(轮廓形状)。其中,构成泵5的外形(轮廓形状)的部件没有特别限定。
并且,如图11所示,在壳体7收纳有振动促动器8。振动促动器8具有相对于壳体7在X轴方向上可动自如的可动体82、对可动体82进行导向的导向件83、以及固定于壳体7的线圈铁芯部85。在振动促动器8中,通过向线圈铁芯部85供电,可动体82沿壳体的圆弧以绕Y轴旋转的方式(以描绘圆弧的方式)在X轴方向上往复振动。这样,通过成为可动体82在X轴方向上往复振动的结构,能够抑制泵5的Y轴方向的长度。
线圈铁芯部85具有铁芯854和卷绕于铁芯854的一对线圈855、856。铁芯854为平板状,且仿照壳体7的形状呈圆弧状地弯曲。并且,铁芯854固定于壳体7的内底面。并且,铁芯854具有向Z轴方向正侧突出的一对突出部854a、854b。突出部854a、854b分别为沿Y轴方向延伸的长条形状,且在X轴方向上排列地配置。而且,在一方的突出部854a卷绕有线圈855,在另一方的突出部854b卷绕有线圈856。
可动体82以覆盖线圈铁芯部85的方式配置于线圈铁芯部85的上方。可动体82为平板状,且为仿照壳体7的圆弧形状。并且,可动体82具有磁轭824和固定于磁轭824的磁体825。并且,磁体825具有在X轴方向上排列地配置的三个磁体825a、825b、825c。磁体825a、825b、825c分别是永久磁铁,在Z轴方向上被磁化。此外,在图示方式中,位于中央的磁体825b的Z轴方向正侧为S极,Z轴方向负侧为N极。另一方面,位于两端部的磁体825a、825c的Z轴方向正侧为N极,Z轴方向负侧为S极。也就是说,在磁体825的下表面(与线圈铁芯部85对置的磁极面),沿X轴方向交替地配置有S极和N极。此外,在初始状态下,磁体825a、825b的边界位于突出部854a上,磁体825b、825c的边界位于突出部854b上。
磁轭824从上侧覆盖于磁体825。如图12及图13所示,磁轭824具有在下表面开口的凹部,且在该凹部收纳有磁体825。并且,磁轭824具有向磁体821的X轴方向正侧突出的按压件824a和向X轴方向负侧突出的按压件824b。若可动体82向X轴方向正侧位移,则由按压件824a按压泵部9A而从泵部9A吐出空气,相反地,若可动体82向X轴方向负侧位移,则由按压件824b按压泵部9B而从泵部9B吐出空气。
泵部9A、9B相对于收纳有振动促动器8的壳体7分开地配置于X轴方向两侧。具体而言,在壳体7的X轴方向正侧配置有泵部9A,在X轴方向负侧配置有泵部9B。上述泵部9A、9B彼此具有相同的结构。
导向件83配置于可动体82的Y轴方向两侧。各导向件83具有固定于壳体7的导轨831、在X轴方向上排列地配置于导轨831与可动体82(磁轭824)之间的多个滚珠832、以及将各滚珠832相对于导轨831滚动自如地保持的支架833。此外,在磁轭824的Y轴方向两侧面形成有槽824c,在该槽824c卡合有滚珠832。
驱动控制部61以交替地重复图12所示的第一状态和图13所示的第二状态的方式对线圈852、853施加交流电压。由此,可动体82在X轴方向上往复振动。
在图12所示的第一状态下,产生X轴方向正侧的推力Fx1,可动体82向X轴方向正侧位移。由此,在泵部9A中由按压件824a按压可动壁92,密闭室91室内的容积减少,密闭室91室内的空气从吐出口99吐出。相反地,在泵部9B中密闭室91室内的容积增加,空气从吸入口98流入到密闭室91室内。
在图13所示的第二状态下,产生X轴方向负侧的推力Fx2,可动体82向X轴方向负侧位移。由此,在泵部9B中由按压件824b按压可动壁92,密闭室91室内的容积减少,密闭室91室内的空气从吐出口99吐出。相反地,在泵部9A中密闭室91室内的容积增加,空气从吸入口98流入到密闭室91室内。
通过交替地重复这样的第一状态和第二状态,来交替地重复从泵部9A吐出空气的状态和从泵部9B吐出空气的状态,从泵5连续地吐出空气。
〈第三实施方式〉
图14是示出第三实施方式的泵的立体图。图15是从Y轴方向观察泵的俯视图。图16是示出泵搭载于电子血压计的状况的剖视图。图17是泵的分解立体图。图18及图19分别是示出泵的驱动状态的剖视图。
本实施方式的泵5主要是外形(轮廓形状)不同,除此以外与上述的第一实施方式的泵5相同。因此,在以下的说明中,关于本实施方式,以与上述的实施方式的不同点为中心进行说明,省略相同事项的说明。并且,图14至图19中,对与上述的实施方式相同的结构标注了同一符号。
《泵5》
如图14及图15所示,泵5的外形为平板状,且在从Y轴方向俯视时为在X轴方向中央部与位于其两侧的端部之间具有阶梯的阶梯形状。并且,泵5具有壳体7和位于壳体7的X轴方向两侧的一对泵部9A、9B。泵部9A位于壳体7的X轴方向正侧,泵部9B位于壳体7的X轴方向负侧。在泵5中,由上述壳体7以及泵部9A、9B构成外形(轮廓形状)。其中,构成泵5的外形(轮廓形状)的部件没有特别限定。
并且,壳体7为将Z轴方向作为厚度且在X-Y平面上扩展的平板状,相对于泵部9A、9B向Z轴方向正侧偏离地配置。由此,在构成上述中央部的壳体7与构成上述端部的泵部9A、9B之间形成阶梯面。具体而言,在泵5的主面5a且在壳体7与泵部9A、9B之间形成朝向X轴方向的阶梯面5a1,在主面5b且在壳体7与泵部9A、9B之间形成朝向X轴方向的阶梯面5b1。
如图15所示,这样的壳体7沿与主体2大致相等的曲率半径的圆弧C形成。由此,泵5为仿照主体2的弯曲的阶梯形状,如图16所示,能够贴合于主体2内的圆弧状的空间S地搭载泵5。因此,即使未如现有技术那样实现泵5的小型化或者实现主体2的大型化,也能够在主体2搭载泵5。尤其,通过使外形为阶梯形状,例如,通过使阶梯与图16所示的形成于壳体7的突起79卡合,能够容易地进行泵5相对于壳体7的定位。并且,由于省去使各部分弯曲的劳力和时间,所以还能够实现泵5的低成本化。
并且,如图17所示,在壳体7收纳有振动促动器8。振动促动器8具有轴部81、经由轴部81相对于壳体7以绕Z轴可动自如的方式被支撑的可动体82、以及固定于壳体7的磁体部86。在振动促动器8中,通过向可动体82供电,可动体82绕Z轴往复振动。这样,通过成为可动体82绕Z轴往复振动的结构,例如不需要上述的第一、第二实施方式的对可动体82进行导向的导向件,因此能够实现泵5的小型化及低成本化。
可动体82具有与轴部81连接的磁轭827和卷绕于磁轭827的线圈828。此外,线圈828以卷绕于管状的线轴829的状态设于磁轭827。但是,不限定于此,也可以省略线轴829而将线圈828直接卷绕于磁轭827。
磁轭827在Y轴方向负侧的端部与轴部81连接。并且,磁轭827具有与轴部81连接的基部827a、从基部827a向Y轴方向负侧突出且插入有线轴829的棒状的插入部827b、以及与插入部827b的前端部连接且相对于插入部827b扩幅的磁极部827c。磁极部827c具有在从Z轴方向俯视时为圆弧状的磁极面827d,若向线圈828供电,则该磁极面827d励磁。
并且,磁轭827具有向X轴方向正侧突出的按压件827f和向X轴方向负侧突出的按压件827g。若可动体82绕Z轴而向X轴方向正侧位移,则由按压件827f按压泵部9A而从泵部9A吐出空气,相反地,若可动体82绕Z轴而向X轴方向负侧位移,则由按压件827g按压泵部9B而从泵部9B吐出空气。
磁体部86位于磁轭84的Y轴方向正侧,与磁轭84的磁极面827d对置地配置。这样的磁体部86具有铁芯部861和设于铁芯部861的一对磁体862、863。铁芯部861为平板状,且固定于壳体7的Y轴方向正侧的内侧面。磁体862、863设于铁芯部861,且在X轴方向上排列地配置。并且,磁体862、863在Y轴方向上向相互相反的方向被磁化。在图示方式中,磁体862的磁极面827d侧为S极,相反侧为N极。另一方面,磁体863的磁极面827d侧为N极,相反侧为S极。
泵部9A、9B相对于收纳有振动促动器8的壳体7分开地配置于X轴方向两侧。具体而言,在壳体7的X轴方向正侧配置有泵部9A,在X轴方向负侧配置有泵部9B。上述两个泵部9A、9B彼此具有相同的结构。
驱动控制部61以交替地重复图18所示的第一状态和图19所示的第二状态的方式对线圈828施加交流电压。由此,可动体82绕Z轴往复振动。
在图18所示的第一状态下,绕Z轴产生X轴方向正侧的推力Fθ1,可动体82向X轴方向正侧位移。由此,在泵部9A中由按压件827f按压可动壁92,密闭室91室内的容积减少,密闭室91室内的空气从吐出口99吐出。相反地,在泵部9B中密闭室91室内的容积增加,空气从吸入口98流入到密闭室91室内。
在图19所示的第二状态下,绕Z轴产生X轴方向负侧的推力Fθ2,可动体82向X轴方向负侧位移。由此,在泵部9B中由按压件827g按压可动壁92,密闭室91室内的容积减少,密闭室91室内的空气从吐出口99吐出。相反地,在泵部9A中密闭室91室内的容积增加,空气从吸入口98流入到密闭室91室内。
通过交替地重复这样的第一状态和第二状态,来交替地重复从泵部9A吐出空气的状态和从泵部9B吐出空气的状态,从泵5连续地吐出空气。然后,从泵5吐出的空气被供给至袖带3,袖带3膨胀。
〈第四实施方式〉
图20是示出第四实施方式的头盔的立体图。图21是示出搭载于头盔的泵的立体图。图22是从Y轴方向观察泵的俯视图。图23是从X轴方向观察泵的立体图。图24是泵的分解立体图。
本实施方式的泵5主要是外形不同,除此以外与上述的第二实施方式的泵5相同。其中,在以下的说明中,关于本实施方式,以与上述的实施方式的不同点为中心进行说明,省略相同事项的说明。并且,图20至图24中,对与上述的实施方式相同的结构标注了同一符号。
图20示出作为流体供给装置的头盔100。头盔100具有:具有沿着头部的弯曲形状的硬质的外壳部110;和设于外壳部110的内侧的软质的内衬120。而且,在外壳部110搭载有泵5。并且,在内衬120设有未图示的袋体,利用从泵5供给的空气使袋体膨胀,能够使内衬120贴合于头部。
《泵5》
如图21所示,泵5的外形为圆顶状的凹形状。具体而言,如图22及图23所示,泵5的外形在从Y轴方向俯视时外形为凹形状,且具有绕Y轴呈圆弧状地弯曲的圆弧形状,再有,在从X轴方向俯视时外形为凹形状,且具有绕X轴呈圆弧状地弯曲的圆弧形状。由此,泵5为仿照外壳部110的弯曲的弯曲形状,能够贴合于外壳部110形状地搭载泵5。因此,即使未如现有技术那样实现泵5的小型化或者实现主体2的大型化,也能够在外壳部110搭载泵5。
如图24所示,泵部9A、9B以及振动促动器8的结构也为绕X轴弯曲的形状,除此以外与上述的第二实施方式相同。因此,省略它们的说明。
以上,基于图示的实施方式对本发明的泵系统以及流体供给装置进行了说明,但本发明不限定于此,各部分的结构能够置换成具有相同功能的任意结构。并且,也可以在本发明中附加其它任意的构成物。并且,例如,在上述的实施方式中,作为流体供给装置,以电子血压计以及头盔为例,但只要是需要供给流体的流体供给装置即可,可以是任何可穿戴终端,也可以是除此以外的任何机械、器具,没有特别限定。

Claims (10)

1.一种泵,其特征在于,具有:
密闭室;
可动壁,其使上述密闭室的容积变化;
振动促动器,其进行电磁驱动,使上述可动壁位移来向上述密闭室外吐出上述密闭室内的流体,
将相互正交的三个轴设为X轴、Y轴以及Z轴,
在将沿着上述X轴的方向设为X轴方向,将沿着上述Y轴的方向设为Y轴方向,将沿着上述Z轴的方向设为Z轴方向时,
在从上述Y轴方向俯视时,外形为凹形状。
2.根据权利要求1所述的泵,其特征在于,
在从上述Y轴方向俯视时,上述外形为圆弧形状。
3.根据权利要求1所述的泵,其特征在于,
在从上述Y轴方向俯视时,上述外形是在中央部与位于其两侧的端部之间具有阶梯的阶梯形状。
4.根据权利要求1至3任一项中所述的泵,其特征在于,
上述外形具有上述Z轴方向的长度比上述X轴方向及上述Y轴方向的长度短的扁平形状。
5.根据权利要求1至3任一项中所述的泵,其特征在于,
上述振动促动器具有在上述Y轴方向上往复振动来使上述可动壁位移的可动体。
6.根据权利要求1至3任一项中所述的泵,其特征在于,
上述振动促动器具有在上述X轴方向上往复振动来使上述可动壁位移的可动体。
7.根据权利要求1至3任一项中所述的泵,其特征在于,
上述振动促动器具有绕上述Z轴往复振动来使上述可动壁位移的可动体。
8.根据权利要求1至3任一项中所述的泵,其特征在于,
在从上述X轴方向俯视时,上述外形为凹形状。
9.一种流体供给装置,其特征在于,
具备权利要求1至8任一项中所述的泵。
10.根据权利要求9所述的流体供给装置,其特征在于,
上述流体供给装置佩戴于人体来使用,
在具有沿着上述人体的弯曲形状的部分搭载有上述泵。
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Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3784334A (en) * 1972-04-03 1974-01-08 Johnson Service Co Electromagnetically driven fluid compressing apparatus
JPS5139813U (zh) 1974-09-19 1976-03-25
JP3616988B2 (ja) * 1999-11-08 2005-02-02 日東工器株式会社 電磁ダイアフラム式ポンプ
EP2365220B1 (en) * 2010-03-03 2017-08-23 Kongsberg Automotive AB Linear pump
CH703813A1 (de) * 2010-09-17 2012-03-30 Medela Holding Ag Membranvakuumpumpe.
JP6062179B2 (ja) * 2012-08-01 2017-01-18 株式会社テクノ高槻 センタリング機能付きセンタープレート搭載電磁駆動型流体ポンプ
EP3361611B1 (en) 2015-10-09 2020-03-18 Mitsumi Electric Co., Ltd. Vibratory actuator, wearable terminal, and incoming call notification function device
JP2019075966A (ja) 2017-10-13 2019-05-16 孝仁 今川 往復運動モーター
JP7248387B2 (ja) 2018-07-11 2023-03-29 ミネベアミツミ株式会社 振動アクチュエーター及び電子機器
JP2020041469A (ja) 2018-09-10 2020-03-19 日本電産トーソク株式会社 電磁ポンプ
CN110259674A (zh) * 2019-04-04 2019-09-20 徐剑 一种直线往复双缸抽气泵

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