DE112012001648T5

DE112012001648T5 - Durchsatzsteuerventil und Blutdruckinformationsmessvorrichtung, die dieses enthält

Info

Publication number: DE112012001648T5
Application number: DE112012001648.3T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiko Sano
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2011-04-11
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2014-01-23
Also published as: US20130331715A1; CN103476332A; JP2012217682A; US8905940B2; WO2012141064A1; CN103476332B

Abstract

Ein Durchsatzsteuerventil (32A) umfasst ein Gehäuse (101), das mit einer Einlassöffnung (111a) und einer Auslassöffnung (112a) versehen ist, durch welche ein Fluid, dessen Durchsatz gesteuert werden sollte, ein- und ausströmt, eine Membran (130), die einen Raum im Inneren des Gehäuses (101) in einen Strömungsraum (140), in dem das Fluid strömt, und einen Arbeitsraum (150), in dem ein Arbeitsmedium vorhanden ist, unterteilt, und einen Ventilkörper (160), der auf einem Abschnitt der Membran (130) bereitgestellt ist, welcher zu der Einlassöffnung (111a) entgegengesetzt ist. Die Membran (130) wird gemäß einer Änderung des Innendrucks des Arbeitsraums verschoben (150), und der Ventilkörper (160) wird entsprechend bewegt. Dies führt zu einer Änderung eines Abstands zwischen dem Ventilkörper (160) und der Einlassöffnung (111a), und auf diese Weise wird der Durchsatz des durch die Einlassöffnung (111a) in den Strömungsraum (140) strömenden Fluids eingestellt. Daher wird der Durchsatz des durch die Auslassöffnung (112a) ausströmenden Fluids variabel gesteuert.

Description

Technisches Fachgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Durchsatzsteuerventil, das den Durchsatz eines Fluids variabel steuern kann, und eine Blutdruckinformationsmessvorrichtung, die das Durchsatzsteuerventil enthält, und betrifft insbesondere ein Durchsatzsteuerventil, das den Durchsatz eines komprimierten Fluids variabel steuern kann, und eine Blutdruckinformationsmessvorrichtung, die das Durchsatzsteuerventil als ein Ablassventil zum Verringern des Innendrucks eines Kompressionsfluidballons enthält.
Hintergrundtechnik
Das Messen von Blutdruckinformationen einer Testperson ist äußerst wichtig beim Gewinnen eines Verständnisses des Gesundheitszustands der Testperson. In den letzten Jahren wurden Versuche unternommen, um den kardialen Stress oder das Niveau der Arteriosklerose nicht nur durch Messen eines systolischen Blutdruckwerts oder eines diastolischen Blutdruckwerts, deren Nützlichkeit als typische Kenngrößen, die zu der Analyse des Risikos für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, wie etwa Schlaganfall, Herzversagen, Herzinfarkt und ähnliche beitragen, weithin anerkannt ist, sondern auch zum Beispiel durch Messen der Pulswelle der Testperson zu bestimmen.
Blutdruckinformationsmessvorrichtungen sind Vorrichtung zum Messen von Blutdruckinformationen, und es wird erwartet, dass sie ferner auf Gebieten, wie etwa der Früherkennung, der Prävention und der Behandlung von Kreislauferkrankungen verwendet werden. Es sollte bemerkt werden, dass die Blutdruckinformationen eine große Vielfalt an Arten von Kreislaufinformationen, wie etwa systolische Blutdruckwerte, diastolische Blutdruckwerte, mittlere Blutdruckwerte, die Pulswelle, den Puls, verschiedene Kenngrößen, die das Niveau der Arteriosklerose anzeigen, und ähnliches umfassen.
Im Allgemeinen wird eine Manschette für eine Blutdruckinformationsmessvorrichtung (auf die hier nachstehend einfach als „Manschette” Bezug genommen wird) verwendet, um Blutdruckinformationen zu messen. Hier bedeutet „Manschette” eine band- oder ringförmige Struktur, die einen Fluidballon mit einem inneren Hohlraum enthält und die an einem Teil eines lebenden Körpers befestigt werden kann, und bezieht sich auf diejenigen für die Verwendung bei der Messung von Blutdruckinformationen, wobei eine Arterie komprimiert wird, indem der Fluidballon durch Einspritzen eines Fluids, wie etwa eines Gases, einer Flüssigkeit oder ähnlichem in den vorstehend erwähnten Hohlraum aufgeblasen wird.
Normalerweise ist eine Blutdruckinformationsmessvorrichtung mit einer Druckaufbaupumpe und einem Ablassventil versehen, die als ein Druckerhöhungs-/Druckverringerungsmechanismus zum Erhöhen/Verringern des Innendrucks des Fluidballons dienen. Von diesen beiden Komponenten ist das Ablassventil dafür gedacht, den Innendruck des Fluidballons in einem geschlossenen Zustand zu halten, in dem das Ablassventil geschlossen ist, wobei der Innendruck durch die Druckaufbaupumpe erhöht wurde, und den Innendruck in einem geöffneten Zustand, in dem das Ablassventil geöffnet ist, zu verringern. Bin Durchsatzsteuerventil, dessen Betrieb gesteuert wird, wenn der Innendruck des Fluidballons verringert wird und das somit den Abgabedurchsatz variabel steuern kann, wird vorzugsweise als das Ablassventil verwendet.
Wie zum Bespiel in JP 6-47007A (Patentliteratur 1), JP 6-47008A (Patentliteratur 2), JP 2002-5330A (Patentliteratur 3) und ähnlichen offenbart, wurden herkömmlicherweise im Allgemeinen Magnetventile, deren Ventilkörper elektromagnetisch angetrieben werden, als das Durchsatzsteuerventil, welches als das Ablassventil dient, verwendet.
Hier umfasst ein Magnetventil ein Gehäuse, eine Antriebswelle mit einem an einem Ende befestigten Ventilkörper, einen Permanentmagneten, der entweder in dem Gehäuse oder der Antriebswelle bereitgestellt ist und eine elektromagnetische Spule, die in dem anderen des Gehäuses und der Antriebswelle bereitgestellt ist, und ist derart aufgebaut, dass die Antriebswelle mit Hilfe einer elektromagnetischen Kraft, die in der elektromagnetischen Spule erzeugt wird, indem Strom an die elektromagnetische Spule geliefert wird, und einer abstoßenden Kraft, die dann in dem Permanentmagneten erzeugt wird, in eine Axialrichtung bewegt werden kann.
In jeder der Blutdruckinformationsmessvorrichtungen, die in JP 6-47007A , JP 6-47008A und JP 2002-5330A vorstehend offenbart sind, ist das Magnetventil entgegengesetzt zu einer Ablassöffnung des in der Manschette enthaltenen Fluidballons angeordnet, der an dem Ende der Antriebswelle befestigte Ventilkörper ist derart aufgebaut, dass er fähig ist, die Ablassöffnung zu schließen und zu öffnen, während er sich bewegt, und somit kann der Durchsatz des aus dem Fluidballon abgegebenen Fluids variabel gesteuert werden.
Referenzliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 6-47007A
Patentliteratur 2: JP 6-47008A
Patentliteratur 3: JP 2002-5330A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Wenn jedoch ein Durchsatzsteuerventil, das aus einem Magnetventil besteht, als ein Ablassventil verwendet wird, das in einer Blutdruckinformationsmessvorrichtung bereitgestellt ist, ergeben sich die folgenden Probleme.
Erstens haben die Magnetventile, wie vorstehend beschrieben, einen Aufbau, in dem die Antriebswelle mit Hilfe der elektromagnetischen Kraft, welche in der elektromagnetischen Spule erzeugt wird, und der abstoßenden Kraft, die in dem Permanentmagnet erzeugt wird, bewegt wird und verbrauchen somit mehr Elektrizität als andere Aktuatoren. Wenn daher ein Magnetventil als das Ablassventil verwendet wird, ergibt sich ein Problem, dass der Leistungsverbrauch der gesamten Blutdruckinformationsmessvorrichtung ebenfalls erhöht wird.
Wie vorstehend beschrieben, enthalten Magnetventile zweitens verschiedene Komponenten, wie etwa den Permanentmagneten, die elektromagnetische Spule und ähnliche und sind somit relativ teuer, haben äußerst komplizierte Strukturen und haben auch ein großes Volumen. Wenn daher ein Magnetventil als das Ablassventil verwendet wird, ergeben sich Probleme in der Hinsicht, dass die Herstellungskosten der Blutdruckinformationsmessvorrichtung beeinflusst werden und dass die Größe und das Gewicht der Blutdruckinformationsmessvorrichtung erhöht werden.
Wie vorstehend beschrieben, haben Magnetventile drittens einen Aufbau, in dem die Antriebswelle mit Hilfe der elektromagnetischen Kraft, die in der elektromagnetischen Spule erzeugt wird, und der abstoßenden Kraft, die in dem Permanentmagneten erzeugt wird, bewegt wird, und es somit relativ schwierig ist, die Wegstrecke der Antriebswelle präzise zu steuern. Wenn daher ein Magnetventil als das Ablassventil verwendet wird, ergibt sich ein Problem in der Hinsicht, dass es schwierig wird, den Durchsatz des aus dem Fluidballon abgelassenen Fluids präzise zu steuern.
Auf diese Weise haben herkömmliche Blutdruckinformationsmessvorrichtungen und Durchsatzsteuerventile, die als in diesen Blutdruckinformationsmessvorrichtungen bereitgestellte Ablassventile dienen, wie vorstehend beschrieben, immer noch in vielfältiger Hinsicht viel Raum für Verbesserungen.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Durchsatzsteuerventil, das kompakt, leicht und kostengünstig aufgebaut werden kann, das einen niedrigen Energieverbrauch erreicht und das den Durchsatz eines Fluids leicht steuern kann, und eine Blutdruckinformationsmessvorrichtung, welche das Durchsatzsteuerventil als ein Ablassventil enthält, bereitzustellen.
Lösung des Problems
Ein Durchsatzsteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Durchsatzsteuerventil, das einen Durchsatz eines Fluids variabel steuern kann, und umfasst ein Gehäuse, eine Membran und einen Ventilkörper. Das Gehäuse ist mit einer Einlassöffnung, durch die das Fluid einströmt, und einer Auslassöffnung, durch die das Fluid ausströmt, versehen. Die Membran unterteilt einen Raum in dem Gehäuse in einen Strömungsraum, in dem das Fluid strömt, und einen Arbeitsraum, in dem ein Arbeitsmedium vorhanden ist. Der Ventilkörper ist auf einem Abschnitt der Membran bereitgestellt, welcher zu der Einlassöffnung entgegengesetzt ist. In dem Durchsatzsteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Membran gemäß einer Änderung eines Innendrucks des Arbeitsraums verschoben, der Ventilkörper wird entsprechend bewegt, was zu einer Änderung eines Abstands zwischen dem Ventilkörper und der Einlassöffnung führt, und auf diese Weise wird der Durchsatz des durch die Einlassöffnung in den Strömungsraum strömenden Fluids eingestellt, so dass der Durchsatz des durch die Auslassöffnung ausströmenden Fluids variabel gesteuert werden kann.
In dem Durchsatzsteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass ein Abschnitt der Membran, der gemäß einer Änderung des Innendrucks des Arbeitsraums verschoben wird, eine größere Fläche als eine Öffnungsfläche der Einlassöffnung hat.
In dem Durchsatzsteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass der Ventilkörper eine Größe hat, die ausreicht, um die Einlassöffnung in einem Zustand, in dem der Abstand zwischen dem Ventilkörper und der Einlassöffnung auf null verringert ist, vollständig zu schließen.
In dem Durchsatzsteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass der Ventilkörper aus einem elastischen Element besteht.
In dem Durchsatzsteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass der Ventilkörper aus einem Element besteht, das härter als die Membran ist.
In dem Durchsatzsteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass eine Hauptoberfläche des Ventilkörpers, die entgegengesetzt zu der Einlassöffnung ist, winzige Vorsprünge und Aussparungen hat.
In dem Durchsatzsteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass das Gehäuse mit einer Öffnung zum Einleiten und Freigeben des Arbeitsmediums versehen ist.
Vorzugsweise umfasst das Durchsatzsteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung ferner eine Druckerzeugungseinheit, die durch Einleiten und Freigeben des Arbeitsmediums über die Öffnung eine Änderung des Innendrucks des Arbeitsraums erzeugt.
In dem Durchsatzsteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner bevorzugt, dass die Druckerzeugungseinheit eine Pumpe umfasst, die das Arbeitsmedium ansaugt und ausstößt.
In dem Durchsatzsteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass, wenn angenommen wird, dass eine Richtung von der Seite einer Ansaugöffnung zu der Seite einer Ausstoßöffnung der Pumpe eine Vorwärtsrichtung ist, die Pumpe aus einer Pumpe besteht, die das Arbeitsmedium unter einer Bedingung, dass der Druck auf der Seite der Ansaugöffnung niedriger als ein Druck auf der Seite der Ausstoßöffnung ist, in einer zu der Vorwärtsrichtung umgekehrten Richtung abgeben kann.
In dem Durchsatzsteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass die Pumpe aus einer piezoelektrischen Pumpe besteht, die das Arbeitsmedium durch die Schwingung eines Schwingplattenabschnitts, an dem ein piezoelektrisches Element befestigt ist, ansaugt und ausstößt.
Wenn in dem Durchsatzsteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung angenommen wird, dass eine Richtung von der Seite einer Ansaugöffnung zu der Seite einer Ausstoßöffnung der Pumpe eine Vorwärtsrichtung ist, kann die Pumpe aus einer Pumpe bestehen, die das Arbeitsmedium unter einer Bedingung, dass ein Druck auf der Seite der Ansaugöffnung niedriger als ein Druck auf der Seite der Ausstoßöffnung ist, nicht in einer zu der Vorwärtsrichtung umgekehrten Richtung ausstoßen kann, und in diesem Fall wird bevorzugt, dass ein Entlüftungsventil bereitgestellt ist, um mit dem Arbeitsraum zu kommunizieren.
In dem Durchsatzsteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass das Gehäuse und die Druckerzeugungseinheit durch Befestigen des Gehäuses an einem Gehäuse der Druckerzeugungseinheit integriert sind.
In dem Durchsatzsteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Fluid, das durch die Einlassöffnung in den Strömungsraum strömt, Druckluft sein, die auf einen höheren Druck als den Atmosphärendruck komprimiert ist, und in diesem Fall wird bevorzugt, dass das in dem Arbeitsraum vorhandene Arbeitsmedium Luft mit einem niedrigeren Druck als die Druckluft ist.
Eine Blutdruckinformationsmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das Durchsatzsteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung als ein Ablassventil zur Verringerung eines Innendrucks einer Kompressionsfluidballons zum Komprimieren eines lebenden Körpers.
In der Blutdruckinformationsmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass während der Messung, der Antrieb des Durchsatzsteuerventils, das als das Ablassventil dient, derart gesteuert wird, dass der Innendruck des Kompressionsfluidballons langsam verringert wird und somit basierend auf einem Druckverringerungsmessverfahren wenigstens ein systolischer Blutdruckwert und ein diastolischer Blutdruckwert berechnet werden. Überdies wird bevorzugt, dass nach dem Abschluss der Messung der Antrieb des Durchsatzsteuerventils, das als das Ablassventil dient, derart gesteuert wird, dass der Innendruck des Kompressionsfluidballons schnell verringert wird.
In der Blutdruckinformationsmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass während der Messung der Antrieb des Durchsatzsteuerventils, das als das Ablassventil dient, derart gesteuert wird, dass der Innendruck des Kompressionsfluidballons langsam vergrößert wird und somit basierend auf einem Druckerhöhungsmessverfahren wenigstens ein systolischer Blutdruckwert und ein diastolischer Blutdruckwert berechnet werden. Überdies wird bevorzugt, dass nach dem Abschluss der Messung der Antrieb des Durchsatzsteuerventils, das als das Ablassventil dient, derart gesteuert wird, dass der Innendruck des Kompressionsfluidballons schnell verringert wird.
Vorteilhafte Ergebnisse der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Durchsatzsteuerventil, das kompakt, leicht und kostengünstig aufgebaut werden kann, das einen niedrigen Leistungsverbauch hat und das den Durchsatz eines Fluids leicht steuern kann, und eine Blutdruckinformationsmessvorrichtung, die das Durchsatzsteuerventil als ein Ablassventil enthält, bereitzustellen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Perspektivansicht, die ein Aussehen eines Blutdruckmessgeräts der Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt.
2 ist ein Diagramm, das den Aufbau von Funktionsblöcken des Blutdruckmessgeräts der Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt.
3 ist eine schematische Querschnittansicht eines Durchsatzsteuerventils der Ausführungsform 1 der Erfindung.
4A ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Betriebszustand einer in 3 gezeigten piezoelektrischen Pumpeneinheit zeigt.
4B ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Betriebszustand der in 3 gezeigten piezoelektrischen Pumpeneinheit zeigt.
5A ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Betriebszustand einer in 3 gezeigten Ventileinheit zeigt.
5B ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Betriebszustand der in 3 gezeigten Ventileinheit zeigt.
5C ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Betriebszustand der in 3 gezeigten Ventileinheit zeigt.
6 ist eine vergrößerte Querschnittansicht eines relevanten Abschnitts der in 3 gezeigten Ventileinheit.
7 ist eine vergrößerte Querschnittansicht eines relevanten Abschnitts, der ein anderes Aufbaubeispiel der in 3 gezeigten Ventileinheit zeigt.
8 ist eine vergrößerte Querschnittansicht eines relevanten Abschnitts, der noch ein anderes Aufbaubeispiel der in 3 gezeigten Ventileinheit zeigt.
9 ist ein Diagramm, das einen Betriebsfluss basierend auf einem Druckverringerungsmessverfahren des Blutdruckmessgeräts der Ausführungsform 1 der Erfindung darstellt.
10 ist ein Diagramm, das einen spezifischen Betrieb des Blutdruckmessgeräts der Ausführungsform 1 der Erfindung in einem schnellen Druckerhöhungsverfahren gemäß dem in 9 gezeigten Betriebsfluss darstellt.
11 ist ein Diagramm, das einen spezifischen Betrieb des Blutdruckmessgeräts der Ausführungsform 1 der Erfindung in einem langsamen Druckverringerungsverfahren gemäß dem in 9 gezeigten Betriebsfluss darstellt.
12 ist ein Diagramm, das einen spezifischen Betrieb des Blutdruckmessgeräts der Ausführungsform 1 der Erfindung in einem schnellen Druckverringerungsverfahren gemäß dem in 9 gezeigten Betriebsfluss darstellt.
13 ist ein Diagramm, das eine Änderung des Innendrucks eines Kompressionsluftballons mit der Zeit gemäß dem in 9 gezeigten Betriebsfluss zeigt.
14 ist ein Diagramm, das einen Betriebsfluss basierend auf einem Druckerhöhungsmessverfahren des Blutdruckmessgeräts der Ausführungsform 1 der Erfindung darstellt.
15 ist ein Diagramm, das einen spezifischen Betrieb des Blutdruckmessgeräts der Ausführungsform 1 der Erfindung in einem langsamen Druckerhöhungsverfahren gemäß dem in 14 gezeigten Betriebsfluss darstellt.
16 ist ein Diagramm, das eine Änderung des Innendrucks eines Kompressionsluftballons mit der Zeit gemäß dem in 14 gezeigten Betriebsfluss zeigt.
17 ist eine schematische Querschnittansicht einer Ventileinheit eines Durchsatzsteuerventils einer ersten Variation gemäß der Ausfühungsform 1 der Erfindung.
18 ist eine schematische Querschnittansicht einer Ventileinheit eines Durchsatzsteuerventils einer zweiten Variation gemäß der Ausführungsform 1 der Erfindung.
19 ist eine schematische Querschnittansicht eines Durchsatzsteuerventils einer dritten Variation gemäß der Ausführungsform 1 der Erfindung.
20 ist eine schematische Querschnittansicht eines Durchsatzsteuerventils der Ausführungsform 2 der Erfindung.
21A ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Betriebszustand einer in 20 gezeigten Motorpumpeneinheit zeigt.
21B ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Betriebszustand der in 20 gezeigten Motorpumpeneinheit zeigt.
22A ist eine Seitenansicht, die den Aufbau einer in 20 gezeigten Entlüftungsventileinheit zeigt.
22B ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Betriebszustand des in 20 gezeigten Entlüftungsventils zeigt.
23 ist ein Diagramm, das einen spezifischen Betrieb eines Blutdruckmessgeräts der Ausführungsform 2 der Erfindung in einem schnellen Druckerhöhungsverfahren gemäß dem in 9 dargestellten Betriebsfluss zeigt.
24 ist ein Diagramm, das einen spezifischen Betrieb des Blutdruckmessgeräts der Ausführungsform 2 der Erfindung in einem langsamen Druckverringerungsverfahren gemäß dem in 9 dargestellten Betriebsfluss zeigt.
25 ist ein Diagramm, das einen spezifischen Betrieb des Blutdruckmessgeräts der Ausführungsform 2 der Erfindung in einem schnellen Druckverringerungsverfahren gemäß dem in 9 dargestellten Betriebsfluss zeigt.
26 ist eine vergrößerte Querschnittansicht eines relevanten Abschnitts einer Motorpumpeneinheit eines Durchsatzsteuerventils einer Variation gemäß der Ausführungsform 2 der Erfindung.
Beschreibung von Ausführungsformen
Hier nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. In der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen wird ein sogenanntes Oberarmblutdruckmessgerät mit einer Manschette, die verwendet wird, während sie auf dem Oberarm einer Testperson aufgebracht ist, und die die Messung eines systolischen Blutdruckwerts und eines diastolischen Blutdruckwerts der Testperson ermöglicht, als ein Beispiel für eine Blutdruckinformationsmessvorrichtung verwendet. Es sollte bemerkt werden, dass in den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen Teile, welche die gleichen oder gemeinsam sind, durch die gleichen Bezugszeichnen in den Zeichnungen bezeichnet werden, und ihre Beschreibungen nicht wiederholt werden.
Ausführungsform 1
1 ist eine Perspektivansicht eines Aussehens eines Blutdruckmessgeräts der Ausführungsform 1 der Erfindung, und 2 ist ein Diagramm, das den Aufbau von Funktionsblöcken zeigt. Unter Bezug auf 1 und 2 wird zuerst der Aufbau eines Blutdruckmessgeräts 1 dieser Ausführungsform beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das Blutdruckmessgerät 1 dieser Ausführungsform einen Hauptkörper 10, eine Manschette 40 und ein Luftrohr 50. Der Hauptkörper 10 hat einen kistenförmigen Kasten und hat eine Anzeigeeinheit 21 und eine Bedieneinheit 23 auf einer oberen Oberfläche des Kastens. Während der Messung wird der Hauptkörper 10 verwendet, während er auf einer Montageoberfläche, wie etwa einem Tisch, montiert ist. Die Manschette 40 hat eine band- und beutelförmige äußere Einheitsabdeckung 41 und einen Kompressionsluftballon 42, der ein Kompressionsfluidballon ist, der in der äußeren Einheitsabdeckung 41 enthalten ist, und hat als Ganzes eine ungefähr ringförmige Form. Während der Messung wird die Manschette 40 verwendet, während sie um einen Oberarm der Testperson gewickelt ist. Das Luftrohr 50 verbindet den Hauptkörper 10 und die Manschette 40, die getrennt aufgebaut sind, miteinander.
Wie in 2 gezeigt, hat der Hauptkörper 10 neben der Anzeigeeinheit 21 und der Bedieneinheit 23, die vorstehend erwähnt wurden, eine Steuereinheit 20, eine Speichereinheit 22, eine Leistungsversorgungseinheit 24, eine Druckaufbaupumpe 31, ein Durchsatzsteuerventil 32, das als ein Ablassventil dient, einen Drucksensor 33, eine Druckaufbaupumpen-Antriebsschaltung 34, eine Durchsatzsteuerventil-Antriebsschaltung 35 und eine Oszillationsschaltung 36. Die Druckaufbaupumpe 31, das Durchsatzsteuerventil 32 und der Drucksensor 33 entsprechen Kompressionsluftsystemkomponenten 30, die in dem Blutdruckmessgerät 1 bereitgestellt sind, und insbesondere entsprechen die Druckaufbaupumpe 31 und das Durchsatzsteuerventil 32 einem Druckerhöhungs-/Druckverringerungsmechanismus zum Erhöhen/Verringern des Innendrucks des Kompressionsluftballons 42.
Der Kompressionsluftballon 42 ist dafür gedacht, den Oberarm in einem Zustand, in dem er auf ihm angeordnet ist, zu komprimieren, und hat im Inneren einen inneren Hohlraum. Der Kompressionsluftballon 42 ist über das vorher erwähnte Luftrohr 50 jeweils mit der Druckaufbaupumpe 31, dem Durchsatzsteuerventil 32 und dem Drucksensor 33 verbunden, die vorher erwähnt wurden und welche die Kompressionsluftsystemkomponenten 30 sind. Folglich wird der Kompressionsluftballon 42 unter Druck gesetzt und aufgeblasen, indem die Druckaufbaupumpe 31 angetrieben wird, und der Innendruck des Kompressionsluftballons 42 wird aufrecht erhalten oder verringert, um Luft aus dem Kompressionsluftballon 42 abzulassen, indem der Antrieb des Durchsatzsteuerventils 32, das als ein Ablassventil dient, gesteuert wird.
Die Steuereinheit 20 ist zum Beispiel durch eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) aufgebaut und ist eine Einrichtung zum Durchführen der Gesamtsteuerung des Blutdruckmessgeräts 1. Die Anzeigeeinheit 21 ist zum Beispiel durch ein LCD (Flüssigkristallanzeige) aufgebaut und ist eine Einrichtung zum Anzeigen von Messergebnissen und ähnlichem. Die Speichereinheit 22 ist zum Beispiel durch einen ROM (Nur-Lesespeicher) und einen RAM (Direktzugriffspeicher) aufgebaut und ist eine Einrichtung zum Speichern von Programmen, die bewirken, dass die Steuereinheit 20 und ähnliche Verfahren für die Blutdruckmessung und die Speicherung von Messergebnissen und ähnliches ausführen. Die Bedieneinheit 23 ist eine Einrichtung zum Annehmen von Bedienarbeitsgängen durch die Testperson oder ähnliches und Einspeisen der Anweisungen in die Steuereinheit 20 und die Leistungsversorgungseinheit 24 von außen. Die Leistungsversorgungseinheit 24 ist eine Einrichtung zum Liefern von elektrischer Leistung an die Steuereinheit 20.
Die Steuereinheit 20 gibt jeweils Steuersignale zum Antreiben der Druckaufbaupumpe 31 und des Durchsatzsteuerventils 32 in die Druckaufbaupumpen-Antriebsschaltung 34 und die Durchsatzsteuerventil-Antriebsschaltung 35 ein und gibt einen Blutdruckwert, der ein Messergebnis ist, an die Anzeigeeinheit 21 und die Speichereinheit 22 aus. Überdies umfasst die Steuereinheit 20 eine (nicht gezeigte) Blutdruckinformationserfassungseinheit, die basierend auf einem von dem Drucksensor 33 erfassten Druckwert einen Blutdruckwert der Testperson erfasst. Der von dieser Blutdruckinformationserfassungseinheit erfasste Blutdruck wird dann in die vorher erwähnte Anzeigeeinheit 21 und die Speichereinheit 22 als ein Messergebnis eingegeben. Es sollte bemerkt werden, dass das Blutdruckmessgerät 1 getrennt eine Ausgabeeinheit haben kann, die einen Blutdruckwert als ein Messergebnis an eine externe Vorrichtung (z. B. einen PC (Personalcomputer), einen Drucker oder ähnliches) ausgibt. Zum Beispiel können eine serielle Kommunikationsleitung, eine Schreibvorrichtung zum Schreiben auf verschiedene Arten von Aufzeichnungsmedien und ähnliches als die Ausgabeeinheit verwendet werden.
Die Druckaufbaupumpen-Antriebsschaltung 34 steuert den Betrieb der Druckaufbaupumpe 31 basierend auf dem von der Steuereinheit 20 eingegebenen Steuersignal. Die Durchsatzsteuerventil-Antriebsschaltung 35 steuert den Öffnungs- und Schließarbeitsgang des Durchsatzsteuerventils 32 basierend auf dem von der Steuereinheit 20 eingegebenen Steuersignal. Die Druckaufbaupumpe 31 ist dafür gedacht, den Innendruck (auf den hier nachstehend auch als „Manschettendruck” Bezug genommen wird) des Kompressionsluftballons 42 durch Liefern von Luft in den inneren Hohlraum des Kompressionsluftballons 42 zu erhöhen, und ihr Betrieb wird durch die vorstehend erwähnte Druckaufbaupumpen-Antriebsschaltung 34 gesteuert. Das Durchsatzsteuerventil 32 ist dafür gedacht, den Innendruck des Kompressionsluftballons 42 aufrecht zu erhalten und den Manschettendruck durch Öffnen des inneren Hohlraums des Kompressionsluftballons 42 nach außen zu verringern, und sein Betrieb wird von der vorstehend erwähnten Durchsatzsteuerventil-Antriebsschaltung 35 gesteuert. Der Drucksensor 33 erfasst den Innendruck des Kompressionsluftballons 42 und gibt ein Ausgangssignal, das dem erfassten Innendruck entspricht, an die Oszillationsschaltung 36 aus. Die Oszillationsschaltung 36 erzeugt ein Signal mit einer Oszillationsfrequenz, die dem von dem Drucksensor 33 eingegebenen Signal entspricht, und gibt das erzeugte Signal in die Steuereinheit 20 ein.
In dieser Ausführungsform ist das Durchsatzsteuerventil 32 insbesondere durch ein Durchsatzsteuerventil 32A aufgebaut, das aus einer Ventileinheit 100A und einer piezoelektrischen Pumpeneinheit 200A besteht, die später beschrieben werden, und die Durchsatzsteuerventil-Antriebsschaltung 35 ist durch eine Antriebsschaltung 35A für das piezoelektrische Element aufgebaut, die den Antrieb eines piezoelektrischen Elements 260 steuert, das in der piezoelektrischen Pumpeneinheit 200A bereitgestellt ist (siehe zum Beispiel 3 und 10 bis 12). Das Folgende ist eine detaillierte Beschreibung des Durchsatzsteuerventils 32A dieser Ausführungsform.
3 ist eine schematische Querschnittansicht des Durchsatzsteuerventils dieser Ausführungsform. Zuerst wird ein erster spezifischer Aufbau des Durchsatzsteuerventils 32A dieser Ausführungsform beschrieben.
Wie in 3 gezeigt, ist das Durchsatzsteuerventil 32A dieser Ausführungsform aufgebaut, indem die Ventileinheit 100A und die piezoelektrische Pumpeneinheit 200A, die als eine Druckerzeugungseinheit dient, kombiniert werden. Die Ventileinheit 100A und die piezoelektrische Pumpeneinheit 200A sind über ein Verbindungsrohr 52 miteinander verbunden. Überdies ist das Durchsatzsteuerventil 32A über ein Verbindungsrohr 51 mit dem vorstehend erwähnten Kompressionsluftballon 42, der Druckaufbaupumpe 31 und dem Drucksensor 33 verbunden.
Das Durchsatzsteuerventil 32A dieser Ausführungsform ist derart aufgebaut, dass Druckluft, deren Durchsatz gesteuert werden soll, von dem Kompressionsluftballon 42 über das Verbindungsrohr 51 in die Ventileinheit 100A strömen kann und so dass Luft, die als ein Arbeitsmedium dient, von der piezoelektrischen Pumpeneinheit 200A über das Verbindungsrohr 52 in die Ventileinheit 100A eingeleitet werden kann und von der Ventileinheit 100A über das Verbindungsrohr 52 zu der piezoelektrischen Pumpeneinheit 200A freigegeben werden kann. Daher kann in dem Durchsatzsteuerventil 32A der Druck der Luft, die als das Arbeitsmedium dient und in der Ventileinheit 100A vorhanden ist, verändert werden, indem der Antrieb der piezoelektrischen Pumpeneinheit 200A gesteuert wird, und somit wird der Durchsatz der Druckluft, die in die Ventileinheit 100A strömt, eingestellt, so dass der Durchsatz der Druckluft, die aus der Ventileinheit 100A strömt, variabel gesteuert werden kann.
Wie in 3 gezeigt, umfasst die Ventileinheit 100A hauptsächlich ein Gehäuse 101, eine Membran 130 und einen Ventilkörper 160. Das Gehäuse 101 hat eine flache Gesamtform und ist derart aufgebaut, dass es durch Kombinieren eines kastenförmigen oberen Gehäuses 110, dessen unteres Ende offen ist, und eines kastenförmigen unteren Gehäuses 120, dessen oberes Ende offen ist, einen Raum im Inneren hat.
Die Membran 130 ist zwischen dem oberen Gehäuse 110 und dem unteren Gehäuse 120 angeordnet und ist durch seine Umfangsränder, die zwischen Umfangsrändern jeweils des oberen Gehäuses 110 und des unteren Gehäuses 120 eingeschoben sind, an dem Gehäuse 101 befestigt. Folglich ist die Membran 130 derart aufgebaut, dass sie in die Richtung des Pfeils A in der Zeichnung innerhalb des vorstehend beschriebenen Raums auslenkbar ist. Es sollte bemerkt werden, dass ein Nutabschnitt, in dem ein Dichtungselement 125, das zum Beispiel aus einem O-Ring oder ähnlichem besteht, aufgenommen ist, in den Umfangsrändern des unteren Gehäuses 120 bereitgestellt ist, und die Luftdichtigkeit des vorstehend beschriebenen Raums (insbesondere die Luftdichtigkeit eines Arbeitsraums 150, der später beschrieben wird) sichergestellt wird, indem dieses Dichtungselement 125 in Kontakt mit der Membran 130 kommt.
Der Raum im Inneren des Gehäuses 101 ist durch die Membran 130 in einen Raum, der auf der Seite des oberen Gehäuses 110 angeordnet ist, und einen Raum, der auf der Seite des unteren Gehäuses 120 angeordnet ist, unterteilt. Der Raum, der auf der Seite des oberen Gehäuses 110 angeordnet ist, ist durch das obere Gehäuse 110 und die Membran 130 definiert und entspricht einem Strömungsraum 140, in dem die Druckluft, deren Durchsatz gesteuert werden soll, strömt. Andererseits ist der Raum, der auf der Seite des unteren Gehäuses 120 angeordnet ist, durch das untere Gehäuse 120 und die Membran 130 definiert und entspricht dem Arbeitsraum 150, in dem Luft, die als das Arbeitsmedium dient, vorhanden ist.
Ein Einlassabschnitt 111, mit dem das Verbindungsrohr 51 verbunden ist, ist an einer vorgegebenen Position des oberen Gehäuses 110 bereitgestellt, und eine Einlassöffnung 111a, durch welche die Druckluft strömt, ist in diesem Einlassabschnitt 111 bereitgestellt. Überdies ist ein Auslassabschnitt 112 an einer anderen Position des oberen Gehäuses 110 bereitgestellt und eine Auslassöffnung 112a, durch welche die Druckluft ausströmt, ist in diesem Auslassabschnitt 112 bereitgestellt. Die Einlassöffnung 111a und die Auslassöffnung 112a sind jeweils dem vorstehend erwähnten Strömungsraum 140 zugewandt.
Der Ventilkörper 160 ist an einer vorgegebenen Position einer Hauptoberfläche auf der Seite der Membran 130 bereitgestellt, die dem Strömungsraum 140 zugewandt ist. Insbesondere ist der Ventilkörper 160 auf einem Abschnitt der Membran 130 angeordnet, welcher entgegengesetzt zu der Einlassöffnung 111a ist.
Um hier einen größeren Verschiebungsbetrag dieses Abschnitts der Membran 130, auf dem der Ventilkörper 160 bereitgestellt ist, sicherzustellen, wird bevorzugt, dass der Ventilkörper 160 auf einem mittleren Abschnitt der Membran 130 angeordnet ist, und daher wird bevorzugt, dass die vorstehend erwähnte Einlassöffnung 111a in einem Abschnitt auf dem oberen Gehäuse 110 bereitgestellt ist, welcher dem mittleren Abschnitt der Membran 130 zugewandt ist. Um überdies den Verschiebungsbetrag der Membran 130 noch weiter zu vergrößern, wird bevorzugt, dass ein Abschnitt der Membran 130, der dem Strömungsraum 140 und dem Arbeitsraum 150 zugewandt ist, eine kreisförmige Form hat.
Ein Verbindungsabschnitt 121, mit dem das Verbindungsrohr 52 verbunden ist, ist an einer vorgegebenen Position des unteren Gehäuses 120 bereitgestellt, und eine Öffnung 121a zum Einleiten oder Freigeben von Luft, die als das Arbeitsmedium dient, ist in diesem Verbindungsabschnitt 121 bereitgestellt. Die Öffnung 121a ist dem vorstehend erwähnten Arbeitsraum 150 zugewandt.
Die Membran 130 ist aus einem flexiblen Element gefertigt und besteht zum Beispiel aus einem Dünnfilm, wie etwa einem Metallfilm, der aus einer nichtrostenden Legierung, Phosphor-Bronze oder ähnlichem oder einem aus einem Silikonharz, einem Polyesterharz einem Polyethylenterepthalatharz oder ähnlichem gefertigten Harzfilm zusammengesetzt ist. Andererseits ist der Ventilkörper 160 vorzugsweise aus einem elastischen Element gefertigt und ist zum Beispiel aus einem Dickfilmelement zusammengesetzt, das aus einem Silikonharz oder ähnlichem gefertigt ist. Hier ist der Ventilkörper 160 vorzugsweise aus einem Element zusammengesetzt, das härter als die Membran 130 ist. Es sollte bemerkt werden, dass in dem Fall, in dem die Membran 130 und der Ventilkörper 160 aus dem gleichen Harzmaterial ausgebildet sind, diese Komponenten auch aus einem integralen Element zusammengesetzt sein können.
Ein leicht verformbarer Abschnitt 131, der ausgebildet wird, indem die Membran 130 gewellt wird, ist an einer Position der Membran 130 bereitgestellt, die den Abschnitt umgibt, auf dem der Ventilkörper 160 bereitgestellt ist. Der leicht verformbare Abschnitt 131 ist ein Abschnitt, der bereitgestellt ist, um es wahrscheinlicher zu machen, dass die Membran 130 ausgelenkt wird, und wenn dieser Bereich bereitgestellt wird, kann der Verschiebungsbetrag dieses Abschnitts der Membran 130, auf dem der Ventilkörper 160 bereitgestellt ist, sogar noch weiter vergrößert werden.
Wie in 3 gezeigt, umfasst die piezoelektrische Pumpeneinheit 200A indessen hauptsächlich ein Gehäuse 201, einen dünnen Plattenabschnitt 231, einen Schwingplattenabschnitt 232 und das piezoelektrische Element 260. Das Gehäuse 201 hat eine flache Gesamtform und ist so aufgebaut, dass es einen Raum im Inneren hat, indem ein kastenförmiges Oberseitengehäuse 210, dessen unteres Ende offen ist, und ein flaches plattenförmiges Oberseitengehäuse 220, welches die untere Endöffnung des Oberseitengehäuses 210 schließt, hat.
Ein erstes Halteelement 212 und ein zweites Halteelement 213 sind im Inneren des Oberseitengehäuses 210 bereitgestellt. Das erste Halteelement 212 befestigt den vorstehend erwähnten dünnen Plattenabschnitt 231 in einem vorgegebenen Abstand von dem Oberseitengehäuse 210, und das zweite Plattenhalteelement 213 befestigt den vorstehend erwähnten Schwingplattenabschnitt 232 in einem vorgegebenen Abstand von dem dünnen Plattenabschnitt 231. Folglich ist der Schwingplattenabschnitt 232 derart aufgebaut, dass er in der Richtung des Pfeils B in der Zeichnung innerhalb des vorstehend beschriebenen Raums auslenkbar ist.
Der Raum im Inneren des Gehäuses 201 ist durch den vorstehend erwähnten dünnen Plattenabschnitt 231, den Schwingplattenabschnitt 232 und das zweite Halteelement 213 in einen Pumpraum (Pumpenkammer) 240, der von diesen Elementen umgeben und folglich definiert wird, und einen umgebenden Raum 250, der von diesen Elementen und dem vorstehend beschriebenen Gehäuse 201 definiert wird, unterteilt, und ist außerhalb des vorstehend beschriebenen Pumpraums 240 angeordnet.
Ein Ausstoßabschnitt 211, mit dem das Verbindungsrohr 52 verbunden ist, ist an einer vorgegebenen Position des Oberseitengehäuses 210 bereitgestellt, und eine Ausstoßöffnung 211a, durch die Luft, die als das Arbeitsmedium dient, hauptsächlich ausgestoßen wird, ist in diesem Ausstoßabschnitt 211 bereitgestellt. Die Ausstoßöffnung 211a ist dem vorstehen erwähnten umgebenen Raum 250 zugewandt.
Ein winziges Verbindungsloch 231a ist an einer vorgegebenen Position des dünnen Plattenabschnitts 231 bereitgestellt. Insbesondere ist das winzige Verbindungsloch 231a in einem Abschnitt des dünnen Plattenabschnitts 231 angeordnet, der entgegengesetzt zu der vorstehend beschriebenen Ausstoßöffnung 211a ist.
Eine Ansaugöffnung 220a, durch welche Luft, die als das Arbeitsmedium dient, hauptsächlich gesaugt wird, ist an einer vorgegebenen Position des Unterseitengehäuses 220 bereitgestellt. Die Ansaugöffnung 220a ist dem vorstehend erwähnten umgebenden Raum 250 zugewandt.
Das piezoelektrische Element 260 ist an einer vorgegebenen Position einer Hauptoberfläche auf dieser Seite des Schwingplattenabschnitts 232, die dem umgebenden Raum 250 zugewandt ist, bereitgestellt. Insbesondere ist das piezoelektrische Element 260 auf einem Abschnitt des Schwingplattenabschnitts 232 angeordnet, der entgegengesetzt zu der vorstehend beschriebenen Ansaugöffnung 220a ist. Es sollte bemerkt werden, dass der Antrieb des piezoelektrischen Elements 260 von der vorstehend erwähnten Antriebsschaltung 35A für das piezoelektrische Element gesteuert wird (siehe 10 bis 12).
Um hier einen größeren Verschiebungsbetrag (d. h. Amplitude) aufgrund der Auslenkung des Schwingplattenabschnitts 232 sicherzustellen, wird bevorzugt, dass das piezoelektrische Element 260 auf einem mittleren Abschnitt des Schwingplattenabschnitts 232 angeordnet ist. Um überdies den Verschiebungsbetrag des Schwingplattenabschnitts 232 sogar weiter zu vergrößern, wird bevorzugt, dass ein Abschnitt des Schwingplattenabschnitts 232, der dem Pumpraum 240 und dem umgebenden Raum 250 zugewandt ist, eine kreisförmige Form hat. Wenn der Verschiebungsbetrag aufgrund der Auslenkung des Schwingplattenabschnitts 232 vergrößert wird, indem dieser Aufbau verwendet wird, kann die Pumpleistung der piezoelektrischen Pumpeneinheit 200A sogar noch weiter verbessert werden.
4A und 4B sind schematische Querschnittansichten, die Betriebsbedingungen der vorstehend erwähnten piezoelektrischen Pumpeneinheit zeigen, und 5A bis 5C sind schematische Querschnittansichten, die Betriebszustände der vorstehend erwähnten Ventileinheit zeigen. Als nächstes werden unter Bezug auf 4A bis 5C die Betriebe der piezoelektrischen Pumpeneinheit 200A und der Ventileinheit 100A beschrieben. Es sollte bemerkt werden, dass in 4A bis 5C der Luftstrom, der als das Arbeitsmedium dient, und der Strom der Druckluft durch Pfeile schematisch gezeigt sind.
4A zeigt einen Zustand, in dem die piezoelektrische Pumpeneinheit 200A betrieben wird. In diesem Betriebszustand wird eine vorgegebene Spannung an das piezoelektrische Element 260 angelegt, um zu bewirken, dass das piezoelektrische Element 260 schwingt, und als ein Ergebnis schwingt der Schwingplattenabschnitt 232 in die Richtung des in 3 gezeigten Pfeils B.
Zu dieser Zeit wird, wie in 4A gezeigt, ein Luftstrom durch das winzige Verbindungsloch 231a, das in dem dünnen Plattenabschnitt 231 bereitgesellt ist, zwischen dem umgebenden Raum 250 und dem Pumpraum 240 erzeugt. Da das winzige Verbindungsloch 231a jedoch ausreichend klein aufgebaut ist, wird durch den Venturi-Effekt in einem Abschnitt des umgebenden Raums 250, der dem winzigen Verbindungsloch 231a zugewandt ist, kontinuierlich ein negativer Druck erzeugt. Da die Ausstoßöffnung 211a überdies entgegengesetzt zu dem winzigen Verbindungsloch 231a angeordnet ist, bewirkt der negative Druck, dass Luft, die als das Arbeitsmedium dient, durch die Ansaugöffnung 220a kontinuierlich in den umgebenden Raum 250 gesaugt wird, und die angesaugte Luft, die als das Arbeitsmedium dient, wird kontinuierlich durch die Ausstoßöffnung 211a ausgestoßen.
Folglich wird in der piezoelektrischen Pumpeneinheit 200A, die in dem Betriebszustand ist, die Luftströmung, wie in der Zeichnung gezeigt, kontinuierlich erzeugt, und es zeigt sich eine Pumpenfunktion der kontinuierlich durch die Ausstoßöffnung 211a ausgestoßenen Luft, die als das Arbeitsmedium dient.
4B zeigt einen Zustand, in dem die piezoelektrische Pumpeneinheit 200A gestoppt ist. In diesem gestoppten Zustand schwingt der Schwingplattenabschnitt 232 nicht, und daher zeigt sich die vorstehend beschriebene Pumpenfunktion selbstverständlich nicht.
Hier wird unter einer Bedingung, dass der Druck (normalerweise der Atmosphärendruck) auf der Seite der Ansaugöffnung 220a der piezoelektrischen Pumpeneinheit 200A niedriger als der Druck auf der Seite der Ausstoßöffnung 211a (d. h. der Innendruck des Arbeitsraums 150 der mit dem Ausstoßabschnitt 211 verbundenen Ventileinheit 100A) ist, die Luftströmung erzeugt, wie in der Zeichnung gezeigt. Mit anderen Worten wird Luft, die als das Arbeitsmedium dient, durch die Ausstoßöffnung 211a in den umgebenden Raum 250 gesaugt, und die angesaugte Luft, die als das Arbeitsmedium dient, wird durch die Ansaugöffnung 220a ausgestoßen. Angenommen, dass die in 4A gezeigte Luftströmungsrichtung eine Vorwärtsrichtung ist, wird nämlich die Luftströmung in eine zu der Vorwärtsrichtung umgekehrte Richtung erzeugt.
Wie vorstehend beschrieben, zeigt die piezoelektrische Pumpeneinheit 200A dieser Ausführungsform die Pumpunktion zur Erhöhung des Innendrucks des Arbeitsraums 150 der Ventileinheit 100A, wenn sie betrieben wird, und zeigt eine Entlüftungsfunktion zur Senkung des Innendrucks des Arbeitsraums 150 der Ventileinheit 100A, um zum Atmosphärendruck zurückzukehren, wenn sie gestoppt wird.
5A zeigt einen Zustand, in dem der Druck auf der Seite der Einlassöffnung 111a der Ventileinheit 100A (d. h. der Innendruck des Kompressionsluftballons 42, der mit dem Einlassabschnitt 111 verbunden ist) höher als der Atmosphärendruck ist und die piezoelektrische Pumpeneinheit 200A gestoppt ist. Da die piezoelektrische Pumpeneinheit 200A in diesem Zustand nicht angetrieben wird, wird der Innendruck des Arbeitsraums 150 der Ventileinheit 100A auf dem Atmosphärendruck gehalten.
Aus diesem Grund wird die Membran 130 nicht in Richtung der Seite des Strömungsraums 140 ausgelenkt, der Ventilkörper 160 ist in einem vorgegebenen Abstand von der Einlassöffnung 111a angeordnet, und die Einlassöffnung 111a ist geöffnet, so dass sie in einem ganz geöffneten Zustand ist. Folglich strömt die Druckluft durch die Einlassöffnung 111a in den Strömungsraum 140, und die in den Strömungsraum 140 strömende Druckluft strömt über die Auslassöffnung 112a nach außen.
5B und 5C zeigen Zustande, in denen der Druck auf der Seite der Einlassöffnung 111a der Ventileinheit 100A (d. h. der Innendruck des Kompressionsluftballons 42, der mit dem Einlassabschnitt 111 verbunden ist) höher als der Atmosphärendruck ist und die piezoelektrische Pumpeneinheit 200A mit einer vorgegebenen Ausgangsleistung angetrieben wird.
In dem in 5B gezeigten Zustand wird die piezoelektrische Pumpeneinheit 200A angetrieben, um eine ausreichend hohe Ausgangsleistung zu erzeugen, und der Innendruck des Arbeitsraums 150 der Ventileinheit 100A wird auf einem Druck gehalten, der hinreichend höher als der Atmosphärendruck ist. Aus diesem Grund tritt in der Membran 130 eine ausreichend große Auslenkung in Richtung der Seite des Strömungsraums 140 auf, und der Abschnitt der Membran 130, auf dem der Ventilkörper 160 bereitgestellt ist, wird derart verschoben, dass die Einlassöffnung 111a von dem Ventilkörper 160 vollständig geschlossen wird, so dass sie in einem ganz geschlossenen Zustand ist. Folglich wird der Zustrom der Druckluft durch die Einlassöffnung 111a in den Strömungsraum 140 vollständig blockiert, und der Innendruck des Kompressionsluftballons 42 wird aufrecht erhalten.
In dem in 5C gezeigten Zustand wird die piezoelektrische Pumpeneinheit 200A angetrieben, um eine etwas höhere Ausgangsleistung (jedoch eine Ausgangsleistung, die kleiner als die in dem in 5B gezeigten Zustand erzeugte Ausgangsleistung ist) zu erzeugen, und der Innendruck des Arbeitsraums 150 der Ventileinheit 100A wird auf einem Druck gehalten, der etwas höher als der Atmosphärendruck (d. h. einem Druck, der kleiner als der Druck in dem in 5B gezeigten Zustand ist) ist. Aus diesem Grund tritt in der Membran 130 eine etwas große Auslenkung (d. h. eine Auslenkung, die kleiner als die Auslenkung ist, die in dem in 5B gezeigten Zustand auftritt) in Richtung der Seite des Strömungsraums 140 auf, und der Abschnitt der Membran 130, auf dem der Ventilkörper 160 bereitgestellt ist, wird verschoben, so dass die Einlassöffnung 111a in einem Zustand ist, in dem sie von dem Ventilkörper 160 in einem gewissen Maß verschlossen wird. Obwohl die Druckluft durch die Einlassöffnung 111a in den Strömungsraum 140 strömt und die in den Strömungsraum 140 strömende Druckluft über die Auslassöffnung 112a nach außen strömt, wird der Zustrom der Druckluft durch die Einlassöffnung 111a in den Strömungsraum 140 durch den Ventilkörper 160 bis zu einem gewissen Maß blockiert, und der Durchsatz der Druckluft, die in den Strömungsraum 140 strömt, wird verringert.
Hier kann der in 5C gezeigte Abstand L (d. h. der Abstand zwischen der Öffnungsoberfläche der Einlassöffnung 111a und der Hauptoberfläche des Ventilkörpers 160, die auf der Seite der Einlassöffnung 111a ist) variabel eingestellt werden, indem die Größe der an die piezoelektrische Pumpeneinheit 200A angelegten Antriebsspannung gesteuert wird. Folglich kann der Durchsatz der Druckluft, die durch die Einlassöffnung 111a in den Strömungsraum 140 strömt, durch Einstellen des Abstands L variabel eingestellt werden. Folglich kann der Durchsatz der Druckluft, die aus der Auslassöffnung 112a strömt, variabel eingestellt werden, indem die Größe der vorstehend beschriebenen Antriebsspannung geeignet gesteuert wird.
Es sollte bemerkt werden, dass es notwendig ist, den Zustrom der Druckluft durch die Einlassöffnung 111a in den Strömungsraum 140, wie vorstehend beschrieben, vollständig zu blockieren, um den Innendruck des Kompressionsluftballons 42 aufrecht zu erhalten. Um den in 5B gezeigten Zustand zu realisieren, ist es aus diesem Grund eine wesentliche Bedingung, dass der Ventilkörper 160 größer als die Einlassöffnung 111a ist. Mit anderen Worten ist es notwendig, dass der Ventilkörper 160 eine ausreichende Größe hat, um die Einlassöffnung 111a in einem Zustand, in dem der vorstehend beschriebene Abstand L auf null verringert ist (d. h. ein Zustand, in dem L = 0) ganz zu schließen.
6 ist eine vergrößerte Querschnittansicht eines relevanten Abschnitts der Ventileinheit des Durchsatzsteuerventils dieser Ausführungsform in dem ganz geschlossenen Zustand. Als nächstes wird unter Bezug auf 6 ein Druck in dem Arbeitsraum, der notwendig ist, damit die Einlassöffnung 111a von dem Ventilkörper 160 ganz geschlossen wird, angesichts der Spezifikationen eines Standardblutdruckmessgeräts beschrieben.
Unter Bezug auf 6 ist als eine Schubkraft F0 [N], die notwendig ist, damit die Einlassöffnung 111a von dem Ventilkörper 160 gegen den Innendruck des Kompressionsluftballons 42 (d. h. den Manschettendruck) ganz geschlossen wird, eine Kraft erforderlich, die größer oder gleich einer Zugkraft Fa [N] ist, welche die Gesamtsumme aus einer Reaktionskraft F1 [N] gegen den Manschettendruck P1 [mmHg], einer Verformungsreaktionskraft F2 [N] des Ventilkörpers 160, der aus einem elastischen Körper gefertigt und gegen den Umfang der Einlassöffnung 111a gedrückt wird, und einer Verformungsreaktionskraft F3 [N] der ausgelenkten Membran 130 ist. Wenn folglich der Innendurchmesser der Einlassöffnung 111a φ1 [cm] ist, gelten die nachstehenden Formeln (1) bis (3) Fa = F1 + F2 + F2 + F3 (1) F0 > Fa (2) F1 = P1 × 1,332 × 10^–2 × π × φ1²/4 (3)
Wenn hier der Manschettendruck P1 angesichts der Spezifikationen eines Standardblutdruckmessgeräts auf 400 [mmHg] festgelegt wird und der Innendurchmesser φ1 der Einlassöffnung 111a zum Beispiel auf 0,16 [cm] festgelegt wird, ist die Reaktionskraft F1 aus der vorstehend beschriebenen Formel (3) 1,09 × 10^–1 [N].
Wenn überdies angesichts der Materialcharakteristiken eines Standardventilkörpers 160 und einer Membran 130 die Reaktionskraft F2 auf 2 × 10^–2 [N] festgelegt wird und die Reaktionskraft F3 auf 1,32 × 10^–1 [N] festgelegt wird, ist die Zugkraft Fa aus der vorstehend beschriebenen Formel (1) 2,61 × 10 [N] = 26,6 [g].
Daher wird, wenn man basierend auf der vorstehend beschriebenen Formel (2) eine gewisse Spielraumgröße berücksichtigt, angenommen, dass die erforderliche Schubkraft F0 [N] etwa 3,0 × 10^–1 [N] ist.
Es sollte bemerkt werden, dass der Innendruck P0 [mmHg] des Arbeitsraums 150, der erforderlich ist, um die Zugkraft F0 von etwa 3,0 × 10^–1 [N] zu erzeugen, aus einer Beziehung P0 = F0/(1,332 × 10^–2 × π × φ0²/4) berechnet wird, wobei der Innendurchmesser eines Abschnitts der Membran 130, der dem Arbeitsraum 150 zugewandt ist φ0 [cm] beträgt und 7,2 [mmHg] beträgt.
Wenn aus den vorangehenden Ergebnissen die Fläche eines Abschnitts der Membran 130, der gemäß einer Änderung des Innendrucks des Arbeitsraums 150 verschoben wird, hinreichend größer als die Öffnungsfläche der Einlassöffnung 111a gemacht wird, kann die Ausgangsleistung, welche die piezoelektrische Pumpeneinheit 200A erzeugen muss, damit die Einlassöffnung 111a von dem Ventilkörper 160 ganz geschlossen wird, niedrig sein, und somit kann der Leistungsverbrauch erheblich verringert werden. Es sollte bemerkt werden, dass sowohl die Öffnungsfläche der Einlassöffnung 111a als auch die Fläche des Abschnitts der Membran 130, der gemäß einer Änderung des Innendrucks des Arbeitsraums 150 verschoben wird, vielfältig geändert werden können und gemäß den Spezifikationen optimiert werden kann.
Als nächstes werden die Ergebnisse der Bereitstellung des Ventilkörpers 160 auf der Membran 130 des Durchsatzsteuerventils 32A dieser Ausführungsform beschrieben.
Um einen breiteren Einstellbereich des Durchsatzes der Druckluft sicherzustellen, ist es erforderlich, dass die Größe der Auslenkung der Membran 130 sich mit einer Änderung des Innendrucks des Arbeitsraums 150 empfindlicher ändert. Zu diesem Zweck ist eine Membran 130, wie vorstehend beschrieben, aus einem Dünnfilm zusammengesetzt, so dass er wahrscheinlicher ausgelenkt wird. Je dünner jedoch der Film, der die Membran 130 bildet, desto geringer die Steifheit. Daher wird die Membran 130 wahrscheinlich lokal verformt.
Wenn hier ein Aufbau verwendet wird, in dem die Einlassöffnung 111a geschlossen wird, indem die Membran 130 direkt mit ihr in Kontakt kommt, anstatt den Ventilkörper 160 auf der Membran 130 bereitzustellen, wird die Differenz zwischen dem Druck der Druckluft und dem Druck des Arbeitsraums 150 bewirken, dass ein Abschnitt der Membran 130, der entgegengesetzt zu der Einlassöffnung 111a ist, lokal ausgelenkt wird. Dies führt zu einem Problem, dass es schwierig ist, den Abstand zwischen der Einlassöffnung 111a und dem Abschnitt der Membran 130, welcher entgegengesetzt zu der Einlassöffnung 111a ist, durch Ändern des Innendrucks des Arbeitsraums 150 präzise zu steuern. Typischerweise wird in dem Fall, in dem der Innendruck des Arbeitsraums 150 in einem Zustand verringert wird, in dem die Einlassöffnung 111a von der Membran 130 ganz geschlossen ist, eine Erscheinung auftreten, in welcher der Durchsatz der Druckluft aufgrund des Auftretens der vorstehend beschriebenen lokalen Verformung sofort zunehmen kann und eine genaue Steuerung des Durchsatzes der Druckluft wird nicht langer möglich sein.
Wenn im Gegensatz dazu, wie bei dem vorstehend erwähnten Durchsatzsteuerventil 32A dieser Ausführungsform der Ventilkörper 160, der aus einem Element gefertigt ist, das härter als die Membran 130 ist, auf der Membran 130 bereitgestellt ist, wird die Steifheit des Abschnitts der Membran 130, auf dem der Ventilkörper 160 bereitgestellt ist, vergrößert, und das Auftreten der vorstehend erwähnten lokalen Verformung in diesem Abschnitt kann unterdrückt werden. Folglich ist es möglich, den Abstand (d. h. der vorstehend beschriebene Abstand L) zwischen dem Ventilkörper 160 und der Einlassöffnung 111a durch Ändern des Innendrucks des Arbeitsraums 150 präzise zu steuern. Typischerweise tritt in dem Fall, in dem der Innendruck des Arbeitsraums 150 in dem Zustand verringert wird, in dem die Einlassöffnung 111a von dem Ventilkörper 160 ganz geschlossen ist, die vorstehend beschriebene lokale Verformung nicht auf, so dass der Durchsatz der Druckluft in kleineren Schritten erhöht werden kann und eine genaue Steuerung des Durchsatzes der Druckluft präzise durchgeführt werden kann.
7 ist eine vergrößerte Querschnittansicht eines relevanten Abschnitts, der ein anderes Aufbaubeispiel der Ventileinheit des Durchsatzsteuerventils dieser Ausführungsform zeigt. In Bezug auf die in 6 gezeigte Ventileinheit wurde ein Fall, in dem die Hauptoberfläche des Ventilkörpers 160, der die Einlassöffnung 111a schließt, parallel zu der Öffnungsoberfläche der Einlassöffnung 111a aufgebaut ist, als ein Beispiel beschrieben. Wie in dem Fall der in 7 gezeigten Ventileinheit ist es jedoch auch möglich, die Hauptoberfläche des Ventilkörpers 160, der die Einlassöffnung 111a schließt, zu neigen, um die Hauptoberfläche als eine geneigte Oberfläche 161 aufzubauen, die nicht parallel zu der Öffnungsoberfläche der Einlassöffnung 111a ist.
Wenn hier der Aufbau, wie in 6 gezeigt, verwendet wird, entsteht, wenngleich die Antriebsspannung der piezoelektrischen Pumpeneinheit 200A, die notwendig ist, damit die Einlassöffnung 111a ganz geschlossen wird, verringert werden kann, ein Problem, dass der Zustrom der Druckluft sich in Bezug auf eine Änderung der vorstehend beschriebenen Antriebsspannung erheblich ändert und es in manchen Fällen schwierig sein kann, die Durchsatzsteuerung der Druckluft präzise zu steuern. Wenn jedoch ein Aufbau, wie in 7 gezeigt, verwendet wird, nimmt die Änderung des Zustroms der Druckluft in Bezug auf eine Änderung der vorstehend beschriebenen Antriebsspannung ab, selbst wenn die Antriebsspannung der piezoelektrischen Pumpeneinheit 200A, die notwendig ist, damit die Einlassöffnung 111a ganz geschlossen ist, ein wenig zunimmt, und folglich besteht der Vorteil, dass eine präzise Durchsatzsteuerung der Druckluft leichter durchgeführt werden kann.
Der Grund dafür ist, dass es die Verwendung dieses Aufbaus möglich macht, gemäß dem Verschiebungsbetrag des Abschnitts der Membran 130, auf dem der Ventilkörper 160 bereitgesellt ist, die präzise Steuerung zwischen den folgenden Zuständen durchzuführen: einem Zustand, in dem der Ventilkörper 160 als ein Ergebnis dessen, dass er in Kontakt mit Umfangsrändern der Einlassöffnung 111a kommt und in engem Kontakt mit den Umfangsrändern ist, um die Einlassöffnung 111a ganz zu schließen, elastisch verformt ist; einem Zustand, in dem der Ventilkörper 160 nicht in Kontakt mit den Umfangsrändern der Einlassöffnung 111a ist und die Einlassöffnung 111a und der Strömungsraum 140 über einen relativ großen Bereich in Verbindung miteinander stehen; und einem Zwischenzustand zwischen diesen Zuständen, in dem die Einlassöffnung 111a nicht ganz geschlossen ist, während der Ventilkörper 160 in Kontakt mit den vorstehend beschriebenen Umfangsrändern ist und die Einlassöffnung 111a und der Strömungsraum 140 über einen relativ schmalen Bereich miteinander in Verbindung stehen.
Es sollte bemerkt werden, dass neben dem in 7 gezeigten Aufbau vielfältige Aufbauten zur Erleichterung der präzisen Durchsatzsteuerung einschließlich eines Aufbaus, in dem die Öffnungsoberfläche der Einlassöffnung 111a geneigt ist, eines Aufbaus, in dem die Membran 130 mit einer Neigung relativ zu der Öffnungsoberfläche der Einlassöffnung 111a angeordnet ist, um die Bewegungsrichtung des Ventilkörpers 160 die Normalrichtung der Öffnungsoberfläche der Einlassöffnung 111a kreuzen zu lassen, und ähnlicher, denkbar sind.
8 ist eine vergrößerte Querschnittansicht eines relevanten Abschnitts, der noch ein anderes Aufbaubeispiel der Ventileinheit des Durchsatzsteuerventils dieser Ausführungsform zeigt. In Bezug auf die in 6 gezeigte Ventileinheit 100A wurde ein Fall als ein Beispiel beschrieben, in dem die Hauptoberfläche des Ventilkörpers 160, der die Einlassöffnung 111a schließt, aus einer flachen Oberfläche besteht. Wie in dem Fall der in 8 gezeigten Ventileinheit kann die Hauptoberfläche jedoch auch aus einer nicht flachen Oberfläche bestehen, indem winzige Vorsprünge und Aussparungen 162 in der Hauptoberfläche bereitgestellt werden. Mit diesem Aufbau kann die präzise Durchsatzsteuerung ebenfalls leicht durchgeführt werden.
Nämlich kann in dem Fall, in dem ein Aufbau verwendet wird, in dem winzige Vorsprünge und Aussparungen in der Hauptoberfläche des Ventilkörpers 160, die entgegengesetzt zu der Einlassöffnung 111a ist, bereitgestellt sind, gemäß dem Verschiebungsbetrag des Abschnitts der Membran 130, auf dem der Ventilkörper 160 bereitgestellt ist, die präzise Steuerung zwischen den folgenden Zuständen durchgeführt werden: einem Zustand, in dem der Ventilkörper 160 als ein Ergebnis dessen, dass er mit den Umfangsrändern der Einlassöffnung 111a in Kontakt kommt, elastisch verformt ist, so dass Vorsprünge der winzigen Vorsprünge und Aussparungen durch Kompression verformt werden, so dass ermöglicht wird, dass der Ventilkörper 160 in engem Kontakt mit den Umfangsrändern ist, und die Einlassöffnung 111a somit ganz geschlossen ist; einem Zustand, in dem der Ventilkörper 160 nicht in Kontakt mit den Umfangsrändern der Einlassöffnung 111a ist und die Einlassöffnung 111a und der Strömungsraum 140 über einen relativ breiten Bereich in Verbindung miteinander stehen; und einem Zwischenzustand zwischen diesen Zuständen, in dem die Einlassöffnung 111a nicht ganz geschlossen ist, während Vorsprünge der winzigen Vorsprünge und Aussparungen in Kontakt mit den vorstehend beschriebenen Umfangrändern sind und die Einlassöffnung 111a und der Strömungsraum 140 über einen relativ schmalen Bereich miteinander in Verbindung stehen. Daher kann eine präzise Durchsatzsteuerung leichter durchgeführt werden.
9 ist ein Diagramm, das einen Betriebsfluss basierend auf einem Druckverringerungsmessverfahren des Blutdruckmessgeräts dieser Ausführungsform darstellt, und 10 bis 12 sind Diagramme, die spezifische Arbeitsgänge des Blutdruckmessgeräts in einem schnellen Druckerhöhungsverfahren, einem langsamen Druckverringerungsverfahren und einem schnellen Druckverringerungsverfahren gemäß dem in 9 dargestellten Betriebsfluss darstellen. Überdies ist 13 ein Diagramm, das eine Änderung des Innendrucks des Kompressionsluftballons gemäß dem in 9 dargestellten Betriebsfluss zeigt. Als nächstes werden unter Bezug auf 9 bis 13 spezifische Arbeitsgänge und ähnliches des Blutdruckmessgeräts 1 in dem Fall, in dem ein Blutdruckwert auf dem Blutdruckmessgerät 1 dieser Ausführungsform basierend auf dem Druckverringerungsmessverfahren gemessen wird, beschrieben. Es sollte bemerkt werden, dass ein Programm, das dem in 9 dargestellten Flussdiagramm entspricht, im Voraus in der Speichereinheit 22 gespeichert wird und seine Verarbeitung durchgeführt wird, indem die Steuereinheit 20 das Programm aus der Speichereinheit 22 ausliest und das Programm ausführt.
Während der Messung eines Blutdruckwerts basierend auf dem Druckverringerungsmessverfahren wickelt die Testperson die Manschette 40 im Voraus um ihren Oberarm, und betätigt in diesem Zustand die Bedieneinheit 23, die in dem Hauptkörper 10 bereitgestellt ist, um das Blutdruckmessgerät 1 einzuschalten. Folglich wird elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit 24 an die Steuereinheit 20 geliefert, um die Steuereinheit 20 zu aktivieren. Wie in 9 dargestellt, initialisiert die Steuereinheit 20, nachdem sie aktiviert ist, zuerst das Blutdruckmessgerät 1 (Schritt S101).
Wie in 9 dargestellt, wartet die Steuereinheit 20 dann auf eine Anweisung von der Testperson, um die Messung zu starten, und wenn die Testperson durch Betätigen der Bedieneinheit 23 eine Anweisung gibt, um die Messung zu starten, schließt die Steuereinheit 20 das Durchsatzsteuerventil 32A und treibt die Druckaufbaupumpe 31 an, um den Manschettendruck des Kompressionsluftballons 42 zu erhöhen (Schritt S102).
Wie in 10 dargestellt, gibt die Steuereinheit 20 spezifisch ein vorgegebenes Steuersignal an die Druckaufbaupumpen-Antriebsschaltung 34, um die Druckaufbaupumpe 31 anzutreiben, um die Druckluft von der Druckaufbaupumpe 31 in den Kompressionsluftballon 42 einzuspeisen, und gibt auch ein vorgegebenes Steuersignal an die Antriebsschaltung 35A für das piezoelektrische Element, um die piezoelektrische Pumpeneinheit 200A anzutreiben, um Luft, die als das Arbeitsmedium dient, in den Arbeitsraum 150 der Ventileinheit 100A einzuleiten, wodurch die Membran 130 ausgelenkt wird, um den Ventilkörper 160 zu bewegen, so dass die Einlassöffnung 111a von dem Ventilkörper 160 ganz geschlossen wird. Die an das piezoelektrische Element 260 angelegte Spannung wird zu dieser Zeit auf eine Spannungsgröße festgelegt, die ausreicht, um zu ermöglichen, dass der Ventilkörper 160 die Einlassöffnung 111a ganz schließt.
Der vorstehend beschriebene Schritt S102 entspricht dem schnellen Druckerhöhungsverfahren, in dem der Druck des Kompressionsluftballons 42 mit einer relativ hohen Druckerhöhungsrate erhöht wird. Das heißt, wie in 13 gezeigt, steigt in diesem schnellen Druckerhöhungsverfahren der Manschettendruck in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen Druckerhöhungsrate (siehe Zeit 0 bis t11) und der Kompressionsluftballon 42 wird entsprechend aufgeblasen, so dass der Oberarm der Testperson komprimiert wird.
Wie in 9 dargestellt, bestimmt die Steuereinheit 20 dann, ob der Manschettendruck einen vorgegebenen Druck, der im Voraus spezifiziert wurde, erreicht hat oder nicht (Schritt S103). Wenn bestimmt wurde, dass der Manschettendruck den vorgegebenen Druck noch nicht erreicht hat (Nein in Schritt S103), setzt die Steuereinheit 20 den Antrieb der Druckaufbaupumpe 31 fort, und wenn bestimmt, wird, dass der Manschettendruck den vorgegebenen Druck erreicht hat (Ja in Schritt S103), stoppt die Steuereinheit 20 die Druckaufbaupumpe 31 und startet die Steuerung des Abgabedurchsatzes der Druckluft mit Hilfe des Durchsatzsteuerventils 32A (Schritt S104). Hier wird ein Druck, der höher als ein allgemeiner systolischer Blutdruckwert, wie ein in 13 gezeigter Manschettendruck P10 (der Manschettendruck zur Zeit t11), als der vorstehend beschriebene vorgegebene Druck verwendet.
Wie in 11 dargestellt, gibt die Steuereinheit 20 insbesondere ein Steuersignal an die Druckaufbaupumpen-Antriebseinheit 34, um die Druckaufbaupumpe 31 zu stoppen, und gibt auch ein vorgegebenes Steuersignal an die Antriebsschaltung 35A für das piezoelektrische Element, um den Antrieb der piezoelektrischen Pumpeneinheit 200A mit einer verringerten Ausgangsleistung fortzusetzen, wodurch der Innendruck des Arbeitsraums 150 verringert wird, um die Auslenkung der Membran 130 zu verringern, um den Ventilkörper 160 zu bewegen, so dass die Einlassöffnung 11a ein wenig geöffnet wird. Als ein Ergebnis wird die Druckluft, die im Inneren des Kompressionsluftballons 42 vorhanden ist, allmählich über das Durchsatzsteuerventil 32A abgegeben. Die Antriebsspannung, die zu dieser Zeit an das piezoelektrische Element 260 angelegt wird, ist eine Spannung, die kleiner als eine Größe der Spannung ist, die ausreicht, um den Ventilkörper 160 zu befähigen, die Einlassöffnung 111a ganz zu schließen, und die in einen Bereich fällt, der den Durchsatz der Druckluft, die durch die Einlassöffnung 111a einströmt, auf einen vorgegebenen Durchsatz beschränkt.
Hier wird die Steuerung des Abgabedurchsatzes der Druckluft basierend auf einer Änderung des von dem Drucksensor 33 erfassten Manschettendrucks durchgeführt.
Wie in 9 dargestellt, bestimmt die Steuereinheit insbesondere basierend auf einer Änderung des von dem Drucksensor 33 erfassten Manschettendrucks, ob die Druckverringerungsrate des Manschettendrucks mit einer im Voraus spezifizierten Zielrate übereinstimmt oder nicht (Schritt S105). Wenn bestimmt wird, dass die Druckverringerungsrate des Manschettendrucks nicht mit der im Voraus spezifizierten Zielrate übereinstimmt (Nein in Schritt S105), bestimmt die Steuerung 20, ob die Druckverringerungsrate größer als die Zielrate ist (Schritt S106). Wenn bestimmt wird, dass die Druckverringerungsrate größer als die Zielrate ist (Ja in Schritt S106), erhöht die Steuereinheit 20 die Antriebsspannung an das Durchsatzsteuerventil 32A ein wenig, um den Ventilkörper 160 in eine Schließrichtung zu bewegen, um die Druckverringerungsrate zu verlangsamen (Schritt S107). Wenn bestimmt wird, dass die Verringerungsrate kleiner als die Zielrate ist (Nein in Schritt S106), verringert die Steuereinheit 20 die Antriebsspannung an das Durchsatzsteuerventil 32A ein wenig, um den Ventilkörper 160 in eine Öffnungsrichtung zu bewegen, um die Druckverringerungsrate zu beschleunigen (Schritt S108). Danach setzt die Steuereinheit 20 in beiden Fällen die Steuerung des Abgabedurchsatzes der Druckluft fort (Rückkehr zu Schritt S105).
Wenn überdies bestimmt wird, dass die Druckverringerungsrate des Manschettendrucks mit der im Voraus spezifizierten Zielrate übereinstimmt (Ja in Schritt S105), bestimmt die Steuereinheit 20, ob die Blutdruckwertmessung beendet wird oder nicht (Schritt S109), und wenn bestimmt wird, dass die Blutdruckwertmessung nicht beendet wird (Nein in Schritt S109), setzt die Steuerung 20 die Steuerung des Abgabedurchsatzes der Druckluft fort (Rückkehr zu Schritt S105). Es sollte bemerkt werden, dass vorzugsweise eine vorgegebene konstante Druckverringerungsrate als die vorstehend beschriebene Zielrate verwendet wird.
Die vorstehend beschriebenen Schritte S105 bis S109 entsprechen dem langsamen Druckverringerungsverfahren, in dem der Druck des Kompressionsluftballons 42 allmählich verringert wird. Das heißt, wie in 13 gezeigt, nimmt in diesem langsamen Druckverringerungsverfahren der Manschettendruck allmählich in Übereinstimmung mit der im Voraus spezifizierten Zielrate ab (siehe Zeit t11 bis t14), und folglich wird der Kompressionsluftballon 42 allmählich entleert.
In dem langsamen Druckverringerungsverfahren berechnet die Steuereinheit 20 Blutdruckwerte unter Verwendung eines bekannten Verfahrens. Insbesondere extrahiert die Steuereinheit 20 Pulswelleninformationen basierend auf einer Schwingungsfrequenz, die von der Oszillationsschaltung 36 erhalten wird, und berechnet einen systolischen Blutdruckwert und einen diastolischen Blutdruckwert basierend auf den extrahierten Pulswelleninformationen. Somit wird, wie in 13 gezeigt, zuerst der systolische Blutdruckwert (SYS) als ein Manschettendruck P11 zur Zeit t12 berechnet, und dann wird der diastolische Blutdruckwert (DIA) als ein Manschettendruck P12 zur Zeit t13 berechnet.
Wenn, wie in 9 dargestellt, bestimmt wird, dass die Blutdruckwertmessung beendet wird (Ja in Schritt S109), öffnet die Steuereinheit 20 das Durchsatzsteuerventil 32A ganz, um die Druckluft schnell abzugeben, wodurch der Manschettendruck verringert wird (Schritt S110).
Wie in 12 dargestellt, gibt die Steuereinheit 20 insbesondre ein vorgegebenes Steuersignal an die Antriebsschaltung 35A für das piezoelektrische Element, um die piezoelektrische Pumpeneinheit 200A zu stoppen, wodurch Luft, die als das Arbeitsmedium dient, aus dem Arbeitsraum 150 der Ventileinheit 100A freigegeben wird, um die Auslenkung der Membran 130 zu verringern, um den Ventilkörper 160 derart zu bewegen, dass die Einlassöffnung 111a in einen ganz geöffneten Zustand gebracht wird. Als ein Ergebnis wird die Druckluft, die im Inneren des Kompressionsluftballons 42 vorhanden ist, schnell über das Durchsatzsteuerventil 32A abgegeben.
Der vorstehend beschriebene Schritt S110 entspricht dem schnellen Druckverringerungsverfahren, in dem der Druck des Kompressionsluftballons 42 schnell verringert wird. Nämlich nimmt in diesem schnellen Druckverringerungsverfahren, wie in 13 gezeigt, der Manschettendruck mit einer vorgegebenen Druckverringerungsrate schnell auf den Atmosphärendruck PA ab (siehe Zeit t14 bis Zeit t15), und folglich wird der Kompressionsluftballon 42 vollständig entleert, so dass die Kompression des Oberarms der Testperson entfernt wird.
Wie in 9 gezeigt, zeigt die Steuereinheit 20 dann die Blutdruckwerte als ein Messergebnis auf der Anzeigeeinheit 21 an und speichert diese Blutdruckwerte in der Speichereinheit 22 (Schritt S111). Danach beendet die Steuereinheit 20 den Betrieb nach dem Empfang einer Anweisung zum Ausschalten von der Testperson.
14 ist ein Diagramm, das einen Betriebsfluss basierend auf einem Druckerhöhungsmessverfahren des Blutdruckmessgeräts dieser Ausführungsform darstellt, und 15 ist ein Diagramm, das einen spezifischen Betrieb des Blutdruckmessgeräts in einem langsamen Druckerhöhungsverfahren gemäß dem in 14 gezeigten Betriebsfluss zeigt. Überdies ist 16 ein Diagramm, das eine Änderung des Innendrucks des Kompressionsluftballons gemäß dem in 14 dargestellten Betriebsfluss zeigt. Als nächstes werden unter Bezug auf 14 bis 16 spezifische Arbeitsgänge und ähnliches des Blutdruckmessgeräts 1 in dem Fall beschrieben, in dem ein Blutdruckwert mit dem Blutdruckmessgerät 1 dieser Ausführungsform basierend auf dem Druckerhöhungsmessverfahren gemessen wird. Es sollte bemerkt werden, dass ein Programm, das dem in 14 gezeigten Flussdiagramm entspricht, im Voraus in der Speichereinheit 22 gespeichert wird, und seine Verarbeitung durchgeführt wird, indem die Steuereinheit 20 dieses Programm aus der Speichereinheit 22 ausliest und das Programm ausführt.
Während der Messung eines Blutdruckwerts basierend auf dem Druckerhöhungsmessverfahren wickelt die Testperson die Manschette 40 im Voraus um den Oberarm, und betätigt in diesem Zustand die in dem Hauptkörper 10 bereitgestellte Bedieneinheit 23, um das Blutdruckmessgerät 1 einzuschalten. Folglich wird elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit 24 an die Steuereinheit 20 geliefert, um die Steuereinheit 20 zu aktivieren. Wie in 14 dargestellt, initialisiert die Steuereinheit 20, nachdem sie aktiviert wurde, zuerst das Blutdruckmessgerät 1 (Schritt S201).
Wie in 14 dargestellt, wartet die Steuereinheit 20 dann auf eine Anweisung von der Testperson, um die Messung zu starten. Wenn die Testperson durch Betätigen der Bedieneinheit 23 eine Anweisung gibt, um die Messung zu starten, schließt die Steuereinheit 20 das Durchsatzsteuerventil 32A ganz und treibt die Druckaufbaupumpe 31 an, um den Manschettendruck des Kompressionsluftballons 42 zu erhöhen (Schritt S202). Es sollte bemerkt werden, dass spezifische Arbeitsgänge des Blutdruckmessgeräts 1 zu dieser Zeit die gleichen wie die in 10 dargestellten Arbeitsgänge sind und ihre Beschreibungen hier folglich nicht wiederholt werden.
Der vorstehend beschriebene Schritt S202 entspricht einem schnellen Druckerhöhungsverfahren, in dem der der Druck des Kompressionsluftballons 42 mit einer relativ hohen Druckerhöhungsrate erhöht wird. Nämlich steigt in diesem schnellen Druckerhöhungsverfahren, wie in 16 gezeigt, der Manschettendruck in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen Druckerhöhungsrate an (siehe Zeit 0 bis t21) und folglich wird der Kompressionsluftballon 42 aufgeblasen, so dass der Oberarm der Testperson komprimiert wird.
Dann bestimmt die Steuereinheit 20, wie in 14 dargestellt, ob der Manschettendruck einen vorgegebenen Druck, der im Voraus spezifiziert wurde, erreicht hat oder nicht (Schritt S203). Wenn bestimmt wird, dass der Manschettendruck den vorgegebenen Druck noch nicht erreicht hat (Nein in Schritt S203), setzt die Steuereinheit 20 den Antrieb der Druckaufbaupumpe 31 fort, und wenn bestimmt wird, dass der Manschettendruck den vorgegebenen Druck erreicht hat (Ja in Schritt S203), beginnt die Steuereinheit 20 die Steuerung des Abgabedurchsatzes der Druckluft mit Hilfe des Durchsatzsteuerventils 32A (Schritt S204). Hier wird ein Druck, der niedriger als ein allgemeiner diastolischer Blutdruckwert wie ein in 16 gezeigter Manschettendruck P20 (der Manschettendruck zur Zeit t21) ist, als der vorstehend beschriebene vorgegebene Druck verwendet.
Wie in 15 dargestellt, gibt die Steuereinheit 20 insbesondere ein vorbestimmtes Steuersignal an die Antriebsschaltung 235A für das piezoelektrische Element, um den Antrieb der piezoelektrischen Pumpeneinheit 200A mit einer verringerten Ausgangsleistung fortzusetzten, wodurch der Innendruck des Arbeitsraums 150 verringert wird, um die Auslenkung der Membran 130 zu verringern, um den Ventilkörper 160 zu bewegen, so dass die Einlassöffnung 111a ein wenig geöffnet wird. Als ein Ergebnis wird ein Teil der Druckluft, die von der Druckaufbaupumpe 31 in den Kompressionsluftballon 42 eingespeist wird, über das Durchsatzsteuerventil 32A abgegeben. Die zu dieser Zeit an das piezoelektrische Element 260 angelegte Antriebsspannung ist eine Spannung, die niedriger als eine Spannungsgröße ist, die ausreicht, um den Ventilkörper 160 in die Lage zu versetzen, die Einlassöffnung 111a ganz zu schließen, und die in einen Bereich fallt, der den Durchsatz der Druckluft, die durch die Einlassöffnung 111a eintritt, auf einen vorgegebenen Durchsatz beschränken kann.
Hier wird die Steuerung des Abgabedurchsatzes der Druckluft basierend auf einer Änderung des von dem Drucksensor 33 erfassten Manschettendrucks durchgeführt.
Wie in 14 dargestellt, bestimmt die Steuereinheit 20 insbesondere basierend auf einer Änderung des von dem Drucksensor 33 erfassten Manschettendrucks, ob die Druckerhöhungsrate des Manschettendrucks mit einer Zielrate, die im Voraus spezifiziert wurde, übereinstimmt oder nicht (Schritt S205). Wenn bestimmt wird, dass die Druckerhöhungsrate des Manschettendrucks nicht mit der im Voraus spezifizierten Zielrate übereinstimmt (Nein in Schritt S205), bestimmt die Steuereinheit 20, ob die Druckerhöhungsrate kleiner als die Zielrate ist oder nicht (Schritt S206). Wenn bestimmt wird, dass die Druckerhöhungsrate kleiner als die Zielrate ist (Ja in Schritt S206), erhöht die Steuereinheit 20 die Antriebsspannung an das Durchsatzsteuerventil 32A ein wenig, um den Ventilkörper 160 in die Schließrichtung zu bewegen, um die Druckerhöhungsrate zu beschleunigen (Schritt S207). Wenn bestimmt wird, dass die Druckerhöhungsrate größer als die Zielrate ist (Nein in Schritt S206), verringert die Steuereinheit 20 die Antriebsspannung an das Durchsatzsteuerventil 32A ein wenig, um den Ventilkörper 160 in die Öffnungsrichtung zu bewegen, um die Druckerhöhungsrate zu verlangsamen (Schritt S208). In beiden Fällen setzt die Steuereinheit 20 danach die Steuerung des Abgabedurchsatzes der Druckluft fort (Rückkehr zu Schritt S205).
Wenn überdies bestimmt wird, dass die Druckerhöhungsrate des Manschettendrucks mit der im Voraus spezifizierten Zielrate übereinstimmt (Ja in Schritt S205), bestimmt die Steuereinheit 20, ob die Blutdruckwertmessung beendet wird oder nicht (Schritt S209). Wenn bestimmt wird, dass die Blutdruckwertmessung nicht beendet wird (Nein in Schritt S209), setzt die Steuereinheit 20 die Steuerung des Abgabedurchsatzes der Druckluft fort (Rückkehr zu Schritt S205). Es sollte bemerkt werden, dass vorzugsweise eine vorgegebene konstante Druckerhöhungsrate als die vorstehend beschriebene Zielrate verwendet wird.
Die vorstehend beschriebenen Schritte S205 bis S209 entsprechen dem langsamen Druckerhöhungsverfahren, in dem der Druck des Kompressionsluftballons 42 allmählich erhöht wird. Nämlich nimmt in diesem langsamen Druckerhöhungsverfahren, wie in 16 gezeigt, der Manschettendruck allmählich in Übereinstimmung mit der im Voraus spezifizierten Zielrate zu (siehe Zeit t21 bis zu der Zeit t24), und entsprechend wird der Kompressionsluftballon 42 allmählich aufgeblasen.
In dem langsamen Druckerhöhungsverfahren berechnet die Steuereinheit 20 Blutdruckwerte unter Verwendung eines bekannten Verfahrens. Insbesondere extrahiert die Steuereinheit 20 Pulswelleninformationen auf der Basis einer Schwingungsfrequenz, die von der Oszillationsschaltung 36 erhalten wird, und berechnet einen systolischen Blutdruckwert und einen diastolischen Blutdruckwert basierend auf den extrahierten Pulswelleninformationen. Folglich wird, wie in 16 gezeigt, zuerst ein diastolischer Blutdruckwert (DIA) als ein Manschettendruck P21 zu der Zeit t22 berechnet, und dann wird ein systolischer Blutdruckwert (SYS) als ein Manschettendruck P22 zu der Zeit t23 berechnet.
Wenn, wie in 14 dargestellt, bestimmt wird, dass die Blutdruckwertmessung beendet ist (Ja in Schritt S209), stoppt die Steuereinheit 20 die Druckaufbaupumpe 31 und öffnet das Durchsatzsteuerventil 32A ganz, um die Druckluft schnell abzugeben, wodurch der Manschettendruck verringert wird (Schritt S210). Es sollte bemerkt werden, dass spezifische Arbeitsgänge des Blutdruckmessgeräts 1 zu dieser Zeit die Gleichen wie die in 12 dargestellten Arbeitsgänge sind, und so werden Beschreibungen davon hier nicht wiederholt.
Der vorstehend beschriebene Schritt S210 entspricht einem schnellen Druckverringerungsverfahren, in dem der Druck des Kompressionsluftballons 42 schnell verringert wird. Nämlich nimmt der Manschettendruck, wie in 16 gezeigt, in diesem schnellen Druckverringerungsverfahren mit einer vorgegebenen Druckverringerungsrate (siehe Zeit t24 bis zu der Zeit t25) schnell auf den Atmosphärendruck PA ab, und folglich wird der Kompressionsluftballon 42 vollständig entleert, so dass die Kompression des Oberarms der Testperson entfernt wird.
Wie in 14 dargestellt, zeigt die Steuereinheit 20 dann die Blutdruckwerte als ein Messergebnis auf der Anzeigeeinheit 21 an und speichert diese Blutdruckwerte in der Speichereinheit 22 (Schritt S211). Danach beendet die Steuereinheit 20 den Betrieb nach dem Empfang einer Anweisung zum Ausschalten von der Testperson.
Durch Verwenden eines Aufbaus wie in dieser vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist es möglich, ein Durchsatzsteuerventil bereitzustellen, das derart aufgebaut sein kann, dass es kompakt, leicht und kostengünstig ist, das einen geringen Leistungsverbrauch erreicht und das den Durchsatz eines Fluids leicht steuern kann, und ein Blutdruckmessgerät bereitzustellen, das derart aufgebaut sein kann, dass es kompakt, leicht und kostengünstig ist und das einen niedrigen Leistungsverbrauch erreicht und das den Durchsatz der Druckluft, die von dem Kompressionsluftballon abgegeben werden sollte, leicht steuern kann. Wenn wie in dieser Ausführungsform überdies eine piezoelektrische Pumpe als die Druckerzeugungseinheit verwendet wird, ist es auch möglich, ein Blutdruckmessgerät bereitzustellen, das während der Druckverringerungsarbeitsgänge einen verringerten Rauschpegel erreicht.
17 und 18 sind schematische Querschnittansichten, die jeweils eine Ventileinheit eines Durchsatzsteuerventils jeweils erster und zweiter Variationen gemäß dieser Ausführungsform zeigen, und 19 ist eine schematische Querschnittansicht eines Durchsatzsteuerventils einer dritten Variation gemäß dieser Ausführungsform. Als nächstes werden unter Bezug auf 17 bis 19 die Durchsatzsteuerventile der ersten bis dritten Variationen gemäß dieser Ausführungsformen beschrieben.
Wie in 17 gezeigt, unterscheidet sich eine Ventileinheit 100B des Durchsatzsteuerventils der ersten Variation von der Ventileinheit 100A des vorstehend erwähnten Durchsatzsteuerventils 32A dieser Ausführungsform in dem Aufbau des unteren Gehäuses 120. Insbesondere ist das untere Gehäuse 120 der Ventileinheit 100B mit einem Begrenzungsabschnitt 122 versehen, der die Auslenkung der Membran 130 in Richtung der Seite des Arbeitsraums 150 begrenzt. Dieser Begrenzungsabschnitt 122 ist derart bereitgestellt, dass er von einem Abschnitt des unteren Gehäuses 120, der dem Arbeitsraum 150 zugewandt ist, in Richtung der Seite des oberen Gehäuses 110 vorsteht, und ist derart aufgebaut, dass der Beschränkungsabschnitt 122 in einem Zustand, in dem die Membran 130 nicht ausgelenkt ist, in Kontakt mit einer Hauptoberfläche der Membran 130 auf der Seite des Arbeitsraums 150 kommt.
Durch Bereitstellen eines Durchsatzsteuerventils einschließlich dieser Ventileinheit 100B ist es möglich, zu verhindern, dass die Membran 130 mehr als notwendig ausgelenkt wird, wenn zum Beispiel die Druckluft, deren Durchsatz gesteuert werden sollte, schnell abgegeben wird, und es ist möglich, einen Bruch der Membran 130 zu verhindern. Neben den vorstehend erwähnten Ergebnissen kann daher ein Ergebnis, dass ein Durchsatzsteuerventil mit einer noch höheren Zuverlässigkeit bereitgestellt wird, erzielt werden.
Wie in 18 gezeigt, unterscheidet sich eine Ventileinheit 100C des Durchsatzsteuerventils der zweiten Variation von der Ventileinheit 100A des vorstehend erwähnten Durchsatzsteuerventils 32A dieser Ausführungsform in dem Aufbau der Membran 130. Insbesondere hat die in der Ventileinheit 100C bereitgestellte Membran 130 eine flache plattenähnliche Form und umfasst nicht den gewellten, leicht verformbaren Abschnitt 131, wie in der Ventileinheit 100A des vorstehend erwähnten Durchsatzsteuerventils 32A dieser Ausführungsform bereitgestellt. Wenn die Membran 130 mit einer derartigen flachen plattenartigen Form verwendet wird, können die gleichen Ergebnisse wie die vorstehend erwähnten Ergebnisse ebenfalls erreicht werden.
Wie in 19 gezeigt, hat ein Durchsatzsteuerventil 32A' der dritten Variation einen Aufbau, in dem eine Ventileinheit 100D und eine piezoelektrische Pumpeneinheit 200B integriert sind. Insbesondere sind in dem vorstehend erwähnten Durchsatzsteuerventil 32A dieser Ausführungsform die Ventileinheit 100A und die piezoelektrische Pumpeneinheit 200A über das Verbindungsrohr 52 miteinander verbunden. Jedoch ist in dem Durchsatzsteuerventil 32A' dieser Variation ein vertiefter Verbindungsabschnitt 121' in dem unteren Gehäuse 120 der Ventileinheit 100D bereitgestellt, ein vorstehender Ausstoßabschnitt 211 ist in dem Oberseitengehäuse der piezoelektrischen Pumpeneinheit 200B bereitgestellt, und der Verbindungsabschnitt 121' und der Ausstoßabschnitt 211 sind aneinander montiert, so dass die Notwendigkeit des Verbindungsrohrs beseitigt wird, und die Ventileinheit 100D und die piezoelektrische Pumpeneinheit 200B werden integriert. Es sollte bemerkt werden, dass, um diese Einheiten aneinander zu befestigen, neben der vorstehend beschriebenen Montage, eine Befestigungseinrichtung, wie etwa eine Schraube, ebenfalls verwendet werden kann, um diese Einheiten zu befestigen.
Durch Verwenden dieses Aufbaus ist es neben den vorstehend erwähnten Ergebnissen möglich, ein Ergebnis der Bereitstellung eines Durchsatzsteuerventils zu erreichen, das derart aufgebaut sein kann, dass es sogar noch kompakter und kostengünstiger ist. Da überdies das Volumen eines Verbindungswegs zwischen der Ausstoßöffnung 211a der piezoelektrischen Pumpeneinheit 200A und dem Arbeitsraum 150 minimiert werden kann, kann ein Ergebnis der Verbesserung des Ansprechverhaltens der Durchsatzsteuerung erreicht werden.
Ausführungsform 2
Ein Blutdruckmessgerät 1 der Ausführungsform 2 der Erfindung ist das Gleiche wie das Blutdruckmessgerät 1 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform 1 der Erfindung, abgesehen davon, dass die in dem Durchsatzsteuerventil bereitgestellte Druckerzeugungseinheit sich unterscheidet. In dieser Ausführungsform ist insbesondere das Durchsatzsteuerventil 32 durch ein Durchsatzsteuerventil 32B aufgebaut, das aus der Ventileinheit 100A, einer Motorpumpeneinheit 300 und einer Entlüftungsventileinheit 400, die später beschrieben werden, besteht, und die Durchsatzsteuerventil-Antriebsschaltung 35 ist durch eine Motorantriebsschaltung 35B aufgebaut, die den Antrieb eines in der Motorpumpeneinheit 300 bereitgestellten Motors 360 steuert (siehe zum Beispiel 20 und 23 bis 25). Hier nachstehend wird das Durchsatzsteuerventil 32B dieser Ausführungsform im Detail beschrieben.
20 ist eine schematische Querschnittansicht des Durchsatzsteuerventils dieser Ausführungsform. Überdies sind 21A und 21B schematische Querschnittansichten, die Betriebsbedingungen der Motorpumpeneinheit des in 20 gezeigten Durchsatzsteuerventils zeigen, und 22A und 22B sind jeweils eine Seitenansicht, die den Aufbau der Entlüftungsventileinheit des in 20 gezeigten Durchsatzsteuerventils zeigt, und eine schematische Querschnittansicht, die einen Betriebszustand der Entlüftungsventileinheit zeigt. Als nächstes werden unter Bezug auf 20 bis 22B ein spezifischer Aufbau des Durchsatzsteuerventils 32B dieser Ausführungsform, ein Betrieb der Motorpumpeneinheit 300 und ein Betrieb der Entlüftungsventileinheit 400 beschrieben. Es sollte bemerkt werden, dass in 21A, 21B und 22B die Strömung der Luft, die als das Arbeitsmedium dient, durch Pfeile schematisch gezeigt ist.
Wie in 20 gezeigt, ist das Durchsatzsteuerventil 32B dieser Ausführungsform aufgebaut, indem die Ventileinheit 100A, die Motorpumpeneinheit 300, die als die Druckerzeugungseinheit dient, und die Entlüftungsventileinheit 400 kombiniert werden. Die Ventileinheit 100A, die Motorpumpeneinheit 300 und die Entlüftungsventileinheit 400 sind über ein Verbindungsrohr 53 miteinander verbunden. Überdies ist das Durchsatzsteuerventil 32B über das Verbindungsrohr 51 mit dem Kompressionsluftballon 42, der Druckaufbaupumpe 31 und dem Drucksensor 33 verbunden.
Das Durchsatzsteuerventil 32B dieser Ausführungsform ist derart aufgebaut, dass die Druckluft, deren Durchsatz gesteuert werden soll, von dem Kompressionsluftballon 42 über das Verbindungsrohr 51 in die Ventileinheit 100A strömen kann, Luft, die als das Arbeitsmedium dient, von der Motorpumpeneinheit 300 über das Verbindungsrohr 53 in die Ventileinheit 100A eingeleitet werden kann, und Luft, die als das Arbeitsmedium dient, von der Ventileinheit 100A über das Verbindungsrohr 53 in die Entlüftungsventileinheit 400 freigegeben werden kann. Daher kann in dem Durchsatzsteuerventil 32B der Druck von Luft, die in der Ventileinheit 100A vorhanden ist und als das Arbeitsmedium dient, verändert werden, indem der Antrieb der Motorpumpeneinheit 300 gesteuert wird, und somit wird der Durchsatz der Druckluft, die in die Ventileinheit 100A strömt, eingestellt, so dass der Durchsatz der Druckluft, die aus der Ventileinheit 100A strömt, variabel gesteuert werden kann. Es sollte bemerkt werden, dass der Aufbau der Ventileinheit 100A der Gleiche wie der der vorstehend beschriebenen Ausführungsform 1 der Erfindung ist, und so werden ihre Beschreibungen hier nicht wiederholt.
Wie in 20 gezeigt, umfasst die Motorpumpeneinheit 300 hauptsächlich ein Gehäuse 301, einen ersten Ventilkörper 330, einen zweiten Ventilkörper 340 und einen Motor 360. Das Gehäuse 301 ist aufgebaut, indem ein flaches plattenförmiges Oberseitengehäuse 310, an dem der erste Ventilkörper 330 befestigt ist, und ein Unterseitengehäuse 320, an dem der Motor 360 befestigt ist, kombiniert werden, und der zweite Ventilkörper 340 wird von dem Oberseitengehäuse 310 und dem Unterseitengehäuse 320 von beiden Seiten gehalten.
Ein Ausstoßabschnitt 311, mit dem das Verbindungsrohr 53 verbunden ist, ist an einer vorgegebenen Position des Oberseitengehäuses 310 bereitgestellt, und eine Ausstoßöffnung 311a, durch die Luft, die als das Arbeitsmedium dient, ausgestoßen wird, ist in dem Ausstoßabschnitt 311 bereitgestellt. Überdies ist ein Verbindungsweg 353 in einem Abschnitt des Unterseitengehäuses 320, der der Ausstoßöffnung 311a zugewandt ist, bereitgestellt.
Ein Verbindungsweg 351 ist an einer anderen vorgegebenen Position des Oberseitengehäuses 310 bereitgestellt, so dass er durch das Oberseitengehäuse 310 geht. Eine Ansaugöffnung 312a, durch die Luft, die als das Arbeitsmedium dient, eingesaugt wird, ist durch ein Öffnungsende des Verbindungswegs 351 aufgebaut, der auf der Seite einer oberen Oberfläche des Oberseitengehäuses 310 angeordnet ist. Überdies kann ein Öffnungsende des Verbindungswegs 351, das auf der Seite einer unteren Oberfläche des Oberseitengehäuses 310 angeordnet ist, durch einen Rückschlagventilabschnitt 331 des ersten Ventilkörpers 330 geschlossen werden.
Der zweite Ventilkörper 340 hat einen hohlen Abschnitt im Inneren und ist derart angeordnet, dass der hohle Abschnitt dem Rückschlagventilabschnitt 331 des ersten Ventilkörpers 330 zugewandt ist. Ein Raum, der den vorstehend beschriebenen hohlen Abschnitt enthält und hauptsächlich durch den ersten Ventilkörper 330 und den zweiten Ventilkörper 340 definiert ist, entspricht einem Pumpraum (Pumpenkammer) 350. Überdies ist ein Verbindungsweg 352 in einem Abschnitt des Oberseitengehäuses 310, der dem Pumpraum 350 zugewandt ist, bereitgestellt.
Ein Teil des Verbindungswegs 353, der in dem Oberseitengehäuse 310 bereitgestellt ist, und ein Teil des Verbindungswegs 353, der in dem Unterseitengehäuse 320 bereitgestellt ist, sind derart angeordnet, dass sie einander gegenüber liegen, und in dem Abschnitt, in dem der Verbindungsweg 352 und der Verbindungsweg 353 einander gegenüber liegen, kann der Verbindungsweg 352 von dem Rückschlagventilabschnitt 341 des zweiten Ventilkörpers 340 geschlossen werden.
Eine Antriebswelle 361 des Motors 360, der in die Richtung des Pfeils C in der Zeichnung rotiert, ist über die Leistungsübertragungselemente 371 bis 373 mit einem unteren Ende des zweiten Ventilkörpers 340 gekoppelt. Folglich wird eine auf der Antriebswelle 361 des Motors 360 erzeugte Drehbewegung durch die Leistungsübertragungselemente 371 bis 373 in eine Hin- und Herbewegung in eine ungefähr vertikale Richtung umgewandelt. Als ein Ergebnis wird das untere Ende des zweiten Ventilkörpers 340 von dem Motor 360 angetrieben, so dass er sich nach oben und unten bewegt, und folglich pulsiert der Pumpraum 350.
Wie in 20 gezeigt, umfasst die Entlüftungsventileinheit 400 indessen ein Gehäuse 410, das eine rohrförmige Form mit einem geschlossenen Boden hat und einen Ventilkörper 420, der eine rohrförmige Form mit einem geschlossenen Boden hat und in das Gehäuse 410 eingesetzt ist. Ein Verbindungsabschnitt 411 ist an einer vorgegebenen Position des Gehäuses 410 bereitgestellt, und eine Öffnung 411a, durch die Luft, die als das Arbeitsmedium dient, strömt, ist in diesem Verbindungsabschnitt 411 bereitgestellt.
Wie in 22A gezeigt, ist ein schlitzförmiger Schnitt 421, der eine Entlüftungsöffnung 421 bildet, in einem Abschnitt des Ventilkörpers 420 gefertigt, der mit der Öffnung 411a in Verbindung steht. Die Entlüftungsöffnung 421 steht über den hohlen Abschnitt 422 des Ventilkörpers 420 mit einer Ablassöffnung 423a in Verbindung.
21A und 21B zeigen beide einen Zustand, in dem die Motorpumpeneinheit 300 betrieben wird. In diesem Betriebszustand wird eine vorgegebene Spannung an den Motor 360 angelegt, um eine Drehbewegung auf der Antriebswelle 361 des Motors 360 zu erzeugen, die dann in eine vertikale Bewegung des unteren Endes des zweiten Ventilkörpers 340 umgewandelt wird, so dass der Pumpraum 350 pulsiert.
Zu dieser Zeit wird, wie in 21A gezeigt, in einem Zustand, in dem der Pumpraum 350 ausgedehnt wird, ein negativer Druck in dem Pumpraum 350 erzeugt, und folglich wird der Rückschlagventilabschnitt 331 des ersten Ventilkörpers 330 geöffnet, und der Rückschlagventilabschnitt 341 des zweiten Ventilkörpers 340 wird geschlossen. Somit wird Luft, die als das Arbeitsmedium dient, durch die Ansaugöffnung 312a über den Verbindungsweg 351 in den Pumpraum 350 eingesaugt.
Danach wird, wie in 21B gezeigt, in einem Zustand, in dem der Pumpraum 350 komprimiert wird, ein positiver Druck in dem Pumpraum 350 erzeugt, und folglich wird der Rückschlagventilabschnitt 331 des ersten Ventilkörpers 330 geschlossen, und der Rückschlagventilabschnitt 341 des zweiten Ventilkörpers 340 wird geöffnet. Folglich wird Luft, die als das Arbeitsmedium dient, über die Verbindungswege 352, 353 durch die Ausstoßöffnung 311a ausgestoßen.
Wenn die vorstehend beschriebenen Arbeitsgänge wiederholt werden, zeigt die Motorpumpeneinheit 300 eine Pumpfunktion, in der kontinuierlich Luft, die als das Arbeitsmedium dient, durch die Ausstoßöffnung 311a ausgestoßen wird.
Im Gegensatz zu der piezoelektrischen Pumpeneinheit 200A weist die Motorpumpeneinheit 300 hier in einem Zustand, in dem ihr Antrieb gestoppt ist, keine Entlüftungsfunktion auf. Nämlich selbst unter einer Bedingung, unter welcher der Druck (normalerweise auf Atmosphärendruck) auf der Seite der Ansaugöffnung 312a der Motorpumpeneinheit 300 niedriger als der Druck auf der Seite der Ausstoßöffnung 311a (d. h. der Innendruck des Arbeitsraums 150 der Ventileinheit 100A, der mit dem Ausstoßabschnitt 311 verbunden ist) ist, verhindert die Rückschlagventilfunktion des vorstehend erwähnten ersten Ventilkörpers 330 und des zweiten Ventilkörpers 340, dass Luft, die als das Arbeitsmedium dient, von der Seite der Ausstoßöffnung 311a in Richtung der Seite der Ansaugöffnung 312a strömt.
Aus diesem Grund ist in dieser Ausführungsform die vorstehend erwähnte Entlüftungsventileinheit 400 an dem Verbindungsrohr 53 befestigt, um mit dem Arbeitsraum 150 der Ventileinheit 100A in Verbindung zu stehen, um zu ermöglichen, dass die Entlüftungsventileinheit 400 die Entlüftungsfunktion zeigt, und folglich kann der Innendruck des Arbeitsraums 150 der Ventileinheit 100A verringert werden.
Wie in 22B gezeigt, wird unter der Bedingung, dass der Druck (normalerweise auf dem Atmosphärendruck) auf der Seite der Ablassöffnung 423a der Entlüftungsventileinheit 400 hinreichend niedriger als der Druck auf der Seite der Öffnung 411a (d. h. der Innendruck des Arbeitsraums 150 der Ventileinheit 100A, der mit dem Verbindungsabschnitt 411 verbunden ist) ist, die Luftströmung, wie in der Zeichnung gezeigt, erzeugt. Nämlich strömt Luft, die als das Arbeitsmedium dient, von der Öffnung 411a über die Entlüftungsöffnung 421 in den hohlen Abschnitt 422 des Ventilkörpers 420 und wird dann durch die Ablassöffnung 423 abgegeben. Es sollte bemerkt werden, dass die Entlüftungsöffnung 421 eine beträchtliche Strömungswiderstandshöhe hat, da die Entlüftungsöffnung 421 durch einen Schnitt ausgebildet ist, und die vorstehend erwähnte Luftströmung nicht erzeugt wird, es sei denn, der Druck auf der Seite der Ablassöffnung 423a wird hinreichend niedriger als der Druck auf der Seite der Öffnung 411a.
Wie vorstehend beschrieben, zeigt die Motorpumpeneinheit 300 in dem Durchsatzsteuerventil 32B dieser Ausführungsform die Pumpfunktion, in welcher der Innendruck des Arbeitsraums 150 der Ventileinheit 100A erhöht wird, und die Entlüftungsventileinheit 400 zeigt die Entlüftungsfunktion, in welcher der Innendruck des Arbeitsraums 150 der Ventileinheit 100A verringert und auf den Atmosphärendruck zurück gebracht wird.
23 bis 25 sind Diagramme, die spezifische Betriebe des Blutdruckmessgeräts dieser Ausführungsform in einem schnellen Druckerhöhungsverfahren, einem langsamen Druckverringerungsverfahren und einem schnellen Druckverringerungsverfahren in dem Fall zeigen, in dem die Blutdruckmessung unter Verwendung des Blutdruckmessgeräts gemäß einem Betriebsfluss basierend auf dem Druckverringerungsmessverfahren durchgeführt wird. Als nächstes wird unter Bezug auf 23 bis 25 ein spezifischer Betrieb des Blutdruckmessgeräts dieser Ausführungsform in dem Fall, in dem ein Blutdruckwert auf dem Blutdruckmessgerät basierend auf dem Druckverringerungsmessverfahren gemessen wird, beschrieben.
Wie in 23 gezeigt, gibt die Steuereinheit 20 in dem Blutdruckmessgerät dieser Ausführungsform in dem schnellen Druckerhöhungsverfahren ein vorgegebenes Steuersignal an die Druckaufbaupumpen-Antriebsschaltung 34 aus, um die Druckaufbaupumpe 31 anzutreiben, um die Druckluft von der Druckaufbaupumpe 31 in den Kompressionsluftballon 42 zu speisen, und gibt auch ein vorgegebenes Steuersignal an die Motorantriebsschaltung 35B aus, um die Motorpumpeneinheit 300 anzutreiben, um Luft, die als das Arbeitsmedium dient, in den Arbeitsraum 150 der Ventileinheit 100A einzuleiten, wodurch die Membran 130 ausgelenkt wird, um den Ventilkörper 160 zu bewegen, so dass die Einlassöffnung 111a von dem Ventilkörper 160 ganz geschlossen wird. Die an den Motor 360 zu dieser Zeit angelegte Antriebsspannung wird auf eine Spannungsgröße festgelegt, die ausreicht, um den Ventilkörper 160 zu befähigen, die Einlassöffnung 111a ganz zu schließen. Es sollte bemerkt werden, dass es beim Bestimmen dieser Antriebsspannung notwendig ist, zu berücksichtigen, dass ein Teil der Luft, die als das Arbeitsmedium dient, über die Entlüftungsventileinheit 400 entweichen wird.
Wie in 24 gezeigt, gibt die Steuereinheit 20 in dem Blutdruckmessgerät dieser Ausführungsform in dem langsamen Druckverringerungsverfahren ein vorgegebenes Steuersignal an die Druckaufbaupumpen-Antriebsschaltung 34, um die Druckaufbaupumpe 31 zu stoppen, und gibt auch ein vorgegebenes Steuersignal an die Motorantriebsschaltung 35B, um den Antrieb der Motorpumpeneinheit 300 mit einer verringerten Ausgangsleistung fortzusetzen, um den Innendruck des Arbeitsraums 150 zu verringern, wodurch die Auslenkung der Membran 130 verringert wird, um den Ventilkörper 160 derart zu bewegen, dass die Einlassöffnung 111a ein wenig geöffnet wird. Als ein Ergebnis wird die Druckluft, die im Inneren des Kompressionsluftballons 42 vorhanden ist, über das Durchsatzsteuerventil 32A allmählich abgegeben. Die zu dieser Zeit an den Motor 360 angelegte Antriebsspannung ist eine kleinere Spannung als eine Spannungsgröße, die ausreicht, um den Ventilkörper 160 zu befähigen, die Einlassöffnung 111a ganz zu schließen, und die in einen Bereich fällt, der den Durchsatz der Druckluft, die durch die Einlassöffnung 111a eintritt, auf einen vorgegebenen Durchsatz beschränken kann. Es sollte bemerkt werden, dass es beim Bestimmen dieser Antriebsspannung notwendig ist, zu berücksichtigen, dass ein Teil der Luft, die als das Arbeitsmedium dient, über die Entlüftungsventileinheit 400 entweichen wird.
Wie in 25 gezeigt, gibt die Steuereinheit 20 in dem Blutdruckmessgerät dieser Ausführungsform in dem schnellen Druckverringerungsverfahren ein vorgegebenes Steuersignal an die Motorantriebsschaltung 35B aus, um die Motorpumpe 300 zu stoppen, um Luft, die als das Arbeitsmedium dient, aus dem Arbeitsraum 150 der Ventileinheit 100A freizugeben, wodurch die Auslenkung der Membran 130 verringert wird, um den Ventilkörper 160 derart zu bewegen, dass die Einlassöffnung 111a in einen ganz geöffneten Zustand gebracht wird. Als ein Ergebnis wird die Druckluft, die im Inneren des Kompressionsluftballons 42 vorhanden ist, schnell über die Entlüftungsventileinheit 400 abgegeben.
Es sollte bemerkt werden, dass, wenngleich hier nicht beschrieben, Blutdruckwerte in dem Blutdruckmessgerät dieser Ausführungsform auch gemäß einem Betriebsfluss basierend auf dem Druckerhöhungsmessverfahren gemessen werden können, und der Betrieb in diesem Fall der gleiche wie in dem Fall des Blutdruckmessers 1 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist.
Wenn ein Aufbau wie in dieser vorstehend beschriebenen Ausführungsform verwendet wird, wie in dem Fall, in dem ein Aufbau wie in der Ausführungsform 1 der Erfindung verwendet wird, ist es möglich, ein Durchsatzsteuerventil bereitzustellen, das kompakt, leicht und kostengünstig aufgebaut sein kann und das einen niedrigen Leistungsverbrauch erreicht und das den Durchsatz eines Fluids leicht steuern kann, und ein Blutdruckmessgerät bereitzustellen, das kompakt, leicht und kostengünstig aufgebaut sein kann und das einen niedrigen Leistungsverbrauch erreicht und das den Durchsatz der Druckluft, die aus dem Kompressionsluftballon abgegeben werden sollte, leicht steuern kann.
26 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines relevanten Abschnitts einer Motorpumpeneinheit eines Durchsatzsteuerventils einer Variation gemäß dieser Ausführungsform. Als nächstes wird unter Bezug auf 26 die Motorpumpeneinheit des Durchsatzsteuerventils der Variation gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
Wie in 26 gezeigt, unterscheidet sich das Durchsatzsteuerventil dieser Variation von der Motorpumpeneinheit des vorstehend beschriebenen Durchsatzsteuerventils 32B dieser Ausführungsform in den Aufbauten des ersten Ventilkörpers 330 und des zweiten Ventilkörpers 340. Insbesondere sind in der Motorpumpeneinheit des Durchsatzsteuerventils dieser Variation der Rückschlagventilabschnitt 331 des ersten Ventilkörpers 330 und der Rückschlagventilabschnitt 341 des zweiten Ventilkörpers 340 aufgeraut, indem eine große Anzahl winziger Vorsprünge und Aussparungen 332, 342 in diesen Abschnitten gebildet wird, und somit wird die Abdichtfähigkeit der Rückschlagventilabschnitte 331, 341 absichtlich verringert. Daher zeigen die Rückschlagventilabschnitte 331, 341 die Entlüftungsfunktion, die zulässt, dass Luft, die als das Arbeitsmedium dient, entweicht.
Mit diesem Aufbau wird die Notwendigkeit, die vorstehend beschriebene Entlüftungsventileinheit 400 getrennt bereitzustellen, beseitigt. Daher kann neben den vorstehend erwähnten Ergebnissen ein Ergebnis, dass es ermöglicht wird, ein Durchsatzsteuerventil, das sogar noch kompakter, leichter und kostengünstig ist, und ein Blutdruckmessgerät, das dieses Durchsatzsteuerventil enthält, aufzubauen, erreicht werden.
In den Ausführungsformen der Erfindung und ihren Variationen, die vorstehend beschrieben sind, wurden die Fälle, in denen eine piezoelektrische Pumpe oder eine Motorpumpe als die Druckerzeugungseinheit verwendet wird, als Beispiele beschrieben. Jedoch versteht sich von selbst, dass andere Pumpen (einschließlich Gebläse) ebenfalls verwendet werden können.
Überdies wurde in den vorangehenden Beschreibungen der Ausführungsformen der Erfindung und deren Variationen ein Durchsatzsteuerventil als ein Beispiel verwendet, das derart aufgebaut ist, dass der Innendruck des Arbeitsraums verändert wird, indem das Arbeitsmedium von außen in den Arbeitsraum eingeleitet wird und das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum nach außen freigegeben wird. Jedoch kann das Durchsatzsteuerventil auch derart aufgebaut sein, dass der Innendruck des Arbeitsraums verändert wird, indem zum Beispiel das Arbeitsmedium in dem Arbeitsraum abgedichtet wird, indem der Arbeitsraum hermetischen verschlossen wird, und das Volumen des nach außen abgeschlossenen Arbeitsmediums variiert wird.
Überdies wurden in den vorangehenden Beschreibungen der Ausführungsformen der Erfindung und deren Variationen die Fälle, in denen das Fluid, dessen Durchsatz gesteuert wird, Druckluft ist und Luft als das Arbeitsmedium verwendet wird, als Beispiele beschrieben. Jedoch ist der Bereich der Anwendung der Erfindung nicht auf diese beschränkt. Das Fluid, dessen Durchsatz gesteuert wird, kann auch ein anderes Hochdruckgas als Druckluft, eine Flüssigkeit in einer Druckumgebung oder ähnliches sein, und das Arbeitsmedium kann ein anderes Gas als Luft, eine Flüssigkeit oder ähnliches sein.
Überdies können die charakteristischen Aufbauten, die in den Ausführungsformen der Erfindung gezeigt wurden, und deren vorstehend beschriebene Variationen, wo notwendig, natürlich in Kombination verwendet werden.
Außerdem wurde in den vorangehenden Beschreibungen der Ausführungsformen der Erfindung und ihrer Variationen ein Oberarm-Blutdruckmessgerät zum Messen von Blutdruckwerten, wie etwa eines systolischen Blutdruckwerts und eines diastolischen Blutdruckwerts, als ein Beispiel für die Blutdruckinformationsmessvorrichtung verwendet. Es versteht sich, dass die Erfindung auch auf ein Handgelenk-Blutdruckmessgerät, ein Bein-Blutdruckmessgerät und eine Blutdruckinformationsmessvorrichtung, die die Messung der Pulswelle oder des Pulses, einer Kenngröße, die das Arterioskleroseniveau, das durch den AI-(Augmentationsindex-)Wert repräsentiert wird, angibt, und ähnlicher, eines mittleren Blutdruckmesswerts, einer Sauerstoffsättigung und ähnlicher angewendet werden kann.
Auf diese Weise sollen die Ausführungsformen und ihre Variationen, die hier offenbart sind, in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht einschränkend betrachtet werden. Der technische Schutzbereich der vorliegenden Erfindung wird durch die beigefügten Patentansprüche definiert, und alle Änderungen, die in die Bedeutung und den Schutzbereich fallen, die zu denen der Patentansprüche äquivalent sind, sollen darunter fallen.
Bezugszeichenliste

1: Blutdruckmessgerät
10: Hauptkörper
20: Steuereinheit
21: Anzeigeeinheit
22: Speichereinheit
23: Bedieneinheit
24: Leistungsversorgungseinheit
30: Kompressionsluftsystemkomponente
31: Druckaufbaupumpe
32, 32A, 32A', 32B: Durchsatzsteuerventil
33: Drucksensor
34: Druckaufbaupumpen-Antriebsschaltung
35: Durchsatzsteuerventil-Antriebsschaltung
35A: Antriebsschaltung für das piezoelektrische Element
35B: Motorantriebsschaltung
36: Oszillationsschaltung
40: Manschette
41: äußere Einheitsabdeckung
42: Kompressionsluftballon
50: Luftrohr
51 bis 53: Verbindungsrohr
100A bis 100D: Ventileinheit
101: Gehäuse
110: oberes Gehäuse
111: Einlassabschnitt
111a: Einlassöffnung
112: Auslassabschnitt
112a: Auslassöffnung
120: unteres Gehäuse
121, 121': Verbindungsabschnitt
121a: Öffnung
122: Beschränkungsabschnitt
125: Dichtungselement
130: Membran
131: leicht verformbarer Abschnitt
140: Strömungsraum
150: Arbeitsraum
160: Ventilkörper
161: geneigte Oberfläche
162: winzige Vorsprünge und Aussparungen
200A, 200B: piezoelektrische Pumpeneinheit
201: Gehäuse
210: Oberseitengehäuse
211: Ausstoßabschnitt
211a: Ausstoßöffnung
212: erstes Halteelement
213: zweites Halteelement
220: Unterseitengehäuse
220a: Ansaugöffnung
231: dünner Plattenabschnitt
231a: winziges Verbindungsloch
232: Schwingplattenabschnitt
240: Pumpraum
250: umgebender Raum
260: piezoelektrisches Element
300: Motorpumpeneinheit
301: Gehäuse
310: Oberseitengehäuse
311: Ausstoßabschnitt
311a: Ausstoßöffnung
312a: Ansaugöffnung
320: Unterseitengehäuse
330: erster Ventilkörper
331: Rückschlagventilabschnitt
332: Vorsprünge und Aussparungen
340: zweiter Ventilkörper
341: Rückschlagventilabschnitt
342: Vorsprünge und Aussparungen
350: Pumpraum
351 bis 353: Verbindungsweg
360: Motor
361: Antriebswelle
371 bis 373: Leistungsübertragungselement
400: Entlüftungsventil
410: Gehäuse
411: Verbindungsabschnitt
411a: Öffnung
420: Ventilkörper
421: Entlüftungsöffnung
422: hohler Abschnitt
423a: Ablassöffnung

Claims

Durchsatzsteuerventil, das einen Durchsatz eines Fluids variabel steuern kann, das aufweist: ein Gehäuse (101), das mit einer Einlassöffnung (111a), durch die das Fluid einströmt, und einer Auslassöffnung (112a), durch die das Fluid ausströmt, versehen ist; eine Membran (130), die einen Raum in dem Gehäuse (101) in einen Strömungsraum (140), in dem das Fluid strömt, und einen Arbeitsraum (150), in dem ein Arbeitsmedium vorhanden ist, unterteilt; und einen Ventilkörper (160), der auf einem Abschnitt der Membran (130) bereitgestellt ist, welcher zu der Einlassöffnung (111a) entgegengesetzt ist, wobei die Membran (130) gemäß einer Änderung eines Innendrucks des Arbeitsraums (150) verschoben wird, der Ventilkörper (160) entsprechend bewegt wird, was zu einer Änderung eines Abstands zwischen dem Ventilkörper (160) und der Einlassöffnung (111a) führt, und auf diese Weise der Durchsatz des durch die Einlassöffnung (111a) in den Strömungsraum (140) strömenden Fluids eingestellt wird, so dass der Durchsatz des durch die Auslassöffnung (112a) ausströmenden Fluids variabel gesteuert werden kann.
Durchsatzsteuerventil nach Anspruch 1, wobei ein Abschnitt der Membran (130), der gemäß einer Änderung des Innendrucks des Arbeitsraums (150) verschoben wird, eine größere Fläche als eine Öffnungsfläche der Einlassöffnung (111a) hat.
Durchsatzsteuerventil nach Anspruch 1, wobei der Ventilkörper (160) eine Größe hat, die ausreicht, um die Einlassöffnung (111a) in einem Zustand, in dem der Abstand zwischen dem Ventilkörper (160) und der Einlassöffnung (111a) auf null verringert ist, vollständig zu schließen.
Durchsatzsteuerventil nach Anspruch 1, wobei der Ventilkörper (160) aus einem elastischen Element gefertigt ist.
Durchsatzsteuerventil nach Anspruch 1, wobei der Ventilkörper (160) aus einem Element gefertigt ist, das härter als die Membran (130) ist.
Durchsatzsteuerventil nach Anspruch 1, wobei eine Hauptoberfläche des Ventilkörpers (160), die entgegengesetzt zu der Einlassöffnung (111a) ist, winzige Vorsprünge und Aussparungen (162) hat.
Durchsatzsteuerventil nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (101) mit einer Öffnung (121a) zum Einleiten und Freigeben des Arbeitsmediums versehen ist.
Durchsatzsteuerventil nach Anspruch 7, das ferner eine Druckerzeugungseinheit aufweist, um durch Einleiten und Freigeben des Arbeitsmediums über die Öffnung (121a) eine Änderung des Innendrucks des Arbeitsraums (150) zu erzeugen.
Durchsatzsteuerventil nach Anspruch 8, wobei die Druckerzeugungseinheit eine Pumpe umfasst, die das Arbeitsmedium ansaugt und ausstößt.
Durchsatzsteuerventil nach Anspruch 9, wobei, wenn angenommen wird, dass eine Richtung von der Seite einer Ansaugöffnung zu der Seite einer Ausstoßöffnung der Pumpe eine Vorwärtsrichtung ist, die Pumpe aus einer Pumpe besteht, die das Arbeitsmedium unter einer Bedingung, dass der Druck auf der Seite der Ansaugöffnung niedriger als ein Druck auf der Seite der Ausstoßöffnung ist, in einer zu der Vorwärtsrichtung umgekehrten Richtung abgeben kann.
Durchsatzsteuerventil nach Anspruch 10, wobei die Pumpe eine piezoelektrische Pumpe (200A, 200B) ist, die das Arbeitsmedium durch die Schwingung eines Schwingplattenabschnitts (232), an dem ein piezoelektrisches Element (260) befestigt ist, ansaugt und ausstößt.
Durchsatzsteuerventil nach Anspruch 9, wobei unter der Annahme, dass eine Richtung von der Seite einer Ansaugöffnung zu der Seite einer Ausstoßöffnung der Pumpe eine Vorwärtsrichtung ist, die Pumpe aus einer Pumpe besteht, die das Arbeitsmedium unter einer Bedingung, dass ein Druck auf der Seite der Ansaugöffnung niedriger als ein Druck auf der Seite der Ausstoßöffnung ist, nicht in einer zu der Vorwärtsrichtung umgekehrten Richtung ausstoßen kann, und in diesem Fall ein Entlüftungsventil (400) bereitgestellt ist, um mit dem Arbeitsraum (150) zu kommunizieren.
Durchsatzsteuerventil nach Anspruch 9, wobei das Gehäuse (101) und die Druckerzeugungseinheit durch Befestigen des Gehäuses (101) an einem Gehäuse der Druckerzeugungseinheit integriert sind.
Durchsatzsteuerventil nach Anspruch 1, wobei das Fluid, das durch die Einlassöffnung (111a) in den Strömungsraum (140) strömt, Druckluft ist, die auf einen höheren Druck als den Atmosphärendruck komprimiert ist, und das in dem Arbeitsraum (150) vorhandene Arbeitsmedium Luft mit einem niedrigeren Druck als die Druckluft ist.
Blutdruckinformationsmessvorrichtung, die das Durchsatzsteuerventil nach Anspruch 14 als ein Ablassventil (32) zur Verringerung des Innendrucks eines Kompressionsluftballons (42) zum Komprimieren eines lebenden Körpers aufweist.
Blutdruckinformationsmessvorrichtung nach Anspruch 15, wobei während der Messung, der Antrieb des Durchsatzsteuerventils, das als das Ablassventil (32) dient, derart gesteuert wird, dass der Innendruck des Kompressionsfluidballons (42) langsam verringert wird und somit basierend auf einem Druckverringerungsmessverfahren wenigstens ein systolischer Blutdruckwert und ein diastolischer Blutdruckwert berechnet werden, und nach dem Abschluss der Messung der Antrieb des Durchsatzsteuerventils, das als das Ablassventil (32) dient, derart gesteuert wird, dass der Innendruck des Kompressionsfluidballons (42) schnell verringert wird.
Blutdruckinformationsmessvorrichtung nach Anspruch 15, wobei während der Messung der Antrieb des Durchsatzsteuerventils, das als das Ablassventil (32) dient, derart gesteuert wird, dass der Innendruck des Kompressionsfluidballons (42) langsam vergrößert wird und somit basierend auf einem Druckerhöhungsmessverfahren wenigstens ein systolischer Blutdruckwert und ein diastolischer Blutdruckwert berechnet werden, und nach dem Abschluss der Messung der Antrieb des Durchsatzsteuerventils, das als das Ablassventil (32) dient, derart gesteuert wird, dass der Innendruck des Kompressionsfluidballons (42) schnell verringert wird.