JP2001104471A - 圧力可変弁装置及び該弁装置の設定圧力検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 健康を害することなく、設定圧力を正確に検
出し得る圧力可変弁装置及び該弁装置の設定圧力検出装
置を提供すること。 【解決手段】 圧力可変弁装置３は、体２内に埋設され
るように構成され、弁体２０による弁流路１７の閉鎖を
解除する圧力を変えるべく、弁装置本体１０内でＢ方向
に直線的に移動可能な可動体４０と、弁装置本体１０に
対して不動に設けられた固定磁気マーカ９０と、可動体
４０に一体的に形成された可動磁気マーカ４２とを有す
る。一方、設定圧力検出装置４ａは、磁気センサ９４
と、弁装置３の固定磁気マーカ９０及び可動磁気マーカ
４２の位置に応じた検出出力Ｎを磁気センサ９４から得
るべく、可動磁気マーカ４２の移動方向Ｂに走査可能に
磁気センサ９４を体外において支持する支持体９２とを
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧力可変弁装置に係
わり、より詳しくは、体内に埋め込まれて髄液などの圧
力を調整するシャントバルブとして用いられるに適した
圧力可変弁装置及びその設定圧力検出装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】水頭症
の治療等のために、弁体として働くボールに一端部が当
接する板状のバネを設けると共に、多極ステップモータ
素体のロータと一体的に形成した螺旋階段状カム面にバ
ネの別の端部を係合させ、ロータの回転に伴うカム面の
回転に応じてバネの係合端部をロータの軸方向に移動さ
せてバネの撓み量を変えることによって、バネによるボ
ールの押圧力を変えるようにしたシャントバルブ（分岐
弁）装置を髄液等の流路に設けて髄液等の圧力を調整す
ることは、特開昭６０−４００６３号公報に開示されて
いる。この種の圧力可変弁装置は、「メドス（商標）圧
可変式バルブシャントシステム」として知られており、
人体に埋設された状態で弁装置の設定圧力を確認し得る
ように、弁装置本体にホワイトマーカと呼ぶ固定マーカ
を設けると共に、プレッシャインジケータと呼ぶ可動マ
ーカをカムに一体的に設け、ホワイトマーカの位置及び
プレッシャインジケータの回転位置をＸ線によって検出
し得るように構成されている。

【０００３】しかしながら、弁装置の設定圧力状態を確
認しようとする毎に、Ｘ線を人体に照射して人体をＸ線
に被爆させることは、健康のためには望ましいこととは
いえない。

【０００４】また、ほぼ半円状に湾曲した板バネの一端
部をロータに固定すると共に、該固定端部から自由端ま
で半円状に湾曲延在した板バネの中間部の周面をボール
状の弁体に当接可能にし、ロータの回転角の変化に伴う
バネとボールとの当接位置の変化に応じて、バネによる
ボールの押圧力を変えるようにした弁装置も、例えば、
特開平８−１７０７４９号公報で知られている。この種
の弁装置は、「ソフィーバルブシステム」として知られ
ており、この弁装置では、一の直径方向に磁化した永久
磁石でロータを形成し、弁装置を埋込んだ部位の体表面
にコンパス（回転自在な磁針）を載せて該コンパスの磁
針の向きによりロータの永久磁石の回転角を検出するよ
うにしている。

【０００５】しかしながら、回転角がこのように簡単な
手段で一応なりとも検出可能であるものは、単一の（二
極の）永久磁石からなるロータを３６０度よりも小さい
角度の範囲内で回転させて設定圧を調整し得るようにし
た特殊な弁装置に限られる。この弁装置では、二極の永
久磁石からなる磁気的に単純な構造のロータに対して該
ロータの回転角を１回転よりも小さい範囲で調整するよ
うにしているので、ステップモータ構造による回転位置
制御にはなじまず、弁装置埋設部の体表面に磁石を配置
して該体外磁石自体を回転させることによりロータ位置
を直接制御するようにしており、このような位置制御を
可能にするためにはロータ自体をある程度大きくせざる
を得ない等種々の不利益を伴う。また、コンパスの回転
中心がロータの回転中心に対してずれると、コンパスに
よる指針が設定圧力を正確に表わさない虞もある。

【０００６】本発明は、前記諸点に鑑みなされたもので
あって、その目的とするところは、健康を害することな
く、設定圧力を正確に検出し得る圧力可変弁装置及び該
弁装置の設定圧力検出装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の一観点の圧力可
変弁装置は、この目的を達成すべく、体内に埋設される
ように構成され、設定圧力が可変な弁装置であって、弁
体による弁流路の閉鎖を解除する圧力を変えるべく、直
線的に移動可能な可動体と、弁装置本体に対して静置さ
れた固定磁気マーカと、可動体に一体的に形成された可
動磁気マーカとを有する。一方、本発明による設定圧力
検出装置は、磁気センサと、この圧力可変弁装置の固定
磁気マーカ及び可動磁気マーカの位置に応じた検出出力
を磁気センサから得るべく、可動磁気マーカの移動方向
に走査可能に磁気センサを体外において支持する支持体
とを有する。

【０００８】この圧力可変弁装置では、基準位置を示す
固定磁気マーカが弁装置本体に対して静置され、可動体
に一体的に可動ないし移動磁気マーカが形成されている
から、両マーカの位置を磁気センサで検出することによ
り、可動磁気マーカの固定磁気マーカに対する移動を検
出して可動体の移動を検出し得る。また、可動磁気マー
カが形成された可動体が固定磁気マーカないし弁装置本
体に対して直線的に移動可能であるから、可動体の移動
方向に沿った両マーカの間の距離ないしその変化量を検
出して可動体の移動量を検出し得る。更に、可動体はそ
の直線的な移動により弁装置の設定圧力（弁体による弁
流路の閉鎖を解除する圧力）を変えるように構成されて
いるから、可動体の移動量を検出することにより、弁装
置の設定圧力を検出し得る。この検出に際しては、Ｘ線
照射などを要しないから、健康を害する虞はない。

【０００９】また、本発明の設定圧力検出装置では、こ
の圧力可変弁装置の固定磁気マーカ及び可動磁気マーカ
の位置に応じた検出出力を磁気センサから得るべく、可
動磁気マーカの移動方向に走査可能に磁気センサを支持
体により体外において支持するようにしているから、両
マーカの位置を磁気センサによって確実に且つ正確に検
出し得る。なお、可動体を直線方向に移動可能にした場
合、弁装置が体表面に近いところに埋設される限り、弁
装置のうち可動体の移動方向は弁本体の外形として体外
からも視認可能になるから、向きの設定も容易かつ正確
に行なわれ得る。可動体の直線的な移動方向は、典型的
には、髄液のような体内の流体の流路の弁装置埋設部位
における延在方向に実際上一致するように選ばれる。但
し、所望ならば、流体流路に対して交差する方向に細長
く弁装置を配設してもよい。なお、可動体の移動方向に
沿って複数の可動磁気マーカが可動体に設けられている
場合、向きを余り厳密に合わせなくてもよい。永久磁石
の二つの磁極の夫々に起因する磁場を磁気センサで検出
し得る場合には、単一の永久磁石の二つの磁極も「複数
の可動磁気マーカ」に含まれる。

【００１０】磁気センサの走査方向は、典型的には、可
動体の移動方向に沿う方向のみでよい。但し、場合によ
っては、可動体の移動方向に交差する方向すなわち横方
向のライン走査を所定幅にわたって行ないつつ、且つ可
動体の移動方向すなわち縦方向にも走査して、面領域の
全体を走査するようにしてもよい。

【００１１】すなわち、本発明による設定圧力検出装置
は、前記した目的を達成すべく、固定磁気マーカ及び可
動磁気マーカの位置に応じた検出出力を磁気センサから
得るべく、可動磁気マーカの移動方向に走査可能に磁気
センサを体外において支持する支持体とを有していて
も、固定磁気マーカ及び可動磁気マーカの位置に応じた
検出出力を磁気センサから得るべく、位置走査可能に磁
気センサを体外において支持する支持体とを有していて
もよい。

【００１２】磁気マーカは、磁気センサと組合わせてそ
の位置が検出可能であればよい。典型的には、磁気マー
カは、永久磁石からなり、磁気センサは、該永久磁石に
より形成される磁場の強さや向きを検出して、磁気マー
カの位置を検出する。磁場の強さを検出する磁気センサ
は、典型的には、磁気抵抗素子、ホール素子及び磁気イ
ンピーダンス素子などの静磁場検出器からなる。磁気抵
抗素子は、異方性磁気抵抗効果を利用したいわゆるＡＭ
Ｒ素子でも、巨大磁気抵抗効果を利用したいわゆるＧＭ
Ｒ素子でもよい。ＡＭＲ素子の場合、磁場により電気抵
抗が増大するタイプのものでも減少して負の磁気抵抗効
果を生じるタイプのものでもよい。また、磁気センサと
しての感度を高めるべく、複数の磁気抵抗素子を組合わ
せてなるものでもよい。なお、磁気センサを一定速度で
移動させる（一定速度で走査する）ような場合には、磁
気センサは磁場変動を検出するピックアップコイルのよ
うなものでもよい。更に、場合によっては、磁気センサ
を外部電源により給電される電磁石とし、磁気マーカを
電磁石により形成される磁気回路に変動を与え得る透磁
率の高い強磁性体にする等、他のどのような磁気的な状
態の変動検出系で構成してもよい。

【００１３】固定磁気マーカは、弁装置本体に対して不
動になるように弁装置本体に対して静置され、典型的に
は、弁装置本体のうち体表面に近いところに埋設され
る。但し、場合によっては、弁装置本体のうち体表面か
ら離れたところに設けられてもよい。固定磁気マーカは
弁装置本体に対して静置されて該弁装置本体に対して不
動である限り、通常は、弁装置本体ないし弁ハウジング
とは別の名前で呼ばれる部位に設けられてもよい。

【００１４】可動磁気マーカは、直線的に移動する可動
体の形成の仕方により異なり得る。すなわち、可動体
は、リニア駆動のステップモータ素体の可動子からなっ
ていても、回転式のステップモータ素体のロータの回転
を直線運動に変える変換機構に結合されて直線的に移動
されるようになっていてもよい。

【００１５】前者の場合、典型的には、可動子が永久磁
石からなる可動子本体を有し、可動磁気マーカが可動子
本体の永久磁石からなる。但し、所望ならば、可動磁気
マーカとしてパーマロイ材などの軟磁性体を別個に可動
子に設けておいてもよい。後者の場合、可動磁気マーカ
は、典型的には、固定磁気マーカと同様なものからな
る。

【００１６】設定圧力検出装置の磁気センサの支持体
は、体内に埋設された弁装置を覆う位置で弁装置の可動
体の移動方向に向きを合わせて配設可能であり、且つ可
動体の該移動方向に移動可能に磁気センサを体表面に近
接して支持可能であれば、その構造はどのようなもので
もよい。

【００１７】更に、本発明の別の一観点の圧力可変弁装
置は、前述の目的を達成すべく、体内に埋設されるよう
に構成され、設定圧力が可変な弁装置であって、多極永
久磁石構造体からなる、回転式ステップモータ素体のロ
ータであって、弁体による弁流路の閉鎖を解除する圧力
を変えるべく回転位置が調整可能なものと、弁装置本体
に対して静置された固定磁気マーカと、ロータに一体的
に形成された可動磁気マーカとを有する。

【００１８】この弁装置では、弁体による弁流路の閉鎖
を解除する圧力は、多極永久磁石構造体からなり回転位
置が調整可能な、回転式ステップモータ素体のロータに
より設定・調整されるから、ステータ構造を過度に大型
化することなく、設定圧力を細かく制御することが可能
である。ロータに可動磁気マーカが設けられる点を除い
て、この別の観点の弁装置にも、前述の一観点の弁装置
とほぼ同様な長所がある。なお、この場合、ロータが多
極の永久磁石構造体からなるから、コンパス（磁針）に
よっては回転状態を特定することは実際上できないけれ
ども、可動磁気マーカをロータに取付ることにより、可
動マーカの位置を検出してロータの回転状態を検出し得
るようにしていることになる。ここで、「多極」永久磁
石構造体とは、Ｎ極又はＳ極が少なくとも二箇所以上あ
り、少なくとも二個以上の永久磁石を組合わせてなるよ
うなものをいう。

【００１９】以上において、固定磁気マーカ及び可動磁
気マーカは、典型的には、夫々一つ乃至一箇所の磁気マ
ーカからなる。但し、所望ならば、固定磁気マーカ又は
可動磁気マーカを二つ即ち二箇所に設けることによっ
て、弁装置本体の向きを特定し得るようにしても、三つ
即ち三箇所に設けることによって、例えば、ロータの回
転中心の位置を特定し得るようにしてもよい。なお、固
定磁気マーカの配置を体表面に平行な二次元平面に投影
した状態で相対位置を検出・評価する代わりに、例え
ば、磁気マーカの検出信号の大きさ（即ち磁場の強さ）
をも磁気センサの検出出力として検出・評価して、弁装
置の配設されている向き、例えば、体表面に対する傾斜
状態をも、特定するようにしておいてもよい。

【００２０】なお、この別の一観点の圧力可変弁装置の
設定圧力検出装置は、可動磁気マーカの移動方向に対応
して磁気センサの移動方向が異なる点を除いて、前述の
一観点の圧力可変弁装置の設定圧力検出装置と同様に構
成される。

【００２１】設定圧力を変えるべく直線方向に移動可能
な可動体を備えるタイプの弁装置は、例えば、基端部で
固定され先端部がボールなどの形態の弁体に当接した典
型的には板バネからなる長尺状の弾性体と、弾性体の両
端部の間において該弾性体の長手方向に沿って実際上直
線的に移動可能で、弾性体の両端部の間において弾性体
を撓ませる支点部を備えた可動体とを有する。支点部
は、可動体のうち弾性体の一方の表面に向合う位置に形
成された突起部ないし突出部でも、可動体の本体部分に
転動可能に収容・支持されたボールやローラの如き転動
体でもよい。突起部ないし突出部は、弾性体の表面に当
接して表面を押圧する先端が点状でも、弾性体の長手方
向に交差する方向、典型的には直交する方向に延在した
線状でもよい。

【００２２】上述のような弁装置は、例えば、可動体を
バネの長手方向に移動させるべく、弾性体の長手方向に
対して実際上直角な方向に向き且つ可動体の移動方向の
全長に亙って実際上一様なパルス状磁場を、ステップモ
ータ素体のステータにかける可動体位置制御装置と組合
わせて用いられる。

【００２３】一方、多極永久磁石構造体よりなる、回転
式ステップモータ素体のロータの回転位置を調整するこ
とによって弁体による弁流路閉鎖解除圧力を変えるタイ
プの弁装置としては、例えば、前述の特開昭６０−４０
０６３号公報に記載のように、弁体として働くボールに
一端部が当接する板状のバネを設けると共に、多極永久
磁石構造体の形態のロータと一体的に形成した螺旋階段
状カム面にバネの別の端部を係合させ、ロータの回転に
伴うカム面の回転に応じてバネの係合端部をロータの軸
方向に移動させてバネの撓み量を変えることにより、バ
ネによるボールの押圧力を変えるようにしたものからな
る。

【００２４】弁装置は、医療用など人体に埋設されて用
いられるべく構成され、典型的には、水頭症や脳腫瘍や
クモ膜下嚢胞などの治療等を目的として体内の関連流体
の圧力を非侵襲的に調整し得るように、例えば、脳室−
腹腔シャントや脳室−心室シャント等のためのシャント
弁として用いられるべく体内に外科的に埋設され得るよ
うに構成され、髄液等の圧力の調整等に用いられるに適
した数ｃｍ程度以下のサイズを有し得る。

【００２５】

【発明の実施の形態】次に、本発明による好ましい実施
の形態のいくつかを添付図面に示した実施例に基づいて
説明する。

【００２６】

【実施例】まず、図１から３には、第一実施例の弁シス
テム１を、説明の簡明化のために、人体に適用した状態
で示している。

【００２７】弁システム１は、人体２内に埋設される圧
力可変弁装置３と、圧力検出・制御装置４とからなり、
圧力検出・制御装置４は、弁装置３の設定圧力ΔＰを検
出する圧力検出装置４ａと、該設定圧力ΔＰを調整ない
し制御する圧力制御装置４ｂとを含む。

【００２８】弁装置３は、例えば、髄液の導管５の途中
の部位Ａに接続・配設され、上流側導管部５ａにおける
髄液の圧力Ｐが下流側導管部５ｂにおける髄液の圧力Ｐ
０よりも弁装置３の設定圧力ΔＰ以上には高くならない
ように、設定・調整する。すなわち、髄液の圧力ＰがＰ
０＋ΔＰ以下になるように設定・調整する。例えば、圧
力Ｐ０が実際上大気圧に一致している場合、大気圧を基
準としてＰ０＝０とすると、Ｐ＝ΔＰとなる。なお、弁
装置３は、下流側導管部５ｂの圧力が所定圧力Ｐ０（＝
Ｐ−ΔＰ）以上になるように、圧力を調整するための弁
装置として用いられてもよい。

【００２９】弁装置３は、入側及び出側導管部１１，１
２、出側導管部１２に連通した室１４並びに入側導管部
１１と出側導管部１２及び室１４とをつなぐ弁流路とし
ての開口１７を内部に有しシリコーン樹脂やポリカーボ
ネート等からなる弁装置本体ないし弁ハウジング１０
と、弁装置本体１０内の開口１７を開閉するサファイア
やルビー等の硬質セラミック製のボール状の弁部材ない
し弁体２０と、上流側導管５ａの圧力Ｐが設定圧力Ｐ０
＋ΔＰを超えた場合、ボール弁２０と協働してボール弁
２０による流路１７の閉塞を解除する圧力調整機構３０
とを有する。弁ハウジング１０は、例えば、幅が数ｍｍ
〜２ｃｍ程度で、長さが数ｍｍ〜５ｃｍ程度で、高さが
数ｍｍ〜１ｃｍ程度である。但し、各方向のサイズは、
より小さくても、場合によってはより大きくてもよい。

【００３０】より詳しくは、弁装置本体１０は、上流側
導管部５ａに接続された入側導管部１１と、下流側導管
部５ｂに接続された出側導管部１２と、入側及び出側導
管部１１，１２の間においてボール弁２０が着座可能で
ボール２０と同様な材料からなる弁座部１３と、ボール
弁２０及び圧力調整機構３０の本体部３１が収容される
室１４とを有する。出側導管部１２は、ボール弁２０の
すぐ下流に位置する第一導管部１２ａと、下流側髄液導
管部５ｂにつながる第二導管部１２ｂと、第一及び第二
導管部１２ａ，１２ｂの間で図２において上下方向Ｔに
延びた接続管部１２ｃとを有し、第一導管部１２ａ及び
接続管部１２は室１４の底壁１６ａ形成された溝からな
る。弁座部１３は、円錐台状の座面１５を備えた弁座部
材からなる。

【００３１】圧力調整機構３０の本体部３１は、一端３
２で弁装置本体１０に固定され該端部３２からＢ方向に
延在してなる他端３３がボール２０に当接した平板状の
板バネ３４と、板バネ３４のＣ方向における撓み状態を
変えるべく該バネ３４の両持ち支持された端部３２，３
３間の中間部において支点突起４１により板バネ３４を
押さえて撓ませる支点位置変更部材ないし可動体４０と
を有する。バネ３４は、例えば非磁性ステンレス鋼のよ
うな非磁性金属材料からなり、幅が１ｍｍ程度、厚さが
０．１ｍｍ程度、長さが１〜２ｃｍ程度である。但し、
各方向のサイズは、より小さくても、場合によっては、
より大きくてもよい。可動体４０は、図３に示したよう
に、頂面４０ａ及び両側面４０ｂ，４０ｃの中央部に髄
液のような体液の通過を許容する凹部４０ｄ，４０ｅ，
４０ｆを備え、底面４０ｈが突起４１でバネ３４に支え
られていることを除き、四隅４０ｊ，４０ｋ，４０ｍ，
４０ｎをなす面４０ａ，４０ｂ，４０ｃが室１４の頂壁
１６並びに両側壁１８，１９に摺接した状態でＢ１，Ｂ
２方向（総称するときは、符号Ｂで示す）に往動・復動
可能である。なお、可動体４０と弁装置本体１０との間
にセラミック製のボールベアリングを設けて、可動体４
０が弁装置本体１０に対してベアリングボールのところ
で転動可能にしておいてもよい。図３では、支点突起４
１は、Ｇ方向に延在した突条として示してあるけれど
も、Ｇ方向にも、点状でも、ボールのような転動体でも
よい。なお、Ｇ方向とＢ方向とは、直交する方向で、図
１から３に示した状態では、水平面内にある。以下の説
明では、図１から３の見かけの向きを基礎として、水平
方向や上下方向という用語を用いるけれども、これらの
向きは、弁装置３を埋設した人体２の向きによって変動
可能なものであることは、明らかであろう。

【００３２】バネ３４は、ボール２０のうち弁座１３に
当接する部位２１とは実際上反対側の部位２２において
ボール２０の周面と弁座面１５との間の開口１７を閉じ
る方向Ｃ２にボール２０に対して押圧力を及ぼす。バネ
３４は、典型的には、可動体４０と同程度のＧ方向の幅
を備えた基端部３２（図２）において弁装置本体１０の
室１４の上部底壁をなす導管１２ｂの上側壁１６ｂに固
定されているだけで、端部３２よりもＢ１方向にずれた
中間の部位では、室１４の底壁１６ａ，１６ｂには接触
しておらず該壁部１６ａ，１６ｂから離れている。図１
及び３からわかるように、この例では、導管部１２ａ及
び接続管部１２ｃのところでは、室１４と導管１２ａと
を分離する仕切壁１６ｂはなく、導管１２ａの上側端
は、開口１２ｄで室１４に露出しており、バネ３４の幅
（Ｇ方向の長さ）は、導管部１２ａの幅よりも少し小さ
い。従って、バネ３４は、端部３２，３３で両持ち支持
され、支点突起４１により部位Ｄで押さえられている。
但し、所望ならば、導管部１２ａの頂壁をなす仕切壁１
６ｂが室１４の全体に形成されていてもよい。但し、そ
の場合、可動体４０の支点４１によって押圧された支点
位置Ｄに過度に応力が集中するのを避けるべく、支点位
置Ｄと固定基端部３２との間の領域において、仕切壁１
６ａとバネ３４との間に間隙が残ることが好ましい。な
お、室１４内の体液が間隙に滞留することを避けるため
には間隙は比較的大きいことが好ましい。

【００３３】可動体４０は、Ｂ１方向に磁化した長さＥ
（例えば２〜３ｍｍ程度）の永久磁石４２をシリコーン
樹脂やポリカーボネート等からなる可動体本体としての
可動ハウジング４３に埋設してなり、ハウジング４３の
底部に支点突起４１が形成されている。Ｓｍ−Ｃｏ系合
金のような硬磁性材料からなる永久磁石４２は、単一の
ものからなっていても、図２に示したように複数の磁石
を同一の磁化方向に重ねてなるものでもよく、磁石４２
の磁化の向きは、図示とは逆方向Ｂ２でもよい。

【００３４】弁装置本体１０の頂壁１６及び両側壁１
８，１９には、透磁率が高いパーマロイのような軟磁性
体からなる二組で四群のステータ極片５１，５２及び５
３，５４がＢ方向に所定間隔Ｆで複数ないし多数個埋設
されている。ここで、強磁性という用語はフェリ磁性等
を含む広義のものである。

【００３５】より詳しくは、間隔Ｆで頂壁１６内に埋設
されたステータ極片５１は、側壁１８の表面近傍からＢ
方向に直交する方向Ｇに延び永久磁石４２の実際上全幅
に亙って延在している。室１４及び導管部１２の封止状
態が確実に維持され得る限り、ハウジング４３の表面近
傍に位置するステータ極片５１の各端部は、できる限り
該表面に近いところまで延びていることが好ましい（後
述の他のステータ極片についても同様である）。図２に
は、そのようなステータ極片５１が二つ、符号５１ａ，
５１ｂで示されている。同様に、間隔Ｆで頂壁１６内に
埋設されたステータ極片５２は、側壁１９の表面近傍か
らＢ方向に直交する方向Ｇに延び永久磁石４２のほぼ全
幅に亙って延在している。図２には、そのようなステー
タ極片５２が二つ、符号５２ａ，５２ｂで示されてい
る。ステータ極片５１ａ，５２ａ，５１ｂ，５２ｂは、
磁石４２の磁極間の距離ないし長さＥと実際上一致する
間隔Ｅ＝Ｆ／２で等間隔である。すなわち、ステータ極
片５１ａは、Ｂ方向に関して、ステータ極片５２ａ，５
２ｂの丁度中間に位置し、ステータ極片５２ｂはステー
タ極片５１ａ，５１ｂの丁度中間に位置し、Ｂ方向に隣
接するステータ極片５１，５２の間のＢ方向の距離は、
可動子４０の永久磁石４２の長さＥ＝Ｆ／２に実際上一
致している。

【００３６】同様に、Ｂ方向に間隔Ｆで側壁１８内に埋
設されたステータ極片５３は、側壁１８の外表面近傍か
ら内表面近傍までＧ方向に延びている。図２には、その
ようなステータ極片５３が三つ、符号５３ａ，５３ｂ，
５３ｃで示されている。また、間隔Ｆで側壁１９内に埋
設されたステータ極片５４は側壁１９の外表面近傍から
内表面近傍までＧ方向に延びている。図２には、そのよ
うなステータ極片５４が二つ符号５４ａ，５４ｂで示さ
れている。ステータ極片５３ａ，５４ａ，５３ｂ，５４
ｂ，５３ｃも、磁石４２の磁極間の距離ないし長さＥと
実際上一致する間隔Ｅ＝Ｆ／２で等間隔であり、ステー
タ極片５３ｂはステータ極片５４ａ，５４ｂの丁度中間
に、ステータ極片５４ａはステータ極片５３ａ，５３ｂ
の丁度中間に、ステータ極片５４ｂはステータ極片５３
ｂ，５３ｃの丁度中間に位置し、Ｂ方向に隣接するステ
ータ極片５３，５４の間のＢ方向の距離は、可動子４０
の永久磁石４２の長さＥ＝Ｆ／２に実際上一致してい
る。

【００３７】更に、Ｂ方向に最隣接するステータ極片５
３ａ，５２ａ，５４ａ，５１ａ，５３ｂ，５２ｂ，５４
ｂ，５１ｂ，５３ｃ間の間隔は、同一で、Ｅ／２であ
る。なお、永久磁石４２を備えた可動子４０は、Ｂ２方
向端面４０ａが室１４の端壁１４ａに当接した初期状態
では、磁石４２のＳ極がステータ極片５３ａに最近接
し、Ｎ極がステータ極片５４ａに最近接した位置を採
り、この位置では、ステータ極片５３ａ，５４ａを磁化
するような磁路が形成され、永久磁石４２が二つのステ
ータ極片５３ａ，５４ａに引き付けられた状態になり、
可動子４０を当該位置に保つような保持力が働く。この
とき、ステータ極片５２ａは、永久磁石４２の両磁極の
丁度中間に位置し、ステータ極片５２ａと永久磁石４２
との間には、実際上ほとんど力が働かない。また、その
他のステータ極片と永久磁石４２との間の距離は比較的
遠いから、これらの他のステータ極片が永久磁石４２を
介して可動子４０に及ぼす力は、ステータ極片５３ａ，
５４ａが可動子４０に及ぼす力と比較して、実際上無視
し得る。可動子４０のこのような保持位置は、同様な理
由により、初期位置からＢ方向にＥ／２のピッチ毎に同
様に実現されるから、ステータ極片が外部から磁化され
ていない状態においても、可動子４０には、Ｅ／２のピ
ッチで、安定な保持位置があることになる。

【００３８】なお、保持位置の数を変えるには、各ステ
ータ極片５１，５２，５３，５４の数を変えておけばよ
く、保持位置の間隔を変えるには、磁石４２のＢ方向の
長さＥ及び隣接ステータ極片間の間隔Ｅ／２を変えてお
けばよい。可動子４０と協働してリニアステップモータ
素体５７を形成するステータ５８は、ハウジング１０の
壁部１６，１８，１９に埋設されたステータ極片５１，
５２，５３，５４からなる。

【００３９】圧力可変弁装置３は、更に、弁装置本体１
０の頂壁１６のＧ方向の中央部で且つＢ２方向端部近傍
において該頂壁１６に埋設された固定磁気マーカ９０を
有する。固定磁気マーカ９０は、例えば、永久磁石片か
らなり、この永久磁石片は、例えば頂壁１６に垂直な向
きに磁化している。固定磁気マーカ９０は、該マーカ９
０の磁化がステータ極片５２，５１等の磁化状態に及ぼ
す影響を最小限にすべくステータからできるだけ離れた
位置に設けられることが好ましいけれども、静磁場をス
テータ極片に及ぼすだけであるから、システム１の動作
に実際上影響しない場合には、ステータ極片に近いとこ
ろに設けられてもよい。なお、この弁装置３では、可動
磁気マーカは、可動子４０の永久磁石４２、より詳しく
は、該磁石４２の二つの磁極Ｎ，Ｓからなる。

【００４０】従って、図３からわかる通り、固定磁気マ
ーカ９０と可動磁気マーカ４２とは、Ｇ方向の位置につ
いてみた場合、上下に重なる位置にある。一方、Ｂ方向
の位置についてみた場合、固定磁気マーカ９０に対する
可動磁気マーカ４２の位置は、可動子４０のＢ方向位置
の変動と共に変わることになる。

【００４１】一方、圧力可変弁装置３の設定圧力ΔＰを
検出する圧力検出装置４ａは、図１から３よりわかるよ
うに、弁装置３が埋設される頭部において弁装置本体１
０の輪郭形状とほぼ一致する輪郭形状になった頭皮など
の隆起部６とほぼ相補的な細長い形状の凹部９１を備え
た検出装置本体９２と、該検出装置本体９２が図１から
３の所定位置に配設された際該本体９２に対してＢ１，
Ｂ２方向に摺動可能に支持される検出器スライダ９３
と、該スライダ９３の底部に装着された磁気抵抗素子の
ような磁気センサ９４とを有する。説明の簡明化のため
に図示していないけれども、磁気センサ９４のうち例え
ばＴ１方向（下方向）の磁場の強さを検出するセンサ本
体部分がＡＭＲ、ＧＭＲ又はＭＩ素子のような磁気抵抗
素子、ホール素子や磁気インピーダンス素子などからな
る場合、該センサ本体が符号９４で示した図示の位置に
配設され、関連する電源や回路は検出装置本体９２内に
又は本体９２の外に別に設けられる。センサで検出する
磁場成分は、上下方向Ｔに対して所望の特定の方向に傾
いたものでもよい。方向検出装置本体９２は、図示の所
定位置に配設された際、例えば、凹部９１が丁度隆起部
６に嵌り、且つ隆起部６のＧ方向の両側において底面９
２ａ，９２ｂが隆起部６の両側の皮膚２の表面に密接す
る（図３）。なお、図１に示した例では、Ｂ方向の両側
では底面９２ｃ，９２ｄが皮膚２の表面から離れている
かのごとく示してあるけれども、可能ならば底面９２
ｃ，９２ｄも皮膚２の表面に密接することが好ましい。
但し、弁３の埋設部の周囲における人体の輪郭は一定で
なく且つ複雑であり得るから、必ずしも最適な条件が満
たされない場合もあり得ることを、図１の状態で例示的
に示してある。なお、圧力検出装置４ａは、更に、検出
装置本体９２の所定位置、例えば、Ｂ１方向端部９２ｅ
を基準とした磁気センサ９４のＢ方向位置Ｘｂを検出す
るスライド位置検出器９５と、磁気センサ９４の検出出
力Ｎとを、表示する表示部９６とを有する。なお、ここ
では、検出装置４ａの本体９２を取り除いた後でも、人
体２の皮膚表面での基準位置がわかり易いように皮膚表
面に目印をつけるような場合の便宜上端部９２ｅの位置
を基準位置としているけれども、Ｂ方向の位置Ｘｂの基
準位置は他の任意の位置でよい。

【００４２】以下では、検出器出力Ｎは、例えば、頂壁
１６中に埋設されたステータ極片５１，５２の磁化状態
に応じた磁場は検出するけれども、側壁１８，１９に埋
設されたステータ極片５３，５４の磁化状態の変動に伴
う磁場変化は検出しないような位置において、Ｂ方向に
移動されると考える。なお、図１では、見易さのために
大きく描いてあるけれども、センサ９４と稼動し４０と
の間の上下方向Ｔの距離は、例えば、１〜３ｍｍ程度又
はそれ以下であり、極めて小さい。

【００４３】図１から３に示したように可動子４０が初
期位置にある場合、ステータ極片５２ａは可動子４０の
永久磁石４２の磁極の中間にあってほとんど磁化され
ず、永久磁石４２のＮ極に比較的近接したステータ極片
５１ａはある程度磁化されているから、検出器スライダ
９３のＢ１方向の摺動に伴う検出器９４の位置Ｘｂに応
じて、検出器出力Ｎは、例えば、図４の（ｂ）に実線で
示したようにパターンＱ０で変動する。ここでは、磁気
センサ９４は、ＧＭＲ素子のように磁場の向きに応じて
電気抵抗が増減するタイプのものを例にとって説明して
いるけれども、ＡＭＲ素子のように実際上Ｔ方向Ｔの磁
場の大きさのみに依存し向きＴ１，Ｔ２には依存しない
タイプの磁気センサでもよく、その場合、軸Ｘｂの下に
示したピークパターンはＸｂ軸に関して反転したような
形状になる。

【００４４】一方、可動子４０及びその永久磁石４２が
Ｂ１方向に１ステップ移動して、Ｓ極がステータ極片５
２ａの真下に位置し、Ｎ極がステータ極片５１ａの真下
に位置する場合、夫々のステータ極片５２ａ，５１ａは
上下方向Ｔにみて逆向きに磁化される。一方頂壁１６中
の他のステータ極片は磁化されない。従って、検出器ス
ライダ９３のＢ１方向の摺動に伴う検出器９４の位置Ｘ
ｂに応じて、検出器出力Ｎは、例えば、図４の（ｃ）に
実線で示したようにパターンＱ１で変動する。

【００４５】可動子４０及びその永久磁石４２がＢ１方
向に更に１ステップ移動すると、ステータ極片５１ａは
可動子４０の永久磁石４２の磁極Ｎ，Ｓの中間にあって
ほとんど磁化されず、永久磁石４２のＳ極及びＮ極の夫
々に比較的近接したステータ極片５２ａ，５２ｂがある
程度磁化されるから、検出器スライダ９３のＢ１方向の
摺動に伴う検出器９４の位置Ｘｂに応じて、検出器出力
Ｎは、例えば、図４の（ｄ）に実線で示したようにパタ
ーンＱ２で変動する。

【００４６】同様に、可動子４０の位置に応じて、固定
磁気マーカ９０に起因する磁場検出部分ｑを除き、パタ
ーンＱ１，Ｑ２を２ステップないし４ステップづつ移動
したパターンＱ３（図４の（ｃ）の破線），Ｑ４（図４
の（ｄ）の破線）ないしＱ５（図４の（ｃ）の二点鎖
線），Ｑ６（図４の（ｄ）の二点鎖線）で磁気センサ９
４の出力が変動することになる。

【００４７】弁装置３の設定圧力ΔＰが正確にはわかっ
ていない場合、設定圧力検出装置４ａにおいて、検出器
スライダ９３を検出器本体９２に対してＢ方向に移動さ
せると、可動子４０のＢ方向位置に応じて、これらのパ
ターンＱ０〜Ｑ６（総称するときは符号「Ｑ」で示す）
のいずれかが、横軸をセンサ位置検出器９５の出力と
し、縦軸を磁気センサ出力Ｎとして、表示器９６で表示
される。

【００４８】従って、固定磁気マーカ９０の検出出力パ
ターン部分ｑのピークの位置と、パターンＱの大きなピ
ークの位置との差（距離）ないしズレを求めることによ
って、可動子４０のＢ方向位置、換言すれば弁３の設定
圧力ΔＰを検出し得る。この設定圧力ΔＰの検出に際し
ては、Ｘ線のような健康を害する虞のあるものに人体を
曝さなくて済む。なお、ピークのズレ検出は、ステータ
極片のＢ方向の間隔Ｅ／２の精度で足りるから、各ピー
クの位置を厳密に検出する必要はない。また、固定磁気
マーカ９０がＧ方向にある程度の長さを有する場合、各
パターンＱについて、検出装置本体９２の長手方向が弁
装置３内での可動体４０の移動方向Ｂに対してズレてい
る（傾斜している）ときでも、可動体４０の永久磁石４
２の磁極Ｎ，Ｓ（即ち二つの可動磁気マーカ）に起因す
る二つの逆向きの大きいピーク間の距離とＢ２方向端の
磁極（この例では磁極Ｓ）及び固定磁気マーカ９０に起
因するピーク間の距離との比は一定になるから、検出装
置本体９２の向き（長手方向）を弁装置３の本体１０の
向きに対して厳密に一致させなる必要はない。

【００４９】この例では、磁気センサ９４の直線的な一
回のＢ方向移動ないし走査によって磁場変動を確実に検
出し易いように、固定磁気マーカ９０を弁装置本体１０
の頂壁１６の幅方向中央部に設けたけれども、磁気セン
サ９４によって検出可能な位置において装置本体に対し
て固定ないし静置される限り、例えば側壁１８または１
９など他の位置でもよい。

【００５０】弁装置３の設定圧力ΔＰを制御すべくステ
ップモータ素体５７の可動子４０の位置を制御する可動
子位置制御ないし設定圧力制御装置４ｂは、図５及び６
に示したように、第一及び第二の電磁石６１，６２及び
該電磁石６１，６２を収容した制御装置ハウジング６
３、並びに該電磁石６１，６２への給電制御部６４（図
６）からなる。

【００５１】制御装置ハウジング６３は、検出装置４ａ
の凹部９１と同様な形状の凹部６５を底面６６に備え
る。制御装置ハウジング６３の室６７内に配設された第
一の電磁石６１は、制御装置ハウジング６３の凹部６５
に隆起部６が納まる所定位置に制御装置ハウジング６３
を配置した際、隆起部６の両側からステータ磁極片５
１，５２の外側端部ないし隣接端部５１ｓ，５２ｓに向
くような位置に磁極６８，６９を備えると共に、磁極６
８，６９間をつなぐヨークないし磁心７０の中間部に巻
かれたコイル７１を有する。図５や６では見易さのため
に大きく書いてあるけれども、電磁石６１の磁極６８，
６９とステータ極片５１，５２の隣接端部５１ｓ，５２
ｓとの距離は、この実施例の装置の場合、例えば、１ｍ
ｍ程度で、磁気間隙は極めて小さい。磁極６８，６９
は、図示の所定位置に配設された際、ステータ極片５
１，５２をＧ方向に磁化するような磁場をかけ得るよう
に該極片の端部と向合い得る幅を有していればよい。

【００５２】同様に、室６７内の第二の電磁石６２は、
制御装置ハウジング６３を配置した際、隆起部６の両側
からステータ極片５３，５４の外側端部ないし隣接端部
５３ｓ，５４ｓに向くような位置にＧ方向に延びた磁極
７２，７３を備えると共に、磁極７２，７３間をつなぐ
ヨーク７４の中間部に巻かれたコイル７５を有する。図
２や３では見易さのために大きく書いてあるけれども、
電磁石６２の磁極７２，７３とステータ極片５３，５４
の隣接端部５３ｓ，５４ｓとの距離も、この実施例の装
置の場合、例えば、１ｍｍ程度である。磁極７２，７３
は、図示の所定位置に配設された際、ステータ極片５
３，５４にＧ方向の磁場をかけ得るように該極片の端部
と向き合い得る幅を有する。図示の例では、磁極片７
２，７３の幅を異ならせてあるけれども、両磁極片近傍
の磁場の強さを同程度にするためには、幅も同程度であ
ることが好ましい。

【００５３】以上の如く構成された圧力ないし可動子位
置制御装置４ｂを含む圧力検出・制御装置４を備えた弁
システム１において、例えば、弁装置３の可動子４０が
図１，２及び５に示した初期状態にあるとする。可動子
４０の状態ないし位置は、前述のパターンＱがＱ０であ
ることを圧力検出・制御装置４の設定圧力検出装置４ａ
によって検出することにより、特定される。制御装置４
ｂによる電磁石６１，６２の励磁が行なわれていない場
合、初期状態にある可動子４０は、前述のように、ステ
ータ極片５３ａ，５４ａと協働して初期位置に保たれる
ような保持力を受けていて、人体２に加速度が加わるよ
うな慣性力に伴う衝撃や比較的大きいＢ方向や図１，３
及び５の上下方向Ｔの磁場かかっても、比較的安定にそ
の位置を保ち得る。なお、Ｇ方向に一様な磁場に関して
は、該磁場が磁石４２により隣接ステータ極片にかかる
磁場よりも大きいような場合でも、可動子４０の各安定
位置に固有の一方の向きに対しては、当該位置に可動子
４０をある程度保持するような力が働き得る。

【００５４】可動子４０をＢ１方向に移動させるために
は、図５及び６において、第一の電磁石６１の磁極６８
をＳ極にし磁極６９をＮ極にする向きに第一の電磁石６
１を励磁するように給電制御器６４で第一の電磁石６１
のコイル７１に対して給電する。これにより、ステータ
極片５１ａ，５２ａがＧ２方向に磁化され、可動子４０
のＢ１方向に磁化した永久磁石４２は、先端のＮ極にお
いて、Ｇ１方向の先端側領域がＳ極になるように磁化さ
れたステータ極片５１ａによってＢ１方向の引力を受け
て、Ｂ１方向にＥ／２だけ移動する。なお、可動子４０
が初期位置から僅かでもＢ１方向に動くとＧ２方向に磁
化したステータ極片５２ａのＧ２方向端部のＮ極により
可動子４０の磁石４２のＳ極に対する引力が大きくなっ
て、この力も可動子４０をＥ／２だけＢ１方向に移動さ
せるのに寄与する。

【００５５】可動子４０の永久磁石４２の二つの磁極が
夫々ステータ極片５１ａ，５２ａに向合う位置に達する
と、それ以上の変位を阻止する力が両極片により働くか
ら、可動子４０がそれ以上Ｂ１方向に移動してしまうこ
とはない。また、励磁をやめても、永久磁石４２の磁極
Ｎ，Ｓがステータ極片５１ａ，５２ａに向合ってこれら
の極片を磁化して引力を及ぼしあっているから、可動子
４０はその位置に保持される。

【００５６】次に、第一の電磁石６１の励磁を停止する
と共に、第二の電磁石６２の磁極７２をＳ極にし磁極７
３をＮ極にする向きに第二の電磁石６２を励磁するよう
に給電制御器６４で第二の電磁石６２のコイル７５に対
して給電する。これにより、ステータ極片５３ａ，５４
ａはＧ２方向に磁化され、可動子４０のＢ１方向に磁化
した永久磁石４２は、先端のＮ極において、Ｇ１方向の
先端側領域がＳ極になるように磁化されたステータ極片
５３ｂによってＢ１方向の引力を受けて、Ｂ１方向にＥ
／２だけ移動する。なお、可動子４０が初期位置から僅
かでもＢ１方向に動くとＧ２方向に磁化したステータ極
片５４ａのＧ２方向端部のＮ極により可動子４０の磁石
４２のＳ極に対する引力が大きくなって、この力も可動
子４０をＥ／２だけＢ１方向に移動させるのに寄与す
る。

【００５７】この場合にも、可動子４０の永久磁石４２
の二つの磁極が夫々ステータ極片５３ｂ，５４ａに向合
う位置に達すると、それ以上の変位を阻止する力が両極
片により働くから、可動子４０がそれ以上Ｂ１方向に移
動してしまうことはない。

【００５８】所望ならば、次に、第二の電磁石６２の励
磁を停止し、第一の電磁石６１をＧ１方向に励磁する点
を除いて同様な給電制御を行なうことによって、可動子
４０を更にＥ／２だけＢ１方向に移動させる。

【００５９】このような可動子４０の初期状態からピッ
チＥ／２間隔でＢ１方向に移動した状態への移動に伴
い、可動子４０の突起４１は、初期状態の位置から距離
Ｅ／２の整数倍だけＢ１方向へずれた位置に達する。従
って、端部３２が固定され端部３３でボール２０に支持
された両持ちバネ３４は、よりＢ１方向に変位した位置
で下方に撓められて支持される。その結果、当該位置に
よって規定される所定の大きさだけボール２０にかかる
押圧力が高くなり、上流側髄液導管５ａ中における髄液
の圧力Ｐがそれだけ高い状態に保たれるように設定制御
されることになる。すなわち、ボール２０に働く髄液の
圧力がより高い状態になって初めて開口１７が開かれ上
流側髄液導管５ａ中の髄液が下流側髄液導管５ｂに放出
されることになる。

【００６０】以上の如く、この弁システム１では、設定
圧力検出・制御装置４の設定圧力検出装置４ａで可動子
４０の位置を検出して弁装置３の設定圧力ΔＰないし圧
力設定状態を検出し、設定圧力検出・制御装置４の設定
圧力制御装置４ｂで可動子４０の位置を変更して、弁装
置３の設定圧力ΔＰを制御し得る。

【００６１】図１の例では、可動子４０のＢ１方向への
移動により、両持ちバネ３４に関して、可動子４０の突
起４１と端部３３間の距離がＥ／２の単位で減少すると
共に、突起４１と端部３２間の距離がＥ／２の単位で増
大する。その結果、可動子４０のＥ／２単位でのＢ１方
向移動に伴いバネ３４によるボール２０の押圧力がスー
パーリニアに増大する。加えて、図１の例では、バネ３
４の延在方向は、可動子４０の突起４１の移動方向Ｂに
対して、非平行である。すなわち、バネ３４は、端部３
２から端部３３に近づくほど図１でみて上方Ｔ２に位置
している。従って、図１の例では、可動子４０のＢ１方
向移動に伴いバネ３４によるボール２０のスーパーリニ
アな押圧力の増大の程度が大きい。

【００６２】押圧力の増大の程度は、例えば、バネ３４
に外力が働いていない状態、即ち突起４１による押圧が
ない状態におけるバネ３４の上面３４ａの形状を変えて
おくことにより、予め設定・調整可能である。

【００６３】より詳しくは、突起４１のＢ方向移動に応
じたボール２０の押圧力の変動の仕方が、所望のパター
ンになるように、バネ３４の厚さ、幅、傾き及び上面の
輪郭線のうちの少なくとも一つを、バネ３４のＢ方向の
部位に応じて変えておいてもよい。ここで、押圧力の変
動の仕方は、可動子４０のＢ１方向移動に伴いバネ３４
によるボール２０の押圧力が、実際上リニアに増大する
ようにしても、サブリニアに増大するようにしてもよ
い。また、増大の程度（例えば、リニアな場合の傾き）
を、比較的大きくしておいても、小さくしておいてもよ
い。

【００６４】例えば、バネ３４の幅についていえば、例
えば、端部３３に近いほど幅が大きくなるようになって
いても、逆に幅が小さくなるようになっていても、長手
方向に沿って幅が他の態様で（例えば、所定位置から端
部３３までの範囲で端部３３に近づくほど幅が大きくな
るように、若しくはＢ方向の中央部で大きく両端側ほど
小さくなるように、若しくはＢ方向の中央部で小さく両
端側ほど大きくなるように、又はＢ方向に沿って幅がピ
ッチＥ／２で若しくはそれより大きいか小さい周期で周
期的に変動するように等）変動していてもよい。厚さに
ついても同様で、長手方向に沿ってバネ３４の幅が変動
する代わりに又は変動すると共に、厚さが上記のような
態様で変動していてもよい。厚さは、幅方向の全体で変
動していても幅方向の一部に長手方向に沿って所望範囲
で延びた凸状又は凹溝を有するように、変動していても
よい。更に、バネ３４は、厚さがほぼ一定の状態のまま
で、長手方向に垂直な横断面でみて一方の表面に凹部が
形成され他方の表面に凸部が形成されるように加工され
ていてもよい。傾きについていえば、バネ３４が平板状
の場合、端部３２，３３の図１における相対的な高さを
変えて、バネ３４が実際上Ｂ方向と平行な方向に延在す
るようにしても、図１の例とは僅かに逆方向に傾斜する
ようにしてもよい。平板状バネの傾斜の変更は、バネの
上面の輪郭の変更になる。一方、バネの厚さを変えるこ
とによって、上面の輪郭を変えてもよい。以上のような
変更は、バネ３４のＣ方向の撓み乃至曲げ変形に対する
バネ定数Ｋを、高めたり低下させたりすることになり、
且つバネ定数Ｋのバネ３４の支点位置Ｄに依存する変動
の仕方を変えることになる。

【００６５】次に、別の実施例の弁システム１０１を、
図７及び８に基づいて説明する。弁システム１０１にお
いて、弁システム１と同一又は同様な要素や部材や部位
には、同一の符号を付してあり、実際上対応する要素や
部材や部位には、最初に１を付加した符号を付してあ
る。

【００６６】弁システム１０１の弁装置１０３では、大
まかには、ステップモータ素体としてリニアステップモ
ータ素体５７の代わりに、ロータ８０を備えたロータリ
ステップモータ素体１５７を用いると共に運動方向変換
機構８１を介してＢ方向に直線的に往復動可能な可動体
１４０に結合させた点、可動体１４０に可動磁気マーカ
８４を埋設した点、バネ１３４が、平板状である代わり
に、端部１３３の近傍で湾曲し該バネ１３４の上面（図
７でみて上側に位置する表面）１３４ａがバネ１３４の
長手方向の中央部においてほぼＢ方向に平行に延在して
いる点、及び出側導管部１１２のうち第二導管部１１２
ｂの底部が第一導管部１１２ａの底部よりも上に位置し
ている点で、弁システム１の弁装置３とは、異なる。な
お、第一導管部１１２ａは、弁ハウジング１１０の底壁
１１６ａの上面においてＢ方向に延在した溝の形態であ
り、上部が弁ハウジング１１０の室１１４に開口してい
る。なお、弁システム１０１の弁装置１０３は、室１１
４が、導管部１１２ａと協働して、流路の一部をなす点
では、図１の弁装置３と同様である。

【００６７】より詳しくは、弁システム１０１の弁装置
１０３のバネ１３４は、図８からわかるように、基端部
１３２がＬ字状に曲がったアーム部１３２ａを有し、ア
ーム部１３２ａの延在端１３２ｂにおいてハウジング１
１０の側壁１１８に固定され、他端ないし先端１３３に
おいてボール２０の上部２２にＣ２方向（図７）に押付
けられ、中間の可動支点位置Ｄにおいてスライダ１４０
の突起４１で押圧されている。基端部１３２は、Ｌ字状
のアーム部の代わりに、図１の弁システム１のように
「Ｔ」の頭部の形態でもよい。

【００６８】ステップモータ素体１５７は、典型的に
は、電子式アナログ腕時計用のステップモータとして知
られている構造体のうち、直径方向に磁化した永久磁石
からなる円盤状ロータ８０と、磁気飽和部を形成するた
めの外ノッチ８３ａ，８３ｂを外側縁に、ロータ８０の
静的安定位置を９０度ズレた方向に規定する内ノッチ８
３ｃ，８３ｄをロータ収容孔８３ｅの周面に備え、高透
磁率の軟磁性材料よりなるステータ８３とを有する。

【００６９】このステップモータ素体１５７では、ステ
ータ８３が磁化されていない状態においては、ロータ８
０は、直径方向の両端にある磁極Ｎ，Ｓがステータ８３
の孔８３ｅのうち内ノッチ８３ｃ，８３ｄのない周面部
分と向合うとき静磁的な保持力が最大になり、ロータ８
０の磁化方向が内ノッチ８３ｃ，８３ｄを結ぶ方向と直
交する方向に向く位置で安定に保たれる。従って、人体
が激しく動いて衝撃的な力ないし慣性力がかかっても、
ロータ８０の回転位置が変動し難いだけでなく、１／４
回転未満の回転に対しては、ロータ８０が元の位置に復
元する。一方、静的安定位置にあるロータ８０を該ロー
タ８０の磁極が近接した外ノッチの方へ移動する向きＭ
１に回転させる向き（Ｇ１又はＧ２）に、立上りの比較
的緩やかなパルス状磁場がステータ８３にかけられる
と、ロータ８０がＭ１方向に回転して、１８０度だけ向
きの異なる静的安定位置に達する。ステータ８３をＧ１
方向及びＧ２方向に交互に周期的に磁化させると、ロー
タ８０はＭ１方向に回転する。

【００７０】ステップモータ素体１５７としては、ステ
ータが外部磁場によって磁化されていないときロータを
回転位置に保持し得るものである限り、他の種類のステ
ップモータの素体でもよい。

【００７１】運動方向変換機構８１は、ロータ８０と一
体的な出力軸８０ａに同軸に形成された回転出力歯車８
１ａと、該歯車８１ａに噛合した第一の大歯車８１ｂ
と、該歯車８１ｂと同軸の第一小歯車８１ｃと、該歯車
８１ｃに噛合した第二の大歯車８１ｄと、該歯車８１ｄ
と同軸の第二の小歯車８１ｅと、該歯車８１ｅと噛合し
たピニオン歯車８１ｆと、ピニオン８１ｆと噛合するラ
ック歯を備えＢ方向に延在したラック８１ｇとを有す
る。

【００７２】運動方向変換機構８１では、歯車８１ａ，
８１ｂ、歯車８１ｃ，８１ｄ、及び歯車８１ｅ，８１ｆ
の噛合により、ロータ８０の回転が減速されるから、ロ
ータ８０が図５において時計回りＭ１に半回転される毎
に、ピニオン８１ｆが反時計回りＭ２に微小角度だけ回
転され、可動体１４０がラック歯８１ｇに案内されてＢ
１方向に微小量だけ移動される。なお、歯車の数はより
少なくてもより多くてもよい。

【００７３】なお、可動体１４０をＢ２方向に移動させ
るべく、ステップモータ素体１５７においてロータ８０
をＭ２方向に回転させるためには、電子式アナログ時計
の分野においてこの種のモータ素体１５７の動作制御の
仕方として知られているように、強度及び幅が小さいパ
ルス状磁場でロータを静止状態安定位置のまわりで揺動
させ、ロータ８０の磁化方向がＧ方向に平行な方向を超
えて逆方向Ｍ２に揺動した際比較的大きなパルス状磁場
をかけてロータ８０をそのまま逆方向Ｍ２に回転させる
ようにすればよい。

【００７４】また、フェールセイフな可動体１４０の移
動方向がＢ２方向である場合（フェールセイフな動作が
設定圧力ΔＰを下げる方向であるような適用対象の場
合）には、内ノッチの位置を逆側に設けて、通常の交番
的なパルスでは、可動体１４０がＢ２方向に移動される
ようにしておいてもよい。

【００７５】可動体１４０は、図１の可動子４０と同様
に、角部のところで弁本体１１０の壁部１１６などに摺
接し得るように、突出部１４０ｋ，１４０ｎのような突
出部を角部に有し、突出部の間には、流路が形成されて
いる。

【００７６】固定磁気マーカ９０は、弁装置本体１１０
の室１１４の幅の範囲内で且つ頂壁１１６の幅方向の一
方の縁部に近接したところ（Ｇ２方向端部近傍）におい
て頂壁１１６に埋設されており、可動磁気マーカ８４
は、幅方向Ｇに関しては、固定磁気マーカ９０と同じと
ころにおいて可動体１４０に埋設されている。この場
合、磁気センサ９４も、図１から３において説明したよ
うに設定圧力検出装置４ｂの本体部９２が所定位置に配
設された状態で検出器スライダ９３がＢ方向にスライド
されたとき磁気センサ９４が固定磁気マーカ９０及び可
動磁気マーカ８４の両方の真上を通過し得るような位置
に配設されている。圧力検出装置１０４ａの他の構造に
ついては図７及び８では図示していないけれども、図１
から３の場合と同様である。

【００７７】この圧力検出装置１０４ａの場合にも、図
７の（ｂ）に示したように、検出器スライダ９３を介し
て磁気センサ９４をＢ方向に走査ないし移動させること
によりセンサ９４で検出した磁場の強さの検出出力Ｑの
ピーク位置から、図４の例の場合と同様に、固定磁気マ
ーカ９０の位置及び可動磁気マーカ８４の位置を検出し
得、固定磁気マーカ９０に対する可動磁気マーカ８４の
Ｂ方向の位置ズレの大きさから、可動子１４０の位置す
なわち支点突起４１の位置を検出して、バネ１３４の端
部１３３にかかる押圧力ないしボール２０に対する設定
圧力ΔＰを検出し得る。この例の場合、可動子１４０の
採り得るＢ方向の安定位置がほぼ連続的であるけれど
も、弁装置３の場合と異なり弁装置本体１１０の頂壁１
１６内にステータ極片のような磁性体がないので、磁気
マーカ９０，８４により形成される磁場が弁装置本体１
１０により乱される虞が少ないから、両マーカ９０，８
４の位置を正確に特定し易い。

【００７８】磁気センサ９４が、マーカ９０，８４によ
り形成される磁場を確実に検出してマーカ９０，８４の
位置を特定し得るように該マーカ９０，８４にできる限
り近いところを直線的に通過し得る限り、マーカ９０，
８４及び磁気センサ８４の取付位置は、例えば幅方向Ｇ
の中央部など異なるところでもよい。なお、所望なら
ば、マーカ９０，８４を幅方向に関して異なる位置に配
設し、磁気センサ８４をＧ方向（横方向）にライン走査
させつつＢ方向（縦方向）に走査させて全体として磁気
センサ８４により面領域を走査させるようにしてもよ
い。また、例えば永久磁石からなる磁気マーカ８４によ
り形成される磁場がステータ８３やロータ磁石８０によ
って乱される虞を最小限にすべく、図示の例では、可動
磁気マーカ８４が可動子１４０のＢ１方向端部の近傍に
形成されているけれども、磁気センサ９４による位置検
出の際にはロータ８０が停止しロータ８０及びステータ
８３により形成される磁場は時間的に一定の静磁場にな
っているからその影響ないしノイズは分離し易いので、
場合によっては可動磁気マーカ８４がステータ８３やロ
ータ８０に対してより近接した位置やこれらに対して図
７の上下方向Ｔに関して重なる位置でもよい。

【００７９】以上のように構成された弁システム１０１
では、弁装置本体１１０を埋設してなる隆起部のまわり
の所定位置に、電磁石６２と同様な電磁石を備えた圧力
制御装置１０４ｂを、図５及び６の圧力制御装置４ｂの
場合と同様に載置して、電磁石によりＧ方向の所定のパ
ルス状磁場をモータ素体１５７のステータ８３に掛ける
ことにより、微小距離づつ、Ｂ１方向又はＢ２方向に可
動体１４０を移動させ得る。

【００８０】なお、電磁石６２と同様な電磁石は、可動
体１４０のステータ８３が移動可能なＢ方向の全範囲に
わたってＧ方向パルス磁場をかけ得るような磁極形状な
いし配置を有する。圧力調整・制御装置１０４によりス
テータ８３にかけられる磁場の強さを高め及び磁場のＧ
方向への配向性を高めるべく、弁装置本体１１０の側壁
１１８，１１９に、ステータ片５３，５４と同様にＧ方
向に細長い透磁率の高い軟磁性材料片を多数埋め込んで
おいてもよい。

【００８１】可動体１４０がＢ１方向に移動されると、
可動体１４０の突起４１により押さえられる支点位置Ｄ
もＢ１方向に移動するから、バネ１３４の端部１３３に
よるボール２０へのＣ２方向押圧力が増大し、ボール弁
の開口１１７の上流側管路１１１の圧力が高い状態に調
整されることになる。同様に、可動体１４０のＢ２方向
移動は、調整圧力を低下させる方向の調整になる。

【００８２】従って、この弁システム１０１において
も、設定圧力検出・制御装置１０４の設定圧力検出装置
１０４ａで可動子１４０の位置を検出して弁装置１０３
の設定圧力ΔＰないし圧力設定状態を検出し、設定圧力
検出・制御装置１０４の設定圧力制御装置１０４ｂで可
動子１４０の位置を変更して、弁装置１０３の設定圧力
ΔＰを制御し得る。

【００８３】次に、特開昭６０−４００６３号公報に示
されているような多極永久磁石構造体からなるロータを
備えた設定圧力可変弁装置２０３を有する弁システム２
０１の例について、図９に基づいて説明する。弁システ
ム２０１において、弁システム１と同一又は同様な要素
や部材や部位には、同一の符号を付してあり、実際上対
応する要素や部材や部位には、最初に２を付加した符号
を付してある。

【００８４】この弁装置２０３は、軸線方向Ｔにみて逆
向きに磁化した永久磁石部を周方向に沿って等間隔に交
互に複数個（例えば８個）備えた多極永久磁石構造体か
らなるロータ２４０を可動子として有する。ロータ２４
０の中央部２４０ａには、永久磁石の磁極に対応した螺
旋階段状の多段のカム面２４１ａを備えたカム２４１が
一体的に形成されている。カム２４１とボール状の弁体
２０との間には、バネ２３４が配設されている。バネ２
３４は、例えば３本の脚部ないしアーム部２３４ａ，２
３４ｂ，２３４ｃを備えたフォーク状で、両側の短いア
ーム部２３４ｂ，２３４ｃの先端で弁装置本体２１０の
底壁２１６ａに固定された支持構造体２１６ｂに係止さ
れ、中央の長いアーム部２３４ａの先端２３３でボール
２０に当接し、アーム部２３４ａの基端部に位置するフ
ォークの基端部２３２で螺旋状カム２４１のカム面２４
１ａに当接してる。従って、ロータ２４０が中心軸線の
まわりで回転されると、バネ２３４の基端部２３２がカ
ム２４１によって軸方向Ｔに移動されることによりバネ
２３４の撓み状態が変化してバネ２３４の端部２３３に
よるボール２０のＣ２方向の押圧力が変化し、ボール２
０が弁流路２１７の閉鎖を解除する圧力が変化する。ア
ーム基端部２３２の突起２３２ａは、螺旋階段状カム面
２４１のいずれかと係合して安定な状態になるので、ロ
ータ２４０は所定の角度ピッチで回転された回転位置を
採る。

【００８５】弁装置２０３は、更に、弁装置本体２１０
の頂壁２１６に埋設された固定磁気マーカ２９０と、ロ
ータ２４０の外周領域２４０ｂの上部に装着された可動
磁気マーカ２８４とを有する。固定磁気マーカ２９０及
び可動磁気マーカ２８４は、夫々、例えば、永久磁石よ
りなり、可動磁気マーカ２８４は所望に応じて体液など
に対して不活性なシリコーン樹脂などでコーティングさ
れている。固定磁気マーカ２９０は、図９の（ａ）の平
面断面図でみた場合、例えば、同図に想像線で記載され
たように、ロータ２４０の外周に近接し且つ可動磁気マ
ーカ２８４よりも半径方向外側に位置するようなところ
で、頂壁２１６に埋設されている。但し、所望ならば、
平面図でみて、固定磁気マーカ２９０が可動磁気マーカ
２８４の移動経路よりも半径方向内側に位置していても
よく、磁場の強さを検出・識別するようにするときに
は、固定磁気マーカ２９０が可動磁気マーカ２８４の移
動経路上に位置していてもよい。

【００８６】圧力検出・制御装置２０４の設定圧力検出
装置２０４ａは、例えば、図１から３の検出装置本体９
２のように弁装置２０３の埋設部の隆起部６に対して位
置決め配設可能に構成された検出装置本体２９２と、該
検出装置本体２９２に回転可能に支持された回転板２９
３と、図９の（ｂ）でみて該回転板２９３の下面に装着
された磁気センサ２９４とを有する。

【００８７】この場合、回転板２９３を回転させつつ本
体２９２に対する回転板２９３の回転位置を回転角セン
サ２９５で検出して表示器２９６に送ると共に、磁気セ
ンサ２９４による磁場の検出出力Ｎを表示器２９６に送
ることによって、表示器２９６で図９の（ｃ）に示した
ようなパターンを表示させ、固定磁気マーカ２９０に起
因する磁場の強さのパターンｑのピークと可動磁気マー
カ２８４に起因する磁場の強さのパターンＱｖのピーク
との回転方向Ｒの角度Ｒａのズレの大きさ（回転角）を
求め、該ズレの大きさに基づいて、ロータ２４０のカム
２４１の回転位置を求め、弁装置２０３の設定圧力ΔＰ
を求めればよい。

【００８８】なお、弁装置２０３を埋設してなる隆起部
６の形状が一定になり難くて回転板２９３の回転中心Ｒ
ｄをロータ２４０の回転中心Ｒｒに対して容易には一列
に位置決めし難いような場合、検出装置本体２９２を位
置調整可能なように、検出装置本体９２の凹部９１と同
様な検出装置本体２９２の凹部２９１のＢ方向及びＧ方
向のサイズを、隆起部６よりも大きめにしておくことが
好ましい。そのような場合、例えば、図９の（ｂ）に想
像線で示したように、弁装置本体２１０に対して実質的
に静置されているとみなし得る別の固定磁気マーカ２９
０ａを回転中心Ｒｒの頂部にもう一つ設けておくと共に
別の磁気センサ２９４ａを回転板２９３の回転中心Ｒｄ
にもう一つの設けておき、検出装置本体２９２を隆起部
に被せてＢ方向及びＧ方向に位置をずらすことにより磁
気センサ２９０ａによる固定磁気マーカ２９４ａの検出
出力が最大になるところを見つけるようにして、検出装
置本体２９２を弁装置２０３に対して予め位置決めする
ようにしてもよい。

【００８９】なお、このようにして検出した弁装置２０
３の設定圧力ΔＰの変更・制御は、多極永久磁石構造体
からなるロータを備えた回転式ステップモータの通常の
回転位置制御と同様であり、所望構造のステータ構造体
を皮膚表面の所定位置に配設してロータの回転位置を変
更・制御すればよい。このようなステータ構造体として
は、例えば、特開昭６０-４００６３号公報に弁調節素
子として符号３９０で説明されているようなものを用い
得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による好ましい一実施例の弁システムを
人体に適用した示したもので、図２のＩ−Ｉ線断面説明
図（但し、手前側のステータ極片を想像線で示してあ
る）。

【図２】図１の弁システムのＩＩ−ＩＩ線断面説明図
（但し、設定圧力検出装置については凹部の縁のみを想
像線で示してある）。

【図３】図１の弁システムについての図２のＩＩＩ−Ｉ
ＩＩ線断面説明図。

【図４】図１の弁システムの設定圧力検出装置による設
定圧力の検出を説明するためのもので、（ａ）は固定磁
気マーカの位置及び可動磁気マーカとなる可動子の永久
磁石の磁極位置に関連するステータ極片の位置を示した
説明図、（ｂ）は可動子が初期位置にある場合の検出出
力のパターンを示した模式的グラフ、（ｃ）は可動子が
初期位置から奇数ステップだけ移動した場合の検出出力
のパターンを示した模式的グラフ、（ｄ）は可動子が初
期位置から偶数ステップだけ移動した場合の検出出力の
パターンを示した模式的グラフ。

【図５】図１の弁装置に設定圧力制御装置を適用した状
態を示したもので、図６の弁システムのＶ−Ｖ線断面説
明図（但し、上にあるステータ極片を破線で示すと共に
関連する電磁石を同様な破線で示し、制御装置の他の部
分を想像線で追加してある）。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面説明図。

【図７】本発明による好ましい別の一実施例の弁システ
ムを説明したもので、（ａ）は該システムを人体に適用
する前の状態において図１と同様な断面を示したもの
で、図８のＶＩＩＡ−ＶＩＩＡ線断面説明図、（ｂ）は
磁気センサの検出出力についての図４の（ｂ）と同様な
説明図。

【図８】図７の弁システムのＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面
説明図。

【図９】本発明による好ましい更に別の一実施例の弁シ
ステムを示したもので、（ａ）は（ｂ）のＩＸＡ−ＩＸ
Ａ線断面説明図、（ｂ）は（ａ）のＩＸＢ−ＩＸＢ線断
面説明図、（ｃ）は検出出力の一例を示した模式的グラ
フ。

【符号の説明】

１ 圧力調整制御システム（弁システム） ２ 人体 ３，１０３，２０３ 弁装置 ４，１０４，２０４ 圧力検出・制御装置 ４ａ，１０４ａ，２０４ａ 圧力検出装置 ４ｂ，１０４ｂ 圧力制御装置 ５ 髄液導管（導管） ５ａ 上流側髄液導管 ５ｂ 下流側髄液導管 ６ 隆起部 １０，１１０，２１０ 弁ハウジング（弁装置本体） １１，１１１ 入側導管部 １２，１１２ 出側導管部 １２ａ，１１２ａ 第一導管部 １２ｂ，１１２ｂ 第二導管部 １３，１１３ 弁座部 １４，１１４ 室 １７，１１７，２１７ 開口 ２０ ボール（弁体） ３０ 圧力調整機構 ３２，１３２，２３２ 基端部 ３３，１３３，２３３ 先端部 ３４，１３４ 板バネ ４０，１４０ 可動子（可動体） ４１ 支点突起 ４２ 永久磁石 ５１，５１ａ，５１ｂ５２，５２ａ，５２ｂ，５３，５
３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５４，５４ａ，５４ｂ ステ
ータ極片 ５７ リニアステップモータ素体 ６４ 給電制御部 ６８，６９，７２，７３ 電磁石の磁極 ８０ 円盤状ロータ（永久磁石） ８１ 運動方向変換機構 ８１ｆ ピニオン歯車 ８１ｇ ラック ８３ ステータ １８４，２８４ 可動磁気マーカ ９０，１９０，２９０，２９０ａ 固定磁気マーカ ９１，２９１ 凹部 ９２，２９２ 検出装置本体 ９３ 検出器スライダ ９４，２９４，２９４ａ 磁気センサ ９５，２９５ 検出器位置センサ ９６，２９６ 表示器 １４１ 突起 １５７ ロータリステップモータ素体 ２３４ バネ ２３４ａ，２３４ｂ，２３４ｃ アーム ２４０ ロータ ２４１ カム ２９３ 回転板 Ｂ，Ｂ１，Ｂ２ 移動方向 Ｃ，Ｃ１，Ｃ２ 撓み方向 Ｄ 可動支点位置 Ｅ，Ｆ 間隔 Ｇ，Ｇ１，Ｇ２ 磁場方向 Ｍ１，Ｍ２ 回転方向 Ｎ 検出器出力 Ｐ，Ｐ０ 圧力 Ｑ，Ｑ０，Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６ 検
出パターン ｑ 固定マーカ検出パターン Ｒｄ，Ｒｒ 回転中心 Ｔ，Ｔ１，Ｔ２ （上下の）方向

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 体内に埋設されるように構成され、設定
   圧力が可変な弁装置であって、 弁体による弁流路の閉鎖を解除する圧力を変えるべく、
   弁装置本体内で直線的に移動可能な可動体と、 弁装置本体に対して静置された固定磁気マーカと、 可動体に一体的に形成された可動磁気マーカとを有する
   圧力可変弁装置。
2. 【請求項２】 可動体が、リニア駆動のステップモータ
   素体の可動子からなる請求項１に記載の弁装置。
3. 【請求項３】 可動子が永久磁石を有し、可動磁気マー
   カが可動子の永久磁石からなる請求項２に記載の弁装
   置。
4. 【請求項４】 可動体が、回転式ステップモータ素体の
   ロータの回転を直線運動に変える変換機構に結合されて
   いる請求項１に記載の弁装置。
5. 【請求項５】 体内に埋設されるように構成され、設定
   圧力が可変な弁装置であって、 多極永久磁石構造体からなる、回転式ステップモータ素
   体のロータであって、弁体による弁流路の閉鎖を解除す
   る圧力を変えるべく回転位置が調整可能なものと、 弁装置本体に対して静置された固定磁気マーカと、 ロータに一体的に形成された可動磁気マーカとを有する
   圧力可変弁装置。
6. 【請求項６】 髄液のような体液の圧力を調整すべく構
   成された請求項１から５までのいずれか一つの項に記載
   の弁装置。
7. 【請求項７】 磁気センサと、 請求項１から６までのいずれか一つの項に記載の弁装置
   の固定磁気マーカ及び可動磁気マーカの位置に応じた検
   出出力を磁気センサから得るべく、可動磁気マーカの移
   動方向に走査可能に磁気センサを体外において支持する
   支持体とを有する圧力可変弁装置の設定圧力検出装置。
8. 【請求項８】 磁気センサと、 請求項１から６までのいずれか一つの項に記載の弁装置
   の固定磁気マーカ及び可動磁気マーカの位置に応じた検
   出出力を磁気センサから得るべく、位置走査可能に磁気
   センサを体外において支持する支持体とを有する圧力可
   変弁装置の設定圧力検出装置。