JP2006187517A - エアーバルブ、電子血圧計及びエアーマッサージ機 - Google Patents

エアーバルブ、電子血圧計及びエアーマッサージ機 Download PDF

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Abstract

【課題】 小型で簡便なエアーバルブを提供する。
【解決手段】 気体が流入する流入口６と、流入した気体が流出する流出口７と、電圧を印加することで伸縮可能なエラストマー又はポリマーと、前記エラストマー又はポリマーに電圧を印加するために設けられた電極とを有するアクチュエータ２と、を備え、流入口６から流出口７までの流出経路Ｒ１をアクチュエータ２を駆動させて開閉する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エアーバルブに関する。特には、エアーバルブを用いた電子血圧計及びエアーマッサージ機に関する。
従来、血圧測定に際しては、人体（上腕、手首）に空気袋（カフ）を巻き付けると共にエアーポンプで空気袋に空気を送圧し、人体を圧迫することで得られる動脈脈波情報から血圧を測定している。その後、徐々に空気袋を減圧し、人体の圧迫を解くことで測定を終了する。そのため、空気袋内の空気を外部に逃がすためにソレノイドエアーバルブが利用されており、従来、以下に示す構成が開示されている。
特許文献１には、可動するプランジャーの先端に設けた弁座がスプリングの弾性力により流出路に圧接し流量をコントロールする流量制御弁が開示されている。
また、特許文献２には、可動鉄心又は可動コイルで駆動する弾性部材で流路を塞ぐ排気弁において、可動鉄心又は可動コイルとガイドとの間に粘性部材を充填することでスムーズな流量コントロールを可能とする構成が開示されている。
上述のようなエアーバルブにおいては、空気の加圧中は漏れが無いように充分な駆動力で空気の出口である流出口（ニップル）を押さえて閉じ、測定及び終了時には弾性部材（パッキン）を移動させて減圧コントロール及び空気圧開放を行っている。
また、近年、血圧計やマッサージ機等について携帯性や収納性を向上させるため、装置本体の小型化が要求されており、それに伴い内蔵するエアーバルブについても一層の小型化が要求されている。
特開平９−１３５８１７号公報 特開２０００−９７３６４号公報
しかしながら、従来技術にあるエアーバルブの構造では、コイルや可動鉄心を用いるため、小型化には限界がある。また、消費電力が多く、かつ、磁気を発生させるため周辺部品にも影響を与える可能性がある。
また、小型化をしようと可動鉄心を細くすると、磁気抵抗が増加しパッキンを押さえるために必要な駆動力が減少すると共に、空気の流出入路を閉じるためにニップル部を充分に覆うパッキンを配置することが困難となる。
本発明は上記の従来技術を鑑みなされたもので、その目的とするところは、小型で簡便なエアーバルブを提供することにある。また、本発明の他の目的は、エアーバルブを備えたコンパクトな電子血圧計を提供することにある。また、本発明の他の目的は、エアーバルブを備えたコンパクトなエアーマッサージ機を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明に係るエアーバルブにあっては、
気体が流入する流入口と、
流入した気体が流出する流出口と、
電圧を印加することで伸縮可能なエラストマー又はポリマーと、前記エラストマー又はポリマーに電圧を印加するために設けられた電極とを有するアクチュエータと、を備え、
前記流入口から前記流出口までの流出経路を前記アクチュエータを駆動させて開閉することを特徴とする。
ここで、電圧を印加することで伸縮可能なエラストマー又はポリマーとしては、誘電エラストマーや電歪ポリマー（例えば、シリコーン樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン等の電場応答性を持つ高歪性プラスチック）と呼ばれる物質を用いることができる。特に、電場応答性高分子人工筋肉（ＥＰＡＭ）を用いたものが好適である。
この構成によれば、ソレノイドエアーバルブと比べてコイルや可動鉄心を用いる必要が無く、装置の小型、軽量化を簡便な構成で達成することができる。
また、前記アクチュエータに弾性部材を設け、該弾性部材が前記流入口に接触することで前記流出経路が遮断することが好適である。
また、前記アクチュエータに弾性部材を設け、該弾性部材が前記流出口に接触することで前記流出経路が遮断することが好適である。
また、前記アクチュエータの移動方向の端部に弾性部材を設け、該弾性部材を前記流出経路を形成する壁面に押し付けることで前記流出経路を遮断することが好適である。
これらの構成によれば、アクチュエータに設けた弾性部材を流入口、流出口又は流出経路を形成する壁面に接触させる又は押し付けることで、より精度良く流出経路の遮断を行うことができる。
また、前記アクチュエータの伸縮部の保護をすると共に可動側の端部をガイドするガイド部を有することが好適である。
この構成によれば、ガイド部が、アクチュエータの保護機能及びアクチュエータの伸縮時におけるガイド機能を果たすことにより、安定した流出経路の開閉を行うことができる。
また、前記アクチュエータの伸縮に対して復元力を発生する復元機構を備えることが好適である。
この構成によれば、圧縮又は伸張したアクチュエータに対して、復元力を発生する復元機構を備えることで、応答性の高いバルブ開閉動作が可能となる。
また、前記流入口から気体が流入する流入方向と前記流出口から気体が流出する流出方向とが異なる方向であることが好適である。
また、前記流入口から気体が流入する流入方向又は前記流出口から気体が流出する流出方向と、前記アクチュエータの伸縮方向とが異なることが好適である。
また、前記流出経路を遮断する際に前記弾性部材が移動する方向と前記アクチュエータの伸縮方向とが異なる方向であることが好適である。
これらの構成によれば、エアーバルブ全体を薄くすることができる。
また、前記アクチュエータ又は前記弾性部材が流出経路を閉じる際に接触する箇所に突起部を設けることが好適である。
この構成によれば、流出経路を遮断する際の密封性をより向上することができる。
また、前記アクチュエータは、電圧を印加することで流出経路を遮断する方向に伸張する第一のエラストマー又はポリマーと、電圧を印加することで流出経路を開放する方向に収縮する第二のエラストマー又はポリマーとを有し、
前記第一のエラストマー又はポリマーと前記第二のエラストマー又はポリマーに印加する電圧を制御することで流出経路の開閉を行うことが好適である。
この構成によれば、復元力を発生するバネや可撓性部材を必要とせず、部品点数の低減や組立性の向上を図ることができる。
また、前記アクチュエータに印加する電圧又はその周波数を制御することにより前記流出口から出る流体の流出量を制御することが好適である。
この構成によれば、アクチュエータに印加する電圧（振幅）や周波数を制御することで、アクチュエータが流出経路を遮断する程度や、アクチュエータや弾性部材が流入口又は流出口に接触する際の押し付け力を、部材の形状やサイズを変えることなく制御することができる。
本発明に係る電子血圧計にあっては、
生体に巻き付ける空気等の流体が充填される流体袋と、
前記流体袋に流体を送り加圧するエアーポンプと、
前記流体袋の流体の排出を制御する前記エアーバルブと、
前記流体袋の内気圧を検出する圧力センサと、
検出した前記内気圧に基づいて血圧測定のための処理を実行する演算手段と、
を有することを特徴とする。
この構成によれば、ソレノイドバルブのようなコイルや可動鉄心を用いる必要が無く、小型及び／又は簡易な構成の電子血圧計を提供することができる。また、電磁弁のような駆動音がなく、エアーバルブの駆動時の騒音を低減することができる。加えて、ソレノイドバルブを駆動するための電流よりも少ない電流で動作が可能となる。
本発明に係るエアーマッサージ機にあっては、
座部と、背もたれ部と、座部及び／又は背もたれ部に設けられ、空気の出入により膨張・収縮する複数の空気袋と、各空気袋に対する空気の出入を制御する空気制御手段とを備え、
前記空気制御手段は、各空気袋毎に設けられた前記エアーバルブを有することを特徴とする。
あるいは、本発明に係るもみエアーマッサージ機にあっては、
四肢のうち少なくとも２つ以上の肢体に個別にもみマッサ−ジを施す複数の施療手段と、
前記施療手段に設けられ、空気の出入により膨張・収縮する複数の空気袋と、
前記空気袋に対する空気の出入を制御する空気制御手段とを備え、
前記空気制御手段は、各空気袋毎に設けられた前記エアーバルブを有することを特徴とする。
これらの構成によれば、ソレノイドバルブのようなコイルや可動鉄心を用いる必要が無く、簡易な構成のエアーマッサージ機を提供することができる。また、電磁弁のような駆動音がなく、エアーバルブの駆動時の騒音を低減することができる。加えて、ソレノイドバルブを駆動するための電流よりも少ない電流で動作が可能となる。
本発明によれば、小型で簡便なエアーバルブを実現することができる。また、エアーバルブを備えたコンパクトな電子血圧計を実現することができる。また、エアーバルブを備えたコンパクトなエアーマッサージ機を実現することができる。
以下に図面及び実施例を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の大きさ、材質、形状、機能、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状、機能などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。
実施例１に係るエアーバルブの構成及び原理を図１を参照して説明する。図１（ａ）は、実施例１に係るエアーバルブの概観、図１（ｂ）は、実施例１に係るエアーバルブにおいて流出経路を開いた状態における断面図、図１（ｃ）は、実施例１に係るエアーバルブにおいて流出経路を閉じた状態における断面図である。
エアーバルブＡは、円柱状のハウジング部材１と、その内部に設けられた伸縮可能なアクチュエータ２と、アクチュエータ２を一方向に伸縮可能にガイドするガイド部材３と、アクチュエータ２の可動側の端部に設けられたパッキン等の弾性部材４と、円筒状のアクチュエータ２の内部に設けられた可撓性部材としてのバネ５とを有する。
ガイド部材３は、伸縮部の保護をすると共に可動側の端部をガイドする。これにより、アクチュエータ２の駆動時にアクチュエータ２が所望の位置からずれることを防止でき、精度良くエアーバルブの開閉を行うことができる。
また、アクチュエータ２の伸縮に対して復元力を発生する復元機構の一例である、弾性部材（可撓性部材）からなるバネ５は、ハウジング部材１のアクチュエータ２が取り付けられている面の中心部に、ハウジング部材１に支持される形で、取り付けられている。これにより、アクチュエータ２に印加した電圧を解除した場合に応答性良くエアーバルブを開閉することができる。
また、ハウジング部材１の一方の端面１ａには他の部材（例えば空気袋）から排出された気体が流入する流入口６が設けられている。また、ハウジング部材１の他方の端面には流入口６から入った気体が流出する流出口７が一又は複数設けられている。なお、以下では、他の部材として血圧計に用いる空気袋を例に説明する。
具体的には、図１（ｂ）の状態では、流入口６から流出口７に至る流出経路Ｒ１が開いた状態であり、流入口６と接続されている空気袋の内圧は大気圧と等しい状態となる。
ここで、アクチュエータ２は、電圧を印加することで伸縮可能なエラストマー又はポリマーと、エラストマー又はポリマーに電圧を印加するために設けられた電極とを有する。
また、エラストマー又はポリマーとしては、後述する電場応答性高分子人工筋肉（ＥＰＡＭ：Electroactive Polymer Artificial Muscle）を用いたものが好適であり、以下の
各実施例ではＥＰＡＭをアクチュエータ２に用いた場合について説明する。
図２は、本発明に好適に用いられるＥＰＡＭの構造を説明するための模式図である。
本実施例に係るアクチュエータ２は、図２（ａ）に示すような両面に伸縮性のある電極２ａ、２ｂが設けられたフィルム状のＥＰＡＭ（１）を、図２（ｂ）に示すようにロール状に１周又は複数周巻いたものである。なお、ＥＰＡＭ（１）を巻く際には、隣接する電極同士を絶縁するために、不図示の絶縁物がＥＰＡＭ（１）と共にロール状に巻かれている。
図３は、本発明に好適に用いられるアクチュエータに電圧を印加した際の変形の様子を示す模式図である。
本実施例に係るアクチュエータ２は、図３（ａ）に示すように、電極２ａ、２ｂ間に電圧Ｖを印加することで、径方向に圧縮され軸方向に伸びる。そのため、エアーバルブＡにおいては、図１（ｃ）に示すように、アクチュエータ２の可動側の端部に設けられた弾性部材４が流入口６に接触し塞ぐことで流出経路Ｒ１が遮断され、流入口６に接続されている空気袋から気体が流入しなくなることで、ポンプにより加圧することが可能となる。その後、加圧を解除する場合には、アクチュエータ２に印加されている電圧を小さく又は０にすることで、バネ５の復元力によりアクチュエータ２の軸方向の長さが縮み、流入口６から弾性部材４が離れることで流出経路Ｒ１が開放される。つまり、エアーバルブＡは、流入口６から流出口７までの流出経路Ｒ１をアクチュエータ２を駆動させて開閉することができる。
図４は、本実施例に係るエアーバルブＡに印加する電圧を制御する制御回路１２０の回路図である。ＣＰＵ１２１から出力されたＣＰＵ出力信号Ｓ１がトランジスタ１２２に入力されると、ＣＰＵ出力信号Ｓ１の波形（周波数や振幅）に応じた電圧信号Ｓ２が生成される。そして、電圧信号Ｓ２は、昇圧回路１２３に入力されることで昇圧され、エアーバルブＡが備えるアクチュエータ２に入力される。その結果、アクチュエータ２は、入力された電圧の大きさに応じて伸縮動作を制御することができ、エアーバルブＡの開閉動作を行うことができる。より詳細には、アクチュエータ２に印加する電圧又はその周波数を制御することにより流出口７から出る流体の流出量を制御することができる。
このように、本実施例に係るエアーバルブＡは、上述のアクチュエータ２を用いることで、ソレノイドエアーバルブと比べてコイルや可動鉄心を用いる必要が無く、装置の小型、軽量化を簡便な構成で達成することができる。
また、ＥＰＡＭを用いたアクチュエータ２は、印加される電圧の大きさに応じて伸縮する大きさ（ストローク）を変化させることができるため、アクチュエータ２を駆動するために入力される信号の電圧（振幅）や周波数を制御することで、弾性部材４を流入口６に押し付ける力を簡便に変化させることができ、スムーズな流量コントロールも可能となる。
実施例２に係るエアーバルブの構成及び動作を図５を参照して説明する。図５（ａ）は、実施例２に係るエアーバルブにおいて流出経路を開いた状態における断面図、図５（ｂ）は、実施例２に係るエアーバルブにおいて流出経路を閉じた状態における断面図である。
エアーバルブＢは、円柱状のハウジング部材１１と、その内部に設けられた伸縮可能なアクチュエータ１２と、アクチュエータ１２を一方向に伸縮可能にガイドするガイド部材１３と、アクチュエータ１２の可動側の端部に設けられたパッキン等の弾性部材１４と、円筒状のアクチュエータ１２の内部に設けられたバネ１５とを有する。
ハウジング部材１１の一方の端面１１ａには空気袋から気体が流入する流入口１６が設けられている。また、ハウジング部材１１の側面には流入口１６から入った気体が流出する流出口１７が一又は複数設けられている。なお、本実施例に係るエアーバルブＢは、流入方向Ｄｉｎと流出方向Ｄｏｕｔとが異なる方向である。
エアーバルブＢは、図５（ａ）の状態では、流入口１６から流出口１７に至る流出経路Ｒ２が開いた状態であり、流入口１６と接続されている空気袋の内圧は大気圧と等しい状態となる。
ここで、アクチュエータ１２は、実施例１と同様のＥＰＡＭ（１）を用いることができる。また、エアーバルブＢに印加する電圧を制御する制御回路としては実施例１と同様のものを用いることができる。
本実施例に係るアクチュエータ１２は、図３（ａ）に示すように、電極２ａ、２ｂ間に電圧Ｖを印加することで、径方向に圧縮され軸方向に伸びる。そのため、エアーバルブＢにおいては、図５（ｂ）に示すように、アクチュエータ１２の可動側の端部に設けられた弾性部材１４が流出口１７に接触し塞ぐことで流出経路Ｒ２が遮断され、エアーバルブＢ内から気体が流出しなくなることで、ポンプにより加圧することが可能となる。その後、加圧を解除する場合には、アクチュエータ１２に印加されている電圧を小さく又は０にすることで、バネ１５の復元力によりアクチュエータ１２の軸方向の長さが縮み、流出口１７から弾性部材１４が離れることで流出経路Ｒ２が開放される。
本実施例に係るエアーバルブＢは、実施例１と異なり流入口に対して流出口の向きを平行に配置していない。具体的には、流入口１６から気体が流入する流入方向Ｄｉｎと流出口１７から気体が流出する流出方向Ｄｏｕｔとが９０度異なる向きとなっている。このように構成することで、流入方向と流出方向が平行な実施例１に係るエアーバルブＡと比較して、エアーバルブＢ全体を薄くすることができる。
また、本実施例に係るエアーバルブＢは、流入方向Ｄｉｎとアクチュエータ１２の伸縮方向が異なる。このように構成することで、流入方向及び流出方向とアクチュエータの伸縮方向とが平行な実施例１に係るエアーバルブＡと比較して、エアーバルブＢ全体を薄くすることができる。
また、本実施例に係るエアーバルブＢは、上述のアクチュエータ１２を用いることで、ソレノイドエアーバルブと比べてコイルや可動鉄心を用いる必要が無く、装置の小型、軽量化を簡便な構成で達成することができる。
また、ＥＰＡＭを用いたアクチュエータ１２は、印加される電圧の大きさに応じて伸縮する大きさ（ストローク）を変化させることができるため、アクチュエータ１２を駆動するために入力される信号の電圧（振幅）や周波数を制御することで、弾性部材１４を流出口１７に押し付ける力を簡便に変化させることができ、スムーズな流量コントロールも可能となる。
実施例３に係るエアーバルブの構成及び動作を図６を参照して説明する。図６（ａ）は、実施例３に係るエアーバルブにおいて流出経路を開いた状態における断面図、図６（ｂ）は、実施例３に係るエアーバルブにおいて流出経路を閉じた状態における断面図である。
エアーバルブＣは、円柱状のハウジング部材２１と、その内部に設けられた伸縮可能な板状のアクチュエータ２２と、アクチュエータ２２が外れないようにアクチュエータ２２の縁部を保持するガイド部２１ｂと、アクチュエータ２２の一方の面の中央部に設けられたパッキン等の弾性部材２４とを有する。
ハウジング部材２１の一方の端面２１ａには空気袋から気体が流入する流入口２６が設けられている。また、ハウジング部材２１の側面には流入口２６から入った気体が流出する流出口２７が複数設けられている。なお、本実施例に係るエアーバルブＣは、流入方向Ｄｉｎと流出方向Ｄｏｕｔとが異なる方向である。
エアーバルブＣは、図６（ａ）の状態では、流入口２６から流出口２７に至る流出経路Ｒ３が開いた状態であり、流入口２６と接続されている空気袋の内圧は大気圧と等しい状態となる。
ここで、アクチュエータ２２は、実施例１と同様のＥＰＡＭ（１）を用いることができる。また、エアーバルブＣに印加する電圧を制御する制御回路としては実施例１と同様のものを用いることができる。
本実施例に係るアクチュエータ２２は、図２（ａ）に示すように、電極２ａ、２ｂ間に電圧Ｖを印加することで、電極２ａ、２ｂ間が狭まる方向に縮む。圧縮されたＥＰＡＭ（１）は、電極が狭まる方向に対して略垂直な方向に伸びる。しかしながら、本実施例のハウジング部材２１は、アクチュエータ２２の縁部を保持するガイド部２１ｂを備えるので、外側に伸びることができない。そのため、アクチュエータ２２の縁部から中心にかけて伸びることでアクチュエータ２２の中心部が盛り上がる。
そのため、エアーバルブＣにおいては、図６（ｂ）に示すように、アクチュエータ１２の中央部に設けられた弾性部材２４が流入口２６に接触し塞ぐことで流出経路Ｒ３が遮断され、エアーバルブＣ内に気体が流入しなくなることで、ポンプにより加圧することが可能となる。その後、加圧を解除する場合には、アクチュエータ２２に印加されている電圧を小さく又は０にすることで、アクチュエータ２２自らの復元力や加圧された気体によりアクチュエータ２２が元の形状に戻り流入口２６から弾性部材２４が離れることで流出経路Ｒ３が開放される。なお、アクチュエータ２２は、ハウジング部材２１の内部の形状を工夫することで円形だけでなく方形であってもよい。
本実施例に係るエアーバルブＣは、実施例１と異なり流入口に対して流出口の向きを平行に配置していない。具体的には、流入口２６から気体が流入する流入方向Ｄｉｎと流出口２７から気体が流出する流出方向Ｄｏｕｔとが９０度異なる向きとなっている。このように構成することで、流入方向と流出方向が平行な実施例１に係るエアーバルブＡと比較して、エアーバルブＣ全体を薄くすることができる。
さらには、流出経路Ｒ３を遮断する際に、流入口２６へ弾性部材２４が移動する方向に対してアクチュエータ２２の伸縮方向が平行でないように構成している。具体的には、弾性部材の移動方向とアクチュエータ２２の伸縮方向とが９０度異なる向きとなっている。このように構成することでエアーバルブＣ全体を薄くすることができる。
また、本実施例に係るエアーバルブＣは、流入方向Ｄｉｎとアクチュエータ２２の伸縮方向が異なる。このように構成することで、流入方向及び流出方向とアクチュエータの伸縮方向とが平行な実施例１に係るエアーバルブＡと比較して、エアーバルブＣ全体を薄くすることができる。
また、本実施例に係るエアーバルブＣは、上述のアクチュエータ２２を用いることで、ソレノイドエアーバルブと比べてコイルや可動鉄心を用いる必要が無く、装置の小型、軽量化を簡便な構成で達成することができる。
また、ＥＰＡＭを用いたアクチュエータ２２は、印加される電圧の大きさに応じて伸縮する大きさ（ストローク）を変化させることができるため、アクチュエータ２２を駆動するために入力される信号の電圧（振幅）や周波数を制御することで、弾性部材２４を流入口２６に押し付ける力を簡便に変化させることができ、スムーズな流量コントロールも可能となる。
実施例４に係るエアーバルブの構成及び動作を図７を参照して説明する。図７（ａ）、図７（ｂ）は、実施例４に係るエアーバルブにおいて流出経路を開いた状態における縦断面図及び横断面図である。図７（ｃ）、図７（ｄ）は、実施例４に係るエアーバルブにおいて流出経路を閉じた状態における縦断面図及び横断面図である。
エアーバルブＤは、円柱状のハウジング部材３１と、その内部に設けられた伸縮可能な円板状のアクチュエータ３２と、アクチュエータ３２が外れないようにアクチュエータ３２の中央部を保持する保持部３１ｂと、アクチュエータ３２の周縁部に設けられたリング状のパッキン等の弾性部材３４とを有する。
ハウジング部材３１の一方の端面３１ａには空気袋から気体が流入する流入口３６が設けられている。また、ハウジング部材３１の他方の端面３１ｄには流入口３６から入った気体が流出する流出口３７が複数設けられている。
エアーバルブＤは、図７（ａ）、図７（ｂ）の状態では、流入口３６から流出口３７に至る流出経路Ｒ４が開いた状態であり、流入口３６と接続されている空気袋の内圧は大気圧と等しい状態となる。
ここで、アクチュエータ３２は、実施例１と同様のＥＰＡＭ（１）を用いることができる。また、エアーバルブＤに印加する電圧を制御する制御回路としては実施例１と同様のものを用いることができる。
本実施例に係るアクチュエータ３２は、図２（ａ）に示すように、電極２ａ、２ｂ間に電圧Ｖを印加することで、電極２ａ、２ｂ間が狭まる方向に縮む。圧縮されたＥＰＡＭ（１）は、電極が狭まる方向に垂直な方向に伸びる。そのため、円板状のアクチュエータ３２の半径が大きくなる。
そのため、エアーバルブＤにおいては、図７（ｃ）、図７（ｄ）に示すように、アクチュエータ３２の周縁部に設けられたリング状のパッキン等の弾性部材３４が、ハウジング部材３１の内周面３１ｃと接触又は圧接する。つまり、アクチュエータ３２の移動方向の端部に弾性部材３４を設け、弾性部材３４を流出経路Ｒ４を形成する壁面としての内周面３１ｃに押し付けることで流出経路Ｒ４を遮断する。本実施例では、内周面３１ｃは、流入方向及び流出方向と異なる法線を有する面である。その結果、エアーバルブＤ内から気体が流出しなくなることで、ポンプにより加圧することが可能となる。その後、加圧を解
除する場合には、アクチュエータ３２に印加されている電圧を小さく又は０にすることで、アクチュエータ３２自らの復元力によりアクチュエータ３２が元の形状に戻り内周面３１ｃから弾性部材３４が離れることで流出経路Ｒ４が開放される。
本実施例に係るエアーバルブＤは、流入方向Ｄｉｎ及び流出方向Ｄｏｕｔに対してアクチュエータ３２の伸縮方向が異なるように構成している。具体的には、流入方向Ｄｉｎ及び流出方向Ｄｏｕｔとアクチュエータ３２の伸縮方向とが９０度異なる向きとなっている。このように構成することで、流入方向及び流出方向とアクチュエータの伸縮方向とが平行な実施例１に係るエアーバルブＡと比較して、エアーバルブＤ全体を薄くすることができる。
また、本実施例に係るエアーバルブＤは、上述のアクチュエータ３２を用いることで、ソレノイドエアーバルブと比べてコイルや可動鉄心を用いる必要が無く、装置の小型、軽量化を簡便な構成で達成することができる。
また、ＥＰＡＭを用いたアクチュエータ３２は、印加される電圧の大きさに応じて伸縮する大きさ（ストローク）を変化させることができるため、アクチュエータ３２を駆動するために入力される信号の電圧（振幅）や周波数を制御することで、弾性部材３４を内周面３１ｃに押し付ける力を簡便に変化させることができ、スムーズな流量コントロールも可能となる。
実施例５に係るエアーバルブの構成及び動作を図８を参照して説明する。図８（ａ）は、実施例５に係るエアーバルブにおいて流出経路を開いた状態における断面図、図８（ｂ）は、実施例５に係るエアーバルブにおいて流出経路を閉じた状態における断面図である。
エアーバルブＥは、円柱状のハウジング部材４１と、その内部に設けられた伸縮可能な板状のアクチュエータ４２と、アクチュエータ４２が外れないようにアクチュエータ４２の縁部を保持するガイド部４１ｂとを有する。
ハウジング部材４１の一方の端面４１ａには空気袋から気体が流入する流入口４６が設けられている。また、ハウジング部材４１の側面には流入口４６から入った気体が流出する流出口４７が複数設けられている。なお、本実施例に係るエアーバルブＥは、流入方向Ｄｉｎと流出方向Ｄｏｕｔとが異なる方向である。
エアーバルブＥは、図８（ａ）の状態では、流入口４６から流出口４７に至る流出経路Ｒ５が開いた状態であり、流入口４６と接続されている空気袋の内圧は大気圧と等しい状態となる。
ここで、アクチュエータ４２は、実施例１と同様のＥＰＡＭ（１）を用いることができる。また、エアーバルブＥに印加する電圧を制御する制御回路としては実施例１と同様のものを用いることができる。
本実施例に係るアクチュエータ４２は、図２（ａ）に示すように、電極２ａ、２ｂ間に電圧Ｖを印加することで、電極２ａ、２ｂ間が狭まる方向に縮む。圧縮されたＥＰＡＭ（１）は、電極が狭まる方向に垂直な方向に伸びる。しかしながら、本実施例のハウジング部材４１は、アクチュエータ４２の縁部を保持するガイド部４１ｂを備えるので、外側に伸びることができない。そのため、アクチュエータ４２の縁部から中心にかけて伸びることでアクチュエータ４２の中央部が盛り上がる。
そのため、エアーバルブＥにおいては、図８（ｂ）に示すように、アクチュエータ４２の中央部が、対向するハウジング部材４１の内面４１ｄからアクチュエータ４２に向かって突出した突起部４１ｃに押し付けられる。このように突起部４１ｃを設けることでアクチュエータ４２で直接流入口４６を塞いでも充分な密封性能を発揮することができ、エアーバルブＥ内から気体が流出しなくなることで、ポンプにより加圧することが可能となる。その後、加圧を解除する場合には、アクチュエータ４２に印加されている電圧を小さく又は０にすることで、アクチュエータ４２自らの復元力や加圧された気体によりアクチュエータ４２が元の形状に戻り、流入口４６からアクチュエータ４２が離れることで流出経路Ｒ５が開放される。なお、アクチュエータ４２は、ハウジング部材４１の内部の形状を工夫することで円形だけでなく方形であってもよい。
本実施例に係るエアーバルブＥは、実施例１と異なり流入口に対して流出口の向きを平行に配置していない。具体的には、流入方向Ｄｉｎと流出方向Ｄｏｕｔとが９０度異なる向きとなっている。このように構成することで、エアーバルブＥ全体を薄くすることができる。また、実施例３と異なり、弾性部材を用いる必要がないため、エアーバルブの小型、軽量化をより簡便な構成で達成することができる。
さらには、流入口４６へアクチュエータ４２が変形する方向に対してアクチュエータ４２の伸縮方向が平行でないように構成している。具体的には、アクチュエータ４２の中心部の移動方向とアクチュエータ４２の伸縮方向とが９０度異なる向きとなっている。このように構成することでエアーバルブＥ全体を薄くすることができる。
また、本実施例に係るエアーバルブＥは、流入方向Ｄｉｎとアクチュエータ４２の伸縮方向が異なる。このように構成することで、流入方向及び流出方向とアクチュエータの伸縮方向とが平行な実施例１に係るエアーバルブＡと比較して、エアーバルブＥ全体を薄くすることができる。
また、本実施例に係るエアーバルブＥは、上述のアクチュエータ４２を用いることで、ソレノイドエアーバルブと比べてコイルや可動鉄心を用いる必要が無く、装置の小型、軽量化を簡便な構成で達成することができる。
また、ＥＰＡＭを用いたアクチュエータ４２は、印加される電圧の大きさに応じて伸縮する大きさ（ストローク）を変化させることができるため、アクチュエータ４２を駆動するために入力される信号の電圧（振幅）や周波数を制御することで、アクチュエータ４２を流入口４６に押し付ける力を簡便に変化させることができ、スムーズな流量コントロールも可能となる。
実施例６に係るエアーバルブの構成及び動作を図９を参照して説明する。図９（ａ）、図９（ｂ）は、実施例６に係るエアーバルブにおいて流出経路を開いた状態における縦断面図及び横断面図である。図９（ｃ）、図９（ｄ）は、実施例６に係るエアーバルブにおいて流出経路を閉じた状態における縦断面図及び横断面図である。
エアーバルブＦは、円柱状のハウジング部材５１と、その内部に設けられた伸縮可能な円板状のアクチュエータ５２と、アクチュエータ５２が外れないようにアクチュエータ５２の中央部を保持する保持部５１ｂとを有する。
ハウジング部材５１の一方の端面５１ａには空気袋から気体が流入する流入口５６が設けられている。また、ハウジング部材５１の他方の端面５１ｄには流入口５６から入った
気体が流出する流出口５７が複数設けられている。
エアーバルブＦは、図９（ａ）、図９（ｂ）の状態では、流入口５６から流出口５７に至る流出経路Ｒ６が開いた状態であり、流入口５６と接続されている空気袋の内圧は大気圧と等しい状態となる。
ここで、アクチュエータ５２は、実施例１と同様のＥＰＡＭ（１）を用いることができる。また、エアーバルブＦに印加する電圧を制御する制御回路としては実施例１と同様のものを用いることができる。
本実施例に係るアクチュエータ５２は、図２（ａ）に示すように、電極２ａ、２ｂ間に電圧Ｖを印加することで、電極２ａ、２ｂ間が狭まる方向に縮む。圧縮されたＥＰＡＭ（１）は、電極が狭まる方向に垂直な方向に伸びる。そのため、円板状のアクチュエータ５２の半径が大きくなる。
そのため、エアーバルブＦにおいては、図９（ｃ）、図９（ｄ）に示すように、アクチュエータ５２の周縁部が、ハウジング部材５１の内周面５１ｃと接触又は圧接する。内周面５１ｃには、環状に設けられた断面が三角形状の突起５８が並んで設けられており、アクチュエータ５２の外周に突起５８が食い込むことでアクチュエータ５２で直接流出経路Ｒ６を遮断しても充分な密封性能を発揮することができる。その結果、エアーバルブＦ内から気体が流出しなくなることで、ポンプにより加圧することが可能となる。その後、加圧を解除する場合には、アクチュエータ５２に印加されている電圧を小さく又は０にすることで、アクチュエータ５２自らの復元力により、アクチュエータ５２が元の形状に戻り内周面５１ｃからアクチュエータ５２が離れることで流出経路Ｒ６が開放される。
本実施例に係るエアーバルブＦは、流入方向Ｄｉｎ及び流出方向Ｄｏｕｔに対してアクチュエータ５２の伸縮方向が平行でないように構成している。具体的には、流入方向Ｄｉｎ及び流出方向Ｄｏｕｔとアクチュエータ５２の伸縮方向とが９０度異なる向きとなっている。このように構成することでエアーバルブＦ全体を薄くすることができる。
また、本実施例に係るエアーバルブＦは、上述のアクチュエータ５２を用いることで、ソレノイドエアーバルブと比べてコイルや可動鉄心を用いる必要が無く、装置の小型、軽量化を簡便な構成で達成することができる。
また、ＥＰＡＭを用いたアクチュエータ５２は、印加される電圧の大きさに応じて伸縮する大きさ（ストローク）を変化させることができるため、アクチュエータ５２を駆動するために入力される信号の電圧（振幅）や周波数を制御することで、アクチュエータ５２を内周面５１ｃに押し付ける力を簡便に変化させることができ、スムーズな流量コントロールも可能となる。
実施例７に係るエアーバルブの構成及び原理を図１０を参照して説明する。図１０（ａ）は、実施例７に係るエアーバルブにおいて流出経路を開いた状態における断面図、図１０（ｂ）は、実施例７に係るエアーバルブにおいて流出経路を閉じた状態における断面図である。
実施例７に係るエアーバルブＧは、実施例１に係るエアーバルブＡと比較して、図３（ａ）で説明したＥＰＡＭ（１）に加えて、図３（ｂ）に示すＥＰＡＭ（２）を組み合わせたアクチュエータ６２を用いることでバネを廃した点が主な違いである。以下、実施例１と比較して同じ構成の説明は適宜省略し、異なる構成、作用、効果について説明する。
図３（ｂ）に示すＥＰＡＭ（２）は、ＥＰＡＭ（２）の軸方向の両端に電極９ｂ１、９ｂ２が設けられている。本実施例では、さらに、ＥＰＡＭ（２）の間にも交互に複数の電極９ｂ１、９ｂ２が設けられている。そして、電極９ｂ１、９ｂ２間のそれぞれに電圧Ｖを印加することで、ＥＰＡＭ（２）は軸方向に圧縮され径方向に膨張する。そのため、ＥＰＡＭ（２）は、その上下方向に縮もうとする。
エアーバルブＧは、円柱状のハウジング部材６１と、その内部に設けられた伸縮可能なアクチュエータ６２と、アクチュエータ６２を一方向に伸縮可能にガイドするガイド部材６３と、アクチュエータ６２の可動側の端部に設けられたパッキン等の弾性部材６４とを有する。
アクチュエータ６２は、前述のように、電圧を印加することで流出経路Ｒ７を遮断する方向に伸張する円筒状のＥＰＡＭ（１）６２ａと、その中心部に設けられた電圧を印加することで流出経路を開放する方向に収縮する円柱状又は円筒状のＥＰＡＭ（２）６２ｂから構成される。
図１０（ａ）の状態では、流入口６６から流出口６７に至る流出経路Ｒ７が開いた状態であり、流入口６６と接続されている空気袋の内圧は大気圧と等しい状態となる。
本実施例に係るアクチュエータ６２は、図３（ａ）に示すように、ＥＰＡＭ（１）６２ａに電圧Ｖを印加することで、径方向に圧縮され軸方向に伸びる。そのため、エアーバルブＧにおいては、図１０（ｂ）に示すように、アクチュエータ６２の可動側の端部に設けられた弾性部材６４が流入口６６を塞ぎ、流入口６６に接続されている空気袋から気体が流入しなくなることで、ポンプにより加圧することが可能となる。その後、加圧を解除する場合には、ＥＰＡＭ（１）に印加している電圧を解除し、図３（ｂ）に示すように、ＥＰＡＭ（２）６２ｂに電圧を印加することで、ＥＰＡＭ（２）６２ｂは、軸方向に圧縮され径方向に伸びる。そのため、エアーバルブＧにおいては、図１０（ａ）に示すように、バネ等の弾性部材の復元力を用いずに、流入口６６を開くことができ流出経路Ｒ７が開放される。
このように、本実施例に係るエアーバルブＧは、上述のアクチュエータ６２を用いることで、ソレノイドエアーバルブと比べてコイルや可動鉄心を用いる必要が無く、装置の小型、軽量化を簡便な構成で達成することができる。
また、ＥＰＡＭを用いたアクチュエータ６２は、印加される電圧の大きさに応じて伸縮する大きさ（ストローク）を変化させることができるため、アクチュエータ６２を駆動するために入力される信号の電圧（振幅）や周波数を制御することで、弾性部材６４を流入口６６に押し付ける力を簡便に変化させることができ、スムーズな流量コントロールも可能となる。
また、アクチュエータ６２は、電圧を印加した際の収縮方向が異なる２つのＥＰＡＭ（１）６２ａ、ＥＰＡＭ（２）６２ｂを並べて構成しているため、それぞれに印加する電圧を制御することで、バネ等の弾性部材を用いることなく、エアーバルブＧの流出経路Ｒ７の開閉を行うことができ、部品点数の削減を図ることができる。
実施例８に係るエアーバルブの構成を図１１を参照して説明する。図１１（ａ）は、実施例８に係るエアーバルブにおいて流出経路を遮断した状態の縦断面図である。
エアーバルブＨは、実施例４に係るエアーバルブＤと比較して、ハウジング部材３１の内周面３１ｃに、内周面３１ｃの内径より大きな半径を有する溝状の環状凹部３１ｅを設けた点が大きく異なる。
このような環状凹部３１ｅを設けたことによって、ポンプによる加圧中に流入口３６から流入した圧縮空気によりアクチュエータ３２に流出口３７に向かう力がかかっても、弾性部材３４が環状凹部３１ｅに係合しているので、アクチュエータ３２が反り返ることを防止することができる。その結果、良好な密封性能を発揮することができる。なお、本実施例では弾性部材を用いた構成について説明したが、アクチュエータのみで流出経路を遮断する構成にも当然適用することができる。
実施例９に係るエアーバルブの構成を図１１を参照して説明する。図１１（ｂ）は、実施例９に係るエアーバルブにおいて流出経路を遮断した状態の縦断面図である。
エアーバルブＪは、実施例４に係るエアーバルブＤと比較して、アクチュエータ３２の中央部を保持する保持部３１ｂが設けられているハウジング部材３１の他方の端面３１ｄの逆側の内面３１ｆが、流出口３７から中心部に向かって凹んでいる点が大きく異なる。
このような凹状の内面３１ｆを設けたことによって、ポンプによる加圧中に流入口３６から流入した圧縮空気によりアクチュエータ３２に流出口３７に向かう力がかかっても、アクチュエータ３２は凹状の内面３１ｆに沿って変形するのみであり、流出口３７に向かって反り返ることを防止することができる。その結果、良好な密封性能を発揮することができる。なお、本実施例では弾性部材を用いた構成について説明したが、アクチュエータのみで流出経路を遮断する構成にも当然適用することができる。
実施例１０に係るエアーバルブの構成を図１１を参照して説明する。図１１（ｃ）は、実施例１０に係るエアーバルブの横断面図である。
エアーバルブＫは、実施例６に係るエアーバルブＦと比較して、環状の突起５９を真円ではなく楕円形状とした点が大きく異なる。
このように突起５９を楕円形状としたことで、アクチュエータ５２が等しく広がった場合、はじめに楕円の短軸方向の内周面に設けられた突起５９にアクチュエータ５２が接触することで部分的に流出経路が閉じ、その後徐々に楕円の長軸方向の内周面に設けられた突起５９にアクチュエータ５２が接触する。そのため、流出経路が徐々に狭まり、最終的にはエアーバルブＫは閉じた状態となる。このような構成により、アクチュエータの同じ動作に対して実施例４に係るエアーバルブＤよりもアクチュエータと内周面との間で形成される開口面積の微調整が可能となり、この状態でアクチュエータ５２の変形を保持すれば空気を少量排気することができる。その後、更にアクチュエータ５２の変形を続ければ、全ての流出経路が閉じられ、ポンプによる加圧も可能となる。なお、本実施例ではアクチュエータのみを用いた構成について説明したが、アクチュエータの周縁部に弾性部材を設けた場合にも当然適用することができる。
実施例１１に係るエアーバルブの構成を図１１を参照して説明する。図１１（ｄ）は、実施例１１に係るエアーバルブの横断面図である。
エアーバルブＬは、実施例６に係るエアーバルブＦと比較して、突起６０の一部に三角
状の切り欠き６０ａを設けた点が大きく異なる。
このように突起６０の一部を切り欠いたことで、アクチュエータ５２が等しく広がった場合、はじめにハウジング部材３１の内周面に設けられた突起６０の内周６０ｂにアクチュエータ５２が接触することで流出経路の大部分が閉じられる。その際には突起６０の切り欠きは遮断されない。このような構成により、アクチュエータの同じ動作に対して実施例４に係るエアーバルブＤよりもアクチュエータと内周面との間で形成される開口面積の微調整が可能となり、この状態でアクチュエータ５２の変形を保持すれば空気を少量排気することができる。その後、更にアクチュエータ５２の変形を続ければ、全ての流出経路が閉じられ、ポンプによる加圧も可能となる。なお、本実施例ではアクチュエータのみを用いた構成について説明したが、アクチュエータの周縁部に弾性部材を設けた場合にも当然適用することができる。
実施例１２では、上述のエアーバルブを好適に採用することができる電子血圧計について説明する。図１２は、電子血圧計のハードウェア構成を示すプロック図である。なお、本実施例では、実施例１に示すエアーバルブＡを採用した例について説明するが、実施例２〜実施例１１に示すエアーバルブＢ〜エアーバルブＬについても採用することができるのはいうまでもない。
（血圧計の構成）
電子血圧計Ｘは、血圧測定の際に上腕（生体）に巻き付ける流体袋１０１と、その流体袋１０１を周囲から圧迫、固定するための圧迫固定用のカフ１０２と、空気等の流体が充填される流体袋１０１に流体を送り加圧するエアーポンプ１０４と、流体袋１０１内の流体の排出を制御するエアーバルブＡと、流体袋１０１の内気圧を検出する圧力センサ１０５と、検出した内気圧に基づいて内蔵するプログラムにより血圧測定のための処理を実行する演算手段としてのＣＰＵ１０６と、測定時の設定や測定の開始を行う操作部１０７と、設定データ、演算データ、測定結果等を記憶するメモリ１０８と、設定状態や測定結果等を表示する表示部１０９と、各部に電気を供給する電源部１１０とを備えている。
また、ＣＰＵ１０６は、圧力センサ１０５から出力され、発振回路１１１にて変換された信号に基づいて流体袋１０１内の圧力を検出する。そして、ＣＰＵ１０６は、加圧が必要な場合は、ポンプ駆動回路１１２によりエアーポンプ１０４を駆動し、流体袋１０１内の圧力を高める。一方、減圧が必要な場合は、ＥＰＡＭアクチュエータ駆動回路１１３によりエアーバルブＡを開弁し、流体袋１０１内の圧力を低める。
（血圧計の基本動作）
図１３は、本発明を好適に採用しうる電子血圧計の基本動作を示すフローチャートである。なお、以下では、人体の上腕を測定する場合について説明するが、人体以外の生体にも使用できるものであり、測定する部位も生体の一部である手首や足首であってよい。また、図１３に示すフローチャートは加圧後に減圧過程で血圧を測定する減圧時測定の場合を示しているが、ＯＮ−ＯＦＦ動作のみのバルブであれば加圧時測定を行う血圧計に本発明を適用することが可能である。
はじめに、カフを上腕（生体）に巻き付けた後に、電源がＯＮされ、動作が開始すると、電子血圧計Ｘの各設定状態を初期状態にリセットする初期化が行われる（ステップＳＴ１）。
上腕（生体）に巻き付けられた流体袋１０１は、エアーポンプ１０４により所定の圧力まで加圧される（ステップＳＴ２）。同時に、圧力センサ１０５が検出した流体袋１０１
の圧力変動を示す信号が、発振回路１１１を経てＣＰＵ１０６に送信され、その信号に基づいて測定が開始される（ステップＳＴ４）。
加圧が終了した後、流体袋１０１内の圧力はエアーバルブＡを開弁することで徐々に減圧される（ステップＳＴ３）。同時に、圧力センサ１０５が検出した流体袋１０１の圧力変動を示す信号が、発振回路１１１を経てＣＰＵ１０６に送信された後、ＣＰＵ１０６は、最高血圧、最低血圧及び脈拍数を算出する（ステップＳＴ５）。
測定が終了すると、上腕を圧迫していた流体袋１０１内の空気もエアーバルブＡから排気され、上腕が締め付けから開放される（ステップＳＴ６）。
次に、算出された血圧値等は表示部１０９に表示され（ステップＳＴ７）、１サイクルの測定動作が終了される。
（空気袋内圧力、ポンプ電圧、バルブ電圧の変化）
図１４は、血圧計による測定時の空気袋内圧力、ポンプ電圧、バルブ電圧の変化を説明するために模式的に表したタイミングチャートである。
図１４（ａ）は、血圧を減圧時に測定する場合の動作を示している。減圧測定の場合、測定開始とほぼ同時に電圧が印加されバルブが閉じる。同時にポンプが駆動し空気袋内にエアーが送圧され空気袋内の圧力が増加する。十分加圧されたらポンプに印加されている電圧を解除しポンプの駆動を停止する。それと共にバルブを徐々に開き空気袋内の圧力を一定の速度で減圧していく。減圧中に空気袋内圧の変化から脈波を抽出し血圧を算出する。測定が終了したらバルブを完全に開いて空気袋内のエアーを急速排気し、人体の拘束をとく。
これに対して、図１４（ｂ）は、血圧を加圧時に測定する場合の動作を示している。加圧測定の場合、測定開始とほぼ同時に電圧が印加されバルブが閉じる。ポンプに印加される電圧を制御し、空気袋内に送り込むエアーを調整して一定の速度で加圧する。加圧中の空気袋内の圧力変化から脈波を抽出し血圧を算出する。測定が終了したらバルブを完全に開いて空気袋内のエアーを急速排気し、人体の拘束をとく。
このように、本発明のエアーバルブを血圧計に採用することで小型、軽量で簡易な構成を達成することができる。
実施例１３では、上述のエアーバルブを好適に採用することができるエアーマッサージ機について説明する。図１５は、実施例１３に係るエアーマッサージ機の基本構成を示す外観斜視図である。なお、本実施例では、実施例１に示すエアーバルブＡを採用した例について説明するが、実施例２〜実施例１１に示すエアーバルブＢ〜エアーバルブＬについても採用することができるのはいうまでもない。
（エアーマッサージ機の構成）
エアーマッサージ機２０１は、通常の座椅子と同様に、外観的には座部２０２と背もたれ部２０３とで構成され、座部２０２及び背もたれ部２０３の内部には、空気の出入により膨張・収縮する複数の空気袋２０５が設けられ、各空気袋２０５には、不図示のエアーポンプ２０７が接続されている。更にエアーマッサージ機２０１は、空気袋２０５に対する空気の出入を制御する空気制御手段（不図示）を備える。
本実施例では、空気袋２０５は、いずれも矩形状であり、座部２０２に３つ、背もたれ
部２０３に８つ設けられている。なお、空気袋２０５の形状は、矩形状である必要はなく、円形、三角形、楕円形等、適宜採用すればよく、その個数も、各空気袋２０５のサイズや形状等に応じて適宜増減すればよい。このエアーマッサージ機２０１では、空気制御手段により空気袋２０５に対して送気・排気することで、空気袋２０５を膨張・収縮させ、それにより人体をマッサージする。
このエアーマッサージ機２０１は、上記基本構成に加えて、様々な態様が考えられるが、その他の一例について説明する。図１６は、エアーマッサージ機の主要部のブロック図である。図１６に示す構成は、空気制御手段が各空気袋毎に設けられたエアーポンプ２０７及びエアーバルブＡを有する場合である。図１６において、エアーマッサージ機２０１の座部２０２と背もたれ部２０３にわたって全部でｎ個の空気袋２０５１，２０５２，…，２０５ｎが設けられ、各空気袋毎にエアーポンプ２０７１，２０７２，…，２０７ｎ及びエアーバルブＡ１，Ａ２，…，Ａｎが設けられ、これらエアーポンプ２０７とエアーバルブＡにより空気制御手段が構成される。
図１６では、各空気袋２０５１，２０５２，…，２０５ｎには、それぞれエアーポンプ２０７１，２０７２，…，２０７ｎ及びエアーバルブＡ１，Ａ２，…，Ａｎが対応しているので、例えば空気袋２０５１を膨張させる場合、エアーバルブＡ１を閉じた状態でエアーポンプ２０７１を作動させて空気袋２０５１に送気すればよく、所定圧力になったらエアーポンプ２０７１の作動を停止させる。空気袋２０５１を収縮させる場合は、エアーバルブＡ１を開いて空気袋２０５1 を排気すればよい。
（チェアマッサージ機の他の構成）
図１７は、エアーマッサージ機２０１の他の構成を示す要部断面図で、ｎ個の空気袋２０５１，２０５2 ，…，２０５n に対応するエアーポンプ２０７（２０７１，２０７２，…，２０７ｎ）及びエアーバルブＡ（Ａ１，Ａ２，…，Ａｎ）が座部２０２に配備されている場合である。即ち、空気袋２０５１に対応するエアーポンプ２０７１及びエアーバルブＡ１がＳ１組として、同様に空気袋２０５ｎに対応するエアーポンプ２０７ｎ及びエアーバルブＡｎがＳｎ組として、順に配置されている。この場合、人体の顔（耳）が近接する背もたれ部２０３の上部から、主な騒音源となるエアーポンプ２０７及びエアーバルブＡが離れているので、使用者にとってエアーポンプ２０７の駆動音が小さくなる。
また、エアーポンプ２０７及びエアーバルブＡを各対応の空気袋２０５に近接して配置することにより、空気袋２０５とエアーポンプ２０７を接続する流路（例えばチューブ）が短くて済むので、流路の途中での空気圧の減衰が抑制され、エアーポンプ２０７から空気袋２０５に効率良く送気することができ、空気袋２０５の膨張・収縮の応答性も良くなる。
図１８は、エアーポンプ２０７及びエアーバルブＡの具体的な配置例を示すもので、背もたれ部２０３の背面図（ａ）、背もたれ部２０３の中央縦断面を右側から見た図（ｂ）である。ここでは、エアーポンプ２０７及びエアーバルブＡは、空気袋２０５の人体接触面側とは反対側（背面側）に配置され、空気袋２０５の後側の上側に対応のエアーポンプ２０７が、その下側に対応のエアーバルブＡが配置されている。この配置の仕方は、背もたれ部２０３に設けられた全ての空気袋２０５について同様である。勿論、座部２０２においても同様に配置すればよい。このようにエアーマッサージ機２０１の奥行方向に配置すると、背もたれ部２０３の人体接触面を広く確保することができ、人体接触面に対する空気袋２０５の配置の自由度が大きくなる。
本実施例によれば、エアーマッサージ機に設けられている空気袋の膨張・収縮に、従来技術に示したソレノイドエアーバルブと比べてコイルや可動鉄心を用いる必要が無いエア
ーバルブを用いたので、簡易な構成のエアーマッサージ機を提供することができる。また、ソレノイドバルブを用いたエアーポンプを採用する場合よりも小型化、軽量化を図ることができる。
しかも、可動鉄心の駆動音がなく、エアーバルブの駆動時の騒音を低減することができ、使用者の不快感を少なくすることができる。加えて、ソレノイドを駆動するための電流よりも少ない電流で動作が可能となる。
実施例１４では、上述のエアーバルブを好適に採用することができるもみエアーマッサージ機について説明する。実施例１４に係るもみエアーマッサージ機の外観斜視図を図１９に示す。なお、本実施例では、実施例１に示すエアーバルブＡを採用した例について説明するが、実施例２〜実施例１１に示すエアーバルブＢ〜エアーバルブＬについても採用することができるのはいうまでもない。
このもみエアーマッサージ機３００Ｂにおいても、四肢のうち少なくとも２つ以上の肢体に個別にもみマッサ−ジを施す複数の施療手段として各対のエアバッグ３４１，３４２、３４３，３４４が交互に膨張・収縮を繰り返すので、前記と同等のもみ作用及び利点が得られる。
エアバッグを利用したもみエアーマッサージ機の各種形態を図２０〜図２２に示す。図２０のもみエアーマッサージ機３００Ｃは、そのまま単体で使用するもので、コントローラ３５０を有する。図２１のエアーマッサージ機３００Ｄは、椅子３５１に付設された椅子式のもので、図２２のエアーマッサージ機３００Ｅは、座椅子３５２に付設された座椅子式のものである。
これらエアバッグを使用したもみエアーマッサージ機３００Ｂ〜３００Ｅの主要部のブロック図を図２３に示す。ポンプ３６１は左側エアーバルブ３６２及び右側エアーバルブ３６４を介して、それぞれ左側施療部（左側の一対のエアバッグ）３６３及び右側施療部（右側の一対のエアバッグ）３６５に接続され、ポンプ３６１とエアーバルブ３６２，３６４は制御回路３６０で制御される。
図２３の構成を有するエアバッグ使用のもみエアーマッサージ機の動作について、図２４のフロー図を参照して説明する。まず、ステップＳＴ１１において、初期状態では、ポンプ３６１が停止し、エアーバルブ３６２，３６４が共に開放状態にあり、当然ながら左右の施療部３６３，３６５も動作していない。ユーザが開始スイッチを押すなどして施療開始信号が制御回路３６０に入力されると、施療が開始する（ステップＳＴ１２）。ここでは、最初に左側エアーバルブ３６２が給気設定となり（ステップＳＴ１３）、ポンプ３６１が作動する（ステップＳＴ１４）。これにより、左側施療部３６３にエアーが送り込まれ、設定時間が経過するまでそれが続けられる（ステップＳＴ１５）。設定時間が経過すると、即ち左側施療部３６３が十分に膨張すると、ポンプ３６１が停止し（ステップＳＴ１６）、左側エアーバルブ３６２が保持設定となり（ステップＳＴ１７）、設定時間が経過するまで、その膨張状態が保持される（ステップＳＴ１８）。設定時間が経過すると、左側エアーバルブ３６２が開放状態となり（ステップＳＴ１９）、左側施療部３６３からエアーが排出され、左側施療部３６３が収縮する。
それと共に今度は、右側エアーバルブ３６４が給気設定となり（ステップＳＴ２０）、ポンプ３６１が作動し（ステップＳＴ２１）、右側施療部３６５がエアーにより膨張する。設定時間が経過し（ステップＳＴ２２）、右側施療部３６５が十分に膨張すると、ポンプ３６１が停止し（ステップＳＴ２３）、右側エアーバルブ３６４が保持設定となり（ス
テップＳＴ２４）、設定時間が経過するまで、その膨張状態が保持される（ステップＳＴ２５）。設定時間経過後は、右側エアーバルブ３６４が開放状態となり（ステップＳＴ２６）、右側施療部３６５が排気により収縮する。次いで、予め設定した全体の施療時間が経過したか否かが判定され（ステップＳＴ２７）、まだならステップＳＴ１３に戻り、同様の施療動作が繰り返され、経過したなら施療が終了する。
以上、本発明を上述の各実施例を参照して説明してきたが、本発明は上述の各実施例に限定されるものではなく、可能な限り変形し、組み合わせて構成しても良いことはいうまでもない。
（ａ）は、実施例１に係るエアーバルブの外観斜視図、（ｂ）は、実施例１に係るエアーバルブにおいて流出経路を開いた状態における断面図、（ｃ）は、実施例１に係るエアーバルブにおいて流出経路を閉じた状態における断面図である。 ＥＰＡＭの構造を説明するための模式図である。 アクチュエータに電圧を印加した際の変形の様子を示す模式図である。 エアーバルブに印加する電圧を制御する制御回路の回路図である。 （ａ）は、実施例２に係るエアーバルブにおいて流出経路を開いた状態における断面図、（ｂ）は、実施例２に係るエアーバルブにおいて流出経路を閉じた状態における断面図である。 （ａ）は、実施例３に係るエアーバルブにおいて流出経路を開いた状態における断面図、（ｂ）は、実施例３に係るエアーバルブにおいて流出経路を閉じた状態における断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、実施例４に係るエアーバルブにおいて流出経路を開いた状態における縦断面図及び横断面図、（ｃ）、（ｄ）は、実施例４に係るエアーバルブにおいて流出経路を閉じた状態における縦断面図及び横断面図である。 （ａ）は、実施例５に係るエアーバルブにおいて流出経路を開いた状態における断面図、（ｂ）は、実施例５に係るエアーバルブにおいて流出経路を閉じた状態における断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、実施例６に係るエアーバルブにおいて流出経路を開いた状態における縦断面図及び横断面図である。（ｃ）、（ｄ）は、実施例６に係るエアーバルブにおいて流出経路を閉じた状態における縦断面図及び横断面図である。 （ａ）は、実施例７に係るエアーバルブにおいて流出経路を開いた状態における断面図、（ｂ）は、実施例７に係るエアーバルブにおいて流出経路を閉じた状態における断面図である。 （ａ）は、実施例８に係るエアーバルブにおいて流出経路を遮断した状態の縦断面図である。（ｂ）は、実施例９に係るエアーバルブにおいて流出経路を遮断した状態の縦断面図である。（ｃ）は、実施例１０に係るエアーバルブにおいて流出経路を開いた状態の横断面図である。（ｄ）は、実施例１１に係るエアーバルブにおいて流出経路を開いた状態の横断面図である。 実施例１２に係る電子血圧計のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施例１２に係る電子血圧計の基本動作を示すフローチャートである。 血圧計による測定時の空気袋内圧力、ポンプ電圧、バルブ電圧の変化を説明するために模式的に表したタイミングチャートである。 実施例１３に係るエアーマッサージ機の基本構成を示す外観斜視図である。 実施例１３に係るエアーマッサージ機の構成を示すブロック図である。 実施例１３に係るエアーマッサージ機の構成を示す要部断面図である。 実施例１３に係るエアーマッサージ機の構成におけるエアーポンプ及び排気弁の配置例を示す（ａ）背もたれ部の背面図、及び（ｂ）背もたれ部の中央縦断面図を右側から見た図である。 実施例１４に係るもみエアーマッサージ機の外観斜視図である。 実施例１４に係るエアバッグを使用したもみエアーマッサージ機の一形態を示す斜視図である。 実施例１４に係るエアバッグを使用したもみエアーマッサージ機の別形態を示す斜視図である。 実施例１４に係るエアバッグを使用したもみエアーマッサージ機の更に別形態を示す斜視図である。 実施例１４に係るエアバッグを使用したもみエアーマッサージ機の主要部のブロック図である。 実施例１４に係るエアバッグを使用したもみエアーマッサージ機の動作を説明するフロー図である。
符号の説明
１ ハウジング部材
２ アクチュエータ
２ａ 電極
３ ガイド部材
４ 弾性部材
５ バネ
６ 流入口
７ 流出口
９ｂ１ 電極
３１ ハウジング部材
３１ｂ 保持部
３１ｃ 内周面
３１ｅ 環状凹部
３１ｆ 内面
４１ ハウジング部材
４１ｃ 突起部
５８、５９、６０ 突起
１０１ 流体袋
１０２ カフ
１０４ エアーポンプ
１０５ 圧力センサ
１１３ ＥＰＡＭアクチュエータ駆動回路
１２０ 制御回路
１２１ ＣＰＵ
１２２ トランジスタ
１２３ 昇圧回路
２０１ エアーマッサージ機
２０５ 空気袋
２０７ エアーポンプ
３００Ｂ〜３００Ｅ エアーマッサージ機
３５０ コントローラ
３６０ 制御回路
３６１ ポンプ
Ａ〜Ｈ、Ｊ、Ｋ、Ｌ エアーバルブ
Ｘ 電子血圧計

Claims (15)

  1. 気体が流入する流入口と、
    流入した気体が流出する流出口と、
    電圧を印加することで伸縮可能なエラストマー又はポリマーと、前記エラストマー又はポリマーに電圧を印加するために設けられた電極とを有するアクチュエータと、を備え、
    前記流入口から前記流出口までの流出経路を前記アクチュエータを駆動させて開閉することを特徴とするエアーバルブ。
  2. 前記アクチュエータに弾性部材を設け、該弾性部材が前記流入口に接触することで前記流出経路が遮断されることを特徴とする請求項１に記載のエアーバルブ。
  3. 前記アクチュエータに弾性部材を設け、該弾性部材が前記流出口に接触することで前記流出経路が遮断されることを特徴とする請求項１に記載のエアーバルブ。
  4. 前記アクチュエータの移動方向の端部に弾性部材を設け、該弾性部材を前記流出経路を形成する壁面に押し付けることで前記流出経路を遮断することを特徴とする請求項１に記載のエアーバルブ。
  5. 前記アクチュエータの伸縮部の保護をすると共に可動側の端部をガイドするガイド部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のエアーバルブ。
  6. 前記アクチュエータの伸縮に対して復元力を発生する復元機構を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のエアーバルブ。
  7. 前記流入口から気体が流入する流入方向と前記流出口から気体が流出する流出方向とが異なる方向であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のエアーバルブ。
  8. 前記流入口から気体が流入する流入方向又は前記流出口から気体が流出する流出方向と、前記アクチュエータの伸縮方向とが異なることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のエアーバルブ。
  9. 前記流出経路を遮断する際に前記弾性部材が移動する方向と前記アクチュエータの伸縮方向とが異なる方向であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のエアーバルブ。
  10. 前記アクチュエータ又は前記弾性部材が流出経路を閉じる際に接触する箇所に突起部を設けることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のエアーバルブ。
  11. 前記アクチュエータは、電圧を印加することで流出経路を遮断する方向に伸張する第一のエラストマー又はポリマーと、電圧を印加することで流出経路を開放する方向に収縮する第二のエラストマー又はポリマーとを有し、
    前記第一のエラストマー又はポリマーと前記第二のエラストマー又はポリマーに印加する電圧を制御することで流出経路の開閉を行うことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のエアーバルブ。
  12. 前記アクチュエータに印加する電圧又はその周波数を制御することにより前記流出口から出る流体の流出量を制御することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のエアーバルブ。
  13. 生体に巻き付ける空気等の流体が充填される流体袋と、
    前記流体袋に流体を送り加圧するエアーポンプと、
    前記流体袋の流体の排出を制御する請求項１乃至１２のいずれかに記載のエアーバルブと、
    前記流体袋の内気圧を検出する圧力センサと、
    検出した前記内気圧に基づいて血圧測定のための処理を実行する演算手段と、
    を有することを特徴とする電子血圧計。
  14. 座部と、背もたれ部と、座部及び／又は背もたれ部に設けられ、空気の出入により膨張・収縮する複数の空気袋と、各空気袋に対する空気の出入を制御する空気制御手段とを備え、
    前記空気制御手段は、各空気袋毎に設けられた請求項１乃至１２のいずれかに記載のエアーバルブを有することを特徴とするエアーマッサージ機。
  15. 四肢のうち少なくとも２つ以上の肢体に個別にもみマッサ−ジを施す複数の施療手段と、
    前記施療手段に設けられ、空気の出入により膨張・収縮する複数の空気袋と、
    前記空気袋に対する空気の出入を制御する空気制御手段とを備え、
    前記空気制御手段は、各空気袋毎に設けられた請求項１乃至１２のいずれかに記載のエアーバルブを有することを特徴とするエアーマッサージ機。
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