JP2021143647A - 圧力調整装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示す圧力調整装置1は、例えば電子血圧計(図示せず)のカフAに空気を供給する装置として使用することができるものである。この圧力調整装置1は、ポンプ駆動用モータ2と、このポンプ駆動用モータ2の動作を制御する制御装置3と、制御装置3に接続された操作スイッチ4および圧力センサ5などを備えている。
操作スイッチ4は、人為的に操作されるスイッチで、制御装置3のON、OFFを切り替えるためのものである。
ダイヤフラムポンプ11は、図2に示すように、図2において最も下に位置するポンプ駆動用モータ2に取付けられており、ポンプ駆動用モータ2に固定された駆動部12と、この駆動部12に取付けられた弁部13とを備えている。
駆動部12は、ポンプ駆動用モータ2に固定された駆動部用ハウジング14と、このハウジング14の中に収容された駆動機構15とによって構成されている。
ハウジング14は、有底円筒状に形成されてポンプ駆動用モータ2に図示していない固定用ボルトによって固定されている。
駆動機構15は、ポンプ駆動用モータ2の回転軸16に取付けられたクランク体17と、このクランク体17に連結された駆動体18などを備えている。
腕部18bは、後述するダイヤフラム31のポンプ部32毎に設けられており、軸部18aから放射状に径方向の外側へ延びている。腕部18bは、図2においては1つのみが描かれているが、実際には複数のポンプ部32と同数だけ設けられている。
この駆動機構15によれば、ポンプ駆動用モータ2の回転軸16から回転力が加えられてクランク体17が回転することにより、駆動体18が揺動し、ダイヤフラム31のポンプ部32が収縮と拡張とを繰り返す。すなわち、駆動機構15は、クランク体17の回転を往復運動に変換し、ポンプ部32内のポンプ室34の容積を増減させる。この実施の形態においては、駆動機構15が本発明でいう「駆動装置」に相当する。
弁部13は、駆動体18に接続されたダイヤフラム31と、駆動部用ハウジング14の開口部分に取付けられたダイヤフラムホルダー21と、このダイヤフラムホルダー21と協働してダイヤフラム31を挟持するダイヤフラムハウジング35と、このダイヤフラムハウジング35に隔壁36を介して取付けられたカバー37などを備えている。ダイヤフラムホルダー21と、ダイヤフラムハウジング35と、隔壁36およびカバー37は、モータ2の軸線方向から見て円形に形成されている。
ダイヤフラムホルダー21は、駆動部用ハウジング14に接続可能な円筒状に形成されている。ダイヤフラムホルダー21には、後述するダイヤフラム31のポンプ部32が挿入されるポンプ部32毎のシリンダ孔38と、ダイヤフラム31に向けて開口する凹部39とが設けられている。
ダイヤフラム31は、ダイヤフラムハウジング35に向けて開口するカップ状のポンプ部32と、ポンプ部32の開口部分からポンプ部32の内側に突出する板状の吸入弁41と、ダイヤフラムホルダー21の凹部39に挿入された円筒状の筒状弁体42とを有している。これらのポンプ部32、吸入弁41および筒状弁体42は、円筒状を呈するダイヤフラムホルダー21の周方向において、ダイヤフラム31を複数に分割する位置にそれぞれ設けられている。ポンプ部32は、ダイヤフラムホルダー21に形成されたシリンダ孔38の中に挿入されている。
カップ状を呈するポンプ部32の底にはピストン43が設けられているとともに、ポンプ室34とは反対方向に向けて突出する連結片33が設けられている。この連結片33は、上述したように駆動機構15の駆動体18に連結されている。このため、駆動体18が揺動することにより、ポンプ部32の底(ピストン43)がダイヤフラムハウジング35に対して接離し、ポンプ室34の容積が増減する。
筒状弁体42は、ダイヤフラムハウジング35の円柱47と協働して第1の逆止弁48を構成している。円柱47は、第1の逆止弁48の弁座を構成している。筒状弁体42は、円柱47の外周面を覆う円筒状に形成されている。第1の逆止弁48は、ダイヤフラムハウジング35における、ダイヤフラム31との合わせ面に形成された第2の溝49と、ダイヤフラムホルダー21の凹部39との間に設けられており、第2の溝49から凹部39に向けて空気が流れるように構成されている。
ダイヤフラムハウジング35は、板状に形成され、ポンプ部32の開口部分を覆うようにダイヤフラム31に重ねられ、ポンプ部32と協働してポンプ室34を形成している。
隔壁36は、合成ゴムを含むゴム材料などの弾性材によって板状に形成され、ダイヤフラムハウジング35とカバー37とに挟まれて保持されている。また、隔壁36は、ダイヤフラムハウジング35とカバー37との間を仕切っている。隔壁36とダイヤフラムハウジング35との間には上述した入力側空間53が形成され、隔壁36とカバー37との間には出力側空間54が形成されている。
第1の排出通路63の一端は、出力側空間54に接続され、他端は、ポンプ外側となるカバー37の外面に開口する第1の排出口63aに接続されている。
第2の排出通路65の一端は、カバー37の凹部64内(出力側空間54)に接続され、他端は、ポンプ外側となるカバー37の外面に開口する第2の排出口65aに接続されている。第2の排出口65aの穴径は、第1の排出口63aの穴径より小さい。
第3の排出通路66の一端は、カバー37における隔壁36との合わせ面に開口し、他端は、ポンプ外側となるカバー37の外面に開口する第3の排出口66aに接続されている。
第2の逆止弁73は、入力側空間53の空気をカバー37の凹部64の中(出力側空間54)に流すように構成されている。円柱72は、第2の逆止弁73の弁座を構成している。筒状弁体71は、円柱72の外周面を覆う円筒状に形成されている。
吐出通路74は、ポンプ室34と吐出パイプ61の流体吐出口62aとを連通する通路である。この実施の形態による吐出通路74は、ポンプ室34に一端が開口する第2の溝49と、ダイヤフラムホルダー21の凹部39内の空間と、上流側空間50と、第1および第2の貫通孔51,52と、入力側空間53と、カバー37の凹部64内の空間と、吐出パイプ61の中の出口通路62などによって構成されている。この吐出通路74には、上述した第1の逆止弁48と第2の逆止弁73とが設けられており、ポンプ室34から出口通路62に向けて空気が流れる。上述した圧力センサ5は、吐出通路74とカフAとの間の空気通路Bの圧力を検出する。
差圧弁81は、弁体82と、第1の排出通路63が開口する弁座85とによって構成されており、弁体82が入力側空間53と出力側空間54との圧力差で移動することにより、第1の排出通路63を開閉する。弁体82は、入力側空間53の圧力が出力側空間54の圧力以下である場合は図2に示すようにダイヤフラムハウジング35に接触するように構成されている。
この実施の形態においては、この差圧弁81と、上述した第1および第2の逆止弁48,73とによって、このダイヤフラムポンプ11の吐出弁91が構成されている。吐出弁91は、ポンプ室34の容積が減少する行程で空気がポンプ室34から流体吐出口62aに向けて流れるように吐出通路74を開閉する。
隔壁36の第3の貫通孔84に挿入された柱状突起83は、第3の貫通孔84の孔壁面とは微小な隙間を隔てて離間するように形成されている。このため、入力側空間53は、柱状突起83と第3の貫通孔84との間の微小な隙間と、カバー37の第3の排出通路66とを介して大気中に開放されている。
このように構成されたダイヤフラムポンプ11において、ダイヤフラム31のポンプ部32が拡張してポンプ室34の容積が増える場合は、吸入弁41が開いて大気が吸入通路44を通ってポンプ室34に吸い込まれる。
一方、ダイヤフラム31のポンプ部32が収縮してポンプ室34の容積が減少する場合は、ポンプ室34内の空気が第2の溝49と、第1の逆止弁48と、凹部39と、上流側空間50と、第1および第2の貫通孔51,52とを通って入力側空間53に送られる。すなわち、ポンプ室34の容積が減少することによって入力側空間53が加圧され、入力側空間53と出力側空間54とに圧力差が生じる。この圧力差が所定の値を上回ることにより差圧弁81が動作する。ここで、差圧弁81の動作を図3および図4を参照して詳細に説明する。
図3に示すように、入力側空間53の圧力Pinが出力側空間54の圧力Poutより所定の圧力差をもって高くなると、差圧弁81の弁体82が弁座85に着座して第1の排出通路63を閉じる。そして、図3中に矢印で示すように、第2の逆止弁73を通過した空気の大部分が流体吐出口62aから吐出されるとともに、第2の逆止弁73を通過した空気の一部が第2の排出口65aから大気中に排出される。吐出パイプ61に空気用ホースが接続されている場合は、流体吐出口62aから吐出された空気が空気用ホース(空気通路B)を通ってカフAに送られる。なお、このときには、入力側空間53内の空気の一部が第3の貫通孔84と第3の排出通路66を通って大気中に排出される。
ポンプ駆動用モータ2の回転数は、制御装置3のポンプ制御部6によって制御される。このダイヤフラムポンプ11の吐出圧力は、図5に示すように、ポンプ駆動用モータ2の回転数と対応して変化する。
Claims (2)
- カップ状のポンプ部を有するダイヤフラムと、
前記ポンプ部が壁の一部となるように形成されたポンプ室と、
前記ポンプ部の底に接続され、回転を往復運動に変換して前記ポンプ室の容積を増減させる駆動装置と、
前記駆動装置に回転力を加えるモータと、
前記モータの動作を制御する制御装置と、
一端が前記ポンプ室に接続されかつ他端がポンプ外側の流体入口に接続された吸入通路と、
前記ポンプ室の容積が増える行程で流体が前記流体入口から前記ポンプ室に向けて流れるように前記吸入通路を開閉する吸入弁と、
一端が前記ポンプ室に接続されかつ他端がポンプ外側の流体吐出口に接続された吐出通路と、
前記ポンプ室の容積が減少する行程で流体が前記ポンプ室から前記流体吐出口に向けて流れるように前記吐出通路を開閉する吐出弁と、
前記吐出弁の流体出口と前記流体吐出口との間の前記吐出通路に一端が接続されかつ他端がポンプ外側の第1の排出口に接続された第1の排出通路と、
前記吐出通路における前記吐出弁の前記流体出口より上流側の圧力が前記第1の排出通路の圧力より高い場合に前記第1の排出通路を閉じ、かつ前記吐出通路における前記吐出弁の前記流体出口より上流側の圧力が前記第1の排出通路の圧力以下である場合に前記第1の排出通路を開く差圧弁とを備え、
前記制御装置は、前記モータの回転数を制御することによって前記流体吐出口から吐出される流体の圧力を調整するように構成されていることを特徴とする圧力調整装置。 - 請求項1記載の圧力調整装置において、
さらに、
前記吐出弁の前記流体出口と前記流体吐出口との間の前記吐出通路に一端が接続されかつ他端がポンプ外側の第2の排出口に接続された第2の排出通路を備えていることを特徴とする圧力調整装置。
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