JP3669245B2

JP3669245B2 - PRESSURE DEVICE, MASSAGE MACHINE WITH COMPRESSION DEVICE, AND Sphygmomanometer with COMPRESSION DEVICE

Info

Publication number: JP3669245B2
Application number: JP2000087731A
Authority: JP
Inventors: 茂堂埜
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2000-03-28
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2020-03-28
Also published as: JP2001269375A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧迫装置及び圧迫装置を備えたマッサージ機及び圧迫装置を備えた血圧計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から特開平２−２６５７５２号公報が知られている。この特開平２−２６５７５２号公報に示された装置は、図１５に示すようにダイヤフラム型変位素子３０に形状記憶合金を用い、形状記憶合金間に介在した加熱装置３１により形状記憶合金を加熱し、弓形の運動を起こすことで、インク３２を圧縮するようにしている。
【０００３】
上記の従来例にあっては、ダイヤフラム型変位素子に形状記憶合金を用いているので、変位量（＜５％）、動作速度（数Ｈｚ）に限界があり、高速、高変位機器への対応が不可能であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高速、高変位の圧迫装置及び圧迫装置を備えたマッサージ機を提供することを主たる課題とし、また、電極の兼用によるアクチュエータ間の絶縁部が不要となり、また、圧迫力を向上でき、また、圧迫むらを防止でき、更に、被圧迫部をより均一に圧迫できると共にコストダウンをはかることができる圧迫装置及び圧迫装置を備えたマッサージ機及び圧迫装置を備えた血圧計を提供することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る圧迫装置は、シート状の絶縁伸縮材料からなる伸縮部１の両面に導電性伸縮材料からなる電極２を設けたアクチュエータ４と、前記電極２に電圧を印加するための電圧印可部３と、前記アクチュエータ４の電圧印可時における伸縮動作を規制するための外周規制部５と、前記アクチュエータ４の末端を固定するための固定設置部６を備える圧迫装置であって、前記外周規制部５の略中央部に被圧迫部７を設置し、該アクチュエータ４を弓状に変形させ、被圧迫部７を圧迫することを特徴とするものである。このような構成とすることで、アクチュエータ４の両面の電極２に電圧を印加することで外周規制部５で規制した状態でアクチュエータ４を伸縮させて高速・高変位で被圧迫部７を圧迫するものである。
【０００６】
また、伸縮部１と電極２が交互に複数層形成され、且つ、電極２極性が交互に反転するように電極２が電圧印可部３に接続してあることが好ましい。このような構成とすることで、電極２の兼用によるアクチュエータ４間の絶縁が不要となり、又、アクチュエータ４により発生する圧迫力が向上するものである。
【０００７】
また、固定設置部６がアクチュエータ４端部全域に設置してあることが好ましい。このような構成とすることで、アクチュエータ４が端部側に変位することがなくて、被圧迫部７側に効果的に変位させることができることになる。
【０００８】
また、アクチュエータ４が外周規制部５の軸方向に設置され、且つ、該アクチュエータ４が外周規制部５の円周方向全体にわたり形成してあることが好ましい。このような構成とすることで、被圧迫部７を全周圧迫により圧迫むらなく圧迫できることになる。
【０００９】
また、アクチュエータ４が外周規制部５内側面全周に配置され、アクチュエータ４と外周規制部５を固定するための固定設置部６がアクチュエータ４内側に少なくとも２つ以上設置してあることが好ましい。このような構成とすることで、被圧迫部７をより均一に圧迫することができ、また、アクチュエータ４材料を一体化して構成を簡略化できることになる。
【００１０】
また、アクチュエータ４が外周規制部５内側軸方向全域に配置され、アクチュエータ４と外周規制部５を固定するための固定設置部６が軸方向に且つアクチュエータ４内側に少なくとも２つ以上設置してあることが好ましい。このような構成とすることで、被圧迫部７をより均一に圧迫することができ、また、アクチュエータ４材料を一体化して構成を簡略化できることになる。
【００１１】
また、本発明の圧迫装置を備えたマッサージ機は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の圧迫装置８を具備して成ることを特徴とするものである。このような構成とすることで、多自由度で、高速・高変位の圧迫ができる圧迫装置８により多自由度マッサージができるマッサージ機を提供できるものである。
【００１２】
また、圧迫装置を備えた血圧計は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の圧迫装置８を具備して成ることを特徴とするものである。このような構成とすることで、多自由度で、高速・高変位の圧迫ができる圧迫装置８により効果的な圧迫ができる血圧計を提供できるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１４】
アクチュエータ４を外周規制部５に沿わせ、アクチュエータ４の末端を外周規制部５に固定設置部６において固定して圧迫装置８を構成してある。図１において、外周規制部５は布等の伸縮しないが変形性を備えたシート状物を略筒状に丸めて両端部を着脱自在に結合したもの、あるいは筒状または断面略Ｃ字状をした割り筒状または略コ字状等をした剛性を有するもであり、この外周規制部５の内面側に周方向に複数のアクチュエータ４が配置してあって、複数のアクチュエータ４の両末端をそれぞれ固定設置部６により外周規制部５に固定してある。
【００１５】
アクチュエータ４は、シート状の絶縁伸縮材料からなる伸縮部１と、該伸縮部１の両面に導電性伸縮材料からなる電極２とを有し、電極２にリード線１０を介して電圧印可部３を接続することで構成してあり、電圧印可部３から電極２に電圧を印加することでシート状の絶縁伸縮材料からなる伸縮部１が図２（ａ）、図２（ｂ）のように弓状に伸縮するようになっている。
【００１６】
伸縮部１を構成するシート状の絶縁伸縮材料はアクリルエラストマー、シリコン等の柔軟性を有し、且つ誘電率の高い（１．０Ｆ／ｍ）材料である。また、電極２は上記材料の液状状態のものにカーボンブラック、貴金属フィラー等を混入して電気導電性を確保したものを用いる。電極２にリード線１０を接合するには図３に示すように、電極２の末端に銅等をメッキし、このメッキ面１１にリード線１０をハンダ付けするものである。
【００１７】
また、外周規制部５としては筒状または断面略Ｃ字状をした割り筒状または略コ字状をした絶縁性の剛体の場合アクリル、エンプラ等により形成してあるが、これにのみ限定されず、布等のシート状物の場合には略筒状に丸めて被圧迫部７に巻き付けたものであってもよい。
【００１８】
固定設置部６はアクリル、エンプラ等の絶縁性の剛体により形成してあり、例えば図４のように、外周規制部５との結合はねじ締め、圧入等により行うものである。
【００１９】
しかして、外周規制部５の略中央部に被圧迫部７を設置し、該アクチュエータ４を弓状に変形させ、被圧迫部７を圧迫するものである。この場合、アクチュエータ４の両面の電極２に電圧を印加することでアクチュエータ４を伸縮できるので、高速・高変位の圧迫動ができるものである。
【００２０】
ここで、シート状の絶縁伸縮材料からなる伸縮部１の両面の電極２に電圧印可部３から電圧を印加することで伸縮部１が伸縮するメカニズムにつき説明する。シート状の絶縁伸縮材料の両側に電圧をかけると誘電分極が生じてシート状の絶縁伸縮材料に電歪が生じて伸縮するという現象が生じるものであり、本発明のアクチュエータ４はこの現象を利用して伸縮部１を伸縮させるようにしている。
【００２１】
図５（ａ）に示すようなシリコン等のポリマー製のシート状の絶縁伸縮材料よりなる伸縮部１の両面に導電性伸縮材料からなる柔軟な電極２を設けたアクチュエータ４の厚みをｔとし、電圧印可部３から電極２に印加する電圧をＶとした場合における図５（ｂ）においてＰで示す発生応力（等方）、Δｚで示す電解方向歪み（収縮）、Δｘで示す電解と垂直方向の歪み（延伸）は以下の式で求められる。なお、下式において、ｅ₀・ｅ_r：ポリマーの誘電率（Ｆ／ｍ），Ｅ：電極間の電解（Ｖ／ｍ），Ｙ：ポリマーのヤング率（Ｐａ）である。
・発生応力（等方）
Ｐ＝ｅ₀・ε_r・Ｅ²＝ε₀・ε_r・Ｖ²／ｔ²（ｐａ）
・電解方向歪み（収縮）
Δｚ＝ε₀・ε_r・Ｅ²／Ｙ＝ε₀・ε_r・Ｖ²／Ｙ・ｔ²（％）
・電解と垂直方向の歪み（延伸）
Δｘ＝０．５・ε₀・ε_r・Ｅ²／Ｙ＝０．５ε₀・ε_r・Ｖ²／Ｙ・ｔ²（％）
図６には本発明の圧迫装置８の他の実施形態が示してある。本実施形態においては、外周規制部５内に外周規制部５の軸方向に沿って複数のアクチュエータ４を配置し、各アクチュエータ４の両末端をそれぞれ固定設置部６により外周規制部５に固定してある。この実施形態においては外周規制部５内に軸方向に被圧迫部７を配置してアクチュエータ４により被圧迫部７を圧迫する際、軸方向における圧迫箇所が増えることになる。もちろん、本実施形態において、外周規制部５内の周方向にも複数のアクチュエータ４を取り付けるようにしてもよいものである。この場合には軸方向の複数箇所、周方向の複数箇所で被圧迫部７を圧迫することができるものである。
【００２２】
図７には本発明の圧迫装置８に用いるアクチュエータ４の他の実施形態が示してある。本実施形態においては、前記アクチュエータ４において、前記伸縮部１と前記電極２とが交互に複数層形成してあり、しかも、電極２極性が交互に反転するように電極２が電圧印可部３に接続してある。本実施形態のように伸縮部１と電極２を交互に複数層形成し、且つ、電極２極性が交互に反転するように電極２を電圧印可部３に接続した構成のアクチュエータ４を用いることで、電極２の兼用によるアクチュエータ４間の絶縁が不要となり、又、アクチュエータ４により発生する被圧迫部７を圧迫する圧迫力が向上するものである。
【００２３】
次に、図８に基づいて本発明の更に他の実施形態につき説明する。本実施形態においては、図８（ａ）に示すように、アクチュエータ４の端部全域に固定設置部６を設けてアクチュエータ４の端部全域を固定設置部６により外周規制部５に固定するようにしてある。このようにアクチュエータ４端部全域に固定設置部６を設けることで、固定設置部６により固定されるアクチュエータ４の端部全域が変位せず、このため、図８（ｂ）に示すように、伸縮による変位がすべてアクチュエータ４の端部全域に囲まれた中央部に効果的に集中して、圧迫力を向上させることができるものである。
【００２４】
ここで、図９（ａ）に示すように、アクチュエータ４の両端部の全域に固定設置部６を設けてアクチュエータ４の両端部全域を固定設置部６により外周規制部５に固定するようにしてもよい。このようにアクチュエータ４の両端部全域に固定設置部６を設けることで、固定設置部６により固定されるアクチュエータ４の両端部全域が変位せず、このため、伸縮による変位がすべてアクチュエータ４の両端部間の中央部分に効果的に集中して、図９（ｂ）のように変形して圧迫力を向上させることができるものである。
【００２５】
上記図８や図９に示す実施形態においては外周規制部５へのアクチュエータ４の固定設置部６による固定はかしめによる固定よりもアクチュエータ４の端縁部に沿って縁板を当ててねじ締めなどにより固定するのがよい。
【００２６】
次に、図１０に基づいて本発明の更に他の実施形態につき説明する。本実施形態においては、図１０に示すように、アクチュエータ４を外周規制部５の軸方向に設置すると共に該アクチュエータ４を外周規制部５の円周方向全体にわたり形成してある。本実施形態においては、アクチュエータ４が略筒状をしていて軸方向の両末端の全周部を外周規制部５の内周部の軸方向の両端部の円周方向全体にわたり固定設置部６により固定してある。このように、アクチュエータ４を外周規制部５の軸方向に設置すると共に該アクチュエータ４を外周規制部５の円周方向全体にわたり形成することで、外周規制部５の略中央部に被圧迫部７を設置し、電極２に電圧を印加してアクチュエータ４を変形させ、被圧迫部７を全周圧迫により圧迫むらなく圧迫できるものである。
【００２７】
次に、図１１に基づいて本発明の更に他の実施形態につき説明する。本実施形態においては、図１１に示すように、一つのアクチュエータ４を外周規制部５の内側面全周に配置してあり、アクチュエータ４を外周規制部５の周方向の複数箇所で固定設置部６により少なくとも２つ以上で固定してある。しかして、本実施形態においては、外周規制部５の略中央部に被圧迫部７を設置し、電極２に電圧を印加してアクチュエータ４を変形させると、周方向において複数箇所で固定設置部６により固定されることで周方向に複数に分割されたアクチュエータ４の周方向に分割された部分が、被圧迫部７を全周圧迫により圧迫むらなく圧迫することになる。また、アクチュエータ４材料を一体化して構成を簡略化できるものである。
【００２８】
次に、図１２に基づいて本発明の更に他の実施形態につき説明する。本実施形態においては、一つのアクチュエータ４を外周規制部５の内側の軸方向全域に配置し、アクチュエータ４を外周規制部５の軸方向の少なくとも２箇所以上で固定設置部６により周方向の全周にわたって固定してある。この実施形態においては外周規制部５内に軸方向に被圧迫部７を配置してアクチュエータ４により被圧迫部７を圧迫する際、軸方向における圧迫箇所が増え、被圧迫部７のより均一な圧迫が可能となる。
【００２９】
上記した各実施形態に示すアクチュエータ４を用いた本発明の圧迫装置は、モータで得ることができない小型・無音・高出力の圧迫装置として、種々のヒューマンメカトロニクスに応用することができるものである。例えば、マッサージ機、介護機器等人間に直接働きかける動作機構に適用し、小型・軽量化に貢献することができるものである。例えば、マッサージ機、血圧計、介護機器等人間に直接働きかける動作機構に適用し、小型・軽量化に貢献することができるものである。
【００３０】
図１３には本発明の圧迫装置８を備えたマッサージ機１５の例が示してある。図１３において外周規制部５で脚（例えばふくらはぎ）や腕等の人体の被治療部である被圧迫部７を囲んで被圧迫部７を外周規制部５内に位置させ、この状態でアクチュエータ４の両面の電極２に電圧を印加しアクチュエータ４を弓状に変形させて被治療部である被圧迫部７を圧迫してマッサージをおこなうものである。
【００３１】
図１４には本発明の圧迫装置８を備えた血圧計１６の例が示してある。図１４において外周規制部５で指や腕等の被圧迫部７を囲んで被圧迫部７を外周規制部５内に位置させ、この状態でアクチュエータ４の両面の電極２に電圧を印加しアクチュエータ４を弓状に変形させて被治療部である被圧迫部７を圧迫して、このようにアクチュエータ４をカフ帯として利用することで血圧を測定するものである。これにより、小型で性能のよい血圧計１６を提供することができる。
【００３２】
また、本発明の圧迫装置８は小型の止血装置として用いることもできるものである。
【００３３】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１記載の発明にあっては、シート状の絶縁伸縮材料からなる伸縮部の両面に導電性伸縮材料からなる電極とを設けたアクチュエータと、前記電極に電圧を印加するための電圧印可部と、前記アクチュエータの電圧印可時における伸縮動作を規制するための外周規制部と、前記アクチュエータの末端を固定するための固定設置部を備える圧迫装置であって、前記外周規制部の略中央部に被圧迫部を設置し、該アクチュエータを弓状に変形させ、被圧迫部を圧迫するので、アクチュエータの両面の電極に電圧を印加することで外周規制部で規制した状態でアクチュエータを伸縮させて高速・高変位で被圧迫部を圧迫できるものである。
【００３４】
また、請求項２記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、伸縮部と電極が交互に複数層形成され、且つ、電極極性が交互に反転するように電極が電圧印可部に接続してあるので、電極の兼用によりアクチュエータ間の絶縁が不要となって構成が簡略化でき、又、アクチュエータにより発生する圧迫力を向上させることができるものである。
【００３５】
また、請求項３記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、固定設置部がアクチュエータ端部全域に設置してあるので、アクチュエータが端部側に変位することがなくて、被圧迫部側に効果的に変位させることができるものである。
【００３６】
また、請求項４記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、アクチュエータが外周規制部の軸方向に設置され、且つ、該アクチュエータが外周規制部の円周方向全体にわたり形成してあるので、被圧迫部を全周圧迫により圧迫むらなく圧迫すうことができて、圧迫むらを無くすことができるものである。
【００３７】
また、請求項５記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、アクチュエータが外周規制部内側面全周に配置され、アクチュエータと外周規制部を固定するための固定設置部がアクチュエータ内側に少なくとも２つ以上設置してあるので、被圧迫部をより均一に圧迫することができるものであり、また、アクチュエータ材料を一体化して構成を簡略化できるものである。
【００３８】
また、請求項６記載の発明にあっては、上記請求項４記載の発明の効果に加えて、アクチュエータが外周規制部内側軸方向全域に配置され、アクチュエータと外周規制部を固定するための固定設置部が軸方向に且つアクチュエータ内側に少なくとも２つ以上設置してあるので、被圧迫部をより均一に圧迫することができるものであり、また、アクチュエータ材料を一体化して構成を簡略化することができるものである。
【００３９】
また、請求項７記載の圧迫装置を備えたマッサージ機にあっては、上記請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の圧迫装置を具備しているので、多自由度で、高速・高変位の圧迫ができる圧迫装置により多自由度で効果的なマッサージができるマッサージ機を提供できるものである。
【００４０】
また、請求項８記載の圧迫装置を備えた血圧計にあっては、上記請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の圧迫装置を具備しているので、多自由度で、高速・高変位の圧迫ができる圧迫装置により効果的な圧迫ができる血圧計を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧迫装置の一実施形態の概略斜視図である。
【図２】（ａ）は同上のアクチュエータの概略構成図であり、（ｂ）はアクチュエータを伸ばした状態の概略構成図である。
【図３】同上のアクチュエータの電極にリード線を接続する部分の断面図である。
【図４】同上のアクチュエータを固定設置部により外周規制部に固定している部分の断面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は同上のアクチュエータの動作原理を説明するための動作原理説明図である。
【図６】本発明の他の実施形態の一部破断した斜視図である。
【図７】本発明に用いるアクチュエータの他の実施形態を示す概略構成図である。
【図８】同上のアクチュエータの更に他の実施形態を示し、（ａ）はアクチュエータの変形前を示す説明図であり、（ｂ）は変形して圧迫する状態の説明図である。
【図９】同上のアクチュエータの更に他の実施形態を示し、（ａ）はアクチュエータの変形前を示す説明図であり、（ｂ）は変形して圧迫する状態の説明図である。
【図１０】本発明の圧迫装置の更に他の実施例を示し、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正面断面図である。
【図１１】同上の圧迫装置の更に他の実施形態を示す断面図である。
【図１２】同上の圧迫装置の更に他の実施形態の一部破断した斜視図である。
【図１３】本発明の圧迫装置を用いたマッサージ機の概略説明図である。
【図１４】本発明の圧迫装置を用いた血圧計の概略説明図である。
【図１５】従来例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１伸縮部
２電極
３電圧印可部
４アクチュエータ
５外周規制部
６固定設置部
７被圧迫部
８圧迫装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a compression device, a massage machine including the compression device, and a sphygmomanometer including the compression device.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Laid-Open No. 2-265552 has been known. In the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-265552, a shape memory alloy is used for the diaphragm type displacement element 30 as shown in FIG. 15, and the shape memory alloy is heated by a heating device 31 interposed between the shape memory alloys. The ink 32 is compressed by causing an arcuate motion.
[0003]
In the above conventional example, since a shape memory alloy is used for the diaphragm type displacement element, there is a limit to the amount of displacement (<5%) and the operation speed (several Hz), and it can be used for high speed and high displacement devices. Was impossible.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above points, and has as its main object to provide a high-speed, high-displacement compression device and a massage machine equipped with the compression device. And a massage machine equipped with a compression device and a compression device capable of improving the compression force, preventing uneven compression, further compressing the pressed portion more uniformly and reducing the cost, and An object of the present invention is to provide a sphygmomanometer equipped with a compression device.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a compression device according to the present invention includes an actuator 4 provided with electrodes 2 made of a conductive stretch material on both surfaces of a stretchable portion 1 made of a sheet-like insulating stretch material, and a voltage applied to the electrode 2. A compression device comprising a voltage applying part 3 for applying, an outer periphery restricting part 5 for restricting an expansion / contraction operation at the time of voltage application of the actuator 4, and a fixing installation part 6 for fixing the end of the actuator 4. Then, the pressed portion 7 is installed at a substantially central portion of the outer periphery regulating portion 5, the actuator 4 is deformed into a bow shape, and the pressed portion 7 is pressed. With such a configuration, by applying a voltage to the electrodes 2 on both surfaces of the actuator 4, the actuator 4 is expanded and contracted in a state regulated by the outer circumference regulating unit 5, and the compressed portion 7 is compressed at high speed and high displacement. Is.
[0006]
Moreover, it is preferable that the expansion / contraction part 1 and the electrode 2 are alternately formed in a plurality of layers, and the electrode 2 is connected to the voltage application part 3 so that the polarity of the electrode 2 is alternately reversed. By adopting such a configuration, the insulation between the actuators 4 that are also used as the electrodes 2 becomes unnecessary, and the compression force generated by the actuators 4 is improved.
[0007]
Moreover, it is preferable that the fixed installation part 6 is installed in the entire end part of the actuator 4. By adopting such a configuration, the actuator 4 can be effectively displaced toward the pressed portion 7 side without being displaced toward the end portion side.
[0008]
In addition, it is preferable that the actuator 4 is installed in the axial direction of the outer periphery restricting portion 5 and the actuator 4 is formed over the entire circumferential direction of the outer periphery restricting portion 5. By setting it as such a structure, the to-be-compressed part 7 can be compressed by the perimeter compression evenly.
[0009]
In addition, it is preferable that the actuator 4 is disposed on the entire inner surface of the outer periphery restricting portion 5, and at least two fixed installation portions 6 for fixing the actuator 4 and the outer periphery restricting portion 5 are disposed inside the actuator 4. By setting it as such a structure, the to-be-pressed part 7 can be compressed more uniformly, and actuator 4 material can be integrated and a structure can be simplified.
[0010]
In addition, the actuator 4 is disposed in the entire area in the axial direction inside the outer periphery restricting portion 5, and at least two fixed installation portions 6 for fixing the actuator 4 and the outer periphery restricting portion 5 are disposed in the axial direction and inside the actuator 4. It is preferable. By setting it as such a structure, the to-be-pressed part 7 can be compressed more uniformly, and actuator 4 material can be integrated and a structure can be simplified.
[0011]
Moreover, the massage machine provided with the compression apparatus of this invention comprises the compression apparatus 8 in any one of Claim 1 thru | or 6. It is characterized by the above-mentioned. With such a configuration, it is possible to provide a massage machine capable of performing multi-degree-of-freedom massage with the compression device 8 capable of high-speed and high-displacement compression with multiple degrees of freedom.
[0012]
A sphygmomanometer including the compression device includes the compression device 8 according to any one of claims 1 to 6. With such a configuration, it is possible to provide a sphygmomanometer capable of effective compression with the compression device 8 capable of high-speed and high-displacement compression with multiple degrees of freedom.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings.
[0014]
The compression device 8 is configured by moving the actuator 4 along the outer periphery restricting portion 5 and fixing the end of the actuator 4 to the outer periphery restricting portion 5 at the fixed installation portion 6. In FIG. 1, the outer periphery restricting portion 5 is formed by rolling a sheet-like material that does not expand or contract but is deformed into a substantially cylindrical shape, and has both ends detachably coupled, or a cylindrical shape or a substantially C-shaped cross section. A plurality of actuators 4 are arranged in the circumferential direction on the inner surface side of the outer periphery regulating portion 5, and both ends of the plurality of actuators 4 are connected to each other. Each is fixed to the outer periphery restricting portion 5 by a fixed installation portion 6.
[0015]
The actuator 4 has a stretchable portion 1 made of a sheet-like insulating stretchable material, and electrodes 2 made of a conductive stretchable material on both surfaces of the stretchable portion 1, and a voltage applying portion 3 is connected to the electrode 2 via a lead wire 10. The stretchable portion 1 made of a sheet-like insulating stretchable material by applying a voltage from the voltage applying portion 3 to the electrode 2 as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). It is designed to expand and contract in a bow shape.
[0016]
The sheet-like insulating stretchable material constituting the stretchable portion 1 is a material having flexibility (such as acrylic elastomer and silicon) and a high dielectric constant (1.0 F / m). In addition, the electrode 2 is a liquid in which the above material is mixed with carbon black, a noble metal filler or the like to ensure electrical conductivity. In order to join the lead wire 10 to the electrode 2, as shown in FIG. 3, copper or the like is plated on the end of the electrode 2, and the lead wire 10 is soldered to the plated surface 11.
[0017]
In the case of an insulating rigid body having a cylindrical shape, a split cylindrical shape having a substantially C-shaped cross section, or a substantially U-shaped shape, the outer periphery restricting portion 5 is formed of acrylic, engineering plastic, or the like, but is not limited thereto. Alternatively, in the case of a sheet-like material such as cloth, it may be rolled into a substantially cylindrical shape and wound around the pressed portion 7.
[0018]
The fixed installation portion 6 is formed of an insulating rigid body such as acrylic or engineering plastic. For example, as shown in FIG. 4, the connection with the outer periphery regulating portion 5 is performed by screwing, press fitting, or the like.
[0019]
Thus, the pressed portion 7 is installed at a substantially central portion of the outer periphery regulating portion 5, the actuator 4 is deformed into a bow shape, and the pressed portion 7 is pressed. In this case, since the actuator 4 can be expanded and contracted by applying a voltage to the electrodes 2 on both surfaces of the actuator 4, high-speed and high-displacement compression can be performed.
[0020]
Here, a mechanism in which the expansion / contraction part 1 expands / contracts when a voltage is applied from the voltage application part 3 to the electrodes 2 on both surfaces of the expansion / contraction part 1 made of a sheet-like insulating expansion / contraction material will be described. When a voltage is applied to both sides of the sheet-like insulating stretchable material, dielectric polarization occurs, and a phenomenon occurs in which the sheet-like insulating stretchable material expands and contracts due to electrostriction. The actuator 4 of the present invention utilizes this phenomenon. Thus, the expansion / contraction part 1 is expanded and contracted.
[0021]
The thickness of the actuator 4 provided with flexible electrodes 2 made of a conductive stretch material on both surfaces of a stretchable portion 1 made of a sheet-like insulating stretch material made of a polymer such as silicon as shown in FIG. When the voltage applied to the electrode 2 from the voltage applying portion 3 is V, the generated stress (isotropic) indicated by P in FIG. 5B, the electrolytic direction strain (shrinkage) indicated by Δz, and the direction perpendicular to the electrolysis indicated by Δx The strain (stretching) is determined by the following formula. In the following equation, e ₀ · _er : dielectric constant (F / m) of polymer, E: electrolysis between electrodes (V / m), Y: Young's modulus (Pa) of polymer.
・ Generating stress (isotropic)
P = e ₀ · ε _r · E ² = ε ₀ · ε _r · V ² / t ² (pa)
・ Electrolytic strain (shrinkage)
Δz = ε ₀ · ε _r · E ² / Y = ε ₀ · ε _r · V ² / Y · t ² (%)
・ Electrolysis and vertical strain (stretching)
Δx = 0.5 · ε ₀ · ε _r · E ² /Y=0.5ε ₀ · ε _r · V ² / Y · t ² (%)
FIG. 6 shows another embodiment of the compression device 8 of the present invention. In the present embodiment, a plurality of actuators 4 are arranged in the outer periphery restricting portion 5 along the axial direction of the outer periphery restricting portion 5, and both ends of each actuator 4 are fixed to the outer periphery restricting portion 5 by the fixed installation portions 6. It is. In this embodiment, when the compressed portion 7 is arranged in the axial direction inside the outer periphery regulating portion 5 and the compressed portion 7 is compressed by the actuator 4, the number of compressed portions in the axial direction increases. Of course, in the present embodiment, a plurality of actuators 4 may be attached also in the circumferential direction in the outer periphery regulating portion 5. In this case, the pressed portion 7 can be compressed at a plurality of locations in the axial direction and at a plurality of locations in the circumferential direction.
[0022]
FIG. 7 shows another embodiment of the actuator 4 used in the compression device 8 of the present invention. In the present embodiment, in the actuator 4, the stretchable part 1 and the electrode 2 are alternately formed in a plurality of layers, and the electrode 2 is connected to the voltage applying part 3 so that the polarity of the electrode 2 is alternately reversed. Connected. By using the actuator 4 having a configuration in which a plurality of layers of the stretchable portions 1 and the electrodes 2 are alternately formed as in the present embodiment, and the electrodes 2 are connected to the voltage applying portions 3 so that the polarities of the electrodes 2 are alternately reversed. Insulation between the actuators 4 by using the electrodes 2 is not necessary, and the compression force generated by the actuators 4 to compress the pressed portion 7 is improved.
[0023]
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, as shown in FIG. 8A, the fixed installation portion 6 is provided over the entire end portion of the actuator 4, and the entire end portion of the actuator 4 is fixed to the outer periphery regulating portion 5 by the fixed installation portion 6. It is. By providing the fixed installation portion 6 over the entire end portion of the actuator 4 in this way, the entire end portion of the actuator 4 fixed by the fixed installation portion 6 is not displaced, and as shown in FIG. All the displacement due to the expansion and contraction is effectively concentrated on the central portion surrounded by the entire end portion of the actuator 4 and the compression force can be improved.
[0024]
Here, as shown in FIG. 9 (a), fixed installation portions 6 are provided in the entire area of both ends of the actuator 4, and the entire areas of both ends of the actuator 4 are fixed to the outer periphery regulating section 5 by the fixed installation section 6. Also good. Thus, by providing the fixed installation portions 6 over the entire area of both ends of the actuator 4, the entire areas of both ends of the actuator 4 fixed by the fixed installation section 6 are not displaced. It is possible to effectively concentrate on the central part between the parts and deform as shown in FIG. 9B to improve the compression force.
[0025]
In the embodiment shown in FIG. 8 and FIG. 9, the fixing of the actuator 4 to the outer periphery regulating portion 5 is fixed by caulking with an edge plate along the edge of the actuator 4 rather than by fixing by caulking. It is better to fix by.
[0026]
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the actuator 4 is installed in the axial direction of the outer periphery restricting portion 5, and the actuator 4 is formed over the entire circumferential direction of the outer periphery restricting portion 5. In the present embodiment, the actuator 4 has a substantially cylindrical shape, and the entire circumferential portion at both ends in the axial direction is fixed over the entire circumferential direction at both axial ends of the inner circumferential portion of the outer periphery regulating portion 5. It is fixed by. In this manner, the actuator 4 is installed in the axial direction of the outer periphery restricting portion 5, and the actuator 4 is formed over the entire circumferential direction of the outer periphery restricting portion 5, so that the compressed portion 7 is formed at a substantially central portion of the outer periphery restricting portion 5. The actuator 4 is deformed by applying a voltage to the electrode 2 so that the pressed portion 7 can be compressed evenly by the entire circumference compression.
[0027]
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 11, one actuator 4 is arranged on the entire inner surface of the outer periphery restricting portion 5, and the actuator 4 is fixedly installed at a plurality of locations in the circumferential direction of the outer periphery restricting portion 5. 6 is fixed by at least two or more. Therefore, in this embodiment, when the pressed portion 7 is installed at the substantially central portion of the outer periphery regulating portion 5 and a voltage is applied to the electrode 2 to deform the actuator 4, the fixed installation portion is fixed at a plurality of locations in the circumferential direction. The portion divided in the circumferential direction of the actuator 4 divided into a plurality of portions in the circumferential direction by being fixed by 6 presses the compressed portion 7 evenly by the entire circumferential compression. Further, the actuator 4 material can be integrated to simplify the configuration.
[0028]
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, one actuator 4 is disposed in the entire axial direction inside the outer periphery restricting portion 5, and the actuator 4 is disposed in the entire circumferential direction by the fixed installation portions 6 at at least two locations in the axial direction of the outer periphery restricting portion 5. It is fixed over the circumference. In this embodiment, when the compressed portion 7 is arranged in the axial direction in the outer periphery regulating portion 5 and the compressed portion 7 is compressed by the actuator 4, the number of compressed portions in the axial direction increases, and the compressed portion 7 is more uniform. Compression is possible.
[0029]
The compression device of the present invention using the actuator 4 shown in each of the above-described embodiments can be applied to various human mechatronics as a compact, silent, and high-output compression device that cannot be obtained by a motor. For example, it can be applied to an operating mechanism that directly works on humans, such as a massage machine and a care device, and can contribute to reduction in size and weight. For example, it can be applied to an operation mechanism that directly works on humans such as a massage machine, a blood pressure monitor, and a care device, and can contribute to reduction in size and weight.
[0030]
FIG. 13 shows an example of a massage machine 15 provided with the compression device 8 of the present invention. In FIG. 13, the outer periphery restricting portion 5 surrounds the pressed portion 7 that is a treatment portion of a human body such as a leg (for example, a calf) or an arm, and the pressed portion 7 is positioned in the outer periphery restricting portion 5. A voltage is applied to the electrodes 2 on both sides of the actuator 2 to deform the actuator 4 in a bow shape to compress the pressed portion 7 that is the treatment target portion and perform massage.
[0031]
FIG. 14 shows an example of a sphygmomanometer 16 provided with the compression device 8 of the present invention. In FIG. 14, the outer periphery restricting portion 5 surrounds the pressed portion 7 such as a finger or an arm, and the pressed portion 7 is positioned in the outer periphery restricting portion 5. In this state, a voltage is applied to the electrodes 2 on both surfaces of the actuator 4. The blood pressure is measured by deforming 4 into an arcuate shape and compressing the pressed portion 7 that is the treatment target, and thus using the actuator 4 as a cuff belt. Thereby, the sphygmomanometer 16 having a small size and good performance can be provided.
[0032]
The compression device 8 of the present invention can also be used as a small hemostatic device.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, in the first aspect of the present invention, an actuator provided with electrodes made of a conductive stretch material on both surfaces of a stretchable portion made of a sheet-like insulating stretchable material, and a voltage applied to the electrode. A pressure device comprising: a voltage applying part for applying; an outer periphery restricting part for restricting an expansion and contraction operation of the actuator during voltage application; and a fixing installation part for fixing a terminal end of the actuator. Since the compressed part is installed at the approximate center of the regulating part, the actuator is deformed into a bow shape, and the compressed part is compressed, so that the outer circumference regulating part is regulated by applying a voltage to the electrodes on both sides of the actuator The actuator can be expanded and contracted to compress the pressed part with high speed and high displacement.
[0034]
In addition, in the invention described in claim 2, in addition to the effect of the invention described in claim 1, the electrodes are formed such that a plurality of stretchable portions and electrodes are alternately formed and the electrode polarities are alternately reversed. Is connected to the voltage applying portion, so that the use of the electrode also eliminates the need for insulation between the actuators, thereby simplifying the configuration and improving the compression force generated by the actuator.
[0035]
In addition, in the invention described in claim 3, in addition to the effect of the invention described in claim 1, since the fixed installation portion is installed in the entire end portion of the actuator, the actuator is displaced toward the end portion side. And can be effectively displaced toward the pressed part.
[0036]
In the invention according to claim 4, in addition to the effect of the invention according to claim 1, the actuator is installed in the axial direction of the outer periphery restricting portion, and the actuator is arranged in the circumferential direction of the outer periphery restricting portion. Since it is formed over the whole, the pressed portion can be compressed without unevenness by the entire circumference compression, and the unevenness of compression can be eliminated.
[0037]
In addition, in the invention according to claim 5, in addition to the effect of the invention according to claim 1, the actuator is disposed on the entire inner surface of the outer periphery restricting portion, and is fixedly installed to fix the actuator and the outer periphery restricting portion. Since at least two parts are installed inside the actuator, the pressed part can be compressed more uniformly, and the actuator material can be integrated to simplify the configuration.
[0038]
In addition, in the invention described in claim 6, in addition to the effect of the invention described in claim 4, the actuator is disposed in the entire region in the outer peripheral regulating portion inner axial direction, and is fixed for fixing the actuator and the outer peripheral regulating portion. Since at least two installation parts are installed in the axial direction and inside the actuator, the pressed part can be compressed more uniformly, and the actuator material is integrated to simplify the configuration. Is something that can be done.
[0039]
Moreover, in the massage machine provided with the compression apparatus of Claim 7, since the compression apparatus in any one of the said Claim 1 thru | or 6 is comprised, it is a multi-degree of freedom, high speed, high It is possible to provide a massage machine that can perform effective massage with multiple degrees of freedom by a compression device capable of compressing displacement.
[0040]
Moreover, in the sphygmomanometer provided with the compression device according to claim 8, since the compression device according to any one of claims 1 to 6 is provided, the multi-degree of freedom, high speed and high It is possible to provide a sphygmomanometer capable of effective compression by a compression device capable of compressing displacement.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of an embodiment of a compression device of the present invention.
2A is a schematic configuration diagram of the actuator described above, and FIG. 2B is a schematic configuration diagram in a state where the actuator is extended.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a portion where a lead wire is connected to the electrode of the actuator.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a portion where the actuator is fixed to the outer periphery regulating portion by a fixed installation portion.
FIGS. 5A and 5B are operation principle explanatory views for explaining the operation principle of the actuator. FIG.
FIG. 6 is a partially broken perspective view of another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of an actuator used in the present invention.
8A and 8B show still another embodiment of the actuator, wherein FIG. 8A is an explanatory diagram showing a state before the actuator is deformed, and FIG. 8B is an explanatory diagram showing a state where the actuator is deformed and compressed.
9A and 9B show still another embodiment of the actuator, wherein FIG. 9A is an explanatory view showing the actuator before deformation, and FIG. 9B is an explanatory view showing a state where the actuator is deformed and compressed.
10A and 10B show still another embodiment of the compression device of the present invention, in which FIG. 10A is a side view and FIG. 10B is a front sectional view.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the compression device.
FIG. 12 is a partially broken perspective view of still another embodiment of the compression device.
FIG. 13 is a schematic explanatory diagram of a massage machine using the compression device of the present invention.
FIG. 14 is a schematic explanatory diagram of a sphygmomanometer using the compression device of the present invention.
FIG. 15 is a schematic configuration diagram showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Telescopic part 2 Electrode 3 Voltage application part 4 Actuator 5 Outer periphery control part 6 Fixed installation part 7 Compressed part 8 Compression apparatus

Claims

An actuator provided with electrodes made of a conductive elastic material on both surfaces of an elastic portion made of a sheet-like insulating elastic material; a voltage applying portion for applying a voltage to the electrode; A compression device comprising an outer periphery restricting portion for restricting and a fixed installation portion for fixing an end of the actuator, wherein the pressed portion is installed at a substantially central portion of the outer periphery restricting portion, and the actuator is bow-shaped A compression device characterized in that it is deformed to compress the pressed part.

The compression device according to claim 1, wherein a plurality of layers of stretchable parts and electrodes are alternately formed, and the electrodes are connected to the voltage applying part so that the electrode polarity is alternately reversed.

2. The compression device according to claim 1, wherein the fixed installation portion is installed over the entire end portion of the actuator.

2. The compression device according to claim 1, wherein the actuator is installed in the axial direction of the outer periphery restricting portion, and the actuator is formed over the entire circumferential direction of the outer periphery restricting portion.

2. The compression device according to claim 1, wherein the actuator is disposed on the entire inner surface of the outer periphery regulating portion, and at least two fixing installation portions for fixing the actuator and the outer periphery regulating portion are disposed inside the actuator.

5. The actuator is disposed in an entire area in the axial direction inside the outer circumference regulating portion, and at least two fixed installation portions for fixing the actuator and the outer circumference regulating portion are arranged in the axial direction and inside the actuator. The described compression device.

A massage machine provided with the compression device, comprising the compression device according to any one of claims 1 to 6.

A sphygmomanometer having a compression device, comprising the compression device according to any one of claims 1 to 6.