JP5223436B2 - 逆止弁構造、ダイヤフラムポンプおよび血圧計 - Google Patents

Description

本発明は、逆止弁構造、ダイヤフラムポンプおよび血圧計に関する。

近年、血圧の自己管理がますます重要視され、家庭用血圧計が広く用いられるようになってきている。血圧計測に際しては、生体の一部に空気袋を内蔵した腕帯を巻き付け、その空気袋に空気を送って加圧する。生体を圧迫させて得られる動脈情報から、血圧測定を行なう。空気袋を加圧するためにはエアーポンプが用いられる。エアーポンプは、ケース内にポンプ室を形成するゴム状のダイヤフラムを備え、ダイヤフラム容積変化によってポンプ作用を行なう。エアーポンプには、吐出された空気と吸気された空気とが互いに逆に流動しないように、それぞれ逆止弁が設置される。逆止弁には、一般的に薄膜状のゴム材料が使用されている。

その薄膜状の弁は、吐出弁であれば吐出圧によって弁が開き隣の空気室にエアーを送り込み、吸気時には弁が閉じて逆方向に空気が戻らない構造を有する。また吸気弁であれば吸気圧（マイナス）によって弁が開きポンプ室内にエアーを吸い込み、圧縮時には弁が閉じてエアーが漏れない構造である。一般的に薄膜状弁形状には、円筒型、薄板状のリーフ形、アンブレラ形状形などがある。従来、薄膜状の逆止弁およびその逆止弁を用いたポンプについて、種々の技術が提案されている（たとえば、特許文献１〜５参照）。

特許文献１に記載の小型ポンプでは、複数個のダイヤフラム間の中央部に円筒型の吐出弁を設け、それぞれのダイヤフラムの吸気弁を設ける構造で、中央の円筒型弁はテーパ型形状で密閉されて漏気を防いでいる。特許文献２に記載の吐出弁および吸気弁はアンブレラ型で、膜端部からの漏気を防ぐため外周にリブが設けられている。特許文献３に記載の逆止弁では、吐出弁および吸気弁に凸部または凹部を設けて、嵌合させ、位置決めおよび浮きを防止して漏気を防いでいる。

特許文献４に記載の小型ポンプは、ダイヤフラム底部に接続される駆動体に吸気穴をあけ、ダイヤフラム底部に薄膜状の吸気弁を設けた構成を有する。特許文献５に記載のダイヤフラムポンプは、吸気弁を薄膜状またはリーフ形にし、複数の吸気弁と複数のダイヤフラムとを一体型にした構成を有し、また、吸気弁下面に吸気口を囲む凸部を設けて漏気を防ぐ構成を有する。
特開平１０−１３１８６２号公報 特開平１１−２１８２４４号公報 特開２００３−１３９２５８号公報 特開２００２−５０２９号公報 特開２００３−２６９３３７号公報

特許文献１に記載の小型ポンプでは、ポンプの組み立て時に柔らかい薄膜状円筒弁を穴部に挿入し組み立てるのが非常に難しく、また弁形状も複雑になる。特許文献２に記載のアンブレラ弁では、アンブレラ取り付け部のＯリング気密性が不十分となり、取り付け後の安定性や耐久性に問題がある。特許文献３に記載の逆止弁では、複数個のダイヤフラムに対して同じ数の吸気弁が必要となり、部品点数および組み立て工数が増える。

特許文献４に記載の小型ポンプでは、ダイヤフラムの底部に接続された駆動体に弁を設けているため、ポンプ駆動時に駆動体が動作し、連結された弁も駆動体と共に動作するため、弁変形が大きく漏気し易い。特許文献５に記載のダイヤフラムポンプには、吸気弁をダイヤフラム一体として部品点数が削減されている特徴があるが、弁の周囲を押さえる構成がないため、組み立て時に弁が変形し易く、漏気し易い。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、薄膜状の逆止弁が組み立て時やポンプ動作時などに歪みにより変形することを抑制でき、ポンプ作用時に空気を通すホールの密着状態が変化して漏気しポンプ効率が低下することを抑制できる、逆止弁構造を提供することである。また、本発明の他の目的は、上記の逆止弁構造を備えるダイヤフラムポンプ、およびそのダイヤフラムポンプを備える血圧計を提供することである。

本発明に係る逆止弁構造は、第一空間から第二空間へ向かう流体の流れを許容するとともに、その逆方向への流れを禁止する、一の逆止弁と、他の第一空間から他の第二空間へ向かう流体の流れを許容するとともに、その逆方向への流れを禁止する、他の逆止弁とを含む弁構造である。逆止弁構造は、第一空間と第二空間との間、および、他の第一空間と他の第二空間との間に配置されており、第一空間と第二空間とを連通する連通孔と、他の第一空間と他の第二空間とを連通する他の連通孔とが形成された隔壁を備える。また、連通孔の第二空間側を被覆して流体の逆流を妨げる弾性膜体を備える。また、他の連通孔の他の第二空間側を被覆して流体の逆流を妨げる他の弾性膜体を備える。また、連通孔を取り囲む壁部と、他の連通孔を取り囲む他の壁部と、を有し、弾性膜体および他の弾性膜体を保持する弾性部材を備える。また、隔壁との間で弾性部材を挟持する挟持部材を備える。弾性部材の表面は隔壁の第二空間側の面に密着しており、表面と反対側の裏面は挟持部材に密着している。挟持部材は、隔壁側に突起した突起部を有する。壁部で囲まれる空間に突起部を壁部の全周に面接触するように嵌合して壁部の位置ずれを制限することで、弾性膜体の歪みによる変形を抑制する。他の壁部で囲まれる他の空間に突起部を他の壁部の全周に面接触するように嵌合して他の壁部の位置ずれを制限することで、他の弾性膜体の歪みによる変形を抑制する。弾性膜体と、他の弾性膜体と、弾性部材とは一体に形成されている。

上記逆止弁構造において好ましくは、壁部において弾性膜体の厚みよりも大きな厚みを有するように、弾性部材が形成されている。

また好ましくは、第二空間と、他の第一空間とは、互いに連通されている。

また好ましくは、突起部と壁部とは、壁部で囲まれる空間に突起部が圧入嵌合される寸法関係を有するように形成されている。

また好ましくは、突起部の突端部には、壁部に面する側の面に面取り加工が施されている。

本発明に係るダイヤフラムポンプは、ポンプ室の容積変化により気体を輸送するポンプである。ダイヤフラムポンプは、ポンプ室内へ気体を流入させる吸気弁と、ポンプ室から気体を流出させる吐出弁とを備える。吸気弁と吐出弁との少なくともいずれか一方に、上記の逆止弁構造のいずれかが用いられている。

本発明に係る血圧計は、被測定者の血圧測定部位に装着され、気体が充填される気体袋を有するカフを備える。また、気体袋に気体を移送させる、上記のダイヤフラムポンプを備える。また、カフ内の圧力を検出する圧力検出部を備える。また、圧力検出部によって検出された圧力値から被測定者の血圧を測定する測定部を備える。

本発明の逆止弁構造によると、流体の逆流を妨げる弾性膜体の歪みによる変形が抑制される。つまり、弁形状が歪みにより変形しにくいように、逆止弁が形成されている。そのため、組み立て時やポンプ動作時などにも弁形状が保持でき、薄膜状の逆止弁の歪みによる変形を抑えることができる。したがって、弁と空気穴との密着状態が変化し難く、漏気によるポンプ効率の低下を抑制することができるので、安定したポンプ作動が可能となる。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

なお、以下に説明する実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下の実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、上記個数などは例示であり、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。

図１は、本発明の逆止弁構造を備えるダイヤフラムポンプの構成を示す平面模式図である。図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿う断面模式図である。図３は、図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面模式図である。図１〜図３に示すように、ダイヤフラムポンプ１の下部には、小型の直流モータであるモータ２が設けられている。モータ２には、モータ２の回転運動によって回転する出力軸３が取り付けられている。出力軸３は、ダイヤフラムポンプ１の下部ケース４の内部まで延びている。

出力軸３の端部には、カラー５が固定されている。カラー５は、出力軸３と一体となって回転運動する。カラー５には、駆動軸６が固定されている。駆動軸６のカラー５に固定されている一方の端部である基端は、出力軸３の回転中心の延長線から離れて位置している。一方、駆動軸６の他方の端部側は、その中心軸の延長線が出力軸３の回転中心の延長線と交差している。そのため、駆動軸６は出力軸３に対して傾斜している。

駆動軸６の先端側には、駆動体７が回転可能に挿通されている。駆動体７は、平面形状が円形状に形成されている。駆動体７には、３個の貫通穴８が、互いに１２０°間隔に形成されている。駆動体７の下方には、駆動軸６の延びる方向に延在する筒状の支持部９が形成されており、駆動軸６の先端部は支持部９の中央に設けられた穴に回転可能に挿通されている。駆動体７の周囲を囲むように、上部ケース１０が配置されている。上部ケース１０は、その下端部において下部ケース４の上端部に、螺子作用などにより固定されている。

上部ケース１０の上側には、ダイヤフラム本体１１が設けられている。ダイヤフラム本体１１は、柔らかく薄いゴムなどの弾性材などにより形成されており、円板状に成形されている。ダイヤフラム本体１１の下方には、１２０°の等しい角度間隔で形成された釣鐘形のポンプ室１２が形成されている。ポンプ室１２は、伸縮自在に設けられたダイヤフラム部１５と、ダイヤフラム部１５を伸縮させてポンプ室１２の容積を増減させる駆動部１３とによって、囲まれるように形成されている。

駆動部１３は、ポンプ室１２の下方に設けられている。駆動部１３の先端には、細い頚部を介在させて頭部１４が形成されている。駆動体７に形成された貫通穴８を頭部１４が貫通し、上記頚部が貫通穴８の内部に位置するように配置されて、駆動体７にダイヤフラム本体１１が組みつけられている。

ダイヤフラム本体１１の上側には、バルブハウジング１６が設けられている。バルブハウジング１６のさらに上側には、集気体１７が設けられている。バルブハウジング１６と集気体１７との間に挟持されるように、吸気弁２０と吐出弁３０とが配置されている。このダイヤフラムポンプ１によって輸送される気体は、集気体１７の内部に形成された空気室４１を経由して、排気部４２から外部へと流れる。なお、図１、後述する図４および図６に示す平面模式図では、吸気弁２０および吐出弁３０が設けられている断面におけるダ
イヤフラムポンプ１の平面図を示している。

以下、逆止弁構造について説明する。図４は、吸気弁周辺を拡大して示すダイヤフラムポンプの平面模式図である。図５は、吸気弁周辺を拡大して示すダイヤフラムポンプの断面模式図である。図４および図５を参照して、ポンプ室１２内へ気体を流入させる吸気弁２０は、弾性膜体２１と、弾性膜体２１を取り囲むように形成されており弾性膜体２１を保持する弾性部材２２とを備える。弾性部材２２は壁部２２ｃを有しており、壁部２２ｃで囲まれる空間２５に弾性膜体２１が設けられている。

弾性部材２２の表面２２ａは、バルブハウジング１６の空間２５側の面１６ａに密着している。弾性部材２２の表面２２ａと反対側の裏面２２ｂは、集気体１７の空間２５側の面１７ｂと密着している。弾性部材２２は、バルブハウジング１６と集気体１７とによって挟持されている。集気体１７は、バルブハウジング１６との間で弾性部材２２を挟持する、挟持部材としての機能を有している。

下部ケース４、上部ケース１０およびダイヤフラム本体１１によって囲まれた空間は、ダイヤフラムポンプ１の内部空間を形成する。吸気路１８が下部ケース４または上部ケース１０の少なくともいずれか一方の一箇所または複数箇所に形成されており、ダイヤフラムポンプ１の内部空間とダイヤフラムポンプ１の外部とを連通する。ダイヤフラムポンプ１の内部空間には、吸気路１８を経由して、系外から大気が流入する。

ダイヤフラムポンプ１の内部空間と、壁部２２ｃに取り囲まれた空間２５とは、図５に示すように、上部ケース１０、ダイヤフラム本体１１およびバルブハウジング１６によって隔てられている。上部ケース１０、ダイヤフラム本体１１およびバルブハウジング１６にはそれぞれ、ダイヤフラムポンプ１の内部空間と空間２５とを連通するための、連通孔１０ａ，１１ａ，２３が形成されている。

バルブハウジング１６は、第一空間としてのダイヤフラムポンプ１の内部空間と第二空間としての空間２５とを隔てる隔壁に含まれる。バルブハウジング１６は、ダイヤフラムポンプ１の内部空間と、空間２５との間に配置されている。バルブハウジング１６には、ダイヤフラムポンプ１の内部空間と、空間２５とを連通する、連通孔２３が形成されている。弾性膜体２１は、バルブハウジング１６に形成された連通孔２３を、空間２５側から被覆している。弾性部材２２の壁部２２ｃは、連通孔２３を取り囲むように形成されている。

バルブハウジング１６とともに弾性部材２２を挟持する挟持部材としての集気体１７は、集気体１７の一部がバルブハウジング１６側に突起した突起部２４を有する。突起部２４は、弾性部材２２の壁部２２ｃによって囲まれて形成された空間２５の内部へ突起している。突起部２４は、弾性膜体２１の上部の空間２５に圧入により嵌合されている。突起部２４の側壁２４ｃは、弾性部材２２の壁部２２ｃと接触している。突起部２４は、弾性膜体２１の接触するバルブハウジング１６と空間２５を隔てて対向する部材である集気体１７が、空間２５の内部へ突起して形成されている。突起部２４は、弾性部材２２を挟持する部材のうちの一方の部材である集気体１７が、他方の部材であるバルブハウジング１６側に突起して、形成されている。

突起部２４が空間２５内に突き出た先端である突端部２４ａの周縁には、面取り部２４ｂが形成されている。面取り部２４ｂは、弾性部材２２の壁部２２ｃと接触する側壁２４ｃの先端に形成されている。突起部２４の突端部２４ａには、弾性部材２２の壁部２２ｃに面する側の面である側壁２４ｃに、面取り加工が施されて面取り部２４ｂが形成されている。

弾性部材２２は、壁部２２ｃにおいて弾性膜体２１の厚みよりも大きな厚みを有するように、形成されている。たとえば壁部２２ｃにおける弾性部材２２の厚みが弾性膜体２１の厚みの５倍程度となるように、弾性膜体２１および弾性部材２２を形成することができる。たとえば、弾性膜体２１の厚みを０．３ｍｍとし、弾性部材２２の厚みを１．５ｍｍとすることができる。

突起部２４の内部には、通気路２９ａが形成されている。通気路２９ａは図４に示す通気路２９ｂと、集気体１７の内部に形成された図示しない通気路を介して連通している。空間２５とポンプ室１２とは、集気体１７に形成された通気路２９ａ，２９ｂ、後述する図７に示す弾性部材３２に形成された通気孔２９ｃおよびバルブハウジング１６に形成された通気孔２９ｄを経由して、連通する構造となっている。

図６は、吐出弁周辺を拡大して示すダイヤフラムポンプの平面模式図である。図７は、吐出弁周辺を拡大して示すダイヤフラムポンプの断面模式図である。図６および図７を参照して、ポンプ室１２から気体を流出させる吐出弁３０は、弾性膜体３１と、弾性膜体３１を取り囲むように形成されており弾性膜体３１を保持する弾性部材３２とを備える。弾性部材３２は壁部３２ｃを有しており、壁部３２ｃで囲まれる空間３５に弾性膜体３１が設けられている。

弾性部材３２の表面３２ａは、バルブハウジング１６の空間３５側の面１６ａに密着している。弾性部材３２の表面３２ａと反対側の裏面３２ｂは、集気体１７の空間３５側の面１７ｂと密着している。弾性部材３２は、バルブハウジング１６と集気体１７とによって挟持されている。集気体１７は、バルブハウジング１６との間で弾性部材３２を挟持する、挟持部材としての機能を有している。

ポンプ室１２と、壁部３２ｃに囲まれた空間３５とは、図７に示すように、バルブハウジング１６によって隔てられている。バルブハウジング１６には、ポンプ室１２と空間３５とを連通するための、連通孔３３が形成されている。バルブハウジング１６は、第一空間としてのポンプ室１２と第二空間としての空間３５とを隔てる隔壁である。バルブハウジング１６は、ポンプ室１２と空間３５との間に配置されている。弾性膜体３１は、バルブハウジング１６に形成された連通孔３３を、空間３５側から被覆している。弾性部材３２の壁部３２ｃは、連通孔３３を取り囲むように形成されている。

バルブハウジング１６とともに弾性部材３２を挟持する挟持部材としての集気体１７は、集気体１７の一部がバルブハウジング１６側に突起した突起部３４を有する。突起部３４は、弾性部材３２の壁部３２ｃによって囲まれて形成された空間３５の内部へ突起している。突起部３４は、弾性膜体３１の上部の空間３５に圧入により嵌合されている。突起部３４の側壁３４ｃは、弾性部材３２の壁部３２ｃと接触している。突起部３４は、弾性膜体３１の接触するバルブハウジング１６と空間３５を隔てて対向する部材である集気体１７が、空間３５の内部へ突起して形成されている。突起部３４は、弾性部材３２を挟持する部材のうちの一方の部材である集気体１７が、他方の部材であるバルブハウジング１６側に突起して、形成されている。

突起部３４が空間３５内に突き出た先端である突端部３４ａの周縁には、面取り部３４ｂが形成されている。面取り部３４ｂは、弾性部材３２の壁部３２ｃと接触する側壁３４ｃの先端に形成されている。突起部３４の突端部３４ａには、弾性部材３２の壁部３２ｃに面する側の面である側壁３４ｃに、面取り加工が施されて面取り部３４ｂが形成されている。

弾性部材３２は、壁部３２ｃにおいて弾性膜体３１の厚みよりも大きな厚みを有するように、形成されている。たとえば壁部３２ｃにおける弾性部材３２の厚みが弾性膜体３１の厚みの５倍程度となるように、弾性膜体３１および弾性部材３２を形成することができる。たとえば、弾性膜体３１の厚みを０．３ｍｍとし、弾性部材３２の厚みを１．５ｍｍとすることができる。

以下、本実施の形態のダイヤフラムポンプ１の動作について説明する。モータ２が通電されて出力軸３が回転すると、傾斜軸である駆動軸６が回転する。駆動体７は、駆動軸６に組み付けられており、かつ各ポンプ室１２の駆動部１３の頭部１４に組み付けられている。そのため、駆動軸６の回転により、駆動体７と各ポンプ室１２の駆動部１３の頭部１４との組み付け部は、１２０°の位相差で上下方向に振動する。この駆動部１３の上下方向の振動によってダイヤフラム部１５が伸縮して、ポンプ室１２の容積を周期的に変化させる。つまり、駆動部１３が下方に移動するとポンプ室１２の容積が増加し、駆動部１３が上方に移動するとポンプ室１２の容積が減少する。

駆動部１３が下方に移動してポンプ室１２の容積が増えるときは、ポンプ室１２の内部は減圧される。ポンプ室１２の内部が減圧されると、図８に示すように、吐出弁３０の弁体である弾性膜体３１がバルブハウジング１６の面１６ａに密着して、吐出弁３０は閉じられる。一方、吸気弁２０の弁体である弾性膜体２１は、ポンプ室１２の内部の圧力の変化で弾性変形することにより空間２５の内部へ移動する。これにより吸気弁２０が開けられて、吸気弁２０を経由してポンプ室１２へ空気が流入する。

駆動部１３が上方に移動してポンプ室１２の容積が減るときは、ポンプ室１２の内部は増圧される。ポンプ室１２の内部が増圧されると、吸気弁２０の弾性膜体２１がバルブハウジング１６の面１６ａに密着して、吸気弁２０は閉じられる。一方、図９に示すように、吐出弁３０の弾性膜体３１は、ポンプ室１２の内部の圧力の変化で弾性変形することにより空間３５の内部へ移動する。これにより吐出弁３０は開けられて、吐出弁３０を経由してポンプ室１２から空気が流出する。なお図８は、弾性膜体が閉じた状態を拡大して示す断面模式図である。図９は、弾性膜体が開いた状態を拡大して示す断面模式図である。

上記のようなポンプ室１２の容積変化により、ダイヤフラムポンプ１は気体を輸送する。吐出弁３０を経由してポンプ室１２から流出した空気は、集気体１７の内部に形成された空気室４１を通って、排気部４２から外部へと流れる。吸気弁２０は、ダイヤフラムポンプ１の内部空間からポンプ室１２へ向かう気体の流れを許容するとともにその逆方向への流れを禁止する、逆止弁として作用している。吐出弁３０は、ポンプ室１２から排気部４２へ向かう気体の流れを許容するとともにその逆方向への流れを禁止する、逆止弁として作用している。

本実施の形態のダイヤフラムポンプ１には３つのポンプ室１２が形成されている。各ポンプ室１２は駆動体７が１回転する間に１回ポンプ作用を行なうが、ダイヤフラムポンプ１全体では一定の位相差をもって順次３回のポンプ作用が行なわれることになり、空気流の脈動が小さくなって動作効率がよい。また、モータ２と一体的にポンプ室１２が形成され、しかも出力軸３の回転中心を軸として複数のポンプ室１２が周囲に配置され、さらに、モータ２とポンプ室１２との間に駆動体７が配置される。そのため、ポンプ装置とモータ２とが一体になって、ダイヤフラムポンプ１の形が非常に小さくなる。

このようにダイヤフラムポンプ１が小型化されていると、ダイヤフラムポンプ１の組み立て時や動作時などにおいて、薄膜状の逆止弁（すなわち弾性膜体２１，３１）の形状に歪みが発生し易くなる。弾性膜体２１，３１の形状に歪みが発生すると、弾性膜体２１，３１とバルブハウジング１６との密着状態が変化して漏気し、ポンプ作用時においてポンプ効率が低下するという問題が生じる。

そのため、本実施の形態の逆止弁構造では、弾性膜体２１，３１の歪みによる変形を抑制する変形抑制部として、集気体１７に突起部２４，３４が形成されている。突起部２４，３４がそれぞれ空間２５，３５に嵌合しているために、連通孔２３，３３および弾性膜体２１，３１を取り囲むように形成された壁部２２ｃ，３２ｃの位置ずれが制限されており、弾性部材２２，３２の形状の歪みは抑制されている。その結果、弾性膜体２１，３１の歪みによる変形を抑制することができるので、漏気によりダイヤフラムポンプ１の効率が低下することを抑制することができる。

図１０は、弾性部材の形状を示す部分断面模式図である。図１０に示すように、弾性部材２２の集気体１７と密着する面である裏面２２ｂには、線状の突起であるビード２６が形成されている。ダイヤフラムポンプ１の組立工程においてバルブハウジング１６と集気体１７との間に挟持されることにより、ビード２６は押し潰されて集気体１７に密着するので、弾性部材２２と集気体１７との隙間からの漏気を抑制することができる。また、ビード２６が形成されており容易に漏気を抑制できるために、ダイヤフラムポンプ１の組み付け精度を向上させることができる。

弾性膜体２１，３１および弾性部材２２，３２は、ゴムなどの弾性材料で形成することができる。弾性材料としてはたとえば、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）などを用いることができる。また、弾性部材２２，３２が密着するバルブハウジング１６および集気体１７は、樹脂材料で形成することができる。樹脂材料としてはたとえば、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂）、ＰＳ（ポリスチレン樹脂）、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン樹脂）などを用いることができる。

以上説明したように、本実施の形態の吸気弁２０は、ダイヤフラムポンプ１の内部空間からポンプ室１２へ向かう気体の流れを許容するとともに、その逆方向への流れを禁止する、逆止弁構造を有する。吸気弁２０は、ダイヤフラムポンプ１の内部空間と空間２５との間に配置されており、ダイヤフラムポンプ１の内部空間と空間２５とを連通する連通孔２３が形成された、バルブハウジング１６を備える。また吸気弁２０は、連通孔２３の空間２５側を被覆して気体の逆流を妨げる弾性膜体２１を備える。また吸気弁２０は、連通孔２３を取り囲む壁部２２ｃを有し、弾性膜体２１を保持する弾性部材２２を備える。また吸気弁２０は、バルブハウジング１６との間で弾性部材２２を挟持する集気体１７をさらに備える。

弾性部材２２の表面２２ａはバルブハウジング１６の空間２５側の面１６ａに密着しており、表面２２ａと反対側の裏面２２ｂは集気体１７に密着している。集気体１７は、集気体１７がバルブハウジング１６側に突起した突起部２４を有する。壁部２２ｃで囲まれる空間２５に突起部２４を嵌合して壁部２２ｃの位置ずれを制限することで、弾性膜体２１の歪みによる変形を抑制する。

一方、本実施の形態の吐出弁３０は、ポンプ室１２から排気部４２へ向かう気体の流れを許容するとともに、その逆方向への流れを禁止する、逆止弁構造を有する。吐出弁３０は、ポンプ室１２と空間３５との間に配置されており、ポンプ室１２と空間３５とを連通する連通孔３３が形成された、バルブハウジング１６を備える。また吐出弁３０は、連通孔３３の空間３５側を被覆して気体の逆流を妨げる弾性膜体３１を備える。また吐出弁３０は、連通孔３３を取り囲む壁部３２ｃを有し、弾性膜体３１を保持する弾性部材３２を備える。また吐出弁３０は、バルブハウジング１６との間で弾性部材３２を挟持する集気体１７をさらに備える。

弾性部材３２の表面３２ａはバルブハウジング１６の空間３５側の面１６ａに密着しており、表面３２ａと反対側の裏面３２ｂは集気体１７に密着している。集気体１７は、集気体１７がバルブハウジング１６側に突起した突起部３４を有する。壁部３２ｃで囲まれる空間３５に突起部３４を嵌合して壁部３２ｃの位置ずれを制限することで、弾性膜体３１の歪みによる変形を抑制する。

このようにすれば、空間２５，３５に突起部２４，３４をそれぞれ嵌合させることで、連通孔２３，３３および弾性膜体２１，３１を取り囲むように形成された弾性部材２２，３２の壁部２２ｃ，３２ｃが、成型時または輸送上・組立時の変形などによりバルブハウジング１６に対して相対的に移動する位置ずれを制限することができるので、弾性部材２２，３２の形状の歪みが抑制される。そのため、気体の逆流を妨げる弾性膜体２１，３１の歪みによる変形が抑制される。その結果、ダイヤフラムポンプ１の組み立て時や動作時などにも吸気弁２０および吐出弁３０の弁形状が保持でき、柔らかく変形し易いゴム状の薄膜である弾性膜体２１，３１の変形を抑えることができる。つまり、弁形状が変形しにくいように、吸気弁２０および吐出弁３０が形成されている。したがって、空気を通す連通孔２３，３３の形成されたバルブハウジング１６への弾性膜体２１，３１の密着状態が変化し難くなる。

空間２５，３５は、周囲の壁部２２ｃ，３２ｃの平面形状が円形である、円筒状に形成することができる。このようにすれば、壁部２２ｃ，３２ｃに対応する突起部２４，３４の形状を円筒状にし、嵌合させることによって、弾性膜体２１，３１の周囲の弾性部材２２，３２からの漏気を防ぐことができる。なお、上述の構造において、突起部２４，３４が空間２５，３５に圧入嵌合される寸法関係を有するように突起部２４，３４と壁部２２ｃ，３２ｃとを形成することにより、漏気の防止効果はより向上する。また、上述の構造を採用することにより、壁部２２ｃ，３２ｃで囲まれる空間２５，３５からの漏気が防止できるので、図１０に示したビード２６は不要とすることも可能である。

突起部２４，３４は、バルブハウジング１６との間で弾性部材２２，３２を挟持する集気体１７に形成されている。そのため、集気体１７をバルブハウジング１６に取り付ける際に空間２５，３５に突起部２４，３４を嵌合させることができるので、突起部２４，３４の取り付けのための工程を特に必要としない。また、樹脂部材により集気体１７を形成する場合、突起部２４，３４を一体として成形することができる。したがって、ダイヤフラムポンプ１の生産性を向上させることができ、製造コストを低減する効果も得られる。

また、弾性膜体２１を有する吸気弁２０と、弾性膜体３１を有する吐出弁３０とを、一体に形成することができる。たとえば、弾性部材２２と弾性部材３２とを、シート状の弾性材料により一体成形し、そのシート状の弾性材料の一部を薄膜化して弾性膜体２１，３１を形成することができる。このようにすれば、複数個のダイヤフラムに対して、１個の一体化された弁体を使用することができるので、部品点数削減、組み立て工数低減およびコスト削減を達成できる。

また、吸気弁２０と吐出弁３０とは同一形状で構成することができる。このようにすれば、弁体の生産性を向上することができるので、一層コスト削減が可能となる。

また、吸気弁２０では、壁部２２ｃにおいて弾性膜体２１の厚みよりも大きな厚みを有するように、弾性部材２２が形成されている。同様に吐出弁３０では、壁部３２ｃにおいて弾性膜体３１の厚みよりも大きな厚みを有するように、弾性部材３２が形成されている。このようにすれば、弾性部材２２，３２の強度を向上させることができるので、弾性部材２２，３２に形成されている空間２５，３５の内部に、突起部２４，３４が圧入されても、弾性部材２２，３２の変形を抑制できる。

また、壁部２２ｃ，３２ｃに突起部２４，３４の側壁２４ｃ，３４ｃを接触させることができる。つまり、弾性部材２２，３２と突起部２４，３４とを面接触させることができるので、弾性部材２２，３２と突起部２４，３４との間の隙間からの漏気を一層抑制することができる。空間２５，３５の側面を形成する壁部２２ｃ，３２ｃの全周に面接触するように突起部２４，３４を形成すれば、逆止弁の漏気をさらに抑制することができる。

また、突起部２４，３４の突端部２４ａ，３４ａには、壁部２２ｃ，３２ｃに面する側の面である側壁２４ｃ，３４ｃに面取り加工が施されて、面取り部２４ｂ，３４ｂが形成されている。このようにすれば、突起部２４，３４を容易に空間２５，３５の内部へ挿入して嵌合させることができるので、生産性を一層向上させることができる。

本実施の形態のダイヤフラムポンプ１では、ポンプ室１２内へ気体を流入させる吸気弁２０と、ポンプ室１２から気体を流出させる吐出弁３０とに、逆止弁構造が用いられている。ダイヤフラムポンプ１は、ポンプ室１２の容積変化により気体を輸送する。上述の通り、弾性膜体２１，３１とバルブハウジング１６との密着状態が変化し難くなるように吸気弁２０および吐出弁３０が形成されているために、ポンプ作用時における漏気によるポンプ効率の低下を抑制することができる。したがって、安定したダイヤフラムポンプ１の作動が可能となる。

これまでの説明においては、ダイヤフラムポンプ１には３つのポンプ室１２が設けられており、ポンプ室１２へ気体を流出入させる吸気弁２０および吐出弁３０もそれぞれ３個設けられている例を述べているが、吸気弁２０、吐出弁３０およびポンプ室１２の個数はこれに限られるものではない。より多数のポンプ室１２を設けると、ポンプのリップルを減少させることができ、ポンプが発生するノイズを低減できるので有利である。

次に、家庭用の血圧計３００の概略構成について、図１１および図１２を参照して説明する。図１１は血圧計の外観を示す全体斜視図であり、図１２は血圧計の内部構成を示すブロック図である。両図を参照して、血圧計３００は、血圧測定の制御装置が内蔵された本体部３０１と、血圧計用のカフ３０２と、本体部３０１およびカフ３０２を連結するエア管３１２とを備える。

カフ３０２は、エアーポンプ２１０から送り出される空気が充填され溜められるとともに、測定部位（上腕部）の動脈を圧迫するために用いられる、圧迫用空気袋３０９を有する。またカフ３０２は、圧迫用空気袋３０９をその内面側に設け、測定部位（上腕部）に装着するための帯状のバンド３１０、およびバンド３１０を上腕部に巻回して固定するための面ファスナ３１１を有する。

本体部３０１の外表面には、表示器３０３、および操作部３０４が設けられている。本体部３０１の内部には、カフ３０２内の圧力を検出する圧力検出部としての圧力センサ３０５、圧迫用空気袋３０９に気体（空気）を移送させるエアーポンプ２１０、エアーバルブ２０７が設けられている。また、圧力センサ３０５、エアーポンプ２１０、エアーバルブ２０７などの機器を制御するとともに、圧力センサ２０５によって検出された圧力値から被測定者の血圧を求めるＣＰＵ３０８が、本体部３０１の内部に設けられている。

上記構成からなる血圧計３００において、被測定者の血圧を測定する場合には、カフ３０２が被測定者の血圧測定部位（上腕）に装着される。エアーバルブ２０７を閉状態にして、エアーポンプ２１０から吐出される空気がすべて圧迫用空気袋３０９へ流出するようにして、圧迫用空気袋３０９を加圧する。一方、エアーバルブ２０７を開状態にして、圧迫用空気袋３０９内の空気をエアーバルブ２０７を介して外部へ放出して、圧迫用空気袋３０９を減圧する。

血圧計用小型ポンプを用いる場合、ポンプ室に気体を流出入させる逆止弁構造から漏気が発生し易い。そこで、この血圧計３００は、圧迫用空気袋３０９に気体（エアー）を移送させるエアーポンプ２１０として、上述したダイヤフラムポンプ１を備えることができる。ダイヤフラムポンプ１は漏気によるポンプ効率の低下が抑制されており安定して作動できるので、ダイヤフラムポンプ１を備える血圧計３００の安定した作動が可能となる。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の逆止弁構造を備えるダイヤフラムポンプの構成を示す平面模式図である。 図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿う断面模式図である。 図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面模式図である。 吸気弁周辺を拡大して示すダイヤフラムポンプの平面模式図である。 吸気弁周辺を拡大して示すダイヤフラムポンプの断面模式図である。 吐出弁周辺を拡大して示すダイヤフラムポンプの平面模式図である。 吐出弁周辺を拡大して示すダイヤフラムポンプの断面模式図である。 弾性膜体が閉じた状態を拡大して示す断面模式図である。 弾性膜体が開いた状態を拡大して示す断面模式図である。 弾性部材の形状を示す部分断面模式図である。 血圧計の外観を示す全体斜視図である。 血圧計の内部構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ ダイヤフラムポンプ、２ モータ、３ 出力軸、４ 下部ケース、５ カラー、６ 駆動軸、７ 駆動体、８ 貫通穴、９ 支持部、１０ 上部ケース、１０ａ，１１ａ 連通孔、１１ ダイヤフラム本体、１２ ポンプ室、１３ 駆動部、１４ 頭部、１５ ダイヤフラム部、１６ バルブハウジング、１６ａ 面、１７ 集気体、１７ｂ 面、１８ 吸気路、２０ 吸気弁、２１，３１ 弾性膜体、２２，３２ 弾性部材、２２ａ，３２ａ 表面、２２ｂ，３２ｂ 裏面、２２ｃ，３２ｃ 壁部、２３，３３ 連通孔、２４，３４ 突起部、２４ａ，３４ａ 突端部、２４ｂ，３４ｂ 面取り部、２４ｃ，３４ｃ 側壁、２５，３５ 空間、２６ ビード、２９ａ，２９ｂ 通気路、２９ｃ，２９ｄ 通気孔、３０ 吐出弁、４１ 空気室、４２ 排気部、３００ 血圧計。

Claims (7)

1. 第一空間から第二空間へ向かう流体の流れを許容するとともに、その逆方向への流れを禁止する、一の逆止弁と、他の第一空間から他の第二空間へ向かう流体の流れを許容するとともに、その逆方向への流れを禁止する、他の逆止弁とを含む、逆止弁構造において、
   前記第一空間と前記第二空間との間、および、前記他の第一空間と前記他の第二空間との間に配置されており、前記第一空間と前記第二空間とを連通する連通孔と、前記他の第一空間と前記他の第二空間とを連通する他の連通孔とが形成された隔壁と、
   前記連通孔の前記第二空間側を被覆して流体の逆流を妨げる弾性膜体と、
   前記他の連通孔の前記他の第二空間側を被覆して流体の逆流を妨げる他の弾性膜体と、
   前記連通孔を取り囲む壁部と、前記他の連通孔を取り囲む他の壁部と、を有し、前記弾性膜体および前記他の弾性膜体を保持する弾性部材と、
   前記隔壁との間で前記弾性部材を挟持する挟持部材とを備え、
   前記弾性部材の表面は前記隔壁の前記第二空間側の面に密着しており、前記表面と反対側の裏面は前記挟持部材に密着しており、
   前記挟持部材は、前記隔壁側に突起した突起部を有し、
   前記壁部で囲まれる空間に前記突起部を前記壁部の全周に面接触するように嵌合して前記壁部の位置ずれを制限することで、前記弾性膜体の歪みによる変形を抑制し、
   前記他の壁部で囲まれる他の空間に前記突起部を前記他の壁部の全周に面接触するように嵌合して前記他の壁部の位置ずれを制限することで、前記他の弾性膜体の歪みによる変形を抑制し、
   前記弾性膜体と、前記他の弾性膜体と、前記弾性部材とは一体に形成されている、逆止弁構造。
2. 前記壁部において前記弾性膜体の厚みよりも大きな厚みを有するように、前記弾性部材が形成されている、請求項１に記載の逆止弁構造。
3. 前記第二空間と、前記他の第一空間とは、互いに連通されている、請求項１または請求項２に記載の逆止弁構造。
4. 前記突起部と前記壁部とは、前記突起部が前記空間に圧入嵌合される寸法関係を有するように形成されている、請求項１に記載の逆止弁構造。
5. 前記突起部の突端部には、前記壁部に面する側の面に面取り加工が施されている、請求項１に記載の逆止弁構造。
6. ポンプ室の容積変化により気体を輸送するダイヤフラムポンプであって、
   前記ポンプ室内へ気体を流入させる吸気弁と、
   前記ポンプ室から気体を流出させる吐出弁とを備え、
   前記吸気弁と前記吐出弁との少なくともいずれか一方に、請求項１から請求項５のいずれかに記載の逆止弁構造が用いられている、ダイヤフラムポンプ。
7. 被測定者の血圧測定部位に装着され、気体が充填される気体袋を有するカフと、
   前記気体袋に気体を移送させる、請求項６に記載のダイヤフラムポンプと、
   前記カフ内の圧力を検出する圧力検出部と、
   前記圧力検出部によって検出された圧力値から被測定者の血圧を測定する測定部と、を備える、血圧計。

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