JPH10184549A - 小型ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子血圧計等に用いられる小型ポンプにおい
て、血圧計の再加圧動作を確実化するための構造を提供
する。すなわち、血圧の再測定を実施したいとき、加圧
室に残留している前回測定時の加圧空気を一旦速やかに
漏気させて外圧程度に下げることにより、再加圧動作が
迅速に行われるように改善する。 【解決手段】 吸気弁が接している吸気孔の周縁部の一
部に微少な高さの突起部を設け、吸気弁が加圧室の内圧
によって吸気孔に押しつけられても、吸気弁と吸気孔の
周縁部に微少な隙間が残るようにし、ポンプが加圧動作
を停止した場合に加圧室からの漏気を助けるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は小型ポンプに関す
る。このような小型ポンプは、例えば携帯用電子血圧計
に用いられる。

【０００２】

【従来の技術】一つの空室を固定壁と可撓壁とで構成
し、空室には吸気弁、排気弁を備えた吸気口および排気
口を設け、電磁装置等で可撓壁を強制的に変形振動させ
て加圧室の容積を周期的に変動させ、外気を吸入しては
圧力空気として排気する原理を有するポンプは周知であ
る。この形式のポンプは可撓壁をゴム製のダイヤフラム
とし、吸気弁や排気弁もこれと一体的に形成して、固定
壁となり吸気口・排気口を一体的に設けた合成樹脂製の
ケース内に保持させることによって極めて小型化するこ
とができる。ダイヤフラムに凹凸の変形を与える電磁的
駆動装置についても、ソレノイドで交流を用いて駆動す
ることもできるが、超小型の直流モータ（電池駆動に便
利）に偏心軸を設けることによって駆動すれば更に簡便
である。近年はこのように小型化したポンプを用いて、
腕カフあるいは指カフに加圧空気を供給するようにし
た、携帯用のポケットサイズの電子血圧計が実現してい
る。このようなポンプの従来例を如何に説明する。

【０００３】図５および図６は従来例の概念的な構造お
よび作動状態を示す作動図である。まずポンプの主要な
構造を説明する。加圧室１はほぼ薄い円筒状の空間をな
し、下部は固定壁をなすＡＢＳ等硬質な合成樹脂製のケ
ース３に設けた空洞部で構成され、上部は可撓壁をなす
ネオブレンゴム等の柔軟な材質より成るダイヤフラム体
２の薄いドーム型をなすダイヤフラム２１にて覆われて
いる。ダイヤフラム体２はダイヤフラム２１と共に、そ
の中央部にある駆動棹２２、周囲のフランジ部２４、吸
気弁２５、排気弁２６が一体に成形された部品である。

【０００４】ケース３はその厚みのほぼ中央部でフラン
ジ部２４を気密に挟持すると共に、加圧室内とポンプ外
の圧力が等しいニュートラル状態では、吸気弁２５を吸
気孔３８の縁部に、排気弁２６を排気孔３９の縁部に、
それぞれほとんど接触力のない状態で軽く密接するよう
に、各弁の周囲を囲むフランジ部を挟持して位置決めし
ている。ケース３にはこの他、吸気孔３８につながる加
圧室側の吸気通路３４、排気孔３９につながる排気通路
３５、排気筒４０等が一体に設けられている。なお図示
を省略したが、ケース３の一部に取り付けられた、ダイ
ヤフラム駆動用の直流モータが存在する。このモータの
回転軸は図の紙面に垂直で、その先端はクランク状に曲
げられて偏心したまま回転するようになっており、駆動
棹２２に押し込まれた含油合金から成る偏心軸ブッシュ
２７の中心孔に嵌まっている。また排気筒４０には、こ
れも図示しないが、腕カフまたは指カフに接続された可
撓性のチューブが嵌まっている。なお吸気孔３８の外部
は大気である。

【０００５】次に従来例のポンプの動作を説明する。モ
ータの回転につれて、軸端の偏心部のため、駆動棹２２
は途中傾斜しながらではあるが上下運動をする。図５は
モータの偏心部が上死点に達した瞬間の状態を、図６は
モータの偏心部が下死点に達した瞬間の状態を示してい
る。図５ではダイヤフラム２１が持ち上げられて加圧室
１の容積が最大になっている。加圧室１の内部圧力は外
気の大気圧よりも低下し、吸気弁２５は吸気孔３８の縁
部から離れて吸気通路３４側にたわみ、外気が矢印のよ
うに吸気孔３８から加圧室１内に流入する。排気弁２６
は排気筒４０の内部圧力の方が加圧室１の内圧より高い
ので、排気通路３５の出口側である排気孔に押しつけら
れてこれを閉じている。

【０００６】図６ではダイヤフラム２１が最も沈み加圧
室１の容積は最小、内圧は最大となった状態である。吸
気弁２５は外気より大きい内圧により吸気孔３８に押し
つけられてこれを閉じている。排気弁２６は高い内圧に
より外側に開き、排気筒４０内に矢印の方向に加圧空気
を送り出す。このような動作が、モータが停止するか、
内圧が排気筒４０内圧力と平衡するまで周期的に繰り返
される。

【０００７】このような従来技術においては次のような
問題点があった。血圧の測定においては通常、腕カフの
空気圧を通常人の最高血圧より２０〜３０ｍｍＨｇ高く
加圧した後徐々に減圧する過程で血圧を測定するが、稀
に高血圧の人の中には、その最高血圧が機械が最初に設
定した測定開始圧よりも高い者がある。その場合、機械
の測定動作は最高血圧が測定できないまま進行し、結局
測定エラーとなる。このような事態を回避するため、血
圧計はその機能として、エラーの場合自動的に（より高
い圧力に）再加圧し再測定するアルゴリズムを備えてい
る。しかしポンプの圧力が十分下がらず加圧室内に前回
加圧した圧力が残っていると、再加圧がスムーズに出来
ない場合があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電子
血圧計等に用いられる小型ポンプにおいて上記従来構造
あるいは加圧アルゴリズムの不備を補い、血圧計の再加
圧動作を確実化するための構造を提供する。すなわち、
血圧の再測定を実施したいとき、加圧室に残留している
前回測定時の加圧空気を一旦速やかに漏気させて外圧程
度に下げることにより、再加圧動作が迅速に行われるよ
うに改善した新しいポンプ構造を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】固定壁と可撓壁とでほぼ
囲まれた容積可変の加圧室を有し、前記可撓壁を構成す
る可撓性材料より成るダイヤフラムと、吸気弁および排
気弁と、前記固定壁を構成し前記各弁にて開閉され、外
部に通じる吸気孔および排気孔とを備えると共に前記ダ
イヤフラムを保持し同時に前記吸気弁と排気弁を前記吸
気孔および排気孔に保持しているケースと、前記ダイヤ
フラムに凹凸の変形を行わせるための小型の駆動装置と
より成る小型ポンプにおいて、前記加圧室から外気に通
じる微少な通気路を設けたことを特徴とする小型ポンプ
である。より具体的には、例えば吸気弁が接している吸
気孔の周縁部の一部に微少な高さの突起部を設け、吸気
弁が加圧室の内圧によって吸気孔に押しつけられても、
吸気弁と吸気孔の周縁部に微少な隙間が残るようにし、
ポンプが加圧動作を停止した場合に加圧室からの漏気を
助けるようにした。

【００１０】

【発明の実施の形態】上記のように、吸気弁に常時微少
な隙間を設けるように構成した本発明の実施の形態の一
例を以下に図面を用いて説明する。図１は本発明の実施
の形態の一例の断面図、図２は同実施の形態におけるダ
イヤフラムの上面図およびＡ−Ａ断面図、図３は同実施
の形態における下ケースの上面図およびＡ−Ａ断面図、
図４は同実施の形態における上ケースの正面図および下
面図である。各図において、既に説明した従来例と同等
かつ共通する部分については同じ名称および番号を付
し、改めて説明することはしない。なお、本実施の形態
のポンプの大きさはケースの横幅で例えば３０ｍｍ程度
のものである。

【００１１】図１において、加圧室１は加圧効果を向上
させるために底面をほぼ円錐面とし摺り鉢状の断面形状
を与えてある。ケース３は別個に成形した下ケース３１
と上ケース３２とを重ねてあり、ダイヤフラム体２はそ
のフランジ部２４でそれらの間にサンドイッチされ保持
される。ダイヤフラム２１の断面形状はほぼニュートラ
ルな状態にある場合、即ち駆動モータの回転軸（これら
は図示せず）の偏心部が水平方向にある場合を描いてい
る。再加圧用突起４１は吸気孔３８の縁部にそれより僅
かに高く設けられ、加圧室１内の圧力が外気より高い場
合、吸気弁２５が吸気孔３８に押しつけられるがそれに
密着することを妨げられて僅かな隙間を残し、その隙間
を通じて僅かに漏気をさせ、圧力の残留を防ぐ。突起高
さは数μｍ〜数１０μｍであり、図１では誇張されてい
る。

【００１２】また本実施の形態においては、従来例との
相違点が更に存在する。それは排気弁２６の外側に排気
バネ４が設けられていることである。その理由は、排気
バネが存在しなくても排気弁２６は排気時以外、排気筒
４０側の高い圧力で排気孔３９を一応閉じているが、加
圧の初期に排気筒４０内圧力がまだ上昇しない間は弁自
体の弾力性だけでは十分閉塞圧力を生じ得ないで漏気を
起こし、ポンプを駆動しても加圧が進行しないことが稀
にはあった。ダイヤフラム体の成形時の形状のバラツキ
によってはその現象の頻度がより多くなる。排気バネ４
は排気弁３９の密閉性を向上させる。排気バネ４は弱い
コイルバネであって、排気孔３９の外側の上ケース３２
の一部の内径を大きくしてその内部に保持され、その圧
縮力で排気弁２６に下向きの予圧（圧着力）を与えてい
る。そのバネ力の大きさには最適な範囲が存在する。即
ち、少なくとも加圧がまだなされない動作開始直後の時
期でも排気弁に十分な密着性を与えて加圧動作を確実に
開始進行させる一方で、強すぎて加圧が所定値まで進行
したら排気弁を押し開いて所期の排気動作がなされると
いうことを妨げることがないように選ばれる。この範囲
内でバネ強度の設計を行うことにより上記改善を達成で
きる。またバネはコイルバネに限定する必要はなく、例
えばスポンジ状の弾性材より成る管状や柱状等（排気が
ポーラスな材質事態を通して行われてもよい）であって
もよい。なお吸気弁には故意に漏気を許しながら排気弁
の密閉性を向上させるのは一見矛盾しているようである
が、それぞれの目的・作用が異なるし、吸気弁側に求め
られる漏気はポンプの加圧能力を妨げない程度に止めら
れるので問題はない。

【００１３】図２によってダイヤフラム体２の、図３に
よって下ケース３１の、図４によって上ケース３２の全
体形状が示される。ダイヤフラム体２の駆動棹２２には
偏心軸ブッシュ２７を保持する偏心軸穴２３が設けてあ
る。フランジ部２４は下ケース３１の凹部３７内に沈み
かつ位置決めされる。ダイヤフラム２１は下ケースの円
筒部３３に嵌入する。下ケースと上ケースの位置合わせ
は、位置決めピン３６と位置決め孔４２との嵌合によて
なされる。また上ケース３２は、駆動棹２２を駆動する
モータの支持部４３を有し、それはモータ軸穴４４とモ
ータ取付穴４５を有する。再加圧用突起４１は上ケース
３２側に設けてある。４６は排気バネ収納部である。

【００１４】本発明の実施の形態における変形例につい
て述べる。例えばダイヤフラムと弁とを別体で作るこ
と、ダイヤフラムや弁やケースの材質やサイズや全体形
状や細部形状、気密性や作動性の改善のための付加的形
状は自由である。またダイヤフラムの駆動方法について
も同様で、電磁石による駆動や他の電気的・機械的動力
源も可能性がある。微少な漏気を起こさせる構造につい
ても、吸気孔部に単一の突起を設けることが唯一の手段
ではないのはもちろんである。加圧室から直接または間
接に外部に通じる微少なあるいは流体抵抗の適度に大き
い通路や、上ケースと下ケース間の一部やあるいは吸気
弁自体に僅かな隙間等を設けることで、本発明の目的を
達成することもできる。

【００１５】

【発明の効果】小型ポンプの加圧室から外部（大気）へ
の僅かな漏気を許す通路を設けたので、加圧室内の高い
圧力が長時間残留することがなく、再加圧（再測定時
等）が円滑に行われるようになり、ポンプの作動品質が
改善される効果を有する。殊に再加圧用突起を吸気孔部
に設けた構造は、簡素にして確実であり、部品の互換性
にも優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の断面図である。

【図２】本発明の実施の形態におけるダイヤフラムの上
面図および断面図である。

【図３】本発明の実施の形態における下ケースの上面図
および断面図である。

【図４】本発明の実施の形態における上ケースの正面図
および下面図である。

【図５】従来例の上死点における断面を示す作動図であ
る。

【図６】従来例の下死点における断面を示す作動図であ
る。

【符号の説明】

１ 加圧室 ２ ダイヤフラム体 ３ ケース ４ 排気バネ ２１ ダイヤフラム ２２ 駆動桿 ２３ 偏心軸穴 ２４ フランジ部 ２５ 吸気弁 ２６ 排気弁 ２７ 偏心軸ブッシュ ３１ 下ケース ３２ 上ケース ３３ 円筒部 ３４ 吸気通路 ３５ 排気通路 ３６ 位置決めピン ３７ 凹部 ３８ 吸気孔 ３９ 排気孔 ４０ 排気筒 ４１ 再加圧用突起 ４２ 位置決め穴 ４３ モータ支持部 ４４ モータ軸穴 ４５ モータ取付穴 ４６ 排気バネ収納部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定壁と可撓壁とでほぼ囲まれた容積可
   変の加圧室を有し、前記可撓壁を構成する可撓性材料よ
   り成るダイヤフラムと、吸気弁および排気弁と、前記固
   定壁を構成し前記各弁にて開閉され、外部に通じる吸気
   孔および排気孔とを備えると共に前記ダイヤフラムを保
   持し同時に前記吸気弁と排気弁を前記吸気孔および排気
   孔に保持しているケースと、前記ダイヤフラムに凹凸の
   変形を行わせるための小型の駆動装置とより成る小型ポ
   ンプにおいて、前記加圧室から外気に通じる微少な通気
   路を設けたことを特徴とする小型ポンプ。
2. 【請求項２】 前記ダイヤフラムと前記吸気弁と前記排
   気弁とは可撓性材料により一体的に成形されており、前
   記微少な通気路は前記吸気孔の縁に設けた突起によって
   できた、前記吸気弁と前記吸気孔の縁との間の微少な隙
   間であることを特徴とする請求項１に記載の小型ポン
   プ。