JPS62284978A - エアポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 （イ）産業上の利用分野 この発明は、例えば電子血圧計に装備されるエアポンプ
であって、駆動源に超音波振動系を用いダイヤフラムを
往復動させることでカフ（腕帯）を加圧する電子血圧計
等のエアポンプに関する。

（ロ）従来の技術 第４図は、従来のに音（コロトコフ音）式電子血圧計の
回路構成を示すブロック図である。

カフ１は、内部にに音検出用の血管音センサ（マイクロ
フォン）１１を内蔵しており、ごのカフェは、駆動回路
２０により作動する加圧ポンプ５、急速排気弁１８、微
速排気弁１４及び圧力センサ１５に連繋させて空気系が
構成されている。

加圧ポンプ５は、スタートスイッチのｏＮ辰作があった
時、ＣＰＵ　（セントラルプロセソシングユニノト）３
の指令に基づき、前記カフ１を加圧してカフ１に巻かれ
た動脈を圧迫し、被測定者の最高血圧以上に加圧して阻
血する。その後、カフ１の空気が微速排気弁１４により
２乃至３■ｍ１１ｇ／ｓｅｃ程度の緩やかな速度で微速
排気され減圧される。

前記血管音センサ１１は、微速排気時に検出したに音を
電気信号に変換し、検出器１２はこのに音信号を検知増
幅し、ＣＰＵ３に出力する。

上記圧力センサ１５は、圧電変換素子等を用いた電気的
圧力計で、常時、カフェに加えられる圧力の変化を検出
し、その検出出力（カフ圧のアナログ量）は増幅器１６
で増幅され、Ａ／Ｄ変換器１３によってＣＰＵ３が取り
込み易いデジタル値に変換される。前記ＣＰＵ３は、プ
ログラム及び測定データを記憶するメモリを内蔵する他
、Ａ／Ｄ変換器１３の切替えによりカフ圧データ、Ｋ音
データを取り込む機能、加圧ポンプ５を０Ｎ１０ＦＦす
る機能及びカフ圧データとに音データから血圧を決定す
るｉ能等を備えている。更に、設定された血圧値はＣＰ
Ｕ３より出力され、表示器４に表示される。

この電子血圧計に装備される加圧ポンプ５は、通常、第
５図で示す構造のものが使用されている。

加圧ポンプ５は、駆動モータ５３を直結するシリンダバ
レル５１を使用し、このモータ５３の回転軸５４先端に
カムシャフト５２を備え、このカムシャフト５２を介し
てダイヤフラム（ピストンロッド）５５を連接し、この
ダイヤフラム５５を前記バレル５１内に配備している。

カフｌを加圧する際はモータ５３を駆動させ、回転軸５
４の回転力をカムシャフト５２にて直動に変換し、ダイ
ヤフラム５５を往復運動（上下動）させる。このダイヤ
フラム５５がバレル５１を摺動することでバレル５１内
の空気を圧縮し、吐出口５６からチューブを介してカフ
圧に圧送する。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記、加圧ポンプは、モータの回転運動を動力源として
ポンプを作動させる。従って、駆動時、ポンプ自体の振
動及び騒音が大きい不利がある。

また、この騒音等を防止するために防振・防音構造が付
加されているが、これが計器を大型化し高価にする欠点
があった。

殊に、回転モータを駆動源とするポンプからカフへ圧送
される気体に生じる脈動（空気振動周波数）は、Ｋ音の
周波数に近似している。このため、ポンプからカフへ直
接圧縮空気を送出すると、加圧ポンプによる空気振動が
カフ内の空気圧に伝播し、この振動周波数をセンサが検
知する。従って、カフ加圧時におけるに音検出信号には
、ポンプの振動周波数かに音信号に同調することとなり
、Ｋ音信号自体を判別し得ない。また、ポンプの脈動に
よる空気圧振動はカフ内圧の微小な変化を招来し、脈波
信号のＳ／Ｎ比を悪化させる。この結果、カフ加圧時点
における脈波検出信号は明確な脈波波形を検出できない
。このため、従来のいずれの血圧計においても、カフ加
圧時点には血圧測定をなし得す、カフを最高血圧以上に
加圧し、動脈を阻血した後、微速排気の段階でに音を検
出した時点のカフ圧をＳＹＳ、に音消失を検出した時点
のカフ圧をＤＩＡとして血圧値を決定していた。

上記のように、従来の加圧ポンプを使用する血圧計にあ
っては、測定に際し、必ずカフを最高血圧以上にまで加
圧しなければならず、測定に時間がかかり、欝血を生じ
させる等の不利があった。

この発明は、従来のものが持つ、以上のような問題点を
解消させ、加圧ポンプによる空気圧振動がカフ内空気圧
に伝播せず、Ｋ音センサに対する空気圧振動の影古を阻
止して、カフ加圧時に血圧測定を実行できるようにした
電子血圧計のエアポンプを提供することを目的とする。

（ニ）問題点を解決するための手段及び作用この目的を
達成させるために、この発明のエアポンプは、次のよう
な構成としている。

エアポンプは、一端部に超音波振動子を備えたホーンの
他端部にダイヤフラムを備え、このダイヤフラムをシリ
ンダバレルのヘッド開口部へ嵌着配備すると共に、シリ
ンダバレルのボトム側にはそれぞれ逆止弁を備えた吐出
口及び吸気口を設け、この吐出口を前記チューブに接続
して構成されている。

このような構成を有するエアポンプでは、ホーンの超音
波振動子に電源電圧を印加すると、超音波振動がホーン
を通じてダイヤフラムに伝導する。

この結果、ダイヤフラムが振動し、シリンダバレル内で
の一定振幅で往復動を繰返す。この時、ダイヤフラムが
シリンダバレルの空気室に対して進退するため空気室の
圧が加減変化し、吸・排気を実行する。つまり、ダイヤ
フラムがバレルのヘッド外方向へ移動する時は、バレル
内は減圧されて吸気弁が開口し、外の空気がバレル内に
吸入される。逆に、ダイヤフラムがバレルボトム側へ移
動する時は、バレル内の空気が圧縮されて排気弁が開放
し、圧縮空気はチューブを介してカフへ圧送される。と
ころで、この圧送される空気には脈動が生じるが、この
脈動は、超音波振動子に対し印加された電気エネルギ（
電気振動）に等しい周波数である。従って、予め印加す
る電気振動（周波数）をに音周波数と違えておくことで
脈動（周波数）を電気フィルタで除去すれば、明瞭なに
音を検出できるから、カフ加圧時に血圧を測定し得る。

（ホ）実施例 第３図は、この発明に係る電子血圧計等のエアポンプの
具体的な一構成例（回路、空気圧系）を示すブロック図
である。

この図において、電子回路部分は前述（第４図）の従来
例のものと同様である。この発明の特徴は、カフェを加
圧する加圧ポンプ６にあり、駆動源に超音波振動系を用
い、超音波振動によってダイヤフラムを往復動させてカ
フェを加圧する点にある。

第１図は、この加圧ポンプ６の具体的な一実施例を示し
ている。

加圧ポンプ６は、インピーダンス整合器としてのホーン
７と、このホーン７の一端開口に備えた超音波振動子７
１と、他端開口に備えたダイヤフラム７２と、このダイ
ヤフラム７２をヘッド開口部に嵌着配備するシリンダバ
レル８とから成る。

ホーン７は、ステンレス或いはアルミその他の金属資材
にて両端開口の筒体に形成され、筒長さ中央部には外方
へ突出する取付はフランジ７５を突設し、このフランジ
片７５を介して一方を大径筒部７３、他方を小径筒部７
４として連通する両筒部７３．７４の長さを等しく設定
している。実施例のホーン７の長さしは、ホーンの材質
の音速をＣとし、振動子７１の共振周波数及び振動子に
印可する交流電圧の周波数をＦとした場合、Ｌ＝Ｃ／２
Ｆに設定しである。そして、この大径筒部７３の基端間
口部に超音波振動子７１を取付け、また、小径筒部７４
の先端開口部に開口径より大なる面積を有するダイヤフ
ラム７２を取付けて、ホーン７の両端をそれぞれ閉成し
ている。

このホーン７は、前記フランジ片７５を計器・器体の適
所に取付け、ホーン７つまり超音波振動系を固定するこ
とで、振動及び騒音の発生を防止している。

上記超音波振動子７１は、電気システムから交流電源を
得、この電流エネルギを同じ周波数をもった機械的振動
に変換する振動子で、実施例では、圧電型の超音波変換
器を使用している。またダイヤフラム７２は、薄板状の
金属板で超音波振動子７１の機械振動を受けて一定振幅
内を往復動する所謂ビスＩ・ンロツド作用を果たす。

前記シリンダバレル８は、ヘッド８１側を開口した筒体
で、ボトム８２側に吸気口８４及び吐出口８５を開口し
、この吸、見目８４及び吐出口８５にそれぞれ逆止弁８
６．８７を配備している。この逆止弁８６．８７は、所
謂ダイヤフラム弁（開閉素子に可撓性ダイヤフラムを用
いた流体パルプ）であって、実施例では、ゴム或いは塩
化ビニル等の弾性資材にて所謂蝶型バルブに形成し、吸
気口８４側の弁８６は吸気時のみ外気の侵入を許容する
一方通行弁であり、吐出口８５の弁８７は、排気時のみ
バレル８内空気の排気を許容する一方通行弁に設定しで
ある。

前記ダイヤフラム７２の外周縁は、このシリンダバレル
８の開口ヘッド部８１に嵌着して固定され、ダイヤフラ
ム７２とバレル８のボトム８２との間には一定容量の空
気室８３を形成している。

このような構成を有するエアポンプによって、例えば電
子血圧計のカフ１を加圧する場合には、超音波振動子７
１にこの振動子の共振周波数Ｆの交流電圧を印加する。

この時、振動子７１が電気エネルギと同じ周波数を持っ
た機械振動に変換し、この振動をホーン７を通じてダイ
ヤフラム７２に伝達する。ここでホーン７は、インピー
ダンス整合作用を発揮する。つまり、接続された負荷の
外部インピーダンスが電源の内部インピーダンス又は伝
送線路の波動インピーダンスと等しいという条件設定の
もとに、電源から負荷に最大のエネルギが与えられ、反
射と歪は最小となるように作用する。

第２図（Ａ）及び第２図ＣＢ）は、超音波振動系が伸縮
を繰返す（図示の矢印方向に伸縮する）ことで縦振動を
反復し、これにより、ダイヤフラム７２がシリンダバレ
ル８内を振幅Ａの範囲で往復運動（上下動）し、空気室
８３の空気が吸・排気する状態を示している。つまり、
第２図（Ｂ）に示す超音波振動系の状態で空気室８３は
減圧され、吸気側の弁８６を介して外気が吸気口８４か
ら吸入される。

逆に、第２図（八）に示す超音波振動系の状態で空気室
８３が加圧され、空気室８３の空気が圧縮されて、排気
側の弁８７を介して排気口８５からカフ１に圧送される
。

ここおいて、加圧ポンプ６からカフェへ送出される流体
の脈流（周波数）は、振動子７１に印加する電気エネル
ギ（電気振動）と同じ周波数となる。

従って、予めこの印加する電気波動をに音の周波数成分
と異値に設定することで、この脈動は電気フィルタによ
って容易に除去し得る゛。

かくして、急速排気弁１８及び微速排気弁１４を閉成し
た状態で加圧ポンプ６を作動させ、カフェを直線的に加
圧していく時、カフ加圧途中でＤＩＡ、が求められ（Ｋ
音センサかに音を検出した時点のカフ圧）、次に、Ｋ音
の消失が検出された時点でＳＹＳが求められる。このよ
うに、カフ加圧途中で血圧値が測定し得るため、余分な
加圧は解消され、且つカフ加圧のための加圧値設定装置
も不要となる。

（へ）発明の効果 この発明では、以上のように、ホーンの一端部に備えた
超音波振動子により他端部に備えたダイヤフラムをシリ
ンダバレル内で往復動させ、バレル内の空気を圧縮して
カフに圧送させることとした。

この発明によれば、ポンプの駆動源に振動及び騒音の少
ない超音波振動系が使用され、この超音波振動系の機械
的振動によりダイヤフラムを往復動させカフを加圧する
。従って、従来のように駆動源にモータを使用するのに
比し、ポンプ自体に騒音や振動が殆どないから、防振・
防音用の機構が不要となり安価で小型のポンプを提供し
得る。

また、この発明のポンプでは、超音波振動系を駆動源と
したから、ポンプによる空気圧振動の悪影客からカフの
に音センサを保護することができる。従って、Ｋ音セン
サは、ポンプによる空気振動周波数に妨害されることな
く、明瞭なに音のみを検出できるから、カフ加圧時に血
圧測定を実行できることとなり、従来のように最高血圧
値を大きく越える余分な加圧作業が解消され、測定時、
誤って欝血させる等の虞れが全くない。

しかも、この発明では、カフ加圧時に血圧を測定できる
ようにしたから、電子血圧計に使用する場合、カフを加
圧するための特別な加圧値設定装置を計器に装備させる
必要がなく、安価で迅速且つ精度の高い血圧計が提供で
きる等、発明目的を達成した優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例エアポンプを示す断面図、第２図（八
）及び第２図（Ｂ）は、超音波振動系の作動状態を示し
、第２図（Ａ）は、空気を排気する場合の説明図、第２
図（Ｂ）は、空気を吸気する場合の説明図、第３図は、
実施例エアポンプを使用した電子血圧計の回路構成例を
示すブロック図、第４図は、従来の電子血圧計の回路構
成を示すブロック図、第５図は、従来の電子血圧計に使
用されるエアポンプを示す断面図である。 ６；エアポンプ、　　　　７；ホーン、８ニジリンダバ
レル、　７１：超音波振動子、７２：ダイヤフラム、　
　８３：空気室、８４：吸気口、　　　　　８５：吐出
口、８６・８７：逆止弁。 特許出願人　　　　　　　　立石電機株式会社（ばか１
名） 代理人　　　　　弁理士　　中　村　茂　信第１図 °迂止升 竿　２図（Ａ） １２　図（Ｅｌ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端部に超音波振動子を備えたホーンの他端部に
   ダイヤフラムを備え、このダイヤフラムをシリンダバレ
   ルのヘッド開口部へ嵌着配備すると共に、シリンダバレ
   ルのボトム側にはそれぞれ逆止弁を備えた吐出口と吸気
   口を設け、この吐出口を前記チューブに接続したことを
   特徴とするエアポンプ。