JP2002206484A - 空気ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転機構を使用せず、直流リニアモータを使
用して、ポンプ機構を効率良く動作させるようにした空
気ポンプを提供すること。 【解決手段】 固定コイル23の軸方向に移動可能な動作
軸24と、動作軸24に固定された磁石25と、磁石25の動作
軸24の軸方向両端に設けられて動作軸24に結合して設け
られたダイヤフラム27、28と、磁石25とダイヤフラム2
7、28との移動に伴って排他的に開閉される空気弁31、3
2とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯型血圧計に使
用されるような空気ポンプに関し、特にダイヤフラムと
空気弁と、前記ダイヤフラムを駆動する駆動装置とによ
り構成される空気ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】電池で駆動される携帯型血圧計が使用さ
れるようになり、その血圧計に用いるポンプは直流モー
タを使用している。図６は、従来の血圧計ポンプの一例
の構成を示す縦断面図であって、直流モータ11の出力軸
12にカラー13が取り付けられている。カラー13に対し駆
動軸14が、出力軸12の延長線に対し所定角度傾斜して設
けられている。

【０００３】傾斜した駆動軸14は、円板16の支持部９ａ
に挿通されており、この円板16の周縁部が、接続体17を
介してダイヤフラム18と結合されている。駆動軸14を回
転させると、円板16は回転することなく筐体固定軸15を
中心として揺動し、接続体17を介してダイヤフラム18を
圧縮または伸長させる。

【０００４】円板16の揺動に伴ってダイヤフラム18の内
部容量が増減するとき、空気弁19が外部の空気を吸気
し、排気は円筒部40を経て行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のポンプはダイヤフラム18を上下動させるため
に、直流モータ11による回転運動を利用するので、回転
運動を上下運動に変換する機構を具備する必要がある。

【０００６】即ち、運動方向の変換のため、機構が複雑
化している。また、直流モータ11を使用しているため、
機械的騒音が発生し、電波障害を発生することがある。

【０００７】前記課題を解決するため、直流回転モータ
の代わりに、直流リニアモータを使用することが提案さ
れている。しかし直流回転モータを単に直流リニアモー
タに取り換えるだけでは、円板の回転運動と上下動運動
との変換が具体化されない欠点を有していた。

【０００８】そこで、本発明は上述の課題を解決するた
めに考えられたもので、回転円板は使用せず、直流リニ
アモータを使用して、ポンプ機構を簡素化して効率良く
動作させるようにした構成した空気ポンプを提供するこ
とを目的としている。

【０００９】

【課題を解決する手段】本発明の空気ポンプは、固定コ
イルの軸方向に移動可能な動作軸と、この動作軸に固定
された磁石と、前記固定コイルの動作軸の軸方向両端に
おいて前記動作軸に結合して設けられたダイヤフラム
と、前記磁石とダイヤフラムとの移動に伴って排他的に
開閉される複数個の空気弁と、前記ダイヤグラムと複数
個の空気弁とが取り付けられた筐体とにより構成されて
いる。

【００１０】この構成により、直流リニアモータの固定
コイルに通電したときの動作軸の移動を、ダイヤフラム
の動きによる空気室の容積の増減に変換しているから、
空気ポンプとして効率が良い。

【００１１】本発明の空気ポンプは、前記筐体と前記ダ
イヤグラムとの間に、前記空気弁により空気の吸入と排
気とが行われる複数の空気室を設けたものである。

【００１２】この構成により、空気室の容積はダイヤフ
ラムの動きに即応して大きく変化するから、効率の良い
ポンプ機構が構成できる。

【００１３】本発明の空気ポンプは、前記空気弁は吸気
弁・排気弁との組合せで形成し、前記筐体は固定コイル
との間に排気弁からの空気が流通できる空隙を具備して
いる。

【００１４】また、本発明の空気ポンプは、前記空気弁
の内、排気弁から排気された空気は筐体内において前記
固定コイルの外周を経て、筐体に設けられた空気排出口
から排気される。

【００１５】上記の構成により、空気ポンプは吸気と排
気との流れが排他的に行われ、排気のとき、空気は固定
コイルの外周を経て外方に排気される。そのため、固定
コイルの外周は自動的に空気冷却されるため、空気ポン
プの動作が長期にわたり安定している。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の空
気ポンプの実施形態を説明する。

【００１７】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態の縦断面図を示している。図１に示すよ
うに、この実施の形態による空気ポンプは、磁石25が単
一構成で、２つのダイヤフラム27、28と、２つの空気室
29、30 と具備し、従って空気弁が２組であって、各組
は吸気弁31・排気弁33と、吸気弁32・排気弁34を具備し
ている。

【００１８】図１に示すように、筐体21の内部には直流
リニアモータ部とポンプ部とが組立てられている。この
筐体21は、側壁に排気筒36を有する有底円筒体と蓋20で
構成されている。

【００１９】直流リニアモータ部は、固定コイル23を巻
回したコイルボビン22と、このコイルボビン22の中に挿
通されてモータの動作軸となるホルダシャフト24とを有
し、このホルダシャフト24内の中央より若干片寄った部
位に磁石25を内蔵している。

【００２０】前記ホルダシャフト24の一方端に板スプリ
ング26を設けて、コイルボビン22と結合させている。即
ち、この板スプリング26により、ホルダシャフト24はコ
イルボビン22の中間部に機構的に浮いた状態で保持され
ている。

【００２１】これらのコイルボビン22と、固定コイル23
と、ホルダシャフト24と、磁石25とにより、ムービング
マグネット型の直流リニアモータ部を構成している。

【００２２】次に、ポンプ部は、ホルダシャフト24の左
右両端に接触して中央部が取り付けられたダイヤフラム
27、28により構成されている。このダイヤフラム27の周
縁は筐体21および蓋20に取り付けられている。その取り
付け位置には吸気弁31、32と、排気弁33、34がそれぞれ
設けられている。

【００２３】なお、ダイヤフラム27と筐体21との間に空
気室29を、ダイヤフラム28と筐体21との間に空気室30を
形成している。吸気弁31、32には、それぞれ空気取入口
311、321 が設けられている。排気弁33、34から排気さ
れた空気はコイルボビン２２及びコイル２３の外側に存
在する排気用空隙35を経て、排気筒36に集まって外方へ
排気される。

【００２４】図１は、コイルに通電してない状態におけ
る磁石25の位置する場所を示している。空気室29は容積
一杯に空気が入っているが、空気室30は最低量の空気が
入っているのみである。

【００２５】ここで、図１に示す空気ポンプの動作につ
いて説明する。図示しない直流電源からの電力をコイル
23に印加すると、発生した磁界により磁石25をホルダシ
ャフト24とともに図１の左方向に移動させる。図２はコ
イル23への通電時におけるホルダシャフト24、磁石25、
ダイヤフラム27、28、板スプリング26の状態を示してい
る。

【００２６】即ち、空気室29の容積は最低量に、空気室
30は容積は最大量になっている。そのために、図３に示
すように、空気室29内の空気は排気弁33から排気用空隙
35へ抜け出て（図３の線Ｆ）、コイル23の周囲を通っ
て、排気筒36より外方へ排気される（図３の線Ｇ）。吸
気弁31はダイヤフラム27の左方への変形に伴い確実に閉
じているから、空気が流通することはない。

【００２７】このとき、他方の空気室30には、吸気弁32
が開いて空気取入口321 より空気が流れ込むため（図３
の線Ｈ）、最大容積に空気が入る。そのとき排気弁34は
当然ながら完全に閉じていて、流れ込んだ空気を少しも
流通させない。

【００２８】続いて、コイル23への通電が遮断されたと
き、板スプリング26とダイヤフラム27との復元力に基づ
いて、磁石25はホルダシャフト24とともに図２の右方向
へ移動して、図１に示す位置に戻る。図１の状態に戻る
とき、ダイヤフラム27、28により、空気室29、30内の空
気の流入、排気が行われる。即ち、図４に示すように、
吸気弁31からは空気取入口311 が開いて空気が流入し
（図４の線Ｋ）、排気弁33からは排気がない。また、空
気室30の容積は最低量となるので、排気弁34からは空気
室30内にあった空気が筐体21内に流出し（図４の線
Ｌ）、吸気弁32は閉じているから、空気取入口321 から
の流入はない。

【００２９】なお、ダイヤフラム27が復元する力を十分
に有するときは、コイル23において前述とは逆方向の起
電力を発生させる必要がないので、消費電力の節約とな
る。

【００３０】このようにコイル23への通電と遮断が繰り
返されるときに、空気室29と空気室30はその容積の増減
を繰り返すため、空気ポンプ作用がなされる。このと
き、排気された空気がコイル23周囲の排気用空隙35を通
過しているので、コイル23を空気冷却していることとな
る。従って、このポンプにはコイルを冷却するための特
別な設備を設ける必要がない。

【００３１】（第２の実施の形態）図５は、本発明の第
２の実施の形態の縦断面図を示している。図５に示すよ
うに、この実施の形態による空気ポンプは、磁石25が単
一構成で、４つのダイヤフラム56、57 、66、67 を具備
し、２つの第１空気室50、51 と、２つの第２空気室6
0、61を具備し、従って空気弁が４組であって、各組は
吸気弁52・排気弁54と、吸気弁53・排気弁55と、吸気弁
62・排気弁64と、吸気弁63・排気弁65を具備している。

【００３２】図５に示す空気ポンプの筐体21内部におけ
る直流リニアモータ部とポンプ部との組立と、その部分
の構成は、ほぼ図１に示す構成と同様である。そして上
記のようにダイヤフラム・空気室・空気弁について、そ
の構成が図１と異なっていることで、それ以外の固定コ
イル23・ホルダシャフト24・板スプリング26などは、図
１と同様であるため、説明は省略する。

【００３３】図５は固定コイル23に通電してない状態に
おける磁石25の位置する場所を示している。第１空気室
50、51 は容積一杯に空気が入っているが、第２空気室6
0、61 は最低量の空気が入っているのみである。第１空
気室50、51 の容積を合算したとき、図１における空気
室29の容量よりも大きくなるように設計されている。

【００３４】図５に示す空気ポンプの動作は、図１の場
合と同様である。即ち、固定コイル23に対して通電と遮
断を繰り返すとき、ダイヤフラムが左右に変形し、第１
空気室50、51 と、第２空気室60、61 の吸気と排気が排
他的に行われる。なお、第１空気室50から排気すると
き、また第２空気室61から排気するとき、排気弁54、64
からの排気は図示してない排気用空隙が紙面上方向（各
弁の手前の位置）に存在しており、そこに排気される。

【００３５】このように動作するため、図５に示す空気
ポンプは、図１に示すものと同一大きさの筐体として比
較するとき、吸入・排気する空気量がより大となってい
る。そのため、空気量と動作電力との対比において、効
率がより高くなっている。

【００３６】（その他の実施の形態）以上の説明におい
て、磁石、空気室、ダイヤフラム、空気弁などについて
の構成は、当業者であれば他の実施の形態を容易に設計
することができるものである。そのため、本発明の実施
の形態におけるそれら構成についての説明は、発明思想
を限定することではない。

【００３７】また、以上の説明は携帯型血圧計用空気ポ
ンプに適用するものとして説明したが、この発明はその
ポンプに限定されることは無く、他の同種ポンプに適用
することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上で説明したように、本発明によれ
ば、直流リニアモータの軸の移動をダイヤフラムの移動
と直結したため、モータの回転運動を軸方向の移動に変
換することは不要となる。また、駆動されるダイヤフラ
ムの動きが同方向であって、空気室の容積の増減を同時
に行っているから、空気室における容積を大量に増減す
ることができて、ポンプとして効率が良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の空気ポンプの構成
を示す図、

【図２】図１に示すモータのコイルに通電した時のダイ
ヤフラム、磁石などの位置を示す図、

【図３】図２における空気の流れを示す図、

【図４】図１に示すモータのコイルへの通電を切断した
ときの空気の流れを示す図、

【図５】本発明の第２の実施の形態の空気ポンプの構成
を示す図、

【図６】従来の直流モータを使用するポンプの一例を示
す縦断面図である。

【符号の説明】

９ａ 支持部 11 直流モータ 12 出力軸 13 カラー 14 駆動軸 15 筐体固定軸 16 円板 17 接続体 18 ダイヤフラム 19 空気弁 20 蓋 21 筐体 22 コイルボビン 23 コイル 24 ホルダシャフト 25 磁石 26 板スプリング 27、28 ダイヤフラム 29、30 空気室 31、32 吸気弁 33、34 排気弁 35 排気用空隙 36 排気筒 311、321 空気取入口 50、51 第１空気室 52、53 吸気弁 54、55 排気弁 56、57 ダイヤフラム 60、61 第２空気室 62、63 吸気弁 64、65 排気弁 66、67 ダイヤフラム

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定コイルの軸方向に移動可能な動作軸
   と、 該動作軸に固定された磁石と、 該固定コイルの動作軸の軸方向両端において前記動作軸
   に結合して設けられたダイヤフラムと、 前記磁石とダイヤフラムとの移動に伴って排他的に開閉
   される複数個の空気弁と、 前記ダイヤグラムと複数個の空気弁とが取り付けられた
   筐体と、で構成されることを特徴とする空気ポンプ。
2. 【請求項２】 前記筐体と前記ダイヤグラムとの間に
   は、前記空気弁により空気の吸入と排気とが行われる複
   数の空気室を設けたことを特徴とする請求項１に記載の
   空気ポンプ。
3. 【請求項３】 前記空気弁は吸気弁・排気弁との組合せ
   で形成し、前記筐体は前記固定コイルとの間に、排気弁
   からの空気が流通できる空隙を具備することを特徴とす
   る請求項１に記載の空気ポンプ。
4. 【請求項４】 前記動作軸は板状スプリングにより前記
   筐体と接続されていることを特徴とする請求項１に記載
   の空気ポンプ。