JPH0448164Y2

JPH0448164Y2 -

Info

Publication number: JPH0448164Y2
Application number: JP1987110514U
Authority: JP
Priority date: 1987-07-17
Filing date: 1987-07-17
Publication date: 1992-11-13
Also published as: JPS6417212U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、手首等にあてがい、動脈の脈動を検
出して脈拍を測定する小型の脈拍計に関するもの
である。

〔従来の技術〕

適度な運動は、健康の維持に必要なことではあ
るが、これが過剰になると、心臓等に過大な負担
がかかり却つて危険である。そこで、運動を行う
際には、常にこの運動量が過剰にならないように
監視する必要がある。ところが、この適度な運動
量というのは個人差の多いものであり、その判断
はなかなか容易ではない。そこで、心臓の心拍数
を測定することにより、運動量がその人にとつて
過度なものとなつているかどうかを判断すること
が従来より行われている。

また、このような運動の目安に限らず、心臓の
心拍数は、古くから健康の維持を図るためや、病
気の診断・治療等のための重要な指標とされてい
た。

このような心拍数を家庭等でも測定可能にする
ものとして、従来から特開昭60−24821号公報に
開示された携帯用心拍計や、特開昭60−104286号
公報に開示された歩数計つき心拍計腕時計や、さ
らには、実開昭57−23302号公報に開示された自
動脈博計等があつた。

特開昭60−24821号公報に開示された携帯用心
拍計は、身体に心拍検出送信器と受信表示器を装
着し、心拍検出送信器によつて検出した心臓の拍
動に基づいて受信表示器で心拍数を演算し表示す
るものである。

また、特開昭60−104286号公報に開示された歩
数計つき心拍計腕時計は、胸部等の２箇所に電極
を設置し、この電極間の電位差を検出して心拍数
を演算し、腕時計の表示部で表示するようにした
ものである。

さらに、実開昭57−23302号公報に開示された
自動脈博計は、圧電素子を有する脈博検出部が出
力するパルスの１周期から、１分間の脈博数を算
出し、表示するものである。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、特開昭60−24821号公報に開示され
た携帯用心拍計では、送信器と受信器が必要とな
り装置が高価になるという問題点を生じていた。
しかも、心拍数を測定するためにわざわざ心拍検
出送信器と受信表示器とを身体に装着しなければ
ならず、準備が煩わしいという問題点も生じてい
た。

また、特開昭60−104286号公報に開示された歩
数計つき心拍計腕時計では、同様に準備が煩わし
くなるという問題点を生じるだけでなく、電極を
胸部等に貼り付けるので運動中の筋肉の動きや発
汗によつてこれが剥がれることがあり、また、こ
の発汗によつて電位差の測定に誤差が生じ易くな
るという問題点も有していた。

さらに、実開昭57−23302号公報に開示された
自動脈博計では、脈博検出部が外筺裏面に突出部
を有し、突出部を測定部に押圧したことによる抗
力が圧電素子に間接的に伝達される構成となつて
いる。このため、以下のような様々な問題点が生
ずる。すなわち、 (1) 突出部が受ける抗力を圧電素子に伝達するた
めの伝達機構が必要になるので、部品点数およ
び組立て工数の増大を招く。

(2) 上記突出部は、外筺裏面に対し垂直方向に振
動可能に取り付けられていることが必要なの
で、過大な負荷に対して上記伝達機構の変形や
破壊を招来しやすい。特に、外筺裏面に平行な
向きに加わる負荷に対し脆弱になる。

(3) 上記伝達機構は、上記突出部を弾性的に支持
する弾性部材を必要とするため、脈動によつて
発生するエネルギは、弾性部材の弾性エネルギ
と圧電素子の弾性エネルギとに振り分けられ
る。この結果、圧電素子のエルネギ変換効率が
悪くなる。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案に係る脈拍計は、上記問題点を解決する
ために、本体の底部に、底板が振動板となつてい
る筺体と、上記底板に固着された平板状の圧電素
子とから成る圧力センサを取り付けるとともに、
本体内に、この圧力センサが検出した圧力の周期
変化の単位時間当たりの回数を算出する演算回路
と、この演算回路が算出した回数を表示する表示
装置とを設け、かつ、上記圧力センサの防振に供
される弾性部材を、少なくとも、測定中に本体を
保持するための部位に設けたことを特徴としてい
る。

〔作用〕

上記構成の脈拍計は、例えば手首等のように皮
膚の上から動脈の脈動が検出できるような箇所に
あてがつて使用する。この際、測定者の手等で弾
性部材を介して本体を保持し、圧力センサの底板
を皮膚に当接させるようにする。すると、動脈の
脈動が皮膚および底板を介して圧電素子に伝わ
る。底板は振動板になつており、平板状の圧電素
子が底板に固着されているため、底板と圧電素子
とは、脈動により一体となつて振動し変形する。
これにより、圧電素子はこの変形に伴う圧力変化
を効率良く検出し、検出信号を本体内の演算回路
に出力することができる。

圧力センサが検出する圧力は、動脈の脈動によ
るものなので、周期的にその圧力の大きさが変化
する。演算回路では、この周期変化の単位時間当
たりの回数を算出する。通常は、１分間当たりの
回数を算出する。そして、この演算回路が算出し
た回数を表示装置が脈拍数として表示する。な
お、この脈拍数を心臓の心拍数の代わりに測定す
ることは、医療の分野でも通常に行われているこ
とである。

弾性部材は、脈動以外の振動が圧力センサの検
出に影響を与えないようにするためのものであ
る。圧力センサは、圧力を電気信号に変換して出
力するものであり、微小な圧力変化を検出するこ
とができるようなものを用いればよい。なお、こ
の圧力センサは、圧力の大きさを順次出力するも
のでもよいが、圧力の変化の回数が必要なので、
単に圧力変化の状態を出力するようなものであつ
てもよい。

演算回路は、少なくとも１周期の圧力変化を入
力すれば、その時間間隔から単位時間当たりの回
数を算出することができる。しかし、これでは誤
差が大きくなり過ぎるので、所定時間内における
圧力変化の回数を計数し、又は、圧力変化が所定
回数発生するのに要する時間を計時することによ
り、単位時間当たりの回数を算出してもよい。ま
た、表示が頻繁に変化すると見づらくなる虞れが
あるので、通常は、数秒ごとに表示も切り換える
ようにする。また、圧力センサの出力が微弱な信
号である場合には、バツフアを介して増幅した後
に演算を行うようにこの演算回路を構成すること
ができる。演算回路及び表示回路は、アナログ方
式・デジタル方式のいずれの方式であつてもよ
い。

なお、筺体自体が圧力センサを保護する機能を
有しており、少なくとも、圧力センサの底板に平
行な向きの負荷によつて、底板が損傷することも
ないので、耐久性に優れた構成となつている。

〔実施例〕

本考案の一実施例を第１図乃至第３図に基づい
て説明すれば、以下の通りである。

第１図及び第２図に示すように、本実施例の脈
拍計１の本体２は、円筒形状をなしている。この
本体２は、直径数cm程度の剛体からなる。

本体２の底面には、径が同じ円盤状の圧力セン
サ３が取り付けられている。この圧力センサ３
は、中空円盤状の金属ケース４とこの金属ケース
４の底板上に固着された薄板状の圧電素子５とで
構成されている。金属ケース４の底板は、ダイヤ
フラム状となつて底面に加わる圧力を有効に圧電
素子５に伝達できるようになつている。圧電素子
５は、高分子圧電体、セラミツクス圧電体（チタ
ン酸バリウム若しくはPZT〔チタン酸ジルコン酸
鉛〕）又は複合圧電体（高分子圧電材料のマトリ
ツクス中にチタン酸バリウム若しくはPZT等の
無機圧電体を混練したもの）を用いるのが好まし
い。この圧力センサ３の出力は、金属ケース４の
底面が受ける圧力の周期変化に従つて圧電素子５
に生じる電荷量の変化となつて表れる。

本体２の内部には、チヤージアンプ６、演算回
路７、駆動回路８、発振回路９及び電子ブザー１
０が設けられている。また、本体２の上部には、
表示面をこの本体２の上面に露出させるようにし
て表示装置１１が埋め込まれている。チヤージア
ンプ６は、入力を圧力センサ３に接続し、この圧
力センサ３で発生した電荷量の変化を電圧変化に
変換増幅する回路である。演算回路７は、チヤー
ジアンプ６が変換増幅した電圧変化を入力し、１
分間当たりのこの電圧変化の回数を算出する回路
である。この算出は、発振回路９から送られて来
るクロツクによつて一定時間を計時するととも
に、その間に生じた電圧変化の回数を計数し、こ
の計数結果から１分間当たりに生じると予測され
る変化の回数を演算して求めることにより行う。
この計時を行う一定時間は、数秒程度に設定して
おく。この演算回路７は、算出した電圧変化の回
数をＡ／Ｄ変換してから出力する。

また、この演算回路７は、入力した電圧変化に
同期したパルスを出力し、さらに、電子ブザー１
０を制御する。

駆動回路８は、演算回路７が出力するデジタル
信号等を入力して、これを表示装置１１で表示さ
せる回路である。表示装置１１は、LCDによる
２桁の７セグメント表示部１２と脈拍表示部１３
と電子音表示部１４とで構成されている。７セグ
メント表示部１２は、駆動回路８が演算回路７か
ら入力した電圧変化の回数をデジタル表示する。
このデジタル表示された数字は、後に説明するよ
うに、１分間当たりの脈拍数を示すことになる。
また、この表示は、演算回路７が新たに電圧変化
の回数を算出する度に更新される。脈拍表示部１
３は、駆動回路８が演算回路７から入力した電圧
変化に同期するパルスに従つて点滅する。この点
滅は、後に説明するように、動脈の脈動を示すこ
とになる。

電子ブザー１０は、演算回路７から電圧変化に
同期するパルスを入力し、このパルスに従つて断
続する電子音を発するものである。そして、本体
２の上面に操作部を突出させた電子音スイツチ１
５がONになると、演算回路７に制御されてこの
電子音を発生する。また、この電子音スイツチ１
５がONとなつた場合には、演算回路７から駆動
回路８に信号が送られ、表示装置１１の電子音表
示部１４が点灯するようになつている。

本体２の上面における電子音スイツチ１５の側
方には、電源スイツチ１６が操作部を突出させて
設けられている。この電源スイツチ１６は、本体
２内の各電気回路の電源をON・OFFするもので
ある。測定時以外には、この電源スイツチ１６を
OFFにすることにより、図示しない本体２内の
電池の消耗を軽減することができる。

本体２の周側面及び圧力センサ３の下端部を除
いた周側面の周囲には、管状の防振ゴム１７が嵌
着されている。なお、防振ゴム１７は、少なくと
も、脈拍の計測中に本体２を保持するための部位
に設けられていればよいが、本実施例のように、
圧力センサ３の周側面をも被覆するように設けた
場合、圧力センサ３の保護が充分となる。

上記構成の脈拍計１の動作を説明する。

脈拍計１は、第３図に示すように、測定者自身
が一方の手で、他方の手首にあてがうことにより
測定を行う。この際、手首の動脈上の皮膚に圧力
センサ３の底面が当接するようになる。また、一
方の手による脈拍計１の保持は、防振ゴム１７を
介して本体２を指で挟むようにして行う。このた
め、この防振ゴム１７は、脈拍計１の保持に伴う
外部の振動が圧力センサ３に伝わることをしや断
ないし緩和すると共に、本体２および圧力センサ
３を保護する機能を果たしている。

この状態で電源スイツチ１６をONにすると、
手首の動脈の脈動が圧力センサ３に伝わり、電荷
量の変化に変換されてチヤージアンプ６に送られ
る。チヤージアンプ６では、この電荷量の変化を
電圧変化に変換して演算回路７に送る。演算回路
７では、この電圧変化に基づいて、１分間当たり
の変化の回数を算出しデジタル信号に変換して駆
動回路８に送る。駆動回路８は、このデジタル信
号を表示装置１１に送つて、７セグメント表示部
１２で脈拍数として表示させる。従つて、測定者
は、この７セグメント表示部１２の数字を読み取
ることにより、その時の１分間当たりの脈拍数を
測定することができる。この脈拍数の表示は、数
秒ごとに更新されるので、運動後の変化の激しい
脈拍も随時正確に表示することができる。

また、これと同時に、演算回路７は、入力され
た電圧変化に同期するパルスを駆動回路８に送
る。駆動回路８は、このパルスを表示装置１１に
送つて、脈拍表示部１３をこのパルスに従つて点
滅させる。従つて、測定者は、この脈拍表示部１
３の点滅の様子を観察することにより、その時の
動脈の脈動状態を視覚的に観測することができ
る。

さらに、この状態で電子音スイツチ１５をON
にすると、演算回路７が駆動回路８に信号を送
り、表示装置１１の電子音表示部１４を点灯させ
る。そして、この演算回路７が前記の電圧変化に
同期するパルスを電子ブザー１０にも送り、この
パルスに従つて断続する電子音を発生させる。従
つて、測定者は、この電子音を聞くことにより、
その時の動脈の脈動状態を聴覚的に観測すること
ができる。なお、電子音スイツチ１５をOFFに
すると、表示装置１１の電子音表示部１４が消灯
し、電子ブザー１０も電子音の発生を停止する。

このように、本実施例の脈拍計１は、手首にあ
てがうだけで手軽に脈拍数や脈動の状態を測定す
ることができる。

〔考案の効果〕

本考案に係る脈拍計は、以上のように、本体の
底部に、底板が振動板となつている筺体と、上記
底板に固着された平板状の圧電素子とから成る圧
力センサを取り付けるとともに、本体内に、この
圧力センサが検出した圧力の周期変化の単位時間
当たりの回数を算出する演算回路と、この演算回
路が算出した回数を表示する表示装置とを設け、
かつ、上記圧力センサの防振に供される弾性部材
を、少なくとも、測定中に本体を保持するための
部位に設けた構成をなしている。

これにより、本体を保持して圧力センサの検出
部を手首等に当接させることにより、単位時間当
たりの脈拍数を表示装置に表示させることができ
る。

従つて、本考案の脈拍計は、以下のような効果
を奏する。

圧力センサの部品点数を簡素化しながら、耐久
性を向上させ、しかも、圧電素子のエネルギ変換
効率を大きくすることができるので、脈拍計のコ
ストダウンを図ることができる。

また、演算回路をIC等で構成し、かつ、表示
装置にLCD等を用いれば、圧電素子は比較的安
価な圧力サンセなので、この脈拍計を安価、か
つ、小型なものとすることができる。

また、これら圧力センサや表示装置等が本体と
一体になるので、取り扱いが容易かつ便利なもの
となる。しかも、この脈拍計の本体を持つて手首
等にあてがうだけで、簡単に脈拍数の測定ができ
るので、測定装置を装着する等の準備が不要とな
り、手軽にどこででも測定できるようになる。そ
して、電極間の電位差を検出するのではないの
で、運動による発汗等の影響を受けることもなく
なる。

また、この脈拍数を心臓の心拍数とすることが
できるので、心臓への負担の監視を必要とする人
が使用する心拍計として利用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本考案の一実施例を示すも
のであつて、第１図は脈拍計の縦断面正面図、第
２図は脈拍計の平面図、第３図は脈拍計の使用説
明図である。１は脈拍計、２は本体、３は圧力センサ、６は
チヤージアンプ、７は演算回路、８は駆動回路、
１１は表示装置、１７は防振ゴム（弾性部材）で
ある。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

本体の底部に、底板が振動板となつている筺体
と、上記底板に固着された平板状の圧電素子とか
ら成る圧力センサを取り付けるとともに、本体内
に、この圧力センサが検出した圧力の周期変化の
単位時間当たりの回数を算出する演算回路と、こ
の演算回路が算出した回数を表示する表示装置と
を設け、かつ、上記圧力センサの防振に供される
弾性部材を、少なくとも、測定中に本体を保持す
るための部位に設けたことを特徴とする脈拍計。