JPS63174652A - 電磁ポンプ圧力制御回路 - 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】 ［技術分野］ 本発明は、体を動かすことができない寝たきりの人に原
振れが生じるのを防ぐ原振れ防１トマットに用いられる
電磁ポンプ圧力制御回路に関するものである。

［背景技術］ 従来の原振れ防止マットとして特公昭６１−１６４５４
号公報に記載されたものがある。第２図にその構成図を
示す。該原振れ防ＩＦマットは、エアーマット１及びコ
ントローラ２より枯成され、エアーマット１は２つの空
気室３，４と、雨空気室３，４の間にエアー噴出穴６を
設けた空気室５との３つの空気室から成り立っている。

コントローラ２は、ＡＣｌｏｏＶで動イ乍するエアーポ
ンプ７と、エアーポンプ７の脈動を消すための消音タン
ク８、エアーマット１の３つの空気？　３．４　、５に
それぞれ対応する３個の電磁バルブ９，１０．１１とが
それぞれ空気回路１２で連結されている。

尚、電磁バルブ９，１０．１１には夫々排気孔９ａ。

１０ａ、ｌｌａが設けである。エアーポンプ７の吐出空
気量調節及び電磁バルブ９，１０．１１の開閉は、制御
回路１３によって制御されている。また、コントローラ
２にはコントロールパネル１４が設けられており、フン
トロールパネル１４に操作用の調節つまみ１５が設けで
ある。電磁バルブ９はホース１６により空気室３と連結
され、電磁バルブ１０はホース１７により空気室５と連
結され、電磁バルブ１１は空気室４とホース１８により
連結されている。

電磁バルブ９，１０．１１の動作について説明する。第
３図に示すように、電磁バルブ９及び１１は交互にオン
オフを繰り返し、これによって空気室３，４が交互に膨
張、収縮を繰り返して患者の体圧分散を行なう。また、
電磁バルブ１０のオン及びオフによってエアーマット１
は、ＩＩｆＪ３図（ａ）に示すように膨張、収縮＋エア
ー噴出の動作と、第３図（１））に示すように膨張、収
縮のみの動作を行ない、電磁バルブ１０をオンにしたエ
アー噴出の場合は、患者の発汗によるムレを防止する除
湿作用を有するものである。

次に、エアーポンプ７の制御回路１３を第４図に示す。

交流電源ＡＣにエアーポンプ７とトライアックＴＲとを
直列に接続し、トライアックＴＲの導通角をボリューム
ＶＲと抵抗Ｒ２の抵抗値を変えることにより変えて、エ
アーポンプ７に流れる電流の位相を変え、吐出空気量を
制御してエアーマット１の硬さを調節するものである。

この時、エアー噴出の有無、すなわち、電磁バルブ１０
のオン、オフの状態によってエア−ポンプ７全体に必要
とされる空気量が大きく変わるので、エアー噴出の有り
、無しの状態を電磁バルブ１０に連動したフォトカップ
ラーＰＣの抵抗Ｒ２の値によって検知して空気量を制御
するものである。

つ虫り、具体的には、膨張士エアー噴出の状態において
は、電磁バルブ１０がオン状態であり、７オトカツプラ
ーＰＣもオン状態であるので、抵抗Ｒ２は非常に小さな
ほとんど０に近い値となる。

そのため、トライアックＴＲのデート回路の抵抗はボリ
ュームＶＲのみとなり、コンデンサＣ１にかかる電圧は
大きくなり、ＳＢＳからなるスイッチ素子Ｓ、を介して
のトライアックＴＲをトリ〃するタイミングが早まり、
ｔＩｆＪＳ図（ａ）のように導通角が大きくなる。尚、
第５図（、）はトライアックＴＲの全導通角を示してい
る。この状態でボリュームＶＲの値を大きくすることに
よって、導通角を第５図（ｂ）→（ｃ）と可変してエア
ーポンプ７の電流値を変え、エアーポンプ７の吐出量を
変えるものである。次に、エアー噴出のない場合には、
電磁バルブ１０がオフとなっているので、７オトカツプ
ラーＰＣもオフ状態であって、抵抗Ｒ２は非常に大きな
値（はとんど無限大）となっているので、デート回路の
抵抗はＲ，十ＶＲとなる。従って、コンデンサＣ３の両
端にかかる電圧が小さくなって、トライアックＴＲをト
リ〃するタイミングが遅くなり、第５図（ｃ）に示す位
相角でトライアックＴＲが導通し、更にボリュームＶＲ
を大きくすることにより導通角は第５図（ｄ）の状態に
まで可変できるのである。第５図（ｅ）はエアーマット
１の圧力と空気量との関係を示すものであり、曲線イは
エアー噴出穴６からの空気量特性を示している。以上の
構成により、エアー噴出の有無にかかわらず、エアーマ
ット１の硬さを一定に保つことができるものである。

かかる従来例において、第２図に示すエアーマット１は
全身用のものであるが、場合によっては半身用のハーフ
サイズのエアーマット等が用いられる場合もある。この
ような場合、従来の制御回路にあっては、エアーマット
の空気量が変わった場合、それに応じて制御回路のデー
ト回路を変えて導通角を変える必要があった。もし、全
身用の制御回路をそのまま半身用に用いた場合には、エ
アーマットの破裂等が起こる可能性があった。

このため、エアーマットに応じたコントローラを一々製
作する必要があって、生産上の面からいって者しい問題
となθていた。

［発明の目的１ 本発明は、上述の点に鑑みて提供したものであって、エ
アーマットの圧力をエアーマットの大きさにかかわらず
、一定に保って破裂等を防止することを目的とした電磁
ポンプ圧力制御回路を提供するものである。

［発明の開示］ （構成） 本発明は、エアーマット内に空気を圧送するエアーポン
プと、エアーマットの圧力を検知する圧力センサーと、
エアーポンプを駆動制御して圧力センサーの出力信号に
よりエアーマットを所定圧にする制御回路と、圧力セン
サーの異常時にエアーマットの破裂防止をすべく安全側
にエアーポンプを駆動制御するフェールセーフ回路とを
具備することにより、圧力センサー出力を制御回路に入
力して、エアーマットを所定圧になるようにエアーポン
プを駆動制御するようにしたものであり、また、圧力セ
ンサーの３′４常時においても、フェールセーフ回路に
よりエアーポンプを安全駆動できるようにしたことを特
徴とするものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により説明する。

尚、床擦れ防止装置全体の構成は従来とほぼ同様である
ので、エアーマットの圧力を一定にする電磁ポンプ圧力
制御回路について説明する。第１図は具体回路図を示し
、エアーマットの圧力を検知する圧力センサー２２から
の信号を制御回路２０に入力され、この制御回路２０に
よりエアーポンプ７を位相制御するものである。また、
圧力センサー２２の異常時には、エアーポンプ７を安全
側に駆動制御するための７ヱ一ルセー７回路２５を具備
している。交流電源ＡＣは電源回路２３により整流、平
滑され、具体的にはＩＣ，により整流。

平滑及び定電圧化して十電源を供給し、また、ＩＣ２に
より一電源を供給している。オペアンプＯＰ３等からな
る定電流回路２１から、定電流が圧力センサー２２に供
給され、エアーマットの圧力に応じたプリツノの不平衡
によって生じる電圧を出力している。圧力センサー２２
からの電圧信号は、オペアンプｏｐ２．ｏＰ、に犬々入
力されて増幅される。オペアンプｏｐ２．ｏｐ３の出力
は差動増幅回路２４に入力される。

差動増幅回路２４は、オペアンプＯＰ、〜Ｏｐ　ｓ　５
から構成されており、圧力センサー２２からの電圧信号
は、オペアンプＯＰ、に入力されて差動増幅され、オペ
アンプＯＰ５に入力される。

オペアンプｏＰ、では、エアー噴出の有無を設定するス
イッチＳＷ１と、エアーマットの硬さ調節のボリューム
ＶＲ２にて設定された電圧信号と、オペアンプＯＰ、か
らの電圧信号とが加算され、ボリュームＶＲ２で設定し
た値と、圧力センサー２２からの出力の値とが合うまで
、オペアンプＯＰ６でトランジスタＴｒ、をオン駆動す
る。フェールセーフ回路２５はオペアンプＯＰ７．ｌｌ
のウィンドフンパレータで構成されている。圧力センサ
ー２２が正常な場合は、オペアンプＯＰ２の出力からは
、ある範囲の電圧が出力されており、この範囲内の電圧
であれば、オペアンプＯＰ、、、の出力は共に、Ｈレベ
ルとなり、トランジスタＴｒｚ、Ｔｒ、をオン状態とし
、電流を７オトカ７ブラーＰＣに流している。

位相制御回路２６は、エアーポンプ７を位相制御するた
めのトライアックＴＲ，）ライアック′ｒＲをトリがす
るスイッチ素子ＳいコンデンサＣＩ、ｉ抗Ｒ３，Ｒ３等
から構成されている。

従って、エアーマットがボリュームＶＲ２で設定された
所定圧に達しない場合は、トランノスタＴｒｕｌｙ’オ
ンするので７オトカツプラーＰＣに電流が流れ、コンデ
ンサＣＩを充電して、従来と同様にスイッチ素子Ｓ１を
介してトライアックＴＲをトリ〃して位相制御を行なう
。そして、エアーマットが所定圧に達すると、圧力セン
サー２２カ・らの信号により、トランジスタＴｒ、がオ
フし、フォトカップラーＰＣはオフ状態となる。従って
、デート回路の時定数は、抵抗Ｒ２が無限大近くなるた
め、抵抗Ｒ１とＲ７となって、導通角が遅れてエアーポ
ンプ７に流れる電流は小さくなり、エアーはあまり供給
されなくなる。エアー噴出を打なう場合は、大きな空気
量を必要とするので、エアー調節用のスイッチＳＷ、を
切り替えてボリュームＶ　Ｒ２と直列に接続される抵抗
値を変え、設定値を変えることで、先の場合より長くエ
アーポンプ７を駆動してエアーの噴出を行なうようにし
ている。

ここで、圧力センサー２２が異常をきたし、オペアンプ
ＯＰ２等から、正常な範囲以外の電圧が出力されると、
オペアンプＯＰ７，８により、トランジスタＴ　ｒ　２
１　Ｔ　ｒ　３をオフとして、フォトカップラーＰＣを
オフにせしめる。従って、位相制御回路２６のデート回
路の時定数が大きくなり、トライアックＴＲの導通角が
遅くなって、エアーポンプ７に流れる電流を少なくして
安全運転を行ない、エアーマットの破裂等を防止するよ
うにしている。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、エアーマット内に空気を圧送す
るエアーポンプと、エアーマットの圧力を検知する圧力
センサーと、エアーポンプを駆動制御して圧力センサー
の出力（ｉ号によりエアーマットを所定圧にする制御回
路と、圧力センサーの異常時にエアーマットの破裂防止
をすべく安全側にエアーポンプを駆動制御するフェール
セーフ回路とを具備したものであるから、圧力センサー
出力を制御回路に入力して、エアーマットを所定圧にな
るようにエアーポンプを駆動制御できるものであり、そ
のため、全身用のコントローラでも、エアーマットの圧
力を検知しているため、ハーフサイズのエアーマットで
も、エアーマットを破裂させることなく同じコントロー
ラを用いることができ、エアーマットに応じたコントロ
ーラを製作する必要がなく、生産上好ましい。また、圧
力センサーの異常時においても、フェールセーフ回路に
よりエアーポンプを安全側に駆動制御するようにしてい
るため、使用上安全である効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例の具体回路図、第２図は床擦れ
防止装置の構成図、＃Ｓ３図は同上の動作説明図、第４
図は従来例の制御回路の具体回路図、第５図は同上の動
作説明図である。 １はエアーマット、７はエアーポンプ、２０は制御回路
、２２は圧力センサー、２５はフェールセーフ回路であ
る。 代理人　弁理士　石　１）長　七 手続補正書（自発）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エアーマット内に空気を圧送するエアーポンプと
   、エアーマットの圧力を検知する圧力センサーと、エア
   ーポンプを駆動制御して圧力センサーの出力信号により
   エアーマットを所定圧にする制御回路と、圧力センサー
   の異常時にエアーマットの破裂防止をすべく安全側にエ
   アーポンプを駆動制御するフェールセーフ回路とを具備
   して成る電磁ポンプ圧力制御回路。