(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の絶縁伸縮材料からなる伸縮部の両面に導電性伸縮材料からなる電極を設けたアクチュエータと、前記電極に電圧を印加するための電圧印可部と、前記アクチュエータの電圧印可時における伸縮動作を規制するための外周規制部と、前記アクチュエータの末端を固定するための固定設置部を備える圧迫装置であって、前記外周規制部の略中央部に被圧迫部を設置し、該アクチュエータを弓状に変形させ、被圧迫部を圧迫することを特徴とする圧迫装置。
【請求項２】
伸縮部と電極が交互に複数層形成され、且つ、電極極性が交互に反転するように電極が電圧印可部に接続してあることを特徴とする請求項１記載の圧迫装置。
【請求項３】
固定設置部がアクチュエータ端部全域に設置してあることを特徴とする請求項１記載の圧迫装置。
【請求項４】
アクチュエータが外周規制部の軸方向に設置され、且つ、該アクチュエータが外周規制部の円周方向全体にわたり形成してあることを特徴とする請求項１記載の圧迫装置。
【請求項５】
アクチュエータが外周規制部内側面全周に配置され、アクチュエータと外周規制部を固定するための固定設置部がアクチュエータ内側に少なくとも２つ以上設置してあることを特徴とする請求項１記載の圧迫装置。
【請求項６】
アクチュエータが外周規制部内側軸方向全域に配置され、アクチュエータと外周規制部を固定するための固定設置部が軸方向に且つアクチュエータ内側に少なくとも２つ以上設置してあることを特徴とする請求項４記載の圧迫装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の圧迫装置を具備して成ることを特徴とする圧迫装置を備えたマッサージ機。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の圧迫装置を具備して成ることを特徴とする圧迫装置を備えた血圧計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧迫装置及び圧迫装置を備えたマッサージ機及び圧迫装置を備えた血圧計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から特開平２−２６５７５２号公報が知られている。この特開平２−２６５７５２号公報に示された装置は、図１５に示すようにダイヤフラム型変位素子３０に形状記憶合金を用い、形状記憶合金間に介在した加熱装置３１により形状記憶合金を加熱し、弓形の運動を起こすことで、インク３２を圧縮するようにしている。
【０００３】
上記の従来例にあっては、ダイヤフラム型変位素子に形状記憶合金を用いているので、変位量（＜５％）、動作速度（数Ｈｚ）に限界があり、高速、高変位機器への対応が不可能であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高速、高変位の圧迫装置及び圧迫装置を備えたマッサージ機を提供することを主たる課題とし、また、電極の兼用によるアクチュエータ間の絶縁部が不要となり、また、圧迫力を向上でき、また、圧迫むらを防止でき、更に、被圧迫部をより均一に圧迫できると共にコストダウンをはかることができる圧迫装置及び圧迫装置を備えたマッサージ機及び圧迫装置を備えた血圧計を提供することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る圧迫装置は、シート状の絶縁伸縮材料からなる伸縮部１の両面に導電性伸縮材料からなる電極２を設けたアクチュエータ４と、前記電極２に電圧を印加するための電圧印可部３と、前記アクチュエータ４の電圧印可時における伸縮動作を規制するための外周規制部５と、前記アクチュエータ４の末端を固定するための固定設置部６を備える圧迫装置であって、前記外周規制部５の略中央部に被圧迫部７を設置し、該アクチュエータ４を弓状に変形させ、被圧迫部７を圧迫することを特徴とするものである。このような構成とすることで、アクチュエータ４の両面の電極２に電圧を印加することで外周規制部５で規制した状態でアクチュエータ４を伸縮させて高速・高変位で被圧迫部７を圧迫するものである。
【０００６】
また、伸縮部１と電極２が交互に複数層形成され、且つ、電極２極性が交互に反転するように電極２が電圧印可部３に接続してあることが好ましい。このような構成とすることで、電極２の兼用によるアクチュエータ４間の絶縁が不要となり、又、アクチュエータ４により発生する圧迫力が向上するものである。
【０００７】
また、固定設置部６がアクチュエータ４端部全域に設置してあることが好ましい。このような構成とすることで、アクチュエータ４が端部側に変位することがなくて、被圧迫部７側に効果的に変位させることができることになる。
【０００８】
また、アクチュエータ４が外周規制部５の軸方向に設置され、且つ、該アクチュエータ４が外周規制部５の円周方向全体にわたり形成してあることが好ましい。このような構成とすることで、被圧迫部７を全周圧迫により圧迫むらなく圧迫できることになる。
【０００９】
また、アクチュエータ４が外周規制部５内側面全周に配置され、アクチュエータ４と外周規制部５を固定するための固定設置部６がアクチュエータ４内側に少なくとも２つ以上設置してあることが好ましい。このような構成とすることで、被圧迫部７をより均一に圧迫することができ、また、アクチュエータ４材料を一体化して構成を簡略化できることになる。
【００１０】
また、アクチュエータ４が外周規制部５内側軸方向全域に配置され、アクチュエータ４と外周規制部５を固定するための固定設置部６が軸方向に且つアクチュエータ４内側に少なくとも２つ以上設置してあることが好ましい。このような構成とすることで、被圧迫部７をより均一に圧迫することができ、また、アクチュエータ４材料を一体化して構成を簡略化できることになる。
【００１１】
また、本発明の圧迫装置を備えたマッサージ機は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の圧迫装置８を具備して成ることを特徴とするものである。このような構成とすることで、多自由度で、高速・高変位の圧迫ができる圧迫装置８により多自由度マッサージができるマッサージ機を提供できるものである。
【００１２】
また、圧迫装置を備えた血圧計は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の圧迫装置８を具備して成ることを特徴とするものである。このような構成とすることで、多自由度で、高速・高変位の圧迫ができる圧迫装置８により効果的な圧迫ができる血圧計を提供できるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１４】
アクチュエータ４を外周規制部５に沿わせ、アクチュエータ４の末端を外周規制部５に固定設置部６において固定して圧迫装置８を構成してある。図１において、外周規制部５は布等の伸縮しないが変形性を備えたシート状物を略筒状に丸めて両端部を着脱自在に結合したもの、あるいは筒状または断面略Ｃ字状をした割り筒状または略コ字状等をした剛性を有するもであり、この外周規制部５の内面側に周方向に複数のアクチュエータ４が配置してあって、複数のアクチュエータ４の両末端をそれぞれ固定設置部６により外周規制部５に固定してある。
【００１５】
アクチュエータ４は、シート状の絶縁伸縮材料からなる伸縮部１と、該伸縮部１の両面に導電性伸縮材料からなる電極２とを有し、電極２にリード線１０を介して電圧印可部３を接続することで構成してあり、電圧印可部３から電極２に電圧を印加することでシート状の絶縁伸縮材料からなる伸縮部１が図２（ａ）、図２（ｂ）のように弓状に伸縮するようになっている。
【００１６】
伸縮部１を構成するシート状の絶縁伸縮材料はアクリルエラストマー、シリコン等の柔軟性を有し、且つ誘電率の高い（１．０Ｆ／ｍ）材料である。また、電極２は上記材料の液状状態のものにカーボンブラック、貴金属フィラー等を混入して電気導電性を確保したものを用いる。電極２にリード線１０を接合するには図３に示すように、電極２の末端に銅等をメッキし、このメッキ面１１にリード線１０をハンダ付けするものである。
【００１７】
また、外周規制部５としては筒状または断面略Ｃ字状をした割り筒状または略コ字状をした絶縁性の剛体の場合アクリル、エンプラ等により形成してあるが、これにのみ限定されず、布等のシート状物の場合には略筒状に丸めて被圧迫部７に巻き付けたものであってもよい。
【００１８】
固定設置部６はアクリル、エンプラ等の絶縁性の剛体により形成してあり、例えば図４のように、外周規制部５との結合はねじ締め、圧入等により行うものである。
【００１９】
しかして、外周規制部５の略中央部に被圧迫部７を設置し、該アクチュエータ４を弓状に変形させ、被圧迫部７を圧迫するものである。この場合、アクチュエータ４の両面の電極２に電圧を印加することでアクチュエータ４を伸縮できるので、高速・高変位の圧迫動ができるものである。
【００２０】
ここで、シート状の絶縁伸縮材料からなる伸縮部１の両面の電極２に電圧印可部３から電圧を印加することで伸縮部１が伸縮するメカニズムにつき説明する。シート状の絶縁伸縮材料の両側に電圧をかけると誘電分極が生じてシート状の絶縁伸縮材料に電歪が生じて伸縮するという現象が生じるものであり、本発明のアクチュエータ４はこの現象を利用して伸縮部１を伸縮させるようにしている。
【００２１】
図５（ａ）に示すようなシリコン等のポリマー製のシート状の絶縁伸縮材料よりなる伸縮部１の両面に導電性伸縮材料からなる柔軟な電極２を設けたアクチュエータ４の厚みをｔとし、電圧印可部３から電極２に印加する電圧をＶとした場合における図５（ｂ）においてＰで示す発生応力（等方）、Δｚで示す電解方向歪み（収縮）、Δｘで示す電解と垂直方向の歪み（延伸）は以下の式で求められる。なお、下式において、ｅ0・ｅr：ポリマーの誘電率（Ｆ／ｍ），Ｅ：電極間の電解（Ｖ／ｍ），Ｙ：ポリマーのヤング率（Ｐａ）である。
・発生応力（等方）
Ｐ＝ｅ0・εr・Ｅ2＝ε0・εr・Ｖ2／ｔ2（ｐａ）
・電解方向歪み（収縮）
Δｚ＝ε0・εr・Ｅ2／Ｙ＝ε0・εr・Ｖ2／Ｙ・ｔ2（％）
・電解と垂直方向の歪み（延伸）
Δｘ＝０．５・ε0・εr・Ｅ2／Ｙ＝０．５ε0・εr・Ｖ2／Ｙ・ｔ2（％）
図６には本発明の圧迫装置８の他の実施形態が示してある。本実施形態においては、外周規制部５内に外周規制部５の軸方向に沿って複数のアクチュエータ４を配置し、各アクチュエータ４の両末端をそれぞれ固定設置部６により外周規制部５に固定してある。この実施形態においては外周規制部５内に軸方向に被圧迫部７を配置してアクチュエータ４により被圧迫部７を圧迫する際、軸方向における圧迫箇所が増えることになる。もちろん、本実施形態において、外周規制部５内の周方向にも複数のアクチュエータ４を取り付けるようにしてもよいものである。この場合には軸方向の複数箇所、周方向の複数箇所で被圧迫部７を圧迫することができるものである。
【００２２】
図７には本発明の圧迫装置８に用いるアクチュエータ４の他の実施形態が示してある。本実施形態においては、前記アクチュエータ４において、前記伸縮部１と前記電極２とが交互に複数層形成してあり、しかも、電極２極性が交互に反転するように電極２が電圧印可部３に接続してある。本実施形態のように伸縮部１と電極２を交互に複数層形成し、且つ、電極２極性が交互に反転するように電極２を電圧印可部３に接続した構成のアクチュエータ４を用いることで、電極２の兼用によるアクチュエータ４間の絶縁が不要となり、又、アクチュエータ４により発生する被圧迫部７を圧迫する圧迫力が向上するものである。
【００２３】
次に、図８に基づいて本発明の更に他の実施形態につき説明する。本実施形態においては、図８（ａ）に示すように、アクチュエータ４の端部全域に固定設置部６を設けてアクチュエータ４の端部全域を固定設置部６により外周規制部５に固定するようにしてある。このようにアクチュエータ４端部全域に固定設置部６を設けることで、固定設置部６により固定されるアクチュエータ４の端部全域が変位せず、このため、図８（ｂ）に示すように、伸縮による変位がすべてアクチュエータ４の端部全域に囲まれた中央部に効果的に集中して、圧迫力を向上させることができるものである。
【００２４】
ここで、図９（ａ）に示すように、アクチュエータ４の両端部の全域に固定設置部６を設けてアクチュエータ４の両端部全域を固定設置部６により外周規制部５に固定するようにしてもよい。このようにアクチュエータ４の両端部全域に固定設置部６を設けることで、固定設置部６により固定されるアクチュエータ４の両端部全域が変位せず、このため、伸縮による変位がすべてアクチュエータ４の両端部間の中央部分に効果的に集中して、図９（ｂ）のように変形して圧迫力を向上させることができるものである。
【００２５】
上記図８や図９に示す実施形態においては外周規制部５へのアクチュエータ４の固定設置部６による固定はかしめによる固定よりもアクチュエータ４の端縁部に沿って縁板を当ててねじ締めなどにより固定するのがよい。
【００２６】
次に、図１０に基づいて本発明の更に他の実施形態につき説明する。本実施形態においては、図１０に示すように、アクチュエータ４を外周規制部５の軸方向に設置すると共に該アクチュエータ４を外周規制部５の円周方向全体にわたり形成してある。本実施形態においては、アクチュエータ４が略筒状をしていて軸方向の両末端の全周部を外周規制部５の内周部の軸方向の両端部の円周方向全体にわたり固定設置部６により固定してある。このように、アクチュエータ４を外周規制部５の軸方向に設置すると共に該アクチュエータ４を外周規制部５の円周方向全体にわたり形成することで、外周規制部５の略中央部に被圧迫部７を設置し、電極２に電圧を印加してアクチュエータ４を変形させ、被圧迫部７を全周圧迫により圧迫むらなく圧迫できるものである。
【００２７】
次に、図１１に基づいて本発明の更に他の実施形態につき説明する。本実施形態においては、図１１に示すように、一つのアクチュエータ４を外周規制部５の内側面全周に配置してあり、アクチュエータ４を外周規制部５の周方向の複数箇所で固定設置部６により少なくとも２つ以上で固定してある。しかして、本実施形態においては、外周規制部５の略中央部に被圧迫部７を設置し、電極２に電圧を印加してアクチュエータ４を変形させると、周方向において複数箇所で固定設置部６により固定されることで周方向に複数に分割されたアクチュエータ４の周方向に分割された部分が、被圧迫部７を全周圧迫により圧迫むらなく圧迫することになる。また、アクチュエータ４材料を一体化して構成を簡略化できるものである。
【００２８】
次に、図１２に基づいて本発明の更に他の実施形態につき説明する。本実施形態においては、一つのアクチュエータ４を外周規制部５の内側の軸方向全域に配置し、アクチュエータ４を外周規制部５の軸方向の少なくとも２箇所以上で固定設置部６により周方向の全周にわたって固定してある。この実施形態においては外周規制部５内に軸方向に被圧迫部７を配置してアクチュエータ４により被圧迫部７を圧迫する際、軸方向における圧迫箇所が増え、被圧迫部７のより均一な圧迫が可能となる。
【００２９】
上記した各実施形態に示すアクチュエータ４を用いた本発明の圧迫装置は、モータで得ることができない小型・無音・高出力の圧迫装置として、種々のヒューマンメカトロニクスに応用することができるものである。例えば、マッサージ機、介護機器等人間に直接働きかける動作機構に適用し、小型・軽量化に貢献することができるものである。例えば、マッサージ機、血圧計、介護機器等人間に直接働きかける動作機構に適用し、小型・軽量化に貢献することができるものである。
【００３０】
図１３には本発明の圧迫装置８を備えたマッサージ機１５の例が示してある。図１３において外周規制部５で脚（例えばふくらはぎ）や腕等の人体の被治療部である被圧迫部７を囲んで被圧迫部７を外周規制部５内に位置させ、この状態でアクチュエータ４の両面の電極２に電圧を印加しアクチュエータ４を弓状に変形させて被治療部である被圧迫部７を圧迫してマッサージをおこなうものである。
【００３１】
図１４には本発明の圧迫装置８を備えた血圧計１６の例が示してある。図１４において外周規制部５で指や腕等の被圧迫部７を囲んで被圧迫部７を外周規制部５内に位置させ、この状態でアクチュエータ４の両面の電極２に電圧を印加しアクチュエータ４を弓状に変形させて被治療部である被圧迫部７を圧迫して、このようにアクチュエータ４をカフ帯として利用することで血圧を測定するものである。これにより、小型で性能のよい血圧計１６を提供することができる。
【００３２】
また、本発明の圧迫装置８は小型の止血装置として用いることもできるものである。
【００３３】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１記載の発明にあっては、シート状の絶縁伸縮材料からなる伸縮部の両面に導電性伸縮材料からなる電極とを設けたアクチュエータと、前記電極に電圧を印加するための電圧印可部と、前記アクチュエータの電圧印可時における伸縮動作を規制するための外周規制部と、前記アクチュエータの末端を固定するための固定設置部を備える圧迫装置であって、前記外周規制部の略中央部に被圧迫部を設置し、該アクチュエータを弓状に変形させ、被圧迫部を圧迫するので、アクチュエータの両面の電極に電圧を印加することで外周規制部で規制した状態でアクチュエータを伸縮させて高速・高変位で被圧迫部を圧迫できるものである。
【００３４】
また、請求項２記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、伸縮部と電極が交互に複数層形成され、且つ、電極極性が交互に反転するように電極が電圧印可部に接続してあるので、電極の兼用によりアクチュエータ間の絶縁が不要となって構成が簡略化でき、又、アクチュエータにより発生する圧迫力を向上させることができるものである。
【００３５】
また、請求項３記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、固定設置部がアクチュエータ端部全域に設置してあるので、アクチュエータが端部側に変位することがなくて、被圧迫部側に効果的に変位させることができるものである。
【００３６】
また、請求項４記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、アクチュエータが外周規制部の軸方向に設置され、且つ、該アクチュエータが外周規制部の円周方向全体にわたり形成してあるので、被圧迫部を全周圧迫により圧迫むらなく圧迫すうことができて、圧迫むらを無くすことができるものである。
【００３７】
また、請求項５記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、アクチュエータが外周規制部内側面全周に配置され、アクチュエータと外周規制部を固定するための固定設置部がアクチュエータ内側に少なくとも２つ以上設置してあるので、被圧迫部をより均一に圧迫することができるものであり、また、アクチュエータ材料を一体化して構成を簡略化できるものである。
【００３８】
また、請求項６記載の発明にあっては、上記請求項４記載の発明の効果に加えて、アクチュエータが外周規制部内側軸方向全域に配置され、アクチュエータと外周規制部を固定するための固定設置部が軸方向に且つアクチュエータ内側に少なくとも２つ以上設置してあるので、被圧迫部をより均一に圧迫することができるものであり、また、アクチュエータ材料を一体化して構成を簡略化することができるものである。
【００３９】
また、請求項７記載の圧迫装置を備えたマッサージ機にあっては、上記請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の圧迫装置を具備しているので、多自由度で、高速・高変位の圧迫ができる圧迫装置により多自由度で効果的なマッサージができるマッサージ機を提供できるものである。
【００４０】
また、請求項８記載の圧迫装置を備えた血圧計にあっては、上記請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の圧迫装置を具備しているので、多自由度で、高速・高変位の圧迫ができる圧迫装置により効果的な圧迫ができる血圧計を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧迫装置の一実施形態の概略斜視図である。
【図２】（ａ）は同上のアクチュエータの概略構成図であり、（ｂ）はアクチュエータを伸ばした状態の概略構成図である。
【図３】同上のアクチュエータの電極にリード線を接続する部分の断面図である。
【図４】同上のアクチュエータを固定設置部により外周規制部に固定している部分の断面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は同上のアクチュエータの動作原理を説明するための動作原理説明図である。
【図６】本発明の他の実施形態の一部破断した斜視図である。
【図７】本発明に用いるアクチュエータの他の実施形態を示す概略構成図である。
【図８】同上のアクチュエータの更に他の実施形態を示し、（ａ）はアクチュエータの変形前を示す説明図であり、（ｂ）は変形して圧迫する状態の説明図である。
【図９】同上のアクチュエータの更に他の実施形態を示し、（ａ）はアクチュエータの変形前を示す説明図であり、（ｂ）は変形して圧迫する状態の説明図である。
【図１０】本発明の圧迫装置の更に他の実施例を示し、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正面断面図である。
【図１１】同上の圧迫装置の更に他の実施形態を示す断面図である。
【図１２】同上の圧迫装置の更に他の実施形態の一部破断した斜視図である。
【図１３】本発明の圧迫装置を用いたマッサージ機の概略説明図である。
【図１４】本発明の圧迫装置を用いた血圧計の概略説明図である。
【図１５】従来例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１  伸縮部
２  電極
３  電圧印可部
４  アクチュエータ
５  外周規制部
６  固定設置部
７  被圧迫部
８  圧迫装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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