(57)【要約】【課題】  ポンプに排出制御弁を合理的かつコンパクトに組み込んで、小型化、コストダウン化及び小電力化を図ることができるポンプユニットを提供する。【解決手段】  モータ１２でポンプ機構１３を駆動して流体を貯留体２６に供給するとともに、貯留体２６の流体を排出制御弁２４を介して排出するようにしたポンプであって、モータ１２とポンプ機構１３とをギアボックス１１に取付けて、モータ１２から歯車列１４，１５，１６を介してポンプ機構１３を駆動するとともに、歯車列１４，１５，１６の少なくとも一部をハスバ歯車で構成して、ギアボックス１１に、流体を供給する正転時にスラスト方向に移動するハスバ歯車１５が接触して閉じられる排出制御弁２４を組み込んだ。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータでポンプ機構を駆動して流体を貯留体に供給するとともに、貯留体の流体を排出制御弁を介して排出するようにしたポンプであって、
前記モータとポンプ機構とをギアボックスに取付けて、モータから歯車列を介してポンプ機構を駆動するとともに、前記歯車列の少なくとも一部をハスバ歯車で構成して、前記ギアボックスに、流体を供給する正転時にスラスト方向に移動する前記ハスバ歯車が接触して閉じられる排出制御弁を組み込んだことを特徴とするポンプユニット。
【請求項２】
前記排出制御弁を開閉するハスバ歯車は、前記歯車列の中間ハスバ歯車であり、この中間ハスバ歯車は、ねじれ方向が異なる２段のハスバ歯車で構成していることを特徴とする請求項１記載のポンプユニット。
【請求項３】
前記排出制御弁は、ハスバ歯車の回転軸の先端部で開閉されることを特徴とする請求項１または２記載のポンプユニット。
【請求項４】
前記ポンプユニットは、カフ帯に空気を供給するとともに、カフ帯の空気を排出制御弁を介して排出する血圧計に用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のポンプユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプに排出制御弁を合理的かつコンパクトに組み込んだポンプユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、モータでポンプ機構を駆動して流体を貯留体に供給するとともに、貯留体の流体を排出制御弁を介して排出するようにしたポンプでは、ポンプ機構を組み込んだモータと排出制御弁とを別体として、これらを配管で接続するようになっている。
【０００３】
例えば、図７に示すような自動血圧計では、ポンプ１のモータ２でポンプ機構３を駆動して空気を配管４でカフ帯５に供給（矢印ａ参照）するとともに、カフ帯５の空気をソレノイド式排出制御弁６を介して排出（矢印ｂ参照）するようにしている。なお、７は制御回路、８は圧力センサーであって、モータ２、排出制御弁６、圧力センサー８は、配線９で制御回路７に接続している。
【０００４】
前記のような自動血圧計の排出制御弁６は、ポンプ１による空気供給の時だけ閉じる簡単な構成のものであれば良い。
【０００５】
なお、ポンプユニットに排出制御弁を組み込んだダイヤフラムポンプが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６２−２６７５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来では、ポンプ１と排出制御弁６とを別体として、これらを配管４で接続し、しかも別々に駆動制御していたから、ポンプユニットが大型化し、コストが高くなるとともに、駆動用電力も多くなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、前記問題を解消するためになされたもので、ポンプに排出制御弁を合理的かつコンパクトに組み込んで、小型化、コストダウン化及び小電力化を図ることができるポンプユニットを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は、モータでポンプ機構を駆動して流体を貯留体に供給するとともに、貯留体の流体を排出制御弁を介して排出するようにしたポンプであって、
前記モータとポンプ機構とをギアボックスに取付けて、モータから歯車列を介してポンプ機構を駆動するとともに、前記歯車列の少なくとも一部をハスバ歯車で構成して、前記ギアボックスに、流体を供給する正転時にスラスト方向に移動する前記ハスバ歯車が接触して閉じられる排出制御弁を組み込んだことを特徴とするポンプユニットを提供するものである。
【０００９】
前記排出制御弁を開閉するハスバ歯車は、前記歯車列の中間ハスバ歯車であり、この中間ハスバ歯車は、ねじれ方向が異なる２段のハスバ歯車で構成することが好ましい。
【００１０】
前記排出制御弁は、ハスバ歯車の回転軸の先端部で開閉されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ギアボックスに取付けたモータから少なくとも一部がハスバ歯車である歯車列を介してポンプ機構を駆動するようにして、ギアボックスに、流体を供給する正転時にスラスト方向に移動するハスバ歯車が接触して閉じられる排出制御弁をコンパクトに組み込んだから、ハスバ歯車のスラスト力を合理的に利用して、ポンプによる流体供給の時だけ排出制御弁を自動的に閉じることができる。また、モータを停止すると、ハスバ歯車にスラスト方向の力が無くなるから、貯留体の流体圧で排出制御弁が自動的に開いて、貯留体の流体を排出するようになる。
【００１２】
したがって、ポンプと排出制御弁とを別体としなくても良く、これらを配管で接続する必要がなく、別々に駆動制御する必要も無いことから、ポンプユニットが小型化し、コストダウン化及び小電力化を図れるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図１は、自動血圧計に用いる第１実施形態のポンプユニット１０Ａである。前記ポンプユニット１０Ａには、ギアボックス１１が設けられて、このギアボックス１１は、ボックス本体１１Ａとボックス蓋１１Ｂとで構成されている。
【００１５】
前記ボックス本体１１Ａの幅方向の略中間部には、側方に延在する隔壁１１ａが形成され、この隔壁１１ａの一側にはモータ１２が取付けられるとともに、他側にはポンプ機構１３が取付けられている。
【００１６】
前記モータ１２の出力軸１２ａは、前記ボックス本体１１Ａとボックス蓋１１Ｂとの間の空間部に突出され、この出力軸１２ａに出力ハスバ歯車１４が固定されている。
【００１７】
この出力ハスバ歯車１４の隣りに、出力ハスバ歯車１４に噛み合う中間ハスバ歯車１５が配置され、この中間ハスバ歯車１５の回転軸１５ａは、ボックス本体１１Ａとボックス蓋１１Ｂの軸受け穴でそれぞれ回転自在に支持されている。
【００１８】
この中間ハスバ歯車１５の隣りに、中間ハスバ歯車１５に噛み合う最終ハスバ歯車１６が配置され、この最終ハスバ歯車１６の回転軸１６ａは、ボックス本体１１Ａに固定した軸受け部材１７とボックス蓋１１Ｂの軸受け穴とでそれぞれ回転自在に支持されている。なお、最終ハスバ歯車１６は、回転軸１６ａとともにスラスト方向に移動可能になっている。
【００１９】
前記最終ハスバ歯車１６の回転軸１６ａは、軸受け部材１７から側方に突出されて、その突出端部には偏心部材１８が固定されている。
【００２０】
前記ポンプ機構１３を取付ける隔壁１１ａには、吸気用凹部１１ｅと排気用凹部１１ｆとが形成されて、この両凹部１１ｅ，１１ｆを覆うように、可撓性のダイヤフラム２０のフランジ部２０ａが隔壁１１ａに当てがわれている。
【００２１】
前記ダイヤフラム２０のフランジ部２０ａの外面には、フランジ部２０ａを隔壁１１ａの面に押し付ける押付け板２１が設けられ、この押付け板２１は、隔壁１１ａに固定されるねじ部材２２で押し付け位置に固定されるようになる。
【００２２】
前記ダイヤフラム２０のフランジ部２０ａには、隔壁１１ａの吸気用凹部１１ｅに対応する吸気逆止弁２０ｂと、排気用凹部１１ｆに対応する排気逆止弁２０ｃとが形成されている。
【００２３】
また、前記押付け板２１には、ダイヤフラム２０の吸気逆止弁２０ｂに対応する吸気口２１ａと、排気逆止弁２０ｃに対応する排気出口２１ｂとが形成されている。
【００２４】
前記ダイヤフラム２０の軸状部には、軸受けスリーブ２３が嵌着され、この軸受けスリーブ２３に前記偏心部材１８の偏心軸部が回転自在に嵌合されている。
【００２５】
前記最終ハスバ歯車１６の側面に対応するボックス蓋１１Ｂには排気入口１１ｇが形成され、この排気入口１１ｇの内部の凹段部には、弾性体（例えばラバー製）の排出制御弁２４が気密に嵌装されて、この排出制御弁２４の先端は、最終ハスバ歯車１６の側面が接触可能になっている。
【００２６】
前記押付け板２１の排気出口２１ｂは、配管２５ａで前記自動血圧計のカフ帯２６に接続され、前記ボックス蓋１１Ｂの排気入口１１ｇは、配管２５ｂで前記自動血圧計のカフ帯２６に接続されている。
【００２７】
前記出力ハスバ歯車１４は、例えば右ねじれ方向、中間ハスバ歯車１５は左ねじれ方向、最終ハスバ歯車１６は、右ねじれ方向に形成されている。
【００２８】
そして、空気をカフ帯２６に供給するモータ１２の正転時には、図１（ｂ）のように、出力ハスバ歯車１４は右回転（矢印Ｒ参照）、中間ハスバ歯車１５は左回転（矢印Ｌ参照）、最終ハスバ歯車１６は右回転（矢印Ｒ参照）するようになる。
【００２９】
このとき、図６（ａ）の模式図のように、中間ハスバ歯車１５が出力ハスバ歯車１４から受けるスラスト力Ｆ１、中間ハスバ歯車１５が最終ハスバ歯車１６に与えるスラスト力の反力Ｆ２、最終ハスバ歯車１６が中間ハスバ歯車１５から受けるスラスト力Ｆ３は、同図のようになる。
【００３０】
前記のように構成した第１実施形態のポンプユニット１０Ａの作用を説明する。自動血圧計のカフ帯２６に空気を供給する時は、モータ１２を正転させると、出力ハスバ歯車１４が右回転し、中間ハスバ歯車１５が左回転し、最終ハスバ歯車１６が右回転するようになる。
【００３１】
この正転初期に、中間ハスバ歯車１５から受けるスラスト力Ｆ３で最終ハスバ歯車１６がスラスト方向（図１において右方向）に移動して、最終ハスバ歯車１６の側面が排出制御弁２４の先端に接触して、排出制御弁２４を閉じるようになる。
【００３２】
また、最終ハスバ歯車１６の回転軸１６ａの偏心部材１８が回転して、偏心軸部の偏心回転でダイヤフラム２０が拡縮動されることにより、空気は、吸収口２１ａから吸気逆止弁２０ｂを開いて吸気用凹部１１ｅに入り、ダイヤフラム２０を通過して排気用凹部１１ｆに入り、排気逆止弁２０ｃを開いて排気出口２１ｂを経て配管２５ａからカフ帯２６に供給されるようになる。このとき、カフ帯２６の配管２５ｂは、排出制御弁２４が閉じられているから、カフ帯２６から空気が漏れ出ることはない。
【００３３】
一方、カフ帯２６から空気を排出する時は、モータ１２を停止させると、最終ハスバ歯車１６にスラスト方向の力Ｆ３が無くなるから、カフ帯２６の空気圧で排出制御弁２４が自動的に開いて、カフ帯２６の空気を排出するようになる。この空気は、ギアボックス１１内からボックス蓋１１Ｂの開口１１ｋを通ってギアボックス１１外に排出されるようになる。
【００３４】
なお、歯車列の構成によっては、最終ハスバ歯車１６が反スラスト方向に移動しにくいことがあるが、そのようなときには、モータ１２で最終ハスバ歯車１６を僅かな時間だけ逆転させて反スラスト方向に強制的に移動させることもできる。
【００３５】
第１実施形態によれば、ギアボックス１１に取付けたモータ１２からハスバ歯車１４〜１６である歯車列を介してポンプ機構１３を駆動するようにして、ギアボックス１１に、空気を供給する正転時にスラスト方向に移動する最終ハスバ歯車１６が接触して閉じられる排出制御弁２４をコンパクトに組み込んだから、最終ハスバ歯車１６のスラスト力Ｆ３を合理的に利用して、ポンプ（モータ１２とポンプ機構１３）による空気供給の時だけ排出制御弁２４を自動的に閉じることができる。
【００３６】
したがって、ポンプ（モータ１２とポンプ機構１３）と排出制御弁２４とを別体としなくても良く、これらを配管で接続する必要がなく、別々に駆動制御する必要も無いことから、ポンプユニット１０Ａが小型化し、コストダウン化及び小電力化を図れるようになる。また、排出制御弁２４が弾性体であるから、密閉性が良好になる。
【００３７】
図２は、第２実施形態のポンプユニット１０Ｂである。第１実施形態のポンプユニット１０Ａと相違する点は、前記中間ハスバ歯車１５を、ねじれ方向が異なる２段のハスバ歯車１５Ａ，１５Ｂで構成するとともに、前記排出制御弁２４の先端は、出力ハスバ歯車１４と噛み合う中間ハスバ歯車１５Ａの側面が接触可能になっている点である。なお、２段の中間ハスバ歯車１５Ａ，１５Ｂは、回転軸１５ａとともにスラスト方向に移動可能になっている。
【００３８】
前記出力ハスバ歯車１４は、例えば右ねじれ方向、中間ハスバ歯車１５Ａは左ねじれ方向、中間ハスバ歯車１５Ｂは右ねじれ方向、最終ハスバ歯車１６は、左ねじれ方向に形成されている。
【００３９】
そして、空気をカフ帯２６に供給するモータ１２の正転時には、図２（ｂ）のように、出力ハスバ歯車１４は右回転（矢印Ｒ参照）、中間ハスバ歯車１５Ａ，１５Ｂは左回転（矢印Ｌ参照）、最終ハスバ歯車１６は右回転（矢印Ｒ参照）するようになる。
【００４０】
このとき、図６（ｂ）の模式図のように、中間ハスバ歯車１５Ａが出力ハスバ歯車１４から受けるスラスト力Ｆ１、中間ハスバ歯車１５Ｂが最終ハスバ歯車１６に与えるスラスト力の反力Ｆ２、最終ハスバ歯車１６が中間ハスバ歯車１５Ｂから受けるスラスト力Ｆ３は、同図のようになる。
【００４１】
第２実施形態のポンプユニット１０Ｂであれば、排出制御弁２４を開閉するハスバ歯車を、歯車列の最終ハスバ歯車１６ではなく、中間ハスバ歯車１５Ａとしたから、摩耗やガタがポンプ性能に影響しやすい最終ハスバ歯車１６をスラスト方向に移動させる必要が無くなる。
【００４２】
また、中間ハスバ歯車１５Ａ，１５Ｂは、ねじれ方向が異なる２段のハスバ歯車であるから、スラスト方向の力Ｆ１，Ｆ２を一方の中間ハスバ歯車１５Ａに集中させることができる。
【００４３】
なお、歯車列が多段の場合、全てをハスバ歯車にする必要は必ずしも無く、スラスト方向の力が必要なものだけをハスバ歯車で構成することもできる。
【００４４】
図３（ａ）は、第３実施形態のポンプユニット１０Ｃである。第２実施形態のポンプユニット１０Ｂと相違する点は、前記排出制御弁２４の先端は、中間ハスバ歯車１５Ａ，１５Ｂの回転軸１５ａの先端部（右端部）で開閉されるようになっている点である。
【００４５】
第３実施形態のポンプユニット１０Ｃであれば、排出制御弁２４を中間ハスバ歯車１５Ａ，１５Ｂの回転軸１５ａの先端部で開閉するから、中間ハスバ歯車１５Ａの側面で開閉する場合と比較して、ハスバ歯車１４，１５Ａ，１５Ｂ，１６やモータ１２に対する負荷が軽減できるようになる。
【００４６】
図３（ｂ）は、第４実施形態のポンプユニット１０Ｄである。第３実施形態のポンプユニット１０Ｃと相違する点は、前記スラスト方向の力Ｆ１，Ｆ２で中間ハスバ歯車１５Ｂが左方に移動するように、ハスバ歯車１４，１５Ａ，１５Ｂ，１６のねじれ方向を設定するとともに、前記ダイヤフラム２０の吸気逆止弁２０ｂと排気逆止弁２０ｃとが左右逆向きとなるように取付ける点である。また、前記ボックス本体１１Ａに、排気出口２１ｂに連通する排気路１１ｉを形成して、この排気路１１ｉの内部の凹段部に排出制御弁２４を気密に嵌装し、この排出制御弁２４の先端は、中間ハスバ歯車１５Ａ，１５Ｂの回転軸１５ａの先端部（左端部）で開閉されるようになっている点である。
【００４７】
第４実施形態のポンプユニット１０Ｄであれば、排出制御弁２４の排出路１１ｉを排気出口２１ｂに連通するから、排出制御弁２４とカフ帯２６とを接続する配管２５ｂが不要になって、よりコストダウン化できるようになる。
【００４８】
図４（ａ）は、第５実施形態のポンプユニット１０Ｅである。第４実施形態のポンプユニット１０Ｄと相違する点は、排出制御弁２４を剛体のボール（鋼球）とした点である。
【００４９】
第５実施形態のポンプユニット１０Ｅであれば、排出制御弁２４が剛体であるから、弾性体のような反力が無いので、ハスバ歯車１４，１５Ａ，１５Ｂ，１６やモータ１２に対する負荷が軽減できるようになる。
【００５０】
図４（ｂ）は、第６実施形態のポンプユニット１０Ｆである。第３実施形態のポンプユニット１０Ｃと相違する点は、ボックス蓋１１Ｂに、ギアボックス１１外に直接連通する排出制御弁２４の排出口１１ｊを設けた点である。
【００５１】
第６実施形態のポンプユニット１０Ｆであれば、排出制御弁２４の排出口１１ｊをギアボックス１１外に直接連通したから、ギアボックス１１内に連通する場合と比較して、排出される空気に含まれるゴミ等がハスバ歯車１４，１５Ａ，１５Ｂ，１６に影響を与えるのを未然に防止できるようになる。
【００５２】
図５（ａ）は、第７実施形態のポンプユニット１０Ｇである。第３実施形態のポンプユニット１０Ｃと相違する点は、ボックス本体１１Ａの中間ハスバ歯車１５Ａ，１５Ｂの回転軸１５ａの軸受け穴に、この回転軸１５ａを排出制御弁２４の方向に押圧する押圧部材（コイルスプリング）２７を設けた点である。
【００５３】
すなわち、中間ハスバ歯車１５Ａのスラスト方向の力（Ｆ４）が排出制御弁２４を閉じるのに必要な力（Ｆ５）に足りないような場合、押圧部材２７の押圧力（Ｆ６）で補助することにより、排出制御弁２４を確実に閉じることができる。このとき、Ｆ４＋Ｆ６＞Ｆ５、Ｆ５＞Ｆ６とすることにより、排出制御弁２４が常開となり、モータ１２を正転させたときのみ排出制御弁２４を閉にすることができる。
【００５４】
前記押圧部材２７は、排出制御弁２４を常閉する押圧力に設定することもできる。すなわち、押圧部材２７の押圧力（Ｆ６）を、Ｆ５＞Ｆ６＞Ｆ４に設定する。このようにすれば、排出制御弁２４をより確実に閉じることができるとともに、モータ１２を僅かな時間だけ逆転させて、中間ハスバ歯車１５Ａを反スラスト方向に強制的に移動させることで、排出制御弁２４をより確実に開くことができる。
【００５５】
図５（ｂ）は、第８実施形態のポンプユニット１０Ｈである。第３実施形態のポンプユニット１０Ｃと相違する点は、排出制御弁２４を開閉する中間ハスバ歯車１５Ａ，１５Ｂのスラスト移動方向の両側方に位置するボックス蓋１１Ｂとボックス本体１１Ａとに、移動した中間ハスバ歯車１５Ａ，１５Ｂをその位置に吸着保持する磁石２８Ａ，２８Ｂをそれぞれ設けた点である。この場合、中間ハスバ歯車１５Ａ，１５Ｂは、鉄等の磁性体で構成するが、騒音等の対策のために、合成樹脂製の中間ハスバ歯車１５Ａ，１５Ｂの一部に磁性体を埋設するようにしても良い。
【００５６】
第８実施形態のポンプユニット１０Ｈであれば、モータ１２の正転で中間ハスバ歯車１５Ａ，１５Ｂがスラスト方向〔図５（ｂ）において右方向〕に移動したときは、中間ハスバ歯車１５Ａが磁石２８Ａで排出制御弁２４の閉位置で吸着保持されるとともに、モータ１２の逆転で中間ハスバ歯車１５Ａ，１５Ｂがスラスト方向〔図５（ｂ）において左方〕に移動したときは、中間ハスバ歯車１５Ｂが磁石２８Ｂで排出制御弁２４の開位置で吸着保持されるので、排出制御弁２４を確実に開閉することができる。
【００５７】
前記実施形態では、ポンプユニット１０Ａ〜１０Ｈは、カフ帯２６に空気を供給するとともに、カフ帯２６の空気を排出制御弁２４を介して排出する血圧計に用いたから、血圧計も小型化やコストダウン化ができるようになる。
【００５８】
前記実施形態は、血圧計を例にとったが、美顔器やマッサージ器等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１実施形態のポンプユニットであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【図２】第２実施形態のポンプユニットであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【図３】（ａ）は第３実施形態のポンプユニットの断面図、（ｂ）は第４実施形態のポンプユニットの断面図である。
【図４】（ａ）は第５実施形態のポンプユニットの断面図、（ｂ）は第６実施形態のポンプユニットの断面図である。
【図５】（ａ）は第７実施形態のポンプユニットの断面図、（ｂ）は第８実施形態のポンプユニットの断面図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は、ハスバ歯車のねじれ方向とスラスト方向の力との関係を示す模式図である。
【図７】従来の血圧計のシステム図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０Ａ〜１０Ｈ  ポンプユニット
１１    ギアボックス
１２    モータ
１３    ポンプ機構
１４    出力用ハスバ歯車
１５Ａ，１５Ｂ  中間ハスバ歯車
１６    最終ハスバ歯車
２４    排出制御弁
２６    カフ帯（貯留体）
２７    押圧部材
２８Ａ，２８Ｂ  磁石
【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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