JPH02218337A - 定速排気弁 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動電子血圧計等に用いられる定速排気弁に
関する。

［従来の技術］ 従来より、手動式血圧計には定速排気弁が設けられてい
る。この定速排気弁はカフを昇圧させるためのゴム球体
の口元に設けられ、調整弁を手動で調整するようにして
、一定速度でカフの減圧をするようにしている。

そして、このような手動式血圧計を用いて血圧測定をす
るには、先ずカフ圧を最高血圧以上にまで昇圧させてか
ら、カフ圧を調整弁を手動で調整して一定速度でカフの
減圧をしながら、コロトコフ音を検出することにより、
最高血圧と最低血圧を測定するようにしている。

一方、電子式の全自動血圧計においては、定速排気弁は
手動調整することができないので、一定速度でカフの減
圧をするように構成された定速排気弁が用いられている
。

第４図（ａ）は従来の定速排気弁の正面図、また第４図
（ｂ）は従来の定速排気弁の側面図を夫々示したもので
あり、全自動血圧計に用いられる一般的な形式のもので
ある。第４図（ａ）、第４図（ｂ）の両図において、定
速排気弁の本体１００は図示のように一端を外気に開口
する一方、他端に細い切込部１０１を穿設してなる中空
円錐体として形成されており、斜線図示のバイブＴに嵌
合されるようにしている。

このように構成される定速排気弁の動作は、パイプＴ内
を通過される空気を切込部１０１を通過させて一定の排
出をするようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の定速排気弁は上記のように構成し
ているので、手動式血圧計の定速排気弁は操作が煩雑で
ある問題点があった。

また、この煩雑な操作を解消した全自動血圧計の定速排
気弁は上記のように構成されているので、切込部の高精
度の加工状態を保つことが困難であることから、寸法、
形状のバラツキが発生してしまい、一定の排気状態をバ
ラツキ無く確保することが困難となる問題点があった。

また、従来の全自動血圧計の定速排気弁は上記のように
構成しているので、排気量を調整することができない問
題点があった。

したがって、本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、煩雑な操作が不要
であり、かつ一定の排気状態をバラツキ無く確保するこ
とができる定速排気弁を提供することにある。

また、排気量を調整することができる定速排気弁を提供
することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上述した問題点を解決し、目的を達成するために本発明
の定速排気弁は以下の構成を備える、すなわち、空気室
を内部に備えるとともに大気への開放穴を備えるハウジ
ングと、前記空気室に一端が開口され前記空気室を介し
て互いに連通されて設けられる第１空気流路と第２空気
流路と、前記空気室と大気への開放穴との間を仕切るよ
うにして前記ハウジング内に配設されて前記空気室が所
定圧力以上では前記第１空気流路と前記第２空気流路と
の連通な阻止するとともに、前記空気室が所定圧力以下
では前記第１空気流路と前記第２空気流路とを連通ずる
弁体とを備え、前記第２空気流路には空気流量の制御穴
が設けられており、前記第１空気流路から流入された空
気が前記空気室と前記制御穴とを通過して前記第２空気
流路から大気中に排気される際に、前記流入された空気
流量によって生じる前記制御穴の上流側と下流側との間
の圧力差によって前記弁体な作用させる定速排気弁であ
って、前記圧力差が大きいとき、その圧力差で前記弁体
な閉じるよう作用させる一方、前記圧力差が小さいとき
、その圧力差で前記弁体を開くように作用させることに
より、前記第２空気流路から排気される空気流量が一定
となるよう構成されている。

また、好ましくは、前記制御穴は排気量の調整手段を更
に備えるように構成されている。

［作用］ 上記の構成において、空気室が所定圧力以上では第１空
気流路と第２空気流路との連通を阻止する一方、空気室
が所定圧力以下では第１空気流路と第２空気流路との連
通を保つようにした弁体な介して、制御穴から一定の排
気をするよう働く。

また、制御穴の調整手段により排気量の調整をするよう
働く。

［実施例］ 以下に、本発明の定速排気弁が適用される好適な実施例
について図面を参照して説明する。

第１図（ａ）は第１実施例の定速排気弁の中心部を一部
破断して示した部分断面図、 第１図（ｂ）は一実施例の定速排気弁の底面図である。

第１図（ａ）において、ハウジング１は円筒状に形成さ
れており、ハウジング１の上面には空気の流入口６と流
出口５とが図示のようにハウジング１内の空気室４と互
いに連通ずるようにされて一体的に設けられている。こ
の流入口６には、後述する配管用の軟質プラスチックチ
ューブが容易に接続できるように中空の突起状とされて
おり、軟質プラスチックチューブを介して後述するよう
に接続される。

一方、流出口５がハウジング１に設けられる中心部位に
は図示のような制御穴１０が形成されており、排気をこ
の制御穴１０を介して行なうようにしている。

そして、ゴム様体で形成されて、上記の空気室４の体積
を増減させるように、図中の上下方向に移動可能にされ
たダイアフラム８の略中心位置には棒体９を介して弁１
１が設けられており、この弁１１の上部にはゲート体１
２が図示のように設けられている。また、このハウジン
グ１の略中心部にはフランジ穴１３Ａを有したフランジ
１３が形成されており、上記の弁１１の下面がこのフラ
ンジ１３の上面を密封する不図示の状態と、図示のよう
にフランジ１３の上面を開放する状態にするようになっ
ている。

つまり、図示されるように弁１１が作動していない状態
では流入口６から矢印図示のように入った空気は弁１１
の下面とフランジ穴１３Ａの間を通過後に、空気室４内
を通過して流出口５へ自由に通過して矢印図示のように
大気中に開放できるようになっている。

ここで、弁１１の下面とフランジ穴１３Ａの開口縁部が
当接するようにされる表面は滑らかにされており、また
、微力な作用力でも弁１１とフラフジ穴１３Ａの開口縁
部が確実に当接して密封するようにするために、フラン
ジ穴１３Ａの開口縁部には円環状の突起１４が設けられ
ている。

また、フランジ穴１３Ａの内径は、弁１１とダイアフラ
ム８とを結合している軸体９の外径との間に形成される
円環状の隙間は、必要とされる空気流量を得るための障
害とならないように十分な寸法が後述の計算から求めら
れる。

一方、ハウジングｌの下面縁部はダイアフラム８を気密
状態に保つ為に、ダイアフラム８と接触する面が滑らか
に仕上げられるとともに、ダイアフラム８をバックアツ
プ体３とにより挟持するようにして組立てたときに、ダ
アフラム８との接触面から空気の漏れがないようにしで
ある。

さらにハウジング１の外周縁部にはバックアップ体３．
と組み合わせる際に、取り付は専用の別部品がなくとも
簡単に、図示の状態に組み立てができるように嵌合ツメ
ＩＡが全周に渡り設けられている。

ここで、ダイアフラム８はゴム又は軟質プラスチックで
作られており弁１１と一体成型により作られることは上
述したが、ダイアフラム８の外周部にはハウジングｌと
接触する面に組立後容易に漬れて気密シールができてる
ように全周にわたって突起９Ａが設けられているとさら
によい。

また、弁１１の先端についている細長いゲート軸１２は
弁１１とダイアフラム８を一体成型する際にゴム原料等
を注入するためのゲートの残りであるが、これを残して
おくことによって組立ての際に、フランジ穴１３Ａの内
径より大きな外径の弁１１をフランジ穴１３Ａを通さな
ければならない訳であるが、このゲート軸１２を流入口
側から上方に引っ張り上げるとフランジ穴１３Ａに弁１
１が強制的に入り込む結果、組立て作業が容易となる。

一方、バックアツプ体３は、上述のようにダイアクラム
８をハウジング１との間に挟持するようにして組み立て
るとともに、ダイアフラム８を、ハウジングｌに押しつ
け空気室４を密閉状態にさせて、ダイアフラム８を気密
状態でハウジング１に対して取り付けるためのものであ
る。したがって、このバックアツプ体３がダイアフラム
８と接触する面は内径をハウジング１と同じにして形成
する。また、バックアツプ体３のダイアフラム８に加わ
る圧力は大気圧と等しておくために大気圧の開放穴１５
が設けられる。

さらに、ダイアフラム８に過大な圧力が加わった際には
、弁１１に過大な力が加わりフランジ穴１３Ａから抜は
落ちるのを防止するために、ダイアフラム８が一定以上
膨張した場合には、バックアツプ体３の内面にダイアフ
ラム８が当接して、ダイアフラム８が過剰に膨張しない
ようにして、弁１１の損傷を防止している。

また、嵌合ツメ３Ａは上記のハウジング１の外周部の嵌
合ツメＩＡと嵌合するためにバックアツプ体３の外周部
に当間隔で８ケ所に配設されている。これら嵌合ツメ３
Ａはダイアフラム外周部の突起９Ａが全て潰れてハウジ
ング１とバックアツプ体３の外周部がダイアフラム８の
面と全周に渡って接触した状態の位置で嵌合するように
寸法が決められている。

一方、ダイアフラムのたわみ量は周辺を固定した円板ダ
イアフラムとして一般に数式化され、機械便覧等にも記
載されている。

ここで、希望の圧力をＰ、弁１１とフランジ穴１３Ａの
スキマをｄ、ダイアフラム８の板厚をｔ、ダイアフラム
８の半径をＲ１ダイアフラム８のヤング率をＥとすると
、次式の関係となる。

３　（ｍ”−１）ＰＲ’ ｄ　＝ １６Ｅｍ”ｔ’ 但し１　／　ｍがポアソン比であり、ゴムにおいては約
０．５であり、よってｍ＝２となる。また、ヤング率２
４　ｋｇ／ｃｍ”のゴムを使用して２０　ｍｍ）Ｉｇで
作動する弁を、設定するとＰ　＝　２０　ｍｍ）Ｉｇｖ
　０　、０２６　ｋｇ／ｃｍ”の圧力であるからダイア
フラムの半径を１　ａｍ、厚みを０．１ｃｍとすると、
３　（２”−１）ｘｏ、０２６ｘｌ’ ｄ　＝ １６ｘ２４ｘ２”　　ｘ　　（０，１）　　３０、　２
３４ ＝　　　　　　　　　＝０．　１　５２　　（ｃｍ）１
、　５３６ となり弁とフランジのスキ間を１．５２ｍｍになるよう
に各部の寸法を設定すればよいことになる。

ここで、ゴムは使用温度によりヤング率の変動が大きい
上に、粘弾性の性質も有しており、作動圧力の精度は温
度等の影響で変動が大きい、さらに、高い圧力で作動す
る弁を設計する際にはゴムのヤング率は非常に小さいこ
とからダイアフラムの厚さが非常に厚くなってしまう。

そこで、上述したゴム製のダイアフラム８に金属製のダ
イアフラムな重ねて配設して、ゴム製のダイアフラム８
を使用しても高い圧力で作動する弁を構成してもよい、
このような金属製のダイアフラムは、例えばステンレス
鋼の場合にはヤング率は２　Ｘ　１０　’ｋｇ／ｃｍ”
と大きな値なので、弁の作動圧力はゴムの弾力ではなく
略金属ダイアフラムの物性から決めることができるよう
になる。

また、金属製のダイアフラムの一部を切り欠くように形
成してもよい。

つぎに、第２図は第２実施例の定速排気弁の中心部を一
部破断して示した部分断面図を表しており、第１図に基
づいて説明した定速排気弁と路間−の構造であるので、
符合のみを記して同一の構成部分の説明を省略して、相
違する構成部分について説明すると。第２図において、
流出口５の内周面にはネジ部５ａが形成されるとともに
、制御穴１０は図示のような角部な上下に有する形状に
されて穿設されている。

このネジ部５ａに螺合されるネジ体２０は、図示のよう
に円錐部２０ａと溝部２０ｂと調整穴部２０ｃとを備え
ており、上記の制御穴ｌＯの角部と円錐部２０ａの外周
面との間で隙間、すなわち制御穴を形成するようにして
いる。

この制御穴を調整するには、調整穴部２０ｃにドライバ
ー等を係合させてネジ体２０を回転させて角部と円錐部
２０ａの外周面との間で形成される隙間の調整を行なう
ようにして、溝部２０ｂを通過して排気するようにして
いる。

第３図は以上説明した定速排気弁１が使用される空圧系
を示した概略配管図である。

第３図において、配管は図示されるように、配管Ｔの４
分岐管Ｔ１と２分岐管Ｔ２とを介して接続されている。

簡単に説明すると、定速排気弁ｌの流入口６は４分岐管
ＴＩの上向きの部分に接続されている。また、この４分
岐管Ｔ、の左向きの部分には２分岐管Ｔ２を介して圧力
センサー３２が接続されている。一方、２分岐管Ｔ２の
左向きの部分にはカフ３４が配管されている。

また４分岐管Ｔ、の下向きの部分には流体抵抗器と流体
緩衝バッグとからなるフィルター装置３０の流出口が接
続されている。このフィルター装置３０の流入口には２
分岐管Ｔ、を介して電動ポンプ２４に配管される一方、
２分岐管Ｔ２の上向きの部分には２分岐管Ｔ２を介して
電磁駆動されるソレノイドを備えるバイパス弁２６と、
同じく電磁駆動されるソレノイドを備える排気弁２２が
夫々図示のように接続されている。

このように配管された自動血圧計においては、カフ３４
のカフ圧が２０　ｍｍ）１ｇ以下の時には、カフ圧力の
昇圧と降圧とを能率良く短時間内で行うために電動ポン
プ２４からカフ３４内への直接の空気の流入を行なうよ
うにされるが、カフ圧が２０ｍｍＨｇ以下の時には、バ
イパス弁２６は空気を通過する開状態となっているので
電動ポンプ２４からカフ３４内への直接の空気の流入が
行なわれる。

一方、カフ圧が２０　ｍｍＨｇ以上になるとバイパス弁
２６は空気を通過させない閉状態となる結果、電動ポン
プ２４からカフ３４へ至る間の空圧系に介在されている
、フィルター等の空気抵抗要素からなる整流回路として
の機能を果たすフィルター装置３０を空気が通過する結
果、血圧測定時のカフ圧が脈動等を含まない一定量の割
合いの空気の供給がカフ３４に対して行なわれることに
なる。

空気の昇圧供給の際にも、定速排気弁１からは徐々に一
定速度の排気が行なわれるのであるが、定速排気弁ｌの
排気量に比べて、電動ポンプ２４の空気供給量は圧倒的
に多いので、定速排気弁からの排気は昇圧速度には殆ど
影響を与えない。

次に、カフ圧の降圧の際には、電動ポンプ２４は停止し
、カフ３４から定速排気弁１を介して徐々に排気が行な
われる。

定速排気弁１による排気は流入口６がら空気が流入し、
空気室４を通り、オリフィス１ｏを通って流出口５から
大気圧へ排気される。この際に、空気の流れによって、
オリフィス１０の上流側（即ち、空気室４の側）と下流
側（即ち、大気圧側）との間に圧力差が生じる。

ここで、生じる圧力差はオリフィスを流れる流体の流量
の２乗に比例することが流体工学により明かになってい
る。この圧力差によって、圧力差が大きいとき、すなわ
ち空気流量の多いときは空気室４内の圧力が高まり、ダ
イアフラム８は弁１Ｆを閉じる方向へ作動を始める。す
ると、流入口６がら空気室４へ流入する空気は徐々に少
なくなり、オリフィスｌＯを通過して大気へ排気される
流量も少なくなり、オリフィス１０の両端に生じる圧力
、差も少なくなり、空気室４内の圧力も下がることによ
り、ダイアフラム８が弁１１を閉じようとする動作は抑
制される。

逆に、オリフィス１０の両端に生じる圧力差が小さいと
き、すなわち空気の流量が少ないときには空気室４内の
圧力が低くなり、ダイアフラム８は弁１１を開く方法へ
作動を始める。すると、流入口６から空気室４へ流入す
る空気が多くなり、オリフィス１０を通過して大気へ排
気される流量も多くなり、オリフィス１０の両端に生じ
る圧力差も大きくなり、空気室４内の圧力が上がること
により、ダイアフラム８が弁８を開こうとする動作は抑
制される。

以上説明したように、定速排気弁１は、常にオリフィス
１０の両端の圧力差が一定になるように作動を行なう、
オリフィスの両端の圧力差を一定にするということは、
そこに流れる流体の流量を一定にするということに他な
らない。

このようにして一定の速度で排気が行なわれる間に血圧
の測定が行なわれる。最低血圧の測定が終了すると排気
弁２２、バイパス弁２６が開状態となりカフ３４内の空
気はバイパス弁２６、排気弁２２を通って急速に排気さ
れて一連の測定動作を終了する。

ここで、定速排気弁ｌはオリフィス１０の両端に生じる
圧力差を利用して、ダイアフラム８を作動させ、弁の開
閉を制御しているため、ダイアフラム８の作動圧力（本
実施例では２０ｍｍＨｇ）以下になるまでカフ圧が低下
すると定速排気弁ｌは作動できなくなる。しかし、普通
、最低血圧が２０ｍｍＨｇ以下になることは無いので、
血圧計の用途には十分使用することができる。

尚、定速排気弁の流量調節用の調節手段は上記のネジ体
に限定されないことは言う迄もない。

［発明の効果］ 本発明の定速排気弁は以上説明したように、煩雑な操作
が不要であり、かつ一定の排気状態をバラツキ無く確保
することができる定速排気弁を提供することができる。

また、排気量を調整することができる定速排気弁を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は第１実施例の定速排気弁の中心部を一部
破断して示した部分断面図、 第１図（ｂ）は第１実施例の定速排気弁の底面図、 第２図は第２実施例の定速排気弁の中心部を一部破断し
て示した部分断面図、 第３図は定速排気弁１が使用される空圧系な示した概略
配管図、 第４図（ａ）は従来の定速排気弁の正面図、第４図（ｂ
）は従来の定速排気弁の側面図である。 図中、１・・・ハウジング、３・・・バックアツプ体、
４・・・空気室、５・・・流出口、６・・・流入口、８
・・・ダイアフラム、１０・・・制御穴、１１・・・弁
、１３・・・フランジ、１３Ａ・・・フランジ穴、１５
・・・開放穴、２０・・・ネジ体である。 （ａ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）空気室を内部に備えるとともに大気への開放穴を
   備えるハウジングと、前記空気室に一端が開口され前記
   空気室を介して互いに連通されて設けられる第１空気流
   路と第２空気流路と、前記空気室と大気への開放穴との
   間を仕切るようにして前記ハウジング内に配設されて前
   記空気室が所定圧力以上では前記第１空気流路と前記第
   ２空気流路との連通を阻止するとともに、前記空気室が
   所定圧力以下では前記第１空気流路と前記第２空気流路
   とを連通する弁体とを備え、前記第２空気流路には空気
   流量の制御穴が設けられており、前記第１空気流路から
   流入された空気が前記空気室と前記制御穴とを通過して
   前記第２空気流路から大気中に排気される際に、前記流
   入された空気流量によつて生じる前記制御穴の上流側と
   下流側との間の圧力差によつて前記弁体を作用させる定
   速排気弁であつて、前記圧力差が大きいとき、その圧力
   差で前記弁体を閉じるよう作用させる一方、前記圧力差
   が小さいとき、その圧力差で前記弁体を開くように作用
   させることにより、前記第２空気流路から排気される空
   気流量が一定となるよう構成したことを特徴とする定速
   排気弁。
2. （２）前記制御穴は排気量の調整手段を更に備えること
   を特徴とする請求項第１項に記載の定速排気弁。