JPH09135817A

JPH09135817A - 流量制御弁及び該流量制御弁を備える自動血圧計

Info

Publication number: JPH09135817A
Application number: JP7298247A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Koyama; 一敏小山; Munemasa Nimata; 宗聖二俣; Yoshimi Seshimo; 義美瀬下; Kazuto Fujisawa; 一人藤沢
Original assignee: Fukuda Denshi Co Ltd; Nippon Walbro KK
Current assignee: Fukuda Denshi Co Ltd; Nippon Walbro KK
Priority date: 1995-11-16
Filing date: 1995-11-16
Publication date: 1997-05-27
Anticipated expiration: 2015-11-16
Also published as: JP2886122B2

Abstract

(57)【要約】【課題】弁の流量調整が簡単にでき、流量特性バラツ
キの小さい、弁の閉接状態時においても、弁よりの不要
な漏れのない、優れた閉接特性の流量制御弁を提供す
る。【解決手段】加圧気体を空気室を通して外部に放出さ
せる圧力流出口１８を備えたボディ１４０に対してジョ
イント７を回し、弁体部を軸方向に移動させてスプリン
グプレート１１０の荷重を変化させることにより、弁の
組み立て完了後に流量調整を可能とする。即ち、フレー
ム６に圧入されたピン１３はジョイント７の孔に挿入さ
れており、ボディ１４０を固定した状態でフレーム６を
廻すと、ジョイント７が連動して廻されるので、ジョイ
ント７とボディ１４０との螺合状態が変わり、ボディ１
４０を軸方向に移動させることが可能となる。これによ
り、スプリングプレート１１０の荷重を変化させること
ができ、流量調整を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は流量制御弁及び該流
量制御弁を備える自動血圧計に関し、例えば、組み立て
状態で弁内の流量特性を制御可能な流量制御弁及び該流
量制御弁を備える自動血圧計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、コイルに電流を流すことによ
り、弁を開閉する電磁弁は種々提案されている。その従
来の電磁弁の一例を図５に示す。

【０００３】図５に示す様に従来の電磁弁は、弁の開閉
を制御するソレノイド部として、フレーム６、弁体部の
プランジャー１０を図の上下に摺動させるコイル３、コ
イル３と弁体部のチューブ４とを所定位置に位置決め保
持するマグネットサポート５、コイル３をＯ−リング９
を介してマグネットサポート５と共に保持するプレート
２、Ｏ−リング９、ソレノイド部を弁体部と連結するた
めのピン１３で構成されている。そして、ピン１３はフ
レーム６の下部に配設された孔６ａに圧入されており、
プレート２はフレーム６でカシメられ、一体化されてい
る。

【０００４】弁体部は、ボディ１４、可撓性を有するス
プリングプレート１１、チューブ４、チューブ４により
位置決め保持されるコア８、コイル３よりの磁力に反応
してチューブ４内のコア８及び圧力流出路１８上端部と
の間を上下に摺動する誘磁材料より構成されるプランジ
ャー１０、弁座１５で構成されている。そして、コア８
とジョイント７はチューブ４でカシメられ、弁座１５は
プランジャー１０に接着されている。

【０００５】そして、加圧気体の圧力は、圧力流出路１
８の下端部から上方に向かってかかっており、空気室２
０は外気につながっている。

【０００６】以上の構成を備えるソレノイド部と弁体部
とは、ピン１３をボディ１４の孔に圧入後、Ｃリング１
で固定することにより組み立てられ、一体化されてい
る。

【０００７】以上の構成を備える従来の電磁弁の動作を
以下に説明する。

【０００８】動作の初期状態（コイル電流＝０）の時に
おいては、スプリングプレート１１の弾性力で弁座１５
がボディ１４に圧接されており、加圧気体が圧力流出路
１８より空気室２０を通り外部へ流出しないように（エ
ア漏れしないように）構成されている。

【０００９】コイル３に電流を流すと、コイル３より磁
力が発生し、プランジャー１０はコア８に引きつけられ
て、図の上部方向にチューブ４内を摺動する。この結
果、弁座１５とボディ１４の圧力流出路１８上端部との
間に空隙ができ、加圧気体が圧力流出路１８を通り、外
部に流出する。

【００１０】この時のコイル電流と流量の関係は一義的
に定まるものであり、コイル電流が増加すると流量も増
加する。

【００１１】そして、流量調整はフレーム６とジョイン
ト７の間に適当な厚さの調整用薄板を挿入してから組立
てることにより行われており、調整用薄板の挿入量によ
りスプリングプレート１１の弾性力を変えることにより
行われていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電磁弁は、組立の際、流量特性ズレが発生しやすく、結
果的に安定した流量特性が得られなかった。従って、流
量特性のバラツキをある範囲に抑えるため、（弁体の調
整（調整用薄板の挿入）→ソレノイドの組み付け→流量
特性測定）といった工程を繰り返し行う必要があった。

【００１３】また、エア漏れ防止については、必要な場
合、弁座の形状を複雑にすることにより行うか、あるい
は、組立時に合わせ調整を行うなどの手段を講じてい
た。

【００１４】従来の流量制御弁では、流量特性にバラツ
キが大きいことにより、特に自動血圧計にこの弁を用い
ようとした場合、新生児用から肥満者用までカフサイズ
の広い範囲において安定した減圧特性が得られなかっ
た。また、エア漏れがあると、特に新生児用カフでの安
定した制御が難しいなどの課題があった。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した従来の
課題を解決することを目的としてなされたもので、かか
る目的を達成する一手段として例えば以下の構成を備え
る。

【００１６】即ち、加圧気体を空気室を通して外部に放
出させる圧力流出口を備えたボディ部材と、先端部に前
記圧力流出口を閉弁状態または開弁状態とする弁座が配
設されたプランジャと、前記プランジャの先端部の弁座
を前記圧力流出口の閉弁位置または開弁位置に移動させ
るプランジャ駆動手段と、前記プランジャを前記圧力流
出口方向に所定弾性力で圧接する前記ボディ部材に係止
されたプランジャ圧接部材と、前記プランジャ圧接部材
のプランジャに対する圧接力を調整して前記圧力流出口
の気体流量を調整可能とする調整手段とを備え、前記調
整手段は、前記ボディ部材及び前記プランジャと前記プ
ランジャ駆動手段と前記調整手段とを一体に組込み終了
後に前記圧力流出口の気体流量を調整可能とすることを
特徴とする。

【００１７】そして例えば、前記弁座は前記プランジャ
内に配設されたスプリング部材により所定圧力で前記圧
力流出口方向に付勢し、前記プランジャの前記圧力流出
口の閉弁状態時に前記弁座を前記圧力流出口方向に圧接
した状態とするように構成されていることを特徴とす
る。あるいは、前記プランジャ駆動手段は、前記圧力流
出口を開弁状態とする際に付勢され前記プランジャを前
記圧力流出口より離反する方向に摺動させる電磁コイル
とを有することを特徴とする。

【００１８】また、例えば、前記調整手段は、前記プラ
ンジャ駆動手段に係止された雄螺子部材と前記ボディ部
材に前記雄螺子部材と螺合する様に設けられた雌螺子部
とを含み、少なくとも前記ボディ部材を固定した状態で
前記雌螺子部材を回転させることにより螺合状態を変え
て前記プランジャ圧接部材の前記プランジャ圧接力を調
整することにより流量調整を行うものであることを特徴
とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る発明の実施の形態の一例を説明する。本例の電磁弁
は、流量制御弁及び自動血圧計などで使用される気体減
圧用の電磁弁に最適なものであり、弁を通過する流量を
弁組立後において容易に制御可能な構成を備えている。
このため、例えば本例の電磁弁を自動血圧計に用いるこ
とにより、カフ内の圧力を一定の減圧速度で減圧させる
ことが可能となる。

【００２０】以下、本発明に係る発明の実施の形態の一
例を図１及び図２を参照して詳細に説明する。図１は本
例の電磁弁の閉弁状態の構成を示す概略断面図、図２は
本例の電磁弁の開弁状態の構成を示す概略断面図であ
る。

【００２１】本発明の実施例の説明を図１と図２の概略
断面図を用いて行う。

【００２２】図１及び図２において、上述した図５と同
様構成には同一番号を付している。ソレノイド部は上述
した図５の構成と略同様の構成とすることができ、フレ
ーム６、プレート２、コイル３、マグネットサポート
５、Ｏ−リング９、ピン１３で構成され、ピン１３はフ
レーム６の孔に圧入され、プレート２はフレーム６でカ
シメられ、一体化されている。

【００２３】本例の弁体部は、チューブ４、ジョイント
７、コア８、断面略円形のＯ−リング１２、弁座１５、
スプリング１６、弁座抑え部材１７、弁座押圧部材１
９、プランジャ１００、スプリングプレート１１０、ボ
ディ１４０で構成されている。プランジャ１００、スプ
リングプレート１１０、ボディ１４０が図５に示すプラ
ンジャ１０、スプリングプレート１１、ボディ１４と相
違しており、他に、ジョイント７、断面略円形のＯ−リ
ング１２、スプリング１６、弁座抑え部材１７、弁座押
圧部材１９を有している構成である。そして、本例のコ
ア８とジョイント７とはチューブ４でカシメられ、一体
化されている。

【００２４】また、ボディ１４０も構造が相違してお
り、ボディ１４０の図示の上部開口部はジョイント７の
外周部に配設された螺子山と螺合する雌螺子構造となっ
ておりボディ１４０とジョイント７とを螺合させてジョ
イント７をボディ部１４０内にねじ込むことにより一体
に固着されている。

【００２５】なお、ジョイント７の先端部にはＯ−リン
グ１２を位置決め保持する円形に板状に立設されたＯ−
リング保持部７ａが設けられており、このＯ−リング保
持部７ａとボディ１４０の間にＯ−リング１２が位置す
る様にジョイント７とボディ１４０とを螺合させる。Ｏ
−リング１２はこのネジ構造のバックラッシュを無くす
ために組み込まれている。

【００２６】また、プランジャ１００は、弁座１５を保
持する下部にスプリング１６を内挿する孔が配設されて
いると共に、この孔部の開口部近傍は弁座１５が遊嵌可
能に大径となっている。そして、プランジャ１００のこ
の下部開口部内にスプリング１６、スプリング１６内に
上端部凸部が嵌入された弁座押圧部材１９、弁座１５を
順次内挿し、弁座抑え部材１７により脱落しない様に固
定する。このため、弁座１５はプランジャ１００の内側
からスプリング１６の弾性力で弁座押圧部材１９を介し
て弁座抑え部材１７方向に付勢され圧接されている。

【００２７】そして、本例においても、弁の閉弁時にお
いては、スプリングプレート１１０により弁座１５が圧
力流出路１８上端部に圧接された状態に維持される。こ
の際に、スプリングプレート１１０の弾性力がスプリン
グ１６の弾性力より強い場合においては、弁座１５はプ
ランジャ１００内に押し込まれた状態となり、弁座１５
はスプリング１６の弾性力により所定圧力で圧接された
状態に維持される。しかも、スプリング１６の作用で弁
座１５が均等に圧力流出路１８上端部に圧接された状態
に維持され、空気室内への気体の不用意な流出の少ない
（空気漏れの少ない）弁構造とできる。

【００２８】そして、以上の構成を備える本例において
流量調整を行う場合には、ボディ１４０に対してジョイ
ント７を回し、弁体部を軸方向に移動させてスプリング
プレート１１０の荷重を変化させることにより行う。即
ち、本例においては、フレーム６に圧入されたピン１３
はジョイント７の孔に挿入されており、ボディ１４０を
固定した状態でフレーム６を廻すと、ジョイント７が連
動して廻されるので、ジョイント７とボディ１４０との
螺合状態が変わり、ジョイント７を軸方向に移動させる
ことが可能となる。これにより、スプリングプレート１
１０の荷重を変化させることができ、流量調整を行なう
ことができる。

【００２９】なお、Ｃリング１は、ソレノイド部と弁体
部を固定するためのもので、流量調整後、はめ込み、組
立が完成する。

【００３０】以上の構成を備える本例の動作を以下に説
明する。

【００３１】動作は初期状態（コイル電流＝０）の場合
は図１に示す状態であり、プランジャー１００がスプリ
ングプレート１１０の弾性力でボディ１４０方向に圧接
されている。その結果、弁座１５はスプリング１６の弾
性力でボディ１４０の圧力流出路１８上端部に圧接され
た状態で圧力流出路１８が閉弁され、加圧気体が空気室
２００より外部に漏れない（エア漏れしない）ようにな
っている。

【００３２】この状態時において、コイル３に電流を流
すと、磁力が発生してプランジャ１００がコア８に引き
つけられてチューブ４内を図の上方に摺動する。この結
果、図２に示す様に、弁座１５とボディ１４０の圧力流
出路１８部分に空隙ができ、加圧気体が圧力流出路１８
を通り、外部に流れる。

【００３３】この時のコイル電流と流量の関係は、一定
圧力の場合には図３の特性Ａのようにコイル電流が増加
すると流量が増加する特性であるが、上記流量調整を行
うことにより、特性Ｂに示す特性とする事が極めて容易
に行える。

【００３４】更に、本例においては、エア漏れ防止をス
プリングプレート１１０の力を使用するのではなく、ス
プリング１６の弾性力を使用しているため、コイル電流
が図５に示す従来の構成に比べ少ないものとできる。

【００３５】以上説明した様に本例によれば、電磁弁の
仮り組み立て終了後（最終的なＣリング１によるソレノ
イド部と弁体部の固定前の状態）においても、単にフレ
ーム６を廻すのみで、ジョイント７を連動して廻すこと
ができ、ジョイント７を軸方向に移動させることが可能
となる。これにより、スプリングプレート１１０の荷重
を変化させることができ、容易に流量調整を行なうこと
ができる。

【００３６】この結果、例えば自動血圧計に本例の流量
制御弁を用いることにより、容易に流量調整が可能とな
り、新生児用から肥満者用までカフサイズの広い範囲に
おいて安定した減圧特性が得られる。また、スプリング
１６により弁座１５を均一に圧力流出路１８に圧接する
ことができ、エア漏れのない、特に新生児用カフでの安
定した制御も容易なものが提供可能となる。

【００３７】なお、以上の説明は、加圧気体を圧力流出
路１８を介して空気室２００を通して外部に流出させる
場合を例として説明した。しかし、本発明は以上の例に
限定されるものではなく、流量制御する材料として任意
のものを使用することができる。例えば、水を含む液体
とすることも図示の構造そのままで適用可能であり、さ
らに圧力流出路１８の形状を変更することにより、粘性
の異なるあらゆる材料の制御弁として用いることが可能
となる。

【００３８】次に以上に説明した本例における流量制御
弁を自動血圧計に適用した場合を図４を参照して以下に
説明する。図４は本例の流量制御可能な電磁弁を用いた
自動血圧計の構成を示す図である。

【００３９】図４において、２１１はカフ２３０に空気
を送り込んで生体の計測部位を加圧するための加圧ポン
プ、２１２はカフ２３０内の圧力を急激に減少させるた
めの急排気弁、２１３は加圧後に血圧値を測定するため
に一定量づつ排気させてカフ圧を減圧するための定排気
弁であり、以上の２つの弁特に定排気弁２１３は本例の
流量制御弁を用いるのが最適であり、定排気弁であれば
組み立て状態で上述した流量調整をして例えば２〜３mm
Ｈｇ／ｓｅｃで排気、減圧させる様にすることが可能で
ある。

【００４０】また、２１４は圧力センサであり、カフ２
３０内の圧力に応じて電気的パラメータが変化する。２
１６はこれらの各部分を接続する空気路（エアチャン
バ）であり、エアーコネクタ２２１を介してカフ２３０
に接続される。２２３はカフ圧の変化に応じて変化する
圧力センサ２１４の電気的パラメータを検出し、対応す
る電気信号に変換・増幅して出力する圧力検出アンプ、
２２４はカフ２３０内の血圧測定用の血管の上部位置に
成るように位置決めされたマイクロホン２２２よりの電
気信号変化を検出して増幅するマイクアンプである。圧
力検出アンプ２２３とマイクアンプ２２４の出力はＡ／
Ｄ変換部２５７に出力され、ここで対応するデジタル信
号に変換されてＣＰＵ２５１に読み込まれる。

【００４１】以上の説明では、カフ２３０内に設けられ
たマイクロホンにより例えばコロトコフ音（Ｋ音）又は
脈音を検出して血圧を測定する例を示しているが、本発
明は以上の例に限定されるものではなく、脈動等により
カフ２３０の圧力が変化することを利用して、圧力セン
サ２１４でこの脈動などによる圧力の変化を検出するこ
とにより、血圧測定をするように構成してもよい。更
に、脈動する例えば動脈血流にＬＥＤ等により光を照射
し、動脈血流による光の反射光をフォトトランジスタ等
で検出することにより、血管内容量変化を検出して血圧
測定を行う構成としてもよい。本発明による血圧測定方
法は、あらゆる方法を用いることができ、何らその方法
に限定されるものではない。

【００４２】また、２５１はワンチップで構成された計
算及び制御用のＣＰＵ、２５２はＣＰＵ２５１の動作プ
ログラムや血圧測定用の各種のパラメータ等が格納され
ているＲＯＭ、２５３は測定結果や測定経過等を記憶す
るＲＡＭ、２５４は血圧測定等に伴う各種の報知音を出
力するブザー、２５５は測定結果や測定ガイダンス等を
表示可能な表示器（ＬＣＤ）である。

【００４３】更に、２５８は血圧測定指示などの各種指
示入力を行う操作部、２５９はＣＰＵ２５１の制御で血
圧計機構（加圧ポンプ２１１、急排気弁２１２、定排気
弁２１３）の駆動制御を行う血圧計機構制御部である。
なお、これ以外に、更にプリンタを備え、測定結果を印
刷出力可能に構成することも可能であり、この場合にお
いても一般の市販のプリンタを接続してこれに出力する
構成であっても良い。

【００４４】以上の構成において、ＣＰＵ２５１は、カ
フ２３０の被検者への装着が終了して血圧測定準備が終
了して操作部２５８よりの測定開始指示等が入力される
と、血圧計機構制御部２５９に排気弁２１２、２１３よ
りの排気を停止させて加圧ポンプ２１１を起動し、カフ
２３０に空気を送り込み、カフ圧を上げていく。そして
その後、排気弁２１２、２１３を公知の方法で制御して
圧力センサ２１４及びマイクロホン等よりの検出信号を
利用して、血圧測定を行う。

【００４５】

【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、弁の
流量調整が簡単にできるようになり、流量特性バラツキ
の小さい電磁弁を提供できる。また、弁の閉弁状態時に
おいても、弁よりの不要な漏れのない、優れた閉弁特性
の流量制御弁が提供できる。

【００４６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る発明の実施の形態の一例の閉弁状
態を示す概略断面図である。

【図２】図１に示す本例の開弁状態を示す概略断面図で
ある。

【図３】電磁弁の流量特性を示す図である。

【図４】本例の流量制御可能な電磁弁を用いた自動血圧
計の構成を示す図である。

【図５】従来の電磁弁の構成を示す図である。

【符号の説明】

１Ｃリング、２プレート３コイル４チューブ５マグネットサポート６フレーム７ジョイント８コア９Ｏ−リング１０、１００プランジャ１１、１１０スプリングプレート１２Ｏ−リング１３ピン１４、１４０ボディ１５弁座１６スプリング１７弁座抑え部材１９弁座押圧部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者瀬下義美東京都港区芝公園２丁目３番３号株式会社日本ウォルブロー内 (72)発明者藤沢一人東京都港区芝公園２丁目３番３号株式会社日本ウォルブロー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気室内の気体を外部に放出させる圧力
流出口を備えたボディ部材と、先端部に前記圧力流出口を閉弁状態または開弁状態とす
る弁座が配設されたプランジャと、前記プランジャの先端部の弁座を前記圧力流出口の閉弁
位置または開弁位置に移動させるプランジャ駆動手段
と、前記プランジャを前記圧力流出口方向に所定弾性力で圧
接する前記ボディ部材に係止されたプランジャ圧接部材
と、前記プランジャ圧接部材のプランジャに対する圧接力を
調整して前記圧力流出口の気体流量を調整可能とする調
整手段とを備え、前記調整手段は、前記ボディ部材及び前記プランジャと
前記プランジャ駆動手段と前記調整手段とを一体に組込
み終了後に前記圧力流出口の気体流量を調整可能とする
ことを特徴とする流量制御弁。
【請求項２】前記弁座は前記プランジャ内に配設され
たスプリング部材により所定圧力で前記圧力流出口方向
に付勢し、前記プランジャの前記圧力流出口の閉弁状態
時に前記弁座を前記圧力流出口方向に圧接した状態とす
るように構成されていることを特徴とする請求項１記載
の流量制御弁。
【請求項３】前記プランジャ駆動手段は、前記圧力流
出口を開弁状態とする際に付勢され前記プランジャを前
記圧力流出口より離反する方向に摺動させる電磁コイル
とを有することを特徴とする請求項１又は２のいずれか
に記載の流量制御弁。
【請求項４】前記調整手段は、前記プランジャ駆動手
段に係止された雄螺子部材と前記ボディ部材に前記雄螺
子部材と螺合する様に設けられた雌螺子部とを含み、少
なくとも前記ボディ部材を固定した状態で前記雌螺子部
材を回転させることにより螺合状態を変えて前記プラン
ジャ圧接部材の前記プランジャ圧接力を調整することに
より流量調整を行うものであることを特徴とする請求項
１乃至３のいずれかに記載の流量制御弁。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
の流量制御弁を備えることを特徴とする自動血圧計。