JP2000346230A - 圧力調節弁ユニットおよび自動血圧計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 血圧計などに用いる圧力調節弁ユニットにお
いて、部品点数の削減と弁精度の向上を実現する。 【解決手段】 弁を閉じる際には、コイル３に電流を流
して発生させた磁力によりスライダ４を左方向へ移動さ
せる。パッキン５はスライダ４に押圧されて貫通孔1Bを
塞ぐ。弁を開く際にはコイル３に流していた電流を０に
する。スライダ４は右方向へ戻り、パッキン５は自身の
弾性により元の状態に戻るので、貫通孔1Bが開く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、加圧気体を充填
した空間に接続され、その空間を開閉してその気体圧力
を調整する圧力調節弁ユニットに関し、特に、自動血圧
計などに用いて好適であり、かつ、シンプルな構造と高
い弁精度を有する圧力調節弁ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動血圧計においては、ポンプを用いて
腕帯に空気を圧送すると共に、血圧測定前、測定中、お
よび測定後において所定の空気圧となるように、空気圧
調節弁ユニットの弁を開閉制御している。そして、従
来、自動血圧計用の空気圧調節弁ユニットとしては図７
に示すものがあった。この空気圧調節弁ユニットでは、
ケースの一端（図の左端）に形成された突出部に貫通孔
を空けて開口部とし、ケース内部においてその貫通孔と
対向する部位に圧縮コイルばねを間に挟んでパッキンを
配置している。さらに、コイルの磁力により前記貫通孔
の開口方向へ往復移動可能なスライダと、そのスライダ
に固定されたピンとを設けている。そして、スライダと
ピンとをパッキンの方向へ移動させてピンによりパッキ
ンを押圧し、圧縮コイルばねの反発力に抗してパッキン
を貫通孔に圧接させることで貫通孔を閉じ、スライダと
ピンとをパッキンと反対方向へ移動させ、圧縮コイルば
ねの反発力によってパッキンを貫通孔から離すことで貫
通孔を開いている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の空気圧
調節弁ユニットでは、急速に排気する際にパッキンを開
口部から離すための圧縮コイルばねが設けられていた。
また、パッキンを押圧する部材として鉄製のスライダと
非鉄ピンとの２つの部品を備えていた。さらに、磁束密
度を高めるためのヨーク（第１フレーム、第２フレー
ム）を備えていた。

【０００４】このため、部品点数が多く製造コストが高
いという問題点があった。また、パッキンの圧接力の決
定に係わる部材としてスライダ、ピン、パッキン、およ
び圧縮コイルばねの４つが存在するため、弁精度が低い
という問題点があった。

【０００５】この発明は、このような問題点を解決する
ために考えられたものであって、部品点数を削減して製
造コストを低下させ、かつ、弁精度の高い圧力調節弁ユ
ニットを提供することを目的とする。そして、この発明
は磁束密度を高めるためのヨークが不要な圧力調節弁ユ
ニットを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、この発明は、加圧気体を充填した空間に接続され、
前記空間を開閉してその気体圧力を調整する圧力調節弁
ユニットにおいて、前記空間に連通する開口部を有する
ケースと、そのケース内の前記開口部に対向する位置に
配置された弾性部材と、前記ケース内に配置され、かつ
前記開口部の開口方向へ往復移動可能な可動部材とを備
え、前記可動部材により前記弾性部材を押圧して前記開
口部に圧接させることで前記開口部を閉じ、その押圧を
解除して前記弾性部材の反発力により前記開口部を開く
ことように構成した。このように構成したことにより、
開口部を開くための部材を不要にし、部品点数を削減す
ることが可能となった。また、開口部に対する圧接力に
関わる部材の数を削減することができるため、弁精度を
高めることが可能となった。

【０００７】この発明において、磁界を発生するコイル
と、そのコイルを固定するためのコイルボビンとを前記
ケース内に設け、そのコイルボビンの中空部に配置した
磁石を前記可動部材にすることが好適である。このよう
に構成することにより、磁束密度を高めるためのヨーク
を備えなくても、十分な強度で弾性部材を押圧すること
が可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。

【０００９】（第１の実施の形態）図１は、この発明の
第１の実施の形態の圧力調節弁ユニットの縦断面図
（ａ）および左側面図（ｂ）である。なお、この図面の
説明において、圧力調節弁ユニットの先端の突出部側を
前方とし、リード線側を後方とする。

【００１０】この圧力調節弁ユニットにおいて、ケース
１は合成樹脂などで構成されており、その突出した先端
部1Aの内部にはケース１の内外を貫通する貫通孔1Bが空
けられている。この先端部1Aには、例えば後述する血圧
計のチューブが接続される。また、ケース１の前面には
排気用の貫通孔1Cが空けられている。

【００１１】ケース１の内部にはゴムなどの弾性材料を
成形したパッキン５が配置されている。パッキン５はそ
の周辺部がケース１の内壁面の隅に当接している。ま
た、その中央部は外力を受けないときに貫通孔1Aと離れ
た位置で対向するように構成されている。また、パッキ
ン５には弁荷重（可撓性）を調整するために、図３
（ａ）の平面図に示すように貫通孔5Aが空けるか、図３
（ｂ）の平面図に示すように切込み5Bが形成されてい
る。

【００１２】パッキン５の後方には棒状の磁石からなる
スライダ４が配置されている。また、ケース１内の中央
部から後部にわたってコイルボビン２が設けられ、その
コイルボビン２にはコイル３が固定されている。コイル
ボビン２は中空に構成されている。すなわち、コイルボ
ビン２の中心部には空間が設けられている。そして、そ
の空間内をスライダ４が前後に移動することができる。

【００１３】ケース１の後端には、コイル３より引き出
された一対のリード線７が固定されている。リード線７
に電圧を印加することにより、コイル３に通電する。こ
こで、リード線７に印加する電圧は所定の周波数および
デューティ比を有する矩形波などのパルス電圧とし、か
つそのデューティ比を可変にすることで平均レベルを可
変にしたものが好適である。

【００１４】次に、以上のように構成された圧力調節弁
ユニットの動作を説明する。まず、リード線７に電圧が
印加されていない時には、スライダ４は図１に示す位置
に存在する。このとき、スライダ４の先端はパッキン５
の中央部に接触しているだけであるため、パッキン５の
中央部は貫通孔1Bから離れている。つまり、貫通孔1Bは
開いている。一方、リード線７から所定の周波数および
デューティ比を有するパルス電圧を印加した場合には、
コイル３によりそのパルス電圧の平均レベルに応じた強
度の磁界が発生するので、そのレベルに応じた長さだけ
スライダ４が貫通孔１Ａの方向（前方）へパッキン５の
中央部を押圧しながら移動する。その結果、パッキン５
の中央部はコイル３に印加されるパルス電圧の平均レベ
ルに応じた押圧力で貫通孔1Bに圧接する。したがって、
リード端子７に印加するパルス電圧のデューティ比を変
化させてその平均レベルを制御することで、パッキン５
の貫通孔1Bに対する圧接力を制御することができる。リ
ード線７に対する電圧の印加を停止すると、スライダ４
はパッキン５の中央部を押圧しなくなるため、パッキン
５の中央部はパッキン５自身の弾性により貫通孔1Bから
離れ、図１に示した状態に戻る。

【００１５】このように、この発明の第１の実施の形態
の圧力調節弁ユニットでは、コイル３に対して電圧を印
加していない状態では、パッキン５はその弾性により貫
通孔1Bから離れているため、従来の空気圧調節弁ユニッ
トに設けられていた圧縮コイルばねは不要である。ま
た、棒状の磁石でスライダ４を構成したため、コイル３
が発生する磁束密度を高めるためのヨークが不要であ
る。したがって、部品点数の削減と弁精度が向上が実現
できる。

【００１６】（第２の実施の形態）図２は、この発明の
第２の実施の形態の圧力調節弁ユニットの片側断面図お
よび左側面図である。この図において、図１と対応する
部分には図１で使用した符号と同一の符号を付し、重複
を避けるためにその説明を省略する。

【００１７】第１の実施の形態と比較した場合のこの実
施の形態の特徴は、パッキン５とスライダ４との間に前
後に移動可能なピン11を配置し、スライダ４の先端によ
りピン11の後端を押圧し、ピン11の先端によりパッキン
５の中央部を押圧して貫通孔1Bに圧接させることであ
る。また、コイルボビン２の外側に第１フレーム８と第
２フレーム９とからなるヨークを設けてコイル２が発生
する磁界の磁束密度を高めていることも特徴の一つであ
る。ここで、第１フレーム８はホルダ10により保持され
ている。ヨークを設けることで、スライダ４を磁石では
なく、鉄にすることが可能となる。これらの特徴部分以
外については、前述した第１の実施の形態と基本的に同
一である。

【００１８】次に、以上のように構成された圧力調節弁
ユニットの動作を説明する。まず、リード線７に電圧が
印加されていない時には、スライダ４とピン11は図２に
示す位置に存在する。このとき、ピン11の先端はパッキ
ン５の中央部に接触しているだけであるため、パッキン
５の中央部は貫通孔1Bから離れている。つまり、貫通孔
1Bは開いている。一方、リード線７に所定の平均レベル
を有するパルス電圧を印加した場合には、コイル３によ
りそのレベルに応じた強度の磁界が発生するので、その
レベルに応じた長さだけスライダ４がパッキン５の方向
へピン11を押圧しながら移動する。したがって、ピン11
はその先端により前記レベルに応じた長さだけパッキン
５の中央部を前方に押圧する。このため、パッキン５の
中央部はリード線７に印加されるパルス電圧の平均レベ
ルに応じた押圧力で貫通孔1Bに圧接する。リード線７に
印加するパルス電圧のデューティ比を変化させてその平
均レベルを制御することで、パッキン５の貫通孔1Bに対
する圧接力を制御することができる。リード線７に対す
る電圧の印加を停止すると、ピン11はパッキン５の中央
部を押圧しなくなるため、パッキン５の中央部はパッキ
ン５自身の弾性により貫通孔1Bから離れ、図２に示した
状態に戻る。

【００１９】このように、この発明の第２の実施の形態
の圧力調節弁ユニットでは、コイル３に対して電圧を印
加していない状態では、パッキン５の中央部はその弾性
により貫通孔1Bから離れているため、従来ユニットに設
けられていた圧縮コイルばねは不要である。したがっ
て、部品点数を削減することができ、かつ弁精度が向上
する。

【００２０】（その他の実施の形態）第１の実施の形態
においては、ケース１内の中央部から後部にわたってコ
イルボビン２が設けられ、コイルボビン２の中心部の空
間よりスライダ４の一部が突出して前後に移動するよう
に構成されているが、図４の縦断面図に示すように、コ
イルボビン２の中心部の円筒を前方に突出39させて、コ
イルボビン２の円筒の長さをスライダ４の移動範囲をカ
バーできる長さとして、移動時のスライダ４の傾きを少
なくして、スライダ４の移動を円滑にすることができ
る。

【００２１】（この発明の実施の形態の圧力調節弁ユニ
ットを備えた血圧計）図１または図２に示した圧力調節
弁ユニットを備えた血圧計の構成を図５に示す。この血
圧計において、空気圧調節弁36が図１または図２に示し
た圧力調節弁ユニットである。ＣＰＵ31はこの血圧計全
体の制御などを行う。ポンプ駆動回路32はＣＰＵ31の指
令に従ってポンプ33を駆動する。ポンプ33はポンプ駆動
回路32により駆動され、チューブ37を介して腕帯38に空
気を供給する。圧力センサ34は腕帯38に供給されている
空気の圧力を検出する。空気圧調節弁制御回路35はＣＰ
Ｕ31の指令に従って空気圧調節弁36を制御する。空気圧
調節弁36は空気圧調節弁制御回路35により開閉制御さ
れ、チューブ37内の空気圧を調節する。腕帯38にはチュ
ーブ37を介してポンプ33から空気が供給される。

【００２２】以上のように構成された血圧計の動作につ
いて図６のタイミング図を参照しながら説明する。な
お、図６において、下段の弁荷重はパッキン５の中央部
が貫通孔1Bを圧接する圧接力であり、中段のデューティ
比はリード線７を介してコイル３に印加されるパルス電
圧のデューティ比であり、上段の弁作用は空気圧調節弁
36の作用である。これらの３つの特性の横軸（時間軸）
は共通である。

【００２３】まず、時刻Ｔ0において、図示されていな
い電源スイッチ（Ｓ／Ｗ）がＯＮになると、ポンプ駆動
回路32はＣＰＵ31の指令に従ってポンプ33を駆動し、腕
帯38への空気の供給を開始する。同時に、空気圧調節弁
制御回路35はＣＰＵ31の指令に従って空気圧調節弁36を
制御し、例えば周波数が31.25kHz、デューティ比が約60
％のパルス電圧を印加する。ポンプ33の駆動は時刻Ｔ2
まで継続される。また、この周波数とデューティ比を有
するパルス電圧の印加は時刻Ｔ1まで継続される。これ
によって、図１または図２のパッキン５がそのパルス電
圧の平均レベルに応じた圧接力で貫通孔1Bを塞ぎ続け、
弁荷重は時刻Ｔ0から時刻Ｔ1まで時間が経過するにした
がって例えば10gfから13gf程度まで増加する。この間、
空気圧調節弁36は完全クローズ状態（図６上段の完全ク
ローズ１）であり、腕帯38に対して急速に空気が圧送さ
れる（図６上段の急速空気圧送１）。

【００２４】時刻Ｔ1になると、パルス電圧のデューテ
ィ比を漸増させ、時刻Ｔ2においてデューティ比が約90
％になるようにする。これによって、弁荷重は例えば13
gfから23gf程度まで徐々に増加する。この間も、空気圧
調節弁36は完全クローズ状態（図６上段の完全クローズ
２）であり、腕帯38に対して急速に空気が圧送される
（図６上段の急速空気圧送２）。

【００２５】以上説明した時刻Ｔ0からＴ2までが腕帯38
へ空気を圧送する期間となる（図６上段の腕帯への空気
加圧）。

【００２６】時刻Ｔ2になると、ＣＰＵ31の指令により
ポンプ33が停止される。同時に、前述したパルス電圧の
デューティ比を約40％まで一気に低下させ、以後時刻Ｔ
3まで徐々に低下させて０にする。これによって、時刻
Ｔ2で弁荷重は例えば６gfまで一気に低下し、以後徐々
に低下して時刻Ｔ3で０になる。この間、空気圧調節弁3
6は流量制御状態（図６上段の流量制御範囲）であり、
腕帯38から定速で空気が排気される（図６上段の定速排
気）である。そして、血圧の測定が行われる（図６上段
の血圧測定）。

【００２７】時刻Ｔ3になるとパッキン５が貫通孔1Bか
ら離れるため、空気圧調節弁36は完全にオープンとな
り、腕帯38から空気が急速に排気される（図６上段の完
全オープン、急速排気）。

【００２８】

【発明の効果】以上の実施に形態に基づく説明から明ら
かなように、この発明によれば、圧力調節弁ユニットの
部品点数を削減することができ、かつ、弁精度の高い圧
力調節弁ユニットを提供することができる。そして、磁
束密度を高めるためのヨークが不要な圧力調節弁ユニッ
トを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態の圧力調節弁ユニ
ットの片側断面図および左側面図、

【図２】この発明の第２の実施の形態の圧力調節弁ユニ
ットの片側断面図および左側面図、

【図３】この発明の圧力調節弁ユニットで用いるパッキ
ンの平面図、

【図４】その他の実施の形態の圧力調節弁ユニットの片
側断面図、

【図５】図１または図２に示した圧力調節弁ユニットを
備えた血圧計のブロック図、

【図６】図５の血圧計の動作を示す図、

【図７】従来の空気圧調節弁ユニットの断面図である。

【符号の説明】 １ ケース 1A 貫通孔 ３ コイル ４ スライダ ５ パッキン 11 ピン

フロントページの続き (72)発明者 中西 浩也 三重県松阪市久保町1855番地370 オムロ ン松阪株式会社内 (72)発明者 福井 了一 三重県松阪市久保町1855番地370 オムロ ン松阪株式会社内 Ｆターム(参考） 3H055 GG22 GG27 GG40 JJ01 JJ03 JJ05 JJ13 3H106 DA03 DA23 DB02 DB23 DB32 DC02 DC17 DD06 EE17 EE23 EE34 FA03 FB11 GA15 GA23 GC04 GC07 GC08 KK01 4C017 AA08 DE05 EE01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加圧気体を充填した空間に接続され、前
   記空間を開閉してその気体圧力を調整する圧力調節弁ユ
   ニットにおいて、前記空間に連通する開口部を有するケ
   ースと、そのケース内の前記開口部に対向する位置に配
   置された弾性部材と、前記ケース内に配置され、かつ前
   記開口部の開口方向へ往復移動可能な可動部材とを備
   え、前記可動部材により前記弾性部材を押圧して前記開
   口部に圧接させることにより前記開口部を閉じ、その押
   圧を解除して前記弾性部材の反発力により前記開口部を
   開くことを特徴とする圧力調節弁ユニット。
2. 【請求項２】 加圧気体を充填した空間に接続され、前
   記空間を開閉してその気体圧力を調整する圧力調節弁ユ
   ニットにおいて、前記空間に連通する開口部を有するケ
   ースと、そのケース内の前記開口部に対向する位置に配
   置された弾性部材と、前記ケース内に配置された磁界を
   発生するコイルおよび該コイルボビンの中空部に配置し
   た磁性体よりなる可動部材とを備え、前記可動部材によ
   り前記弾性部材を押圧して前記開口部に圧接させること
   により前記開口部を閉じ、その押圧を解除して前記開口
   部を開くことを特徴とする圧力調節弁ユニット。
3. 【請求項３】 弾性部材に弁荷重を調整するための貫通
   孔または切込みを設けたことを特徴とする請求項１に記
   載の圧力調節弁ユニット。
4. 【請求項４】 コイルボビンの中心部の円筒の長さを可
   動部材の移動範囲をカバーできる長さとして、移動時に
   おける可動部材の傾きを少なくしたことを特徴とする請
   求項２に記載の圧力調節弁ユニット。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記
   載の圧力調節弁ユニットを具備することを特徴とする自
   動血圧計。