JP2009216152A - 流量コントロール弁 - Google Patents

Abstract

【課題】流量コントロール弁では組み立て要因や部品精度から生じる、流体排出口と弾性部材の組みあがりの間隔がばらつきを均一に調整することが望ましいが、流体排出口と弾性部材の間隔を駆動軸を動かして調節する従来の方法は、磁気回路の特性やリリースバネの初張力に影響を与えてしまい、間隔を均一に調整しても特性のばらつきを生じてしまう問題があった。
【解決手段】空気導入部、流体排出口は調節部材としてトップケースとは別体に、気体流路の開閉弁となる弾性部材と、流体排出口との間隔を調整可能なように形成することにより、この間隔の調整による磁気回路やリリースバネへの影響が起きないようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は血圧計等で使用される電磁式流量コントロール弁に関し、簡単な構造でありながらカフ内の圧力を連続的かつ微細に減圧する機能と、一気に減圧し、カフ内の空気を素早く抜く機能を併せ持つ流量コントロール弁に関する。

電子血圧計による血圧測定は多くの場合オシロメトリック法が用いられる。血圧測定では測定部位である上腕や手首にカフを巻き、そこに空気を送り込んで血管を圧迫し、一旦血液の流れを止める。その後徐々に、圧迫をゆるめていくと、血液の圧力が血管を圧迫しているカフの圧力を上回る。すると血液が心臓の脈動に合わせて断続的に流れ出す。
オシロメトリック法では、カフを加圧した後、減圧していく段階で、心臓の拍動に同調した血管壁の振動を反映したカフ圧の変動を観測することによって血圧値を決定する。一般的には圧脈波が急激に大きくなったときのカフ圧を最高血圧とし、急激に小さくなったときのカフ圧を最低血圧とする。このような電子血圧計において、カフの減圧に流量コントロール弁が用いられている。
図３はオシロメトリック法を用いた血圧計に用いられる流量コントロール弁の一般的な構成をしめす断面図である。図３の流量コントロール弁は、カフやポンプを接続する空気導入部３０１と弾性部材３０２を介して流体排出口３０３を開閉する駆動軸３０４と、これを電磁力で駆動する磁気回路を形成するコイル３０５、磁石３０６、ヨーク３０７等で構成されている。また駆動軸３０４はリリースバネ３０８により常に流体排出口３０３を開放状態にする方向に付勢されている。

上述のような血圧計の血圧測定を行う際の流量コントロール弁の動作の一例を以下に説明する。まず、コイル３０５に所定の電圧を印加して、磁石３０６、ヨーク３０７による磁気回路によりコイル３０５に推力を発生させ、駆動軸３０４を弾性部材３０２が流体排出口３０３に圧接する方向に移動させ、空気導入部３０１を閉じた状態にする。このときコイル３０５はリリースバネ３０８に負荷を受けているが、十分に磁気回路の推力が勝っている状態である。次にこの状態でポンプによりカフに空気を注入するが、前述の通り、カフは流量コントロール弁に接続されており、かつ閉じた状態であるので、カフが膨らみ腕又は手首を圧迫する。プログラムによって決められた圧力までカフの圧迫が到達するとここから減圧工程に移行するが、この時コイル３０５への印加電圧を徐々に減少させることにより、推力を弱めていくとリリースバネ３０８の力と空気導入部３０１からの空気の圧力により弾性部材３０２が圧接されていた流体排出口３０３から離れる方向に動き出す。カフの減圧工程はこのようにして流量コントロール弁のコイル３０５に印加される電圧をコントロールすることで、徐々にカフ内の空気を抜いてゆき、この工程内で血圧値の計測が行われる。通常、最高血圧値、最低血圧値の順に決定され、最低血圧値が算出された時点で血圧計測が終了すると、それ以降はカフの減圧をコントロールする必要がなくなり、また、使い勝手の観点からもカフの空気を素早く抜くことが望ましい。このとき流量コントロール弁はコイル３０５に印加される電圧をカットして磁気回路の推力を無くし、リリースバネ３０８と空気導入部３０１からの空気の圧力をもって弾性部材３０２と流体排出口３０３の間隔が最大になる位置関係まで駆動軸３０４を移動させる。

上記の説明から、流量コントロール弁の役割で重要なのはカフを加圧する際に空気漏れが発生しないようにする完全遮蔽能力と、カフの減圧工程における微少流量コントロール能力と、血圧測定終了時にカフ内の空気を素早く抜く開放能力である。特に微少流量コントロール能力は、血圧値決定に大きく寄与するものであるが、部品精度や組み立て精度によって出来上がる製品のこれらの能力にばらつきが生じてしまう。従来よりこの能力の製
品個々のばらつきをおさえる方法が考えられてきている。特許文献１によれば、流量コントロール弁のケース底部に設けた調節部材により駆動軸底部を軸方向に押すことで流体排出口と弾性部材の間隔を調整する方法が提案されている。

特開2002-221279号公報（２頁）

従来提案された方法は血圧測定終了時にカフ内の空気を素早く抜く開放能力のバラツキをおさえることを重点に考えられた技術であるため、以下に示す問題を有している。従来技術により調整されるのは駆動軸であるが、この駆動軸には磁気回路の構成要素の一つであるコイルが取り付けてある。また、リリースバネも同様にこの駆動軸に取り付けられている。ところが、磁気回路の他の構成要素である、磁石やヨークは流量コントロール弁のケース側に固定されているため、駆動軸を調整のためにずらしてしまうと磁気回路の構成部品のコイルの位置だけが磁石やヨークとずれてしまい、磁気回路の特性がこの調整により個々で変わってしまうことになる。また、リリースバネも作用端が流量コントロール弁のケース側に固定されているため、調整により変位を与えられることになるので、個々で初張力が異なってしまうことになる。これらは血圧値決定に寄与する微少流量コントロール能力に大きく影響してしまう問題である。磁気回路の特性やリリースバネの初張力が個々で異なっている場合、それぞれに適した流量コントロールの電圧印加プロファイルを設定しなければならなくなる場合もでてくる。

そこで、本発明では上述した従来技術による問題点を解消するため、磁気回路やリリースバネに影響を与えずに、流体排出口と弾性部材との間隔を調整する流量コントロール弁を提供することを目的とする。

これらの課題を解決するために本発明の流量コントロール弁には、下記に記載の構成を採用する。
すなわち、本発明の流量コントロール弁は、圧縮性流体を排出させる流体排出口と、流体排出口を開閉する弾性部材とを有し、電磁力により開閉し、電磁力を発生させないときにバネにより開放状態にする流量コントロール弁であって、上面部分を覆うトップケースと別体であり、流体排出口と弾性部材との間隔を調整する調整部材を有することを特徴とする。
また、調整部材およびトップケースにネジ構造を有することが好ましい。

（作用）
本発明による流量コントロール弁は、上面部分を覆うトップケースと別体であり流体排出口と弾性部材の間隔を調整する調整部材を有し、弾性部材の開閉方向に調整可能となっており、これを調整することにより、カフの減圧工程における微少流量コントロール能力と、血圧測定終了時にカフ内の空気を素早く抜く開放能力を有する。したがって、個々の製品のバラツキをおさえることが可能である。

以上の説明のように、本発明の流量コントロール弁においては、下記に記載する効果を有する。

血圧計に用いられるような流量コントロール弁において、重要な役割はカフを加圧する際に空気漏れが発生しないようにする完全遮蔽能力と、カフの減圧工程における微少流量コントロール能力と、血圧測定終了時にカフ内の空気を素早く抜く開放能力である。しか
しながら部品精度や組み立て精度によって出来上がる製品のこれらの能力にバラツキが生じてしまうため、流体排出口と弾性部材の間隔が個々の製品で均一になるように調整することが望ましい。調整手段として流体排出口を流量コントロール弁のケースから分離させた、弾性部材の開閉方向に調整可能部品な別部品とすることによって、磁気回路の特性やリリースバネの初張力に影響を与えずに調整が可能となる。したがって個々の製品の流量コントロールの電圧印加プロファイルの設定を変える必要はない。

本発明の流量コントロール弁に用いられる流体排出口と弾性部材の間隔の調整手段をネジ構造とすることで、容易かつ短時間で調節作業を行うことが出来る。

以下、図面を用いて本発明を利用した流量コントロール弁の最適な実施形態を説明する。

図１は本発明の実施形態の一例として流量コントロール弁の断面図を示したものである。この流量コントロール弁の全体的な構成は、ポンプやカフに接続する空気導入部１０１、流体排出口１０２は調節部材１０３として流量コントロール弁の上面を覆うトップケース１０４とは別体に、気体流路の開閉弁となる弾性部材１０５と、流体排出口１０２との間隔ｗを調整可能なように形成されている。その他、駆動軸１０６とこれを電磁力によって駆動するコイル１０７、磁石１０８、ヨーク１０９、駆動電圧をカットされた際に開閉弁を開いた状態にするリリースバネ１１０などで構成されている。

ここで、本実施形態の特徴は、駆動電力を印加していないときの流体排出口１０２と弾性部材１０５との間隔ｗが、組み立て要因や、部品寸法精度によってばらつきをもったときに、トップケース１０４に対して弾性部材１０５の開閉方向に調節部材１０３を動かすことにより、均一な間隔に調整することで、流量コントロール弁の完全遮蔽能力や微少流量コントロール能力や開放能力の製品個々の性能のバラツキをおさえることができることである。

図２は空気導入部２０１、流体排出口２０２を内包する調整部材２０３と、トップケース２０４の勘合部双方にネジ構造ｍを設けて、調整方法をネジ構造とした場合の流量コントロール弁の断面図を図示したものである。調整部材２０３を回すことにより上下させ、流体排出口２０２と弾性部材２０５の間隔ｗを均一に調整するものである。調整方法の一例としては図中に示すゲージ２０６を目安として調整部材２０３の上面とゲージ２０６の大径部底面がぴったり合うように調整部材２０３を回して上下させて調整する。調整後は調整部材が動かないようにする必要がある。一例としてはネジ構造ｍの部分を接着剤で固定する方法がある。

本発明の実施形態の流量コントロール弁の構成を示す断面図である。 本発明の流量コントロール弁の流体排出口と弾性部材との間隔の調整方法にネジ構造を用いた場合を示した断面図である。 流量コントロール弁の一般的な構成を示す断面図である。

符号の説明

１０１ 空気導入部
１０２ 流体排出口
１０３ 調整部材
１０４ トップケース
１０５ 弾性部材
１０６ 駆動軸
１０７ コイル
１０８ 磁石
１０９ ヨーク
１１０ リリースバネ
２０６ ゲージ
３０１ 空気導入部
３０２ 弾性部材
３０３ 流体排出口
３０４ 駆動軸
３０５ コイル
３０６ 磁石
３０７ ヨーク
３０８ リリースバネ

Claims (2)

1. 圧縮性流体を排出させる流体排出口と、該流体排出口を開閉する弾性部材とを有し、電磁力により開閉し、電磁力を発生させないときにバネにより開放状態にする流量コントロール弁であって、上面部分を覆うトップケースと別体であり、前記流体排出口と前記弾性部材との間隔を調整する調整部材を有する流量コントロール弁。
2. 前記調整部材および前記トップケースにネジ構造を有することを特徴とする請求項１に記載の流量コントロール弁。

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