JP3687598B2 - 血圧計用流量コントロール弁および血圧計 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、血圧計用流量コントロール弁および血圧計に関し、特に、血圧計における空気の排気手段として使用される血圧計用流量コントロール弁と、それを備えた血圧計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、血圧計としては、各種のものが提案されているが、カフ内の圧力を所定値まで上昇させた後、この圧力を徐々に低下させていき、この減圧過程において各人の血圧値を測定する血圧計がある。上述の血圧計では、カフで腕を圧迫して血流を止めた後に減圧していき、圧迫に打勝って血液が流れ始めた時点でのカフ圧を最高血圧とし、血流を阻害しない程度まで圧迫を弱め、血管が正常な太さに回復した時点でのカフ圧を最低血圧とする。
【０００３】
このような血圧計においては、カフ内の圧力を徐々に下げるために流量コントロール弁が用いられる。従来の流量コントロール弁は、たとえば特開平６−４７００７号公報に開示されている。この公報記載の流量コントロール弁では、フロントケースに圧力流入口（気体流入口）と圧力流出口（気体流出口）が形成されている。気体流入口に対して駆動軸が進退可能に支持されている。気体流入口に相対する駆動軸の部分にオリフィスパッキンが取付けられている。また、駆動軸には電磁コイルが取付けられている。電磁コイルの周りに永久磁石によって励磁されたヨークとプレートが配置されている。駆動軸の前部と後部とがフロントダンパーとバックダンパーを介してフレーム部に連結されている。
【０００４】
この流量コントロール弁は、電磁コイルに電流を流すと、永久磁石と電磁コイルとの間で発生する電磁力により駆動軸が電磁コイルと一体に移動する。これにより、オリフィスパッキンが気体流入口を閉塞する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような流量コントロール弁では以下のような問題があった。
【０００６】
腕の太い人にカフを巻付けた場合、カフに入る空気の量が大きくなるため、減圧速度を一定とすれば、減圧時間が長くなる。これに対して、腕の細い人にカフを巻付けた場合には、カフ内の空気量が小さくなる。排気量を一定とすれば、減圧時間が短くなる。腕の太い人にカフを巻付けた場合であっても、腕の細い人にカフを巻付けた場合であっても減圧にかかる時間を一定とすることが望ましい。この減圧時間を一定とするために上述のコントロール弁が用いられている。
【０００７】
一般に、コントロール弁を通過する空気の流量は、コントロール弁のコイルに加えられる電圧と関連し、一般的にコイルに印加される電圧が大きいほどコントロール弁を流れる流量が小さくなる。
【０００８】
しかしながら、複数個のコントロール弁を製造した場合に、コントロール弁を通過する気体の流量とコントロール弁のコイルに印加する電圧との関係は、それぞれのコントロール弁で微妙に異なる。そのため、コントロール弁を出荷する段階では、そのコントロール弁のコイルに印加する電圧とコントロール弁を通過する気体の流量との関係を測定し、その測定した内容に従ってコントロール弁に印加する電圧が制御される。
【０００９】
しかしながら、従来の血圧計では、コントロール弁を血圧計に組込んで出荷した後に、コントロール弁のコイルに印加する電圧とコントロール弁を通過する気体の流量との関係が微妙に変化することがあった。これにより、コントロール弁を通過する気体の流量を適切に制御できないという問題があった。
【００１０】
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、コントロール弁を通過する気体の流量を正確に制御できるコントロール弁と、それを用いた血圧計を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、従来のコントロール弁において、製造した直後の段階と、出荷されて顧客に到達した段階とでコントロール弁のコイルに印加する電圧と、コントロール弁を通過する気体の流量との関係が変化する理由について詳細に検討した。その結果、以下の知見が得られた。
【００１２】
コントロール弁では、通常、フロントケースに気体流入口が設けられ、この気体流入口に相対する駆動軸の部分にオリフィスパッキンが取付けられている。このオリフィスパッキンが気体流入口を防ぐことによって、気体流入口での気体の流量が変化する。オリフィスパッキンは駆動軸の先端部に嵌め合わせられているだけである。そのため、オリフィスパッキンは駆動軸の移動方向を中心軸として回転することがある。オリフィスパッキンが回転すると、駆動軸に取付けられたオリフィスパッキンと、気体流入口との間の距離が変化する。これにより、駆動軸に取付けられた電磁コイルに印加する電圧と、気体流入口を通過する気体の流量との関係が変化することがわかった。
【００１３】
通常、工場で血圧計を組立てた後に、顧客の元に届くまでには、血圧計は輸送されるため、この輸送段階でオリフィスパッキンが駆動軸の移動方向を中心軸として回転しているということが考えられる。そのため、顧客に届いた段階では、オリフィスパッキンは出荷時と比べて駆動軸の移動方向を回転軸として回転した位置である。その結果、顧客に到達した段階での電磁コイルへの印加電圧と気体流入口を通過する気体の流量との関係は、出荷時における電磁コイルへの印加する電圧と気体流入口を通過する気体の流量との関係と異なるものとなる。これにより、出荷された後に気体流入口を通過する気体の流量を的確に制御できないということがわかった。
【００１４】
以上のような知見によりなされた、この発明に従った血圧計用流量コントロール弁は、気体を通過させる開口を有するハウジングと、開口に対して近づく方向と開口から遠ざかる方向とに移動できるようにハウジング内に設けられた可動部材と、可動部材の移動により開口を開閉するように可動部材に取付けられた開閉部材と、可動部材の移動方向を回転軸として開閉部材が回転することを防止する回転防止手段としてのダンパーとを備える。
【００１５】
このように構成された、この発明に従った血圧計用流量コントロール弁は、可動部材の移動方向を回転軸として開閉部材が回転することを防止する回転防止手段を備える。そのため、開閉部材が回転することがないので、開閉部材と開口との距離と、開口を通過する気体の流量との関係は、血圧計用流量コントロール弁に振動などを加えても変化することがない。その結果、気体の流量を適切にコントロールすることができる血圧計用流量コントロール弁を提供することができる。
【００１６】
また好ましくは、回転防止手段は、ハウジングに接続される回転防止部材を含む。回転防止部材と開閉部材とは、互いの回転を防止するように嵌合し合う。この場合、ハウジングに接続される回転防止部材により、開閉部材の回転を確実に防止することができる。なお、回転防止部材と開閉部材との嵌合としては、たとえば回転防止手段が、非円型の凹部を有し、この凹部に嵌まり合うように開閉部材が設けられてもよい。ここで、非円型とは、長軸と短軸とを有する形状であり、たとえば三角形、四角形などの他、楕円形でもよい。さらに、回転防止部材に凹凸が設けられ、この凹凸に嵌まり合うように、開閉部材にも凹凸が設けられてもよい。回転防止部材は、ハウジングに直接接続されていてもよい。また、何らかの他の部材を介在させて間接的に接続されていてもよい。
【００１７】
また好ましくは、回転防止部材は、さらに開閉部材を可動部材に固着させることで開閉部材の回転を防止する。このような固着方法としては、たとえば接着剤を用いて開閉部材を可動部材に固着させてもよい。また、射出成形で可動部材に開閉部材を固着してもよい。
【００１８】
また好ましくは、回転防止手段は、可動部材がその移動方向を回転軸として回転することを防止する。この場合、回転防止手段は、開閉部材だけでなく可動部材の回転をも防止することができるので、開口を通過する気体の流量をさらに精密に制御することができる。
【００１９】
また好ましくは、可動部材と開閉部材とは、互いの回転を防止するように嵌合し合う。可動部材と開閉部材との嵌合としては、たとえば可動部材が、非円型の凹部を有し、この凹部に嵌まり合うように開閉部材が設けられてもよい。ここで、非円型とは、長軸と短軸とを有する形状であり、たとえば三角形、四角形などの他、楕円形でもよい。さらに、可動部材に凹凸が設けられ、この凹凸に嵌まり合うように、開閉部材にも凹凸が設けられてもよい。
【００２０】
この発明に従った血圧計は、上述のいずれかの血圧計用流量コントロール弁を備える。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った血圧計用流量コントロール弁の断面図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１に従った血圧計用流量コントロール弁１００は、気体を通過させる開口としての気体流入口１ｈを有するハウジング１と、気体流入口１ｈに対して近づく方向と気体流入口１ｈから遠ざかる方向とに移動できるようにハウジング１内に設けられた可動部材としての作動軸６と、作動軸６の移動により気体流入口１ｈを開閉するように、作動軸６に取付けられた開閉部材としてのオリフィス弁１２と、作動軸６の移動方向を回転軸としてオリフィス弁１２が回転することを防止する回転防止手段としてのダンパー１４とを備える。
【００２３】
回転防止手段は、スプール２を介在させてハウジング１に取付けられる回転防止部材としてのダンパー１４を含む。ダンパー１４とオリフィス弁１２とは、互いの回転を防止するよう嵌合し合う。オリフィス弁１２と作動軸６とが嵌合し合うため、作動軸６の先端部とダンパー１４とは、互いの回転を防止するように嵌合し合う。ダンパー１４は作動軸６の回転を防止している。
【００２４】
血圧計用流量コントロール弁１００は、筐体としてのハウジング１を有する。ハウジング１は、ノズル状の筒状体に設けられてハウジング１内に連なる気体流入口１ｈと、この気体流入口１ｈに連なる複数の気体流出口１ａとを有する。ハウジング１は箱状であり、この箱内にさまざまな部材が収納されている。
【００２５】
ハウジング１の中心部には、軸３が設けられている。軸３は、気体流入口１ｈに近づく方向と気体流出口１ａから遠ざかる方向とに移動することが可能なようにハウジング１内に設けられる。軸３の先端部にはオリフィス弁１２が取付けられている。
【００２６】
軸３の端部には、スプール２が設けられている。スプール２は、軸３を受入れて軸３を移動可能に支持する。スプール２は、ねじ１５によりハウジング１に固定される。
【００２７】
軸３の周りには、可動部材としての作動軸６が取り付けられる。作動軸６の先端部にはオリフィス弁１２が嵌め合わされている。作動軸６は、オリフィス弁１２とともに、気体流入口１ｈへ近づく方向と、気体流入口１ｈから遠ざかる方向とに移動可能なように位置決めされている。
【００２８】
オリフィス弁１２は弾性体からなり、その主表面１２ｆは、軸３の延びる方向に対して傾斜している。オリフィス弁１２が気体流入口１ｈに接触することが可能である。オリフィス弁１２が気体流入口１ｈに接触する位置から、軸３に接続された止め軸１１がストッパ１８に当る位置まで軸３は移動することが可能である。なお、ヨーク９と止め軸１１との間にはクッション１０が設けられている。
【００２９】
作動軸６の外周部にはヨーク８および９が設けられている。ヨーク８および９は、磁石７を受入れるために適した形状とされ、ヨーク８および９の間には磁石７が嵌め合わされる。磁石７は永久磁石により構成され、それぞれがコイル形状である。なお、軸３、作動軸６、磁石７、ヨーク８および９ならびにオリフィス弁１２がスプール２内で一体となって動く。
【００３０】
磁石７と向かい合うようにコイル５が設けられる。コイル５は、スプール２により位置決めされる。コイル５に電流を流すことにより磁界が生じる。この磁界と磁石７とが作用することにより、磁石７と、作動軸６が所定の位置まで移動する。コイル５は端子４に電気的に接続されており、端子４から電流を流されることによりコイル５が励磁する。コイル５の外側には、ヨーク外１３が設けられる。ヨーク外１３は、磁力を閉じ込める働きをする。
【００３１】
図２は、図１で示す血圧計用流量コントロール弁１００の分解斜視図である。図２を参照して、ハウジング１は、円筒形状であり、気体流出口１ａを有する。ハウジング１の内部にはダンパー１４が収納される。ダンパー１４は薄い金属板により構成され、剛性を下げて弾性体とするために、複数本の溝１４ｔが設けられている。ダンパー１４には開口１４ｈが設けられており、この開口１４ｈにオリフィス弁１２の先端部が受入れられる。開口１４ｈの大きさとオリフィス弁１２の大きさとはほぼ等しい。
【００３２】
作動軸６の外周部には磁石７とヨーク８が設けられている。磁石７およびヨーク８はほぼ円筒形状であり、それぞれがほぼ同一の直径を有する。作動軸６の先端部分が四角形状となっており、これがオリフィス弁１２に嵌まり合う。ヨーク外１３はスプール２に嵌まり合い、磁力を閉じ込める役割を果たす。スプール２は、ねじ１５によりハウジング１に取付けられる。スプール２とハウジング１とが一体となって筐体を構成している。筐体のうち、スプール２にダンパー１４が取付けられている。
【００３３】
図３は、ダンパーの正面図である。図３を参照して、ダンパー１４は、中心部に設けられたほぼ四角形状の開口１４ｈと、ダンパー１４の表面に設けられた溝１４ｔとを有する。溝１４ｔは、曲がりくねった形状となっており、ダンパー１４の剛性を低下させる役割をする。これにより、ダンパー１４の開口１４ｈは、主面の手前側へ移動することができ、かつ主面の奥側へも移動することができる。ダンパー１４の開口１４ｈには、オリフィス弁１２の外周部１２ａが嵌め合わされる。外周部１２ａはほぼ四角形状であり、傾斜した主表面１２ｆを取囲む。
【００３４】
図４は、図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図４を参照して、ダンパー１４の開口１４ｈには、オリフィス弁１２の先端部が取付けられている。
【００３５】
オリフィス弁１２には、作動軸６が嵌め合わされている。その他の説明については、図１と同様である。
【００３６】
このように構成された、この発明の実施の形態１に従った血圧計用流量コントロール弁１００では、オリフィス弁１２の回転を抑えられるための回転防止部材としてのダンパー１４が設けられる。このダンパー１４によりオリフィス弁１２は、作動軸６の移動方向を中心とした回転をしない。これにより、気体流入口１ｈとオリフィス弁１２との位置関係が変わらない。その結果、顧客に使用されるときでもオリフィス弁１２が確実に気体の流量を調節することができ、信頼性の高い血圧計用流量コントロール弁を提供することができる。
【００３７】
図５は、本発明品としての血圧計用流量コントロール弁における、コイル５に印加する電圧と気体流入口１ｈを通過する気体の流量との関係を示すグラフである。まず、図１で示す血圧計用流量コントロール弁において、コイル５に印加する電圧と、気体流入口１ｈを通過する気体の流量Ｑ（単位ｃｍ³）との関係を調べた。気体流入口１ｈの上流と下流での圧力差は、２０ｋＰａとした。その結果を曲線２００で示す。
【００３８】
次に、血圧計用流量コントロール弁１００に衝撃を加えた後にコイル５に印加する電圧と気体流入口１ｈを通過する気体の流量との関係を調べた（衝撃１回目）。その結果を曲線２０１で示す。
【００３９】
同様にして、血圧計用流量コントロール弁１００に、２回目、３回目、４回目および５回目の衝撃を加えた。各々の衝撃を加えた直後にコイル５に印加する電圧と気体流入口１ｈを通過する気体の流量との関係を調べた（衝撃２〜５回目）。その結果を曲線２０２〜２０５で示す。
【００４０】
図５より、曲線２００〜２０５において、流量のばらつきが小さいことがわかる。また、流量Ｑが１００から３００の範囲での、曲線の傾きの平均値（特性）を求めた。その結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】

【００４２】
表１での「特性」とは、流量Ｑが１００から３００の範囲でのそれぞれの曲線の傾きであり、ｄＱ／ｄＶ（ｄＱは流量の変化の値、ｄＶは電圧の変化の値）で求められる。表１より、特性のばらつきが少なく、かつ分散σも小さい値であることがわかる。
【００４３】
比較品として、オリフィス弁１２が円筒形状であり、ダンパー１４がないサンプルを用意した。このようなサンプルでは、オリフィス弁１２の、作動軸６の移動方向を中心軸とした回転を防止することができない。このような血圧計用流量コントロール弁において、図５と同様に、衝撃を加えない状態と、衝撃を加えた状態でのそれぞれでの、コイル５に印加する電圧と、気体流入口１ｈを通過する気体の流量との関係を調べた。
【００４４】
図６は、比較品としての血圧計用流量コントロール弁における、コイル５に印加する電圧と気体流入口１ｈを通過する気体の流量との関係を示すグラフである。曲線３００は、衝撃を加える前の、コイル５に印加する電圧と、気体流入口１ｈを通過する気体の流量Ｑとの関係を示す。
【００４５】
曲線３０１〜３０５は、血圧計用流量コントロール弁１００に１から５回衝撃を加えた後にコイル５に印加する電圧と気体流入口１ｈを通過する気体の流量との関係を示す。
図６より、曲線３００〜３０５において、流量のばらつきが小さいことがわかる。また、流量Ｑが１００から３００の範囲での、曲線の傾きの平均値（特性）を求めた。その結果を表２に示す。
【００４６】
【表２】

【００４７】
表２での「特性」とは、流量Ｑが１００から３００の範囲でのそれぞれの曲線の傾きであり、ｄＱ／ｄＶ（ｄＱは流量の変化の値、ｄＶは電圧の変化の値）で求めた。表２より、分散σの値が大きいため、特性がばらついていることがわかる。
【００４８】
これにより、本発明品では、衝撃を与えても特性の変化が少ない信頼性の高い血圧計用流量コントロール弁であることがわかる。
【００４９】
（実施の形態２）
図７は、この発明の実施の形態２に従った血圧計用流量コントロール弁で用いられる作動軸とオリフィス弁を示す断面図である。図７を参照して、この発明の実施の形態２に従った血圧計用流量コントロール弁では、回転防止手段１０１は、開閉部材としてのオリフィス弁１２を可動部材としての作動軸６に固着させることでオリフィス弁１２の回転を防止する。なお、この固着方法としては、オリフィス弁１２を射出成形で形成することによりオリフィス弁１２と作動軸６とを一体化してもよい。さらに、接着剤を用いてオリフィス弁１２を作動軸６に固定してもよい。
【００５０】
このように構成された、この発明の実施の形態２に従った血圧計用流量コントロール弁でも、実施の形態１に従った血圧計用流量コントロール弁と同様の効果がある。さらに、作動軸６とオリフィス弁１２を一体化する場合には、図１で示すダンパー１４が不要となるため、部品点数を削減することができる。
【００５１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００５２】
【発明の効果】
この発明に従えば、流量を確実に制御することができる血圧計用流量コントロール弁と、それを用いた血圧計を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に従った血圧計用流量コントロール弁の断面図である。
【図２】 図１で示す血圧計用流量コントロール弁１００の分解斜視図である。
【図３】 ダンパーの正面図である。
【図４】 図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】 本発明品としての血圧計用流量コントロール弁における、コイル５に印加する電圧と気体流入口１ｈを通過する気体の流量との関係を示すグラフである。
【図６】 比較品としての血圧計用流量コントロール弁における、コイル５に印加する電圧と気体流入口１ｈを通過する気体の流量との関係を示すグラフである。
【図７】 この発明の実施の形態２に従った血圧計用流量コントロール弁で用いられるオリフィス弁と作動軸を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ハウジング、１ｈ 気体流入口、６ 作動軸、１２ オリフィス弁、１４ダンパー、１０１ 回転防止手段。

Claims (6)

1. 気体を通過させる開口を有するハウジングと、
   前記開口に対して近づく方向と前記開口から遠ざかる方向とに移動できるように前記ハウジング内に設けられた可動部材と、
   前記可動部材の移動により前記開口を開閉するように前記可動部材に取付けられた開閉部材と、
   前記可動部材の移動方向を回転軸として前記開閉部材が回転することを防止する回転防止手段としてのダンパーとを備えた、血圧計用流量コントロール弁。
2. 前記回転防止手段は、前記ハウジングに接続される回転防止部材を含み、前記回転防止部材と前記開閉部材とは互いの回転を防止するように嵌合し合う、請求項１に記載の血圧計用流量コントロール弁。
3. 前記回転防止手段は、さらに前記開閉部材を前記可動部材に固着させることで前記開閉部材の回転を防止する、請求項１に記載の血圧計用流量コントロール弁。
4. 前記回転防止手段は、前記可動部材がその移動方向を回転軸として回転することを防止する、請求項１から３のいずれか１項に記載の血圧計用流量コントロール弁。
5. 前記可動部材と前記開閉部材とは、互いの回転を防止するように嵌合し合う、請求項２に記載の血圧計用流量コントロール弁。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の血圧計用流量コントロール弁を備えた血圧計。

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