JPH10252906A - 排気弁及びこの排気弁を備えた電子血圧計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】２機能を１つの定速排気弁にまとめ、そのサイ
ズを減少し、小さいな力でオリフィスを閉塞できる排気
弁を提供する。 【解決手段】プランジャー１０６の先端でエアー管路に
通じるオリフィス１２２を塞ぐ構造の排気弁１３であ
る。プランジャー１０６の先端面に凹部１１１を作り、
この凹部１１１上に弾性部材１１２を張り、この弾性部
材１１２に対抗する位置にオリフィス１２２端面を突起
させ、凹部１１１の深さ方向に延びる弾性部材１１２が
オリフィスの凸部１２３を受けて、オリフィスを閉塞す
る。

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、排気弁及びこの
排気弁を備えた電子血圧計に関する。

【０００２】

【従来の技術】阻血用のカフを用いた血圧測定法におい
ては、通常、まず、カフ内の空気を排気弁より排気し、
カフ内圧を大気圧にしてから、カフに接続されている圧
力計のゼロセットを行う。カフを上腕に巻き、排気弁を
閉じ、予想される最高血圧よりも３０〜４０ｍｍＨｇ高
い圧力まで加圧を行い、上腕動脈を阻血する。

【０００３】次に、カフ内の空気を微速排気弁により少
しずつ排気しカフ内圧を徐々に下げ、カフの末梢部に配
置した聴診器またはマイクにより血流により生じるコロ
トコフ音の発生を検出する。コロトコフ音による血圧測
定にあっては、コロトコフ音が初めて聞こえた時点を血
流の発生した時点としてその時のカフ圧力を最高血圧と
する。また、血管の振動にもとづくオシロメトリック法
（脈波振幅法）による血圧測定にあっては、最大脈波振
幅の所定の％の脈波振幅におけるカフ圧力値を最高血圧
値とする。

【０００４】次に、カフ内の空気を徐々に排気し、カフ
圧を下げ続ける。コロトコフ音による血圧測定にあって
は、コロトコフ音は徐々に大きさ、音色を変化させ、や
がて消滅する。消滅した最後のコロトコフ音の発生時点
のカフ圧力を最低血圧とする。また、オシロメトリック
法による血圧測定にあっては、最大脈波振幅の所定の％
の脈波振幅におけるカフ圧力値を最低血圧とする。

【０００５】最低血圧を検出したら、患者の苦痛をでき
るだけ少なくするために、排気弁を開けカフ圧を大気圧
にもどし、血圧測定を終了する。

【０００６】以上のように、阻血用のカフを用いた血圧
測定法においては、カフに接続された配管系と大気とを
開閉する排気弁と、カフ圧を徐々にさげる微速排気弁の
２種類の弁が必要である。

【０００７】また、コロトコフ音が心拍に同期したタイ
ミングにしか発生しないため、上記微速排気弁で、あま
り速い速度でカフ圧力を減圧すると、血圧測定の大きな
誤差となる。一方、血圧精度を上げるために極端に遅い
速度で減圧すると、うっ血を起こし測定に支障が生じる
とともに、患者に苦痛を与える結果となる。

【０００８】したがって、ＷＨＯ等により、減圧速度は
２〜３ｍｍＨｇ／秒または２〜３ｍｍＨｇ／拍が推奨さ
れている。

【０００９】一般の自動血圧計には、大気との開閉には
電磁弁を、また、微速排気弁にはゴム製逆止弁を変形さ
せるか、またはワイヤーか、フラッパを挟むことによ
り、わざとエアー漏れ用の開口部を設け、この開口部の
面積が圧力が高いときには小さくなり、圧力が低くなる
と大きくなるという、圧力により変化することを利用し
た弁が用いられている。

【００１０】その他、本発明と同様に排気弁と微速排気
弁の両方の機能を合わせ持たせた排気弁としては、スピ
ーカボイスコイルを用い、可動片の先端に、相手側の開
口部と傾斜面を有したシール用のゴム部材を設け、コイ
ル通電電流を変化させ、可動片先端のゴムと開口部の圧
着力を調整して、開口部の面積を制御する方式の弁があ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】通常用いられる大気と
の開閉用の排気弁と微速排気弁の２種類の弁を用いるこ
とは実装スペースが大きくなり、経済的な意味で得策で
はない。また、ゴム製の逆止弁を用いた微速排気弁は、
圧力に対する減圧スピードの変化がリニアではなく、ゴ
ムの劣化による減圧スピードの経時変化があり、血圧測
定精度に対する影響が大きい。

【００１２】大型のボイスコイルを用いた方式は、駆動
部が大きくなり、実装スペースが大きく占有されるとい
う欠点を有する。また、完全圧閉する場合、シール用ゴ
ム部材を変形させるのにかなりの力が必要となり、駆動
電力が大きくなる。

【００１３】本発明は、大気との開閉に用いる排気弁
と、時間当たりほぼ一定の減圧を行なう定速排気弁を現
在の排気弁と同じサイズで実現できる排気弁及びこの排
気弁を備えた電子血圧計を提供することにある。

【００１４】本発明の他の目的は、オリフィスを小さい
な力で閉塞できる排気弁及びこの排気弁を備えた電子血
圧計を提供することにある。

【００１５】更に他の目的は、プランジャーの消費電力
を低消費型とする排気弁及びこの排気弁を備えた電子血
圧計を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、プランジ
ャーの先端でエアー管路に通じるオリフィスを塞ぐ構造
の排気弁において、プランジャーの先端面に凹部を作
り、この凹部上に弾性部材を張設し、張設された弾性部
材に対向する位置にオリフィス面を突起させ、前記凹部
の深さ方向に沿って変形可能な弾性部材でオリフィスの
端面を受けることを特徴とする排気弁によって解決され
る。

【００１７】前記排気弁は、プランジャーの先端部に形
成された凹部は突起するオリフィス端面が収まる開口面
積を持つことを特徴とする。

【００１８】前記排気弁は、前記弾性部材とオリフィス
の突起面との不完全な接触状態を圧力の定速排気状態と
して使用することを特徴とする。

【００１９】更に本発明の課題は、被測定者の腕に巻く
ためのカフと、カフに圧力を供給するためのポンプ手段
と、前記カフとポンプ手段を接続するエアー管路と、コ
ロトコフ音及び／又は血管の振動を検出ための検出手段
と、血圧の測定を制御するための制御手段を備えた血圧
計において、前記管路の途中にプランジャーの先端面に
凹部を作り、この凹部に弾性部材を張設し、この弾性部
材に対向する位置に前記凹部に収まるオリフィス面を突
起させ、プランジャーの先端面とオリフィスの突起面の
接触状態を制御することによりカフ圧を調整することを
特徴とする電子血圧計によって達成される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態を詳細に説明する。

【００２１】（実施の形態１）図１は本実施の形態の電
子血圧計をシステム構成を示す図である。図１の左上部
に図示されているカフ１は被測定者の上腕部などを圧迫
するものであり、カフ１にはコロトコフ音検出用のマイ
クロフォンが内蔵されている。３はカフとマイクロコン
ピュータが制御する制御系とを接続するためのインター
フェース（コネクタ）である。５はカフ１の圧力を測定
するための圧力センサーであり、定電流源４によって駆
動される。検出されたカフの圧力信号はアンプ６で増幅
され、A/D変換器７によってデジタル値に変換されて、
マイクロコンピュータ１０に与えられる。血流と血管内
壁が作るコロトコフ音はマイクロフォン２によって集音
され、フィルタアンプ８で弁別され、増幅されてからA/
D変換器９に与えられ、デジタル値に変換されて、マイ
クロコンピュータ１０に入力される。マイクロコンピュ
ータ１０は、マイクロプセッサー（ＭＰＵ），ROMメモ
リ及びRAMメモリを装備している。ROMメモリはコロトコ
フ法、或はオシロメトリック法などに基づく血圧測定用
のコンピュータプログラムを格納するROMメモリを備え
る。ROMメモリにはマイクロコンピュータの動作に必要
なプログラム一式が格納されている。RAMメモリはマイ
クロコンピュータのワークエリアとして機能する。

【００２２】１１はＬＣＤなどで構成された表示部であ
り、マイクロコンピュータが測定した最低、最高の血圧
値、脈拍数などを表示する。この実施例の電子血圧計に
は電源の安定化及び電源供給のオン／オフ、電池１６の
電圧の監視を行なう電源制御部１５から電源が供給され
る。１８はマイクロコンピュータ１０をオン／オフする
ためのスイッチである。

【００２３】次に電磁排気弁１３の構造を図２、図３、
図４を参照して説明する。１０１、１０２はプランジャ
ー１０６を駆動させるための磁気回路を作るヨークであ
る。１０３は巻線１０４のボビンである。この巻線に電
流が流れたときに発生する電磁力は、プランジャー受け
１０５にプランジャー１０６を引きつける。１０７はプ
ランジャー１０６を後退方向（後述する反オリフィス方
向）に付勢する力を生むための付勢部材としての圧縮コ
イルバネである。１１０はプランジャー１０６の前方の
端面であり、この端面１１０には凹部１１１が穿たれ、
好ましくは０．５ｍｍ程度の凹部１１１上にはゴム（シ
リコーン）、プラスチックなどのエラストマーで形成さ
れた弾性シート１１２がほぼ平らに張設され、凹部を被
覆している。このため、押されたとき弾性シート１１２
は凹部１１１の深さ方向へ小さな力で変形（延びる）す
る。

【００２４】１２１はエアー管接続ノズルでありエアー
管１７に接続されている。図３が示すように、オリフィ
ス１２２の開口部の周辺にはオリフィス１２２の中心に
向かって釣鐘型に好ましくは０．２ｍｍ程度隆起する凸
部１２３が形成されている。この凸部１２３の大きさは
対向する凹部１１１内に十分に収まる寸法である。従っ
て、プランジャー１０６がオリフィス１２２の方向に駆
動され、押し切られたときは、プランジャーの押す力で
オリフィス１２２が弾性シート１１２に当接しオリフィ
スが閉じられる。この時、オリフィス１２２の凸部１２
３の突起している部分が凹部に押し込まれ、弾性シート
１１２と密着する。

【００２５】一方、巻線１０４の電流を制御しプランジ
ャーを押し切らない状態にすると、弾性シート１１２と
オリフィス１２２の凸部との密着が解け、凸部１２３と
弾性シート１１２との間に開口部ができ、この開口部か
らエアーが漏れる。この開口部の面積は巻線１０４の電
流を減らすと、プランジャーの弾性シート１１２を押す
力が減り、エアー漏れが大きくなる。また、逆にプラン
ジャー１０６を押し切ると、弾性シートがプランジャー
凹部に押されてゴムシートが延び、弾性シートと管路オ
リフィス１２２は密着し、オリフィスが圧閉される。因
みに圧閉時にはプランジャー受け１０５とプランジャー
１０６とで磁気回路が強化されるので、プランジャー保
持力が増す。

【００２６】次に本発明の実施例による血圧測定動作を
カフ１の昇圧、定速排気、開放動作を中心に説明する。

【００２７】排気制御部１２は最初は排気弁１３の巻線
には通電せずに、排気弁１３を大気開放状態にしておく
（図４の左側の状態）。次にカフを巻き、測定の開始が
指示されると、圧力センサ５のゼロセットを行なう。マ
イクロコンピュータ１０からの指令で、排気制御弁１２
が最大電流を巻線１０４に流し、弁１３を閉じる。この
時点では、巻線に流れる励磁電流によりプランジャーの
吸引力が増し、オリフィス凸部１２３の斜めにカットさ
れている円周部１２４が弾性シート１１２に密着する面
積が増えるのでオリフィス開口部を圧閉する（図４を参
照）。

【００２８】特に弾性シート１１２は凹部１１１上に張
設されているので、比較的小さな力で凹部１１１内にた
わみ、弾性シートとオリフィスとの間隙面積を制御でき
る。又、上述のように圧閉時にはプランジャーと管路オ
リフィスが接触するように配置してあるので、プランジ
ャーと管路オリフィスとの間の磁気回路が強化され、ゴ
ムシート素材をつぶして管路オリフィスを圧閉するのに
比較して、プランジャーの吸引力は小さいもので済む。

【００２９】図５は他例のプランジャー１０６を示す。
この図が示すように、プランジャーの１０６の先端に形
成される凹部１１１は断面が方形の凹部であることは必
ずしも必要ではなく、例えば、断面が円弧状の凹部も使
用できる。この場合でも、プランジャー１０６が押し切
られると、凹部１０６内にオリフィス凸部１２３の円周
部によって弾性シートが強制的に押し込まれ、弾性シー
トがオリフィスに密着してオリフィスを塞ぐ。コイルへ
の励磁電流を制御すれば、弾性シートとオリフィス間に
は定速排気を行なえる間隙が生れることは、図２、図３
の実施の形態と同様である。

【００３０】さて、最大電流を流された後、巻線１０４
への電流は保持電流に減らされ、弁の閉状態を維持す
る。次に、ポンプ１４を駆動してカフ１を予想される最
高血圧より高い圧力まで加圧する。最高血圧より高い圧
力まで加圧されたら、マイクロコンピュータ１０は排気
弁制御部１２を介して巻線の電流を規定値まで減らす。
この結果、カフ１から時間当たり一定の減圧が行われ
る。この状態では、管路オリフィス１２２と弾性シート
１１２の密着はなく、プランジャーのガタ、プランジャ
ー先端のわずかな傾斜によりエアーが漏れる間隙が生れ
る。この間隙を通して、エアーが漏れる減圧スピードを
マイクロコンピュータが計算し、減圧の速度が２〜３ｍ
ｍＨｇ／秒になるように排気弁制御部１２で排気弁１３
の巻線電流を増減する制御を実行する。コロトコフ法に
おいては最初にコロトコフ音を検出した時点のカフ圧力
を最高血圧値、最後に検出したコロトコフ音の時点のカ
フ圧力を最低血圧値として記憶する。オシロメトリック
法においては、最大脈波振幅の所定の％を検出した時点
のカフ圧力をそれぞれ最高血圧値、最低血圧値として記
憶する。最低血圧値を検出すると、排気弁制御部１２に
より巻線への通電を止め、排気弁１３を開放し、カフ圧
を大気圧まで減圧する。その後、表示部１１に最高血
圧、最低血圧を表示する。

【００３１】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されるので、
急速排気と定速排気の２機能を持つ排気弁を現在の単機
能の排気弁とほぼ同じサイズで実現できる排気弁及びそ
れを備えた電子血圧計を提供できる。

【００３２】更に凹部上に張られた弾性シートと管路オ
リフィス端面を突起状に形成することにより、オリフィ
スを小さいな力で閉塞できる排気弁及びそれを備えた電
子血圧計を提供できる。このため、プランジャーの消費
電力を低消費型にした排気弁及びこの排気弁を備えた電
子血圧計を提供することができる。

【００３３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の電子血圧計のシステム構
成を示すシステム構成図である。

【図２】本発明の実施の形態１の排気弁の一部断面図で
ある。

【図３】図２の要部の拡大断面図である。

【図４】図２に示す排気弁の動作説明図である。

【図５】他の実施の形態の動作を説明する図である。

【符号の説明】

１３ 電磁排気弁 １０６ プランジャー １１０ 端面 １１１ 凹部 １１２ 弾性シート １２１ エアー管接続ノズル １２２ オリフィス １２３ 凸部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プランジャーの先端でエアー管路に通じ
   るオリフィスを塞ぐ構造の排気弁であって、プランジャ
   ーの先端面に凹部を形成し、該凹部上に弾性部材を張設
   し、該弾性部材に対向する位置にオリフィス端面を突起
   させ、前記凹部の深さ方向に延びる該弾性部材で該オリ
   フィス端面を受けることを特徴とする排気弁。
2. 【請求項２】 プランジャーの先端部に形成された該凹
   部は突起するオリフィス端面が収まる開口面積を持つこ
   とを特徴とする請求項１項記載の排気弁。
3. 【請求項３】 前記弾性部材とオリフィス端面の不完全
   な接触状態を圧力の定速排気状態として使用することを
   特徴とする請求項第１項記載の排気弁。
4. 【請求項４】 被測定者の腕に巻くためのカフと、カフ
   に圧力を供給するためのポンプ手段と、前記カフとポン
   プ手段を接続するエアー管路と、コロトコフ音及び／又
   は血管の振動を検出する検出手段と、血圧の測定を制御
   するための制御手段を備えた血圧計において、前記管路
   の途中にプランジャーの先端面に凹部を形成し、該凹部
   に弾性部材を張設し、該弾性部材に対向する位置に前記
   凹部に収まるオリフィス端面を突起させ、前記プランジ
   ャーの先端面とオリフィスの突起面の接触状態を制御す
   ることによりカフ圧を調整することを特徴とする電子血
   圧計。