JPWO2009084353A1 - ソレノイドバルブ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の他の目的はできるだけ軽量且つコンパクトなソレノイドバルブを提供することにある。
本発明のさらに他の目的はノズル部の設置位置を制約され難いソレノイドバルブを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は動作の安定性に優れたソレノイドバルブを提供することにある。
軸芯に沿って延びた固定鉄心と、
前記固定鉄心の外周に配置されたソレノイドコイルと、
排出流路を備えたノズル部と、
前記ノズル部の前記排出流路を閉鎖するための弁体と、
前記弁体を支持しつつ、前記ソレノイドコイルへの通電状態に基づいて、前記弁体によって前記排出流路を閉鎖する第1姿勢と、前記排出流路を開放する第2姿勢との間で変位操作される可動部材と、を有し、
前記可動部材が前記第1姿勢と前記第2姿勢との間で揺動軸芯を介して揺動操作されるように支持された揺動部材からなり、
前記揺動部材の一端に、前記ソレノイドコイルへの通電に基づいて前記固定鉄心に電磁吸着されることで前記第1姿勢を実現する被吸着部が備えられ、
前記揺動軸芯を挟んで前記一端と反対側の他端に、前記第1姿勢において前記排出流路を閉鎖する前記弁体が設けられていることを特徴とする。
このように構成すれば、揺動部材が第2姿勢に切り換えられると、付勢機構によって弁体が排出流路の開口部から確実且つ迅速に引き離されるので、前記ソレノイドコイルへの通電を解除した際、流体の迅速で確実な排出がなされる。
前記付勢機構は、前記揺動部材を収納する筐体に設けられた操作補助部と、前記操作補助部との係合に基づいて前記揺動部材を前記第2姿勢に向けて弾性付勢するように前記弁体の一部に突出形成された排出操作部とからなる点である。
このように構成すれば、排出操作部が操作補助部と係合することなく第1姿勢に切り替えられる虞がないので、排出操作部が操作補助部と確実に協働して当初の効果を発揮する。
前記規制手段は、前記揺動軸芯に沿って延びるように前記揺動部材に形成された第1係止孔と、前記ヨークの先端に形成された第2係止孔と、前記第1係止孔および前記第2係止孔とに同時に挿通されたシャフト部材とを含む点である。
ここでは、本発明によるソレノイドバルブを、被験者の腕などの被検部に巻かれるカフ(圧迫帯)を備えた自動血圧計の一部をなす装置として用いる場合に即して解説する。この場合、ソレノイドバルブは、ポンプによってカフに送り込まれた圧縮空気を血圧測定後などに一気に開放する作用を果たす。
但し、本発明によるソレノイドバルブは、血圧計に限らず、流体の流量制御が必要な種々の機器、特に各種医療装置に対して広く適用可能である。
図1〜図3に示すソレノイドバルブ1Aは樹脂製のハウジング2を備える。ハウジング2には、概してL字状の断面を備えた空洞部が一方の側方のみで開口するように形成されている。この空洞部は図1の上下に延びた第1空洞部2Vaと、第1空洞部2Vaの上端付近から横向きに延びた第2空洞部2Vbとを有する。ハウジング2の外側には、排気(開放空気)のための流路3aを備えたノズル部材3が取り付けられ、流路3aの基端部は第2空洞部2Vbと連通している。第2空洞部2Vbには流路3aを閉鎖するための弁体6が設けられており、第1空洞部2Vaには、弁体6が流路3aを閉じた状態と開放した状態との間で切り換えるためのソレノイド部10が設けられている。ノズル部材3は、ハウジング2の上面に形成された貫通孔2Hに圧入固定されている。ノズル部材3には、ポンプからカフに圧縮空気を送り込むための後述するエア配管121と連通した排気用配管121c(図5を参照)が気密状に外嵌接続される。
ボビン14の下方フランジ部14bには、端子本体18aを軸芯Xに沿って係入可能な受入れ孔14e、及び、受入れ孔14eと連通し且つ径方向に延びた嵌合溝14fが形成されている。端子部材18の端子本体18aを下方フランジ部14bの受入れ孔14eに上方から挿通し、引き続き、端子部材18の被接合部18bを嵌合溝14f内に圧入するだけで、端子部材18のボビン14への固定が完了する。ソレノイドコイル13を構成する導線15は被接合部18bの先端部または中間部に直接溶接される。嵌合溝14fと被
接合部18bとの間の係合に基づいて、端子部材18の軸芯Xに沿った抜け出し、及び、端子部材18の受入れ孔14e内での回動が規制される。
(1)ボビン14の円筒部14aに導線15を巻回してソレノイドコイル13を形成する。
(2)端子部材18の端子本体18aを下方フランジ部14bの受入れ孔14eに上方から挿通し、端子部材18の被接合部18bを嵌合溝14f内に圧入することで、一対の端子部材18をボビン14へ固定する。導線15の両端を被接合部18bに溶接する。
(3)ソレノイドコイル13が支持されたボビン14の円筒部14aに固定鉄心12を挿通して、固定鉄心12の下端をヨーク20の貫通孔20aに挿通後、カシメ締結する。
(4)揺動部材5の貫通孔5に弁体6の被係止部6aを嵌着する。
(5)揺動部材5を板状部材21の上端に載置する。この時、板状部材21の凸状部21aを揺動部材5のスリット5cに挿通させ、揺動部材5の下面が、板状部材21の凸状部21aの左右にある肩部21b上に支持されるようにする。
(6)揺動部材5と板状部材21とからなるアセンブリをハウジング2の空洞部2Vaに側面から収納する。
(7)ソレノイドコイル13のアセンブリをハウジング2の空洞部2Vaに側面から押し嵌めする。この時、先に収納されている板状部材21がヨーク20とハウジング2の内壁との間に挟着固定されるようにする。
(8)ノズル部材3をハウジング2に取り付ける。ノズル部材3の下端付近には平面視で概して円形のフランジ3cと、フランジ3cから下方に延びた小径のボス部3dが形成されている。フランジ3cの下端面がハウジング2の上面に密着するように、ボス部3dをハウジング2の貫通孔2Hに圧入操作する。
ソレノイドバルブ1Aの医療装置への適用例の一つを図4に示す。図4(a)は、ソレノイドバルブ1Aを用いた自動血圧計の一例としての手首血圧計100の外観を示し、図4(b)は、耳式血圧計のカフ装置の外観を示す。また、図5は、ソレノイドバルブ1Aを含む自動血圧計の概略ブロック図を示す。
図4(a)に示すように、手首血圧計100は、本体110、測定値などの表示部111、電源の入り切りなどのためのスイッチ112、カフ113などを備える。また、図4(b)に示すように、耳式血圧計のカフ装置は、弾性チューブ製のエア配管121(必要に応じて信号線も内蔵)、耳部(好ましくは耳珠)を挟むように対向する2つのカフ113、滑止部113a、取手113bなどを備える。
また、携帯型エアマッサージ装置もほぼ上述の手首血圧計と同様の構成であるが、複数のマッサージパターンをROM115に記憶させており、選択スイッチでその中から所望のマッサージパターンを選択できるようにしている。
図7は、揺動部材5を第2姿勢に向けて付勢する付勢機構が、揺動部材5の弁体6とは反対側、すなわち、被吸着部5aの端部付近に設けられた第2実施形態によるソレノイドバルブ1Bを示す。
ここでは、弁体6に延長部6dは設けられておらず、前記付勢機構は揺動部材5の被吸着部5aに取り付けられた排出操作片30(排出操作部の一例)からなる。排出操作片30は、被吸着部5aから径方向外側に向かって延びるように取り付けられたエラストマ製の板状部材であり、その先端はボビン14の上端面とハウジング2の内面との境界部BPに当て付け配置されている。
次に、ソレノイドコイル13への通電が解除されると、固定鉄心12の磁化及び被吸着部5aの吸着が実質的に無くなり、境界部BPに向かって全体的に大きな曲率半径で湾曲したストレスの小さい形状に復帰しようとする排出操作片30の弾性復元力、突出部の無い平坦な形状に復帰しようとする弁体6の上面部6bの弾性復元力、及び、カフから開放される空気の圧力によって、揺動部材5は図7(b)に示す第2姿勢に切り換えられる。
図8〜図10に示す第3実施形態によるソレノイドバルブ1Cは、樹脂製のハウジング2を備える。ハウジング2には、概してL字状の断面を備えた空洞部が一方の側方のみで開口するように形成されている。この空洞部は図8の上下に延びた第1空洞部2Vaと、第1空洞部2Vaの上端付近から横向きに延びた第2空洞部2Vbとを有する。ハウジング2の外側には、排気(開放空気)のための流路3aを備えたノズル部材3が取り付けられ、流路3aの基端部は第2空洞部2Vbと連通している。第2空洞部2Vbには流路3aを閉鎖するための弁体6が設けられており、第1空洞部2Vaには、弁体6が流路3aを閉じた状態と開放した状態との間で切り換えるためのソレノイド部10が設けられている。ノズル部材3は、ハウジング2の上面に形成された貫通孔2Hに圧入固定されている。ノズル部材3には、ポンプからカフに圧縮空気を送り込むための後述するエア配管121と連通した排気用配管121c(図5を参照)が気密状に外嵌接続される。
弁体部4は、ソレノイドコイル13の側方に立設された板状部材21の一部によって揺動自在に支持された揺動部材5(可動部材)を有する。揺動部材5は板状部材21の面内に形成される揺動軸芯Y(図9を参照)回りで揺動可能に支持されている。揺動部材5の一端には、ソレノイドコイル13への通電に基づいて磁化される固定鉄心12の上端に吸着される被吸着部5aが設けられている。被吸着部5aが固定鉄心12の上端に吸着されることで、揺動部材5は図8(a)に示すようにノズル部材3の流路3aを塞ぐ第1姿勢となる。
ボビン14の下方フランジ部14bには、端子本体18aを軸芯Xに沿って係入可能な受入れ孔14e、及び、受入れ孔14eと連通し且つ径方向に延びた嵌合溝14fが形成
されている。端子部材18の端子本体18aを下方フランジ部14bの受入れ孔14eに上方から挿通し、引き続き、端子部材18の被接合部18bを嵌合溝14f内に圧入するだけで、端子部材18のボビン14への固定が完了する。ソレノイドコイル13を構成する導線15は被接合部18bの先端部または中間部に直接溶接される。嵌合溝14fと被接合部18bとの間の係合に基づいて、端子部材18の軸芯Xに沿った抜け出し、及び、端子部材18の受入れ孔14e内での回動が規制される。
(1)ボビン14の円筒部14aに導線15を巻回してソレノイドコイル13を形成する。
(2)端子部材18の端子本体18aを下方フランジ部14bの受入れ孔14eに上方から挿通し、端子部材18の被接合部18bを嵌合溝14f内に圧入することで、一対の端子部材18をボビン14へ固定する。導線15の両端を被接合部18bに溶接する。
(3)ソレノイドコイル13が支持されたボビン14の円筒部14aに固定鉄心12を挿通して、固定鉄心12の下端をヨーク20の貫通孔20aに挿通後、カシメ締結する。
(4)揺動部材5の貫通孔5bに弁体6の被係止部6aを嵌着する。
(5)揺動部材5を板状部材21の切欠き部21aに横方向から差し込む。この時、切欠き部21aのスリットを上下から挟むように位置する板状部材21の部位が、揺動部材5の一対の係止溝5d,5eに係入されるようにする。
(6)揺動部材5と板状部材21とからなるアセンブリをハウジング2の空洞部2Vaに側面から収納する。
(7)ソレノイドコイル13のアセンブリをハウジング2の空洞部2Vaに側面から押し嵌めする。この時、先に収納されている板状部材21がヨーク20とハウジング2の内壁との間に挟着固定されるようにする。
(8)ノズル部材3をハウジング2に取り付ける。ノズル部材3の下端付近には平面視で円形のフランジ3cと、フランジ3cから下方に延びた小径のボス部3dが形成されている。フランジ3cの下端面がハウジング2の上面に密着するように、ボス部3dをハウジング2の貫通孔2Hに圧入操作する。
図11から図13は、揺動部材5の揺動軸芯Yの移動を規制する規制手段が、揺動軸芯Yに沿って延びるように揺動部材5に形成された第1係止孔5Hと、ヨーク20の先端に形成された第2係止孔20Hと、第1係止孔5Hおよび第2係止孔20Hとに同時に挿通されたシャフト部材22とからなる第4実施形態によるソレノイドバルブ1Dを示す。
ここでは、揺動部材5の中央部付近に一対の切欠き5fによって挟まれた幅狭部5gが形成してあり、他方、ヨーク20の先端の両端には、その幅狭部5gを間に受容するための一対の延長部20b,20bが上向きに延設されている。シャフト部材22の幅狭部5gには水平に延びた第1係止孔5Hが貫通形成してある。ヨーク20の延長部20b,20bにも水平に延びた一対の第2係止孔20Hが貫通形成してある。これらの第1係止孔5Hと第2係止孔20Hとにシャフト部材22を挿通させることで、揺動部材5がヨーク20に揺動自在に支持されている。揺動部材5の第1係止孔5Hと、ヨーク20の第2係止孔20Hと、シャフト部材22とは、揺動部材5が揺動操作される際に揺動軸芯Yの移動及び回転を規制する規制手段を構成している。
図11から図13の実施例をさらに変形して、揺動部材5の中央部付近に矩形の貫通孔を形成し、他方、ヨーク20の先端の中央付近に、この揺動部材5の貫通孔に進入する突起部を形成し、ヨーク20の突起部に形成した横向き貫通孔と、揺動部材5に形成した横向き貫通孔との双方に1本のシャフト部材を挿通することで、揺動部材5を揺動自在に支持しても良い。
Claims (7)
- 軸芯に沿って延びた固定鉄心と、
前記固定鉄心の外周に配置されたソレノイドコイルと、
排出流路を備えたノズル部と、
前記ノズル部の前記排出流路を閉鎖するための弁体と、
前記弁体を支持しつつ、前記ソレノイドコイルへの通電状態に基づいて、前記弁体によって前記排出流路を閉鎖する第1姿勢と、前記排出流路を開放する第2姿勢との間で変位操作される可動部材と、を有するソレノイドバルブであって、
前記可動部材が前記第1姿勢と前記第2姿勢との間で揺動軸芯を介して揺動操作されるように支持された揺動部材からなり、
前記揺動部材の一端に、前記ソレノイドコイルへの通電に基づいて前記固定鉄心に電磁吸着されることで前記第1姿勢を実現する被吸着部が備えられ、
前記揺動軸芯を挟んで前記一端と反対側の他端に、前記第1姿勢において前記排出流路を閉鎖する前記弁体が設けられていることを特徴とするソレノイドバルブ。 - 前記揺動部材を、前記弁体が前記排出流路の開口部から引き離された前記第2姿勢に向けて付勢する付勢機構が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のソレノイドバルブ。
- 前記弁体は、前記第1姿勢において前記ノズル部の前記開口部に弾性的に押付けられる閉鎖部を備えた弾性部材からなり、
前記付勢機構は、前記揺動部材を収納する筐体に設けられた操作補助部と、前記操作補助部との係合に基づいて前記揺動部材を前記第2姿勢に向けて弾性付勢するように前記弁体の一部に突出形成された排出操作部とからなることを特徴とする請求項2に記載のソレノイドバルブ。 - 前記排出操作部は、前記第1姿勢と前記第2姿勢のいずれにおいても操作補助部との係合姿勢を維持するように構成されていることを特徴とする請求項3に記載のソレノイドバルブ。
- 前記揺動部材が備えた揺動軸芯の動きを規制する規制手段が設けられていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のソレノイドバルブ。
- 前記規制手段は前記揺動部材の表裏面に互いに対向配置された一対の係止溝と、前記一対の係止溝に同時に係入されるスリット状の切欠き部を備えた板状部材とを含むことを特徴とする請求項5に記載のソレノイドバルブ。
- 前記ソレノイドコイルに対して板状のヨークが隣接配置されており、
前記規制手段は、前記揺動軸芯に沿って延びるように前記揺動部材に形成された第1係止孔と、前記ヨークの先端に形成された第2係止孔と、前記第1係止孔および前記第2係止孔とに同時に挿通されたシャフト部材とを含むことを特徴とする請求項5に記載のソレノイドバルブ。
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