WO2017208684A1 - 流量制御弁および血圧情報測定装置 - Google Patents

流量制御弁および血圧情報測定装置 Download PDF

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WO2017208684A1
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plunger
control valve
concave groove
bobbin
flow control
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佐野 佳彦
了一 福井
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オムロンヘルスケア株式会社
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    • H01F2007/086Structural details of the armature

Definitions

  • the present invention relates to a flow rate control valve capable of variably controlling the flow rate of a fluid, and a blood pressure information measuring device including such a flow rate control valve.
  • Measure blood pressure information is important for grasping the health condition of the subject.
  • Various blood pressure information can be measured by using the blood pressure information measuring device.
  • the blood pressure information measuring device includes a cuff, and a pressurizing pump and a discharge valve are used as a pressure increasing / decreasing mechanism for increasing / decreasing the internal pressure of the cuff.
  • the discharge valve maintains the internal pressure of the fluid bag pressurized by the pressurizing pump in the closed state, and reduces the pressure in the open state.
  • a flow control valve can be suitably used as the discharge valve.
  • the flow control valve includes a movable shaft and a valve body facing the outflow port.
  • the valve body is provided at the end of the movable shaft.
  • the outflow flow rate can be controlled by variably controlling the distance between the outlet and the valve body using the movable shaft.
  • Such flow control valves are roughly classified into a linear type and a solenoid type.
  • the solenoid type includes a plunger (movable iron core) as a movable shaft, a core (fixed iron core) provided with an outlet, and a solenoid coil, and the plunger is moved using the solenoid coil.
  • the solenoid type does not require a permanent magnet, and has a simple structure, so that it can be reduced in weight and size, and has the advantage of easily reducing manufacturing costs.
  • Patent Document 1 discloses a solenoid type flow control valve.
  • This flow control valve includes a core provided with an outlet, a bobbin, a plunger disposed inside the bobbin, and a valve body provided at an end of the plunger so as to face the outlet.
  • the valve body When the valve body is in contact with the core, the outlet is closed by the valve body.
  • the air When the valve body is away from the core, the air is discharged to the outside of the flow control valve via a gap between the inner peripheral surface of the bobbin and the outer peripheral surface of the plunger.
  • Patent Document 2 discloses a device relating to a gas flow valve.
  • This gas flow valve includes a casing having a cylindrical shape and a valve body disposed inside the casing.
  • a recess is provided inside the housing.
  • One side of the recess has a linear shape, and when the valve body is inserted inside the housing, a gap is formed between the inner wall (straight portion) of the housing and the valve body. This gap functions as a gas flow path.
  • this gas flow path may be one, two, or three or more.
  • JP 2014-055607 A Japanese Utility Model Publication No. 02-131405
  • the outflow port opens and the fluid outflow path (channel cross-sectional area) gradually expands, and the fluid flows between the inner peripheral surface of the bobbin and the outer periphery of the plunger. It is discharged via a gap between the surfaces.
  • the discharge flow rate fluid flow channel cross-sectional area
  • rapid exhaust can be realized.
  • the gap between the inner peripheral surface of the bobbin and the outer peripheral surface of the plunger is increased, the plunger becomes difficult to be held by the bobbin, and there is a concern that the plunger may rattle.
  • the space formed inside the groove can be used as a flow path for discharging the fluid. Since the plunger can be held by the surface of the inner peripheral surface of the bobbin where the concave groove is not provided (hereinafter also referred to as a convex region), it is possible to suppress the rattling of the plunger.
  • a plurality of concave grooves are provided on the inner peripheral surface of the bobbin, as a result, a plurality of convex regions are formed on the inner peripheral surface of the bobbin.
  • the plunger is held by the surfaces of the plurality of convex regions.
  • the surfaces of the plurality of convex regions are ideally positioned on one perfect circle (in other words, , Preferably along one circumferential direction having the same radius).
  • the surfaces of the plurality of convex regions between them are not located on one perfect circle, for example, on one ellipse. It was discovered that it may be formed to be located. In such a case, it becomes difficult for the plunger to move stably (with less backlash) on the inside of the bobbin, and as a result, the manner in which the valve body contacts the outlet is likely to fluctuate.
  • the sealing surface of the valve body for sealing the outlet and the outlet provided in the core are not necessarily manufactured as designed and often have manufacturing errors. As disclosed in Patent Document 1, the sealing surface of the valve body may be inclined. In these cases, if the way of contact of the valve body with the outlet changes, a large variation is likely to occur due to the timing at which the outlet opens and the extent of the fluid outflow path.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and even when a plurality of concave grooves are provided on the inner peripheral surface of the bobbin, the surfaces of the plurality of convex regions are formed by one perfect circle. It aims at providing the flow control valve provided with the composition which can be arranged at a close position, and the blood pressure information measuring device provided with such a flow control valve.
  • a flow control valve is a flow control valve capable of variably controlling the flow rate of a fluid, and includes a solenoid coil for generating magnetic flux, a bobbin around which the solenoid coil is wound, and the bobbin Provided on the end of the plunger so as to face the outflow port, a plunger that is arranged in the inner side and moves in the axial direction by the magnetic flux formed by the solenoid coil, a core formed with an outflow port through which fluid passes, and A plurality of convex regions extending in a direction parallel to the axial direction of the plunger on the inner peripheral surface of the bobbin.
  • a plurality of concave grooves that form fluid flow paths when the valve is opened are alternately arranged in the circumferential direction, and the plurality of concave grooves are a first concave groove and a second one that are sequentially arranged in the circumferential direction.
  • the first groove, the second groove, and the third groove have the same circumferential width.
  • the plurality of concave grooves further include a fourth concave groove, and the first concave groove, the second concave groove, the third concave groove, and the fourth concave groove are in the circumferential direction.
  • the circumferential distance between the second concave groove and the third concave groove, and the first The interval in the circumferential direction between the three concave grooves and the fourth concave groove is the same.
  • the first groove, the second groove, the third groove, and the fourth groove have the same groove depth in the radial direction.
  • the plurality of concave grooves further include a fifth concave groove formed between the first concave groove and the fourth concave groove, and the outer peripheral surface of the plunger has a circumferential shape.
  • a circumferential surface region extending along a direction, and an engagement region extending in a direction parallel to the axial direction of the plunger and having a flat surface shape, the plunger being disposed inside the bobbin
  • the engagement region is opposed to the pair of convex regions located on both sides of the fifth concave groove in the circumferential direction, and the plunger rotating inside the bobbin The joint region and the pair of convex regions are prevented from engaging with each other.
  • the flow control valve preferably further includes a frame having a pair of side walls, and the bobbin and the plunger are disposed between the pair of side walls, and are orthogonal to the pair of side walls and the bobbin.
  • the convex region is arranged at a position intersecting the straight line.
  • the blood pressure information measuring apparatus includes the above-described flow control valve as a discharge valve for reducing the internal pressure of the fluid bag for compression for compressing the living body.
  • the flow control valve when the flow control valve is provided in the main body of the blood pressure information measuring device, a plurality of the flow control valves are in a state where the main body is placed on a horizontal mounting surface.
  • One of the convex regions is located in the lower part of the gravitational direction than all the concave grooves.
  • the surfaces of the plurality of convex regions can be arranged closer to one perfect circle.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an external structure of a sphygmomanometer according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram showing a functional block configuration of a sphygmomanometer in the first embodiment.
  • 2 is a perspective view showing a flow control valve in Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 4.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a bobbin provided in the flow control valve in the first embodiment. It is sectional drawing which shows the bobbin and plunger with which the flow control valve in a comparative example is equipped.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a bobbin and a plunger provided in a flow control valve in a second embodiment.
  • 6 is a cross-sectional view showing a bobbin and a plunger provided in a flow control valve in Embodiment 3.
  • FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a bobbin and a plunger provided in a flow control valve in a fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a plunger provided in a flow control valve in a fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a plunger provided in a flow control valve in a modification of the fourth embodiment.
  • the following embodiment will be described based on a so-called upper arm sphygmomanometer configured to be able to measure a subject's systolic blood pressure value and diastolic blood pressure value by using a cuff attached to the upper arm of the subject.
  • the flow control valve will be described based on an embodiment provided in such an upper arm blood pressure monitor.
  • the technical idea related to the flow control valve disclosed below is not limited to the upper arm type sphygmomanometer, but a blood pressure information measuring device that measures an average blood pressure value, oxygen saturation, etc. in addition to a wrist sphygmomanometer or a foot sphygmomanometer It is also applicable to.
  • the idea relating to the flow control valve disclosed below can be applied to the field of soft robotics that grips an object by utilizing suction and discharge of fluid, and other fields.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an external structure of the sphygmomanometer 1
  • FIG. 2 is a diagram showing a functional block configuration of the sphygmomanometer 1.
  • the sphygmomanometer 1 includes a main body 10, a cuff 40, and an air tube 50.
  • the main body 10 includes a display unit 21 and an operation unit 23.
  • the cuff 40 includes an exterior cover 41 and a compression air bag 42.
  • the air tube 50 connects the main body 10 and the cuff 40.
  • the main body 10 includes a control unit 20, a memory unit 22, a power supply unit 24, a pressurization pump 31, a flow control valve 100A, a pressure sensor 33, and a pressurization pump.
  • a drive circuit 34, a flow control valve drive circuit 35, and an oscillation circuit 36 are provided.
  • the pressurization pump 31, the flow control valve 100A, and the pressure sensor 33 constitute a compression air system component 30, and the pressurization pump 31 and the flow control valve 100A increase and decrease the internal pressure of the compression air bag 42.
  • a decompression mechanism is configured.
  • the compression air bag 42 is connected to each of the pressurization pump 31, the flow control valve 100A, and the pressure sensor 33.
  • the compression air bag 42 is pressurized and inflated by controlling the driving of the pressurizing pump 31, and the internal pressure is maintained or reduced by controlling the driving of the flow control valve 100A as a discharge valve. Or shrink.
  • the control unit 20 controls the entire sphygmomanometer 1.
  • the display unit 21 displays measurement results and the like.
  • the memory unit 22 stores a program for causing the control unit 20 or the like to execute a processing procedure for blood pressure value measurement, a measurement result, and the like.
  • the operation unit 23 inputs an external command to the control unit 20 and the power supply unit 24.
  • the power supply unit 24 supplies power to the control unit 20 and the like.
  • the control unit 20 inputs a control signal to the pressurizing pump drive circuit 34 and the flow rate control valve drive circuit 35, and inputs a measurement result to the display unit 21 and the memory unit 22, respectively.
  • the control unit 20 acquires the blood pressure value of the subject based on the pressure value detected by the pressure sensor 33 and inputs the blood pressure value to the display unit 21 and the memory unit 22.
  • the pressurization pump drive circuit 34 controls the operation of the pressurization pump 31.
  • the flow control valve drive circuit 35 controls the opening / closing operation of the flow control valve 100A.
  • the pressurization pump 31 is for pressurizing the internal pressure (hereinafter also referred to as “cuff pressure”) of the compression air bladder 42, and is controlled by the pressurization pump drive circuit 34.
  • the flow rate control valve 100A is controlled by the flow rate control valve drive circuit 35 to maintain the internal pressure of the compression air bag 42 or to open the internal space of the compression air bag 42 to the outside to reduce the cuff pressure.
  • the pressure sensor 33 detects the internal pressure of the compression air bladder 42 and inputs an output signal corresponding to the internal pressure to the oscillation circuit 36.
  • the oscillation circuit 36 generates a signal having an oscillation frequency corresponding to the signal input from the pressure sensor 33 and inputs the generated signal to the control unit 20.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the flow control valve 100A.
  • 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the bobbin 120 provided in the flow control valve 100A.
  • the flow rate control valve 100A has a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole.
  • the flow control valve 100A includes a frame 110, a base 114, a bobbin 120 (FIGS. 4 to 6), a core 130, a plunger 140 (FIGS. 4 and 5), a valve body 150 (FIG. 4), a solenoid coil 152, and a connection terminal 154. , 156 and a spring 160 (FIG. 4).
  • the frame 110 and the base 114 constitute an outer shell of the flow control valve 100A.
  • the frame 110 includes a pair of side walls 111 and 112 that are arranged in parallel to each other, and an end wall 113 that connects one ends of the side walls 111 and 112.
  • the base 114 connects the other ends of the side walls 111 and 112.
  • the base 114 is fixed to the other ends of the side walls 111 and 112 by caulking, welding, or the like.
  • a bobbin 120, a plunger 140, and a solenoid coil 152 which will be described later, are disposed between the pair of side walls 111 and 112 (see FIG. 5).
  • the frame 110 and the base 114 are made of a soft magnetic material (for example, an electromagnetic steel plate or a cold rolled steel plate having a high magnetic permeability).
  • the frame 110 and the base 114 also function as a yoke, and adjust the path of the lines of magnetic force generated when the solenoid coil 152 is energized.
  • the bobbin 120 is made of a nonmagnetic material (for example, a resin such as polybutylene terephthalate).
  • the bobbin 120 of the present embodiment includes a cylindrical portion 121 (FIG. 4), a pair of end walls 127 and 128, and a bottom portion 129.
  • the cylindrical part 121 defines a movement path of the plunger 140 arranged inside the cylindrical part 121.
  • Both end walls 127 and 128 have an annular shape.
  • the end wall 127 is provided at one end of the cylindrical portion 121 in the axial direction (arrow DR), and the end wall 128 is provided in the middle portion (portion near the other end) of the cylindrical portion 121 in the same direction.
  • the bottom portion 129 is provided so as to close the other end opening of the tubular portion 121.
  • the base 114 has an opening, and the other end of the cylindrical portion 121 is disposed so as to pass through this opening.
  • the solenoid coil 152 is wound around the cylindrical portion 121 and is held by the peripheral surface of the cylindrical portion 121 and the end walls 127 and 128. Both ends of the solenoid coil 152 are connected to connection terminals 154 and 156. The solenoid coil 152 is supplied with power through the flow control valve drive circuit 35 (FIG. 2) and the connection terminals 154 and 156, thereby generating magnetic flux.
  • the core 130 has a nozzle portion 131 and is fixed to the end wall 113 of the frame 110 by caulking, welding, or the like.
  • One end of the nozzle portion 131 forms an outflow port 132 through which fluid passes, and the outflow port 132 is disposed inside the tubular portion 121 of the bobbin 120.
  • the other end of the nozzle part 131 is connected to the compression air bag 42 via an air pipe 50 (FIG. 2) or the like.
  • the outflow port 132 is opened, the fluid in the compression air bag 42 is discharged.
  • the core 130 is made of a soft magnetic material (for example, electromagnetic steel or sulfur composite free-cutting steel).
  • the core 130 constitutes a fixed iron core, and when the solenoid coil 152 is energized, the magnetic flux passes and pulls the plunger 140. That is, the flow control valve 100A of the present embodiment is a normally open solenoid flow control valve in which the outflow port 132 is completely opened during non-operation.
  • the plunger 140 has a substantially columnar shape and is disposed inside the bobbin 120 (tubular portion 121). Plunger 140 is made of a soft magnetic material (for example, electromagnetic steel or sulfur composite free-cutting steel). The plunger 140 constitutes a movable iron core, and moves in the axial direction (arrow DR) by being attracted by the core 130 when magnetic flux passes when the solenoid coil 152 is energized.
  • a soft magnetic material for example, electromagnetic steel or sulfur composite free-cutting steel.
  • the plunger 140 has a small-diameter portion 146 and a large-diameter portion 147 provided on the opposite side of the small-diameter portion 146 from the side where the valve body 150 is disposed in the axial direction (arrow DR). Including. A step 148 is provided between the small diameter portion 146 and the large diameter portion 147. An accommodation recess 145 is provided on the end surface 141 facing the core 130 of the plunger 140 (small diameter portion 146). The accommodating recess 145 is provided at a position corresponding to the outflow port 132 (a position facing the outflow port 132), and the valve body 150 is fitted into the accommodating recess 145.
  • the spring 160 (FIG. 4) is disposed inside the bobbin 120 (cylindrical portion 121), and is interposed between the core 130 and the plunger 140 in the axial direction (arrow DR).
  • the spring 160 is disposed so as to surround the small diameter portion 146, and one end of the spring 160 is in contact with the core 130, and the other end of the spring 160 is in contact with the step 148 of the plunger 140.
  • the spring 160 biases the plunger 140 in a direction away from the core 130.
  • the valve body 150 is provided at an end portion of the plunger 140 and is provided so as to protrude from the end surface 141 in the axial direction.
  • the valve body 150 is made of silicone rubber or nitrile rubber represented by NBR.
  • the valve body 150 is accommodated in an accommodation recess 145 provided in the plunger 140.
  • the valve body 150 has a sealing surface 151 and is disposed to face the outflow port 132 provided in the core 130.
  • the valve body 150 is integrated with the plunger 140, and the valve body 150 does not rotate with respect to the plunger 140.
  • the valve body 150 may be fixed to the plunger 140 using an adhesive or the like.
  • the solenoid coil 152 is not supplied with power and a magnetic circuit is not formed.
  • the plunger 140 and the valve body 150 are arranged at positions away from the core 130 by the urging force of the spring 160.
  • the air in the compression air bag 42 communicating with the nozzle part 131 is discharged to a space located between the core 130 and the plunger 140 via the outflow port 132, and further, the outer peripheral surface of the bobbin 120 and the inside of the plunger 140 are discharged. It is discharged to the outside of the flow control valve 100A via a gap with the peripheral surface (details will be described later).
  • a magnetic circuit is formed so that magnetic flux passes through the frame 110, the core 130, the plunger 140, and the base 114 by supplying power to the solenoid coil 152.
  • the plunger 140 and the valve body 150 are pulled toward the core 130 against the urging force of the spring 160.
  • the plunger 140 When the current applied to the solenoid coil 152 is greater than or equal to a predetermined magnitude, the plunger 140 is pulled toward the core 130 as much as possible along the axial direction, and the seal surface 151 of the valve body 150 is moved to the core 130. The outflow port 132 is closed by contacting the. In this state, air is prevented from flowing out through the outlet 132, and the internal pressure of the compression air bag 42 is maintained.
  • the plunger 140 When the current applied to the solenoid coil 152 is less than the predetermined magnitude described above, the plunger 140 is pulled toward the core 130 to some extent along the axial direction. In this state, the sealing surface 151 of the valve body 150 does not completely close the outflow port 132, but the outflow port 132 is blocked to some extent. Although air flows out through the outflow port 132, the outflow of air from the outflow port 132 is hindered to some extent, and the outflow rate is limited.
  • the distance between the outlet 132 and the seal surface 151 located on the outlet 132 side of the valve body 150 is variably adjusted by controlling the magnitude of the current applied to the solenoid coil 152.
  • the drive voltage of the flow control valve 100A By adjusting the drive voltage of the flow control valve 100A, the flow rate of the compressed air flowing out from the outlet 132 can be variably adjusted.
  • plunger 140 (FIG. 5) has a substantially cylindrical shape and is disposed inside cylindrical portion 121 of bobbin 120.
  • the outer peripheral surface of the plunger 140 of the present embodiment has a shape of a circumferential surface.
  • the outer peripheral surface of the plunger 140 is centered on the curvature center CT (FIG. 5).
  • the shape extends along the circumferential direction so as to have substantially the same radius from the center of curvature CT.
  • the valve body 150 When the valve body 150 (FIG. 4) is separated from the core 130 and the outlet 132 is opened, the fluid is discharged via a gap between the inner peripheral surface 122 of the bobbin 120 and the outer peripheral surface 142 of the plunger 140. .
  • the fluid As described at the beginning, by providing a plurality of concave grooves 124 (FIGS. 5 and 6) on the inner peripheral surface 122 of the bobbin 120, the fluid is discharged from the spaces formed inside the plurality of concave grooves 124. It can be used as a flow path.
  • a plurality of concave grooves 124 are provided on the inner peripheral surface 122 of the bobbin 120, as a result, a plurality of convex regions 123 are formed on the inner peripheral surface 122 of the bobbin 120.
  • a plurality of (four here) convex regions 123 extending in a direction parallel to the axial direction of the plunger 140 and a fluid flow path when the valve is opened
  • a plurality of (in this case, four) concave grooves 124 are formed so as to be alternately arranged in the circumferential direction.
  • the plurality of concave grooves 124 includes a total of four concave grooves G1, G2, G3, G4, and the plurality of convex regions 123 includes a total of four convex regions T1, T2, T3. , T4.
  • the groove G1 (first groove), the groove G2 (second groove), the groove G3 (third groove), the groove G4 (fourth groove) are arranged in this order in the circumferential direction
  • the convex regions T1, T2, T3, T4 are also arranged in this order in the circumferential direction. Since the bobbins 120 are provided with the concave grooves G1, G2, G3, and G4, the bobbin 120 has thin portions S1, S2, S3, and S4 that are relatively thin in the radial direction and a thickness in the radial direction. Has relatively thick thick portions R1, R2, R3, and R4.
  • the inner surfaces of the thin portions S1, S2, S3, and S4 correspond to the groove bottom portions of the concave grooves G1, G2, G3, and G4, respectively.
  • the inner surfaces of the thick portions R1, R2, R3, R4 correspond to the top surface portions of the convex regions T1, T2, T3, T4, respectively.
  • the plunger 140 can be held by the inner surfaces of the thick portions R1, R2, R3, R4, that is, the top surface portions of the convex regions T1, T2, T3, T4. This can be suppressed.
  • the circumferential distance L1 between the concave groove G1 and the concave groove G2 and the circumferential distance L1 between the concave groove G2 and the concave groove G3 are: The same.
  • the angle range ⁇ 1 in which the convex region T1 (thick portion R1) is provided and the angle range ⁇ 1 in which the convex region T2 (thick portion R2) is provided have the same value. .
  • the bobbin 120 having the convex regions T1, T2 and the concave grooves G1, G2, G3 can be produced by molding using a mold, for example.
  • Such a bobbin 120 has a thick portion R1 at a portion corresponding to the convex region T1, a thick portion R2 at a portion corresponding to the convex region T2, and a thin portion S2 at a portion corresponding to the concave groove G2. Will have.
  • the bobbin 120 when the bobbin 120 is manufactured by molding, stress due to thermal contraction is generated in the thick portions R1, R2 and the thin portion S2.
  • the gap L1 between the concave grooves G1 and G2 and the gap L1 between the concave grooves G2 and G3 are different from each other in the circumferential direction of the thick portion R1 and the circumferential direction of the thick portion R2. It is synonymous with having a different width.
  • the thermal contraction force acting on the thick portion R1 located on one side of the thin portion S2 And a thermal contraction force acting on the thick part R2 located on the other side of the thin part S2.
  • the force at which the thick portion R1 located on one side of the thin portion S2 tends to contract (displace) toward the inside in the radial direction and the position on the other side of the thin portion S2 A difference is generated between the thick-walled portion R2 to be contracted (displaced) toward the inner side in the radial direction. Due to the presence of this difference in force, it is assumed that the surfaces of the convex regions T1 and T2 are not positioned on one perfect circle, but are formed, for example, on one ellipse. This is not limited to molding, and it is presumed that the same applies to the case where a plurality of concave grooves G1, G2, G3 are provided on the inner peripheral surface 122 of the bobbin 120 by cutting or the like.
  • the interval L1 between the concave grooves G1, G2 and the interval L1 between the concave grooves G2, G3 are the same. Therefore, when viewed from the center of the thin portion S2, the force that the thick portion R1 located on one side of the thin portion S2 tends to contract (displace) toward the inner side in the radial direction and the other side of the thin portion S2 There is almost no difference between the thick-walled portion R2 positioned at the position where the thick-walled portion R2 tends to contract (displace) toward the inside in the radial direction. As a result, the surfaces of the convex regions T1 and T2 can be arranged at positions closer to one perfect circle.
  • the width L2 in the circumferential direction of each of the concave grooves G1, G2, G3 is preferably configured to have the same value.
  • an angular range ⁇ 2 in which the concave groove G1 (thin portion S1) is provided an angular range ⁇ 2 in which the concave groove G2 (thin portion S2) is provided, and a concave groove G3 (thin portion).
  • the angle range ⁇ 2 provided with S3) is configured to have the same value.
  • the convex region T2 when the convex region T2 is viewed as the center, the force that the thin portion S2 located on one side of the convex region T2 tends to contract (displace) toward the inside in the radial direction and the other side of the convex region T2 There is almost no difference between the thin-walled portion S3 positioned at the position where the thin portion S3 tends to contract (displace) toward the inside in the radial direction. As a result, the surfaces of the convex regions T1 and T2 can be arranged at positions closer to one perfect circle.
  • the plurality of concave grooves 124 include a total of four concave grooves G1, G2, G3, and G4.
  • the interval L1 between the concave grooves G1 and G2, the interval L1 between the concave grooves G2 and G3, and the interval L1 between the concave grooves G3 and G4 are all the same value.
  • the interval L1 between G1 is also the same value as these intervals L1.
  • the circumferential width L2 of each of the concave grooves G1, G2, G3, G4 is also configured to have the same value.
  • the thick portions R1, R2, R3, and R4 are displaced toward the inside in the radial direction, and the thin portions S1, S2, S3, and S4 are displaced toward the inside in the radial direction.
  • the force to be attempted is configured to be balanced in the circumferential direction.
  • the surfaces of the convex regions T1, T2, T3, and T4 can be arranged closer to one perfect circle. It has become.
  • the groove depths in the radial direction of the concave grooves G1, G2, G3, and G4 are also configured to be the same, and the stress generated when the bobbin 120 is manufactured is circumferential.
  • the surfaces of the convex regions T1, T2, T3, and T4 can be arranged closer to one perfect circle.
  • the inner peripheral surface 122 of the bobbin 120 and the plunger 140 are arranged. It is possible to reduce the clearance between the outer peripheral surface 142 and the outer peripheral surface 142.
  • the plunger 140 is held more stably by the bobbin 120, and the plunger 140 can slide stably inside the bobbin 120 with an appropriate frictional force. In such a case, it is possible for the plunger 140 to move stably (so as to reduce rattling) inside the bobbin 120, and as a result, the manner in which the valve body 150 hits the outlet 132 is less likely to fluctuate.
  • the seal surface 151 of the valve body 150 may be inclined. If the manner in which the seal surface 151 is brought into contact with the outflow port 132 varies, the timing at which the outflow port 132 opens and the spread of the outflow path of the fluid are more likely to vary. In this embodiment, the valve body 150 with respect to the outflow port 132 is used. Fluctuation of the contact manner of the seal surface 151 is effectively suppressed, and variation in the timing at which the outlet 132 is opened and the spread of the fluid outflow path is also effectively suppressed. Therefore, when the flow control valve 100A is operated under the same control conditions, there is almost no variation to the extent that the internal pressure of the cuff is reduced, and there is almost no difference in characteristics at each measurement. It is possible to improve quality by improving yield and reducing lot-out.
  • one of the plurality of convex regions T1 to T4 is projected.
  • the region may be arranged at a position that intersects with the straight line LL.
  • the flow control valve 100A (or sphygmomanometer 1) is installed so that the side walls 111 and 112 are horizontal.
  • the weight of the plunger 140 does not act on the inner surfaces of the convex regions T1 to T4 and the like compared to the above case. Therefore, when considering that the plunger 140 can be stably held by the inner surfaces of the convex regions T1 to T4 when the flow control valve 100A is installed so that the side walls 111 and 112 are horizontal, the convex region Any of T1 to T4 may be arranged at a position intersecting with the straight line LL. More preferably, the central portion in the circumferential direction of the inner surface of any one of the convex regions T1 to T4 may be configured to intersect this straight line LL.
  • any of the convex regions T1 to T4 may be arranged at a position that intersects a straight line orthogonal to the straight line LL.
  • one convex region of the plurality of convex regions T1 to T4 of the flow control valve 100A has all the concave grooves. It is preferably located below the direction of gravity than G1 to G4. More preferably, among the inner surfaces of any one of the convex regions T1 to T4, the central portion in the circumferential direction is arranged at the lowest position in the gravity direction on the inner peripheral surface 122 of the bobbin 120. It is good to be constituted so that. According to these configurations, the plunger 140 can be stably held by the inner surface of the convex region.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the bobbin 120 and the plunger 140 provided in the flow control valve 100B in the comparative example.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the bobbin 120 provided in the flow control valve 100B.
  • the width L4 (angle range ⁇ 4) in the circumferential direction of each of the concave grooves G1, G2, G3, G4 is the same, but the concave grooves G1, G2
  • the distance L3 between the two is different from the distance L5 between the concave grooves G2 and G3.
  • the distance L5 between the concave grooves G2 and G3 is different from the distance L3 between the concave grooves G3 and G4, and the distance L3 between the concave grooves G3 and G4 and the distance between the concave grooves G4 and G1. Also different from L5.
  • the thick portions R1, R2, R3, and R4 are displaced toward the inside in the radial direction, and the thin portions S1, S2, S3, and S4 are displaced toward the inside in the radial direction.
  • the force to be attempted is not balanced in the circumferential direction, and it is difficult for the surfaces of the convex regions T1, T2, T3, and T4 to be arranged at a position closer to one perfect circle.
  • the flow control valve 100B is arranged so that the convex region T2 (thick portion R2) of the convex regions T1 to T4 is located at the lowest position in the circumferential direction.
  • the weight of the plunger 140 is mainly received by the inner surface of the convex region T2.
  • FIG. 9 is another cross-sectional view showing the bobbin 120 and the plunger 140 provided in the flow control valve 100B.
  • the flow control valve 100B is arranged so that the convex region T3 (thick portion R3) among the convex regions T1 to T4 is located at the lowest position in the circumferential direction.
  • the weight of the plunger 140 is mainly received by the inner surface of the convex region T3.
  • the surface area of the convex region T2 and the surface area of the convex region T3 are different, and the frictional force generated between the plunger 140 and the bobbin 120 is different depending on how the flow control valve 100B is installed. It tends to fluctuate. Even if the flow control valve is operated under the same control conditions, depending on the installation method of the flow control valve 100B, there will be variations to the extent that the internal pressure of the cuff is reduced. It is possible to end up.
  • the surface areas of the convex regions T1 to T4 are the same.
  • the outer peripheral surface 142 of the plunger 140 and the inner peripheral surface 122 of the bobbin 120 have a rotationally symmetric shape, and when the flow control valve is operated under the same control conditions, the influence of how the flow control valve 100A is installed. No variation occurs to the extent that the internal pressure of the cuff is reduced, and it is also effectively suppressed that different characteristics are exhibited at each measurement.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing bobbin 120 and plunger 140 provided in flow control valve 100C in the second embodiment.
  • the first embodiment and the second embodiment are different in the following points.
  • the plurality of concave grooves 124 include a total of three concave grooves G1, G2, G3, and the plurality of convex regions 123 include a total of three convex regions T1, T2, T3. It is included. Also in the present embodiment, the interval between the concave grooves G1 and G2 is the same as the interval between the concave grooves G2 and G3, and further, the interval between the concave grooves G2 and G3 is also the distance between them. Is the same. Also with this configuration, the same operations and effects as in the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing bobbin 120 and plunger 140 provided in flow control valve 100D in the third embodiment.
  • the first embodiment and the third embodiment are different in the following points.
  • the plurality of concave grooves 124 further include a concave groove G5 (fifth concave groove) formed between the concave grooves G1 and G4.
  • the force that the thick portion R1 located on one side of the thin portion S1 tends to contract (displace) toward the inside in the radial direction and the position on the other side of the thin portion S1.
  • a difference is generated between the thick-walled portion R5 to be contracted (displaced) toward the inner side in the radial direction.
  • the bobbin 120 when producing the bobbin 120, it is comprised so that the force which is going to displace to radial inside can be balanced, As a result, the surface of convex area
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing bobbin 120 and plunger 140 provided in flow control valve 100E in the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a plunger 140 provided in the flow control valve 100E.
  • the third embodiment and the fourth embodiment are different in the following points.
  • the outer peripheral surface 142 of the plunger 140 has a circumferential surface region 143 extending along the circumferential direction and a direction parallel to the axial direction of the plunger 140. And an engagement region 144 having a flat surface shape.
  • the convex regions T4 and T5 provided on the bobbin 120 protrude inward compared to the case of the third embodiment.
  • the distance LL2 between the center of curvature CR of the convex regions T1 to T3 and the convex regions T4 and T5 is compared with the distance LL1 between the center of curvature CR of the convex regions T1 to T3 and the convex regions T1 to T3. Shorter.
  • the engagement region 144 is opposed to the pair of convex regions T4 and T5 located on both sides of the concave groove G5 in the circumferential direction, and the plunger 140 is disposed on the bobbin 120.
  • Rotation inside 120 is prevented by the engagement region 144 and the pair of convex regions T4, T5 engaging each other. That is, in the present embodiment, the rotation preventing structure that prevents the plunger 140 from rotating inside the bobbin 120 is constituted by the outer circumferential surface 142 of the plunger 140 and the inner circumferential surface 122 of the bobbin 120.
  • the seal surface 151 of the valve body 150 (see FIG. 4 and the like) provided at the end of the plunger 140 is connected to the outlet 132 (specifically, the outlet of the core 130).
  • the outflow port 132 is closed by being in contact with or in close contact with the edge portion forming 132 (the same applies hereinafter).
  • the timing at which the outlet 132 opens and the extent to which the fluid outflow path spreads are likely to vary.
  • the seal surface 151 and the outlet port 132 may have a manufacturing error.
  • the outlet 132 may be displaced from the design position (center position) depending on the processing accuracy, or a fine scratch or Chipping may occur.
  • the sealing surface 151 of the valve body 150 may be inclined. In these cases, if the manner of contact of the seal surface 151 with the outlet 132 varies, variations in the timing at which the outlet 132 opens and the extent of the fluid outflow path are more likely to occur.
  • the plunger 140 is prevented from rotating with respect to the bobbin 120 inside the bobbin 120 by the engagement region 144 and the convex regions T4 and T5 engaging with each other. ing.
  • fluctuations in how the sealing surface 151 of the valve body 150 contacts the outlet port 132 are effectively suppressed, and variations occur in the timing at which the outlet port 132 opens and the extent of the fluid outflow path. Is also effectively suppressed. Therefore, when the flow control valve 100E is operated under the same control conditions, there is almost no variation to the extent that the internal pressure of the cuff is reduced, and there is almost no difference in characteristics at each measurement. It is possible to improve quality by improving yield and reducing lot-out.
  • the engagement region 144 in the present embodiment extends over the entirety of the large diameter portion 147 in the axial direction so as to reach the end 149 of the large diameter portion 147 from the step 148 in the axial direction. It is provided to extend.
  • the engagement region 144 may be provided only in a part of the large diameter portion 147 in the axial direction.
  • the engagement region 144 shown in FIG. 14 is provided so as to reach the end 149 of the large-diameter portion 147 from an intermediate portion 147T in the axial direction of the large-diameter portion 147.
  • the engagement region 144 having such a shape can be easily provided in the plunger 140 by pultrusion molding.
  • the engagement region 144 may be provided so as to reach the step 148 from the midway portion 147T in the axial direction of the large diameter portion 147.
  • the fluid whose flow rate is controlled is compressed air
  • the fluid whose flow rate is controlled may be a high-pressure gas other than compressed air, a liquid in a compressed environment, or the like.
  • the characteristic configurations shown in the above-described embodiment of the present invention and the modifications thereof can naturally be combined with each other as necessary.

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Abstract

流量制御弁(100E)は、ボビン(120)とプランジャ(140)とを備える。ボビン(120)の内周面(122)には、プランジャ(140)の軸方向に対して平行な方向に延在する複数の凸領域(123)と、開弁時に流体の流路を形成する複数の凹溝(124)とが周方向において交互に並んで設けられている。複数の凹溝(124)は、周方向において順に並ぶ第1凹溝(G1)、第2凹溝(G2)および第3凹溝(G3)を含む。第1凹溝(G1)と第2凹溝(G2)との間の周方向における間隔と、第2凹溝(G2)と第3凹溝(G3)との間の周方向における間隔とは、同じである。ボビン(120)の内周面に形成された複数の凸領域(123)の表面は、1つの真円により近い位置に配置されることが可能となる。

Description

流量制御弁および血圧情報測定装置
 本発明は、流体の流量を可変に制御可能な流量制御弁、およびそのような流量制御弁を備えた血圧情報測定装置に関する。
 血圧情報を測定することは、被験者の健康状態を把握するために重要である。血圧情報測定装置を用いることで、各種の血圧情報を測定することができる。血圧情報測定装置はカフを備えており、カフの内圧を加減圧するための加減圧機構として、加圧ポンプおよび排出弁が用いられる。排出弁は、加圧ポンプにより加圧された流体袋の内圧を閉状態において維持し、開状態において減圧する。
 排出弁としては、流量制御弁が好適に使用できる。流量制御弁は、可動軸と、流出口に対向する弁体とを備える。弁体は、可動軸の端部に設けられる。カフの内圧を減圧する際、可動軸を用いて流出口と弁体との間の距離を可変に制御することで、流出流量を制御することができる。このような流量制御弁は、リニア式とソレノイド式とに大別される。
 ソレノイド式は、可動軸としてのプランジャ(可動鉄心)と、流出口が設けられたコア(固定鉄心)と、ソレノイドコイルとを備え、ソレノイドコイルを用いてプランジャを移動させる。ソレノイド式は、リニア式とは異なり永久磁石を必要とせず、構成が簡素であるため軽量化や小型化が可能であり、製造費用を削減しやすいという利点がある。
 特開2014-055607号公報(特許文献1)には、ソレノイド式の流量制御弁が開示されている。この流量制御弁は、流出口が設けられたコアと、ボビンと、ボビンの内側に配置されたプランジャと、流出口に対向するようにプランジャの端部に設けられた弁体とを備える。弁体がコアに接触している場合、流出口は弁体によって閉塞される。弁体がコアから離れている場合、空気は、ボビンの内周面とプランジャの外周面との間の隙間を経由して、流量制御弁の外部へと排出される。
 実開平02-131405号公報(特許文献2)には、気体流通弁に関する考案が開示されている。この気体流通弁は、筒状の形状を有する筺体と、筺体の内側に配置される弁体とを備える。筺体の内側には、凹部が設けられている。凹部の一辺は直線形状を有し、弁体を筺体の内側に挿入したとき、筺体の内壁(直線部分)と弁体との間には隙間ができる。この隙間は気体流路として機能し、特許文献2によると、この気体流路は、1本、2本、あるいは3本以上でもよいとされている。
特開2014-055607号公報 実開平02-131405号公報
 流量制御弁においては、弁体がプランジャとともにコアから離れることで、流出口が開くとともに流体の流出経路(流路断面積)が徐々に拡大し、流体は、ボビンの内周面とプランジャの外周面との間の隙間を経由して排出される。この隙間を大きくすると、排出流量(流体の流路断面積)が増加し、たとえば急速排気が実現可能となる。しかし、ボビンの内周面とプランジャの外周面との間の隙間を大きくすると、プランジャはボビンによって保持されにくくなり、プランジャのがたつき等を招くことが懸念される。
 これに対し、ボビンの内周面に凹溝を設けることで、凹溝の内側に形成された空間を、流体を排出するための流路として活用できる。ボビンの内周面のうち、凹溝が設けられていない領域(以下、凸領域とも称する)の表面によってプランジャは保持されることができるため、プランジャのがたつき等を招くことも抑制できる。
 ボビンの内周面に複数の凹溝を設けた場合、その結果として、ボビンの内周面には複数の凸領域が形成されることになる。複数の凸領域の表面によって、プランジャが保持される。プランジャがボビンの内側で安定して(がたつきの少ないように)移動可能とするためには、複数の凸領域の表面は、理想的には1つの真円上に位置するように(換言すると、同一半径を有する1つの円周方向に沿うように)形成されていることが好ましい。
 本発明者らは、ボビンの内周面に複数の凹溝を設けた場合、これらの間の複数の凸領域の表面が、1つの真円上には位置せず、たとえば1つの楕円上に位置するように形成されることがあることを発見した。このような場合には、プランジャがボビンの内側で安定して(がたつきの少ないように)移動することは難しくなり、ひいては流出口に対する弁体の当たり方も変動しやすくなる。
 流出口に対する弁体の当たり方が変動すると、弁体がプランジャとともにコアから離れた際に流出口が開くタイミングや、流体の流出経路の広がり具合にばらつきが生じる。同一の制御条件で流量制御弁を動作させたとしても、カフの内圧が減圧される程度にばらつきが生じることとなり、測定の度に異なる特性を示してしまうことが考えられる。
 流出口を封止するための弁体のシール面やコアに設けられた流出口は、必ずしも設計のとおりに製作されているとは限らず、しばしば製造誤差を有している場合がある。特許文献1に開示されているように、弁体のシール面を傾斜させる場合もある。これらの場合において、流出口に対する弁体の当たり方が変動すると、流出口が開くタイミングや流体の流出経路の広がり具合により大きなばらつきが生じやすくなる。
 本発明は、上述のような実情に鑑みて為されたものであって、ボビンの内周面に複数の凹溝を設けた場合であっても複数の凸領域の表面が1つの真円により近い位置に配置されることが可能な構成を備えた流量制御弁、および、そのような流量制御弁を備えた血圧情報測定装置を提供することを目的とする。
 本発明に基づく流量制御弁は、流体の流量を可変に制御可能な流量制御弁であって、磁束を発生させるためのソレノイドコイルと、上記ソレノイドコイルが周囲に巻回されたボビンと、上記ボビンの内側に配置され、上記ソレノイドコイルが形成した磁束によって軸方向に移動するプランジャと、流体が通過する流出口が形成されたコアと、上記流出口に対向するように上記プランジャの端部に設けられ、上記コアに離接することによって上記流出口を開閉する弁体と、を備え、上記ボビンの内周面には、上記プランジャの軸方向に対して平行な方向に延在する複数の凸領域と、開弁時に流体の流路を形成する複数の凹溝とが、周方向において交互に並んで設けられており、複数の上記凹溝は、周方向において順に並ぶ第1凹溝、第2凹溝および第3凹溝を含み、上記第1凹溝と上記第2凹溝との間の周方向における間隔と、上記第2凹溝と上記第3凹溝との間の周方向における間隔とは、同じである。
 上記流量制御弁において好ましくは、上記第1凹溝、上記第2凹溝および上記第3凹溝の各々の周方向における幅は、同じである。
 上記流量制御弁において好ましくは、複数の上記凹溝は、第4凹溝をさらに含み、上記第1凹溝、上記第2凹溝、上記第3凹溝および上記第4凹溝は、周方向において順に並んでおり、上記第1凹溝と上記第2凹溝との間の周方向における間隔と、上記第2凹溝と上記第3凹溝との間の周方向における間隔と、上記第3凹溝と上記第4凹溝との間の周方向における間隔とは、同じである。
 上記流量制御弁において好ましくは、上記第1凹溝、上記第2凹溝、上記第3凹溝および上記第4凹溝の各々の径方向における溝深さは、同じである。
 上記流量制御弁において好ましくは、複数の上記凹溝は、上記第1凹溝と上記第4凹溝との間に形成された第5凹溝をさらに含み、上記プランジャの外周面は、円周方向に沿って延びる円周面領域と、上記プランジャの軸方向に対して平行な方向に延在し、平坦な表面形状を有する係合領域と、を含み、上記プランジャが上記ボビンの内側に配置された状態では、上記係合領域は、周方向において上記第5凹溝の両側に位置する一対の上記凸領域に対向しており、上記プランジャが上記ボビンの内側で回転することは、上記係合領域と一対の上記凸領域とが相互に係合することによって防止される。
 上記流量制御弁は、好ましくは、一対の側壁を有するフレームをさらに備え、上記ボビンおよび上記プランジャは、一対の上記側壁の間に配置されており、一対の上記側壁に対して直交しかつ上記ボビンの軸心を通る直線を描いた場合、上記凸領域は、上記直線に交差する位置に配置されている。
 本発明に基づく血圧情報測定装置は、上記の流量制御弁を、生体を圧迫するための圧迫用流体袋の内圧を減圧させるための排出弁として備える。
 上記血圧情報測定装置は、好ましくは、当該血圧情報測定装置の本体に上記流量制御弁が設けられている場合、上記本体を水平な載置面上に置いた状態では、上記流量制御弁の複数のうちの一つの上記凸領域は、すべての上記凹溝よりも重力方向の下方に位置している。
 上記の構成によれば、複数の凹溝同士の間の周方向における間隔のうち、第1凹溝と第2凹溝との間の間隔と、第2凹溝と第3凹溝との間の間隔とが同じであることによって、複数の凸領域の表面は1つの真円により近い位置に配置されることが可能となる。
実施の形態1における血圧計の外観構造を示す斜視図である。 実施の形態1における血圧計の機能ブロックの構成を示す図である。 実施の形態1における流量制御弁を示す斜視図である。 図3中のIV-IV線に沿った矢視断面図である。 図4中のV-V線に沿った矢視断面図である。 実施の形態1における流量制御弁に備えられるボビンを示す断面図である。 比較例における流量制御弁に備えられるボビンおよびプランジャを示す断面図である。 比較例における流量制御弁に備えられるボビンを示す断面図である。 比較例における流量制御弁に備えられるボビンおよびプランジャを示す他の断面図である。 実施の形態2における流量制御弁に備えられるボビンおよびプランジャを示す断面図である。 実施の形態3における流量制御弁に備えられるボビンおよびプランジャを示す断面図である。 実施の形態4における流量制御弁に備えられるボビンおよびプランジャを示す断面図である。 実施の形態4における流量制御弁に備えられるプランジャを示す斜視図である。 実施の形態4の変形例における流量制御弁に備えられるプランジャを示す斜視図である。
 以下、実施の形態における流量制御弁および血圧情報測定装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない場合がある。
 以下の実施の形態は、被験者の上腕にカフが装着されて使用されることで被験者の収縮期血圧値および拡張期血圧値が測定可能に構成された、いわゆる上腕式血圧計に基づき説明する。流量制御弁については、このような上腕式血圧計に備えられるという実施の形態に基づき説明する。
 ただし、以下に開示する流量制御弁に関する技術的思想は、上腕式血圧計に限られず、手首式血圧計や足式血圧計の他、平均血圧値や酸素飽和度等を測定する血圧情報測定装置にも適用可能である。以下に開示する流量制御弁に関する思想は、流体の吸引や排出を利用して物体を把持するソフトロボティクスの分野や、その他の分野にも適用可能である。
 [実施の形態1]
 (血圧計1)
 図1~図6を参照して、実施の形態1における血圧計1(血圧情報測定装置)および流量制御弁100Aについて説明する。図1は、血圧計1の外観構造を示す斜視図であり、図2は、血圧計1の機能ブロックの構成を示す図である。
 図1に示すように、血圧計1は、本体10、カフ40、エア管50を備える。本体10は、表示部21、操作部23を有する。カフ40は、外装カバー41、圧迫用空気袋42を有する。エア管50は、本体10とカフ40とを接続している。
 図2に示すように、本体10は、表示部21、操作部23に加え、制御部20、メモリ部22、電源部24、加圧ポンプ31、流量制御弁100A、圧力センサ33、加圧ポンプ駆動回路34、流量制御弁駆動回路35、発振回路36を有する。加圧ポンプ31、流量制御弁100A、圧力センサ33は、圧迫用エア系コンポーネント30を構成し、加圧ポンプ31、流量制御弁100Aは、圧迫用空気袋42の内圧を加減圧するための加減圧機構を構成する。
 圧迫用空気袋42は、加圧ポンプ31、流量制御弁100Aおよび圧力センサ33のそれぞれに接続されている。圧迫用空気袋42は、加圧ポンプ31の駆動が制御されることで加圧されて膨張したり、排出弁としての流量制御弁100Aの駆動が制御されることでその内圧が維持されたり減圧されて収縮したりする。
 制御部20は、血圧計1の全体を制御する。表示部21は、測定結果等を表示する。メモリ部22は、血圧値測定のための処理手順を制御部20等に実行させるためのプログラムや、測定結果等を記憶する。操作部23は、外部からの命令を制御部20や電源部24に入力する。電源部24は、制御部20等に電力を供給する。
 制御部20は、制御信号を加圧ポンプ駆動回路34および流量制御弁駆動回路35にそれぞれ入力したり、測定結果を表示部21やメモリ部22に入力したりする。制御部20は、圧力センサ33によって検出された圧力値に基づいて被験者の血圧値を取得し、表示部21やメモリ部22に入力する。
 加圧ポンプ駆動回路34は、加圧ポンプ31の動作を制御する。流量制御弁駆動回路35は、流量制御弁100Aの開閉動作を制御する。加圧ポンプ31は、圧迫用空気袋42の内圧(以下、「カフ圧」とも称する)を加圧するためのものであり、加圧ポンプ駆動回路34によって制御される。
 流量制御弁100Aは、流量制御弁駆動回路35によって制御されることで、圧迫用空気袋42の内圧を維持したり、圧迫用空気袋42の内空を外部に開放してカフ圧を減圧したりする。圧力センサ33は、圧迫用空気袋42の内圧を検知してこれに応じた出力信号を発振回路36に入力する。発振回路36は、圧力センサ33から入力された信号に応じた発振周波数の信号を生成し、生成した信号を制御部20に入力する。
 (流量制御弁100A)
 図3は、流量制御弁100Aを示す斜視図である。図4は、図3中のIV-IV線に沿った矢視断面図である。図5は、図4中のV-V線に沿った矢視断面図である。図6は、流量制御弁100Aに備えられるボビン120を示す断面図である。
 図3を主として参照して、流量制御弁100Aは、全体として略直方体形状の形状を有する。流量制御弁100Aは、フレーム110、ベース114、ボビン120(図4~図6)、コア130、プランジャ140(図4,図5)、弁体150(図4)、ソレノイドコイル152、接続端子154,156、スプリング160(図4)を備える。
 フレーム110およびベース114は、流量制御弁100Aの外殻を構成する。フレーム110は、互いに平行配置された一対の側壁111,112と、側壁111,112の一端同士を接続する端壁113とを有する。ベース114は、側壁111,112の他端同士を接続する。ベース114は、カシメや溶接等によって、側壁111,112の他端に固定される。後述するボビン120、プランジャ140およびソレノイドコイル152は、一対の側壁111,112の間に配置される(図5参照)。
 フレーム110およびベース114は、軟磁性材料(たとえば透磁力の高い電磁鋼板または冷間圧延鋼板等)から構成される。フレーム110およびベース114は、ヨークとしても機能し、ソレノイドコイル152が通電されることによって生じる磁力線の経路を調整する。
 ボビン120は、非磁性材料(たとえばポリブチレンテレフタラート等の樹脂)から構成される。本実施の形態のボビン120は、筒状部121(図4)と、一対の端壁127,128と、底部129とを有する。筒状部121は、筒状部121の内側に配置されるプランジャ140の移動経路を規定する。端壁127,128は、いずれも円環形状を有している。
 端壁127は、筒状部121の軸方向(矢印DR)における一端に設けられ、端壁128は、筒状部121の同方向における途中部分(他端寄りの部分)に設けられる。底部129は、筒状部121の他端開口を塞ぐように設けられる。ベース114は、開口を有し、筒状部121の他端はこの開口を通り抜けるように配置される。
 ソレノイドコイル152は、筒状部121の周囲に巻回され、筒状部121の周面および端壁127,128によって保持される。ソレノイドコイル152の両端は、接続端子154,156に接続される。ソレノイドコイル152は、流量制御弁駆動回路35(図2)および接続端子154,156を通して給電されることで、磁束を発生させる。
 コア130は、ノズル部131を有し、フレーム110の端壁113にカシメや溶接等によって固定される。ノズル部131の一端は、流体が通過する流出口132を形成しており、流出口132はボビン120の筒状部121の内側に配置される。ノズル部131の他端は、エア管50(図2)等を介して圧迫用空気袋42に接続される。流出口132が開放されることで、圧迫用空気袋42内の流体が排出される。
 コア130は、軟磁性材料(たとえば電磁鋼または硫黄複合快削鋼等)から構成される。コア130は、固定鉄心を構成し、ソレノイドコイル152が通電された際に磁束が通ることにより、プランジャ140を引き寄せる。すなわち本実施の形態の流量制御弁100Aは、非作動時においては流出口132が完全に開放される、ノーマリーオープン型のソレノイド式流量制御弁である。
 プランジャ140は、略円柱状の形状を有し、ボビン120(筒状部121)の内側に配置される。プランジャ140は、軟磁性材料(たとえば電磁鋼または硫黄複合快削鋼等)から構成される。プランジャ140は、可動鉄心を構成するものであり、ソレノイドコイル152が通電された際に磁束が通ることにより、コア130によって引き寄せられることで軸方向(矢印DR)に移動するものである。
 図4に示すように、プランジャ140は、小径部146と、軸方向(矢印DR)において、小径部146に対して弁体150が配置される側とは反対側に設けられた大径部147とを含む。小径部146と大径部147との間には、段差148が設けられる。プランジャ140(小径部146)のコア130に面する端面141には、収容凹部145が設けられる。収容凹部145は、流出口132に対応した位置(流出口132に対向する位置)に設けられ、弁体150は、収容凹部145の中に嵌め込まれる。
 スプリング160(図4)は、ボビン120(筒状部121)の内側に配置され、軸方向(矢印DR)において、コア130とプランジャ140との間に介装されている。スプリング160は、小径部146の周囲を囲うように配置され、スプリング160の一端はコア130に接触しており、スプリング160の他端はプランジャ140の段差148に接触している。スプリング160は、プランジャ140をコア130から遠ざける方向に付勢する。
 弁体150は、プランジャ140の端部に設けられ、軸方向において端面141から突出するように設けられる。弁体150は、シリコーンゴムや、NBRに代表されるニトリルゴムから構成される。弁体150は、プランジャ140に設けられた収容凹部145に収容される。弁体150は、シール面151を有し、コア130に設けられた流出口132に対向配置される。弁体150は、プランジャ140と一体化され、弁体150がプランジャ140に対して回転することはない。弁体150は、接着剤等を用いてプランジャ140に固定されていてもよい。
 図4を参照して、流量制御弁100Aの非作動時においては、ソレノイドコイル152は給電されておらず、磁気回路は形成されない。スプリング160の付勢力によってプランジャ140および弁体150はコア130から離れた位置に配置される。ノズル部131に連通する圧迫用空気袋42内の空気は、流出口132を介してコア130とプランジャ140との間に位置する空間に排出され、さらにはボビン120の外周面とプランジャ140の内周面との間の隙間(詳細は後述する)を経由して流量制御弁100Aの外部へと排出される。
 流量制御弁100Aの作動時においては、ソレノイドコイル152に給電されることで、フレーム110、コア130、プランジャ140およびベース114を磁束が通るように磁気回路が形成される。プランジャ140および弁体150は、スプリング160の付勢力に抗してコア130側に向けて引き寄せられる。
 ソレノイドコイル152に印加される電流が所定の大きさ以上である場合には、プランジャ140が軸方向に沿って最大限、コア130側に向けて引き寄せられ、弁体150のシール面151がコア130に接触することで流出口132が閉塞される。当該状態においては、流出口132を介して空気が流出することが阻害され、圧迫用空気袋42の内圧が維持されることになる。
 ソレノイドコイル152に印加される電流が上述した所定の大きさ未満である場合には、プランジャ140が軸方向に沿ってある程度コア130側に向けて引き寄せられる。当該状態においては、弁体150のシール面151が流出口132を完全には閉塞しないものの、流出口132はある程度閉塞された状態となる。流出口132を介して空気が流出することになるものの、流出口132から空気が流出することがある程度阻害されることになり、その流出流量が制限されることになる。
 流出口132と弁体150の流出口132側に位置するシール面151との間の距離は、ソレノイドコイル152に印加される電流の大きさを制御することで可変に調節される。流量制御弁100Aの駆動電圧を調節することにより、流出口132から流出する圧縮空気の流量が可変に調節できることになる。
 (プランジャ140およびボビン120の詳細構造)
 図5および図6を参照して、上述のとおり、プランジャ140(図5)は、略円柱の形状を有しており、ボビン120の筒状部121の内側に配置される。本実施の形態のプランジャ140の外周面は、円周面の形状を有している。換言すると、プランジャ140の断面形状を軸方向(プランジャ140の移動方向)に対して直交する平面方向の断面視で見た場合、プランジャ140の外周面は、曲率中心CT(図5)を中心とし、曲率中心CTから略同一の半径を有するように円周方向に沿って延びる形状を有している。
 弁体150(図4)がコア130から離れて流出口132が開いた際、流体は、ボビン120の内周面122とプランジャ140の外周面142との間の隙間を経由して排出される。冒頭で述べたとおり、ボビン120の内周面122に複数の凹溝124(図5,図6)を設けることで、複数の凹溝124の内側に形成された空間を、流体を排出するための流路として活用できる。ボビン120の内周面122に複数の凹溝124を設けた場合、その結果として、ボビン120の内周面122には複数の凸領域123が形成されることになる。
 本実施の形態におけるボビン120の内周面122には、プランジャ140の軸方向に対して平行な方向に延在する複数の(ここでは4つの)凸領域123と、開弁時に流体の流路を形成する複数の(ここでは4つの)凹溝124とが、周方向において交互に並んで設けられている。本実施の形態では、複数の凹溝124には、計4つの凹溝G1,G2,G3,G4が含まれており、複数の凸領域123には、計4つの凸領域T1,T2,T3,T4が含まれている。
 凹溝G1(第1凹溝)、凹溝G2(第2凹溝)、凹溝G3(第3凹溝)、凹溝G4(第4凹溝)は、周方向においてこの順に並んでおり、凸領域T1,T2,T3,T4も、周方向においてこの順に並んでいる。ボビン120に凹溝G1,G2,G3,G4が設けられていることによって、ボビン120は、径方向における厚さが相対的に薄い薄肉部S1,S2,S3,S4と、径方向における厚さが相対的に厚い厚肉部R1,R2,R3,R4とを有している。
 薄肉部S1,S2,S3,S4の内表面は、それぞれ、凹溝G1,G2,G3,G4の溝底部分に相当している。厚肉部R1,R2,R3,R4の内表面が、それぞれ、凸領域T1,T2,T3,T4の頂面部分に相当している。プランジャ140は、厚肉部R1,R2,R3,R4の内表面、すなわち凸領域T1,T2,T3,T4の頂面部分によって保持されることができるため、プランジャ140のがたつき等を招くことを抑制できる。
 図6を参照して、本実施の形態においては、凹溝G1と凹溝G2との間の周方向における間隔L1と、凹溝G2と凹溝G3との間の周方向における間隔L1とは、同じである。換言すると、周方向のうち、凸領域T1(厚肉部R1)が設けられている角度範囲θ1と、凸領域T2(厚肉部R2)が設けられている角度範囲θ1とが同じ値である。
 (作用および効果)
 冒頭に述べたように、たとえば、ボビン120の内周面122に複数の凹溝G1,G2,G3を設けた場合、これらの間の凸領域T1,T2の表面が、1つの真円上には位置せず、たとえば1つの楕円上に位置するように形成されることがある。これは、凹溝G1と凹溝G2との間の周方向における間隔L1と、凹溝G2と凹溝G3との間の周方向における間隔L1とが異なる値である場合に生じやすい。理由は次の通りであると推察される。
 凸領域T1,T2や凹溝G1,G2,G3を有するボビン120は、たとえば金型を用いた成型によって作製することができる。このようなボビン120は、凸領域T1に対応する部分に厚肉部R1を有し、凸領域T2に対応する部分に厚肉部R2を有し、凹溝G2に対応する部分に薄肉部S2を有することになる。
 たとえば成型によってボビン120を作製する場合、厚肉部R1,R2および薄肉部S2には、熱収縮に起因する応力が発生する。凹溝G1,G2の間の間隔L1と、凹溝G2,G3の間の間隔L1とが異なっているということは、厚肉部R1の周方向における幅と、厚肉部R2の周方向における幅とが異なっていることと同義である。凹溝G1,G2の間の間隔L1と、凹溝G2,G3の間の間隔L1とが異なっている場合には、薄肉部S2の一方側に位置する厚肉部R1に作用する熱収縮力と、薄肉部S2の他方側に位置する厚肉部R2に作用する熱収縮力との間に差が生じることとなる。
 薄肉部S2を中心としてみた場合には、薄肉部S2の一方側に位置する厚肉部R1が径方向の内側に向かって収縮(変位)しようとする力と、薄肉部S2の他方側に位置する厚肉部R2が径方向の内側に向かって収縮(変位)しようとする力との間に差が生じることになる。この力の差の存在に起因して、凸領域T1,T2の表面は、1つの真円上には位置せず、たとえば1つの楕円上に位置するように形成されるものと推察される。これは、成型に限られず、たとえば切削加工等によってボビン120の内周面122に複数の凹溝G1,G2,G3を設けた場合にも同様であると推察される。
 本実施の形態においては、上述のとおり、凹溝G1,G2の間の間隔L1と、凹溝G2,G3の間の間隔L1とが同じである。したがって、薄肉部S2を中心としてみた場合には、薄肉部S2の一方側に位置する厚肉部R1が径方向の内側に向かって収縮(変位)しようとする力と、薄肉部S2の他方側に位置する厚肉部R2が径方向の内側に向かって収縮(変位)しようとする力との間に差が生じることはほとんどない。結果として、凸領域T1,T2の表面は、1つの真円により近い位置に配置されることが可能となる。
 図6に示すように、好適には、凹溝G1,G2,G3の各々の周方向における幅L2も、同じ値となるように構成される。換言すると、周方向のうち、凹溝G1(薄肉部S1)が設けられている角度範囲θ2と、凹溝G2(薄肉部S2)が設けられている角度範囲θ2と、凹溝G3(薄肉部S3)が設けられている角度範囲θ2とが、同じ値となるように構成される。
 当該構成によれば、凸領域T1を中心としてみた場合には、凸領域T1の一方側に位置する薄肉部S1が径方向の内側に向かって収縮(変位)しようとする力と、凸領域T1の他方側に位置する薄肉部S2が径方向の内側に向かって収縮(変位)しようとする力との間に差が生じることがほとんどなくなる。同様に、凸領域T2を中心としてみた場合には、凸領域T2の一方側に位置する薄肉部S2が径方向の内側に向かって収縮(変位)しようとする力と、凸領域T2の他方側に位置する薄肉部S3が径方向の内側に向かって収縮(変位)しようとする力との間に差が生じることもほとんどなくなる。結果として、凸領域T1,T2の表面は、1つの真円により近い位置に配置されることが可能となる。
 上述のとおり、本実施の形態では、複数の凹溝124に、計4つの凹溝G1,G2,G3,G4が含まれている。凹溝G1,G2の間の間隔L1と、凹溝G2,G3の間の間隔L1と、凹溝G3,G4の間の間隔L1とは、いずれも同じ値であり、さらに、凹溝G4,G1の間の間隔L1も、これらの間隔L1と同じ値である。凹溝G1,G2,G3,G4の各々の周方向における幅L2も、同じ値となるように構成される。ボビン120を作製する際、厚肉部R1,R2,R3,R4が径方向の内側に向かって変位しようとする力と、薄肉部S1,S2,S3,S4が径方向の内側に向かって変位しようとする力とは、周方向においてバランスがとれるように構成されており、結果として、凸領域T1,T2,T3,T4の表面は、1つの真円により近い位置に配置されることが可能となっている。
 本実施の形態においては、さらに、凹溝G1,G2,G3,G4の各々の径方向における溝深さも同じとなるように構成されており、ボビン120の製作の際に発生する応力が周方向においてよりバランスがとれるように構成されており、結果として、凸領域T1,T2,T3,T4の表面は、1つの真円により近い位置に配置されることが可能となっている。
 凸領域T1,T2の表面や、あるいはすべての凸領域T1,T2,T3,T4の表面が1つの真円により近い位置に配置されている場合には、ボビン120の内周面122とプランジャ140の外周面142との間のクリアランスを小さくすることが可能となる。プランジャ140がは、ボビン120によってより安定して保持され、プランジャ140は適度な摩擦力をもってボビン120の内側で安定して摺動することが可能となる。このような場合、プランジャ140がボビン120の内側で安定して(がたつきの少ないように)移動することが可能となり、ひいては流出口132に対する弁体150の当たり方も変動しにくくなる。
 図4に示すように、弁体150のシール面151を傾斜させる場合もある。流出口132に対するシール面151の当たり方が変動すると、流出口132が開くタイミングや流体の流出経路の広がり具合にばらつきがより生じやすくなるところ、本実施の形態では、流出口132に対する弁体150のシール面151の当たり方が変動することは効果的に抑制されており、流出口132が開くタイミングや、流体の流出経路の広がり具合にばらつきが生じることも効果的に抑制されている。したがって、同一の制御条件で流量制御弁100Aを動作させた場合、カフの内圧が減圧される程度にばらつきが生じることはほとんどなく、測定の度に異なる特性を示してしまうこともほとんどないものとすることができ、歩留まり改善やロットアウト軽減による品質向上を期待することが可能となる。
 図5に示すように、好ましくは、一対の側壁111,112に対して直交し且つボビン120の軸心CTを通る直線LLを描いた場合、複数の凸領域T1~T4のうちの一つの凸領域は、この直線LLに交差する位置に配置されているとよい。当該構成によれば、たとえば、側壁111,112が水平になるように流量制御弁100A(あるいは図1に示す血圧計1)が設置されたとき、凸領域(ここでは凸領域T2)が、その広い内表面でプランジャ140の重みを主として受けることが可能となる。
 仮に、上記の直線LLに交差する位置に凹溝G2や凹溝G3が配置されている場合には、側壁111,112が水平になるように流量制御弁100A(あるいは血圧計1)が設置されたとき、プランジャ140の重みは凸領域T1~T4等の内表面に上記の場合に比べて作用しなくなる。したがって側壁111,112が水平になるように流量制御弁100Aを設置したときに、凸領域T1~T4の内表面によって安定してプランジャ140を保持可能にすることを考えた場合には、凸領域T1~T4のいずれかがこの直線LLに交差する位置に配置されているとよい。より好適には、凸領域T1~T4のいずれか1つの凸領域の内表面のうち、周方向における中央部分がこの直線LLに交差するように構成されているとよい。
 あるいは、側壁111,112が重力方向に対して垂直になるように流量制御弁100Aあるいは図1に示す血圧計1を設置したときに、凸領域T1~T4の内表面によって安定してプランジャ140を保持可能にすることを考えた場合には、直線LLに対して直交する直線に交差する位置に、凸領域T1~T4のいずれかが配置されていてもよい。
 たとえば、血圧計1の本体10(図1)を水平な載置面上に置いた状態では、流量制御弁100Aの複数の凸領域T1~T4のうちの一つの凸領域が、すべての凹溝G1~G4よりも重力方向の下方に位置していることが好ましい。より好適には、凸領域T1~T4のいずれか1つの凸領域の内表面のうち、周方向における中央部分が、ボビン120の内周面122の中で重力方向における最も下の位置に配置されるように構成されているとよい。これらの構成によれば、凸領域の内表面によって、安定してプランジャ140を保持することが可能となる。
 [比較例]
 図7は、比較例における流量制御弁100Bに備えられるボビン120およびプランジャ140を示す断面図である。図8は、流量制御弁100Bに備えられるボビン120を示す断面図である。
 図7および図8に示すように、比較例においては、凹溝G1,G2,G3,G4の各々の周方向における幅L4(角度範囲θ4)は互いに同一であるが、凹溝G1,G2の間の間隔L3と、凹溝G2,G3の間の間隔L5とが異なっている。さらに、凹溝G2,G3の間の間隔L5と、凹溝G3,G4の間の間隔L3とも異なっており、凹溝G3,G4の間の間隔L3と、凹溝G4,G1の間の間隔L5とも異なっている。
 ボビン120を作製する際、厚肉部R1,R2,R3,R4が径方向の内側に向かって変位しようとする力と、薄肉部S1,S2,S3,S4が径方向の内側に向かって変位しようとする力とは、周方向においてバランスがとれておらず、凸領域T1,T2,T3,T4の表面は、1つの真円により近い位置に配置されることは難しくなっている。
 図7に示すように、たとえば、凸領域T1~T4のうちの凸領域T2(厚肉部R2)が周方向における最も下方となるように、流量制御弁100Bが配置されたとする。この場合には、凸領域T2の内表面でプランジャ140の重みを主として受けることになる。
 図9は、流量制御弁100Bに備えられるボビン120およびプランジャ140を示す他の断面図である。図9に示すように、凸領域T1~T4のうちの凸領域T3(厚肉部R3)が周方向における最も下方となるように、流量制御弁100Bが配置されたとする。この場合には、凸領域T3の内表面でプランジャ140の重みを主として受けることになる。
 比較例の流量制御弁100Bにおいては、凸領域T2の表面積と凸領域T3の表面積とが異なっており、流量制御弁100Bの設置の仕方によって、プランジャ140とボビン120との間に生じる摩擦力が変動しやすくなっている。同一の制御条件で流量制御弁を動作させたとしても、流量制御弁100Bの設置の仕方によっては、カフの内圧が減圧される程度にばらつきが生じることとなり、測定の度に異なる特性を示してしまうことが考えられる。
 これに対して上述の実施の形態1においては、凸領域T1~T4の各々の表面積が同一である。プランジャ140の外周面142およびボビン120の内周面122は、回転対称の形状を有しており、同一の制御条件で流量制御弁を動作させた際、流量制御弁100Aの設置の仕方による影響をほとんど受けず、カフの内圧が減圧される程度にばらつきが生じることもなく、測定の度に異なる特性を示してしまうことも効果的に抑制されている。
 [実施の形態2]
 図10は、実施の形態2における流量制御弁100Cに備えられるボビン120およびプランジャ140を示す断面図である。実施の形態1と実施の形態2とは、以下の点において相違している。
 流量制御弁100Cのボビン120においては、複数の凹溝124に、計3つの凹溝G1,G2,G3が含まれており、複数の凸領域123に、計3つの凸領域T1,T2,T3が含まれている。本実施の形態においても、凹溝G1,G2の間の間隔と、凹溝G2,G3の間の間隔とは、同じであり、さらに、凹溝G2,G3の間の間隔も、これらの間隔と同じである。当該構成によっても、上記の実施の形態1と同様の作用および効果を得ることができる。
 [実施の形態3]
 図11は、実施の形態3における流量制御弁100Dに備えられるボビン120およびプランジャ140を示す断面図である。実施の形態1と実施の形態3とは、以下の点において相違している。
 流量制御弁100Dのボビン120においては、複数の凹溝124が、凹溝G1と凹溝G4との間に形成された凹溝G5(第5凹溝)をさらに含んでいる。
 薄肉部S1を中心としてみた場合には、薄肉部S1の一方側に位置する厚肉部R1が径方向の内側に向かって収縮(変位)しようとする力と、薄肉部S1の他方側に位置する厚肉部R5が径方向の内側に向かって収縮(変位)しようとする力との間に差が生じる。薄肉部S4を中心としてみた場合や、厚肉部R4,R5を中心としてみた場合についても同様である。
 しかしながら、薄肉部S2を中心としてみた場合には、薄肉部S2の一方側に位置する厚肉部R1が径方向の内側に向かって収縮(変位)しようとする力と、薄肉部S2の他方側に位置する厚肉部R3が径方向の内側に向かって収縮(変位)しようとする力との間に差が生じることはほとんどない。薄肉部S3を中心としてみた場合や、厚肉部R1,R2,R3を中心としてみた場合についても同様である。これらの部分については、ボビン120を作製する際に、径方向の内側に向かって変位しようとする力がバランスをとれるように構成されており、結果として、凸領域T1,T2,T3の表面は、1つの真円により近い位置に配置されることが可能となっている。
 [実施の形態4]
 図12は、実施の形態4における流量制御弁100Eに備えられるボビン120およびプランジャ140を示す断面図である。図13は、流量制御弁100Eに備えられるプランジャ140を示す斜視図である。実施の形態3と実施の形態4とは、以下の点において相違している。
 図12および図13に示すように、流量制御弁100Eにおいては、プランジャ140の外周面142は、円周方向に沿って延びる円周面領域143と、プランジャ140の軸方向に対して平行な方向に延在し、平坦な表面形状を有する係合領域144とを含んでいる。
 図12に示すように、ボビン120に設けられた凸領域T4,T5は、実施の形態3の場合に比べて内側に向かって突出している。換言すると、凸領域T1~T3の曲率中心CRと凸領域T1~T3との間の距離LL1に比べて、凸領域T1~T3の曲率中心CRと凸領域T4,T5との間の距離LL2の方が短い。
 プランジャ140がボビン120の内側に配置された状態では、上記の係合領域144は、周方向において凹溝G5の両側に位置する一対の凸領域T4,T5に対向しており、プランジャ140がボビン120の内側で回転することは、係合領域144と一対の凸領域T4,T5とが相互に係合することによって防止される。すなわち、本実施の形態においては、プランジャ140の外周面142とボビン120の内周面122とによって、プランジャ140がボビン120の内側で回転することを防止する回転防止構造が構成されている。
 実施の形態1で述べたように、プランジャ140の端部に設けられた弁体150(図4等参照)のシール面151が、流出口132(具体的には、コア130のうちの流出口132を形成している縁部分、以下同じ)に接触あるいは密着していることで、流出口132は閉じられる。ボビン120に対してプランジャ140が回転すると、流出口132に対する弁体150のシール面151の当たり方も変動する。
 流出口132に対する弁体150のシール面151の当たり方が変動すると、流出口132が開くタイミングや、流体の流出経路の広がり具合にばらつきが生じやすくなる。シール面151や流出口132は、製造誤差を有している場合がある。たとえば、コア130のノズル部131を旋盤加工で形成した場合には、加工精度によっては流出口132が設計位置(センター位置)からずれたり、後処理によって流出口132の周縁部分に微細なキズや欠けが生じたりすることもあり得る。図4に示すように、弁体150のシール面151を傾斜させる場合もある。これらの場合において、流出口132に対するシール面151の当たり方が変動すると、流出口132が開くタイミングや流体の流出経路の広がり具合にばらつきがより生じやすくなる。
 これに対して本実施の形態においては、プランジャ140がボビン120の内側でボビン120に対して回転することは、係合領域144と凸領域T4,T5とが相互に係合することによって防止されている。結果として、流出口132に対する弁体150のシール面151の当たり方が変動することは効果的に抑制されており、流出口132が開くタイミングや、流体の流出経路の広がり具合にばらつきが生じることも効果的に抑制されている。したがって、同一の制御条件で流量制御弁100Eを動作させた場合、カフの内圧が減圧される程度にばらつきが生じることはほとんどなく、測定の度に異なる特性を示してしまうこともほとんどないものとすることができ、歩留まり改善やロットアウト軽減による品質向上を期待することが可能となる。
 図13に示すように、本実施の形態における係合領域144は、軸方向において段差148から大径部147の端部149に到達するように、大径部147の軸方向における全体に亘って延びるように設けられている。
 図14に示すように、係合領域144は、大径部147の軸方向における一部分にのみ設けられていても構わない。図14に示す係合領域144は、大径部147の軸方向における途中部分147Tから、大径部147の端部149に到達するように設けられている。このような形状を有する係合領域144は、引き抜き成型によって、容易にプランジャ140に設けることが可能である。これとは逆に、係合領域144は、大径部147の軸方向における途中部分147Tから、段差148に到達するように設けられていても構わない。
 以上において説明した各実施の形態およびその変形例においては、流量制御される流体が圧縮空気である場合を例示して説明を行なったが、上記において開示した内容の適用対象はこれに限られるものではなく、流量制御される流体が、圧縮空気以外の高圧の気体や圧縮環境下にある液体等であってもよい。また、上述した本発明の実施の形態およびその変形例において示した特徴的な構成は、必要に応じて相互に組み合わせることが当然に可能である。
 以上、実施の形態について説明したが、上記の開示内容はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は請求の範囲によって示され、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。
 10 本体、20 制御部、21 表示部、22 メモリ部、23 操作部、24 電源部、30 圧迫用エア系コンポーネント、31 加圧ポンプ、33 圧力センサ、34 加圧ポンプ駆動回路、35 流量制御弁駆動回路、36 発振回路、40 カフ、41 外装カバー、42 圧迫用空気袋、50 エア管、100A,100B,100C,100D,100E 流量制御弁、110 フレーム、111,112 側壁、113,127,128 端壁、114 ベース、120 ボビン、121 筒状部、122 内周面、123,T1,T2,T3,T4,T5 凸領域、124,G1,G2,G3,G4,G5 凹溝、129 底部、130 コア、131 ノズル部、132 流出口、140 プランジャ、141 端面、142 外周面、143 円周面領域、144 係合領域、145 収容凹部、146 小径部、147 大径部、147T 途中部分、148 段差、149 端部、150 弁体、151 シール面、152 ソレノイドコイル、154,156 接続端子、160 スプリング、CR,CT 曲率中心(軸心)、DR 矢印、L1,L3,L5 間隔、L2,L4 幅、LL 直線、LL1,LL2 距離、R1,R2,R3,R4,R5 厚肉部、S1,S2,S3,S4 薄肉部。

Claims (8)

  1.  流体の流量を可変に制御可能な流量制御弁であって、
     磁束を発生させるためのソレノイドコイルと、
     前記ソレノイドコイルが周囲に巻回されたボビンと、
     前記ボビンの内側に配置され、前記ソレノイドコイルが形成した磁束によって軸方向に移動するプランジャと、
     流体が通過する流出口が形成されたコアと、
     前記流出口に対向するように前記プランジャの端部に設けられ、前記コアに離接することによって前記流出口を開閉する弁体と、を備え、
     前記ボビンの内周面には、
     前記プランジャの軸方向に対して平行な方向に延在する複数の凸領域と、開弁時に流体の流路を形成する複数の凹溝とが、周方向において交互に並んで設けられており、
     複数の前記凹溝は、周方向において順に並ぶ第1凹溝、第2凹溝および第3凹溝を含み、
     前記第1凹溝と前記第2凹溝との間の周方向における間隔と、前記第2凹溝と前記第3凹溝との間の周方向における間隔とは、同じである、
    流量制御弁。
  2.  前記第1凹溝、前記第2凹溝および前記第3凹溝の各々の周方向における幅は、同じである、
    請求項1に記載の流量制御弁。
  3.  複数の前記凹溝は、第4凹溝をさらに含み、
     前記第1凹溝、前記第2凹溝、前記第3凹溝および前記第4凹溝は、周方向において順に並んでおり、
     前記第1凹溝と前記第2凹溝との間の周方向における間隔と、前記第2凹溝と前記第3凹溝との間の周方向における間隔と、前記第3凹溝と前記第4凹溝との間の周方向における間隔とは、同じである、
    請求項1または2に記載の流量制御弁。
  4.  前記第1凹溝、前記第2凹溝、前記第3凹溝および前記第4凹溝の各々の径方向における溝深さは、同じである、
    請求項3に記載の流量制御弁。
  5.  複数の前記凹溝は、前記第1凹溝と前記第4凹溝との間に形成された第5凹溝をさらに含み、
     前記プランジャの外周面は、円周方向に沿って延びる円周面領域と、前記プランジャの軸方向に対して平行な方向に延在し、平坦な表面形状を有する係合領域と、を含み、
     前記プランジャが前記ボビンの内側に配置された状態では、前記係合領域は、周方向において前記第5凹溝の両側に位置する一対の前記凸領域に対向しており、前記プランジャが前記ボビンの内側で回転することは、前記係合領域と一対の前記凸領域とが相互に係合することによって防止される、
    請求項3または4のいずれか1項に記載の流量制御弁。
  6.  一対の側壁を有するフレームをさらに備え、
     前記ボビンおよび前記プランジャは、一対の前記側壁の間に配置されており、
     一対の前記側壁に対して直交しかつ前記ボビンの軸心を通る直線を描いた場合、前記凸領域は、前記直線に交差する位置に配置されている、
    請求項1から5のいずれか1項に記載の流量制御弁。
  7.  請求項1から6のいずれか1項に記載の流量制御弁を、生体を圧迫するための圧迫用流体袋の内圧を減圧させるための排出弁として備える、
    血圧情報測定装置。
  8.  当該血圧情報測定装置の本体に前記流量制御弁が設けられている場合、前記本体を水平な載置面上に置いた状態では、前記流量制御弁の複数のうちの一つの前記凸領域は、すべての前記凹溝よりも重力方向の下方に位置している、
    請求項7に記載の血圧情報測定装置。
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