JP2000167057A - 振動空気圧発生機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気筒判別の誤判定を防止することを課題とす
る。 【解決手段】 空気圧発生源から陽圧を付勢される陽圧
入力ポート２１４と陰圧を付勢される陰圧入力ポート２
１５と、大気開放ポート２１６と、振動空気圧を出力す
る出力ポート２１７とを備える筐体２１と、陽圧入力ポ
ート２１４と出力ポート２１７及び陰圧入力ポート２１
５と大気開放ポート２１６を接続する状態と、陽圧入力
ポート２１４と大気開放ポート２１６及び陰圧入力ポー
ト２１５と出力ポート２１７を接続する状態とを選択的
に切り替える切り替え部材２２と、切り替え部材２２の
切り替え動作を連続的に付勢する駆動機構２３とを備
え、切り替え部材２２が、陰圧入力ポート２１５と大気
開放ポート２１６との接続を陽圧入力ポート２１４と出
力ポート２１７との接続よりも幾分先に開始する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動空気圧発生機
構に係り、特に、人工呼吸器への装備に好適な振動空気
圧発生機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平２−１３１７７４号に、自発呼吸
を行わない状態で、患者に対して酸素吸入を行う高頻度
人工呼吸器が掲載されている。この高頻度人工呼吸器
は、陽圧及び陰圧の両方の空気を同時に発生するブロワ
と、これに接続される振動空気圧を発生する振動空気圧
発生機構と、振動空気圧により振動を付勢されて供給用
の酸素に当該振動空気圧を伝達するダイヤフラムと、酸
素供給源と、酸素供給及び呼気排出を行う管路とを有し
ている。

【０００３】上記高頻度人工呼吸器に装備された振動空
気圧発生機構１００を図２４に示す。この振動空気圧発
生機構１００は、ブロワから陽圧を付勢される陽圧入力
ポート１０１とブロワから陰圧を付勢される陰圧入力ポ
ート１０２と大気中に開放された大気開放ポート１０３
と振動空気圧を出力する出力ポート１０４とが形成され
た筐体１０５と、陽圧入力ポート１０１と出力ポート１
０４とを接続し且つ陰圧入力ポート１０２と大気開放ポ
ート１０３とを接続する第１の接続状態と陽圧入力ポー
ト１０１と大気開放ポート１０３とを接続し且つ陰圧入
力ポート１０２と出力ポート１０４とを接続する第２の
接続状態とを選択的に切り替える切り替え部材１０６
と、この切り替え部材１０６の切り替え動作を連続的に
付勢する駆動機構（図示略）とを備えている。

【０００４】上記切り替え部材１０６は、筐体１０５の
内部において回転自在に装備された円柱体で構成され、
駆動機構がこの切り替え部材１０６に対して一定の回転
方向に回転動作の付勢を行う。また、筐体１０５におい
て、陽圧入力ポート１０１が切り替え部材１０６の一方
の端面に面し、陰圧入力ポート１０２が他方の端面に面
し、出力ポート１０３と大気開放ポート１０４とがその
外周面に面している。そして、出力ポート１０３と大気
開放ポート１０４とは、切り替え部材１０６の中心軸を
挟んで互いに反対側に位置している。

【０００５】さらに、上記切り替え部材１０６には、そ
の一方の端面から外周面にかけて連通する第１の流路１
０７と、その他方の端面から外周面にかけて連通する第
２の流路１０８とが設けられている。これら第１の流路
と第２の流路１０７，１０８とは、切り替え部材１０６
の中心軸を挟んで互いに反対側に形成されている。

【０００６】図２５（Ａ）は、図２４におけるＸ−Ｘ線
に沿った断面図を示し、図２５（Ｂ）はＹ−Ｙ線に沿っ
た断面図を示している。図中の矢印Ｚは、前述した駆動
機構により付勢される一定の回転方向を示す。切り替え
部材１０６は、その両端部の外周面がそれぞれ切り欠か
れており、これによって第１及び第２の流路１０７，１
０８が形成されている。これら第１及び第２の流路１０
７，１０８は、切り替え部材１０６の両端部の外周面
を、いずれも、中心軸から１８０度の範囲で切り欠いて
いる。そして、第１及び第２の流路１０７，１０８は、
図２５（Ａ），（Ｂ）から分かるように、切り替え部材
１０６の端面における一直径を挟んで対称に切り欠かれ
ている。

【０００７】これに対して、出力ポート１０３及び大気
開放ポート１０４は、切り替え部材１０６の回転方向Ｚ
における幅が同一に設定されている。このため、当該切
り替え部材１０６の回転に応じて、各流路１０７，１０
８が各ポート１０３，１０４を開閉するタイミングが一
致する。

【０００８】図２５乃至図２８に基づいて、振動空気圧
発生機構１００の動作を説明する。この振動空気圧発生
機構１００では、切り替え部材１０６の回転に応じて第
１及び第２の流路１０７，１０８は、図２５から図２８
までの順序で状態変化する。即ち、第１の流路１０７に
おいて陽圧入力ポート１０１が出力ポート１０３に接続
されるときには、第２の流路１０８において陰圧入力ポ
ート１０２が大気開放ポート１０４に接続される。ま
た、第１の流路１０７において陽圧入力ポート１０１が
大気開放ポート１０４に接続されるときには、第２の流
路１０８において陰圧入力ポート１０２が大気開放ポー
ト１０４に接続される。そして、これらの接続が繰り返
し交互に行われる。

【０００９】これにより、駆動機構に付勢される回転数
と等しい周期で出力ポート１０３から振動空気圧が発生
し、大気開放ポート１０４からは、同一周期で大気の吸
排気が行われる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】現在の高頻度人工呼吸
器は、患者に対する酸素及び呼気の換気量の増加が要求
されている。そして、この換気量の増加のためには、振
動空気圧発生機構による振動空気圧の振幅圧力の増加を
図ることが有効であることが医学的に確認されている。

【００１１】上記従来例にあっては、陽圧入力ポート１
０１と出力ポート１０３との接続と、陰圧入力ポート１
０２と大気開放ポート１０４との接続が完全に同時に行
われる。従って、大気開放ポート及び陰圧入力ポートを
介するブロワへの大気の供給と、ブロワから陽圧入力ポ
ートを介する出力ポートからの陽圧空気の出力が同時に
行われることになる。このとき、大気開放ポートから取
り込まれた外気が最終的に出力ポートから出力されるま
でには、時間経過を要するため、出力ポートがブロワと
接続されても、すぐに外気が到達せず、十分な陽圧気体
の出力が行われないという状態が生じていた。このた
め、従来の振動空気圧発生機構は、ブロワから付勢され
る陽圧を効率良く、振動空気圧に変換できていなかっ
た。従って、振動振幅も小さくなっていた。

【００１２】かかる問題に対して、ブロワの大型化によ
る振幅圧力の増加によって対処することができるが、当
該ブロワの大型化は、人工呼吸器の電力消費量の増加、
人工呼吸器の大型化、コストの増大等といった欠点を伴
うため、望ましい解決手段ではなかった。

【００１３】

【発明の目的】本発明の目的は、電力消費及びコストの
低減、装置の小型化を図り得る振動空気圧発生機構を提
供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、陽圧及び陰圧
の両方の空気圧を同時に発生する空気圧発生源と接続さ
れ、陽圧又は陰圧を交互に選択して出力し振動空気圧を
発生する振動空気圧発生機構であって、空気圧発生源か
ら陽圧を付勢される陽圧入力ポートと、空気圧発生源か
ら陰圧を付勢される陰圧入力ポートと、大気中に開放さ
れた大気開放ポートと、振動空気圧を出力する出力ポー
トとを備える筐体と、陽圧入力ポートと出力ポートとを
接続し且つ陰圧入力ポートと大気開放ポートとを接続す
る接続状態と、陽圧入力ポートと大気開放ポートとを接
続し且つ陰圧入力ポートと出力ポートとを接続する接続
状態とを、選択的に切り替える切り替え部材と、切り替
え部材の切り替え動作を連続的に付勢する駆動機構と、
を備えている。

【００１５】そして、切り替え部材が、陽圧入力ポート
と出力ポートとを接続し且つ陰圧入力ポートと大気開放
ポートとを接続する際に、陰圧入力ポートと大気開放ポ
ートとの接続を陽圧入力ポートと出力ポートとの接続よ
りも幾分先に開始するという構成を採っている。

【００１６】上記構成にあっては、陽圧入力ポート及び
陰圧入力ポートに空気圧発生源に接続される。この空気
圧発生源は、陰圧の出力部から外気を取り込み、陽圧の
出力部から取り込んだ外気を排出する。従って、陰圧に
よる外気の取り込みが効果的に行われることにより、陽
圧の出力効率も高くなる。

【００１７】上述の振動空気圧発生機構は、切り替え部
材が、陽圧入力ポートと出力ポートとを接続し且つ陰圧
入力ポートと大気開放ポートとを接続することにより、
大気開放ポートから外気が取り込まれ、陰圧入力ポート
を介して空気圧発生源に外気が供給される。また、取り
込まれた外気が陽圧入力ポートを介して出力ポートから
陽圧として出力される。

【００１８】そして、切り替え部材が、陽圧入力ポート
と大気開放ポートとを接続し且つ陰圧入力ポートと出力
ポートとを接続する接続状態に切り替えられると、出力
ポートで気体の吸引が行われる。さらに、取り込まれた
気体は、陰圧入力ポートを介して空気圧発生源に吸引さ
れ、陽圧入力ポート及び大気開放ポートを介してそのま
ま大気中に排出される。

【００１９】切り替え部材は、駆動機構により上述の接
続状態を連続的に繰り返すため、出力ポートでは、吸排
気が連続して行われ、振動空気圧が発生する。

【００２０】ここで、上記発明にあっては、切り替え部
材が、陽圧入力ポートと出力ポートとを接続し且つ陰圧
入力ポートと大気開放ポートとを接続する際に、当該陰
圧入力ポートと大気開放ポートとの接続を陽圧入力ポー
トと出力ポートの接続よりも、幾分先に開始することに
より、空気圧供給源へ供給される大気の供給が早くに行
われ、当該空気圧供給源から供給された陽圧気体が出力
ポートと陽圧入力ポートとの接続によって即時に出力さ
れる。

【００２１】ここで、上述の切り替え部材を筐体に回転
自在に装備された円柱体で構成すると共に、駆動機構が
切り替え部材に対して一定の回転方向に回転動作の付勢
を行い、切り替え部材の一方の端面に陽圧入力ポートが
面し、他方の端面に陰圧入力ポートが面し、その外周面
にその中心軸を挟んで出力ポートと大気開放ポートとが
面する配置とし、切り替え部材に、その一方の端面から
外周面にかけて連通する第１の流路を設けると共に、他
方の端面から外周面の第１の流路とは反対側の部分にか
けて連通する第２の流路を設け、第１の流路が出力ポー
トと正対する際に、第２の流路が大気開放ポートよりも
幾分回転方向上流側となるように、第２の流路又は大気
開放ポートを位置設定する構成としても良い。また、切
り替え部材を筐体に回転自在に装備された回転体で構成
すると共に、駆動機構が切り替え部材に対して一定の回
転方向に回転動作の付勢を行い、切り替え部材に、陽圧
入力ポートと出力ポートとを連通するための第３の流路
と、陽圧入力ポートと大気開放ポートとを連通するため
の第４の流路と、陰圧入力ポートと出力ポートとを連通
するための第５の流路と、陰圧入力ポートと大気開放ポ
ートとを連通するための第６の流路とを設け、切り替え
部材が第１の回転角度の時に第４の流路と第５の流路と
が連通し、切り替え部材が第２の回転角度の時に第６の
流路が連通し、切り替え部材が第３の回転角度の時に第
３の流路が連通する場合に、第１の回転角度から第２の
回転角度までの角度差を、第１の回転角度から第３の回
転角度までの角度差よりも幾分小さく設定する構成とし
ても良い。

【００２２】また、切り替え部材を筐体に回転自在に装
備された回転円板で構成すると共に、駆動機構が切り替
え部材に対して一定の回転方向に回転動作の付勢を行
い、回転円板の一方の平面に面した状態で、回転円板よ
りも小さい円を境界として別々に出力ポートと大気開放
ポートとを配置し、回転円板の他方の平面に面した状態
で、回転円板の一直径を境界として別々に陽圧入力ポー
トと陰圧入力ポートとを配置し、回転円板の二つの直径
に挟まれてなる二つの領域の内，一方の領域の円を境界
として外側となる部分に貫通穴を設けると共に、他方の
領域の円を境界として内側となる部分に貫通穴を設け、
各貫通穴の内，大気開放ポートに面する貫通穴の回転方
向上流側となる端部を、他方の貫通穴の回転方向上流側
端部の回転軸を挟んで対称となる位置よりも、回転方向
上流側に幾分延設するという構成を採っても良い。

【００２３】さらに、切り替え部材を筐体に回転自在に
装備された回転円板で構成すると共に、駆動機構が切り
替え部材に対して一定の回転方向に回転動作の付勢を行
い、回転円板の一方の平面に面した状態で、回転円板よ
りも小さい円を境界として別々に陽圧入力ポートと陰圧
入力ポートとを配置し、回転円板の他方の平面に面した
状態で、回転円板の一直径を境界として別々に出力ポー
トと大気開放ポートとを配置し、回転円板の二つの直径
に挟まれてなる二つの領域の内，一方の領域の円を境界
として外側となる部分に貫通穴を設けると共に、他方の
領域の円を境界として内側となる部分に貫通穴を設け、
各貫通穴の内，陰圧入力ポートに面する貫通穴の回転方
向上流側となる端部を、他方の貫通穴の回転方向上流側
端部の回転軸を挟んで対称となる位置よりも、回転方向
上流側に幾分延設するという構成を採っても良い。

【００２４】さらに、大気開放ポートを二つ装備し、一
方を陽圧入力ポートとの接続用とし、他方を陰圧入力ポ
ートとの接続用とする構成としても良い。

【００２５】本願発明は、以上のように作用し、これに
より、前述した目的を達成しようとするものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１乃至図
２３に基づいて説明する。この実施形態では、患者Ｐに
対し酸素吸入と呼気排出を行う高頻度振動換気法（ＨＦ
Ｏ）の人工呼吸器１２に振動空気圧発生機構２０を装備
した例を示す。 人工呼吸器１２は、酸素供給源として
の吸気導入部６２と、陽圧及び陰圧の両方の空気圧を同
時に発生するブロワ５２（空気圧発生源）と、ブロワ５
２で発生した陽圧又は陰圧を交互に選択して所定の振動
空気圧に変換する振動空気圧発生機構２０と、振動空気
圧発生機構２０からの振動空気圧に付勢されて作動し，
吸気導入部６２から患者Ｐに供給される酸素（厳密には
空気と混合された酸素）に振動空気圧を付勢するダイヤ
フラム機構５６と、酸素を患者Ｐに供給すると共に呼気
を排出する管路とを備えている。

【００２７】上述の吸気導入部６２は、外気と予め準備
された酸素とを吸入し混合するブレンダ６２１と、ブレ
ンダ６２１から送り出される空気を加湿する加湿器６２
２とから構成されている。加湿器６２２には、加湿器６
２２を経た吸気を患者Ｐへ供給する吸気管６２３が接続
されている。吸気管６２３には、ダイヤフラム機構５６
の被加圧室５６３が連通されるとともに、その末端で三
方分岐管７を介して患者Ｐに至る末端吸気管６０５に接
続されている。この末端吸気管６０５の途中には、患者
Ｐの吸気状態を検出する圧力センサ６２４が取り付けら
れている。また、三方分岐管７には、下方に延設された
呼気の排出を行うための排気管６０４が装備されてい
る。

【００２８】ダイヤフラム機構５６は、加圧室５６２及
び被加圧室５６３と、加圧室５６２と被加圧室５６３と
の間を仕切るとともに伸縮自在の部材で形成されたダイ
ヤフラム５６１とを備えている。加圧室５６２は振動空
気圧管５４６を介して振動空気圧発生機構２０が装備さ
れている。

【００２９】さらに、この振動空気圧発生機構２０は、
陽圧管５２１及び陰圧管５２２を介してブロワ５２と接
続されている。このブロワ５２は、陰圧管５２２から空
気を吸入し、その空気を陽圧管５２１から吐出する。

【００３０】ここで、図２乃至図１２に基づいて、振動
空気圧発生機構２０について詳説する。図２は、振動空
気圧発生機構２０の後述する回転軸に沿った断面図であ
り、図３（Ａ）は図２中のＳ−Ｓ線に沿った断面図，図
３（Ｂ）はＴ−Ｔ線に沿った断面図を示している。

【００３１】この振動空気圧発生機構２０は、所定の内
部空間を有する筐体２１と、筐体２１の内部空間に回転
自在に装備された円柱状の切り替え部材２２と、この切
り替え部材２２に回転力を付勢する駆動機構２３とを備
えている。

【００３２】筐体２１は、切り替え部材２２の外径より
もわずかに大きな内径の筒状体２１１と、筒状体２１１
の両端部を閉塞する蓋体２１２と、後述する各ポートが
形成される配管接続体２１３とを備えている。上記切り
替え部材２２は、各蓋体２１２に軸受けを介して装備さ
れた回転軸２２１に軸支されて筒状体２１１の中央部に
配設されている。

【００３３】さらに、筐体２１には、前述の陽圧管５２
１が接続される陽圧入力ポート２１４と陰圧管５２２が
接続される陰圧入力ポート２１５と大気中に開放された
大気開放ポート２１６と前述した振動空気圧管５４６を
介してダイヤフラム機構５６に振動空気圧を出力する出
力ポート２１７が設けられている。

【００３４】陽圧入力ポート２１４と陰圧入力ポート２
１５とは、筐体２１の両端部を貫通して形成され、切り
替え部材２２の両端面にそれぞれ連通している。また、
出力ポート２１７及び大気開放ポート２１６は、筒状体
２１１の中央部を貫通して形成されており、いずれも切
り替え部材２２の外周面に面している。また、これらの
出力ポート２１７及び大気開放ポート２１６は、回転軸
２２１を挟んで対称となる位置に設けられている。

【００３５】切り替え部材２２は、その中心に回転軸２
２１が挿通され、ピンにより当該回転軸２２１と一体的
に回転する構造となっている。切り替え部材２２には、
各端面からその外周面にかけてそれぞれ切り欠きが設け
られている。これら各切り欠きは、回転軸２２１を中心
に１８０度の範囲（図３参照）で外周面を切り欠いてお
り、各切り欠きは、回転軸２２１を挟んで互いに反対側
に位置している。

【００３６】各切り欠きは、当該切り替え部材２２の回
転により出力ポート２１７と大気開放ポート２１６とに
選択的に直面することとなる。このため、切り替え部材
２２の陽圧入力ポート２１４と連通する端面から外周面
にかけて形成された切り欠きは、陽圧入力ポート２１４
から出力ポート２１７又は大気開放ポート２１６を選択
的に連通する第１の流路２１８を形成する。また、同様
にして、切り替え部材２２の陰圧入力ポート２１５と連
通する端面から外周面にかけて形成された切り欠きは、
陰圧入力ポート２１５から出力ポート２１７又は大気開
放ポート２１６を選択的に連通する第２の流路２１９を
形成する。

【００３７】上記切り替え部材２２は、これら各流路２
１８，２１９を備えるため、その回転動作の付勢によっ
て、陽圧入力ポート２１４と出力ポート２１７とを接続
し且つ陰圧入力ポート２１５と大気開放ポート２１６と
を接続する第１の接続状態と、陽圧入力ポート２１４と
大気開放ポート２１６とを接続し且つ陰圧入力ポート２
１５と出力ポート２１７とを接続する第２の接続状態と
を選択的に切り替えることが可能である。

【００３８】駆動機構２３は、筐体２１の端部に併設さ
れ、当該筐体２１の外部に露出した回転軸２２１の一端
部と係合している。即ち、この駆動機構２３は、駆動モ
ータとその回転数を減じて回転軸に伝達する減速歯車機
構とから構成されている。人工呼吸器１２は、周波数15
[Hz]の振動空気圧の発生を要求するため、この駆動機構
２３では、900[rpm]の回転数で回転軸２２１に回転動作
を付勢する。また、この駆動機構２３では、図３に示す
常時一定方向Ｚに切り替え部材２２を回転させる。

【００３９】さらに、この振動空気圧発生機構２０は、
図３に示すように、大気開放ポート２１６の切り替え部
材２２の外周面が通過する方向に沿った幅が、出力ポー
ト２１７の幅よりも大きく設定されていることを特徴と
している。

【００４０】このため、切り替え部材２２の回転時にお
いて、第１の流路２１８が出力ポート２１７との接続を
開始する位置にあるときに、第２の流路２１９が大気開
放ポート２１６との接続を開始する位置よりも幾分回転
方向上流側となる。これは、換言すると、切り替え部材
２２の回転により、第１の流路２１８が陽圧入力ポート
２１４と出力ポート２１７とを連通し且つ第２の流路２
１９が陰圧入力ポート２１５と大気開放ポート２１６と
を連通する際に、陰圧入力ポート２１５と大気開放ポー
ト２１６との連通が陽圧入力ポート２１４と出力ポート
２１７との連通よりも幾分先に開始することを意味して
いる。

【００４１】図４を参照して説明すると、切り替え部材
２２の回転により、第１の流路２１８の上流側端部が出
力ポート２１７の直前に位置するとき、第２の流路２１
９の上流側端部は、回転角度ａだけ先行して、大気開放
ポート２１７に到達している。この先行する回転角度ａ
は、１0〜50［°］が望ましい。

【００４２】図３乃至図１０は、切り替え部材２２の回
転に応じて生じる各ポートへの気体の流れを順番に示し
ている。特に、各図（Ａ）は第１の流路２１８に生じる
気体の流れを示し、各図（Ｂ）は第２の流路２１９に生
じる気体の流れを示している。各図中の矢印Ｕは、陽圧
入力ポート２１４から振動空気圧発生機構２０に流入す
る気体の流れであり、各図中の矢印Ｄは、陰圧入力ポー
ト２１５から振動空気圧発生機構２０から吸引される気
体の流れを示している。

【００４３】図３乃至図１０を参照して振動空気圧発生
機構２０の動作を説明すると、切り替え部材２２が、第
１の流路２１８によって陽圧入力ポート２１４と出力ポ
ート２１７とを接続し、また、第２の流路２１９が、陰
圧入力ポート２１５と大気開放ポート２１６とを接続す
ることにより（図５〜図８）、大気開放ポート２１６か
ら外気が取り込まれ、陰圧入力ポート２１５を介してブ
ロワ５２に外気が供給される。また、取り込まれた外気
が陽圧入力ポート２１４を介して出力ポート２１７から
陽圧としてダイヤフラム機構５６に出力される。

【００４４】そして、切り替え部材２２の回転により、
第１の流路２１８が、陽圧入力ポート２１４と大気開放
ポート２１６とを接続し、また、第２の流路２１９が、
陰圧入力ポート２１５と出力ポート２１７とを接続する
と（図９〜図１０，図３〜図４）、出力ポート２１７で
ダイヤフラム機構５６から気体の吸引が行われる。さら
に、取り込まれた気体は、陰圧入力ポート２１５を介し
てブロワ５２に吸引され、陽圧入力ポート２１４及び大
気開放ポート２１６を介してそのまま大気中に排出され
る。

【００４５】切り替え部材２２は、駆動機構２３により
上述の接続状態を連続的に繰り返すため、出力ポート２
１７では、吸排気が連続して行われ、ダイヤフラム機構
５６に振動空気圧を付勢する。

【００４６】上記振動空気圧の発生行程中にあっては、
切り替え部材２２の第１の流路２１８により、陽圧入力
ポート２１４と出力ポート２１７との接続が開始される
時点で、第２の流路２１９により、陰圧入力ポート２１
５と大気開放ポート２１６との接続が先行して開始され
ている（図４）。従って、ブロワ５２へ供給される外気
の取り込みが先行して行われ、かかる取り込まれた外気
が当該ブロワ５２内で循環し、陽圧入力ポート２１４が
出力ポート２１７と接続される時点で、ダイヤフラム機
構５６への陽圧の付勢が迅速に行われる。

【００４７】従って、従来の振動空気圧発生機構で生じ
ていた、大気開放ポートから取り込まれた外気がブロワ
内を循環し出力ポートに到達するまでのタイムロスを抑
制することができ、ブロワの大型化を図るまでもなく、
振動空気圧の特に陽圧を高く維持することができ、振動
振幅の増大化を図ることが可能となる。

【００４８】上述の振動空気圧発生機構２０と図２４に
示した従来の振動空気圧発生機構１００との比較試験の
結果を図１１及び図１２に示す。図１１は、振動空気圧
発生機構２０における振動空気圧の圧力変化を示し、図
１２は、従来の振動空気圧発生機構１００における振動
空気圧の圧力変化を示す。これらの試験結果から分かる
ように、本実施形態たる振動空気圧発生機構２０は、従
来の振動空気圧発生機構と比較して、陽圧が上記高く出
力されており、また、常時振動振幅が大きくなっている
ことが明確に示されている。

【００４９】ここで、上記振動空気圧発生機構２０で
は、大気開放ポート２１６の幅を出力ポート２１７の幅
よりも広く設定して陰圧入力ポート２１５と大気開放ポ
ート２１６の接続タイミングを陽圧入力ポート２１４と
出力ポート２１７との接続タイミングよりも先行させて
いるが、第１の流路２１８又は第２の流路２１９の配
置，幅等の変更より同様のことを行っても良い。以下に
その一例を示す。

【００５０】図１３乃至図１８は、出力ポート２１７Ａ
及び大気開放ポート２１６Ａについて、直面する切り替
え部材２２Ａの回転方向における幅を互いに等しく設定
し、さらに、切り替え部材２２Ａの外周面上における第
１の流路２１８Ａ及び第２の流路２１９Ａの上流側端部
の各位置を適宜に設定することにより上記振動空気圧発
生機構２０と同様に機構する振動空気圧発生機構２０Ａ
の断面図を示している。各図（Ａ）は第１の流路２１８
Ａの断面図を示し、各図（Ｂ）は第２の流路２１９Ａの
断面図を示している。

【００５１】即ち、図１４（Ａ）に示すように、第１の
流路２１８Ａの回転方向上流側の端部が出力ポート２１
７Ａの下流側端と同位置にあるときに、図１４（Ｂ）に
示すように、第２の流路２１９Ａの回転方向上流側の端
部は、大気開放ポート２１６Ａの下流側端部よりも、回
転軸２２を基準とする角度ａだけ上流側に位置するよう
に、各流路の相対的な位置関係又は回転方向幅が設定さ
れている。

【００５２】図１３乃至図１８を参照して振動空気圧発
生機構２０の動作を説明すると、切り替え部材２２Ａ
が、第１の流路２１８Ａによって陽圧入力ポート２１４
と出力ポート２１７Ａとを接続し、また、第２の流路２
１９Ａが、陰圧入力ポート２１５と大気開放ポート２１
６Ａとを接続することにより（図１５〜図１８）、大気
開放ポート２１６Ａから外気が取り込まれ、陰圧入力ポ
ート２１５を介してブロワ５２に外気が供給される。ま
た、取り込まれた外気が陽圧入力ポート２１４を介して
出力ポート２１７Ａから陽圧としてダイヤフラム機構５
６に出力される。

【００５３】そして、切り替え部材２２の回転により、
第１の流路２１８Ａが、陽圧入力ポート２１４と大気開
放ポート２１６Ａとを接続し、また、第２の流路２１９
Ａが、陰圧入力ポート２１５と出力ポート２１７Ａとを
接続すると（図１８，図１３〜図１５）、出力ポート２
１７Ａでダイヤフラム機構５６から気体の吸引が行われ
る。さらに、取り込まれた気体は、陰圧入力ポート２１
５を介してブロワ５２に吸引され、陽圧入力ポート２１
４及び大気開放ポート２１６Ａを介してそのまま大気中
に排出される。

【００５４】前述の如く、切り替え部材２２の第１の流
路２１８Ａにより、陽圧入力ポート２１４と出力ポート
２１７Ａとの接続が開始される時点で、第２の流路２１
９Ａにより、陰圧入力ポート２１５と大気開放ポート２
１６Ａとの接続が先行して開始されている（図１４）。
従って、振動空気圧発生機構２０と同様に、振動空気圧
の特に陽圧を高く維持することができ、振動振幅の増大
化を図ることが可能となる。

【００５５】また、図１９に示すように、前述した振動
空気圧発生機構２０の筐体２１には、陽圧入力ポート２
１４との接続用の大気開放ポート２１６ａと陰圧入力ポ
ート２１５との接続用の大気開放ポート２１６ｂとをそ
れぞれ設けても良い。ブロワ５２から排出される陽圧気
体は、圧縮されて出力されるため、高温化していること
がある。図２に示すように大気開放ポート２１６が一つ
の場合には、ブロワ５２から陽圧入力ポート２１４を介
して大気開放ポート２１６まで到達した高温化した陽圧
気体が、切り替え部材２２の回転角度によっては、当該
大気開放ポート２１６から陰圧入力ポート２１５に吸引
され、ブロワ５２まで再び送られてしまう可能性があ
る。

【００５６】取り込まれた気体が高温の場合、ブロワ５
２内では、軸受け等の内部部品に劣化を生じやすくな
り、短寿命化する恐れがあった。そこで、図１９のよう
に、各入力ポート２１４，２１５ごとに個別に対応する
大気開放ポート２１６ａ，２１６ｂを設けることによ
り、陽圧入力ポート２１４から供給された陽圧気体が、
大気開放ポートを介して陰圧入力ポート２１５に吸引さ
れる不都合を防止している。従って、二つの大気開放ポ
ート２１６ａ，２１６ｂを設けることにより、ブロワ５
２への高温気体の供給を有効に防止し、当該ブロワ５２
の長寿命化を図ることが可能となる。

【００５７】次に、人工呼吸器１２の全体動作を説明す
る。吸気導入部６２から吸気（酸素）の供給が開始さ
れ、ブロワ５２が駆動を開始する。ブロワ５２から発生
した陽圧と 陰圧とは、振動空気圧発生機構２０で振動
空気圧となり、ダイヤフラム機構５６に伝達される。ダ
イヤフラム機構５６では、振動空気圧の周期によってダ
イヤフラム５６１が振動し、ダイヤフラム５６１の振動
が吸気管６２３内の圧力を変化させる。従って、吸気管
６２３内を通過する吸気は振動空気圧を受け、これによ
って、自発呼吸していない状態にあっても、患者の肺の
内部まで到達し、吸気中の酸素が肺に浸透する。また、
供給される吸気とは振動状態で患者の肺に到達する。ま
た、肺から生じる二酸化炭素を含んだ呼気は、吸気とは
逆方向に末端吸気管６０５内を進行し、排気管６０４か
ら排出される。このとき、同一の末端吸気管内を吸気と
呼気とが逆方向に進行するのは、三方分岐管７が、末端
吸気管６０５内を吸気の通過する領域と呼気の通過する
領域とに二分するガイドとしての機能を備えているため
である。

【００５８】上記人工呼吸器１２では、前述した振動空
気圧発生機構２０を備えているため、従来よりも大きな
圧力振動振幅で振動空気圧を受けて吸気を供給すること
ができるため、換気量の増量を図ることが可能となる。
また、ブロワの大型化を図る必要がないため、消費電力
及びコストの低減、装置の小型化を図ることが可能であ
る。

【００５９】図２０及び図２１に、他の振動空気圧発生
機構２０Ｂの例を示す。

【００６０】この振動空気圧発生機構２０Ｂは、陽圧入
力ポート２１４Ｂと陰圧入力ポート２１５Ｂと大気開放
ポート２１６Ｂａ，２１６Ｂｂと出力ポート２１７Ｂと
を備える筐体２１Ｂと、筐体２１Ｂに回転自在に装備さ
れた回転体で構成された切り替え部材２２Ｂと、この切
り替え部材２２Ｂを回転駆動する前述した駆動機構２３
と同構造の駆動機構（図示略）と、を備えている。

【００６１】各ポートは、前述した振動空気圧発生機構
２０の各ポートと同様に機能するものだが、大気開放ポ
ートについては、陽圧入力ポート２１４Ｂとの接続用
（２１６Ｂａ）と陰圧入力ポート２１５Ｂとの接続用
（２１６Ｂｂ）の二つが設けられている。

【００６２】筐体２１Ｂは、両端が閉塞された筒状体で
あり、その中心を通って、切り替え部材２２Ｂを軸支す
る回転軸２２１Ｂが回転自在に装備されている。筐体２
１Ｂの内径は、切り替え部材２２Ｂの外径よりもわずか
に大きく設定され、筐体２１Ｂ内部での切り替え部材２
２Ｂの円滑な回転を図っている。

【００６３】筐体２１Ｂの外周面上であって図２０にお
ける上部には、回転軸２２１Ｂと平行な方向に沿ってほ
ぼ均等な間隔で四つの貫通穴が形成されている。これら
の内、真ん中の二つは、出力ポート２１７Ｂを構成する
貫通穴２１７Ｂａ，２１７Ｂｂである。左のものは、陰
圧入力ポート２１５Ｂに対応する大気開放ポート２１６
Ｂｂであり、右のものは、陽圧入力ポート２１４Ｂに対
応する大気開放ポート２１６Ｂａである。

【００６４】また、同様にして、筐体２１Ｂの外周面上
における回転軸２２１Ｂを挟んで反対側となる部分に
も、回転軸２２１Ｂと平行な方向に沿ってほぼ均等な間
隔で四つの貫通穴が形成されている。これらの内、左側
の二つは、陰圧入力ポート２１５Ｂを構成する貫通穴２
１５Ｂａ，２１５Ｂｂである。右側の二つは、陽圧入力
ポート２１４Ｂを構成する貫通穴２１４Ｂａ，２１４Ｂ
ｂである。

【００６５】一方、切り替え部材２２Ｂは、陽圧入力ポ
ート２１４Ｂの貫通穴２１４Ｂｂと出力ポート２１７Ｂ
の貫通穴２１７Ｂａとを連通するための第３の流路２９
３Ｂと、陽圧入力ポート２１４Ｂの貫通穴２１４Ｂａと
大気開放ポート２１６Ｂａとを連通するための第４の流
路２９４Ｂと、陰圧入力ポート２１５Ｂを構成する貫通
穴２１５Ｂａと出力ポート２１７Ｂを構成する貫通穴２
１７Ｂｂとを連通するための第５の流路２９５Ｂと、陰
圧入力ポート２１５Ｂを構成する貫通穴２１５Ｂｂと大
気開放ポート２１６Ｂｂとを連通するための第６の流路
２９６Ｂとを有している。なお、切り替え部材２２Ｂに
設けられた各貫通穴と筐体２１Ｂに設けられた各貫通穴
とは、いずれも、回転軸２２１Ｂを中心として、同一の
開き角度で形成されている。

【００６６】即ち、切り替え部材２２Ｂは、回転軸２２
１Ｂの方向に沿って内部が四つの部屋に仕切られた中空
体である。そして、各部屋の周面上には、それぞれ回転
軸２２１Ｂを中心とする円の別個の直径の両端部に、そ
れぞれ貫通穴が設けられている。これにより、各部屋が
上記各流路２９３Ｂ、２９４Ｂ、２９５Ｂ、２９６Ｂと
して機能する。

【００６７】即ち、各部屋は、左から順番に第６の流路
２９６Ｂ，第５の流路２９５Ｂ，第３の流路２９３Ｂ，
第４の流路２９４Ｂを構成している。この場合、第４の
流路２９４Ｂと第５の流路２９５Ｂとは、それぞれ同方
向の直径の両端部に各貫通穴が位置しており、かかる直
径の方向を第１の回転角度とする。第６の流路２９６Ｂ
は、他の直径の両端部に各貫通穴が位置しており、かか
る直径の方向を第２の回転角度とする。第３の流路２９
３Ｂは、さらに他の直径の両端部に各貫通穴が位置して
おり、かかる直径の方向を第３の回転角度とする。図２
１は、切り替え部材２２Ｂがある回転角度にあるときの
各流路の２９３Ｂ，２９４Ｂ，２９５Ｂ，２９６Ｂの下
区間通穴の配置を示している。

【００６８】このとき、第１の回転角度と第３の回転角
度との角度差は、直角であり、第１の回転角度と第２の
回転角度との角度差は、直角よりも小さくなる。第２の
回転角度と第３の回転角度との角度差は、図２１（Ｂ）
中でａで示される（ａ＝10〜50°）。

【００６９】これにより、切り替え部材２２Ｂが回転駆
動され、第１の回転角度となる時に第４の流路２９４Ｂ
と第５の流路２９５Ｂとが連通し、切り替え部材２２Ｂ
が第２の回転角となる時に第６の流路２９６Ｂが連通
し、切り替え部材２２Ｂが第３の回転角度となる時に第
３の流路２９３Ｂが連通する。

【００７０】これにより、切り替え部材２２Ｂの第３の
流路２９３Ｂにより、陽圧入力ポート２１４Ｂと出力ポ
ート２１７Ｂとの接続が開始される時点で、第６の流路
２９６Ｂにより、陰圧入力ポート２１５Ｂと大気開放ポ
ート２１６Ｂｂとの接続が先行して開始される。従っ
て、振動空気圧発生機構２０と同様に、振動空気圧の特
に陽圧を高く維持することができ、振動振幅の増大化を
図ることが可能となる。

【００７１】図２２及び図２３に、他の振動空気圧発生
機構２０Ｃの例を示す。

【００７２】この振動空気圧発生機構２０Ｃは、陽圧入
力ポート２１４Ｃと陰圧入力ポート２１５Ｃと大気開放
ポート２１６Ｃと出力ポート２１７Ｃとを備える筐体２
１Ｃと、筐体２１Ｃに回転自在に装備された回転円板で
構成された切り替え部材２２Ｃと、この切り替え部材２
２Ｃを回転駆動する前述した駆動機構２３と同構造の駆
動機構２３Ｃと、を備えている。

【００７３】各ポートは、前述した振動空気圧発生機構
２０の各ポートと同様に機能するものである。

【００７４】筐体２１Ｃの内部は、回転円板２２Ｃによ
り上下に仕切られており、上側に大気開放ポート２１６
Ｃと出力ポート２１７Ｃとが配置されている。また、下
側には陽圧入力ポート２１４Ｃと陰圧入力ポート２１５
Ｃとが配置されている。

【００７５】ここで、図２３（Ａ）は図２２におけるＬ
−Ｌ線に沿った断面図であり、図２３（Ｂ）はＭ−Ｍ線
に沿った断面図であり（図中，回転円板の図示は省略し
ている）、図２３（Ｃ）はＮ−Ｎ線から見た回転円板２
２Ｃを示す。図２３（Ａ）から分かるように、筐体２１
Ｃ内部における上側部分で、断面が、回転軸２２１Ｃを
中心とする回転円板２２Ｂよりも小さい径の円である周
壁２８１Ｃで仕切られている。そして、かかる周壁２８
１Ｃの外側領域を大気開放ポート２１６Ｃとし、内側領
域を出力ポート２１７Ｃとしている。

【００７６】また、図２３（Ｂ）から分かるように、筐
体２１Ｃ内部における下側部分で、回転軸２２１Ｃを中
心とする円のある直径に沿って仕切られている。そし
て、かかる直径の左側領域を陽圧入力ポート２１４Ｃと
し、右側領域を陰圧入力ポート２１５Ｃとしている。さ
らに、各ポート２１４Ｃ，２１５Ｃは、回転円板２２Ｃ
の手前で筐体２１Ｃの内部壁面２８２Ｃで仕切られてい
る。

【００７７】そして、陽圧入力ポート２１４Ｃ内部であ
って内部壁面２８２上の周壁２８１Ｃよりも内側となる
部分に出力ポート２１７Ｃと連通するための貫通穴２８
３Ｃが設けられており、外側となる部分に大気開放ポー
ト２１６Ｃと連通するための貫通穴２８４Ｃが設けられ
ている。

【００７８】また、陰圧入力ポート２１５Ｃ内部であっ
て内部壁面２８２上の周壁２８１Ｃよりも内側となる部
分に出力ポート２１７Ｃと連通するための貫通穴２８３
Ｃが設けられており、外側となる部分に大気開放ポート
２１６Ｃと連通するための貫通穴２８４Ｃが設けられて
いる。

【００７９】さらに、図２３（Ｃ）から分かるように、
回転円板２２Ｃ上には、回転軸２２１Ｃを挟んで互いに
反対側となる位置に、貫通穴２８７Ｃ，２８８Ｃとが形
成されている。一方の貫通穴２８７は、前述した周壁２
８１Ｃの内側であって陽圧入力ポート２１４Ｃの貫通穴
２８３Ｃ又は陰圧入力ポート２１５Ｃの貫通穴２８５Ｃ
と連通可能な位置に形成されている。また、他方の貫通
穴２８８Ｃは、前述した周壁２８１Ｃの外側であって陽
圧入力ポート２１４Ｃの貫通穴２８４Ｃ又は陰圧入力ポ
ート２１５Ｃの貫通穴２８６Ｃと連通可能な位置に形成
されている。

【００８０】従って、これら回転円板２２Ｃの貫通穴２
８７Ｃは常時，出力ポート２１７Ｃと直面した状態とな
り、また、貫通穴２８８Ｃは常時，大気開放ポート２１
６Ｃと直面した状態となる。また、回転円板２２Ｂの回
転により、各貫通穴２８７Ｃ，２８８Ｃは、陽圧入力ポ
ート２１４Ｃと陰圧入力ポート２１５Ｃとに、入れ替わ
りで直面することとなる。

【００８１】従って、回転円板２２Ｃの回転により、陽
圧入力ポート２１４Ｃと陰圧入力ポート２１５Ｃとは、
それぞれ入れ替わりで大気開放ポート２１６Ｃと出力ポ
ート２１７Ｃとに連通することとなり、出力ポート２１
７Ｃからは、振動空気圧が発生することとなる。

【００８２】さらに、この振動空気圧発生機構２０Ｃで
は、回転円板２２Ｃの貫通穴２８８Ｃの回転方向上流側
端部を貫通穴２８７Ｃの回転方向上流側端部の回転軸を
挟んで対称となる位置よりも、回転軸２２１Ｃを中心と
する角度ａ（ａ＝10〜50°）だけ、回転方向上流側に幾
分延設している。このため、貫通穴２８７Ｃにより、陽
圧入力ポート２１４Ｃと出力ポート２１７Ｃとの接続が
開始される時点で、貫通穴２８８Ｃにより、陰圧入力ポ
ート２１５Ｃと大気開放ポート２１６Ｃとの接続が先行
して開始される。従って、振動空気圧発生機構２０と同
様に、振動空気圧の特に陽圧を高く維持することがで
き、振動振幅の増大化を図ることが可能となる。

【００８３】ここで、上記振動空気圧発生機構２０Ｃ
の、筐体２１Ｃの周壁２８１Ｃに仕切った各領域をそれ
ぞれ出力ポート２１７Ｃと大気開放ポート２１６Ｃとし
たが、これらにそれぞれ陽圧入力ポート２１４Ｃと大気
開放ポート２１５Ｃとを配置し、一直径で仕切った各領
域にそれぞれ大気開放ポート２１６Ｃ及び陰圧入力ポー
ト２１７Ｃを配置しても良い。

【００８４】また、周壁２１８Ｃの内側を大気開放ポー
ト２１６Ｃとし、外側を出力ポート２１７Ｃとしても良
く、さらには、陽圧入力ポート２１４Ｃと陰圧入力ポー
ト２１５Ｃの位置を入れ替えても良い。

【００８５】いずれの場合であっても、周壁２１８Ｃで
仕切られた内側と外側の領域であって、陰圧入力ポート
２１５Ｃ又は大気開放ポート２１６Ｃのいずれかが配置
された方に対応する回転円板２２Ｃ上の貫通穴の上流側
端部を、前述した角度ａだけ延設すればよい。

【００８６】

【発明の効果】本発明は、切り替え部材が、陽圧入力ポ
ートと出力ポートとの接続を開始する前に、陰圧入力ポ
ートと大気開放ポートとの接続を先行して行うため、空
気圧発生源へ供給される外気の取り込みが先行して行わ
れ、陽圧入力ポートが出力ポートと接続されるまでに、
かかる取り込まれた外気が当該空気圧発生源内で循環さ
せることができる。

【００８７】従って、従来の振動空気圧発生機構で生じ
ていた、大気開放ポートから取り込まれた外気が空気圧
発生源内を循環し出力ポートに到達するまでのタイムロ
スを抑制することができ、ブロワの大型化を図るまでも
なく、振動空気圧の特に陽圧を高く維持することがで
き、振動振幅の増大化を図ることが可能となる。

【００８８】従って、本発明を人工呼吸器に装備するこ
とにより、従来よりも大きな圧力振動振幅で振動空気圧
を受けて吸気を供給することができるため、換気量の増
量を図ることが可能となる。また、空気圧発生源の大型
化を図る必要がないため、消費電力及びコストの低減、
装置の小型化を図ることが可能である。

【００８９】また、陽圧入力ポートと陰圧入力ポートと
に個別に対応する大気開放ポートを設けることにより、
陽圧入力ポートから供給された陽圧気体が、大気開放ポ
ートを介して陰圧入力ポートに吸引される不都合を防止
している。従って、二つの大気開放ポートを設けること
により、空気圧発生源への高温気体の供給を有効に防止
し、当該空気圧発生源の長寿命化を図ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施形態に係る人工呼吸器を示す構成図
である。

【図２】図１の振動空気圧発生機構の回転軸に沿った断
面図である。

【図３】図３は図２の振動空気圧発生機構の切り替え部
材の回転角度に応じた各流路と気体の流れ状態を示す断
面図であり、図３（Ａ）は図２におけるＳ−Ｓ線に沿っ
た断面図であり、図３（Ｂ）は図２におけるＴ−Ｔ線に
沿った断面図である。

【図４】図３に続く、振動空気圧発生機構の切り替え部
材の回転角度に応じた気体の流れを示す動作説明図であ
り、図４（Ａ）は第１の流路側の流れを示し、図４
（Ｂ）は第２の流路側の流れを示す。

【図５】図４に続く、振動空気圧発生機構の切り替え部
材の回転角度に応じた気体の流れを示す動作説明図であ
り、図５（Ａ）は第１の流路側の流れを示し、図５
（Ｂ）は第２の流路側の流れを示す。

【図６】図５に続く、振動空気圧発生機構の切り替え部
材の回転角度に応じた気体の流れを示す動作説明図であ
り、図６（Ａ）は第１の流路側の流れを示し、図６
（Ｂ）は第２の流路側の流れを示す。

【図７】図６に続く、振動空気圧発生機構の切り替え部
材の回転角度に応じた気体の流れを示す動作説明図であ
り、図７（Ａ）は第１の流路側の流れを示し、図７
（Ｂ）は第２の流路側の流れを示す。

【図８】図７に続く、振動空気圧発生機構の切り替え部
材の回転角度に応じた気体の流れを示す動作説明図であ
り、図８（Ａ）は第１の流路側の流れを示し、図８
（Ｂ）は第２の流路側の流れを示す。

【図９】図８に続く、振動空気圧発生機構の切り替え部
材の回転角度に応じた気体の流れを示す動作説明図であ
り、図９（Ａ）は第１の流路側の流れを示し、図９
（Ｂ）は第２の流路側の流れを示す。

【図１０】図９に続く、振動空気圧発生機構の切り替え
部材の回転角度に応じた気体の流れを示す動作説明図で
あり、図１０（Ａ）は第１の流路側の流れを示し、図１
０（Ｂ）は第２の流路側の流れを示す。

【図１１】本発明の実施形態にかかる振動空気圧発生機
構による振動空気圧の圧力振幅を示す線図である。

【図１２】従来の振動空気圧発生機構による振動空気圧
の圧力振幅を示す線図である。

【図１３】出力ポートと大気開放ポートの幅を等しく設
定し、且つ、各流路の幅を変更した振動空気圧発生機構
の切り替え部材の回転角度に応じた気体の流れを示す動
作説明図であり、図１３（Ａ）は第１の流路側の流れを
示し、図１３（Ｂ）は第２の流路側の流れを示す。

【図１４】図１３に続く、振動空気圧発生機構の切り替
え部材の回転角度に応じた気体の流れを示す動作説明図
であり、図１４（Ａ）は第１の流路側の流れを示し、図
１４（Ｂ）は第２の流路側の流れを示す。

【図１５】図１４に続く、振動空気圧発生機構の切り替
え部材の回転角度に応じた気体の流れを示す動作説明図
であり、図１５（Ａ）は第１の流路側の流れを示し、図
１５（Ｂ）は第２の流路側の流れを示す。

【図１６】図１５に続く、振動空気圧発生機構の切り替
え部材の回転角度に応じた気体の流れを示す動作説明図
であり、図１６（Ａ）は第１の流路側の流れを示し、図
１６（Ｂ）は第２の流路側の流れを示す。

【図１７】図１６に続く、振動空気圧発生機構の切り替
え部材の回転角度に応じた気体の流れを示す動作説明図
であり、図１７（Ａ）は第１の流路側の流れを示し、図
１７（Ｂ）は第２の流路側の流れを示す。

【図１８】図１７に続く、振動空気圧発生機構の切り替
え部材の回転角度に応じた気体の流れを示す動作説明図
であり、図１８（Ａ）は第１の流路側の流れを示し、図
１８（Ｂ）は第２の流路側の流れを示す。

【図１９】図２に示す振動空気圧発生機構に大気開放ポ
ートを二つ設けた例を示す回転軸に沿った断面図であ
る。

【図２０】他の振動空気圧発生機構の回転軸に沿った断
面図である。

【図２１】他の振動空気圧発生機構の回転軸と垂直な面
に沿った断面図であり、図２１（Ａ）は第４又は第５の
流路における断面図であり、図２１（Ｂ）は第６の流路
における断面図であり、図２１（Ｃ）は第３の流路にお
ける断面図である。

【図２２】さらに他の振動空気圧発生機構の回転軸に沿
った断面図である。

【図２３】図２３（Ａ）は図２２におけるＬ−Ｌ線に沿
った断面図であり、図２３（Ｂ）はＭ−Ｍ線に沿った断
面図であり、図２３（Ｃ）はＮ−Ｎ線から見た回転円板
を示す。

【図２４】従来の振動空気圧発生機構の正面方向の断面
図である。

【図２５】図２５は動作時における各流路と気体の流れ
状態を示す断面図であり、図２５（Ａ）は図２４におけ
るＸ−Ｘ線に沿った断面図であり、図２５（Ｂ）は図２
４におけるＹ−Ｙ線に沿った断面図である。

【図２６】図２６（Ａ）は動作時における第１の流路と
気体の流れ状態を示す断面図であり、図２６（Ｂ）は動
作時における第２の流路と気体の流れ状態を示す断面図
である。

【図２７】図２７（Ａ）は動作時における第１の流路と
気体の流れ状態を示す断面図であり、図２７（Ｂ）は動
作時における第２の流路と気体の流れ状態を示す断面図
である。

【図２８】図２８（Ａ）は動作時における第１の流路と
気体の流れ状態を示す断面図であり、図２８（Ｂ）は動
作時における第２の流路と気体の流れ状態を示す断面図
である。

【符号の説明】

１２ 人工呼吸器 ５２ ブロワ（空気圧発生源） ２０ 振動空気圧発生機構 ２１，２１Ｂ，２１Ｃ 筐体 ２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ 切り替え部材 ２３，２３Ｃ 駆動機構 ２１４，２１４Ｂ，２１４Ｃ 陽圧入力ポート ２１５，２１５Ｂ，２１５Ｃ 陰圧入力ポート ２１６，２１６ａ，２１６ｂ，２１６Ａ，２１６Ｂａ，
２１６Ｂｂ，２１６Ｃ大気開放ポート ２１７，２１７Ａ，２１７Ｂ，２１７Ｃ 出力ポート ２１８，２１８Ａ 第１の流路 ２１９，２１９Ａ 第２の流路 ２２１，２２１Ｂ，２２１Ｃ 回転軸 ２８７Ｃ，２８８Ｃ 貫通穴 ２９３Ｂ 第３の流路 ２９４Ｂ 第４の流路 ２９５Ｂ 第５の流路 ２９６Ｂ 第６の流路 Ｚ 一定の回転方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 康仁 神奈川県横浜市都筑区桜並木２番１号 ス ズキ株式会社技術研究所内 (72)発明者 鈴木 克由 神奈川県横浜市都筑区桜並木２番１号 ス ズキ株式会社技術研究所内 (72)発明者 鎌田 賢弘 神奈川県横浜市都筑区桜並木２番１号 ス ズキ株式会社技術研究所内 (72)発明者 大竹 智久 神奈川県横浜市都筑区桜並木２番１号 ス ズキ株式会社技術研究所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽圧及び陰圧の両方の空気圧を同時に発
   生する空気圧発生源と接続され、前記陽圧又は陰圧を交
   互に選択して出力し振動空気圧を発生する振動空気圧発
   生機構であって、 前記空気圧発生源から陽圧を付勢される陽圧入力ポート
   と、前記空気圧発生源から陰圧を付勢される陰圧入力ポ
   ートと、大気中に開放された大気開放ポートと、前記振
   動空気圧を出力する出力ポートとを備える筐体と、 前記陽圧入力ポートと前記出力ポートとを接続し且つ前
   記陰圧入力ポートと前記大気開放ポートとを接続する接
   続状態と、前記陽圧入力ポートと前記大気開放ポートと
   を接続し且つ前記陰圧入力ポートと前記出力ポートとを
   接続する接続状態とを、選択的に切り替える切り替え部
   材と、 前記切り替え部材の切り替え動作を連続的に付勢する駆
   動機構と、を備え、 前記切り替え部材が、前記陽圧入力ポートと前記出力ポ
   ートとを接続し且つ前記陰圧入力ポートと前記大気開放
   ポートとを接続する際に、前記陰圧入力ポートと前記大
   気開放ポートとの接続を前記陽圧入力ポートと前記出力
   ポートとの接続よりも幾分先に開始することを特徴とす
   る振動空気圧発生機構。
2. 【請求項２】 前記切り替え部材を前記筐体に回転自在
   に装備された円柱体で構成すると共に、前記駆動機構が
   前記切り替え部材に対して一定の回転方向に回転動作の
   付勢を行い、 前記切り替え部材の一方の端面に前記陽圧入力ポートが
   面し、他方の端面に前記陰圧入力ポートが面し、その外
   周面にその中心軸を挟んで前記出力ポートと前記大気開
   放ポートとが面する配置とし、 前記切り替え部材に、その一方の端面から外周面にかけ
   て連通する第１の流路を設けると共に、他方の端面から
   外周面の前記第１の流路とは反対側の部分にかけて連通
   する第２の流路を設け、 前記第１の流路が前記出力ポートとの接続を開始される
   位置にあるときに、前記第２の流路は、前記大気開放ポ
   ートとの接続を開始される位置よりも幾分上流側となる
   ように、前記第２の流路又は大気開放ポートを位置設定
   したことを特徴とする請求項１記載の振動空気圧発生機
   構。
3. 【請求項３】 前記切り替え部材を前記筐体に回転自在
   に装備された回転体で構成すると共に、前記駆動機構が
   前記切り替え部材に対して一定の回転方向に回転動作の
   付勢を行い、 前記切り替え部材に、前記陽圧入力ポートと前記出力ポ
   ートとを連通するための第３の流路と、前記陽圧入力ポ
   ートと前記大気開放ポートとを連通するための第４の流
   路と、前記陰圧入力ポートと前記出力ポートとを連通す
   るための第５の流路と、前記陰圧入力ポートと前記大気
   開放ポートとを連通するための第６の流路とを設け、 前記切り替え部材が第１の回転角度の時に前記第４の流
   路と第５の流路とが連通し、 前記切り替え部材が第２の回転角度の時に前記第６の流
   路が連通し、 前記切り替え部材が第３の回転角度の時に前記第３の流
   路が連通する場合に、 前記第１の回転角度から前記第２の回転角度までの角度
   差を、前記第１の回転角度から前記第３の回転角度まで
   の角度差よりも幾分小さく設定したことを特徴とする請
   求項１記載の振動空気圧発生機構。
4. 【請求項４】 前記切り替え部材を前記筐体に回転自在
   に装備された回転円板で構成すると共に、前記駆動機構
   が前記切り替え部材に対して一定の回転方向に回転動作
   の付勢を行い、 前記回転円板の一方の平面に面した状態で、前記回転円
   板よりも小さい円を境界として別々に前記出力ポートと
   大気開放ポートとを配置し、 前記回転円板の他方の平面に面した状態で、前記回転円
   板の一直径を境界として別々に前記陽圧入力ポートと陰
   圧入力ポートとを配置し、 前記回転円板の二つの直径に挟まれてなる二つの領域の
   内，一方の領域の前記円を境界として外側となる部分に
   貫通穴を設けると共に、 他方の領域の前記円を境界として内側となる部分に貫通
   穴を設け、 前記各貫通穴の内，前記大気開放ポートに面する貫通穴
   の回転方向上流側となる端部を、他方の貫通穴の回転方
   向上流側端部の回転軸を挟んで対称となる位置よりも、
   前記回転方向上流側に幾分延設したことを特徴とする請
   求項１記載の振動空気圧発生機構。
5. 【請求項５】 前記切り替え部材を前記筐体に回転自在
   に装備された回転円板で構成すると共に、前記駆動機構
   が前記切り替え部材に対して一定の回転方向に回転動作
   の付勢を行い、 前記回転円板の一方の平面に面した状態で、前記回転円
   板よりも小さい円を境界として別々に前記陽圧入力ポー
   トと陰圧入力ポートとを配置し、 前記回転円板の他方の平面に面した状態で、前記回転円
   板の一直径を境界として別々に前記出力ポートと大気開
   放ポートとを配置し、 前記回転円板の二つの直径に挟まれてなる二つの領域の
   内，一方の領域の前記円を境界として外側となる部分に
   貫通穴を設けると共に、他方の領域の前記円を境界とし
   て内側となる部分に貫通穴を設け、 前記各貫通穴の内，前記陰圧入力ポートに面する貫通穴
   の回転方向上流側となる端部を、他方の貫通穴の回転方
   向上流側端部の回転軸を挟んで対称となる位置よりも、
   前記回転方向上流側に幾分延設したことを特徴とする請
   求項１記載の振動空気圧発生機構。
6. 【請求項６】 前記大気開放ポートを二つ装備し、一方
   を前記陽圧入力ポートとの接続用とし、他方を前記陰圧
   入力ポートとの接続用としたことを特徴とする請求項
   １，２，３，４又は５記載の振動空気圧発生機構。