JP2000176017A - 高頻度人工呼吸器の振動空気圧発生機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動空気圧発生機構の騒音低減及び空気圧発
生源の長寿命化を課題とする。 【解決手段】 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５２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２１に、大気の吸気を行う取り込み口２１６ｂと
余剰な陽圧空気の排気を行う排気口２１６ａとを設け、
取り込み口２１６ｂに生じる騒音の周波数特性に応じた
吸気用サイレンサ８０を取り込み口２１６ｂに装備する
と共に、排気口２１６ａに生じる騒音の周波数特性に応
じた排気用サイレンサ７０を排気口２１６ａに装備す
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】現在、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開発されて
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１２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バルブであり、その
回転により、陽圧入力ポート１０１と出力ポート１０４
とを連結し且つ陰圧入力ポート１０２と大気開放ポート
１０３を連結した状態（図１２（Ａ））から、陰圧入力
ポート１０２と出力ポート１０４とを連結し且つ陽圧入
力ポート１０１と大気開放ポート１０３を連結した状態
（図１２（Ｂ））に切り替えることが可能である。そし
て、これらの接続が繰り返し交互に行われることによ
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１
０４からは、同一周期で大気の吸排気が行われる。

【０００５】さらに、上記振動空気圧発生機構１００で
は、出力ポート１０４は、ダイヤフラム機構に接続され
るため騒音はあまり生じないが、大気開放ポート１０３
は、大気に開放されているので騒音を生じる。このた
め、振動空気圧発生機構１００の大気開放ポート１０３
には、サイレンサ１１０が装備されていた（図１３）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、振動空気圧発生機構１００の大気開放
ポート１０３が一つしかないため、余剰の陽圧空気の排
出と大気の取り込みとがかかる一つの大気開放ポート１
０３により行われていた。従って、サイレンサ１１０も
一つしか装備されていなかった。

【０００７】一方、ブロワからの余剰の陽圧空気による
騒音と、大気の取り込みによる騒音とは、周波数特性
（周波数ごとの音圧レベル）が異なっているため、単一
のサイレンサで、二種類の周波数特性に対応することが
できず、十分な騒音の低減が図れないという不都合があ
った。

【０００８】また、通常、ブロワから供給される陽圧空
気は、圧縮されるために高温となっている。上述のよう
に、大気開放ポート１０３が共用されている場合には、
切り替え部材１０５の切り替え時に、大気開放ポート１
０３付近及びサイレンサ１１０内部で滞留する余剰の陽
圧空気が陰圧入力ポート１０２を介してそのままブロワ
に戻り、当該ブロワの寿命低下を引き起こす可能性があ
った。

【０００９】

【発明の目的】本発明の目的は、空気圧発生源の長寿命
化及び十分な騒音の低減を図り得る高頻度人工呼吸器の
振動空気圧発生機構を提供することにある。

【００１０】

【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振動空気圧を出力す
る高頻度人工呼吸器の振動空気圧発生機構に、大気の吸
気を行う取り込み口と余剰な陽圧空気の排気を行う排気
口とを設け、取り込み口から生じる騒音の周波数特性に
応じた吸気用サイレンサを取り込み口に装備すると共
に、排気口に生じる騒音の周波数特性に応じた排気用サ
イレンサを排気口に装備するという構成を採っている。

【００１１】即ち、高頻度人工呼吸器の振動空気圧発生
機構に、大気の吸気を行う取り込み口と余剰な陽圧空気
の排気を行う排気口とを別個独立で設け、一方に吸気用
サイレンサを、他方に排気用サイレンサを装備すること
により、余剰の陽圧空気の排気される場所と大気の取り
込みを行う場所とを分離することができ、余剰の陽圧空
気がそのまま高頻度人工呼吸器の振動空気圧発生機構に
取り込まれることがない。

【００１２】さらに、排気口と取り込み口とに生じる周
波数特性の異なる騒音に対して、排気用サイレンサと吸
気用サイレンサとで個別に消音を図るので、十分な騒音
の低減が図られる。

【００１３】さらに、吸気用サイレンサとして、吸音材
にて囲まれた大気の通過する流路を形成する吸音流路
と、大気の通過領域に隣接する密閉空間を形成する仕切
りとこの密閉空間と通過領域とを連通する仕切りに設け
られた単一の連通口とを有する共鳴室とを備えるものを
使用しても良い。

【００１４】また、吸気用サイレンサとして、大気が通
過する筒状に形成された防塵用の網目フィルタ部と、こ
れを覆う筒状のカバー部とを有するエアーフィルタを備
えるものを使用しても良い。

【００１５】さらに、吸気用サイレンサとして、その幅
に比べてその長さが十分に長く設定された防音流路を備
えるものを使用しても良い。この場合、この防音流路
を、螺旋状に形成することがより望ましい。

【００１６】また、排気用サイレンサとしては、吸音材
にて囲まれた陽圧空気の通過する流路を形成する吸音流
路と、密閉空間を形成する仕切りとこの仕切りに形成さ
れた陽圧空気の入口と出口とを有する膨張室とを備える
ものを使用しても良い。

【００１７】そして、この排気用サイレンサには、陽圧
空気の通過領域に隣接する密閉空間を形成する仕切りと
この密閉空間と通過領域とを連通する仕切りに設けられ
た単一の連通口とを有する共鳴室を備えるものを使用し
ても良い。

【００１８】上記螺旋流路部材は、気体がその流路を通
過することにより全周波数域に渡って騒音の音圧レベル
を低減しうるものである。

【００１９】上記膨張室は、内部を気体が通過すること
により、ほぼ全域に渡る周波数の騒音の音圧レベルを低
減することを試験により確認している（参照図９
（Ａ））。

【００２０】上記共鳴室は、気体の通過領域に隣接する
密閉空間を形成する仕切りとこの密閉空間と通過領域と
を連通する仕切りに設けられた単一の連通口とを有して
いる。この共鳴室について、通過する気体が連通口を介
して共鳴室と隣接した状態にあっては、当該気体による
騒音の１００[Hz]付近の周波数の低い音の音圧レベルを
低減することを試験により確認している（参照図９
（Ｂ））。

【００２１】上記吸音流路は、吸音材にて大気の通過す
る流路を形成したものであり、かかる吸音流路を気体が
通過することにより、およそ５００[Hz]以上の周波数の
高い音の音圧レベルを低減することを試験により確認し
ている（参照図９（Ｃ））。

【００２２】これらのものを、騒音の周波数特性に応じ
て組み合わせて使用することによって、上記各サイレン
サは、効果的な騒音の低減を図っている。

【００２３】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。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１乃至図
１１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、図１に示すよう
に、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５２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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】上記高頻度人工呼吸器１２に装備された振
動空気圧発生機構２０を略図的に図２に示す。この振動
空気圧発生機構２０は、ブロワ５２から陽圧を付勢され
る陽圧入力ポート２１４とブロワ５２から陰圧を付勢さ
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２１６ａ，２１６ａと振動空気圧を出力する出
力ポート２１７とが形成された筐体２１と、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２１６ｂ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
２１６ａとを接続し且つ陰圧入力ポート２１５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
り替える切り替え部材２２と、この切り替え部材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
ている。

【００２９】上記切り替え部材２２は、筐体２１の内部
において回転自在に装備されたバルブであり、その回転
により、陽圧入力ポート２１４と出力ポート２１７とを
連結し且つ陰圧入力ポート２１５と大気開放ポート２１
６ｂを連結した状態（図２の切り替え部材２２を実線で
示した状態であり、このときの大気及び陽圧空気の流れ
を実線矢印で示す）から、陰圧入力ポート２１５と出力
ポート２１７とを連結し且つ陽圧入力ポート２１４と大
気開放ポート２１６ａを連結した状態（図２の切り替え
部材２２を点線で示した状態であり、このときの大気及
び陽圧空気の流れを点線矢印で示す）に切り替えること
が可能である。そして、これらの接続が繰り返し交互に
行われることにより、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２１７から振動空気圧が発生し、
各大気開放ポート２１６ａ，２１６ｂからは、同一周期
で大気の吸排気が行われる。

【００３０】上述の大気開放ポート２１６ａは、陽圧入
力ポート２１４と接続されることことにより余剰な陽圧
空気の排気を行う排気口として機能し、大気開放ポート
２１６ｂは陰圧入力ポート２１５と接続されることによ
り大気の吸気を行う取り込み口として機能する。

【００３１】そして、図示の如く、大気開放ポート２１
６ａには、ここから生じる騒音の周波数特性に応じた排
気用サイレンサ７０が装備され、大気開放ポート２１６
ｂには、ここから生じる騒音の周波数特性に応じた吸気
用サイレンサ８０が装備される。

【００３２】図３は排気用サイレンサ７０の斜視図、図
４は排気用サイレンサ７０の分解斜視図を示す。この排
気用サイレンサ７０は、第１の膨張室７１と第２の膨張
室７２と吸音流路７３と共鳴室７４とを備えている。図
３では、この排気用サイレンサ７０のおおよその寸法の
一例を表している。即ち、h1=510[mm]、w1=175[mm]であ
る。

【００３３】第１及び第２の膨張室７１，７２は、それ
ぞれ、密閉空間を形成する仕切りとしての容器７１１，
７２１と、この容器７１１，７２１の壁面に形成された
貫通穴である陽圧空気の入口７１２，７２２と、同じく
貫通穴である出口７１３，７２３とを有している。

【００３４】第１の膨張室７１の入口７１２には、挿入
された状態で管状体７１４が装備されている。この管状
体７１４により、容器７１１の内部と外部との連通が図
られている。同様にして、出口７１３には、挿入された
状態で管状体７１５が装備されている。

【００３５】管状体７１４の上流側端部は、大気開放ポ
ート２１６ａに接続されている。また、管状体７１５に
おける容器７１１から外側となる端部は、第２の膨張室
７２の容器７２１の壁面に設けられた貫通穴である入口
７２２に挿入されている。

【００３６】従って、この第１の膨張室７１には、陽圧
空気が入口７１２から容器７１１の内部に侵入し、出口
７１３から第２の膨張室７２に排出される。

【００３７】また、この第１の膨張室７１は、共鳴室７
４と隣接している。この共鳴室７４は、陽圧空気の通過
領域となる第１の膨張室７１の容器７１１に隣接する密
閉空間を形成する仕切りとしての容器７４１と、この容
器７４１の内部を第１の膨張室７１の容器７１１内部と
連通するための単一の連通口７４２とを備えている。

【００３８】そして、第１の膨張室７１の容器７１１に
は、連通口７４２に対応して貫通穴７１６が形成されて
いる。これら連通口７４２と貫通穴７１６に同時に挿入
された状態で管状体７４３が装備されている。従って、
この管状体７４３により、第１の膨張室７１と共鳴室７
４とは、連通した状態となっている。但し、これらは、
単一の管状体７４３によって連通しているため、共鳴室
７４の内部は、第１の膨張室７１のように陽圧空気が通
過するのではなく、侵入した陽圧空気は、内部で滞留す
ることとなる。

【００３９】一方、前述した第２の膨張室７２は、その
出口７２３側で、吸音流路７３と接続されている。従っ
て、第１の膨張室７１から送られてきた陽圧空気は、容
器７２１内部を通過してこの吸音流路７３に流れ込む。
この吸音流路７３は、陽圧空気が通過する配管７３１
と、この配管７３１の周囲を包むように装備された吸音
材７３２と、吸音材７３２を収容する筐体７３３とを有
している。

【００４０】吸音材７３２としては、発泡剤を混入した
樹脂から形成される発泡性の素材（例えば、ポリウレタ
ンのスポンジ，発泡スチロール等）や内部に空気を含み
やすい素材（例えば、綿，層状の布等）が好適である。

【００４１】また、配管７３１は、筐体７３３の上面と
下面から突出しており、その上端部が第２の膨張室７２
の出口７２３に挿入されている。そして、第２の膨張室
７２を通過してきた陽圧空気がさらに配管７３１内を通
過して大気中に排出される。

【００４２】ここで、図７と図８とに排気用サイレンサ
の他の例を示す。図７に示す排気用サイレンサ７０Ａ
は、第１の膨張室７１Ａと第２の膨張室７２Ａと吸音流
路７３Ａとを備え、共鳴室７４がない点で前述の排気用
サイレンサ７０と異なっている。この排気用サイレンサ
７０Ａの各部で上記排気用サイレンサ７０と同一部分は
同符号を付して重複する説明は省略する。

【００４３】細かい点では、第１の膨張室７１Ａの容器
７１１Ａは、その上部が開放されており、第２の膨張室
７２Ａの容器７２１Ａの底面部によって閉塞されてい
る。また、第１の膨張室７１Ａの容器７１１Ａと第２の
膨張室７２Ａの容器７２１Ａとは、筒状体７１５ではな
く、容器７２１Ａに設けられた貫通穴である入口７２２
Ａで連通している。

【００４４】さらに、吸音流路７３Ａには、筐体７３３
がなく、第１の膨張室７１Ａの容器７１１Ａの内部に直
接、配管７３１と吸音材７３２が装備されている。かか
る、排気用サイレンサ７０Ａは、共鳴室７４を有しない
が、その他の構成では、排気用サイレンサ７０とほぼ同
じである。共鳴室７４は、後述するが、80〜200[Hz]程
度の周波数の低い音の音圧レベルを低減する効果を有し
ている。従って、排気の際に生じる騒音が上記周波数で
音圧レベルが高くない場合には、この排気用サイレンサ
７０Ａで十分に騒音の低減を図ることが可能である。

【００４５】次に、図８に示す排気用サイレンサ７０Ｂ
は、第１の膨張室７１Ｂと第２の膨張室７２Ａと吸音流
路７３Ａと共鳴室７４Ｂとから構成される。この排気用
サイレンサ７０Ｂの各部で上記排気用サイレンサ７０，
７０Ａと同一部分は同符号を付して重複する説明は省略
する。

【００４６】細かい点では、第１の膨張室７１Ｂの容器
７１１Ｂは、その上部が開放されており、第２の膨張室
７２Ａの容器７２１Ａの底面部によって閉塞されてい
る。また、第１の膨張室７１Ｂの容器７１１Ｂと第２の
膨張室７２Ａの容器７２１Ａとは、筒状体７１５ではな
く、容器７２１Ａに設けられた貫通穴である入口７２２
Ａで連通している。

【００４７】また、第１の膨張室７１Ｂに隣接する共鳴
室７４Ｂとは、容器７１１Ｂに設けられた貫通穴７１６
Ｂと容器７４１Ｂに設けられた連通口７４２Ｂとにより
連通している。

【００４８】さらに、吸音流路７３Ａには、筐体７３３
がなく、第１の膨張室７１Ａの容器７１１Ａの内部及び
共鳴室７４Ｂの容器７４１Ｂを貫通して配管７３１と吸
音材７３２が装備されている。

【００４９】かかる、排気用サイレンサ７０Ｂは、排気
用サイレンサ７０とほぼ同じ構成から成る。従って、排
気用サイレンサ７０とほぼ同様の効果を有している。

【００５０】図７は吸気用サイレンサ８０の斜視図、図
８は吸気用サイレンサ８０の分解斜視図を示す。この吸
気用サイレンサ８０は、螺旋流路部材８１と、吸音流路
８２を備える逆Ｌ字状の配管８３と、共鳴室８４と、エ
アフィルタ８５とを備えている。図７では、この吸気用
サイレンサ８０のおおよその寸法の一例を表している。
即ち、h2=437[mm]、w2=275[mm]、l1=215[mm]、d1=200[m
m]である。

【００５１】螺旋流路部材８１は、図８に示すように、
円筒状の筐体８１１と、この筐体８１１の内部に設けら
れた断面螺旋状の壁面８１２とを備えている。筐体８１
１の外周面上には大気取り込み口８１３が設けられ、ま
た、筐体８１１の中心部には排出口（図示略）が設けら
れている。この排出口は、配管８３と連通している。従
って、大気取り込み口８１３から取り込まれた大気は、
螺旋状の壁面に沿って進行し、排出口に至って配管８３
内に移動する。

【００５２】この螺旋流路部材８１は、内部の螺旋状の
壁面により、その幅に比べてその長さが十分に長く設定
された防音流路を構成する。かかる防音流路は、当該流
路の幅に対して大気の通過領域の長さが長ければ長いほ
ど防音効果を高めることが可能であるが、大気の取り込
みの際の流動損失を考慮して20〜40倍程度に設定するこ
とが望ましい。

【００５３】配管８３は、一端部から他端部まで連通し
ており、一端部には入口８３１が設けられ、他端部には
出口８３２が設けられている。入口８３１は、前述した
螺旋流路部材８１２の排出口と連通している。また、出
口８３２は、エアーフィルタ８５と接続されている。

【００５４】この配管８３の内部であって入口８３１側
には、吸音流路８２が装備されている。この吸音流路８
２は、吸音材により大気の通過する流路が形成されてい
る。この吸音材は、前述した吸音材７３２と同一の素材
が使用される。さらに、配管８３の途中部分（屈曲部
分）には、外部に貫通した貫通口８３３が設けられてお
り、ここから後述する共鳴室８４の連通口８４２と連通
している。

【００５５】この共鳴室８４は、大気の通過領域となる
配管８３に隣接する密閉空間を形成する仕切りとしての
容器８４１と、この容器８４１の内部を配管８３内部と
連通するための単一の連通口８４２とを備えている。

【００５６】これら連通口８４２と前述した貫通口８３
３により、配管８３内部と共鳴室８４とは、連通した状
態となっている。但し、これらは、単一の穴によって連
通しているため、大気は、共鳴室８４の内部を通過する
というよりも容器８４１内部で滞留することとなる。

【００５７】エアーフィルタ８５は、下方が開口した筒
状のカバー部８５１と、このカバー部８５１に設けられ
た大気の入口８５２と、カバー部８５１の下部を閉塞す
る蓋部材８５５と、この蓋部材８５５に設けられた出口
８５４と、蓋部材８５５の上面に設けられた筒状の網目
フィルタ部８５３とを備えている。網目フィルタ部８５
３は、メッシュ或いは繊維状のものであり、かかる出口
８５４を覆い塞ぐようにして蓋部材８５５上に装備され
ている。

【００５８】入口８５２からカバー部８５１の内部に侵
入した大気は、フィルタ部８５３を介して出口８５４か
らカバー部８５１の外部に流出する。カバー部８５１の
内面とフィルタ部８５３との間には、若干の隙間が形成
されている。取り込まれた大気は、かかる隙間を通過し
且つフィルタ部８５３を通過することにより、含有する
塵芥が除去され且つその騒音が低減される。

【００５９】また、出口８５４の後端部は、振動空気圧
発生機構２０の大気開放ポート２１６ｂに接続されてい
る。このため、入口８５２から容器８５１内に侵入した
大気は、必ずフィルタ部８５３を通過して出口８５４に
至るため、通過する大気は、その中に含む塵芥が除去さ
れた状態で、振動空気圧発生機構２０に吸引される。

【００６０】上述した排気用サイレンサ７０に装備され
た各膨張室７１，７２は、内部を気体が通過することに
より、ほぼ全域に渡る周波数（100〜4000[Hz]程度）の
騒音の音圧レベルを低減することが試験により観測され
ている（参照図９（Ａ））。

【００６１】排気用サイレンサ７０又は吸気用サイレン
サ８０に装備された各共鳴室７４，８４は、内部が気体
を通過することにより、当該気体による騒音の100[Hz]
付近（80〜200[Hz]程度）の周波数の低い音の音圧レベ
ルを低減することを試験により確認した（参照図９
（Ｂ））。

【００６２】排気用サイレンサ７０又は吸気用サイレン
サ８０に装備された各吸音流路７３２，８２は、内部を
気体が通過することにより、およそ500[Hz]以上（5000
[Hz]まで）の周波数の高い音の音圧レベルを低減するこ
とを試験により確認した（参照図９（Ｃ））。

【００６３】吸気用サイレンサ８０に装備された螺旋流
路部材８１１は、ほぼ全域に渡る周波数（100〜4000[H
z]程度）の騒音の音圧レベルを低減する 図１０は、上述の排気用サイレンサ７０を使用した場合
と使用しない場合との、周波数ごとの音圧レベルの特性
を示す線図である。かかる図に示されるように、排気用
サイレンサ７０がない場合には、125[Hz]及び5000[Hz]
付近で特に音圧レベルが高くなっていたが、排気用サイ
レンサ７０の装備により全体的に充分に音圧レベルが低
減され目標値もほぼ達成されているのが分かる。

【００６４】図１１は、上述の吸気用サイレンサ８０を
使用した場合と使用しない場合との、周波数ごとの音圧
レベルの特性を示す線図である。かかる図に示されるよ
うに、吸気用サイレンサ８０がない場合には、160[Hz]
及び2500[Hz]付近で特に音圧レベルが高くなっていた
が、吸気用サイレンサ８０の装備により全体的に充分に
音圧レベルが低減され目標値もほぼ達成されているのが
分かる。

【００６５】このように、振動空気圧発生機構２０の大
気開放ポートを陽圧排気用と大気取り込み用とに分離
し、各大気開放ポート２１６ａ、２１６ｂに生じる騒音
に対応する排気用サイレンサ７０と吸気用サイレンサ８
０とをそれぞれ装備したことことによって、二種類の周
波数特性の騒音に個別に対処することができ、振動空気
圧発生機構の騒音の低減をより効果的に図ることが可能
となる。

【００６６】また、排気用サイレンサ７０は、膨張室７
１，７２，吸音流路７３及び共鳴室７４を組み合わせて
備えているため、それら各々の特性に応じた騒音の周波
数帯域での音圧レベルを低減し、大気開放ポート２１６
ａから生じる騒音を効果的に低減することが可能となっ
ている。

【００６７】また、吸気用サイレンサ８０は、螺旋流路
部材８１，吸音流路８３及び共鳴室８４を組み合わせて
備えているため、それら各々の特性に応じた騒音の周波
数帯域での音圧レベルを低減し、大気開放ポート２１６
ｂから生じる騒音を効果的に低減することが可能となっ
ている。

【００６８】さらに、振動空気圧発生機構２０の大気開
放ポートを陽圧排気用と大気取り込み用とに分離し、各
大気開放ポート２１６ａ、２１６ｂごとにサイレンサを
別個に装備したことにより、余剰の陽圧空気の排出位置
と大気の取り込み位置とが分離され、これによって、高
温の陽圧空気が取り込まれてブロワ５２に送られる不都
合の発生を有効に回避し、ブロワ５２の長寿命化を図る
ことが可能となる。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】

【発明の効果】本発明は、高頻度人工呼吸器の振動空気
圧発生機構に余剰の陽圧空気の排気口と大気の取り込み
口とを設け、排気口に生じる騒音に対応する排気用サイ
レンサを装備すると共に取り込み口に生じる騒音に対応
する吸気用サイレンサを装備したことことによって、二
種類の周波数特性の騒音に個別に対処することができ、
高頻度人工呼吸器の振動空気圧発生機構の騒音の低減を
より効果的に図ることを可能としている。

【００７２】さらに、高頻度人工呼吸器の振動空気圧発
生機構に陽圧空気の排口と大気取り込み用の取り込み口
とを別個に設け、それぞれにサイレンサを別個に装備し
たことにより、余剰の陽圧空気の排出位置と大気の取り
込み位置とが分離され、これによって、高温の陽圧空気
が取り込まれて空気圧発生源に送られる不都合の発生を
有効に回避し、空気圧発生源の長寿命化を図ることが可
能となる。

【００７３】また、吸気用サイレンサに、吸音流路と共
鳴室とを組み合わせて備える構成をした場合、騒音を全
域に渡って低減するとともに、騒音の周波数の内の低周
波部分について特に低減し、取り込み口で生じる騒音に
より効果的である。

【００７４】さらに、吸気用サイレンサにエアーフィル
タを備えた場合には、フィルタ部により、取り込まれた
大気から塵芥を除去することができると共に、カバー部
とフィルタ部との隙間に大気を通過させることにより、
騒音の低減を図ることができる。

【００７５】さらに、この吸気用サイレンサに所定の長
さの防音流路を装備した場合には、大気が長手の流路内
を通過することにより、騒音の周波数の全域に渡る低減
効果をさらに強化することが可能となる。この防音流路
を螺旋状に形成した場合には、当該防音流路を小さなス
ペースで長めに設定することができ、装置の小型化又は
より防音効果の増強を図ることが可能となる。

【００７６】また、排気用サイレンサは、膨張室及び吸
音流路を組み合わせて備えている場合、騒音を全域に渡
って低減するとともに、騒音の周波数の内の高周波部分
について特に低減し、排気口で生じる騒音により効果的
である。

【００７７】また、この排気用サイレンサに共鳴室を備
えた場合には、騒音の周波数の内の低周波部分について
もより低減することができ、さらなる騒音低減効果を得
ることができる。

【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】各サイレンサを備えた振動空気圧発生機構のブ
ロック図である。

【図３】図２に示した排気用サイレンサの斜視図であ
る。

【図４】排気用サイレンサの分解斜視図である。

【図５】他の排気用サイレンサの分解斜視図である。

【図６】さらに他の排気用サイレンサの分解斜視図であ
る。

【図７】図２に示した吸気用サイレンサの斜視図であ
る。

【図８】吸気用サイレンサの分解斜視図である。

【図９】図９（Ａ）は膨張室の騒音低減の周波数特性を
示し、図９（Ｂ）は共鳴室の騒音低減の周波数特性を示
し、図９（Ｃ）は吸音部流路の騒音低減の周波数特性を
示す。

【図１０】排気口に生じる騒音と排気用サイレンサによ
り低減された騒音の周波数特性を示す線図である。

【図１１】吸気口に生じる騒音と吸気用サイレンサによ
り低減された騒音の周波数特性を示す線図である。

【図１２】図１２（Ａ）は従来の高頻度人工呼吸器の振
動空気圧発生機構の第１の接続状態を示す模式図であ
り、図１２（Ｂ）は従来の高頻度人工呼吸器の振動空気
圧発生機構の第２の接続状態を示す模式図である。

【図１３】サイレンサを備えた高頻度人工呼吸器の振動
空気圧発生機構の従来の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１２ 人工呼吸器 ５２ ブロワ（空気圧発生源） ２０ 高頻度人工呼吸器の振動空気圧発生機構 ２１６ａ 大気開放ポート（排気口） ２１６ｂ 大気開放ポート（取り込み口） ７０ 排気用サイレンサ ７１，７２ 膨張室 ７１１，７２１ 容器（仕切り） ７１２，７２２ 入口 ７１３，７２３ 出口 ７３，８３ 吸音流路 ７３２ 吸音材 ７４，８４ 共鳴室 ７４１，８４１ 容器（仕切り） ７４２，８４２ 連通口 ８０ 吸気用サイレンサ ８１ 螺旋流路部材

Claims (7)

【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、前記陽圧又は前記陰圧
   を交互に選択して振動空気圧を出力する振動空気圧発生
   機構に、大気の吸気を行う取り込み口と余剰な陽圧空気
   の排気を行う排気口とを設け、 前記取り込み口に生じる騒音の周波数特性に応じた吸気
   用サイレンサを前記取り込み口に装備すると共に、前記
   排気口に生じる騒音の周波数特性に応じた排気用サイレ
   ンサを前記排気口に装備することを特徴とする高頻度人
   工呼吸器の振動空気圧発生機構。
2. 【請求項２】 前記吸気用サイレンサは、吸音材にて囲
   まれた前記大気の通過する流路を形成する吸音流路と、
   前記大気の通過領域に隣接する密閉空間を形成する仕切
   りとこの密閉空間と前記通過領域とを連通する前記仕切
   りに設けられた単一の連通口とを有する共鳴室と、を備
   えることを特徴とする請求項１記載の高頻度人工呼吸器
   の振動空気圧発生機構。
3. 【請求項３】 前記吸気用サイレンサが、前記大気が通
   過する筒状に形成された防塵用の網目フィルタ部と、こ
   れを覆う筒状のカバー部とを有するエアーフィルタを備
   えることを特徴とする請求項２記載の高頻度人工呼吸器
   の振動空気圧発生機構。
4. 【請求項４】 前記吸気用サイレンサが、その幅に比べ
   てその長さが十分に長く設定された防音流路を備えるこ
   とを特徴とする請求項２又は３記載の高頻度人工呼吸器
   の振動空気圧発生機構。
5. 【請求項５】 前記防音流路を、螺旋状に形成したこと
   を特徴とする請求項４記載の高頻度人工呼吸器の振動空
   気圧発生機構。
6. 【請求項６】 前記排気用サイレンサが、吸音材にて囲
   まれた前記陽圧空気の通過する流路を形成する吸音流路
   と、密閉空間を形成する仕切りとこの仕切りに形成され
   た前記陽圧空気の入口と出口とを有する膨張室と、を備
   えることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載
   の高頻度人工呼吸器の振動空気圧発生機構。
7. 【請求項７】 前記排気用サイレンサが、前記陽圧空気
   の通過領域に隣接する密閉空間を形成する仕切りとこの
   密閉空間と前記通過領域とを連通する前記仕切りに設け
   られた単一の連通口とを有する共鳴室を、備えることを
   特徴とする請求項６記載の高頻度人工呼吸器の振動空気
   圧発生機構。