JP2008512640A

JP2008512640A - 加湿器人工呼吸器組立体に使用する成形型水室ケース台板

Info

Publication number: JP2008512640A
Application number: JP2007531324A
Authority: JP
Inventors: ディマッテオ・マーク; ペロッツ・ウィリアム・ジュニア
Original assignee: アールアイシー・インベストメンツ・エルエルシー
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2005-09-07
Publication date: 2008-04-24
Also published as: AU2005285177A1; BRPI0515080A; US20060055069A1; WO2006031586A1; EP1786545A1; CA2580000A1; US7413173B2

Abstract

加湿器人工呼吸器組立体(30)に用いる成形された台板(52)を開示する。加湿器(34)の水室ケース(42)を形成するカバー(54)に台板(52)が連結される。台板(52)のモールド成形工程で熱伝導性の材料を使用するので、台板(52)に付与される熱が水に伝導される。
【選択図】図２

Description

優先権主張

本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の規定により、２００４年９月１０日に出願された米国仮出願番号第６０／６０９,１５４号の利益を主張する。

本発明は、加熱される加湿器、特に、水室を有する加熱式加湿器に関する。

多くの個人は、睡眠中に一時的な上気道閉塞となる睡眠時無呼吸症及び他の関連疾患を患う。その結果、被験者の睡眠が反復して中断される。気道陽圧（ＰＡＰ）装置は、この障害を治療するために開発された。通常の気道陽圧装置は、マスク等の被験者界面材に搬送導管を通じて気体を搬送する気流発生器（例えば送風機）を備える。また、持続気道陽圧（ＣＰＡＰ）の気道陽圧、可変気道圧、被験者の呼吸周期により変化する２段階圧力、又は被験者の監視状態により変化する自動滴定圧力を送出することも周知である。また、圧力支援治療を行って、例えばチェーン-ストークス呼吸症、鬱血性心不全及び脳卒中等他の医学的な呼吸障害が治療される。

このように、被験者に気道陽圧を付与することは、周知である。しかしながら、乾燥する加圧空気を使用すれば、使用者が不快となることが判明した。乾燥する空気で長時間呼吸を行うと、被験者の喉、鼻腔及び粘液膜を完全に乾燥して、不快及び痛みが生ずる。この課題を解決するために、多くの人工呼吸器は、被験者が吸入する空気中に水蒸気を加える加湿器を備える。このような従来装置の例は、下記特許文献１に開示される。特許文献１の装置は、人工呼吸器、受動加湿器及び送出導管を備える。特許文献１に開示される受動加湿器は、水を充填する溜めと、対応する蓋とを有する。加湿器は、人工呼吸器の気体出口と空気搬送導管との間に接続される。被験者が呼吸するとき、人工呼吸器の外部に吐き出される空気は、溜めに収容される水を通過する。溜め内で水が自然に蒸発するので、水蒸気は、受動的に乾燥空気中に伴出される。加湿された空気は、その後、搬送導管を通り被験者に吸入される。

空気中に伴出される水蒸気の量を増加させることが望ましいことが判明した。この目的を達成できる一装置は、下記特許文献２に記載される加湿器である。特許文献２に開示される加湿器は、プラスチック製の上部と、金属製の底部とを有する水室ケースを備える。２つの個別部品により水室ケースを形成すれば、水室内への接近と清掃が容易となる。水室ケースは、加熱板上に配置される。加熱板の温度が周辺温度以上に高くなると、積極的な加湿が生ずる。加熱板により発生する熱により、水室内に収容される水の温度が上昇し、蒸発速度が加速される。低価格で高熱伝導率を有するアルミニウムは、金属製底部の形成によく使用される。金属製の底部は、通常、１枚のアルミニウムシートのプレス成形により形成される。その後、金属製底部の外周にゴムシール材を被覆して、樹脂表面により液密構造が形成される。

前記装置は、技術の進歩を促進させたが、依然としていくつかの改善が可能である。アルミニウム金属製の底部では、形状記憶性が材料に殆どないので、反復して変形して窪ませることができる。第２に、例えば腐食性及び孔食性の傾向のある湿潤環境にアルミニウム金属製の底部を使用できる。金属製の底部の劣化を抑制するには陽極酸化処理又は他の同様の防食処理を慎重に適用しなければならない。改善できる前記装置の他の特徴は、製造工程である。１枚のアルミニウムシートをプレス成形しかつ切断して金属製の底部が通常形成される。次に、金属製の底部の外周にシール材を被覆して、金属製の底部と樹脂製表面との間に液密封止構造が形成される。順送り型を使用する多段工程で薄いアルミニウムシートをプレス成形しかつ切断することにより金属製の底部が形成される。その後、金属製の底部の外面に被覆（オーバーモールド）する第２の機械にシール材が移動される。これは、時間を要する処理方法であり、非常に異なる２つの生産技術の専門知識を必要とする。
米国特許第5,673,687号ドブソンその他名義米国特許第6,349,722号グラドンその他名義

本発明の広義の教示により、湿潤加圧空気を使用者に供給する加湿器人工呼吸器組立体に使用する水室ケース台板が開示される。人工呼吸器は、台板と共に水室ケースを備える。熱伝導性の複合材料により形成される台板は、放熱性の加熱板と連結する台板本体を有する。熱伝導性の複合材料を使用することにより、水室ケース内に収容される水の伝導加熱が容易になる。本発明の特徴は、製造方法にもある。水室ケースの台板本体のモールド成型（インサート成型）を行うことにより、水室ケースが形成される。次に、水室ケースの台板本体にガスケットがモールド成型（インサート成型）される。最後に、モールド成型（インサート成型）により台板本体にカバーを取り付けて、実質的に液密構造を有する水室ケースが形成される。

種々の図面で同一の部分には、同様の参照符号を付し、全て本明細書の一部を構成する添付図面、下記の詳細な説明及び特許請求の範囲を考慮すれば、本発明の前記目的及び他の目的、特徴並びに特性に加えて、操作法、構造の関連要素及び組合せ部品の機能並びに製造の経済性は、明らかとなろう。しかしながら、例示及び図示の目的に過ぎない図面は、本発明の限界の定義を意図しないものであることを明瞭に理解すべきである。明細書及び特許請求の範囲に使用するように、別途明記しない限り、「１つ（a）」、「１つ（an）」及び「その（the）」の単数形は、複数の表示を含む。

図１は、本発明の原理により加湿器人工呼吸器組立体30の実施の形態を略示する。加湿器人工呼吸器組立体30は、人工呼吸器32と加湿器34とを備える。本明細書で使用するように、人工呼吸器32は、圧力支援装置又は気道陽圧装置でよい。通常、加湿器人工呼吸器組立体を使用して、湿潤加圧空気が使用者に供給される。人工呼吸器32により加圧され、加湿器34により加湿される空気は、その後、図示しない患者界面材に接続される図示しない搬送導管により使用者に供給される。人工呼吸器32は、空気入口（空気吸入口）36と空気出口（空気排出口）38とを有する。人工呼吸器32は、空気入口36から導入する未圧縮空気を加圧した後に、空気出口38の外部に向かって空気を搬送する。

図２に示すように、加湿器34は、人工呼吸器支持台40に着脱自在な水室ケース42を備える。人工呼吸器支持台40は、人工呼吸器32に連結できる構造を有する。人工呼吸器支持台40は、人工呼吸器32の図示しない凹部に嵌合する突起44を備える。また、人工呼吸器支持台40は、人工呼吸器32の図示しない突起部に嵌合する溝46を備える。突起44と溝46との組合わせにより、加湿器34の人工呼吸器支持台40上の所定の位置に人工呼吸器32が保持される。また、人工呼吸器支持台40は、隔壁50により包囲される加熱板48を備える。加熱板48を使用して、着脱可能な水室ケース42に熱エネルギが供給される。隔壁50は、使用者又は使用者の周囲に存在する他の物体と加熱板48との不測の接触を予防する防壁となる。図示しない電気抵抗発熱体により、熱が発生する。しかしながら、水温を上昇させる全ての装置を使用できよう。

水室ケース42は、台板52と、密封構造で台板52に着脱可能に取り付けられるカバー54とを有する。台板52に密封状態で着脱可能にカバー54を取り付けられるので、内部に水を保持する水室ケース42を清掃及び保守のため容易に分離できる。しかしながら、台板52に固定してカバー54を取付けてもよい。また、本発明は、水室ケース42内に保持する水を使用して、使用者が吸入する水蒸気を発生させることを企図する。ただし、水の代わりに又は水に混合して様々な他の流体を使用できることを企図する。更に、水室ケース内に添加物を配置することもでき、流体中に添加物を浮遊させ懸濁させてもよい。

カバー54は、流入口56と、流出口58とを有する。流入口56は、人工呼吸器32の空気出口38に接続される。カバー54の流出口58は、図示しない送出導管に接続され、湿潤加圧空気が使用者に供給される。カバー54は、上方壁62まで延伸する４つの側壁60を有する。側壁60は、開口部64を形成する。カバー54は、アクリル樹脂により形成される。しかしながら、本発明の教示から逸脱しない範囲で他の種々の素材を使用できよう。

図３及び図４に示すように、台板52は、台本体70を形成する第１の表面66と第２の表面68とを備える。一実施の形態では、台板52をカバー54に連結したときに液密シール構造を形成するガスケット72が台板52に設けられる。ガスケット72は、シリコーン樹脂により形成される。しかしながら、本発明の範囲内で実質的に液密シール構造を形成できるあらゆる素材を使用できよう。台板52の第１の表面66にリブ74が設けられる。台本体70に設けられるリブ74は、構造上の付加的剛性を台板52に付与する。

本発明の新規な特徴は、熱伝導性の複合材料により台板52を形成する点にある。本発明は、あらゆる熱伝導性の複合材料を台板52に使用できる。一般に、複合材料は、添加剤を配合し、充填した可塑性樹脂により構成される。ナイロン、ポリプロピレン、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレンスルフィド又はポリウレタン等多くの可塑性樹脂を使用できる。また、黒鉛及び炭素等の種々の異なる熱伝導性の添加物が公知である。窒化アルミニウム又は窒化ホウ素等の熱伝導性率を有するセラミック材料も使用できる。セラミック添加剤と共に複合材料を使用すれば、電気絶縁性と熱伝導性の両特性に更に有利となる。しかしながら、これらのセラミック材料は、低熱伝導率を持つ傾向がある。従って、利用する添加剤の種類と量とに基づいて、特定の適用に適合させて台板52の特性を変更できる。本発明の好適な実施の形態では、ポリフェニレンスルフィド及び炭素により複合物が構成される。

熱伝導性の樹脂材料を使用するとプレス成形でなく、樹脂成形が可能となる利点がある。台板52の台本体70のプレス成形には、多段階順送り型製法を使用しなければならない。台本体70をプレス成形した後に、台本体70の一部の外面がシール材により被覆される。この製法は、多段階で時間のかかる工程を使用して、台板52の細部をプレス成形しかつ切断するものである。これに対して、本発明では、２つの成形型のみを使用する２段階成形法で台板52を樹脂成形することができる。

詳細な細部を台板52に樹脂成形できるが、細部と形状の特徴をアルミニウム製のシートにプレス成形することには制限がある。シート材料からプレス成形部分を形成するので、材料厚みをあまり変更できない。如何に厚みが変化しても、樹脂部分の成形品を製造できる。最後に、樹脂成形品が腐食する傾向はない。

本発明の他の新規な特徴は、ガスケット72を台板52に取付ける方法である。台本体70を形成すれば、図５に示すように、ガスケット72を台本体70にモールド成型することができる。二段階射出成形等の多段高分子射出成形工程によりこれを達成できる利点がある。本明細書で使用するように、二段射出成形は、第１の成形型により1つの材料で第１の部分を成型した後、冷却する射出成形工程を意味するものと解釈される。第１の部分は、第２の材料で射出成形される第２の成形型への挿入体（インサート）として使用される。完成した成形体は、その後冷却され、第２の成形型から除去される。台板52にモールド成型されるものとしてガスケット72を記載したが、本発明の教示から逸脱せずに、接着剤又は他類似の材料によって台板52に接着する別部品でもよい。

本発明は、他の種々の実施の形態も意図する。図６Ａに示すように、台板52は、ガスケット72の支持面となる周縁隆起76を備える。細部を台板52に形成すると共に、突起（ビード）78のように他の種々の細部と共にガスケット72を形成して、ガスケット72とカバー54との間に緊密な嵌合構造を形成することができる。

第２の実施の形態では、第１の表面66と第２の表面68との間の壁厚を変更して台板52を成型することができる。相対的に壁厚を厚く形成する程、熱伝導率が増加する領域もあるが、相対的に壁厚を厚く形成する程、台板52の絶縁特性を増加させる領域もある。図６Ｂに示すように、第１の壁厚80は、第２の壁厚82より小さい。本実施の形態では、台板52は、フランジ84とも一体に形成される。フランジ84にモールド成型するガスケット72は、ガスケット72とカバー54との間に密接な嵌合構造を形成する側壁60の環状突起（環状ビード）88を嵌合する凹部86を備える。

図６ｃに示す第３の実施の形態では、台板54は、縁部92まで延伸する壁90を備える。この実施の形態の水室ケースは、縁部92を覆う裾部94まで延伸するカバー52を備える。台板52は、台板52にカバー54を密封する縁部92に取付けられるガスケット72を備える。

別の第４の実施の形態では、図６Ｄに示すように、カバー54を台板52に取り付け、枢軸ヒンジ96により蓋102をカバー54に軸着するので、開放位置と閉鎖位置との間で蓋102を回転することができる。閉鎖位置にある蓋102は、留め具（ラッチ）104により所定の位置に保持される。蓋102は、空気出口38を備える。台板52は、カバー54に圧入嵌合される。蓋102は、カバー54の突起100を挿入する溝98も備える。図６Ｅに示すように、カバー54が閉鎖位置にあるとき、突起100と密封構造を形成するガスケット72が溝98に設けられる。

また、本発明は、二段モールド成形法を使用して水室ケースを製造する方法を企図する。まず、熱伝導性の複合材料を第１の成形型内に射出成形した後、成形体を冷却することにより第１の成形型内で台板52の台本体70がモールド成形される。次に、十分に冷却した台本体70を第１の成形型から取り出して、第２の成形型に挿入する。その後、第２の成形型内に第２の材料を射出成形して、台本体70の周囲にシール部が形成される。その後、台板52は、冷却される。第２の材料が十分に冷却した後、第２の成形型から台板52が取り出される。第３の成形型内に材料を射出成形することにより、第３の成形型内でカバー54が形成される。その後冷却されるカバー54は、第３の型から取り出される。その後、台板52をカバー54に嵌合して水室ケースが形成される。この構成により、台板52とカバー54とを互いに着脱可能に取付けることができる。しかしながら、接着剤又は他の類似する材料により、台板52とカバー54とを互いに固定してもよい。更に、単一体として台板とカバーとを一体に形成してもよい。

現在最も実用的でかつ好適と思われる実施の形態を図示して詳述したが、前記記載は単に説明の便宜に過ぎず、本発明は、開示する実施の形態に限定されず、特許請求の範囲と同趣旨であり、特許請求の範囲に該当する変更及び均等の装置を包含することは理解されよう。

加湿器人工呼吸器組立体の上側斜視図加湿器人工呼吸器組立体の上側分解斜視図台板の上側斜視図台板の下側斜視図図４の５−５線に沿う台板の下側断面斜視図台板の別の実施の形態を示す部分断面図台板の第２の別の実施の形態を示す部分断面図台板の第３の別の実施の形態を示す部分断面図台板の第４の別の実施の形態を示す正面図図６Ｄの６Ｅ−６Ｅ線に沿う台板の第４の別の実施の形態の断面図

符号の説明

（３０）・・加湿器人工呼吸器組立体、（３２）・・人工呼吸器、（３４）・・加湿器、（３６）・・空気入口、（３８）・・空気出口、（４０）・・人工呼吸器支持台、（４２）・・水室ケース、（４４）・・突起、（４６）・・溝、（４８）・・加熱板、（５０）・・隔壁、（５２）・・台板、（５４）・・カバー、（５６）・・流入口、（５８）・・流出口、（６０）・・側壁、（６２）・・上方壁、（６４）・・開口部、（６６）・・第１の表面、（６８）・・第２の表面、（７０）・・台本体、（７２）・・ガスケット、（７４）・・リブ、（７６）・・周縁隆起、（７８）・・突起、（８０）・・第１の壁厚、（８２）・・第２の壁厚、（８６）・・凹部、（８８）・・環状突起（環状ビード）、（９０）・・壁、（９２）・・縁部、（９４）・・裾部、（９６）・・枢軸ヒンジ、（９８）・・溝、（１００）・・突起、（１０２）・・蓋、（１０４）・・留め具（ラッチ）、

Claims

熱伝導性の複合材料により形成される台本体(70)を有する台板(52)と、
台板(52)に取り付けられるカバー(54)とを備え、
加熱板(48)を有する加熱加湿器(34)に使用することを特徴とする水室ケース(42)。
熱伝導性の複合材料は、可塑性樹脂と、熱伝導性の添加剤とを含む請求項１に記載の水室ケース(42)。
熱伝導性の添加剤は、黒鉛又は炭素を含む群から選択される請求項２に記載の水室ケース(42)。
熱伝導性の添加剤は、窒化アルミニウム又は窒化ホウ素を含む群から選択される請求項２に記載の水室ケース(42)。
台板(52)とカバー(54)とを液密に係合させた請求項１に記載の水室ケース(42)。
台板(52)は、少なくとも１つのリブ(74)を更に備える請求項１に記載の水室ケース(42)。
台板(52)は、台本体(70)から延伸する縁部(92)を更に備える請求項１に記載の水室ケース(42)。
台板(52)は、突起(78)を有し、カバー(54)は、台板(52)の突起(78)に液密に係合する対応凹部(86)を有する請求項５に記載の水室ケース(42)。
台板(52)は、凹部(86)を有し、カバー(54)は、突起(78)を有する請求項５に記載の水室ケース(42)。
カバー(54)は、蓋(102)を更に有する請求項１に記載の水室ケース(42)。
人工呼吸器支持台(40)と、
人工呼吸器支持台(40)に隣接して配置される加熱板(48)と、
加熱板(48)に隣接して配置される水室ケース(42)とを備え、
水室ケース(42)は、台板(52)を備え、台板(52)は、熱伝導性の複合材料により形成される台本体(70)と、台板(52)に取付けられるカバー(54)とを備え、人工呼吸器(32)に使用されることを特徴とする加湿器(34)。
熱伝導性の複合材料は、可塑性樹脂と熱伝導性の添加剤とを含む請求項１１に記載の加湿器(34)。
熱伝導性の添加剤は、黒鉛又は炭素を含む群から選択される請求項１２に記載の加湿器(34)。
熱伝導性の添加剤は、窒化アルミニウム又は窒化ホウ素を含む群から選択される請求項１２に記載の加湿器(34)。
台板(52)は、シール部材を更に備える請求項１４に記載の加湿器(34)。
台板(52)は、少なくとも１つのリブ(74)を更に備える請求項１１に記載の加湿器(34)。
台板(52)は、台本体(70)から延伸する縁部(92)を更に備える請求項１１に記載の加湿器(34)。
台板(52)は、突起(78)を有し、カバー(54)は、台板(52)の突起(78)に密封係合する対応凹部(86)を有する請求項１５に記載の加湿器(34)。
台板(52)は、凹部(86)を有し、カバー(54)は、突起(78)を有する請求項１５に記載の加湿器(34)。
カバー(54)は、蓋(102)を更に有する請求項１１に記載の加湿器(34)。
人工呼吸器支持台(40)及び人工呼吸器支持台(40)に隣接して配置される加熱板(48)を有する加湿器(34)と、
空気入口(36)及び空気出口(38)を有する人工呼吸器(32)とを備え、
また、加湿器(34)は、加熱板(48)に隣接して配置される水室ケース(42)を備え、水室ケース(42)は、台板(52)を有し、台板(52)は、熱伝導性の複合材料から形成される台本体(70)と、台板(52)に取り付けられたカバー(54)とを備え、水室ケース(42)は、流入口(56)と、流出口(58)とを有し、空気出口(38)は、水室ケース(42)の流入口(56)に接続され、使用者に湿潤圧縮空気を供給するのに使用することを特徴とする加湿器人工呼吸器組立体(30)。
熱伝導性の複合材料により第１の成形型内で台板(52)を形成する工程と、
第１の成形型から台板(52)を取出す工程と、
第２の成形型内に台板(52)を挿入する工程と、
台板(52)の周りにガスケット(72)をモールド成形する工程と、
第３の成形型内でカバー(54)を成形する工程と、
台板(52)にカバー(54)を取付ける工程とを含み、
加湿器人工呼吸器組立体(30)に使用することを特徴とする水室ケース(42)の製造方法。
台板(52)にカバー(54)を取付ける工程は、台板(52)にカバー(54)を固定する工程を含む請求項２２に記載の水室ケース(42)の製造方法。
台板(52)にカバー(54)を取付ける工程は、台板(52)にカバー(54)を着脱可能に取付ける工程を含む請求項２２に記載の水室ケース(42)の製造方法。