JP2017018335A - 呼吸補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】呼吸補助装置を使用する患者に対する安全性の向上を図る。【解決手段】患者の呼吸を補助する呼吸補助装置１において、呼吸補助装置１の制御回路部Ｃが制御不能に陥り、呼吸補助装置１から吐出される気体の圧力が異常になる場合、その異常な圧力を開放する圧力開放部８を設けた。圧力開放部８は、圧力開放弁Ｖ２と、パッキンＰｋとを有している。圧力開放弁Ｖ２は、例えば、板ばねで構成されており、呼吸補助装置１の制御不能等により生じた異常な圧力によって開くように設定されている。これにより、呼吸補助装置１の制御回路部Ｃが制御不能に陥ったとしても、異常な圧力の気体が患者に供給されるのを防止することができるので、呼吸補助装置１を使用する患者に対する安全性の向上を図ることができる。【選択図】図４

Description

本発明は、呼吸補助装置に関し、例えば、人工呼吸器や気道陽圧装置のような呼吸補助装置に適用して有効な技術に関するものである。

呼吸補助装置は、呼吸器疾患や神経筋疾患等により換気補助が必要な患者に対して大気圧よりも高い圧力に加圧した気体をホースおよびマスクを介して供給することで、患者の換気補助を行う装置である。この呼吸補助装置から吐出される気体は、呼吸補助装置を構成する送風機自体または送風機とホースとの間に設けられた圧力調整手段により、必要な圧力に調整されてから患者に供給される。また、マスクには、患者の呼気を排出するための呼気排出穴が形成されている。なお、呼吸補助装置については、例えば、特許文献１〜３に開示がある。

特開２０１３−１４４１７８号公報 特開２０１４−１３３１６６号公報 特開２０１４−１５１１０４号公報

ところで、呼吸補助装置の制御回路が制御不能に陥り、呼吸補助装置から吐出される気体の圧力が患者に負担を与えるような異常な圧力になってしまった場合、その異常な圧力はマスクの呼気排出穴から排気されることが考えられる。しかし、マスクの呼気排出穴は、専ら呼気を排出するために形成されたものであり、その大きさ（開口面積）は患者に供給される気体の圧力に影響が及ばない程度に形成されている。このため、呼気排出穴からだけでは異常な圧力を充分に下げることができず、その異常な圧力の気体を患者に供給してしまう場合がある、という問題がある。

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、呼吸補助装置を使用する患者に対する安全性の向上を図ることが可能な技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の呼吸補助装置は、加圧した気体を発生させる圧力発生手段と、前記圧力発生手段で発生させた気体を筐体外に吐出する吐出口部と、前記圧力発生手段と前記吐出口部との間に設けられ、前記圧力発生手段で発生させた気体を前記吐出口部に送る配管と、前記配管に設けられ、前記吐出口部から所定値以上の圧力の気体が吐出される前に、その圧力を開放する圧力開放手段と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、前記圧力開放手段は、前記吐出口部から所定値以上の圧力の気体が吐出される前に、その気体の圧力で開くように設定された圧力開放弁を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、上記請求項２に記載の発明において、前記圧力開放弁は、板ばねにより構成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、上記請求項２に記載の発明において、前記圧力開放弁は、前記配管を開閉する弁本体と、前記配管を閉じる方向に前記弁本体を付勢するばね部材と、を有することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、上記請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記配管に、前記圧力発生手段から送られた気体の圧力を調整する圧力調整手段を設けたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、上記請求項５項に記載の発明において、前記配管は、前記圧力発生手段から送られ気体を前記吐出口部に送る第１の流路と、前記第１の流路から分岐する第２の流路と、を備え、前記圧力調整手段は、前記配管の前記第１の流路と第２の流路との分岐部に、前記第１の流路の面積を変えられるように駆動可能な状態で設けられた調整弁と、前記調整弁を駆動する駆動手段と、を備え、前記圧力開放手段は、前記第２の流路の端部に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、異常な圧力の気体が患者に供給されるのを防止することができるので、呼吸補助装置を使用する患者に対する安全性の向上を図ることが可能になる。

本発明の一実施の形態に係る呼吸補助装置の外観を示す斜視図である。 図１の呼吸補助装置の一例の概略構成図である。 図２の呼吸補助装置の一例の要部回路ブロック図である。 図１の呼吸補助装置の気体流路の一部を破断して示した要部拡大平面図である。 （ａ）は図４の呼吸補助装置を構成する圧力開放部の圧力開放弁の正面図、（ｂ）は図５（ａ）の圧力開放弁を取り外して示した配管の分岐流路の端面の正面図、（ｃ）は図５（ａ）のＩ−Ｉ線の要部断面図である。 （ａ）は図４の圧力開放部を構成する圧力開放弁の変形例の正面図、（ｂ）は図６（ａ）の圧力開放弁を取り外して示した配管の分岐流路の端面の正面図である。 （ａ）は図４の圧力開放部を構成する圧力開放弁の変形例の正面図、（ｂ）は図７（ａ）のＩ−Ｉ線の要部断面図である。 （ａ）は図４の圧力開放部を構成する圧力開放弁の変形例の正面図、（ｂ）は図８（ａ）のＩ−Ｉ線の要部断面図である。 （ａ）は図４の圧力開放部を構成する圧力開放弁の変形例の正面図、（ｂ）は図９（ａ）のＩ−Ｉ線の要部断面図である。 図４の圧力開放部を構成する圧力開放弁の変形例の要部断面図である。

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

まず、本実施の形態の呼吸補助装置１の外観構成例について図１を参照して説明する。図１は本実施の形態における呼吸補助装置の外観を示す斜視図である。

本実施の形態の呼吸補助装置１は、呼吸器疾患や神経筋疾患等により換気補助が必要な患者に対して家庭内や特定施設内等で換気補助を行うための装置である。呼吸補助装置１を構成する筐体２は、例えば、プラスチックからなり、その外形は、例えば、扁平な略直方体形状に形成されている。呼吸補助装置１の外寸は、家庭内で使用可能な大きさに形成されており、特に限定されるものではないが、筐体２の長さ（長手方向の寸法）は、例えば、２２０ｍｍ程度、筐体２の幅（長手方向に直交する短方向の寸法）は、例えば１４０ｍｍ程度、筐体２の厚さは、例えば、１７４ｍｍ程度である。

呼吸補助装置１の筐体２の表面（図１において上面）には、表示装置３が目視可能な状態で設置されている。表示装置３は、呼吸補助装置１の操作状況やメッセージ等のような各種の情報を表示する装置である。また、ここでは、表示装置３が、例えば、タッチパネル型の液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）により形成されている。すなわち、表示装置３の画面内には各種のタッチボタンが表示されるようになっており、そのタッチボタンを押すことで呼吸補助装置１に対して各種の動作等を指示することが可能になっている。なお、表示装置３は、タッチパネル型のＬＣＤに限定されるものではなく、タッチパネル型でない通常のＬＣＤで構成し、呼吸補助装置１の筐体２の表面に各種の機械的な操作ボタンを設けても良い。

呼吸補助装置１の筐体２の長手方向の一端面には、吐出口部４が突出した状態で設けられている。吐出口部４は、呼吸補助装置１で生成された気体（患者にとって吸気となる気体であり、例えば、空気、酸素富化空気あるいは酸素等）を呼吸補助装置１の筐体２の外部に吐出する口部である。なお、この吐出口部４にホース（図１には図示せず）の一端が装着され、さらに、そのホースの他端にマスク（図１には図示せず）が装着される。

次に、図１の呼吸補助装置１の内部構成例について図２および図３を参照して説明する。図２は図１の呼吸補助装置の一例の概略構成図、図３は図２の呼吸補助装置の一例の要部回路ブロック図である。なお、図２において、白抜きの矢印は気体の流れを示し、線状の矢印は電気の流れを示している。

図２に示すように、呼吸補助装置１は、気体圧回路部（気体吐出手段）Ａと、制御回路部Ｃとを有している。気体圧回路部Ａは、患者にとって吸気となる気体を生成して吐出する回路部であり、取り入れ口部５と、ブロワ（圧力発生手段）６の羽部Ｆと、制御バルブ（圧力調整手段）７の調整弁Ｖ１と、圧力開放部（圧力開放手段）８と、流量測定部９の測定管Ｐと、吐出口部４と、ホース１０と、マスク１１とを有している。

一方、図２および図３に示すように、制御回路部Ｃは、気体圧回路部Ａから吐出される気体の吐出状態を制御する回路部であり、主制御部ＭＣと、ブロワ６の羽部Ｆを駆動するブロワ用モータＭ１と、ブロワ圧センサ（第１の検出手段）Ｓ１と、制御バルブ７の調整弁Ｖ１を駆動するバルブ用モータＭ２と、流量測定部９の差圧センサ（第２の検出部）Ｓ２と、吐出圧センサ（第３の検出手段）Ｓ３と、表示装置３とを有している。なお、呼吸補助装置１の制御回路部Ｃは、交流電源用のアダプタＡＰを介して家庭用の交流電源（ＡＣ１００Ｖ）ＰＳ等と電気的に接続される。

図２に示すように、気体圧回路部Ａの取り入れ口部５は、呼吸補助装置１の筐体２の外部の気体を筐体２の内部に取り入れるための開口部であり、筐体２の長手方向の他端面（吐出口部４が配置された面の対向面）に設けられている。この取り入れ口部５には、筐体２の内部に取り入れる気体を清浄化するために気体中のゴミや塵埃等のような異物を除去するフィルタ（図示せず）が設けられている。

取り入れ口部５の下流には、ブロワ６が設置されている。ブロワ６は、呼吸補助装置１の外部の気体を取り入れ口部５から取り入れ圧縮して下流に送る送風機であり、羽部Ｆとブロワ用モータＭ１とを有している。ブロワ６の羽部Ｆは、その回転運動により気体を筐体２内に取り入れて圧送する部材であり、ブロワ用モータＭ１と機械的に接続されている。なお、ブロワ６に変えてファン等のような他の送風機を使用しても良い。

ブロワ６の下流にはブロワ圧センサＳ１を介して制御バルブ７が設置されている。ブロワ圧センサＳ１は、ブロワ６から圧送された気体の圧力を検出して電気信号に変換するセンサである。制御バルブ７は、気体の流量および圧力を制御するバルブであり、調整弁Ｖ１とバルブ用モータＭ２とを有している。制御バルブ７の調整弁Ｖ１は、気体の流路面積を変えることにより気体の圧力および流量を調節する部材であり、バルブ用モータ（駆動手段）Ｍ２と機械的に接続されている。

ここで、呼吸補助装置１から吐出される気体の圧力および流量の調節は、ブロワ６または制御バルブ７のいずれか一方または両方で行う。ブロワ６のみで気体の圧力および流量を調節する場合は、ブロワ６の羽部Ｆの回転数をブロワ用モータＭ１によって変えることで調節する。また、制御バルブ７のみで気体の圧力および流量を調節する場合は、ブロワ６の羽部Ｆの回転数を一定にした状態で、制御バルブ７の調整弁Ｖ１の開口量をバルブ用モータＭ２により変えることで調節する。この場合、呼吸補助装置１から吐出される気体の圧力および流量の調節精度を向上させることができる。さらに、ブロワ６および制御バルブ７の両方で気体の圧力および流量を調節する場合は、ブロワ６の羽部Ｆの回転数をブロワ用モータＭ１によって変えるとともに、制御バルブ７の調整弁Ｖ１の開口量をバルブ用モータＭ２によって変えることで調節する。この場合、呼吸補助装置１から吐出される気体の圧力および流量の調節精度をさらに向上させることができる。

また、本実施の形態においては、制御バルブ７の近傍に圧力開放部８が設けられている。この圧力開放部８は、その制御回路部Ｃが制御不能に陥り、呼吸補助装置１から患者に負担をかけるような所定値以上の異常な圧力の気体が吐出される場合、その異常な圧力を開放する圧力開放手段である。ここで、発明者が検討した呼吸補助装置においては、その制御回路部が制御不能に陥った場合に、異常な圧力の気体を患者に供給してしまう場合がある、という問題がある。これに対して、本実施の形態の呼吸補助装置１においては、圧力開放部８を設けたことにより、制御回路部Ｃが制御不能に陥り、呼吸補助装置１から患者に負担をかけるような所定値以上の異常な圧力の気体が吐出される場合、その異常な圧力を圧力開放部８により開放することができる。このため、異常な圧力の気体が患者に供給されるのを防止することができるので、呼吸補助装置１を使用する患者に対する安全性の向上を図ることができる。なお、圧力開放部８については後ほど詳細に説明する。

制御バルブ７の下流には、流量測定部９が設置されている。流量測定部９は、ブロワ６から制御バルブ７を介して送られた気体の流量を測定する測定器であり、測定管Ｐと差圧センサＳ２とを有している。測定管Ｐは、制御バルブ７を介して送られた気体を流す配管であり、この測定管Ｐには、気体の流れる方向に沿って所定の間隔だけ離れた位置に配置された２つの分岐管を通じて差圧センサＳ２が接続されている。差圧センサＳ２は、測定管Ｐ内において気体の流れる方向に沿って所定の間隔だけ離れた２箇所の気体圧の差（２つの分岐管から送られる気体の圧力差）を検出して電気信号に変換するセンサである。

流量測定部９の下流には、吐出圧センサＳ３を介して吐出口部４が設置されている。吐出圧センサＳ３は、流量測定部９から送られた気体の圧力（吐出圧）を検出して電気信号に変換するセンサである。吐出口部４には、ホース１０が接続され、そのホース１０を介してマスク１１が接続されている。なお、吐出口部４とホース１０との間にバクテリアフィルタ等のような除菌フィルタを設置しても良い。

ホース１０は、吐出口部４から吐出される気体をマスク１１に送る導管であり、可撓性を有するゴムまたはプラスチック製の蛇管等により形成されている。マスク１１は、吐出口部４からホース１０を介して送られた気体を患者に供給する部材であり、患者の鼻、口またはその両方を覆うことが可能なように形成されている。このマスク１１には、マスク装着時の患者のストレスや違和感等を軽減または解消するためのマスククッションが設けられているとともに、患者の呼気を排出する呼気排出穴または呼気弁（図示せず）が形成されている。

一方、制御回路部Ｃを構成する主制御部ＭＣは、呼吸補助装置１の全体の電気的な動作を制御する装置であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２２と、ブロワ用駆動回路２３と、バルブ用駆動回路２４と、ブロワ圧検出回路２５と、差圧検出回路２６と、吐出圧検出回路２７と、表示装置制御回路２８と、電源回路３０と、これらを相互に電気的に接続するバスライン３１とを有している。

ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１内に記憶されたソフトウェア（制御プログラム）に従ってブロワ用駆動回路２３、バルブ用駆動回路２４、ブロワ圧検出回路２５、差圧検出回路２６、吐出圧検出回路２７、表示装置制御回路２８、電源回路３０等のような各回路を管理し、その動作を制御する回路である。

ＲＯＭ２１には、呼吸補助装置１の動作を制御するための制御プログラムの他、各種の数値データ等が格納されている。ＲＡＭ２２には、ＣＰＵ２０が動作する上で必要となるプログラムやデータ等が一時的に格納される。

ブロワ用駆動回路２３は、上記したブロワ用モータＭ１を駆動する回路であり、ブロワ用モータＭ１と電気的に接続されている。主制御部ＭＣは、ブロワ用駆動回路２３を通じてブロワ用モータＭ１の回転動作を制御することが可能になっている。

バルブ用駆動回路２４は、上記したバルブ用モータＭ２を駆動する回路であり、バルブ用モータＭ２と電気的に接続されている。主制御部ＭＣは、バルブ用駆動回路２４を通じてバルブ用モータＭ２の回転動作（回転角度）を制御することが可能になっている。

ブロワ圧検出回路２５は、上記したブロワ圧センサＳ１を制御するとともに、ブロワ圧センサＳ１で検出された検出データをＲＡＭ２２等に送信する回路であり、上記したブロワ圧センサＳ１と電気的に接続されている。主制御部ＭＣは、ブロワ圧センサＳ１およびブロワ圧検出回路２５を通じて、ブロワ６の送風により生成された気体の圧力を測定することが可能になっている。

差圧検出回路２６は、上記した流量測定部９の差圧センサＳ２を制御するとともに、差圧センサＳ２で検出された検出データをＲＡＭ２２等に送信する回路であり、差圧センサＳ２と電気的に接続されている。主制御部ＭＣは、差圧センサＳ２および差圧検出回路２６を通じ、ブロワ６から流量測定部９に送られた気体の流量を測定することが可能になっている。

吐出圧検出回路２７は、上記した吐出圧センサＳ３を制御するとともに、吐出圧センサＳ３で検出された検出データをＲＡＭ２２等に送信する回路であり、吐出圧センサＳ３と電気的に接続されている。主制御部ＭＣは、吐出圧センサＳ３および吐出圧検出回路２７を通じ、呼吸補助装置１の吐出口部４から吐出される気体の圧力を測定することが可能になっている。

表示装置制御回路２８は、上記した表示装置３を制御するとともに、表示装置３の各種の操作ボタン等による入力信号をＣＰＵ２０に送信する回路であり、上記した表示装置３と電気的に接続されている。主制御部ＭＣは、文字や画像等のような所望の情報を表示装置制御回路２８を通じて表示装置３の液晶画面に表示する構成になっている。なお、上記したアダプタＡＰは、主制御部ＭＣの電源回路３０に電気的に接続されている。

次に、上記した制御バルブ７および圧力開放部８の構造例について図４および図５を参照して説明する。図４は図１の呼吸補助装置の気体流路の一部を破断して示した要部拡大平面図、図５（ａ）は図４の呼吸補助装置を構成する圧力開放部の圧力開放弁の正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の圧力開放弁を取り外して示した配管の分岐流路の端面の正面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＩ−Ｉ線の要部断面図である。なお、図４においては図面を見易くするため上記した流量測定部９および吐出圧センサＳ３を省略している。また、図５（ｂ）は平面図であるが、図面を見易くするため一部にハッチングを付した。

図４に示すように、制御バルブ７および圧力開放部８は、配管３５に一体的に設置されている。配管３５は、例えば、プラスチックからなり、ブロワ６と吐出口部４との間に着脱自在の状態で装着されている。配管３５を着脱自在としたことにより、制御バルブ７および圧力開放部８の保守点検（滅菌や消毒等を含む）、修理および交換を容易にすることができる。この配管３５には、ブロワ６から送られた気体を吐出口部４に導く順方向流路（第１の流路）と、これに直交して分岐する分岐流路（第２の流路）とを連通させた十字状の流路が形成されている。ただし、ここでは順方向流路と分岐流路とで十字状の流路を形成している場合を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、順方向流路と分岐流とでＴ字状やＹ字状等のように種々の形状の流路を形成しても良い。

この配管３５内の流路には、制御バルブ７を構成する円筒状の調整弁Ｖ１が、その外周側面を配管３５の順方向流路に交差させ、配管３５の内周面に沿って摺動回転が可能な状態で設置されている。この調整弁Ｖ１の側面において互いに対向する２つの位置には開口部Ｋ（図５（ｃ）参照；図５（ｃ）には一方の開口部Ｋを示す）が形成されている。一方、配管３５において分岐流路の一端側には、バルブ用モータＭ２が設置されている。バルブ用モータＭ２は、調整弁Ｖ１と機械的に接続されており、主制御部ＭＣからの指示に基づいて、調整弁Ｖ１の回転角度を調節し、調整弁Ｖ１の開口部Ｋと配管３５の順方向流路との重なり面積（気体の流路面積）を変えるようになっている。これにより、ブロワ６から送られた気体は、その圧力および流量が調節されて下流の吐出口部４から吐出されるようになっている。

また、配管３５の分岐流路の他端側には、圧力開放部８が上記した制御回路部Ｃ（図２参照）から分離（独立）した状態で設置されている。このため、仮に、呼吸補助装置１の制御回路部Ｃで制御不能が発生して配管３５内の圧力（すなわち、呼吸補助装置１から吐出される気体の圧力）が患者に負担を掛けるような所定値の異常な圧力になる場合でも、制御回路部Ｃの影響を受けること無く、配管３５内の異常な圧力を圧力開放部８により外部に開放することができる。したがって、異常な圧力の気体が患者に供給されるのを防止することができるので、呼吸補助装置１を使用する患者に対する安全性の向上を図ることができる。

また、圧力開放部８は、制御バルブ７における気体の流路を共有するように同じ配管３５に一体的に設けられている。このため、呼吸補助装置１の組立工程前には圧力開放部８を制御バルブ７と一緒に管理または保管することができる。また、呼吸補助装置１の組立工程時には圧力開放部８を制御バルブ７と一緒に取り扱うことができるので、呼吸補助装置１の組立を容易にすることができる。

さらに、圧力開放部８は、図４および図５に示すように、圧力開放弁Ｖ２と、パッキンＰｋとを有する簡単な構造で構成されている。このため、圧力開放部８を設けたからといって、呼吸補助装置１が大型化することもないし、呼吸補助装置１のコストが大幅に上昇することもない。

圧力開放弁Ｖ２は、配管３５を開閉する部材であり、配管３５の分岐流路の他端面に開閉可能な状態で設置されている。すなわち、図５（ｃ）に示すように、圧力開放弁Ｖ２の上部は、配管３５の分岐流路の他端面に対してほぼ垂直に曲折しており、その曲折部が配管３５の端部近傍の側面に接続されている。そして、圧力開放弁Ｖ２において配管３５との接続部を支点として圧力開放弁Ｖ２が開くことで、配管３５内の圧力が開放されるようになっている。

この圧力開放弁Ｖ２は、例えば、板ばねとして機能するように金属製の薄板により形成されている。すなわち、圧力開放弁Ｖ２は、配管３５内の圧力（すなわち、呼吸補助装置１から吐出される気体の圧力）が所定値より小さい正常な値（患者に負担を与えない値）の場合、配管３５の分岐流路の他端面の開口部を塞いでいるが、配管３５内の圧力が患者に負担を与える所定値以上の異常な値になると、その配管３５内の異常な圧力に押されて自動的に配管３５を開くように変形し、配管３５内の異常な圧力を外部に開放するようになっている。また、圧力開放弁Ｖ２は、配管３５内の異常な圧力が開放されると、圧力開放弁Ｖ２自体の弾性力により元の位置（形状）に戻り、配管３５の分岐流路の他端面の開口部を再び塞ぐようになっていることもある。なお、配管３５から排気された気体は、呼吸補助装置１の筐体２の背面または底面等から自然に排気されるようになっている。また、圧力開放弁Ｖ２が開放される配管３５内の圧力の値（所定値）は、呼吸補助装置１の仕様上の供給上限の圧力値（仕様値）よりも高い値に設定される。ここでの仕様値は、それ以上の圧力を患者に供給しないように仕様上決められた値であり、例えば、４０ｈＰａまたは６０ｈＰａ程度である。この場合、特に限定されるものではないが、仕様値が４０ｈＰａならば上記所定値は、例えば、４２ｈＰａ、仕様値が６０ｈＰａならば上記所定値は、例えば、６２ｈＰａとされる。ただし、これら所定値や仕様値は一例であり自由に設定することができる。

また、圧力開放弁Ｖ２は、配管３５内の圧力が正常な場合、配管３５の分岐流路の他端面に取り付けられたパッキンＰｋに接触した状態で閉じている。このパッキンＰｋは、圧力開放弁Ｖ２の閉止時に配管３５内の気密性を向上させるための封止部材である。このパッキンＰｋは、例えば、ゴム等のような弾性部材からなり、配管３５の分岐流路の他端面の開口部外周を取り囲むように円環状に形成されている。このようなパッキンＰｋを設けたことにより、圧力開放弁Ｖ２の閉止時の配管３５内の気密性を向上させることができるので、呼吸補助装置１の通常動作（患者に供給される圧力が所定値より低い正常な圧力の状態での正常な動作）時における配管３５内の正常な圧力の状態を維持することができる。

また、圧力開放弁Ｖ２は、例えば、圧力開放弁Ｖ２の厚さや形状等を調整することによって上記所定値以上の圧力で開くように設定されている。ここでは、図５（ａ），（ｂ）に示すように、圧力開放弁Ｖ２の平面形状が、例えば、略矩形状（下辺が半円状に形成された矩形状）に形成されており、配管３５を塞ぐ部分とその上部側のネック部分（接続部側）とが同じ幅で形成されている。

ただし、圧力開放弁Ｖ２の平面形状は、上記した形状に限定されるものではなく種々変更可能である。図６（ａ）は図４の圧力開放部を構成する圧力開放弁の変形例の正面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の圧力開放弁を取り外して示した配管の分岐流路の端面の正面図である。なお、図６（ａ）のＩ−Ｉ線の断面図は図５（ｃ）と同じである。また、図６（ｂ）は平面図であるが、図面を見易くするため一部にハッチングを付した。

ここでは、圧力開放弁（弁体）Ｖ２の平面形状が、例えば円形と矩形とを組み合わせた形状に形成されており、矩形状のネック部分（接続部側の矩形部分）の幅が、配管３５を塞ぐ円形部分の幅よりも細くなっている。この図６に示した圧力開放弁Ｖ２は、ネック部分を細くしたことにより、図５の圧力開放弁Ｖ２と厚さを同一とした場合、図５の場合よりも小さな圧力で開くようになっている。

また、圧力開放弁は、板ばねで構成されることに限定されるものでは無く種々変更可能である。図７（ａ）は図４の圧力開放部を構成する圧力開放弁の変形例の正面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＩ−Ｉ線の要部断面図である。なお、図７（ａ）は平面図であるが、図面を見易くするため一部にハッチングを付した。

ここでは、圧力開放部８が、圧力開放弁本体Ｖ３と、コイルばね（ばね部材）Ｃｂ１と、パッキンＰｋとを備えている。圧力開放弁本体Ｖ３は、配管３５を開閉するための開閉弁であり、配管３５の分岐流路の他端面に開閉可能な状態で設置されている。また、圧力開放弁本体Ｖ３は、例えば、球体に形成されており、圧力開放弁本体Ｖ３の閉止時に圧力開放弁本体Ｖ３の一部が配管３５の開口部に収まる構成になっている。これにより、圧力開放弁本体Ｖ３の開閉動作時に圧力開放弁本体Ｖ３の位置がずれないようにすることができる。また、圧力開放弁本体Ｖ３の閉止時の配管３５内の気密性を向上させることができる。したがって、呼吸補助装置１の通常動作時における配管３５内の正常な圧力の状態を維持することができる。なお、圧力開放弁本体Ｖ３の外周に圧力開放弁本体Ｖ３の開閉動作を補助するガイドを設けても良い。これにより、圧力開放弁本体Ｖ３の開閉動作の安定性を向上させることができる。

パッキンＰｋは、上記と同じである。ただし、圧力開放弁本体Ｖ３をゴム等のような弾性部材で構成することにより、圧力開放弁本体Ｖ３にパッキン（封止部材）としての機能を持たせても良い。この場合は、配管３５の開口部側にパッキンＰｋを設けなくても良い。これにより、部品点数を低減できるので、呼吸補助装置１のコストを低減することができる。また、呼吸補助装置１の組立を容易にすることができる。

コイルばねＣｂ１は、圧力開放弁本体Ｖ３を閉じるように（すなわち、圧力開放弁本体Ｖ３をパッキンＰｋに押し付けるように）付勢する付勢手段であり、圧力開放弁本体Ｖ３と筐体２の内壁面との間に設置されている。なお、図７の圧力開放部８においては、圧力開放弁本体Ｖ３とコイルばねＣｂ１との両方で、上記した圧力開放弁Ｖ２に相当する部分が構成されている。

図７の圧力開放部８においては、配管３５内の圧力（すなわち、呼吸補助装置１から吐出される気体の圧力）が所定値より小さい正常な値（患者に負担を与えない値）の場合、圧力開放弁本体Ｖ３がコイルばねＣｂ１の付勢力により配管３５を塞いでいるが、配管３５内の圧力が患者に負担を与える所定値以上の異常な値になると、その異常な圧力により圧力開放弁本体Ｖ３がコイルばねＣｂ１の付勢力に抗して配管３５の開口部から離れる方向（筐体２の内壁面に近づく方向）に移動することにより、配管３５を開いて配管３５内の異常な圧力を開放するようになっている。また、圧力開放弁本体Ｖ３は、配管３５内の異常な圧力が開放されると、コイルばねＣｂ１の弾性力により配管３５の開口部側に付勢されて元の位置に戻り、配管３５の分岐流路の他端面の開口部を再び塞ぐようになっている。これ以外は、上記したのと同じである。

また、図８（ａ）は図４の圧力開放部を構成する圧力開放弁の変形例の正面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＩ−Ｉ線の要部断面図である。なお、図８（ａ）は平面図であるが、図面を見易くするため一部にハッチングを付した。

ここでは、圧力開放部８の圧力開放弁本体Ｖ４が、例えば、断面楕円形状の平板で形成されている。これにより、圧力開放弁本体Ｖ４の閉止時に圧力開放弁本体Ｖ４とパッキンＰｋとの接触面積を増やすことができるので、圧力開放弁本体Ｖ４の閉止時の配管３５内の気密性を向上させることができるので、呼吸補助装置１の通常動作時における配管３５内の正常な圧力の状態を維持することができる。これ以外は、図７で説明したのと同じなので説明を省略する。

また、図９（ａ）は図４の圧力開放部を構成する圧力開放弁の変形例の正面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＩ−Ｉ線の要部断面図である。なお、図９（ａ）は平面図であるが、図面を分かり易くするためにハッチングを付した。

ここでは、圧力開放部８が、圧力開放弁本体Ｖ５と、コイルばね（ばね部材）Ｃｂ２と、パッキンＰｋとを備えている。圧力開放弁本体Ｖ５は、配管３５を開閉するための開閉弁であり、配管３５の分岐流路の他端面に開閉可能な状態で設置されている。また、圧力開放弁本体Ｖ５は、例えば、平板状に形成されている。コイルばねＣｂ２は、圧力開放弁本体Ｖ５を閉じるように（すなわち、圧力開放弁本体Ｖ５をパッキンＰｋに押し付けるように）引っ張る方向に付勢する付勢手段であり、圧力開放弁本体Ｖ５と配管３５の端面との間に設置されている。

図９の圧力開放部８においては、配管３５内の圧力（すなわち、呼吸補助装置１から吐出される気体の圧力）が所定値より小さい正常な値（患者に負担を与えない値）の場合、圧力開放弁本体Ｖ４がコイルばねＣｂ２によって配管３５の端面に引っ張られることで配管３５を塞いでいるが、配管３５内の圧力が患者に負担を与える所定値以上の異常な値になると、その異常な圧力により圧力開放弁本体Ｖ５がコイルばねＣｂ２の引っ張る力に抗して配管３５の開口部から離れる方向（筐体２の内壁面に近づく方向）に移動することにより、配管３５を開いて配管３５内の異常な圧力を開放するようになっている。また、圧力開放弁本体Ｖ５は、配管３５内の異常な圧力が開放されると、コイルばねＣｂ２の弾性力により配管３５の開口部側に引っ張られて元の位置に戻り、配管３５の分岐流路の他端面の開口部を再び塞ぐようになっている。これ以外は、上記したのと同じなので説明を省略する。

また、図１０は図４の圧力開放部を構成する圧力開放弁の変形例の要部断面図である。ここでは、圧力開放弁本体Ｖ５の形状が、例えば、略円錐形状（一部が配管３５の開口部に入り込む形状）に形成されており、圧力開放弁本体Ｖ５の閉止時には圧力開放弁本体Ｖ５の頂点部分が配管３５の開口部に入り込んでいる。このため、圧力開放弁本体Ｖ５の開閉動作時に圧力開放弁本体Ｖ５の位置が図７の場合よりもずれないようにすることができる。また、圧力開放弁本体Ｖ５の閉止時の配管３５内の気密性を図７の場合よりも向上させることができる。したがって、呼吸補助装置１の通常動作時における配管３５内の正常な圧力の状態を維持することができる。

また、この場合、圧力開放弁本体Ｖ５の底面にコイルばねＣｂ１が接触する構成になっている。このため、図７の場合よりも圧力開放弁本体Ｖ５の開閉動作時の安定性を向上させることができる。なお、この場合も圧力開放弁本体Ｖ５の外周に圧力開放弁本体Ｖ５の開閉動作を補助するガイドを設けても良い。これにより、圧力開放弁本体Ｖ５の開閉動作の安定性をさらに向上させることができる。これ以外は、図７で説明したのと同じなので説明を省略する。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

例えば、前記実施の形態においては、呼吸補助装置を構成する気体吐出手段がブロワ６と制御バルブ７とを備え、吐出される気体の圧力を制御バルブ７により調整する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、制御バルブ７を設けることなく、ブロワ６の回転制御で気体の圧力を調整する構成にしても良い。この場合、ブロワ６が送風手段および圧力調整手段の両方を備えており、制御バルブ７を設けないことで呼吸補助装置１の小型化を推進することができるとともに、呼吸補助装置１のコストを低減することができる。

また、前記実施の形態においては、配管３５内の圧力が圧力開放弁Ｖ２の圧力開放動作により正常な値に戻ると、圧力開放弁Ｖ２が元の位置に戻り配管３５の開口部を閉止する構成の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、配管３５内の圧力が異常な圧力になると圧力開放弁Ｖ２が外れる等して、配管３５内の圧力が正常な圧力になっても圧力開放弁Ｖ２が元の位置に戻らず配管３５の開口部が開放されたままの状態になる構成としても良い。

また、図７〜図１０ではコイルばねを使用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、コイルばねに代えて板ばねやトーションばね等のような他のばねを使用しても良い。

以上の説明では、本発明の呼吸補助装置を在宅用の呼吸補助装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、医療機関で使用される人工呼吸器など、種々の呼吸補助装置に適用することができる。

１ 呼吸補助装置
２ 筐体
３ 表示装置
４ 吐出口部
５ 取り入れ口
６ ブロワ
７ 制御バルブ
８ 圧力開放部
９ 流量測定部
１０ ホース
１１ マスク
２０ ＣＰＵ
２１ ＲＯＭ
２２ ＲＡＭ
２３ ブロワ用駆動回路
２４ バルブ用駆動回路
２５ ブロワ圧検出回路
２６ 差圧検出回路
２７ 吐出圧検出回路
２８ 表示装置制御回路
３０ 電源回路
３１ バスライン
３５ 配管
Ａ 気体圧回路
Ｃ 制御回路部
ＭＣ 主制御回路
Ｆ 羽部
Ｖ１ 調整弁
Ｖ２ 圧力開放弁
Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５ 圧力開放弁本体
Ｐｋ パッキン
Ｃｂ１，Ｃｂ２ コイルばね
Ｐ 測定管
Ｍ１ ブロワ用モータ
Ｍ２ バルブ用モータ
Ｓ１ ブロワ圧センサ
Ｓ２ 差圧センサ
Ｓ３ 吐出圧センサ

Claims (6)

1. 加圧した気体を発生させる圧力発生手段と、
   前記圧力発生手段で発生させた気体を筐体外に吐出する吐出口部と、
   前記圧力発生手段と前記吐出口部との間に設けられ、前記圧力発生手段で発生させた気体を前記吐出口部に送る配管と、
   前記配管に設けられ、前記吐出口部から所定値以上の圧力の気体が吐出される前に、その圧力を開放する圧力開放手段と、
   を備えることを特徴とする呼吸補助装置。
2. 前記圧力開放手段は、前記吐出口部から所定値以上の圧力の気体が吐出される前に、その気体の圧力で開くように設定された圧力開放弁を備えることを特徴とする請求項１記載の呼吸補助装置。
3. 前記圧力開放弁は、板ばねにより構成されていることを特徴とする請求項２記載の呼吸補助装置。
4. 前記圧力開放弁は、
   前記配管を開閉する弁本体と、
   前記配管を閉じる方向に前記弁本体を付勢するばね部材と、
   を有することを特徴とする請求項２記載の呼吸補助装置。
5. 前記配管に、前記圧力発生手段から送られた気体の圧力を調整する圧力調整手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の呼吸補助装置。
6. 前記配管は、
   前記圧力発生手段から送られた気体を前記吐出口部に送る第１の流路と、
   前記第１の流路から分岐する第２の流路と、
   を備え、
   前記圧力調整手段は、
   前記配管の前記第１の流路と第２の流路との分岐部に、前記第１の流路の面積を変えられるように駆動可能な状態で設けられた調整弁と、
   前記調整弁を駆動する駆動手段と、
   を備え、
   前記圧力開放手段は、
   前記第２の流路の端部に設けられていることを特徴とする請求項５記載の呼吸補助装置。

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