JP2018075371A - 呼気弁 - Google Patents

Abstract

【課題】弁膜の周囲に沿っての弁膜の弁体への向上された固定を可能にする呼気弁を提供する。【解決手段】患者の呼吸空気のための流体入口（１４）および流体出口（１６）が形成されている弁体（１２）を備える換気装置の呼気弁（１０）であって、弁体（１２）は、外側縁において当接領域が形成されている状態で、弁膜（２０）が置かれ得る上側を有する支持部（４２）を備え、支持部（４２）の前記上側は不均一な設計を有する、呼気弁（１０）である。【選択図】図２

Description

本発明は、患者の呼吸空気のための流体入口および流体出口が形成されている弁体を備える呼気弁であって、弁体が、外側縁において当接領域が形成されている状態で、弁膜が上側に置かれ得る少なくとも１つの支持部をさらに備え、支持部の上側が不均一な設計を有する、呼気弁に関する。

この呼気弁は、患者の機械的換気のための換気装置において使用される。本発明は、このような換気装置にも関する。

また、本発明は、このような呼気弁を換気装置と組み立てる方法であって、当接領域が外周に沿って形成されている弁膜が、呼気弁の弁体に形成される支持部の上側と当接させられ、呼気弁は換気装置に取り付けられ、弁体は締付力によって変形され、呼気弁を換気装置に取り付けるときの締付力によって引き起こされる弁体の変形が、支持部の上側が平面状になる効果を有するように、弁体に形成される支持部の面が不均一な設計を有する、方法に関する。

機械的換気では、呼吸空気が、通例は陽圧の下で、機械的な手法で患者に供給される。機械的換気は、患者の自身の呼吸を支援できる、または、患者の自身の呼吸に完全に取って代わることができる。呼吸空気の供給は、連続的な換気サイクルで行われる。各々の換気サイクルは、吸気局面と、それに続く呼気局面とを含む。換気空気は、それぞれの換気サイクルの吸気局面の間に、通例は機械的に、または、いずれにせよ機械で補助された手法で、患者の気道において広がる圧力に対して陽圧で供給される。呼気は、換気サイクルの続いての呼気局面の間に起こる。通例、呼気局面では陽圧または陰圧は気道にかからない。むしろ、呼気は、周囲圧力に対して気道を弛緩させることで受動的に起こるものであり、患者自身の呼気の労力は、できるだけ支援されるものである。呼吸空気の呼気と呼吸空気の環境への排出とは、本明細書に記載している呼気弁の助けでもたらされる。呼気弁は、吐き出された空気のための導管において、通例はこの導管の下流で、換気システムに配置される。患者から離れる方を向く側では、通常は周囲圧力が広がっている。この圧力に対する陽圧が呼気局面の間に患者の側から弁に加えられるとき、呼気弁は開き、吐き出された空気の環境への排出を許容することになる。そのようになるとき、呼気弁は、呼気局面の開始と終了とを確実に認識し、それに従って反応することになる。このために、環境を向く側に対して十分に高い陽圧が気道を向く側に存在するかどうかに依存して、気道と環境との間での流体の通過を開くか閉じる弁膜が使用される。

過去には、呼気弁が動作中に不快な大きな騒音を発生させるという問題がしばしば生じていた。ある場合には、吐き出された空気における振動する圧力変動が呼気弁によって発生または増加させられることが観察されることさえあり、これは、最終的に換気において不具合をもたらす。自動トリガーまたは自動サイクルとして知られるこの現象の場合、呼気弁によって発生または増加させられる圧力変動は、呼気局面の終了として換気装置によって誤って検出され、換気装置が次の吸気局面を先走って開始してしまう。これは機械的に換気させられている患者にとって非常に不快であり、機械的に換気させられている患者に危険をもたらす可能性さえある。本発明による呼気弁は、このような問題を回避または少なくとも低減するように意図されている。

これまで使用されてきた呼気弁との比較で、本発明による呼気弁は、本開示の最初の段落で述べているように、弁膜の周囲に沿っての弁膜の弁体への向上された固定を可能にする。弁体は、呼気弁を換気装置に取り付けることで引き起こされる弁膜の周囲における撓みおよび折り重なりが抑制され得るように設計される。そのために、弁体に形成される弁膜のための支持部には、特定の不均一な設計が提供される。この不均一な設計のため、呼気弁における設置された弁膜は、呼気弁が換気装置にまだ取り付けられていない状態で、最初に、その周囲において、支持部の上側とのシート状の接触または完全な領域での接触を有しておらず、むしろ、個別の接触場所と、接触場所同士の間での周方向における弁膜と支持部との間の空洞とが形成される。その後に呼気弁が換気装置に取り付けられるときのみ、取付場所と弁体の特定の変形とから生じる弁体における作り出された応力がある。当接領域の面の不均一性は、弁体のこの変形が支持部の上側の不均一性を相殺するように選択される。呼気弁を換気装置に取り付けると、支持部の上側は平らな面で配置され、弁膜の周囲に形成された当接領域と支持部との間にシート状の接触が確立される。支持部の面の不均一な設計によって達成され得る効果は、接地された状態での弁膜が、その周囲に沿って完全に、折り重なることなく締め付けられることである。この方策は、弁膜がその支持部に気密な様態で当接することを確保することを支援し、これは、呼気弁の動作の安全性を高める。これは、具体的には、流体入口の周りに形成された弁座への弁膜の気密な当接も高めることが、示されている。したがって、本発明による呼気弁は、呼気局面の開始および終了への反応においてより敏感である。さらに、呼気弁の動作の間の騒音の発生が、従来の呼気弁と比較して低減される。また、自動トリガーまたは自動サイクルの現象をより良く制御することが可能である。

呼気弁は、息を吐く間、つまり、呼気局面の間の呼吸空気が、ここでは開けられている流体入口によって呼気弁へと入ることができ、具体的には、呼気弁によって包囲された弁プレナムに入ることができる。吸気局面の間、流体入口は好ましくは閉じられている。

流体出口は、吐き出された呼吸空気が環境へと排出され得るように設計される。

組み立てられた状態において、呼気弁は、流体入口を閉じる位置と流体入口を開ける位置との間で少なくとも変位され得る、流体入口と関連付けられる弁膜をさらに備える。弁膜は、その流体入口を向く側と流体入口から離れる方を向く側との間の圧力差だけによって閉位置と開位置との間で変位できるように、それ自体の駆動のなしで設計されてもよい。しかしながら、追加で、または、代替として、閉位置と開位置との間で往復する様態で弁膜を変位させるアクチュエータが提供されてもよい。このアクチュエータは、好ましくは、換気装置によって駆動される。この弁膜はそれ自体の当接領域を有し、当接領域は弁膜の外側縁に形成され、支持部の上側に圧し掛かる。呼気弁は、具体的には、締付部材をさらに備え、例えば、締付部材が弁膜との締付係合を確立するような様態で弁体と協働する締付リングを備える。具体的には、締付部材との締付係合によって、弁膜の外周においてもたらされるこの締付係合を用いて、弁膜は弁体に固定される。この点において、陽圧が、弁プレナムと関連付けられる側と比較して、流体入口と関連付けられる側において存在するとき、弁膜が弁プレナムに対して流体入口を開ける位置へと持って行かれ得るような様態で、弁膜は締付部材によって弁体に固定され得る。この場合ではない限りにおいて、具体的には、弁プレナムと関連付けられる側と比較して、流体入口と関連付けられる側において等しい圧力または陰圧である場合、弁膜は、弁プレナムに対して流体入口を閉じた位置に留まる。

不均一な設計は、支持部の上側が仮想湾曲面で配置されることを意味する。これは、逆にいえば、支持部の上側を完全に含む仮想的な平面が存在しないことを意味する。仮想的な平面または仮想湾曲面は、弁体の上側を覆う。具体的には、その面は、弁体の長手方向軸に対して直角に、または、弁体の径方向外側縁と実質的に平行に、位置付けられる。弁軸は流体入口軸と平行であり得る。平面状の面が支持部の上側に置かれる場合、この平面状の面は、支持部の上側全体との接触を確立せず、支持部の上側と接触している平面状の面の個別の場所だけがある。

これらの陳述は、弁体が付勢されないとき、換気装置への呼気弁の設置前の状態での呼気弁に関する。

したがって、呼気弁が換気装置に設置されていない呼気弁の状態におけるあらゆる場合で、弁膜は、平面状の設計を有すると、支持体の全体周囲に沿って支持体の上側に当接しない。どちらかといえば、弁膜の周囲に沿って、弁膜と支持部との間に個別の接触場所がある。支持部の上側の不均一性は、呼気弁が換気装置に設置され、弁体が変形するように応力に曝されるとき、支持部の上部が平面状の面に位置することになり、弁膜が、ここでは、支持部の上側にシート状の様態で圧し掛かるその当接領域を有するように、設けられる。

弁体は、具体的には、換気装置の呼気弁の連結部との係合のために設計されている少なくとも１つの取付ツマミを備えてもよい。

取付ツマミは、具体的には、換気装置への呼気弁のバヨネット式結合の係合部材を構成するものである。そのため、換気装置は、呼気弁を換気装置に保持するように、呼気弁の設置において取付ツマミが係合する合せ係合部材を備える。具体的には、呼気弁は、換気装置への呼気弁の取り付けにおいて、弁体を若干変形する締付力が作り出されるように、バヨネット式の結合を用いて換気装置に固定されることになる。

弁体は、具体的には、互いと関連付けられる少なくとも２つの取付ツマミを備えてもよい。取付ツマミは、具体的には、弁体の周囲の周りで、弁体の径方向外周に配置され得る。具体的には、取付ツマミは、換気装置における対応する合せ係合部材とのそれぞれの係合面を形成するために、弁体のそれぞれの径方向外側縁から径方向に各々突出する。取付ツマミが換気装置で係合されるとき、弁体は、取付ツマミが設けられているそれぞれの側において、換気装置に向かって移動されることになる。この強制される移動の途中で、弁体に作り出される応力があり、弁体の上方の縁は、取付ツマミが配置される側において換気装置に向かって曲がる。この効果は、ミリメートルの範囲で起こり、１ミリメートル未満だけの大きさである可能性もある。それにも拘らず、これは、弁膜の着座に影響を与える可能性があり、具体的には、漏れが弁膜の周囲において引き起こされる可能性のあることが、示されている。弁体に設けられる弁膜のための支持部の不均一な設計は、この効果を考慮するものである。取付ツマミが、換気装置と係合させられるとき、支持部の上側は、平坦となり、つまり、所定位置で配置されることになる。

具体的には、弁体は、互いと反対に位置付けられる一対の取付ツマミを有し得る。したがって、２つの取付ツマミは、具体的には、弁体の径方向外側縁における反対側において、互いに対して１８０°の角度に形成され得る。３つ以上の取付ツマミが設けられる場合、呼気弁が換気装置に取り付けられるときに弁体に発揮される応力が、取付ツマミの配置に従って分配されること、および、そのため支持部の上側が、取付ツマミの位置に従って不均一な設計で同じく提供されるものであることを条件として、前述のことは類似して当てはまる。以下の記載は、このことのさらなる理解のために、互いと反対に配置された２つの取付ツマミを仮定するものであり、対応する適合は、３つ以上の取付ツマミの場合に行われる必要があることは、理解される。

支持部の上側は、弁体によって包囲される弁プレナムに対して外向きに湾曲仮想面において配置され得る。仮想面は、実際の面である場合、弁体のための天井を構成することになるように、弁体の上側を覆う。したがって、仮想面は、弁体によって包囲される弁プレナムを、上向きの方向で、つまり、弁底部と反対の側の方で、閉じ込める。具体的には、弁プレナムに対して、外向きに湾曲仮想面は、取付ツマミが存在する側において、支持部の上側における少なくとも２つの異なる位置を通る仮想的な平面より、さらに外側に位置付けられる。

具体的には、支持部の上側は、凸状に湾曲仮想面に配置され得る。凸状に湾曲仮想面の場合、仮想面における２つの位置を連結する線が弁プレナムを通って延びる。このような線が、仮想面がいくつかの平面状のものから成るときに仮想面において延びる、または、（例えば、円筒形の軸方向と平行な円筒形の面の場合に）ある方向で直線的に延びることも、実際に起こり得る。そのため、個別の平面状のものを相互に連結する線、または、直線的な方向に対して角度のある線は、凸状に湾曲仮想面によって閉じ込められる弁プレナムを通じて延びる。

具体的には、支持部の上側は、少なくとも１つの取付ツマミから始まって外向きに膨出してもよい。取付ツマミが設けられる支持部の周囲に沿う場所において、支持部の上側の膨出部または突起部は、換気装置への呼気弁の取り付けにおける弁体の変形がそこで最も大きいため、最も小さくなる。

したがって、支持部の膨出部は、取付ツマミ同士の間に位置付けられる領域で最も大きくなり得る。取付ツマミから最も離れた支持部の周囲の周りの場所において、換気装置への呼気弁の取り付けにおける弁体の変形は、最も小さい。したがって、支持部の上側の位置に関係する相殺は、これらの場所でできるだけ小さくなるものである。

例えば、支持部の膨出部は、２つの取付ツマミの間で延びる線に沿って最も大きくなり得る。このような線は、弁プレナムを挟んだ２つの取付ツマミの間の連結線と直角に交差する。

具体的には、１８０度の角度距離で弁体の２つの反対の側に位置付けられる２つの取付ツマミが設けられ、湾曲仮想面は、例えば、円筒形の側面であり得る。そのため、円筒の軸は、２つの関連する取付ツマミの間の連結線に対して直角であり得る。

取付ツマミが存在する場所において呼気弁を取り付けるときに弁体に加えられる応力のため、弁体の上方の縁も、これらの場所において同様に、換気装置における反対の側に向かって曲がる。この影響を相殺するために、弁体を、弁膜のための支持部へと対応する様態で形成することは、都合が良い。弁体の上方の縁は、呼気弁の換気装置への取り付けにおいて、支持部への弁膜のできるだけ密接した当接を確保するために、（例えば、圧力を、任意選択で締付リングを介して、弁膜の上側に加えることで）できるだけ大きい領域にわたって換気装置の反対の面に当接するものである。このために、弁体には、弁体によって包囲される弁プレナムに対して外向きに湾曲仮想面において位置付けられる上方の縁が設けられる。

支持部の上側に関して以前に提供された検討は、弁体の上方の縁の設計に類似して当てはまる。そのため、ここでは繰り返さないが、支持部の上側に代わって、弁体の上方の縁がここでは参照されるという条件で、前述のことが代わりに参照される。具体的には、弁体の上方の縁は、弁体によって包囲される弁プレナムに対して凸状に湾曲仮想面において位置付けられ得る。弁体の上方の縁は、少なくとも１つの取付ツマミから始まって膨出してもよい。弁体の上方の縁の膨出部は、２つの取付ツマミ同士の間に位置付けられる領域で最も大きくてもよい。具体的には、弁体の上方の縁の膨出部は、２つの取付ツマミ同士の間で延びる線に沿って最も大きくなり得る。ここでも、湾曲仮想面は円筒の側面であり得る。

支持部の上側の不均一な形と弁体の上方の縁の不均一な形とを互いに対して合致させることは、通例では合理的である。結局、それらの両方にとって達成される効果は、呼気弁を換気装置に取り付けると、上側または上方の縁が平面状の面に位置付けられることである。具体的には、配置は、支持部の上側と弁体の上方の縁とが相互に並べられた様態で外向きに膨出するようになり得る。この点において、具体的には、最小の膨出の場所と最大の膨出の場所とは、互いと合致されてもよい。これらの場所は、具体的には、弁プレナムを覆う平面に対して同じ場所にあり得る。

支持部の上方の縁が、弁体の上方の縁より若干より大きい度合いまたは若干より小さい度合いまで膨出しているとき、この点において理にかなっている場合があり得る。しかしながら、多くの場合で、取付ツマミが換気装置と係合すると発生させられる応力の下での弁体の変形の意図されている相殺は、支持部の上側と弁体の上方の縁とがおおよそ同様の様態で膨出しているときに最良に達成され得ることになる。

具体的には、支持部の上側と弁体の上方の縁とは、相互に平行な仮想面に配置され得る。

具体的な発展では、取付ツマミは、換気装置に設けられる合せ係合部材との係合のための係合面を、支持部の上側の膨出部に対して合致される導入面取部が係合面に設けられている状態で有してもよい。

バヨネット式の係合ではよくあるように、係合面は、通例、取付ツマミの上方の縁と実質的に平行に形成されることになる。係合面の前部には、導入面取部が設けられてもよい。そのため、導入面取部の領域では、係合面は、取付ツマミの上方の縁に対して、ある角度で、具体的には鋭角で、延びる。角度は、係合面と取付ツマミの上方の縁との間の厚さが係合面の開始からの距離の増加と共に増加するように選択される。これは、換気装置における合せ係合部材に取付ツマミを係合するときに作り出される特定の度合いの応力を許容し、これは、特定の圧力嵌めまたは摩擦係合を促進し、それによって換気装置における呼気弁のしっかりとした安全な着座配置を促進する。

導入面取部は、取付ツマミが換気装置に締め付けられるときに付勢が作り出されるように、取付ツマミの側における弁体の上方の縁に前記付勢が作用する状態で設計される。これは、取付ツマミからより遠くの側または場所に対する、取付ツマミを向く側への弁体の特定の変形によって達成される。具体的には、弁体の上方の縁は、導入面取部に沿う合せ係合部材の移動によって、換気装置へとより近付けられる。他方で、取付ツマミからより遠くの場所は、換気装置の接触領域にすでに当接しており、より近付くことができない。結果として、弁体の上方の縁の変形が、取付ツマミに向かってますます強くなるようにして作り出される。これは、導入面取部に沿う移動の増加と共に増加する弁体における付勢をもたらす。導入面取部は、締め付けると、弁体の上方の縁を締め付けられた状態で平面状にするだけの大きさがある付勢、つまり、弁体の上方の縁が締め付けられた状態で弁プレナムを覆う平面で位置付けられる付勢が生成されるように選択される。そして、弁体の上方の縁は、換気装置の反対の面とシート状の接触となる。弁膜のための支持部は、同様に等しく曲げられる。支持部の上側を、呼気弁が換気装置に取り付けられている状態においても平面状とさせるために、支持部の上側が弁体の上方の縁と同じ度合いで不均一である場合、都合が良い。したがって、取付ツマミの導入面取部は、支持部の膨出部に合致される。

弁体のための付勢をできるだけ正確に調節することができるように、導入面取部の端はできるだけ良好に定められる。このために、係合面が、導入面取部に続いて非テーパ状部分を有することが提供され得る。

非テーパ状部分では、係合面は取付ツマミの上方の縁と平行である。すでに到達されている弁体の付勢および曲げは、それ以上変わらない。したがって、付勢および曲げは、非テーパ状部分のどの場所が取付ツマミによって到達されるかの関連性がもはやあまりないため、良好に再生可能な様態で調節され得る。さらに、係合面には、その端において停止部が設けられてもよい。

弁体は、具体的にはプラスチック材料から作られ得る。例えば、弁体を射出成形工程で製作することは都合が良い。そのため、弁体は射出成形部品である。例えば、弁底部と一緒にされた弁体は、ポリエチレン、ポリプロピレン、または別の熱可塑性プラスチック材料など、射出成形に適したプラスチック材料から作ることができる。

支持部を弁体と一体で形成することは有利である。一体という用語は、例えば、支持部が、弁体と同じ射出成形工程で、具体的には、単一構成の射出成形部品として、製作されるといった、支持部と弁体とが１つの構成部品として製造されるという趣旨に理解されるものである。

実施形態では、弁体は、弁底部によって、具体的には、弁体によって形成された弁底部によって、および任意選択で、弁底部を起点とし、同じく弁体によって構成される外側縁によって、下方側において少なくとも一部で包囲され、流体入口が中へと開口するカップ形弁プレナムを定める。カップ形弁プレナムの上側では、弁プレナムが、カバーを構成する弁膜によって閉じ込められ得る。弁プレナムは空洞を定め、その空洞は、流体入口を介して加えられる流体（吐き出された呼吸空気）を入れておくことができ、その空洞から、流体（吐き出された呼吸空気）は流体出口を介して排出され得る。具体的には、弁プレナムは、流体入口と流体出口との間で形成される流体流路を有している。具体的には、弁プレナムは、その下方側において弁底部によって少なくとも一部で閉じ込められ、流体入口は弁底部へと開口している。弁底部は、具体的には、流体入口と弁体の外側縁（特に弁プレナム）との間で皿状の様態で延びることができ、同時に、弁底部の外側縁は弁体の外側縁を構成している。「皿状」という用語は、弁底部が、さらにより詳細に記載されることになる流体入口の周りの可及的な通路上の凹所から離れて、流体入口と外側縁との間で実質的に平坦な様態または平坦な円錐の様態で延びることを指摘するものである。流体入口は、具体的には弁底部の中心部に形成される。流体入口は、具体的には、同じく円形の流体進入面を伴う円形の断面領域を有し得る。

弁底部は、具体的には、流体進入面を定める流体入口の縁を起点とし得る。流体進入面と弁底部との間には、段差部が作り出されていない。この様態では、弁プレナムに対する流体入口の鋭い縁の境界が回避される。これは、呼気弁への流体の流れに加え、呼気局面の間の呼気弁を通る流体の流れを、できるだけ静かに形成することを促進する。既知の呼気弁の場合、流体入口は、対照的に、弁プレナムへと突出し、具体的には、流体入口は弁底部を越えて特定の距離で突出する。そのため、弁底部は、流体進入面を定める流体入口の縁を起点せず、流体の流れは、弁プレナムへと流れるときに段差部を通過し、これは、呼気弁へと流れる流体の流れの乱流および失速または気流の分離の形成を高めてしまう。

騒音の発生および逆行する圧力の影響を低減することについて、弁プレナムが、流体入口と流体出口との間での流体流路に沿っての流れに関して空気力学的に効率的な設計を有するとき、同じく都合良く可能となる。具体的には流体流路の、弁プレナムの空気力学的に効率的な設計は、流体進入面の縁における流体入口の内側から始まる弁底部が、弁プレナムを向く側において丸められた輪郭を有するとき、特に高められ得る。したがって、流体入口から弁プレナムに入る流体流れは、実質的に非旋回の様態で失速することなく流体流路に到達し、流体出口に向かって流れる。これは、流体出口が開けられるとき、動作騒音の低減をもたらす。さらに、流体入口へと連結された呼吸空気導管への逆行する圧力の影響は、効果的に抑制され、そのため、換気装置による呼気局面の終了の誤った検出の危険性は低減される。

特定の実施形態では、流体流路は、流体出口に向かって拡大する断面積を有し得る。この設計では、流体流路は、この様態で開けられる呼気弁を通る呼気の間に流れる流体（吐き出された空気）の、流体出口に向かって増加する体積流量に特に良好に合致される。体積流量が大きくなるにつれて、流体流路において利用可能な断面積がより大きくなる。具体的には、各々等しい大きさの角度部分に対しての流体流路の部分的な体積は、これらの部分的な体積が流体出口に向かう方向において増加するように、流体入口の周辺に沿って変化する。これは、流体流れにおける乱流および攪乱の形成を低減し、呼気弁が、気道における吐き出された空気の流れにおける変化に、はるかにより信頼できるが同時により敏感な様態で反応できる可能性を提供する。従来の呼気弁では前述の自動トリガーの不具合をしばしばもたらす逆行する圧力の影響は、はるかにより生じにくい。

流体流路の断面積は、呼気弁が開けられるとき、流体入口と流体出口との間の流体流れの主方向を横断する断面、具体的には、その主方向に対して直角での断面において、流体流れにとって利用可能な空間の面積であるとして理解されるものである。

特定の実施形態が、弁底部が流体入口の周りの部分で軸方向に膨出するように形成され得る。「軸方向に膨出する」という言葉は、弁底部が、少なくとも、流体入口軸を含む断面において、つまり、流体入口の縁と弁底部の外側縁との間に位置付けられる部分において、凸状の構成を有することを指摘するものである。凸状は、断面図において、弁底部における２点をつなぐ線が弁プレナムを通って延びることを意味する。したがって、弁底部は、流体入口の周りで延びる溝または通路を形成し、前記通路の底部は、流体入口の縁と弁底部の外側縁との間で軸方向に膨出している。このような設計の場合、流体入口と流体出口との間での流体流路の断面積は、流体入口軸から弁プレナムの外側縁までのそれぞれの径方向断面における弁プレナムの面積として、各々の場合でそれ自体を示している。これと対照的に、現在使用中の呼気弁の弁底部は、平坦な円錐形の構成を有しており、つまり、膨出部または突起部を形成していない。

具体的には、設計は、軸方向の膨出部または突起部が流体入口の周辺の周りで変化する深さを有するようになってもよい。膨出部の深さは、距離として定められ、流体入口の縁における弁底部と、流体入口の縁から弁底部の外側縁までの断面に沿っての膨出の最も深い場所における弁底部との間において軸方向で測定され得る。具体的には、膨出部の深さは、流体出口に向かって周方向で増加することになる。したがって、各々等しい大きさの角度部分に対しての膨出部の部分的な体積は、これらの部分的な体積が流体出口に向かう方向の大きさにおいて増加するように、流体入口の周辺に沿って変化する。特定の実施形態では、周方向における膨出部の深さは、流体出口の反対側において最も小さく、周方向において、流体出口に向かって位置付けられる側において最も大きくなり得る。

特定の実施形態では、弁体は、流体入口の周りに形成された少なくとも１つの強化リブまたは補強リブを有してもよい。弁体は、具体的には、流体入口の周りに形成された複数の補強リブを有し得る。複数の補強リブは、流体入口の周辺の周りに、連続して、具体的には、互いから特定の間隔で、提供され得る。例えば、１つだけの補強リブが、流体入口を包囲する固形物として設計されてもよい。補強リブは、具体的には、流体入口と流体出口との間の流体流れと干渉しないように、弁体の下方側に、したがって、流体流路から離れる方を向く弁底部の側に、形成される。

少なくとも１つの補強リブは、具体的には流体入口を包囲する膨出部分において、弁底部を強化または補強するのに適する。補強リブの提供は、流体流路の断面領域にわたる、弁体の領域、具体的には、弁底部の、二次モーメントにおける増加をもたらす。弁体は、この領域においてより捩じれに強くなり、そのため、弁プレナムに入り流体流路に沿って流れる流体流れは、弁体の振動、特には、弁底部の振動を、より小さくする。これは、とりわけ騒音の発生を抑制するが、流体入口に連結される呼吸空気導管において感じさせられることになる逆行する圧力の影響をはるかにより小さくさせることになる。

補強リブを弁体と一体で形成することは有利である。一体という用語は、例えば、補強リブが、弁体と同じ射出成形工程で、具体的には、単一構成の射出成形部品として、製作されるといった、補強リブと弁体とが１つの構成部品として製造されるという趣旨に理解されるものである。

補強リブは、有利には、流体入口の縁に対して外向きに延び得る。外向きという表現は、流体入口の縁と弁底部の外側縁との間の弁底部の部分をできるだけ効率的に補強するように配置される補強リブの方向を指示するものである。具体的には、補強リブは、流体入口の断面領域の中心に対して径方向に延び得る。しかしながら、補強リブが正確に径方向で延びず、例えば弁底部の外側縁に向かって螺旋状にといった、加えて周方向に延びることも考えられる。具体的には、補強リブは流体入口の縁の外側に配置されてもよい。

補強リブは、膨出部分において弁底部を補強するのに適している。したがって、呼吸空気が流れるときの騒音の発生は、弁底部の振動が抑制されるため低減され得る。

補強リブは、第１の補強リブと第２の補強リブとを備え得る。第１の補強リブは、第２の補強リブの径方向内側に配置される内側補強リブである。したがって、第２の補強リブは外側補強リブである。第１の補強リブは、具体的には、流体入口の縁と弁底部の膨出部分との間で延びる。第２の補強リブは、具体的には、弁底部の膨出部分と弁底部の外側縁との間で延びる。具体的には、第２の補強リブは、弁底部の外側縁に形成される鍔状の肩部において途切れる。肩部は、例えば、弁底部の縁の周りで延びる少なくとも１つの段差部、好ましくは、少なくとも２つの離間された段差部を有することができ、第２の補強リブは、段差部に、または、段差部のうちの内側のものに、それぞれ合流している。

前述において言及したように、流体入口は、具体的には弁プレナムの中心部分に配置され得る。流体出口は、流体入口に対してさらに外側の場所に、具体的には径方向において外側に、具体的には弁プレナムの外側縁に、配置され得る。流体入口の中心の配置であれば、流体入口と流体出口との間での流体流路の断面積は、流体入口軸から弁プレナムの外側縁までのそれぞれの径方向断面における弁プレナムの断面積として、各々の場合でそれ自体を示している。

特定の実施形態では、弁体は、流体入口が形成されている流体入口部を有してもよい。具体的には、流体入口部は、弁体と一体に形成されてもよく、したがって、弁体が射出成形部品である場合、射出成形部品として形成され得る。具体的には、流体入口部は弁底部から延びることができ、具体的には、弁底部の下方側から延びることができる。流体入口部は、例えば弁底部に対して直角に、延びることができる。流体入口軸は、流体入口部の長手方向において仮想線を指定し、その仮想線は、流体入口部に対して中心に配置される。流体進入面が流体入口に対して直角である場合、流体入口軸は、流体入口によって定められる流体進入面に対して直角であり、流体進入面に対して中心に配置される。特定の実施形態では、流体入口部は、呼吸空気管の連結のために設計され得る第１のピン状突起を定め得る。例えば、第１のピン状突起は、円筒形または円錐形を有してもよく、具体的には、流体入口が形成されている円筒形または円錐形の管取付具として設計されてもよい。流体入口は、具体的には、円形の断面領域を有し得る。

さらに、弁本体は、具体的には、流体出口が形成されている流体出口部を定めてもよい。流体出口部は、具体的には、第２のピン状突起を有し得る。流体出口部は、具体的には、例えば同じく射出成形部品の形態で、弁体と一体に形成されてもよい。第２のピン状突起は、具体的には、円筒形または円錐形を有してもよい。望む場合には、第２のピン状突起は、例えば、流体出口が形成されている円筒形または円錐形の管取付具として形成され得る。しかしながら、第２の突起は、しばしば環境へと直接的に開くことになる。流体出口は、具体的には、円形の断面領域を有し得る。

流体入口と流体出口との間に流体流路を定める弁底部の膨出部分は、流体出口部と合流してもよい。弁底部の膨出部分は、具体的には、流体出口部の側壁と合流してもよい。具体的には、膨出する弁底部によって定められる溝または通路は、流体出口部への移行において最大深さを有する。

流体入口部の場合のように、流体出口部も、具体的には、弁底部から、具体的には、弁底部の下方側から延びてもよい。流体入口部は、弁底部に対して直角に延びてもよい。

本発明は、図面を参照しつつ、実施形態を用いて以下においてより詳細に説明されることになる。

制御装置と、監視装置と、供給される呼吸空気のための管と、吐き出された空気のための管とを備える、患者の機械的換気のための換気装置を示す図である。 実施形態による呼気弁の断面図である。 図２の呼気弁の弁体の下からの斜視図である。 図２の呼気弁の弁体の上からの斜視図である。

同様の構成要素または機能的の同様の構成要素については、同じ符号がすべての図において使用される。このような構成要素の詳細な記載は、各々の場合において、それぞれの符号を示す最初の図について提供される。明確にそうではないことが指摘されていない場合、同じ記載が、同じ符号を持つ構成要素が示されているすべての他の図にも当てはまることは、理解されるものである。

図１は、患者の機械的換気のための換気装置１００を示している。換気装置１００は、制御装置１１０と、監視装置１２０と、装置によって供給される換気空気のための導管１３０と、吐き出された空気のための導管１４０と共に、ローラによって移動可能となっているラック１０２を備えている。供給される換気空気のための導管１３０は、制御装置１１０から加湿装置１３４へと延びる第１の換気空気管１３２を備えており、加湿装置１３４では、換気空気は水容器を通過させられる。加湿装置１３４から、第２の換気空気管１３６がＴ字部品１３８へと延びている。Ｔ字部品から、換気サイクルの吸気局面の間に換気装置１００によって提供される換気空気は、導管１５０を介して患者へと供給される。導管１５０を介して、換気サイクルの呼気局面の間に患者によって吐き出された空気も換気装置１００へと戻される。このために、吐き出された空気のための導管１４０に属する追加の呼吸空気管１４２が、Ｔ字部品１３８から分岐している。呼吸空気管１４２は、図２〜図４を参照して以下においてより詳細に説明される概して符号１０が付された呼気弁につながっている。

図２は、図１で利用されているような実施形態による呼気弁１０の断面図を示している。呼気弁１０は、患者によって吐き出された呼吸空気のための流体入口１４および流体出口１６が形成されている弁体１２を備えている。図３および図４は、この弁体１２の斜視図を示しており、図３は、おおよそ図４において符号１２が付された矢印の方向から、下から見た図を示しており、図４は、おおよそ図３において符号１２が付された矢印の方向から、上から見た図を示している。図２は、呼吸空気管１４２がまだ連結されないように、換気装置１００における設置前の呼気弁１０を示している。動作状態において、つまり、図１による換気装置１００における呼気弁１０の設置の後、呼吸空気管１４２は流体入口１４に連結される。したがって、患者によって吐き出された空気は、流体入口１４を介して呼気弁１０へと通される。呼気弁１０を通過すると、吐き出された空気は、流体出口１６を介して、換気装置１００の周囲環境へと送られる。

呼気弁１０は、いわゆる弁プレナム１８を備えている。弁プレナム１８は空洞を定め、その空洞は、流体入口１４を介して加えられる流体（吐き出された呼吸空気）によって作用されるように適合されており、その空洞から、流体（吐き出された呼吸空気）は流体出口を介して排出され得る。したがって、弁プレナム１８では、弁体１２および弁膜２０によって、流体入口１４と流体出口１６との間に流体流路が形成されている。流体入口１４は、息を吐く間、つまり、換気サイクルの呼気局面の間の呼吸空気が、弁プレナム１８に入ることができる。換気サイクルの吸気局面の間、つまり、呼吸空気が換気導管１３０を介して機械的に患者へと供給されるとき、流体入口１４は閉じられることになる。このために、流体入口１４と関係付けられた弁膜２０が設けられている。弁膜２０は、流体入口１４を閉じる位置と流体入口１４を開ける位置との間で少なくとも変位され得る。弁膜２０は、具体的には、流体入口１４と関連付けられる弁膜２０の側の圧力が、流体入口１４から離れる方を向く弁膜２０の側において広がる圧力（通常は周囲圧力）より所定の圧力以内である限り、弁膜２０の中心部が、流体入口１４に形成された流体入口開口２２を閉じるように流体入口１４に当接するようにして設計されている。そして、弁膜２０は、弁プレナム１８に対して流体入口１４または導管１４０を閉じる位置にある。これは、吸気局面の間に弁膜２０によって取られる位置である。吐き出された空気についての流体入口１４または導管１４０から離れる方を向く側における圧力と比較して、吐き出された空気についての流体入口１４または導管１４０と関連付けられる側において十分に高い陽圧がある場合、弁膜２０は、弁プレナム１８に対して流体入口１４を開ける位置へと移動し、そのため、吐き出された空気についての導管１４０からの呼吸空気は、弁プレナム１８へと流れることができる。これは、通常は呼気局面の間に起こる。弁膜２０は、プラスチック材料から作られ、具体的には、例えばシリコンまたはポリシロキサンのプラスチック材料といった、弾性を有するプラスチック材料から作られる。弁膜２０は、付勢される様態で、吐き出された空気についての導管１４０を向く側に陽圧が加えられることなく、流体入口開口２２を包囲する流体入口１４の縁２６に当接するように設置され得る。十分に大きい陽圧が、吐き出された空気についての導管１４０を向く側に加えられるとき、弁膜２０は、流体入口開口２２を包囲する流体入口１４の縁２６から径合解除し、そのため、吐き出された呼吸空気は弁プレナム１８へと流れることができる。しかしながら、追加で、または、代替として、閉位置と開位置との間で往復する様態で弁膜２０を変位させるアクチュエータが提供されてもよい。このアクチュエータは、好ましくは、換気装置によって駆動され、例えば、流体入口開口２２から離れる方を向く弁膜２０の側において弁膜２０の中心部分において係合する。弁膜２０のそれぞれの位置は、弁膜２０と弁体１２との間で形成される弁プレナム１８および弁体１２の体積を決定する。

弁体１２は、流体入口１４から外向きに弁プレナム１８の下方側において延びている弁底部２４を、弁プレナムの外側縁または弁底部に到達するように備えている。弁底部２４は、弁膜２０と共に、流体入口１４と流体出口１６との間で弁プレナム１８に形成された流体流路を定めている。具体的には、特定の実施形態における弁体１２は、弁底部２４によって下方側において少なくとも一部で閉じ込められ、流体入口１４が中へと開口しているカップ形弁プレナム１８を形成している。弁底部２４は、具体的には、流体入口１４と弁体１２（具体的には弁プレナム１８）の外側縁との間で皿状の様態で延びることができ、同時に、弁底部２４の外側縁は弁体１２の外側縁を構成している。流体入口１４は、具体的には弁底部２４の中心部に形成されている。流体入口１４は、具体的には、円形の断面領域を有し、同じく円形の流体進入面２２を有し得る。したがって、流体進入面２２を定めている流体入口１４の縁２６は、弁プレナム１８の下方側における縁２６から始まって弁体１２の外側縁へと延びる弁底部２４の内側縁を形成している。径方向における弁体１２の外側縁は、流体入口１４から最も遠くに離れて位置付けられている。したがって、縁２６は、少なくとも、弁底部２４から唐突に、または、鋭い縁を伴って突出するようなことはなく、むしろ、弁底部２４は、流体入口開口２２の縁２６で直に始まり、この縁２６から滑らかに湾曲した輪郭で外向きに延びている。この構成のため、空気がそれ自体の周りで流れるときに気流の分離およびそれに関連する騒音の発生を引き起こし得る鋭い縁が、回避される。

弁底部２４は皿状の構成を有する。これは、弁底部２４が、弁底部２４の内側縁２６と外側縁との間で、実質的に平らになって、または、ほとんどが平坦な円錐形で、延びていることを表すものである。さらに以後においてより詳細に記載されることになる、例えば溝または通路といった、弁底部２４における可及的な凹所は、全体で丸められた流れが合致する輪郭が作り出され、様々な滑らかな合流する湾曲を有するように形成される。

流体入口１４が弁プレナム１８の中心部に配置されている一方、流体出口１６は、流体入口１４に対して径方向でさらに外側に位置付けられている。具体的には、流体出口１６は弁プレナム１８の外側縁に配置されている。弁出口１６の場所において、弁体１２は、具体的には弁底部２４の外壁において、呼吸空気が弁プレナム１８から流体出口１６へと流れることができるのに通る出口開口を伴って、提供されている。出口開口は、滑らかに湾曲された縁も設けられており、したがって、流れに関して都合の良い構成を有しており、そのため、弁プレナム１８からの排出における鋭い縁に沿っての呼吸空気の流れは回避される。

弁体１２は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、または別の熱可塑性プラスチック材料といった、プラスチック材料から作られる。弁体１２は、射出成形部品であり、つまり、射出成形方法で製作される。具体的には、弁体１２は、一回の射出成形工程で、具体的には、単一の構成要素の射出成形部品の形態で、製造できるように設計されてもよい。

弁体１２は、流体入口１４が形成されている流体入口部２８を有している。流体入口部２８は、具体的には、弁体１２と一体に形成されている。流体入口部２８は、弁底部２４から離れる方に、流体入口１４の軸方向Ａに実質的に沿う弁底部２４の下方側からの方向で延びている。また、流体入口部２８は、弁底部２４に対して横断するように延びており、つまり、流体入口１４の軸方向Ａにおいて弁底部２４の下方側から突出する。軸方向Ａは、流体入口軸を指定しており、つまり、流体入口１４に対して中心に位置付けられている流体入口部２８の長手方向において仮想線を指定している。流体進入面２２が流体入口１４に対して直角に配置されているので、流体入口軸Ａは、流体入口１４によって定められる流体進入面２２に対して直角に延び、流体進入面２２に対して中心に位置付けられている。

流体入口部２８は、具体的には、例えば図１に示した呼吸空気管１４２といった呼吸空気管を連結するために構成されている第１のピン状突起を形成している。図２に示した変形では、第１のピン状突起は、具体的には円筒形を有する。他の改良では、ピン状の突起は、例えば若干円錐形のテーパ状とされた、その自由端に向かって若干テーパ状となるように形成されてもよい。第１のピン状突起は、具体的には、流体入口１４が形成されている管取付具として形成され得る。

弁本体１２は、さらに、流体出口１６が形成されている流体出口部３０を定めている。流体出口部３０は、具体的には、円筒形またはテーパ形状（具体的には円錐形）を有し得る第２のピン状突起を形成してもよい。第２のピン状突起は、例えば、流体出口１６が形成されている円筒形の管取付具として形成され得る。また、流体出口部３０は、具体的には、弁体１２と一体に形成されてもよい。流体出口１６は、具体的には、円形の断面領域を有し得る。流体出口１６は、さらなる導管に必ずしも連結される必要はないが、周囲へと直接的に開放してもよく、そのため、吐き出された空気は流体出口１６を介して周囲環境へと排出される。流体出口部３０は、その径方向内側において、前述の出口開口を介して弁プレナム１８に連結され、そのため、呼気弁１０へと流れた流体は、出口開口を介して流体出口部３０へと通される。

流体入口部２８と同様に、流体出口部３０は、具体的には弁底部２４から、特には弁底部２４の下方側から、延びてもよい。流体出口部３０は、図２〜図４で容易に見られるように、弁底部２４に対して直角に、および／または、流体入口部２８と平行な方向で、延びてもよい。

弁プレナム１８における流体流路は、流体入口１４と流体出口１６との間の流体流れに対して横断するように測定されるとき、流体入口１４から流体出口１６に向かって拡大する断面積を有する。これは、弁体１２、具体的には、弁底部２４および弁膜２０の特定の構成および配置によって達成される。弁底部２４は、底側において流体流路の境界を主に構成している。弁膜２０は、上側において流体流路の境界を主に構成している。従来の弁膜と同様の弁膜２０を利用することは非常に具合よく可能であるが、弁底部２４は、流体流路の断面積が弁出口１６に向かって増加するように設計される。具体的には、弁底部２４は、その弁膜２０からの距離が流体入口１４から流体出口１６に向かって増加するように設計される。これは、１以上の段階で行うことができるが、具体的には、流体入口１４から流体出口１６に向かって連続的に行われる。流体入口１４が径方向内側で中心に配置され、流体出口１６が径方向外側に配置されている、図２〜図４に示した呼気弁１０の形状のため、例えば、流体入口１４の周りで各々等しい大きさの角度部分に対しての流体流路の部分的な定積が、流体出口１６に向かう方向において大きさにおいて増加するように、流体入口１４の周辺に沿って変化するようにして流体流路を設計することは、都合がよい。このような効果は、例えば、弁底部２４が沿って延びる平面が、弁膜２０が沿って延びる平面に対して傾斜され、そのため、これらの２つの平面が互いから流体入口１４に向かって離れるように延びるとき、達成され得る。例えば、弁膜２０は、通例は流体入口軸Ａに直角な平面で延びるが（図２および図３において、この平面は、符号Ｃが付された破線によって非常に概略的に示されている）、流体入口軸Ａに対して９０度異なる角度で傾斜された平面に沿って弁底部２４が延び得る特定の実施形態があってもよい。弁底部２４が延びるのに沿う平面は、弁底部２４の可及的な個別の（例えば、窪み状の）隆起および凹所が無視された状態で、弁底部２４の中心の延在に追従する平面を指定するものである。しかしながら、弁底部２４は、以下においてさらに記載しているように、流体入口１４と流体出口１６との間の流路の断面積を決定する連続的な凹所を有し、そのため、弁底部２４が延びるのに沿う平面は、概して、この凹所の経路（つまり、流体流路に追従する連続的な断面における最も深い場所の経路）によって決定されることになる。図２および図３では、この平面の場所は、線Ｂによって非常に概略的に示されている。この平面は、弁膜２０が延びるのに沿う平面（この平面は、流体入口軸Ａと直角に延びている）と平行ではないが、むしろ、９０度異なる流体入口軸Ａに対して角度を形成していることが、見て取れる。これは、この平面の法線ベクトルＮが流体入口軸Ａと平行でなく、むしろ、流体入口軸Ａに対して角度αを形成していることを意味している。通常、法線ベクトルＮは、図２および図３に同じく示されているように、流体入口軸Ａに対して、流体出口１６に向けて傾斜されることになる。

流体出口１６に向かっての流体流路の断面積の増加は、出口に向かって流れる呼吸空気の体積流量が、流体出口からの流体流路の距離が短くなるにつれて増加するという事実を考慮している。したがって、弁プレナム１８における体積流量が利用可能な体積は、体積流量と合致されている。流体流れのために利用可能な体積のこのような合致のため、吐き出される呼吸空気の結果生じる旋回での失速の影響が回避される。

さらに弁底部２４が流体入口１４の周りの部分において外向きで軸方向に膨出していることが、図２〜図４から容易に見て取れる。「軸方向に膨出する」という表現は、弁底部２４が、少なくとも、流体入口軸Ａを含む断面において、つまり、流体入口１４の縁と弁底部２４の外側縁との間の部分において、凸状の形を有するという趣旨に理解されるものである。図示した実施形態では、これは、径方向における断面でもあり得る。図２では、この凸状の形は、図２における左側における流体出口１６において、このように形成された膨出部３２の最も深い場所を通る断面について示されており、図２における右側において、膨出部３２の最初の深さの場所を通る断面について示されている。凸状は、このような断面図において、弁底部２４における２点を相互につなぐ線が弁プレナム１８を通って延びることを意味する。したがって、弁底部２４は、このように作り出された膨出部３２の領域において、流体入口１４の周りで延び、流体入口１４の縁と弁底部２４の外側縁との間で軸方向に膨出する床を有する溝または通路を形成している。したがって、通路は、流体入口１４の周りで流体流路を定めている。したがって、流体流路に沿うこの通路のそれぞれの最も深い位置（別の言い方をすれば、流体入口１４と弁底部２４の外側縁との間のそれぞれの断面における最も深い位置の連続）は、流体入口１４の周りで延び、図３において符号３４が付された線を形成している。図に示しているように、中心において流体入口１４を有する弁底部２４の径方向で対称な形状のため、この線３４は、さらにより詳細に概説されることになる通路の異なる深さのため、楕円形を有する（流体入口軸Ａに直角な平面Ｃなどの平面におけるこの線３４の突出部は、円形を有する）。図２〜図４で容易に見て取れるように、弁底部２４の膨出部分（または、このように形成された通路）は、実質的に流体入口１４の周辺の半分の周りで延びる２つの流体流路を定め、これら流体流路は、最終的に、横側において（図２では、流体入口１４の左において）流体出口１６へと開口する。この点において、弁底部２４の膨出部分は、流体出口部３０へと合流する外側側壁を有する。すでに言及しているように、流体流路に沿うすべての縁には、流体流れの失速または気流の分離および／もしくは旋回を弱める丸められた輪郭が設けられている。

図は、弁底部２４の軸方向の膨出部３２が、流体入口１４の周辺の周りで異なる深さのものであることを分かりやすく示している。深さは、流体入口１４を弁底部２４の外側縁へと相互につなぐ断面（図に示しているような弁底部２４の径方向で対称な形状の場合、これは弁底部２４を通る径方向断面である）において、流体入口１４の縁２６における弁底部２４と、膨出部３２の最も深い場所における弁底部２４との間で、流体入口軸Ａの方向において測定される距離として測定されるものである。図２および図３は、流体出口１６の場所における最大深さＴｍａｘと、流体出口１６の反対側におけるそれぞれの最小深さＴｍｉｎとを各々示している。

したがって、各々の場合で等しい大きさのそれぞれの角度部分に対しての流体流路の部分的な体積は、これらの部分的な体積が流体出口１６からの距離の縮小に伴って増加するように、流体入口１４の周辺に沿って変化する。この方策は、利用可能な体積が流れている流体の体積流量に合致されるため、呼気局面の間に呼吸空気を排出するとき、流れによって引き起こされる騒音を低減することにかなり大きく寄与する。

図は、弁底部２４が、弁プレナム１８を向く側における流体進入面２２の縁において、流体入口１４の内側から始まる丸められた輪郭を有することもはっきりと示している。これは、図４において特にはっきりと明らかにされている。流体進入面２２の通過において、流体の流れは、流体出口１６に向かって、流体入口１４の周りで、近似の線３４に追従する通路によって形成された流体流路に沿って流れるために、膨出部３２によって形成された通路の丸められた内側縁に沿って、膨出部３２の最も深い場所へと流れる。そのようにするとき、流体流れは、発生させられる騒音を伴う失速または旋回を引き起こし得るあらゆる鋭い縁を通ることがない。

弁体１２は、さらに、流体入口１４の周りに形成された補強リブ３６、３８を示している。図２および図３では、これらの補強リブの一部は、符号３６および３８において例示の様態で示されている。補強リブ３６、３８は、弁底部２４を、具体的には、膨出部分３２における弁底部２４によって形成されたシェルを、補強する。弁体１２の捩じれが、追加の補強によって効果的に抑制される。したがって、補強リブ３６、３８は、弁プレナム１８における流体流れの影響の下での弁体１２の振動を抑制するため、騒音の発生を低減することにも寄与する。しかしながら、弁膜２０の望ましくない攪乱振動を効果的に抑制することも可能である。これは、誤って動作させられる制御動作（具体的には、いわゆる自動トリガー）をもたらす可能性のある管系における気柱の振動の危険性を低減する。補強リブ３６、３８は、弁体１２と一体に形成されている。この点において、一体とは、補強リブ３６、３８および弁体１２が単一の構成部品として製造されるという趣旨に理解されるものである。図示した実施形態では、補強リブ３６、３８は、弁体１２として同じ射出成形工程で製造される。

補強リブ３６、３８は流体入口１４の外側に配置される。図で見られるように、補強リブ３６、３８は、弁体１２の縁に向かって、流体入口１４の縁２６に対して外向きに延びている。図示した実施形態では、補強リブは、流体入口軸Ａに対して径方向で延びている。しかしながら、補強リブは、どちらかというと螺旋の形態で内側から外向きに延びてもよい。そのようにするとき、補強リブは、流体入口１４の縁２６を弁体１２の外側縁に連結する。補強リブ３６、３８は、弁底部２４の下方側において形成されている。したがって、補強リブ３６、３８は、弁体１２の内側に、つまり、弁底部２４の上側に形成された流体流路と干渉しない。図において見られるように、補強リブは、第１の補強リブ３６と第２の補強リブ３８を備えている。第１の補強リブ３６は、流体入口１４の縁２６と弁底部２４の膨出部分３２との間に形成された内側補強リブである。図示した実施形態では、第１の補強リブ３６は、流体入口１４の縁２６を弁底部２４の膨出部分３２に連結する。第２の補強リブ３８は、弁底部３２の膨出部分と弁底部２４の外側縁との間で延びる外側補強リブである。図示した実施形態では、第２の補強リブ３８は、弁底部２４の膨出部分３２を弁底部２４の外側縁に連結する。第２の補強リブ３８は、弁底部２４の外側縁に形成された鍔状の肩部４０において途切れている。肩部４０は、例えば、弁底部２４の外側縁の周りで延びる少なくとも１つの段差部、具体的には、少なくとも２つの離間された段差部を備えることができ、第２の補強リブ３８は、段差部に、または、段差部のうちの内側のものに、それぞれ合流している。１以上のステップは、例えば、弁底部２４の外側縁の周りで延び、弁底部２４に安定性を与えるリング状の鍔を形成できる。

図２に示しているように、呼気弁１０は、流体入口１４と関連付けられた弁膜２０をさらに備えている。呼気弁１０に取り付けられている状態で、弁膜２０はその当接領域を有し、当接領域は、外側縁に形成され、弁体１２の上側に形成されている支持部４２の上側に圧し掛かる。支持部４２は、弁体１２の外側縁の周りで延び、弁体１２の外側縁から弁プレナム１８の側に向かって内向きに突出する突出部を形成している。支持部４２は、例えば、弁体１２と同じ射出成形工程で形成される射出成形部品の形態で、弁体１２と一体に形成されてもいる。呼気弁１０の組み立ての間、弁膜２０は、弁体１２の支持部４２の上側と当接させられる外側当接領域を有し、そのため、弁膜２０は、中心部に形成されている当接領域で流体入口１４の縁２６に圧し掛かり、外側部に形成されている当接領域で支持部４２に圧し掛かる。したがって、弁膜２０は、弁プレナム１８に形成された流体流路の上側を定めている。次に、弁膜２０は、図２に示した締付リング４４を用いて、弁体１２に対して締め付けられる。

支持部４２は、弁体の外側縁の周囲の周りで連続的に延びるように形成されてもよい（例えば、図４において符号４２が付された領域によって、示されているように）、または、個別の支持部分が、弁体１２の外側縁の周辺に沿って連続して配置されて形成されるように、間欠的に形成されてもよい。図４による実施形態では、このような個別の支持部分４２ａが、弁プレナム１８と流体出口１６との間で排出開口の上方の流体出口１６の側に形成されている。

支持部４２の上側４６は、支持部４２の上側４６が仮想湾曲面で配置されるように、つまり、支持部４２の上側４６を完全に備える仮想的な平面がないように、不均一な様態で形成される。仮想湾曲面は、弁体１２の上側を覆っている。具体的には、その面は、弁体１２の長手方向軸を同時に構成する流体入口軸Ａに対して直角に配置される。支持部４２の上側４６の不均一な形のため、平面状の面は、支持部の上側４６にそれを置くように試みるとき、支持部４２の上側４６全体に接触しない。むしろ、支持部４２の上側４６との接触を確立する平面状の面の個別の場所だけとなる。したがって、呼気弁１０が換気装置１００に設置されていない呼気弁１０の状態において、平面状の弁膜２０は、その周囲の全体で支持部４２の上側４６に当接しない。どちらかといえば、弁膜２０の周囲に沿って、弁膜２０と支持部との間に個別の接触場所がある。支持部４２の上側の不均一性は、呼気弁１０が換気装置１００に設置され、弁体１２がその変形を引き起こす応力に曝されるときのみ、支持部４２の上部４６が平面状の面に位置することになり、弁膜２０が、ここでは、支持部４２の上側４６とのシート状の接触または完全な領域での接触でその当接領域を有するようになっている。

弁体１２は、換気装置１００のバヨネット状の呼気弁の連結との係合のために設計されている少なくとも１つの取付ツマミ５０を備えている。そのため、換気装置は、呼気弁１０を換気装置１００に保持するように、呼気弁１０の設置において取付ツマミ５０が係合する合せ係合部材を備えている。このようなバヨネット式の結合は、換気装置１００への呼気弁１０の固定において、弁体１２を若干変形する締付力が作り出される特性を有している。

弁体１２は、互いと関連付けられる少なくとも２つの取付ツマミ５０を備えている。取付ツマミ５０は、弁体１２の周辺の周りで、弁体１２の径方向外周に配置され、換気装置１００における対応する合せ係合部材とのそれぞれの係合面５２を形成するために、弁体１２のそれぞれの径方向外側縁から径方向に突出している。取付ツマミ５０が、換気装置１００に設けられたそれぞれの合せ係合部材と係合されるとき、弁体１２は、取付ツマミ５０が設けられているそれぞれの側において、換気装置１００に向かって移動されることになる。この強制される移動の途中で、弁体１２に作り出される応力があり、弁体１２の上方の縁４８は、取付ツマミ５０が配置される側において換気装置１００に向かって曲がる。弁膜２０のために弁体１２に設けられた支持部４２の上側４６の不均一な設計は、弁体１２のこの曲げを相殺するように意図されている。取付ツマミ５０が、換気装置１００におけるそれぞれの合せ係合部材と係合させられるとき、支持部４２の上側４６は、平坦となり、つまり、所定位置で配置されることになる。２つの取付ツマミ５０は、１８０°の角度で互いと反対に、つまり、弁プレナム１８を挟んで弁体１２の両側に、配置される。

支持部４２の上側４６は、弁プレナム１８に対して外向きに湾曲仮想面において位置付けられ、弁体１２の上側を覆う。具体的には、弁プレナム１８に対して、外向きに湾曲仮想面は、取付ツマミ５０が存在する側において、支持部４２の上側４６における少なくとも２つの異なる位置を通る仮想的な平面より、さらに外側に（つまり、図４における左側および右側に）位置付けられる。支持部４２の上側４６は、仮想面における２つの位置を連結する線が弁プレナム１８を通って延びるように、凸状に湾曲仮想面に位置付けられる。支持部４２の上側４６は、２つの取付ツマミ５０から始まって外向きに膨出する。取付ツマミ５０が設けられている場所では、支持部４２の上側４６はまったく外向きに膨出しておらず、一方、２つの取付ツマミ５０の間の中間に（図４では、２つの取付ツマミ５０の間の連結に直角な垂直方向における線に沿って）、その最大の外向きの膨出部を有する。これは、呼気弁１０の換気装置１００への取り付けにおいて、弁体１２の変形が、取付ツマミ５０が設けられている場所において最も大きいという事実を考慮している。この場所では、弁体１２の上方の縁４８は、最も大きく上向きに曲げられる。

図示した実施形態では、湾曲仮想面は円筒形の側面であり、その円筒の軸は、２つの関連する取付ツマミ５０の間の連結線に対して直角である。

取付ツマミ５０が存在する場所において呼気弁１０を弁体１２に取り付ける間に加えられる応力のため、弁体１２の上方の縁４８も、これらの場所において同じようで、換気装置１００における反対の側に向かって曲がる。この影響を相殺するために、弁体１２を、より厳密にいえば、弁体１２の上方の縁４８を、弁膜２０のための支持部４２へと対応する様態で形成することは、都合が良い。弁体１２の上方の縁４８は、呼気弁１０の換気装置１００への取り付けにおいて、弁膜２０のできるだけ密接した当接を確保するために、できるだけ大きい領域にわたって換気装置１００の反対の面に当接するものである。そのために、弁体１２は、弁プレナム１８に対して外向きに湾曲仮想面に配置されている上方の縁４８を有する。支持部４２の上側４６について以前に提供された検討は、弁体１２の上方の縁４８の設計に類似して当てはまる。具体的には、弁体１２の上方の縁４８は、弁プレナム１８に対して凸状に湾曲仮想面に配置され、少なくとも１つの取付ツマミ５０から外向きに膨出する。弁体１２の上方の縁４８の膨出は、２つ取付ツマミ５０のうちの隣接するものの領域においてよりも、２つの取付ツマミ５０の間に位置付けられた領域においてより大きい。

支持部４２の上側４６の不均一な形と、弁体１２の上方の縁４８の不均一な形とは、互いに対して合致されている。これは、それらの形の両方にとって達成される効果が、呼気弁１０を換気装置１００に取り付けると、支持部４２の上側４６と弁体１２の上方の縁４８との両方が平面状の面に配置されることであるため、理にかなっている。具体的には、支持部４２の上側４６と、弁体１２の上方の縁４８とは、最小の膨出部の場所と最大の膨出部の場所とが互いに対して合致された状態で、相互に並んだ様態で外向きに膨出しており、具体的には、弁プレナム１８を覆う平面に対して同じ場所に配置されている。設計は、支持部４２の上側４６と弁体１２の上方の縁４８とがおおよそ同じ膨出部を有し、具体的には相互に平行な仮想的な平面で配置されるようにさえなっている。

取付ツマミ５０の各々は、換気装置１００に設けられた合せ係合部材との係合のための係合面５２を、支持部４２の上側の膨出部に対して合致される導入面取部５２ａが係合面５２に設けられている状態で有する。バヨネット式の係合ではよくあるように、係合面５２は、通例、取付ツマミの上方の縁と実質的に平行に形成されることになる。係合面５２の前部には、導入面取部５２ａが設けられている。そのため、導入面取部５２ａの領域では、係合面５２は、取付ツマミ５０の上方の縁に対して、ある角度で、具体的には鋭角で、延びている。角度は、係合面５２と取付ツマミ５０の上方の縁との間の厚さが係合面５２ａの開始からの距離の増加と共に増加するように選択されている。これは、換気装置１００における合せ係合部材に取付ツマミ５０を係合するときに作り出される特定の度合いの応力を許容し、これは、特定の圧力嵌めまたは摩擦係合を促進し、それによって換気装置１００における呼気弁１０のしっかりとした安全な着座配置を促進する。導入面取部５２ａは、取付ツマミ５０が換気装置１００に締め付けられるときに付勢が作り出されるように、取付ツマミ５０の側における弁体の上方の縁４８に前記付勢が作用する状態で設計されている。これは、取付ツマミ５０からより遠くない側または場所に対する、取付ツマミ５０から離れる方を向く側への弁体１２の特定の変形によって達成される。具体的には、弁体１２の上方の縁４８は、導入面取部５２ａに沿う合せ係合部材の移動によって、換気装置１００へとより近付けられる。他方の側で、取付ツマミ５０からより遠くの場所は、換気装置１００の接触領域にすでに当接しており、より近付くことができない。結果として、弁体１２の上方の縁４８の変形が、取付ツマミ５０に向かってますます強くなるようにして作り出される。これは、導入面取部５２ａに沿う合せ係合部材の移動の増加と共に増加する弁体１２における付勢をもたらす。導入面取部５２ａは、締め付けると、弁体１２の上方の縁４８を締め付けられた状態で平面状にするだけの大きさがある付勢、つまり、弁体１２の上方の縁４８が締め付けられた状態で弁プレナム１８を覆う平面で位置付けられる付勢が、生成されるように選択される。そして、弁体１２の上方の縁４８は、換気装置１００の反対の面とシート状の接触となる。弁体１２と一体的に形成されている弁膜２０のための支持部４２は、等しく曲げられている。支持部４２の上側４６を、呼気弁１０が換気装置１００に取り付けられている状態においても平面状とさせるために、支持部４２の上側４６が弁体１２の上方の縁４８と同じ度合いで不均一である場合、都合が良い。したがって、取付ツマミ５０の導入面取部５２ａは、支持部４２の膨出部に合致される。

導入面取部５２ａの端をできるだけ良好に定め、それによって弁体１２のための付勢をできるだけ正確に調節させることができるように、係合面５２が、導入面取部５２ａに続いて非テーパ状部分５２ｂを有することが提供され得る。非テーパ状部分５２ｂでは、係合面５２は取付ツマミ５０の上方の縁と平行である。したがって、反対の係合部材が非テーパ状部分５２ｂに到達するとき、すでに得られている弁体１２の付勢および曲げは、それ以上変わらない。したがって、付勢および曲げは、非テーパ状部分５２ｂのどの場所が取付ツマミ５０によって到達されるかの関連性がもはやあまりないため、良好に再生可能な様態で調節され得る。さらに、係合面５２には、その端において停止部５４が設けられており、停止部５４は、取付ツマミ５０と換気装置１００との間の係合移動の端を定めている。

記載した呼気弁１０は、一回の使用の構成要素として、つまり、一回だけ使用でき、使用後に廃棄される必要がある形態で、設計され得る。このような呼気弁は製造するのが安価であるが、必要とされる衛生基準を満たせる。代替として、呼気弁１０は、複数回の使用を許容するように設計されてもよい。そのために、呼気弁１０の設計は、例えば加圧滅菌処理によって、使用後に殺菌され得るようになっている必要がある。そのため、呼気弁は加圧滅菌処理に耐えるように設計される必要がある。

１０ 呼気弁、１２ 弁体、１４ 流体入口、１６ 流体出口，弁出口、１８ カップ形弁プレナム、２０ 弁膜、２２ 流体入口開口，流体進入面、２４ 弁底部、２６ 内側縁、２８ 流体入口部、３０ 流体出口部、 ３２ 膨出部、３４ 通路の最も深い位置、３６ 第１の補強リブ、３８ 第２の補強リブ、４０ 肩部、４２ 支持部、４２ａ 支持部分、４４ 締付リング、４６ 隆起，上側、４８ 上方の縁、５０ 取付ツマミ、５２ 係合面、５２ａ 導入面取部，係合面、５２ｂ 非テーパ状部分、５４ 停止部、１００ 換気装置、１０２ ラック、１１０ 制御装置、１２０ 監視装置、１３０ 導管、１３２ 第１の換気空気管、１３４ 加湿装置、１３６ 第２の換気空気管、１３８ Ｔ字部品、１４０ 導管、１４２ 呼吸空気管、１５０ 導管、Ａ 軸方向，流体入口軸、Ｂ 弁底部が延びる平面、Ｃ 弁膜が延びる平面、Ｎ 法線ベクトル、Ｔｍａｘ 最大深さ、Ｔｍｉｎ 最小深さ、α 角度

Claims (33)

1. 換気装置（１００）の呼気弁（１０）であって、
   患者の呼吸空気のための流体入口（１４）および流体出口（１６）が形成されている弁体（１２）であって、外側縁において当接領域が形成されている状態で、弁膜（２０）が置かれ得る上側（４６）を有する支持部（４２）を備え、前記支持部（４２）の前記上側（４６）は不均一な設計を有する、弁体を備える、呼気弁。
2. 前記流体入口（１４）を閉じる位置と前記流体入口（１４）を開ける位置との間で少なくとも変位可能であり、前記流体入口（１４）と関連付けられる弁膜（２０）をさらに備え、前記弁膜（２０）は、前記外側縁に当接領域が形成されている前記支持部（４２）の前記上側に圧し掛かる、請求項１に記載の呼気弁。
3. 前記弁膜（２０）の外周において前記弁膜（２０）との締付係合を確立するように前記弁体（１２）と協働する、具体的には締付リングである締付部材（４４）をさらに備える、請求項２に記載の呼気弁。
4. 前記弁体（１２）は、換気装置（１００）の呼気弁の連結部との係合のために設計される少なくとも１つの取付ツマミ（５０）を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の呼気弁。
5. 前記弁体（１２）は、互いと関連付けられる少なくとも２つの取付ツマミ（５０）を備える、請求項４に記載の呼気弁。
6. 前記支持部（４２）の前記上側（４６）は、前記弁体（１２）によって包囲される弁プレナム（１８）に対して外向きに湾曲仮想面において配置される、請求項１から５のいずれか一項に記載の呼気弁。
7. 前記支持部（４２）の前記上側（４６）は、凸状に湾曲仮想面に配置される、請求項６に記載の呼気弁。
8. 前記支持部（４２）の前記上側（４６）は、少なくとも１つの取付ツマミ（５０）から始まって外向きに膨出する、請求項４から７のいずれか一項に記載の呼気弁。
9. 前記支持部（４２）の膨出部が、前記取付ツマミ（５０）同士の間に位置付けられる領域で最も大きい、請求項５から８のいずれか一項に記載の呼気弁。
10. 前記支持部（４２）の前記膨出部は、２つの前記取付ツマミ（５０）同士の間で延びる線に沿って最も大きい、請求項９に記載の呼気弁。
11. 前記湾曲仮想面は、円筒形の側面である、請求項７から１０のいずれか一項に記載の呼気弁。
12. 前記弁体（１２）は、前記弁体（１２）によって包囲される弁プレナム（１８）に対して外向きに湾曲仮想面において配置される上方の縁（４８）を有する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の呼気弁。
13. 前記弁体（１２）の前記上方の縁（４８）は、前記弁体（１２）によって包囲される弁プレナム（１８）に対して凸状に湾曲仮想面において配置される、請求項１２に記載の呼気弁。
14. 前記弁体（１２）の前記上方の縁（４８）は、少なくとも１つの前記取付ツマミ（５０）から始まって膨出する、請求項１２または１３に記載の呼気弁。
15. 前記弁体（１２）の前記上方の縁（４８）の膨出部が、前記２つの取付ツマミ（５０）同士の間に位置付けられる領域で最も大きい、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の呼気弁。
16. 前記弁体（１２）の前記上方の縁（４８）の前記膨出部が、２つの前記取付ツマミ（５０）同士の間で延びる線に沿って最も大きい、請求項１５に記載の呼気弁。
17. 前記湾曲仮想面は、円筒形の側面である、請求項１３から１６のいずれか一項に記載の呼気弁。
18. 前記支持部（４２）の前記上側（４６）と前記弁体（１２）の前記上方の縁（４８）とは、相互に並べられた様態で外向きに膨出する、請求項１２から１７のいずれか一項に記載の呼気弁。
19. 前記支持部（４２）の前記上側（４６）と前記弁体（１２）の前記上方の縁（４８）とは、相互に平行な仮想面に配置される、請求項１８に記載の呼気弁。
20. 前記取付ツマミ（５０）は、前記換気装置（１００）に設けられる合せ係合部材との係合のための係合面（５２）を有し、前記係合面（５２）には、前記支持部（４２）の前記上側（４６）の前記膨出部に対して合致される導入面取部（５２ａ）が設けられる、請求項３から１９のいずれか一項に記載の呼気弁。
21. 前記係合面（５２）は、前記導入面取部（５２ａ）に続いて非テーパ状部分（５２ｂ）を備える、請求項２０に記載の呼気弁。
22. 前記係合面（５２）には、その端において停止部（５４）が設けられる、請求項２０または２１に記載の呼気弁。
23. 前記弁体（１２）は、プラスチック材料から作られる、請求項１から２２のいずれか一項に記載の呼気弁。
24. 前記弁体（１２）は、射出成形部品である、請求項２３に記載の呼気弁。
25. 前記弁体（１２）は、前記流体入口（１４）が中へと開口するカップ形弁プレナム（１８）を形成する、請求項１から２４のいずれか一項に記載の呼気弁。
26. 前記流体入口（１４）は、前記弁プレナム（１８）の中心部分に配置される、請求項１から２４のいずれか一項に記載の呼気弁。
27. 前記弁体（１２）は、前記弁プレナム（１８）を少なくとも部分的に包囲する弁底部（２４）を形成し、前記弁底部（２４）は、前記流体入口（１４）と前記弁プレナム（１８）の外側縁との間で皿状の様態で延びる、請求項２５または２６に記載の呼気弁。
28. 前記弁底部（２４）は、前記流体入口（１４）と前記流体出口（１６）との間の流体流路を、前記流体流路の断面積が前記流体出口（１６）に向かう方向において拡大するようにして定める、請求項２７に記載の呼気弁。
29. 前記弁底部（２４）は、前記流体入口（１４）の周りの部分において軸方向に膨出する、請求項２７または２８に記載の呼気弁。
30. 前記流体出口（１６）に向かう前記流体入口（１４）の周囲の周りで増加する深さを有する軸方向の膨出部（３２）をさらに備える、請求項２９に記載の呼気弁。
31. 前記弁体（１２）は、前記流体入口（１４）の周りに形成される少なくとも１つの補強リブ（３６、３８）を備える、請求項１から３０のいずれか一項に記載の呼気弁。
32. 呼気空気導管に連結されるように適合される請求項１から３１のいずれか一項に記載の呼気弁（１０）を備える換気装置。
33. 呼気弁（１０）を換気装置（１００）と組み立てる方法であって、
    当接領域が外周に沿って形成されている弁膜（２０）が、前記呼気弁（１０）の弁体（１２）に形成される支持部（４２）の上側（４６）と当接させられ、前記呼気弁（１０）は、前記換気装置（１００）に取り付けられており、
    前記弁体（１２）は、締付力によって変形され、
    前記弁体（１２）に形成される前記支持部（４２）の面（４６）は、不均一な設計を有しており、それにより、前記呼気弁（１０）を前記換気装置（１００）に取り付けるときの締付力によって引き起こされる前記弁体（１２）の変形は、前記支持部（４２）の前記上側（４６）が平面状になる効果を有する、方法。

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