JP3274524B2 - 人工呼吸器における呼吸振動発生装置 - Google Patents
人工呼吸器における呼吸振動発生装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人工呼吸器における呼
吸振動発生装置に係り、特にロータリバルブの呼吸ポー
トから出力する空気の圧力や流量の波形を円滑にする場
合に好適な人工呼吸器における呼吸振動発生装置に関す
る。
吸振動発生装置に係り、特にロータリバルブの呼吸ポー
トから出力する空気の圧力や流量の波形を円滑にする場
合に好適な人工呼吸器における呼吸振動発生装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、高頻度人工呼吸器においては、そ
の呼吸サイクルが健康人と同じような周期（毎分１５〜
２０回程度）とされるのが一般的である。一方、最近で
は、臨床学的に呼吸サイクルを１０〜３０ＨＺ（毎秒１
０〜３０回程度）と極めて早く行うことが、ある種の肺
疾患に極めて有効であることが実証されるようになっ
た。そこで、早い呼吸サイクルを得るため、例えば特願
昭６３−２８３９１５号公報記載の如く、人工呼吸器用
呼吸振動発生装置が提案されている。同装置は、モータ
によりピストンを往復動させ、その往復動により生ずる
圧力振動を、人工呼吸器の呼吸系路に与える構造となっ
ている。
の呼吸サイクルが健康人と同じような周期（毎分１５〜
２０回程度）とされるのが一般的である。一方、最近で
は、臨床学的に呼吸サイクルを１０〜３０ＨＺ（毎秒１
０〜３０回程度）と極めて早く行うことが、ある種の肺
疾患に極めて有効であることが実証されるようになっ
た。そこで、早い呼吸サイクルを得るため、例えば特願
昭６３−２８３９１５号公報記載の如く、人工呼吸器用
呼吸振動発生装置が提案されている。同装置は、モータ
によりピストンを往復動させ、その往復動により生ずる
圧力振動を、人工呼吸器の呼吸系路に与える構造となっ
ている。
【０００３】図９は、呼吸振動発生装置を構成する圧力
発生源（ブロア）と呼吸系路との間に接続されるロータ
リバルブ機構１００の従来構成例であり、該ロータリバ
ルブ機構１００の回転子１０１は、モータ回転軸１０２
の軸方向へ互いに離間するように延びる左右１対の弁体
部１０３，１０４を備えており、該弁体部１０３，１０
４は、回転軸１０２の周方向へ略１８０度延びる断面円
弧状に形成されると共に、互いの位相関係が１８０度ず
れた関係に設定されている。回転子１０２を回転させる
と、ブロアへ連通した与圧ポートＰ１及び陰圧ポートＰ
２が呼吸ポートＰ３に対し交互に連通される。
発生源（ブロア）と呼吸系路との間に接続されるロータ
リバルブ機構１００の従来構成例であり、該ロータリバ
ルブ機構１００の回転子１０１は、モータ回転軸１０２
の軸方向へ互いに離間するように延びる左右１対の弁体
部１０３，１０４を備えており、該弁体部１０３，１０
４は、回転軸１０２の周方向へ略１８０度延びる断面円
弧状に形成されると共に、互いの位相関係が１８０度ず
れた関係に設定されている。回転子１０２を回転させる
と、ブロアへ連通した与圧ポートＰ１及び陰圧ポートＰ
２が呼吸ポートＰ３に対し交互に連通される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のロータリバルブ機構１００は、回転子１０２を
構成する弁体部１０３，１０４が図９に示す構造である
ことから、回転子１０２を半回転させる毎に、与圧ポー
トＰ１に対するブロアの与圧の空気と，陰圧ポートＰ２
に対するブロアの陰圧の空気とを交互に切換えて呼吸ポ
ートＰ３へ出力するようになっているため、回転子１０
２が半回転する都度、空気が一時的に遮断される現象が
発生していた。このため、呼吸ポートＰ３から出力され
る空気（脈動）の圧力・流量の波形が、図１０に示すよ
うな方形波に近い形状となり、この結果、空気の圧力及
び流量変化が急激なものとなるため、人工呼吸器を装着
した患者の肺に対する負担が大きくなるという問題があ
った。
た従来のロータリバルブ機構１００は、回転子１０２を
構成する弁体部１０３，１０４が図９に示す構造である
ことから、回転子１０２を半回転させる毎に、与圧ポー
トＰ１に対するブロアの与圧の空気と，陰圧ポートＰ２
に対するブロアの陰圧の空気とを交互に切換えて呼吸ポ
ートＰ３へ出力するようになっているため、回転子１０
２が半回転する都度、空気が一時的に遮断される現象が
発生していた。このため、呼吸ポートＰ３から出力され
る空気（脈動）の圧力・流量の波形が、図１０に示すよ
うな方形波に近い形状となり、この結果、空気の圧力及
び流量変化が急激なものとなるため、人工呼吸器を装着
した患者の肺に対する負担が大きくなるという問題があ
った。
【０００５】他方、与圧ポートと陰圧ポートとを近接状
態に配置し、与圧ポートと呼吸ポートとの間の流路、及
び陰圧ポートと呼吸ポートとの間の流路を直線状に形成
した構造のロータリバルブも開発されているが、この種
のロータリバルブは、前記流路を通過する空気が当該ロ
ータリバルブを収納したケースの外部へ漏れ易く、呼吸
ポートにおける空気の出力効率が悪いという問題があっ
た。
態に配置し、与圧ポートと呼吸ポートとの間の流路、及
び陰圧ポートと呼吸ポートとの間の流路を直線状に形成
した構造のロータリバルブも開発されているが、この種
のロータリバルブは、前記流路を通過する空気が当該ロ
ータリバルブを収納したケースの外部へ漏れ易く、呼吸
ポートにおける空気の出力効率が悪いという問題があっ
た。
【０００６】
【発明の目的】本発明は、上記従来例の有する不都合を
改善し、特に呼吸ポートから出力する空気の圧力及び流
量波形を円滑にすることにより、患者の肺に対する負担
を軽減することを可能とした人工呼吸器における呼吸振
動発生装置の提供を目的とする。
改善し、特に呼吸ポートから出力する空気の圧力及び流
量波形を円滑にすることにより、患者の肺に対する負担
を軽減することを可能とした人工呼吸器における呼吸振
動発生装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、圧力発生源としてのブロアと呼吸系路との
間に配設したロータリ式切換バルブ機構をモータにより
駆動して前記呼吸系路をブロア吐出口とブロア吸込口と
に対して交互に連通させることにより、前記呼吸系路に
高周波の呼吸振動を与える人工呼吸器における呼吸振動
発生装置において、前記ロータリ式切換バルブ機構が、
バルブ収納ケース内の中央部を貫通する前記モータ回転
軸の外周側に配設され該回転軸と一体に回転するロータ
リバルブと、前記ブロア側に接続されると共に前記ロー
タリバルブの外周側で前記バルブ収納ケース一端部に配
設された与圧ポート及び陰圧ポートと、前記呼吸系路側
に接続されると共に前記ロータリバルブの外周側で前記
バルブ収納ケース他端部に配設された呼吸ポートとを備
え、前記与圧ポートと前記陰圧ポートとを、前記バルブ
収納ケース一端部の所定間隔離間した箇所へ各々配置
し、前記ロータリバルブが、前記モータ回転軸と同軸を
成し所定部分を切欠いた円筒状部材から構成され、該円
筒状部材の軸方向一側部分を構成して前記モータ回転軸
を挟んで対向配置された１対の第１曲板部と、前記円筒
状部材の軸方向他側部分を構成して前記モータ回転軸を
挟んで対向配置された１対の第２曲板部とを具備し、前
記１対の第１曲板部と前記１対の第２曲板部との位相関
係を、前記モータ回転軸の周方向で所定角度ずらした状
態に設定した構成としてなるものである。
成するため、圧力発生源としてのブロアと呼吸系路との
間に配設したロータリ式切換バルブ機構をモータにより
駆動して前記呼吸系路をブロア吐出口とブロア吸込口と
に対して交互に連通させることにより、前記呼吸系路に
高周波の呼吸振動を与える人工呼吸器における呼吸振動
発生装置において、前記ロータリ式切換バルブ機構が、
バルブ収納ケース内の中央部を貫通する前記モータ回転
軸の外周側に配設され該回転軸と一体に回転するロータ
リバルブと、前記ブロア側に接続されると共に前記ロー
タリバルブの外周側で前記バルブ収納ケース一端部に配
設された与圧ポート及び陰圧ポートと、前記呼吸系路側
に接続されると共に前記ロータリバルブの外周側で前記
バルブ収納ケース他端部に配設された呼吸ポートとを備
え、前記与圧ポートと前記陰圧ポートとを、前記バルブ
収納ケース一端部の所定間隔離間した箇所へ各々配置
し、前記ロータリバルブが、前記モータ回転軸と同軸を
成し所定部分を切欠いた円筒状部材から構成され、該円
筒状部材の軸方向一側部分を構成して前記モータ回転軸
を挟んで対向配置された１対の第１曲板部と、前記円筒
状部材の軸方向他側部分を構成して前記モータ回転軸を
挟んで対向配置された１対の第２曲板部とを具備し、前
記１対の第１曲板部と前記１対の第２曲板部との位相関
係を、前記モータ回転軸の周方向で所定角度ずらした状
態に設定した構成としてなるものである。
【０００８】
【作用】本発明によれば、ロータリ式切換バルブ機構を
構成するロータリバルブを所定位置まで回転させると、
１対の第１曲板部（または１対の第２曲板部）により形
成される１対の切欠部が与圧ポート及び呼吸ポートに対
して各々連通状態となるため、与圧ポートと呼吸ポート
との間が連通状態となる。この時、１対の第２曲板部
（または１対の第１曲板部）が陰圧ポート及び呼吸ポー
トを各々遮断状態とするため、陰圧ポートと呼吸ポート
との間が遮断状態となる。これにより、呼吸ポートから
与圧の空気が呼吸経路へ供給される。他方、ロータリバ
ルブを前記位置から所定角度回転させると、１対の第１
曲板部（または１対の第２曲板部）が与圧ポート及び呼
吸ポートを各々遮断状態とするため、与圧ポートと呼吸
ポートとの間が遮断状態となる。この時、１対の第２曲
板部（または１対の第１曲板部）により形成される１対
の切欠部が陰圧ポート及び呼吸ポートに対して各々連通
状態となるため、陰圧ポートと呼吸ポートとの間が連通
状態となる。これにより、呼吸ポートから陰圧の空気が
呼吸経路へ供給される。この場合、１対の第１曲板部を
回転軸を挟んで対向状態に配設すると共に、１対の第２
曲板部を回転軸を挟んで対向状態に配設した構造である
ため、１対の第１曲板部により形成される１対の切欠部
が回転軸を挟んで対向状態に配置されると共に、１対の
第２曲板部により形成される切欠部が回転軸を挟んで対
向状態に配置されることとなる。従って、ロータリバル
ブ内における空気の流れがスムーズになるため、呼吸ポ
ートから、圧力及び流量波形が滑らかで且つ緩やかな形
状を有する空気を連続的に呼吸経路へ出力することがで
き、この結果、人工呼吸器を装着した患者の肺に対する
負担を軽減することが可能となる。また、ロータリバル
ブの与圧ポート及び陰圧ポートを所定間隔離間させた状
態に配置しているため、従来のように与圧ポート及び陰
圧ポートを近接状態に配置した場合と比較し、ロータリ
式切換バルブ機構外部への空気の漏れ流量を抑制するこ
とができ、この結果、呼吸ポートからの空気の出力効率
を向上させることが可能となる。
構成するロータリバルブを所定位置まで回転させると、
１対の第１曲板部（または１対の第２曲板部）により形
成される１対の切欠部が与圧ポート及び呼吸ポートに対
して各々連通状態となるため、与圧ポートと呼吸ポート
との間が連通状態となる。この時、１対の第２曲板部
（または１対の第１曲板部）が陰圧ポート及び呼吸ポー
トを各々遮断状態とするため、陰圧ポートと呼吸ポート
との間が遮断状態となる。これにより、呼吸ポートから
与圧の空気が呼吸経路へ供給される。他方、ロータリバ
ルブを前記位置から所定角度回転させると、１対の第１
曲板部（または１対の第２曲板部）が与圧ポート及び呼
吸ポートを各々遮断状態とするため、与圧ポートと呼吸
ポートとの間が遮断状態となる。この時、１対の第２曲
板部（または１対の第１曲板部）により形成される１対
の切欠部が陰圧ポート及び呼吸ポートに対して各々連通
状態となるため、陰圧ポートと呼吸ポートとの間が連通
状態となる。これにより、呼吸ポートから陰圧の空気が
呼吸経路へ供給される。この場合、１対の第１曲板部を
回転軸を挟んで対向状態に配設すると共に、１対の第２
曲板部を回転軸を挟んで対向状態に配設した構造である
ため、１対の第１曲板部により形成される１対の切欠部
が回転軸を挟んで対向状態に配置されると共に、１対の
第２曲板部により形成される切欠部が回転軸を挟んで対
向状態に配置されることとなる。従って、ロータリバル
ブ内における空気の流れがスムーズになるため、呼吸ポ
ートから、圧力及び流量波形が滑らかで且つ緩やかな形
状を有する空気を連続的に呼吸経路へ出力することがで
き、この結果、人工呼吸器を装着した患者の肺に対する
負担を軽減することが可能となる。また、ロータリバル
ブの与圧ポート及び陰圧ポートを所定間隔離間させた状
態に配置しているため、従来のように与圧ポート及び陰
圧ポートを近接状態に配置した場合と比較し、ロータリ
式切換バルブ機構外部への空気の漏れ流量を抑制するこ
とができ、この結果、呼吸ポートからの空気の出力効率
を向上させることが可能となる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を適用してなる実施例を図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００１０】先ず、本実施例の呼吸振動発生装置を含む
人工呼吸器の全体系統を図７により説明すると、人工呼
吸器の呼吸系統Ａは、共通回路１と吸気回路２と呼気回
路３とを備えており、共通回路１の一端側は患者の口元
へ気密に接続される一方、他端側は吸気回路２及び呼気
回路３へ接続されている。吸気回路２は患者へ供給する
清浄エアを貯留したブレンダー４へ接続され、その途中
には既知の流量計５及び加湿器６が接続されている。呼
気回路１３は大気に解放されており、その解放度合が自
発呼吸回路１７により調整されるようになっている。
人工呼吸器の全体系統を図７により説明すると、人工呼
吸器の呼吸系統Ａは、共通回路１と吸気回路２と呼気回
路３とを備えており、共通回路１の一端側は患者の口元
へ気密に接続される一方、他端側は吸気回路２及び呼気
回路３へ接続されている。吸気回路２は患者へ供給する
清浄エアを貯留したブレンダー４へ接続され、その途中
には既知の流量計５及び加湿器６が接続されている。呼
気回路１３は大気に解放されており、その解放度合が自
発呼吸回路１７により調整されるようになっている。
【００１１】呼吸系統Ａには高周波呼吸振動発生装置Ｂ
が接続されており、該呼吸振動発生装置Ｂは、基本的に
圧力発生源としてのブロア８と、ロータリ式切換バルブ
機構９（以下、ロータリバルブ機構と略称）とを備えて
おり、ブロア８の吐出口８ａで発生される与圧と吸込口
８ｂで発生される陰圧とが、ロータリバルブ機構９によ
り振動回路１０へ交互に与えられるようになっている。
振動回路１０は共通回路１、吸気回路２、呼気回路３の
各接続部分付近で呼吸系統Ａへ接続されており、これに
より呼吸系統Ａすなわち患者の肺Ｈは、振動回路１０で
の振動数に応じた呼吸数で強制的に呼吸されるようにな
っている。振動回路１０には、ロータリバルブ機構９側
から順次、振幅制御装置１１、感染遮断装置１２が接続
されている。この場合、図中符号１３はブロア駆動用モ
ータ、符号１４はロータリバルブ機構９へ回転軸３７を
介して連結されたロータリバルブ機構駆動用モータであ
る。
が接続されており、該呼吸振動発生装置Ｂは、基本的に
圧力発生源としてのブロア８と、ロータリ式切換バルブ
機構９（以下、ロータリバルブ機構と略称）とを備えて
おり、ブロア８の吐出口８ａで発生される与圧と吸込口
８ｂで発生される陰圧とが、ロータリバルブ機構９によ
り振動回路１０へ交互に与えられるようになっている。
振動回路１０は共通回路１、吸気回路２、呼気回路３の
各接続部分付近で呼吸系統Ａへ接続されており、これに
より呼吸系統Ａすなわち患者の肺Ｈは、振動回路１０で
の振動数に応じた呼吸数で強制的に呼吸されるようにな
っている。振動回路１０には、ロータリバルブ機構９側
から順次、振幅制御装置１１、感染遮断装置１２が接続
されている。この場合、図中符号１３はブロア駆動用モ
ータ、符号１４はロータリバルブ機構９へ回転軸３７を
介して連結されたロータリバルブ機構駆動用モータであ
る。
【００１２】また、マイクロコンピュータ等から構成さ
れた制御部１５には、患者の実際の呼吸量を計測する圧
力・流量センサ１６、ブロア駆動用モータ１３の回転状
態を検出する回転センサ１７、ロータリバルブ機構駆動
用モータ１４の回転状態を検出する回転センサ１８から
の信号が入力され、呼吸系統Ａに与える呼吸数（１０〜
３０ＨＺ）をセットするスイッチ１９、呼吸系統Ａに与
える高周波振動の平均圧力の大きさ（大気圧から大気圧
より若干大きい範囲で無段階に設定）をセットするスイ
ッチ２０、患者への呼吸容量をセットするスイッチ２１
からの信号が入力されるようになっている。前記各スイ
ッチ１９〜２１は、人工呼吸器の操作部に配設されてい
る。この場合、図中符号２２は例えばランプ，ブザー等
からなるアラームである。
れた制御部１５には、患者の実際の呼吸量を計測する圧
力・流量センサ１６、ブロア駆動用モータ１３の回転状
態を検出する回転センサ１７、ロータリバルブ機構駆動
用モータ１４の回転状態を検出する回転センサ１８から
の信号が入力され、呼吸系統Ａに与える呼吸数（１０〜
３０ＨＺ）をセットするスイッチ１９、呼吸系統Ａに与
える高周波振動の平均圧力の大きさ（大気圧から大気圧
より若干大きい範囲で無段階に設定）をセットするスイ
ッチ２０、患者への呼吸容量をセットするスイッチ２１
からの信号が入力されるようになっている。前記各スイ
ッチ１９〜２１は、人工呼吸器の操作部に配設されてい
る。この場合、図中符号２２は例えばランプ，ブザー等
からなるアラームである。
【００１３】次に、本実施例の呼吸振動発生装置におけ
るロータリバルブ機構９の構成を図１〜図６に基づき詳
述すると、該ロータリバルブ機構９は、中空で直方体状
の機構本体部３０の両端部には、サイドプレート３１，
３２がネジ３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂにより各々
固定されると共に、両サイドプレート３１，３２の中央
部に形成された孔３３，３４には、軸受３５，３６を介
し回転軸３７が回転可能に貫通状態で配設されている。
この場合、本体部３０と両サイドプレート３１，３２と
が、ロータリバルブ機構９のケース４０を構成してい
る。
るロータリバルブ機構９の構成を図１〜図６に基づき詳
述すると、該ロータリバルブ機構９は、中空で直方体状
の機構本体部３０の両端部には、サイドプレート３１，
３２がネジ３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂにより各々
固定されると共に、両サイドプレート３１，３２の中央
部に形成された孔３３，３４には、軸受３５，３６を介
し回転軸３７が回転可能に貫通状態で配設されている。
この場合、本体部３０と両サイドプレート３１，３２と
が、ロータリバルブ機構９のケース４０を構成してい
る。
【００１４】ロータリバルブ機構９の本体部３０の一方
の平板部には、与圧ポートＰ１を形成する孔４１と，陰
圧ポートＰ２を形成する孔４２とが所定間隔を置いて配
設される一方、本体部３０の他方の平板部には、呼吸ポ
ートＰ３を形成するフランジ部４３がネジ４３ａ，４３
ｂにより固定されている。また、本体部３０の内部で且
つ回転軸３７の外周部には、図３乃至図５に示す形状を
有するロータリバルブ４４がピン４４ａにより固定され
ており、該ロータリバルブ４４は、ロータリバルブ機構
駆動用モータ１４により駆動される回転軸３７の回転と
共に一体に回転するようになっている。この場合、与圧
ポートＰ１用の孔４１と陰圧ポートＰ２用の孔４２との
間の間隔は、ケース４０外部への空気の漏れ量を抑制可
能な寸法に設定されている。
の平板部には、与圧ポートＰ１を形成する孔４１と，陰
圧ポートＰ２を形成する孔４２とが所定間隔を置いて配
設される一方、本体部３０の他方の平板部には、呼吸ポ
ートＰ３を形成するフランジ部４３がネジ４３ａ，４３
ｂにより固定されている。また、本体部３０の内部で且
つ回転軸３７の外周部には、図３乃至図５に示す形状を
有するロータリバルブ４４がピン４４ａにより固定され
ており、該ロータリバルブ４４は、ロータリバルブ機構
駆動用モータ１４により駆動される回転軸３７の回転と
共に一体に回転するようになっている。この場合、与圧
ポートＰ１用の孔４１と陰圧ポートＰ２用の孔４２との
間の間隔は、ケース４０外部への空気の漏れ量を抑制可
能な寸法に設定されている。
【００１５】ロータリバルブ４４の形状を詳述すると、
該ロータリバルブ４４は、図３乃至図５に示す如く、回
転軸３７と同軸の円筒状部材の所定部分を切欠いた形状
とされており、回転軸３７の本体部３０内における軸方
向中央部から軸方向一方側（サイドプレート３１側）へ
延設された１対の弁体部４７，４８と、軸方向他方側
（サイドプレート３２側）へ延設された１対の弁体部４
９，５０とを備えている。１対の弁体部４７，４８は、
回転軸３７の軸方向中心線を挟んで対向する１対の矩形
状の曲板として構成されている。同様に、１対の弁体部
４９，５０は、回転軸３７の軸方向中心線を挟んで対向
する１対の矩形状の曲板として構成されている。
該ロータリバルブ４４は、図３乃至図５に示す如く、回
転軸３７と同軸の円筒状部材の所定部分を切欠いた形状
とされており、回転軸３７の本体部３０内における軸方
向中央部から軸方向一方側（サイドプレート３１側）へ
延設された１対の弁体部４７，４８と、軸方向他方側
（サイドプレート３２側）へ延設された１対の弁体部４
９，５０とを備えている。１対の弁体部４７，４８は、
回転軸３７の軸方向中心線を挟んで対向する１対の矩形
状の曲板として構成されている。同様に、１対の弁体部
４９，５０は、回転軸３７の軸方向中心線を挟んで対向
する１対の矩形状の曲板として構成されている。
【００１６】ロータリバルブ４４の１対の弁体部４７，
４８により形成される各切欠部分が、ブロア８の与圧の
空気を通過させる窓部５１，５２を構成する一方、１対
の弁体部４９，５０により形成される各切欠部分が、ブ
ロア８の陰圧の空気を通過させる窓部５３，５４を構成
している。また、１対の弁体部４７，４８と１対の弁体
部４９，５０とは、互いの位相関係が回転軸３７の周方
向で９０度ずれた状態に設定されている。
４８により形成される各切欠部分が、ブロア８の与圧の
空気を通過させる窓部５１，５２を構成する一方、１対
の弁体部４９，５０により形成される各切欠部分が、ブ
ロア８の陰圧の空気を通過させる窓部５３，５４を構成
している。また、１対の弁体部４７，４８と１対の弁体
部４９，５０とは、互いの位相関係が回転軸３７の周方
向で９０度ずれた状態に設定されている。
【００１７】ロータリバルブ４４が図１及び図６に示す
状態にある場合は、１対の弁体部４７，４８により形成
される窓部５１，５２が、与圧ポートＰ１，呼吸ポート
Ｐ３に対し各々連通状態となるため、与圧ポートＰ１と
呼吸ポートＰ３とが連通状態となる一方、１対の弁体部
４９，５０により形成される窓部５３，５４が、陰圧ポ
ートＰ２，呼吸ポートＰ３に対し各々非連通状態となる
ため、陰圧ポートＰ２と呼吸ポートＰ３とが遮断状態と
なるようになっている。
状態にある場合は、１対の弁体部４７，４８により形成
される窓部５１，５２が、与圧ポートＰ１，呼吸ポート
Ｐ３に対し各々連通状態となるため、与圧ポートＰ１と
呼吸ポートＰ３とが連通状態となる一方、１対の弁体部
４９，５０により形成される窓部５３，５４が、陰圧ポ
ートＰ２，呼吸ポートＰ３に対し各々非連通状態となる
ため、陰圧ポートＰ２と呼吸ポートＰ３とが遮断状態と
なるようになっている。
【００１８】他方、ロータリバルブ機構駆動用モータ１
４により回転軸３７を回転させることにより、ロータリ
バルブ４４を図１及び図６に示す状態から半回転させた
場合は、１対の弁体部４９，５０により形成される窓部
５３，５４が、陰圧ポートＰ２，呼吸ポートＰ３に対し
各々連通状態となるため、陰圧ポートＰ２と呼吸ポート
Ｐ３とが連通状態となる一方、１対の弁体部４７，４８
により形成される窓部５１，５２が、与圧ポートＰ１，
呼吸ポートＰ３に対し各々非連通状態となるため、与圧
ポートＰ１と呼吸ポートＰ３とが遮断状態となるように
なっている。
４により回転軸３７を回転させることにより、ロータリ
バルブ４４を図１及び図６に示す状態から半回転させた
場合は、１対の弁体部４９，５０により形成される窓部
５３，５４が、陰圧ポートＰ２，呼吸ポートＰ３に対し
各々連通状態となるため、陰圧ポートＰ２と呼吸ポート
Ｐ３とが連通状態となる一方、１対の弁体部４７，４８
により形成される窓部５１，５２が、与圧ポートＰ１，
呼吸ポートＰ３に対し各々非連通状態となるため、与圧
ポートＰ１と呼吸ポートＰ３とが遮断状態となるように
なっている。
【００１９】即ち、ロータリバルブ機構駆動用モータ１
４によりロータリバルブ４４を半回転させる度毎に、与
圧ポートＰ１と呼吸ポートＰ３との間における連通状態
と、陰圧ポートＰ２と呼吸ポートＰ３との間における連
通状態とを交互に切換えることにより、呼吸ポートＰ３
から与圧空気及び陰圧空気を振動回路１０へ交互に出力
するようになっている。この場合、ロータリバルブ４４
とケース４０との間におけるクリアランスの影響は、無
視できるように設定されている。
４によりロータリバルブ４４を半回転させる度毎に、与
圧ポートＰ１と呼吸ポートＰ３との間における連通状態
と、陰圧ポートＰ２と呼吸ポートＰ３との間における連
通状態とを交互に切換えることにより、呼吸ポートＰ３
から与圧空気及び陰圧空気を振動回路１０へ交互に出力
するようになっている。この場合、ロータリバルブ４４
とケース４０との間におけるクリアランスの影響は、無
視できるように設定されている。
【００２０】次に、上記の如く構成した本実施例の呼吸
振動発生装置に適用したロータリバルブ機構の動作を説
明する。
振動発生装置に適用したロータリバルブ機構の動作を説
明する。
【００２１】ロータリバルブ機構９のロータリバルブ４
４を回転させ図１の状態とすると、１対の弁体部４７，
４８により形成される窓部５１，５２が、与圧ポートＰ
１，呼吸ポートＰ３に対し各々連通状態となるため、与
圧ポートＰ１と呼吸ポートＰ３とが連通状態となる一
方、１対の弁体部４９，５０により形成される窓部５
３，５４が、陰圧ポートＰ２，呼吸ポートＰ３に対し各
々非連通状態となるため、陰圧ポートＰ２と呼吸ポート
Ｐ３とが遮断状態となる。
４を回転させ図１の状態とすると、１対の弁体部４７，
４８により形成される窓部５１，５２が、与圧ポートＰ
１，呼吸ポートＰ３に対し各々連通状態となるため、与
圧ポートＰ１と呼吸ポートＰ３とが連通状態となる一
方、１対の弁体部４９，５０により形成される窓部５
３，５４が、陰圧ポートＰ２，呼吸ポートＰ３に対し各
々非連通状態となるため、陰圧ポートＰ２と呼吸ポート
Ｐ３とが遮断状態となる。
【００２２】他方、ロータリバルブ機構９のロータリバ
ルブ４４を図１の状態から半回転させると、１対の弁体
部４９，５０により形成される窓部５３，５４が、陰圧
ポートＰ２，呼吸ポートＰ３に対し各々連通状態となる
ため、陰圧ポートＰ２と呼吸ポートＰ３とが連通状態と
なる一方、１対の弁体部４７，４８により形成される窓
部５１，５２が、与圧ポートＰ１，呼吸ポートＰ３に対
し各々非連通状態となるため、陽圧ポートＰ１と呼吸ポ
ートＰ３とが遮断状態となる。従って、ロータリバルブ
４４が半回転する都度、ブロア８の吐出口８ａで発生さ
れる与圧と吸込口８ｂで発生される陰圧とが、振動回路
１０に対し交互に与えられる。
ルブ４４を図１の状態から半回転させると、１対の弁体
部４９，５０により形成される窓部５３，５４が、陰圧
ポートＰ２，呼吸ポートＰ３に対し各々連通状態となる
ため、陰圧ポートＰ２と呼吸ポートＰ３とが連通状態と
なる一方、１対の弁体部４７，４８により形成される窓
部５１，５２が、与圧ポートＰ１，呼吸ポートＰ３に対
し各々非連通状態となるため、陽圧ポートＰ１と呼吸ポ
ートＰ３とが遮断状態となる。従って、ロータリバルブ
４４が半回転する都度、ブロア８の吐出口８ａで発生さ
れる与圧と吸込口８ｂで発生される陰圧とが、振動回路
１０に対し交互に与えられる。
【００２３】即ち、本実施例によれば、呼吸振動発生装
置のロータリバルブ機構９を構成するロータリバルブ４
４を、回転軸中心線に対して対向状態に配設した１対の
弁体部４７，４８と、回転軸中心線に対して対向状態に
配設した１対の弁体部４９，５０とから構成すると共
に、弁体部４７，４８と弁体部４９，５０とを回転軸周
方向に対して９０度ずらした位置関係に設定しているた
め、１対の弁体部４７，４８により形成される窓部５
１，５２が対向状態に配置されると共に、１対の弁体部
４９，５０により形成される窓部５３，５４が対向状態
に配置されることとなる。従って、ロータリバルブ４４
内における空気の流れがスムーズになるため、呼吸ポー
トＰ３から、図８に示す如く、圧力及び流量波形が略正
弦波に近い滑らかで且つ緩やかな形状を有する空気を一
時的に遮断することなく振動回路１０へ出力することが
でき、人工呼吸器を装着している患者の肺に対する負担
を軽減することが可能となる。
置のロータリバルブ機構９を構成するロータリバルブ４
４を、回転軸中心線に対して対向状態に配設した１対の
弁体部４７，４８と、回転軸中心線に対して対向状態に
配設した１対の弁体部４９，５０とから構成すると共
に、弁体部４７，４８と弁体部４９，５０とを回転軸周
方向に対して９０度ずらした位置関係に設定しているた
め、１対の弁体部４７，４８により形成される窓部５
１，５２が対向状態に配置されると共に、１対の弁体部
４９，５０により形成される窓部５３，５４が対向状態
に配置されることとなる。従って、ロータリバルブ４４
内における空気の流れがスムーズになるため、呼吸ポー
トＰ３から、図８に示す如く、圧力及び流量波形が略正
弦波に近い滑らかで且つ緩やかな形状を有する空気を一
時的に遮断することなく振動回路１０へ出力することが
でき、人工呼吸器を装着している患者の肺に対する負担
を軽減することが可能となる。
【００２４】また、本実施例によれば、ロータリバルブ
４４の与圧ポートＰ１及び陰圧ポートＰ２を互いに所定
間隔離間させた状態に配置しているため、従来のように
両ポートＰ１，Ｐ２を近接状態に配置した場合と比較
し、ロータリバルブ機構９のケース４０内部から外部へ
の空気の漏れ量を抑制することができ、この結果、呼吸
ポートＰ３からの空気の出力効率を向上させることが可
能となる。
４４の与圧ポートＰ１及び陰圧ポートＰ２を互いに所定
間隔離間させた状態に配置しているため、従来のように
両ポートＰ１，Ｐ２を近接状態に配置した場合と比較
し、ロータリバルブ機構９のケース４０内部から外部へ
の空気の漏れ量を抑制することができ、この結果、呼吸
ポートＰ３からの空気の出力効率を向上させることが可
能となる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロータリバルブを、円筒状部材の軸方向中心線を挟んで
対向状態に配置された１対の第１曲板部と，円筒状部材
の軸方向中心線を挟んで対向状態に配置された１対の第
２曲板部とから構成しているため、ロータリバルブ内に
おける空気の流れがスムーズになり、呼吸ポートから、
圧力及び流量波形が滑らかで且つ緩やかな形状を有する
空気を連続的に呼吸経路へ出力することができ、この結
果、人工呼吸器を装着した患者の肺に対する負担を軽減
することが可能となり、また、ロータリバルブの与圧ポ
ート及び陰圧ポートを所定間隔離間させた状態に配置し
ているため、従来のように与圧ポート及び陰圧ポートを
近接状態に配置した場合と比較し、ロータリ式切換バル
ブ機構外部への空気の漏れ流量を抑制することができ、
この結果、呼吸ポートからの空気の出力効率を向上させ
ることが可能となる等、顕著な効果を奏する人工呼吸器
における呼吸振動発生装置を提供することができる。
ロータリバルブを、円筒状部材の軸方向中心線を挟んで
対向状態に配置された１対の第１曲板部と，円筒状部材
の軸方向中心線を挟んで対向状態に配置された１対の第
２曲板部とから構成しているため、ロータリバルブ内に
おける空気の流れがスムーズになり、呼吸ポートから、
圧力及び流量波形が滑らかで且つ緩やかな形状を有する
空気を連続的に呼吸経路へ出力することができ、この結
果、人工呼吸器を装着した患者の肺に対する負担を軽減
することが可能となり、また、ロータリバルブの与圧ポ
ート及び陰圧ポートを所定間隔離間させた状態に配置し
ているため、従来のように与圧ポート及び陰圧ポートを
近接状態に配置した場合と比較し、ロータリ式切換バル
ブ機構外部への空気の漏れ流量を抑制することができ、
この結果、呼吸ポートからの空気の出力効率を向上させ
ることが可能となる等、顕著な効果を奏する人工呼吸器
における呼吸振動発生装置を提供することができる。
【図１】本発明の実施例におけるロータリバルブ機構の
正面断面図である。
正面断面図である。
【図２】図１のＹ１−Ｙ１線に沿う矢視断面図である。
【図３】本実施例におけるロータリバルブの正面断面図
である。
である。
【図４】図３に示すロータリバルブの平面図である。
【図５】図３のＹ２−Ｙ２線に沿う矢視断面図である。
【図６】本実施例におけるロータリバルブ機構の概略斜
視図である。
視図である。
【図７】本実施例におけるロータリバルブ機構を備えた
人工呼吸器の全体系統図である。
人工呼吸器の全体系統図である。
【図８】本実施例における呼吸ポートにおける空気の圧
力及び流量波形図である。
力及び流量波形図である。
【図９】従来例におけるロータリバルブ機構の概略斜視
図である。
図である。
【図１０】従来例における呼吸ポートにおける空気の圧
力及び流量波形図である。
力及び流量波形図である。
９ ロータリバルブ機構 １４ ロータリバルブ機構駆動用モータ ３７ 回転軸 ４０ ケース ４４ ロータリバルブ ４７，４８，４９，５０ 弁体部 ５１，５２，５３，５４ 窓部 Ｐ１ 与圧ポート Ｐ２ 陰圧ポート Ｐ３ 呼吸ポート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新田 一福 東京都文京区本郷３丁目４番11号 株式 会社メトラン内 (72)発明者 山田 芳嗣 東京都文京区音羽２−11−21−903 (56)参考文献 特開 平２−131765（ＪＰ，Ａ) 特表 平５−504284（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61H 31/00
Claims (1)
- 【請求項１】 圧力発生源としてのブロアと呼吸系路と
の間に配設したロータリ式切換バルブ機構をモータによ
り駆動して前記呼吸系路をブロア吐出口とブロア吸込口
とに対して交互に連通させることにより、前記呼吸系路
に高周波の呼吸振動を与える人工呼吸器における呼吸振
動発生装置において、 前記ロータリ式切換バルブ機構が、 バルブ収納ケース内の中央部を貫通する前記モータ回転
軸の外周側に配設され該回転軸と一体に回転するロータ
リバルブと、前記ブロア側に接続されると共に前記ロー
タリバルブの外周側で前記バルブ収納ケース一端部に配
設された与圧ポート及び陰圧ポートと、前記呼吸系路側
に接続されると共に前記ロータリバルブの外周側で前記
バルブ収納ケース他端部に配設された呼吸ポートとを備
え、 前記与圧ポートと前記陰圧ポートとを、前記バルブ収納
ケース一端部の所定間隔離間した箇所へ各々配置し、 前記ロータリバルブが、 前記モータ回転軸と同軸を成し所定部分を切欠いた円筒
状部材から構成され、該円筒状部材の軸方向一側部分を
構成して前記モータ回転軸を挟んで対向配置された１対
の第１曲板部と、前記円筒状部材の軸方向他側部分を構
成して前記モータ回転軸を挟んで対向配置された１対の
第２曲板部とを具備し、 前記１対の第１曲板部と前記１対の第２曲板部との位相
関係を、前記モータ回転軸の周方向で所定角度ずらした
状態に設定してなることを特徴とする人工呼吸器におけ
る呼吸振動発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03463193A JP3274524B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 人工呼吸器における呼吸振動発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03463193A JP3274524B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 人工呼吸器における呼吸振動発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06225918A JPH06225918A (ja) | 1994-08-16 |
| JP3274524B2 true JP3274524B2 (ja) | 2002-04-15 |
Family
ID=12419756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03463193A Expired - Fee Related JP3274524B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 人工呼吸器における呼吸振動発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3274524B2 (ja) |
-
1993
- 1993-01-29 JP JP03463193A patent/JP3274524B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06225918A (ja) | 1994-08-16 |
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