JP4060449B2 - ガス放出センサー並びに呼吸系器具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス放出センサーに係わり、特に、夫々圧力センサーに接続され、ガス流れダクトに開口した２つの上流側並びに下流側圧力ピックアップ導管を有し、透過体が２つの上流側並びに下流側圧力ピックアップ導管間で少くとも軸に沿って延びる形式のガス放出センサーに関する。
【０００２】
【従来技術】
このようなセンサーは、ガスの流れに圧力降下を生じさせる透過体から放出されるガスを推論するために、透過体の上流側と下流側との間の圧力差を測定するようになっている。
【０００３】
このようなセンサーは、患者により吸引しもくは吐出されるガスの量を確認するために、呼吸系器具に特に使用されている。
【０００４】
このような使用において、吐出量の測定は、特に、このセンサーを使用している患者に充分な満足度を確実にするように、可能な限り効率的に呼吸系器具を機能させるために、特に精度が良くなければならない。
【０００５】
透過体が、ガス流しダクトの周りに巻回された２つの金属シートの巻回積層体からなり、一方が波形となっているようなガス放出センサーが知られている。
【０００６】
かくして、積層巻回体内で波形シートは、平坦なシートの２つの部分間で保持され、ガスを流すための軸方向流路が上記２つの部分間で規定されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなガス放出センサーの透過体の例は、特に、複雑であり、設置が難しい。また、このようなガス放出センサーのデザインにおいて、圧力導管の開口端を、透過体に対して上流方向と下流方向とで軸方向にオフセットされなければ成らない。実際、透過体を構成する２つのシートの巻回体は、圧力ピックアップ導管の端部が開口した流しダクトの内円筒面に最後の巻部を支持させている。これら導管の端部が透過体の軸方向で対向して開口するようになっていると、これらは、透過体の巻回体のシートにより邪魔されてしまう。
【０００８】
前記圧力ピックアップ導管の端部を透過体の上流側と下流側とに配置することにより、これら端部は、ガス流が特に渦となってしまう、ガス流しダクトの部分に配置され、この結果、圧力測定の精度が、従って放出測定の精度が低下する。
【０００９】
かくして、本発明の目的は、圧力測定が高精度並びに高感度でなされ、同時に製造コストを減じることのできる新規な透過体を備えた新規なガス放出センサーを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的のために、本発明は、透過体が、ダクトの断面と相補的な形状の断面を有する本体の形態で形成されており、この本体は、この本体の外側面に径方向で開口するように軸を中心として径方向に延びた複数のスロットを有し、これらスロットが本体の全長に渡って軸方向に延びていることを特徴とする上述した形式のガス放出センサーを提供する。
【００１１】
本発明の他の特徴に係われば、前記透過体は異なる深さのスロットを有する。これらスロットの深さは、前記透過体の半径よりも短く、この結果、透過体は中心コアを有する。また、前記中心コアは、これを直角に延びる少くとも１つの軸方向のボアを有する。前記透過体は少くとも１つの円形筒体部を有する。前記各スロットは、互いに平行で対面した面により、透過体の軸の周りで角度的に規定されている。代わって、前記スロットは、Ｖ字形状の断面を有するように、径方向に指向した面により、透過体の軸の周りで角度的に規定されている。前記透過体は、上流方向に尖った円錐形の上流側軸方向端部を有する。前記透過体の軸方向の端部の少くとも１つは、前記２つの導管の開口端部の外側で軸方向に離間して配置され、また、透過体の前記端部に対応した導管の開口端が透過体のスロットと径方向に対向して配設されるように、軸の周りで透過体を軸方向に指標させるための手段をさらに具備する。前記導管の少くとも１つの開口端部は、異なる深さを有するスロットと径方向で対向するように開口した複数の枝別れ部を有する。
【００１２】
また、センサーは、外体をさらに具備し、この外体内に筒状のブッシュが係合されており、このブッシュは、ガス流しダクトを規定しており、また、前記ブッシュは、径方向内方で前記スロットと対向し、径方向外方で、ブッシュの外円筒面に形成された２つの環状溝に夫々開口した２グループの径方向ボアを有し、さらに、前記外体は、前記環状溝の１つと夫々対向して開口しているチャンネルを有する。
【００１３】
また、センサーは、前記外体のチャンネルが前記ブッシュの径方向ボアに対向して開口しないように、外体に対してブッシュを指向するための手段を具備する。
【００１４】
さらに、センサーは、前記透過体を加熱するための手段を具備する。
【００１５】
また、センサーは、患者による吸引もしくは吐出のガスの量を測定するようになっている。
【００１６】
また、センサーは、呼吸系器具の吸引回路もしくは吐出回路中に挿入されるように成っている。
【００１７】
また、本発明は、上述した特徴を有するガス放出センサーを具備する呼吸系器具に関する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図は、ガス放出を測定するようにした放出センサー１０を示す。
【００１９】
このセンサー１０は、軸（中心軸）Ａ１上に形成された開口した端部中心ドリル孔１４を備えた外体１２を有する。このドリレ孔１４中には筒状のブッシュ１６が挿入される。このブッシュ１６の内円筒面１８は、ガスが中を流れるダクト２０を規定している。ガスは、入口ポート２２を介してセンサー１０に入り、出口ポート２４を介してセンサー１０から出る。
【００２０】
図に示されている放出センサー１０は、外体１２内に完全に収納され、独立した別ブロックの形態をしている。
【００２１】
しかし、このようなセンサー１０は、呼吸系の目的の適用のバルブブロックのような複雑な呼吸系器具と一体的であることが好ましい。かくして、バルブブロックは外体を形成している。このセンサー１０は、患者（図示せず）が吸引もしくは吐出したガスの量を高精度で検出するために、器具の吸引部もしくは吐出部中に挿入される。
【００２２】
図１，３，４に示すように、センサー１０は、２つの圧力ピックアップ導管（ガスの圧力を取り出すための導管）２６、２８を有する。これら導管は、前記ダクト２０内で開口しており、また、夫々は、圧力センサー（図示せず）に接続されるようになっている。
【００２３】
前記導管２６，２８は、センサー１０の主本体（外体）１２に穿設されたチャンネル３０と、筒状のブッシュ１６内に形成された開口端とを有する。
【００２４】
前記ブッシュ１６は、自身の外円筒側面３２に、夫々形成された上流側環状溝３４と下流側環状３６とを有する。また、これら環状溝３４，３６の底には、一連の径方向ボア（枝別れ部）３８が形成されている。これら径方向ボア３８は、溝３４，３６の一方に径方向外側で開口し、また、ブッシュ１６の内円筒面１８に径方向内側で開口している。
【００２５】
図３から明らかなように、ブッシュ１６が外体１２内に配置されたときには、前記圧力ピックアップ導管２６，２８の各々のチャンネル３０は、環状溝３４，３６に軸方向で対向して開口している。かくして、これら溝２４，２６の各々は、対応するオリフイス３８と共に、導管２６，２８の各々のための枝開口端を形成している。
【００２６】
２本の圧力ピックアップ導管２６，２８の各々の軸方向の開口端間で流しダクト２０内に透過体を係合するための手段が既知の方法により講じられている。
【００２７】
本発明に係われば、センサー１０の透過体（本体）４０は、円筒状の中心部４８と、それぞれ上流側と下流側とに位置されたつの円錐状の端部５０、５２を有する形状となっている。これら円錐状の端部５０，５２は、夫々上流側と下流側とに尖って延びている。
【００２８】
前記端部５０，５２の頂点の角度の半分は、例えば、４５°である。さらに、下流側の端部５２には、軸に沿って下流側に延出した円筒状のスタブ５４が設けられている。
【００２９】
かくして、前記中心部４８は、流しダクト２０の断面形状と相補的な断面形状、即ち、この特別な形状では、ダクト２０と同じ径を有する円形断面形状を有する。
【００３０】
さらに、透過体４０は、軸Ａ１を中心として均一に分布された一連の径方向に向いたスロット４２を有する。これらスロット４２は、センサー１０内を流れるガスのための流路を形成するために、透過体４０の全長に渡って軸方向に延びている。
【００３１】
特に、図４，５，６に示すように、前記スロット４２の全ては、透過体４０の外円筒面（外側面）に、径方向外方で開口しているが、これらスロットは、異なる径方向深さとなっている。
【００３２】
かくして、図に示す実施の形態においては、前記スロット４２は、夫々径方向の深さが異なる３つのグループのスロット４２ａ，４２ｂ，４２ｃとなっている。
【００３３】
しかし、スロット４２の深さは、透過体４０の半径よりも長くなることはなく、透過体４０の中心に後述する剛性を与えるための固体軸コア４６を形成するように、透過体４０の半径よりも充分に短い。
【００３４】
前記透過体４０により生じる圧力降下を減じるために、この圧力降下はこの形式のセンサーの異なる動作原理のためには必要であるが、１もしくは複数の軸方向ボアが中心コア４６に穿孔されている。
【００３５】
３つのグループのスロット４２ａ．４２ｂ．４２ｃは、一番深いスロット４２ｃが２つの中間の深さのスロット４２ｂに挟まれており、また、一番浅い深さのスロット４２も２つの中間の深さのスロット４２ｂに挟まれているように、配設されている。
【００３６】
図６に示すように、前記スロット４２は、平行な内側６６を有するスロットである。しかし、断面Ｖ字形状のスロット４２を形成するように、互いに僅かに相対的に傾斜するよした側方に規定した側面６６を設けても良い。
【００３７】
図３に示すように、透過体４０が、外体１２と係合することにより、ブッシュ１６中に軸方向に係合されているときに、圧力ピックアップ導管２６，２８の枝分かれした開口端を形成しているボア３８は、前記スロット４２ａ．４２ｂ．４２ｃと径方向で対向して開口している。
【００３８】
この目的のために、ブッシュ１６に角度的に対応させるように透過体４０を指標するための手段が設けられている。一例として、角度指標するための手段は、透過体４０のスロット４２の１つと係合するように、ブッシュ１６と一体的に形成され、径方向内方に延出したピン５６の助けで構成され得る。
【００３９】
さらに、ブッシュ１６の前記複数のボア３８は、２本の導管２６，２８の各々のために、少くとも１つのボア３８が設けられるように、互いに角度的に分布されている。前記ボア３８は、異なる深さを有する３つのグループのスロット４２ａ．４２ｂ．４２ｃの各々のスロットと対向して開口している。
【００４０】
特に、図４に示すように、前記外体１２のチャンネル３０に対向して開口するボア３８はブッシュ１６には形成されていない。このために、例えば、外体１２と一体的な軸方向に向いた指向スタッド（手段）５８が、対応する指標孔中に軸方向に指向されて係合され得る。この指標孔は、ブッシュ１６の横方向環状肩面６４に形成されている。
【００４１】
図３に示すように、ブッシュ１６は、外体１２のドリル孔１４の横方向環状肩面６４に対して、上流方向に軸方向で当接され得る。
【００４２】
前記横方向環状肩面６４は、漏斗状面６８により上流方向に延びている。そして、この漏斗状面６８は、上流側に尖っており、頂角の１／２が約３０°となっいる。
【００４３】
かくして、透過体４０がブッシュ１６並びに外体１２内に軸方向に係合されているときには、上流側の円錐状の端部５０が漏斗状面６８の大径の下流側エッジ７０と上流側に向かって軸に沿って当接可能となっている。この円錐状の端部５０と漏斗状面６８との間の円錐での相違は、スロット４２が端部５０中に軸方向に開口している事実と一緒になって、センサー１０中を流れるガスのための充分な流路を確保する可能性を果たしている。
【００４４】
図３に示すように、透過体４０の中心部４８の軸方向の長さは、この中心部が上流側の圧力ピックアップ導管２６の径方向のボア３８の上流方向と、下流側の圧力ピックアップ導管２８の下流方向へと軸に沿って延びるように設定されている。
【００４５】
かくして、ガスのピックアップ（取り出し）は、ガスがスロット４２内を流れる、センサー１０の領域でなされる
かくして、本発明に係わる透過体４０のデザインによって、スロット４２内のガスの流れは、層流もしくはほぼ層流となり、この結果、上流側の圧力測定と下流側の圧力測定とで、かくして、センサー１０によりなされ得る放出測定で高精度となる助けとなる。
【００４６】
前記透過体４０は、デルリン（ｄｅｌｒｉｎ）のような合成樹脂もしくはアルミのような金属から同じように形成され得る。
【００４７】
この放出センサー１０が、患者が吸引もしくは吐出したガスの量を測定するために使用されるときには、透過体４０に空気が溜まるリスクを防止するために、透過体４０を加熱するための手段を設けることが望ましい。
【００４８】
この加熱は、種々の方法によりなされ得る。選択に従えば、この加熱は、即ち、外体１２により外側からなされ得るか、例えば、透過体４０の中心コア４６に加熱抵抗を配設することにより内側からなされ得る。
【００４９】
透過体４０が適切な磁気特性を有する金属材料により形成された場合には、この加熱は、誘導によりなされ得る。
【００５０】
透過体４０は、忠実の始動ブロックにより形成され得る。この場合、スロット４２は、サイド＆フエイスのミルカッターにより切削され得る。しかし、モールドにより透過体４０を形成することができる。この場合、スロット４２は、一体的に直接形成され得る。
【００５１】
勿論、スロット４２の数並びにこれらの幅は、センサー１０中を流れるガス放出、並びに、透過体４０の周りで生じる圧力降下に従って変化可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態に係わるガス放出センサーを説明するための分解斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すセンサーの透過体を拡大して示す側面図である。
【図３】図３は、図４の３−３線に沿う軸方向でセンサーを断面して示す図である。
【図４】図４は、図３の４−４線に沿う断面図である。
【図５】図５は、図３の５−５線に沿う断面図である。
【図６】図６は、図４の詳細を示す拡大図である。
【図７】図７は、本発明に係わるセンサーの外体の軸方向に沿う断面図である。
【符号の説明】
１０…ガス放出センサー、１２…外体、１６…ブッシュ、２０…流しダクト、２６，２８…圧力ピックアップ導管、３０…チャンネル、３４…上流側環状溝、３６…下流側環状、３８…径方向ボア（枝別れ部）、４０…透過体（本体）、４２，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…スロット。

Claims (15)

1. 夫々圧力センサーに接続され、ガス流れダクト（２０）に開口した開口端部（３４、３６）を備えた上流側並びに下流側圧力ピックアップ導管（２６，２８）を有するガス放出センサーであって、
   前記ダクト（２０）の断面と相補的な形状及び断面を有し、両端部が、前記上流側並びに下流側圧力ピックアップ導管（２６，２８）の前記開口端部から上流側と下流側とに夫々延びた透過体（４０）と、
   前記透過体（４０）に、これの全長に渡ってこれの軸（Ａ１）に沿って延び、この軸の周りで、径方向に延び、透過体の外側面（４４）に径方向で開口し、異なる深さを有する複数のスロット（４２）とを具備し、これらスロットは、前記透過体の軸に沿って延びており、また、前記上流側並びに下流側圧力ピックアップ導管（２６，２８）による上流側の圧力と下流側の圧力とのピックアップは、前記スロット内をガスが流れているセンサーの領域ですることを特徴とするガス放出センサー。
2. 前記複数のスロット（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）の深さは、前記透過体（４０）の半径よりも短く、この結果、透過体は、中心コア（４６）を有することを特徴とする請求項１に記載のガス放出センサー。
3. 前記中心コア（４６）は、透過体（４０）により生じる圧力降下を減じる少くとも１つの軸方向のボアを有することを特徴とする請求項２に記載のガス放出センサー。
4. 前記透過体（４０）は、少くとも１つの外円筒面を備えた部分（４８）を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載のガス放出センサー。
5. 前記複数のスロット（４２）は、互いに平行で対面した面（６６）により、透過体（４０）の軸（Ａ１）の周りで角度的に規定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載のガス放出センサー。
6. 前記複数のスロット（４２）は、Ｖ字形状の断面を有するように、径方向に指向した面により、透過体の軸の周りで角度的に規定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載のガス放出センサー。
7. 前記透過体（４０）の前記両端部の一方は、上流方向に尖った円錐形の上流側軸方向端部（５０）であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載のガス放出センサー。
8. 前記透過体（４０）の軸方向の両端部（５０，５２）の少くとも一方は、前記上流側並びに下流側圧力ピックアップ導管（２６，２８）の開口端部（３４，３６，３８）の外側で軸方向に離間して配置され、また、透過体（４０）の前記少なくとも一方の端部（５０，５２）に対応したピックアップ導管（２６，２８）の開口端（３８）が透過体（４０）のスロット（４２）と径方向に対向して配設されるように、軸（Ａ１）の周りで透過体（４０）を軸方向に指標させるための手段（５６）をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載のガス放出センサー。
9. 前記上流側並びに下流側圧力ピックアップ導管（２６，２８）の前記開口端部（３４，３６）の少なくとも１つは、夫々異なる深さを有するスロット（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）と径方向で対向するように開口した複数の枝別れ部（３８）を有することを特徴とする請求項８に記載のガス放出センサー。
10. 外体（１２）をさらに具備し、この外体内に筒状のブッシュ（１６）が係合されており、このブッシュは、前記ガス流れダクト（２０）を規定しており、また、前記ブッシュ（１６）は、径方向内方で前記複数のスロット（４２）と対向し、径方向外方で、ブッシュ（１６）の外円筒面（３２）に形成された２つの環状溝（３４，３６）に夫々開口した２グループの径方向ボア（３８）を有し、さらに、前記外体（１２）は、前記環状溝（３４，３６）の夫々対向して開口しているチャンネル（３０）を有することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１に記載のガス放出センサー。
11. 前記外体（１２）のチャンネル（３０）が前記ブッシュ（１６）の径方向ボア（３８）に対向して開口しないように、外体（１２）に対してブッシュ（１６）を指向するための手段（５８）を具備することを特徴とする請求項１０に記載のガス放出センサー。
12. 前記透過体（４０）を加熱するための手段を具備することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１に記載のガス放出センサー。
13. 患者による吸引もしくは吐出のガスの量を測定するようになっていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１に記載のガス放出センサー。
14. 呼吸系器具の吸引回路もしくは吐出回路中に挿入されることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１に記載のガス放出センサー。
15. 請求項１ないし１４のいずれか１に記載のガス放出センサーを具備することを特徴とする呼吸系器具。

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