JP5091010B2 - 高気圧式酸素供給装置およびチャンバ - Google Patents

Description

本発明は、利用者を収容するチャンバと、加圧源から前記チャンバ内に気体を送り込んでチャンバ内を加圧するための加圧機構を備えた高気圧式酸素供給装置およびそれに用いるチャンバに関するものである。

密閉されたチャンバ内に利用者を収容し、加圧ポンプからチャンバ内に空気を送り込んでチャンバの内圧を周辺圧力よりも高くすることにより酸素濃度を上昇させて、チャンバ内の利用者に周辺圧力環境下での酸素吸入量よりも多量の酸素を取り込ませる高気圧式酸素供給装置がある（例えば特許文献１参照。）。

高気圧式酸素供給装置に収容された利用者においては、高濃度の酸素環境下に暴露されることによって体内の酸素濃度が上昇する。体内に取り込まれた酸素は、ヘモグロビンと結合する酸素と血液や体液（リンパ液など）に溶け込む酸素に分かれる。体内の酸素濃度の上昇にともない、血液や体液に溶け込む酸素が増大する。これらの酸素は、末梢の毛細血管内を容易に通過して細胞に酸素を運搬できる。体内の隅々まで酸素を供給するためには、血液や体液に溶け込む酸素が重要となる。

高気圧式酸素供給装置によれば、利用者の体内に十分な酸素を隅々まで供給することによって速やかな疲労回復を期待できる。また、末梢の血液循環が改善するので、血流阻害が生じた部分の代謝活動が活発になり、冷え性を防いだり、血行障害による痛みをやわらげたり、障害の速やかな回復を期待できる。

高気圧式酸素供給装置は、例えば肉体労働者、スポーツ選手、喫煙家、液体窒素・ドライアイスや塗料を使用する仕事に従事する者、汚染された大気中で仕事に従事する者、高所（低酸素環境）や密閉された場所で仕事に従事する者、高齢者などを対象に使用され、また、怪我をしたときや肉体疲労後の使用に適する。また、高山病や一酸化炭素中毒の治療にも適する。すなわち、不足した酸素を速やかに補給したり、活動する毛細血管を増やしたり、血液量を増大する必要がある者に効果的である。また、美容や健康に関する分野での活用も考えられる。

特開平５−１０３７６５号公報

ところで、図７に示すように、一般にチャンバ１の周面に窓部４を穿設し、該窓部４を覆うようにして窓板５が内側から接着される場合が多い。これによりチャンバ１内における利用者の圧迫感や不安感を軽減することができ、また外部から利用者の状態を把握し得るため、安全性にも寄与することになる。

しかしながら、チャンバ１内に空気を送り込んだとき、チャンバ１の周面形状に追随するように、窓板５は塩化ビニール等の軟質材料で形成される。このためチャンバ１内を加圧していると、その都度、窓板５にも伸びが発生する。そして、使用の度にチャンバ１内を何度も加圧していると、窓部４と窓板５の接着部分７に繰り返し負荷がかかり、接着強度の限界よりも早い段階で窓部４と窓板５の接着部分７に亀裂が入るなどし、疲労破壊が発生するという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、チャンバ内の加圧による窓板の伸びを抑制し、窓部と窓板の接着部分の負荷を軽減することができ、ひいては製品の信頼性を向上させることが可能な高気圧式酸素供給装置と、それに用いるチャンバの提供を課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために、利用者を収容するチャンバと、加圧源から前記チャンバ内に気体を送り込んでチャンバ内を加圧するための加圧機構を備えた高気圧式酸素供給装置において、前記チャンバは、可撓性で非通気性材料で形成されるとともに、側面に窓部が穿設され、該窓部に軟質材料からなる透明又は半透明の窓板が設けられ、窓部の内縁部と窓板の外縁部とが接着されたものであって、前記窓板のチャンバ内側の表面に補強板が設けられ、該補強板は、硬質材料からなる透明または半透明であって、かつ窓部より大径に形成されるとともに、少なくとも窓部と窓板の接着部分に対応する部分で窓板に接着されていることを特徴とする。

これによればチャンバ内の加圧による窓板の伸びを抑制し、窓部と窓板の接着部分の負荷を軽減することができる。このため窓部と窓板の接着部分の疲労破壊を防止することができ、ひいては製品の信頼性を向上させることが可能となる。

また、可撓性材料で環状に形成されたリング部材が、前記窓板と前記補強板の接着部分を覆う態様で窓板および補強板の外縁部に接着されているのが好ましい。これによれば窓部４と窓板５の接着部分が覆われた状態となるため、チャンバ１内から見た窓部４の外観を向上させることができる。また、補強板と共に窓板の伸びをさらに抑制することができる。さらに、窓板と補強板の接着部分の気密性を保持し得るため、窓板と補強板の間に空気が入り込むことを防止することができる。

また、前記補強板はポリカーボネートからなるのが好ましい。これによれば補強板について、硬質を維持しつつも弾性の性質も有し、さらに強度の高いものにすることができる。

また、窓板に小径孔を穿設してもよい。これによれば万一、窓板と補強板の間に空気が入り込んだ場合でも、小径孔から空気の圧力を逃がすことができる。

また、本発明に係るチャンバは、高気圧式酸素供給装置に用いられ、利用者を収容するチャンバであって、可撓性で非通気性材料で形成されるとともに、側面に窓部が穿設され、該窓部に軟質材料からなる透明又は半透明の窓板が設けられ、窓部の内縁部と窓板の外縁部とが接着されたものであって、前記窓板のチャンバ内側の表面に補強板が設けられ、該補強板は、硬質材料からなる透明または半透明であって、かつ窓部より大径に形成されるとともに、少なくとも窓部と窓板の接着部分に対応する部分で窓板に接着されていることを特徴とする。

これによればチャンバ内の加圧による窓板の伸びを抑制し、窓部と窓板の接着部分の負荷を軽減することができる。このため窓部と窓板の接着部分の疲労破壊を防止することができ、ひいては製品の信頼性を向上させることが可能となる。

本発明によれば、チャンバ内の加圧による窓板の伸びを抑制し、窓部と窓板の接着部分の負荷を軽減することができる。このため窓部と窓板の接着部分の疲労破壊を防止することができ、ひいては製品の信頼性を向上させることが可能となる。

また、補強板を窓板に接着するだけでよいので、既存製品にも簡単に適用することができる。例えば、既存製品の窓板に疲労破壊が発生した場合、既存製品を製造現場に持ち帰るまでもなく、使用現場において補強板を窓板に接着するだけでよいので、簡単かつ低コストで既存製品を信頼性の高い本製品に変更することが可能である。

［実施形態１］
次に本発明の一実施形態に係る高気圧式酸素供給装置（以下、本装置という）について図面を参照しつつ説明する。

図１は高気圧式酸素供給装置の参考例を示す概略構成図、 図２はチャンバの構造を示す（ａ）正面図、（ｂ）平面図、（ｃ）背面図、（ｄ）側面図である。

本装置は、利用者を収容するチャンバ１と、チャンバ内を加圧するための加圧機構９とから構成される。

チャンバ１は可撓性で非通気性の材料により形成されている。このためチャンバ１を折り畳んだ状態や丸めた状態にすることができ、チャンバ１の容積を小さくすることができる。折り畳んだり、あるいは丸めたチャンバ１をバッグ等に収納することにより、チャンバ１の持ち運びが容易になる。また、バッグ等はチャンバ１の保管用にも使用される。

加圧機構９は、加圧ポンプ１１が設けられている。加圧ポンプ１１から送られる空気の流路に粉塵除去用のフィルタ１３が設けられている。フィルタ１３よりも下流側の流路は分岐点１５で第１圧力用流路１７と第２圧力用流路１９に分岐されている。フィルタ１３と分岐点１５の間の流路に、マイナスイオンを発生するイオン発生器２１につながる流路が合流されている。

第１圧力用流路１７はチャンバ１内を第１圧力、例えば１４１.８ｋＰａ（キロパスカル）程度（１.４気圧程度）に加圧する際に用いられる流路である。第１圧力用流路１７には上流側から第１調圧弁２３と第１開閉バルブ２５が設けられている。

第２圧力用流路１９はチャンバ１内を第２圧力、例えば１２１.６ｋＰａ程度（１.２気圧程度）に加圧する際に用いられる流路である。第２圧力用流路１９には上流側から第２調圧弁２７と第２開閉バルブ２９が設けられている。

第１圧力用流路１７及び第２圧力用流路１９の下流側は合流点３１で合流されている。合流点３１の下流側はチャンバ１に接続されている。合流点３１とチャンバ１の間の流路には、チャンバ１内の圧力を測定するための圧力計３３につながる流路が接続されている。

加圧機構９には、加圧ポンプ１１、イオン発生器２１、第１開閉バルブ２５、第２開閉バルブ２９及び排気用バルブ３５の動作を制御するための制御部３７が設けられている。制御部３７には圧力計３３も電気的に接続されている。

分岐点１５、第１圧力用流路１７、第２圧力用流路１９、第１調圧弁２３、第１開閉バルブ２５、第２調圧弁２７、第２開閉バルブ２９及び合流点３１は圧力切替え機構を構成する。

排気用バルブ３５はチャンバ１に接続されている。チャンバ１内の空気を抜く場合に使用され、チャンバ１内から送られてきた空気を外部に排出するようになっている。

なお、加圧機構９は、上述の構成に限定されるものではなく、チャンバ１内に空気を送り込んで加圧するものであれば、どのような構成であってもよい。

図２はチャンバ１の構造を示す（ａ）正面図、（ｂ）平面図、（ｃ）背面図、（ｄ）側面図である。

このチャンバ１は、可撓性で非通気性の材料、例えばＥＶＡ樹脂（Ethylene Vinylacetate copolymer）により形成されている。ＥＶＡ樹脂のほかには、ウレタン、ナイロン、塩化ビニル等が挙げられる。

チャンバ１には、空気のＩＮ／ＯＵＴの接続口、圧力センサーの接続口、安全弁の取り付けなどに使用するポートが各箇所に設けられている。これらのポートは、図２に示すように、チャンバ１の周りに管として複数設けられている。

チャンバ１の上面１ａ側は、略円筒形状に形成されている。これによりチャンバ１内は広い空間を確保することができ、利用者が余裕をもって入ることができる。なお、チャンバ１は略円筒形状に限定されるものではなく、その他の形状であってもよい。

チャンバ１の上面１ａ側には、利用者が出入りするためのファスナー２が設けられている。ファスナー２としてはチャンバ１の空気漏れを防ぐために気密ファスナーが用いられている。なお、チャンバの出入り口部分を２重構造として、第２，第３のファスナーを設けて、効率的に気密性を高めるようにしてもよい。

チャンバ１の底面１ｂ側には、床板３が設けられている。このように床板３を設けることにより、チャンバ１の底面１ｂ側が平坦になってチャンバ１が安定し、チャンバ１の転倒を防止するとともに、利用者が楽に仰向けになることができる。

チャンバ１の側面１ｃ側には、利用者の頭部分に対応する位置において、それぞれ直径２００ｍｍ程の窓部４が穿設されている。

この窓部４には、図３および図４に示すように、例えば塩化ビニル等の軟質材料からなる透明又は半透明の窓板５が設けられている。この窓板は、直径３００ｍｍ程、厚み５ｍｍ程の円板状に形成されている。窓部４の内縁部４ａと窓板５の外縁部５ａとは熱溶着等により接着され、窓板５がチャンバ１の内側から窓部４を塞いだ状態となっている。これによりチャンバ内における利用者の圧迫感や不安感を軽減することができ、また外部から利用者の状態を把握し得るために安全性にも寄与することになる。

ただし、軟質材料からなる窓板５のみだと、チャンバ１内を加圧していると、その都度、窓板５にも伸びが発生する。そして、使用の度にチャンバ１内を何度も加圧していると、窓部４と窓板５の接着部分７に繰り返し負荷がかかり、接着強度の限界よりも早い段階で当該接着部分７に亀裂が入るなどし、疲労破壊が発生することがある。

そこで、本発明では、窓板５のチャンバ内側の表面に、硬質材料からなる透明または半透明補強板６が設けられている。

この補強板６は、窓板５よりも小径、かつ窓部４よりも大径の直径２６０ｍｍ程の薄型円板状に形成されている。そして、補強板６は、その中心を窓板５の中心と一致させるようにして配置され、その外縁部６ａが窓板５の外縁部５ａと接着されている。つまり、窓部４と窓板５の接着部分７に対応する部分（接着部分８）において窓板５と補強板６が接着されている。

これによればチャンバ１内の加圧による窓板５の伸びを抑制し、窓板５の接着部分７の負荷を軽減することができる。このため窓板５の接着部分７の疲労破壊を防止することができ、ひいては製品の信頼性を向上させることが可能となる。

さらに具体的に説明すると、硬質材料の補強板６を設けるのみならず、特に窓部４と窓板５の接着部分７に対応する部分（接着部分８）において窓板５と補強板６が接着されているため、補強板６は窓板５の外縁部５ａから全体の伸びを抑制することができる。

しかも、窓板５の疲労破壊の大部分は窓部４との接着部分７に生じるが、当該接着部分７に対応する部分（接着部分８）においてさらに窓板５と補強板６とが接着されるため、当該接着部分７の強度がより向上することができる。

なお、補強板６を半透明または透明としたのは、窓部における視認性を維持するためである。

また、補強板６の硬質材料としては、例えばポリカーボネートが挙げられる。これによれば補強板について、硬質を維持しつつも弾性の性質も有し、さらに強度の高いものにすることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、チャンバ１の側面側において利用者の頭部分に対応する位置に窓部４を穿設して補強板６付きの窓板５を設けたが、その他の位置に窓部４を穿設して補強板６付きの窓板５を設けてもよい。

また、窓板５と補強板６の接着部分は、窓板５の外縁部５ａと補強板６の外縁部６ａの接着部分８のみとしたが、窓板５と補強板６の全体としてもよい。ただ、前者の場合は、接着剤等が窓板５や補強板６の中央部分に塗布されず、窓部４における視認性をより一層確保できるためより好ましい。

また、補強板６は、窓板５よりも小径かつ窓部４よりも大径としたが、これに限定されるものではない。ただし、窓部４と窓板５の接着部分７に対応する部分（接着部分８）において窓板５と補強板６を接着する必要があるため、少なくとも窓部４よりも大径に形成する必要がある。

［実施形態２］
次の本発明の他の実施形態に係る高気圧式酸素供給装置（以下、本装置という）について図５および図６を参照しつつ説明する。

本実施形態では、前記補強板６のチャンバ内側の表面にリング部材１０が設けられている。

このリング部材１０は、ＥＶＡ等の可撓性材料からなり、環状に形成されたものである。リング部材１０は、外径が窓板５の外径と同程度の３００ｍｍ、内径が窓部４の直径と同程度の２００ｍｍ、厚みは１ｍｍとなされている。

また、リング部材１０は、該外縁部１０ａが前記窓板５の外縁部５ａに接着されるとともに（接着部分１１）、該内縁部１０ｂが補強板６の外縁部６ａに接着されている（接着部分１２）。これにより窓部４と窓板５の接着部分７や窓板５と補強板６の接着部分８が覆われた状態となるため、チャンバ１内から見た窓部４の外観を向上させることができる。

また、リング部材１０は窓板５や補強板６と接着されているために、窓板５と補強板６の接着と相俟って窓板５の伸びをより一層抑制することができる。

さらに、窓板５と補強板６の接着部分８の気密性を保持し得るため、窓板５と補強板６の間に空気が入り込むことを防止することができる。具体的に説明すると、窓板５と補強板６とは接着剤等により周縁部（接着部分８）が接着されているが、窓板５と補強板６の材質のよる曲がり度合いや伸び度合いの違いから当該接着部分８に一部隙間が生じる場合がある。このためチャンバ１内に空気を送り込むと、当該接着部分８の一部隙間から窓板５と補強板６の間に空気が入り込み、特に軟質材料からなる窓板５が外側に大きく膨らんでしまうことがある。しかしながら、上述のように可撓性材料からなるリング部材１０を設けると、窓板５と補強板６の外縁部が覆われて気密性を保持し得るため、窓板５と補強板６の間に空気が入り込むことを防止することができるのである。

なお、リング部材１０の大きさは上述のものに限定されるものではない。ただし、外径があまり大きすぎると窓板５から不必要にはみ出すことになり、また内径があまり小さすぎると窓部４を塞いで視認性が悪くなるため、上述の大きさが好ましい。

また、リング部材１０の形状については必ずしも円形の環状である必要はなく、窓板５や補強板６の形状に応じてその他の形状であってもよい。

また、窓板５に小径孔を穿設してもよい。これによれば万一、窓板５と補強板６の間に空気が入り込んだ場合でも、小径孔から空気の圧力を逃がすことができる。

高気圧式酸素供給装置の参考例を示す概略構成図である。 チャンバの構造を示す（ａ）正面図、（ｂ）平面図、（ｃ）背面図、（ｄ）側面図である。 チャンバ内の窓部付近の側面図である。 図３のＩ−Ｉ線断面図である。 他の実施形態に係るチャンバの窓部付近の側面図である。 図５のII−II線断面図である。 従来のチャンバの窓部付近の断面図である。

符号の説明

１…チャンバ
２…ファスナー
３…床板
４…窓部
５…窓板
６…補強板
７、８、１１、１２…接着部分
９…加圧機構
１０…リング部材

Claims (5)

1. 利用者を収容するチャンバと、加圧源から前記チャンバ内に気体を送り込んでチャンバ内を加圧するための加圧機構を備えた高気圧式酸素供給装置において、
   前記チャンバは、可撓性で非通気性材料で形成されるとともに、側面に窓部が穿設され、該窓部に軟質材料からなる透明又は半透明の窓板が設けられ、窓部の内縁部と窓板の外縁部とが接着されたものであって、
   前記窓板のチャンバ内側の表面に補強板が設けられ、
   該補強板は、硬質材料からなる透明または半透明であって、かつ窓部より大径に形成されるとともに、少なくとも窓部と窓板の接着部分に対応する部分で窓板に接着されていることを特徴とする高気圧式酸素供給装置。
2. 可撓性材料で環状に形成されたリング部材が、前記窓板と前記補強板の接着部分を覆う態様で窓板および補強板の外縁部に接着されている請求項１に記載の高気圧式酸素供給装置。
3. 前記補強板はポリカーボネートからなる請求項１または請求項２に記載の高気圧式酸素供給装置。
4. 前記窓板は小径孔が穿設されている請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の高気圧式酸素供給装置。
5. 高気圧式酸素供給装置に用いられ、利用者を収容するチャンバであって、
   可撓性で非通気性材料で形成されるとともに、側面に窓部が穿設され、該窓部に軟質材料からなる透明又は半透明の窓板が設けられ、窓部の内縁部と窓板の外縁部とが接着されたものであって、
   前記窓板のチャンバ内側の表面に補強板が設けられ、
   該補強板は、硬質材料からなる透明または半透明であって、かつ窓部より大径に形成されるとともに、少なくとも窓部と窓板の接着部分に対応する部分で窓板に接着されていることを特徴とするチャンバ。