JP5096351B2 - 可撓性を有する支持スリーブを備えたブロワモータ - Google Patents
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Description
本発明は、米国特許仮出願第60/730,875号明細書、米国特許仮出願第60/841,202号明細書、及び米国特許仮出願第60/775,333号明細書に基づく優先権を主張するものである。これら出願は参照によって本明細書に完全に組み込まれている。
本発明は、例えば持続的気道陽圧法(CPAP)を利用した閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)の治療方法、肺気腫のような障害や人工呼吸の補助システムのような呼吸可能な気体を人間に供給するための装置に関する。
図1、図2、及び図3を参照すると、典型的な実施例におけるブロワモータ組立体10は、頂部カバー14及び底部カバー16を有しているモータ本体12を含んでいる。モータ自体は従来からの構成であるので、該モータについて詳細には説明しない。但し、出力軸(図7の中心軸線48として表わす)は、それぞれ反対側に位置するモータの上端部及び下端部から突出しているが、前記モータ組立体の頂部カバー14及び底部カバー16を貫通して延在していないことに留意すべきである。この点において、本明細書の参照符号は、例えば“上方の(upper)”、“下方の(lower)”、“頂部の(top)”、及び“底部の(bottom)”などのような用語は便宜上図面に関連して表現されているにすぎず、そのように限定することを意図している訳ではない。
図13に表わすブロワモータ組立体10は、図4〜図7及び図11〜図14に表わすブロワモータ組立体110と若干相違することに留意すべきである。図1〜3はブロワモータ組立体の様々な細部を表わす。これら細部の一部は、図4〜図7及び図11〜図14に表わすブロワモータ組立体、特にブロワモータ本体、頂部カバー、及び底部カバーに表わされているか否かに関わらず、製造上の問題に関連している。この点に関して、図4〜図7及び図11〜図14に表わすブロワモータ組立体の外部構成部品は、図1〜図3で利用される参照符号に類する参照符号によって規定されているが、参照符号の先頭に“1”が付加されている。この点において、ブロワモータ組立体10とブロワモータ組立体110とは、異なる実施例であるが、全体形状及び機能に関しては類似している。さらに、本明細書の目的として、ブロワモータ組立体10の内部構成部品とブロワモータ組立体110の内部構成部品とは略同一である。
c1)第1の実施例:交互の二重シュラウド構造の羽根車
一段目の羽根車62及び二段目の羽根車72は、(当該実施例では虚像体になっているが)構造上同一である。従って、羽根車62のみを以下に説明する。図8〜図10に表わす一段目の羽根車62はプラスティック材料から成る一体成形構造体であるが、他の適切な材料及び製造方法を利用しても良い。羽根車62は、複数の連続的に湾曲した又は直線的な羽根又はブレード88を備えている。この羽根又はブレード88は、一組のディスク状のシュラウド90,92の間に介在している。小さい方のシュラウド92は、モータの出力軸48の上端を受容する中心ハブ又はブッシュ50を備えている。シュラウド92は、羽根88の内部を覆っている。すなわち小さい方のシュラウドの外径(OD)が大きい方のシュラウド90の外径(OD)よりも実質的に小さい。大きい方のシュラウド90には、比較的大きな中心開口部94が形成されているが、羽根の径方向外方の先端に至るまで延在している。小さい方のシュラウド92の外径を大きい方のシュラウド90の中心開口部94の直径よりも僅かに小さくすることによって、(羽根車を容易に一体成形することができるので)羽根車を製造するために利用される成形工程が容易に実施可能とされる。
図10−1〜図10−6は、本発明の代替的な構成に基づく羽根車62.1を表わす。図8〜図10に表わす羽根車62のように、羽根車62.1は、交互のシュラウド構造(alternating shroud design)を有し、さらに立面図ではテーパ状になっている。例えば図10−1〜図10−6に表わすように、各羽根の高さは径方向の高さに沿って変化するか、又はテーパ状とされる。各羽根は、平面図で表わすように幅方向でテーパ状とされる。この交互に配置されたテーパ状のシュラウド羽根車は、巴状に配置されたシュラウド羽根車の利点(コストが低いこと、慣性が小さいこと、及びバランスが良好であること)をテーパ状の羽根車の利点(空気の径方向における流速が一様であること、及び騒音が小さいこと、効率が高いこと)と共に併せ持っている。副次的な効果として、交互に配置されたテーパ状のシュラウドは、屈曲性、自重湾曲(drooping)や“クリープ”対して優れた剛性及び耐性を有している。
図7及び図11〜図13を参照すると、第1の渦形室は、頂部カバー114の下面及びモータキャップ46の上面(すなわち外面)によって形成された(一段目の羽根車62を囲み、該羽根車の外側近傍に環状の渦形領域を含んでいる)空間60によって形成されている。第1の渦形室60(高速領域)を離脱した後に、空気は段間の(一段目と二段目とを接続する)経路102に追従する。該経路は、ブロワモータ本体112の外周壁64とシャーシ24の内壁36との間の領域内における径方向外側で下向きの螺旋状に形成され、ブロワモータ本体の底部カバー116に形成された入口開口部104に通じている。前記入口開口部は、第1の渦形室60内部の一段目の羽根車62によって加圧され、且つ段間の(一段目と二段目とを接続する)経路102を介して二段目の羽根車72及び第2の渦形室70に送られた空気を供給する。一方、気体は、羽根100によって滑らかに(螺旋状に下降して)入口開口部104に流入する。
一例として図4〜図15に表わす実施例に基づいて説明する。一般的に空気や酸素に代表される気体が、動作時に気体入口導管32及び穴33を介してブロワモータ組立体110に供給される。その後に、空気が入口開口部118に引き込まれ、一段目の羽根車62内部に至る。羽根車が気体を回転させると共に、第1の渦形室60は該気体を加圧する。気体は、第1の渦形室から出るにつれて減速した後に、段間の(一段目と二段目とを接続する)経路102を下向きの螺旋状に流れ、モータ本体112とシャーシの内壁36との間に形成された空間内に流入する。モータ本体の頂部カバー114とシャーシの内壁36との間の参照符号78が示す位置にシール部を設けることによって、加圧気体が入口開口部118の上方の非加圧領域に逆流することを防止することができる。シール部の可撓性は、シャーシに対するブロワモータ組立体の振動絶縁に貢献する。
代替的な実施例では、ブロワモータ組立体200(図20及び図21を参照)は、上述のブロワモータ組立体に類似し、図16〜図19に表わす可撓性を有するカップ状のスリーブ202によって実質的に囲まれている。スリーブ202には、周側壁204及び底壁206が設けられている。前記スリーブの底壁206には、上述の羽根100の配置に類似した配置でブロワモータ組立体の二段目の入口開口部を囲んでいる湾曲した内部羽根208が形成されている場合がある。羽根208は、底壁206と一体に形成されていることが望ましいが、必要であれば、例えば適切な接着剤が別々に塗布されている場合がある。上述の実施例では、羽根は、ブロワモータ組立体の底部カバーの下面に形成されている。複数の支持脚210が、底壁232に形成された円状の凹所212内に一体に成形されている。他の支持構造としては、図22に表わすようにスリーブの底部カバーの外面233に設けられた1つの大きな円筒状のウェブ211が挙げられる。
図23は、ブロワモータ組立体242の他の代替的な実施例の分解図である。ブロワモータ組立体242は、第1の渦形室構成部品246(本明細書ではモータキャップ又は端部ベルとも呼称される)と関連する一段目の羽根車244と、第2の渦形室構成部品250(モータ本体とも呼称される)と関連する二段目の羽根車248とを含んでいる。ブロワモータ組立体は、軸線方向に積み重ねることができるので、自動組立可能である。さらに、渦形室構成部品は、軸線方向において小型であり、後述のように上部蓋と下部蓋との間に介在している。
他の変形例は、モータを通じた流れが意図的に呼吸間隔よりも早く閉鎖する動作モードを備えている。このことは診断、例えば気道の開閉や他の診断に有用である。適切な閉鎖に関する技術は、特許文献4に開示されている。当該特許文献の開示内容は、アクティブベント(active vent)を動作させるために利用される。
12 モータ本体
14 頂部カバー
16 底部カバー
18 気体入口開口部
20 気体出口開口部
22 電線
24 シャーシ
26 底壁
28 コイルスプリング
30 窪み又は凹所
31 窪み又は凹所
34 気体出口管
36 周側壁
38 蓋部
40 内部チャンバ
42 底壁
44 内側壁
46 モータキャップ
48 出力軸
50 中心ハブ又はブッシュ
52 上部周縁
54 横方向のフランジ
56 舌部
58 内部肩部
62 一段目の羽根車
64 外壁
66 フランジ
68 入れ子式の嵌合い部
70 空間(第2の渦形室)
72 二段目の羽根車
74 上方部分
76 下方部分
82 外周リム
84 内側リム
86 出口開口部
88 羽根又はブレード
90 大きい方のシュラウド
92 小さい方のシュラウド
94 中心開口部
96 径方向外側部分
98 横方向の先縁部
110 ブロワモータ組立体
112 モータ本体
114 頂部カバー
116 底部カバー
120 気体出口
182 外周リム
184 内側リム
186 出口開口部
Claims (9)
- 気体源から目的地点まで気体を移送するためのブロワであって、前記ブロアは、
ブロアモータ組立体と、少なくとも部分的に前記ブロア組立体を覆おう可撓性エラストマー部品と、を備え、前記可撓性エラストマー部品及び前記ブロアモータ組立体は、協働して、それらの間に気体流通路を少なくとも部分的に画定し、
前記可撓性エラストマー部品は、前記ブロアモータ組立体の1つ以上の断間へ前記気体流通路に沿って気体を送るように構成され、また、前記ブロアモータ組立体は、前記可撓性エラストマー部品によって少なくとも部分的に支持されており、複数の弾性部材を含む前記可撓性エラストマー部品は、当該ブロアの筐体上で前記ブロアモータ組立体を支持するように構造化されることを特徴とするブロア。 - 前記可撓性エラストマー部品は、略カップ状であり、周側壁及び底壁を有していることを特徴とする請求項1に記載のブロワ。
- 複数の前記弾性部材は、前記スリーブの前記底壁に形成されていることを特徴とする請求項2に記載のブロワ。
- 前記可撓性エラストマー部品は、シリコーンゴム材料から構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のブロワ。
- 前記可撓性エラストマー部品は、熱可塑性エラストマーから構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のブロワ。
- 前記可撓性エラストマー部品は、可撓性スリーブの形状を成すことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のブロワ。
- 前記気体流経路は、前記ブロアモータ組立体の少なくとも一段目と二段目との間に気体を送ることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のブロア。
- 前記可撓性エラストマー部品は、振動絶縁機能をもたらすことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のブロア。
- 請求項1〜8のうち少なくとも一項に記載のブロワを備えていることを特徴とする持続的気道陽圧法(CPAP)装置又は非侵襲的陽圧換気療法(NIPPV)装置。
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