JP5305401B2 - Breathing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、フィルタと、ファンユニットと、利用者の顔面の全面を覆う面体と、利用者の口と鼻とを覆うノーズカップと、呼吸モニター装置とを備え、フィルタはファンユニットに脱着し、ファンユニットは面体の外側から面体に脱着し、ノーズカップは面体の内側から面体に脱着し、ファンユニットは呼吸モニター装置が検知した利用者の呼吸タイミングに連動して作動することを特徴とする呼吸装置に関するものである。 The present invention comprises a filter, a fan unit, a face covering the entire face of the user, a nose cup covering the mouth and nose of the user, and a respiratory monitoring device, the filter is attached to and detached from the fan unit, The fan unit is attached to and detached from the face piece from the outside of the face piece, the nose cup is attached to and detached from the face piece from the inside of the face piece, and the fan unit operates in conjunction with the breathing timing of the user detected by the breath monitoring device. It relates to the device.
フィルタと、ファンユニットと、利用者の顔面の全面を覆う面体と、利用者の口と鼻とを覆うノーズカップと、呼吸モニター装置とを備え、フィルタはファンユニットに脱着し、ファンユニットは面体の外側から面体に脱着し、ノーズカップは面体の内側から面体に脱着し、ファンユニットは呼吸モニター装置が検知した利用者の呼吸タイミングに連動して作動することを特徴とする呼吸装置が、特許文献1に開示されている。 A filter, a fan unit, a face that covers the entire face of the user, a nose cup that covers the mouth and nose of the user, and a respiratory monitoring device, the filter is attached to and detached from the fan unit, and the fan unit is a face The breathing apparatus is characterized in that the nose cup is detached from the inside of the face piece to the face piece from the outside, the fan unit operates in conjunction with the breathing timing of the user detected by the breath monitoring device. It is disclosed in Document 1.
特許文献1の呼吸装置においては、排気弁と排気弁の動きを検知するセンサとを有する呼吸モニター装置を用いて呼吸タイミングを検知している。
排気弁と排気弁の動きを検知するセンサとを有する呼吸モニター装置は排気流路にセンサを配設することを要するので、呼気に含まれる微細な塵埃や水滴が付着してセンサが汚れ、センサが経時劣化する可能性がある。
ダイヤフラムとダイヤフラムの動きを検知するセンサとを有する呼吸モニター装置も従来から呼吸装置に使用されている。ダイヤフラムとダイヤフラムの動きを検知するセンサとを有する呼吸モニター装置は、排気流路にセンサを設置する必要がないという利点がある。
従って本発明は、フィルタと、ファンユニットと、利用者の顔面の全面を覆う面体と、利用者の口と鼻とを覆うノーズカップと、呼吸モニター装置とを備え、フィルタはファンユニットに脱着し、ファンユニットは面体の外側から面体に脱着し、ノーズカップは面体の内側から面体に脱着し、ファンユニットは呼吸モニター装置が検知した利用者の呼吸タイミングに連動して作動することを特徴とする呼吸装置であって、呼吸モニター装置はダイヤフラムとダイヤフラムの動きを検知するセンサとを有し、ダイヤフラムとセンサの設置位置と、吸気と呼気とに伴う空気圧変動のダイヤフラムへの伝達経路とが、最適化された呼吸装置を提供することを目的とする。
In the breathing apparatus of Patent Document 1, the breathing timing is detected using a breathing monitor apparatus having an exhaust valve and a sensor that detects the movement of the exhaust valve.
A breathing monitor device having an exhaust valve and a sensor for detecting the movement of the exhaust valve requires a sensor to be disposed in the exhaust flow path, so that fine dust or water droplets contained in exhalation adhere to the sensor and the sensor becomes dirty. May deteriorate over time.
A breathing monitor device having a diaphragm and a sensor for detecting the movement of the diaphragm has also been used in a breathing device. The respiratory monitoring device having a diaphragm and a sensor for detecting the movement of the diaphragm has an advantage that it is not necessary to install a sensor in the exhaust passage.
Therefore, the present invention includes a filter, a fan unit, a face covering the entire face of the user, a nose cup covering the mouth and nose of the user, and a respiratory monitor device. The filter is attached to and detached from the fan unit. The fan unit is attached to and detached from the face piece from the outside of the face piece, the nose cup is attached to and detached from the face piece from the inside of the face piece, and the fan unit operates in conjunction with the breathing timing of the user detected by the breath monitoring device. Respiratory device, the respiratory monitor device has a diaphragm and a sensor for detecting the movement of the diaphragm, and the diaphragm, the installation position of the sensor, and the transmission path to the diaphragm of the air pressure fluctuation due to inspiration and expiration are optimal An object of the present invention is to provide an integrated breathing apparatus.
上記課題を解決するために、本発明においては、フィルタと、ファンユニットと、利用者の顔面の全面を覆う面体と、利用者の口と鼻とを覆うノーズカップと、呼吸モニター装置とを備え、フィルタはファンユニットに脱着し、ファンユニットは面体の外側から面体に脱着し、ノーズカップは面体の内側から面体に脱着し、ファンユニットは呼吸モニター装置が検知した利用者の呼吸タイミングに連動して作動することを特徴とする呼吸装置であって、呼吸モニター装置はダイヤフラムとダイヤフラムの動きを検知するセンサとを有し、呼吸モニター装置はファンユニットに配設され、空気流路と、ダイヤフラムとセンサとを収容する空気流路とは別個独立の空間とが、ファンユニットに形成され、ファンユニットが面体に装着されると前記空間に連通する開口が面体に形成され、ノーズカップが面体に装着されると面体の前記開口に連通する開口がノーズカップに形成され、ファンユニットとノーズカップとが面体に装着されると、ノーズカップの内部空間がノーズカップの前記開口と面体の前記開口とを介してファンユニットの前記空間に連通することを特徴とする呼吸装置を提供する。
面体はファンユニットから取り外されて水洗いされるので、呼吸モニター装置は面体ではなくファンユニットに配設するのが望ましい。吸気と呼気とに伴う空気圧変動が最も明瞭に現れるのはノーズカップの内部空間である。従って、呼吸モニター装置のダイヤフラムはノーズカップ内部空間の空気圧を受圧するのが望ましい。
呼吸モニター装置をファンユニットに配設し、ダイヤフラムとセンサとを収容する空間を空気流路とは別個独立にファンユニットに形成し、ファンユニットが面体に装着されると前記空間に連通する開口を面体に形成し、ノーズカップが面体に装着されると面体の前記開口に連通する開口をノーズカップに形成し、ファンユニットとノーズカップとが面体に装着された時に、ノーズカップの内部空間をノーズカップの前記開口と面体の前記開口とを介してファンユニットの前記空間に連通させることにより、ダイヤフラムとセンサの設置位置と、吸気と呼気とに伴う空気圧変動のダイヤフラムへの圧伝達経路とが、最適化される。
In order to solve the above problems, the present invention includes a filter, a fan unit, a face body covering the entire face of the user, a nose cup covering the mouth and nose of the user, and a respiratory monitor device. The filter is attached to the fan unit, the fan unit is attached to the face piece from the outside of the face piece, the nose cup is attached to the face piece from the inside of the face piece, and the fan unit is linked to the breathing timing of the user detected by the breath monitoring device. The respiratory monitor device includes a diaphragm and a sensor that detects the movement of the diaphragm. The respiratory monitor device is disposed in the fan unit, and includes an air flow path, a diaphragm, A space independent from the air flow path that houses the sensor is formed in the fan unit, and when the fan unit is attached to the face piece, When the nose cup is attached to the face piece, an opening communicating with the opening of the face piece is formed in the nose cup, and when the fan unit and the nose cup are attached to the face piece, the nose Provided is a breathing apparatus characterized in that an internal space of a cup communicates with the space of a fan unit through the opening of a nose cup and the opening of a face piece.
Since the face piece is removed from the fan unit and washed with water, it is desirable that the respiratory monitoring device is disposed not on the face piece but on the fan unit. It is in the inner space of the nose cup that the air pressure fluctuation accompanying inspiration and expiration appears most clearly. Therefore, it is desirable that the diaphragm of the respiratory monitoring device receives the air pressure in the inner space of the nose cup.
The respiratory monitor device is disposed in the fan unit, and a space for accommodating the diaphragm and the sensor is formed in the fan unit independently of the air flow path. When the fan unit is attached to the face body, an opening communicating with the space is formed. When the nose cup is attached to the face piece, an opening communicating with the opening of the face piece is formed in the nose cup, and when the fan unit and the nose cup are attached to the face piece, the inner space of the nose cup is nose. By communicating with the space of the fan unit through the opening of the cup and the opening of the face piece, the installation position of the diaphragm and the sensor, and the pressure transmission path to the diaphragm of the air pressure fluctuation caused by inspiration and expiration, Optimized.
本発明の好ましい態様においては、ノーズカップの開口と面体の開口とは、ノーズカップの開口を取り巻いてノーズカップに形成された筒部が、面体の開口を取り巻いて面体に形成された筒部に弾性嵌合することにより相互に連通する
ファンユニットは、内蔵する各種機器の固定にネジを使用するため局部的に高応力が発生することを勘案して、一般に高強度で硬い樹脂素材を用いて製造される。また面体のファンユニット装着部も、ファンユニットに対応して、一般に高強度で硬い樹脂素材を用いて製造される。他方ノーズカップは柔軟なシリコーン樹脂素材を用いて製造される。面体の硬質素材で形成されたファンユニット装着部に形成された開口と、軟質素材のノーズカップに形成された開口とを確実に連通させるために、ノーズカップの開口を取り巻いてノーズカップに形成された筒部と、面体の開口を取り巻いて面体に形成された筒部とを弾性嵌合させるのが望ましい。
In a preferred embodiment of the present invention, the opening of the nose cup and the opening of the face piece are formed by forming a cylindrical portion surrounding the opening of the nose cup and forming a nose cup around the opening of the face piece. Fan units that communicate with each other by elastic fitting generally use high-strength and hard resin materials in consideration of the fact that high stress is locally generated because screws are used to fix various built-in devices. Manufactured. The face unit fan unit mounting portion is also generally manufactured using a high-strength and hard resin material corresponding to the fan unit. On the other hand, the nose cup is manufactured using a flexible silicone resin material. In order to ensure communication between the opening formed in the fan unit mounting part formed of a hard material of the face piece and the opening formed in the soft material nose cup, the opening of the nose cup is formed around the opening of the nose cup. It is desirable to elastically fit the cylindrical portion and the cylindrical portion formed in the face piece around the opening of the face piece.
本発明の実施例に係る呼吸装置を説明する。
図1〜6に示すように、呼吸装置Aは、フィルタ1と、ファンユニット2と、利用者の顔面の全面を覆う面体3と、利用者の口と鼻とを覆うノーズカップ4とを備えている。
フィルタ1はファンユニット2に脱着し、ファンユニット2は面体3の外側から面体3に脱着し、ノーズカップ4は面体3の内側から面体3に脱着する。
A respiratory apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIGS. 1 to 6, the respiratory apparatus A includes a filter 1, a
The filter 1 is attached to and detached from the
図3〜5に示すように、ファンユニット2は、ボデー2aと、ボデー2a内に収容された、電源バッテリ2bと、電源バッテリ2bから電力を供給されるモータ2cと、モータ2cにより駆動される遠心ファン2dと、モータ2cの作動を制御する図示しない制御装置とを有している。
フィルタ1との接続部に形成された入口2e1からファン収容部を経由し出口2e2に至る空気流路2eが、ボデー2aを貫通して形成されている。
空気流路2eとは別個独立の貫通穴2fがボデー2aに形成されている。貫通穴2fのフィルタ1に近接する一端2f1を塞ぐダイヤフラム2gが配設されている。ダイヤフラム2gの変位を検知する図示しないセンサがダイヤフラム2gに対峙して貫通穴2f内に配設されている。センサは前記制御装置に接続されている。通気用の貫通小孔が形成された蓋部材2hが、ボデー2aの外側からダイヤフラム2gを覆っている。貫通穴2fの他端2f2は、空気流路2eの出口2e2に隣接している。ダイヤフラム2gと図示しないセンサと図示しない制御装置とは、呼吸装置利用者の呼吸のタイミングを検知する呼吸モニター装置を形成している。
貫通穴2fの他端2f2に隣接してLED2iが配設されている。LED2iは前記制御装置に接続されている。
ファンユニット2のボデー2aは、内蔵する各種機器の固定にネジを使用するため局部的に高応力が発生することを勘案して、高強度で硬い不透明の樹脂素材を用いて製造されている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
A through hole 2f independent of the
LED2i adjacent to the other end 2f 2 of the through hole 2f is provided. The
The
面体3は、顔面の前部を覆う透明樹脂製のアイピース3aと、顔面の頂部と両側部とを覆うシリコーンゴム製の接顔体3bと、ファンユニット2との接続部3cとを有している。アイピース3aと、接顔体3bと、接続部3cとは、一体に組付けられている。接続部3cは、硬質素材のファンユニットボデー2aに対応して、ファンユニットボデー2aと同一の硬質素材を用いて製造されている。
面体3を頭部に固定するための複数の締め紐3dが、接顔体3bに取付けられている。
図1、6に示すように、排気弁3e1と排気弁3e1を保持する筒体3e2とを有する一対の排気弁組立体3eが、接顔体3bの顔面両側部に対峙する部位に取付けられている。
接続部3cには、互いに隣接して且つ互いに独立して、開口3f、3gが配設され、開口3gに近接して開口3hが配設されている。開口3gは筒体3g1によって取り囲まれている。
接続部3cには、接続部3cに形成された開口3i1と、開口3i1を塞ぐ膜部材3i2と、膜部材3i2を支持する筒体3i3とを有する伝声器3iが配設されている。
The
A plurality of
As shown in FIG. 1 and 6, a pair of
In the
The
ノーズカップ4は、シリコーンゴム製のボデー4aを有している。ボデー4aに、一対の吸気開口4a1と、一対の排気弁接続筒部4a2と、開口4a3と、伝声器接続開口4a4とが配設されている。吸気開口4a1に吸気弁4bが取付けられている。開口4a3は筒体4a3’によって取り囲まれている。
The
フィルタ1はファンユニット2に螺着される。ファンユニット2は掛止爪を用いて面体3の外側から面体3の接続部3cに密着して装着される。ノーズカップ4は、排気弁接続筒部4a2を排気弁組立体3eの筒体3e2に弾性嵌合させ、筒体4a3’を接続部3cの筒体3g1弾性嵌合させ、伝声器接続開口4a4周壁を伝声器3iの筒体3i3に弾性嵌合させて、面体3の内側から面体3に装着される。ノーズカップ4が面体3に装着された時、両者の係合部を除いて、ノーズカップ4と面体3との間に隙間が形成される。
The filter 1 is screwed to the
図4〜5から分かるように、ファンユニット2とノーズカップ4とが面体3に装着されると、ファンユニット2の空気流路出口2e2が面体接続部3cの開口3fに連通し、開口3fがノーズカップ4と面体3との間の隙間を介して面体3の内部空間に連通する。この結果、ファンユニット2の空気流路2eが面体3の内部空間に連通する。
図4〜5から分かるように、ファンユニット2とノーズカップ4とが面体3に装着されると、ファンユニット2の貫通穴2fの他端2f2が面体3の接続部3cの開口3gに連通し、開口3gがノーズカップ4の開口4a3に連通する。この結果、ファンユニット2の貫通穴2fがノーズカップ4の内部空間に連通する。
空気流路出口2e2と開口3fとの連通部、及び貫通穴2fの他端2f2と開口3gとの連通部は、図3〜5から分かるように、空気流路出口2eと貫通穴2fの他端2f2とを取り巻く筒体と、開口3fと開口3gとを取り巻く筒体との嵌合部に配設されたOリングにより外部環境に対してシールされている。
空気流路出口2e2と開口3fとの連通部と、貫通穴2fの他端2f2と開口3gとの連通部とは、図3〜5から分かるように、空気流路出口2e2と貫通穴2fの他端2f2との境界壁が、開口3fと開口3gとの境界壁に当接することにより、互いに遮断されている。従って、空気流路出口2e2と開口3fとの連通部が、貫通穴2fの他端2f2と開口3gとの連通部と連通するおそれは無い。
ファンユニット2が面体3に装着されると、LED2iが面体3の接続部3cに形成された開口3hに正対すると共に、ボデー2aのLED2i周囲部が、接続部3cの開口3h周囲部に当接する。この結果、LED2iは外部環境から遮断される。LED2iは、開口3hと、アイピース3aの接続部3cに重畳する部位とを通して、面体3内から視認することができる。
As can be seen from FIGS. 4 to 5, when the
As can be seen from Figure 4-5, when the
As shown in FIGS. 3 to 5, the communication part between the air
The communication portion between the air
When the
呼吸装置Aの作動を説明する。
利用者が、締め紐3dを用いて呼吸装置Aを顔面部に装着すると、面体3のアイピース3aが顔面の前部を覆い、接顔体3bが顔面の頂部と両則部とを覆って顔面に密着して、顔面を外部環境から遮断する。ノーズカップ4が利用者の鼻と口とを覆って顔面に密着し、図5に示すように、面体3の内部空間を、ノーズカップ4の外側の第1空間αとノーズカップ4の内側の第2空間βとに区画する。
第1空間αは開口3fと空気流路2eとフィルタ1とを介して外部環境に連通すると共に、吸気弁4bを介して第2空間βに連通する。第2空間βは吸気弁4bを介して第1空間αに連通すると共に、排気弁3e1を介して外部環境に連通する。
The operation of the breathing apparatus A will be described.
When the user wears the breathing apparatus A on the face using the
The first space α communicates with the external environment through the
利用者が呼吸すると、呼吸に応じて第2空間βの内圧が変動し、開口4a3と開口3gとを介して第2空間βに連通する貫通穴2fの内圧が変動し、ダイヤフラム2gが変位する。ダイヤフラム2gの変位を図示しないセンサが検知し、検知信号が制御装置に送信され、制御装置は呼吸装置Aが利用者に装着されたことを認識する。制御装置の制御信号に基づいてモータ2cが始動し、遠心ファン2dが始動する。
遠心ファン2dの作動により、フィルタ1で濾過された清浄空気が空気流路2eと開口3fとを通って第1空間αに流入し、更に吸気弁4bを通って第2空間βに流入し、利用者の吸気に供される。利用者の呼気は、排気弁3e1を通って外部環境に排出される。
利用者の吸気に応じたダイヤフラム2gの変位がセンサによって検知された時に、制御装置の指令を受けて遠心ファン2dが作動し、利用者の呼気に応じたダイヤフラム2gの変位がセンサによって検知された時に制御装置の指令を受けて遠心ファン2dが停止する。この結果、遠心ファン2dが連続的に作動する場合に比べて、電力消費量が低減し、排気抵抗が低減する。
When the user breathes, the second space β pressure varies in response to breathing, internal pressure of through-hole 2f which communicates with the second space β varies through the
By the operation of the centrifugal fan 2d, the clean air filtered by the filter 1 flows into the first space α through the
When the displacement of the diaphragm 2g according to the user's inspiration is detected by the sensor, the centrifugal fan 2d is activated in response to a command from the control device, and the displacement of the diaphragm 2g according to the user's expiration is detected by the sensor. Sometimes the centrifugal fan 2d stops upon receiving a command from the control device. As a result, the power consumption is reduced and the exhaust resistance is reduced as compared with the case where the centrifugal fan 2d operates continuously.
ダイヤフラム2gとダイヤフラム2gの動きを検知するセンサとを有する呼吸モニター装置は、排気流路にセンサを設置する必要がないので、排気弁と排気弁の動きを検知するセンサとを有する呼吸モニター装置に比べて、呼気に含まれる微細な塵埃や水滴が付着する可能性が低く、センサが汚れる可能性が低く、従ってセンサが経時劣化する可能性低い。
面体3はファンユニット2から取り外されて水洗いされるので、呼吸モニター装置は面体3ではなくファンユニット2に配設するのが望ましい。吸気と呼気とに伴う空気圧変動が最も明瞭に現れるのはノーズカップ4の内部空間である。従って、呼吸モニター装置のダイヤフラム2gがノーズカップ4の内部空間の空気圧を受圧することにより、ファンユニット2の呼吸タイミングに連動した作動が最適化される。
呼吸モニター装置をファンユニット2に配設し、ダイヤフラム2gとセンサとを収容する空間2fを空気流路2eとは別個独立にファンユニット2に形成し、ファンユニット2が面体3に装着されると前記空間2fに連通する開口3gを面体に形成し、ノーズカップ4が面体3に装着されると面体3の前記開口3gに連通する開口4a3をノーズカップ4に形成し、ファンユニット2とノーズカップ4とが面体3に装着された時に、ノーズカップ4の内部空間である第2空間βを、ノーズカップ4の前記開口4a3と面体3の前記開口3gとを介してファンユニット2の前記空間2fに連通させることにより、ダイヤフラム2gとセンサの設置位置と、吸気と呼気とに伴う空気圧変化のダイヤフラム2gへの伝達経路とが最適化される。
Since the respiratory monitor device having the diaphragm 2g and the sensor for detecting the movement of the diaphragm 2g does not need to be installed in the exhaust passage, the respiratory monitor device having the exhaust valve and the sensor for detecting the movement of the exhaust valve is used. In comparison, there is a low possibility that fine dust or water droplets contained in exhalation will adhere, and the sensor is less likely to get dirty, and therefore the sensor is less likely to deteriorate over time.
Since the
When the respiration monitoring device is disposed in the
硬質素材の面体接続部3cに形成された開口3gと、軟質部材のノーズカップ4に形成された開口4a3と確実に連通させるために、ノーズカップ4の開口4a3を取り巻いてノーズカップ4に形成された筒部4a3’と、面体3の開口3gを取り巻いて面体3に形成された筒部3g1とを弾性嵌合させるのが望ましい。
An
本発明は、呼吸装置に広く利用可能である。 The present invention is widely applicable to respiratory devices.
A 呼吸装置
1 フィルタ
2 ファンユニット
2d 遠心ファン
2e 空気流路
2f 貫通穴
2g ダイヤフラム
3 面体
3e1 排気弁
3g 開口
4 ノーズカップ
4a3 開口
4b 吸気弁
A Breathing apparatus 1
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