JP6247442B2 - 継手構造及び酸素濃縮器 - Google Patents

Description

本発明は、内部に流体が流れる管体に接続される継手部を用いた継手構造及び酸素濃縮器に関する。

酸素濃縮器は、流体の空気を導入し高濃度の酸素を放出するものであり、主に、呼吸器疾患の患者が在宅で酸素を吸入する在宅酸素療法（ＨＯＴ：home oxygen therapy）で使用されている。この酸素濃縮器の１つに、吸着型酸素濃縮器が知られている。

吸着型酸素濃縮器（ＰＳＡ：Pressure Swing Adsorption、以下単に「酸素濃縮器」という）は、加圧空気に対して窒素を吸着し減圧空気に対して窒素を脱着する性質を持つ吸着剤（例えば、ゼオライト）が充填された、シーブベッド（吸着塔）を備えている。酸素濃縮器は、フィルタおよび吸気タンクを通して取込んだ室内の空気をコンプレッサにより圧縮し、この圧縮空気を加減圧の切替えを繰り返しながらシーブベッドに通過させることによって、圧縮空気から高濃度の酸素を分離する。そして、酸素濃縮器は、分離した高濃度酸素を加湿して、患者が装着する鼻腔カニューラを介して患者体内に供給する。

この酸素濃縮器は、主な設置場所が患者の自宅内であることから、省スペース化を図るために、上述のようなシーブベッドやコンプレッサ、吸気タンク等といった酸素濃縮器を構成する多数の部品を、筐体内に密集させて組み付けることで構成されている。そのため、各部品の組み付けやメンテナンス部品の交換に、多大な労力を要することがある。

例えば、特許文献１に記載された従来の酸素濃縮器では、筐体において複数部品を支持する支持体を射出成型体とし、この支持体に各部品を直接支持させている。これにより、各部品を支持体に固定するためのねじやボルト等の止着部材を減らすことができ、部品組み付け作業の労力軽減が図られている。

特開２００８−２０６５７３号公報

ところで、酸素濃縮器では、シーブベッドに封入される吸着材は、高濃度の酸素を生成する際に、窒素を吸着することで性能が劣化することが知られている。このため、吸着材を定期的に交換する必要があり、吸着材を有するシーブベッドは、酸素濃縮器の筐体に対して着脱可能に取り付けられており、定期的に筐体から外すことで、吸着材の交換を可能としている。

シーブベッド（詳細にはシーブベッド内の吸着材）を交換する際には、シーブベッドと筐体側の部品との接続状態の解除と、交換後のシーブベッドと筐体側の部品との接続とを行う必要がある。

一般的に、酸素濃縮器においては、部品同士の接合には密封性が強く求められている。このことから、シーブベッドと筐体側の部品との接続、例えば、シーブベッドとマニホールドとの接続でも、双方の接続部分を締め付け金具（クランプと称する）でかしめることにより固定する等、部品同士が容易に分離しないように接合される。よって、シーブベッドの交換、つまりシーブベッドの着脱は、シーブベッドの取り外す際にクランプを外す作業、双方の接続部分をクランプでかしめる作業等といった手作業が必要となり、手間がかかっていた。

また、シーブベッドの交換作業、つまり、シーブベッドとマニホールドとの接続解除及び接続作業は、一般的には、手作業で行われる。このため、酸素濃縮器内では、シーブベッドとマニホールドとの接続部分の周囲に、手作業のスペース、つまり、手を入れて作業を行うためのスペースが必要となり、その分、酸素濃縮器自体も大きくなってしまうという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、シーブベッド及びマニホールドなどの部品同士の着脱を容易に行うことでメンテナンス性の向上を図ることができるとともに、着脱可能な部品が取り付けられる機器自体のコンパクト化も図ることができる継手構造及び酸素濃縮器を提供することを目的とする。

本発明の継手構造は、器械本体に設けられた第１の管体と、前記器械本体に対して着脱可能な器械部品に設けられた第２の管体とを接続する、前記器械本体に設けられた継手構造であって、前記第２の管体が挿入される筒状の継手本体と、前記継手本体に固定して設けられ、前記継手本体内に挿入される前記第２の管体に係合して前記第２の管体を固定する係合部と、前記継手本体から前記第２の管体の挿入方向と逆方向である引き抜き方向に突出する一端部で、前記第２の管体が挿入される挿入口の開口縁を構成し、且つ、前記継手本体及び前記係合部に対して前記挿入方向に相対移動可能に前記継手本体に設けられ、前記相対移動によって前記係合部による前記管体の固定状態を開放する移動筒部とを有するワンタッチ継手部と、前記器械本体に固定して設けられ、前記ワンタッチ継手部の前記継手本体が前記引き抜き方向に移動可能となるように前記継手本体を支持する継手支持部と、前記ワンタッチ継手部の前記開口縁と対向するように前記器械本体に固定して配置され、且つ、前記継手本体から引き抜かれる前記第２の管体に追従して前記継手本体が前記引き抜き方向に移動する前記ワンタッチ継手部の前記開口縁を押さえることにより、前記移動筒部を前記継手本体及び前記係合部に対して前記挿入方向に相対移動させる押え部と、を備え、前記継手本体の外周に設けられた窪みが、前記継手支持部に設けられた凸部に遊嵌している、構成を採る。

本発明の酸素濃縮器は、上記構成の継手構造を有する酸素濃縮器であって、前記器械本体としての酸素濃縮器本体を有し、前記押え部は、前記継手支持部に支持される前記ワンタッチ継手部における前記開口縁と対向して前記酸素濃縮器本体に設けられている構成を採る。

本発明によれば、シーブベッド及びマニホールドなどの部品同士の着脱を容易に行うことでメンテナンス性の向上を図ることができるとともに、着脱可能な部品が取り付けられる機器自体のコンパクト化も図ることができる。

本発明の一実施の形態に係る酸素濃縮器の構成を示す概略図 本発明の一実施の形態に係る酸素濃縮器におけるシーブベッドの装着状態を示す図 図２に示すシーブベッドと継手部との接続構造の要部構成を示す部分断面図 シーブベッドの底面部が載置されるシーブベッド載置台における載置面部の構成を示す断面図 シーブベッド載置台における載置面部の平面図 シーブベッド載置台の斜視図 載置面部における前部側位置決めリブ及び後部側位置決めリブとシーブベッドとの関係を模式的に示す側面図 継手部の構成の一例を模式的に示す図 継手支持部の説明に供する図 図９のＡ−Ａ線断面図 本発明の一実施の形態に係る酸素濃縮器におけるシーブベッドの取り付け方法の説明に供する図 本発明の一実施の形態に係る酸素濃縮器におけるシーブベッドの取り付け方法の説明に供する図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

＜酸素濃縮器の概要＞
図１は、本発明の一実施の形態に係る酸素濃縮器の全体構成を示す概略図である。

図１に示す酸素濃縮器１０は、酸素濃縮器筐体（以下適宜「筐体」と略記する）１１の内部に、風路ケース２１、ヘパフィルタ２２、吸気タンク２３、コンプレッサ２４、冷却パイプ２５、冷却用ファン２７、マニホールド３０、第１及び第２の切替弁３０ａ、３０ｂ、シーブベッド（吸着塔）４１、４２、製品タンク５１、均圧弁５２、パージオリフィス５３、消音器５４、圧力センサ５５、レギュレータ５６、止め弁５７、酸素センサ５８、バクテリアフィルタ５９、流量制限オリフィス６１、圧力センサ６２、流量センサ６３、加湿器６４、及び酸素出口６５を配置している。

風路ケース２１は、筐体１１に接して設けられており、筐体１１の外部の空気を、原料空気として筐体１１の内部に導入する。ヘパフィルタ２２は、風路ケース２１が導入した空気からゴミや埃等の空中浮遊粒子を除去する。

吸気タンク２３は、ヘパフィルタ２２で空中浮遊粒子が除去された原料空気を、後段のコンプレッサ２４の吸気のために収容する。吸気タンク２３は、いわゆる膨張型消音器として機能し、配管断面積の変化による反射により、原料空気の吸気側へと伝達するコンプレッサ２４の動作音に対して、消音効果を発揮する。

コンプレッサ２４は、吸気タンク２３に収容された原料空気を圧縮して圧縮空気を生成する。冷却パイプ２５は、コンプレッサ２４で生成された圧縮空気をマニホールド３０に送る。

冷却用ファン２７は、筐体１１に設けられた開口から外気を筐体１１内部に吸引し、筐体１１に上記開口とは別に設けられた開口から排気する。冷却用ファン２７により筐体１１内部に吸引された外気は、筐体１１内部を、コンプレッサ２４を含む各種部品の熱を吸収しながら循環し、排気される。

マニホールド３０は、コンプレッサ２４からの圧縮空気をシーブベッド４１、４２に交互に切り替えて送り、シーブベッド４１、４２からの窒素富化空気を交互に切り替えて消音器５４に送るための多岐管である。マニホールド３０は、三方弁である第１及び第２の切替弁３０ａ、３０ｂを有する。マニホールド３０は、第１及び第２の切替弁３０ａ、３０ｂの状態を制御することにより、例えば１０秒間隔で、圧縮空気及び窒素富化空気のマニホールド３０内の流路の切替えを行う。

具体的には、例えば、マニホールド３０は、図１に示すように、第１の切替弁３０ａを用いて、シーブベッド４１とコンプレッサ２４との間の管路を開放し、シーブベッド４１と消音器５４との間の管路を閉鎖する。同時に、マニホールド３０は、第２の切替弁３０ｂを用いて、シーブベッド４２とコンプレッサ２４との間の管路を閉鎖し、シーブベッド４２と消音器５４との間の管路を開放する。この場合、コンプレッサ２４からの圧縮空気は矢印３１Ａの方向でシーブベッド４１に送られ、消音器５４には矢印３１Ｂの方向でシーブベッド４２からの窒素富化空気が送られる。

また、マニホールド３０は、第１の切替弁３０ａを用いて、シーブベッド４１とコンプレッサ２４との間の管路を閉鎖し、シーブベッド４１と消音器５４との間の管路を開放する。同時に、マニホールド３０は、第２の切替弁３０ｂを用いて、シーブベッド４２とコンプレッサ２４との間の管路を開放し、シーブベッド４２と消音器５４との間の管路を閉鎖する。この場合、コンプレッサ２４からの圧縮空気はシーブベッド４２に送られ、消音器５４にはシーブベッド４１からの窒素富化空気が送られる。

シーブベッド４１、４２は、空気から窒素及び水分を吸着して高濃度酸素を得る。具体的には、シーブベッド４１、４２は、マニホールド３０を介して送られてきた圧縮空気から、高濃度酸素をそれぞれ分離する。この分離は、シーブベッド４１、４２に充填されたゼオライトの働きにより実現される。ゼオライトは、加圧空気に対しては窒素及び水分を吸着し、減圧空気に対しては吸着している窒素及び水分を脱着する性質を有する吸着剤である。シーブベッド４１、４２は、コンプレッサ２４と通じているとき、コンプレッサ２４から送られてきた圧縮空気を内部に流入させ、圧縮空気から高濃度酸素を分離して後段の製品タンク５１に送る。そして、シーブベッド４１、４２は、消音器５４と通じているとき、圧縮空気から吸着した窒素及び水分を多く含む窒素富化空気を、マニホールド３０に流出させ、窒素富化空気を、マニホールド３０を介して消音器５４に送る。

シーブベッド４１、４２から放出される高濃度酸素の酸素濃度は、吸脱着の繰り返し回数や吸脱着時間等を変更することにより、例えば４０％〜９０％程度の範囲で調整することができる。なお、ゼオライトは窒素のみならず水分をも吸着するので、シーブベッド４１、４２から放出される高濃度酸素は極めて乾燥している（例えば、湿度０.１％〜０.２％）。シーブベッド４１、４２に充填されるゼオライトは、結晶中に微細孔を持つアルミノ珪酸塩（例えば、アルカリ土類金属を含む結晶性含水アルミノ珪酸塩）からなる多孔質材料であり、市販されている各種のゼオライトを使用することができる。

製品タンク５１は、シーブベッド４１、４２に、マニホールド３０が接続する側とは反対側の部分で接続されており、シーブベッド４１、４２により圧縮空気から分離して得られた高濃度酸素を収容する。製品タンク５１は、例えば、一端がシーブベッド４１に、他端がシーブベッド４２にそれぞれ連結された、コの字形状を有している。均圧弁５２は、製品タンク５１の両端部分の圧力をこれらが同一となるように調整する。パージオリフィス５３は、シーブベッド４１、４２の脱着の際の二次浄化を行うために、製品タンク５１の両端部分の間で高濃度酸素を通過させる。

消音器５４は、筐体１１に接して設けられた排気口５４ａを有しており、シーブベッド４１、４２からマニホールド３０を介して送られてきた窒素富化空気を、排気口５４ａから筐体１１の外部に排出する。

圧力センサ５５は、製品タンク５１からレギュレータ５６に送られる高濃度酸素の圧力を検出する。レギュレータ５６は、圧力センサ５５の検出結果と予め設定された圧力とを比較してこれらが同一の値となるように、高濃度酸素の圧力のフィードバック制御を行う。

止め弁５７は、閉鎖することにより、レギュレータ５６から圧力調整されて送られる高濃度酸素の流れを止める。止め弁５７は、例えば、高濃度酸素の供給を停止する操作が行われたとき、あるいは酸素濃縮器１０への電源供給が停止されたときに閉鎖して、機器内に残留した高濃度酸素の流出を止める。

酸素センサ５８は、止め弁５７からバクテリアフィルタ５９に送られる高濃度酸素の酸素濃度を検出する。バクテリアフィルタ５９は、細菌類を捕集することにより、流路を流れる高濃度酸素を除菌する。流量制限オリフィス６１は、バクテリアフィルタ５９を通って送られる高濃度酸素の流路を絞ることにより、高濃度酸素の流量を制限する。流量制限オリフィス６１の絞り具合は、筐体１１に設けられた、例えばボタンやつまみを有する操作部（図示省略）の操作内容と連動して調整される。

圧力センサ６２は、流量制限オリフィス６１から流量センサ６３に送られる高濃度酸素の圧力を検出する。流量センサ６３は、流量制限オリフィス６１を通って送られる高濃度酸素の流量を検出する。圧力センサ６２で検出された高濃度酸素の圧力及び流量センサ６３で検出された高濃度酸素の流量を継続的にメモリ（図示省略）に記憶することによって、予めなされた設定の通りに高濃度酸素が処理されているか否かをモニタリングすることができる。

加湿器６４は、流量センサ６３を通って送られた高濃度酸素を加湿する。酸素出口６５は、加湿器６４で湿度が与えられた高濃度酸素を、患者に供給するために排気する。酸素出口６５には、一端に酸素マスクや鼻腔カニューラが接続されたチューブ（図示省略）が取付けられ、このチューブを通じて高濃度酸素が患者に供給される。

また、酸素濃縮器１０は、ＣＰＵ（central processing unit）、制御プログラムを格納した記憶媒体としてのＲＯＭ（read only memory）、及び作業用メモリとしてのＲＡＭ（random access memory）等を有する。ＣＰＵは、制御プログラムを実行することにより、コンプレッサ２４やマニホールド３０を含めた各部の動作を制御する。

以上、酸素濃縮器１０の全体構成について説明した。

次いで、シーブベッド４１、４２と継手部７０とを接続する接続構造、つまり、継手構造について説明する。図２は、シーブベッド４１、４２の装着状態を示す図であり、図３は、図２に示すシーブベッド４２と継手部７０との接続構造の要部構成を示す部分断面図である。図４は、シーブベッド４２の底面部が載置されるシーブベッド載置台１３における載置面部１５０の構成を示す断面図であり、図５はシーブベッド載置台１３における載置面部１５０の平面図である。図６は、シーブベッド載置台１３の斜視図である。

酸素濃縮器１０におけるシーブベッド４１、４２と継手部７０との継手構造は、シーブベッド載置台１３の継手支持部１３２と、継手部７０と、固定板金８１と、酸素濃縮器１０の筐体１１の一部となるコンプレッサの側壁（押さえ部）１１ａとを含む。

まず、シーブベッド載置台（以下、「載置台」という）１３に載置することで、酸素濃縮器１０の筐体１１に装着されるシーブベッド４１、４２について説明する。

図２に示すシーブベッド４１、４２は、それぞれ、上述のゼオライト（図示省略）を内部に充填した有蓋・有底の筒状体、言い換えれば、中空の円柱体である。例えば、アルミニウムスラグ等の金属材料をインパクト成形して筒体を成形し、この成形してなる筒状体の両端に底部と、蓋部とをそれぞれ取り付けることで作製される。シーブベッド４１、４２は、ここでは、側面が相互に密接した状態、且つ、下端部の外周面から互いに平行に突出した突出接続管（管体）４１ａ、４２ａの高さ位置及び突出方向が一致する状態で、結束されてユニット化されている。なお、シーブベッド４１、４２はそれぞれ別体のものであり、２本セットで用いて、ユニット化された場合と同様に、載置台１３に載置されてもよい。

本実施の形態のシーブベッド４１、４２はそれぞれ、インパクト成形によって成形されているため、アルミ等を押出成形で２本分のシーブベッドをユニット化して一体的に形成したものよりも薄くて軽いものとして製造される。

シーブベッド４２は、吸着剤（図示省略）が充填された有底の筒状体であるシーブベッド本体４２１と、蓋部４２２とを有する。シーブベッド本体４２１には、底部の外周面から突出接続管４２ａ（図３参照）が、シーブベッド４２の半径方向に突設されている。なお、シーブベッド４１の形状は、シーブベッド４２の形状と同様であるため、ここでは、その説明を省略している。

突出接続管４２ａは、シーブベッド４２の底面の直径を通る位置に配置されており、シーブベッド４２の内部と外部とを連通させる。突出接続管４２ａは、継手部７０の開口部７１に挿入して、固定される。

また、シーブベッド４２の底部の底面には、底面の中心を通り、且つ、突出接続管４２ａの延在方向に沿って位置決め溝部４２４が形成されている（図２、図４参照）。

ここでは、突出接続管４２ａは、シーブベッド４２を底面から見て、位置決め溝部４２４の延長線上の領域内に、位置決め溝部４２４と平行に配置されている。すなわち、位置決め溝部４２４の外縁側の一端部は、突出接続管４２ａが突出する前部の下端を切り欠くことで形成されている。

位置決め溝部４２４は、図３から図５に示すように、載置台１３の載置面部１５０に設けられたスライドリブ１５２に摺動自在に係合する。位置決め溝部４２４の深さは、スライドリブ１５２の高さに対応している。

このように構成されたシーブベッド４２は、シーブベッド４１とともに、シーブベッド載置台１３の載置面部１５０上に載置されている。

図２に示すように、突出接続管４１ａ、４２ａを継手部７０に接続している状態では、シーブベッド４１、４２は、突出接続管４１ａ、４２ａが突出する前面で、前部側位置決めリブ１５４に当接する。

載置台１３は、樹脂製の成型体である。シーブベッド載置台１３には、載置面部１５０上に、シーブベッド４１、４２を立てた状態で載置することができるほか、マニホールド３０が載置されている。また、載置台１３は、シーブベッド４１、４２を、突出接続管４１ａ、４２ａの突出方向（スライドリブ１５２の延在方向）に摺動可能に載置する。なお、載置台１３に載置されるマニホールド３０は、少なくとも継手部７０に接続される可撓性を有する送出管３２を含む。また、マニホールド３０の上部には、コンプレッサ（図示省略）が配置される。

これらマニホールド３０、コンプレッサ（図示省略）が載置される本体側領域と、シーブベッド４１、４２が載置される載置面部１５０とは、コンプレッサケースの側壁１１ａで仕切られている。

載置面部１５０は、図５及び図６に示すように、載置されるシーブベッド４１、４２の底面よりも広い領域を有している。載置面部１５０は、載置されるシーブベッド４１、４２の位置決め溝部４２４に係合するスライドリブ１５２の他、立設して設けられた前部側位置決めリブ１５４及び後部側位置決めリブ１５６を有する。

図５に示すように、前部側位置決めリブ１５４及び後部側位置決めリブ１５６は、載置面部１５０において、スライドリブ１５２の長手方向の両端側で、スライドリブ１５２を挟むよう配置されている。

図７は、載置面部１５０における前部側位置決めリブ１５４及び後部側位置決めリブ１５６とシーブベッド４１、４２との関係を模式的に示す側面図である。

図７に示すように、前部側位置決めリブ１５４は、載置面部１５０でスライドリブ１５２上を移動するシーブベッド４１、４２の前面の位置を規定するストッパとして機能する。また、後部側位置決めリブ１５６は、載置面部１５０でスライドリブ１５２上を移動するシーブベッド４１、４２の後面の位置を規定するストッパとして機能する。

すなわち、載置面部１５０では、シーブベッド４１、４２は、スライドリブ１５２に案内されることで、前部側位置決めリブ１５４及び後部側位置決めリブ１５６間で移動自在となっている。

前部側位置決めリブ１５４（図２参照）の前面側（マニホールド３０側）には、側壁１１ａが、立設されている。

なお、側壁１１ａは、図３に示すように、載置台１３において、コンプレッサが載置される領域と、載置面部１５０との間に設けられた一対の挟持リブ間に挿入されることで、立設している。

この側壁１１ａには、突出接続管４１ａ、４２ａが挿入される開口部が形成されている。この開口部を挟んだマニホールド３０側の位置には、継手部７０の開口部７１が、前部側位置決めリブ１５４側に開口して配置されている。なお、側壁１１ａは、載置台１３において、継手部７０の開口部７１の開口縁であるプッシュリング７１１と対向して配置されている。側壁１１ａは、継手部７０が突出接続管４１ａ、４２ａの継手部７０への挿入方向とは逆方向である引き抜き方向へ移動した際に、プッシュリング７１１を押さえてプッシュリング７１１を挿入方向に押圧する。

この継手部７０の開口部７１には、側壁１１ａの開口部を介して、突出接続管４１ａ、４２ａが挿入され、接続される。

継手部７０は、マニホールド３０の送出管３２と、突出接続管４２ａ（４１ａ）と接続して、マニホールド３０からの圧縮空気をシーブベッド４１、４２に送出可能とする（図２及び図３参照）。

継手部７０は、筒状をなしている。継手部７０の外周の中央部には、軸方向と直交する方向に窪む窪み７５が外周回りに設けられている。継手部７０の両端部の開口部７１、７２には、マニホールド３０の送出管３２と、突出接続管４２ａ（４１ａ）とがそれぞれ挿入される。

この継手部７０は、工具を必要とせず、差し込み挿入のみで接続可能であり、突出接続管４２ａ（４１ａ）の着脱を容易に行うことができるワンタッチ継手部（クイックディスコネクト、クイックカップリング、或いは迅速継手とも称する）である。

すなわち、継手部７０は、一端側の開口部７１に突出接続管４２ａ（４１ａ）を挿入するだけで、突出接続管４２ａ（４１ａ）を、開口部７１内の係脱部材（ロック爪）７１３（図８参照）に係合して固定する。

また、突出接続管４２ａ（４１ａ）を継手部７０から取り外す際には、継手部７０では、一端側の開口部７１の開口縁を構成するプッシュリング７１１を、他端側（突出接続管４２ａ（４１ａ）を挿入する方向である挿入方向）に移動する。これより、開口部７１内で係脱部材の係合が開放、つまり、突出接続管４２ａ（４１ａ）の固定状態は開放されて、突出接続管４２ａ（４１ａ）自体は継手部７０の開口部７１から引き抜き可能となる。

継手部７０は、このような機能を有するワンタッチ継手であれば、どのように構成してもよい。この継手部７０の一例を図８に示す。

図８（ａ）は、継手部の通常状態（固定状態）を示す要部断面図であり、図８（ｂ）は、継手部における突出接続管の固定が解除された状態を示す要部断面図である。

図８（ａ）に示すように、継手部７０は、外周の中央部に窪み７５を有する筒状の継手本体７６を備える。この継手本体７６の両端部で開口する部位に、開口部７１、７２が形成されている。

本実施の形態の継手部７０は、開口部７１、７２を有するものであり、筒状の継手本体７６と、突出接続管４１ａ、４２ａに係脱する係合部（ロック爪）７１３と、移動筒状部７１６と、を有する。

継手本体７６は、一端側で開口する開口部７１を有する筒状本体７６１具備する。なお、この継手本体７６の内部では、突出接続管４２ａとマニホールド３０とが連結され、マニホールド３０にシーブベッド４２（４１）が接続される。

移動筒状部７１６は、継手本体７６から引き抜き方向に突出する一端部で、開口部７１に挿入される突出接続管４２ａ（４１ａ）の挿入口の開口縁（プッシュリング７１１）を構成する。また、移動筒状部７１６は、継手本体７６に対して突出接続管４２ａ（４１ａ）の挿入方向（シーブベッド４２（４１）に対する突出接続管７１６の突出方向に相当）に移動して係合部７１３による突出接続管４２ａ（４１ａ）の固定状態を開放する。

開口部７１は、継手本体７６の一端側で開口する筒状本体７６１内に設けられている。開口部７１は、筒状本体７６１と、筒状本体７６１内で軸方向に移動自在に配置され、且つ、開口端にプッシュリング７１１を有する移動筒状部７１６と、パッキン部７１２と、ロック爪７１３と、爪固定部７１４と、カラー部７１５とにより構成される。

パッキン部７１２は、継手本体７６の筒状本体７６１内に配置された環状部材であり、開口部７１内に挿入される突出接続管４２ａ（４１ａ）の外周に外嵌する。

係合部であるロック爪７１３は、開口部７１内で突出接続管４２ａに係脱自在に設けられる。ロック爪１７３は、継手本体７６内に挿入される突出接続管４２ａ（４１ａ）に係合して突出接続管４２ａ（４１ａ）を固定する。具体的には、ロック爪７１３は、突出接続管４２ａに係合した際に、突出接続管４２ａとの接触摩擦により突出接続管４２ａを固定する。また、ロック爪７１３は、挿入方向へ移動する移動筒状部７１６に押圧されて、突出接続管４２ａとの接触摩擦が減少する。突出接続管４２ａと接触摩擦が減少した際（ここでは非係合状態という）には、ロック爪７１３は、突出接続管４２ａを固定状態から開放して引き抜き可能な状態とする。

ここでは、ロック爪７１３は、筒状本体７６１内に、開口部７１の開口側から奥側に向かって軸心方向に傾斜するように延在して設けられている。ロック爪７１３では、基端部側が、筒状本体７６１内に内嵌された環状の爪固定部７１４により固定され、先端部７１３ａが、突出接続管４２ａ（４１ａ）が挿入される領域内に突出している。なお、ここではロック爪７１３は、継手本体７６の内周面に、周方向に沿って複数配設されており、挿入される突出接続管４２ａ（４１ａ）の外周面と、周方向に亘って係合するように構成されている。

このロック爪７１３は、弾性変形自在であり、図８（ａ）では、先端部７１３ａで突出接続管４２ａ（４１ａ）を軸心側に押圧している。これにより、継手部７０の開口部７１内に挿入された突出接続管４２ａ（４１ａ）は、継手部７０に固定される。爪固定部７１４は、ロック爪７１３の先端部７１３ａが、突出接続管４２ａ（４１ａ）の挿入領域から退避するように変形する際のガイドとしても機能する。

移動筒状部７１６は、筒状本体７６１内で軸方向（突出接続管４２ａの挿抜方向）に移動自在であり、開口部７１において筒状本体７６１の奥側（継手部７０の他端側）に移動した際に、ロック爪７１３の先端部７１３ａを押圧する。すると、ロック爪７１３は、爪固定部７１４の外面に沿って変形し、これにより先端部７１３ａは、突出接続管４２ａが挿入される領域から退避する。移動筒状部７１６は、筒状本体７６１の開口部分に内嵌されたカラー部７１５によって、筒状本体７６１からの抜けが防止されている。なお、カラー部７１５は、筒状本体７６１に内嵌されることで、筒状本体７６１の奥側（継手部７０の他端側）の端部でロック爪７１３の基端部分を介して爪固定部７１４、パッキン部７１２を固定している。

このように構成された継手部７０において、図８（ａ）に示す状態で、移動筒状部７１６を矢印Ｈで示す挿入方向、つまり、筒状本体７６１の奥側（継手部７０の他端側）に移動させる。具体的には、筒状本体７６１とプッシュリング７１１とを接近させる。

これにより、移動筒状部７１６は、位置Ｐ１から継手部７０の他端側に移動、つまり、挿入方向に移動して、ロック爪７１３の先端部７１３ａを押圧して挿入方向に移動する。すると、図８（ｂ）に示すように、ロック爪７１３の先端部７１３ａは、突出接続管４２ａの挿入領域から退避し、先端部７１３ａの突出接続管４２ａ（４１ａ）への係合状態を開放する。これにより、開口部７１から突出接続管４２ａ（４１ａ）を引き抜き可能となる。

このように構成される継手部７０は、図３及び図６に示すように、載置台１３に形成された継手支持部１３２に遊嵌されており、この継手支持部１３２によって、突出接続管４２ａ（４１ａ）の挿入方向とは逆の引き抜き方向に移動自在に支持されている。

図９は、継手支持部１３２の説明に供する図であり、詳細には、図６において固定板金８１を外した継手支持部１３２の平面図である。また、図１０は、図９のＡ−Ａ線断面図である。なお、図９及び図１０に示す継手部７０は、図３で示す継手部７０とともに外形が現れるように模式的に示している。

図３、図６、図９、図１０に示すように、継手支持部１３２は、載置台１３において、載置面部１５０に臨む位置で、載置面部１５０側と上方とに開口する凹状に設けられている。この継手支持部１３２の凹状部分は、載置面部１５０上にシーブベッド４２が載置された際に、突出接続管４２ａ（４１ａ）に対応する高さ位置に形成されている。

このように継手部７０は、継手支持部１３２内で、一端側の開口部７１を載置面部１５０側に向けて開口する。継手部７０の開口部７１は、載置面部１５０に載置されるシーブベッド４２（４１）の外周面の一部（突出接続管４２ａ（４１ａ）が突出する前面）側に臨む位置に配置されている。

これにより、継手部７０における一端側の開口部７１は、載置面部１５０の外縁に臨む位置、つまり、載置面部１５０に載置されたシーブベッド４２（４１）における前面の突出接続管４２ａ（４１ａ）と対向する位置に配置されている。なお、この継手部７０の他端側の開口部７２に挿入して接合された送出管３２は、可撓性を有するチューブであり、継手部７０の移動に追従して、継手部７０に接合した状態で移動する。

この継手支持部１３２において凹状の内周面には、凸部１３４が形成されている。この凸部１３４には、継手部７０の窪み７５が遊嵌しており、内部に継手部７０を配置させた状態で、継手支持部１３２の上端部間に固定板金８１を架け渡してネジ止めされる（図６参照）。これにより、固定板金８１は、継手部７０が継手支持部１３２から抜けることを防止している。

＜継手部７０の取り付け構造＞
継手部７０は、継手支持部１３２において、凸部１３４に窪み７５が遊嵌していることで、挿入方向（接続方向）と、挿入方向とは逆方向である引き抜き方向と、に移動可能となっている。

詳細には、図９及び図１０に示すように、継手支持部１３２内において、継手部７０は、凸部１３４の軸方向（突出接続管４２ａの挿抜方向）の長さＬ２により規制される範囲で、軸方向に所定の長さで移動自在となっている。この所定の長さは、図１０で示すように、窪み７５において軸方向の長さＬ１である底面７５ａを、軸方向の長さＬ２である継手支持部１３２の凸部１３４の天面が摺動する長さである。

ここでは、継手部７０は、継手支持部１３２内で凸部１３４に案内されて、凸部１３４の他端側の角部１３４ｂが継手部７０の窪み７５の他端側の傾斜面７５ｂに当接する位置まで、移動する。このとき、継手部７０における一端側の開口部７１のプッシュリング７１１は、側壁１１ａを押圧する。すなわち、継手部７０では、継手支持部１３２内で継手部７０自体が、一端側、つまり、載置面部１５０側に移動すると、継手部７０における一端側の開口部７１が側壁１１ａを押圧する。すると、開口部７１の開口縁を構成するプッシュリング７１１は、反力を受けて継手部７０の他端側に移動して、ロック爪７１３の先端部７１３ａが突出接続管４２ａの挿入領域から退避する。これにより、開口部７１内に挿入されて固定された突出接続管４２ａ（４１ａ）は、固定状態が開放され、引き抜き可能となる。

また、継手部７０は、継手支持部１３２内において、挿入方向（開口部７１の奥側）に移動すると、窪み７５を介して凸部１３４に案内されることで、窪み７５の一端側の傾斜面７５ｃに凸部１３４の一端側の角部１３４ａが当接する位置まで、移動する。凸部１３４の一端側の角部１３４ａが継手部７０の窪み７５の一端側の傾斜面７５ｃに当接した状態では、一端側の開口部７１は、側壁（押さえ板）１１ａから離間し、側壁１１ａからの反力を受けなくなる。これにより、継手部７０では、移動筒状部７１６によるロック爪７１３への押圧は解除され、ロック爪７１３の先端部７１３ａは、突出接続管４２ａの挿入領域に突出する位置に復帰する。

次に、この継手部７０を用いた酸素濃縮器１０へシーブベッド４１、４２の装着方法について図１１、図１２を用いて説明する。なお、酸素濃縮器１０へのシーブベッド４１の装着は、酸素濃縮器１０へのシーブベッド４２の装着と同様に行うため、シーブベッド４１の装着は省略する。

＜シーブベッド４１、４２の装着方法＞
図１１及び図１２は、本発明の一実施の形態に係る酸素濃縮器におけるシーブベッドの取り付け方法の説明に供する図であり、それぞれ継手部７０とシーブベッド４２の接続構造の縦断面図である。

図１１に示すように、所定容量のシーブベッド４２を載置台１３の載置面部１５０上に載置する。このとき、シーブベッド４２の底面の位置決め溝部４２４を、スライドリブ１５２に外嵌させる。これにより、シーブベッド４２は、載置面部１５０において所定位置に配置され、シーブベッド４２の突出接続管４２ａの突出方向の延長線上に、継手部７０の開口部７１が位置した状態となる。

この状態のシーブベッド４２を、継手部７０側にスライド移動させると、図１２に示すように、突出接続管４２ａは、側壁１１ａの開口部を通り、継手部７０の開口部７１内に圧入される。言い換えれば、シーブベッド４２を継手部７０側にスライド移動することで、突出接続管４２ａは、側壁１１ａの開口部を挿通して、継手部７０の開口部７１内に挿入する。

開口部７１内に突出接続管４２ａが挿入されると、継手部７０は、挿入方向（他端部側）に移動する。このとき継手部７０の開口部７１は、側壁１１ａから離間する方向に移動する。すると、継手部７０では、窪み７５の傾斜面７５ｃに、継手支持部１３２の凸部１３４の角部１３４ａが当接する（図１０参照）。

これにより、継手部７０の挿入方向への移動は規制され、突出接続管４２ａは、固定された開口部７１内に挿入されることで、開口部７１内でロック爪７１３に係合し、継手部７０に固定される。なお、載置面部１５０上で、シーブベッド４２を、継手部７０の方向にスライド移動させた際には、シーブベッド４２は、前部側位置決めリブ１５４によって、その移動を規制される。よって、突出接続管４２ａが、必要以上に、開口部７１内に挿入されることなく、継手部７０が凸部１３４自体に当接した後、凸部１３４を必要以上に押圧することがない。

このように、シーブベッド４１、４２を装着する際には、載置台１３の載置面部１５０上に、シーブベッド４１、４２を上から載置した後、継手部７０側にスライド移動（突出接続管４２ａ（４１ａ）の突出方向に摺動）させるだけでよい。この動作だけでシーブベッド４１、４２の突出接続管４１ａ、４２ａを、継手部７０に圧入することができ、継手部７０を介してシーブベッド４１、４２とマニホールド３０との接続を容易に行うことができる。

また、シーブベッド４１、４２の取り外し時には、図１２で示す状態から、シーブベッド４２を継手部７０から離間する方向（逆スライド方向である引き抜き方向）に移動させる。

すると、継手部７０は、係合する突出接続管４２ａによって、側壁１１ａ側に引っ張られる。継手部７０における移動筒状部７１６のプッシュリング７１１は、側壁１１ａに当接し、その移動を押さえられる。これにより、プッシュリング７１１は、継手部７０の他端側の方向である挿入方向に押圧されて移動し、ロック爪７１３の先端部７１３ａを挿入方向に押圧する。すると、ロック爪７１３の先端部７１３ａによる突出接続管４２ａとの係合状態（突出接続管４２ａの固定状態）が開放される。このとき、突出接続管４２ａは引き抜き方向に移動しているため、そのまま継手部７０から抜けることになる。なお、載置面部１５０上で、引き抜き方向に移動するシーブベッド４２は、突出接続部４２ａを継手部７０から引き抜いた状態で、後部側位置決めリブ１５６に当接する。これにより、シーブベッド４２の引き抜き方向への移動が規制され、必要最小限の移動で、突出接続管４２ａを継手部７０から引き抜くことができる。

このようにシーブベッド４１、４２を、引き抜き方向に移動させただけで、継手部７０から突出接続管４１ａ、４２ａを引き抜くことができ、シーブベッド４１、４２とマニホールド３０とを分離することができる。このように、シーブベッド４１、４２は、スライド方向の移動だけで容易に着脱することができる。

したがって、メンテナンス部品であるシーブベッド４２の着脱を容易に行うことができ、ひいては酸素濃縮器１０のメンテナンス性の向上を図ることができる。具体的には、シーブベッド４２の吸着材の交換が容易となり、組み立て工数の大幅な削減や、ひいては、配管同士を接続するクランプなどの部品点数の削減を図り、コストの低廉化を図ることができる。

また、本実施の形態の酸素濃縮器１０では、シーブベッドの交換、つまり、シーブベッド４１、４２とマニホールド３０との接続解除及び接続作業は、従来と異なり、双方の接続部分を締め付け金具（クランプと称する）でかしめる手作業を必要としない。また、酸素濃縮器１０内において、従来と異なり、手作業を行うためのスペースを、シーブベッド４１、４２とマニホールド３０との接続部分の周囲に確保する必要がない。このように、酸素濃縮器１０では、シーブベッドの交換を容易に行うことができるとともに、酸素濃縮器１０自体のコンパクト化を図ることができる。

また、シーブベッド４１、４２は、底面に形成された位置決め溝部４２４を、載置面部１５０のスライドリブ１５２に係合させることで、スライド移動により継手部７０に接続するため位置決めが行われる。すなわち、底面に形成された位置決め溝部４２４を、載置面部１５０のスライドリブ１５２に係合させると、シーブベッド４２の突出接続管４２ａの先端に対向して、且つ、側壁１１ａの開口部を介して、継手部７０の開口部７１が配置される。

したがって、酸素濃縮器１０に装着されるシーブベッド４２は、底面に形成される位置決め溝部４２４と、この位置決め溝部４２４の延長線上で平行に配置される突出接続管４２ａとの位置関係が同じであれば、外形の異なるシーブベッドであってもよい。すなわち、酸素濃縮器１０には、シーブベッド４２の外形（ここでは、シーブベッドが円筒状であるため、外径に相当）の異なるシーブベッド、つまり、容量の異なるシーブベッドを装着できる。

また、位置決め溝部４２４をスライドリブ１５２に係合させることで、酸素濃縮器１０におけるシーブベッドの配置位置が規定される。よって、複数のシーブベッドを酸素濃縮器１０に装着する場合、載置面部１５０に載置されたシーブベッドの蓋部に設けられた接続口の向きを一定の方向に規定することができ、これらを接続チューブなどで接続する作業が容易となる。

なお、本実施の形態における継手構造は、酸素濃縮器１０において、シーブベッド４１、４２と、マニホールド３０との接続に用いたが、これに限らない。本実施の形態における継手構造は、少なくとも一方が管状である部品と、他の部品との接続に用いることができる。例えば、酸素濃縮器１０における部品同士の接続に用いてもよい。また、酸素濃縮器の部品をユニット化し、このユニットと筐体、あるいはユニット同士の接続に上述した継手構造を適用しても良い。また、に着脱自在に取りつけられるシーブベッドをユニットとして製作し、このユニットと、酸素濃縮器１０の筐体とを繋ぐ配管に、本実施の形態に係る継手構造を適用しても良い。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 酸素濃縮器
１１ 筐体
１１ａ 側壁（押え部）
１３ 載置台
３０ マニホールド
３２ 送出管
４１、４２ シーブベッド（吸着塔）
４１ａ、４２ａ 突出接続管（管体）
７０ 継手部
７１、７２ 開口部
７５ 窪み
７５ａ 窪みの底面
７５ｂ、７５ｃ 傾斜面
７６ 継手本体
８１ 固定板金
１３２ 継手支持部
１３４ 凸部
１３４ａ、１３４ｂ 角部
１５０ 載置面部
１５２ スライドリブ（ガイド部）
４２１ シーブベッド本体
４２２ 蓋部
４２４ 位置決め溝部
７１１ プッシュリング（開口縁）
７１２ パッキン部
７１３ ロック爪
７１３ａ ロック爪の先端部
７１４ 爪固定部
７１５ カラー部
７１６ 移動筒状部（移動筒部）

Claims (4)

1. 器械本体に設けられた第１の管体と、前記器械本体に対して着脱可能な器械部品に設けられた第２の管体とを接続する、前記器械本体に設けられた継手構造であって、
   前記第２の管体が挿入される筒状の継手本体と、前記継手本体に固定して設けられ、前記継手本体内に挿入される前記第２の管体に係合して前記第２の管体を固定する係合部と、前記継手本体から前記第２の管体の挿入方向と逆方向である引き抜き方向に突出する一端部で、前記第２の管体が挿入される挿入口の開口縁を構成し、且つ、前記継手本体及び前記係合部に対して前記挿入方向に相対移動可能に前記継手本体に設けられ、前記相対移動によって前記係合部による前記管体の固定状態を開放する移動筒部とを有するワンタッチ継手部と、
   前記器械本体に固定して設けられ、前記ワンタッチ継手部の前記継手本体が前記引き抜き方向に移動可能となるように前記継手本体を支持する継手支持部と、
   前記ワンタッチ継手部の前記開口縁と対向するように前記器械本体に固定して配置され、且つ、前記継手本体から引き抜かれる前記第２の管体に追従して前記継手本体が前記引き抜き方向に移動する前記ワンタッチ継手部の前記開口縁を押さえることにより、前記移動筒部を前記継手本体及び前記係合部に対して前記挿入方向に相対移動させる押え部と、
   を備え、
   前記継手本体の外周に設けられた窪みが、前記継手支持部に設けられた凸部に遊嵌している、
   継手構造。
2. 請求項１記載の継手構造を有する酸素濃縮器であって、
   前記器械本体としての酸素濃縮器本体を有し、
   前記押え部は、前記継手支持部に支持される前記ワンタッチ継手部における前記開口縁と対向して前記酸素濃縮器本体に設けられている、
   酸素濃縮器。
3. 前記器械部品として前記酸素濃縮器本体に載置され、且つ、空気から窒素を吸着して高濃度酸素を得る吸着塔を有し、
   前記第２の管体は、前記吸着塔に突設され、
   前記ワンタッチ継手部は、挿入される前記第２の管体を固定して、前記酸素濃縮器本体と、前記吸着塔とを接続する、
   請求項２記載の酸素濃縮器。
4. 前記酸素濃縮器本体は、前記吸着塔を載置する載置台を有し、
   前記載置台には、載置された前記吸着塔を、前記第２の管体の突出方向にスライド移動するように案内して、前記第２の管体を前記ワンタッチ継手部内に挿入させるガイド部が設けられている、
   請求項２記載の酸素濃縮器。

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