JPH08238231A - 換気量測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 呼気量が小さくても一貫した測定値の得られ
る換気量測定器を提供すること。 【解決手段】 容器に連なる入力空気路へ吹き込むこと
により弾性付勢力に抗して移動するピストンと、前記容
器の側部に形成されていて、前記弾性付勢力に逆らう前
記ピストンの移動により開度が増大する排気スロット
と、入力空気による前記ピストンの最大移動量を表示す
る指標手段とからなる人の換気量測定器において、前記
空気路に、前記排気スロットが形成されている容器の前
記側部へ向かって空気流を集中させる偏向手段を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人の換気量、特に
呼気量を測定する換気量測定器に関する。

【０００２】

【従来の技術】呼気のピーク流量の指標を得るための測
定器はよく知られているところであって、一般に、人が
容器の一端に息を吹き込むと、管内でバネに抗してピス
トンが変位するように構成されている。このような測定
器における容器には、ピストンの移動方向に沿って、吹
き込んだ息が排出されるスロットが形成されている。従
って、呼気の強度が降下するとピストンはバネ力により
元の位置へと復帰させられるようになっている。ピスト
ンの背後に位置決めされている指針は、スロットと軽く
摩擦接触していて、ピストンがバネ力に抗して移動する
際に前進する。このように指針が前進した後にピストン
が元の位置へと復帰すると、指針はピストンがバネ力に
抗して進んだその最大前進位置にとどまるから、呼気に
よる最大流量の指標が指針の位置で読みとれるようにな
っている。

【０００３】

【発明が解消しようとする課題】このような換気量測定
器は、例えば英国特許第1463814号に開示されている。
この換気器量測定器をも含めた前述の構成の従来の換気
量測定器は、正常な人の呼吸作用の指標を得る場合では
充分かつ一貫した測定値を得ることができるが、喘息患
者に見られる如くの呼気量の低い場合での流量測定には
充分適しているとは言えないのが判明した。正常人用と
して設計された測定器で測定した場合での低流量範囲に
ある測定値は非常に読み取り難く、この問題は、特に従
来の換気量測定器が患者の自宅で使われることからして
一層明らかになっている。それに、読取り値は測定器に
おける目盛りスケールの下の部分にあるから、患者に自
信を持って測定値を読み取ってもらうにしては著しい困
難が伴う。

【０００４】測定範囲は、バネ強度と測定器の寸法を変
えてより小さい気息流にも適するようにすれば変えるこ
とができるが、例えば８００リットル／分の代わりに４
００リットル／分とするなど最大読取り値が正常な人に
必要な最大読取り値よりも小さくなるように前述のよう
にバネ強度と測定器の寸法を変えると、一貫したピーク
流量測定ができなくなり、結果として測定値が呼気の時
間プロファイルの相違により徒に左右されることにな
る。

【０００５】本発明は、従来の換気量測定器における前
述の問題点を解消すべくなされたものであって、正常な
人のみならず、呼吸器系に障害のある人が利用しても、
一貫した測定値の得られる換気量測定器を提供するのを
目的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の目的は、容器と、
該容器に連なる入力空気路へ吹き込むことにより弾性付
勢力に抗して前記容器内を移動するピストンと、前記容
器から空気を逃がすために前記容器の側部に形成されて
いて、前記弾性付勢力に逆らう前記ピストンの移動によ
り開度が増大する排気スロットと、入力空気による前記
ピストンの最大移動量を表示する指標手段とからなる人
の換気量測定器において、前記容器の入り口における前
記空気路に、前記排気スロットが形成されている容器の
前記側部へ向かって空気流を集中させる偏向手段を形成
することにより達成できる。

【０００７】容器には、人が空気を当該容器に吹き込む
ための筒状のマウスピースが設けられているのが通常で
ある。このような構成にあっては、前記偏向手段は、マ
ウスピースの長手軸心に対して傾斜する境界壁の形にす
るのが望ましく、そのようにすることにより排気スロッ
トへと空気流を傾斜しながら指向させることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以後、添付図面を参照しながら、
本発明の好ましい実施の形態を詳述する。先ず、本発明
によるピーク流量測定装置の縦断面図を示す図１におい
て、当該測定装置は、一端にマウスピース４が、他端に
有孔端壁６が設けられた中空円筒本体２からなる。この
中空円筒本体２の内部には、一端が端壁６に、他端がマ
ウスピース４に取り付けた保持部材１０に取り付けられ
た支持棒８が延在している。この支持棒８にはピストン
１２が自由摺動自在に装着されており、このピストン１
２により円筒本体２の内部が二分割されている。支持棒
８上のピストン１２は、保持部材１０内に臨む支持棒８
の一端に弾性付勢手段としてのコイルバネ１４を介して
連結されていると共に、このコイルバネ１４により、円
筒本体２の入力端近傍の休止位置（図１に示したとお
り）へ付勢されている。休止位置にあるピストン１２と
保持部材１０との間に内室１６が形成されている。

【０００９】内室１６の入口16ａに臨む保持部材１０に
は複数の開口があるが、これらの開口は、逆止弁として
作用する可撓性材料の薄いダイヤフラム２２により閉塞
されている。そこで人がマウスピース４へと息を吹き込
むとダイヤフラム２２は開口から離れる方向へ屈曲する
から、保持部材１０とピストン１２との間の内室１６に
入力空気路４ａを介して吹き込まれた空気が流入すると
共に、その空圧によりピストン１２が保持部材１０から
離間する方向に駆動させられる。

【００１０】保持部材１０から離間する方向に駆動させ
られたピストン１２は支持棒８に沿って摺動しながら移
動するが、それに伴って円筒本体２の壁部にその長手方
向に沿って形成されている排気スロット２４が漸次開か
れ、吹き込まれた空気がその排気スロット２４の開かれ
た部分から排出される。この排気スロット２４には、こ
の排気スロット２４に臨む側縁と軽く摩擦接触した状態
で指針２６が装着されているから、息が吹き込まれると
ピストン１２に押勢されて移動する。従って、その後に
呼気の流量が下がって内室１６の圧力が降下すると、保
持部材１０から離間する方向に駆動させられたピストン
１２はコイルバネ１４により引き戻されるが、指針２６
はピストン１２が最大移動したその位置に摩擦力により
保持される。従って、排気スロット２４に沿って円筒本
体２に設けたスケール目盛り（図示せず）における、指
針２６が指示する値を読み取ることにより、ピーク呼気
量が判定できるのである。

【００１１】ここまで説明した構成は、８００リットル
／分程度のピーク流量を測定するように構成された従来
公知の測定器と変わるところはない。しかし、図示され
ている本発明による実施の態様での測定器は、このピー
ク流量の少なくとも半分の流量程度まで充分測定できる
ように構成されている。但し、前述のように従来公知の
測定器の寸法を変えたり、スケール目盛りを細かくした
り、用いられているバネの力を変えたりするだけでは、
本発明におけるが如くの低流量範囲での信頼性のある測
定はできない。

【００１２】前述したように低流量範囲での一貫した呼
気量測定ができるためには、内室１６の入口近傍にその
ために構成上の特徴が設けられている。即ち、図示の実
施の態様においては、保持部材１０を図２から図４に示
すように構成している。図示の保持部材１０は、この保
持部材１０をマウスピース４に取り付けるようにしたリ
ム３２と、支持棒８の一端が取り付けられている中心ボ
ス３４と、このリム３２と中心ボス３４との間に放射状
に延在するリブ３８とで一体構成されていて、該リブ３
８が臨むリム３２と中心ボス３４との間の環状隙間は後
述のように前記リブ３８により複数の貫流路３６に形成
されている。

【００１３】前記貫流路３６が形成されている前記環状
隙間は、その環状隙間の円周方向全体に亙って形成され
ているのではなくて、図２と図３とにおいて中心ボス３
４を中心としてほぼ上半分の領域に形成されており、残
りの下半分の領域は一体形成したウェブ４０により閉塞
されている。このウェブ４０は流れ偏向手段を構成する
ものであって、図３に明確に示すように内室１６に向か
って上方に傾斜した境界壁をなしている。また、このウ
ェブ４０の半径方向外側の外縁部は図４に示すように円
筒壁４２に連接していると同時に、マウスピース４の吹
込み口に向かった前記ウェブ４０の表面は図３において
40ａで示したように凸状に形成されている。

【００１４】前述の構成の保持部材１０を構成するリム
３２の外周面には図４に示すように、当該外周面に対峙
するマウスピース４の内周面に形成したリブ（図示せ
ず）が係入するキー溝４６が形成されている。従って、
保持部材１０に対するマウスピース４の取付けが、回転
方向の位置を間違えることなく行える。また、図示して
いないが、マウスピース４の内周面に形成した前記リブ
は円筒本体２に形成したキー溝にも係入するようになっ
ているから、円筒本体２に対するマウスピース４の取付
けも回転方向の位置を間違えることなく行える。よっ
て、測定器を組み立てた状態にあっては、保持部材１０
のウェブ４０は円筒本体２における排気スロット２４と
は支持棒８を中心として円周方向に１８０度離間した位
置に臨むように確実に設定することができるのである。

【００１５】また、驚くべきことに、内室１６への入口
に前記した流れ偏向手段を設けると、従来公知の測定器
における流量測定範囲よりももっと低い流量測定範囲を
測定できる、それまた従来公知の測定器よりももっと小
型の測定器が得られることが判明した。従来公知の測定
器での測定可能ピーク流領域よりもおおよそ半分も低い
ピーク流領域での測定が測定器の性能の安定性を犠牲す
ることなく行える、即ち、異なった流量パターンに対し
ても、ピーク流量が互いに類似しておればほぼ同一の応
答性が得られる。また、測定器がほぼ直線状のスケール
目盛りを有するように構成することもできる。

【００１６】従来公知の測定器の寸法を単に減少しただ
けでは充分な測定特性が得られないのに対して、前記し
たように流れ偏向手段を設けただけで前述の如くの性能
が得られる確かな理由ははっきりしていない。しかし、
この流れ偏向手段を構成しているウェブ４０の傾斜した
境界壁が、入力空気流を排気スロット２４の方へと集中
させる、即ち、偏向案内することから、ピストン１２に
作用する乱流の大きさを減少させているからと思われ
る。また、貫流路３６にほぼ平面状のリブ３８が臨んで
いることも、それが流れ円滑化用ベーンとして作用する
ことから、何らか関与しているようである。

【００１７】ここまで本発明の好ましい実施の態様を、
添付図面を参照しながら呼気量測定に用いた場合につい
て詳述したが、本発明の測定器はそれ以外の目的、即
ち、換気量測定一般にも利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 人の呼気量を測定するためのピーク流量測定
器の縦断面図。

【図２】 図１における方向IIから見た、図１の測定器
のマウスピースに内蔵されている保持部材の端面図。

【図３】 図２における線III-IIIに沿う保持部材の横
断面図。

【図４】 保持部材の部分断面斜視図。

【符号の説明】

２・・・・円筒本体 ４・・・・マウス
ピース ４ａ・・・・入力空気路 ６・・・・有孔
端壁 ８・・・・支持棒 １０・・・・保持部
材 １２・・・・ピストン １４・・・・コイ
ルバネ １６・・・・内室 １６ａ・・・・入口 ２２・・・・ダイヤフラム ２４・・・・排気
スロット ２６・・・・指針 ３２・・・・リム ３４・・・・中心ボス ３６・・・・貫流
路 ３８・・・・リブ ４０・・・・ウェ
ブ ４０ａ・・・・凸面

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器(16)と、該容器に連なる入力空気路
   (4a)へ吹き込むことにより弾性付勢力に抗して前記容器
   内を移動するピストン(12)と、前記容器から空気を逃が
   すために前記容器の側部に形成されていて、前記弾性付
   勢力に逆らう前記ピストンの移動により開度が増大する
   排気スロット(24)と、入力空気による前記ピストン(12)
   の最大移動量を表示する指標手段(26)とからなる人の換
   気量測定器において、前記容器の入口(16a)における前
   記入力空気路(4a)に、前記排気スロット(24)が形成され
   ている容器(16)の前記側部へ向かって空気流を集中させ
   る偏向手段(40)を形成したことを特徴とする換気量測定
   器。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のものであって、前記偏
   向手段(40)は前記排気スロット(24)が形成されている容
   器の前記側部から同じ容器の反対側の側部にかけて定置
   させた壁部材(40)からなることを特徴とする換気量測定
   器。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のものであって、前記壁
   部材(40)はほぼ50％以上に亙って、その領域の流量断面
   積を減少していることを特徴とする換気量測定器。
4. 【請求項４】 請求項２又は３に記載のものであって、
   前記入力空気路(4a)は環形状を呈しており、前記壁部材
   (40)が、ほぼ１８０度以下に亙って延在しない環形状の
   前記入力空気路の扇部分を遮蔽していることを特徴とす
   る換気量測定器。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のものであって、前記容
   器の入口が、入力空気流に対して凸状をなす凸面を有す
   る中心ボス(34)からなり、また、前記壁部材(40)は、前
   記中心ボスと容器の前記入口の外周との間における環状
   空隙の扇状部分を遮蔽していることを特徴とする換気量
   測定器。
6. 【請求項６】 請求項１から５までの何れか一項に記載
   のものであって、前記入力空気路(4a)が筒状マウスピー
   スからなり、前記偏向手段ないし壁部材(40)が、前記排
   気スロット(24)へと空気流を傾斜しながら指向させる、
   前記マウスピースの長手軸心に対して傾斜する境界壁か
   らなることを特徴とする換気量測定器。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のものであって、前記境
   界壁(40)の傾斜が、その後導端に向かって減少している
   ことを特徴とする換気量測定器。
8. 【請求項８】 請求項１から７までの何れか一項に記載
   のものであって、前記偏向手段ないし壁部材を過ぎた後
   の空気流の通路に流れ円滑化手段(38)を設けたことを特
   徴とする換気量測定器。
9. 【請求項９】 請求項８に記載のものであって、前記流
   れ円滑化手段(38)が一群の隔離されたベーンからなるこ
   とを特徴とする換気量測定器。
10. 【請求項１０】 請求項１から９までの何れか一項に記
    載のピーク流量測定器。