JPWO2018190159A1 - 送風装置及び流体制御装置 - Google Patents

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Abstract

送風装置10Aは、送風機50と、送風機50の駆動によって流体を流入する吸気孔41a及び送風機50の駆動によって流体を吐出する排気部を有し、送風機50を収容する筐体20とを備える。筐体20は、筐体20の内部の容積を可変するように伸縮可能である。

Description

本発明は、例えば陽性気道圧(PAP:Positive Airway Pressure)のために用いられる送風装置及び流体制御装置に関する。
従来、閉塞性睡眠時無呼吸症候群(OSA)などの睡眠関連の障害の治療用として、例えば、持続性陽性気道圧(CPAP:Continuous Positive Airway Pressure)装置等の流体制御装置が用いられる。流体制御装置は、例えばファンを内蔵した装置本体を有し、患者の顔に装着されたマスクに装置本体から大気圧よりも高い圧力で気体(例えば空気)を一定の圧力で供給する。このような流体制御装置は、患者の睡眠時に駆動するため、静粛性が要求される。特許文献1及び2は、静粛性を高めた流体制御装置が例示されている。
特表2008−518640号公報 特開2016−34411号公報
ところで、消音器空洞の容積が大きくなるにつれて流体制御装置の静粛性が高められる一方、流体制御装置が大型化するため、例えば患者の外出時に流体制御装置を携帯する場合に携帯性が低下していた。
本発明の目的は、非使用時における携帯性を高めることができる送風装置及び流体制御装置を提供することにある。
上記課題を解決する送風装置は、送風機と、前記送風機の駆動によって流体を流入する第1開口部及び前記送風機の駆動によって前記流体を吐出する第2開口部を有し、前記送風機を収容する筐体と、を備え、前記筐体は、前記筐体の内部の容積を可変するように伸縮可能である。
この構成によれば、送風機の駆動時に筐体を伸ばすことによって筐体の内部の容積を大きくすることにより、送風装置の静粛性の低下を抑制できる。また、送風機の非駆動時、例えば患者が送風装置を携帯する場合に筐体を縮めることによって筐体の内部の容積を小さくする。これにより、筐体が小型になる。このため、送風装置の非使用時における送風装置の携帯性を高めることができる。
上記送風装置の一形態において、前記筐体は、前記送風機が配置された第1部分と、前記第1部分の一方向を覆う第2部分とを有し、前記筐体は、前記第1部分及び前記第2部分により囲まれた内部空間の容積を可変するように伸縮可能である。
この構成によれば、送風機の駆動時に第1部分及び第2部分により囲まれた内部空間の容積を大きくすることにより、内部空間の容積の増加分、消音効果が得られるため、送風装置の静粛性の低下を抑制できる。また、送風機の非駆動時、例えば患者が送風装置を携帯する場合に第1部分及び第2部分により囲まれた内部空間の容積を小さくすることにより、筐体が小型になる。このため、送風装置の非使用時における送風装置の携帯性を高めることができる。
上記送風装置の一形態において、前記筐体は、前記第1部分及び前記第2部分が相対移動する可動部を有する。
この構成によれば、可動部によって第1部分及び第2部分を相対移動させることができるので、第1部分及び第2部分により囲まれた内部空間の容積を容易に変更できる。
上記送風装置の一形態において、前記筐体は、前記第1部分内の空間と前記第2部分内の空間とを隔てる隔壁部を有し、前記隔壁部は、前記第1部分内の空間と前記第2部分内の空間とを連通する連通部を有する。
この構成によれば、第1部分と隔壁部とにより囲まれた空間と、第2部分と隔壁部とにより囲まれた空間とが隔壁部により区画される。これにより、第2部分と隔壁部とにより囲まれた空間がサイレンサ専用の空間となるため、消音効果が高められる。
上記送風装置の一形態において、前記第2部分は、前記第1開口部又は前記第2開口部を有し、前記連通部における前記第2部分側の開口面は、前記第2部分が有する前記第1開口部又は前記第2開口部の開口面と対向している。
この構成によれば、第1開口部の開口面と連通部の第2部分側の開口面とが対向していない構成に比べ、第2の空間内の音波及びその反射波の挙動を予測しやすいので、第2の空間内のサイレンサの特性を作りやすくなる。
上記送風装置の一形態において、前記第1開口部と前記送風機の吸込口とを連通する吸入路をさらに有し、前記隔壁部は、第1隔壁部及び第2隔壁部を有し、前記第1隔壁部は、前記第1部分と前記第2隔壁部との間に配置され、前記第2隔壁部は、前記第1隔壁部と前記第2部分との間に配置され、前記第1部分は、前記第2開口部を有し、前記吸入路は、前記第1隔壁部と前記第2隔壁部との間、若しくは前記第2隔壁部と前記第2部分との間に形成される。
この構成によれば、吸入路が第1隔壁部と第2隔壁部との間に形成された場合、第2隔壁部と第2部分とにより囲まれた空間は、第1部分の外部に形成されてサイレンサ専用の空間となる。これにより、消音効果が高められる。また、吸入路が第2隔壁部と第2部分との間に形成された場合、第1隔壁部と第2隔壁部とにより囲まれた空間は、第1部分の外部に形成されてサイレンサ専用の空間となる。これにより、消音効果が高められる。
上記送風装置の一形態において、前記第2開口部と前記送風機の吐出口とを連通する排出路をさらに有し、前記隔壁部は、第1隔壁部及び第2隔壁部を有し、前記第1隔壁部は、前記第1部分と前記第2隔壁部との間に配置され、前記第2隔壁部は、前記第1隔壁部と前記第2部分との間に配置され、前記第1部分は、前記第1開口部を有し、前記排出路は、前記第1隔壁部と前記第2隔壁部との間、若しくは前記第2隔壁部と前記第2部分との間に形成される。
この構成によれば、排出路が第1隔壁部と第2隔壁部との間に形成された場合、第2隔壁部と第2部分とにより囲まれた空間は、第1部分の外部に形成されてサイレンサ専用の空間となる。これにより、消音効果が高められる。また、排出路が第2隔壁部と第2部分との間に形成された場合、第1隔壁部と第2隔壁部とにより囲まれた空間は、第1部分の外部に形成されてサイレンサ専用の空間となる。これにより、消音効果が高められる。
上記送風装置の一形態において、前記第2隔壁部は、前記第1部分に相対移動可能に取り付けられている。
この構成によれば、吸入路又は排出路の容積を可変にできるため、送風機の非駆動時、例えば患者が送風装置を携帯する場合に吸入路又は排出路の容積を小さくすることにより、筐体が小型になるため、送風装置の携帯性を高めることができる。
上記送風装置の一形態において、前記第2部分は、前記第2隔壁部に相対移動可能に取り付けられ、前記第1部分に対する前記第2隔壁部の移動方向と、前記第2隔壁部に対する前記第2部分の移動方向とは同一方向である。
この構成によれば、患者が所定の一方向に第2隔壁部及び第2部分を移動させることにより、第1隔壁部と第2隔壁部とにより囲まれた空間と、第2隔壁部と第2部分とにより囲まれた空間とが形成される。このため、第1隔壁部と第2隔壁部とにより囲まれた空間と、第2隔壁部と第2部分とにより囲まれた空間、すなわち吸入路又は排出路とサイレンサ専用の空間とを形成するための患者の操作が容易となる。
上記送風装置の一形態において、前記第2部分は、前記第2隔壁部と前記第2部分とにより構成される内部空間を仕切る仕切部を有する。
この構成によれば、吸入路又は排出路と連通部を介して連通する空間(第2隔壁部と第2部分とにより囲まれた空間、若しくは第1隔壁部と第2隔壁部とにより囲まれた空間)は、仕切部によって連通部から一方向のみに延びる。このため、吸入路又は排出路が第1隔壁部と第2隔壁部との間に形成された場合、連通部から入り、第2隔壁部と第2部分とにより囲まれた空間を伝播しかつ反射して連通部に戻る音波が吸入路又は排出路において特定の周波数の音波を効果的に打ち消すようになる。また、吸入路又は排出路が第2隔壁部と第2部分との間に形成された場合、連通部から入り、第1隔壁部と第2隔壁部とにより囲まれた空間を伝播しかつ反射して連通部に戻る音波が吸入路又は排出路において特定の周波数の音波を効果的に打ち消すようになる。
上記送風装置の一形態において、前記可動部は、前記第1部分と前記第2部分との内部空間を密封可能となるように前記第1部分と前記第2部分とを連結し、前記第1部分と前記第2部分との相対移動方向に伸縮可能である。
この構成によれば、第1部分と第2部分との間から筐体の外部に空気が漏れることを抑制できる。したがって、送風装置の流量特性の低下を抑制できる。
上記送風装置の一形態において、前記可動部は、前記第1部分及び前記第2部分の一方を他方に収容させる第1形態と、収容された前記第1部分及び前記第2部分の一方を他方から突出させる第2形態とに前記第1部分及び前記第2部分を相対移動可能である。
この構成によれば、第1部分と第2部分との内部空間の容積を小さくする第1形態において第1部分及び第2部分の一方が他方に収容されるため、第1部分及び第2部分の一方が他方に収容されない構成に比べ、第1形態における筐体の小型化を図ることができる。
上記送風装置の一形態において、前記筐体は、前記第1開口部又は前記第2開口部に着脱可能に取り付けられる消音器をさらに含み、前記消音器は、前記消音器の内部の容積を可変するように伸縮可能である。
この構成によれば、送風機の非駆動時、例えば患者が送風装置を携帯する場合に消音器を縮めることによって筐体の容積を小さくすることにより、筐体が小型になる。このため、送風装置の非使用時における送風装置の携帯性を高めることができる。
上記送風装置の一形態において、前記送風機の回転速度を複数段階に設定可能であり、前記筐体は、前記筐体の内部の容積を複数段階に変更可能である。
この構成によれば、筐体の内部の容積を変更することにより、送風機の回転速度に基づく透過損失が0になる周波数を避けることができる。したがって、使用時における送風装置の静粛性の低下を抑制できる。
上記課題を解決する流体制御装置は、上記送風装置と、前記送風装置の前記第2開口部とマスク又は鼻ニューカレとを繋ぎ、前記第2開口部からの気体を前記マスク又は前記鼻ニューカレに供給するチューブとを備える。
この構成によれば、上記送風装置と同様に、流体制御装置の使用時における静粛性の低下を抑制し、非使用時における流体制御装置の携帯性を高めることができる。
本発明の送風装置及び流体制御装置によれば、非使用時における携帯性を高めることができる。
流体制御装置の第1実施形態における送風装置が第1形態の場合の斜視図。 流体制御装置の第1実施形態における送風装置が第2形態の場合の斜視図。 (a)は送風装置が第1形態の場合の送風装置の側断面図、(b)は送風装置の平断面図、(c)は(a)の一部拡大図、(d)は(a)の一部拡大図。 送風装置が第2形態の場合の送風装置の側断面図。 流体制御装置の第2実施形態における送風装置が第1形態の場合の側断面図。 流体制御装置の第2実施形態における送風装置が第2形態の場合の側断面図。 流体制御装置の第3実施形態における送風装置が第1形態の場合の斜視図。 流体制御装置の第3実施形態における送風装置が第2形態の場合の斜視図。 送風装置が第1形態の場合の送風装置の平断面図。 送風装置が第2形態の場合の送風装置の平断面図。 流体制御装置の第4実施形態において、(a)は送風装置が第1形態の場合の送風装置の平断面図、(b)は仕切部及びその周辺の拡大図。 (a)は送風装置が第2形態の場合の送風装置の平断面図、(b)は仕切部及びその周辺の拡大図。 流体制御装置の第5実施形態における送風装置及び消音器の分解斜視図。 (a)は送風装置が第1形態の場合の送風装置の平面図、(b)は送風装置が第2形態の場合の送風装置の平面図。 変形例の流体制御装置において、(a)は送風装置が第1形態の場合の送風装置の斜視図、(b)は送風装置が第2形態の場合の送風装置の斜視図。 変形例の流体制御装置において、(a)は送風装置が第1形態の場合の送風装置の斜視図、(b)は送風装置が第2形態の場合の送風装置の斜視図。 変形例の流体制御装置において、(a)は送風装置が第1形態の場合の送風装置の平断面図、(b)は送風装置が第2形態の場合の送風装置の平断面図。 変形例の流体制御装置において、(a)は送風装置が第1形態の場合の送風装置の平断面図、(b)は送風装置が第2形態の場合の送風装置の平断面図。 変形例の流体制御装置において、(a)は送風装置が第1形態の場合の送風装置の斜視図、(b)は送風装置が第2形態の場合の送風装置の斜視図。 図19の流体制御装置において、(a)は送風装置が第2形態の場合の送風装置の側断面図、(b)は送風装置が第2形態の場合の送風装置の平断面図。 変形例の流体制御装置において、(a)は送風装置が第1形態の場合の送風装置の平断面図、(b)は送風装置が第2形態の場合の送風装置の平断面図。 変形例の流体制御装置において、(a)は送風装置が第1形態の場合の送風装置の側断面図、(b)は送風装置が第2形態の場合の送風装置の側断面図。 変形例の流体制御装置において、送風装置の第1部分の平面図。 図23の流体制御装置において、(a)は送風装置が第1形態の場合の送風装置の側断面図、(b)は送風装置が第2形態の場合の送風装置の側断面図。 変形例の流体制御装置において、(a)は送風装置が第1形態の場合の送風装置の平断面図、(b)は送風装置が第2形態の場合の送風装置の平断面図。 変形例の流体制御装置において、(a)は送風装置が第1形態の場合の送風装置の平断面図、(b)は送風装置が第2形態の場合の送風装置の平断面図。
図面を参照しつつ、送風装置及びこの送風装置を備える流体制御装置の各実施形態について説明する。
なお、添付図面は、理解を容易にするために構成要素を拡大して示している場合がある。構成要素の寸法比率は実際のものと、又は別の図面中のものと異なる場合がある。また断面図では、理解を容易にするために一部の構成要素のハッチングを省略している場合がある。
(第1実施形態)
図1及び図2に示すように、流体制御装置1は、例えば陽性気道圧(PAP:Positive Airway Pressure)装置として用いられる。流体制御装置1は、装置本体10、チューブ11、及びマスク12を有する。装置本体10は、チューブ11に流体(例えば空気)を供給する送風装置10Aと、送風装置10Aを制御する制御装置10Bとを有する。図1は非使用時、例えば外出時の携帯時の送風装置10Aの形態(以下、「第1形態」)である。図2は使用時の送風装置10Aの形態(以下、「第2形態」)である。図1及び図2から分かるとおり、第1形態の送風装置10Aは、第2形態の送風装置10Aよりも大きくなる。図2に示すように、送風装置10Aは、チューブ11を介してマスク12に接続されている。マスク12は、患者Pの顔に装着される。流体制御装置1は、送風装置10Aがチューブ11及びマスク12を介して患者Pの鼻に所望の陽圧の流体(例えば空気)を供給することにより、患者Pの舌根の周囲の軟部組織を拡張することで呼吸時の気道狭窄を抑制する。
流体制御装置1は、患者Pの状態(例えば呼気時)を判定し、患者Pの状態に応じて患者Pに供給する気体の圧力を制御する。流体制御装置1は、マスク12が装着された患者Pの呼気タイミングを推定する。そして、推定した呼気タイミングにて、供給する気体の圧力値を制御する。例えば、流体制御装置1は、基準圧力値にて気体を供給する。基準圧力値は、例えば医師により指定された吸気時の圧力値であり、例えば1000[Pa]である。そして、流体制御装置1は、推定した呼気タイミングにて、供給する気体の圧力を呼気時圧力値に変更する。呼気時圧力値は、例えば700[Pa]である。つまり、流体制御装置1は、患者Pの状態(呼気、吸気)に応じて供給する気体の圧力を、基準圧力値と呼気時圧力値とに交互に制御する。患者Pが呼気状態であるときに、供給する気体の圧力を低下させることで、患者Pにおける息苦しさを低減する。
装置本体10(送風装置10A)は、筐体20を有する。筐体20は、横方向Xが長手方向となる矩形箱状を有する。筐体20は、本体部30を有する。本体部30は、送風装置10Aを構成する第1部分33を含む。筐体20は、第1部分33に嵌め合わせられる第2部分40を有する。第1部分33及び第2部分40は、送風装置10Aの高さ方向Zに相対移動可能である。本体部30(第1部分33)及び第2部分40は、例えば樹脂材料により形成されている。また、送風装置10Aは、制御装置10Bを構成する本体部30の上面に配置された表示部21及び操作部22を有する。表示部21の一例は、液晶パネルである。操作部22の一例は押ボタンである。制御装置10Bは、設定値を含む各種情報を表示部21に表示する。また、制御装置10Bは、操作部22の操作に基づいて、設定値を含む各種情報を設定する。
図3(a)及び(b)に示すように、送風装置10Aは、送風機50を有する。制御装置10Bは、第1制御回路基板23、及び第2制御回路基板24を有する。第1制御回路基板23は、ハーネス等の電気接続部材(図示略)を介して送風機50及び第2制御回路基板24に接続されている。第1制御回路基板23は、操作部22の操作に基づいて、送風機50及び表示部21を制御する。第2制御回路基板24には、表示部21及び操作部22が実装されている。送風機50は、チューブ11(図1参照)に空気等の流体を供給する。送風機50の一例は、遠心ファンである。なお、送風機50の構成は任意に変更可能である。例えば、送風機50は遠心ファンに代えて軸流ファンであってもよいし、ファンに代えてブロアであってもよい。
図3(a)及び(b)に示すように、本体部30の内部は、区画壁31によって区画された送風室32A及び制御室32Bを有する。送風室32Aは、第1部分33の底壁34、第1側壁35、及び区画壁31により囲まれた上方が開口する空間である。制御室32Bは、本体部30の制御装置10Bを構成する底壁34、第2側壁36、区画壁31、及び上壁37により囲まれた閉空間である。送風室32Aには、送風機50が配置されている。制御室32Bには、各制御回路基板23,24が配置されている。第1側壁35は、送風装置10Aを構成する底壁34の外周縁から立ち上り、区画壁31に繋がれている。第1側壁35において区画壁31と横方向Xに対向する部分には、送風機50から吐出された空気を排出する第2開口部の一例である排気部35aが設けられている。排気部35aは、第1側壁35から横方向Xに突出した円筒形状を有し、チューブ11(図1参照)が取り付けられる。第2側壁36は、制御装置10Bを構成する底壁34の外周縁から立ち上り、区画壁31に繋がれている。上壁37は、制御装置10Bを構成する底壁34と対向している。上壁37には、表示部21及び操作部22が取り付けられている。図3(a)に示すとおり、区画壁31は、上方が開口している凹部31aを有する。
第1制御回路基板23は、制御装置10Bを構成する底壁34に取り付けられている。第2制御回路基板24は、上壁37の下面に取り付けられている。
送風機50は、駆動源となるモータ51、モータ51の出力軸51aに取り付けられた羽根車52、及び羽根車52を収容するケース53を有する。ケース53の吸込口53aは、隙間を介して底壁34と対向している。ケース53の吐出口53bは、排気部35aに接続されている。
第2部分40は、送風室32Aの上方の開口を覆うように第1部分33に嵌め合わせられている。第2部分40は、送風装置10Aを構成する底壁34と対向する上壁41と、上壁41の外周縁から垂下する側壁42とを有する。上壁41には、第1開口部の一例である吸気孔41aが設けられている。側壁42は、上壁41の外周縁全周に亘って設けられている。区画壁31を覆う側壁42は、凹部31aに入り込んでいる。
図3(a)に示すように、第1部分33の区画壁31及び第1側壁35と、第2部分40の側壁42とは、隙間を介して対向している。区画壁31及び第1側壁35と側壁42とは、高さ方向Zにおいて第1部分33及び第2部分40を相対移動させるための可動部25を構成している。可動部25はスライド構造を備えている。
区画壁31及び第1側壁35と側壁42との間には、送風室32Aを密閉するための弾性部材38が設けられている。弾性部材38の一例は、Oリングである。図3(c)及び(d)に示すように、弾性部材38は、区画壁31の取付凹部31b及び第1側壁35の取付凹部35bに収容されている。取付凹部31b及び取付凹部35bは連続している。弾性部材38は、第1部分33及び第2部分40により圧縮されている。側壁42における区画壁31及び第1側壁35との対向面には、グリスが塗布されている。
次に、図3及び図4を参照して、送風装置10Aの形態について説明する。
送風装置10Aは、患者P(図1参照)が手動で第1部分33及び第2部分40を相対移動させることにより、図3(a)に示す第1形態と、図4に示す第2形態とに変更可能である。
図3(a)に示す送風装置10Aの第1形態では、第1部分33の底壁34側に第2部分40が接近した状態、より詳細には、第1部分33及び第2部分40の高さ方向Zにおける相対移動範囲において、第1部分33の底壁34と第2部分40の上壁41とが最も接近した状態である。言い換えれば、送風装置10Aの第1形態は、第1部分33と第2部分40とにより囲まれた閉空間となる送風室32Aの容積が最も小さくなる状態である。図3(a)に示すとおり、第1部分33の区画壁31及び第1側壁35は、第2部分40の上壁41と側壁42とにより囲まれた空間に収容されている。
図4に示す送風装置10Aの第2形態では、第1部分33の底壁34から第2部分40が第1形態よりも離れた状態、より詳細には、第1部分33及び第2部分40の高さ方向Zにおける相対移動範囲において、第1部分33の底壁34と第2部分40の上壁41とが最も離れた状態となる。言い換えれば、送風装置10Aの第2形態では、第1部分33と第2部分40とにより囲まれた閉空間となる送風室32Aの容積が最も大きくなる状態となる。送風装置10Aの第2形態では、第1部分33の区画壁31及び第1側壁35の上端部のみが第2部分40の上壁41と側壁42とにより囲まれた空間に収容されている。言い換えれば、送風装置10Aの第2形態では、第1形態において収容された第1部分33の区画壁31及び第1側壁35が第2部分40から突出した形態である。
患者Pは、流体制御装置1を使用する場合、図3(a)の第1形態の送風装置10Aの第2部分40を上方にスライドさせて図4の第2形態に変更させる。その後、患者Pは、マスク12(図1参照)を装着し、操作部22を操作することによって送風機50を駆動させる。これにより、図4の太線矢印に示すように、送風装置10Aの外部の空気が吸気孔41aを介して送風室32Aに流入する。送風室32Aに流入した空気は、送風機50のケース53の吸込口53aを介してケース53内に流入し、羽根車52の回転によって吐出口53bに排出される。吐出口53bから排出された空気は、排気部35a及びチューブ11(図1参照)を介してマスク12に供給される。
流体制御装置1の使用後、患者Pは、第2部分40の上壁41と第1部分33の底壁34とが接近するように第1部分33に対して第2部分40をスライドさせることにより、第2形態の送風装置10Aを第1形態に変更する。
本実施形態の作用について説明する。
送風装置10Aの騒音を低減するためには、送風装置10A内の透過損失を増加させることが好ましい。透過損失が増加する度合は、吸気孔41aの開口面積に対する送風室32Aの容積が大きくなるにつれて高くなる。このため、透過損失を増加させるためには、吸気孔41aの開口面積を小さくする第1の方法と、送風室32Aの容積を大きくする第2の方法とが考えられる。第1の方法では、空気が吸気孔41aを通過するときの流動抵抗が大きくなるので、送風機50の吐出流量が減るおそれがある。送風機50の吐出流量の低下を防ぐため、送風機50の回転速度を速くすることが考えられる。しかし、送風機50の回転速度が速くなることにともない騒音が増大してしまう。一方、第2の方法では、空気が吸気孔41aを通過するときの流動抵抗が大きくならないので、送風機50の回転速度を速くする必要がない。このため、送風機50の騒音の増大を防ぐことができる。しかし、送風室32Aの容積を大きくしたままであると、常時、送風装置10Aが大型化してしまい、例えば送風機50が非駆動時において患者Pが送風装置10Aを携帯する場合にバッグ等への収納が難しくなる。
そこで、本実施形態の送風装置10Aは、患者Pが送風装置10Aを使用するときには送風装置10Aを第1形態から第2形態に変更し、送風装置10Aを使用しないときには送風装置10Aを第2形態から第1形態に変更する。これにより、送風装置10Aの使用時における第1部分33及び第2部分40により囲まれた空間である送風室32Aの容積は、第1形態における送風室32Aの容積に比べ、図4の網掛け部分の容積分だけ大きくなる。すなわち、送風室32Aは、拡張型サイレンサを構成している。このため、送風機50が駆動した場合、送風機50の騒音は、拡張された送風室32Aに伝播するため、透過損失が増加する。したがって、送風装置10Aの騒音を低減できる。そして送風装置10Aの非使用時では、送風装置10Aが使用時における送風装置10Aに比べ、筐体20が小型になるため、患者Pが送風装置10Aを携帯する場合にバッグ等へ収容しやすくなる。
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1−1)送風装置10Aは、筐体20の内部の容積を可変するように筐体20が伸縮可能に構成されている。このため、送風機50の駆動時に送風装置10Aが第2形態を取ることで筐体20が伸ばされて筐体20の内部の容積が大きくなることにより、使用時における送風装置10A及び流体制御装置1の静粛性の低下を抑制できる。また、送風機50の非駆動時、例えば患者Pが送風装置10Aを携帯する場合に送風装置10Aが第1形態を取ることで筐体20を縮められて筐体20の内部の容積を小さくなる。これにより、筐体20が小型になるため、非使用時における送風装置10A及び流体制御装置1の携帯性を高めることができる。
(1−2)筐体20は、送風機50の駆動時に第1部分33及び第2部分40により囲まれた内部空間の容積を大きくすることにより、内部空間の容積の増加分、消音効果が得られる。このため、使用時における送風装置10A及び流体制御装置1の静粛性の低下を抑制できる。また、送風機50の非駆動時、例えば患者Pが送風装置10A及び流体制御装置1を携帯する場合に第1部分33及び第2部分40により囲まれた内部空間の容積を小さくすることにより、筐体20が小型になる。このため、非使用時における送風装置10A及び流体制御装置1の携帯性を高めることができる。
(1−3)筐体20は、第1部分33及び第2部分40を相対移動させることによって、第1部分33及び第2部分40により囲まれた内部空間の容積を容易に変更できる。
(1−4)送風装置10Aの第1形態では、第1部分33の区画壁31及び第1側壁35が第2部分40の上壁41と側壁42とにより囲まれた空間に収容されている。これにより、第1部分33の区画壁31及び第1側壁35が第2部分40の上壁41と側壁42とにより囲まれた空間に収容されない構成に比べ、第1形態における筐体20の小型化を図ることができる。
(1−5)第1部分33の第1側壁35には、第1側壁35と第2部分40の側壁42との間を密閉する弾性部材38が取り付けられている。このため、送風室32Aの空気が第1側壁35と側壁42との間を介して筐体20の外部に漏れることを抑制できる。したがって、送風装置10Aの流量特性の低下を抑制できる。
(1−6)表示部21及び操作部22が第1部分33の上壁37に設けられている。すなわち、表示部21及び操作部22が第2部分40以外、かつ本体部30において第2部分40から露出した部分に設けられている。このため、第1制御回路基板23と第2制御回路基板24との相対移動がない。したがって、表示部21及び操作部22が第2部分40に設けられた構成、すなわち第1制御回路基板23と第2制御回路基板24とが相対移動する構成に比べ、第1制御回路基板23と第2制御回路基板24との電気的な接続構成を簡素化できるとともに電気的な接続の信頼性を高めることができる。
(第2実施形態)
図5及び図6を参照して、送風装置10A及び流体制御装置1の第2実施形態について説明する。本実施形態の送風装置10A及び流体制御装置1は、第1実施形態の送風装置10A及び流体制御装置1に比べ、第1部分33に隔壁部60が追加された点が異なる。なお、本実施形態において、上記第1実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明を適宜省略する。また同じ構成部材同士の関係についてもその説明を適宜省略する。
図5に示すように、隔壁部60は、区画壁31及び第1側壁35の上端部に設けられ、送風装置10Aを構成する底壁34と対向している。隔壁部60は、第1部分33(区画壁31及び第1側壁35)と一体に形成されている。送風室32Aは、隔壁部60、区画壁31、第1側壁35、及び底壁34により構成されている。
隔壁部60は、送風室32Aと送風室32Aの外部の空間とを連通する連通部61を有する。連通部61の一例は、隔壁部60を高さ方向Zに貫通する貫通孔である。連通部61の開口面は、第2部分40の吸気孔41aの開口面と対向している。連通部61の開口面積は、任意に設定可能である。一例では、連通部61の開口面積は、吸気孔41aの開口面積と等しい。
図5に示す送風装置10Aの第1形態では、隔壁部60と第2部分40の上壁41とが接近している。図5では、隔壁部60と上壁41とが接触している。なお、送風装置10Aの第1形態において、隔壁部60と上壁41との高さ方向Zの間に隙間が形成されていてもよい。
図6に示す送風装置10Aの第2形態では、第1部分33に対して第2部分40が上方にスライドすることにより、隔壁部60と第2部分40の上壁41とが高さ方向Zにおいて離れる。これにより、筐体20には、第2部分40の上壁41、側壁42、及び隔壁部60により囲まれた空間である消音器空洞26が形成される。すなわち、筐体20は、送風装置10Aの第2形態において、送風室32Aに拡張型サイレンサが追加された形態となる。送風装置10Aの第2形態において、隔壁部60は、送風室32Aと、消音器空洞26とを隔てている。
送風機50が駆動した状態では、図6の太線矢印により示すように、送風装置10Aの外部の空気が吸気孔41aを介して消音器空洞26に流入する。吸気孔41aを通過した空気は、消音器空洞26及び連通部61を介して送風室32Aに流入する。送風室32Aに流入した空気は、送風機50の吸込口53aにより吸い込まれる。送風機50は、吐出口53bを介してチューブ11(図1参照)に空気を供給する。
以上記述したように、本実施形態によれば、第1実施形態の効果に加え、以下の効果を奏する。
(2−1)筐体20は、送風室32Aと消音器空洞26とを隔てる隔壁部60を有する。隔壁部60は、第1部分33の送風室32Aと第2部分40の内部空間とを連通する連通部61を有する。消音器空洞26には、送風機50、第1制御回路基板23、及び第2制御回路基板24(ともに図4参照)が配置されない。これにより、消音器空洞26内の音波が送風機50、第1制御回路基板23、及び第2制御回路基板24によって反射されない。このため、送風機50に起因する消音器空洞26内の音波及びその反射波によって消音器空洞26内の音波の挙動が複雑化することを抑制できる。したがって、消音器空洞26内のサイレンサの特性を作りやすくなる。したがって、送風装置10Aの静粛性を高めやすい消音器空洞26を設計しやすくなる。なお、サイレンサの特性の一例は、透過損失と周波数との関係である。消音器空洞26内の音波の挙動を単純化することにより、透過損失と周波数との関係が単純化される。
(2−2)第2部分40の吸気孔41aの開口面と隔壁部60の連通部61の第2部分40側の開口面とが対向している。このため、吸気孔41aの開口面と連通部61の第2部分40側の開口面とが対向していない構成に比べ、消音器空洞26内の音の反射を予測しやすいので、消音器空洞26内のサイレンサの特性を作りやすくなる。
(第3実施形態)
図7〜図10を参照して、送風装置10A及び流体制御装置1の第3実施形態について説明する。本実施形態の送風装置10A及び流体制御装置1は、第1実施形態の送風装置10A及び流体制御装置1に比べ、筐体の構成、特に第1部分に対する第2部分の移動方向が異なる。なお、本実施形態において、上記第1実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明を適宜省略する。また、同じ構成部材同士の関係についてもその説明を適宜省略する。
図7に示すように、装置本体10(送風装置10A)の筐体20Aは、第1部分70、第2部分80、及び隔壁部60を有する。隔壁部60は、第1隔壁部75x(図9参照)及び第2隔壁部90を有する。第2隔壁部90は第1部分70に取り付けられ、第2部分80は第2隔壁部90に取り付けられている。図7に示す送風装置10Aの第1形態から図8に示す送風装置10Aの第2形態に変更する場合、第2隔壁部90が第1部分70に対して横方向Xに移動し、第2部分80が第2隔壁部90に対して横方向Xに移動する。
図9に示すように、第1部分70の内部は、区画壁71によって区画された送風室72及び制御室73を有する。送風室72及び制御室73は、横方向X及び高さ方向Zに直交する縦方向Yに並べられている。このように、制御装置10Bは、第1部分70内に収容されている。第1部分70は、平面視において矩形状の底壁74と、底壁74の外周縁から立ち上がる側壁75と、底壁74と対向している上壁76(図7参照)とを有する。区画壁71は、横方向Xに対向している2つの側壁75間に亘り延びている。区画壁71には、貫通孔71aが設けられている。第1隔壁部75xは、横方向Xにおいて第1部分70と第2隔壁部90との間に配置され、縦方向Yに延びている。第1隔壁部75xは、送風室72と、第2部分80内の空間とを隔てている。第1隔壁部75xには、内側吸気孔75aが設けられている。制御室73を構成する横方向Xに延びる側壁75には、第2開口部の一例である排気部75bが設けられている。排気部75bは、縦方向Yにおいて貫通孔71aと対向している。送風室72に配置された送風機50のケース53の吐出側の部分は、貫通孔71a及び排気部75bに挿入されている。
図7に示すように、上壁76には、表示部21及び操作部22が設けられている。上壁76は、送風室72及び制御室73の両方を上側から覆う。このため、上壁76の平面視における面積は、第1及び第2実施形態の筐体20の上壁37の平面視における面積よりも大きい。図示はしていないが、第2制御回路基板24は、上壁76の下面における送風室72及び制御室73に対応する部分に取り付けられている。
図9に示すように、第2隔壁部90は、第1隔壁部75xと第2部分80との間に配置されている。第2隔壁部90は、横方向Xにおいて第1部分70の側壁75と対向する側壁91と、側壁91の外周縁から横方向Xに第1部分70に向けて延びる周壁92とを有する。周壁92には、外側吸気孔94が設けられている。外側吸気孔94の開口面積は、任意に設定可能である。一例では、外側吸気孔94の開口面積は、内側吸気孔75aの開口面積と等しい。側壁91には、連通部93が設けられている。連通部93の一例は、側壁91を横方向Xに貫通する貫通孔である。連通部93は、側壁91において内側吸気孔75aと対向する位置よりも外側吸気孔94側に位置している。連通部93の開口面積は、任意に設定可能である。一例では、連通部93の開口面積は、内側吸気孔75aの開口面積と等しい。
第2隔壁部90は、第1部分70の右端部を覆っている。周壁92は、横方向Xに延びる2つの側壁75、底壁74、及び上壁76と隙間を介して対向している。第2隔壁部90の周壁92と、第1部分70のうちの横方向Xに延びる2つの側壁75、底壁74、及び上壁76とは、横方向Xにおいて相対移動可能な第1可動部27Aを構成している。周壁92と、縦方向Yの2つの側壁75、底壁74、及び上壁76との間には、第1部分70と第2隔壁部90との間を密閉するための弾性部材38Aが設けられている。弾性部材38Aの一例は、Oリングである。弾性部材38Aは、第1部分70に取り付けられている。周壁92における横方向Xに延びる2つの側壁75、底壁74、及び上壁76との対向面には、グリスが塗布されている。
第2部分80は、横方向Xにおいて第2隔壁部90の側壁91と対向する側壁81と、側壁81の外周縁から横方向Xに第2隔壁部90に向けて延びる周壁82とを有する。第2部分80は、第2隔壁部90を第2隔壁部90から見て第1部分70が位置していない側から覆っている。図9に示す送風装置10Aの第1形態では、周壁82は、外側吸気孔94を覆っている。周壁82は、第2隔壁部90の周壁92と隙間を介して対向している。第2部分80の周壁82と第2隔壁部90の周壁92とは、横方向Xにおいて相対移動可能な第2可動部27Bを構成している。第2部分80の周壁82と第2隔壁部90の周壁92との間には、第2隔壁部90と第2部分80との間を密閉するための弾性部材38Bが設けられている。弾性部材38Bの一例はOリングである。弾性部材38Aは、第2隔壁部90に取り付けられている。第2部分80の周壁82における第2隔壁部90の周壁92との対向面には、グリスが塗布されている。なお、第1可動部27A及び第2可動部27Bは、第1部分70及び第2部分80を相対移動させるための可動部を構成している。
図9に示す送風装置10Aの第1形態では、第2部分80の側壁81と周壁82とにより囲まれた空間内に第2隔壁部90が収容され、第2隔壁部90の側壁91と周壁92とにより囲まれた空間内に第1部分70の右側部分が収容される。より詳細には、第1部分70の右側部分及び第2隔壁部90が第2部分80の側壁81と周壁82とにより囲まれた空間内に収容されている。また外側吸気孔94は、側壁75及び周壁92と対向している。このため、外側吸気孔94は、筐体20Aの外部に露出せず、かつ送風室72と連通していない。
図9に示す送風装置10Aの第1形態から図10に示す送風装置10Aの第2形態に変更するとき、患者P(図1参照)は、第2部分80を横方向Xにスライドさせる。これに伴い、第2隔壁部90が横方向Xにスライドする。これにより、第2部分80及び第2隔壁部90が第1部分70から横方向Xに離れるとともに第2部分80が第2隔壁部90から横方向Xに離れる。言い換えれば、送風装置10Aの第1形態において収容された第1部分70の右側部分が第2隔壁部90から突出し、第1形態において収容された第2隔壁部90が第2部分80から突出している。
図10に示すように、送風装置10Aの第2形態では、第1隔壁部75xと第2隔壁部90との間に吸入路28が形成される。すなわち吸入路28は、第1部分70の外部に形成される。また送風装置10Aの第2形態では、外側吸気孔94が第1部分33よりも横方向Xの外側に位置し、第2部分80の周壁82が外側吸気孔94よりも横方向Xの外側に位置する。このため、外側吸気孔94が筐体20Aの外部に露出するとともに吸入路28と連通する。吸入路28は、内側吸気孔75aを介して送風室72、より詳細には送風機50の吸込口53aと連通する。このため、吸入路28は、外側吸気孔94と吸込口53aとを連通する。
第2部分80と第2隔壁部90との間には、第2隔壁部90の側壁91と第2部分80とにより囲まれた空間である消音器空洞29が形成される。消音器空洞29は、連通部93を介して吸入路28と連通している。消音器空洞29は、吸入路28と平行して縦方向Yに延びている。すなわち筐体20Aは、送風装置10Aの第2形態において分岐型サイレンサを有する。消音器空洞29は、消音器空洞29の長手方向において連通部93から外側吸気孔94側に延びる第1空洞部29aと、連通部93から内側吸気孔75a側に延びる第2空洞部29bとを含む。消音器空洞29の長手方向において第1空洞部29aの長さL1と第2空洞部29bの長さL2とは互いに異なる。図10に示すとおり、第1空洞部29aの長さL1は、第2空洞部29bの長さL2よりも長い。本実施形態の送風装置10Aは、第2形態において送風装置10Aの騒音のうちの1000kHz以上かつ5000kHz以下の周波数のうちの2種類の特定の周波数の音波を効果的に低減できるように消音器空洞29の通路断面積と、第1空洞部29aの長さL1及び第2空洞部29bの長さL2が設定されている。なお、第1空洞部29aの長さL1及び第2空洞部29bの長さL2は、低減すべき周波数の騒音に応じて任意に変更可能である。例えば、第1空洞部29aの長さL1が第2空洞部29bの長さL2よりも短くてもよい。
本実施形態の作用について説明する。
送風装置10Aが第2形態で送風機50が駆動する場合、羽根車52の回転騒音(卓越音)が発生する。卓越音の周波数は、羽根車52の回転速度と羽根車52の羽根枚数との積に基づいて算出される。卓越音は、送風室32A、吸入路28、及び外側吸気孔94を経て筐体20の外部に伝播する。ここで、送風室32Aから吸入路28に伝播した卓越音は、吸入路28における内側吸気孔75aと連通部93との間の通路28aを経て連通部93を介して消音器空洞29に伝播する。ここで、通路28aの通路断面積は、一定であるため、通路28aを伝播する卓越音の音波が徐々に平面波に変化する。平面波となった卓越音が連通部93を介して消音器空洞29の第1空洞部29a及び第2空洞部29bに分岐して伝播する。第1空洞部29aに伝播した卓越音は、第1空洞部29aの端壁となる第2部分80の周壁82で反射して連通部93に戻る。第2空洞部29bに伝播した卓越音は、第2空洞部29bの端壁となる第2部分80の周壁82で反射して連通部93に戻る。連通部93から吸入路28に戻った卓越音は、吸入路28の卓越音と重ね合わせられることにより、打ち消し合う。
ここで、第1空洞部29aの長さL1は、送風機50のモータ51(羽根車52)の第1回転速度における卓越音を打ち消す位相、すなわち吸入路28の卓越音の位相と逆位相となるように設定されている。第2空洞部29bの長さL2は、モータ51(羽根車52)の第1回転速度とは異なる第2回転速度における卓越音を打ち消す位相となるように設定されている。このため、第1回転速度又は第2回転速度で送風機50が駆動しているときの卓越音が低減される。なお、第1回転速度及び第2回転速度における卓越音の周波数は、1000kHz以上かつ5000kHz以下である。
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(3−1)第1隔壁部75xと第2隔壁部90との間に吸入路28が形成され、第2隔壁部90と第2部分80との間に消音器空洞29が形成される。このため、消音器空洞29が送風室72の外部に形成されるため、消音器空洞29がサイレンサ専用の空間となる。したがって、消音器空洞29によって消音効果が高められ、送風装置10A及び流体制御装置1の静粛性の低下を抑制できる。
(3−2)吸入路28の通路28aの通路断面積が一定となる。このため、通路28aを伝播する卓越音の音波が平面波になる。これにより、消音器空洞29の第1空洞部29a及び第2空洞部29bによって吸入路28に伝播する卓越音を打ち消しやすくなる。
(3−3)送風装置10Aの第1形態において第2部分80の周壁82が第2隔壁部90の外側吸気孔94を覆う。このため、外側吸気孔94を介して第1部分70と第2隔壁部90との間、及び送風室72にごみ等の異物が進入しにくくなる。
(3−4)第2隔壁部90が第1部分70に相対移動可能に取り付けられている。これにより、吸入路28の容積を可変にできるため、送風機50の非駆動時、例えば患者Pが送風装置10A及び流体制御装置1を携帯する場合に吸入路28の容積を小さくできる。したがって、筐体20Aが小型になるため、非使用時における送風装置10A及び流体制御装置1の携帯性を高めることができる。
(3−5)第1部分70に対する第2隔壁部90の移動方向と、第2隔壁部90に対する第2部分80の移動方向とが同一方向であるため、患者Pが所定の一方向に第2隔壁部90及び第2部分80を移動させることにより、吸入路28と消音器空洞29とが形成される。このため、吸入路28と消音器空洞29とを形成するための患者Pの操作が容易となる。
(3−6)第1部分70の側壁75と第2隔壁部90の周壁92との間は、弾性部材38Aによって封止されている。このため、送風室72及び吸入路28から筐体20の外部に空気が漏れることを抑制できる。また第2隔壁部90の周壁92と第2部分80の周壁82との間は、弾性部材38Bによって封止されている。このため、消音器空洞29から筐体20Aの外部に空気が漏れることを抑制できる。したがって、送風装置10Aの流量特性の低下を抑制できる。
(3−7)送風装置10Aの第1形態では、第2部分80の側壁81と周壁82とにより囲まれた空間に第2隔壁部90及び第1部分70の右側部分が収容されている。このため、第2部分80の側壁81と周壁82とにより囲まれた空間に第2隔壁部90及び第1部分70の右側部分が収容されていない構成に比べ、第1形態における筐体20Aの小型化を図ることができる。
(第4実施形態)
図11及び図12を参照して、送風装置10A及び流体制御装置1の第4実施形態について説明する。本実施形態の送風装置10A及び流体制御装置1は、第3実施形態の送風装置10A及び流体制御装置1に比べ、第2部分80に仕切部100が追加された点が異なる。なお、本実施形態において、上記第3実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明を適宜省略する。また、同じ構成部材同士の関係についてもその説明を適宜省略する。
図12(a)に示すように、仕切部100は、送風装置10Aの第2形態における消音器空洞29を縦方向Yにおける外側吸気孔94側の空間である第1空洞部29aと、内側吸気孔75a側の空間である第2空洞部29bとを仕切る。図12(b)に示すように、仕切部100は、回動可能な仕切板101と、仕切板101を回動方向に付勢する弾性体102とを有する。仕切板101の回動軸101aは、第2部分80の凹部81aに取り付けられている。凹部81aには、仕切板101の回動を規制する規制部81bが設けられている。規制部81bの一例は、凹部81aから仕切板101の回動経路に突出した突起である。弾性体102の一例は、コイルばねである。弾性体102の一方の端部は仕切板101に取り付けられ、弾性体102の他方の端部は第2部分80の側壁81に取り付けられている。
図11(a)及び(b)に示す送風装置10Aの第1形態では、仕切部100は、第2隔壁部90の側壁91によって第2部分80の側壁81に向けて押されるため、仕切板101が弾性体102を強く圧縮した状態となる。図12(a)及び(b)に示す送風装置10Aの第2形態では、仕切部100は、第2隔壁部90の側壁91から第2部分80の側壁81が離れることに伴い、弾性体102の付勢力によって仕切板101が回動する。そして仕切板101は規制部81bにより回動が規制される。本実施形態の送風装置10Aは、第2形態において送風装置10Aの騒音のうちの1000kHz以上かつ5000kHz以下の周波数のうちの1種類の特定の周波数の音波を効果的に低減できるように消音器空洞29の第1空洞部29aの通路断面積及び長さL1が設定されている。なお、送風装置10Aの第2形態において、仕切板101と第2隔壁部90の側壁91との間に隙間が形成されてもよい。
本実施形態の作用について説明する。
送風装置10Aの第2形態で送風機50が駆動する場合、送風機50が発生する卓越音が連通部93を介して消音器空洞29に伝播するとき、仕切板101によって消音器空洞29の第2空洞部29bに伝播しにくくなる。このため、卓越音は、第1空洞部29aに伝播し、第1空洞部29aの端壁となる第2部分80の周壁82に反射して連通部93を介して吸入路28に戻る。吸入路28に戻った卓越音は、吸入路28の卓越音と打ち消し合う。
以上記述したように、本実施形態によれば、第3実施形態の効果に加え、以下の効果を奏する。
(4−1)仕切部100によって消音器空洞29の第1空洞部29aによって第1回転速度の送風機50の卓越音が打ち消される。したがって、狙った特定の周波数の卓越音のみを低減できる。
(第5実施形態)
図13及び図14を参照して、送風装置10A及び流体制御装置1の第5実施形態について説明する。本実施形態の送風装置10A及び流体制御装置1は、第1実施形態の送風装置10A及び流体制御装置1に比べ、筐体の構成及び筐体に消音器が外付けで追加された点が異なる。なお、本実施形態において、上記第1実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明を適宜省略する。また、同じ構成部材同士の関係についてもその説明を適宜省略する。
図13に示すように、送風装置10Aは、筐体20Bを有する。筐体20Bは、本体部30A及び消音器110を有する。消音器110は、本体部30Aに対して着脱可能に取り付けられる。一例では、図13に示すとおり、消音器110は、本体部30Aの排気部35aに取り付けられる。本体部30Aの排気部35aの外周部には、消音器110が取り付けられるための雄ねじ35cが設けられている。なお、消音器110は、排気部35aに代えて、吸気孔39xに取り付けられてもよい。この場合、吸気孔39xが排気部35aと同様の構成を有する。
本体部30Aは、上壁39A及び側壁39Bを有する。側壁39Bは、第1開口部の一例である吸気孔39xと、第2開口部の一例である排気部35aとが設けられている。本体部30Aは、上壁39A、側壁39B、及び底壁(図示略)により密閉された内部空間を有する。内部空間は、第1実施形態の本体部30のように区画壁31によって送風室32A及び制御室32Bに区画されている(図3(b)参照)。また第1実施形態の第1部分33と同様に、送風室32Aに送風機50が配置され、制御室32Bに第1制御回路基板23が配置されている(図3(b)参照)。第2制御回路基板24(図3(a)参照)は、上壁39Aの下面に取り付けられている。図13に示すとおり、上壁39Aには、表示部21及び操作部22が設けられている。なお、本実施形態の本体部30Aは、送風室32A及び制御室32Bは、第3実施形態の送風室72及び制御室73のように縦方向Yに並べられている。送風機50のケース53は、第3実施形態のように区画壁31に設けられた貫通孔(図示略)に挿入されて排気部35aに取り付けられる。
消音器110は、長手方向に貫通する空洞を有する略円筒形状に形成されている。消音器110は、本体部30Aの雄ねじ35cに取り付けられる雌ねじ111を有する第1接続部112と、チューブ11(図1参照)に接続される第2接続部113と、第1接続部112及び第2接続部113を接続する可動部114とを有する。可動部114は、第1接続部112と第2接続部113との間を密閉可能かつ伸縮可能に連結している。このため、可動部114は、第1接続部112と第2接続部113とを消音器110の長手方向に接近及び離間可能に連結している。可動部114の形状の一例は、蛇腹状である。
送風装置10Aは、図14(a)に示す第1形態と図14(b)に示す第2形態とに変更可能である。図14(a)に示すように、送風装置10Aの第1形態では、消音器110の可動部114が縮んだ状態、すなわち消音器110の内部空間の容積が小さい状態となる。図14(b)に示すように、送風装置10Aの第2形態では、消音器110の可動部114が伸びた状態、すなわち消音器110の内部空間の容積が大きい状態となる。
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(5−1)送風機50の駆動時に消音器110の可動部114を伸ばすことによって消音器110の内部空間の容積を大きくして消音器110の内部に空洞を形成する。この空洞がサイレンサの機能を有するため、使用時における送風装置10A及び流体制御装置1の静粛性の低下を抑制できる。また、送風機50の非駆動時、例えば患者Pが送風装置10A及び流体制御装置1を携帯する場合に、患者Pが消音器110を本体部30Aから取り外して消音器110の可動部114を縮めることによって消音器110の容積を小さくする。これにより、筐体20Bが小型になるため、非使用時における送風装置10A及び流体制御装置1の携帯性を高めることができる。
(変形例)
上記各実施形態に関する説明は、本発明の送風装置及び流体制御装置が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明の送風装置及び流体制御装置は、例えば以下に示される上記各実施形態の変形例、及び相互に矛盾しない少なくとも2つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。
・第1及び第2実施形態において、可動部25の構成は任意に変更可能である。例えば、可動部25の構成は、以下の(A1)及び(A2)のように変更してもよい。
(A1)図15(a)に示すように、可動部120は、第1部分33及び第2部分40を高さ方向Zにおいて連結し、高さ方向Zに伸縮可能な蛇腹構造である。図15(a)に示す送風装置10Aの第1形態では、可動部120は圧縮されて縮む。これにより、第1部分33及び第2部分40が接近した状態となる。図15(b)に示す送風装置10Aの第2形態では、可動部120は引っ張られて伸びる。これにより、第1部分33及び第2部分40が離れた状態となる。送風装置10Aの第2形態では、可動部120が第1形態の可動部120に比べて伸びた分、筐体20の内部の容積が増加する。一方、送風装置10Aの第1形態では、可動部120が第2形態の可動部120に比べて縮んだ分、筐体20の外郭の大きさが減少する。これにより、第1実施形態の(1−1)の効果と同様の効果を奏する。
(A2)図16(a)に示すように、可動部130は、第1部分33及び第2部分40を高さ方向Zにおいて連結し、高さ方向Zに伸縮可能である。可動部130は、折り曲げ可能な軟質部131と、軟質部131の折り曲げをガイドするとともに第2部分40を支持する複数のガイド機構132(図16では4つのガイド機構132)とを有する。軟質部131は、例えばシリコンラバーにより形成される。ガイド機構132は、第1部分33の第1側壁35及び第2部分40の側壁42に取り付けられる。ガイド機構132の一例は、図16(b)に示す2つの菱形を形成するように互いに連結された8本の支柱133を有する。各支柱133は、両端部で他の支柱133と回動可能に連結される。図16(a)に示す送風装置10Aの第1形態では、第1部分33及び第2部分40が互いに接近するため、ガイド機構132の各菱形が潰れた状態となる。図16(b)に示す送風装置10Aの第2形態では、第1部分33及び第2部分40が互いに離れるため、ガイド機構132が2つの菱形を形成する。ガイド機構132は、例えば各支柱133の回動部分の摩擦力により図16(a)に示す各支柱133の姿勢及び図16(b)に示す各支柱133の姿勢を保持する。
・第3実施形態において、内側吸気孔75aと連通部93との位置関係は任意に変更可能である。一例では、内側吸気孔75aの開口面と連通部93の開口面とが対向してもよい。この場合、図17(b)に示すように、送風装置10Aが第2形態において、送風室72から連通部93に伝播する卓越音を平面波にするための延長通路140を筐体20Aが有することが好ましい。延長通路140は、吸入路28の内側吸気孔75aから送風室72側に向けて延びている。延長通路140の通路断面積は、任意に設定可能である。一例では、延長通路140の通路断面積は、吸入路28の通路断面積と等しい。延長通路140は、消音器空洞29と連通する。すなわち第2隔壁部90の連通部93は、横方向Xにおいて内側吸気孔75aと対向する位置に設けられている。
図17(a)及び(b)に示すように、延長通路140は、第2隔壁部90の側壁91から横方向Xに延びる第1壁141と、第1部分70の側壁75から横方向Xに沿って送風室72側に延びる第2壁142と、第1部分70の底壁74と、上壁76(図8参照)とにより構成される。延長通路140は、第1壁141、第2壁142、第1部分70の底壁74、上壁76、及び第2隔壁部90の周壁92により構成されている。
この構成によれば、延長通路140を伝播する卓越音が平面波になる。これにより、消音器空洞29の第1空洞部29a及び第2空洞部29bによって吸入路28の卓越音を打ち消しやすくなる。
・第4実施形態において、仕切部100の構成は任意に変更可能である。例えば、図18(a)及び(b)に示すように、仕切部として、第2隔壁部90の側壁91及び第2部分80の側壁81に連結され、横方向Xに伸縮可能な蛇腹状の伸縮壁83であってもよい。図18(a)に示す送風装置10Aの第1形態では、第2隔壁部90と第2部分80とが互いに接近することによって伸縮壁83が縮む。図18(b)に示す送風装置10Aの第2形態では、第2隔壁部90と第2部分80とが互いに離れることによって伸縮壁83が伸びる。
・第1〜第4実施形態において、送風機50の排気側にサイレンサが設けられてもよい。例えば、送風機50の排気側のサイレンサの構成は、以下の(B1)及び(B2)が挙げられる。
(B1)図19(a)及び(b)に示すように、第1部分33の第1側壁35に第1開口部の一例である吸気孔35dが設けられ、第2部分40の上壁41に第2開口部の一例である排気孔41bが設けられてもよい。図19(a)に示す送風装置10Aの第1形態では、第2部分40の側壁42が第1部分33の吸気孔35dを覆う。図19(b)に示す送風装置10Aの第2形態では、側壁42が吸気孔35dよりも上方に移動するため、吸気孔35dが筐体20の外部に露出する。また図20(b)に示すように、送風機50の吐出口53bは、第1側壁35よりも内側に位置している。図20(a)に示すように、送風装置10Aの第2形態では、第1形態に比べ、排気孔41bと連通する送風室32Aの容積が増大する拡張型サイレンサを構成する。
(B2)図21(b)に示すように、第1隔壁部75xと第2隔壁部90との間に排出路150が形成され、第2隔壁部90と第2部分80との間に消音器空洞29が形成されてもよい。第1隔壁部75xの一例は、第1部分70のうちの第2隔壁部90側の側壁として第1部分70と一体に設けられる。排出路150は、送風機50の吐出口53bと第2隔壁部90に設けられた第2開口部の一例である排気孔95とを連通する。連通部93は、消音器空洞29と排出路150とを連通する。消音器空洞29は、消音器空洞29の長手方向において連通部93よりも排気孔95側の空洞である第1空洞部29aと、連通部93よりも吐出口53b側の空洞である第2空洞部29bとを含む。このように、送風装置10Aの第2形態では、分岐型サイレンサを構成する。なお、連通部93の位置は任意に設定可能である。一例では、図21(b)に示すとおり、連通部93は、縦方向Yにおいて吐出口53bよりも排気孔95寄りに位置している。このため、消音器空洞29の第1空洞部29aの長さL1は、第2空洞部29bの長さL2よりも短い。なお、図21(a)及び(b)に示す送風装置10Aでは、第1部分70の上壁76(図8参照)に、送風室72と連通する第1開口部の一例である吸気孔(図示略)が形成される。
図21(a)に示す送風装置10Aの第1形態では、第2部分80の側壁81と周壁82とにより囲まれた空間に第2隔壁部90が収容され、第2隔壁部90の側壁91と周壁92とにより囲まれた空間に第1部分70の吐出口53bが設けられている側の部分が収容される。図21(a)では、第2部分80の側壁81と周壁82とにより囲まれた空間に第2隔壁部90及び第1部分70の吐出口53bが設けられている側の部分が収容される。
図21(b)に示す送風装置10Aの第2形態では、第1部分70の側壁75と第2隔壁部90の側壁91とが互いに離れることにより排出路150が形成され、第2隔壁部90の側壁91と第2部分80の側壁81とが互いに離れることにより、消音器空洞29が形成される。
この構成によれば、送風装置10Aの第2形態では、排出路150が第1部分70の外部に形成されるため、排出路150と連通する消音器空洞29が第1部分70の外部に形成される。このため、消音器空洞29がサイレンサ専用の空間となるため、消音効果が高められる。したがって、使用時における送風装置10A及び流体制御装置1の静粛性の低下を抑制できる。また、送風装置10Aの第1形態、例えば患者Pが送風装置10A及び流体制御装置1を携帯する場合には、排出路150の容積を小さくすることにより、筐体20Aが小型になるため、非使用時における送風装置10A及び流体制御装置1の携帯性を高めることができる。
・第1実施形態において、第1部分33及び第2部分40の取付構造は、任意に変更可能である。例えば、第1部分33及び第2部分40の取付構造は、以下の(C1)及び(C2)のように変更してもよい。なお、第2実施形態の送風装置10A、第3及び第4実施形態の送風装置10Aにおける第1部分70及び第2隔壁部90の取付構造と、第2隔壁部90と第2部分80の取付構造とについても同様に変更できる。
(C1)図22(a)及び(b)に示すように、第1部分33の区画壁31及び第1側壁35は、第1凹部35e及び第2凹部35fを有する。第1凹部35e及び第2凹部35fは、区画壁31及び第1側壁35の全周に亘り形成される。第1凹部35e及び第2凹部35fは、高さ方向Zにおいて間隔を空けて位置している。第2部分40の側壁42は、第1凹部35e及び第2凹部35fに嵌め合い可能な凸部42bを有する。凸部42bは、側壁42の下端部において側壁42の全周に亘り形成される。図22(a)に示す送風装置10Aの第1形態では、第1凹部35eと凸部42bとが嵌り合う。図22(b)に示す送風装置10Aの第2形態では、第2凹部35fと凸部42bとが嵌り合う。このように送風装置10Aの第1形態及び第2形態において各凹部35e,35fと凸部42bとが嵌り合うことにより、第1部分33と第2部分40との高さ方向Zの相対位置を保持できる。
(C2)図23並びに図24(a)及び(b)に示すように、第1部分33は、フランジ部35g、フランジ部35gに設けられた複数の切欠部35h、及び切欠部35hに対応する位置に設けられた複数の爪部35iを有する。また第1部分33には、フランジ部35gの下面及び第1側壁35の外面に接触するように環状の弾性部材38Cが取り付けられる。なお、便宜上、図23から弾性部材38を省略している。爪部35iは、弾性部材38Cよりも下方に位置する。図24(a)及び(b)に示すように、第2部分40の側壁42は、弾性部材38Cと爪部35iとの間に挟み込まれる一対の突起部42cを有する。一対の突起部42cは、側壁42の下端部において側壁42の全周に亘り形成される。図24(a)に示す送風装置10Aの第1形態では、一対の突起部42cが爪部35iの上端部よりも下方に位置する。図24(b)に示す送風装置10Aの第2形態では、一対の突起部42cが爪部35iと弾性部材38Cとに挟まれる。このとき、一対の突起部42cは爪部35iによって弾性部材38Cに向けて押されている。これにより、一対の突起部42cと弾性部材38Cとの密閉性が高められる。したがって、第1部分33の第1側壁35と第2部分40の側壁42との間から空気が漏れることが抑制されるため、送風装置10Aの流量特性の低下を抑制できる。
・第2実施形態では、隔壁部60が第1部分33と一体に形成されたが、隔壁部60の構成はこれに限られず、任意に変更可能である。例えば、隔壁部60が第2部分40と一体に形成されてもよい。また、隔壁部60は、第1部分33及び第2部分40とは個別に形成されてもよい。要するに、隔壁部60は、第1部分33内の空間と第2部分40内の空間とを隔てることが可能な構成であればよい。
・第5実施形態において、消音器110の可動部114の構成は任意に変更可能である。例えば、消音器110は、筒状の第1接続部112と、第1接続部112を収容する筒状の第2接続部113とを有する。可動部は、蛇腹状の可動部に代えて、例えば第1実施形態の筐体20の第1部分33及び第2部分40を相対移動な可動部25であるスライド構造のように、第1接続部112及び第2接続部113が相対移動可能な構成としてもよい。
・第5実施形態において、送風装置10Aは、筐体20Bに代えて第1〜第4実施形態の筐体20,20Aを有してもよい。
・各実施形態において、第1部分33が送風機50のケース53の一部を構成してもよい。
・第3及び第4実施形態において、外側吸気孔94の位置は任意に変更可能である。例えば、図25(a)に示すように、外側吸気孔94は、第2部分80の周壁82に形成されてもよい。この場合、図25(b)に示すように、吸入路28は、第2隔壁部90と第2部分80との間に形成される。第2隔壁部90において内側吸気孔75aと対向する部分には、中間吸気孔96が設けられている。吸入路28において中間吸気孔96と連通部93との間には、通路断面積が一定となる通路28aが形成される。通路28aは、吸入路28における中間吸気孔96から連通部93までに亘る通路である。中間吸気孔96付近には、内側吸気孔75aに挿入可能な仕切壁97が第2隔壁部90と一体に形成される。仕切壁97は、図25(a)に示す送風装置10Aが第1形態の場合では送風室72に位置し、図25(b)に示す送風装置10Aが第2形態の場合では第1部分70の側壁75と第2隔壁部90との間の空間を仕切る。このため、消音器空洞29は、第1部分70の側壁75と第2隔壁部90と仕切壁97とにより囲まれた空間として形成される。消音器空洞29は、連通部93に対して外側吸気孔94側の空間である第1空洞部29aと、連通部93に対して仕切壁97側の空間である第2空洞部29bとを有する。この構成によれば、第3実施形態の効果と同様の効果が得られる。なお、第1空洞部29aの長さL1及び第2空洞部29bの長さL2は、低減すべき周波数の騒音に応じて任意に変更可能である。第4実施形態において、外側吸気孔94が第2部分80の周壁82に形成された場合、仕切部100は、第1隔壁部75xと第2隔壁部90との間に設けられる。
・図21の送風装置10Aにおいて、排気孔95の位置は任意に変更可能である。例えば、図26(a)に示すように、排気孔95が第2部分80の周壁82に設けられてもよい。この場合、図26(b)に示すように、排出路150は、第2隔壁部90と第2部分80との間に形成される。第2隔壁部90において吐出口53bと対向する部分には、内側排気孔98が形成される。内側排気孔98付近には、第1部分70における第2隔壁部90側の側壁75に挿入可能な仕切壁99が第2隔壁部90と一体に形成される。仕切壁99は、図26(a)に示す送風装置10Aが第1形態の場合では送風室72に位置し、図26(b)に示す送風装置10Aが第2形態の場合では第1部分70の側壁75と第2隔壁部90との間の空間を仕切る。このため、消音器空洞29は、第1部分70の側壁75と第2隔壁部90と仕切壁99とにより囲まれた空間として形成される。消音器空洞29は、連通部93よりも排気孔95側の空間である第1空洞部29aと、連通部93よりも仕切壁99側の空間である第2空洞部29bとを有する。なお、第1空洞部29aの長さL1及び第2空洞部29bの長さL2は、低減すべき周波数の騒音に応じて任意に変更可能である。
・第3及び第4実施形態において、ヘルツホルム型サイレンサを採用してもよい。具体的には、連通部93から消音器空洞29に繋がる一部分(消音器空洞29における吸入路28と連通する入口部分)の通路断面積を、消音器空洞29の他の通路断面積よりも十分小さくする。これにより、第3実施形態の同様の効果が得られる。
・第3及び第4実施形態において、制御装置10Bは、送風機50の回転速度(モータ51の回転速度)を複数段階に変更可能としてもよい。また送風装置10Aは、筐体20Aの容積を複数段階に変更可能としてもよい。具体的には、送風装置10Aは、第2隔壁部90と第2部分80とにより囲まれた消音器空洞29の容積を複数段階に変更可能としてもよい。一例では、送風機50の回転速度の設定段階と消音器空洞29の容積の設定段階とを関連付ける。この場合、消音器空洞29の容積で決められる透過損失の周波数特性において透過損失が0になる周波数を避けた送風機50の回転速度に設定する。好ましくは、消音器空洞29の容積で決められる透過損失の周波数特性において透過損失が最大となる周波数に送風機50の回転速度を設定する。
この構成によれば、筐体20Aの内部の容積を変更することにより、送風機50の回転速度に基づく透過損失が0になる周波数を避けることができる。したがって、使用時における送風装置10Aの静粛性の低下を抑制できる。
・第1〜第4実施形態において、送風装置10Aの可動部25,27A,27Bは、駆動源としてのモータと、モータの出力軸の回転を直進運動に変更する回転直進変換機構とを有してもよい。操作部22の操作に基づいて可動部25,27A,27Bは第1形態と第2形態とを変更する。一例では、可動部25,27A,27Bは、操作部22の操作によって流体制御装置1の電源を入れる操作、又は送風機50を駆動させる操作が行われたときに第1形態から第2形態に変更する。このモータによって第2形態における筐体20,20A内の容積の増加量を患者Pに応じて変更してもよい。一例では、送風機50の回転速度に応じて第2形態における筐体20,20A内の容積の増加量を変更する。これにより、患者Pに適した送風機50の回転速度で回転させたときの騒音特性に応じて騒音を抑制できる。
・各実施形態において、送風装置10Aは、送風装置10Aの形態を患者Pに報知する報知部をさらに有してもよい。報知部の一例は、筐体20(20A,20B)に設けられた発光部である。送風装置10Aが第2形態の場合、発光部が発光する。発光部の一例は、発光ダイオード(LED)である。
・各実施形態において、送風装置10Aと、制御装置10Bとが個別に形成されてもよい。この場合、送風装置10Aと制御装置10Bとが分離されて構成されてもよい。分離された送風装置10A及び制御装置10Bは、ハーネス等の有線又は電波等の無線により電気的に接続されてもよい。
1…流体制御装置、10A…送風装置、11…チューブ、12…マスク、20,20A,20B…筐体、25,114,120,130…可動部、27A…第1可動部(可動部)、27B…第2可動部(可動部)、28…吸入路、33,70…第1部分、35a…排気部(第2開口部)、39x…吸気孔(第1開口部)、40,80…第2部分、35d,41a…吸気孔(第1開口部)、41a…排気孔(第2開口部)、50…送風機、53a…吸込口、53b…吐出口、60…隔壁部、61,93…連通部、75b…排気孔(第2開口部)、75x…第1隔壁部、90…第2隔壁部、94…外側吸気孔(第1開口部)、95…排気孔(第2開口部)、100…仕切部、110…消音器、150…排出路。

Claims (15)

  1. 送風機と、
    前記送風機の駆動によって流体を流入する第1開口部及び前記送風機の駆動によって前記流体を吐出する第2開口部を有し、前記送風機を収容する筐体と、
    を備え、
    前記筐体は、前記筐体の内部の容積を可変するように伸縮可能である
    送風装置。
  2. 前記筐体は、前記送風機が配置された第1部分と、前記第1部分の一方向を覆う第2部分とを有し、
    前記筐体は、前記第1部分及び前記第2部分により囲まれた内部空間の容積を可変するように伸縮可能である
    請求項1に記載の送風装置。
  3. 前記筐体は、前記第1部分及び前記第2部分が相対移動する可動部を有する
    請求項2に記載の送風装置。
  4. 前記筐体は、前記第1部分内の空間と前記第2部分内の空間とを隔てる隔壁部を有し、
    前記隔壁部は、前記第1部分内の空間と前記第2部分内の空間とを連通する連通部を有する
    請求項2又は3に記載の送風装置。
  5. 前記第2部分は、前記第1開口部又は前記第2開口部を有し、
    前記連通部における前記第2部分側の開口面は、前記第2部分が有する前記第1開口部又は前記第2開口部の開口面と対向している
    請求項4に記載の送風装置。
  6. 前記第1開口部と前記送風機の吸込口とを連通する吸入路をさらに有し、
    前記隔壁部は、第1隔壁部及び第2隔壁部を有し、
    前記第1隔壁部は、前記第1部分と前記第2隔壁部との間に配置され、
    前記第2隔壁部は、前記第1隔壁部と前記第2部分との間に配置され、
    前記第1部分は、前記第2開口部を有し、
    前記吸入路は、前記第1隔壁部と前記第2隔壁部との間、若しくは前記第2隔壁部と前記第2部分との間に形成される
    請求項4に記載の送風装置。
  7. 前記第2開口部と前記送風機の吐出口とを連通する排出路をさらに有し、
    前記隔壁部は、第1隔壁部及び第2隔壁部を有し、
    前記第1隔壁部は、前記第1部分と前記第2隔壁部との間に配置され、
    前記第2隔壁部は、前記第1隔壁部と前記第2部分との間に配置され、
    前記第1部分は、前記第1開口部を有し、
    前記排出路は、前記第1隔壁部と前記第2隔壁部との間、若しくは前記第2隔壁部と前記第2部分との間に形成される
    請求項4に記載の送風装置。
  8. 前記第2隔壁部は、前記第1部分に相対移動可能に取り付けられている
    請求項6又は7に記載の送風装置。
  9. 前記第2部分は、前記第2隔壁部に相対移動可能に取り付けられ、
    前記第1部分に対する前記第2隔壁部の移動方向と、前記第2隔壁部に対する前記第2部分の移動方向とは同一方向である
    請求項8に記載の送風装置。
  10. 前記第2部分は、前記第2隔壁部と前記第2部分とにより構成される内部空間を仕切る仕切部を有する
    請求項6〜9のいずれか一項に記載の送風装置。
  11. 前記可動部は、前記第1部分と前記第2部分との内部空間を密封可能となるように前記第1部分と前記第2部分とを連結し、前記第1部分と前記第2部分との相対移動方向に伸縮可能である
    請求項3、又は請求項3を引用する請求項4〜10のいずれか一項に記載の送風装置。
  12. 前記可動部は、前記第1部分及び前記第2部分の一方を他方に収容させる第1形態と、収容された前記第1部分及び前記第2部分の一方を他方から突出させる第2形態とに前記第1部分及び前記第2部分を相対移動可能である
    請求項3、又は請求項3を引用する請求項4〜11のいずれか一項に記載の送風装置。
  13. 前記筐体は、前記第1開口部又は前記第2開口部に着脱可能に取り付けられる消音器をさらに含み、
    前記消音器は、前記消音器の内部の容積を可変するように伸縮可能である
    請求項1〜12のいずれか一項に記載の送風装置。
  14. 前記送風機の回転速度を複数段階に設定可能であり、
    前記筐体は、前記筐体の内部の容積を複数段階に変更可能である
    請求項1〜13のいずれか一項に記載の送風装置。
  15. 請求項1〜14のいずれか一項に記載の送風装置と、
    前記送風装置の前記第2開口部とマスク又は鼻ニューカレとを繋ぎ、前記第2開口部からの気体を前記マスク又は前記鼻ニューカレに供給するチューブと
    を備える流体制御装置。
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