JPWO2018190159A1 - 送風装置及び流体制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
(1−4)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。
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。
(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。
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。
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。
(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。
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。
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。
(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。
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。
(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。
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。
(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。
・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。
Claims (15)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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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