CPAP装置的制作方法

文档序号:12282276阅读:756来源:国知局
CPAP装置的制作方法

本发明涉及用于治疗睡眠呼吸暂停综合症的CPAP(Continuous Positive Airway Pressure:持续气道正压通气)装置。



背景技术:

为了治疗睡眠呼吸暂停综合症,使用了将面罩放到脸上而通过风扇将空气强制性地送入呼吸道中的CPAP装置。作为这种CPAP装置,通常采用这种构造:将内置有风扇的主体装置放置在远离人体的位置处,并且该主体装置与放在脸上的面罩之间通过软管连接,经由该软管送入空气。开发出了各种形状的面罩并投放到市场上,患者可以任意选择并使用适合其脸型或符合其喜好的口罩。

在这种结构的CPAP装置的情况下,存在需要定期清洗软管且主体装置是不便于搬运的大小等一些课题,违背了必须每天持续使用的治疗方法,对于患者来说也不便于使用,因此成为大多不会被持续使用的治疗器械中的一种。

在专利文献1中尝试提供一种可实现小型且轻量化并且便于搬运的CPAP装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013-150684号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

由于CPAP装置是在患者睡眠时使用的装置,因此要求肃静性。因此,在CPAP装置中需要这样的结构:将风扇内置于壳体内,而且在该壳体的空气流入口与风扇之间降低空气的流入音。在降低空气的流入音时,可以考虑这样的结构:利用吸音构件形成环绕的空气流路,并且在空气流经该空气流路的期间吸收流入音。但是,虽然对于CPAP装置来说小型化和轻量化的因素很重要,但如果要实现小型化,则存在流入音变大这样的问题。

本发明鉴于上述情况,目的在于提供一种同时实现了小型化及轻量化和流入音的充分降低的CPAP装置。

用于解决问题的手段

用于达成上述目的的本发明的CPAP装置的特征在于,具备,壳体,其具有空气流入口和空气流出口;风扇,其内置于所述壳体中,通过将空气吸入并送出而使空气从壳体的空气流出口流出;以及吸音构件,其内置于所述壳体中,具有板形状的空气流路,降低从壳体的空气流入口流入的空气的流入音而将所述空气送入所述风扇。

在本发明的CPAP装置中形成有通过吸音构件围绕的板形状的空气流路。因此,不会损害小型化和轻量化,且实现了空气的流入音的充分降低。

在此,在本发明的CPAP装置中,所述吸音构件优选的是如下这样的吸音构件:在设用下述平面剖切吸音构件时的空气流路的截面积为S,并以t为参数而设空气流路的横向宽度a和高度b分别为

[算式1]

[算式2]

时,空气流路具有

[算式3]

4≤t≤160

的范围内的截面形状,其中,所述平面是在对流经所述空气流路的空气流进行遮挡的方向上扩展的平面。

通过将空气流路设置成以t为参数时的上述形状,有效降低了空气流入音。

另外,在本发明的CPAP装置中,优选的是,上述吸音构件还是所述空气流路具有

[算式4]

6≤t≤30

的范围内的截面形状的吸音构件。

通过将空气流路设置成该优选的范围内的形状,空气流入音进一步降低。

另外,在本发明的CPAP装置中,优选的是,上述吸音构件还是所述空气流路具有

[算式5]

10≤t≤16

的范围内的截面形状的吸音构件。

如果将空气流路设置成达到该更加优选的范围的扁平的形状,则空气流入音进一步大幅减低。

在此,在本发明的CPAP装置中,优选的是,还具备以与所述吸音构件的2个面中的至少一个面接触的方式架设的线,其中,所述吸音构件的2个面彼此隔开高度b的量而对置,并且扩展地形成空气流路。

本发明的CPAP装置具有被吸音构件围绕的板形状的空气流路。在吸音构件中,为了提高吸音性能,采用了比较柔软而易于变形的发泡材料等。因此,当空气在该空气流路内流动时,该空气流路内的气压下降,互相对置且扩展而形成空气流路的2个面被互相吸引而靠近,从而存在空气流路变窄或者空气流路被压溃的担忧。因此,如果如上述那样具备线,则吸音构件的变形被抑制,能够确保所希望的空气流路。

另外,在本发明的CPAP装置中,优选的方式是,所述吸音构件是具有与该吸音构件的其它部分相比相对硬质的面形成层的吸音构件,所述面形成层形成所述所述吸音构件的2个面中的至少一个面,其中,所述吸音构件的2个面彼此隔开高度b的量而对置,并且扩展地形成空气流路。

这样,可以通过仅将面对空气流路的部分设置成硬质的层来确保空气流路。

而且,在本发明的CPAP装置中,优选的是,所述吸音构件在2个面中的至少一个面上具有朝向这2个面中的另一个面突出的突起,其中,该2个面彼此隔开高度b的量而对置,并且扩展地形成空气流路。

如果形成这样的突起,则该突起担负起对所面对的面进行支承的功能,从而能够进一步可靠地确保空气流路。

发明的效果

根据以上的本发明,能够实现同时兼顾小型化及轻量化和流入音的充分降低的CPAP装置。

附图说明

图1是作为本发明的一个实施方式的CPAP装置的整体结构图。

图2是示出图1所示的CPAP装置的使用状态的说明图。

图3是消音器被安装于送风单元的状态的立体图。

图4是将互相分离的状态的送风单元和消音器配置成安装姿势并示出的立体图。

图5是将互相分离的状态的送风单元和消音器配置成安装姿势并示出的立体图。

图6是送风单元和消音器的侧视图。

图7是本实施方式的CPAP装置的控制框图。

图8是将送风单元上下反转并打开底壳进行示出的送风单元的分解立体图。

图9是送风单元的壳体的表示第1室内的结构的分解立体图。

图10是示出构成送风单元的壳体的底壳和内置或安装于该底壳上的部件的分解立体图。

图11是示出组装有第2吸音构件和吸入口罩等的状态的底壳的内表面的俯视图。

图12是送风单元的壳体的表示第2室内的结构的分解立体图。

图13的(A)是从空气流出口侧观察的送风单元的侧视图,图13的(B)是沿着图13的(A)所示的箭头B-B的剖视图。

图14的(A)是从向软管送入空气的空气送入口侧观察的排出侧的消音器的侧视图,图14的(B)是沿着图14(A)所示的箭头C-C的剖视图。

图15的(A)是从消音器的空气送入口侧观察安装有消音器的状态下的送风单元和该消音器的侧视图,图15的(B)是沿着图15的(A)所示的箭头D-D的剖视图,图15的(C)是沿着图15的(B)所示的箭头E-E的剖视图。

图16是消音器的整流板部分的剖视图。

图17是消音器的整流板部分的剖视图。

图18是消音器的整流板部分的半径方向端的部分的剖视图。

图19是消音器的整流板部分的半径方向端的部分的剖视图。

图20是示出本发明人使消音器的流路长度、截面形状、吸音构件厚度进行各种变化时的吸音性能的图。

图21是表示针对截面形状系数t的吸音性能比和流量损失比的图。

图22是示出用于抑制第2吸音构件变形的线的张设方式的变形例的图。

图23是示出第1吸音构件的变形例的图。

图24是示出吸入侧的消音器的变形例的图。

图25是示出排出侧的消音器的变形例的立体图。

具体实施方式

以下,对本发明的实施方式进行说明。

图1是作为本发明的一个实施方式的CPAP装置的整体结构图,图2是示出图1所示的CPAP装置的使用状态的说明图。但是,在图2中,省略了图1所示的控制单元80的图示。

该CPAP装置100具备送风单元10、消音器60、软管70、控制单元80以及线缆90。如图2所示,该CPAP装置100在下述状态下使用:通过带消音器60的软管70将送风单元10和面罩200连接起来,将面罩200戴在患者300的脸上,并将送风单元10放置在患者300的寝具上或旁边。软管70例如是长度为大约50cm的软管。

图3~图5是送风单元和消音器的立体图,图6是送风单元和消音器的侧视图。在此,图3是消音器被安装于送风单元的状态的立体图,图4、图5是将互相分离的状态的送风单元和消音器配置成安装姿势并示出的立体图。图6是图4、图5所示的状态的侧视图。

在送风单元10的壳体11中内置有后述的涡轮风扇50(参照图7、图9)。并且,在该壳体11上形成有:空气流入口11a,其使待送入该涡轮风扇50的空气流入壳体11内;和呈圆筒形状突出的空气流出口11b,其使从该涡轮风扇50送出的空气流出。

消音器60装卸自如地安装于送风单元10的壳体11的空气流出口11b上,承担着降低从送风单元10流出并通过该消音器60的空气的流出音的功能。在该消音器60上形成有空气接收口61,该空气接收口61形成为接收送风单元10的呈圆筒形状突出的空气流出口11b的圆形的孔,并且接收从空气流出口11b流出的空气。另外,在该消音器60上形成有空气送入口62,该空气送入口62呈圆筒形状突出,将通过该消音器60后的空气送入软管70。在该空气送入口62上安装有软管70。平常在分解该CPAP装置100并收纳、搬运时,消音器60保持安装于软管70的状态被从送风单元10卸下。

在将消音器60安装于送风单元10时,送风单元10的空气流出口11b和消音器60的空气接收口61被连结。详细情况在后面叙述,但在该CPAP装置100中,形成有2个跨越送风单元10和消音器60延伸的空气的气压传递通道。在送风单元10中设置有从该壳体11的与消音器60进行安装的安装面11c露出的2个连接器12,并且该连接器12设置在这2个气压传递通道的送风单元10侧的端部。这2个连接器12是将2个气压传递通道的送风单元10侧的部分和消音器60侧的部分连结起来的连接器。另外,与此相对应,在消音器60的与送风单元10进行安装的安装面63上,设置有2个筒状的连接器64。这2个连接器64设置在2个气压传递通道的消音器60侧的端部。当消音器60被安装于送风单元10时,除了送风单元10的空气流出口11b和消音器60的空气接收口61被连结在一起外,送风单元10的2个连接器12和消音器60的2个连接器64也分别被连结在一起,从而形成跨越消音器60和送风单元10延伸的2个气压传递通道。

送风单元10的安装面11c被圆筒形的连结筒11d围绕。另外,消音器60的安装面63也被圆筒形的连结筒65围绕。但是,消音器60的连结筒65具有使送风单元10的连结筒11d嵌入其内侧的尺寸,在消音器60的安装面63与连结筒65之间,设置有供送风单元10的连结筒11d进入的圆形的槽661。

在送风单元10的连结筒11d的外表面两侧形成有卡合突起11e。另一方面,在消音器60的连结筒65上形成有供该卡合突起11e进入的卡合孔66。在该卡合孔66的两侧形成有切入部67,卡合孔66的部分通过这些切入部67形成为悬臂梁形状,从而能够进行适度的挠曲。

在保持图4、图5所示的姿势将消音器60抵靠于送风单元10时,送风单元10的连结筒11d进入消音器的连结筒65中,连结筒11d的卡合突起11e嵌入连结筒65的卡合孔66中,由此,消音器60被安装于送风单元10。

在要将消音器60从送风单元10卸下时,如果按住送风单元10用力牵拉消音器60,则消音器60被从送风单元10卸下。

图7是本实施方式的CPAP装置的控制框图。

在此,示出了从送风单元10经由消音器60和软管70进而通过面罩200流动的空气流路AF、和该CPAP装置100的主要构成要素。

在送风单元10中,在该空气流路AF上具备:空气过滤器20,其将从壳体11的空气流入口11a流入的空气中的尘埃除去;吸入侧消音器40,其降低空气的流入音;以及涡轮风扇50,其将空气送出,关于该涡轮风扇50,由于叶片等转子部被空气动压轴承支承成旋转自如,因此能够高速旋转,且实现了小型化和轻量化。并且,参照图3~图6进行说明的消音器60与吸入侧消音器40不同,其是使从壳体11的空气流出口11b流出的空气的流出音降低的排出侧的消音器,被设置成与送风单元10分体且相对于送风单元10装卸自如。

从涡轮风扇50送出的空气从壳体11的空气流出口11b流出,经由排出侧的消音器60和软管70被送入面罩200。送入面罩200的空气随着患者的吸气动作被送入患者的呼吸道,并且由于患者的呼气动作而通过泄放孔201(相应地参照图2)排出到外部。

在此,送风单元10的壳体11被划分为第1室11A和第2室11B,其中,在所述第1室11A中,配置有上述的空气过滤器20、吸入侧消音器40和涡轮风扇50而形成空气流路AF,在所述第2室11B中配置有以下说明的中继基板30。另外,在该壳体11上形成有用于将该第2室11B内保持为大气压的孔11f(相应地参照图5)。第1室11A由于涡轮风扇50的动作而使得该第1室11A内的气压变动。与此相对,第2室11B被保持成相对于第1室11A密封并且形成有孔11f,因此与涡轮风扇50的动作无关地始终保持为大气压。

在配置于该第2室11B中的中继基板30上,搭载有压力传感器31和流量传感器32。如前所述,在送风单元10和排出侧的消音器60中设置有跨越它们而延伸的气压传递通道911。该气压传递通道911的中途通过送风单元10侧的连接器12和排出侧的消音器60侧的连接器64的结合而被连接起来。排出侧的消音器60的内部的气压经由该气压传递通道911被传递至压力传感器31和流量传感器32,来测定该部分的压力和流量。这些测定结果经由线缆90被传递至控制单元80。在控制单元80中内置有用户界面81、控制基板82以及蓄电池83。另外,在该控制单元80中具备AC适配器连接端子84(相应地参照图1)。

如图1所示,用户界面81具有多个操作按钮81a和显示画面81b。患者一边确认显示画面81b一边操作操作按钮81a,除了固定模式和自动模式外,还可以设定由医师指定的从涡轮风扇50送出的空气的压力范围和涡轮风扇50的开关定时等。在此,固定模式是将从涡轮风扇50送出的空气的压力固定为指定压力的模式,自动模式是这样的模式:根据由压力传感器31或流量传感器32检测出的压力或流量的变化来检测出患者的呼吸状态,并对应于患者的呼吸状态在指定的压力范围内使压力变化。

在用户界面81上设定的信息被输入控制基板82。另外,由压力传感器31或流量传感器32测定出的空气压或空气流量也被输入控制基板82。在控制基板82中,根据这些信息计算出涡轮风扇50的每单位时间的转速。然后,生成用于使涡轮风扇50以计算出的转速旋转的风扇驱动信号,并将该风扇驱动信号经由线缆90和送风单元10内的中继基板30传递至涡轮风扇50。涡轮风扇50以与该传递过来的风扇驱动信号相对应的转速旋转。

另外,内置于控制单元80中的蓄电池83是具有能够使该CPAP装置100工作1次睡眠时间即8小时的容量的蓄电池。通过搭载该蓄电池,即使在一晚上都无法获得商用电力的环境下也能够使用。该蓄电池被从与AC适配器连接端子84连接的AC适配器(未图示)充电。

以下,对送风单元和排出侧的消音器的详细结构进行说明。

图8是将送风单元上下反转并打开底壳进行示出的送风单元的分解立体图。

该送风单元10的壳体11由底壳111、主体壳112、盖113、吸入口罩114以及排出口罩115构成。当打开底壳111时,在其内侧显示出收纳有涡轮风扇50等的第1室11A(相应地参照图7)。在该图8中示出了从开口41a观察的涡轮风扇50的空气取入口531,所述开口41a设置于在第1室11A内构成吸入侧消音器40(参照图7)的顶侧吸音构件41上。详细情况在后面叙述。如图所示,底壳111通过4根螺钉191螺钉紧固于主体壳112。送风单元10侧的圆筒形的连结筒11d(参照图6)在底壳111和主体壳112上被分成两部分,并且通过将底壳111螺钉紧固于主体壳112而形成为圆筒形。另外,排出口罩115的消音器60侧的面成为与该消音器60进行安装的安装面11c(相应地参照图4)。

构成该壳体11的盖113也被螺钉紧固于主体壳112。在打开该盖113时,显示出在其内部收纳有中继基板30的第2室11B(参照图7)。在后面叙述第2室11B。

图9是送风单元的壳体的表示第1室内的结构的分解立体图。在该图9中,省略了底壳111(参照图8)的图示。该图9也与图8相同地上下反转后示出。

在主体壳112的内侧形成有第1室11A。在此,在该图9中没有显示第2室11B(参照图7),在此所示的整个区域都是第1室11A。第2室11B形成该主体壳112的第2室11B的底板。并且是由底壁112a、立壁112b以及盖113包围且通过打开盖113而显现的空间。

第1室11A被立壁112b分成主要配置吸入侧消音器40(参照图7)的第1划分区111A和配置涡轮风扇50的第2划分区112A。第2室11B与第1室11A的第1划分区111A上下重合。第1室11A的第2划分区112A不与第2室11B重合,并且具有可收纳涡轮风扇50的大小的容积。这样,通过使第2室11B与第1室11A中的配置吸入侧消音器40的第1划分区111A重合,在空气流入口11a(例如参照图5)与涡轮风扇50之间确保了吸音所需要的较长的空气流路。另外,形成了不与第2室11B重合且确保了大容积的第2划分区112A,并将涡轮风扇50收纳于此。通过这些配置,实现了该送风单元10的紧凑化。第1室11A和第2室11B通过配线91相互连接,所述配线91穿过设在立壁112b上的孔(未图示)。在此,关于配线91,仅示出了穿过立壁112b的部分。该配线91被硅橡胶制的护孔环21包围,防止了空气从第1室11A与第2室11B之间的、配线91的周围泄漏。另外,在主体壳112的与底壳111相接的端面上形成有除了配置排出口罩115的部位外大致遍及一周地延伸的槽112c。另外,在底壳111的与主体壳112相接的端面上也形成有同样地延伸的槽111a(参照图10)。以嵌入这些槽112c和槽111a双方的方式配置有硅橡胶制的圆绳22。另外,排出口罩115被粘接于主体壳112和底壳111。由此,防止了空气从空气流入口11a(参照图5)以外的部分吸入、或者空气从空气流出口11b(参照图4)以外的部分喷出。

另外,在该主体壳112上形成有3个凸台112d、112e、112f。在这3个凸台112d、112e、112f各自的中央形成有连接第1室11A和第2室11B的孔112i、112j、112k(参照图12)。在这些凸台112d、112e、112f上分别连接有各连接器123、124、125,并且各连接器123、124、125分别与硅管231、233、234的一端连接。这些硅管231、233、234和另1根硅管232是形成气压传递通道911(参照图7)的送风单元10侧部分的部件,其中,该气压传递通道911跨越该送风单元10和排出侧的消音器60延伸。硅管231的一端与连接器123连接,另一端与和排出侧的消音器60连结的2个连接器12中的一个连接器121连接。另外,硅管232的一端与分支类型的连接器126连接,另一端与2个连接器12中的另一个连接器122连接。剩余的2根硅管233、234的一端与各连接器124、125连接,另一端都与分支类型的连接器126连接。即,在消音器60中,2个气压传递通道经由2个连接器12延伸,形成其中1个气压传递通道的硅管231经由连接器123与第2室11B连接。另外,另1个气压传递通道经由硅管232并在连接器126处分支成两岔,进而经由2根硅管233、234并通过各连接器124、125与第2室11B连接。

另外,在主体壳112上,在与连接器123、124、125连接的3个凸台112d、112e、112f的附近还设置有多个凸台112g。这些凸台112g用于限制硅管233、234的通过路径。

在第2划分区112A中配置有围绕涡轮风扇50的海绵制的覆盖件24,涡轮风扇50被收纳于在该覆盖件24上形成的孔241内。该覆盖件24担负着这样的功能:防止与涡轮风扇50的旋转相伴随的振动传递至壳体11。另外,该覆盖件24还担负着吸音的功能。涡轮风扇50以被覆盖件24围绕的方式进行配置,其空气排出口542与在构成壳体11的排出口罩115上形成的空气流出口11b连接。在涡轮风扇50中具备电路基板514,在从第2室11B延伸到第1室11A内的配线91的第1室11A侧的末端具备的未图示的连接器与搭载在电路基板514上的连接器515连接。

另外,在第1划分区111A中配置有吸入侧消音器40(参照图7)。在该图9中,示出了构成该吸入侧消音器40的吸音构件中的第1吸音构件41。该第1吸音构件41在其下表面(在图9中为向上的面)上形成有宽度a×高度b的平板上的空气流路411。该第1吸音构件41扩展至与收纳在第2划分区112A中的涡轮风扇50重合的位置。并且,在该第1吸音构件41上,在与涡轮风扇50重合的位置形成有2个开口41a、41b。开口41a是用于将空气流路411与涡轮风扇50的空气取入口531相连的开口。另外,开口41b是用于避免与涡轮风扇50的突起591发生干涉的开口。对于在该第1吸音构件41上设置的宽度a×高度b的板形状的空气流路411,在后面详细考察。

图10是示出构成送风单元的壳体的底壳和内置或安装于该底壳上的部件的分解立体图。

底壳111是与主体壳112一起形成第1室11A的部件。在该底壳111内,配置有构成吸入侧消音器40(参照图7)的第2吸音构件42。该第2吸音构件42的朝向第1吸音构件41(参照图9)侧的面42a形成为平面。因此,将第1吸音构件41和第2吸音构件42组合而成的吸入侧消音器40的空气流路411具有形成于第1吸音构件41的宽度a×高度b的截面。

另外,在该底壳111上形成有空气取入口111b。形成有空气流入口11a的吸入口罩114以夹着空气过滤器20(相应地参照图7)的方式安装在该空气取入口111b上。

在底壳111的内部形成有多个加强用的肋111c。与此相对应,在第2吸音构件42的朝向底壳111的内壁面的一侧的面(图10的向下的面)上,形成有用于避开肋111c的槽(未图示)。另外,在这些肋111c的长度方向的两端部,设置有朝向第1室11A内突出的突起111d。与此相对应,在第2吸音构件42上,在其槽的两端部形成有狭缝42b,所述狭缝42b用于使设在肋111c的两端部的突起111d突出。另外,在该底壳111上,在空气流动的下游侧的位置也设置有突起111e。而且,在吸入口罩114的与底壳111的空气取入口111b相连的开口114a的上缘也设置有突起114b。

图11是示出组装有第2吸音构件42和吸入口罩114等的状态的底壳的内表面的俯视图。

在此,利用从设置于第2吸音构件42的狭缝42b突出的底壳111的突起111d和其它突起111e、114b(相应地参照图10),张紧架设有琴钢线等较细的线25。该线25以沿着第2吸音构件42的朝向第1吸音构件41(参照图9)且形成空气流路411(参照图9)的面42a的方式张紧延伸。该线25用于防止第2吸音构件42变形。当空气在形成于第1吸音构件41与第2吸音构件42之间的空气流路411中流动时,空气流路411内的气压降低,使该空气流路411变窄的朝向的力作用于第1吸音构件41和第2吸音构件42,其中,第1吸音构件41与第2吸音构件42构成了吸入侧消音器40。因此,在本实施方式中,通过张紧架设线25,防止了第2吸音构件42的变形。对于第1吸音构件41,在本实施方式中,使用了虽然吸音性能稍微降低但是坚硬而难以变形的材质的吸音构件。在本实施方式中,由此防止了空气流路411被压溃,维持了所希望的空气流路411。

图12是送风单元的壳体的表示第2室内的结构的分解立体图。在此,省略了第1室11A(参照图9)内的构成要素和壳体11的底壳111(参照图8)的图示。

如前所述,在打开壳体11的盖113时,被该盖113和主体壳112包围的第2室11B显现。盖113通过4根螺钉192螺钉紧固于主体壳112。在盖113上形成有半圆形的切口113a。在主体壳112的对应的部分上也形成有半圆形的切口112h。因此,在将盖113安装于主体壳112时,在该部分形成圆形的供线缆90通过的孔。线缆90被橡胶环92围绕且通过该孔而进入第2室11B。

另外,在该第2室11B中收纳有压力传感器31。该压力传感器31具有筒311。该压力传感器31是通过将该压力传感器31放置于大气压气氛中来测定筒311内的空气压的传感器。该筒311被插入设置于主体壳112的孔112k中。该孔112k是在突出到第1室11A内的凸台112f(参照图9)的中央形成的孔。在该凸台112f上嵌入有连接器125。该压力传感器31被搭载于电路基板30a。

另外,在该第2室11B中还收纳有流量传感器32。该流量传感器32具有2个筒321、322,并且是测定这2个筒321、322内的空气压之差并换算成空气的流量的传感器。这2个筒321、322分别被插入设置于主体壳112上的2个孔112i、112j中。这些孔112i、112j是分别形成在2个凸台112d、112e(参照图9)的中央的孔。在这些凸台112d、112e上嵌入有各连接器123、124。该流量传感器32被搭载于电路基板30b。

搭载有压力传感器31的电路基板30a被固定于搭载有流量传感器32的电路基板30b上,利用这2个电路基板30a、30b构成了图7所示的中继基板30。排出侧的消音器60的内部的空气压经由图9所示的硅管231~234被传递至压力传感器31的筒311和流量传感器32的2个筒321、322。详细情况在后面叙述。

连接该送风单元10和图1所示的控制单元80的线缆90具备多根配线90a,线缆90进入第2室11B中与中继基板30连接。另外,在与涡轮风扇50的电路基板514之间延伸的配线91也经由搭载于中继基板30的连接器33与该中继基板30连接。由此,由压力传感器31或流量传感器32测定出的压力或流量被传递至控制单元80。另外,来自控制单元80侧的、涡轮风扇50的旋转控制用的信号经由中继基板30被传递至涡轮风扇50的电路基板514,涡轮风扇50与该信号相对应地旋转。

另外,在盖113上,除了线缆通过用的切口113a外,还形成有2个小的半圆形的槽113b。另外,在主体壳112上,也在与盖113的2个槽113b分别对应的位置处形成有半圆形的槽112m。在将盖113安装于主体壳112时,利用这些槽113b、112m形成了用于将第2室11B保持为大气压的2个空气孔11f(参照图5)。在第1室11A内,由于涡轮风扇50的动作而使得空气压发生变动。第2室11B构成为与第1室11A之间密封,并且通过空气孔11f稳定地保持为大气压。

压力传感器31是通过将该压力传感器31放置于大气压气氛中来测定筒311内的空气压的传感器。在本实施方式中,设置有被保持为大气压的第2室11B,通过将压力传感器31配置于该第2室11B内,能够高精度地测定目的部位(后述的)的空气压。假如在没有如本实施方式这样在壳体11内设置保持为大气压的第2室11B的情况下欲高精度地测定压力,则需要这样的结构:将压力传感器31放入小的气密的箱中,并通过管等将外部的大气压导入该箱中。在本实施方式的情况下,由于在壳体11中设有第2室11B,因此不需要将压力传感器放入箱中等复杂的结构,有助于实现小型化、轻量化以及成本的降低。另外,在本实施方式的情况下,由于将中继基板30、压力传感器31、流量传感器32等电装部件集中于该第2室11B,因此,仅通过将盖113打开就能够执行电装系统的故障检查,维护性也得到了提高。

在本实施方式的CPAP装置100中采用的涡轮风扇50是具备空气动压轴承的风扇50。即,构成该涡轮风扇50的转子以不与定子接触的方式高速旋转,从而产生必要的风量。在本实施方式的CPAP装置100中,上述的布局和采用了具备空气动压轴承的涡轮风扇50这一措施相接合,成功地使送风单元10大幅地小型化和轻量化。

图13的(A)是从空气流出口侧观察的送风单元的侧视图,图13的(B)是沿着图13的(A)所示的箭头B-B的剖视图。

另外,图14的(A)是从向软管送入空气的空气送入口侧观察的排出侧的消音器的侧视图,图14的(B)是沿着图14的(A)所示的箭头C-C的剖视图。

另外,图15的(A)是从消音器的空气送入口侧观察安装有消音器的状态下的送风单元和该消音器的侧视图,图15的(B)是沿着图15的(A)所示的箭头D-D的剖视图,图15的(C)是沿着图15的(B)所示的箭头E-E的剖视图。

如前所述,在送风单元10的壳体11内设有第1室11A和第2室11B。第1室11A具有:第1划分区111A,其与第2室11B在和空气流动的方向交叉的上下方向上重合;和第2划分区112A,其不与第2室11B重合。在第1划分区111A中主要配置有由第1和第2吸音构件41、42构成的吸入侧消音器40,在第2划分区112A中主要配置有涡轮风扇50(参照图9)。另外,在第2室11B中配置有中继基板30、压力传感器31、流量传感器32等电装部件(参照图12)。

另外,排出侧的消音器60与软管70(参照图1、图2)连接,并且装卸自如地安装于送风单元10。在该排出侧的消音器60中内置有吸音构件68和整流板69。在吸音构件68中设置有空气流路681,所述空气流路681越是处于空气流动的下游侧就变得越大。该吸音构件68担负着这样的功能:接收从送风单元10的空气流出口11b流出的空气,并降低该空气的流出音。另外,如图14、图15的(A)所示,在整流板69上设有多个孔691。该整流板69担负着这样的功能:使空气通过,并且使通过后的空气的流动与通过前相比接近整流。以下,对该整流板69的功能详细叙述。

被涡轮风扇50从送风单元10送出的空气的速度和方向散乱而不稳定,从而在空气流路内产生旋涡或压力变动。旋涡或压力变动成为噪音和振动的原因,进而会对患者的呼吸容易性产生影响,因此希望将其抑制得较小。如果设置整流板69,则在空气穿过该整流板69的间隙时,气流被整流,流速偏差或压力变动降低。另外,旋涡的发生也被该整流板69阻挡,由此,旋涡的发生区域被限制在整流板69的上游侧。如果设置整流板69,则压力变动等或与此相伴的噪音等被抑制得较小,因此,即使减少吸音构件68的量也能够得到所需要的噪音下降率,从而能够减少吸音构件68的量,使消音器60小型化和轻量化。

但是,由于整流板69是通过产生压力损失来抑制流速变动或压力变动的部件,因此必然伴随有压力损失。因此,在本实施方式,与此情况相反,通过测定整流板69的前后的差压,由此测定出穿过整流板69流动的空气的流量。用于测定空气压力的整流板69周围的结构如下。

如图14、图15所示,在整流板69的周围设置有用于测定空气的压力的与刚通过该整流板69之后的空气流路相连的第1气压测定室692、和与将要通过该整流板69之前的空气流路相连的第2气压测定室693。在该消音器60中设置有与送风单元10的2个连接器12(参照图4)连结的2个连接器64(参照图5)。在将2个连接器12与2个连接器64互相结合时,形成跨越送风单元10和消音器60延伸的2个气压传递通道911(参照图7)。设置于消音器60的2个连接器64中的一个连接器641(参照图14)通过在消音器60的壳体的壁内延伸的第2通气路697(参照图19)与第2气压测定室693相连。并且,该连接器641与送风单元10的2个连接器12中的一个连接器121(参照图9、图13)结合。即,第2气压测定室693的空气压经由图9所示的管231、连接器123被传递至流量传感器32(参照图12)。另外,设置于消音器60的2个连接器64中的另一个连接器642(参照图14)通过在消音器60的壳体的壁内延伸的第1通气路696(参照图18)与第1气压测定室692相连。并且,该连接器642与送风单元10的2个连接器12中的另一个连接器122(参照图9)结合。即,第1气压测定室692的空气压与图9、图13所示的管232相连,进而如图9所示那样通过分支类型的连接器126与2个管233、234相连,并经由各连接器124、125在一方面传递至流量传感器32,在另一方面传递至压力传感器31(参照图12)。由此,在压力传感器31中测定出消音器60的第1气压测定室692的空气压、即通过整流板69后的空气的空气压。另外,在流量传感器32中,根据消音器60的第2气压测定室693与第1气压测定室692的差压、即通过整流板69之前和之后的空气的压力差,测定出从该消音器60送入软管70(参照图1、图2)的空气的流量。

图16、图17是消音器的整流板部分的剖视图。

在此,在图16和图17中,截面的部位稍微不同。

第1气压测定室692和第2气压测定室693限定出以围绕整流板69的方式呈圆环状环绕一周的空间。并且,第1气压测定室692通过在圆周方向上的多处部位设置的第1联络通道694与空气流路的刚刚通过整流板69之后的部分相连。另外,与此相同,第2气压测定室693通过在圆周方向上的多处部位设置的第2联络通道695与空气流路的将要通过整流板69之前的部分相连。这些第1联络通道694和第2联络通道695都是在圆周方向上的多处部位设置的比第1气压测定室692或第2气压测定室693的容积小得多的孔。因此,空气流路的通过整流板69后和通过整流板69前的部分的空气压被传递至第1气压测定室692和第2气压测定室693的内部,并且,在空气流路中流动的空气的气压变动的传递得到了抑制。即,通过这些第1气压测定室692和第1联络通道694、以及第2气压测定室693和第2联络通道695,形成了能够分别稳定地测量通过整流板69后和通过整流板69前的空气的压力的环境。

图18、图19是消音器的整流板部分的半径方向端的部分的剖视图。

在图18和图19中,截面的位置稍微不同。

在图18、图19中示出了都是管形状的第1通气路696和第2通气路697,所述第1通气路696和第2通气路697在吸音构件68中通过且分别延伸至第1气压测定室692和第2气压测定室693。

当该消音器60被安装于送风单元10时,图18所示的第1通气路696将第1气压测定室692内的空气压通过图9所示的管232、233、234传递至流量传感器32和压力传感器31(参照图12)。另外,与此相同,当该消音器60被安装于送风单元10时,图19所示的第2通气路697将第2气压测定室693内的空气压通过图9所示的管231传递至流量传感器32(参照图12)。即,图18、图19所示的第1通气路696和第2通气路697成为跨越消音器60和送风单元10延伸的2个气压传递通道911(参照图7)在消音器60内的部分。

从送风单元10的空气流入口11a流入的空气通过被2个吸音构件41、42夹着的空气流路411后从涡轮风扇50的空气取入口531流入涡轮风扇50。流入涡轮风扇50的空气由于涡轮风扇50的旋转而从该涡轮风扇50的空气排出口542排出,从送风单元10的空气流出口11b流出并流入排出侧的消音器60,进而经由软管70被送入面罩200(参照图2)。

并且,关于流量传感器32,针对根据第1气压测定室692与第2气压测定室693的压力差换算成流量的情况进行了说明,但也可以利用除此之外的方法进行测定,例如可以采用使用了加热器的热式流量传感器。

接下来,对内置于送风单元10中的吸入侧消音器40(参照图7、图13的(B)、图15的(B)、(C))进行考察。

该吸入侧消音器40由夹着板状的空气流路411上下配置的2个吸音构件41、42构成。如前所述,被2个吸音构件41、42夹着的空气流路411具有宽度a(参照图9、图15的(C))×高度b(参照图9、图13的(B)、图15的(B))的平板形状。

在此,对于形成有被吸音构件包围的空气流路的结构的消音器,根据以下的观点研究了所希望的形状。

图20是示出本发明人使消音器的流路长度、截面形状、吸音构件厚度进行各种变化时的吸音性能的图。

根据该实验结果,求出了:吸音性能通过吸音系数Cm、流路截面积Sa、流路表面积Ss以(1)式表示,其中,所述吸音系数Cm由吸音构件材质和厚度决定。

[算式6]

ΔN=Cm·(Ss/Sa)…(1)

以下,利用该关系考察所希望的流路的截面形状。

如果设截面形状为横a×纵b的矩形并设流路长度为l,则

[算式7]

Sa=a·b…(2)

[算式8]

Ss=2·(a+b)·l…(3)

。使用表示截面形状的参数(截面形状系数)t,将a、b表示为

[算式9]

[算式10]

。在t=1时,为正方形,在t>1时,t越大,横向越长,在t<1时,t越小,纵向越长,面积固定为Sa,与t无关。

如果使用(1)式~(5)式以t表示吸音性能ΔN,则

[算式11]

并且,关于吸音构件厚度,在此处使用的吸音构件的情况下,希望是5mm以上,如果是10mm,则这是无需进一步加厚的充分的厚度。

(关于流路阻力)

接下来,从流路阻力的观点出发,考察所希望的截面形状。

在设管摩擦系数为λ、设管长度为l、设直径为d、设密度为ρ、并设流速为u时,层流时的圆管的流路阻力所引起的压力损失ΔP为

[算式12]

ΔP=λ·(l/d)·ρ·(u2/2)…(7)。

另外,矩形截面流路的圆管等效直径de为

[算式13]

de=1.3·((a·b)5/(a+b)2)0.125…(8)。

根据(7)、(8)、(4)、(5)式,

[算式14]

ΔP=(1/2.6)·λ·ρ·(u2/Sa0.5)·l·(t+l/t)0.25…(9)。

(关于容积)

根据(6)、(9)式,流路长度l越长,吸音性能和阻力都越大,截面积Sa越小,吸音性能和阻力都越大。

在此,考虑使截面形状最优化。因此,将(6)、(9)式中的除截面形状系数t以外的参数固定来进行考虑。如果要求流路阻力小且吸音性能高的截面形状,则可以使用该形状在允许的流路阻力和允许的噪音范围内选择使容积尽可能小的流路长度l和截面积Sa。

(对截面形状参数t的研究)

如果将截面形状为正方形时、即t=1时的吸音性能ΔN和流路损失ΔP分别设为ΔN1、ΔP1,则

[算式15]

ΔN/ΔN1=(t+1/t)/2…(10)

[算式16]

ΔP/ΔP1=(t+1/t)0.25/2…(11)。

图21是表示针对截面形状系数t的吸音性能比和流量损失比的图。在该图21中,横轴是以对数刻度标注的截面形状系数t。曲线图关于t=1左右对称,因此在该图17中仅示出了t≧1的区域。

在此,如以下这样考虑恰当的截面形状的范围。

关于吸音性能与正方形时的吸音性能之比ΔN/ΔN1

A.如果在5倍以上,则确认到:这对应于7dB以上的噪音降低,因此,非常好地发挥了形状的效果。此时大致为t≧10。

B.如果在3倍以上,则确认到:这对应于5dB以上的噪音降低,因此,较好地发挥了形状的效果。此时大致为t≧6。

C.如果在2倍以上,则这对应于3dB以上的噪音降低,确认到了形状的效果。此时大致为t≧4。

关于流路损失与正方形时的流路损失之比ΔP/ΔP1

A如果在1.7以下,则通常能够没有问题地使用。此时大致为t≦16。

B如果在2以下,则能够根据流路设计条件来使用。此时大致为t≦30。

C如果在3以下,则能够通过好好考虑流路设计条件来使用。此时大致为t≦160。

此处所说的流路设计条件是指用于满足

(涡轮风扇在最大使用流量时能够产生的压力-最大使用流量时在流路中产生的压力损失)>需要使用的压力

的、风扇的特性和从吸入口经由软管到达面罩的流路的形状。

综上,对于扁平的板形状的空气流路,

希望是4≦t≦160(图27所示的范围A),

更希望是6≦t≦30(图27所示的范围B),

进一步希望是10≦t≦16(图27所示的范围C)。

以上,完成了对本发明的基本的一个实施方式的说明,以下,对各种变形例进行说明。以下,对于和上述实施方式中的要素相同的要素,即使存在形状的不同等,也标记相同的标号并省略说明。

图22是示出用于抑制第2吸音构件的变形的线的张设方式的变形例的图。该图22是与上述的实施方式中的图11对应的图。

在此,示出了使用于抑制第2吸音构件42变形的线25的张设方式发生了改变的两个例子。线25只要能够抑制第2吸音构件42变形即可,可以如图11那样张紧延伸,也可以如图22的(A)或图22的(B)那样张紧延伸。

图23是示出第1吸音构件的变形例的图。

在上述的实施方式中,作为第1吸音构件41,采用了图9所示的形状的单一材质的吸音构件。由于空气在空气流路411中流动,因此在第1吸音构件41上作用有阻塞该空气流路411的方向的力。在上述的实施方式中,采用了具有可对抗该力以免发生变形的硬度的材质的吸音构件。与此相对,图23的(A)中的第1吸音构件41由基体41c和面形成层41d构成,其中,所述基体41c由柔软材质的吸音材料构成,所述面形成层41d重合在该基体41c上,能够承受阻塞空气流路411的方向上的力,且由相对较硬的材质的吸音材料构成。该面形成层41d形成为形成空气流路411的以距离b分离的上表面和下表面中的下表面。这样,仅利用难以变形的材质的吸音材料来构成形成空气流路411的面形成层41d,并利用柔软材质的吸音材料来构成基体41c,由此,能够提高由该第1吸音构件41和图10所示的第2吸音构件42构成的吸入侧的消音器40的吸音性能。

在图23的(B)所示的第1吸音构件41中,除了图23的(A)的2层结构外,还设置有朝向与该面形成层41d对置的上表面(图10所示的第2吸音构件42的面42a)突出的肋411d。通过设置该肋411d,由此,即使第1吸音构件41开始变形,该肋411d也会抵接于第2吸音构件42(参照图10)而抑制变形,与图23的(A)相比,更加可靠地确保了空气流路411。

并且,在该图23的(B)中,示出了设置有肋411d的例子,但也可以设置凸台或柱形状的突起来代替肋,突起的形状没有限制。

另外,该图23的(B)是在基体41c和面形成层41d的双层结构的第1吸音构件41上设有肋411d等突起的例子,但是,在设置肋111d等突起时,不一定需要是双层结构,也可以使用1种材质的吸音材料来形成设有突起的第1吸音构件。

而且,在此示出了将双层结构或突起结构应用于第1吸音构件41的例子,但也可以将这些结构应用于第2吸音构件42(参照图10)。这种情况下,可以与图11所示的基于线25所实现的对变形的抑制措施一起使用,也可以形成为去除了线25的结构。

图24是示出吸入侧的消音器的变形例的图。

在此,图24的(A)是俯视图,图24的(B)是沿着图24的(A)所示的箭头F-F的剖视图。

上述的实施方式中的吸入侧消音器40是形成有平板形状的空气流路411的消音器。与此相对,该图24所示的吸入侧消音器40的空气流路411成为使平板平缓地弯曲而成的形状。关于吸入侧消音器40,希望是平板形状的空气流路,但是,由于部件的布局等,也可以具有如该图20所示那样平缓地弯曲的板形状的空气流路411。

图25是示出排出侧的消音器的变形例的立体图。

在此,示出了与上述的实施方式不同的CPAP装置400。该CPAP装置400与是否包含本发明的特征无关,例如可以是以往类型的CPAP装置。在该CPAP装置400上也存在预定要与软管70连接的呈圆筒形突出的形状的空气排出口401。软管70确定了规格,该空气排出口401成为嵌入依照该规格的尺寸的软管70中的形状。

此处所示的排出侧的消音器600是在上述的实施方式的消音器60上安装有适配器601而成的,其中,该适配器601与空气排出口401和消音器60双方连结。通过在上述的实施方式的消音器60上安装这样的适配器601,能够使消音器600夹设于预定要与软管70直接连接的CPAP装置400和软管70之间,从而降低空气的流出音。

并且,在此,通过在上述的实施方式的消音器60上安装适配器601而形成为了新的消音器600,但也可以构成为下述类型的消音器:其在内部具备吸音结构,并且与软管70和预定了CPAP装置400与软管70的连接的空气排出口401双方连接,在通常的收纳时,保持为与CPAP装置400分离且安装于软管70的状态。

另外,上述的实施方式的排出侧的消音器60是通过内置吸音构件68(参照图14、图15)来获得吸音效果的消音器,但也可以形成为能够清洗的腔室结构的消音器。这种情况下,也能够将该消音器在与软管70相连的状态下与软管70一起进行清洗。

这样,可以采用各种变形例来代替前述的实施方式。

标号说明

10:送风单元;

11:壳体;

11A:第1室;

11B:第2室;

11a:空气流入口;

11b:空气流出口;

11c:安装面;

11d:连结筒;

11e:卡合突起;

12、33:连接器;

20:空气过滤器;

21:护孔环;

22:圆绳;

25:线;

30:中继基板;

31:压力传感器;

32:流量传感器;

40:吸入侧消音器;

41、42、68:吸音构件;

42a:面;

41a、41b:开口;

41c:基体;

41d:面形成层;

50:涡轮风扇;

60、600:消音器;

61:空气接收口;

62:空气送入口;

63:安装面;

64:连接器;

65:连结筒;

66:卡合孔;

67:切入部;

69:整流板;

70:软管;

80:控制单元;

81:用户界面;

81a:操作按钮;

81b:显示画面;

82:控制基板;

83:蓄电池;

84:AC适配器连接端子;

90:线缆;

90a、91:配线;

92:橡胶环;

100、400:CPAP装置;

111:底壳;

111b:空气取入口;

111c、411d:肋;

112:主体壳;

112a:底壁;

112b:立壁;

112m、112c、113b:槽;

112d、112e、112f:凸台;

112h、113a:切口;

112i、112j:孔;

113:盖;

114:吸入口罩;

115:排出口罩;

64、122、123、124、125、126、641:连接器;

191、192:螺钉;

200:面罩;

231、232、233、234:硅管;

311、321、322:筒;

401:空气排出口;

411、681:空气流路;

514:电路基板;

515:连接器;

591:突起;

601:适配器;

691:孔;

692:第1气压测定室;

693:第2气压测定室;

694:第1联络通道;

695:第2联络通道;

696:第1通气路;

697:第2通气路;

911:气压传递通道。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1