JP6338487B2

JP6338487B2 - Ｃｐａｐ装置

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Publication number: JP6338487B2
Application number: JP2014158639A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　隆史; 隆史鈴木; 中田　佑希; 佑希中田; 貴敏井ノ口; 康宏飛内; 信夫高岩
Original assignee: Nidec Copal Electronics Corp
Current assignee: Nidec Copal Electronics Corp
Priority date: 2014-08-04
Filing date: 2014-08-04
Publication date: 2018-06-06
Anticipated expiration: 2034-08-04
Also published as: CN106456924B; US20170211438A1; WO2016021166A1; JP2016034411A; CN106456924A

Description

本発明は、睡眠時無呼吸症候群の治療に用いるＣＰＡＰ（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＰｏｓｉｔｉｖｅＡｉｒｗａｙＰｒｅｓｓｕｒｅ）装置に関する。

睡眠時無呼吸症候群の治療用として、顔にマスクあるいは鼻カニューレを装着し、ファンで空気を強制的に気道に送り込むＣＰＡＰ装置が用いられている。このＣＰＡＰ装置として、ファンを内蔵した本体装置を人体から離れた位置に置き、その本体装置と顔に宛てがうマスクとの間がホースで接続されてそのホースを経由して空気を送り込む構造が一般に採用されている。マスク等は、様々な形状のものが開発されて市販されており、患者は自分の顔の形や好みに合うマスク等を任意に選択して使用している。

この構造のＣＰＡＰ装置の場合、ホースを定期的に洗浄する必要があり、本体装置が持ち運びに不便な大きさであるなど、いくつもの課題があり、毎日継続して使用しなければならない治療方法であるのに反して、患者にとっても取扱いが不便であるため継続使用されないことの多い治療器具の１つとなっている。

特許文献１には、小型・軽量化を図り、持ち運びに便利なＣＰＡＰ装置を提供しようとする試みがなされている。

特開２０１３−１５０６８４号公報

ＣＰＡＰ装置は、患者が睡眠しているときに使用される装置であり、静粛性が要求される。このため、ＣＰＡＰ装置には、筐体内にファンを内蔵し、さらにその筐体の空気流入口とファンとの間に空気の流入音を低減する仕組みを備えている。

ここで、静粛性をさらに高めるために、ファンから送り出される空気の流出音についてもそれを低減する仕組みを備えることが好ましい。ところが、空気の流出音を低減しようとすると、装置が大型化し、小型化・軽量化の要請に反するおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑み、小型化・軽量化を維持した上で空気の流出音を低減させたＣＰＡＰ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のＣＰＡＰ装置は、
空気を吸入して送り出すファンと、
空気の圧力を測定する圧力センサと、
前記ファンと前記圧力センサとを内蔵し該ファンから送り出された空気を流出させる空気流出口が形成された筐体と、
患者に装着されたマスクあるいは鼻カニューレに接続されたホースの一端に装着されるとともに前記空気流出口に着脱自在に装着されて、該空気流出口から送り出された空気の流出音を低減し流出音を低減した空気を該ホースに送り込む、前記筐体とは別体に設けられたサイレンサとを備えたＣＰＡＰ装置であって、
前記サイレンサが、空気を通過させて通過前よりも通過後の空気の流れを整流に近づける整流板を備え、
当該ＣＰＡＰ装置が、
前記サイレンサが前記空気流出口に装着されることによって連結されて該サイレンサ側と前記筐体側とに跨って延び、前記整流板を通過した後の空気の圧力を前記圧力センサに伝達する第１の気圧伝達路と、
前記圧力センサで測定された空気圧に応じて前記ファンの回転速度を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする。

ファンから送り出された空気は流れの向きがバラバラで安定していない。このため、空気流路内で渦や圧力変動が発生する。これらの渦や圧力変動は騒音の原因となる。その空気流路に整流板を備えると空気がその整流板を通過する際に流れが整えられ、流れのバラつきや圧力変動が低減される。これにより、渦の発生領域、圧力変動領域が限定されて発生する騒音が低減される。

ここで、本発明のＣＰＡＰ装置は、ファンから送り出された空気の流出音を抑えるサイレンサを備え、そのサイレンサに整流板を備えているため、その流出音を直接に吸収する吸音材の厚みや長さをその吸音材だけで十分な吸音効果を得るほどには増やすことなく、吸音材の量を抑えることができる。したがって本発明のＣＰＡＰ装置によれば、小型化・軽量化を維持した上で空気の流出音が低減される。

また、患者は、医師から空気の圧力範囲の指定を受けており、ＣＰＡＰ装置を作動させるにあたっては、その指定された圧力範囲内の圧力で空気を患者に送り込む必要がある。

このため、ＣＰＡＰ装置には圧力センサを備え、その圧力センサで測定された圧力に応じてファンの回転速度を制御する構成が採用される。

本発明のＣＰＡＰ装置では、この圧力センサで空気の圧力を測定するにあたり、整流板通過後の空気の圧力が測定される。整流板を通過した後の空気は圧力変動が小さく、また、整流板で圧力損失が生じるため、患者側により近い整流板通過後の位置で測定することで、患者に送り込まれる空気の圧力に近づいた圧力を測定することができる。
圧力センサは、大気圧環境に維持し特定の部分にのみ測定すべき圧力の空気を導く必要がある。したがって筐体とは別体に構成したサイレンサ内に圧力センサを備えようとすると、サイレンサが大型化する。また、圧力センサをサイレンサ内に設置しても圧力測定信号を筐体側に伝達する必要がある。これに対し、本発明のＣＰＡＰ装置は、上記の第１の気圧伝達路を設けて筐体内に圧力センサを備えたため、電装部品が筐体内に集められ、レイアウトやメンテナンスが容易となる。
さらに、本発明のＣＰＡＰ装置は、空気の流出音を低減する吸音構造を持つサイレンサを筐体とは独立に構成し、その筐体に着脱自在としたものである。このサイレンサは、普段はホースの一端に装着されたままとなる。これにより、筐体が小型化され、サイレンサはホースに装着されているため、ホースと一体に運搬用のケース等に収容される。
このように、本発明のＣＰＡＰ装置によれば、運搬等の邪魔になり難く、かつ空気の流出音が有効に低減される。

ここで、本発明のＣＰＡＰ装置において、圧力センサによる空気の圧力の測定対象となる第１の気圧測定室と、整流板を通過した後の空気流路と第１の気圧測定室とを繋ぐ第１の連絡路とを有することが好ましい。

空気流路とは別途に、空気流路との間を第１の連絡路で繋いだ第１の圧力測定室を設けると、第１の圧力測定室内の空気は、整流板通過後の空気の圧力を示すとともに、圧力変動が一層抑えられ、より正確な圧力測定が可能となる。また、この第１の圧力測定室を設けることで、空気流路上の空気の圧力を直接に測定する構成と比べ空気流路における空気の流れを妨げずに済み、より円滑な空気の流れを実現することができる。

さらに、本発明のＣＰＡＰ装置において、
前記整流板を通過して流れる空気の流量を該整流板通過前後の空気の差圧に基づいて測定する、前記筐体に内蔵された流量センサを備え、
前記第１の気圧伝達路が、前記整流板を通過した後の空気の圧力を前記圧力センサに伝達するとともに、さらに、該整流板を通過した後の空気の圧力を前記流量センサに伝達する気圧伝達路であり、
当該ＣＰＡＰ装置が、さらに、前記サイレンサが前記空気流出口に装着されることによって連結されて該サイレンサ側と前記筐体とに跨って延び、前記整流板を通過する前の空気の圧力を前記流量センサに伝達する第２の気圧伝達路を有し、
前記制御回路が、前記圧力センサで測定された空気圧に応じるとともに、さらに前記流量センサで測定された空気流量に応じて、前記ファンの回転速度を制御するものであることが好ましい。

流量センサを備えて空気の流量を測定すると、患者が吸気のタイミングにあるか呼気のタイミングにあるか等、患者の現在の状況を把握することができる。そこで、圧力センサに加え流量センサを備えてそれらの測定結果に応じてファンの回転速度を制御することで、その患者のその時その時の状況に合わせた、きめ細かな制御を行なうことができる。

整流板による整流効果は圧力損失の代償であり、整流板では必然的に圧力損失が生じる。そこで、その整流板通過前後の空気の差圧を測定することで流量を測定する流量センサを備えることで、患者に送り込まれる空気流量に高精度に一致した流量測定が行なわれる。
また、第１の気圧伝達路および第２の気圧伝達路を設けて圧力センサおよび流量センサを筐体内に配置することで、レイアウトやメンテナンスが容易となる。

この流量センサを備えるにあたっては、その流量センサによる空気の差圧の測定のための第２の気圧測定室と、整流板を通過する前の空気流路と第２の気圧測定室とを繋ぐ第２の連絡路とを有し、流量センサが、第２の気圧測定室内の空気と整流板通過後の空気との間の差圧に基づいて、整流板を通過して流れる空気の流量を測定するものであることが好ましい。

上述の第１の圧力測定室の場合と同様、この第２の圧力測定室内の空気の圧力は整流板通過前の空気の圧力を安定的に反映している。したがって、第２の圧力測定室を設けると、空気の差圧が安定的に測定される。また、第１の圧力測定室を設けた場合と同様、第２の圧力測定室を設けることで空気の流れの妨げとなることが防止される。

また、ホースは定期的に洗浄する必要がある。そこで、サイレンサを筐体とは別体に構成した場合において、サイレンサについても洗浄可能な構造とすることが好ましい。

サイレンサを洗浄可能な構造にすると、ホースと一緒に洗浄することができ、このサイレンサについても定期洗浄が行なわれる。

以上の本発明によれば、小型化・軽量化を維持した上で空気の流出音を低減させたＣＰＡＰ装置が実現する。

本発明の一実施形態としてのＣＰＡＰ装置の全体構成図である。図１に示すＣＰＡＰ装置の使用状態を示す説明図である。サイレンサが送風ユニットに装着された状態の斜視図である。互いに離れた状態の送風ユニットとサイレンサを装着の姿勢に配置して示した斜視図である。互いに離れた状態の送風ユニットとサイレンサを装着の姿勢に配置して示した斜視図である。送風ユニットとサイレンサの側面図である。本実施形態のＣＰＡＰ装置の制御ブロック図である。送風ユニットを上下逆さにし底ケースを開けて示した送風ユニットの分解斜視図である。送風ユニットの筐体の、第１室内の構造を示した分解斜視図である。送風ユニットの筐体を構成する底ケースと、その底ケースに内蔵あるいは取り付けられる部材を示した分解斜視図である。第２の吸音材や吸入口カバーなどを組み立てた状態の底ケースの内面を示した平面図である。送風ユニットの筐体の、第２室内の構造を示した分解斜視図である。空気流出口側から見た送風ユニットの側面図（Ａ）と、図１３（Ａ）に示す矢印Ｂ−Ｂに沿う断面図（Ｂ）である。ホースに空気を送り込む空気送込口側から見た吐出側のサイレンサの側面図（Ａ）と、図１４（Ａ）に示す矢印Ｃ−Ｃに沿う断面図（Ｂ）である。サイレンサが装着された状態の送風ユニットとそのサイレンサとを、サイレンサの空気送込口側から見た側面図（Ａ）と、図１５（Ａ）に示す矢印Ｄ−Ｄに沿う断面図（Ｂ）と、図１５（Ｂ）に示す矢印Ｅ−Ｅに沿う断面図（Ｃ）である。サイレンサの整流板の部分の断面図である。サイレンサの整流板の部分の断面図である。サイレンサの整流板の部分の、半径方向端の部分の断面図である。サイレンサの整流板の部分の、半径方向端の部分の断面図である。本発明者によるサイレンサの流路長さ、断面形状、吸音材厚みを各種変化させたときの吸音性能を示した図である。断面形状係数ｔに対する吸音性能比および流量損失比を表わした図である。第２の吸音材の変形を抑えるワイヤの張り方の変形例を示した図である。第１の吸音材の変形例を示した図である。吸入側のサイレンサの変形例を示した図である。吐出側のサイレンサの変形例を示した斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態としてのＣＰＡＰ装置の全体構成図、図２は、図１に示すＣＰＡＰ装置の使用状態を示す説明図である。ただし、図２では、図１に示すコントロールユニット８０は図示省略されている。

このＣＰＡＰ装置１００は、送風ユニット１０と、サイレンサ６０と、ホース７０と、コントロールユニット８０と、ケーブル９０とを備えている。このＣＰＡＰ装置１００は、図２に示すように、送風ユニット１０とマスク２００とをサイレンサ６０付きのホース７０で繋ぎ、マスク２００を患者３００の顔面に装着し、送風ユニット１０を患者３００の寝具の上あるいは脇に置いた状態で使用される。ホース７０は、例えば長さが５０ｃｍ程度のものである。

図３〜図５は、送風ユニットとサイレンサの斜視図、図６は、送風ユニットとサイレンサの側面図である。ここで、図３は、サイレンサが送風ユニットに装着された状態の斜視図、図４，図５は、互いに離れた状態の送風ユニットとサイレンサを装着の姿勢に配置して示した斜視図である。図６は、図４，図５に示した状態の側面図である。

送風ユニット１０の筐体１１には後述するターボファン５０（図７，図９参照）が内蔵されている。そしてその筐体１１には、そのターボファン５０に送り込まれる空気を筐体１１内に流入させる空気流入口１１ａと、そのターボファン５０から送り出された空気を流出させる、円筒形状に突き出た空気流出口１１ｂが形成されている。

サイレンサ６０は、送風ユニット１０の筐体１１の空気流出口１１ｂに着脱自在に装着され、送風ユニット１０から流出してこのサイレンサ６０を通過する空気の流出音を低減する役割を担っている。このサイレンサ６０には、送風ユニット１０の、円筒形状に突き出た空気流出口１１ｂを受け入れる円形の穴に形成され、空気流出口１１ｂから流出した空気を受け入れる空気受入口６１が形成されている。また、このサイレンサ６０には、円筒形状に突き出し、このサイレンサ６０を通過した空気をホース７０に送り込む空気送込口６２が形成されている。この空気送込口６２にはホース７０が装着される。このＣＰＡＰ装置１００を普段分解して収納、運搬する際は、サイレンサ６０は、ホース７０に装着されたまま、送風ユニット１０から取り外される。

サイレンサ６０が送風ユニット１０に装着されると、送風ユニット１０の空気流出口１１ｂとサイレンサ６０の空気受入口６１とが連結される。詳細は後述するが、このＣＰＡＰ装置１００には、送風ユニット１０とサイレンサ６０とに跨って延びる２本の空気の気圧伝達路が形成されている。送風ユニット１０には、その筐体１１の、サイレンサ６０との装着面１１ｃから覗く２つのコネクタ１２が設けられていて、それら２本の気圧伝達路の送風ユニット１０側の端部に設けられている。これら２つのコネクタ１２は、２本の気圧伝達路の送風ユニット１０側の部分とサイレンサ６０側の部分とを連結するコネクタである。また、これに対応して、サイレンサ６０の、送風ユニット１０との装着面６３には、２つの筒状のコネクタ６４が設けられている。これら２つのコネクタ６４は、２本の気圧伝達路のサイレンサ６０側の端部に設けられている。サイレンサ６０が送風ユニット１０に装着されると、送風ユニット１０の空気流出口１１ｂとサイレンサ６０の空気受入口６１とが連結されるほか、送風ユニット１０の２つのコネクタ１２のそれぞれと、サイレンサ６０の２つのコネクタ６４のそれぞれとが連結され、サイレンサ６０と送風ユニット１０とに跨って延びる２本の気圧伝達路が形成される。

送風ユニット１０の装着面１１ｃは、円筒形の連結筒１１ｄで取り巻かれている。また、サイレンサ６０の装着面６３も円筒形の連結筒６５で取り巻かれている。ただし、サイレンサ６０の連結筒６５は、その内側に送風ユニット１０の連結筒１１ｄを嵌り込ませる寸法を有し、サイレンサ６０の装着面６３と連結筒６５との間には、送風ユニット１０の連結筒１１ｄが入り込む円形の溝６６１が設けられている。

送風ユニット１０の連結筒１１ｄの外面両側に係合突起１１ｅが形成されている。一方、サイレンサ６０の連結筒６５には、その係合突起１１ｅが入り込む係合穴６６が形成されている。この係合穴６６の両側には切り込み６７が形成され、これらの切り込み６７により係合穴６６の部分が片持ち梁形状に形成されて、適度な撓みを可能としている。

図４，図５に示す姿勢のまま、サイレンサ６０を送風ユニット１０に押し当てると、サイレンサの連結筒６５の中に送風ユニット１０の連結筒１１ｄが入り込み、連結筒１１ｄの係合突起１１ｅが連結筒６５の係合穴６６に嵌入し、これにより、サイレンサ６０が送風ユニット１０に装着される。

サイレンサ６０を送風ユニット１０から取り外すときは、送風ユニット１０を押えてサイレンサ６０を強めに引くと、サイレンサ６０が送風ユニット１０から取り外される。

図７は、本実施形態のＣＰＡＰ装置の制御ブロック図である。

ここには、送風ユニット１０からサイレンサ６０およびホース７０を経由し、さらにマスク２００を通って流れる空気流路ＡＦと、このＣＰＡＰ装置１００の主な構成要素が示されている。

送風ユニット１０には、その空気流路ＡＦ上に、筐体１１の空気流入口１１ａから流入した空気中の塵埃を除去するエアフィルタ２０、空気の流入音を低減する吸入側サイレンサ４０、および空気を送り出すターボファン５０が備えられており、このターボファン５０は空気動圧軸受によりブレード等のロータ部が回転自在に支持されているため、高速回転が可能で小型化・軽量化が図られている。尚、図３〜図６を参照して説明したサイレンサ６０は、吸入側サイレンサ４０とは異なり、筐体１１の空気流出口１１ｂから流出する空気の流出音を低減する吐出側のサイレンサであって、送風ユニット１０とは別体に、かつ送風ユニット１０に対し着脱自在に設けられている。

ターボファン５０から送り出された空気は、筐体１１の空気流出口１１ｂから流出し、吐出側のサイレンサ６０およびホース７０を経由してマスク２００に送り込まれる。マスク２００に送り込まれた空気は、患者の吸気動作に伴って患者の気道に送り込まれ、患者の呼気動作により、リーク穴２０１（図２を合わせて参照）を通って外部に吐出される。

ここで、送風ユニット１０の筐体１１は、上述のエアフィルタ２０、吸入側サイレンサ４０、およびターボファン５０が配置されて空気流路ＡＦを形成している第１室１１Ａと、以下に説明する中継基板３０が配置された第２室１１Ｂとに区切られている。また、この筐体１１には、その第２室１１Ｂ内を大気圧に保つための穴１１ｆ（図５を合わせて参照）が形成されている。第１室１１Ａは、ターボファン５０の作動により、その第１室１１Ａ内の気圧が変動する。これに対し、第２室１１Ｂは、第１室１１Ａとは気密に保たれており、かつ穴１１ｆが形成されていることから、ターボファン５０の作動に関係なく、常に大気圧に保たれている。

この第２室１１Ｂに配置されている中継基板３０には、圧力センサ３１と流量センサ３２が搭載されている。前述したように、送風ユニット１０と吐出側のサイレンサ６０には、それらに跨って延びる気圧伝達路９１１が設けられている。この気圧伝達路９１１は、その途中が、送風ユニット１０側のコネクタ１２と吐出側のサイレンサ６０側のコネクタ６４との結合により接続されている。圧力センサ３１と流量センサ３２には、この気圧伝達路９１１を経由して、吐出側のサイレンサ６０の内部の気圧が伝達されて、その部分の圧力と流量が測定される。それらの測定結果は、ケーブル９０を経由してコントロールユニット８０に伝えられる。コントロールユニット８０には、ユーザインタフェース８１と、制御基板８２と、バッテリ８３が内蔵されている。またこのコントロールユニット８０にはＡＣアダプタ接続端子８４（図１を合わせて参照）が備えられている。

ユーザインタフェース８１は、図１に示すように、複数の操作ボタン８１ａと表示画面８１ｂとを有する。患者は、表示画面８１ｂを確認しながら操作ボタン８１ａを操作し、固定モードとオートモードとの別、医師により指定されている、ターボファン５０から送り出される空気の圧力範囲、ターボファン５０のオン／オフのタイミング等を設定する。ここで、固定モードは、ターボファン５０から送り出される空気の圧力を指定圧力に固定するモードであり、オートモードは、圧力センサ３１や流量センサ３２による圧力や流量の変化から患者の呼吸の状態を検出し、患者の呼吸の状態に応じて、指定された圧力範囲内で圧力を変化させるモードである。

ユーザインタフェース８１で設定された情報は制御基板８２に入力される。また、圧力センサ３１や流量センサ３２で測定された空気圧や空気流量も制御基板８２に入力される。制御基板８２では、それらの情報を基にターボファン５０の単位時間あたりの回転数が算出される。そしてターボファン５０を算出された回転数で回転させるためのファン駆動信号が生成され、ケーブル９０および送風ユニット１０内の中継基板３０を経由してターボファン５０に伝えられる。ターボファン５０は、その伝えられてきたファン駆動信号に応じた回転数で回転する。

また、コントロールユニット８０に内蔵されているバッテリ８３は、このＣＰＡＰ装置１００を１回の睡眠時間である８時間動作させることができるだけの容量を持っているバッテリである。このバッテリが搭載されていることで、一泊であれば、商用電力を得ることのできない環境下であっても使用することができる。このバッテリは、ＡＣアダプタ接続端子８４に接続されるＡＣアダプタ（不図示）から充電される。

以下、送風ユニットおよび吐出側のサイレンサの詳細構造を説明する。

図８は、送風ユニットを上下逆さにし底ケースを開けて示した送風ユニットの分解斜視図である。

この送風ユニット１０の筐体１１は、底ケース１１１と、本体ケース１１２と、蓋１１３と、吸入口カバー１１４と、吐出口カバー１１５とで構成されている。底ケース１１１を開けると、その内側に、ターボファン５０等が収容された第１室１１Ａ（図７を合わせて参照）があらわれる。この図８には、第１室１１Ａ内に、吸入側サイレンサ４０（図７参照）を構成する天井側吸音材４１に設けられている開口４１ａから覗いたターボファン５０の空気取入口５３１が示されている。詳細は後述する。底ケース１１１は、図示のように、４本のネジ１９１により、本体ケース１１２にネジ止めされる。送風ユニット１０側の円筒形の連結筒１１ｄ（図６参照）は、底ケース１１１と本体ケース１１２とに２分されており、底ケース１１１を本体ケース１１２にネジ止めすることにより円筒形に形成される。また、吐出口カバー１１５のサイレンサ６０側の面が、そのサイレンサ６０との装着面１１ｃ（図４を合わせて参照）となっている。

この筐体１１を構成する蓋１１３も、本体ケース１１２にネジ止めされている。この蓋１１３を開くと、その内部に中継基板３０が収容された第２室１１Ｂ（図７参照）があらわれる。第２室１１Ｂについては後述する。

図９は、送風ユニットの筐体の、第１室内の構造を示した分解斜視図である。この図９では、底ケース１１１（図８参照）は図示省略されている。この図９も、図８と同様、上下逆さにして示している。

本体ケース１１２の内側には、第１室１１Ａが形成されている。ここで、この図９には、第２室１１Ｂ（図７参照）はあらわれておらず、ここに示されている全域が第１室１１Ａである。第２室１１Ｂは、この本体ケース１１２の、第２室１１Ｂの床を形成している。底壁１１２ａと、立壁１１２ｂと、蓋１１３にとり囲まれていて、蓋１１３を開けることによってあらわれる部屋である。

第１室１１Ａは、立壁１１２ｂにより、主に吸入側サイレンサ４０（図７参照）が配置される第１区画１１１Ａと、ターボファン５０が配置される第２区画１１２Ａとに分けられる。第２室１１Ｂは、第１室１１Ａの第１区画１１１Ａと上下に重なっている。第１室１１Ａの第２区画１１２Ａは第２室１１Ｂとは重なっておらず、ターボファン５０を収容する大きな容積を有している。このように、第２室１１Ｂを、第１室１１Ａのうちの吸入側サイレンサ４０が収容される第１区画１１１Ａと重ねることにより、空気流入口１１ａ（例えば図５参照）とターボファン５０との間に、吸音に必要な長い空気流路を確保している。また、第２室１１Ｂと重ねずに大きな容積を確保した第２区画１１２Ａを形成し、そこにターボファン５０を収容している。これらの配置により、この送風ユニット１０のコンパクト化が図られている。第１室１１Ａと第２室１１Ｂは、立壁１１２ｂに設けられた穴（不図示）を経由する配線９１によって相互に接続されている。ここでは配線９１は、立壁１１２ｂを通過する部分のみ、示されている。この配線９１はシリコンゴム製のグロメット２１で囲まれており、第１室１１Ａと第２室１１Ｂとの間の、配線９１の周りからの空気の洩れが防止されている。また、本体ケース１１２の、底ケース１１１と接する端面には、吐出口カバー１１５が配置される箇所を除きほぼ一周に渡って延びる溝１１２ｃが形成されている。また、底ケース１１１の、本体ケース１１２と接する端面にも、同様に延びる溝１１１ａ（図１０参照）が形成されている。これらの溝１１２ｃと溝１１１ａとの双方に嵌り込むようにシリコンゴム製の丸ヒモ２２が配置される。また、吐出口カバー１１５は、本体ケース１１２および底ケース１１１に接着される。これにより、空気流入口１１ａ（図５参照）以外の部分から空気が吸い込まれたり、空気流出口１１ｂ（図４参照）以外の部分から空気が吹き出ることが防止されている。

また、この本体ケース１１２には、３つのボス１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆが形成されている。これら３つのボス１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆそれぞれの中央には、第１室１１Ａと第２室１１Ｂとを繋ぐ穴１１２ｉ，１１２ｊ，１１２ｋ（図１２参照）が形成されている。これらのボス１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆにはシリコンチューブ２３１,２３３，２３４の一端にそれぞれ接続される各コネクタ１２３，１２４，１２５がそれぞれ接続される。これらのシリコンチューブ２３１，２３３，２３４と、もう１本のシリコンチューブ２３２は、この送風ユニット１０と吐出側のサイレンサ６０とに跨って延びる気圧伝達路９１１（図７参照）の、送風ユニット１０側の部分を形成している部材である。シリコンチューブ２３１は、一端がコネクタ１２３に接続され、もう一方の端は、吐出側のサイレンサ６０と連結する２つのコネクタ１２のうちの一方のコネクタ１２１に接続される。また、シリコンチューブ２３２の一端は分岐タイプのコネクタ１２６に接続され、もう一方の端は、２つのコネクタ１２のうちのもう一方のコネクタ１２２に接続される。残り２本のシリコンチューブ２３３，２３４は、一端が各コネクタ１２４，１２５に接続され、もう一方の端はいずれも分岐タイプのコネクタ１２６に接続される。すなわち、サイレンサ６０には２つのコネクタ１２を介して２本の気圧伝達路が延びていて、それらのうちの１本を形成しているシリコンチューブ２３１はコネクタ１２３を介して第２室１１Ｂに繋がっている。またもう１本の気圧伝達路は、シリコンチューブ２３２を経由し、コネクタ１２６で二又に分岐され、さらに２本のシリコンチューブ２３３，２３４を経由し、各コネクタ１２４，１２５を介して第２室１１Ｂに繋がっている。

また、本体ケース１１２には、コネクタ１２３，１２４，１２５が接続される３本のボス１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆの近くにさらに複数のボス１１２ｇが設けられている。これらのボス１１２ｇは、シリコンチューブ２３３，２３４の通過経路規制用である。

第２区画１１２Ａには、ターボファン５０を取り巻くスポンジ製の覆い２４が配置され、その覆い２４に形成された穴２４１内にターボファン５０が収容される。この覆い２４は、ターボファン５０の回転に伴う振動が筐体１１に伝わるのを防止する役割を担っている。また、この覆い２４は、吸音の役割も担っている。ターボファン５０は、覆い２４に囲まれるようにして配置され、その空気吐出口５４２が、筐体１１を構成する吐出口カバー１１５に形成された空気流出口１１ｂに接続される。ターボファン５０には、回路基板５１４が備えられており、第２室１１Ｂから第１室１１Ａ内に延びる配線９１の第１室１１Ａ側の先端に備えられた不図示のコネクタが、回路基板５１４に搭載されているコネクタ５１５に接続される。

また、第１区画１１１Ａには、吸入側サイレンサ４０（図７参照）が配置される。この図９には、その吸入側サイレンサ４０を構成する吸音材のうちの第１の吸音材４１が示されている。この第１の吸音材４１は、その下面（図９では上向きの面）に、幅ａ×高さｂの平板上の空気流路４１１が形成されている。この第１の吸音材４１は、第２区画１１２Ａに収容されたターボファン５０と重なる位置まで広がっている。そしてこの第１の吸音材４１には、ターボファン５０と重なる位置に２つの開口４１ａ，４１ｂが形成されている。開口４１ａは空気流路４１１をターボファン５０の空気取入口５３１に繋げるための開口である。また開口４１ｂは、ターボファン５０の突起５９１との干渉を避けるための開口である。この第１の吸音材４１に設けられている、幅ａ×高さｂの板形状の空気流路４１１については、後で詳細に考察する。

図１０は、送風ユニットの筐体を構成する底ケースと、その底ケースに内蔵あるいは取り付けられる部材を示した分解斜視図である。

底ケース１１１は、本体ケース１１２とともに第１室１１Ａを形成している部品である。この底ケース１１１内には、吸入側サイレンサ４０（図７参照）を構成する第２の吸音材４２が配置されている。この第２の吸音材４２の、第１の吸音材４１（図９参照）側を向いた面４２ａは平面に形成されている。したがって、第１の吸音材４１と第２の吸音材４２とを組み合わせた吸入側サイレンサ４０の空気流路４１１は、第１の吸音材４１に形成された幅ａ×高さｂの断面を有している。

また、この底ケース１１１には空気取入口１１１ｂが形成されている。この空気取入口１１１ｂには、空気流入口１１ａが形成された吸入口カバー１１４が、エアフィルタ２０（図７を合わせて参照）を挟むようにして取り付けられる。

底ケース１１１の内部には補強用の複数本のリブ１１１ｃが形成されている。これに対応して、第２の吸音材４２の、底ケース１１１の内壁面を向いた側の面（図１０の下向きの面）には、リブ１１１ｃを避けるための溝（不図示）が形成されている。また、これらのリブ１１１ｃの長手方向の両端部には、第１室１１Ａ内に向かって突出した突起１１１ｄが設けられている。これに対応して、第２の吸音材４２には、その溝の両端部に、リブ１１１ｃの両端部に設けられている突起１１１ｄを突き出させるためのスリット４２ｂが形成されている。また、この底ケース１１１には、空気の流れの下流側の位置にも突起１１１ｅが設けられている。さらに、吸入口カバー１１４の、底ケース１１１の空気取入口１１１ｂに繋がる開口１１４ａの上縁にも突起１１４ｂが設けられている。

図１１は、第２の吸音材４２や吸入口カバー１１４などを組み立てた状態の底ケースの内面を示した平面図である。

ここには、第２の吸音材４２に設けられたスリット４２ｂから突き出た、底ケース１１１の突起１１１ｄおよびその他の突起１１１ｅ，１１４ｂ（図１０を合わせて参照）を利用して、ピアノ線等の細いワイヤ２５が張架されている。このワイヤ２５は、第２の吸音材４２の、第１の吸音材４１（図９参照）を向いた、空気流路４１１（図９参照）を形成している面４２ａに沿うように張り巡らされている。このワイヤ２５は、第２の吸音材４２の変形を防止するためのものである。吸入側サイレンサ４０を構成する第１の吸音材４１と第２の吸音材４２の間に形成される空気流路４１１を空気が流れると空気流路４１１内の気圧が低下して、第１の吸音材４１および第２の吸音材４２に、その空気流路４１１を狭める向きの力が働く。そこで、本実施形態では、ワイヤ２５を張架して第２の吸音材４２の変形を防いでいる。第１の吸音材４１については、本実施形態では、吸音性能は若干低下するものの硬めの変形し難い材質の吸音材を使用している。本実施形態では、これにより空気流路４１１が潰れるのを防止し、所期の空気流路４１１を維持している。

図１２は、送風ユニットの筐体の、第２室内の構造を示した分解斜視図である。ここでは、第１室１１Ａ（図９参照）内の構成要素および筐体１１の底ケース１１１（図８参照）は図示省略されている。

前述の通り、筐体１１の蓋１１３を開けると、その蓋１１３と本体ケース１１２とに囲まれた第２室１１Ｂがあらわれる。蓋１１３は、４本のネジ１９２で本体ケース１１２にネジ止めされる。蓋１１３には、半円形の切り欠き１１３ａが形成されている。本体ケース１１２の対応する部分にも半円形の切り欠き１１２ｈが形成されている。このため蓋１１３を本体ケース１１２に取り付けると、その部分に円形の、ケーブル９０が通過する穴が形成される。ケーブル９０は、ゴムリング９２に取り巻かれてその穴を通過し第２室１１Ｂに入り込んでいる。

また、この第２室１１Ｂには、圧力センサ３１が収納されている。この圧力センサ３１は筒３１１を有する。この圧力センサ３１は、この圧力センサ３１を大気圧雰囲気に置くことで筒３１１内の空気圧を測定するセンサである。この筒３１１は、本体ケース１１２に設けられた穴１１２ｋに差し込まれる。この穴１１２ｋは、第１室１１Ａ内に突出したボス１１２ｆ（図９参照）の中央に形成された穴である。そのボス１１２ｆにはコネクタ１２５が嵌めこまれる。この圧力センサ３１は回路基板３０ａに搭載されている。

また、この第２室１１Ｂには、流量センサ３２も収納されている。この流量センサ３２は、２本の筒３２１，３２２を有し、それら２本の筒３２１，３２２内の空気圧の差分を測定して、空気の流量に換算するセンサである。それら２本の筒３２１，３２２が本体ケース１１２に設けられた２つの穴１１２ｉ，１１２ｊにそれぞれ差し込まれる。これらの穴１１２ｉ，１１２ｊは、２本のボス１１２ｄ，１１２ｅ（図９参照）の中央にそれぞれ形成された穴である。これらのボス１１２ｄ，１１２ｅには、各コネクタ１２３，１２４が嵌め込まれる。この流量センサ３２は回路基板３０ｂに搭載されている。

圧力センサ３１が搭載された回路基板３０ａは流量センサ３２が搭載された回路基板３０ｂに固定され、それら２枚の回路基板３０ａ，３０ｂにより、図７に示す中継基板３０を構成している。圧力センサ３１の筒３１１および流量センサ３２の２本の筒３２１，３２２には、図９に示すシリコンチューブ２３１〜２３４を経由して、吐出側のサイレンサ６０の内部の空気圧が伝達される。詳細は後述する。

この送風ユニット１０と図１に示すコントロールユニット８０とを繋ぐケーブル９０は、複数本の配線９０ａを備えており、第２室１１Ｂに入り、中継基板３０に接続される。また、ターボファン５０の回路基板５１４との間に延びる配線９１も、中継基板３０に搭載されたコネクタ３３を介してその中継基板３０に接続される。これにより、圧力センサ３１や流量センサ３２で測定された圧力や流量がコントロールユニット８０に伝えられる。また、コントロールユニット８０側からの、ターボファン５０の回転制御用の信号は、中継基板３０を経由してターボファン５０の回路基板５１４に伝えられ、ターボファン５０はその信号に応じて回転する。

また、蓋１１３には、ケーブル通過用の切り欠き１１３ａのほか、２つの小さな半円形の溝１１３ｂが形成されている。また、本体ケース１１２にも、蓋１１３の２つの溝１１３ｂにそれぞれ対応する位置に、半円形の溝１１２ｍが形成されている。蓋１１３を本体ケース１１２に取り付けると、それらの溝１１３ｂ，１１２ｍにより、第２室１１Ｂを大気圧に保つための２つの空気穴１１ｆ（図５参照）が形成される。第１室１１Ａ内は、ターボファン５０の作動により空気圧が変動する。第２室１１Ｂは、第１室１１Ａとの間は気密に構成されており、空気穴１１ｆにより安定的に大気圧に保たれている。

圧力センサ３１は、その圧力センサ３１を大気圧雰囲気に置くことで、筒３１１内の空気圧を測定するセンサである。本実施形態では、大気圧に保たれた第２室１１Ｂが設けられており、この第２室１１Ｂ内に圧力センサ３１を配置したことにより、目的とする箇所（後述する）の空気圧が高精度に測定される。仮に、本実施形態のように、筐体１１内に大気圧に保たれる第２室１１Ｂを設けることなく圧力を高精度に測定しようとすると、圧力センサ３１を小さな気密の箱に入れ、その箱の中に外部の大気圧をチューブ等で導く構造が必要となる。本実施形態の場合、筐体１１に第２室１１Ｂを設けたため、圧力センサを箱に入れることなどの複雑な構造は不要であり、小型化、軽量化、コストの低減化に寄与している。また、本実施形態の場合、この第２室１１Ｂに中継基板３０、圧力センサ３１、流量センサ３２等の電装部品を集めているため、蓋１１３を開けるだけで電装系の故障検査を行なうことができ、メンテナンス性も向上している。

本実施形態のＣＰＡＰ装置１００で採用されているターボファン５０は、空気動圧軸受を備えたファン５０である。すなわち、このターボファン５０を構成する回転子は固定子とは非接触で高速回転し、必要な風量を作り出している。本実施形態のＣＰＡＰ装置１００は、上記のレイアウトと、空気動圧軸受を備えたターボファン５０を採用したこととが相まって、送風ユニット１０を大幅に小型化・軽量化することに成功している。

図１３は、空気流出口側から見た送風ユニットの側面図（Ａ）と、図１３（Ａ）に示す矢印Ｂ−Ｂに沿う断面図（Ｂ）である。

また、図１４は、ホースに空気を送り込む空気送込口側から見た吐出側のサイレンサの側面図（Ａ）と、図１４（Ａ）に示す矢印Ｃ−Ｃに沿う断面図（Ｂ）である。

さらに、図１５は、サイレンサが装着された状態の送風ユニットとそのサイレンサとを、サイレンサの空気送込口側から見た側面図（Ａ）と、図１５（Ａ）に示す矢印Ｄ−Ｄに沿う断面図（Ｂ）と、図１５（Ｂ）に示す矢印Ｅ−Ｅに沿う断面図（Ｃ）である。

前述の通り、送風ユニット１０の筐体１１内には、第１室１１Ａと第２室１１Ｂが設けられている。第１室１１Ａは、第２室１１Ｂに対し空気の流れの向きと交わる、上下に重なった第１区画１１１Ａと、第２室１１Ｂとは重ならない第２区画１１２Ａとを有する。第１区画１１１Ａには、主に、第１および第２の吸音材４１，４２からなる吸入側サイレンサ４０が配置されていて、第２区画１１２Ａには、主にターボファン５０が配置されている（図９参照）。また、第２室１１Ｂには、中継基板３０、圧力センサ３１、流量センサ３２などの電装部品が配置されている（図１２参照）。

また、吐出側のサイレンサ６０は、ホース７０（図１，図２参照）に接続されるとともに、送風ユニット１０に着脱自在に装着される。この吐出側のサイレンサ６０には、吸音材６８と、整流板６９が内蔵されている。吸音材６８には、空気の流れの下流側ほど広がった空気流路６８１が設けられている。この吸音材６８は、送風ユニット１０の空気流出口１１ｂから流出する空気を受け入れて、その空気の流出音を低減する役割を担っている。また整流板６９には、図１４，図１５（Ａ）に示すように複数の孔６９１が設けられている。この整流板６９は、空気を通過させて、通過前よりも通過後の空気の流れを整流に近づける役割を担っている。以下、この整流板６９の役割について詳述する。

ターボファン５０により送風ユニット１０から送り出された空気は、速度や向きがバラバラで安定しておらず、空気流路内で渦や圧力変動が発生する。渦や圧力変動は騒音や振動の原因となり、さらに患者の呼吸のし易さに影響を与えるために、小さく抑えることが望ましい。整流板６９を設置すると、その整流板６９の隙間を空気が通り抜ける際に流れが整えられ、流速バラツキや圧力変動が低減される。また渦の発生もその整流板６９でブロックされ、これにより渦の発生領域が整流板６９の上流側に制限される。整流板６９を設置すると、圧力変動等やそれに伴う騒音等が小さく抑えられるため、吸音材６８の量を減らしても必要な騒音低減率を得ることができ、吸音材６８の量を減らしてサイレンサ６０を小型化・軽量化することができる。

ただし、整流板６９は圧力損失を生じさせることで流速変動や圧力変動を抑えるものであり、必然的に圧力損失を伴う。そこで、本実施形態ではそれを逆手にとり、整流板６９の前後の差圧を測定することで整流板６９を通過して流れる空気の流量を測定している。空気の圧力測定のための整流板６９の周りの構造は以下の通りである。

図１４，図１５に示すように、整流板６９の周りには、空気の圧力測定のための、この整流板６９を通過する直後の空気流路に繋がる第１気圧測定室６９２と、この整流板６９を通過する直前の空気流路に繋がる第２気圧測定室６９３が設けられている。このサイレンサ６０には、送風ユニット１０の２つのコネクタ１２（図４参照）と連結される２つのコネクタ６４（図５参照）が設けられている。２つのコネクタ１２と２つのコネクタ６４を互いに結合すると、送風ユニット１０とサイレンサ６０とに跨って延びる２本の気圧伝達路９１１（図７参照）が形成される。サイレンサ６０に設けられている２つのコネクタ６４のうちの一方のコネクタ６４１（図１４参照）は、サイレンサ６０の筐体の壁内に延びる第２の通気路６９７（図１９参照）により、第２の気圧測定室６９３に繋がっている。そして、このコネクタ６４１は、送風ユニット１０の２つのコネクタ１２のうちの一方のコネクタ１２１（図９，図１３参照）と統合する。すなわち、第２の気圧測定室６９３の空気圧は、図９に示すチューブ２３１、コネクタ１２３を経由して流量センサ３２（図１２参照）に伝達される。また、サイレンサ６０に設けられている２つのコネクタ６４のうちのもう一方のコネクタ６４２（図１４参照）は、サイレンサ６０の筐体の壁内に延びる第１の通気路６９６（図１８参照）により、第１の気圧測定室６９２に繋がっている。そしてこのコネクタ６４２は、送風ユニット１０の２つのコネクタ１２のうちのもう一方のコネクタ１２２（図９参照）と結合する。すなわち、第１の気圧測定室６９２の空気圧は、図９，図１３に示すチューブ２３２に繋がり、さらに図９に示すように、分岐タイプのコネクタ１２６により２本のチューブ２３３，２３４に繋がり、各コネクタ１２４，１２５を経由して、一方は流量センサ３２に伝達され、もう一方では圧力センサ３１（図１２参照）に伝達される。これにより、圧力センサ３１では、サイレンサ６０の第１の気圧測定室６９２の空気圧、すなわち、整流板６９を通過した後の空気の空気圧が測定される。また、流量センサ３２では、サイレンサ６０の第２の気圧測定室６９３と第１の気圧測定室６９２の差圧、すなわち整流板６９を通過する直前と直後の空気の圧力差に基づいて、そのサイレンサ６０からホース７０（図１，図２参照）に送り込まれる空気の流量が測定される。

図１６，図１７は、サイレンサの整流板の部分の断面図である。

ここで、図１６と図１７とでは断面の箇所が若干異なっている。

第１の気圧測定室６９２および第２の気圧測定室６９３は、整流板６９を取り巻くように円環状に一周する部屋に区切られている。そして、第１の気圧測定室６９２は、円周方向複数箇所に設けられた第１の連絡路６９４により、空気流路の、整流板６９を通過した直後の部分と繋がっている。また、これと同様に、第２の気圧測定室６９３は、円周方向複数箇所に設けられた第２の連絡路６９５により、空気流路の、整流板６９を通過する直前の部分と繋がっている。これら第１の連絡路６９４や第２の連絡路６９５は、いずれも、円周方向複数箇所に設けられた第１の気圧測定室６９２や第２の気圧測定室６９３の容積と比べ、極く小さな孔である。このため、第１の気圧測定室６９２および第２の気圧測定室６９３の内部には、空気流路の、それぞれ整流板６９の通過後および通過前の部分の空気圧が伝達され、かつ、空気流路を流れる空気の気圧変動の伝達が抑えられている。すなわち、これら第１の気圧測定室６９２と第１の連絡路６９４、および第２の気圧測定室６９３と第２の連絡路６９５により、それぞれ整流板６９を通過した後および通過前の空気の圧力を安定的に測定できる環境が形成されている。

図１８，図１９は、サイレンサの整流板の部分の、半径方向端の部分の断面図
である。図１８と図１９では、断面の位置が若干異なっている。

図１８，図１９には、吸音材６８の中を通って、それぞれ第１の気圧測定室６９２および第２の気圧測定室６９３にまで延びる、いずれも管形状の第１の通気路６９６および第２の通気路６９７が示されている。

このサイレンサ６０が送風ユニット１０に取り付けられると、図１８に示す第１の通気路６９６は、第１の気圧測定室６９２内の空気圧を、図９に示すチューブ２３２，２３３，２３４を通って流量センサ３２および圧力センサ３１（図１２参照）に伝達する。また、これと同様に、このサイレンサ６０が送風ユニット１０に取り付けられると、図１９に示す第２の通気路６９７は、図９に示すチューブ２３１を通って、第２の気圧測定室６９３内の空気圧を流量センサ３２（図１２参照）に伝達する。すなわち、図１８，図１９に示す第１の通気路６９６および第２の通気路６９７は、サイレンサ６０と送風ユニット１０とに跨って延びる２本の気圧伝達路９１１（図７参照）の、サイレンサ６０内の部分を担っている。

送風ユニット１０の空気流入口１１ａから流入した空気は、２つの吸音材４１，４２に挟まれた空気流路４１１を通って、ターボファン５０の空気取入口５３１からターボファン５０に流入する。ターボファン５０に流入した空気は、ターボファン５０の回転により、そのターボファン５０の空気吐出口５４２から吐出され、送風ユニット１０の空気流出口１１ｂから流出して吐出側のサイレンサ６０に流入し、さらにホース７０を経由してマスク２００（図２参照）に送り込まれる。

なお、流量センサ３２として、第１の気圧測定室６９２と第２の気圧測定室６９３との圧力差から流量に換算するものについて説明したが、それ以外の方法で測定するものでもよく、例えばヒータを用いた熱式の流量センサを用いることもできる。

次に送風ユニット１０に内蔵されている吸入側サイレンサ４０（図７，図１３（Ｂ），図１５（Ｂ），（Ｃ）参照）について考察する。

この吸入側サイレンサ４０は、板状の空気流路４１１を挟んで上下に配置された２つの吸音材４１，４２で構成されている。前述した通り、２つの吸音材４１，４２に挟まれた空気流路４１１は幅ａ（図９，図１５（Ｃ）参照）×高さｂ（図９，図１３（Ｂ），図１５（Ｂ）参照）の平板形状を有する。

ここで、吸音材で囲まれた空気流路を形成した構造のサイレンサについて、以下の観点から望ましい形状を検討する。

図２０は、本発明者らによるサイレンサの流路長さ、断面形状、吸音材厚みを各種変化させたときの吸音性能を示した図である。

この実験結果により、吸音性能は、吸音材材質と厚みとで決まる吸音係数Ｃｍ、流路断面積Ｓａ、流路表面積Ｓｓにより（１）式で表されることが求められた。

以下、この関係を用いて、望ましい流路の断面形状を考察する。

断面形状を横ａ×縦ｂの矩形、流路長をｌとすると、

となる。ａ、ｂを、断面形状を表すパラメータ（断面形状係数）ｔを用いて、

と表す。ｔ＝１で正方形、ｔ＞１でｔが大きいほど横長、ｔ＜１でｔが小さいほど縦長、面積はｔによらずＳａで一定となる。

（１）式〜（５）式を用いて吸音性能ΔＮをｔで表すと、

となる。

なお、吸音材厚みについてはここで用いた吸音材の場合、５ｍｍ以上が望ましく、１０ｍｍであればそれ以上厚くする必要が無い十分な厚みである。

（流路抵抗について）
次に、流路抵抗の観点から、望ましい断面形状について考察する。

層流時の円管の流路抵抗による圧力損失ΔＰは、管摩擦係数λ、管長さｌ、直径ｄ、密度ρ、流速ｕとして

また、矩形断面流路の円管等価直径ｄｅは、

（７），（８），（４），（５）式から

となる。

（容積について）
（６），（９）式から、流路長ｌは長いほど吸音性能も抵抗も大、断面積Ｓａは小さいほど吸音性能も抵抗も大となる。

ここでは、断面形状を最適化することを考える。このため、（６），（９）式の断面形状係数ｔ以外は固定して考える。流路抵抗が小さく吸音性能の高い断面形状が求まれば、その形状を用いて、許容される流路抵抗と許容される騒音の範囲内で、容積を極力小さくするような流路長ｌと断面積Ｓａ選ぶことができる。

（断面形状パラメータｔの検討）
断面形状が正方形のとき、すなわちｔ＝１のときの吸音性能ΔＮと流路損失ΔＰを、それぞれΔＮ_１、ΔＰ_１とすると、

となる。

図２１は、断面形状係数ｔに対する吸音性能比および流量損失比を表わした図である。この図２１において、横軸は対数目盛でプロットした断面形状係数ｔである。グラフはｔ＝１の左右で対称となるため、この図１７では、ｔ≧１の領域のみを示している。

ここで、適切な断面形状の範囲を以下のように考える。

吸音性能の正方形との比ΔＮ／ΔＮ_１が、
Ａ．５倍以上であれば７ｄＢ以上の騒音低減に対応するため、形状の効果を非常によく発揮していると認められる。このときおおよそｔ≧１０である。
Ｂ．３倍以上であれば５ｄＢ以上の騒音低減に対応するため、形状の効果をよく発揮していると認められる。このときおおよそｔ≧６である。
Ｃ．２倍以上であれば３ｄＢ以上の騒音低減に対応し、形状の効果が認められる。このときおおよそｔ≧４である。

流路損失の正方形との比ΔＰ／ΔＰ_１は、
Ａ１．７以下であれば通常問題なく使用することができる。このときおおよそｔ≦１６である。
Ｂ２以下であれば流路設計条件によっては使用することができる。このときおおよそｔ≦３０である。
Ｃ３以下であれば流路設計条件をよく配慮することで使用することができる。このときおおよそｔ≦１６０である。

ここでいう流路設計条件とは、
（使用最大流量時のターボファン発生可能圧力−使用最大流量時に流路で発生する圧力損失）＞使用上必要な圧力
を満足するための、ファンの特性および吸入口からホースを経由してマスクに至るまでの流路の形状である。

上記を総合すると、扁平な板形状の空気流路であって、
望ましくは、４≦ｔ≦１６０（図２７に示す範囲Ａ）、
さらに望ましくは、６≦ｔ≦３０（図２７に示す範囲Ｂ）、
さらに望ましくは、１０≦ｔ≦１６（図２７に示す範囲Ｃ）、
である。

以上で、本発明の基本的な一実施形態の説明を終了し、以下、各種の変形例について説明する。以下においても、上述の実施形態における要素と共通の要素には、形状の相違等があっても同一の符号を付して説明を省略する。

図２２は、第２の吸音材の変形を抑えるワイヤの張り方の変形例を示した図である。この図２２は、上述の実施形態における図１１に対応する図である。

ここでは、第２の吸音材４２の変形を抑えるワイヤ２５の張り方を変えた２例が示されている。ワイヤ２５は、第２の吸音材４２の変形を抑えればよく、図１１のように張り巡らせてもよく、あるいは図２２（Ａ）、あるいは図２２（Ｂ）のように張り巡らせてもよい。

図２３は、第１の吸音材の変形例を示した図である。

上述の実施形態では、第１の吸音材４１として、図９に示す形状の単一の材質の吸音材が採用されている。空気流路４１１を空気が流れることにより、第１の吸音材４１にはその空気流路４１１を塞ぐ向きの力が作用する。上述の実施形態では、その力に対抗して変形を免れるだけ硬さのある材質の吸音材が採用されている。これに対し、図２３（Ａ）における第１の吸音材４１は、軟らかい材質の吸音材料からなる基体４１ｃと、その基体４１ｃの上に重ねられた、空気流路４１１を塞ぐ向きの力に耐える相対的に硬い材質の吸音材料からなる、面形成層４１ｄとで構成されている。この面形成層４１ｄは、空気流路４１１を形成する、距離ｂだけ離れた上面と下面とのうちの下面を形成している。このように、空気流路４１１を形成する面形成層４１ｄのみを変形し難い材質の吸音材料で構成し、基体４１ｃを軟らかい材質の吸音材料で構成することで、この第１の吸音材４１と図１０に示す第２の吸音材４２とで構成される吸入側のサイレンサ４０の吸音性能を向上させることができる。

図２３（Ｂ）に示す第１の吸音材４１には、図２３（Ａ）の２層構造に加え、さらにこの面形成層４１ｄに対面する上面（図１０に示す第２の吸音材４２の面４２ａ）に向かって突き出たリブ４１１ｄが設けられている。このリブ４１１ｄが設けらていることにより、第１の吸音材４１が変形し始めてもこのリブ４１１ｄが第２の吸音材４２（図１０参照）に突き当たって変形が抑えられ、図２３（Ａ）と比べ空気流路４１１がさらに確実に確保される。

尚、この図２３（Ｂ）では、リブ４１１ｄが設けられている例を示したが、リブに代わりボスあるいはポスト形状の突起であってもよく、突起の形状が制限されるものではない。

また、この図２３（Ｂ）は、基体４１ｃと面形成層４１ｄとの２重構造の第１吸音材４１にリブ４１１ｄ等の突起を設けた例であるが、リブ１１１ｄ等の突起を設けるにあたり、必ずしも２重構造である必要はなく、１種類の材質の吸音材料を用いて、突起を設けた第１の吸音材を形成してもよい。

さらに、ここでは、２重構造や突起構造を第１の吸音材４１に適用した例を示したが、これらの構造を第２の吸音材４２（図１０参照）に適用してもよい。その場合、図１１に示すワイヤ２５による変形の抑えと併用してもよく、ワイヤ２５をなくした構造としてもよい。

図２４は、吸入側のサイレンサの変形例を示した図である。

ここで、図２４（Ａ）は平面図、図２４（Ｂ）は、図２４（Ａ）に示す矢印Ｆ−Ｆに沿う断面図である。

上述の実施形態における吸入側サイレンサ４０は、平板形状の空気流路４１１が形成されたサイレンサである。これに対し、この図２４に示す吸入側サイレンサ４０の空気流路４１１は、平板を緩やかに曲げた形状となっている。吸入側サイレンサ４０は、平板形状の空気流路であることが望ましいが、部品のレイアウト等によっては、この図２０に示すように緩やかにカーブした板形状の空気流路４１１を有するものであってもよい。

図２５は、吐出側のサイレンサの変形例を示した斜視図である。

ここには、上述の実施形態とは異なるＣＰＡＰ装置４００が示されている。このＣＰＡＰ装置４００は、本発明の特徴が含まれているか否かとは無関係であって、例えば従来型のＣＰＡＰ装置であってもよい。このＣＰＡＰ装置４００にもホース７０への接続を予定した円筒形に突き出た形状の空気吐出口４０１が存在する。ホース７０には規格が定められており、この空気吐出口４０１はその規格に準拠した寸法のホース７０に嵌め込まれる形状となっている。

ここに示す吐出側のサイレンサ６００は、上述の実施形態におけるサイレンサ６０に、空気吐出口４０１とサイレンサ６０との双方に連結されるアダプタ６０１を取り付けたものである。上述の実施形態におけるサイレンサ６０にこのようなアダプタ６０１を取り付けることにより、ホース７０を直接に繋ぐことを予定しているＣＰＡＰ装置４００とホース７０との間にサイレンサ６００を介在させて、空気の流出音を低減することができる。

尚、ここでは、上述の実施形態のサイレンサ６０にアダプタ６０１を取り付けることで新たなサイレンサ６００としているが、内部に吸音構造を備えて、ホース７０と、ＣＰＡＰ装置４００のホース７０の接続が予定された空気吐出口４０１との双方に接続され、通常の収納の際は、ＣＰＡＰ装置４００とは分離しホース７０に取り付けたままとするタイプのサイレンサとして構成してもよい。

また、上述の実施形態における吐出側のサイレンサ６０は、吸音材６８（図１４，図１５参照）を内蔵することで吸音効果を得るサイレンサであるが、洗浄可能なチャンバ構造のサイレンサとしてもよい。その場合、そのサイレンサを、ホース７０に繋げたまま、ホース７０とともに洗浄することも可能となる。

このように、前述の実施形態に代えて、各種の変形例を採用してもよい。

１０送風ユニット
１１筐体
１１Ａ第１室
１１Ｂ第２室
１１ａ空気流入口
１１ｂ空気流出口
１１ｃ装着面
１１ｄ連結筒
１１ｅ係合突起
１２，３３コネクタ
２０エアフィルタ
２１グロメット
２２丸ヒモ
２５ワイヤ
３０中継基板
３１圧力センサ
３２流量センサ
４０吸入側サイレンサ
４１，４２，６８吸音材
４２ａ面
４１ａ，４１ｂ開口
４１ｃ基体
４１ｄ面形成層
５０ターボファン
６０，６００サイレンサ
６１空気受入口
６２空気送込口
６３装着面
６４コネクタ
６５連結筒
６６係合穴
６７切り込み
６９整流板
７０ホース
８０コントロールユニット
８１ユーザインタフェース
８１ａ操作ボタン
８１ｂ表示画面
８２制御基板
８３バッテリ
８４ＡＣアダプタ接続端子
９０ケーブル
９０ａ，９１配線
９２ゴムリング
１００，４００ＣＰＡＰ装置
１１１底ケース
１１１ｂ空気取入口
１１１ｃ，４１１ｄリブ
１１２本体ケース
１１２ａ底壁
１１２ｂ立壁
１１２ｍ，１１２ｃ，１１３ｂ溝
１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆボス
１１２ｈ，１１３ａ切り欠き
１１２ｉ，１１２ｊ穴
１１３蓋
１１４吸入口カバー
１１５吐出口カバー
６４，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６，６４１コネクタ
１９１，１９２ネジ
２００マスク
２３１，２３２，２３３，２３４シリコンチューブ
３１１，３２１，３２２筒
４０１空気吐出口
４１１，６８１空気流路
５１４回路基板
５１５コネクタ
５９１突起
６０１アダプタ
６９１孔
６９２第１の気圧測定室
６９３第２の気圧測定室
６９４第１の連絡路
６９５第２の連絡路
６９６第１の通気路
６９７第２の通気路
９１１気圧伝達路

Claims

空気を吸入して送り出すファンと、
空気の圧力を測定する圧力センサと、
前記ファンと前記圧力センサとを内蔵し該ファンから送り出された空気を流出させる空気流出口が形成された筐体と、
患者に装着されたマスクあるいは鼻カニューレに接続されたホースの一端に装着されるとともに前記空気流出口に着脱自在に装着されて、該空気流出口から送り出された空気の流出音を低減し流出音を低減した空気を該ホースに送り込む、前記筐体とは別体に設けられたサイレンサとを備えたＣＰＡＰ装置であって、
前記サイレンサが、空気を通過させて通過前よりも通過後の空気の流れを整流に近づける整流板を備え、
当該ＣＰＡＰ装置が、
前記サイレンサが前記空気流出口に装着されることによって連結されて該サイレンサ側と前記筐体側とに跨って延び、前記整流板を通過した後の空気の圧力を前記圧力センサに伝達する第１の気圧伝達路と、
前記圧力センサで測定された空気圧に応じて前記ファンの回転速度を制御する制御回路とを備えたことを特徴とするＣＰＡＰ装置。
前記サイレンサが、
前記圧力センサによる空気の圧力の測定対象となる第１の気圧測定室と、
前記整流板を通過した後の空気流路と前記第１の気圧測定室とを繋ぐ第１の連絡路とを有することを特徴とする請求項１記載のＣＰＡＰ装置。
前記整流板を通過して流れる空気の流量を該整流板通過前後の空気の差圧に基づいて測定する、前記筐体に内蔵された流量センサを備え、
前記第１の気圧伝達路が、前記整流板を通過した後の空気の圧力を前記圧力センサに伝達するとともに、さらに、該整流板を通過した後の空気の圧力を前記流量センサに伝達する気圧伝達路であり、
当該ＣＰＡＰ装置が、さらに、前記サイレンサが前記空気流出口に装着されることによって連結されて該サイレンサ側と前記筐体とに跨って延び、前記整流板を通過する前の空気の圧力を前記流量センサに伝達する第２の気圧伝達路を有し、
前記制御回路が、前記圧力センサで測定された空気圧に応じるとともに、さらに前記流量センサで測定された空気流量に応じて、前記ファンの回転速度を制御するものであることを特徴とする請求項１又は２記載のＣＰＡＰ装置。
前記流量センサによる空気の差圧の測定のための第２の気圧測定室と、
前記整流板を通過する前の空気流路と前記第２の気圧測定室とを繋ぐ第２の連絡路とを有し、
前記流量センサが、前記第２の気圧測定室内の空気と前記整流板通過後の空気との間の差圧に基づいて、前記整流板を通過して流れる空気の流量を測定するものであることを特徴とする請求項３記載のＣＰＡＰ装置。