JP6130353B2 - 呼吸装置 - Google Patents

Description

［関連出願の相互参照］
本願は、２０１１年４月５日に出願されたオーストラリア仮特許出願第２０１１／９０１２６２号の出願日の利得を主張するものであり、この開示内容は、参照することによって、ここに含まれるものとする。

［発明の分野］
本技術は、侵襲的および非侵襲的換気療法、持続気道陽圧法（ＣＰＡＰ）、双レベル療法、閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）のような睡眠呼吸障害（ＳＤＢ）疾患のための治療、および慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）、慢性気管支炎、気腫、慢性心不全、筋委縮症、または他のこのような呼吸障害のような種々の他の呼吸障害および疾患のための治療をもたらす、あらゆる形態の呼吸換気システムに用いられる呼吸装置に関する。

呼吸治療装置は、導管および患者インターフェイス装置を用いて、加圧された呼吸可能なガス、例えば、空気、酸素富化空気、または酸素を患者の気道に送達するためのものである。典型的に用いられるガス圧は、患者の要求に依存して、４ｃｍＨ_２Ｏから３０ｃｍＨ_２Ｏの範囲内にあり、流量は、最大で１８０Ｌ／分（マスクでの測定値）である。ＣＲＡＰの場合、加圧されたガスは、ＣＰＡＰ装置内において患者の気道に対して空気副木（pneumatic splint）として作用し、特に、呼吸の呼気過程中の気道虚脱を防ぐことになる。換気のために、該装置は、呼吸可能なガスを患者の肺に対して出し入れするように設計されている。

患者に供給される空気を加湿する利点は、知られており、加湿装置を組み入れた呼吸装置も知られている。このような呼吸装置は、一般的に、患者の気道の乾燥およびその結果としての患者の不快さおよび関連する合併症を低減させるために、呼吸可能なガスの湿度を変更する能力を有している。流れ発生器と患者マスクとの間に配置された加湿器ユニットを用いることによって、加湿ガスを生じさせ、これによって、鼻粘膜の乾燥を最小限に抑え、患者の気道の心地良さを高めることができる。寒気候において用いられるのみならず、マスク内外の顔領域に概して加えられる温かい空気は、冷えた空気よりも快適である。

関連する呼吸装置に一体化されるかまたは連結されるように構成された加湿器を含む多くの形式の加湿器が、入手可能である。関連する呼吸装置内に一体化されている場合、加湿器は、一般的に、水が送風機内に入るのを防ぐために、送風機に対して装置の別の部分内に形成されている。受動加湿器は、いくつかの効力をもたらすことができるが、一般的に、患者が心地よいと感じるのに十分な湿度および温度を空気にもたらすために、加熱式加湿器が必要である。加湿器は、典型的には、数１００ｍｍＬの能力を有する水タブと、タブ内の水を加熱するための加熱要素と、加湿のレベルを変更することができる制御装置と、流れ発生器からガスを受け入れるガス入口と、加湿されたガスを患者のマスクに送達する患者導管に接続されるように構成されたガス出口と、を備えている。

典型的には、加熱要素は、水タブの下方に置かれて水タブと熱的に接触する加熱プレート内に組み込まれるようになっている。

呼吸装置は、典型的には、呼吸ガスの供給分をもたらすために、装置内に一体化された送風機を備えている。送風機は、インペラを駆動するように適合された静止要素および回転要素（ローター）を有する一体化モータを備えている。回転要素は、磁石に連結されたローターおよびシャフトを備えており、静止要素は、複数の巻コイルを有するステーターを備えている。ステーターは、磁石および連結されたローターを回転させる電磁気駆動部をもたらすことになる。インペラは、一般的に、シャフトまたはローターに連結されており、これによって、ローターまたはシャフトと共に回転するようになっている。静止要素および回転要素は、一緒になって、送風機内においてモータとして配置されることになる。典型的には、モータは、円筒構造を有しており、巻コイルを有するステーターは、ローターおよび磁石を包囲するように垂直方向に配向されている。従って、モータが励起されると、巻コイルは、磁石を回転させる磁場を生じることになる。磁石がローターに連結され、ローターがインペラに連結されているので、ローターおよびインペラは、磁石と共に回転することになる。

特許文献１は、モータに対して別のハウジング内に配置されたインペラを有するものを記載している。しかし、モータは、静止要素（巻コイル）および回転要素（ローターおよび磁石）を依然として備えている。インペラは、モータの回転部分に直接連結されておらず、インペラをモータの回転部分と同期して回転させる別の磁石をインペラに追加することによって、回転駆動されるようになっている。インペラをモータから分離することによって、空気経路を使い捨て式とすることができる、と記載されている。

例えば、病院内において多数の患者に用いられるときに生理学的な汚染の危険を低減させる呼吸装置も、開発されてきている。生理学的な材料が装置内に強制的に戻されることを阻止する細菌学的フィルターが設けられる場合がある。他のシステムでは、呼吸装置は、洗浄可能またはオートクレーブ殺菌可能となるように構成される場合もある。

米国特許出願第６，３０２，１０５号明細書

開示されている技術の一態様は、一体化された送風機および加湿器を有する呼吸装置に関する。

開示されている技術の他の態様は、モータによって駆動されるインペラを有する送風機を備えている呼吸装置であって、モータの回転要素がモータのステーター要素から離脱または分離されている、呼吸装置に関する。

開示されている技術の他の態様は、呼吸装置において、空気入口および空気出口を備えるチャンバと、基部であって、該基部上にチャンバを受けるように構成されている基部と、加圧された空気の供給分を空気入口にもたらすように構成されたモータであって、静止部および回転部を有しているモータとを備えており、モータの静止部は、基部内に配置されており、モータの回転部は、チャンバ内に配置されている、呼吸装置に関する。呼吸装置の回転部は、基部内の静止部によって磁気的に回転駆動される少なくとも１つのインペラを備えていてもよい。

開示されている技術の他の態様は、呼吸装置において、加圧された空気またはガスの供給分をもたらすように構成されたインペラを有する送風機と、加圧された空気またはガスの供給分を加湿するように構成された加湿器と、を備えており、送風機および加湿器は、チャンバ内に配置されており、チャンバは、基部に連結されるように構成されており、基部は、送風機を駆動するように構成された電子要素および制御要素を備えている、呼吸装置に関する。

本技術の他の態様では、呼吸装置は、加湿され、かつ加圧された空気またはガスの供給分をもたらすように構成されたチャンバであって、基部に取外し可能に連結されるように構成されているチャンバを備えており、基部は、チャンバ内の構成要素の作動を制御するようになっている。いくつかの形態では、チャンバは、使い捨て可能になっていてもよい。

いくつかの実施形態では、回転部は、基部内の静止部によって磁気的に回転駆動される少なくとも１つのインペラを備えていてもよい。任意選択的に、磁石がインペラに連結されていてもよい。場合によって、インペラは、着磁された材料、例えば、着磁されたポリマーから構成されていてもよい。さらに、回転部は、チャンバ内において送風機の一部を形成していてもよい。送風機は、空気を空気入口からインペラに導くように構成された入口流路を備えていてもよい。送風機は、加圧された空気をインペラから１つまたは複数の送風機出口に向かって導くように構成された渦形室を備えていてもよい。任意選択的に、静止部は、複数の巻コイルを有するステーターを備えていてもよい。

いくつかの実施形態では、チャンバは、加圧された空気またはガスの供給分を空気出口を通って流出させる前に加湿するために、水の供給分を保持するようにさらに構成されていてもよい。水の供給分は、加熱要素によって加熱されるようになっていてもよい。加熱要素は、基部内に配置されていてもよいし、および／またはチャンバ内に配置されていてもよい。

いくつかの実施形態では、作動に際して、静止部および回転部は、基部のハウジング壁によって互いに分離された積層構造に配置されるようになっていてもよい。いくつかの実施形態では、作動に際して、静止部および回転部は、基部のハウジング壁によって互いに分離された径方向構造に配置されるようになっていてもよい。任意選択的に、回転部および静止部は、チャンバの壁によって、さらに互いに分離されていてもよい。また、チャンバは、底壁および側壁を備える容器構造を有していてもよい。任意選択的に、チャンバは、螺旋流路を備えていてもよい。いくつかの態様では、送風機仕切りが、チャンバの底壁において加圧された空気を螺旋流路内に排出するように構成されており、螺旋流路は、加圧された空気をチャンバの頂部に近接する空気出口に送達するように構成されている。

本技術のいくつかの実施形態は、患者インターフェイスに対して治療空気の加圧流れを生成するための呼吸装置を含んでいる。該装置は、治療空気の加圧流れを生成する磁気インペラを含む送風機仕切りを備えているとよい。送風機仕切りは、インペラに対する上流流路および下流流路を有しているとよい。該装置は、治療空気の流れを加湿するための流体を保持するように構成された加湿器チャンバも備えているとよい。該装置は、基部ハウジングも備えているとよい。基部ハウジングは、インペラの運動に影響を及ぼす磁場コイルを備えているとよい。基部ハウジングは、加湿器チャンバと連結するように構成されているとよい。いくつかの態様では、送風機仕切りは、作動に際して、加湿器チャンバ内に一体化されるかまたは挿入可能になっているとよい。いくつかの態様では、送風機仕切りは、磁場コイルを備えていない。任意選択的に、作動中、加湿水は、送風機仕切りのインペラ部を包囲するように、加湿器隔壁の空間内に収容されているとよい。さらに、磁気インペラおよび磁場コイルは、基部ハウジングの壁によって互いに分離された積層構造に配置されていてもよい。同様に、磁気インペラおよび磁場コイルは、基部ハウジングによって互いに分離された径方向構造に配置されていてもよい。磁気インペラおよび磁場コイルは、加湿器チャンバの壁によってさらに互いに分離されていてもよい。加湿器チャンバは、底壁および側壁を備える容器構造を備えていてもよい。また、加湿器チャンバは、螺旋流路を備えていてもよい。場合によっては、下流流路は、加圧された空気を加湿器チャンバの底壁に近接する螺旋流路内に排出するように構成されていてもよく、螺旋流路は、加圧された空気を加湿器チャンバの上部に近接する空気出口に送達するように構成されていてもよい。任意選択的に、基部ハウジングは、インペラの作動を制御するためのユーザーインターフェイスをさらに備えていてもよい。いくつかの態様では、該装置は、インペラの損耗を示すインペラの振動を検出するセンサも備えているとよい。いくつかのこのような実施形態では、入口経路、例えば、上流流路は、マフラーを備えていてもよい。同様に、装置の出口経路、例えば、下流流路は、マフラーを備えていてもよい。任意選択的に、各磁場コイルは、振動吸収体を備えていてもよい。

本技術の他の態様、特徴、および利点は、本開示の一部であって本技術の原理を例を挙げて示す添付の図面と関連させて以下の詳細な説明を読めば、明らかになるだろう。

添付の図面は、本技術の種々の実施例の理解を容易にするものである。

例示的な呼吸システムの概略図である。 加湿器を備える例示的な呼吸システムの概略図である。 本技術の例示的な装置の斜視図である。 図２の装置の側断面図である。 図２の装置の断面斜視図である。 図２〜図４の装置の分解図である。 本技術の他の例示的な装置の斜視図である。 図６の装置の断面斜視図である。 図６〜図７の装置の分解図である。 本技術のさらに他の例示的な装置の斜視図である。 図９の装置の断面斜視図である。 図９および図１０の装置の分解図である。 本技術の例示的な分解モータ配置の概略図である。 本技術の例示的なインペラの種々の図である。 本技術の巻コイルを有する例示的なステーターの種々の図である。 本技術の他の例示的なインペラの種々の図である。 チャンバの断面が図１６ｂの線ＳＶに沿って切り取られている、径方向制御配置に構成されたインペラおよびコイルを有する本技術の実施形態の構成要素を示す側断面図である。 図１６ａの実施形態の構成要素を示す上面図である。 径方向制御配置されたインペラおよびコイル構造を有する本語術の追加的な実施形態の構成要素を示す側面図である。 螺旋経路を組み入れている本技術のいくつかの実施形態における例示的な加湿器チャンバを示す側面図である。 図１８ａのチャンバの実施例の平面図である。 螺旋流れ技術を含む本呼吸装置技術の実施形態を示す図である。 螺旋加湿経路を示す図１９ａの実施形態の断面図である。 螺旋渦形室および螺旋加湿流れインサートを備える、図１９ａの実施形態の構成要素の分解図である。 いくつかの実施形態における例示的な螺旋渦形室の図（それぞれ、斜視図、上面図、および正面図）である。 いくつかの実施形態における例示的な螺旋加湿流れインサートの図（それぞれ、斜視図、上面図、および正面図）である。 入口マフラー、送風機渦形室、磁気インペラ、および出口マフラーを有する空気経路の例示的な実施形態の等角投影図である。 入口マフラーを備える互いに同心の入口流路および出口流路を有するチャンバの例を示す図である。 作動におけるコイル振動および騒音を低減させるのに適する構成要素を備える基部を示す図である。

以下の説明は、共通の特性および特徴を共有するいくつかの実施例（その殆どが図示されているが、そのいくつかは図示されていない）に関してなされている。任意の１つの実施例の１つまたは複数の特徴は、他の実施例の１つまたは複数の特徴と組み合わされてもよいことを理解されたい。加えて、任意の１つまたは複数の実施例におけるどのような単一の特徴または特徴の組合せも、特許性のある主題を構成することが見込まれている。

本明細書では、「〜を備えている（comprising）」という語句は、その「オープン（open）」の意味、すなわち、「〜を含んでいる（including）」の意味に理解され、その「クローズド（closed）」の意味、すなわち、「〜のみからなっている（consisting only of）」の意味に制限されるべきではない。対応する語句「comprise」、「comprised」、および「comprises」が現れる場合も、対応する意味がもたらされることになる。

「空気」という用語は、呼吸可能なガス、例えば、追加的な酸素を含む空気を含むと見なされるべきである。

詳細な説明における見出し語は、読者の参照を容易にするためにのみ用いられるものであり、本開示または請求項の全体にわたって見られる主題を制限するために用いられるものではない。これらの見出し語は、請求項の範囲または請求項の制限を解釈する際に用いられるべきではない。

［呼吸装置］
図１ａに概略的に示されているように、呼吸システム１０は、概して、呼吸装置１２、（空気送達チューブまたは空気送達配管とも呼ばれる）空気送達導管１４、および患者インターフェイスユニット１６を備えている。使用に際して、呼吸装置１２は、正圧の呼吸可能なガスを生成するための送風機または圧力生成装置２０を備えており、加圧ガスが空気送達導管１４を介して患者インターフェイスユニット１６に送達されるようになっている。空気送達導管１４は、一端において送風機または圧力生成装置２０の出口に連結されており、他端において患者インターフェイスユニット１６に連結されている。非侵襲的換気のために、患者インターフェイス１６は、患者の顔に心地よく係合し、シールをもたらすようになっている。患者インターフェイスまたはマスクは、当技術分野において知られているどのような適切な形態、例えば、フルフェイスマスク、鼻マスク、口鼻マスク、口マスク、鼻プロング、などを有していてもよい。また、患者インターフェイスを患者の顔の所望の位置に心地よく支持するために、ヘッドギアが利用されてもよい。非侵襲性的形態の換気をもたらすために、患者インターフェイスユニット１６は、気官切開チューブを備えていてもよい。

いくつかの実施形態では、加湿器１８が、呼吸装置１２内に組み入れられているかまたは一体化されていてもよく、または呼吸装置１２の下流に設けられていてもよい。このような実施形態では、空気送達導管１４は、図１ｂに概略的に示されているように、患者インターフェイスユニット１６と加湿器１８の出口との間に設けられているとよい。

一般的に、患者が心地よくなるのに十分な湿度および温度を空気にもたらすために、加熱式加湿器が用いられている。いくつかの実施形態では、ガスが患者に供給されるときに、空気送達導管１４が加熱され、これによって、ガスを加熱し、導管の内側に生じる「レインアウト（rain-out）」または凝縮を防ぐようになっている。この構成において、空気送達導管１４は、加熱に関連する１つまたは複数のワイヤまたはセンサを備えているとよい。

図２〜図１１は、本技術の呼吸装置のいくつかの実施形態を示している。種々の実施形態における同様の構成要素を示すために、同様の番号が用いられていることに留意されたい。呼吸装置１１２，２１２，３１２は、チャンバ１５０，２５０，３５０および基部１７０，２７０，３７０を備えている。チャンバ１５０，２５０，３５０は、基部１７０，２７０，３７０に取外し可能に連結されるように構成されている。チャンバ１５０，２５０，３５０は、圧力生成装置または送風機１２０，２２０，３２０を包囲し、加湿のための水１４０の供給分を保持する水チャンバも形成しているとよい。従って、加湿機能および圧力生成機能がチャンバ１５０，２５０，３５０のような共通チャンバ内において得られることになり、これによって、呼吸装置１１２，２１２，３１２の全体の大きさを縮小することができる。しかし、水１４０がチャンバ１５０，２５０，３５０に必ずしも加えられる必要がなく、この場合、装置が加圧された空気またはガスの供給分のみをもたらすようになっていてもよいことに留意されたい。しかし、いくつかの実施形態では、共通チャンバは、例えば、加湿のためのある量の水または他の液体が圧力源のモータ／送風機の可動部、例えば、送風機仕切りのインペラ部分を含む周辺部を囲むことを可能にするようになっているとよい。このような構成によって、水と送風機からの空気との接触面積の増大を促し、加湿効率を高めることに加えて、モータ振動の一部が近接する水に伝搬されるというよりも該水に吸収されることによって、騒音低減または騒音吸収をもたらすという利点を得ることができる。また、近接する水によって、モータ構成要素から水への熱の吸収を促進し、これによって、有利に水を温め、モータを冷却することができる。

図２〜図１１における呼吸装置１１２，２１２，３１２の送風機は、分割モータ構造を備えているとよい。このような配置では、モータ１３０の静止要素１３０ｓは、装置の基部１７０，２７０，３７０内に配置されており、モータ１３０の回転要素１３０ｒは、チャンバ１５０，２５０，３５０内に配置されている（図１２参照）。静止要素１３０ｓは、磁束を基部１７０，２７０，３７０を通してチャンバ１５０，２５０，３５０に導通させることによって、回転要素１３０ｒを電磁気的に回転駆動させるようになっている。分割モータは、いくつかの実施形態では、積層配置またはパンケーキ配置を有している。この配置では、使用時に、巻コイル１７９を有するステーター１７８が基部１７０，２７０，３７０内において水平に配向され、インペラ１３６および磁石１９６がチャンバ内において水平に配向され、ステーター１７８の上方に位置することになる。基部１７０，２７０，３７０は、どのような回転要素も備えていない。このような構成では、モータの電子駆動要素は、呼吸空気経路から分離しており、すなわち、呼吸空気経路の外側に位置しており、インペラおよび回転要素は、呼吸空気経路内に位置している。従って、いくつかの実施形態では、基部のケースまたはハウジング壁および／またはチャンバの壁は、互いに分離しているとよく、またはロータ（例えば、磁石を有するインペラ）とステーター（例えば、制御コイル）との間に障壁が形成されているとよい。

呼吸装置１１２，２１２，３１２は、このような装置に一般的に用いられているように、センサ（図示せず）、例えば、圧力センサ、流量センサ、温度センサおよび／または湿度センサを備えているとよい。圧力センサおよび／または流量センサは、装置の作動を制御するために用いられるとよい。

以下、図２〜図５に示されているある実施形態による呼吸装置１１２について、さらに詳細に説明する。

［基部］
基部１７０は、上部カバー１４４、ＰＣＢ１７６、（モータ構成要素としても知られている）巻コイル１７９を備えるステーター１７８、および基部底１４８を備えている。ステーター１７８は、（以下にさらに詳細に説明するように）送風機１２０のインペラ１３６を駆動するように適合されたモータの一部である。インペラ１３６は、チャンバ１５０内に配置されている。基部１７０は、装置および該装置によってもたらされる治療を制御する他の電子機器を備えていてもよい。基部１７０は、１つまたは複数のユーザーインターフェイス１７４、例えば、ユーザーボタン（図２参照）、ダイアル、タッチスクリーンまたはディスプレイスクリーン、または他のユーザーインターフェイスシステムを備えているとよい。また、基部は、コンピュータまたは他のユーザーインターフェイスシステムに連通するようにまたは連結されるように構成されていてもよい。

いくつかの実施形態では、図２〜図５に示されているように、基部１７０は、チャンバ１５０の挿入または取外しを可能にするように構成されたラッチ１７２も備えている。ラッチ１７２は、持上げるかまたは押下げることによって、基部１７０に対するチャンバ１５０の取外しまたは挿入を可能にするようになっているとよい。いくつかの実施形態では、チャンバ１５０が基部１７０に連結されたとき、チャンバ１５０を基部１７０に対して固定して係止するかまたは保持するために、保持機構が基部１７０内に配置されているとよい。図３〜図５に示されているように、チャンバ１５０の下部は、基部１７０に対するチャンバ１５０の保持を容易にするために、保持リム１６２を備えているとよい。基部１５０は、保持リム１６２に係合するように構成された突起１６３を備えているとよい。

いくつかの他の実施形態では、保持機構は、基部１７０に接触しているチャンバ１５０を付勢するバネ（図示せず）を備えていてもよい。このような構成では、ラッチ１７２は、チャンバユニットの容易な挿入または取外しを可能にするためにバネの解除を行なえるようになっているとよい。保持機構およびラッチ１７２は、２００６年８月１５日に「ＣＰＡＰ装置用の加湿器および／または流れ発生器」と題して出願された共有に係る同時係属中の米国特許出願第１１／９８８、８７０号（２００９年８月６日に米国特許出願公開第２００９／０１９４１０６号として公開）において加湿器タブを加湿器クレードルに保持するものとして記載されているようなどのような構成を備えていてもよい。なお、この文献の内容は、参照することによって、その全体がここに含まれるものとする。

いくつかの実施形態（図示せず）では、基部１７０は、チャンバ１５０内の水１４０を加熱するためにステーター１７８の周りにまたは隣接して配置された加熱要素、例えば、フィラメント加熱要素、セラミック加熱要素、または他のこのような加熱要素を備えていてもよい。他の実施形態では、以下にさらに詳細に述べるように、基部１７０内のステーター１７８がチャンバ１５０内の水を誘導加熱するようになっていてもよい。

［チャンバ］
図２〜図５を参照すると、チャンバ１５０は、底カバー１５４に連結される上部１５２を備えている。上部１５２は、空気入口１５６、出口１５８、および任意選択的に二次入口１６０を備えている。底カバー１５４は、前述のように、基部１７０へのチャンバ１５０の固定を容易にするために、保持リム１６２を備えているとよい。図２〜図５において、上部１５２は、チャンバ１５０の側面をもたらすチャンバ１５０の大きなチューブ状形状を形成しており、底カバー１５４は、チャンバ１５０の底を形成している。しかし、底カバー１５４は、チャンバ１５０の底というよりも、チャンバ１５０の下部を形成するように構成されていてもよい（図示せず）。例えば、上部１５２と底カバー１５４との間の接合部は、どのような接合部における水漏れの可能性も低減させるために、最大水レベル４０の上方に配置されていてもよい。上部１５２および底カバー１５４は、例えば、溶接または接着によって、製造中に永久的に連結されるようになっていてもよい。代替的に、上部１５２および底部１５４は、クリップ、クランプのようなラッチまたはキャッチ機構または同様の装置を用いて、取外し可能に連結されるようになっていてもよい。例えば、２００９年９月１７日に出願された共有に係るＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＡＵ２００９／００１２３２号（２０１０年３月２５日に国際出願公開第２０１０／０３１１２６号として公開）において再使用可能な加湿器タブに対して記載されているようなラッチ機構が用いられてもよい。なお、この文献の内容は、その全体がここに含まれるものとする。上部１５２と底カバー１５４との間には、シール（図示せず）が設けられてもよい。

チャンバ１５０は、プラスチック、アルミニウム、ステンレス鋼、または他のこのような材料から構成されているとよい。いくつかの実施形態では、チャンバ１５０は、少なくとも部分的に低融点材料から構成されていてもよく、この場合、チャンバは、オートクレーブ殺菌によって再使用されないことになる。代替的に、チャンバは、チャンバ１５０をオートクレーブ殺菌または他の種類の洗浄または殺菌によって再使用することを可能にする材料から構成されていてもよい。

図示されているように、チャンバ１５０は、円筒カップ状または容器形状を有しているとよい（図２〜図５参照）。しかし、当業者であれば、チャンバ１５０は、送風機１２０の支持を容易にすると共に水の供給分を保持するどのような適切な形状、例えば、矩形、正方形、などに構成されていてもよいことを理解するだろう。

空気入口１５６は、大気の供給分を加圧のために送風機１２０にもたらすようになっている。いくつかの実施形態では、空気入口（図３〜図５参照）は、送風機１２０をチャンバ１５０内に懸垂するように構成された懸垂チューブ１３４を備えている。懸垂チューブ１３４は、シリコーンのような柔軟材料から構成されているとよい。代替的に、送風機は、以下にさらに詳細に述べるような他の手段によって、チャンバ内に配置されるようになっていてもよい。

チャンバ出口１５８は、加圧され、任意選択的に、加湿された空気をチャンバ１５０から放出するための出口をもたらしている。チャンバ出口１５８は、加圧された空気を患者インターフェイスユニット（図示せず）に送達するために、該チャンバ出口に空気送達導管（図示せず）の取付けを可能にするように、構成されている。

いくつかの実施形態では、二次入口１６０は、水の供給分が水容器（図示せず）からチャンバユニットにもたらされるようになっていてもよい。これによって、より小さいチャンバ１５０の使用が助長されることになる。何故なら、チャンバは、わずかな量の水、例えば、１〜１００ｍＬ、例えば、１〜５０ｍＬ、１〜２０ｍＬ、または１〜１０ｍＬの水しか保持する必要がないからである。わずかな量の水は、多量の水、例えば、３００〜５００ｍＬ以上の水よりも迅速に加熱されることになる。水は、連続的ドリップ送給構成、鳥餌付け式送給構成によって、またはポンプまたは任意の他の水送達プロセスを用いて、二次入口１６０に供給されるとよい。二次入口１６０は、該二次入口１６０を通る加圧された空気のどのような漏れも防ぐために、シールされている。水容器の例として、二次入口１６０の上方にまたは隣接して配置される瓶、または水袋（図示せず）が挙げられる。水の例として、無菌の水および／または濾過された水が挙げられる。代替的に、水容器が用いられなくてもよく、この場合、チャンバが、治療または治療セッションに必要な量の水を保持するように構成されているとよい。

いくつかの実施形態では、二次入口１６０は、呼吸可能なガスの供給分に酸素のような二次ガスの供給分を加えるように構成されていてもよい。二次ガスをチャンバ１５０内に導くことによって、二次ガスは、患者に送達される前に、送風機１２０からもたらされる加圧されたガスと一緒に加湿されることが可能になる。代替的に、二次ガスは、空気入口１５６に供給されてもよい。このような実施形態は、反応ガス、例えば、酸素を呼吸システム内に導入するときに、該反応ガスをシステムの電子部品から隔離し、電気スパークによって生じる燃焼の危険を低減させることによって、より安全な作動をもたらすことができる。

いくつかの実施形態では、チャンバは、水および一種または複数種のガスの導入を可能にするために、多数の二次入口１６０を備えていてもよい。

［圧力生成装置または送風機］
図３〜図５に示されているように、チャンバ１５０は、圧力生成装置または送風機１２０を受け入れるように構成されている。送風機１２０は、空気入口１５６に供給された空気またはガスの供給分を加圧するために、チャンバ１５０内に配置されている。次いで、加圧された空気またはガスは、送風機出口１２２に送達され、チャンバ１５０内に送達されることになる。送風機１２０は、該送風機１２０の内側領域と周囲のチャンバ１５０との間に障壁をもたらす外側ハウジングを有している。

いくつかの実施形態では、送風機１２０は、入口流路１３８、インペラ１３６、および渦形室１２８を備えている。入口流路１３８は、流入する空気またはガスをインペラ１３６に導くために、空気入口１５６に連結されている。入口流路１３８は、流入する空気流またはガス流をインペラ１３６に向かって導くように構成された１つまたは複数の入口羽根１４２（図３、図４参照）を備えているとよい。入口羽根１４２は、流入する空気をインペラ１３６に向かって導くように構成されているとよい。インペラ１３６は、以下にさらに詳細に述べるように、流入する空気またはガスを加圧するために、駆動機構によって回転駆動されるようになっている。加圧された空気またはガスは、インペラ１３６から渦形室１２８に導かれ、該渦形室において、１つまたは複数の送風機出口１２２に導かれるようになっている。次いで、加圧された空気またはガスは、１つまたは複数の送風機出口１２２からチャンバ１５０の外側領域内に受け入れられ、もし水１４０がチャンバ１５０内に存在しているなら、該外側領域において、加圧された空気は、加湿されることになる。

いくつかの実施形態では、図３および図４に示されているように、空気入口１５６および送風機の懸垂チューブ１３４は、入口流路１３８に連結されているとよい。外側ハウジングは、上側シュラウド１２６、渦形室１２８、および送風機支持体１３２の組立によって形成されている。いくつかの実施形態では、製造の部品点数を減らすために、送風機支持体１３２は、渦形室１２８と一体化されているとよい。いくつかの他の実施形態では、以下にさらに詳細に述べるように、上側シュラウド１２６、渦形室１２８、および送風機支持体１３２の全てが、単一の構成要素に一体化されていてもよい。さらに他の実施形態では、以下にさらに詳細に述べるように、送風機支持体が必要とされていない。

いくつかの実施形態では、入口流路１３８は、軸受１９０、例えば、ボール軸受をインペラ１３６のハブ内に保持するように構成されているとよい。軸受１９０は、インペラ１３６の回転を支持するように構成されている。

いくつかの実施形態では、インペラ１３６を制御するために、空気軸受が用いられてもよく、この場合、生じた圧力がインペラを均衡化し、かつ持上げるように作用することになる。いくつかの他の実施形態では、インペラ１３６は、磁場内に懸垂される受動磁気軸受として作用するようになっていてもよい。

渦形室１２８は、インペラ１３６から来る空気を導くように、インペラ１３６を包囲している。渦形室１２８は、空気流を１つまたは複数の送風機出口１２２に向かって導くように設計された複数のステーター羽根１４６を備えているとよい。いくつかの実施形態では、渦形室１２８のステーター羽根１４６は、加圧された空気流を上方向に送風機出口１２２に導くように構成された渦構造を備えているとよい。しかし、他の羽根構造が利用されてもよい。

図４に示されているように、送風機出口１２２は、チャンバの上部の近くに位置する送風機の上側シュラウド１２６に配置されている。送風機出口１２２は、加圧されたガスの加湿を容易にするために、加圧されたガス流をチャンバ１５０内の水に向かって下方に導くように構成されているとよい。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の送風機出口１２２は、一方向弁を備えているとよい。この一方向弁は、加圧された空気またはガスが渦形室１２８を出ることを可能にする一方、水が送風機１２０内に入ることを阻止するものである。例えば、送風機出口１２２は、柔軟膜を備えているとよい。この柔軟膜は、使用時、すなわち、インペラが回転して加圧された空気またはガスの供給分を生じるとき、拡張されて、送風機出口１２２を開くように構成されている。拡張した柔軟膜によって、加圧された空気またはガスの供給分は、送風機出口１２２を通って流出することが可能になる。しかし、インペラが回転していないとき、柔軟膜は、送風機出口１２２を閉鎖または被覆し、これによって、送風機出口１２２の通路を妨げるようになっている。従って、例えば、移送中、装置の非作動モードまたは待機モードにおいて、初期位置にある柔軟膜は、水がチャンバ１５０から送風機出口１２２を通って送風機１２０内に流入するのを阻止することになる。

以下にさらに詳細に述べるように、送風機１２０は、分割モータ構造の回転部しか備えていないので、いくつかの実施形態において、水の存在に耐えるように構成されているとよい。送風機内の水の存在が許容されるのは、チャンバ１５０内に電子機器および制御装置が存在しないからである。電子機器および制御装置は、基部１７０内に配置されているので、モータの回転部から分離している。

［モータ］
モータ１３０は、インペラ１３６を回転駆動させるものである。いくつかの実施形態では、図１２に示されているように、モータ１３０は、分割構造をなすように形成されている。具体的には、モータ１３０の静止部１３０ｓは、基部１７内に配置されており、モータ１３０の回転部１３０ｒは、チャンバ１５０内に配置されている。この配置では、モータは、磁束の方向が軸方向となる、すなわち、回転軸と平行となる積層構造またはパンケーキ構造を有している。回転部１３０ｒと静止部１３０ｓとの間にどのような直接の連結部も存在していない。すなわち、静止要素１３０ｓと回転要素１３０ｒとの間には、インペラ１３６を駆動するためのシャフトが連結されていない。しかし、必要に応じて、インペラ１３６は、チャンバ１５０内において、シャフト（図示せず）に取り付けられるように構成されていてもよい。

モータ１３０の静止部１３０ｓは、ステーター１７８を備えている。ステーター１７８は、その上に配置された複数の巻コイル１７９を有している。図１４ａ〜図１４ｃは、６個の巻コイル１７９（すなわち、３個の磁極対）が配置されたステーター１７８を示している。ステーター１７８は、複数の磁極対コイル１７９、例えば、２〜２０個の巻コイル１７９、例えば、４，６，８，または１０個の巻コイルを備えている。ステーター１７８および巻コイル１７９は、基部１７０内に配置されている。巻コイル１７９を有するステーター１７８は、基部１７０の上部カバーの下に配置されているとよい。ステーター１７８は、熱放散材料内に埋設されているとよい。例えば、ステーターは、熱放散プラスチック内に鋳込まれているとよい。このようなポリマー材料の例として、例えば、一種または複数種の充填剤が添加されたＰＡ，ＰＣ，ＰＰ，ＰＰＳ，ＰＥＥＫなどが挙げられる。図示されているように、巻コイル１７９は、好ましくは、積層構造またはパンケーキ構造を有するステーターの片側に配置されている。

ステーター１７８は、１つまたは複数のセンサ（図示せず）、例えば、インペラ―１３６上の磁石１９６の位置を検出するホールセンサを備えているとよい。

モータの回転部１３０ｒは、軸受１９０およびインペラ１３６に連結または一体化された永久磁石１９６を備えている。永久磁石１９６は、複数の着磁された磁極対（Ｎ，Ｓ）、例えば、２〜２０個の着磁された磁極、例えば、２，４，６，８，１０個の磁極（すなわち、１〜１０個の磁極対）を備えている。好ましくは、コイルの磁極の数と比較して、異なる数の磁極が磁石内に存在しているとよい。例えば、ステーターは、６個の巻コイル（すなわち、３個の磁極対）を備え、永久磁石１９６は、８個の磁極（すなわち、４個の磁極対）を備えているとよい。しかし、当業者であれば、他の構成が利用されてもよいことを理解するだろう。

いくつかの実施形態では、インペラ１３６が磁性材料から構成されており、これによって、別の磁石を設ける必要がなく、インペラは、永久磁石１９６およびインペラ１３６の両方として作用することになる。インペラ１３６は、インペラ１３６に連結または一体化された磁石１９６とコイル１７９に供給される電磁駆動力との磁気的相互作用によって回転駆動されることになる。コイル１７９によって生じた磁場は、基部１７０の上部カバーおよびチャンバ１５０の底カバー１５４を通って導通されることになる。この構成における磁束の方向は、軸方向である。ステーター１７８と磁石１９６との間の距離は、最小限に抑えられ、好ましくは、１０ｍｍ未満、例えば、約８ｍｍ、約７ｍｍ、約６ｍｍ、約５ｍｍ、約４ｍｍ、約３ｍｍ、約２ｍｍ、約１ｍｍである。

いくつかの実施形態では、基部１７０の上部カバーおよびチャンバ１５０の底面は、コイル１７９とインペラ１３６の磁石１９６との間に生じる磁束経路を妨げないように、プラスチック、例えば、磁気的に透過性のあるポリマーから形成されているとよい。他の実施形態では、基部１７０の上カバーおよび／またはチャンバ１５０の底面は、ステンレス鋼またはアルミニウムのような金属材料から形成されていてもよく、この場合、磁束は、これらの表面の一方または両方を加熱し、チャンバ１５０内の水１４０の加熱を助長することができる。

ステーター１７８は、モータを制御するように構成された制御装置に連結されている。制御装置は、ＰＣＢ１７６、マイクロプロセッサ、および作動用電源を備えているとよい。制御装置は、チャンバ１５０における送風機１２０内のインペラ１３６を含む回転部１３０ｒの回転を容易にするために、コイル１７９を電磁的に制御するように構成されている。この構成は、空気流路を装置の電子要素および制御要素から隔離することになる。これによって、チャンバ１５０および送風機１２０のいくつかまたは全ての部品を簡単に取り換えて、空気流路を取り換えることが可能になる。

いくつかの他の実施形態では、図示されていないが、モータは、磁石に連結されたシャフトまたはローターを有するより一般的な円筒形状を有し、磁石１９６とコイル１７９との間の電磁的相互作用によって回転駆動されるようになっていてもよい。例えば、シャフトまたはローターがチャンバ１５０の底から突出し、基部１７０の一部内に挿入され、ステーター１７８およびコイル１７９に係合するようになっていてもよい。シャフトは、永久磁石１９６に連結されていてもよく、この場合、コイル１７８との電磁的相互作用によって、シャフトの回転が容易になる。また、シャフトは、チャンバ１５０内に突出し、インペラ１３６に連結されていてもよい。しかし、前述の実施形態におけるように、モータ１３０の回転部１３０ｒは、モータの静止部１３０ｓから分離している。インペラ１３６、磁石１９６、およびシャフトは、チャンバ１５０内に配置されており、巻コイル１７９を有するステーター１７８は、基部１７０内に配置されている。

いくつかの実施形態では、基部１７０がチャンバ１５０の上方に配置され、チャンバ１５０内において送風機１２０を支持するようになっていてもよい。この場合、水１４０は、送風機１２０の下方に位置することになる。

いくつかの他の実施形態では、モータは、籠型モータのような誘導モータ構成を備えていてもよい。

［インペラ］
いくつかの実施形態では、インペラ１３６は、磁気的伝導性であり、磁性材料から形成されていてもよいし、磁性材料の一部を含んでいてもよいし、またはインペラ１３６の磁気回転を駆動する磁性部品に取り付けられていてもよい。図１３ａ〜図１３ｃは、インペラ１３６の底面に連結された磁石１９６を有するインペラ１３６を示している。図１３ｂは、磁石１９６を有するインペラ１３６の底面図を示している。磁石１９６は、磁極対をなすように配置された８個の着磁された磁極（１９６Ｎ、１９６Ｓ）を備えている。着磁されたインペラは、前述したように、種々の数の着磁された磁極、例えば、２〜２０個の着磁された磁極を備えることができることを理解されたい。

インペラ１３６は、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリアミド、または他の適切なポリマー材料から構成されているとよい。いくつかの実施形態では、磁性材料がポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリアミド、または他の適切なポリマー材料と一体化されるかまたは組み合わされ、磁性ポリマーを形成するようになっていてもよい。磁性材料の例として、着磁されたフェライト、ネオジウム、または他の磁性合金が挙げられる。インペラまたはインペラの一部が、有機ポリマーのようなポリマー、または他の非金属磁石材料から形成されていてもよい。プラスチック磁性材料またはプラスチック磁石を組み入れているかまたはそれから構成されているこのようなインペラの例として、ＰＡＮｉＣＮＱまたはエメラルディン基ポリアニリン（ＰＡＮｉ）とテトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）との他の組合せからなるインペラが挙げられる。

インペラ１３６は、一体成形構造であるとよいが、他の適切な材料および製造技術が用いられてもよい。インペラ１３６（図１３ｃ参照）は、シュラウド１３５のような１対のディスク間に挟み込まれた複数の羽根１３７、具体的には、４〜２０個の羽根、例えば、６〜１３個の羽根を備えている。インペラ１３６は、該インペラ１３６の空気力学的な芯出しを改良するために、後方に湾曲した羽根を備えているとよい。

代替的構成（図示せず）では、インペラ１２３，２３６は、２００６年１０月２７日に出願された同時係属中の米国特許出願第１２／０８３．３５０号に記載されているような交互シュラウド構成を備えていてもよい。この文献の内容は、その全体がここに含まれるものとする。インペラ１３６は、空気を略接線方向に加速する略遠心インペラであってもよい。インペラハブ１９４は、インペラ１３６を軸受１９０に連結するものである。いくつかの実施形態では、インペラは、以下にさらに詳細に述べるように、モータのステーター要素から独立している、すなわち、モータのステーター要素に直接的に連結されていない。

いくつかの実施形態では、インペラ１３６は、回転しているインペラ１３６と入口流路の壁との間の間隙に空気クッションが形成されることによって、使用時に自己芯出しおよび自己平衡化するように構成されているとよい。

図１５ａ〜図１５ｄに示されているように、いくつかの実施形態では、インペラ２３６は、空気軸受の使用を容易にするように構成されているとよい。前述したように、インペラ２３６は、磁極対（１９６Ｎ，１９６Ｓ）をなすように配置された複数の着座された磁極を有する磁石１９６を備えているとよい。また、インペラは、該インペラのハブに隣接して複数の開口２９１を備えているとよい。これらの開口２９１によって、使用時に、空気圧がインペラの下方に流れ、インペラを持上げ、空気軸受装置を形成することができる。インペラ１３６と渦形室１２８の壁との間の加圧された空気も、インペラ１３６の支持を助長することになる。

いくつかの実施形態（図示せず）では、インペラは、わずかな量の水に浮くように構成されていてもよい。水のわずかな供給分が、チャンバ１５０から送風機１２０にもたらされるようになっているとよい。このような構成では、回転中に、水がインペラ１３６を支持するための潤滑剤をもたらすことになる。インペラは、ツインインペラであってもよい。

いくつかの他の実施形態では、インペラ１３６は、磁場内に懸垂された受動磁気軸受として作用するようになっていてもよい。

いくつかの実施形態では、インペラ１３６は、インペラに生じた渦損失がインペラを加熱するような適切な材料、例えば、適切な着磁された材料から構成されていてもよい。生じた熱は、空気流および／または水を加熱するために用いられることになる。

いくつかの実施形態では、送風機１２０は、加圧された空気またはガスの供給分をもたらすように協働する複数のインペラ１３６，２３６、例えば、２，３，または４つ以上のインペラを備えていてもよい。

［加湿］
チャンバ１５０内の加圧された空気またはガスは、チャンバ１５０内の水１４０の供給分によって加湿されるとよい。加圧された空気またはガスは、送風機出口１２２を介して送風機１２０を出て、加湿が行なわれるチャンバ１５０の水収容領域に入るようになっている。チャンバ１５０内の水は、任意選択的に加熱されることになる。いくつかの実施形態では、水は、送風機１２０によって生じた熱が周囲の水１４０内に分散されることによって、加熱されるようになっていてもよい。

いくつかの実施形態では、基部１７０が、チャンバ１５０内の水を加熱するように構成された加熱要素を備えているとよい。加熱要素の例として、セラミック加熱要素、フィラメントヒーター、または他のこのような加熱要素が挙げられる。熱は、基部１７０の上カバーを通って、チャンバ１５０内に導通されることになる。チャンバ１５０の底カバー１５４は、少なくとも部分的に熱伝導材料から構成されているとよい。

いくつかの実施形態では、加熱器は、チャンバ１５０内に設けられていてもよい。例えば、加熱フィラメントまたは加熱帯片が、チャンバ１５０内に配置されていてもよい。加熱帯片は、同時係属中の米国特許出願第１２／６６９，８８９号に記載されているように構成されているとよい。なおこの文献の内容は、その全体がここに含まれるものとする。

いくつかの実施形態では、チャンバ１５０が少なくとも部分的に鋼、ステンレス鋼、またはアルミニウムのような金属材料から形成され、基部１７０内に配置されたコイル１７９を有するステーター１７８がモータの回転部１３０ｒを駆動すると共にチャンバ１５０内の水１４０を誘導加熱するように、構成されていてもよい。鋼またはアルミニウムと基部１７０内のコイル１７９との金属相互作用によって、インペラ１３６を駆動するための電力にいくらかの損失が生じる。しかし、これらの損失は、熱として回収されることになる。このような構成では、チャンバ１５０が基部１７０から取り外されると、加熱が生じないので、装置の安全性を改善することができる。

さらに、このような構成を用いることによって、装置を始動させる制御機構に係合された基部１７０にチャンバ１５０が係合されているかどうかを容易に認識することができる。他の実施形態では、チャンバは、他の手段、例えば、２００６年１２月２１日に出願された米国特許出願第１１／６４２，９６３号に記載されているものを含む無線識別（ＲＥＩＤ）タグまたは他の認識システムを用いて、基部によって認識されるようになっていてもよい。なお、この文献の内容は、その全体がここに含まれるものとする。

いくつかの実施形態では、加圧されたガスが加湿されなくてもよく、この場合、水がチャンバ１５０内に供給されなくてもよい。

いくつかの実施形態では、チャンバ１５０は、チャンバ内の空気またはガスの温度および／または湿度を測定する温度センサおよび／または湿度センサのようなセンサを備えていてもよい。加熱要素の加熱およびチャンバ１５０内の水１４０の温度の制御を助長するために、温度センサが、加熱要素に連結されていてもよい。

［テーパ付きチャンバの実施形態］
図６〜図８は、テーパ付きチャンバ２５０を有する本技術のある実施形態による装置２１２を示している。前述の実施形態と同様、装置２１２は、分割モータ構造を有している。具体的には、この分割モータ構造は、基部２７０内に複数の巻コイル１７９付きのステーター１７８を有すると共に、チャンバ２５０内にインペラ１３６および送風機２２０を有している。また、チャンバ２５０は、水１４０の供給分を保持するように構成されている。理解を容易にするために、同様の番号が、前述の実施形態に関連して記載した構成要素と同様の構成要素を示すために、用いられている。

チャンバ２５０は、基部２７０へのチャンバ２５０の固定を容易にするために円錐形状を有しているとよい（図６〜図８参照）。図６〜図８に示されているように、基部２７０は、壁２８０を備えているとよい。壁２８０は、チャンバ２５０が基部２７０に挿入されたとき、該チャンバ２５０を少なくとも部分的に包囲し、かつ支持するものである。壁２８０の開口によって、チャンバ２５０を取外し可能に摺動挿入することが可能になる。壁２８０は、チャンバ２５０の垂直方向の離脱を防ぐために、チャンバ２５０の円錐形状に適合するように内方に傾斜しているとよい。このように、チャンバ２５０がいったん基部に挿入されると、傾斜した壁２８０が円錐状チャンバ２５０と連携して、チャンバ２５０を基部に固定することになる。

いくつかの実施形態では、図示されていないが、壁２８０は、チャンバ２５０を基部２７０にしっかりと固定するために、チャンバ２５０の側部の溝または通路内に係合されるリップまたは突起（図示せず）を備えていてもよい。代替的に、チャンバ２５０が突起またはリップを備え、壁２８０が該突起またはリップを受け入れるように構成された相補的な溝または通路を備えていてもよい。突起またはリップは、壁２８０および／またはチャンバ２５０を取り囲む複数の突起またはリップ部から構成されていてもよいし、または単一の連続的な突起またはリップであってもよい。任意選択的に、基部は、チャンバのネジ山に適合するネジ山を含み、これによって、チャンバを基部に螺合させるようになっていてもよい。

いくつかの実施形態では、図６〜図８に示されているように、チャンバ２５０は、互いに一体化された上部１５２および底カバー１５４を備えていてもよく、この場合、これらは、単一の一体化チャンバ要素２５３として成形されることになる。例えば、チャンバ要素２５３は、上面に開口２６４を有するカップ状形状に成形されているとよい。従って、このようなチャンバは、底壁および側壁を備えていることになる。このような構成では、チャンバ要素２５３の底に接合部が存在しないので、水１４０がチャンバ２５０から漏れる危険性が低減されることになる。開口２６４は、チャンバ要素２５３の上部において送風機装置２２０を受け入れるように構成された窓の形態にあるとよい（図６参照）。このような構造では、空気入口１５６は、送風機２２０に連結され、開口２６４の一部内に受け入れられるようになっているとよい。

いくつかの実施形態では、上側シュラウド、渦形室、および送風機支持体は、単一構成要素、具体的には、渦形室インサート２２４として一体化されているとよい（図８参照）。渦形室インサート２２４は、チャンバ２５０内に挿入されることになる。渦形室インサート２２４は、成形インサートとして構成されているとよい。いくつかの実施形態では、渦形室インサート２２４は、インペラ１３６，２３６からの振動伝達を容易にし、伝達される騒音を低減させるために、少なくとも部分的にシリコーンのような柔軟材料から構成されているとよい。

いくつかの実施形態では、軸受が羽根の中心部および軸受ハウジング２９２内に支持されているとよい（図７および図８参照）。羽根および軸受支持体２９２は、軸受１９０またはインペラ１３６，２３６と共に回転しない静止構成要素である。羽根および軸受支持体２９２は、流入する空気またはガスをインペラ１３６，２３６に導くように構成された複数の静止羽根を備えている。羽根および軸受ハウジング２９２は、入口流路２３８に連結されていてもよく、この場合、入口流路２３８に対して振動支持体をもたらし、伝達される騒音を低減させることになる。

いくつかの実施形態では、入口フィルター２８４が、空気入口１５６に連結されているとよい（図６〜図８）。入口フィルター２８４は、流入する空気を濾過し、粒子状物質および／またはウイルスおよび／または細菌を除去するように構成されている。入口フィルター２８４は、空気入口１５６内に受け入れられるフィルターフレーム２８６によって支持されているとよい。フィルターフレーム２８６は、例えば、バヨネット接続、締り嵌め、スナップ嵌合、圧入、または任意の他の種類の接続を用いて、空気入口１５６に連結されているとよい。図６〜図８に示されているように、空気入口１５６は、渦形室インサート２２４内に形成されているとよい。

いくつかの実施形態では、チャンバ出口１５８は、渦形室２２４に形成されているとよく（図６〜図８参照）、装置２１２が組み立てられるとき、開口２６４内に受け入れられるようになっているとよい。

［成形された送風機仕切りの実施形態］
図９〜図１１は、送風機仕切り３８８を有する成形チャンバ３５０を有する本技術のある実施形態による装置３１２を示している。前述の実施形態と同様、装置３１２は、分割モータ構造を備えている。具体的には、この分割モータ構造は、基部３７０内に複数の巻コイル１７９付きステーター１７８を有すると共に、チャンバ３５０内にインペラ１３６および送風機３２０を有している。また、チャンバ３５０は、水１４０の供給分を保持するように構成されている。従って、チャンバは、底壁および側壁を備え、カップ状形状を形成している。理解を容易にするために、前述の実施形態に関して述べた構成要素と同様の構成要素を示すために、同様の番号が用いられている。

図１０に示されているように、チャンバ３５０は、該チャンバ３５０の底内に成形された送風機仕切り３８８を備えている。送風機仕切り３８８は、チャンバ３５０内に一端が開いた円筒またはハブを形成しており、この一端が開いた円筒またはハブは、送風機３２０を受け入れ、送風機３２０の外側ハウジングを形成するように構成されている。円筒として示されているが、送風機仕切り３８８は、送風機３２０をチャンバ３５０内に収容するように構成された他の構造を有していてもよい。送風機仕切り３８８は、渦形室１５４を形成していてもよく、この場合、送風機支持体が不要になる。

前述のテーパ付きチャンバ２５０と同じように、チャンバ３５０は、一体化チャンバ要素３５３を有しているとよい。チャンバ要素３５３は、一端が開いた容器（例えば、一端が開いた円筒体）として形成されているとよい。この構成では、開口２６４によって、チャンバ要素３５３の上部が開いており（図９参照）、チャンバ蓋３５５が、チャンバ要素３５３に連結されるようになっている。チャンバ蓋３５５は、該蓋３５５がチャンバ要素３５３の上に挿入されたとき、送風機３２０がチャンバ３５０内に真っ直ぐに配向されるべく、送風機３２０に密封可能に連結されるようになっているとよい。いくつかの実施形態では、送風機３２０のいくつかの構成要素、例えば、入口流路１３８、渦形室１２８、および上側シュラウド１２６は、送風機仕切り３８８内に挿入される渦形室インサート３２４として一体化されているとよい。渦形室インサート３２４は、チャンバ蓋３５５に一体化されているとよい（図１１参照）。構成要素の点数を少なくすることによって、装置３１２の組立および製造が、より容易になる。

チャンバ３５０は、前述の方法と同様の方法によって、基部３７０に連結されるとよい。いくつかの他の実施形態（図１０および図１１参照）では、チャンバ３５０は、該チャンバ３５０を基部３７０に保持するために、基部３７０のフランジ３８２を受け入れるように構成された溝３６６を備えているとよい。

また、渦形室インサート３２４は、前述の構成と同様の構成を有する挿入フィルター２８４およびフィルターフレーム２８６を備えていてもよい。

［径方向制御配置］
図１６および図１７の実施形態では、送風機のモータのステーター要素およびローター要素の分割設計は、前述の実施形態の積層配置ではなく、径方向制御配置をもたらすように構成されている。例えば、図１６ａおよび図１６ｂに示されているように、インペラ１６３６は、カップ状形状、瓶形状、または容器形状を有するチャンバ１６５０内に配置または挿入されるようになっているとよい。任意選択的に、軸受（図示せず）が、チャンバに対するインペラの回転を促進するために、チャンバの底に接触するようになっていてもよい。チャンバ１６５０は、（ＢＯＴの符号が付された）底および（ＳＷの符号が付された）１つまたは複数の側壁を備えている。従って、容器が（インペラと共に）持ち上げられ、基部１６７０およびコイルから取り外されるときに、容器が（インペラと共に）水を保持することが可能であり、これによって、加湿チャンバの補充を簡素化することができる。

インペラ１６３６は、磁石１６９６を備えているとよい。インペラがチャンバの底内に挿入されると、コイル１６７９が磁石の半径方向外方に位置し、これによって、インペラの回転運動を半径方向において制御することができ、加圧された空気流がチャンバに生じることになる。この実施形態では、コイルは、基部１６７０のハウジンング、シェル、またはカバー内に配置されているとよい。チャンバの底ＢＯＴは、基部に形成された空洞１６７０ＣＡＶ、例えば、円筒状空洞内に嵌合され、これによって、チャンバの底部が基部の空洞内に挿入されることになる。従って、インペラの運動を制御するためにコイルから生じる磁場は、チャンバの構造の壁を横切り、コイルと磁気制御要素とを分離する基部のハウジングのカバーまたは壁も横切ることになる。図１６ａに示されていないが、この実施形態は、前述したような渦形室インサート２２４が形成された空気入口と任意の適切な出口とを備えている。同様に、図１６ａに示されていないが、いくつかの実施形態では、追加的なコイルがインペラの下方に設けられてもよく、この場合、基部のコイルおよび磁気インペラは、組み合わされた径方向制御配置および積層制御配置が得られるように、配置されることになる。

図１７ａおよび図１７ｂに示されている他の径方向制御の実施形態では、インペラは、空気を運動させるための垂直方向に延在する羽根１７３７を備えている。羽根１７３７は、インペラのディスク部１７３６Ｄから下方に延在しているとよい。２つの羽根が図１７ａおよび図１７ｂに示されているが、追加的な羽根が、ディスクの周りに組み入れられてもよい。これらの羽根は、磁気部または磁石部１７９６を備えているとよい。インペラは、基部１７７０の構造およびチャンバ１７５０に対する回転を可能にするために、軸受１７９０上に配置されるかまたは軸受１７９０を備えているとよい。基部は、中心に延出（例えば、***）する台座部１７７０ＰＰを備えているとよい。台座部１７７０ＰＰは、円筒形状であるとよい。延出している台座部は、インペラのディスク部および／またはその軸受の回転に対して中心支持体として機能するようになっているとよい。これに関して、インペラ１７３６は、インペラの羽根が円筒状の台座部１７７０ＰＰの周囲を回転する一方、ディスクが台座部の上面において旋回するように構成されているとよい。基部に対するインペラの回転を制御するために、基部の台座部１７７０ＰＰは、１つまたは複数のコイル１７７９に対するハウジングとして機能することになる。従って、作動するために組み合わされたとき、インペラの磁石は、コイルの半径方向外方に位置することになる。図１７ａおよび図１７ｂに詳細に示されていないが、この実施形態は、前述したような任意の渦形室インサート２２４が形成された空気入口と任意の適切な出口とを備えている。

図１７ａの実施形態では、チャンバ１７５０は、（例えば、底壁のない）円筒体として形成されているので、加湿用の流体は、基部１７７０のハウジングと直接接触することになる。これに関連して、チャンバが基部と交わる側壁接触部にシールが施されているとよい。基部に対するチャンバ１７５０のシールによって、チャンバと基部との組合せは、水容器として機能することができる。しかし、図１７ｂの実施形態では、このようなシールは、必要ではない。図１７ｂでは、図１６ａの実施形態と同様、チャンバ１７５０は、瓶形状または容器形状に形成されている。従って、チャンバは、加湿用の水を保持することを可能にする底ＢＯＴを備えている。チャンバは、典型的には、チャンバ内へのインペラ１７３６の挿入を可能にするため、（例えば、チャンバの上部の近くに）開口を備えている。従って、チャンバが基部１７７０内に配置されるとき、インペラは、送風機を作動させるためのコイルに対応することになる。

一般的に、前述の呼吸装置の径方向配置の実施形態の特徴は、ステーターおよびローターの相対的な構造的配置において、呼吸装置の積層配置の実施形態と異なっている。しかし、これらの実施形態の他の特徴は、置き換え可能である。すなわち、積層配置の実施形態の特徴のいずれもが、径方向配置の実施形態に組み入れられてもよい。同様に、径方向配置の実施形態の特徴のいずれもが、積層配置の実施形態に組み入れられてもよい。単なる例示にすぎないが、径方向配置は、前述したようなテーパ構造、テーパ付きチャンバ、送風機仕切り、センサ、（例えば、磁性材料から形成された）インペラ材料に関する特徴を備えていてもよい。

［螺旋流路］
いくつかの実施形態では、チャンバは、インペラからチャンバ内に向かう空気流に対して、例えば、螺旋状流れ形態にある螺旋流路を有するように構成されている。このような１つの螺旋流路１８５１ＨＰの例が、図１８ａ，１８ｂのチャンバ１８５０に示されている。例えば、加圧された空気流をチャンバ内においてその内周に沿って上向きにチャンバの上部の出口１５８に螺旋状に導くために、内部螺旋壁１８５１ＨＷが、チャンバの円筒状側壁の内周に沿って（およびインペラ領域に沿って）螺旋を描くように、配置されているとよい。チャンバの内周に沿ったこの経路は、空気流が加湿チャンバ内を移動する距離を延ばすように機能する。この移動距離の延長によって、加湿チャンバの水に対する空気流の表面接触が大きくなり、加圧された空気の加湿をより効率的に行うことができる。図１８ａは、加圧された空気流を生成するための送風機仕切り、インペラ、または渦形室要素を示していないことに留意されたい。しかし、チャンバは、空気流経路がチャンバ内の送風機要素を螺旋状に囲むために、前記の送風機実施形態および加湿器実施形態のいずれを組み入れることもできる。このような態様では、送風機仕切りまたは渦形室は、空気流を送風機またはインペラからチャンバの底に近接する螺旋経路内に排出するようになっているとよい。従って、螺旋状流路は、加圧された空気をチャンバの上部に近接する空気出口に送達するように構成されているとよい。任意選択的に、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の螺旋壁は、螺旋経路の水および空気を加熱するために、螺旋壁によって形成された経路に沿って延在する螺旋状の加熱要素を備えていてもよい。

螺旋流路を有するこのような装置の実施形態について、図１９〜図２１においてさらに検討する。この実施形態は、図２の実施形態と同様であり、図２を参照して述べた構成要素と同様の構成要素を用いている。しかし、この実施形態では、送風機からの流れに対して螺旋経路を形成するために、螺旋壁を有するように構成された流路インサートが組み入れられている。図１９ｃ、図１９ｂ、図２１ａ、図２１ｂおよび図２１ｃに示されているように、加湿流れインサート１９９９が、チャンバ１５０内に組み込まれているとよい。螺旋状の加湿流れインサート１９９９は、螺旋壁１８５１ＨＷを備えている。螺旋壁１８５１ＨＷは、この実施形態では、インペラからの空気流に対する螺旋経路を形成している。任意選択的に、螺旋壁は、流体または空気を１つの経路から他の経路に垂直方向に移送することを可能にするために、１つまたは複数の壁開口２１０１を備えていてもよい。

また、図１９〜図２１の実施形態は、送風機のインペラから（図では矢印Ｆが付されている）上昇する空気流を導くために、任意選択的に挿入可能な螺旋状渦形室１９９７も用いている。流れインサート１９９９と同様、螺旋渦形室は、螺旋状渦形室の外側に螺旋形状の螺旋経路を備えているが、螺旋状渦形室の内側にもこのような螺旋形状を備えていてもよい。従って、螺旋状渦形室は、（インペラから螺旋状に上昇する）渦形室の内側の上昇空気流を、渦形室の外側において、（図１９ｂに最もよく示されているように）、螺旋状加湿インサート１９９９の底に向かって下向きの螺旋方向に導くように、構成されているとよい。螺旋状渦形室１９９７の流路の外側の底を出ると、流れは、螺旋状加湿流れインサート１９９９に入り、出口１５８に向かって螺旋状に上昇することになる。

［騒音低減要素］
ここで検討されている本技術の実施形態のいずれも、送風機の作動騒音をさらに低減させるために、追加的な任意選択的構成要素を備えているとよい。例えば、前述したように、フィルターが送風機の入口に組み入れられてもよい。いくつかの態様では、発泡フィルターが、インペラまたはその羽根の周りに組み入れられてもよい。例えば、フィルターが渦形室１２８内に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、インペラの振動を安定させるかまたは最小限に抑え、可能であれば、騒音をさらに低減させるために、バネのような付勢要素が送風機仕切り内に設けられてもよい。例えば、図４の実施形態では、軸受１９０に下向きの弾性力を加えるために、中心バネが入口流路１３８内に設けられてもよい。いくつかの実施形態では、コイルがＰＣＢから取り外され、ワイヤリード線によって取り付けられてもよく、これによって、コイルは、コイル振動を低減するように取り付けられることになる。

例示的な一実施形態では、入口経路および出口経路を有するチャンバが、使い捨てユニットとして組み入れられてもよい。一例が、図２２に示されている。図示されているように、入口１５６は、送風機仕切りに通じるマフラー領域において、騒音を低減するように構成された入口マフラー２２９６または他の構造に繋がっているとよい。チャンバ１５０は、本明細書に記載されている他の実施形態の特徴部、例えば、前述した渦形室組立体または渦形室インサートのいずれかを有する送風機仕切りを備えているとよい。使い捨てチャンバは、さらに磁気インペラのようなインペラ１３６を備えているとよい。チャンバ１５０は、分離した容器内の出口マフラー２２９８にも連結されているとよく、この出口マフラーは、接続流路ＣＦＰによってインペラの流路に接続されている。出口マフラー２２９８または騒音を低減するように構成された他の構造が、出口マフラー容器の出口１５８に繋がっているとよい。作動に際して、使い捨てユニットは、前述したような基部に配置されるとよく、必要に応じて、使用される水によって補充されるようになっているとよい。ユニットの構成要素は、特定の寿命、例えば、インペラまたはチャンバの損耗寿命を有しており、それらの有効寿命が尽きたときに取り換えられるとよい。このような場合、新しく取換えられたチャンバユニットは、元の基部と共に用いられることになる。

使い捨てユニットとして組み入れられるようになっている図２３の実施形態では、他の実施形態と同様、チャンバの互いに同心の入口流路および出口流路は、入口マフラーを備えるように構成されているとよい。このような場合、入口マフラーの喉部ＴＨＴが出口経路の一部によって包囲されているとよい。この例では、図２２のような別の出口マフラー容器を組み入れる必要がない。何故なら、共通の容器が、例えば、図示されている同心形態で入口マフラーおよび出口流路を収容しているからである。この実施形態では、コイルは、基部１７０内に配置されているが、ＰＣＢ１７６自体に一体化されずに、ワイヤリード線ＷＬによってＰＣＢ１７６に連結されている。

図２３に示されている実施形態では、インペラは、任意選択的に入口マフラーインサート、チャンバ底、または底プレートに一体化された構成要素である軸を中心として回転するようになっている。磁石ＭＡＧを有するインペラ１３６（または着磁されたインペラ）およびインペラシャフトは、１つまたは複数の軸受１９０−１，１９０−２、例えば、図２３に示されている２つの接触転動要素の軸を中心として回転するようになっているとよい。このような追加的な軸受は、インペラの回転の安定性および／または位置合せを促進するのに役立ち、これによって、作動中の呼吸装置の騒音を低減させ、および／または寿命を延ばすことができる。使い捨てチャンバの実施形態では、ローター位置合せに対して厳密でない公差を有する１つの軸受が組み入れられてもよく、この場合、より短い寿命しか必要とされないこのような装置に適するコスト低減が可能になる。使い捨てユニットとして組み入れられるようになっている同様の例が、図２４に示されている。しかし、図２４では、入口マフラーインサート、チャンバ底、または底プレートは、軸受を位置付けする静止スリーブを有しており、インペラのシャフトは、このスリーブ内において回転するようになっている。

図２５において、基部は、例えば、コイル振動を低減させることによって、騒音低減を助長する任意選択的な構成要素を有するものとして示されている。代替的に、振動絶縁システムによって、可聴周波数範囲内のコイルの振動を増大させ、モータまたは送風機システム内の振動性エネルギーをそれらの質量の運動エネルギーとそれらの懸垂システムの変形との間の振動の形態でコイルに導くこともできる。任意選択的に、コイルは、高周波数で振動し、騒音を生じる可能性があるので、このような音を封じ込み、該音が基部の外に、すなわち、患者に到達可能な流路に伝達するのを防ぐために、基部は、基部内に音響減衰材料または遮音材を備えていてもよい。いくつかの例では、コイル１７８、ＰＣＢ１７６、および制御回路（プロセッサ）は、１つまたは複数の振動吸収体２５０３を備えているとよい。いくつかの実施形態では、各々が１つまたは複数の別々の振動吸収体を有していてもよい。例えば、バネおよび／または減衰機構が、各構成要素の振動を低減させるように構成されているとよい。いくつかの態様では、コイルは、インペラの磁石よりも軽くなっているとよく、および／またはより柔らかいバネがコイルに取り付けられているとよい。より高い周波数では、磁石とコイルとの間に作用する大きさが等しく方向が反対の力によって、磁石の変位と比較して、コイルの変位が大きくなり、これによって、磁石の振動を低減させることができる。生じたコイル振動は、患者に到達可能な任意の流路に生じる振動と比較して、遮音材料によって、基部内により容易に封じ込めることができ、このような構成によっても、騒音を低減させることができる。実際、前述したようなコイルを流路から離れるように基部内に隔離することによって、流路内に制御コイルおよび磁石を含む他の送風機と比較して、騒音低減が可能になる。

［損耗センサ］
いくつかの実施形態は、インペラ要素の作動状態を監視する損耗センサを備えているとよい。例えば、作動中、インペラが所定状態、例えば、所定速度に設定されたときまたは所定圧力を送達するように設定されたとき、インペラの振動を測定する加速度計が組み入れられているとよい。呼吸装置の制御装置は、所定状態における振動の検出を周期的に制御するようになっているとよい。先に特定された標準的な振動値または試験された振動値からの振動の増加または先の振動値を所定量超えた増加が、インペラ振動の増加を表す指標および／またはインペラの交換を表す指標と見なされるとよい。このような場合、装置の制御装置またはそのプロセッサは、現在の振動値を先の標準的な振動値または他の閾値と比較し、この閾値との比較に基づいて、インペラ構成要素の交換に対する警告メッセージまたは表示光の生成を制御するようになっているとよい。いくつかの実施形態では、マイクロフォンが振動／騒音センサとして用いられてもよく、この場合、マイクロフォンからの騒音の大きさが振動値と見なされることになる。

［多重呼吸装置］
いくつかの実施形態では、例えば、双レベル治療用のより高レベルの圧力支援をもたらすために、２つ以上の呼吸装置１１２，２１２，３１３が互いに連結されてもよい、双レベル治療では、より高い吸気気道陽圧ＩＰＡＰが吸気中に送られ、より低い呼気気道陽圧ＥＰＡＰが呼気中に送られるようになっている。呼吸装置１１２，２１２，３１３は、両方の呼吸装置から生じる圧力がＩＰＡＰ中に患者に送られると共に１つのみの呼吸装置からの圧力がＥＰＡＰ中に患者に送られることを可能にする弁を介して、互いに連結されるとよい。

本技術をいくつかの実施例と関連して説明してきたが、本技術は、開示されている実施例に制限されず、それどころか、本技術の精神および範囲内に含まれる種々の修正および等価の構成を包含することが意図されていることを理解されたい。また、前述の種々の実施例は、他の実施例と関連して実施されてもよく、例えば、１つの実施例の１つまたは複数の態様が他の実施例の態様と組み合わされ、さらに他の実施例をもたらすことも可能である。さらに、任意のアセンブリの各独立した特徴または構成要素が、付加的な実施例を構成する場合もある。加えて、本技術は、呼吸疾患および／またはＯＳＡを患う患者に対して特定の用途を有しているが、他の疾病（例えば、糖尿病、病的肥満、脳卒中、胃切除手術、など）を患う患者も、上記の技術から恩恵を得ることが可能であることを理解されたい。さらに、上記の技術は、患者および非医学用途におけるような非患者にも利用可能性を有するものである。

Claims (20)

1. 呼吸装置において、
   空気入口および空気出口を備えるチャンバと、
   基部であって、該基部上に前記チャンバを受けるように構成されている基部と、
   加圧された空気の供給分を前記空気出口にもたらすように構成されたモータであって、（ａ）複数の巻コイルを有するステーターを備えている静止部と（ｂ）使用時に前記静止部によって電磁気的に回転駆動される磁気部を有する少なくとも１つのインペラを備えている回転部とを有しているモータと、
   を備えており、
   前記モータの前記静止部は、前記基部内に配置されており、前記モータの前記回転部の全ては、前記チャンバ内に配置されており、前記チャンバは、前記回転部を前記基部から分離しており、
   前記磁気部は、作動に際して、前記複数の巻コイルの上に位置する積層構造であることを特徴とする、呼吸装置。
2. 磁石が前記インペラに連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の呼吸装置。
3. 前記インペラは、着磁されたポリマーから構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の呼吸装置。
4. 前記回転部は、前記チャンバ内において送風機の一部を形成していることを特徴とする、請求項２または３のいずれか１つに記載の呼吸装置。
5. 前記送風機は、前記空気を前記空気入口から前記インペラに導くように構成された入口流路を備えていることを特徴とする、請求項４に記載の呼吸装置。
6. 前記送風機は、加圧された空気を前記インペラから１つまたは複数の送風機出口に向かって導くように構成された渦形室を備えていることを特徴とする、請求項４または５のいずれか１つに記載の呼吸装置。
7. 前記静止部は、前記基部内において水平に配向されている複数の巻コイルを有するステーターを備えていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載の呼吸装置。
8. 前記チャンバは、前記加圧された空気またはガスの供給分を前記空気出口を通って流出させる前に加湿するために、水の供給分を保持するようにさらに構成されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１つに記載の呼吸装置。
9. 前記水の供給分は、加熱要素によって加熱されるようになっていることを特徴とする、請求項８に記載の呼吸装置。
10. 前記加熱要素は、前記基部内に配置されていることを特徴とする、請求項９に記載の呼吸装置。
11. 前記加熱要素は、前記チャンバ内に配置されていることを特徴とする、請求項９に記載の呼吸装置。
12. 作動に際して、前記静止部および前記回転部は、前記基部のハウジング壁によって互いに分離されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の呼吸装置。
13. 前記積層構造は、作動に際して、ローター磁石と前記ステーターとの間に磁束の方向を生じるように構成されており、前記磁束の前記方向は、前記インペラの回転軸と平行であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の呼吸装置。
14. 前記回転部および前記静止部は、前記チャンバの壁によって、さらに互いに分離されていることを特徴とする、請求項１２または１３のいずれか１つに記載の呼吸装置。
15. 前記チャンバは、底壁および側壁を備える容器構造を有していることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１つに記載の呼吸装置。
16. 前記チャンバは、螺旋流路を備えていることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１つに記載の呼吸装置。
17. 送風機仕切りが、前記チャンバの底壁において加圧された空気を前記螺旋流路内に排出するように構成されており、前記螺旋流路は、前記加圧された空気を前記チャンバの頂部に近接する前記空気出口に送達するように構成されていることを特徴とする、請求項１６に記載の呼吸装置。
18. 入口経路は、マフラーを備えていることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか１つに記載の呼吸装置。
19. 前記装置の出口経路は、マフラーを備えていることを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか１つに記載の呼吸装置。
20. 前記基部は、前記回転部の作動に影響を及ぼすための磁場コイルを備えており、各磁場コイルは、振動吸収体を備えていることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか１つに記載の呼吸装置。

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