JP6611417B2

JP6611417B2 - 保育器

Info

Publication number: JP6611417B2
Application number: JP2014152877A
Authority: JP
Inventors: 一雄松原; 照巳松原; 将斗本田; 豊関口; 啓介若林
Original assignee: Atom Medical Corp
Current assignee: Atom Medical Corp
Priority date: 2014-07-28
Filing date: 2014-07-28
Publication date: 2019-11-27
Anticipated expiration: 2034-07-28
Also published as: JP2016030011A

Description

本発明は、児を横たわらせるためのマットと、このマット上の児を温めるための熱線を放射することができる加熱器を備える保育器に関するものである。

一般的な閉鎖型保育器兼用の開放型保育器、開放型保育器、児蘇生処置用装置等の保育器には、児を温めるための加熱器が備えられている。この加熱器においては、児を一様に加温できることが望まれる。つまり、児の体の一部が温かくなり過ぎたり、もしくは体の一部を温めることができなかったりすることがないように、マットの上面全体をほぼ一様に、又はおよそ一様に加温することが求められる。

特許文献１に記載の保育器（幼児用保温器）の加熱器（輻射ヒータ）は、赤外線エミッタと、反射板（レフレクタ）とを有する構成とされ、この加熱器は幼児用ベッドの端部に隣接して配置され、輻射エネルギを下方に差し向けて平らな上面に寝かされている幼児に当てることができるようになっている。具体的には、加熱器の反射板が、放物面、長円面又は双曲面からなる群から選択された幾何学形状に形作られ、この反射板の幾何学形状の焦点又は焦点近くに赤外線エミッタが配置されており、赤外線エミッタからの放射エネルギを反射板で反射させることにより、平らな面に寝かされている幼児に対して熱を与えられるようになっている。

また、特許文献２に記載の保育器（児ケア装置）の加熱器は、ロッド状の発熱体と、この発熱体をほぼ上方から覆う上側反射部を有する反射器とを有する構成とされる。この発熱体は、その中心が児用マットの上面の中心に対して斜め上方に配置されており、反射器の反射面が、発熱体の軸心方向に沿ってほぼ平行に延在し、かつ、ほぼ平面形状である多数の反射面部から構成されている。そして、この反射面は、発熱体の軸心方向に直交する方向において、マットの中心側とは反対側に向かう方向の端部である反射面の後端が下方に屈曲している第１の角度が、反射面の中心に対して、後端とは反対側の端部である前端が下方に屈曲している第２の角度よりも、大きくなるように所定の角度で形成されている。
これにより、発熱体からマットの上面に向かって直接放射される直射熱線と、反射面によって反射されてからマットの上面に向かって放射される反射熱線とが、長方形状のマットの上面全体をほぼ一様に又はおよそ一様に加温できるようになっている。

特開２０００‐３５４６１４号公報特許第５３３９５８５号公報

ところが、特許文献１に記載される保育器の加熱器は、ほぼ球状の発熱体と、ほぼ半球状面の反射板とを用いてマットの上面を加温するものであり、マットの上面の中心付近の円形部分が主として加温される。このため、長方形状のマットの上面の四隅付近を十分に加温することが難しい。
一方、特許文献２に記載される保育器では、長方形状のマットの上面全体をほぼ一様に又はおよそ一様に加温できることが記載されているが、マットの斜め上方から熱線を照射する構成では、マットの上面全体に一様に熱線を放射するための反射面の形態が複雑なものとなるため、製作が難しい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、児を横たわらせるためのマットの上面全体をほぼ一様に又はおよそ一様に加温することができ、簡単な構成により容易に製作することができる加熱器を備える保育器を提供することを目的とする。

本発明の保育器は、児を横たわらせるためのマットと、該マットの上面に熱線を放射することができる加熱器とを備え、前記加熱器は、前記マットの前記上面の中心に対してほぼ上方にその中心を有するロッド状の発熱体と、該発熱体をその軸心周りに上方から覆う反射面を有する反射器とを備え、前記反射面は、上記発熱体の軸心方向とほぼ平行に延在する複数の平面矩形状の反射面部を該軸心方向と直交する方向に互いに隣接して順次配列することにより構成されており、各反射面部は、前記反射面の中央から前記直交する方向の端部に向かうにつれて、前記反射面の中央に配置される前記反射面部に対して大きく傾斜して設けられるとともに、幅が大きく設けられており、前記反射面により反射されて前記マットの上面に向かって放射される反射熱線と、前記加熱器から前記マットの上面に向かって直接放射される直接熱線とを重ね合わせることにより、前記マットの上面全体をほぼ一様に加熱することを特徴とする。

加熱器の発熱体をマットの上面の中心の上方に配置するとともに、反射器を発熱体の上方に配置していることから、反射器の反射面を、複雑な形状とすることなく、簡単な形状で形成することができる。また、反射器の反射面は、平面矩形状の反射面部を複数連接させた簡単な構成により形成されていることから、容易に形成することができる。また、各反射面部は、反射面の中央から端部に向かうにつれて、中央の反射面部に対して大きく傾斜して設けているので、発熱体から上方に向かって拡散放射される熱線を各反射面で反射させて、マットの上面に向かって効率的に放射させることができる。
そして、このように反射器を備える加熱器においては、発熱体からマットの上面に向かって直接放射される直接熱線と、反射器の反射面によって反射されてからマットの上面に向かって放射される反射熱線との重ね合せにより、マットの上面全体を加温するようになっている。この場合において、マットの上面の中心付近は、側部に比べて発熱体が近い位置に配置されていることから、通常は他の部分よりも加温されやすく、中心付近の温度が高くなり過ぎることが懸念される。この点、本発明の保育器では、反射器の反射面を、平面矩形状の反射面部を複数連接させて設けるとともに、中心側の反射面部の幅を小さく、端部側の反射面部の幅を大きく設定している。これにより、反射面の中心付近では、細かく区切られた反射面部により各反射面部の接続部を多く設けることができ、これら接続部により熱線の正反射を阻害して、反射面部から反射される熱線の量を少なくすることができる。一方、反射面の端部付近では、大きく区切られた反射面部が設けられているので、接続部を少なくでき、反射面部から反射される熱線の量を多くすることができる。したがって、発熱体からマットの上面に向かって直接放射される直射熱線と、反射面によって反射されてからマットの上面に向かって放射される反射熱線とにより、長方形状のマットの上面全体をほぼ一様に又はおよそ一様に温度むらを生じさせることなく加温できる。

本発明の保育器において、前記反射面の前記反射面部は、前記軸心方向と直交する方向の切断面が、自由曲線の接線上に配置されているとよい。
各反射面部を自由曲線の接線上に配置した形状の反射面とすることで、発熱体を点源として放射される熱線をマットの上面に向かって収束させることができるので、マットの上面を効率的に加温することができる。

本発明の保育器において、前記反射器は、前記反射面の前記軸心方向の両側部を塞ぐ一対の側部反射面を備えており、該一対の側部反射面は、前記反射面の中央から前記直交する端部にかけて互いに大きく離間するように傾斜して設けられているとよい。
側部反射面により、発熱体から放射される熱線を反射面の両側部から逃すことなくマットの上面に収束させることができ、発熱体による加温効率をより一層向上させることがで
きる。

本発明によれば、平面矩形状の反射面部を複数連接させた反射面を用いた簡単な構成により加熱器を構成することができ、児を横たわらせるためのマットの上面全体をほぼ一様に又はおよそ一様に加温することができる。

本発明の実施形態を示す開放型保育器の斜視図である。図１に示す保育器の正面図である。図１に示す保育器の右側面図である。保育器の断面図であり、図２のＡ‐Ａ線に沿う断面を示す。保育器の断面図であり、図３のＢ‐Ｂ線に沿う断面を示す。図３に示す保育器の要部断面図である。反射器を示す図であり、（ａ）が上面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が右側面図である。反射器の反射面の横断面図である。自由曲線を説明する図である。図１に示す保育器において加熱器からマットに向かって放射される熱線を概略的に示す正面図である。図１に示す保育器において発熱体からマットに向けって直接放射される直接熱線のみを概略的に示す図１０と同様の正面図である。図１に示す保育器において発熱体から放射された後に反射面によって反射されてからマットに向かって放射される反射熱線のみを概略的に示す図１０と同様の正面図である。

以下、本発明を開放型保育器に適用した実施形態について説明する。
［保育器の全体構成］
保育器１は、図１〜図３に全体を示したように、キャスター２により移動自在な基台（架台）３を備えている。そして、この基台３には、下側の支柱４（以下、下側支柱と称す。）が立設されている。また、この下側支柱４の上端部には、臥床台５が取り付け固定されているとともに、上側の支柱８（以下、上側支柱と称す。）が立設されている。また、上側支柱８の上端部には、キャノピ９が片持ち支持されている。

そして、臥床台５の上には、新生児などの乳児を横たわらせるためのベッドを構成するマット６が配置されている。さらに、臥床台５には、マット６上の児が落下するのを防止するための落下防止板７が、マット６を四方から包囲するように配設されている。なお、臥床台５は、基台３に対して昇降可能であるように、下側支柱４に取り付けることもできる。

キャノピ９には、図４及び図６に示すように、マット６の上面に熱線を放射することができる加熱器１０及び、マット６の上面を照らすための照明灯９１が内臓されている。また、上側支柱８の前側面には、制御機能及び表示機能を有する制御表示部８１が、コントロールパネルとして配設されている。なお、この制御表示部８１のうちの上側部分に、加熱器１０の温度調整などの制御を行う操作スイッチや、蘇生治療用のタイマ等が配設され、下側部分に、蘇生装置等が配設される。さらに、上側支柱８の左右両側面には、各種の物品（図示略）を取り付けるのに用いることができる取付レール８２が固定されている。

［加熱器の構成］
加熱器１０は、図４に示すように、ロッド状の発熱体２０と、反射器３０とを備える。
ロッド状の発熱体２０には、発熱要素をほぼ円筒形状などのほぼ筒状のセラミックで被覆した遠赤外線セラミックヒータや、ニクロム線などの抵抗線のコイルからなる発熱要素をほぼ円筒形状などのほぼ筒状の石英管に収容した石英管ヒータ又はステンレスパイプに収容したシーズヒータを好適に用いることができる。本実施形態においては、発熱体２０は、例えば直径が１５ｍｍで長さが３５０ｍｍの遠赤外線セラミックヒータ（発熱長は２５０ｍｍ）により構成されている。そして、図４に示すように、発熱体２０の軸心ｚ方向と、マット６の縦方向（児の頭部から脚部に向かう方向であり、マット６の長手方向）とが、ほぼ平行に配置されている。また、この発熱体２０の中心（軸心ｚ）と、マット６の横方向（マット６の短手方向）の中心とが、互いにほぼ垂直線上に配置されるとともに、発熱体２０の軸心ｚ方向の中心と、マット６の縦方向の中心とが、互いにほぼ垂直線上に配置されている。また、図４に示すように、本実施例の保育器１において、発熱体２０の中心（軸心ｚ）からマット６の上面までの垂直方向における距離Ｌ１は、約９００ｍｍとされる。

また、反射器３０は、図５〜図７に示すように、発熱体２０をその軸心ｚ周りに上方から覆う反射面３１を有する上側反射板部３２と、この反射面３１の両側部（発熱体２０の軸心ｚ方向の両側部）を塞ぐ一対の側部反射面３３を有する一対の側部反射板部３４とを有する。
反射器３０は、例えば、鏡面加工したアルミニウム板をプレス加工などにより成形することによって、形成することができ（例えば、純度９９％以上のアルミニウム製）、反射面３１及び側部反射面３３の熱線反射率は、例えば約９５％又はそれ以上とされる。

そして、一対の側部反射板部３４には、その上端部に、図６及び図７に示すように、被取付部３５がそれぞれ形成されるとともに、下端部に、対流熱が反射器３０の内周面側が外周面側に流入することを防止するための帯状突出部３６がそれぞれ形成されている。また、各側部反射板部３４の側部反射面３３（内側の面）は、ほぼ平面形状とされ、これら一対の側部反射面３３は、上側反射板部３２の反射面３１の中央から端部にかけて互いに離間するように傾斜して設けられている。また、一対の側部反射板部３４の中央部に貫通孔３８が設けられており、この貫通孔３８を貫通して発熱体２０が配置され、その発熱体２０の両端部が各側部反射板部３４の外面に設けられた一対のソケット４０に給電可能な状態で取り付け固定されている。さらに、一対の側部反射板部３４の被取付部３５がキャノピ９に取り付け固定されている。

上側反射板部３２は、上述したように、発熱体２０をその軸心ｚ周りに上方から覆う形状に形成されており、その内周面からなる反射面３１は、図６〜図８に示すように、発熱体２０の軸心ｚ方向とほぼ平行にそれぞれ延在する複数の矩形平面状の反射面部３１ａ〜３１ｌをその軸心ｚ方向と直交する方向に互いに隣接して順次配列する（連接する）ことにより構成されている。なお、上側反射板部３２の両端部、言い換えれば、軸心ｚ方向と直交する方向の両端部には、上側反射板部３２の外周面側に屈曲して設けられる反射面３１として機能しない屈曲部３７がそれぞれ形成されている。

各反射面部３１ａ〜３１ｌは、反射面３１の中央から軸心ｚ方向と直交する方向の端部に向かうにつれて、反射面３１の中央に配置される反射面部３１ａに対して次第に大きく傾斜して設けられている。すなわち、中央の反射面部３１ａから端部の反射面部３１ｆに向かうにつれて、中央の反射面部３１ａとなす角度（例えば、図８に示す角度θｆ、θｋ）が順次大きくなるように設定されている。また、両端部の反射面部３１ｌを除く反射面部３１ａ〜３１ｆは、反射面３１の中央から軸心ｚ方向と直交する方向の端部に向かうにつれて、各反射面部３１ａ〜３１ｆの幅（発熱体２０の軸心ｚ方向と直交する方向の長さ）が大きくなるように設けられており、反射面３１は、中央（ｙ軸）を基準として対称形状に設けられている。そして、各反射面部３１ａ〜３１ｌは、軸心ｚ方向と直交する方向の切断面が、ベジェ曲線やスプライン曲線等の自由曲線の接線上に配置されている。具体的には、図８に示す本実施形態の反射面３１においては、反射面３１の中心を原点とし、軸心ｚ方向と直交する水平方向をｘ軸、このｘ軸と直交する垂直方向をｙ軸とした場合において、図９に示す自由曲線の接線上に各反射面部３１ａ〜３１ｆが配置された形状とされる。なお、図９の自由曲線上の各プロットは、各反射面部３１ａ〜３１ｌの接続部を示す。

［加熱器の作用効果］
図１０には、発熱体２０の中心（軸心ｚ）からマット６の上面に向かって放射される熱線５１，５２をこの発熱体２０の軸心ｚ方向から見た状態が示されている。この場合、熱線５１，５２のうちの発熱体２０の中心からマット６の上面に向かって直接放射される直射熱線５１は、実線で示されている。また、熱線５１，５２のうちの発熱体２０の中心から放射された後に反射面３１によって反射されてからマット６の上面に向かって放射される反射熱線５２は、二点鎖線で示されている。また、図１１は上記の直接熱線５１のみを示す図１０と同様の図であり、図１２は上記の反射熱線５２のみを示す図１０と同様の図である。

図１０及び図１１に示すように、発熱体２０の中心からマット６の上面の中心までの距離は、発熱体２０の中心からマット６の上面の縦方向の端部（頭部側及び脚部側）までの距離と比べて短い。すなわち、マット６の上面の中心付近は、側部に比べて発熱体２０が近い位置に配置されている。このため、発熱体２０から下方に向かって放射される直射熱線５１は、マット６の上面の縦方向の中心付近においては放射距離が比較的短くて入射角も比較的小さくなっている。

一方、反射熱線５２は、図１０及び図１２に示すように、発熱体２０から上方に向かって拡散放射される直射熱線５１が各反射面部３１ａ〜３１ｌで反射して、マット６の上面に向かって放射される。そして、各反射面部３１ａ〜３１ｌは、反射面３１の中央から端部に向かうにつれて、中央の反射面部３１ａに対して大きく傾斜して設けられているので、発熱体２０から上方に向かって拡散放射される直射熱線５１は、各反射面部３１ａ〜３１ｌにより反射させられることで、マット６の上面に向かって効率的に放射される。また、各反射面部３１ａ〜３１ｌのうち中央側の反射面部の幅を小さく、端部側の反射面部の幅を大きく設定している。このため、反射面３１の中心付近では、細かく区切られた反射面部により各反射面部の接続部が多く設けられることで、これら接続部により熱線の正反射を阻害して、反射面部から反射される反射熱線５２の量を少なくすることができる。また、反射面３１の端部付近では、大きく区切られた反射面部が設けられているので、接続部を少なくでき、反射面部から反射される反射熱線５２の量を多くすることができる。

このように、本実施形態の保育器１においては、反射面３１によって反射されてからマット６の上面に向かって放射される反射熱線５２の放射分布を調整し、この調整された反射熱線５２と、発熱体２０からマット６の上面に向かって直接放射される直接熱線５１とを重ね合せることにより、長方形状のマット６の上面全体をほぼ一様に又はおよそ一様に温度むらを生じさせることなく加温できる。具体的には、マット６のほぼ長方形状の上面のうちのどの箇所で測定しても、このマット６の上面の温度と設定温度との温度差は１℃程度である。したがって、処置者は、マット６の上面のいずれの箇所に児を位置させても、児を一様に加温できる。

また、本実施形態の保育器１では、加熱器１０の発熱体２０をマット６の上面の中心の上方に配置するとともに、反射器３０を発熱体２０の上方に配置していることから、反射器３０の反射面３１を、複雑な形状とすることなく簡単な形状で形成することができる。特に、本実施形態の保育器１では、その中央を基準にして対称形状に設けていることから、容易に形成することができる。さらに、反射面３１は、平面矩形状の反射面部３１ａ〜３１ｌを複数連接させた簡単な構成により形成されていることから、容易に形成することができる。また、各反射面部３１ａ〜３１ｌは、反射面３１の中央から端部に向かうにつれて、中央の反射面部に対して大きく傾斜して設けているので、発熱体２０から上方に向かって拡散放射される熱線を各反射面部３１ａ〜３１ｌで反射させて、マット６の上面に向かって効率的に放射させることができる。

さらに、上記実施形態のように、各反射面部３１ａ〜３１ｌを自由曲線の接線上に配置した形状の反射面３１とすることで、発熱体２０を点源として放射される熱線をマット６の上面に向かって収束させることができ、マット６の上面を効率的に加温することができる。
また、反射器３０は、図６及び図７に示すように、反射面３１の軸心ｚ方向の両側部を塞ぐ一対の側部反射面３３を備えており、この一対の側部反射面３３は、反射面３１の中央から端部にかけて互いに離間するように傾斜して設けられていることから、これら側部反射面３３により、発熱体２０から放射される熱線を反射面３１の両側部から逃すことなくマット６の上面に収束させることができ、発熱体２０による加温効率をより一層向上させることができる。

なお、本発明は前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１保育器
２キャスター
３基台
４下側支柱
５臥床台
６マット
７落下防止板
８上側支柱
９キャノピ
１０加熱器
２０発熱体
３０反射器
３１反射面
３１ａ〜３１ｌ反射面部
３２上側反射板部
３３側部反射面
３４側部反射板部
３５被取付部
３６帯状突出部
３７屈曲部
３８貫通孔
８１制御表示部
８２取付レール
９１照明灯

Claims

児を横たわらせるためのマットと、
該マットの上面に熱線を放射することができる加熱器とを備え、
前記加熱器は、
前記マットの前記上面の中心に対してほぼ上方にその中心を有するロッド状の発熱体と、該発熱体をその軸心周りに上方から覆う反射面を有する反射器とを備え、
前記反射面は、上記発熱体の軸心方向とほぼ平行に延在する複数の平面矩形状の反射面部を該軸心方向と直交する方向に互いに隣接して順次配列することにより構成されており、
各反射面部は、前記反射面の中央から前記直交する方向の端部に向かうにつれて、前記反射面の中央に配置される前記反射面部に対して大きく傾斜して設けられるとともに、幅が大きく設けられており、
前記反射面により反射されて前記マットの上面に向かって放射される反射熱線と、前記加熱器から前記マットの上面に向かって直接放射される直接熱線とを重ね合わせることにより、前記マットの上面全体をほぼ一様に加熱することを特徴とする保育器。
前記反射面の前記反射面部は、前記軸心方向と直交する方向の切断面が、自由曲線の接線上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の保育器。
前記反射器は、前記反射面の前記軸心方向の両側部を塞ぐ一対の側部反射面を備えており、該一対の側部反射面は、前記反射面の中央から前記直交する端部にかけて互いに大きく離間するように傾斜して設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の保育器。