(57)【要約】【課題】低振動、低騒音の酸素富化機を提供する。【解決手段】酸素濃度の高い酸素富化空気を生成する酸素富化膜ユニット３５の下流側に接続され、酸素富化膜ユニット３５周囲の空気を酸素富化膜ユニット３５内に吸引する真空ポンプ５と、酸素富化空気を外部に吐出する吐出口６と、前記真空ポンプ５と本体筐体４２との間で、前記真空ポンプ５のピストン側及び反ピストン側に配され、真空ポンプ５を保持する複数のバネ部材３１、３２とを備え、真空ポンプ５のピストン側に配したバネ部材３２のバネ定数と、反ピストン側に配したバネ部材３１のバネ定数とを異なるものとした。これにより、例えば、振動幅の大きなピストン側にバネ定数の大きなバネ部材３２を配し、振動幅の小さな反ピストン側にバネ定数の小さなバネ部材３１を配することで、本体全体の振動を効率的に低減し、騒音も低減させることが可能になるものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体筐体と、酸素濃度の高い酸素富化空気を生成する酸素富化膜ユニットと、前記酸素富化膜ユニットの下流側に接続され、酸素富化膜ユニット周囲の空気を酸素富化膜ユニット内に吸引するための真空ポンプと、前記酸素富化空気を外部に吐出する吐出口と、前記真空ポンプと前記本体筐体との間で、前記真空ポンプのピストン側及び反ピストン側に配され、前記真空ポンプを保持する複数のバネ部材とを備え、前記真空ポンプのピストン側に配したバネ部材のバネ定数と、反ピストン側に配したバネ部材のバネ定数とを異なるものとした酸素富化機。
【請求項２】
真空ポンプのピストン側に配したバネ部材のバネ定数を、反ピストン側に配したバネ部材のバネ定数よりも大きくした請求項１に記載の酸素富化機。
【請求項３】
真空ポンプと本体筐体との間に、ゴム質の軟質材を介在させた請求項１または２に記載の酸素富化機。
【請求項４】
真空ポンプは、シングルヘッドのロッキングピストン方式とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の酸素富化機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素富化膜ユニットからなる酸素富化手段を用いて得られる、いわゆる酸素富化空気を、使用者に提供する酸素富化機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の酸素富化機は、空気中の酸素を濃縮して酸素富化空気を発生させる酸素富化膜ユニットと、前記酸素富化膜ユニットの下流側に接続された真空ポンプと、真空ポンプの下流側に接続され酸素富化空気を吐出する酸素吐出口とを備え、酸素吐出口を使用者の口元にセットして、真空ポンプを運転すると、酸素富化膜ユニット周囲の空気が酸素富化膜ユニットを通して吸引されその時に酸素富化空気が得られ、その酸素富化空気が酸素吐出口から吐出され、使用者は酸素富化空気を吸引する事ができるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２３４８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の酸素富化機には、空気中の酸素を濃縮するために不可欠な真空ポンプの有効な振動対策があまり施されていない。酸素富化機は、製品の性質上、就寝時や、テレビを見ながら、或いは読書をしながら使用されるものであるため、製品本体が静音でなければならないのであるが、酸素を濃縮するために不可欠な真空ポンプ自体の振動が大きく、その振動を低減するための対策が非常に困難であった。特に、真空ポンプの回転数は、１０００〜３０００ｒｐｍなど比較的低い回転数であるため、その振動成分は、使用者にとって、特に不快に感じやすい領域でもある。
【０００４】
また、使用する真空ポンプの方式も様々であり、製品として流量２．５〜３．０Ｌ／ｍｉｎで酸素濃度３０％レベルであれば、ダイヤフラム方式のポンプを使用している場合が多い。この場合、ダブルヘッド構造が多く使用されており、ダイヤフラム方式のダブルヘッド構造であれば、振動も比較的小さく、振動対策も比較的容易である。しかしながら、昨今の大流量化、高濃度化、小型、軽量化を満足していくには、小型で真空圧の高いシングルヘッド構造のロッキングピストン方式の真空ポンプの搭載が望ましい。しかしながら、シングルヘッド構造のロッキングピストン方式は、ピストンの揺動による振動が非常に大きいということが最大の欠点であった。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、大流量ながら、振動や騒音が極めて小さい酸素富化機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記従来の課題を解決するために、本発明の酸素富化機は、本体筐体と、酸素濃度の高い酸素富化空気を生成する酸素富化膜ユニットと、前記酸素富化膜ユニットの下流側に接続され、酸素富化膜ユニット周囲の空気を酸素富化膜ユニット内に吸引するための真空ポンプと、前記酸素富化空気を外部に吐出する吐出口と、前記真空ポンプと前記本体筐体との間で、前記真空ポンプのピストン側及び反ピストン側に配され、前記真空ポンプを保持する複数のバネ部材とを備え、前記真空ポンプのピストン側に配したバネ部材のバネ定数と、反ピストン側に配したバネ部材のバネ定数とを異なるものとしたもので、例えば、シングルヘッドの真空ポンプの振動幅が大きなピストン側に、バネ定数の大きなバネ部材を、振動幅の小さな反ピストン側にバネ定数の小さなバネ部材を配置することで、本体全体の振動を効率的に低減することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の酸素富化機は、真空ポンプの保持に工夫を施して、酸素富化機本体の振動、騒音を極めて小さくできるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、本体筐体と、酸素濃度の高い酸素富化空気を生成する酸素富化膜ユニットと、前記酸素富化膜ユニットの下流側に接続され、酸素富化膜ユニット周囲の空気を酸素富化膜ユニット内に吸引するための真空ポンプと、前記酸素富化空気を外部に吐出する吐出口と、前記真空ポンプと前記本体筐体との間で、前記真空ポンプのピストン側及び反ピストン側に配され、前記真空ポンプを保持する複数のバネ部材とを備え、前記真空ポンプのピストン側に配したバネ部材のバネ定数と、反ピストン側に配したバネ部材のバネ定数とを異なるものとしたもので、例えば、シングルヘッドの真空ポンプの振動幅が大きなピストン側に、バネ定数の大きなバネ部材を、振動幅の小さな反ピストン側にバネ定数の小さなバネ部材を配置することで、本体全体の振動を効率的に低減することができる。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明の真空ポンプのピストン側に配したバネ部材のバネ定数を、反ピストン側に配したバネ部材のバネ定数よりも大きくしたもので、製品本体の振動を確実に低減することができる。
【００１０】
第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の真空ポンプと本体筐体との間に、ゴム質状の軟質材を介在させたもので、本体転倒時などに加わる大きな衝撃でバネ部材が変形したり、外れたりするのを防止することができる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明の真空ポンプを、シングルヘッドのロッキングピストン方式としたもので、小型で真空圧も高いという長所を生かし、ピストンの揺動による振動が非常に大きいという短所を、その保持方法により補って、酸素富化機の大流量化、小型、軽量化等を実現できる。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態について図１〜図１０をもとに説明を行う。
【００１４】
図１〜５において、酸素富化機本体１（以下、「本体１」と称す）の内部には、後述の吸気手段２６で本体１内に吸引される空気の酸素の濃度を高め、いわゆる酸素富化空気を生成する酸素富化手段である酸素富化膜ユニット３５が内設されている。空気が酸素富化膜ユニット３５を通過することで、その空気の酸素濃度が、通過前の通常の２１％（窒素約７９％）から、約３０％（窒素約７０％）に高められる。
【００１５】
また、本体１の内部には、本体１の背面に設けた吸気口３から前記本体１内に外気を吸引し、酸素富化膜ユニット３５に送る吸気手段２６が設けられ、酸素富化膜ユニット３５を構成する酸素富化膜（図示せず）を通過しない空気は、本体１の背面に設けた排気口４から外部へ排出する。
【００１６】
５は、酸素富化膜ユニット３５の下流側と配管部材５ａを介して連通接続された吸気口（図示せず）を有し、本体１内に吸引した空気の一部を、酸素富化膜ユニット３５の酸素富化膜を通過させる吸引手段となる真空ポンプで、その排気口（図示せず）は、本体１の上面に設けられた吐出口６と、配管部材６ａを介して連結され、さらに前記吐出口６に連結された酸素富化空気吐出手段７に酸素富化された空気を送り込んでおり、前記真空ポンプ５及び前記吸気手段２６は、本体１内に配され基板１０からなる制御手段（図示せず）によって運転が制御されている。
【００１７】
前記酸素富化空気吐出手段７は、軟体からなるチューブ１２と、結露した水を貯蔵するためのカプセル１３を経由してマウス９から使用者の口元（図示せず）に酸素富化空気を供給している。マウス９は、使用者の耳、首元、頭などに掛けられるヘッドセット８に、傾動、回動自在に設けられ、使用者の口元に容易に位置決めできるようになっている。
【００１８】
本実施の形態の特徴としては、真空ポンプ５は、小型・軽量で比較的高流量を得ることができるシングルヘッド構造のロッキングピストン式のもので、真空ポンプ５の保持については、図８に示すように真空ポンプ５の底面に保持板３０を固定し、本体筐体４２の底を形成する底板２と前記保持板３０との間にバネ性を有するバネ部材３１、３２を設け保持している。更に、真空ポンプ５のピストン側に設置されたバネ部材３２と反ピストン側に設置されたバネ部材３１とでバネ定数が異なっている。
【００１９】
次に上記構成に基づく酸素富化機の動作、作用について説明する。
【００２０】
真空ポンプ５は、上記の様に、シングルヘッド構造のロッキングピストン式のものを使用しているため、小型・軽量で且つ高流量であるものの、振動が非常に大きい。特に図３に示すように、シングルヘッド構造であることから、真空ポンプ５内に配されたモータ部４０の片側の軸４１に、上下方向に揺動するピストンロッド３４が接続されており、ピストンロッド３４が上下方向に揺動することにより、シリンダ３３内では吸引・排気が繰り返されるものである。
【００２１】
このとき、ピストンロッド３４が揺動運動を行うピストン部近傍の振動は必然的に大きくなり、逆に反ピストン側はピストン側と比較して振動は小さくなる。真空ポンプ５の振動を本体１に伝達させないために、バネ性の材料で保持する方法は一般的に知られているが、上述のようにシングルヘッド構造のロッキングピストン式の真空ポンプ５を保持する場合においては、ピストン側と反ピストン側で同じバネ定数のバネ部材で保持すると、振動をうまく抑え込むことができないので、本実施の形態では、ピストン側のバネ部材３２と反ピストン側のバネ部材３１とでバネ定数を異なる設定とするものである。すなわち、振動の大きいピストン側には、バネ定数の大きなバネ部材３２を、振動の小さい反ピストン側にバネ定数の小さなバネ部材３１を配するなどして、それぞれにマッチしたバネ定数を選定することで、真空ポンプ５の振動伝達をより少なくし、低振動の酸素富化機を提供することができる。
【００２２】
また、上述では、バネ部材３１、３２での保持を真空ポンプ５の底面で保持する構成で説明を行ってきたが、図６、７に示すように、真空ポンプ５の底面部では保持を行わず、本体１内部の本体筐体４２と真空ポンプ５を、バネ定数の異なるピストン側のバネ部材３２と反ピストン側のバネ部材３１とで吊るした状態で保持することで、真空ポンプ５の底面を保持するよりも、本体１への振動の伝達をより少なくし、より低振動の酸素富化機を提供することが可能となる。
【００２３】
又、前述の図６、７のように、真空ポンプ５をバネ部材３１、３２で吊るした状態で保持する場合は、仮に本体１が転倒した場合にもバネ材３１，３２が外れる可能性は少ないが、図３、４で示したように、真空ポンプ５の底面をバネ部材３１、３２で保持した場合には、バネ部材３１、３２が外れる可能性が大きい。これを解決する方法として、図８に示すように、保持板３０と底板２にそれぞれ保持板固定穴３７と底板固定穴３８を設け、前記保持板固定穴３７と底板固定穴３８にゴム質状の軟質材としてゴム部材３６を接続することで、本体１が仮に激しく転倒した場合においても、保持板３０と底板２の位置ずれをゴム部材３６が一定程度保持するため、バネ部材３１、３２が外れるのを防止することができる。
【００２４】
しかしながら前述の対策では、バネ部材３１、３２に対してゴム部材３６を介しての振動の伝達が大きく、本体１の振動が若干アップしてしまう課題がある。これを解決するための方法として図９に示すように、例えば底板２の底板固定穴３８の径をゴム部材３６の径に対して大きく設定し（隙間Ａを設ける）、通常本体１が略平面状の床などに載置されている場合には、ゴム部材３６が底板２に接触することないため本体１への振動の伝達をより抑えることができ、本体１が所定の角度以上に左右、又は前後に傾いた時や、あるいは転倒した場合にのみ、ゴム部材３６が底板２に接触することになり、転倒時などの際にバネ部材３１、３２が外れるのを防止することができる。
【００２５】
また本体１への振動の伝達をより少なくするために、図１０に示すように、真空ポンプ５の吸気口（図示せず）及び／又は排気口（図示せず）と配管部材５ａ、６ａとの接続部に、ジャバラ状の軟質材からなる部材であるジャバラ配管部材３９を介して配管することにより、真空ポンプ５で発生した振動の、本体１への伝達を軽減する事ができる。
【００２６】
なお、軟質材からなる部材を真空ポンプ５の吸気口、排気口と配管部材５ａ、６ａとの接続部に設ける代わりに、配管部材５ａ、６ａの途中に介在させても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明にかかる酸素富化機は、小型・軽量で且つ高流量ながら、非常に低振動、低騒音なので、特に低振動、低騒音を必要とする、例えば病院、寝室専用の酸素富化機にも広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１における酸素富化機の側面図
【図２】同酸素富化機の背面図
【図３】同酸素富化機の側面断面図
【図４】同酸素富化機の背面断面図
【図５】同酸素富化機の酸素富化空気吐出手段の斜視図
【図６】他の例を示す酸素富化機の側面断面図
【図７】同酸素富化機の背面断面図
【図８】他の例を示す酸素富化機の要部拡大断面図
【図９】他の例を示す酸素富化機の要部拡大断面図
【図１０】他の例を示す酸素富化機の側面断面図
【符号の説明】
【００２９】
１  本体
２  底板
５  真空ポンプ（吸引手段）
６  吐出口
７  酸素富化空気吐出手段
３０  保持板
３１  バネ部材（反ピストン側）
３２  バネ部材（ピストン側）
３３  シリンダ
３４  ピストンロッド
３５  酸素富化膜ユニット
３６  ゴム部材（軟質材）
３７  保持板固定穴
３８  底板固定穴
３９  ジャバラ配管部材（部材）
４２  本体筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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