【事件の表示】
　特許第３０２２５３８号「酸素濃縮器」の請求項１及び２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３０２２５３８号の請求項１及び２に係る特許を取り消す。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許第３０２２５３８号の請求項１及び２に係る発明についての出願は、平成１０年１２月１４日に特許出願され、平成１２年１月１４日にその発明について特許権の設定登録がなされ、その後、その全請求項に係る特許について、申立人帝人株式会社より特許異議の申立がなされ、平成１２年１２月１２日付けで取消しの理由が通知され、その指定期間内である平成１３年２月２０日に訂正請求がされたものである。
　
２．訂正の適否についての判断
（１）訂正の内容
　ア．訂正事項ａ
　　特許請求の範囲の請求項１及び２中の「スクロール型の空気ポンプであることを特徴とする酸素濃縮器」を、いずれも、「スクロール型の空気ポンプであり、酸素発生量が３Ｌ／分以下であることを特徴とする在宅酸素療法用酸素濃縮器」と訂正する。
　イ．訂正事項ｂ
　　特許請求の範囲の請求項２中の「該吸着筒に高性能窒素吸着剤を充填し、」を、「該吸着筒にアルミナを充填し、つづいて高性能窒素吸着剤を充填し、これら２種類の吸着剤を層別に充填した構成とし、」と訂正する。
　ウ．訂正事項ｃ
　　発明の名称の「酸素濃縮器」を「在宅酸素療法用酸素濃縮器」と訂正する。
　エ．訂正事項ｄ
　　明細書の段落【０００１】中の「酸素濃縮器、特に在宅酸素療法に使用する圧力変動吸着型の酸素濃縮器の改良に関する。」を、「本発明は、在宅酸素療法に使用する圧力変動吸着型の酸素濃縮器の改良に関する。」と訂正する。
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　上記訂正事項ａは、酸素濃縮器の酸素発生量及び用途を、また、上記訂正事項ｂは、吸着筒への充填構造を、それぞれ限定しようとするものであるから、いずれも特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正に該当する。
　また、上記訂正事項ｃ及びｄは、上記訂正事項ａと整合を図るものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とした明細書の訂正に該当する。
　そして、上記いずれの訂正事項も、新規事項の追加に該当せず、在宅酸素療法に使用する小型で静粛、軽量で携帯可能な圧力変動吸着型の酸素濃縮器の提供という課題に変更を及ぼすものでもないから、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
（３）むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する同法第１２６条第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議の申立てについての判断
（１）本件発明
　上記２．で示したように上記訂正が認められるから、本件の請求項１及び２に係る発明（以下、「本件発明１及び２」という。）は、上記訂正に係る訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１及び２に記載した事項により特定される次のとおりのものである。
「【請求項１】　酸素よりも窒素を選択的に吸着する吸着剤を充填した２個の吸着筒と該吸着筒に空気を供給するための空気ポンプとを有する圧力変動吸着型の酸素濃縮器において、該空気ポンプを駆動する電動機が直流電源で駆動されるブラシレス電動機であり、空気圧縮機能の圧力が７０〜２００ｋＰａの範囲の能力を有し、かつ、そのときの風力が１５Ｌ／分から６０Ｌ／分の範囲の能力を有するスクロール型の空気ポンプであり、酸素発生量が３Ｌ／分以下であることを特徴とする在宅酸素療法用酸素濃縮器。
　【請求項２】　酸素よりも窒素を選択的に吸着する吸着剤を充填した２個の吸着筒と該吸着筒に空気を供給するための空気ポンプとを有する圧力変動吸着型の酸素濃縮器において、該吸着筒にアルミナを充填し、つづいて高性能窒素吸着剤を充填し、これら２種類の吸着剤を層別に充填した構成とし、該空気ポンプを駆動する電動機が直流電源で駆動されるブラシレス電動機であり空気圧縮機能の圧力が７０〜２００ｋＰａの範囲の能力を有し、かつ、そのときの風力が１５Ｌ／分から６０Ｌ／分の範囲の能力を有するスクロール型の空気ポンプであり、酸素発生量が３Ｌ／分以下であることを特徴とする在宅酸素療法用酸素濃縮器。」
（２）引用刊行物に記載された発明
　ア．これに対し、当審が通知した取消しの理由で引用した刊行物１（特開平１０−８２３８４号公報）には、スクロール圧縮機に関するものであって、
　第７頁右欄第３０〜３３行に、「スクロール圧縮機はしばしば、酸素濃縮機や冷蔵庫のような装置に於て使用される。スクロール圧縮機は作動音が往復作動型圧縮機よりも静かであることからそうした用途のためには好ましいものである。」と記載されている。
　イ．同じく引用した刊行物２（米国特許第５５９３４７８号明細書）には、酸素濃縮器に関するものであって、
　カラム６，４５〜６２行に、「かかる発明は、所望の、或いは規定する製品風量にしたがってコンプレッサー１３の風量特性を調整するシステムを備える。例えば、コンプレッサー１３が可変速装置を備えるとき、コンプレッサーの変速装置は所望の、或いは規定する風量にしたがって変化することになる。可変速コンプレッサーの駆動装置は、以下に示すような種々の形式をとることができる。
　１．　可変周波数／可変電圧電源を備えた交流（ＡＣ）誘導モーター。
　　　　これが好ましい具体例になる。
　２．　直流モーター（ブラシレスが好ましい）。
　３．　２乃至３制御速度用のpole-changing ＡＣ誘導モーター。
　４．　可変メカニカルトランスミッションを備えた固定速度ＡＣモーター。
上記全ての方式は、本発明の対象として考慮される。コンプレッサー１３の可変速モーター７９は、Ｆｉｇ．１０に示されている。」旨、
　カラム１１，２５〜３２行に、「この発明の特徴の全ては、従来技術である普通の２吸着筒システムにおいても評価される。このような普通の２吸着筒システムは、Ｆｉｇ．１６に示される。それにはコンプレッサー１３、切替バルブ１４８、一対の吸着筒１８、オリフィス２７、製品貯蔵タンク１９、および酸素或いはアルゴン流を使用者（e.g.患者）に供給する流量制御バルブ１５０を備える。」旨、
それぞれ記載されている（異議申立人の提出した甲第２号証抄訳参照）。
　ウ．同じく引用した刊行物３（「圧力スイング吸着技術集成」ｐ．１２９−１３４、川井利長編、工業技術会、昭和６１年１月１５日発行）には、圧力スイング吸着法の原理、設計条件等に関するものであって、
　第１２９頁左欄４〜１３行に、「ゼオライト系吸着剤を使用して酸素ガスを・・・得るＰＳＡ法が発展してきた。得られる酸素ガス濃度は９０〜９５％・・・であるが，安全かつ廉価にオンサイト方式で簡単に製造できるため広範な分野で使われ始めている。酸素ガスでは・・・医療（酸素吸入）などに使用される。」と、
　同頁右欄１１〜１２行に、「いま、吸着筒Ｉが吸着圧力で空気を送り込まれているとすると吸着剤は窒素ガスを吸着し」と、
　第１３１頁右欄５〜８行に、「有効吸着量は大きいことが望ましいが，圧力が高くなるにしたがって吸着量の増加は少なくなる。このためゼオライト系吸着剤では０〜２ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇ，活性炭系吸着剤では２〜８ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇが採用されている。」と、
　第１３３頁左欄７〜９行に、「収率は酸素ガスの場合は次のように定義する。
（製品中の酸素ガス量／供給原料空気中の酸素ガス量）×１００
＝｛（製品ガス量×純度（Ｏ２））／（供給原料空気量×０．２１）｝×１００」と、
　同頁左欄１６〜１７行に、収率に関して、「詳しいデータは公表されていないが酸素ガスの場合は４０〜６０％・・・程度である。」と、
それぞれ記載されている。
　エ．同じく引用した刊行物４（特開平５−２６９３３０号公報）には、圧力スイング吸着操作用吸着媒床に関するものであって、
　第２頁右欄４０〜４３行に、「空気の難吸着性成分として高純度の酸素製品を回収するＰＳＡ系では、通常各吸着床が、易吸着性成分として窒素を選択的に吸着しうる吸着媒物質を含有し」と、
　第３頁右欄１７〜１９行に、「特殊吸着媒物質を床の供給端部で用い且つ１３Ｘ吸着媒物質を床の排出端部で用いる複合吸着媒床をＶＰＳＡ空気分離系に備える。」と、
　同頁右欄３３〜３７行に、「２．５ＬｉＸ物質が特殊吸着媒物質として用いられ、且つその頂部または生成端部に慣用吸着媒が加えられる。有利にも、また驚くべきことに、複合吸着媒床は、特殊吸着媒の、より高い性能特性と望ましく低いコストとを兼備することがわかった。」と、
それぞれ記載されている。
（３）対比・判断
　ア．本件発明１について
　本件発明１と刊行物２に記載された発明（以下、「引用発明」という。）とを対比すると、引用発明の「一対の吸着筒１８」は、本件発明１の「酸素よりも窒素を選択的に吸着する吸着剤を充填した２個の吸着筒」に相当し、以下同様に、「（可変速）コンプレッサー１３」が「吸着筒に空気を供給するための空気ポンプ」及び「空気圧縮機能を有する空気ポンプ」に、可変速コンプレッサー及び吸着筒を備えた「酸素濃縮器」が「圧力変動吸着型の酸素濃縮器」に、それぞれ相当している。
　また、刊行物２には、コンプレッサー１３の駆動装置として「直流モーター（ブラシレスが好ましい）」とあるところから、引用発明は、直流電源で駆動されるブラシレスモーターを有するものであり、これが本件発明１の「直流電源で駆動されるブラシレス電動機」に相当する。
　さらに、引用発明の酸素濃縮器は、「患者」を想定したものであるところから「酸素療法用酸素濃縮器」であることが認められる。
　したがって、両者は、「酸素よりも窒素を選択的に吸着する吸着剤を充填した２個の吸着筒と該吸着筒に空気を供給するための空気ポンプとを有する圧力変動吸着型の酸素濃縮器において、該空気ポンプを駆動する電動機が直流電源で駆動されるブラシレス電動機であり、空気圧縮機能を有する空気ポンプである酸素療法用酸素濃縮器」である点において一致し、
ａ．酸素療法用酸素濃縮器に関し、本件発明１が「在宅」酸素療法用酸素濃縮器としたのに対し、引用発明が、その用途について明確にされていない点（以下、「相違点１」という。）、
ｂ．本件発明１が「酸素発生量が３Ｌ／分以下」としたのに対し、引用発明が、酸素発生量について明確にされていない点（以下、「相違点２」という。）、
ｃ．空気ポンプに関し、本件発明１が「空気圧縮機能の圧力が７０〜２００ｋＰａの範囲の能力を有し、かつ、そのときの風力が１５Ｌ／分から６０Ｌ／分の範囲の能力を有する」としたのに対し、引用発明が、その能力の具体的数値について明確にされていない点（以下、「相違点３」という。）、
ｄ．同じく空気ポンプに関し、本件発明１が「スクロール型」としたのに対し、引用発明が、その型について明確にされていない点（以下、「相違点４」という。）、
で相違している。
　以下、上記相違点について検討する。
相違点１について
　一般に、酸素療法用酸素濃縮器には、病院等で使用する比較的大型の業務用タイプと、家庭等で使用する比較的小型の在宅用タイプのあることは良く知られているところである。
　そして、引用発明の酸素療法用酸素濃縮器は、上記いずれのタイプであるのか明らかにされてはいないが、仮に比較的小型の在宅用タイプ、即ち、在宅酸素療法用酸素濃縮器として使用しようとする場合に、そこに格別の技術的困難性あるいは阻害要因を何等見出すことはできない。
　そうである以上、引用発明の酸素療法用酸素濃縮器を在宅酸素療法用酸素濃縮器として実現することは、当業者が容易に推考し得る程度のものと言わざるをえない。
相違点２について
　酸素療法用酸素濃縮器の酸素発生量に関しては、０〜２Ｌ／分、０〜３Ｌ／分、０〜６Ｌ／分の容量を持つ機種の多いことは周知の事項であるから、引用発明の酸素療法用酸素濃縮器において、在宅用として小型化、軽量化を図ろうとすれば、酸素発生量を小さくするために３Ｌ／分以下の容量を持つように設定することは、当業者が容易に想到しうるところである。
相違点３について
　一般に、酸素濃縮器において、酸素発生の条件として空気ポンプの運転条件を検討することは、当業者が当然に行なう行為であり、当該酸素濃縮器に求められる酸素発生量に応じて、吸着筒の大きさや形状、充填する吸着剤の種類や充填量、その酸素を発生するのに必要な空気量や圧力を供給する空気ポンプの能力等を適宜設定することになるのは自明のことである。
　さらに、具体的な空気ポンプの圧力の数値範囲について検討すると、刊行物３には、酸素濃縮器（「酸素ガスを得るＰＳＡ法の装置」が相当）において、窒素吸着剤の一種であるゼオライト系吸着剤を用いた場合の吸着圧力が０〜２ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇになる旨記載されており、これは吸着圧力が約１９６ｋＰａ以下になることを示すものである。そして、「吸着筒Ｉが吸着圧力で空気を送り込まれているとする」との記載によれば、吸着圧力を、送り込まれる空気圧力、即ち、空気ポンプの圧力として捉えているものと認められる。
　また、具体的な空気ポンプの風力（風量）の数値範囲について検討すると、同じく刊行物３において、酸素ガスの収率（％）の定義式から、供給原料空気量（風量）は、｛（製品ガス量×純度（Ｏ２））／（収率×０．２１）｝×１００で表されることを得、さらに、酸素ガスの収率は「４０〜６０％」程度であり、ＰＳＡ法で得られる酸素ガス濃度（純度）は「９０〜９５％」であるとの記載を踏まえることにより、酸素療法用酸素濃縮器の酸素発生量として良く知られた０〜３Ｌ／分の容量を持つ機種をカバーする最大風量を試算することができる。その結果、製品ガス量（風力）３Ｌ／分の機種の、収率４０％、純度９５％の純度の酸素を取り出す場合で、上記式より２２．６Ｌ／分の原料空気が必要となることが解る。
　これらの具体的な数値からみても明らかなように、本件発明１で数値限定している圧力の「７０〜２００ｋＰａ」、及び、風力（風量）の「１５Ｌ／分から６０Ｌ／分」と、圧力変動吸着型酸素濃縮器において、窒素吸着剤として周知のゼオライト系吸着剤を用いた機種、及び、酸素療法用酸素濃縮器として一般に使用されている３Ｌ／分の酸素発生能力を有する機種が具備している数値範囲とでは、共通部分を有する関係にあると言える。
　したがって、本件発明１のような空気ポンプの能力の数値限定は、本来的に当業者が適宜設定し得るものであることに加え、比較的小型の空気圧縮機を得ようとする際に通常想定し得る範囲内のものであるとも認められるから、引用発明において、かかる数値の限定をすることは単なる設計的事項にすぎない。
相違点４について
　刊行物１には、スクロール圧縮機は、酸素濃縮器に於いて使用されること、及び、作動音が静かであることが記載されている。
　一方、引用発明においても、作動音が静かであることが望ましいのは当然に推認されるところであるから、引用発明の酸素療法用酸素濃縮器における空気ポンプ、即ち、空気圧縮機をスクロール型とすることは、当業者が容易に想到し得えたものである。
　そして、本件発明１により奏される効果は、上記刊行物１乃至３に記載された発明から予測し得る範囲のものにすぎない。
　したがって、本件発明１は上記刊行物１乃至３記載の発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものである。
　イ．本件発明２について
　　本件発明２は、本件発明１に「該吸着筒にアルミナを充填し、つづいて高性能窒素吸着剤を充填し、これら２種類の吸着剤を層別に充填した構成とし」とする点をさらに限定したものである。
　しかしながら、刊行物４には、吸着筒（「吸着媒床」が相当）の製品端部（「生成端部」あるいは「排出端部」が相当）に従来の低性能窒素吸着剤（「慣用吸着媒」が相当）を充填し（「用い」が相当）、且つ空気の供給端部に高性能窒素吸着剤（「特殊吸着媒物質」が相当）を充填し、２種類の吸着剤を層別に充填した構成（「複合吸着媒床」が相当）とすることにより、高価な高性能窒素吸着剤の使用量を削減し、高性能ガス分離特性を維持したまま低コストを兼備させることができる旨記載されている。
　また、一般に、低性能窒素吸着剤としてアルミナを使用することは慣用手段である。
　そうすると、刊行物４に記載されている技術に倣い、引用発明における酸素濃縮器吸着筒の充填構成を本件発明２のようにすることは当業者にとって容易である。
　したがって、本件発明２は、上記刊行物１乃至４記載の発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものと認められる。
（４）むすび
　以上のとおり、本件発明１及び２は、上記各刊行物記載の発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、本件発明１及び２についての特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものであり、特許法第１１３条第２号に該当し、取り消されるべきものである。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年４月１９日（２００１．４．１９）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
（１）訂正事項ａ
　特許請求の範囲の請求項１及び２中の「スクロール型の空気ポンプであることを特徴とする酸素濃縮器」を、いずれも、「スクロール型の空気ポンプであり、酸素発生量が３Ｌ／分以下であることを特徴とする在宅酸素療法用酸素濃縮器」と訂正する。
（２）訂正事項ｂ
　特許請求の範囲の請求項２中の「該吸着筒に高性能窒素吸着剤を充填し、」を、「該吸着筒にアルミナを充填し、つづいて高性能窒素吸着剤を充填し、これら２種類の吸着剤を層別に充填した構成とし、」と訂正する。
（３）訂正事項ｃ
　発明の名称の「酸素濃縮器」を「在宅酸素療法用酸素濃縮器」と訂正する。
（４）訂正事項ｄ
　明細書の段落【０００１】中の「酸素濃縮器、特に在宅酸素療法に使用する圧力変動吸着型の酸素濃縮器の改良に関する。」を、「本発明は、在宅酸素療法に使用する圧力変動吸着型の酸素濃縮器の改良に関する。」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
在宅酸素療法用
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　酸素よりも窒素を選択的に吸着する吸着剤を充填した２個の吸着筒と該吸着筒に空気を供給するための空気ポンプとを有する圧力変動吸着型の酸素濃縮器において、該空気ポンプを駆動する電動機が直流電源で駆動されるブラシレス電動機であり、空気圧縮機能の圧力が７０〜２００ｋＰａの範囲の能力を有し、かつ、そのときの風力が１５Ｌ／分から６０Ｌ／分の範囲の能力を有するスクロール型の空気ポンプであ
り、酸素発生量が３Ｌ／分以下であ
在宅酸素療法用
　【請求項２】　酸素よりも窒素を選択的に吸着する吸着剤を充填した２個の吸着筒と該吸着筒に空気を供給するための空気ポンプとを有する圧力変動吸着型の酸素濃縮器において、該吸着筒に
アルミナを充填し、つづいて
これら２種類の吸着剤を層別に充填した構成とし、
り、酸素発生量が３Ｌ／分以下であ
在宅酸素療法用
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　
本発明は、
　【０００２】
　【従来の技術】
　在宅酸素療法に使用する酸素濃縮器は空気を原料にして、その中に含まれる酸素約２１％を濃縮して使用するものである。その方法は酸素を選択的に透過する膜を使用する膜型の酸素濃縮器と、窒素を選択的に吸着する吸着剤を用いてこれを充填した吸着筒に原料である空気を加圧して加えて窒素を吸着分離除去する圧力変動吸着型の酸素濃縮器がある。前者の酸素濃縮器で濃縮される酸素濃度は約４０％で、後者が約９０％であり現在では主に後者が用いられる。本発明は後者の改良に関するものである。在宅酸素療法を行っている患者はそのほとんどが生酸素濃縮器を手放すことなく、暮らさなくてはならない人々である。そのためベッドに寝たきりの生活ではなく外出，旅行，買物等を行い、その生活の質〔クオリティオブライフ（ＱＯＬ）〕を上げる事が重要である。患者もこれ等を楽しみにしているが、従来、この場合、ボンベに充填した酸素を使用している。しかし、そのガス量は有限なものであり数時間の使用で空になるため度々の充填が必要である。このため多くの人の手助けが必要となるので、外出や旅行にも簡単には出られないのが現実である。そしてかかる患者は十分な仕事が出来るわけではなく、医療出費もかさむため、生活が容易ではない。１台の医療用酸素濃縮器は健康保険の費用で大部分まかなえるものの、外出や旅行用に使用する別の小型の携帯型酸素濃縮器までも自分の費用で用意する事はなかなか難しい。このため小型で携帯が出来、それをそのまま自宅でも使用出来る医療用酸素濃縮器があれば１台ですませることが出来る。
　【０００３】
　まず家庭で使用する為の要件は医療用の酸素濃縮器の酸素を濃縮するという基本性能の他に、
　▲１▼動作音が静かであること。
　▲２▼商用電源が用いられ消費電力が少ない事である。
　在宅酸素濃縮器はそのほとんどが１日２４時間使用するので夜間の装置動作音が家族を含め患者の睡眠を妨げない静かな装置であることが要求される。装置の費用は健康保険でまかなえるが２４時間連続して運転する電気代は患者の負担になるので収入が比較的少ない患者にとっては電気代は大きい負担となるので消費電力の小さい装置が必須の要件となっている。
　【０００４】
　携帯用としては更に次の要件が必要となる。
　▲１▼ＡＣ電源のない所でも使用出来る…バッテリー，自動車シガーライター
　▲２▼運搬に便利である…小型，軽量
　▲３▼ホテルや公共の場所で他人に迷惑をかけない…静粛性
　▲１▼についてはボンベや液体酸素に代わる携帯型の酸素濃縮器としてはＡＣ電源の無い所でも使用出来るものでなければならない。その為にはバッテリー（電池）で駆動出来る必要がある。更に今では自動車社会であり、特に体力の乏しい患者の移動手段としては自動車が不可欠であり、これを見のがすことは出来ない。車にはシガーライター等、その直流電源を外部に取り出すことの出来るコンセントがあり、これを電源として使用出来ることが望ましい。▲２▼については、携帯型である以上、運搬する事が前提の機器であり更に▲１▼と結合して移動させながら運転する事もあるため、バッテリーも含め、その重量，寸法を小型，軽量化する必要がある。▲３▼については、ホテルや公共の場といってもその騒音環境は千差万別であり、図書館の如きものはとてもそこに持ち込んで使用出来る騒音レベルの装置を携帯型で作ることは難しいかも知れない。しかし、一般的にも４０ｄＢＡ以下の騒音レベルの装置でないと使用に耐えない。
　【０００５】
　上記の家庭で使用する要件と携帯型の要件の両方を満たすためにはこれ等の全てを満足いくものにする必要がある。家庭での要件である▲１▼については携帯用にも共通であり、▲２▼消費電力を少なくすることは携帯型のバッテリー容量を小さくできることであり、重量が重いバッテリー容量の小さいもので良いということは装置の小型，軽量化が図れることである。そして携帯用でも家庭やホテルで使用する場合には勿論、商用電源が使用出来なければならない事はいうまでもない。
　【０００６】
　これ等を従来の技術では、
　▲１▼ＡＣ電源のない所でも使用出来るためには、携帯時はバッテリーで使用し、これを家庭ではＡＣ電源から直流電源を作る変換器を介して使用している。直流電動機を使用する医療用の携帯型酸素濃縮器も市販されているものもある。しかし、空気ポンプを駆動する電動機は相当の電力を消費し、これを駆動するため従来は直流電動機を使用していた。直流電動機はブラシを使用しており、この磨耗寿命が２０００〜３０００時間であり、この時点でブラシの交換か該直流電動機の交換が必要となる、患者は１日２４時間連続して運転するので１年に４〜６回の保守（交換）が必要となるので、ブラシを使用した直流電動機では保守の面より２４時間使用する在宅酸素療法用の使用には耐えない。従って、現在のところ外出のときだけ使用する携帯型酸素濃縮器はあるものの携帯と在宅（家庭）の両方で長期にわたって使用出来るものはない。
　▲２▼運搬に便利な小型，軽量について
　医療用酸素濃縮器は移動しながら使用するので駆動電源であるバッテリーと駆動電動機と吸着筒がその主要な重量部品であり、これ等の合計でも相当な重さになるため酸素ボンベと同様、キャリーカート等で引いて移動しないと患者の肩にかけて歩くわけにはいかない。現在の市販の携帯型酸素濃縮器は酸素の取出量が１Ｌ（リッター）で９０％濃度のもので約１３ｋｇである。
　【０００７】
　装置の静粛性を満たすためにはその防音構造により装置が大きく、重くなっているので静かな部品を用いることによりそれ等防音構造が省けて軽くなる。その他に装置を小型，軽量化する要因としては酸素濃縮器の吸着剤の性能が大きく影響する。すなわち、単位重量当りの吸着量や選択性、あるいは吸着速度などの吸着剤固有の性能が装置の能力，性能やランニングコスト，寸法や重量に影響を強く与える。従来は分離係数２〜３の値を有するモレキュラーシーブスゼオライト５Ａあるいは１３Ｘを充填した吸着筒が広く用いられてきた。
　【０００８】
　近年、米国において特公平５−２５５２７号公報に示される高性能窒素吸着剤が開発され、小量の原料空気で効率的に酸素を濃縮できるようになった。しかし、かかる高性能窒素吸着剤は従来品に比べ大変高価であると言う問題がある。特開平５−２６９３３０号公報に吸着筒の空気の供給端部に該高性能窒素吸着剤を充填し、続いて製品端部に従来の低性能窒素吸着剤を充填することにより高価な高性能窒素吸着剤の使用量を削減し、高性能ガス分離特性を維持したまま低コストを兼備させることが出来ることを提案している。
　【０００９】
　▲３▼ホテルや公共の場所で他人に迷惑をかけない静粛性について現在市販されている装置の騒音レベルは５１〜６０ｄＢＡの騒音であり十分な静粛性を有する装置とは言えない。
　【００１０】
　この防音を十分にすると寸法的にも重量も重くなる。装置の動作音の主なものは原料である空気を取り入れて圧縮する空気ポンプの動作音と圧力変動吸着型の酸素濃縮器の吸着筒の圧力切替と排気に伴って発生する排気音である。
　【００１１】
　排気音は高性能のサイレンサーを取付けることにより、比較的良く消音することが出来る。しかし、空気ポンプの動作音は振動を伴った低周波音を多く含んでおり容易には下げにくい。現在、医療用の酸素濃縮器に使用されている空気ポンプはピストン方式のものとベーン方式のものがあるが、ベーン方式のものは使用されているカーボンベーンが摩耗し、二次側に黒いカーボンの粉が出てくるし、これを取り除くためのフィルターが必要になってくる。更にこのフィルターも度々交換しなければならない。加えてカーボンベーンの摩耗寿命が２０００Ｈ〜４０００Ｈであり、保守を頻繁にする必要があるため寿命が１５０００Ｈ〜３００００Ｈあるピストン方式のものが多く使われている。
　【００１２】
　酸素濃縮器に使用するクラスの空気ポンプ単体での騒音レベルは８０〜６０ｄＢＡでありピストンの動作に伴って生ずる空気ポンプの振動と電動機のトルク変動に伴う低周波の動作音が原因である。振動の他への伝播を防ぐための手段としては特開昭６３−２４２９０１号公報に示される如くスプリングや防振ゴムにより浮かせる手段をとり、騒音は特開昭６０−２００８０４号公報，特開昭５９−２７４６５４号公報，特開昭６０−２７７８１６号公報などに示されるように二重の防音ボックスにより音を封じ込めている。しかし完全に密閉することはできず、駆動電動機や空気の圧縮に伴う発熱を冷却する必要があり、ファンを取付けている。しかし、この冷却風の取込口，排出口を経由して騒音が外部に漏出するので屈曲した通路を設ける等によりこれを防いでいる。このようにいろいろな防音手段を講じているので装置が大きく、重くなっており４０〜６０ｋｇある。携帯型ではこのような重い装置は論外であり使用できない。
　【００１３】
　低消費電力について、前記の高性能窒素吸着剤を使用する事により、より少ない空気により必要量の酸素を得ることが出来るようになるのでより小さい空気ポンプを使用する事が出来る。すなわち主な電力消費部は空気ポンプであるので、この部分の効率化を図る事が低消費電力を実現するために大いに効果がある。
　【００１４】
　【発明が解決しようとする課題】
　在宅酸素療法に使用する小型で静粛，軽量で携帯可能な圧力変動吸着型の酸素濃縮器を提供する。
　【００１５】
　【課題を解決するための手段】
　前記問題点を鋭意研究した結果、小型で静粛，軽量で携帯可能な圧力変動吸着型の酸素濃縮器を次のような手段により解決するに至った。酸素よりも窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を充填した２個の吸着筒と該吸着筒に空気を供給するための空気ポンプとを有する圧力変動吸着型の酸素濃縮器において、該空気ポンプを駆動する電動機が直流電源で駆動されるブラシレス電動機であり、空気圧縮機能の圧力が７０〜２００ｋＰａの範囲の能力を有し、かつそのときの風量が１５Ｌ／分から６０Ｌ／分の範囲の能力を有するスクロール型の空気ポンプを使用する酸素濃縮器を構成する。
　【００１６】
　他のピストン型など騒音の大きい空気ポンプを用いると前述の如く装置の静粛性を求める余り二重防音ボックスや冷却風の取入口，排出口部に騒音の漏出を防ぐ為の構造物を必要とするため、その寸法が大きくなり重量の増大が生じている事は前述の通りであり、ここで根本に立ち戻って騒音発生の少ない空気ポンプを鋭意研究した結果、音が静かで振動の少ない特性を有するスクロール型の小型空気ポンプを在宅酸素療法の用途に合わせて設計し、これを使用して圧力変動吸着型の医療用酸素濃縮器を開発するに至った。
　【００１７】
　圧力変動吸着型の酸素濃縮器用の空気ポンプとしては、吸着筒内の吸着剤にオイルミストが混入する空気が入ると吸着剤の性能劣化が生ずるのでこれに使用する空気ポンプはその機構上で吐出空気中にオイルミストが含まれないオイルフリー型空気ポンプである事が望ましい。
　【００１８】
　そして吸着筒に使用する吸着剤にとってみれば加圧吸着時の圧力は高く脱着再生時の圧力が低くその間の圧差が大きい程、単位吸着剤当りの窒素の吸着量が多くなり、吸着筒寸法が小さくなり装置の小型化には良い方向になるが、圧力が高くなると空気ポンプを駆動する電動機の消費電力が増えるし、吸着筒の切替排気時の排気音が大きくなる。これ等の相矛盾する条件を試行錯誤の結果、その圧力が７０〜２００ｋＰａの範囲の加圧能力を有する空気ポンプを使用するのが騒音の大きさ，吸着筒寸法，電力効率の上でのバランスが最も良好であることが判った。
　【００１９】
　更に、小型，軽量にする為には酸素の発生容量が必要最小限のものにする必要があり、通常１分間の酸素発生量が０〜２Ｌ，０〜３Ｌ，０〜６Ｌの容量を持つ機種が多い。これを携帯型で小型化を主たる目標とするため０〜３Ｌまでの小型機種とし、３Ｌ／分〜６Ｌ／分等大流量の必要な患者には呼吸同調装置を組合せることにより供給することにする。そしてこれを最新の高性能窒素吸着剤と組み合わせることにより、より携帯型に適したものとする。すなわち本吸着剤を用いることにより少ない原料空気量で前記機種の必要酸素量を得るようにする。空気量として１０Ｌ／分から６０Ｌ／分の範囲のもののいずれかをスクロール型の空気ポンプで得ることにより十分医療用の酸素濃縮器としての性能を満たし、かつ、防音ボックスの省略ができ、冷却風用の騒音漏出防止がついた取込通路、排出通路が削減でき、大幅な静粛化と小型、軽量化が可能とする。
　【００２０】
　スクロール型の空気ポンプは可動部スクロールと固定部スクロールが互いに接しながら回転することにより吸気・圧縮・吐出の各工程が連続して進行するため、脈動や圧縮トルクの変動が少なく動バランスに優れて極めて低騒音にできる構造のものであり、更に部品点数が少なく高い耐久性を有しているので医療用の如く長時間連続して使用する用途に最適の特性を有している。更に小型，低騒音化を図るためスクロール型の空気ポンプと駆動電動機を直結した構造として、直流電源で駆動する電動機の短期保守の原因であるブラシ機構を省き、電子回路による切替え方法によるブラシレス電動機を用いることによりその寿命を誘導電動機と同等にしたものを使用する。尚、直流電源で駆動する電動機は、前記の他、直流電源を用いて電子回路により交流電源を作り交流電動機を駆動する場合も含む。従来多く使われているピストン型やベーン型の空気ポンプに比べてスクロール型は機械的摩擦部が無いので消費電力が大幅に少なくなるので電池で駆動する携帯型にはその重量を極端に少なく出来る点で、このスクロール型の採用が大きい効果を生む。更に冬期にはピストン型は樹脂性ピストンシール部が固くなり摩擦が大きく起動時に起動しない場合が生ずる。携帯型は屋外で使用する事が多いため、この低温での起動が重要である。しかし摩擦部のないスクロール型はこの点の心配もなく夏冬関係なく使用できる。
　【００２１】
　そして、スクロール型の空気ポンプは、可動部と固定部のスクロールの形状と寸法を決めると吐出空気容量と圧縮比が決まるので、一度定まったスクロール型の空気圧縮機が出来上がるとこれで得られる圧縮空気の使用圧力や流量を消費先で変えても電力消費は大きく変わらない特性を持っているので在宅酸素療法の用途に合わせて流量と圧力を決定する事が該用途の最適な酸素発生量，静粛性，電力量や装置の寸法と重量を決める上で重要である。そしてこれは今までになかったものである。この意味合いから上記試行錯誤の結果得られた空気容量，圧力範囲を限定して当該用途に用いることは重要である。
　【００２２】
　また本発明は酸素よりも窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を充填した２個の吸着筒と該吸着筒に空気を供給するための空気ポンプとを有する圧力変動吸着型の酸素濃縮器において、該吸着筒の空気供給端部にアルミナを充填し、つづいて高性能窒素吸着剤を充填し、これら２種類の吸着剤を層別に充填した構成とし、かつ、該空気ポンプを駆動する電動機が直流電源で駆動されるブラシレス電動機であり、空気圧縮機能の圧力が７０〜２００ｋＰａの範囲の加圧能力を有し、かつ、そのときの風量が１５Ｌ／分から６０Ｌ／分の範囲の能力を有するスクロール型の空気ポンプを用いる酸素濃縮器を構成する。
　【００２３】
　前記の高性能窒素吸着剤は、特公平５−２５５２７号公報，特開平５−２６９３３０号公報及び特開平９−２０５０３号公報等で示されるようにＳｉＯ２／ＡｌＯ２比が２．０〜３．０であるＸ型ゼオライトであり、かつ、そのＡｌＯ２四面体単位の少なくとも８８％がリチウムカチオンと結合している公知の高性能窒素吸着剤である。
　【００２４】
　以上のように高性能窒素吸着剤をスクロール型空気ポンプと組合せて使用することにより低消費電力化を図り、このことにより装置内で発生する発熱量を少なくする事ができる。このことはこれを冷却するファンの小型化，静音化したものを使用することができるので種々の防音手段を省いた携帯型装置にとっては重要な要素である。
　【００２５】
　【実施例】
　以下、本発明の実施例について説明する。
　「実施例１」　直径７０ｍｍ，長さ２６５ｍｍの吸着筒にモレキュラーシーブスゼオライト１３Ｘを６７０ｇ充填したものを２本と、２５Ｌ／分の流量が得られる能力を有するピストン型の空気ポンプを図１のフローシートに示すように接続し動作させる。装置の防音対策は排気用のサイレンサー１３と防音筐体を装備した装置で、騒音は無響室で前方１ｍで高さは装置の２分の１の高さで測定する。この実施例は比較のために従来技術で構成した。
　「実施例２」　直径５０ｍｍ，長さ２５０ｍｍの吸着筒に高性能窒素吸着剤を３００ｇ充填した吸着筒２本と、２５Ｌ／分の流量が得られる性能を有する直流電源で駆動されるブラシレス電動機付きでスクロール型の空気ポンプを図１のフローシートに示すように接続し動作させる。この実施例のスクロール型の空気ポンプは圧力１３０ｋＰａで空気量２５Ｌ／分で空気ポンプ単体の消費電力７５Ｗで騒音レベルは４３ｄＢＡである。装置の防音対策は吸入フィルター１と一重の防音を兼ねた筐体のみであり、騒音の測定は上記と同じ測定条件とした。尚、装置の寸法重量は、キャリーカートの把手や車輪等の部分があり、比較しにくいので表１には酸素濃縮器本体の寸法・重量のみについて比較した。ＡＣ商用電源で使用する場合はＡＣ／ＤＣコンバーターを使用し、１２Ｖの直流を供給する。そして自動車搭載時はシガーライター部より１２Ｖ直流を供給し運転する。尚、本明細書における圧力の表示（ｋＰａ）は標準大気圧に対する相対値（いわゆるゲージ圧）である。
　【００２６】
　【発明の効果】
　上記実施例の結果を表１に示す。▲１▼と▲２▼とでは大きな性能差が生じている。装置の重量比率で▲２▼は▲１▼のほぼ２分の１以下でありその動作時間も延長できたし騒音も少なく格段の違いが生じていることが判る。直流電源で駆動されるブラシレスのスクロール型空気ポンプを使用することにより、上記低騒音が実現できる。消費電力も少なく寿命もブラシレスのためボールベアリングとピストンの寿命で制約される交流誘導電動機を使用する空気ポンプと同等の２０，０００時間〜３０，０００時間が予測されるので在宅の使用と携帯型として外出時の使用が可能となり患者のＱＯＬ向上に大いに役立つものと思われる。更に前記スクロール型空気ポンプと高性能窒素吸着剤とを組合せる事により、小型で低消費電力化したことは該装置内で発生する発熱量を少なくする事となり、冷却ファンの小型化，静音化のものを使用できるようになり更なる全体としての静音化が出来た。
　【表１】
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の実施例にかかる酸素濃縮器のフローシートである。
　【符号の説明】
　１　吸入フィルター
　２　空気ポンプ
　３　冷却コイル
　４　電磁弁
　５，６　吸着筒
　７　製品タンク
　８，９　流量制限手段
　１０　製品ガス吐出口
　１１　減圧弁
　１２　流量計
　１３　サイレンサー