(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入口から空気を吸入して加圧する加圧手段と前記加圧手段で加圧された空気をマスクへ供給する吸気流路と前記マスクからの空気を排出する呼気流路とを備えた人工呼吸装置において、
前記加圧手段が、前記空気を吸引・圧縮する羽根車と、該羽根車を回転させるモータとを有し、
前記モータが、モータケース体と、このモータケース体に対して回転自在に支持されたモータ軸と、前記モータケース体内に配設されて通電により磁力を発生する駆動コイルと、該駆動コイルとの吸引・反発力を利用して回転力を発生するロータマグネットと、前記モータ軸の周囲を覆うスリーブを有した動圧気体軸受と、前記動圧気体軸受と直列配置されて前記モータ軸を回転自在に支持する補助軸受と、前記補助軸受と並列配置されて該補助軸受の回転を抑制する非接触式ディテントトルク発生機構とを備え、
前記モータ軸と前記スリーブとを互いに離間した状態での動圧気体軸受の回転時粘性摩擦トルクをＴａ、
前記モータ軸と前記スリーブとが揺動接触することにより、前記動圧気体軸受に損傷を与える虞のある接触摩擦トルクをＴｋａ、
前記補助軸受の回転摩擦トルクをＴｂ、
前記非接触式ディテントトルク発生機構により前記補助軸受の回転を抑制した状態で発生する最大トルクをＴｄmax、としたときに、
（Ｔａ＋Ｔｋａ）＞（Ｔｂ＋Ｔｄmax）＞（Ｔａ）
となるようにＴｄmaxの値が設定されていることを特徴とする人工呼吸装置。
【請求項２】
前記非接触式ディテントトルク発生機構が、前記モータ軸と一体的に回転して周方向に極の替わる回転側磁石と、該回転側磁石より外周側あるいは該回転側磁石の軸方向に対向配設されて周方向に極の替わる固定側磁石とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の人工呼吸装置。
【請求項３】
前記補助軸受が、転がり軸受であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の人工呼吸装置。
【請求項４】
前記補助軸受の回転を検出する回転検出手段が、設置され、
前記モータの回転を制御する制御部が、前記回転検出手段からの回転検出信号を受信することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の人工呼吸装置。
【請求項５】
前記制御部が、前記回転検出信号を受信したときに、前記補助軸受の回転積算時間の計測を開始することを特徴とする請求項４に記載の人工呼吸装置。
【請求項６】
前記制御部が、前記回転検出信号を受信した回数をカウントすることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の人工呼吸装置。
【請求項７】
前記制御部が、前記回転検出信号を受信した後、前記回転検出信号が受信されなくなるまで前記モータの回転数を減少させ、前記回転検出信号が受信されなくなった後に前記モータの回転数を増加させ、補助軸受の回転を抑制した状態に復帰させることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１つに記載の人工呼吸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体の自然呼吸の発生に同期してその生体の肺内へ送気する人工呼吸装置であって、特に、羽根車の回転により気体を遠心力で圧縮して連続的に送り込むタイプで患者の肺に対して酸素供給を行う人工呼吸装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、人工呼吸装置として、送気導管によってマスクなどの患者側の接続装置に空気または呼吸に適した気体の供給を与える送風機を備えた治療装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５３７７３５号公報（特に、段落０００３、図１、図５ｂ参照）
【特許文献２】特許３７７５１１８号公報（特に、図１、図９参照）
【特許文献３】実公昭５７−１１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上述した従来の送風機のモータは、単に、シャフトが回転することによってシャフトの外周面とスリーブの内周面との間に動圧が発生して軸受剛性が生じる構造であったため、モータに外乱が加えられるなどして回転体の回転軸が傾く方向にシャフトとスリーブとが相対的に揺動して接触すると動圧気体軸受の接触摩擦トルクが増大して動圧気体軸受の凝着や焼付きによりかじりが発生し、動圧気体軸受に致命的な損傷を与える虞がある。
そこで、安全に回転を持続するために、滑り軸受と、この滑り軸受の外側に設けた転がり軸受と、滑り軸受から転がり軸受へ伝達される回転トルクが基準回転トルク以上となるまでは転がり軸受の回転を規制する回転規制手段とを備えたものが知られている（例えば、特許文献３）。
【０００５】
しかしながら、上述した従来の回転規制手段は、外側環状部材に取り付けられた弾性部材や連結部材が内側環状部材と当接する接触式の構造であったため、伝達される回転トルクが基準回転トルクを超えて転がり軸受で回転しているときも回転毎に弾性部材が当接して弾性部材が破損してしまうという問題や、伝達される回転トルクが基準回転トルクを超えたときに連結部材が破断して回転規制手段の構造自体が破損してしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、モータに外乱が加えられるなどしてモータ軸とスリーブとが揺動接触して動圧気体軸受の接触摩擦トルクが増大する際の動圧気体軸受の凝着や焼付きによるかじりを防止し、構造が破壊されることなく回転体のモータケース体に対する総回転数を揺動接触の発生前後で略一定にして生体の肺へ空気を安定して供給する人工呼吸装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本請求項１に係る発明は、吸入口から空気を吸入して加圧する加圧手段と前記加圧手段で加圧された空気をマスクへ供給する吸気流路と前記マスクからの空気を排出する呼気流路とを備えた人工呼吸装置において、前記加圧手段が、前記空気を吸引・圧縮する羽根車と、該羽根車を回転させるモータとを有し、前記モータが、モータケース体と、このモータケース体に対して回転自在に支持されたモータ軸と、前記モータケース体内に配設されて通電により磁力を発生する駆動コイルと、該駆動コイルとの吸引・反発力を利用して回転力を発生するロータマグネットと、前記モータ軸の周囲を覆うスリーブを有した動圧気体軸受と、前記動圧気体軸受と直列配置されて前記モータ軸を回転自在に支持する補助軸受と、前記補助軸受と並列配置されて該補助軸受の回転を抑制する非接触式ディテントトルク発生機構とを備え、前記モータ軸と前記スリーブとを互いに離間した状態での動圧気体軸受の回転時粘性摩擦トルクをＴａ、前記モータ軸と前記スリーブとが揺動接触することにより、前記動圧気体軸受に損傷を与える虞のある接触摩擦トルクをＴｋａ、前記補助軸受の回転摩擦トルクをＴｂ、前記非接触式ディテントトルク発生機構により前記補助軸受の回転を抑制した状態で発生する最大トルクをＴｄmax、としたときに、
（Ｔａ＋Ｔｋａ）＞（Ｔｂ＋Ｔｄmax）＞（Ｔａ）
となるようにＴｄmaxの値が設定されていることにより、前述した課題を解決するものである。
【０００８】
本請求項２に係る発明は、請求項１に記載された人工呼吸装置の構成に加えて、前記非接触式ディテントトルク発生機構が、前記モータ軸と一体的に回転して周方向に極の替わる回転側磁石と、該回転側磁石より外周側あるいは該回転側磁石の軸方向に対向配設されて周方向に極の替わる固定側磁石とを備えていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
【０００９】
本請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載された人工呼吸装置の構成に加えて、前記補助軸受が、転がり軸受であることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
【００１０】
本請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載された人工呼吸装置の構成に加えて、前記補助軸受の回転を検出する回転検出手段が、設置され、前記モータの回転を制御する制御部が、前記回転検出手段からの回転検出信号を受信することにより、前述した課題をさらに解決するものである。
【００１２】
本請求項５に係る発明は、請求項４に記載された人工呼吸装置の構成に加えて、前記制御部が、前記回転検出信号を受信したときに、前記補助軸受の回転積算時間の計測を開始することにより、前述した課題をさらに解決するものである。
【００１３】
本請求項６に係る発明は、請求項４または請求項５に記載された人工呼吸装置の構成に加えて、前記制御部が、前記回転検出信号を受信した回数をカウントすることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
【００１４】
本請求項７に係る発明は、請求項４乃至請求項６のいずれか１つに記載された人工呼吸装置の構成に加えて、前記制御部が、前記回転検出信号を受信した後、前記回転検出信号が受信されなくなるまで前記モータの回転数を減少させ、前記回転検出信号が受信されなくなった後に前記モータの回転数を増加させ、補助軸受の回転を抑制した状態に復帰させることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の人工呼吸装置は、吸入口から空気を吸入して加圧する加圧手段と、この加圧手段で加圧された空気をマスクへ供給する吸気流路と、マスクからの空気を排出する呼気流路とを備えていることにより、生体の肺へ強制的に空気を供給するとともに肺からの空気を排出することができるばかりでなく、以下のような特有の効果を奏することができる。
【００１６】
本請求項１に係る発明の人工呼吸装置によれば、加圧手段が、空気を吸引・圧縮する羽根車と、この羽根車を回転させるモータとを有し、モータが、モータケース体と、このモータケース体に対して回転自在に支持されたモータ軸と、モータケース体内に配設されて通電により磁力を発生する駆動コイルと、この駆動コイルとの吸引・反発力を利用して回転力を発生するロータマグネットと、モータ軸の周囲を覆うスリーブを有した動圧気体軸受と、動圧気体軸受と直列配置されてモータ軸を回転自在に支持する補助軸受と、補助軸受と並列配置されてこの補助軸受の回転を抑制する非接触式ディテントトルク発生機構とを備え、モータ軸とスリーブとを互いに離間した状態での動圧気体軸受の回転時粘性摩擦トルクをＴａ、モータ軸とスリーブとが揺動接触することにより、動圧気体軸受に損傷を与える虞のある接触摩擦トルクをＴｋａ、補助軸受の回転摩擦トルクをＴｂ、非接触式ディテントトルク発生機構により補助軸受の回転を抑制した状態で発生する最大トルクをＴｄmax、としたときに、
（Ｔａ＋Ｔｋａ）＞（Ｔｂ＋Ｔｄmax）＞（Ｔａ）
となるようにＴｄmaxの値が設定されていることにより、仮にモータに外乱が加えられるなどしてモータ軸とスリーブとが揺動接触した際に、動圧気体軸受に凝着や焼付きなどのかじりが生じる前に、補助軸受の回転が開始されるため、動圧気体軸受に致命的な損傷を与えることなく、回転体のモータケース体に対する総回転数を揺動接触の発生前後で変化なく略一定にして生体の肺へ空気を安定して供給することができる。
言い換えると、仮にモータに外乱が加えられるなどした場合に補助軸受の回転が開始されるため、生体の肺への空気の供給が停止してしまうという致命的な事態を回避することができる。
さらに、ディテントトルク発生機構が非接触式であるため、補助軸受の回転が開始された場合であっても、ディテントトルク発生機構の構造が破壊されることなく回転を継続することができる。
【００１７】
本請求項２に係る発明の人工呼吸装置によれば、請求項１に係る発明が奏する効果に加えて、非接触式ディテントトルク発生機構が、モータ軸と一体的に回転して周方向に極の替わる回転側磁石と、この回転側磁石より外周側あるいはこの回転側磁石の軸方向に対向配設されて周方向に極の替わる固定側磁石とを備えていることにより、補助軸受の回転が開始される前は、回転側磁石と固定側磁石との間に働く最大吸引力が、補助軸受の回転抑制時に発生するディテントトルクの最大トルクとなる。
一方、補助軸受が回転しているときのディテントトルクは、回転側磁石と固定側磁石との相対的な角度に応じて正弦波状に変化し、この頂点に当たるトルクが最大トルクとなり、一方、補助軸受が１回転したときの平均トルクは０になるため、補助軸受が回転しているときには、ディテントトルクによる実質的な損失は発生しない。
【００１８】
本請求項３に係る発明の人工呼吸装置によれば、請求項１または請求項２に係る発明が奏する効果に加えて、急激な劣化がなくてかじりが生じにくいため、外乱等によりモータ軸とスリーブとが揺動接触して、動圧気体軸受に致命的な損傷を与える前に、確実且つ速やかに補助軸受の回転を開始させることができる。
【００１９】
本請求項４に係る発明の人工呼吸装置によれば、請求項１乃至請求項３のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、補助軸受の回転を検出する回転検出手段が、設置され、モータの回転を制御する制御部が、回転検出手段からの回転検出信号を受信することにより、仮に補助軸受の回転が開始された場合であっても、リアルタイムに補助軸受が回転していることを検知することができる。
【００２１】
本請求項５に係る発明の人工呼吸装置によれば、請求項４に係る発明が奏する効果に加えて、制御部が、回転検出信号を受信したときの補助軸受の回転積算時間を計測することにより、制御部が補助軸受の寿命を回転積算時間から算出して予測することができる。
そして、例えば、この寿命予測に基づいて、モータや補助軸受の交換を促すことができる。
【００２２】
本請求項６に係る発明の人工呼吸装置によれば、請求項４または請求項５に係る発明が奏する効果に加えて、制御部が、回転検出信号を受信した回数をカウントすることにより、補助軸受の回転を開始した回数がカウントされるため、制御部が補助軸受の寿命を回転開始回数から算出して予測することができる。
そして、例えば、この寿命予測に基づいて、モータや補助軸受の交換を促すことができる。
【００２３】
本請求項７に係る発明の人工呼吸装置によれば、請求項４乃至請求項６のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、制御部が、回転検出信号を受信した後、回転検出信号が受信されなくなるまでモータの回転数を減少させることにより、非接触式ディテントトルク発生機構によって、再び補助軸受の回転が抑制された状態となり、回転検出信号が受信されなくなった後にモータの回転数を再び増加させることにより、モータ軸とスリーブとが揺動接触する前の回転状態および回転数に復帰させることができるため、モータ（軸受）の寿命を半永久的にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施例であるモータを用いた人工呼吸装置を示す概略ブロック図。
【図２】本発明の第１実施例であるモータを用いたブロアを示す斜視図。
【図３】（Ａ）は図２の符号３Ａ−３Ａで視た側断面図であってモータ軸とスリーブとを互いに離間した状態での回転を示す図、（Ｂ）は図３（Ａ）の符号３Ｂ−３Ｂで視た要部側断面図。
【図４】（Ａ）（Ｂ）は接触摩擦トルクと回転時粘性摩擦トルクとの和が回転抑制時の所定のディテントトルクとボールベアリングの摩擦トルクとの和より大となったときの回転を示す側断面図。
【図５】モータ軸とスリーブとの揺動接触前後の動圧気体軸受およびボールベアリングのそれぞれの回転数の変化を示す図。
【図６】（Ａ）は動圧気体軸受の回転時粘性摩擦トルクとボールベアリングの摩擦トルクと回転数との関係を示す図であり、（Ｂ）は羽根車の回転数と動圧気体軸受での回転数とボールベアリングでの回転数との関係を示す図。
【図７】人工呼吸装置の第１モードを示すチャート図。
【図８】人工呼吸装置の第２モードを示すチャート図。
【図９】人工呼吸装置の第３モードを示すチャート図。
【図１０】人工呼吸装置の第４モードを示すチャート図。
【図１１】（Ａ）（Ｂ）は本発明の第２実施例であるモータを用いたブロアを示す側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は、吸入口から空気を吸入して加圧する加圧手段と加圧手段で加圧された空気をマスクへ供給する吸気流路とマスクからの空気を排出する呼気流路とを備えた人工呼吸装置において、加圧手段が、空気を吸引・圧縮する羽根車と、この羽根車を回転させるモータとを有し、モータが、モータケース体と、このモータケース体に対して回転自在に支持されたモータ軸と、モータケース体内に配設されて通電により磁力を発生する駆動コイルと、この駆動コイルとの吸引・反発力を利用して回転力を発生するロータマグネットと、モータ軸の周囲を覆うスリーブを有した動圧気体軸受と、動圧気体軸受と直列配置されてモータ軸を回転自在に支持する補助軸受と、補助軸受と並列配置されてこの補助軸受の回転を抑制する非接触式ディテントトルク発生機構とを備え、モータ軸とスリーブとを互いに離間した状態での動圧気体軸受の回転時粘性摩擦トルクをＴａ、モータ軸とスリーブとが揺動接触することにより、動圧気体軸受に損傷を与える虞のある接触摩擦トルクをＴｋａ、補助軸受の回転摩擦トルクをＴｂ、非接触式ディテントトルク発生機構により補助軸受の回転を抑制した状態で発生する最大トルクをＴｄmax、としたときに、
（Ｔａ＋Ｔｋａ）＞（Ｔｂ＋Ｔｄmax）＞（Ｔａ）
となるようにＴｄmaxの値が設定されていることにより、仮にモータに外乱が加えられるなどしてモータ軸とスリーブとが揺動接触して動圧気体軸受の接触摩擦トルクが増大した場合であっても回転体のモータケース体に対する総回転数を揺動接触の発生前後で変化なく略一定にして生体の肺へ空気を安定して供給するとともに補助軸受の回転が開始された場合であっても、非接触式ディテントトルク発生機構の構造が破壊されることなく回転を継続するものであれば、その具体的な実施態様は、如何なるものであっても構わない。
【００２６】
例えば、モータは、外乱が加えられる前の通常回転時に、動圧気体軸受において、モータ軸が回転せずにスリーブ側が回転する所謂、スリーブ回転タイプでもよいし、スリーブ側が回転せずにモータ軸が回転する所謂、シャフト回転タイプでもよい。
また、モータは、ブラシレスＤＣモータ（ブラシレス直流モータ）、ＡＣモータ（交流モータ）など高速回転するものであれば如何なるものであっても構わない。
補助軸受は、ボールベアリング等の転がり軸受、面接触または線接触する滑り軸受、略一点で接触するピボット軸受など、他の接触式軸受であっても構わない。
【００２７】
非接触式ディテントトルク発生機構は、永久磁石の磁力を用いてディテントトルクを発生させるもの、電磁石の磁力を用いてディテントトルクを発生させるものなど非接触式であれば如何なるものであっても構わない。
【実施例１】
【００２８】
以下に、本発明の第１実施例であるモータＭ１００を用いた人工呼吸装置１００について、図１乃至図１０に基づいて説明する。
ここで、図１は、本発明の第１実施例であるモータＭ１００を用いた人工呼吸装置１００を示す概略ブロック図であり、図２は、本発明の第１実施例であるモータＭ１００を用いたブロア１４０を示す斜視図であり、図３（Ａ）は、図２の符号３Ａ−３Ａで視た側断面図であってモータ軸Ｍ１２０とスリーブＭ１３０とを互いに離間した状態での回転を示す図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の符号３Ｂ−３Ｂで視た要部側断面図であり、図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、図３（Ａ）および図３（Ｂ）とそれぞれ対応して、動圧気体軸受の回転時粘性摩擦トルクＴａと、何らかの外乱によりモータ軸Ｍ１００とスリーブＭ１３０とが揺動接触することにより、動圧気体軸受に損傷を与える虞のある接触摩擦トルクＴｋａとの和が、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の摩擦トルクＴｂと、回転抑制時の非接触ディテントトルク発生機構Ｍ１８０により、補助軸受であるボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転を抑制した状態で発生する最大トルクＴｄmaxとの和より大なる値、すなわち（Ｔａ＋Ｔｋa）＞（Ｔｂ＋Ｔｄmax）となったときの回転を示す側断面図であり、図５は、モータ軸Ｍ１２０とスリーブＭ１３０との揺動接触前後の動圧気体軸受およびボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２のそれぞれの回転数の変化を示す図であり、図６（Ａ）は、動圧気体軸受の回転時粘性摩擦トルクＴａとボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の摩擦トルクＴｂと回転数との関係を示す図であり、図６（Ｂ）は、羽根車Ｗ（モータ）の回転数Ｎと動圧気体軸受での回転数ＮａとボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２での回転数Ｎｂとの関係を示す図であり、図７は、人工呼吸装置１００の第１モードを示すチャート図であり、図８は、人工呼吸装置１００の第２モードを示すチャート図であり、図９は、人工呼吸装置１００の第３モードを示すチャート図であり、図１０は、人工呼吸装置１００の第４モードを示すチャート図である。
【００２９】
本発明の第１実施例である人工呼吸装置１００は、図１に示すように、制御部１１０と、表示手段１２０と、報知手段１３０と、吸入口から空気を吸入して加圧する加圧手段であるブロア１４０と、空気をマスクＭＫへ供給する吸気流路１５０と、マスクＭＫからの空気を排出する呼気流路１６０とを備えている。
このうち、制御部１１０は、駆動回路１１１を介してモータＭ１００の回転を制御するように構成されている。
また、制御部１１０は、詳しくは後述するモータＭ１００のボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０からの回転検出信号を受信するようにも構成されている。
駆動回路１１１は、例えばインバータ回路を構成して制御部１１０からの回転指示をモータＭ１００に合わせた信号に変換してモータＭ１００へ一例としてパルス信号を送るように構成されている。
【００３０】
また、表示手段１２０は、制御部１１０からの指示によって、詳しくは後述するボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２が回転している旨や、モータＭ１００やボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の交換時期が迫っている旨をディスプレイなどに表示するように構成されている。
報知手段１３０は、制御部１１０からの指示によってユーザに対して、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２が回転している旨や、モータＭ１００やボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の交換時期を、ランプを点灯したり、報知音を鳴らしたりなどして報知するように構成されている。
なお、必要に応じて制御部１１０から操作手段などの外部へ信号を出力してもよく、この外部出力信号を図示しない外部の制御機器に入力することにより、複数のモータを集中管理するなど多目的に利用してもよい。
【００３１】
また、ブロア１４０は、一例として陽圧および陰圧の両方の空気圧を同時に発生するように構成されている。
吸気流路１５０には、一例として、吸入口である吸気用大気ポート１５１と、フィルタ１５２と、吸入口である酸素ポート１５３と、酸素ブレンダ１５４と、圧力センサ１５５と、吸気弁１５６とが、設置されている。
【００３２】
このうち、吸気用大気ポート１５１は、空気を封入したボンベや病院施設などに備え付けられた供給バルブと接続されるように構成され、吸気用大気ポート１５１から供給された空気は、フィルタ１５２を介して流路下流側へ送られる。
同様に、酸素ポート１５３は、酸素を封入したボンベや病院施設などに備え付けられた供給バルブと接続されるように構成されている。
【００３３】
また、酸素ブレンダ１５４は、吸気用大気ポート１５１から供給された空気と、酸素ポート１５３から供給された酸素とを混合し、吸気の酸素濃度を自在に設定するように構成されている。
酸素ブレンダ１５４によって混合された吸気は、ブロア１４０によって加圧されて圧力センサ１５５によって計測された状態で流路下流側の吸気弁１５６へ送られる。
吸気弁１５６を送られた吸気は、制御部１１０による弁の開放制御により、吸気用フィルタＩＦと加湿器ＨＵとマスクＭＫとを介して患者Ｐへ送られるように構成されている。
【００３４】
他方、呼気流路１６０には、一例として、呼気弁１６１と、流量センサ１６２と、呼気用大気ポート１６３とが、設置されている。
このうち、呼気弁１６１は、制御部１１０による弁の開放制御により、マスクＭＫと呼気用フィルタＥＦとを介した患者Ｐからの呼気を流路下流側の流量センサ１６２へ送るように構成されている。
送られた呼気は、流量センサ１６２によって計測された状態で流路下流側の呼気用大気ポート１６３へさらに送られて排出される。
なお、制御部１１０は、流量センサ１６２による計測値で判断して呼気弁１６１の開閉を制御して流量を調整するように構成されている。
【００３５】
本発明の第１実施例であるブロア１４０は、図２および図３に示すように、モータＭ１００と、ハブＨと、羽根車Ｗと、空気吸引口Ｉと、空気排出口Ｅと、カバープレートＣとを備えている。
第１実施例のモータＭ１００は、モータケース体Ｍ１１０内においてモータ軸Ｍ１２０に対してスリーブＭ１３０が回転するスリーブ回転タイプである。
ハブＨは、回転子であるスリーブＭ１３０と一体に嵌合されている。
【００３６】
羽根車Ｗは、ハブＨを介してスリーブＭ１３０と一体に嵌合され、羽根車Ｗには、モータ軸Ｍ１２０が回転自在に挿通されている。
空気吸引口Ｉは、図２におけるモータＭ１００のモータケース体Ｍ１１０の上部中央に設けられ、空気排出口Ｅは、図２におけるモータケース体Ｍ１１０の側部に設けられている。
羽根車Ｗが高速回転することにより、外部の空気が、空気吸引口Ｉを介して内部の羽根車室内へ吸引され、羽根車室内の気圧が高まり、羽根車室内の空気が、空気排出口Ｅから排出される。
カバープレートＣは、間隔を空けて空気吸引口Ｉの図２における上方に配設され、異物の侵入などを防止するように構成されている。
【００３７】
続いて、モータＭ１００について詳しく説明する。
モータＭ１００は、モータケース体Ｍ１１０と、モータ軸Ｍ１２０と、動圧気体軸受としてのスリーブＭ１３０と、ロータマグネットＭ１４０と、通電により磁力を発生する駆動コイルＭ１５０と、絶縁コアとしてのヨークＭ１６０と、補助軸受としてのボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２と、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転を抑制する非接触式ディテントトルク発生機構Ｍ１８０とを備えている。
スリーブＭ１３０は、モータ軸Ｍ１２０の周囲に微小の隙間を隔てて設置されており、この微小隙間を隔てて対向した部分が動圧気体軸受となっている。
【００３８】
スリーブＭ１３０の内周面およびモータ軸Ｍ１２０の外周面の一方に、例えば、ヘリングボーン形状の溝を形成することにより、相対的に回転したときにモータ軸Ｍ１２０の外周面とスリーブＭ１３０の内周面との間に動圧が発生して軸受剛性が生じる。
ロータマグネットＭ１４０は、永久磁石で形成され、スリーブＭ１３０の外周に嵌合されてスリーブＭ１３０と一体に回転するように構成されている。
【００３９】
駆動コイルＭ１５０は、ロータマグネットＭ１４０の外周でロータマグネットＭ１４０と対向する位置にステータとして配置されるとともに基板Ｍ１５１に取り付けられ、通電することにより磁力を発生するように構成されている。
ヨークＭ１６０は、駆動コイルＭ１５０の外周に設置されており、駆動コイルＭ１５０の磁力を高める効果がある。
【００４０】
補助軸受としての２つのボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２は、トルクが伝達される経路で動圧気体軸受の一部を構成するスリーブＭ１３０と直列となる関係で配置されている。
具体的には、ボールベアリングＭ１７１は、ベアリングホルダＭ１７３に保持され、図３（Ａ）におけるモータ軸Ｍ１２０の上端を回転自在に支持している。
また、ベアリングホルダＭ１７３は、弾性材料で形成された振動吸収用ＯリングＭ１７７を介してモータケース体Ｍ１１０に取り付けられており、振動吸収用ＯリングＭ１７７は、ベアリングホルダＭ１７３に予圧を与える機能も有している。
同様に、ボールベアリングＭ１７２は、ベアリングホルダＭ１７４に保持され、図３（Ａ）におけるモータ軸Ｍ１２０の下端側を回転自在に支持している。
また、ベアリングホルダＭ１７４は、弾性材料で形成された振動吸収用ＯリングＭ１７８を介してモータケース体Ｍ１１０に取り付けられており、振動吸収用ＯリングＭ１７８は、ベアリングホルダＭ１７４に予圧を与える機能も有している。
【００４１】
非接触式ディテントトルク発生機構Ｍ１８０は、トルクが伝達される経路で補助軸受としてのボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２と並列となる関係で配置されている。
具体的には、非接触式ディテントトルク発生機構Ｍ１８０は、モータ軸Ｍ１２０と一体的に回転して周方向に極の替わる回転側磁石としての可動側環状磁石Ｍ１８１と、可動側環状磁石Ｍ１８１より外周側に配設されて周方向に極の替わる固定側磁石としての固定側環状磁石Ｍ１８２とを備えている。
可動側環状磁石Ｍ１８１は、図３（Ａ）におけるモータ軸Ｍ１２０の下端側であってボールベアリングＭ１７２の上方近傍にモータ軸Ｍ１２０と一体的に回転するように嵌合されている。
固定側環状磁石Ｍ１８２は、可動側環状磁石Ｍ１８１と対向する位置でモータケース体Ｍ１１０に取り付けられている。
そして、可動側環状磁石Ｍ１８１と固定側環状磁石Ｍ１８２との吸引力により、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転を抑制している。
【００４２】
また、モータ軸Ｍ１２０の上端側には、内側スラストマグネットＭ１７５が、モータ軸Ｍ１２０と一体的に回転するように嵌合されている。
内側スラストマグネットＭ１７５の外周側で対向する位置には、外側スラストマグネットＭ１７６が、ハブＨと一体的に回転するように設置されている。
内側スラストマグネットＭ１７５と外側スラストマグネットＭ１７６との吸引力により、モータ軸Ｍ１２０とスリーブＭ１３０とのスラスト方向における相対的な位置関係が安定するように構成されている。
【００４３】
さらに、本発明では、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転を検出する回転検出手段としてのボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０が、モータケース体Ｍ１１０の内側に設置されている。
ボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０は、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）に示すように、例えば、２極着磁の可動側環状磁石Ｍ１８１と、この可動側環状磁石Ｍ１８１と対向する位置で基板Ｍ１５１に設置したホールセンサＭ１９１とにより構成してもよい。
可動側環状磁石Ｍ１８１が回転したときに、その磁力が正弦波状に変化することを受けて、ホール電圧が変化する所謂、ホール効果を利用して検出することにより、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転が検出される構成である。
【００４４】
なお、ボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０は、例えば、基板Ｍ１５１にプリントされた、例えば１８極のフラックスゲートパターンと、このフラックスゲートパターンの数と着磁極数が同じ可動側環状磁石とにより構成してもよい。
可動側環状磁石が回転したときのインダクタンスの変化を検出することにより、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転が検出される構成である。
【００４５】
さらに、ボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０は、例えば、可動側環状磁石Ｍ１８１と一体的に回転する金属製凹凸部と、この金属製凹凸部と対向して設置された渦電流センサとにより構成してもよい。
金属製凹凸部の外周面は、凹凸形状に形成され、金属製凹凸部が回転したときの渦電流磁界の変化（検出コイル誘起電圧の振幅と位相の変化）を検出することにより、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転が検出される構成である。
その他、ボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０は、回転による磁気的変化を検出する構成だけでなく、回転による光学的変化を検出する構成などその他公知の構成でもよく、必ずしもモータケース体内に配置しなくてもよいのは言うまでもない。
【００４６】
そして、駆動コイルＭ１５０に通電することにより磁力を発生してロータマグネットＭ１４０と協働して回転力が生じると、図３（Ａ）の太線一点鎖線で示すように、スリーブＭ１３０とロータマグネットＭ１４０とハブＨと羽根車Ｗと外側スラストマグネットＭ１７６とが、第１の回転子として回転する。
ここで、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の摩擦トルクＴｂと、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転を抑制したときに非接触式ディテントトルク発生機構Ｍ１８０により発生する最大トルクＴｄmaxとの和が、モータ軸Ｍ１２０とスリーブＭ１３０とを互いに離間した状態での動圧気体軸受の回転時粘性摩擦トルクＴａより大なる値、すなわち（Ｔｂ＋Ｔｄmax）＞（Ｔａ）に設定されているため、この状態ではモータ軸Ｍ１２０は回転しない。
【００４７】
ここで、何らかの要因により、モータＭ１００に外乱が加えられて、モータ軸Ｍ１２０とスリーブＭ１３０とが相対的に揺動して接触することにより、動圧気体軸受に接触摩擦トルクＴｓａが発生し、この接触摩擦トルクＴｓａが動圧気体軸受に損傷を与える虞のある接触摩擦トルクＴｋａに至った場合には、（Ｔａ＋Ｔｋａ）＞（Ｔｂ＋Ｔｄmax）となるように、補助軸受であるボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転を抑制するために設けた非接触式ディテントトルク発生機構Ｍ１８０により発生する最大トルクＴｄmaxの値を設定しているため、図４（Ａ）、図５に示すように、動圧気体軸受に凝着や焼付きなどのかじりが生じる前に、動圧気体軸受の接触摩擦トルクＴｓａ＝ＴｋａがボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２に伝達されて、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２も回転を開始する。
【００４８】
つまり、図４（Ａ）の太線二点鎖線で示すように、モータ軸Ｍ１２０とボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の内径側と可動側環状磁石Ｍ１８１と内側スラストマグネットＭ１７５とが、スリーブＭ１３０とロータマグネットＭ１４０とハブＨと羽根車Ｗと外側スラストマグネットＭ１７６とからなる第１の回転子から、動圧気体軸受に損傷を与える虞のある接触摩擦トルクＴｋａを受けて、第２の回転子として回転し始める。
【００４９】
なお、モータ軸Ｍ１２０とスリーブＭ１３０とが接触して動圧気体軸受の回転時粘性摩擦トルクＴａと、動圧気体軸受の接触摩擦トルクＴｓａとの和が、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の摩擦トルクＴｂと、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転を抑制するために設けた非接触式ディテントトルク発生機構Ｍ１８０により発生する最大トルクＴｄmaxの和に満たない場合、すなわち、（Ｔａ＋Ｔｓａ）＜（Ｔｂ＋Ｔｄmax）の場合（Ｔｓａ＜Ｔｋａ）には、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２はほとんど回転しない（接触の瞬間わずかに動くことがあっても、連続回転するまでには至らない）ため、図３（Ａ）の太線一点鎖線で示すように、スリーブＭ１３０とロータマグネットＭ１４０とハブＨと羽根車Ｗと外側スラストマグネットＭ１７６とからなる第１の回転子だけが回転し続ける。
これは、かじりが生じるなど、動圧気体軸受に損傷を与える虞がないからである。
【００５０】
図５に示すように、動圧気体軸受の回転時粘性摩擦トルクＴａと、動圧気体軸受の接触摩擦トルクＴｓａとの和が、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の摩擦トルクＴｂと、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転を抑制するために設けた非接触式ディテントトルク発生機構Ｍ１８０により発生する最大トルクＴｄmaxとの和より大なる値となった場合、すなわち、（Ｔａ＋Ｔｋａ）＞（Ｔｂ＋Ｔｄmax）となった場合（Ｔｓａ＝Ｔｋａ）には、瞬時にボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転が開始され、動圧気体軸受の損傷を防ぐことができ、且つ、動圧気体軸受とボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の両方が回転し安定状態となるまでの移行期間は、数十ミリ秒と短い。
これは、モータ軸Ｍ１２０とスリーブＭ１３０とが再び離間すると、動圧気体軸受は損傷を受けていないことから接触摩擦トルクＴｓａが０になり、一方で可動側環状磁石Ｍ１８１と固定側環状磁石Ｍ１８２とが相対的に回転することにより、吸引・反発を繰り返して相対的な角度（位置）に応じて、可動側環状磁石Ｍ１８１と固定側環状磁石Ｍ１８２とによるディテントトルクＴｄが正弦波状に変化するが、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２が回転を開始した後の１回転あたりの平均ディテントトルクは０であるため実質的な損失は発生しない。
そして、動圧気体軸受の回転時粘性摩擦トルクＴａとボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の摩擦トルクＴｂとが釣り合うところで、動圧気体軸受によるスリーブＭ１３０の回転数Ｎａと、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２によるモータ軸Ｍ１２０の回転数Ｎｂが一定となる。
【００５１】
移行期間において、動圧気体軸受の回転数Ｎａは、動圧気体軸受に損傷を与える虞のある接触摩擦トルクＴｋａが発生したことにより減少するが、他方でボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２が回転を開始し、その回転数Ｎｂが徐々に増加し、動圧気体軸受の回転時粘性摩擦トルクＴａと接触摩擦トルクＴｓａとの和と、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の摩擦トルクＴｂとが釣り合う、すなわち、（Ｔａ＋Ｔｓａ）＝（Ｔｂ）となる回転数まで増加する。
ここで、羽根車Ｗ（モータ）の回転数Ｎは、動圧気体軸受の回転数Ｎａと、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転数Ｎｂとの和、すなわち、（Ｎ＝Ｎａ＋Ｎｂ）の関係にあり、動圧気体軸受の回転数Ｎａが減少した分だけ、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転数Ｎｂが増加するため、結果的に羽根車Ｗ（モータ）の回転数Ｎは殆ど変化しない。
また、接触摩擦トルクＴｓａが動圧気体軸受に損傷を与える虞のある大きさＴｋａに至り、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転が開始されても、可動側環状磁石Ｍ１８１と固定側環状磁石Ｍ１８２との１回転あたりの平均ディテントトルクは０であり実質的な損失がないため、移行後においても、羽根車Ｗ（モータ）の回転数Ｎに変化はなく、揺動接触の発生前後での羽根車Ｗ（モータ）の回転数Ｎは略一定になる。
【００５２】
ここで、図５に示すように、移行後の動圧気体軸受での回転数Ｎａと、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２での回転数Ｎｂがそれぞれ一定の回転数で安定する理由は、動圧気体軸受とボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２とが、図６（Ａ）に示す動圧気体軸受の回転時粘性摩擦トルクＴａとボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の摩擦トルクＴｂと回転数との関係を有しているからである。
言い換えると、移行後においては、動圧気体軸受の回転時粘性摩擦トルクＴａとボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の摩擦トルクＴｂとが釣り合うので、そのトルクに対応したそれぞれの回転数Ｎａ、Ｎｂとなるからである。
【００５３】
本発明では、上述したように、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転を検出する回転検出手段としてのボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０が、モータケース体Ｍ１１０の内側に設置されている。
また、モータＭ１００の回転を制御する制御部１１０が、ボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０からの回転検出信号を受信するように構成されている。
これにより、仮にボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２が回転を開始した場合に、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転が検出される。
つまり、モータＭ１００の内部の状態の変化を把握することができる。
【００５４】
また、本実施例では、補助軸受が、転がり軸受の一例であるボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２により構成されているため、急激な劣化がなく、かじりが生じにくい。
つまり、動圧気体軸受に損傷を与える虞のある接触摩擦トルクＴｋａとなった（（Ｔａ＋Ｔｋａ）＞（Ｔｂ＋Ｔｄmax））ときに、確実にボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転が開始されることにより、動圧気体軸受が損傷を受けるのを未然に回避することができることに加えて、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２はボールが転がる構造であるので、そもそも、かじりが生じにくいという特徴を有する。
【００５５】
さらに、本実施例では、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の摩擦トルクＴｂの大きさと動圧気体軸受の回転時粘性摩擦トルクＴａ（摩擦トルク）の大きさとが釣り合ったときの、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２のる回転数Ｎｂは、動圧気体軸受の回転数Ｎａより小さくなる。
結果的に、動圧気体軸受を主、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２を従とした主従関係が維持されるため、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２は余裕を持った状態で回転することになり、著しく寿命が短くなることはない。
【００５６】
続いて、補助軸受の回転を抑制した状態に復帰させるまでの一連の動作について説明する。
図６（Ｂ）の矢印Ａ１に示すように、駆動コイルＭ１５０に通電することにより、当初は、スリーブＭ１３０とロータマグネットＭ１４０とハブＨと羽根車Ｗと外側スラストマグネットＭ１７６とからなる第１の回転子が停止している状態から回転し始めて（図３（Ａ）の状態）、例えば、所定の回転数である８０，０００回転／分まで羽根車Ｗ（モータ）の回転数Ｎが増加する。
言い換えると、動圧気体軸受より回転自在に支持されて、停止している状態から回転して、所定の回転数である８０，０００回転／分まで羽根車Ｗ（モータ）の回転数Ｎが増加する。
【００５７】
そして、何らかの要因により、モータＭ１００に外乱が加えられて、モータ軸Ｍ１２０とスリーブＭ１３０とが相対的に揺動して接触し、動圧気体軸受の接触摩擦トルクＴｓａが発生して増大すると、動圧気体軸受に凝着や焼付きなどのかじりが生じる前に、動圧気体軸受の回転時粘性摩擦トルクＴａと接触摩擦トルクＴｓａ＝Ｔｋａとの和が、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の摩擦トルクＴｂと、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転を抑制した状態で非接触式ディテントトルク発生機構Ｍ１８０により発生する最大トルクＴｄmaxとの和よりも大なる値（（Ｔａ＋Ｔｋａ）＞（Ｔｂ＋Ｔｄmax））となる。
【００５８】
すると、動圧気体軸受に損傷を与える虞のある接触摩擦トルクＴｋａがボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２に伝達されて、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転が開始されると同時に、矢印Ａ２に示すように、動圧気体軸受の回転数Ｎａが、５１，０００回転／分まで減少し、同時に矢印Ｂ２に示すように、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転数Ｎｂが、２９，０００回転／分まで増加する（図４（Ａ）の状態）。
このまま、第１の回転子および第２の回転子を回転させてもよいが、補助軸受であるボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２は接触式の軸受であるため、モータ寿命の観点から第１の回転子のみが回転している元の状態に戻すことが望ましい。
【００５９】
そこで、駆動コイルＭ１５０への通電を制御することにより、矢印Ａ３および矢印Ｂ３に示すように、羽根車Ｗ（モータ）の回転数Ｎを減少させて動圧気体軸受の回転数ＮａおよびボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転数Ｎｂを減少させる。
この際、図６（Ｂ）に示す動圧気体軸受の回転数ＮａおよびボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転数Ｎｂの曲線の傾きは、図６（Ａ）に示す回転数と摩擦トルクとの関係に応じてそれぞれ変化する。
【００６０】
つまり、動圧気体軸受の回転時粘性摩擦トルクＴａとボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の摩擦トルクＴｂとが釣り合ったままの関係で、動圧気体軸受の回転数ＮａおよびボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転数Ｎｂが減少する。
そして、少なくとも、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転数Ｎｂが０になるＡ４、Ｂ４まで、駆動コイルＭ１５０への通電を制御して羽根車Ｗ（モータ）の回転数Ｎを減少させると、非接触式ディテントトルク発生機構Ｍ１８０により、再びボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転が抑制され、図３（Ａ）に示す第１の回転子のみが回転している元の状態に復帰する。
【００６１】
なお、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転数Ｎｂが０になったか否かは、上述したように、ボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０で検知することができる。
そして、必要に応じて、駆動コイルＭ１５０への通電を制御して、矢印Ａ１に示すように、羽根車Ｗ（モータ）の回転数Ｎを増加させる。
また、矢印Ａ３および矢印Ｂ３に示すように、駆動コイルＭ１５０への通電を制御して羽根車Ｗ（モータ）の回転数Ｎを減少させて、第１の回転子のみが回転している状態にする以外にも、完全に羽根車Ｗを停止させてから再び矢印Ａ１に示すように、羽根車Ｗ（モータ）を回転させてもよい。
さらに、非接触式ディテントトルク発生機構Ｍ１８０が、永久磁石ではなく電磁石である場合には、電磁石の吸引力を強めて、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転数Ｎｂを０にして復旧させてから電磁石による吸引力を元の大きさに戻してもよい。
【００６２】
また、非接触式ディテントトルク発生機構Ｍ１８０を永久磁石により構成した上で、これとは別にボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の制動用として、電磁石による非接触式ディテントトルク発生機構（図示せず）を組み合わせることもできる。
この場合、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転数Ｎｂを０にしたいときにだけ、図示しない電磁石による非接触式ディテントトルク発生機構に電磁力を発生させればよいため、電磁石への通電を最小限に抑えることができ効率的である。
【００６３】
続いて、モータＭ１００を用いた人工呼吸装置１００における制御について説明する。
図７に示すように、第１モードのステップＳ１１では、制御部１１０が、ボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０からの回転検出信号の受信の有無により、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２が回転していないことを確認する。
そして、ステップＳ１２では、動圧気体軸受が揺動接触して接触摩擦トルクＴｓａが発生したとする。
ステップＳ１３では、制御部１１０が、ボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０からの回転検出信号の受信の有無により、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２が回転しているか否かを判断する。
回転していると判断した場合は、ステップＳ１４へ進む。
他方、回転していないと判断した場合は、ステップＳ１１へ戻る。
【００６４】
ステップＳ１４では、制御部１１０が、回転検出信号を受信した回数として１回分加算する。
言い換えると、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転開始回数のカウントアップを実行する。
ステップＳ１５では、回転開始回数が所定回数に達したか否かを、制御部１１０が判定する。
ここで、所定回数は、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の耐用期間経過前の回数でり、使用環境や用途等に応じて適切な安全率を見込むことが望ましい。
回転開始回数が所定回数に達したと判定した場合は、ステップＳ１６へ進む。
他方、回転開始回数が所定回数に満たないと判定した場合は、第１モードを終了する。
【００６５】
ステップＳ１６では、制御部１１０が、報知手段１３０および表示手段１２０の少なくとも一方へ指示してモータＭ１００やボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の交換時期到来の旨を報知または表示させる。
そして、第１モードを終了する。
第１モードにより、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の耐用期間経過を、回転開始回数から算出して予測することができる。
そして、この耐用期間経過予測に基づいて、モータＭ１００やボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の交換時期をユーザに知らせることができる。
【００６６】
図８に示すように、第２モードのステップＳ２１では、制御部１１０が、ボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０からの回転検出信号の受信の有無により、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２が回転しているか否かを判断する。
回転していると判断した場合は、ステップＳ２２へ進む。
他方、回転していないと判断した場合は、ステップＳ２１へ戻る。
ステップＳ２２では、制御部１１０が、ボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０からの回転検出信号を受信している間の積算時間を算出する。
【００６７】
ステップＳ２３では、制御部１１０が、ボールベアリング回転積算時間と、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の耐用期間経過前の所定設定時間とを比べる。
ここで、所定設定時間は、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の耐用期間経過前の回転積算時間であり、使用環境や用途等に応じて適切な安全率を見込むことが望ましい。
ボールベアリング回転積算時間がボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の耐用期間経過前の所定設定時間に達したと判定した場合は、ステップＳ２４へ進む。
ボールベアリング回転積算時間がボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の耐用期間経過前の所定設定時間に満たないと判定した場合は、第２モードを終了する。
【００６８】
ステップＳ２４では、制御部１１０が、報知手段１３０および表示手段１２０の少なくとも一方へ指示してモータＭ１００やボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の交換時期到来の旨を報知または表示させる。
そして、第２モードを終了する。
第２モードにより、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の耐用期間経過を、回転積算時間から算出して予測することができる。
そして、この耐用期間経過予測に基づいて、モータＭ１００やボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の交換時期をユーザに知らせることができる。
【００６９】
図９に示すように、第３モードのステップＳ３１では、制御部１１０が、ボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０からの回転検出信号の受信の有無により、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２が回転しているか否かを判断する。
回転していると判断した場合は、ステップＳ３２へ進む。
他方、回転していないと判断した場合は、ステップＳ３１へ戻る。
ステップＳ３２では、制御部１１０が、ボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０からの回転検出信号を受信してからの時間を計測し、所定時間経過したか否かを判定する。
ここで、所定時間は、ボールベアリングＭ１７１、１７２が回転している状態から、再び回転が抑制された状態に移行させるために設定される時間であり、ボールベアリングＭ１７１、１７２が回転している時間を極力短くしたいという場合には数秒に設定したり、ある程度長く回転していてもよいという場合には数分から数時間に設定するといったように、使用環境や使用目的等に応じて適宜設定することができる。
そして、所定時間経過したと判定した場合は、ステップＳ３３へ進む。
他方、所定時間経過していないと判定した場合は、ステップＳ３２へ戻る。
【００７０】
ステップＳ３３では、制御部１１０が、モータＭ１００の回転数を減少させる。
ステップＳ３４では、制御部１１０が、ボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０からの回転検出信号の受信の有無により、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２が回転しているか否かを判断する。
回転していると判断した場合は、ステップＳ３３へ戻る。
他方、回転していないと判断した場合、すなわち、補助軸受が非接触式ディテントトルク発生機構Ｍ１８０により、再び回転が抑制された状態に至ったと判断した場合は、ステップＳ３５へ進む。
【００７１】
ステップＳ３５では、制御部１１０が、モータＭ１００の回転数を増加させる。
ステップＳ３６では、制御部１１０が、モータＭ１００の回転数を当初の所定回転数に合わせ、第３モードを終了する。
第３モードにより、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転が抑制された、モータ軸Ｍ１２０とスリーブＭ１３０とが揺動接触する前の回転状態および回転数に復帰する。
【００７２】
図１０に示すように、第４モードのステップＳ４１では、制御部１１０が、ボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０からの回転検出信号の受信の有無により、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２が回転しているか否かを判断する。
回転していると判断した場合は、ステップＳ４２へ進む。
他方、回転していないと判断した場合は、ステップＳ４１へ戻る。
【００７３】
ステップＳ４２では、制御部１１０が、カウント値（ｋ値）と、所定の閾値（一例として閾値＝２）とを比べる。
カウント値が所定の閾値に達したと判定した場合は、第４モードを終了する。
他方、カウント値が所定の閾値に達していないと判定した場合は、ステップＳ４３へ進む。
ステップＳ４３では、制御部１１０が、モータＭ１００の回転数を減少させる。
【００７４】
ステップＳ４４では、制御部１１０が、ボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０からの回転検出信号の受信の有無により、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２が回転しているか否かを判断する。
回転していると判断した場合は、ステップＳ４３へ戻る。
他方、回転していないと判断した場合は、ステップＳ４５へ進む。
ステップＳ４５では、制御部１１０が、モータＭ１００の回転数が所定回転数になるまで回転数を増加（加速）させる。
【００７５】
ステップＳ４６では、制御部１１０が、羽根車Ｗの回転数Ｎと、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転数とを比べて、両者が等しいか否かを判定する。
ここで、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転数は、ボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０の例えば、磁界変化量、すなわち、単位時間当たりの磁界変化により算出する。
両者が等しいと判定した場合は、ステップＳ４７へ進む。
他方、両者が等しくないと判定した場合は、第４モードを終了する。
【００７６】
ステップＳ４７では、制御部１１０が、カウント値を１だけ増加させる。
再びステップＳ４２で、制御部１１０が、カウント値（ｋ値）と、所定の閾値（一例として閾値＝２）とを比べる。
カウント値が所定の閾値に達したと判定した場合は、動圧気体軸受にかじりが生じている異常状態であると判断して、第４モードを終了する。
他方、カウント値が所定の閾値に達していないと判定した場合は、ステップＳ４３へ戻る。
第４モードにより、動圧気体軸受にかじりが生じているかどうかを、モータＭ１００の回転数を減少させて、動圧気体軸受のみによる回転を試行することにより判断することができ、動圧気体軸受が回転できない異常状態（かじりが生じている）であると判断したときには、動圧気体軸受が異常状態であることを知らしめた上で、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２のみでモータＭ１００を回転させることもできる。
この場合は、モータＭ１００の回転数＝ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転数となるため、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２が寿命に至るまでの時間が短くなるため、第２モードに記載した回転積算時間を利用して、第２モードよりもさらに安全率を見込んだ寿命前の回転積算時間を設定することにより、早めにモータＭ１００の交換を促すことが望ましい。
【００７７】
このようにして得られた本発明の第１実施例である人工呼吸装置１００は、加圧手段としてのブロア１４０が、空気を吸引・圧縮する羽根車Ｗと、この羽根車Ｗを回転させるモータＭ１００とを有し、モータＭ１００が、モータケース体に対して回転自在なモータ軸と、モータケース体内に配設されて通電により磁力を発生する駆動コイルと、この駆動コイルとの吸引・反発力を利用して回転力を発生するロータマグネットと、モータ軸の周囲を覆うスリーブを有した動圧気体軸受とを備え、動圧気体軸受に対する補助軸受の一例であるボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２が、動圧気体軸受と直列配置され、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転を抑制する非接触式ディテントトルク発生機構Ｍ１８０が、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２と並列配置され、モータ軸Ｍ１２０とスリーブＭ１３０とを互いに離間した状態での動圧気体軸受の回転時粘性摩擦トルクＴａ、モータ軸Ｍ１２０とスリーブＭ１３０とが揺動接触することにより、動圧気体軸受に損傷を与える虞のある接触摩擦トルクＴｋａ、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転摩擦トルクＴｂ、非接触式ディテントトルク発生機構Ｍ１８０によりボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転を抑制した状態で発生する最大トルクＴｄmax、としたときに、（Ｔａ＋Ｔｋａ）＞（Ｔｂ＋Ｔｄmax）＞（Ｔａ）となるようにＴｄmaxの値が設定されていることにより、動圧気体軸受に致命的な損傷を与えることなく、回転体のモータケース体に対する総回転数を揺動接触の発生前後で変化なく略一定にして生体の肺へ空気を安定して供給することができる。
【００７８】
さらに、非接触式ディテントトルク発生機構Ｍ１８０が、モータ軸Ｍ１２０の周方向に極の替わる回転側磁石としての可動側環状磁石Ｍ１８１と、この可動側環状磁石Ｍ１８１より外周側に配設されて周方向に極の替わる固定側磁石としての固定側環状磁石Ｍ１８２とを備えていることにより、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２に回転が生じているときのディテントトルクＴｄによる実質的な損失を無くすことができる。
【００７９】
また、補助軸受が、転がり軸受の一例であるボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２であることにより、モータ軸Ｍ１２０とスリーブＭ１３０とが揺動接触して動圧気体軸受の回転時粘性摩擦トルクＴａと接触摩擦トルクＴｓａ＝Ｔｋａとの和が、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の摩擦トルクＴｂと、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転を抑制した状態で非接触式ディテントトルク発生機構Ｍ１８０により発生する最大トルクＴｄmaxとの和よりも大なる値（（Ｔａ＋Ｔｋａ）＞（Ｔｂ＋Ｔｄmax））となったとき、すなわち、動圧気体軸受に凝着や焼付きなどのかじりが生じる前に、確実にボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転を開始させることができる。
【００８０】
さらに、ボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転を検出する回転検出手段であるボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０が、モータケース体Ｍ１１０の内側に設置され、モータＭ１００の回転を制御する制御部１１０が、ボールベアリング回転検出手段Ｍ１９０からの回転検出信号を受信することにより、制御部１１０はボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転を把握することができる。
また、制御部１１０が、回転検出信号を受信したときに報知手段１３０に対して報知指令をすることにより、ユーザはボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転を知ることができる。
【００８１】
また、制御部１１０が、回転検出信号を受信したときにボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の回転積算時間を計測することにより、制御部１１０がボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の耐用期間経過を回転積算時間から算出して予測することができる。
さらに、制御部１１０が、回転検出信号を受信した回数をカウントすることにより、制御部１１０がボールベアリングＭ１７１、Ｍ１７２の耐用期間経過を回転開始回数から算出して予測することができる。
【００８２】
また、制御部１１０が、回転検出信号を受信した後、回転検出信号が無くなるまでモータＭ１００の回転数を減少させ、回転検出信号が無くなった後にモータＭ１００の回転数を増加させることにより、モータ軸Ｍ１２０とスリーブＭ１３０とが揺動接触する前の回転状態および回転数に復帰させることができるなど、その効果は甚大である。
【実施例２】
【００８３】
続いて、本発明の第２実施例であるモータＭ２００を用いたブロア２４０について、図１１に基づいて説明する。
ここで、図１１（Ａ）は、本発明の第２実施例であるモータＭ２００を用いたブロア２４０を示す側断面図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の符号１１Ｂ−１１Ｂで視た要部側断面図である。
第２実施例のモータＭ２００は、第１実施例のスリーブ回転タイプのモータＭ１００をシャフト回転タイプに変更したものであり、多くの要素について第１実施例のモータＭ１００と共通するので、共通する事項については詳しい説明を省略し、下２桁が共通するＭ２００番台の符号を付すのみとする。
【００８４】
本発明の第２実施例であるブロア２４０のモータＭ２００では、図１１（Ａ）に示すように、羽根車ＷおよびハブＨが、モータ軸Ｍ２２０と一体に回転するように取り付けられている。
また、ハブＨの下方には、ロータケースＭ２４１が配設され、モータ軸Ｍ２２０と一体に回転するように構成されている。
ロータケースＭ２４１の内周側には、ロータマグネットＭ２４０が配設され、モータ軸Ｍ２２０と一体に回転するように構成されている。
【００８５】
ロータマグネットＭ２４０の内周側には、ステータとして駆動コイルＭ２５０が配設されている。
また、駆動コイルＭ２５０の内周側には、ヨークＭ２６０が配設されている。
補助軸受としてのボールベアリングＭ２７１、Ｍ２７２が、ベアリングホルダＭ２７３、Ｍ２７４によってそれぞれ保持され、ベアリングホルダＭ２７３、Ｍ２７４は、ヨークＭ２６０に取り付けられている。
ボールベアリングＭ２７１、Ｍ２７２が、ステータを構成するヨークＭ２６０に対してスリーブＭ２３０を回転自在の支持している。
スリーブＭ２３０は、モータ軸Ｍ２２０の周囲に設けられている。
【００８６】
非接触式ディテントトルク発生機構Ｍ２８０の回転側磁石としての可動側環状磁石Ｍ２８１が、スリーブＭ２３０の外周にスリーブＭ２３０と一体的に回転するように配設され、固定側磁石としての固定側環状磁石Ｍ２８２が、モータケース体Ｍ２１０に取り付けられている。
また、内側スラストマグネットＭ２７５が、図１１（Ａ）におけるモータ軸Ｍ２２０の下端にモータ軸Ｍ２２０と一体的に回転するように配設されている。
他方、外側スラストマグネットＭ２７６は、内側スラストマグネットＭ２７５と対向する位置でモータケース体Ｍ２１０に取り付けられている。
そして、太線一点鎖線で示すように、モータ軸Ｍ２２０と羽根車ＷとハブＨと内側スラストマグネットＭ２７５とが、第１の回転子を構成する。
また、太線二点鎖線で示すように、スリーブＭ２３０と可動側環状磁石Ｍ２８１とボールベアリングＭ２７１、Ｍ２７２の内径側とが、第２の回転子を構成する。
【００８７】
さらに、図１１（Ｂ）に示すように、ボールベアリング回転検出手段２９０は、例えば、２極着磁の可動側環状磁石Ｍ２８１と、この可動側環状磁石Ｍ２８１と対向する位置で基板Ｍ２５１に設置したホールセンサ２９１とにより構成してもよい。
可動側環状磁石Ｍ２８１が回転したときにホール電圧が変化する所謂、ホール効果を利用して検出することにより、ボールベアリングＭ２７１、Ｍ２７２の回転が検出される構成である。
このように、モータＭ２００が、シャフト回転タイプであっても、上述した第１実施例のスリーブ回転タイプと同様の作用効果を得ることができる。
なお、２つの実施例において、非接触式ディテントトルク発生機構として、回転側磁石と固定側磁石とを回転軸と直交する向き（径方向）に対向配置した例を示したが、回転軸と同じ方向（軸方向）に対向配置することもできる。
これは、回転検出手段についても同様である。
また、非接触式ディテントトルク発生機構の固定側磁石（永久磁石）を、例えば内歯車のギヤ歯のように、回転側磁石に向かって複数の突起部が形成された磁性部材に置き換えることもできる。
【符号の説明】
【００８８】
１００              ・・・  人工呼吸装置
１１０              ・・・  制御部
１１１              ・・・  駆動回路
１２０              ・・・  表示手段
１３０              ・・・  報知手段
１４０、  ２４０    ・・・  ブロア
１５０              ・・・  吸気流路
１５１              ・・・  吸気用大気ポート
１５２              ・・・  フィルタ
１５３              ・・・  酸素ポート
１５４              ・・・  酸素ブレンダ
１５５              ・・・  圧力センサ
１５６              ・・・  吸気弁
１６０              ・・・  呼気流路
１６１              ・・・  呼気弁
１６２              ・・・  流量センサ
１６３              ・・・  呼気用大気ポート
Ｃ                  ・・・  カバープレート
Ｅ                  ・・・  空気排出口
ＥＦ                ・・・  呼気用フィルタ
Ｈ                  ・・・  ハブ
ＨＵ                ・・・  加湿器
Ｉ                  ・・・  空気吸引口
ＩＦ                ・・・  吸気用フィルタ
Ｍ１００、Ｍ２００  ・・・  モータ
Ｍ１１０、Ｍ２１０  ・・・  ケース体
Ｍ１２０、Ｍ２２０  ・・・  モータ軸
Ｍ１３０、Ｍ２３０  ・・・  スリーブ（動圧気体軸受）
Ｍ１４０、Ｍ２４０  ・・・  ロータマグネット
Ｍ２４１  ・・・  ロータケース
Ｍ１５０、Ｍ２５０  ・・・  駆動コイル
Ｍ１５１、Ｍ２５１  ・・・  基板
Ｍ１６０、Ｍ２６０  ・・・  ヨーク（絶縁コア）
Ｍ１７１、Ｍ２７１  ・・・  ボールベアリング（補助軸受）
Ｍ１７２、Ｍ２７２  ・・・  ボールベアリング（補助軸受）
Ｍ１７３、Ｍ２７３  ・・・  ベアリングホルダ
Ｍ１７４、Ｍ２７４  ・・・  ベアリングホルダ
Ｍ１７５、Ｍ２７５  ・・・  内側スラストマグネット
Ｍ１７６、Ｍ２７６  ・・・  外側スラストマグネット
Ｍ１７７            ・・・  振動吸収用Ｏリング
Ｍ１７８            ・・・  振動吸収用Ｏリング
Ｍ１８０、Ｍ２８０  ・・・  非接触式ディテントトルク発生機構
Ｍ１８１、Ｍ２８１  ・・・  可動側環状磁石（回転側磁石）
Ｍ１８２、Ｍ２８２  ・・・  固定側環状磁石（固定側磁石）
Ｍ１９０、Ｍ２９０  ・・・  ボールベアリング回転検出手段
Ｍ１９１、Ｍ２９１  ・・・  ホールセンサ
ＭＫ                ・・・  マスク
Ｎ                  ・・・  羽根車の回転数
Ｎａ                ・・・  動圧気体軸受での回転数
Ｎｂ                ・・・  ボールベアリングでの回転数
Ｐ                  ・・・  患者
Ｔａ                ・・・  （動圧気体軸受の）回転時粘性摩擦トルク
Ｔｄ                ・・・  ディテントトルク
Ｔｓａ              ・・・  （動圧気体軸受の）接触摩擦トルク
Ｔｋａ              ・・・  動圧気体軸受に損傷を与える虞のある接触摩擦トルク
Ｔｂ                ・・・  （ボールベアリングの）摩擦トルク
Ｗ                  ・・・  羽根車
【図１】
0006470068.tif 000002
【図２】
0006470068.tif 000003
【図３】
0006470068.tif 000004
【図４】
0006470068.tif 000005
【図５】
0006470068.tif 000006
【図６】
0006470068.tif 000007
【図７】
0006470068.tif 000008
【図８】
0006470068.tif 000009
【図９】
0006470068.tif 000010
【図１０】
0006470068.tif 000011
【図１１】
0006470068.tif 000012