(57)【要約】【課題】いったん充電が完了したものに対して、その二次電池が使用されなければ、電源が一度遮断された後に再度接続された場合において、再充電を行わないようにした耐久性および使用性を向上させた酸素富化機を提供することを目的とする。【解決手段】空気中の酸素濃度を高める酸素富化手段２と、前記酸素富化手段に連通する変圧手段６と、前記変圧手段６に連通し酸素富化された空気を吐出する吐出部１２と、前記変圧手段６に電力を供給する二次電池５と、前記二次電池５の充電を制御する充電制御手段１４とを備え、前記充電制御手段１４は、前記二次電池５の充電が完了した後には、前記変圧手段６が駆動するまでは、前記二次電池５の充電は行わないように制御するもので、過充電による二次電池５の寿命の劣化を招くことなく、また使用者に誤解を与えない使用勝手の良い酸素富化機を提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中の酸素濃度を高める酸素富化手段と、前記酸素富化手段に連通する変圧手段と、前記変圧手段に連通し酸素富化された空気を吐出する吐出部と、前記変圧手段に電力を供給する二次電池と、前記二次電池の充電を制御する充電制御手段とを備え、前記充電制御手段は、前記二次電池の充電が完了した後には、前記変圧手段が駆動するまでは、前記二次電池の充電は行わないように制御する酸素富化機。
【請求項２】
空気中の酸素濃度を高める酸素富化手段と、前記酸素富化手段に連通する変圧手段と、前記変圧手段に連通し酸素富化された空気を吐出する吐出部と、前記変圧手段に電力を供給する二次電池と、前記二次電池の充電を制御する充電制御手段と、通信情報を記憶する記憶手段とを備え、外部電源との接続が遮断された場合に、前記記憶手段に充電情報を記憶させ、次に、外部電源が接続された時に、前記記憶手段に記憶されている情報が充電完了の情報であれば、充電を行わないように制御する酸素富化機。
【請求項３】
空気中の酸素濃度を高める酸素富化手段と、前記酸素富化手段に連通する変圧手段と、前記変圧手段に連通し酸素富化された空気を吐出する吐出部と、前記変圧手段に電力を供給する二次電池と、前記二次電池の充電を制御する充電制御手段とを備え、外部電源との接続が遮断された場合に、前記二次電池を電源として充電情報を前記充電制御手段に記憶させ、次に、外部電源が接続された時に、前記充電制御手段に記憶されている情報が充電完了の情報であれば、充電を行わないように制御する酸素富化機。
【請求項４】
二次電池による変圧手段の駆動を行った場合には、充電情報を消去する請求項２または３記載の酸素富化機。
【請求項５】
外部電源との接続が遮断された後は、二次電池で充電情報を充電制御手段に記憶させるとともに、所定時間経過したら、前記二次電池の接続を遮断するように制御する請求項３記載の酸素富化機。
【請求項６】
外部電源との接続が遮断された後は、二次電池で充電情報を充電制御手段に記憶させるとともに、前記二次電池の電圧が所定電圧まで降下したら、前記二次電池の接続を遮断するように制御する請求項３記載の酸素富化機。
【請求項７】
外部電源との接続が遮断された後は、二次電池で充電情報を充電制御手段に記憶させるとともに、前記二次電池の温度が所定温度まで降下したら、前記二次電池の接続を遮断する請求項３記載の酸素富化機。
【請求項８】
外部電源に接続された時の情報が、充電完了の情報であった場合でも、前記二次電池の電圧が、所定値以下のときには充電を行うように制御する請求項２〜７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、酸素富化空気を提供する酸素富化機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の酸素富化機として、商用電源に接続され空気中の酸素を濃縮して酸素富化空気を発生させる装置本体と、これに接続され酸素富化空気を吐出する酸素吐出部と、音声を発生する発生源と、ヘッドホンタイプの音声出力部等を備え、前記酸素吐出部と前記音声出力部とを一体にすると共に、前記酸素吐出部を使用者の口の部分に位置させることで、酸素富化空気を吸入することができるようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平３−６３０６７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、前記従来の酸素富化機においては、商用電源を得ることができる室内のどこかに酸素富化機本体を置き、椅子または床面に座って使用するわけであるが、例えば屋外や車の中では、商用電源がないので使用できないという課題があった。
【０００４】
そこで、商用電源に換え、二次電池を本体に内蔵して運転することを可能にすることができるが、二次電池の容量がなくなれば充電をする必要がある。このとき、構成を簡略化するために本体内に充電制御手段を設けることが考えられる。
【０００５】
ただし、いったん充電が完了していても、充電するための電源からはずされた後に、二次電池での本体運転をしていない状態で、電源に再度接続された場合に、再度充電を行おうとするので過充電になり二次電池の寿命の劣化を招くという問題があった。
【０００６】
また、使用者にとってもまた充電を行うため十分な充電ができていないと誤解を与えるおそれも考えられる。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、いったん充電が完了したものに対して、その二次電池が使用されなければ、電源が一度遮断された後に再度接続された場合において、再充電を行わないようにした耐久性および使用性を向上させた酸素富化機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の酸素富化機は、空気中の酸素濃度を高める酸素富化手段と、前記酸素富化手段に連通する変圧手段と、前記変圧手段に連通し酸素富化された空気を吐出する吐出部と、前記変圧手段に電力を供給する二次電池と、前記二次電池の充電を制御する充電制御手段とを備え、前記充電制御手段は、前記二次電池の充電が完了した後には、前記変圧手段が駆動するまでは、前記二次電池の充電は行わないように制御するもので、過充電による二次電池の寿命の劣化を招くことなく、また使用者に誤解を与えない使用勝手の良い酸素富化機を提供することができる。
【０００９】
また、本発明の酸素富化機は、空気中の酸素濃度を高める酸素富化手段と、前記酸素富化手段に連通する変圧手段と、前記変圧手段に連通し酸素富化された空気を吐出する吐出部と、前記変圧手段に電力を供給する二次電池と、前記二次電池の充電を制御する充電制御手段と、通信情報を記憶する記憶手段とを備え、外部電源との接続が遮断された場合に、前記記憶手段に充電情報を記憶させ、次に、外部電源が接続された時に、前記記憶手段に記憶されている情報が充電完了の情報であれば、充電を行わないように制御するもので、過充電による二次電池の寿命の劣化を招くことなく、また使用者に誤解を与えない使用勝手の良い酸素富化機を提供することができる。
【００１０】
また、本発明の酸素富化機は、空気中の酸素濃度を高める酸素富化手段と、前記酸素富化手段に連通する変圧手段と、前記変圧手段に連通し酸素富化された空気を吐出する吐出部と、前記変圧手段に電力を供給する二次電池と、前記二次電池の充電を制御する充電制御手段とを備え、外部電源との接続が遮断された場合に、前記二次電池を電源として充電情報を前記充電制御手段に記憶させ、次に、外部電源が接続された時に、前記充電制御手段に記憶されている情報が充電完了の情報であれば、充電を行わないように制御するもので、過充電による二次電池の寿命の劣化を招くことなく、また使用者に誤解を与えない使用勝手の良い酸素富化機を提供することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、いったん充電が完了したものに対して、その二次電池が使用されなければ、電源が一度遮断された後に再度接続された場合において、再充電を行わないようにした耐久性および使用性を向上させた酸素富化機を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１の発明は、空気中の酸素濃度を高める酸素富化手段と、前記酸素富化手段に連通する変圧手段と、前記変圧手段に連通し酸素富化された空気を吐出する吐出部と、前記変圧手段に電力を供給する二次電池と、前記二次電池の充電を制御する充電制御手段とを備え、前記充電制御手段は、前記二次電池の充電が完了した後には、前記変圧手段が駆動するまでは、前記二次電池の充電は行わないように制御するもので、過充電による二次電池の寿命の劣化を招くことなく、また使用者に誤解を与えない使用勝手の良い酸素富化機を提供することができる。
【００１３】
第２の発明は、空気中の酸素濃度を高める酸素富化手段と、前記酸素富化手段に連通する変圧手段と、前記変圧手段に連通し酸素富化された空気を吐出する吐出部と、前記変圧手段に電力を供給する二次電池と、前記二次電池の充電を制御する充電制御手段と、通信情報を記憶する記憶手段とを備え、外部電源との接続が遮断された場合に、前記記憶手段に充電情報を記憶させ、次に、外部電源が接続された時に、前記記憶手段に記憶されている情報が充電完了の情報であれば、充電を行わないように制御するもので、過充電による二次電池の寿命の劣化を招くことなく、また使用者に誤解を与えない使用勝手の良い酸素富化機を提供することができる。
【００１４】
第３の発明は、空気中の酸素濃度を高める酸素富化手段と、前記酸素富化手段に連通する変圧手段と、前記変圧手段に連通し酸素富化された空気を吐出する吐出部と、前記変圧手段に電力を供給する二次電池と、前記二次電池の充電を制御する充電制御手段とを備え、外部電源との接続が遮断された場合に、前記二次電池を電源として充電情報を前記充電制御手段に記憶させ、次に、外部電源が接続された時に、前記充電制御手段に記憶されている情報が充電完了の情報であれば、充電を行わないように制御するもので、過充電による二次電池の寿命の劣化を招くことなく、また使用者に誤解を与えない使用勝手の良い酸素富化機を提供することができる。
【００１５】
第４の発明は、二次電池による変圧手段の駆動を行った場合には、充電情報を消去するもので、過充電による二次電池の寿命の劣化を招くことなく、必要な場合には確実に充電を行うようにし、使用者に誤解を与えない使用勝手の良い酸素富化機を提供することができる。
【００１６】
第５の発明は、外部電源との接続が遮断された後は、二次電池で充電情報を充電制御手段に記憶させるとともに、所定時間経過したら、前記二次電池の接続を遮断するように制御するもので、二次電池を電源として情報を記憶する場合の二次電池容量の消費を考慮し、所定時間経過した場合には二次電池を再充電するように判断することで、短時間では過充電による二次電池の寿命の劣化を招くことなく、所定時間経過後は、不要な情報の記憶のための電力消費を抑えるとともに、必要な場合には確実に充電を行うようにした、使用勝手の良い酸素富化機を提供することができる。
【００１７】
第６の発明は、外部電源との接続が遮断された後は、二次電池で充電情報を充電制御手段に記憶させるとともに、前記二次電池の電圧が所定電圧まで降下したら、前記二次電池の接続を遮断するように制御するもので、二次電池を電源として情報を記憶する場合の二次電池容量の消費を考慮し、二次電池電圧が所定電圧まで降下した場合には、二次電池を再充電するように判断することで、短時間では過充電による二次電池の寿命の劣化を招くことなく、所定電圧分降下後は不要な情報の記憶のための電力消費を抑えるとともに、必要な場合には確実に充電を行うようにした、使用勝手の良い酸素富化機を提供することができる。
【００１８】
第７の発明は、外部電源との接続が遮断された後は、二次電池で充電情報を充電制御手段に記憶させるとともに、前記二次電池の温度が所定温度まで降下したら、前記二次電池の接続を遮断するもので、周囲の温度や充電による二次電池の温度上昇によって二次電池の温度が高くなっている場合には、充電が十分にできなくなるために、通常の充電制御を行う場合でも時間がかかってしまうことを考慮し、少なくともそれまでは情報の記憶を行うようにすることで、過充電による二次電池の寿命の劣化を招くことなく、温度が下がった後には情報の記憶のための電力消費を抑えるようにした使用勝手の良い酸素富化機を提供することができる。
【００１９】
第８の発明は、外部電源に接続された時の情報が、充電完了の情報であった場合でも、前記二次電池の電圧が、所定値以下のときには充電を行うように制御するもので、過充電による二次電池の寿命の劣化を招くことなく、必要な場合には確実に充電を行うようにし、使用者に誤解を与えない使用勝手の良い酸素富化機を提供することができる。
【００２０】
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。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における酸素富化機のブロック図、図２は、同酸素富化機の本体の側面からみた断面図、図３は、同本体の天面からみた断面図である。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２３】
図１から図４において、本体１の内部には、酸素の濃度を高め、いわゆる酸素富化空気を発生する、例えば酸素富化膜ユニット等の酸素富化手段（以下、「酸素富化膜ユニット２」と称す）を設けている。前記酸素富化膜ユニット２は有機高分子の平膜より構成され、膜を通過する分子の速度の差を利用するもので、空気中の窒素に比べ酸素をよく通すため、比較的高い酸素濃度の空気すなわち酸素富化空気が得られる。通常の空気においては酸素が占める割合は約２１％（窒素約７９％）であるが、本実施の形態の酸素富化膜ユニット２を通過後の酸素富化空気における酸素が占める割合は約３０％（窒素約７０％）である。
【００２４】
また、本体１の内部には、本体１の背面に設けた吸気口７から本体１内に外気を吸引し、酸素富化膜ユニット２に流入する空気を除いた残りの外気を、本体１の側面に設けた排気口８から外部に排出するためのモーターファン等の送風部（以下、「ファン９」と称す）を有している。また前記ファン９は、酸素富化膜ユニット２の下流側で、排気口８の近傍に設けられており、その間にはファン９や後述するポンプ６を制御する制御手段３が取り付けられている。
【００２５】
６はポンプ等の変圧手段（以下、「ポンプ」と称す）で、本体１内の酸素富化膜ユニット２の下方に設けられ、その内部で回転軸（図示せず）の両端に冷却用のファン（図示せず）を有し、本体１の冷却用吸気口（図示せず）より外気を吸引してモータ（図示せず）を冷却すると共に、酸素富化膜ユニット２の下流側を減圧して周辺の空気を酸素富化膜ユニット２内に吸引し供給するものである。更にこのポンプ６は、酸素富化膜ユニット２を通過した後の酸素富化空気を、下流側の酸素富化空気供給経路１１を介して、本体１の側面に設けられた吐出部１２に送り、本体１の外部すなわち使用者側へ送り出している。
【００２６】
また、本体１には、外部電源と接続する外部電源接続部４があり、ここに所定のＡＣ−ＤＣアダプタ（図示せず）を接続することによってこの本体１に電源を供給できるようになっている。また、外部電源として例えばＡＣ−ＤＣアダプタ以外にも車内のシガーライターソケット（図示せず）からのアダプタ（図示せず）を接続することにより自動車のバッテリを電源とすることも可能である。さらに本体１に二次電池５を内蔵し、それを電源として使用することもできる。
【００２７】
１０は、外部電源接続部４に外部電源が接続されているかどうかを検出する電源判断部で、トランジスタなどで構成され、外部電源が供給された場合にこの電源判断部１０からの情報から制御手段３は、電力が外部電源から供給されているか内蔵された二次電池５から供給されているかを判断する。１６は外部電源を電力供給源として用いるか二次電池５を電力供給源として用いるかを切り替える電源切替手段で、トランジスタなどから構成されている。また、その電源の電圧を比較器などで構成された電圧検出手段１３で判断し、二次電池５が電源の場合には容量判断手段１５が二次電池の容量判断を行い、その状態に応じて使用者にＬＥＤなどから構成された二次電池状態報知手段１８を用いて二次電池５の残容量や充電が必要な状態であることなどを報知する。
【００２８】
また、二次電池５は充電可能な二次電池であり、その充電の制御を行う充電制御手段１４を備えており、外部電源が接続されている場合に二次電池５への充電を行う。この二次電池５の近傍もしくは内部にサーミスタなどで構成され二次電池５の温度を検出する二次電池温度検出手段１７が配置され、二次電池温度検出手段１７の出力信号は制御手段３や充電制御手段１４に送られる。
【００２９】
また、１９は不揮発性メモリなどで構成される外部記憶手段であり、制御手段３もしくは充電制御手段１４を構成するマイクロコンピュータ（以下マイコンと称す）と情報を送受信する。２０はマイコンの機能またはタイマーＩＣなどを利用して時間を計時する計時手段である。
【００３０】
次に、上記構成による酸素富化機の動作について、説明する。
【００３１】
制御手段３に電力が供給されると、制御手段３は電源判断部１０からの情報で外部電源が接続されているか確認する。ここで、操作部（図示せず）の運転スイッチ（図示せず）をＯＮすると、制御手段３は電源切替手段１６によって外部電源を電力供給源とし、電圧検出手段１３の検出する電圧に基づき、ポンプ６が所定の出力を出すようにポンプ６及びファン９の運転制御を行う。
【００３２】
そしてファン９の運転により本体１に設けた吸気口７より外気が吸引され、この外気は酸素富化膜ユニット２の周囲を通り、排気口８から本体外に排出される。一方、前記酸素富化膜ユニット２を外気が通過する際、ポンプ６の運転により一部の空気が酸素富化膜ユニット２の酸素富化膜フレーム（図示せず）内に吸引され、その際、酸素が通過しやすいところから酸素富化された空気となる。そしてこの酸素富化空気は酸素富化空気供給経路１１を経て吐出部１２に送り出され、当該吐出部１２より図示しない供給管を通して使用者に対して吐出される。
【００３３】
また、外部電源が近くになく、二次電池５で運転する場合には、電源切替手段１６によって二次電池４を電力供給源として、同様に運転を行うが、電圧検出手段１３の情報から容量判断手段１５が二次電池５の残容量を判断し、充電が必要であるとなれば二次電池状態報知手段１８で使用者に充電が必要であることを報知するとともに、制御手段３は所定電圧で運転を終了させる。
【００３４】
このとき、酸素富化空気は湿度が高くそのまま停止すると経路内に水滴が残る。これを防ぐために、酸素富化手段２を通さず外気をそのまま経路内に送りだす乾燥送風運転を行って水分を吐出部１２側に送り排出する必要がある。そこで二次電池５の残容量が十分でない場合でも、少なくともこの乾燥送風運転ができるだけの容量を残した時点で通常の酸素富化運転を停止させ、乾燥送風運転を行うことにより、水滴が経路内に残ることなく、次の運転も支障なく行うことができる。
【００３５】
次に、二次電池５の充電動作について説明する。外部電源と二次電池５を同時に接続させた場合に二次電池５の充電を行うようにし、充電制御手段１４は制御手段３が酸素富化運転状態の場合には外部電源を電源として用い、本体１の運転を停止している時に二次電池５を充電するようにすることで、電源部を必要以上に大きくすることなく、また、個別の充電器を用いることなく充電を行うことができる。充電中は二次電池状態報知手段１８を用いて充電中であることを使用者に報知する。もちろん、専用の表示、報知手段を用意しても良い。
【００３６】
ここで、充電が完了し、二次電池状態報知手段１８も充電が完了したことを報知する状態になっている場合に、外部電源が外された時に、外部記憶手段１９に充電が完了しているという充電完了情報を記憶させる。その後、運転をされることなく再度外部電源が接続されたときに、充電制御手段１４は外部記憶手段１９から前回充電が完了している充電完了情報を受け取り、即充電が完了した制御（報知）を行うようにする。これにより実際に充電を開始して充電の完了判断が行われるまでの過充電状態とそれに伴う二次電池５の劣化を防ぐことができる。また、使用者も充電が完了していることがすぐに分かるため、充電済であることをすぐに再確認でき、使用性として高めることができる。
【００３７】
また、二次電池５による運転が行われた場合には、制御手段３は外部記憶手段１９に対して充電完了情報を消去するように信号を送信する。この場合には次に外部電源が接続された場合に充電を行う。また、前回充電された二次電池５と異なる二次電池５を接続された場合に充電ができるよう、充電完了電圧より大きく電圧値が異なる（低い）場合には充電完了情報を消去し、充電を行うようにすることもできる。
【００３８】
また、外部記憶手段１９を用いる方法と別の手段として、充電が完了した後で外部電源が外されたときに充電制御手段１４が、電源切替手段１６を用いて二次電池５を電力供給源として動作を継続させ、充電完了情報を記憶する方法が考えられる。情報の記憶を目的として電力消費を最小にし、二次電池５の消耗を抑える。充電完了情報を記憶する必要がなくなった時点で二次電池５の電力供給源としての動作を遮断する。運転が行われれば、情報を消去する。この方法では外部記憶手段１９を必要としないのでコスト的なメリットもある。
【００３９】
その判断手段としては、二次電池５の電圧を二次電池電圧検出手段１３によって監視し、所定電圧まで降下したかが考えられる。また、外部電源が外された時点から計時手段２０によって時間を計時しておき、二次電池５の消耗を考慮して所定時間が経過したかで判断する方法も有効である。
【００４０】
さらに、二次電池５の温度を二次電池温度検出手段１７で検出し、温度が所定温度以上であれば、二次電池５を電源として記憶する方法もある。これは、周囲の温度や充電による二次電池５の温度上昇によって、二次電池５の温度が高くなっている場合には、充電が十分にできなくなるために、通常の充電制御を行う場合でも時間がかかってしまうことを考慮したもので、温度が通常の室温程度の低い場合に、二次電池５が充電完了状態にあることが短時間で検出できる構成であり、通常は充電完了情報を記憶せず、充電制御として完了を検出する場合でも、温度が高い場合のみこの手段を用いることで、使用性を高めることができる。
【００４１】
また、充電が完了した場合にのみ言及して説明であるが、充電が途中の場合であっても、その情報を外部記憶手段１９あるいは二次電池を電源としてマイコン内部に情報を持つことで、次に外部電源が接続された場合に、その情報から充電の継続を行い、効率的な充電制御を行うことも可能である。この場合には短時間の二次電池５を使用しての運転を行った場合は、その消費した容量を考慮して次の充電制御に用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明にかかる酸素富化機は、電源を任意に選択でき、室内だけでなく屋外や自動車内部などでも使用できるので、使用場所が広範囲に渡る各種機器、装置にも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態１における酸素富化機のシステムブロック図
【図２】同酸素富化機の本体の側面からみた断面図
【図３】同本体の天面からみた断面図
【符号の説明】
【００４４】
１  本体
２  酸素富化膜ユニット（酸素富化手段）
３  制御手段
４  外部電源接続部
５  二次電池
６  ポンプ（変圧手段）
９  ファン（送風部）
１０  電源判断部
１３  電圧検出手段
１４  充電制御手段
１５  容量判断手段
１６  電源切替手段
１７  二次電池温度検出手段
１９  外部記憶手段
２０  計時手段
【図１】
2005269694.tif 000003
【図２】
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【図３】
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