(57)【要約】【課題】電源供給異常が発生した場合に、軽微なハードウェア変更だけで異常が発生した瞬間に電源異常発生情報を記録し、より正確で確実に警報情報を記録することが可能になるため、クレーム解析や異常原因の解析を効率的に行うことができ、メンテナンスの効率化とコスト低下、人件費の削減が実現できる。【解決手段】在宅にて使用される医療機器において、機器の運転時刻情報、運転履歴を記録するメモリを備え、所定時間ごとに正常運転状態を確認し、運転確認時刻を更新するとともに、停電などの電源異常発生時に、機台が停止する前に機台情報を該メモリに記録する運転情報記録装置。【選択図】図１
2009119033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器の運転状態を検知するセンサ、電源電圧を常時監視する電源監視手段、該センサの検知情報をメモリに記録する記録手段を備えた運転情報記録装置であり、該記録手段が、所定時間毎に該センサの検知情報に基づいて機器の運転情報および運転確認時間を該メモリに記録する手段であり、電源電圧降下を緩和するコンデンサを備え、該電源監視手段が所定電圧以下の電圧降下を検知した場合、電源供給停止から装置停止までの間の運転情報及び異常運転確認時間を該メモリに記録する制御手段を備えた運転情報記録装置。
【請求項２】
該メモリに正常運転記録領域および停電運転記録領域を備え、該電源監視手段が所定電圧値以上の値である場合、該正常運転記録領域に、機器の運転開始時刻を記録すると共に、所定時間毎に運転状態及び運転確認時刻を記録し、正常停止時に運転停止時刻を記録し、該電源監視手段が所定電圧値未満の値を検知した場合、該停電運転記録領域に、機器の運転状態及び電源異常発生時刻を記録する制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載の運転情報記録装置。
【請求項３】
該電源監視手段は、所定電圧値未満の電圧降下を検知した場合にＮＭＩ信号を発生し、該制御手段は、該ＮＭＩ信号の確認をする制御を行う手段である、請求項２記載の運転情報記録装置。
【請求項４】
該制御手段において、ＮＭＩ信号の受信時に、該記録手段の正常運転記録領域への書き込み動作があった場合には、書き込み終了を待って機器の電源異常発生時刻を記録する請求項２記載の運転情報記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、停電などの電源供給異常に対して、電源異常発生と同時に機器の必要情報を記録する運転情報記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
在宅にて使用される医療機器など、機器管理者の目の届かないところで使用される機器が多数存在する。特に医療機器は、予め設定された状態で正常運転されることが使用者である患者の治療効果や生命維持に関わる可能性があり、運転情報の把握が重要となる。
【０００３】
そのような在宅で使用される医療機器の一つとして医療用酸素濃縮装置が有る。近年、肺気腫、肺結核後遺症や慢性気管支炎などの慢性呼吸器疾患に苦しむ患者が増加する傾向にあり、かかる患者に対する治療方法として、高濃度酸素を吸入させる酸素吸入療法が行われている。酸素吸入療法とは前記疾病患者に対して酸素ガス若しくは酸素濃縮気体を吸入させる治療法である。治療用の酸素ガス或いは濃縮酸素気体の供給源としては、高圧酸素ボンベ、液体酸素ボンベ、酸素濃縮装置等の使用が挙げられるが、長時間の連続使用に耐えることができ、また使い勝手がよいなどの理由により、酸素濃縮装置を使用するケースが増加している。
【０００４】
酸素濃縮装置は空気中の酸素を分離し、濃縮することを可能にした装置である。かかる酸素を分離濃縮する装置としては、90％以上の高濃度の酸素が得られるという観点で、空気中の窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を1個或いは、複数の吸着床に充填し、圧力変動装置としてコンプレッサを用いた圧力変動吸着型酸素濃縮装置が広く世の中に広まっている。かかる装置は通常窒素を選択的に吸着する吸着剤を充填させた1個或いは複数の吸着床に対して、コンプレッサから圧縮空気を供給し、吸着床内を加圧状態にして窒素を吸着させ、未吸着の高濃度の酸素を得る吸着工程と、吸着床内を減圧して窒素を脱着させる脱着工程からなり、これを一定サイクルで繰り返すことで、高濃度の酸素を得る装置である。
【０００５】
従来の医療用酸素濃縮装置においても、情報通信手段や異常情報の記録手段に関する技術が提案されている。例えば特開平3-143451号公報では、電話回線を通して機器の運転情報を送達する方法を開示している。同文献により開示された技術は、個々の機台から送られてくる情報の管理が容易となるため、例えばメンテナンスをする管理会社にとって非常に有益な技術である。
【０００６】
さらに特開平6-54910号公報では、運転状態の測定手段を持ち、その測定結果から運転が正常かどうかを判定し、判定結果によっては警報を発生する技術が開示されている。吸着筒内の圧力を測定するセンサを具備することにより吸着直前の低圧の測定及び脱着直前の高圧の測定機能を持たせ、またその値を監視することで、圧縮機の性能低下などに伴う吸着筒内の異常状態を判定することができる。
【０００７】
一方、特開平7-227516号公報では、ハンディターミナルを利用した機台からの情報採取技術を開示している。この技術により、管理者側は酸素濃縮装置の運転データを必要に応じて取り出すことが可能となる。
【０００８】
【特許文献１】特開平3-143451号公報
【特許文献２】特開平6-54910号公報
【特許文献３】特開平7-227516号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
酸素濃縮装置は、異常発生時にその原因調査および対策を行うため、サービスセンターで装置の運転状態および機台運転記録を元に異常原因解析を行う。ところが、停電のような電源供給の異常による運転停止が発生した場合には、従来の情報通信手段や情報の採取手段も同時に停止するため役には立たず、運転記録を残すための電源手段がないために機台運転記録が残らないという問題があった。特に使用者が停電を認識していない場合には原因特定がさらに困難となり、考えられる全ての不具合についての調査を行わなければならず、多大な時間と労力を要し、正確な原因解析が行えないという問題があった。このため、電源供給異常により停止した装置と装置そのものの機械異常により停止した装置との異常停止情報の切り分けが望まれている。
【００１０】
従来の装置では、機械の異常、例えば酸素濃縮装置の吸着性能の低下等、正常な運転動作の中での性能低下の確認を行うことは可能である。かかる異常情報を装置が検知した場合には警報を発して使用者に通知すると共に、必要に応じてメンテナンス担当者が装置の使用者宅を訪問し、情報を抽出することが行われている。しかし、電源供給異常により装置が停止した場合は警報情報の記録を命令するCPUが停止するため、停電時の情報は記録されず、次に装置を起動した時に前回正常終了されていないという情報から電源異常を推定するよりなかった。
【００１１】
本発明は停電などの電源異常が発生した場合に、軽微なハードウェア変更だけで運転情報の記録ができる手段を新たに提案するものであり、これにより装置のメンテナンス、クレーム解析の効率化、低コスト化を実現する装置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】
【００１２】
かかる課題に対して本発明者は鋭意検討した結果、以下の運転情報記録装置を見出した。すなわち本発明は、機器の運転状態を検知するセンサ、電源電圧を常時監視する電源監視手段、該センサの検知情報をメモリに記録する記録手段を備えた運転情報記録装置であり、該記録手段が、所定時間毎に該センサの検知情報に基づいて機器の運転情報および運転確認時間を該メモリに記録する手段であり、電源電圧降下を緩和するコンデンサを備え、該電源監視手段が所定電圧以下の電圧降下を検知した場合、電源供給停止から装置停止までの間の運転情報及び異常運転確認時間を該メモリに記録する制御手段を備えた運転情報記録装置を提供するものである。
【００１３】
また本発明は、かかるメモリに正常運転記録領域および停電運転記録領域を備え、該電源監視手段が所定電圧値以上の値を検知した場合、該正常運転記録領域に、機器の運転開始時刻を記録すると共に、所定時間毎に運転状態及び運転確認時刻を記録し、正常停止時に運転停止時刻を記録し、該電源監視手段が所定電圧値未満の値を検知した場合、該停電運転記録領域に、機器の運転状態及び電源異常発生時刻を記録する制御手段を備えることを特徴とする運転情報記録装置を提供するものである。
【００１４】
また本発明は、かかる電源監視手段は、所定電圧値未満の電圧降下を検知した場合にＮＭＩ信号を発生すると共に、該制御手段は、該記録手段の正常運転記録領域への書き込み動作の有無を確認し、書き込み終了を待って該ＮＭＩ信号の確認をする制御を行う手段である運転情報記録装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の運転情報記録装置は、電源異常を検知できる回路と、電圧降下時間を緩やかにさせる素子を追加するだけで異常が発生した瞬間に電源異常発生情報を記録できる。かかる装置を搭載した在宅酸素濃縮装置などの機器は、より正確で確実に警報情報を記録することが可能となる。これにより機器のクレーム解析や異常原因の解析を効率的に行うことができ、メンテナンスの効率化とコスト低下、人件費の削減が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、在宅にて使用される医療機器など、機器の運転時刻情報、運転履歴を記録するメモリを備え、所定時間ごとに正常運転状態を確認し、運転確認時刻を更新するとともに、停電などの電源異常発生時に、装置が停止する前に装置情報を該メモリに記録する運転情報記録装置を提供する。該メモリには、正常運転記録領域、停電運転記録領域を備える。正常運転記録領域には、運転開始時刻を記録し、更に所定時間ごとに運転状態及び運転確認時刻を記録し、正常停止時に運転停止時刻を記録する。
【００１７】
停電などの電源異常発生時に電源を監視する電源監視装置を備え、電源の電圧降下レベルを常時監視する。停電などの電源異常発生時に電源異常を知らせる信号を発生し、電源供給停止から装置が停止するまでに該メモリにデータを書き込む時間を確保できる回路を備えることで、電源異常発生時から装置停止までの間に、停電運転記録領域に運転状態及び電源異常発生時刻を記録する。
【００１８】
本発明の運転情報記録装置を、酸素濃縮装置を例にして説明する。図１は本発明の一実施形態である圧力変動吸着型酸素濃縮装置を例示した概略装置構成図である。この図１において、１は酸素濃縮装置、３は加湿された酸素富化空気を吸入する使用者（患者）を示す。圧力変動吸着型酸素濃縮装置１は、外部空気取り込みフィルタ101、コンプレッサ103、切り替え弁104、吸着筒105、逆止弁106、製品タンク107、調圧弁108、流量設定手段109、フィルタ110を備える。これにより外部から取り込んだ原料空気から酸素ガスを濃縮した酸素富化空気を製造することができる。
【００１９】
先ず、外部から取り込まれる原料空気は、塵埃などの異物を取り除くための外部空気取り込みフィルタ101などを備えた空気取り込み口から取り込まれる。このとき、通常の空気中には、約21％の酸素ガス、約77％の窒素ガス、0.8％のアルゴンガス、水蒸気ほかのガスが1.2％含まれている。かかる装置では、呼吸用ガスとして必要な酸素ガスのみを濃縮して取り出す。
【００２０】
この酸素ガスの取り出しは、原料空気を酸素ガス分子よりも窒素ガス分子を選択的に吸着するゼオライトなどからなる吸着剤が充填された吸着筒105に対して、切り替え弁104によって対象とする吸着筒105を順次切り替えながら、原料空気をコンプレッサ103により加圧して供給し、吸着筒105内で原料空気中に含まれる約77％の窒素ガスを選択的に吸着除去する。
【００２１】
前記の吸着筒105としては、前記吸着剤を充填した円筒状容器で形成され、通常、１筒式、２筒式の他に３筒以上の多筒式が用いられるが、連続的かつ効率的に原料空気から酸素富化空気を製造するためには、多筒式の吸着筒105を使用することが好ましい。また、前記のコンプレッサ103としては、揺動型空気圧縮機が用いられるほか、スクリュー式、ロータリー式、スクロール式などの回転型空気圧縮機が用いられる場合もある。また、このコンプレッサ103を駆動する電動機の電源は、交流であっても直流であってもよい。
【００２２】
前記吸着筒105で吸着されなかった酸素ガスを主成分とする酸素富化空気は、吸着筒105へ逆流しないように設けられた逆止弁106を介して、製品タンク107に流入する。
【００２３】
なお、吸着筒105内に充填された吸着剤に吸着された窒素ガスは、新たに導入される原料空気から再度窒素ガスを吸着するために吸着剤から脱着させる必要がある。このために、コンプレッサ103によって実現される加圧状態から、切り替え弁104によって減圧状態（例えば大気圧状態又は負圧状態）に切り替え、吸着されていた窒素ガスを脱着させて吸着剤を再生させる。この脱着工程において、その脱着効率を高めるため、吸着工程中の吸着筒の製品端側或いは製品タンク107から酸素富化空気をパージガスとして逆流させるようにしてもよい。
【００２４】
原料空気から酸素富化空気が製造され、製品タンク107へ蓄えられる。この製品タンク107に蓄えられた酸素富化空気は、例えば95％といった高濃度の酸素ガスを含んでおり、調圧弁108や流量設定手段109などによってその供給流量と圧力とが制御されながら、加湿器201へ供給され、加湿された酸素富化空気が患者に供給される。
【００２５】
酸素富化空気の供給流量を設定する流量設定手段109の設定値や、酸素濃度センサ301の濃度値、流量センサ302の実酸素流量値を検知し、検知結果を記録手段402に記憶することで運転状態を監視すると共に、検知結果に基づいて酸素生成量を調節する為、制御手段401により圧縮機103のモータ回転数を制御し原料空気の供給量を制御し、更に切り替え弁104を制御し吸脱着の切り替えタイミングを制御する。
【００２６】
圧縮機103には温度センサ（図示せず）、モータ回転数の検知手段（図示せず）を備え、圧縮機の運転を監視し記録すると共に、吸着筒105に備えた圧力センサや温度センサ（図示せず）により、吸着筒圧力及び温度を監視し、記録手段402に記録する。
【００２７】
記録手段402には、正常運転情報記憶領域および異常運転情報記憶領域を設ける。酸素富化空気の酸素濃度や流量、装置内の温度、圧力などの各運転情報は所定時間毎に、リアルタイムクロック403の時刻情報と共に正常運転情報記憶領域に記憶する。
【００２８】
酸素濃縮装置の装置運転情報としては、上記リアルタイムクロックによる情報記録時刻と共に、製品酸素濃度、吸着圧力、製品流量、圧縮機の回転速度指令情報、ガス温度、吸脱着の切換弁である電磁弁の開閉情報、流量設定手段であるコントロールバルブの開度情報などの情報を記録する。
【００２９】
さらにこれら実運転情報のデータの他、各運転データの上限値または下限値の設定値を記憶し、係る範囲を運転データが外れた場合は異常値として判断し記録する。例えば製品ガスの流量上限異常(FH)・下限異常(FL)、吸着筒の圧力上限異常（PHH）・下限異常(PHL)、酸素濃度センサの異常（O2H）・製品酸素ガスの濃度下限異常（O2L）などを、各吸脱着サイクル毎の運転データの最高値、最低値を記録し、予め設定された正常閾値と比較することで上限異常、下限異常警報を発生させ、異常情報を記録する。
【００３０】
一方、停電などの電源供給異常については、バックアップ電源などの外部電源を追加することなしに、電源異常を検知できる回路と、電圧降下時間をゆるやかにさせる素子としてコンデンサを具備した電源監視手段405（電源監視IC）を追加するという軽微なハードウェアの変更を実施するだけで、停電発生の有無および運転履歴(時刻)などの異常情報の記録を実現する。電源がない場合でも記憶を保持する手段としては、外部メモリを用意する。
【００３１】
記録処理のフローチャートを図２に示す。
電源異常を検知する電源監視ICにて常時電源電圧の監視を行う。
正常運転記録として「運転開始時刻」、「運転終了時刻」、「運転確認時刻」の記憶領域を用意する。また停電運転記録として「停電発生の有無」 および「停電発生時刻」の記憶領域を用意する。
電源電圧レベルが所定閾値内の場合、正常運転として、供給されている電源を利用し、リアルタイムクロックの情報を基にして「運転開始時刻」および「運転終了時刻」を記憶領域に書き込む。
【００３２】
装置運転中に停電が発生した場合には、電源監視手段405により電圧降下を検知し、電圧降下がある閾値を超えれば（たとえば定格電圧の90%以下）停電が起こったと判断し、電源異常の発生を伝える割り込み信号であるNMI（Non-Maskable Interrupt）信号をtrueにする。外部メモリに運転情報を書き込み中の場合は全て書き込みを実施してからメインループ中でNMI信号の発生を確認する。NMI信号がtrueであればメモリに停電発生時刻などの情報の書き込みを実施する。NMI信号が発生した場合は安全な装置運転が見込めないため、CPUが完全に停止するまでソフトウェアは待機状態とし、その後電圧が復帰した場合でも待機状態は解除せず、一度リセットをかけて再起動を行う。
【００３３】
電圧降下を判断する閾値は、CPUが停止する前に警報情報を記録できる時間が確保できるのであれば何％でも構わないが、一般的に電子部品は定格電圧の±10%は動作保証範囲であるため、90%以下の値を設定するのが望ましい。また、電源供給停止から装置が停止するまでにメモリにデータを書き込む時間は、停電発生時にメモリに運転情報を書き込み中の場合にはその書き込みが終了してから停電情報の書き込みを行うため、余裕をみてソフトウェアのメインループの時間と外部メモリへの書き込み時間の2倍を確保できる時間分確保することが望ましい。
【００３４】
停電記録情報の記憶領域の大きさは、特に限定するものではなく異常回数分を記憶する領域を確保するのが望ましいが、正常動作に復帰しない場合は医療機器の使用を停止しメンテナンスを行うのが通常動作であることから、使用者による再起動動作の実施、解析動作などを考慮し、例えば5回分といった数回分の記録領域を確保するのが望ましい。正常運転記録の少なくとも1回分の記憶領域、望ましくはクレーム解析用の領域や予備などを考慮し、３回分の記録領域を確保する。記憶媒体としては、電源が無くても記憶を保持することができ、読み書き可能なフラッシュメモリなどのメモリを使用する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】酸素濃縮装置の概略構成図。
【図２】記録処理のフローチャート。
【図１】
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【図２】
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