特許 6122644 酸素濃縮器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6122644

(24)【登録日】2017年4月7日

(45)【発行日】2017年4月26日

(54)【発明の名称】酸素濃縮器

(51)【国際特許分類】

   A61M 16/10 20060101AFI20170417BHJP

   C01B 13/02 20060101ALI20170417BHJP

【ＦＩ】

   A61M16/10 B

   C01B13/02 A

【請求項の数】5

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2013-7874(P2013-7874)

(22)【出願日】2013年1月18日

(65)【公開番号】特開2014-136136(P2014-136136A)

(43)【公開日】2014年7月28日

【審査請求日】2015年12月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000112602

【氏名又は名称】フクダ電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105050

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲田 公一

(72)【発明者】

【氏名】広瀬 信浩

(72)【発明者】

【氏名】窪田 秀明

(72)【発明者】

【氏名】富永 康裕

(72)【発明者】

【氏名】沼田 竜二

【審査官】 寺川 ゆりか

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２３２６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１９７６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１６６９９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｍ １６／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気から窒素を吸着して高濃度酸素を得るシーブベッドと、
前記シーブベッドを載置する載置台と、
前記シーブベッドに接続されるマニホールドと、
前記載置台に載置された前記シーブベッドのスライド移動を案内して前記マニホールドに接続させるための案内手段と、
を有し、
前記案内手段は、
前記シーブベッドに設けられる第１係合部と、
前記載置台側に設けられ、且つ、前記第１係合部にスライド自在に係合して、前記シーブベッドをスライド移動により、前記マニホールド又は前記マニホールドに接続する接続部に接続させる第２係合部と、
を備える、
酸素濃縮器。

【請求項2】

前記第１係合部及び前記第２係合部のうち、
一方の係合部は断面凹状に形成され、
他方の係合部は断面凹状の前記一方の係合部に、互いにスライド自在に係合自在に形成され、前記シーブベッドをスライド移動させて前記マニホールド又は前記接続部に接続する、
請求項１記載の酸素濃縮器。

【請求項3】

前記一方の係合部が、前記シーブベッドの底部に、前記底部の底面において前記スライド方向と直交する方向の長さの中心を通る仮想線上で、且つ、前記シーブベッドのスライド方向と平行に設けられ、
前記シーブベッドの外側面には、前記一方の係合部の上方で、前記マニホールドまたは前記接続部に、スライド移動により接続する接続管が、前記スライド方向に突出して設けられている、
請求項２記載の酸素濃縮器。

【請求項4】

前記一方の係合部は、前記シーブベッドの底部に設けられた断面凹状の溝部を有し、
前記他方の係合部は、前記載置台において前記シーブベッドを載置する載置面に、上方に突出して、且つ、前記スライド移動する方向に延在して設けられる突条部を有する、
請求項２または３記載の酸素濃縮器。

【請求項5】

前記マニホールドに接続する接続部を有し、
前記接続部は、前記載置台に設けられ、前記シーブベッドのスライド移動により前記接続管が挿抜自在に挿入される継手部である、
請求項３記載の酸素濃縮器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気を導入し高濃度の酸素を放出する酸素濃縮器に関する。

【背景技術】

【0002】

呼吸器疾患の患者が在宅で酸素を吸入する在宅酸素療法（ＨＯＴ：home oxygen therapy）において使用される酸素濃縮器の１つに、吸着型酸素濃縮器がある（例えば特許文献１参照）。

【0003】

吸着型酸素濃縮器（ＰＳＡ：pressure swing adsorption、以下単に「酸素濃縮器」という）は、加圧空気に対して窒素を吸着し減圧空気に対して窒素を脱着する性質を持つ吸着剤（例えば、ゼオライト）が充填された、シーブベッド（吸着塔）を備えている。

【0004】

酸素濃縮器は、フィルタおよび吸気タンクを通して取込んだ室内の空気をコンプレッサにより圧縮し、この圧縮空気を加減圧の切替えを繰り返しながらシーブベッドに通過させることによって、圧縮空気から高濃度の酸素を分離する。そして、酸素濃縮器は、分離した高濃度酸素を加湿して、患者が装着する鼻腔カニューラを介して患者体内に供給する。

【0005】

酸素濃縮器において、シーブベッドに封入される吸着材は、高濃度の酸素を生成する際に窒素を吸着することで性能が劣化することが知られており、吸着材を定期的に交換する必要がある。このため、シーブベッドは酸素濃縮器の筐体に対して着脱可能に取り付けられており、シーブベッドの吸着材の交換等を含むメンテナンス部品の交換や各部品の組み付けを行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００８−２０６５７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、酸素濃縮器における部品同士の接続では、一般的に、機器としての機能上、密封性が強く求められている。このことから、シーブベッドとマニホールドとの接続では、チューブを介して双方を接続し、双方とチューブとの接続部分を、それぞれ締め付け金具（クランプと称する）でかしめる等して固定している。これにより、シーブベッドとマニホールドは、容易に分離しないように密閉性を確保した状態で接合される。

【0008】

よって、吸着材の交換、つまり、シーブベッドの交換には、装着済のシーブベッドを外すためにクランプを外す作業と、新たなシーブベッドを接続するためにクランプをかしめて固定する作業とが必要になる。よって、シーブベッドの交換では、クランプの着脱が必要となるシーブベッド或いはマニホールドとチューブとの接続部分の位置が、交換前と交換後とで同じ位置でなければ、双方の接続に手間がかかる可能性があるという問題がある。なお、特許文献１では、シーブベッドと筐体側の配管との接合等の部品同士の接合については何ら考慮されていない。

【0009】

また、患者の容態等によっては、患者に供給する高濃度の酸素量は異なる。このため、酸素濃縮器では、供給する酸素量に応じて吸着材の量の異なるシーブベッド、つまり、外形の大きさの異なるシーブベッドに変更することがあり、このように、外形の異なるシーブベッドに変更しても、容易に装着できる構成が望まれている。このように、シーブベッドを変更する際においても、変更前と変更後の接続端同士の位置が一定でないと、接続端同士の接合の際に手間がかかる可能性がある。

【0010】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、シーブベッドの大きさに関わらず、載置台上でシーブベッドをマニホールドに対して確実に接続できる位置に配置することでシーブベッドの取り付けを容易に行うことができメンテナンス性の向上を図ることができる酸素濃縮器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】

【0011】

本発明の酸素濃縮器は、空気から窒素を吸着して高濃度酸素を得るシーブベッドと、前記シーブベッドを載置する載置台と、前記シーブベッドに接続されるマニホールドと、前記載置台に載置された前記シーブベッドのスライド移動を案内して前記マニホールドに接続させるための案内手段と、を有し、前記案内手段は、前記シーブベッドに設けられる第１係合部と、前記載置台側に設けられ、且つ、前記第１係合部にスライド自在に係合して、前記シーブベッドをスライド移動により、前記マニホールド又は前記マニホールドに接続する接続部に接続させる第２係合部と、を備える構成を採る。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、シーブベッドの大きさに関わらず、載置台上でシーブベッドをマニホールドに対して確実に接続できる位置に配置することでシーブベッドの取り付けを容易に行うことができメンテナンス性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施の形態に係る酸素濃縮器の構成を示す概略図

【図2】本発明の一実施の形態に係る酸素濃縮器におけるシーブベッドの装着状態を示す図

【図3】図２に示すシーブベッドと継手部との接続構造の要部構成を示す部分断面図

【図4】シーブベッドの底面部が載置されるシーブベッド載置台における載置面部の構成を示す断面図

【図5】シーブベッド載置台における載置面部の平面図

【図6】シーブベッド載置台の斜視図

【図7】載置面部における前部側位置決めリブ及び後部側位置決めリブとシーブベッドとの関係を模式的に示す側面図

【図8】継手部の構成の一例を模式的に示す図

【図9】継手支持部の説明に供する図

【図10】図９のＡ−Ａ線断面図

【図11】本発明の一実施の形態に係る酸素濃縮器におけるシーブベッドの取り付け方法の説明に供する図

【図12】本発明の一実施の形態に係る酸素濃縮器におけるシーブベッドの取り付け方法の説明に供する図

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0015】

図１は、本発明の一実施の形態に係る酸素濃縮器の全体構成を示す概略図である。

【0016】

図１に示す酸素濃縮器１０は、酸素濃縮器筐体（以下適宜「筐体」と略記する）１１の内部に、風路ケース２１、ヘパフィルタ２２、吸気タンク２３、コンプレッサ２４、冷却パイプ２５、冷却用ファン２７、マニホールド３０、第１及び第２の切替弁３０ａ、３０ｂ、シーブベッド（吸着塔）４１、４２、製品タンク５１、均圧弁５２、パージオリフィス５３、消音器５４、圧力センサ５５、レギュレータ５６、止め弁５７、酸素センサ５８、バクテリアフィルタ５９、流量制限オリフィス６１、圧力センサ６２、流量センサ６３、加湿器６４、及び酸素出口６５を配置している。

【0017】

風路ケース２１は、筐体１１に接して設けられており、筐体１１の外部の空気を、原料空気として筐体１１の内部に導入する。ヘパフィルタ２２は、風路ケース２１が導入した空気からゴミや埃等の空中浮遊粒子を除去する。

【0018】

吸気タンク２３は、ヘパフィルタ２２で空中浮遊粒子が除去された原料空気を、後段のコンプレッサ２４の吸気のために収容する。吸気タンク２３は、いわゆる膨張型消音器として機能し、配管断面積の変化による反射により、原料空気の吸気側へと伝達するコンプレッサ２４の動作音に対して、消音効果を発揮する。

【0019】

コンプレッサ２４は、吸気タンク２３に収容された原料空気を圧縮して圧縮空気を生成する。冷却パイプ２５は、コンプレッサ２４で生成された圧縮空気をマニホールド３０に送る。

【0020】

冷却用ファン２７は、筐体１１に設けられた開口から外気を筐体１１内部に吸引し、筐体１１に上記開口とは別に設けられた開口から排気する。冷却用ファン２７により筐体１１内部に吸引された外気は、筐体１１内部を、コンプレッサ２４を含む各種部品の熱を吸収しながら循環し、排気される。

【0021】

マニホールド３０は、コンプレッサ２４からの圧縮空気をシーブベッド４１、４２に交互に切り替えて送り、シーブベッド４１、４２からの窒素富化空気を交互に切り替えて消音器５４に送るための多岐管である。マニホールド３０は、三方弁である第１及び第２の切替弁３０ａ、３０ｂを有する。マニホールド３０は、第１及び第２の切替弁３０ａ、３０ｂの状態を制御することにより、例えば１０秒間隔で、圧縮空気及び窒素富化空気のマニホールド３０内の流路の切替えを行う。このように，マニホールド３０は、空気、窒素及び水分の流路を形成するとともに、載置台１３上でシーブベッドに接続されている。

【0022】

具体的には、例えば、マニホールド３０は、図１に示すように、第１の切替弁３０ａを用いて、シーブベッド４１とコンプレッサ２４との間の管路を開放し、シーブベッド４１と消音器５４との間の管路を閉鎖する。同時に、マニホールド３０は、第２の切替弁３０ｂを用いて、シーブベッド４２とコンプレッサ２４との間の管路を閉鎖し、シーブベッド４２と消音器５４との間の管路を開放する。この場合、コンプレッサ２４からの圧縮空気は矢印３１Ａの方向でシーブベッド４１に送られ、消音器５４には矢印３１Ｂの方向でシーブベッド４２からの窒素富化空気が送られる。

【0023】

また、マニホールド３０は、第１の切替弁３０ａを用いて、シーブベッド４１とコンプレッサ２４との間の管路を閉鎖し、シーブベッド４１と消音器５４との間の管路を開放する。同時に、マニホールド３０は、第２の切替弁３０ｂを用いて、シーブベッド４２とコンプレッサ２４との間の管路を開放し、シーブベッド４２と消音器５４との間の管路を閉鎖する。この場合、コンプレッサ２４からの圧縮空気はシーブベッド４２に送られ、消音器５４にはシーブベッド４１からの窒素富化空気が送られる。

【0024】

シーブベッド４１、４２は、空気から窒素及び水分を吸着して高濃度酸素を得るものである。具体的には、シーブベッド４１、４２は、マニホールド３０を介して送られてきた圧縮空気から、高濃度酸素をそれぞれ分離する。この分離は、シーブベッド４１、４２に充填されたゼオライトの働きにより実現される。ゼオライトは、加圧空気に対しては窒素及び水分を吸着し、減圧空気に対しては吸着している窒素及び水分を脱着する性質を有する吸着剤である。シーブベッド４１、４２は、コンプレッサ２４と通じているとき、コンプレッサ２４から送られてきた圧縮空気を内部に流入させ、圧縮空気から高濃度酸素を分離して後段の製品タンク５１に送る。そして、シーブベッド４１、４２は、消音器５４と通じているとき、圧縮空気から吸着した窒素及び水分を多く含む窒素富化空気を、マニホールド３０に流出させ、窒素富化空気を、マニホールド３０を介して消音器５４に送る。

【0025】

シーブベッド４１、４２から放出される高濃度酸素の酸素濃度は、吸脱着の繰り返し回数や吸脱着時間等を変更することにより、例えば４０％〜９０％程度の範囲で調整することができる。なお、ゼオライトは窒素のみならず水分をも吸着するので、シーブベッド４１、４２から放出される高濃度酸素は極めて乾燥している（例えば、湿度０.１％〜０.２％）。シーブベッド４１、４２に充填されるゼオライトは、結晶中に微細孔を持つアルミノ珪酸塩（例えば、アルカリ土類金属を含む結晶性含水アルミノ珪酸塩）からなる多孔質材料であり、市販されている各種のゼオライトを使用することができる。

【0026】

製品タンク５１は、シーブベッド４１、４２に、マニホールド３０が接続する側とは反対側の部分で接続されており、シーブベッド４１、４２により圧縮空気から分離して得られた高濃度酸素を収容する。製品タンク５１は、例えば、一端がシーブベッド４１に、他端がシーブベッド４２にそれぞれ連結された、コの字形状を有している。均圧弁５２は、製品タンク５１の両端部分の圧力をこれらが同一となるように調整する。パージオリフィス５３は、シーブベッド４１、４２の脱着の際の二次浄化を行うために、製品タンク５１の両端部分の間で高濃度酸素を通過させる。

【0027】

消音器５４は、筐体１１に接して設けられた排気口５４ａを有しており、シーブベッド４１、４２からマニホールド３０を介して送られてきた窒素富化空気を、排気口５４ａから筐体１１の外部に排出する。

【0028】

圧力センサ５５は、製品タンク５１からレギュレータ５６に送られる高濃度酸素の圧力を検出する。レギュレータ５６は、圧力センサ５５の検出結果と予め設定された圧力とを比較してこれらが同一の値となるように、高濃度酸素の圧力のフィードバック制御を行う。

【0029】

止め弁５７は、閉鎖することにより、レギュレータ５６から圧力調整されて送られる高濃度酸素の流れを止める。止め弁５７は、例えば、高濃度酸素の供給を停止する操作が行われたとき、あるいは酸素濃縮器１０への電源供給が停止されたときに閉鎖して、機器内に残留した高濃度酸素の流出を止める。

【0030】

酸素センサ５８は、止め弁５７からバクテリアフィルタ５９に送られる高濃度酸素の酸素濃度を検出する。バクテリアフィルタ５９は、細菌類を捕集することにより、流路を流れる高濃度酸素を除菌する。流量制限オリフィス６１は、バクテリアフィルタ５９を通って送られる高濃度酸素の流路を絞ることにより、高濃度酸素の流量を制限する。流量制限オリフィス６１の絞り具合は、筐体１１に設けられた、例えばボタンやつまみを有する操作部（図示省略）の操作内容と連動して調整される。

【0031】

圧力センサ６２は、流量制限オリフィス６１から流量センサ６３に送られる高濃度酸素の圧力を検出する。流量センサ６３は、流量制限オリフィス６１を通って送られる高濃度酸素の流量を検出する。圧力センサ６２で検出された高濃度酸素の圧力及び流量センサ６３で検出された高濃度酸素の流量を継続的にメモリ（図示省略）に記憶することによって、予めなされた設定の通りに高濃度酸素が処理されているか否かをモニタリングすることができる。

【0032】

加湿器６４は、流量センサ６３を通って送られた高濃度酸素を加湿する。酸素出口６５は、加湿器６４で湿度が与えられた高濃度酸素を、患者に供給するために排気する。酸素出口６５には、一端に酸素マスクや鼻腔カニューラが接続されたチューブ（図示省略）が取付けられ、このチューブを通じて高濃度酸素が患者に供給される。

【0033】

また、酸素濃縮器１０は、ＣＰＵ（central processing unit）、制御プログラムを格納した記憶媒体としてのＲＯＭ（read only memory）、及び作業用メモリとしてのＲＡＭ（random access memory）等を有する。ＣＰＵは、制御プログラムを実行することにより、コンプレッサ２４やマニホールド３０を含めた各部の動作を制御する。

【0034】

以上、酸素濃縮器１０の全体構成について説明した。

【0035】

次いで、シーブベッド４１、４２の取り付け構造について説明する。図２は、シーブベッド４１、４２の装着状態を示す図であり、図３は、図２に示すシーブベッド４２と継手部７０との接続構造の要部構成を示す部分断面図である。図４は、シーブベッド４２の底面部が載置されるシーブベッド載置台１３における載置面部１５０の構成を示す断面図であり、図５はシーブベッド載置台１３における載置面部１５０の平面図である。図６は、シーブベッド載置台１３の斜視図である。

【0036】

酸素濃縮器１０におけるシーブベッド４１、４２の取り付け構造は、シーブベッド載置台１３と、継手部７０と、固定板金８１と、酸素濃縮器１０の筐体１１の一部となるコンプレッサの側壁（押さえ板）１１ａとを含む。

【0037】

まず、シーブベッド載置台（以下、「載置台」という）１３の載置面部（載置面）１５０に載置することで、酸素濃縮器１０の筐体１１に装着されるシーブベッド４１、４２について説明する。

【0038】

図２に示すシーブベッド４１、４２は、それぞれ、上述のゼオライト（図示省略）を内部に充填した有蓋・有底の筒状体、言い換えれば、中空の円柱体である。例えば、アルミニウムスラグ等の金属材料をインパクト成形して筒体を成形し、この成形してなる筒状体の両端に底部と、蓋部とをそれぞれ取り付けることで作製される。シーブベッド４１、４２は、ここでは、側面が相互に密接した状態、且つ、下端部の外周面から互いに平行に突出した突出接続管（接続管）４１ａ、４２ａの高さ位置及び突出方向が一致する状態で、結束されてユニット化されている。なお、シーブベッド４１、４２はそれぞれ別体のものであり、２本セットで用いて、ユニット化された場合と同様に、載置台１３に載置されてもよい。

【0039】

本実施の形態のシーブベッド４１、４２はそれぞれ、インパクト成形によって成形されている。このため、シーブベッド４１、４２は、アルミ等を押出成形で２本分のシーブベッドをユニット化して一体的に形成したものよりも薄くて軽いものとして製造できる。

【0040】

シーブベッド４２は、吸着剤（図示省略）が充填された有底の筒状体であるシーブベッド本体４２１と、蓋部４２２とを有する。シーブベッド本体４２１には、底部の外周面から突出接続管４２ａ（図３参照）が、シーブベッド４２の半径方向に突出されている。なお、シーブベッド４１の形状は、シーブベッド４２の形状と同様であるため、ここでは、その説明を省略している。

【0041】

突出接続管４２ａは、シーブベッド４２の底面の直径を通る位置に配置されており、シーブベッド４２の内部と外部とを連通させる。突出接続管４２ａは、継手部７０の開口部７１に挿入して、固定されることで接続される。

【0042】

また、シーブベッド４２の底部の底面には、底面の中心を通る位置決め溝部（第１係合部）４２４が下方及び側方に凹状に開口して設けられている（図２、図４参照）。なお、この位置決め溝部４２４は、ここでは、底面で中心を横切るように延在する凹状としたが、これに限らない。位置決め溝部４２４は、一部に断面凹状を有し、且つ、載置面部側の係合部であるスライドリブ（第２係合部）１５２にスライド自在に係合する形状であれば、どのように形成されてもよい。例えば、シーブベッド４２（４１）の底面から下方に突出する複数の突起を設け、これら突起間の窪みで、載置面側の係合部であるスライドリブ（第２係合部）１５２にスライド自在に係合する構成としてもよい。また、円柱状のシーブベッドとして円形の底面とする場合、この底面に複数の突起を、外縁に沿って環状に配置すれば、インパクト成形等によりシーブベッド４２の横断面が真円となるように成形しやすい。

【0043】

この位置決め溝部４２４は、シーブベッド４２の底部に、載置台１３上でスライド移動するシーブベッド４２のスライド方向と平行で、且つ、スライド方向と直交する方向（幅方向）の長さの中心を通る仮想線Ｖ上を中心に設けられている。なお、シーブベッド４２を載置台１３に載置した際に、仮想線Ｖの延長線と上下方向で重なる位置で、継手部７０の開口部７１が開口する。

【0044】

この位置決め溝部４２４は、突出接続管４２ａと平行である。言い換えれば、シーブベッド４２では、その外側面から突出接続管４２ａが、位置決め溝部４２４の上方で、スライド方向（ここでは、位置決め溝部４２４の延在方向と重なる方向）で突出して設けられている。この位置決め溝部４２４は、スライドリブ（第２係合部、突条部）１５２とともに、載置台１３にシーブベッド４２をスライド自在に載置させ、シーブベッド４２のスライド移動を案内してマニホールド３０に接続させる案内手段を構成する。

【0045】

ここでは、突出接続管４２ａは、シーブベッド４２を底面から見て、位置決め溝部４２４の延長線上の領域内に、位置決め溝部４２４と平行に配置されている。ここでは、位置決め溝部４２４の外縁側の一端部は、突出接続管４２ａが突出する前部の下端を切り欠くことで形成されている。

【0046】

位置決め溝部４２４は、図３から図５に示すように、載置台１３の載置面部（載置面）１５０に設けられたスライドリブ（突条部）１５２に摺動自在に係合する。位置決め溝部４２４の深さは、スライドリブ１５２の高さに対応している。

【0047】

また、載置台１３におけるスライドリブ１５２は、シーブベッド４２が載置される載置面部１５０から上方に突出して設けられるものであれば、どのように構成されてもよい。ここでは、スライドリブ１５２は、載置面部１５０で互いに対向して立設され、位置決め溝部４２４の幅に対応して離間する複数のリブを有しており、これら複数のリブの各上端部で位置決め溝部４２４の底面に当接している。この位置決め溝部４２４を介して、シーブベッド４２は、載置台１３上で、スライドリブ１５２に沿って摺動自在に載置される。

【0048】

このように、スライドリブ１５２は、シーブベッド４２の底面の位置決め溝部４２４に係合することで、シーブベッド４２を位置決めする。言い換えれば、シーブベッド４２は、スライドリブ１５２によって、載置台１３の載置面部１５０において位置決めされる。

【0049】

このように構成されたシーブベッド４２は、シーブベッド４１とともに、シーブベッド載置台１３の載置面部１５０上に載置されている。

【0050】

図３に示すように、シーブベッド４２は、載置面部１５０において、シーブベッド４１とともに、突出接続管４１ａ、４２ａが突出する前面を、前部側位置決めリブ１５４に当接させて、突出接続管４１ａ、４２ａを継手部７０に接続している。

【0051】

載置台１３は、樹脂製の成型体である。シーブベッド載置台１３には、載置面部１５０上に、シーブベッド４１、４２を立てた状態で載置することができるほか、マニホールド３０が載置されている。なお、載置台１３に載置されるマニホールド３０は、少なくとも継手部７０に接続される可撓性を有する送出管３２を含む。また、マニホールド３０の上部には、コンプレッサ（図示省略）が配置される。

【0052】

これらマニホールド３０、コンプレッサ（図示省略）が載置される本体側領域と、シーブベッド４１、４２が載置される載置面部１５０とは、コンプレッサケースの側壁１１ａで仕切られている。

【0053】

載置面部１５０は、図５及び図６に示すように、載置されるシーブベッド４１、４２の底面よりも広い領域を有している。載置面部１５０は、載置されるシーブベッド４１、４２の位置決め溝部４２４に係合するスライドリブ１５２の他、立設して設けられた前部側位置決めリブ１５４及び後部側位置決めリブ１５６を有する。

【0054】

図５に示すように、前部側位置決めリブ１５４及び後部側位置決めリブ１５６は、載置面部１５０において、スライドリブ１５２の長手方向の両端側で、スライドリブ１５２を挟むよう配置されている。

【0055】

図７は、載置面部１５０における前部側位置決めリブ１５４及び後部側位置決めリブ１５６とシーブベッド４１、４２との関係を模式的に示す側面図である。

【0056】

図７に示すように、前部側位置決めリブ１５４は、載置面部１５０でスライドリブ１５２上を移動するシーブベッド４１、４２の前面の位置を規定するストッパとして機能する。また、後部側位置決めリブ１５６は、載置面部１５０でスライドリブ１５２上を移動するシーブベッド４１、４２の後面の位置を規定するストッパとして機能する。

【0057】

すなわち、載置面部１５０では、シーブベッド４１、４２は、スライドリブ１５２に案内されることで、前部側位置決めリブ１５４及び後部側位置決めリブ１５６間で移動自在となっている。

【0058】

前部側位置決めリブ１５４（図２参照）の前面側（マニホールド３０側）には、側壁１１ａが、立設されている。

【0059】

側壁１１ａは、図３に示すように、載置台１３において、コンプレッサが載置される領域と、載置面部１５０との間に設けられた一対の挟持リブ間に挿入されることで、載置台１３に対して立設されている。

【0060】

この側壁１１ａには、突出接続管４１ａ、４２ａが挿入される開口部が形成されている。この開口部を挟んだマニホールド３０側の位置には、継手部７０の開口部７１が、前部側位置決めリブ１５４側に開口して配置されている。以下、継手部７０の説明において、シーブベッド４２を主な接続対象として説明する。

【0061】

この継手部７０は、シーブベッド４２がスライドリブ１５２に沿って摺動した際に、シーブベッド４２に接合して、シーブベッド４２とマニホールド３０とを接続する。また、継手部７０の開口部７１には、側壁１１ａの開口部を介して、突出接続管４１ａ、４２ａが挿入され、接続される。このように継手部７０は、載置台１３において、載置面部１５０にシーブベッド４２が載置された際に、突出接続管４２ａと対向する位置に配置される。そして、この継手部７０には、シーブベッド４２がスライドリブ１５２上を摺動して接続位置への移動することにより、突出接続管４２ａが挿抜自在に接合する。

【0062】

継手部７０は、マニホールド３０の送出管３２と、突出接続管４２ａ（４１ａ）と接続して、マニホールド３０からの圧縮空気をシーブベッド４１、４２に送出可能とする（図２及び図３参照）。

【0063】

継手部７０は、筒状をなしている。継手部７０の外周の中央部には、軸方向と直交する方向に窪む窪み７５が、外周回りに設けられている。継手部７０の両端部の開口部７１、７２には、マニホールド３０の送出管３２と、突出接続管４２ａ（４１ａ）とがそれぞれ挿入される。

【0064】

この継手部７０は、工具を必要とせず、差し込み挿入のみで突出接続管４２ａ（４１ａ）と接続可能であり、突出接続管４１ａの着脱を容易に行えるワンタッチ継手部（クイックディスコネクト、クイックカップリング、或いは迅速継手とも称する）である。

【0065】

すなわち、継手部７０は、一端側の開口部７１に突出接続管４２ａ（４１ａ）を挿入するだけで、突出接続管４２ａ（４１ａ）を、開口部７１内の係脱部材（ロック爪）７１３（図８参照）に係合して固定する。また、突出接続管４２ａ（４１ａ）を継手部７０から取り外す際には、継手部７０では、一端側の開口部７１の開口縁を構成するプッシュリング７１１を、他端側（突出接続管４２ａ（４１ａ）を挿入する方向である挿入方向）に移動する。これより、開口部７１内で係脱部材の係合が開放、つまり、突出接続管４２ａ（４１ａ）の固定状態は開放されて、突出接続管４２ａ（４１ａ）自体は、継手部７０の開口部７１から引き抜き可能となる。継手部７０は、このような機能を有するワンタッチ継手であれば、どのように構成してもよい。この継手部７０の一例を図８に示す。

【0066】

図８（ａ）は、継手部の通常状態（固定状態）を示す要部断面図であり、図８（ｂ）は、継手部における突出接続管の固定が解除された状態を示す要部断面図である。

【0067】

図８（ａ）に示すように、継手部７０は、外周の中央部に窪み７５を有する筒状の継手本体７６を備える。この継手本体７６の両端部で開口する部位に、開口部７１、７２が形成されている。継手本体７６の内部では、突出接続管４２ａとマニホールド３０とが連結され、マニホールド３０にシーブベッド４２（４１）が接続される。

【0068】

開口部７１は、継手本体７６の一端側で開口する筒状本体７６１内に設けられている。開口部７１は、筒状本体７６１と、筒状本体７６１内で軸方向に移動自在に配置され、且つ、開口端にプッシュリング７１１を有する移動筒状部７１６と、パッキン部７１２と、ロック爪７１３と、爪固定部７１４と、カラー部７１５とにより構成される。

【0069】

パッキン部７１２は、継手本体７６の筒状本体７６１内に配置された環状部材であり、開口部７１内に挿入される突出接続管４２ａ（４１ａ）の外周に外嵌する。

【0070】

ロック爪７１３は、開口部７１内で突出接続管４２ａに係脱自在に設けられる。ロック爪７１３は、突出接続管４２ａに係合した際に、突出接続管４２ａとの接触摩擦により突出接続管４２ａを固定する。また、ロック爪７１３は、挿入方向へ移動する移動筒状部７１６に押圧されて、突出接続管４２ａとの接触摩擦が減少する。突出接続管４２ａと接触摩擦が減少した際（ここでは非係合状態という）には、ロック爪７１３は、突出接続管４２ａを固定状態から開放して引き抜き可能な状態とする。

【0071】

ロック爪７１３は、筒状本体７６１内に、開口部７１の開口側から奥側に向かって軸心方向に傾斜するように延在して設けられている。ロック爪７１３では、基端部側が、筒状本体７１６内に内嵌された環状の爪固定部７１４により固定され、先端部７１３ａが、突出接続管４２ａ（４１ａ）が挿入される領域内に突出している。なお、ここではロック爪７１３は、継手本体７６の内周面に、周方向に沿って複数配設されており、挿入される突出接続管４２ａ（４１ａ）の外周面と、周方向に亘って係合するように構成されている。

【0072】

このロック爪７１３は、弾性変形自在であり、図８（ａ）では、先端部７１３ａで突出接続管４２ａ（４１ａ）を軸心側に押圧している。これにより、継手部７０の開口部７１内に挿入された突出接続管４２ａ（４１ａ）は、継手部７０に固定される。爪固定部７１４は、ロック爪７１３の先端部７１３ａが、突出接続管４２ａ（４１ａ）の挿入領域から退避するように変形する際のガイドとしても機能する。

【0073】

移動筒状部７１６は、筒状本体７６１内で軸方向（突出接続管４２ａの挿抜方向）に移動自在であり、移動筒状部７１６の奥側（継手部７０の他端側）に移動した際に、ロック爪７１３の先端部７１３ａを押圧する。すると、ロック爪７１３は、爪固定部７１４の外面に沿って変形し、これにより先端部７１３ａは、継手部７０の軸心に対して放射方向に移動して、突出接続管４２ａが挿入される領域から退避する。移動筒状部７１６は、筒状本体７６１の開口部分に内嵌されたカラー部７１５によって、筒状本体７６１からの抜けが防止されている。なお、カラー部７１５は、筒状本体７６１に内嵌されることで、筒状本体７６１の奥側（継手部７０の他端側）の端部でロック爪７１３の基端部分を介して、環状に配置された爪固定部７１４及び環状のパッキン部７１２を固定している。

【0074】

このように構成された継手部７０において、図８（ａ）に示す状態で、移動筒状部７１６を矢印Ｈで示す挿入方向、つまり、筒状本体７６１の奥側（継手部７０の他端側）に移動させる。具体的には、筒状本体７６１とプッシュリング７１１とを接近させる。

【0075】

これにより、移動筒状部７１６は、位置Ｐ１から継手部７０の他端側に移動、つまり、挿入方向に移動して、ロック爪７１３の先端部７１３ａを押圧して挿入方向に移動する。なお、このとき、移動筒状部７１６は、継手本体７６において筒状本体７６１の内周に沿って環状に複数配置している先端部７１３ａのすべてを押圧する。すると、図８（ｂ）に示すように、ロック爪７１３の先端部７１３ａは、突出接続管４２ａの挿入領域から退避し、先端部７１３ａの突出接続管４２ａ（４１ａ）への係合状態を開放する。これにより、開口部７１から突出接続管４２ａ（４１ａ）を引き抜き可能となる。

【0076】

このように構成される継手部７０は、図３及び図６に示すように、載置台１３に形成された継手支持部１３２に遊嵌されている。

【0077】

図９は、継手支持部１３２の説明に供する図であり、詳細には、図６において固定板金８１を外した継手支持部１３２の平面図である。また、図１０は、図９のＡ−Ａ線断面図である。なお、図９及び図１０に示す継手部７０は、図３で示す継手部７０とともに外形が現れるように模式的に示している。

【0078】

図３、図６、図９、図１０に示すように、継手支持部１３２は、載置台１３において、載置面部１５０に臨む位置で、載置面部１５０側と上方とに開口する凹状に設けられている。この継手支持部１３２の凹状部分は、載置面部１５０上にシーブベッド４２が載置された際に、突出接続管４２ａ（４１ａ）に対応する高さ位置に形成されている。

【0079】

このように継手部７０は、継手支持部１３２内で、一端側の開口部７１を載置面部１５０側に向けて開口する。継手部７０の開口部７１は、載置面部１５０に載置されるシーブベッド４２（４１）の外周面の一部（突出接続管４２ａ（４１ａ）が突出する前面）側に臨む位置に配置されている。

【0080】

これにより、継手部７０における一端側の開口部７１は、載置面部１５０の外縁に臨む位置、つまり、載置面部１５０に載置されたシーブベッド４２（４１）における前面の突出接続管４２ａ（４１ａ）と対向する位置に配置されている。なお、この継手部７０の他端側の開口部７２に挿入して接合された送出管３２は、可撓性を有するチューブであり、継手部７０の移動に追従して、継手部７０に接合した状態で移動する。

【0081】

この継手支持部１３２において凹状の内周面には、凸部１３４が形成されている。この凸部１３４には、継手部７０の窪み７５が遊嵌しており、内部に継手部７０を配置させた状態で、継手支持部１３２の上端部間に固定板金８１を架け渡してネジ止めされる（図６参照）。これにより、固定板金８１は、継手部７０が継手支持部１３２から抜けることを防止している。

【0082】

ここでは、図９及び図１０に示すように、継手支持部１３２内において、継手部７０は、凸部１３４の軸方向（突出接続管４２ａの挿抜方向）の長さＬ２により規制される範囲で、軸方向に所定の長さで移動自在となっている。この所定の長さは、図１０で示すように、窪み７５において軸方向の長さＬ１である底面７５ａを、軸方向の長さＬ２である継手支持部１３２の凸部１３４の天面が摺動する長さである。

【0083】

ここでは、継手部７０は、継手支持部１３２内で凸部１３４に案内されて、凸部１３４の他端側の角部１３４ｂが継手部７０の窪み７５の他端側の傾斜面７５ｂに当接する位置まで、移動する。このとき、継手部７０における一端側の開口部７１のプッシュリング７１１は、側壁１１ａを押圧する。すなわち、継手部７０では、継手支持部１３２内で継手部７０自体が、一端側、つまり、載置面部１５０側に移動すると、継手部７０における一端側の開口部７１が側壁１１ａを押圧する。すると、開口部７１の開口縁を構成するプッシュリング７１１は、反力を受けて継手部７０の他端側に移動して、ロック爪７１３の先端部７１３ａが突出接続管４２ａの挿入領域から退避する。これにより、開口部７１内に挿入されて固定された突出接続管４２ａ（４１ａ）は、固定状態が開放され、引き抜き可能となる。

【0084】

また、継手部７０は、継手支持部１３２内において、挿入方向（開口部７１の奥側）に移動すると、窪み７５を介して凸部１３４に案内されることで、窪み７５の一端側の傾斜面７５ｃに凸部１３４の一端側の角部１３４ａが当接する位置まで、移動する。凸部１３４の一端側の角部１３４ａが継手部７０の窪み７５の一端側の傾斜面７５ｃに当接した状態では、一端側の開口部７１は、側壁（押さえ板）１１ａから離間し、側壁１１ａからの反力を受けなくなる。これにより、継手部７０では、移動筒状部７１６によるロック爪７１３への押圧は解除され、ロック爪７１３の先端部７１３ａは、突出接続管４２ａの挿入領域に突出する位置に復帰する。

【0085】

次に、この継手部７０を用いた酸素濃縮器１０へシーブベッド４１、４２の装着方法について図１１、図１２を用いて説明する。なお、酸素濃縮器１０へのシーブベッド４１の装着は、酸素濃縮器１０へのシーブベッド４２の装着と同様に行うため、シーブベッド４１の装着は省略する。

【0086】

図１１及び図１２は、本発明の一実施の形態に係る酸素濃縮器におけるシーブベッドの取り付け方法の説明に供する図であり、それぞれ継手部７０とシーブベッド４２の接続構造の縦断面図である。

【0087】

図１１に示すように、所定容量のシーブベッド４２を載置台１３の載置面部１５０上に載置する。このとき、シーブベッド４２の底面の位置決め溝部４２４を、スライドリブ１５２に外嵌させる。これにより、シーブベッド４２は、載置面部１５０において所定位置に配置され、シーブベッド４２の突出接続管４２ａの突出方向の延長線上に、継手部７０の開口部７１が位置した状態となる。

【0088】

この状態のシーブベッド４２を、継手部７０側にスライド移動させると、図１２に示すように、突出接続管４２ａは、側壁１１ａの開口部を通り、継手部７０の開口部７１内に圧入される。言い換えれば、シーブベッド４２を継手部７０側にスライド移動することで、突出接続管４２ａは、側壁１１ａの開口部を挿通して、継手部７０の開口部７１内に挿入する。

【0089】

開口部７１内に突出接続管４２ａが挿入されると、継手部７０は、挿入方向（他端部側）に移動する。このとき継手部７０の開口部７１は、側壁１１ａから離間する方向に移動する。すると、継手部７０では、窪み７５の傾斜面７５ｃに、継手支持部１３２の凸部１３４の角部１３４ａが当接する（図１０参照）。これにより、継手部７０の挿入方向への移動は規制され、突出接続管４２ａは、固定された開口部７１内に挿入されることで、開口部７１内でロック爪７１３に係合し、継手部７０に固定される。なお、載置面部１５０上で、シーブベッド４２を、継手部７０の方向にスライド移動させた際には、シーブベッド４２は、前部側位置決めリブ１５４によって、その移動を規制される。よって、突出接続管４２ａが、必要以上に、開口部７１内に挿入されることなく、継手部７０が凸部１３４自体に当接した後、凸部１３４を必要以上に押圧することがない。

【0090】

このように、シーブベッド４１、４２を装着する際には、載置台１３の載置面部１５０上に、シーブベッド４１、４２を上から載置した後、継手部７０側にスライド移動（突出接続管４２ａ（４１ａ）の突出方向に摺動）させるだけでよい。この動作だけでシーブベッド４１、４２の突出接続管４１ａ、４２ａを、継手部７０に圧入することができ、継手部７０を介してシーブベッド４１、４２とマニホールド３０との接続を容易に行うことができる。

【0091】

また、シーブベッド４１、４２の取り外し時には、図１２で示す状態から、シーブベッド４２を継手部７０から離間する方向（挿入方向であるスライド方向とは逆の方向である逆スライド方向）である引き抜き方向に移動させる。

【0092】

すると、継手部７０は、係合する突出接続管４２ａによって、側壁１１ａ側に引っ張られる。この側壁１１ａによって、継手部７０における開口部７１のプッシュリング７１１は、継手部７０の他端側に押圧されて移動し、突出接続管４２ａとの係合状態（突出接続管４２ａの固定状態）が開放される。このとき、突出接続管４２ａは引き抜き方向に移動しているため、そのまま継手部７０から抜けることになる。なお、載置面部１５０上で、引き抜き方向に移動するシーブベッド４２は、突出接続部４２ａを継手部７０から引き抜いた状態で、後部側位置決めリブ１５６に当接する。これにより、シーブベッド４２の引き抜き方向への移動が規制され、必要最小限の移動で、突出接続管４２ａを継手部７０から引き抜くことができる。

【0093】

このようにシーブベッド４１、４２を、引き抜き方向に移動させただけで、継手部７０から突出接続管４１ａ、４２ａを引き抜くことができ、シーブベッド４１、４２とマニホールド３０とを分離することができる。このように、シーブベッド４１、４２は、スライド方向の移動だけで容易に着脱することができる。

【0094】

したがって、メンテナンス部品であるシーブベッド４２の着脱を容易に行うことができ、ひいては酸素濃縮器１０のメンテナンス性の向上を図ることができる。具体的には、シーブベッド４２の吸着材の交換が容易となり、組み立て工数の大幅な削減や、ひいては、配管同士を接続するクランプなどの部品点数の削減を図り、コストの低廉化を図ることができる。

【0095】

また、シーブベッド４１、４２は、底面に形成された位置決め溝部４２４を、載置面部１５０のスライドリブ１５２に係合させることで、スライド移動により継手部７０に接続するため位置決めが行われる。すなわち、底面に形成された位置決め溝部４２４を、載置面部１５０のスライドリブ１５２に係合させると、シーブベッド４２の突出接続管４２ａの先端に対向して、且つ、側壁１１ａの開口部を介して、継手部７０の開口部７１が配置される。

【0096】

したがって、酸素濃縮器１０に装着されるシーブベッド４２は、底面に形成される位置決め溝部４２４と、この位置決め溝部４２４の延長線上で平行に配置される突出接続管４２ａとの位置関係が同じであれば、外形の異なるシーブベッドであってもよい。すなわち、酸素濃縮器１０には、シーブベッド４２の外形（ここでは、シーブベッドが円筒状であるため、外径に相当）の異なるシーブベッド、つまり、容量の異なるシーブベッドを装着できる。

【0097】

このように、本実施の形態によれば、シーブベッド４１、４２の大きさ（具体的には、円柱状体における外径の大きさ）に関わらず、載置台１３上でシーブベッド４１、４２をマニホールド３０に対して確実に接続できる位置に配置できる。これにより、酸素濃縮器１０において、シーブベッド４１、４２の取り付けを容易にしてメンテナンス性の向上を図ることができる。

【0098】

また、位置決め溝部４２４をスライドリブ１５２に係合させることで、酸素濃縮器１０におけるシーブベッドの配置位置が規定される。よって、複数のシーブベッドを酸素濃縮器１０に装着する場合、載置面部１５０に載置されたシーブベッドの蓋部に設けられた接続口の向きを一定の方向に規定することができ、これらを接続チューブなどで接続する作業が容易となる。

【0099】

また、本実施の形態では、位置決め溝部４２４、スライドリブ１５２とで案内手段を構成したが、これに限らない。すなわち、互いにスライド自在に係合することで、載置台１３にシーブベッド４１、４２をスライド自在に載置させるとともに、シーブベッド４１、４２のスライド移動を案内してマニホールド３０に接続させる構成であれば、どのような形状としてもよい。例えば、スライドリブ１５２と同様の形状のスライドリブをシーブベッド４１、４２の底面に設けるとともに、このスライドリブにスライド自在に係合する位置決め溝部４２４を載置面部側に設けた構成としてもよい。また、シーブベッド４１、４２の底面と、シーブベッド４１、４２を載置する載置面部とのうちの一方に、断面凹状の第１係合部を、スライド方向に開口するように複数個配置し、他方に、これら第１係合部とスライド自在に係合する第２係合部を配置してもよい。このように、第１係合部及び第２係合部は、互いにスライド自在に係合することで、シーブベッド４１、４２を載置台１３上で好適にマニホールド３０に接続可能な位置に案内する構成であれば、どのように構成されてもよい。

【0100】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0101】

１０ 酸素濃縮器
１１ 筐体
１１ａ 側壁
１３ 載置台
３０ マニホールド
３２ 送出管
４１、４２ シーブベッド
４１ａ、４２ａ 突出接続管（接続管）
７０ 継手部
７１、７２ 開口部
７５ 窪み
７５ａ 窪みの底面
７５ｂ、７５ｃ 傾斜面
７６ 継手本体
８１ 固定板金
１３２ 継手支持部
１３４ 凸部
１３４ａ、１３４ｂ 角部
１５０ 載置面部（載置面）
１５２ スライドリブ（第２係合部、突条部）
１５４ 前部側位置決めリブ
１５６ 後部側位置決めリブ
４２１ シーブベッド本体
４２２ 蓋部
４２４ 位置決め溝部（断面凹状の第１係合部）
７１１ プッシュリング
７１２ パッキン部
７１３ ロック爪
７１３ａ ロック爪の先端部
７１４ 爪固定部
７１５ カラー部
７１６ 移動筒状部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】