JP2018504239A - 航空機の乗務員酸素マスク用の膨張式ハーネス組立体 - Google Patents

Abstract

【解決手段】航空機の乗務員酸素マスク用の膨張式ハーネス組立体（４０）は膨張式ハーネス組立体を膨張させるための気密コーティングを有する布地材料の外側層（４２）を有する１つ以上の膨張式チューブを含む。膨張式チューブは膨張式チューブの第１端部と第２端部（４４，４６）との間に固定接続された、チューブ収縮時に膨張式チューブを短くなるよう付勢する弾力性伸縮材料の内側コア４８を含む。チューブを膨張させ、材料の外側層を半径方向外向きに拡大させ、軸方向に長くして、ハーネス組立体を使用者の頭部を覆って設置させる。チューブの収縮により航空機の膨張式ハーネス組立体は所望の頭部張力で使用者の頭部を把持する。【選択図】図３

Description

関連出願の相互参照
この出願は、参照することにより本願に組み入れられる２０１５年２月６日に出願された米国仮特許出願第６２／１１３，１９７号および２０１６年２月３日に出願された米国非仮特許出願第１５／０１４，１７５号の優先権の利益を主張する。

本発明は、大型航空機において乗務員の安全のためにおよび客室の減圧の際に使用される乗務員用マスクに関する。より具体的には、本発明は、使用箇所にそのようなマスクを固定するのに使用される膨張式ハーネスに関する。

一般に使用されるタイプの乗務員用マスクは、使用者の頭部を覆ってハーネスを配置する前に膨張され、その後、使用者の頭部を把持するために収縮される膨張可能な伸縮性チューブを有する膨張式ヘッドハーネスを含む。呼吸マスク上のレギュレータの酸素供給からの気体などの加圧気体による膨張、および、収縮を制御するためにバルブがチューブに接続される。

別の類似のタイプの酸素供給システムは、フェイスマスクを備えた酸素供給部と、膨張式ヘッドハーネスとを含む。複数の化学的酸素発生器は、空気圧式ヘッドハーネスを最初に膨張させて化学的酸素発生器の起動中に初期呼吸供給を提供するために、貯蔵器に酸素を供給する。

先行技術は、操縦士に酸素供給するレギュレータと共に、膨張可能なシリコーン内側チューブを備えたハーネスを使用する。ハーネスの膨張機能により、操縦士は迅速に乗務員マスクを着用することができる。

具体的には、先行技術は、加圧酸素によって膨張するとともに多孔性のオーバーブレイドにより破裂が抑制されたシリコーン内側チューブに依存していた。主な信頼性の問題は、シリコーン内側チューブが穿刺および磨耗に非常に弱いことである。

図１に示す典型的な従来の乗務員マスクでは、図１に示すように、膨張式乗務員マスク組立体は、膨張式ハーネスが着用者の頭部の上にフィットして適切に膨張したときに着用者の顔面にフィットするよう形成された鼻顔密閉モールディングまたはマスク部１２に接続された膨張式ハーネス１０を含む。マスク部の下前方部分は、スモークゴーグルパージフロー作動レバー１４、ハーネス膨張制御ボタン１６、膨張式ハーネスと酸素供給レギュレータ組立体２０との間のコネクタ１８、および制御ノブ２２を含む。レギュレータは、典型的には、顔密閉の下前方部分の内部のポートを介してマスク着用者に呼吸酸素を供給するとともに、圧力インジケータ２６、カップリング２８、および制御装置３０を含む酸素圧力供給ホース２４を介して膨張式ハーネスに酸素または他の呼吸ガス混合物を供給する。膨張式ハーネスは、典型的には、コネクタ３４を介して酸素供給レギュレータ組立体に接続された下部膨張式チューブ３６に接続された後部膨張式チューブ３２またはストラップを含む。膨張式ハーネスは、一度膨張した後のマスクのサイズおよび快適性のために調節可能であってもよい。ハーネス膨張ボタンを押すと、酸素源から酸素がハーネス組立体に流入する。先行技術の膨張式ハーネスは、典型的には、Ｎｏｍｅｘ（登録商標）編組材料の編組スリーブで覆われた膨張可能なシリコーンチューブからなる。編組は、チューブがより高い圧力に耐えるのを助け、Ｎｏｍｅｘ（登録商標）編組スリーブのチューブ長に対する比に依存して、拡大の長さが長手方向に規制されることができ、Ｎｏｍｅｘ（登録商標）編組スリーブの直径はチューブの半径方向の拡大を規制する。公称作動圧力は７０〜８５ｐｓｉｇである。

図１に示すように、ハーネス組立体内には様々な長さのチューブ配置や関連する接合部を有するいくつかの部分があり、その接合部においてこれらの部分が接し、様々な手段で適所に保持される。後部パッドやヘッドストラップなどのアクセサリは、Ｎｏｍｅｘ（登録商標）被覆シリコーンチューブに取り付けられ、ハーネス形状を作り出す。先行技術の主な観察される故障モードの１つは、繰返し膨張サイクル後の応力および疲労によって引き起こされるチューブ内の裂傷によるハーネス内の漏れである。ハーネス組立体が繰返し膨張サイクルに曝されたときにチューブが変形すると、チューブに小さな穴が形成され、結果的にチューブから著しい漏れが生じる可能性がある。

ハーネス組立体のサイクル中、乗務員マスクからの酸素がハーネス組立体に供給されると、シリコーンチューブが膨張し、圧力が増加する。上記のように、チューブの長さは長手方向に長くなり、チューブ径における半径方向の増大はＮｏｍｅｘ（登録商標）スリーブによって規制される。

先行技術が強固な組立体を提供できないのは、Ｎｏｍｅｘ（登録商標）スリーブによってシリコーンチューブの半径を規制する点にある。Ｎｏｍｅｘ（登録商標）の編組を製造過程でひだ状にすることは、困難かつ矛盾する。ハーネス組立体が数回膨らむと、Ｎｏｍｅｘ（登録商標）の編みひだは、チューブの長さに沿って不規則なパターンを形成する。ひだの間隔におけるこの不規則性は、チューブ径の不均一な半径方向の増大を生じる。チューブ径におけるこの不均一な半径方向の増大は、チューブ長においてチューブ径が膨れる領域を作り出す。これらの領域では、チューブの外面は侵食されてチューブの壁の厚みが減少し、最終的にチューブの破損が発生する。

したがって、使用者の頭部を覆って膨張し拡大できる膨張式ハーネスを備えた膨張式ハーネス乗務員マスクを提供することが望ましい。また、ハーネスが収縮して使用者の頭に密着するような伸縮特性を有する膨張式ハーネスを備えた膨張式ハーネス乗務員マスクを提供することが望ましい。膨張式ハーネス乗務員マスクの典型的な従来の膨張式ハーネスが故障までに平均で１，０００回の膨張しか行えないのに対し、少なくとも２５，０００回膨張させることができる膨張式ハーネスを提供することが望ましい。

膨張式ハーネス乗務員マスクの典型的な従来の膨張式ハーネスにおける内側の膨張可能なシリコーン材料は、経年による塑性変形を起こし、その結果、ハーネスは膨張式ハーネス乗務員マスクを使用者の頭部を覆って設置するための膨張性が次第に減少するだけでなく、ハーネスの収縮時に使用者の頭部の上で張力の喪失を招く。これに対し、より丈夫で信頼性があり、例えば塑性変形しないでその張力を保持する複合織物のような材料を使用する膨張式ハーネスを提供することが望ましい。本発明は、これらおよび他の必要性を満たす。

簡潔かつ一般的に言えば、本発明は、商業的航空用途、特に運航乗務員のための酸素要求を満たすのに特に適した航空機乗務員酸素マスク用の膨張式ハーネス組立体を提供する。その膨張式ハーネス組立体は、膨張式ハーネス組立体を膨張させるための内側気密コーティングを有する、例えば織布のような布地材料の外側層を有するチューブなどの膨張式チューブを利用し、その結果、膨張式ハーネス組立体の膨張は、内側シリコーン内側チューブよりもむしろ材料の外側層の膨張によって行われる。膨張式チューブの材料強度の大部分は膨張式チューブの材料の外側層によって提供され、材料の外側層はサイクル誘発故障に対してはるかに頑強であり、本発明の膨張式チューブの伸縮性は、例えば伸縮性バンドなどの任意の非膨張性伸縮材料によって提供され得る。

したがって、本発明は、乗務員のために機上の酸素の調整された流れを提供する航空機の乗務員酸素マスクのための膨張式ハーネス組立体を提供する。現在好ましい態様では、航空機の膨張式ハーネス組立体は、通常収縮形態と膨張形態とを有する１つ以上の膨張式チューブを含む。１つ以上の膨張式チューブは、膨張してハーネス組立体を膨張させることでハーネス組立体を使用者の頭部を覆って設置させるよう構成され、１つ以上の膨張式チューブは、有利には、１つ以上の膨張式チューブの膨張を可能とするためにその少なくとも１面が非通気表面コーティングで覆われた、例えば織布などの布地材料の外側層を含む。現在好ましい態様では、１つ以上の膨張式チューブは複数の膨張式チューブを含み、別の現在の好ましい態様では、１つ以上の膨張式チューブは２つの連続的な膨張式チューブである。

別の現在好ましい態様では、１つ以上の膨張式チューブはそれぞれ、１つ以上の膨張式チューブ内に配置された弾力性伸縮材料の内側コアを含み、弾力性伸縮材料の内側コアは、１つ以上の膨張式チューブの第１の端部と第２の端部との間にそれぞれ固定接続される。弾力性伸縮材料の内側コアは、１つ以上の膨張式チューブが通常収縮形態であるときに１つ以上の膨張式チューブを第１の長さへ付勢するように構成される。１つ以上の膨張式チューブの膨張により１つ以上の膨張式チューブは半径方向外向きにおよび軸方向に第１の長さよりも長い第２の長さへ布地材料の外側層を拡大させて、ハーネス組立体の拡大によりハーネス組立体を使用者の頭部を覆って設置させることを可能にし、１つ以上の膨張式チューブの収縮は、航空機の膨張式ハーネス組立体に所望の頭部張力で使用者の頭部を把持させる。

別の現在好ましい態様では、１つ以上の膨張式チューブは、通常収縮形態においてひだ状となり、膨張形態において平坦となる。別の現在好ましい態様では、１つ以上の膨張式チューブの膨張および収縮の制御のために乗務員マスクに接続されるように構成された１つ以上のマスク取付具を１つ以上の膨張式チューブの第１の端部に固定することができる。別の現在好ましい態様では、マスク取付チューブは、１つ以上の膨張式チューブの第２の端部との接合部分となることができる。別の現在好ましい態様では、使用者の頭部の上でハーネス組立体の位置決めを調整するために、１つ以上の膨張式チューブの間に１つ以上の伸縮性ヘッドストラップを接続することができる。別の現在好ましい態様では、使用者の頭部の上でハーネスを位置決めするためのハーネス組立体の輪郭を形成するために、１つ以上の膨張式チューブの間に後部パッドを接続することができる。

別の現在好ましい態様では、膨張式ハーネス組立体は、その性能が酸素圧力要件に関連するパラメータを調整することによって容易に最適化されるような寸法にされる。別の現在好ましい態様では、膨張式ハーネス組立体は、安全かつ確実な動作を確保するために必要なすべての流量に耐えるように設計されている。

本発明の他の特徴および利点は、本発明の動作を例として示す添付の図面と併せて、以下の好ましい実施形態の詳細な説明からより明らかになるであろう。

先行技術の乗務員マスクの図である。 本発明による航空機の乗務員酸素マスク用の膨張式ハーネス組立体の膨張していない状態で示された膨張式チューブの断面図である。 膨張した状態で示された図２Ａの膨張式チューブの断面図である。 本発明による航空機の乗務員酸素マスク用の膨張式ハーネス組立体の図である。

従来の乗務員マスクは、典型的には、使用者の頭部を覆ってハーネスを設置する前に膨張させられ、次いで、使用者の頭部を把持するために収縮される膨張可能な伸縮性チューブを有する膨張式ヘッドハーネスを含むが、膨張式ヘッドハーネスの膨張可能な伸縮性チューブは、通常、多孔性オーバーブレイドの外側層によって覆われた膨張可能なシリコーン内側チューブから形成される。膨張可能なシリコーン内側チューブは膨張し、多孔性オーバーブレードの外側層によって破裂が抑制される。しかし、シリコーン内側チューブの膨張と収縮のサイクルによりシリコーン内側チューブの変形が繰り返されるためにチューブ内に小さな孔が徐々に形成され易く、最終的にハーネスの膨張中に膨張式ヘッドハーネスの膨張可能な伸縮性チューブから膨張圧力の著しい漏れをもたらし、使用者の頭部へのハーネスの設置が経年により次第に困難となり、潜在的に生命を脅かす。したがって、より強固で信頼性の高い膨張式ハーネスを提供することが望ましい。

図２Ａ、図２Ｂおよび図３を参照すると、本発明により航空機乗務員のための機上の酸素の調整された流れを航空機に提供する航空機の乗務員酸素マスクのための航空機の膨張式ハーネス組立体４０を提供する。航空機の膨張式ハーネス組立体は、１つ以上の膨張式チューブを含み、好ましくは、使用者の頭部を覆って膨張式ハーネス組立体を設置する前に膨張式チューブを膨張させることができ、また、膨張式ハーネス組立体が使用者の頭部を把持できるように収縮させることができる、内側気密コーティングを有する布地材料の外側層から構成される複数の膨張式チューブを含む。現在好ましい態様では、航空機の膨張式ハーネス組立体は、ハーネス組立体を拡大させてハーネス組立体を使用者の頭部を覆って設置することができるように膨張可能である２つの連続した膨張式外側チューブ４２を含む。膨張式外側チューブ４２は、それぞれ第１の端部４４と第２の端部４６を有し、図２Ａおよび図２Ｂに示される通り、第１の端部と第２の端部との間に固定接続された膨張式外側チューブの各内部に弾力性伸縮材料４８の内側コアが備えられる。図２Ａに示すように、弾力性伸縮材料の各内側コアは、膨張式外側チューブを通常収縮状態にしたときに、弾力性伸縮材料の内側コアを短くした第１の短縮長さとなる短縮ひだ状形態となるようそれぞれの膨張式外側チューブを付勢する。図２Ｂに示す膨張式外側チューブの膨張は、膨張式外側チューブを、その外側チューブのひだが半径方向外向きに拡大して平坦で伸張した状態にさせるとともに、その外側チューブが伸張して弾力性伸縮材料の内側コアが第１の短縮長さより長い第２の長さへ伸ばされ、これによりハーネス組立体を拡大させてハーネス組立体が使用者の頭部を覆って設置されることを可能にする。次いで、使用者の頭部に設置後、膨張式外側チューブを収縮させる際に弾力性伸縮材料の各内側コアがそれぞれの膨張式外側チューブを第１の短縮ひだ状形態へ付勢するよう構成され、これにより航空機の膨張式ハーネス組立体が使用者の頭部を所望の頭部張力で把持することができる。

図３に示されるように、膨張式外側チューブの膨張と収縮の制御のための乗務員マスクおよびレギュレータに接続されるよう構成された２つのマスク取付具５０もまた、好ましくは膨張式外側チューブの第１の端部４４に固定され、適切にチューブ材との接合部分となる。マスク取付チューブ５２もまた、好ましくは膨張式外側チューブの第２の端部４６との接合部分となり、１つ以上の伸縮性ヘッドストラップ５４もまた、好ましくは着用者の頭部におけるハーネス組立体の位置決めを調整するために膨張式外側チューブの間に接続される。別の現在好ましい態様では、後部パッド５６もまた、好ましくは着用者の頭部にハーネスを位置決めするためのハーネス組立体の輪郭を形成するために膨張式外側チューブの間に接続される。

その長さに沿って何度も穿刺されて膨張させることができない代わりに伸縮性バンドとしては作用することができるシリコーンチューブを弾力性伸縮材料の内側コアとして利用した本発明の航空機の膨張式ハーネス組立体の原型が試験され、２５，０００回以上の膨張と収縮が行われ、膨張式外側チューブの性能または膨張式ハーネス組立体の弾力性伸縮材料の内側コアの性能を低下させることなく適切に動作し続けている。

以上から明らかなように、本発明の特定の形態を図示して説明してきたが、本発明の思想および範囲から逸脱することなく様々な改変を成すことができる。したがって、添付の特許請求の範囲を除いて、本発明を限定することは意図していない。

Claims (19)

1. 航空機乗務員のために機上の酸素の調整された流れを航空機に提供する航空機乗務員酸素マスク用の航空機膨張式ハーネス組立体であって、
   通常収縮形態と膨張形態とを有する少なくとも１つの膨張式チューブを備え、前記少なくとも１つの膨張式チューブは第１の端部と第２の端部とを有し、前記少なくとも１つの膨張式チューブは膨張してハーネス組立体を膨張させることで前記ハーネス組立体を使用者の頭部を覆って設置させるよう構成され、前記少なくとも１つの膨張式チューブは前記少なくとも１つの膨張式チューブの膨張を可能とするためにその少なくとも１面が非通気表面コーティングで覆われた布地材料の外側層を含み、
   前記少なくとも１つの膨張式チューブの各内部に配置された弾力性伸縮材料の内側コアを備え、前記弾力性伸縮材料の内側コアは前記少なくとも１つの膨張式チューブの第１の端部と第２の端部との間に固定接続され、前記弾力性伸縮材料の内側コアは前記少なくとも１つの膨張式チューブが前記通常収縮形態であるときに前記少なくとも１つの膨張式チューブを第１の長さへ付勢するように構成されており、前記少なくとも１つの膨張式チューブの膨張により前記少なくとも１つの膨張式チューブは半径方向外向きにおよび軸方向に前記第１の長さよりも長い第２の長さへ前記布地材料の外側層を拡大させて、前記ハーネス組立体の拡大により前記ハーネス組立体を使用者の頭部を覆って設置させることを可能にし、前記少なくとも１つの膨張式チューブの収縮は、航空機の膨張式ハーネス組立体に所望の頭部張力で使用者の頭部を把持させる、航空機の膨張式ハーネス組立体。
2. 前記少なくとも１つの膨張式チューブは、複数の膨張式チューブを含む、請求項１に記載の航空機の膨張式ハーネス組立体。
3. 前記少なくとも１つの膨張式チューブは、２つの連続的な膨張式チューブを備える、請求項１に記載の航空機の膨張式ハーネス組立体。
4. 前記少なくとも１つの膨張式チューブは、前記通常収縮形態においてひだ状となり、前記膨張形態において平坦となる、請求項１に記載の航空機の膨張式ハーネス組立体。
5. 前記少なくとも１つの膨張式チューブの前記第１の端部に固定された少なくとも１つのマスク取付具をさらに備え、前記マスク取付具は、前記少なくとも１つの膨張式チューブの膨張および収縮の制御のために乗務員マスクに接続されるよう構成されている、請求項１に記載の航空機の膨張式ハーネス組立体。
6. 前記少なくとも１つの膨張式チューブの前記第２の端部との接合部分となるマスク取付チューブをさらに備える、請求項１に記載の航空機の膨張式ハーネス組立体。
7. 前記ハーネス組立体の前記使用者の頭部への位置決めを調整するために前記複数の膨張式チューブの間に接続された少なくとも１つの伸縮性ヘッドストラップをさらに備える、請求項２に記載の航空機の膨張式ハーネス組立体。
8. 前記ハーネス組立体の前記使用者の頭部への位置決めを調整するために前記２つの連続的な膨張式チューブの間に接続された少なくとも１つの伸縮性ヘッドストラップをさらに備える、請求項３に記載の航空機の膨張式ハーネス組立体。
9. 前記複数の膨張式チューブの間に接続され、前記ハーネスを使用者の頭部へ位置決めするための前記ハーネス組立体の輪郭を形成する後部パッドをさらに備える、請求項２に記載の航空機の膨張式ハーネス組立体。
10. 前記２つの連続的な膨張式チューブの間に接続され、前記ハーネスを使用者の頭部へ位置決めするための前記ハーネス組立体の輪郭を形成する後部パッドをさらに備える、請求項３に記載の航空機の膨張式ハーネス組立体。
11. 航空機乗務員のために機上の酸素の調整された流れを航空機に提供する航空機乗務員酸素マスク用の航空機膨張式ハーネス組立体であって、
    通常収縮形態と膨張形態とをそれぞれが有する複数の膨張式チューブを備え、前記複数の膨張式チューブは第１の端部と第２の端部とをそれぞれが有し、前記複数の膨張式チューブは膨張してハーネス組立体を膨張させることで前記ハーネス組立体を使用者の頭部を覆って設置させるようそれぞれが構成され、前記複数の膨張式チューブは前記複数の膨張式チューブの膨張を可能とするためにその少なくとも１面が非通気表面コーティングで覆われた布地材料の外側層をそれぞれが含み、
    前記複数の膨張式チューブの各内部に配置された弾力性伸縮材料の内側コアを備え、前記弾力性伸縮材料の内側コアは前記複数の膨張式チューブのそれぞれの第１の端部と第２の端部との間にそれぞれ固定接続され、前記弾力性伸縮材料の内側コアは前記複数の膨張式チューブが前記通常収縮形態であるときに前記複数の膨張式チューブのそれぞれを第１の長さへ付勢するようにそれぞれが構成されており、前記複数の膨張式チューブの膨張により前記複数の膨張式チューブは半径方向外向きにおよび軸方向に前記第１の長さよりも長い第２の長さへ前記布地材料の外側層を拡大させて、前記ハーネス組立体の拡大により前記ハーネス組立体を使用者の頭部を覆って設置させることを可能にし、前記複数の膨張式チューブの収縮は、航空機の膨張式ハーネス組立体に所望の頭部張力で使用者の頭部を把持させる、航空機の膨張式ハーネス組立体。
12. 前記複数の膨張式チューブは、２つの連続的な膨張式チューブを備える、請求項１１に記載の航空機の膨張式ハーネス組立体。
13. 前記複数の膨張式チューブは、前記通常収縮形態においてひだ状となり、前記膨張形態において平坦となる、請求項１１に記載の航空機の膨張式ハーネス組立体。
14. 前記複数の膨張式チューブの前記第１の端部に固定された少なくとも１つのマスク取付具をさらに備え、前記マスク取付具は、前記複数の膨張式チューブの膨張および収縮の制御のために乗務員マスクに接続されるよう構成されている、請求項１１に記載の航空機の膨張式ハーネス組立体。
15. 前記複数の膨張式チューブの前記第２の端部との接合部分となるマスク取付チューブをさらに備える、請求項１１に記載の航空機の膨張式ハーネス組立体。
16. 前記ハーネス組立体の前記使用者の頭部への位置決めを調整するために前記複数の膨張式チューブの間に接続された少なくとも１つの伸縮性ヘッドストラップをさらに備える、請求項１１に記載の航空機の膨張式ハーネス組立体。
17. 前記ハーネス組立体の前記使用者の頭部への位置決めを調整するために前記２つの連続的な膨張式チューブの間に接続された少なくとも１つの伸縮性ヘッドストラップをさらに備える、請求項１２に記載の航空機の膨張式ハーネス組立体。
18. 前記複数の膨張式チューブの間に接続され、前記ハーネスを使用者の頭部へ位置決めするための前記ハーネス組立体の輪郭を形成する後部パッドをさらに備える、請求項１１に記載の航空機の膨張式ハーネス組立体。
19. 前記２つの連続的な膨張式チューブの間に接続され、前記ハーネスを使用者の頭部へ位置決めするための前記ハーネス組立体の輪郭を形成する後部パッドをさらに備える、請求項１２に記載の航空機の膨張式ハーネス組立体。

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