JP2020525179A - 顔面接触を伴わない航空機パイロット用呼吸装置 - Google Patents

Abstract

航空機用の呼吸装置（９０）であって、パイロットがユーザ（Ｕ）を構成する呼吸装置であって、ショルダ支持部（１）と、ユーザ（Ｕ）の頸部を実質的に気密の様式で選択的に囲むように構成されたサイズ適応性を有する中央オリフィス（ＯＣ）を備える変形可能メンブレン（３）を有するベースフレーム（２）と、後退位置と使用位置との間において可動にベースフレーム上に取り付けられた剛性バイザ（４）であって、ベースフレームに気密の様式で接触する剛性バイザ（４）と、剛性バイザの上方境界部に対して気密の様式で結合された、アーチ部（５０）および可撓性壁部を有する伸展可能キャノピ（５）とを備える。剛性バイザ（４）が閉鎖位置／使用位置に位置し、変形可能メンブレンがユーザの頸部を実質的に気密の様式で囲む場合に、変形可能メンブレン、ベースフレーム、伸展可能キャノピ、および剛性バイザにより境界設定された実質的に閉鎖された体積が実現され、ガス交換が、１つまたは２つのガス導管を介してのみ可能である。

Description

本開示は、航空機パイロット用の呼吸装置に関する。

航空機のパイロットおよび／または副操縦士に呼吸装置を予防モードにて着用させることを強いるおよび／または義務付ける傾向がある。かかる呼吸装置は、特定の巡航高度における減圧を原因とする低酸素症徴候を回避するように意図されたものである。

より厳密には、４１キロフィート超の高度を巡行する場合に、および／または２５キロフィート超の高度の巡航時に１名のみのパイロットがフライトデッキに存在する場合に、呼吸装置の予防着用が必要とされる。また、この予防着用は、いくつかの飛行領域条件および／またはいくつかの地理的領域（例えば高山領域）に対しても必要とされる場合がある。

このことを視野に入れた場合に、呼吸装置の実用性および快適性を助長する新規の解決策を提案する必要性が存在する。

本発明の一態様によれば、航空機用の呼吸装置であって、航空機のパイロットまたは副操縦士が呼吸装置のユーザを構成する呼吸装置であって、
− ショルダ支持部と、
− ユーザの頸部を実質的に気密の様式で選択的に囲むように構成されたサイズ適応性を有する中央オリフィスを備える変形可能メンブレンを有するベースフレームであって、ショルダ支持部上に取り付けられるベースフレームと、
− 後退位置と使用位置との間において可動にベースフレーム上に取り付けられた剛性バイザであって、ベースフレームに気密の様式で接触する剛性バイザと、
− 剛性バイザの上方境界部に対して気密の様式で結合された、１つまたは複数のアーチ部および可撓性壁部を有する伸展可能キャノピと
を備え、
剛性バイザが使用位置にあり、変形可能メンブレンがユーザの頸部を実質的に気密の様式で囲む場合に、実質的に閉鎖された体積が実現され、この閉鎖体積が、変形可能メンブレン、ベースフレーム、伸展可能キャノピ、および剛性バイザにより境界設定される、呼吸装置が開示される。

これらの配置により、パイロットの頭部は、剛性バイザと接触せず、一切の要素が、顔面に着用されず、結果としてパイロットおよび／または副操縦士にとって非常に快適になり、これがさらに他の重要なタスクの実施における安全性および容易さを向上させる。

有利には、提案される解決策は、ユーザの顔と呼吸装置との間における接触を回避することにより、大型のイヤリングをさらに含むあらゆるタイプの顎鬚および／または口髭に対する適合性を完全に有する。

有利には、提案される解決策により、ユーザは、呼吸装置の使用位置および効果的な使用を達成および確保するために剛性バイザを迅速にかつ好都合に下げることが可能となる。

閉鎖体積は、外部環境から隔離され、呼吸用の空気は、場合によっては空気再生／再呼吸システムに対して結合された１つまたは２つのガス導管を介して実施されるガス交換により中に供給される。

本明細書において、「剛性バイザ」という用語は、自立型透明壁を意味する。ヒトの視界は、この剛性バイザによって実質的に損なわれないまたは阻害されない。

「変形可能メンブレン」という用語は、可撓性材料層を意味し、これは、別様のことが述べられない限り連続的であり空気を通さない。かかるメンブレンの可撓性および伸展性はかなり高い。

剛性バイザに関する「使用位置」という用語は、剛性バイザがベースフレームに対接して閉じられることを意味する。この構成では、呼吸装置が、呼吸用の空気を呼吸するためにユーザにより実際に使用される。

本発明の様々な実施形態において、以下の構成の中のあるものおよび／または他のものが、場合によっては単独でまたは組合せにおいて利用されてもよい。

１つのオプションによれば、変形可能メンブレンの中央オリフィスを、大開口状態から変形可能メンブレンがユーザの頸部を実質的に気密的に囲む小開口状態へと変化させるための開口制御デバイスが用意される。これにより、呼吸装置の使用が急に必要となった場合に、変形可能メンブレンの中央オリフィスは、ユーザの頸部の周囲に適用されるように迅速に縮小され得る。対照的に、呼吸装置の効果的な使用が不要である場合には、変形可能メンブレンは、ユーザの頸部から離れるように移動されることが可能であり、これはユーザ／パイロットの観点から快適性をもたらす。また、大開口状態により、ユーザの頭部を通すことが可能となる。

１つのオプションによれば、小開口状態の面積により大開口状態の面積を除算したものによって定義される表面積比率Ｌ／Ｓが定義され、Ｌ／Ｓは、少なくとも４であり、好ましくは少なくとも５であり、好ましくは約６である。

１つのオプションによれば、開口制御デバイスは、剛性バイザの動きに依拠して駆動される。これにより、パイロットは、剛性バイザを単に下方へと移動させることだけが必要となり、これにより、変形可能メンブレンの中央オリフィスの縮小が自動的に開始される。剛性バイザを下げることによりパイロットによるさらなる制御を伴わずに中央オリフィスが大開口から小開口へと変化するため、パイロット／ユーザは、自身の頸部の周囲における変形可能メンブレンの調節に関して煩わされる必要がない。

１つのオプションによれば、開口制御デバイスは、剛性バイザにより駆動されるケーブルリンクにより駆動される。これは、単純かつ信頼性の高い解決策であり、安全性を改善する。

１つのオプションによれば、開口制御デバイスは、手動調節補足デバイスを備える。有利には、中央オリフィスのサイズの自動縮小後に、パイロット／ユーザは、個人的な必要に合わせて自身の頸部に対する締付け力を調節することができる。

１つのオプションによれば、開口制御デバイスは、固定リング、可動リング、および伸張可能コードを備え、変形可能メンブレンは、スリーブとして形成され、変形可能メンブレンの第１の境界部および第２の境界部が、固定リングに対して装着され、各コードに関して、第１の端部が固定リングに対して装着され、第２の端部が可動リングに対して装着される。これにより、可動リングの回転下において、コードが伸張し、径方向に沿って内方に変形可能メンブレンを引く。

１つのオプションによれば、伸張可能コードは、弾性であり、大開口状態への弾性復元をもたらし、可動リングは、手動によりおよび／またはケーブルリンクにより作動可能である制御レバーを備える。

１つのオプションによれば、可動リングは、エラストマー部材により弾性的に復元される。これは、コード自体の弾性に追加される補足的な手段である。

１つのオプションによれば、変形可能メンブレンは、高い弾性伸び率を有するエラストマーポリマーを備える。線形伸び率は、２、さらには２．５の高さであることが可能である。大開口対小開口の比率は、中央オリフィスの面積に関して少なくとも４であることが可能である。

１つのオプションによれば、ユーザの頸部と接触状態になるように構成可能である繊維カラーがさらに用意され、したがって快適性が向上する。この繊維カラーは交換が可能であり、したがって衛生条件が改善される。

１つのオプションによれば、繊維カラーは、変形可能メンブレンの径方向中間部分に対して取外し可能に結合され得る。

１つのオプションによれば、メンブレンの中央オリフィスは、大開口状態において、ヒトの成人の頭部を通過させるのに十分な大きさであり、実際には少なくとも３００ｃｍ^２の開状態断面、好ましくは少なくとも４００ｃｍ^２の開状態断面、およびより好ましくは少なくとも５００ｃｍ^２の開状態断面である。これにより、パイロット／ユーザは、ヘルメット状の呼吸装置を容易におよびさらには自身の髪型を崩すことなく着用することが可能となる。中央オリフィスは、実質的に円形または楕円形の形状を呈してもよい。

１つのオプションによれば、呼吸装置は、少なくとも１つの位置に剛性バイザを保持するためのロックシステムと、ロック解除アクチュエータ／押しボタンとをさらに備えてもよく、ロックシステムは、後退位置（Ｐ２）および使用位置（Ｐ１）の両方において剛性バイザのロックを可能にする。有利には、後退位置は固定され、したがって航空機が振動を被っても剛性バイザが不用意に下がることはない。また、使用位置は固定され、航空機が振動を被っても呼吸のための閉鎖体積が剛性バイザの意図しない上昇により損なわれるリスクがない。

１つのオプションによれば、剛性バイザの上方境界部は、両側部領域（左および右）において弧状であることにより、良好な側方視界を実現する。広いパイロット視界が、側方を見る場合でもこの剛性バイザにより大きく損なわれることがない。

１つのオプションによれば、伸展可能キャノピのアーチ部は、伸展可能キャノピが完全に後退された場合に相互に囲まれるように配置される。換言すれば、これらのアーチ部は、後退された場合にはロシア人形のように積み重ねられる。また、これらのアーチ部は、キャノピが展開された場合には、ユーザの頭部の頭頂部との接触が回避されるような有利な構造をキャノピに与える。

１つのオプションによれば、伸展可能キャノピのアーチ部は、剛性バイザの上方境界部と同一の形状を実質的に有する。有利には、後退位置において、剛性バイザの上方境界部およびアーチ部は、小空間を占める。シートのヘッドレストに関するスペースが残され、これは、ユーザ／パイロットの観点から快適性をもたらす。

１つのオプションによれば、剛性バイザは、ユーザの頭部位置に対して下方耳領域に配置された関節連結軸Ｙを有しつつベースフレーム上に回転可能に取り付けられる。単純かつ信頼性の高い運動学。

１つのオプションによれば、閉鎖体積内に酸素を含む新鮮な空気を供給するための１つまたは複数のインジェクタが用意される。前記インジェクタは、ベースフレームの前方領域に配置される。新鮮な空気が適切な場所にて分配される。

１つのオプションによれば、呼吸装置は、１つまたは複数のガス導管を介して閉鎖体積に対して結合された再呼吸システムをさらに備えもよい。この場合には、全体的な酸素消費量が削減される。

１つのオプションによれば、伸展可能キャノピは、後方壁部と、アーチ部の上に配置された可撓性上壁部とを備える。

１つのオプションによれば、キャノピの後方壁部は、ベースフレームに対して実質的に気密の様式で結合される。

１つのオプションによれば、呼吸装置は、マイクロフォンおよび１つまたは２つの拡声器をさらに備えてもよい。これにより、パイロット／ユーザは、デッキ拡声器から聞き取るまたはキャビンマイクロフォンに対して話しかける必要性を伴わずに、ローカルデバイスを用いて音声コミュニケーションを行うことが可能となる。

１つのオプションによれば、呼吸装置は、剛性バイザが使用位置にあることを検出するように構成された位置センサをさらに備えてもよく、したがってアビオニクスシステムが、呼吸装置に設けられたマイクロフォンおよび拡声器へと音声チャネルを自動的に切り替える。

本発明の他の特徴および利点が、非限定的な例としておよび添付の図面を参照として提供されるその実施形態の中の１つの以下の詳細な説明から明らかになる。

閉鎖体積部がパイロットの頭部を包囲することにより呼吸を可能にし広い視界を与える、剛性バイザが使用位置にある状態における、本開示による呼吸装置の概略斜視図である。 フライトデッキ周囲空気が呼吸のために使用される、剛性バイザが後退位置にある状態における図１と同様の呼吸装置を示す図である。 伸展可能キャノピおよび剛性バイザの後退位置から使用位置への展開の一状態を示す図である。 伸展可能キャノピおよび剛性バイザの後退位置から使用位置への展開の一状態を示す図である。 伸展可能キャノピおよび剛性バイザの後退位置から使用位置への展開の一状態を示す図である。 変形可能メンブレンが、剛性バイザの後退位置に対応した大開口構成の状態にある、ベースフレームの上面図である。 図４の線Ｖ−Ｖに沿ったベースフレームアセンブリの断面図である。 より小さな開口構成へとシフトする最中における図４と同様の変形可能メンブレンを示す図である。 小開口構成、パイロットの頸部を実質的に気密の様式で囲む、使用位置における図４と同様の変形可能メンブレンを示す図である。 剛性バイザの閉鎖動作時にメンブレン開口制御システムを駆動するためのリンクシステムを示す図である。 剛性バイザの閉鎖動作時にメンブレン開口制御システムを駆動するためのリンクシステムを示す図である。 後退位置または使用位置のいずれかに剛性バイザを固定するためのロック機構を示す図である。 再呼吸システムを示す図である。 ユーザの頸部を囲むベース部材および変形可能メンブレンの断面図である。

これらの図面においては、同一の参照符号が同等または同様の要素を示す。明瞭化を目的として、いくつかの要素が縮尺通りに示されない場合がある点に留意されたい。

図１に示すように、Ｕで示される航空機パイロットは、呼吸装置９０を着用する。呼吸装置９０のユーザは、パイロットではなく航空機の副操縦士であることが可能である。

呼吸装置のユーザＵは、男性または女性の個人であることが可能であり、人体計測値、とりわけ頭部のサイズ、頸部の高さ、およびほぼすべての人類学的計量値が、対象者ごとに異なることが可能である。

また、髪型が対象者ごとに異なり得る。ある人々は短髪であり、ある人々は長髪である。女性パイロット／副操縦士の人数は増加しつつあり、提案される呼吸装置は、広範な人体計測学的計量値に対する適合性を有するべきである。有利には、本解決策は、様々なホーステール／ポニーテールの髪型に対する適合性を有する。

また、ある男性パイロットは、顎鬚または口髭を生やすことを好む。この場合もやはり、多数の髭スタイルが考えられる、毛の長さおよび生えている範囲が及ぶ限りにおいて。提案される呼吸装置は、最も普及している髭スタイルに対する適合性を有するべきである。有利には、提案される解決策は、ユーザの顔と呼吸装置との間における接触を回避することにより、大型のイヤリングをさらに含むあらゆるタイプの顎鬚または口髭に対する適合性を完全に有する。

この呼吸装置では、ショルダ支持部１が用意される。このショルダ支持部は、左部材１Ｇおよび右部材１Ｄを備え、これらの左支持部材および右支持部材をリンクするためのリンク部材１２が用意され得る。前記リンク部材１２は、図３Ｃに示すように後部領域に配置され得る。そのリンク機能は、後に論じることになるベースフレームにより実現され得る点をここで指摘しておく。

図１〜図２において明らかなように、ショルダ支持部は、様々なパイロット安全ハーネス１０に対する適合性を有する。一実施形態では、パイロット安全ハーネス１０は、左ショルダ支持部材および右ショルダ支持部材の一部分の頂部にて固定され得る。別の実施形態では、パイロットは、安全ハーネス１０を事前に設置し、左ショルダ支持部材および右ショルダ支持部材がパイロット安全ハーネス１０の頂部に位置するように呼吸装置を後に設置してもよい。

ショルダ支持部１は、サイズが調節可能であってもよく、左支持部材と右支持部材との間隔が、例えば段階的増分で適合化され得る。

ショルダ支持部は、呼吸装置の重量がユーザに対して主に伝達されるユーザの肩の頂部と接触状態になるように意図されたコンフォートパッドを、下方向に配向された凹状領域内に備えてもよい。

ショルダ支持部１は、硬質剛性材料または強化プラスチック等から作製され得る。

ベースフレーム
ショルダ支持部１上に取り付けられたベースフレーム２が用意される。図示する例では、ベースフレームは、ショルダ支持部に対して固定的に固定され、別の観点から言えば、ショルダ支持部は、ベースフレームに対して固定的に固定される。別の可能なオプションによれば、ヒトの頸部の多様性を考慮して高さ調節システムを用意してもよく、例えば、ショルダ支持部に対するベースフレームの高さが、例えば段階的増分で、回転制御されるラックアンドピニオンのラッチシステムを介して適合化されてもよい。

ベースフレームは、アーマチャー／補強部材を形成する弧状前方部分２１と後方部分２０とを備え、これらの弧状前方部分２１および後方部分２０は、相互に対して固定される。後方部分は、直線状であることが可能であり、または例えば弧状前方部分２１に向かってなど頸部軸領域に向かって配向された凹状部を有する若干弧状の形状を有することが可能である（図４）。

ベースフレーム２は、ユーザが自身の頭部を通すのに十分な大きさの中央通路を画定する。以降は、ベースフレーム内に囲まれる構造および特徴を詳述する。

ベースフレーム２は、硬質剛性材料もしくは強化プラスチック等、またはＰＥＴ、ＰＰ等から作製され得る。金属製アーマチャーが中に用意されてもよい。

剛性バイザ
後退位置（Ｐ２、図２および図３Ａ）と使用位置（Ｐ１、図１および図３Ｃ）との間において可動に、ベースフレーム２上に取り付けられた剛性バイザ４が用意される。使用位置Ｐ１では、剛性バイザ４は、ベースフレーム２と気密の様式で接触する。

図示する例では、剛性バイザ４は、Ｙで示される軸を有するヒンジを用いてベースフレーム上に回転可能に取り付けられる。左側の関節連結ユニット８Ｌと、右側の関節連結ユニット８Ｒとが用意され、これらは共に、以降で理解されるように回転取付部を上回るさらなる機能を有し得る。

図示する例では、剛性バイザ４は、ポリカーボネート等の透明材料から作製される。剛性バイザ４は、全体的に弧状形状を有する。剛性バイザの下方境界部４７は、ベースフレームの弧状前方部分２１と同様の形状を有する。ベースフレームの弧状前方部分２１に対してベースフレームの下方境界部をしっかりと接合するためのシール（図示せず）が用意されてもよい。

上方境界部４４は、前方に延在する、ヒンジ軸Ｙ、上方に、下方に配向された曲線部４３が用意される。この構成では、パイロット／ユーザＵは、前方および側方の両方の環境に対する直接視界を有し、したがって、剛性バイザ４が下げられた場合でも良好な視界が確保される。

以降で説明されることとなるロックシステムアセンブリ７が用意される。

キャノピ
剛性バイザ４の上方境界部に対して気密の様式で結合された１つまたは複数のアーチ部５０および可撓性壁部を有する伸展可能キャノピ５が用意される。

伸展可能キャノピ５は、後方壁部５１と、アーチ部５０上に配置された可撓性上壁部５２とを備える。伸展可能キャノピ５の上壁部は、コーティング繊維から、または可撓性ポリマー材料から作製され得る。後方壁部は、同一材料から作製され得る。１つのオプションによれば、後方壁部およびキャノピの材料は、一体的に形成され、これは気密性に関して有利となる。キャノピ材料は、半透明またはさらには透明であってもよい。

これらの伸展可能キャノピのアーチ部５０は、伸展可能キャノピが完全に後退された場合に相互に囲まれるように配置される（図３Ａ）。より厳密には、アーチ部同士は、後退された場合にロシア人形のように積み重ねられる。また、これらのアーチ部は、キャノピが展開される場合には、ユーザの頭部の頂部との接触が回避されるようにキャノピに対して構造を有利に与える（図３Ｃ）。この構成では、可撓性上壁部が張力をかけられる。可撓性上部は弛まず、毛髪がキャノピに接触することなく多数の髪型に対応するのに十分なスペースが存在する。したがって、これは、既知のフードと比較した場合にユーザにとっての快適性が非常に高い。

後方壁部５１にはポニーテールスタイルのためのスペースが残される。

有利には、後退位置において、剛性バイザの上方境界部およびアーチ部は、小空間を占める。後方壁部５１の背後には、シートのヘッドレストに関するスペースが残され、これは、ユーザ／パイロットの観点から快適性をもたらす。したがって、呼吸装置の後方（ショルダ支持部およびキャノピ後方壁部）からの妨げ無しに、肩の移動または肩の若干の回転を行う自由度がもたらされる。

２つまたは３つのアーチ部が用意されてもよい。各アーチ部は、例えば３ｍｍ^２〜５ｍｍ^２の間などの円形または矩形の断面を有する可撓性ロッドとして作製され得る。各アーチ部は、可撓性強化プラスチック材料から作製され得る。

後方壁部５１の外延部は、最後アーチ部としてみることが可能である。

別の可能性によれば、伸展可能キャノピのすべてのアーチ部５０が、剛性バイザの上方境界部と実質的に同一形状を有してもよい。

剛性バイザ４が閉位置／使用位置にある場合に、ベースフレーム、伸展可能キャノピ、および剛性バイザにより境界設定される内部体積が画定される。呼吸装置は、ワイドフードまたは頭部非接触ヘルメットとして見ることが可能である。

呼吸装置は、１ｋｇ〜３ｋｇの間からなる重量を示し得る。この重量は、有利にはユーザＵの方により支持され、頭部自体によってはまったく支持されない。

呼吸装置９０は、呼吸可能な空気をユーザに対して供給するための２つのガス導管８１、８２を備えてもよく、以降では図１０に関連して再呼吸システムが説明される。

図示しない一構成では、２つではなく１つのガス導管が存在し得る。

呼吸装置９０は、ユーザと他の人々との間の音声コミュニケーション（航空機内でまたは遠隔位置での）を可能にするために、マイクロフォン８６と１つまたは２つの拡声器８７とをさらに備え得る。図示する例では、マイクロフォン８６は、ユーザ構成においてはパイロット／ユーザＵの口部の正面に位置し（図４）、２つの拡声器８７が、バイザヒンジ軸の後方に位置する。

さらに、内蔵オーディオ装置および遠隔通信によるマイクロフォンと拡声器とをリンク／接続するための電気ケーブル８８が用意される。

図示する例では、ガス導管８１、８２および電気ケーブル８８は、右側関節連結部８Ｒを経由して内部体積に進入する。

図３Ａ〜図３Ｃから明らかなように、剛性バイザの移動により、伸展可能キャノピの移動がもたらされる。より厳密には、図３Ａは、アーチ部同士が相互に隣接する状態でまたはアーチ同士が相互に囲む状態で（ロシア人形）可撓性キャノピがそれ自体において座屈する、完全後退位置Ｐ２を示す。この構成では、パイロットは、前方および側方の両方の環境に対する直接視界を有する。ユーザＵが、ハンドル４８を把持することにより（以降で論じるようなオプションの事前ロック解除を伴って）下方に剛性バイザを引くと、バイザの上方境界部４４は、対応するように最前アーチ部５０を引き、移動が継続されると他のアーチ部を引く。（図３Ｂは中間状態を示す）。

バイザは、軸Ｙを中心として回転する。アーチ部５０もまた、軸Ｙを中心として回転する。伸展可能キャノピの後方壁部５１は、静止状態に留まる。

剛性バイザが、最下位置に到達すると、すなわちベースフレームの弧状部分２１と接触状態になると、キャノピの可撓性壁部５２は、図３Ｃに示すように実質的に張力をかけられる。この時点において、ベースフレーム、伸展可能キャノピ、および剛性バイザにより境界設定される呼吸装置の内部体積。

対照的に、ユーザが装置を解除することを欲する場合には、ユーザは、剛性バイザを押し上げ、逆方向の動作が、バイザの回転および伸展可能キャノピの座屈により行われる。

ユーザの頭部ＵＨが剛性バイザとまったく接触せず、一切の要素が顔面に着用されずそのことが後退位置Ｐ２および使用位置Ｐ１の両方において該当することを、重要な点として指摘しておく。それによりユーザの快適さが増す。

図１〜図９において明らかなように、１つの重要な特徴は、ユーザの頸部における気密性であり、そのために変形可能メンブレンが用意される。

変形可能メンブレン
ベースフレーム２に対して装着された変形可能メンブレン３が用意される。ベース部材と変形可能メンブレン３とを気密の様式でリンクする下方接合壁部２２が用意され得る。下方接合壁部２２は、変形可能メンブレン３の外部に配置され、ベースフレーム２に対して気密の様式で装着される。

変形可能メンブレン３は、以下でさらに論じるように、頭部の通過および頸部との連携のための中央オリフィスＯＣを画定する。

変形可能メンブレン３は、高い弾性伸び率（少なくとも２、さらには２．５）を有するエラストマーポリマーを備え、それにより中央オリフィスＯＣの面積に関して、少なくとも４の大開口対小開口の比率が実現される。

変形可能開口制御デバイス６が用意される。この開口制御デバイス６は、変形可能メンブレンの中央オリフィス（ＯＣ）を、大開口状態から変形可能メンブレンがユーザＵの頸部を実質的に気密の様式で囲む小開口状態へ変化させることを可能にする。

開口制御デバイス６は、「アイリス」または「ダイアフラム」とも呼ばれ得る。

より厳密には、例示の一例によれば、開口制御デバイスは、固定リング６１、可動リング６２、および伸張可能コード６３を備える。

変形可能メンブレンは、第１の境界部３１および第２の境界部３２を有するスリーブとして形成される。

第１の境界部３１および第２の境界部３２は共に、固定リング６１に対して装着される。

各コード６３に関して、第１の端部は、固定リング６１に対して装着され、第２の端部は、可動リング６２に対して装着される。

可動リング６２の回転下において、コード６３は、径方向に沿って内方へと変形可能メンブレンを伸展させ引く（中心に向かって、すなわちユーザの頸部が存在する場合にはユーザの頸部に向かって）。より厳密には、各コードは、中心に向かって変形可能メンブレンの径方向中間部分３０を押す。

４つのコードが用意されてもよい。しかし、コードの個数は、３〜２４個の任意であることが可能である。各コードは、５ｃｍ〜２５ｃｍの間からなる長さを有する。これらのコードは、伸張可能エラストマー材料から作製される。これらのコードは、天然ゴムまたは合成ゴムから作製されることが可能である。

有利には、コードの外部層は、コードの弾性伸張により変形可能メンブレンの径方向中間部分３０が接線方向に引かれないように、滑りコーティングであることが可能である。

別の例によれば、変形可能メンブレンが装着される対象物の形状は、種々であることが可能である。形状に関わらず、あらゆる固定部材および可動部材がリングの代替として考えられ得る。

メンブレンの中央オリフィスＯＣが大開口状態にある場合に、中央オリフィスは、ヒトの成人の頭部を通過させるのに十分な大きさであり、実際には少なくとも３００ｃｍ^２の開状態断面、好ましくは少なくとも４００ｃｍ^２の開状態断面、およびより好ましくは少なくとも５００ｃｍ^２の開状態断面である。

閉鎖された場合のメンブレンの中央オリフィスＯＣの最小サイズは、１００ｃｍ^２の、さらには８０ｃｍ^２の小ささであることが可能である。

同様に、小開口状態の面積により大開口状態の面積を除算したものによって定義される表面積比率Ｌ／Ｓ（大／小）が定義される。

有利には、比率Ｌ／Ｓは、少なくとも４であり、好ましくは少なくとも５であり、好ましくは約６である。

１つの特定のオプションでは、ユーザの頸部と接触状態になるように構成可能である繊維カラー３７が追加的に用意され、したがって快適性が強化される。この繊維カラーは、交換可能なものであることが可能であり、したがって衛生条件が改善される。繊維カラーは、変形可能メンブレンの径方向中間部分３０に対して取外し可能に結合され得る（図１１を参照）。

可動リング６２は、ケーブル９６により作動される制御レバー６５を備える。一変形例では、可動リング６２を移動するために手動による作動がさらに可能である。

伸張可能コード６３は、弾性であり、大開口状態への弾性復元をもたらす。しかし、大開口状態に対応する位置へと可動リングを弾性的に復元させるための追加の付勢手段が用意されてもよい。図示する例では、ベースフレームとともに剛体をなす留め具６６に対して一方の端部にてアンカリングされ、制御レバー６５に対してまたは可動リング６２とともに剛体をなす別の箇所に対して他方の端部にて装着された弾性ストリング６７（または引張ばね）が用意される。

固定リング６１および可動リング６２は共に、呼吸装置の設置／設置解除時にユーザの頭部の通過を可能にするように楕円形になるように若干の変形性を有し得る点に留意されたい。

上記で論じたような変形可能メンブレンと同様のダイアフラム以外にも、変形可能メンブレンの別の例のように図２において概略的に例示されるように、手動ジップ３１動作式クロージャを利用することが排除されない。

図示する例では、左側関節連結ユニット８Ｌは、バイザの位置に依拠して可動リングを駆動するためにロックシステム７およびリンク機構９を備える。

バイザ／メンブレンリンク機構
図示する例では、バイザ／メンブレンリンク機構９は、可動リング６２を回転させるためのプルケーブル９６を備える。

プルケーブル９６の一方の端部は、制御レバー６５に対して装着される。プルケーブル９６の他方の端部は、左関節連結ユニット８Ｌの内側部に配置されたプーリ９１に対して装着される。この装着点は９７で示される。プルケーブル９６およびプーリ９１は、実質的にウィンチとして機能する。プーリ９１は、ヒンジ軸Ｙ上に回転可能に取り付けられる。１つの有利なオプションによれば、バイザの回転を、約１／４回転だけ可動リングを引くために十分な範囲を有するケーブルの牽引へと変換するマルチプライヤ歯車が用意される。

遊星歯車が、この目的に対して用意される。１つの可能な構成によれば、バイザハブが遊星歯車の遊星キャリア９４に対して装着され、太陽歯車９２が固定され、外輪歯車９３がプーリ９１とともに剛体をなす。これにより、実質的なレンジ／ストロークダブラーが構成される。また、遊星歯車技術で知られるような遊星キャリア、太陽歯車、および外輪歯車を交換することによるさらに高い乗算比が可能である。遊星歯車は９５で示される。

ロック機構
ロック機構は、主に図９に示される。

ハンドル４８領域からハブ領域まで延在する制御ロッド７４が用意される。

制御ロッド７４を外方に引くように作用する押しボタン４２が用意される。切欠部７２が、バイザハブに設けられ、１つの切欠部は、バイザの閉位置に応答し、１つまたは複数のさらなる切欠部７１は、バイザの１つまたは複数の開位置に対応する。ロック状態へと制御ロッド７４を付勢するばね７７が用意される。

制御ロッドは、必ずしもロッド状ではない任意の制御部材であることが可能である。ユーザは、例えば自身の親指４９で押しボタンを前方に押し得る。安全なロック解除動作を実現するための他の変形例がさらに考えられ得る。

ロックは、戻しばね７７によりロックが受動的に実現されることが当業者には理解されよう。

有利には、図１０に示すような再呼吸回路が用意される。これは、空気／ガスを循環させその再生を確保するために使用されるファンを用いた実質的に閉ざされた空気回路である。酸素供給は、酸素タンクを用いて実現され、これによりユーザにより使用される酸素を補償し、閉回路内の酸素レベルを調節する。二酸化炭素捕獲カートリッジ（例えばソーダ石灰または水酸化リチウムを囲んだ）が用意される。さらに、閉鎖体積内の空気温度を低下させるための、および水蒸気を凝結させループから取り出すためのガス冷却ユニットが用意されてもよい。

呼吸装置の内部には、ファンからの空気入口用の１つまたは複数のインジェクタ８３と、内部体積からファンまで空気を排気するためのベント８４とが設けられる。

システムを制御するための複数のセンサ（圧力、流量、ＣＯ２等）（図示せず）が用意されてもよい。

提案される解決策の気密性能により、実質的な漏れを伴うことなく、内部閉鎖体積と航空機キャビンの外部環境との間において１バールの気圧差を保つことが可能となる。

ユーザの頸部周囲の締付けに関して、第２のダブルリング６２に対して可動である第３のリング６９が用意されてもよい。この追加の制御リングにより、ユーザからの手動制御による締付けの微調整が可能となる。

剛性バイザの閉位置を検出することが可能なセンサ２６が用意されてもよい。これにより、呼吸装置に設けられるマイクロフォンおよび拡声器へと音声コミュニケーションを自動的に切り替えるためのアビオニクスシステムが可能となる。

１ ショルダ支持部
２ ベースフレーム
３ 変形可能メンブレン
４ 剛性バイザ
５ 伸展可能キャノピ
６ 変形可能開口制御デバイス
７ ロックシステムアセンブリ、ロックシステム
９ リンク機構、バイザ／メンブレンリンク機構
１０ パイロット安全ハーネス
１２ リンク部材
２０ 後方部分
２１ 弧状前方部分
２２ 下方接合壁部
２６ センサ
３０ 径方向中間部分
３１ 第１の境界部、手動ジップ
３２ 第２の境界部
３７ 繊維カラー
４２ 押しボタン
４３ 曲線部
４４ 上方境界部
４７ 下方境界部
４８ ハンドル
４９ 親指
５０ アーチ部
５１ 後方壁部
５２ 可撓性上壁部
６１ 固定リング
６２ 可動リング、第２のダブルリング
６３ 伸張可能コード
６５ 制御レバー
６６ 留め具
６７ 弾性ストリング
６９ 第３のリング
７１ 切欠部
７２ 切欠部
７４ 制御ロッド
７７ ばね
８１ ガス導管
８２ ガス導管
８３ インジェクタ
８４ ベント
８６ マイクロフォン
８７ 拡声器
８８ 電気ケーブル
９０ 呼吸装置
９１ プーリ
９２ 太陽歯車
９３ 外輪歯車
９４ 遊星キャリア
９６ ケーブル、プルケーブル
１Ｄ 右部材
１Ｇ 左部材
８Ｌ 左側関節連結ユニット、左関節連結ユニット
８Ｒ 右側関節連結部、右関節連結ユニット
Ｐ１ 使用位置
Ｐ２ 後退位置、完全後退位置

本願をもたらしたプロジェクトは、助成合意書番号No CS2-LPA-GAM-2014-2015-0Iの下において、欧州連合のHorizon 2020 research and innovation programの下でClean Sky 2 Joint Undertakingからの資金援助を受けたものである。
本開示は、航空機パイロット用の呼吸装置に関する。

Claims (17)

1. 航空機用の呼吸装置（９０）であって、前記航空機のパイロットまたは副操縦士が前記呼吸装置のユーザ（Ｕ）を構成する呼吸装置であって、
   ショルダ支持部（１）と、
   前記ユーザ（Ｕ）の頸部を略気密の様式で選択的に囲むように構成されたサイズ適応性を有する中央オリフィス（ＯＣ）を備える変形可能メンブレン（３）を有するベースフレーム（２）であって、前記ショルダ支持部（１）上に取り付けられるベースフレーム（２）と、
   後退位置（Ｐ２）と使用位置（Ｐ１）との間において可動に前記ベースフレーム上に取り付けられた剛性バイザ（４）であって、前記ベースフレームに気密の様式で接触する剛性バイザ（４）と、
   前記剛性バイザの上方境界部に対して気密の様式で結合された、１つまたは複数のアーチ部（５０）および可撓性壁部を有する伸展可能キャノピ（５）と
   を備え、
   前記剛性バイザ（４）が閉鎖位置／使用位置に位置し、前記変形可能メンブレンが前記ユーザの前記頸部を略気密の様式で囲む場合に、実質的に閉鎖された体積（ＣＶ）が実現され、閉鎖体積は、前記変形可能メンブレン、前記ベースフレーム、前記伸展可能キャノピ、および前記剛性バイザにより境界設定され、前記ユーザの頭部（ＵＨ）が、前記剛性バイザと接触せず、一切の要素が、顔面に着用されない、呼吸装置（９０）。
2. 前記変形可能メンブレンの前記中央オリフィス（ＯＣ）を、大開口状態から前記変形可能メンブレンが前記ユーザ（Ｕ）の前記頸部を略気密の様式で囲む小開口状態へと変化させるための開口制御デバイス（６）が設けられる、請求項１に記載の呼吸装置。
3. 前記小開口状態の面積により前記大開口状態の面積を除算したものによって定義される表面積比率Ｌ／Ｓが定義され、Ｌ／Ｓは、少なくとも４であり、好ましくは少なくとも５であり、好ましくは約６である、請求項２に記載の呼吸装置。
4. 前記開口制御デバイスは、前記剛性バイザの動きに依拠して駆動される、請求項２または３に記載の呼吸装置。
5. 前記開口制御デバイスは、前記剛性バイザにより駆動されるケーブルリンク（９６）により駆動される、請求項４に記載の呼吸装置。
6. 前記開口制御デバイスは、手動調節補足デバイスを備える、請求項２から５のいずれか一項に記載の呼吸装置。
7. 前記開口制御デバイスは、固定リング（６１）、可動リング（６２）、および伸張可能コード（６３）を備え、前記変形可能メンブレンは、スリーブとして形成され、前記変形可能メンブレンの第１の境界部（３１）および第２の境界部（３２）が、前記固定リング（６１）に対して装着され、各伸張可能コードに関して、第１の端部が前記固定リング（６１）に対して装着され、第２の端部が前記可動リング（６２）に対して装着される、請求項２から５のいずれか一項に記載の呼吸装置。
8. 前記変形可能メンブレン（３）は、高い弾性伸び率を有するエラストマーポリマーを備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の呼吸装置。
9. 前記メンブレンの前記中央オリフィス（ＯＣ）は、大開口状態において、ヒトの成人の頭部を通過させるのに十分な大きさであり、実際には少なくとも３００ｃｍ^２の開状態断面積、好ましくは少なくとも４００ｃｍ^２の開状態断面積、およびより好ましくは少なくとも５００ｃｍ^２の開状態断面積である、請求項２から８のいずれか一項に記載の呼吸装置。
10. 少なくとも１つの位置に前記剛性バイザを保持するためのロックシステム（７）と、ロック解除アクチュエータ／押しボタン（４２）とをさらに備え、前記ロックシステム（７）は、前記後退位置（Ｐ２）および前記使用位置（Ｐ１）の両方において前記剛性バイザのロックを実現にする、請求項１から９のいずれか一項に記載の呼吸装置。
11. 前記剛性バイザの前記上方境界部は、両側部領域（左および右）において弧状であることにより、良好な側方視界を実現する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の呼吸装置。
12. 前記伸展可能キャノピの前記アーチ部（５０）は、前記伸展可能キャノピが完全に後退された場合に相互に囲まれるように配置される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の呼吸装置。
13. 前記剛性バイザは、前記ユーザの頭部位置に対して耳下方領域に配置された関節連結軸Ｙを有して前記ベースフレーム上に回転可能に取り付けられる、請求項１から１２のいずれか一項に記載の呼吸装置。
14. 前記閉鎖体積内に酸素を含む新鮮な空気を供給するための１つまたは複数のインジェクタ（８３）であって、前記ベースフレームの前方領域（２１）に配置される１つまたは複数のインジェクタ（８３）が用意される、請求項１から１３のいずれか一項に記載の呼吸装置。
15. １つまたは複数のガス導管（８１、８２）を介して前記閉鎖体積（ＣＶ）に対して結合された再呼吸システムをさらに備え、前記閉鎖体積（ＣＶ）の内外へのガス交換が、前記ガス導管（８１、８２）を介してのみ可能である、請求項１から１４のいずれか一項に記載の呼吸装置。
16. マイクロフォン（８６）および１つまたは２つの拡声器（８７）をさらに備える、請求項１から１５のいずれか一項に記載の呼吸装置。
17. 前記剛性バイザが前記使用位置にあることを検出するように構成された位置センサ（２６）をさらに備え、したがってアビオニクスシステムが前記呼吸装置に設けられた前記マイクロフォンおよび前記拡声器へと音声チャネルを自動的に切り替える、請求項１６に記載の呼吸装置。