JP4746247B2 - 自己密封フィルター接続部およびそれを取り入れたガスマスクおよびフィルター組立体 - Google Patents
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Description
【関連出願】
本願は、2000年4月18日出願の米国仮特許出願第S.N.60/198,012号の利益を請求する。
【0002】
【発明の背景】
発明の分野
本発明は自己密封フィルター接続部に関する。本発明は、その態様の一つで、フィルター組立体用の自己密封フィルター接続部に関する。本発明は、その別の態様で、取り外し可能な濾過カートリッジを備えたガスマスクに関する。本発明は、その別の態様で、取り外し可能な濾過カートリッジにより部分的に制御される自己密封吸入口弁を備えたガスマスクに関する。本発明は、その別の態様で、多段階濾過カートリッジを備えたガスマスクに関する。本発明は、その別の態様で、ツイスト−アンド−ロック式の取り外し可能な濾過カートリッジを備えたガスマスクに関する。
【0003】
関連技術の説明
1997年8月26日に発行されたNewtonへの米国特許第5,660,173号は3個のフィルター層を含んでなるフィルター缶を開示している。第一層は、好ましくはガラス繊維紙から製造され、その後に炭素床が続く粒子状フィルターである。缶壁の内側表面は、缶壁に隣接する床中の空隙のサイジングを維持するために窪んでいる。
【0004】
Michel et al.への米国特許第4,850,346号は、ガスマスクにおける呼吸器口用のバヨネット型呼吸器付属品を開示している。吸入口は、弾性メンブランまたはフラップから形成された吸入弁を含み、バヨネット型マウントにより薬品カートリッジを取り付けている。薬品カートリッジは、機械的フィルター、例えばフェルト加工した繊維状ディスクを収容するフィルター保持器をさらに取り付けている。
【0005】
ガスマスクを汚染された環境で使用するにつれて、濾過缶は有害な物質を効果的に濾過する能力が枯渇していく。これらの物質は、液滴、固体および液体エアロゾル、ガス、および粒子状物質を含むことができるが、これらに限定するものではない。マスクの着用者は、汚染された区域から離れられないことが多いので、着用者が汚染された区域に残っている間にフィルターを交換しなければならない。これは、フィルターを取り外している時に汚染物がマスクに入るのを確実に阻止するという問題を生じる。この昔からある問題は、缶交換訓練の形態で手順として解決されている。取り外し可能な濾過缶を有する典型的なガスマスクでは、吸気の間は開き、呼気の間は閉じ、フィルターを通して高温の湿分を含む空気が吐き出されるのを阻止する一方向流を与える吸入弁を含むフィルターマウントに濾過缶が取り付けられる。吸入弁は、着用者にさらに負荷を与える様な空気流路の制限を起こさないことが重要である。従って、吸入弁は低い開放圧を有するが、濾過缶を取り外した着用者が不注意に吸入すると悲惨な結果を招くことがある。
【0006】
缶が取り外されている時に不注意の吸入を阻止し、缶が所定の位置にある時には吸入に負担をかけず、フィルターを通す呼気を阻止する必要な機能は妨害しない自己密封機構を吸入口に備えることが有利になろう。
【0007】
【発明の概要】
本発明のガスマスクは、ガスフィルター缶を取り付けるための入口を含む、迅速に接続して取り付けるためのフィルター缶マウントを含んでなる。自己密封弁が入口に取り付けられるが、この弁は、ガスフィルター缶を缶マウントから取り外した時は入口を密封し、ガスフィルター缶を缶マウントに取り付けた時は入口を開くようにされている。フィルター缶は、缶マウントを受け入れるための中央キャビティ、およびそのキャビティ中に、缶が缶マウントに取り付けられた時に自己密封弁を開くための突起を含む。
【0008】
一実施態様では、自己密封弁は入口に取り付けられたエラストマー状隔膜を含み、蝶番およびスカートを含み、スカートは、付勢された弁座と接触する密封表面を有する。フィルター缶突起は、缶を缶マウントに取り付けた時に蝶番に作用し、スカートを密封表面から離れるように回転させるようにされている。
【0009】
さらに、本発明により、缶は、粒子状濾過媒体および炭素濾過媒体の積み重ねた放射状流動配置を含んでなり、濾過媒体が中央の分割壁により分離されており、分割壁が、空気流を放射状に外側に、粒子状濾過媒体を通して、炭素濾過媒体と流体連通している外側環状通路に向ける。次いで、空気は半径方向で内側に向けて、炭素濾過媒体を通して中央出口に流れる。缶は、迅速接続取付により、使用者が遭遇する様々な汚染物(一例は毒性の産業物質(TIM)である)を遮断するように選択された、補足的な放射状または軸方向流フィルターを受け入れるようにされている。これらのフィルターは、液滴、固体および液体エアロゾル、ガス、および粒子状物質を包含する汚染物を遮断する。
【0010】
さらに、本発明により、ガスマスク組立体は、濾過された空気のための内側室を画成し、濾過された空気を大気から内側室に通過させるための少なくとも1個の吸入開口部を含む面当て、および面当てに取り外しできるように取り付けられ、浄化された空気を面当ての内側室に通すために少なくとも1個の吸入開口部と流体連通している缶を含んでなる。バイザーは、使用者が面当てを通して外を見るための一対の間隔を置いて配置された光学パネルを含んでなり、間隔を置いて配置された光学パネルの間に蝶番が取り付けてあり、2個の光学パネルが互いに相対的に回転移動できる。
【0011】
【好ましい実施態様の説明】
本発明のガスマスクおよびフィルター組立体10を図1で始まる図面に示す。組立体10は、使用者の顔の上に適合し、内側室を画成するマスクハウジング12,および複数のフィルター缶14、20を含んでなる。ハウジング12は、入口組立体および自己密封機構16および円形または長円形のフィルター缶14をマスクハウジング12に固定するためのツイスト−アンド−ロックコネクタ18(細部は示していない)を包含する一対の円形または長円形の缶マウント13を含んでなる。
【0012】
ハウジング12は顔当て330およびバイザー332をさらに含んでなる。好ましい実施態様では、顔当て330は、毒性薬品の浸透に対して所望のレベルの耐性を与え、容易に汚染を除去できるブチル濃度の高い重合体または他の重合体または重合体混合物、例えばブチル/シリコーン材料、で、多くのサイズで構成されている。
【0013】
顔当て330は、使用者にとって快適であり、顔を効果的に密封するシリコーン濃度の高い重合体または他の重合体または重合体混合物を使用して、やはり別の共成形製法で射出成形される顔密封部(図には示していない)をさらに含む。この概念では、外側材料は耐薬品性、汚染除去、低硬化性、低可燃性、機械的強度および長期間耐久性が得られるように選択する。密封材料は、高レベルの快適性、低皮膚毒性、低温における高たわみ性および顔の特徴に密に適合する能力が得られるように選択する。これらの材料は、妥当な接着強度を有する必要があろう。概念的に、必要に応じて重合体と重合体、重合体と混合物、または混合物と混合物を接着することができよう。
【0014】
別の実施態様では、顔当ておよび密封部は、同じ重合体または重合体混合物から単一の射出成形操作で構成することができる。顔密封部は、顔当て330の内側に曲げた周縁部334にあり、使用者の顔に正しく配置されるように組み込んだ顎カップ(図には示していない)を含む。別の実施態様では、顔当て330は、ただ1種類のエラストマー状材料、例えばブチルゴムまたはシリコーンとブチルゴムの混合物、だけから製造される。
【0015】
バイザー332は、例えばポリウレタンから製造され、使用者に最大限の視界およびたわみ性を与え、高度の鮮明さを与えるように形成する。図に示す実施態様では、バイザー332はエラストマー状の中央蝶番338を含むが、バイザー332は中央蝶番無しにも形成することができる。バイザー332は、弾道保護手段を備え、日光やレーザーに対して保護するための外被(outserts)(図には示していない)を受け入れるように形成すべきである。バイザー332は、耐引掻き性表面をさらに含むことができる。
【0016】
パネル336は、妥当な光の透過性、ヘーズおよび反射性を有し、化学的汚染物および汚染除去剤に露出する影響に対する耐性を有していなければならない。パネル336は、衝撃に対しても妥当な性能を有し、他の攻撃、例えば引掻き傷または摩耗、に対しても耐性を有する必要がある。一般的に、光学品質の材料、例えばキャスティングまたは射出成形したポリウレタンまたはポリカーボネートがバイザーパネル336に好適である。
【0017】
蝶番338は十分な引張強度を有し、低温(−32℃)においても反復屈曲に耐えるだけの十分なたわみ性を有するべきである。蝶番338の材料は、パネル336の材料に接着する必要があり、貯蔵中に硬化してはならず、好ましくは透明であるべきである。ポリウレタン、スチレンブタジエンスチレン、スチレンエチレンブタジエンスチレンおよびある種の加硫または熱可塑性材料が好適な蝶番材料である。
【0018】
蝶番338およびパネル336は、二液製法における化学的接着により互いに接合するか、または後処理操作として接着剤で接合することができる。蝶番338は、機械的蝶番、成形接合部、リビングヒンジとして、または材料の断面積を小さくすることにより形成することができる。蝶番338は、完全に包み込む(図17参照)か、または張り合わせ(図18参照)により、または材料間の接合部をレーザー、超音波、赤外線または無線周波数(RF)誘導を使用する溶接技術により、形成することができる。
【0019】
ハウジング12は、発声機能、飲用機構、および出口弁組立体を組み合わせた主要発声モジュール342をさらに含んでなる。主要発声モジュールの形状は、発声隔膜の必要性が無いように音響的に形成されている。入口および出口弁は互換性があり、必要な独特なスペアパーツの数を少なくしている。ハウジング12は、複数の低プロファイルハーネスストラップ344により使用者の顔に保持され、ホットスポットを排除し、ヘルメットに快適に適合する平らな額密封部を画成する。ハーネスストラップ344をハウジング12の外部の上に折り曲げることにより、使用者はマスク10を迅速に着用することができる。ハウジング12の内側室は、好適な材料、例えばシリコーンまたはポリイソプレン、から形成され、様々な使用者に快適に適合するように多くのサイズで提供される鼻カップ(図には示していない)をさらに含んでなる。鼻カップはバイザー332の曇りを無くすための空気ガイドとしても作用する。
【0020】
図2〜6を参照すると、入口組立体および自己密封吸入機構16は、隆起した周縁部壁60、円錐台形弁座66を含んでなる壁を有する中央キャビティ62、中央の垂下したポスト76および面取りした面65を有するプラグ64、およびスプリング28を含んでなる。中央キャビティ62は、中央ハブ70の下側部分および複数の放射状スポーク72まで続いている。ハブ70は、スポーク72によりキャビティ62の壁に接続されており、弁プラグ64の垂下したポスト76を受け入れるための中央窪み74をさらに含む。ポスト76はさらにスプリング28の中に受け入れられており、スプリング28はハブ70とプラグ64の間に配置され、プラグ64をハブ70から離れるように、弁座66に対して押し付けている。ハブ70は、弾性吸入弁68を受けるための垂下した支柱82をさらに含んでなる。弁68は、全体的に傘のような形状を有し、環状のドーム形部分80および周縁部84を含む。
【0021】
入口組立体16は、マスクハウジング12中に形成された開口部の中に受け入れられ、開口部を取り囲むマスクハウジング12の縁部を密封しながら受け入れるための周縁部通路17を含む。
【0022】
ここで図7を参照すると、フィルター缶14は、積み重ねた放射状流構造を含んでなる。缶14は、環状外側壁34により接合された対向する入口および出口面30、32を有する中空の分割されたディスクを含んでなる。対向する面30、32はそれぞれ中央の入口および出口開口部36、38を有する。缶14は、対向する面30、32と平行な分割壁40をさらに含んでなるが、分割壁40は直径が環状外側壁34よりも小さいので、環状外側壁34の内側に隣接して形成された環状通路42を除いて、入口および出口開口部36、38は流体的に隔離されている。分割壁40と入口開口部36の間に入口キャビティ23が形成されている。入口キャビティ23は、粒子状濾過媒体、例えばW−ひだを付けた繊維ガラス紙44、の環状の列により取り囲まれており、この列は、カートリッジ14の入口面30と分割壁40の間の、環状通路42を除いた空間を完全に充填している。出口キャビティ24は、分割壁40と出口開口部38の間に形成されており、やはり出口面32と分割壁40の間の、環状通路42を除いた空間を完全に充填している環状炭素フィルター46により取り囲まれている。突起22が分割壁40から直角に出口キャビティ24の中央に、出口面32の平面近くに伸びている。繊維ガラス紙44は、エアロゾル、粒子状物質および滴を汚染した空気から除去する高効率濾過媒体であり、ここではW−ひだを付けた紙として開示しているが、ひだを付けた、ロゼットまたはパッド構造にある静電気帯電した繊維を包含する他の粒子状濾過媒体も考えられる。炭素フィルター46は、「クッキーカッター」表面構造として開示され、固定された吸着床として図に示すが、より円筒形の構造にある顆粒状吸着材および単層または多層吸着材も考えられる。炭素フィルター46はさらに、物理的な吸着過程では効果的に吸着されないガス、例えば塩化シアンおよびシアン化水素、との化学的相互作用に使用する金属塩を含浸した木炭吸着材床としても考えられる。
【0023】
出口面32の中央出口開口部38は、入口機構16の周縁部壁60の外径に密に近似した内径を有する周縁部リム39により縁取りされている。フィルター缶14および入口機構16は、ガスマスク産業における当業者には良く知られているように、ツイスト−アンド−ロック接続でインターロックする構造を有する。
【0024】
図7にさらに示すように、機構10は、毒性産業物質(TIM)を濾別するのに使用できる追加フィルター20を包含する。フィルター20は、補足フィルターとして、汚染物条件に応じて選択することができ、フィルター14は、補足フィルター無しに、多くの有害環境で効果的である。フィルター20は、軸方向流フィルターとして開示されているが、放射状流フィルターも考えられる。フィルター20は、第一の粒子状層48および透過性メンブラン49により分離された第二の収着材層を収容する外側ケース47を包含する。フィルター20は、中央入口開口部52を有する入口面51、および中央出口開口部54を有する出口面53をさらに含む。入口および出口開口部52、54は、第一および第二層48、50およびメンブラン49を通して流体接続されている。第二のツイスト−アンド−ロックコネクタ(図には示していない)を使用し、フィルター20をフィルター14に解除できるように取り付け、フィルター20の出口開口部54とフィルター缶14の入口開口部36の間に流体を通さないように密封する。
【0025】
フィルター缶14をツイスト−アンド−ロックコネクタによりマスクハウジング12に向けて引き付けると、突起22がプラグ64と係合し、スプリング28の付勢に打ち勝ち、プラグ64と弁座66の間の密封を開く。図2〜4は、開放位置にある自己密封機構16を示すが、そこでは缶14が入口組立体16の上に取り付けられており、突起22がプラグ64をスプリング28の付勢に抗して圧迫している。図2で、弁68が後面78と同じ高さに接していることから立証されるように使用者は息を吐きだしている。図3における空気流Aは、キャビティ24から入口組立体16を通り、次いで部分的に開いた吸入弁68を通る低レベルの空気流を示し、その際、周縁部84は後面78から分離し、空気を流しているが、弁68は機構16に対してその全体的な傘形状をなお維持している。図4は、弁68のその後の状態を示しているが、この時、使用者により増加された開放圧が弁68を逆転させ、縁部84を後面78からさらに分離し、空気流により大きな通路を与えている。弁68の独特な断面により、予想される開放圧の下で弁が逆転し、より大きな空気通路を与えるが、内部の付勢力は維持しており、使用者の吸入空気流が低下すると、その力が弁68をその本来の傘形状に戻し、後面78に対して密封する。
【0026】
図5は、缶14を取り外した状態の機構16を示す。スプリング28がプラグ64をハブ70から引き離ように付勢し、弁座66と密封係合させる。スプリング28は、缶14を容易に取り付けることができるが、缶14を取り外した時に使用者により発生するどの様な開放圧に対してもプラグ64を弁座66と密封係合した状態に維持し、それによって濾過されていない空気の偶発的な吸入が阻止されるのに十分な強度を有するように選択する。
【0027】
組立体10は、缶マウント13に缶14を単独で取り付け、自己密封機構16を開いて機能することができるが、それでも危険な現場状況下では、缶14をフィルター20で補完する。缶14およびフィルター20を組み合わせたフィルター組立体を通る空気流Aを図7に示すが、そこでは汚染した空気が入口開口部52を通ってフィルター20に入り、軸方向に層48、50およびメンブラン49を通過し、出口開口部54を通って流出し、缶14の対応する中央入口開口部36に入る。次いで、入口開口部36中の空気は半径方向で外側に向けて繊維ガラス紙44を通り、環状通路42に流れ、環状通路42の中を下方に、炭素フィルター46の外側に流れ、半径方向で内側に向けて炭素フィルター46を通り、キャビティ24に流れ、中央出口開口部38を通ってフィルター14から流出する。
【0028】
積み重ねた放射状に流れるフィルターは、フィルターの全体的なサイズと比較して、吸入空気が流れ得るより大きな表面積を与える。粒子状および木炭素子の表面積が増加する結果、防御性が増大する一方、できるだけ小さな取り囲み空間で空気流に対する抵抗が下がる。この概念は、軍用軸方向流フィルターの現在の設計よりも好ましい。積み重ねた放射状流フィルターには、本発明により缶マウントの突起および入口組立体を収容することができ、さらにマスクおよびフィルター組立体の小さくした取り囲み空間を維持できるという利点がある。しかし、この概念は、放射状流フィルターにだけ適用できるのではなく、軸方向流フィルターを包含する他の型のフィルター缶、およびバヨネットおよびねじ込み式の取付を包含する他の型の接続にも取り入れることができ、その様な用途も意図している。
【0029】
ここで図8〜12を参照すると、自己密封弁100の第二の実施態様は、弁本体110、弾性自己密封隔膜150、および弾性吸入隔膜170を含んでなる。図8および9には自己密封弁100の半分だけを示しているが、反対側は、これらの図に示す半分と鏡像の関係にある。自己密封弁100は外側面102および内側面104を有し、内側面104はガスマスク12の内側室に向くようになっている。
【0030】
自己密封隔膜150は弁本体110の外側面上に配置され、支柱112上に取り付けられている。吸入隔膜170は弁本体110の内側面上に配置され、支柱114上に取り付けられている。
【0031】
弁本体110は、底部表面118、外側壁120、および内側壁122を有する環状通路116を包含する。弁本体110は、通路外側壁120の上側末端から外方向に突き出た環状部分124をさらに包含する。通路外側壁120の上側末端は、上側末端138で環状面取り部分126を包含する。弁本体110は、その内側部分にハブ128を有し、ハブ128は平らな部分130、支柱112、114、およびハブ128と内側壁122の間の直立環状リブ132を含んでなる。リブ132は、上側環状表面134を含む。平らな部分130は、その中を通る多くの減圧穴136をさらに含んでなる。リブ132は、複数のスポーク140により、通路116の内側壁122の上側末端138に接続され、それらの間に多くの開いた通路142を画成している。内側壁122は、上側末端138に密封表面144をさらに含んでなる。
【0032】
自己密封隔膜150は、実質的に円筒形の中央部分152および中央部分152と一体的に形成された傘状の外側部分156を含む。中央部分152は、支柱112を受け入れ、隔膜150をハブ128に取り付けるためのキャビティ154を含む。外側部分156は、中央部分152とリブ132の半径方向内側の間に位置する凸状の蝶番部分158を含む。外側部分156は、密封表面144と連携して密封部を形成するための外側縁部162を有する環状スカート160を含む。スカート160はさらに、リブ132の上側先端134と接触するか、またはそこに近接するように配置されている。
【0033】
隔膜150およびハブ128は、それらの間に、減圧穴136と流体的に接続されたキャビティ164を画成する。
【0034】
吸入隔膜170は、実質的に円筒形の中央部分172および外側部分176を含む。中央部分172は、支柱114を受け入れ、吸入隔膜170をハブ128に接続するためのキャビティ174を包含する。外側部分176は、凸状蝶番178およびスカート180を含む。スカート180は、内側壁122の上側末端138と密封部を形成するように配置された外側部分182を含む。
【0035】
濾過缶200は、濾過缶200のフィルター素子を自己密封弁100に流体的および密封的に接続するためのインターフェース210を包含する環状下側面202を含んでなる。インターフェース210は、第一の垂下した環状リブ220および中央ハブ240を含んでなる。下側面202は、リブ220の外側表面222を下側面202と接続する環状の面取り部分204を含む。
【0036】
リブ220は外側表面222、内側表面224および末端226を含む。環状の弾性密封部228がリブ220の末端226を収容している。弾性密封部228は、例えば、エラストマー状材料から製造され、密封部228から放射状に外方向に突き出た突起230を含む。
【0037】
ハブ240は、複数のスポーク206により面取り部分204に接続され、環状リブ220の中央に位置する。スポーク206同士の間、およびハブ240の外側縁部242と面取り部分204の間に空気通路208が画成されている。空気通路は濾過缶200中のフィルター媒体と連絡している。
【0038】
ハブ240は実質的に、外側縁部242に垂下した環状リップ246を有するディスク244の形態にある。ハブ240は、先端250を有する垂下した環状リブ248をさらに含んでなる。環状リブ248は、減圧通路254を通して濾過缶200の内側に流体的に接続されているキャビティ252を画成する。リップ246とリブ248の間に浅いキャビティ260が画成され、減圧穴262を通して濾過缶200の内側に流体的に接続されている。
【0039】
図8に示す配置では、濾過缶200が自己密封弁組立体100から取り外されており、自己密封弁組立体100を通してどちらかの方向にガスを通過させようとしても、自己密封隔膜150または吸入隔膜170により必ず阻止される。ガスマスク12上に設置されると、ガスマスク12の着用者による吸入が吸入隔膜170を移動させるかもしれないが、自己密封隔膜150を引き付けて弁本体110とより密に接触させるだけであり、外気の吸入は阻止される。ガスマスク12の着用者による呼気も同様に吸入隔膜170を押し付け、弁本体110とより密に接触させ、空気の通過を阻止する。
【0040】
図9を参照すると、濾過缶200が自己密封弁組立体100に接続されると、インターフェース210が弁本体110の中に挿入され、自己密封隔膜150が密封表面144から移動し、自己密封弁が開く。
【0041】
濾過缶インターフェース210を自己密封弁組立体100の上に配置する時、インターフェース210の弁組立体100に接触する最初の部分は密封部228の突起230である。突起230が通路116の外側壁120に接触すると、インターフェース210と弁本体110の間に効果的な密封部が形成されるので、自己密封隔膜150は外気から流体的に隔離される。この流体的な隔離は、弾性密封部228が通路116の底部表面118に接触した時に完了する。
【0042】
濾過缶200を自己密封弁組立体100の上から、濾過缶200の面取り部分204が弁本体110の面取り126に突き当たるまで下降させる。この下降の際、フィルターインターフェース210のリブ248の先端250が自己密封隔膜150の凸状蝶番158と接触する。濾過缶200がさらに下降すると、リブ248が隔膜150の凸状蝶番158を押し下げ、隔膜150のスカート部分160をリブ132の上側先端134を中心にして旋回させ、それによって外側縁部162を密封表面144から離れるように持ち上げる。
【0043】
図9に示すように、フィルター缶インターフェース210を自己密封弁組立体100の中に完全に挿入した状態では、自己密封隔膜150の外側縁部162が密封表面144から離れ、リップ246の後ろにあるキャビティ260の中に持ち上げられている。自己密封隔膜150の凸状蝶番158はキャビティ164の中に押し込まれている。この過程の際、キャビティ164の中に閉じこめられていた空気は減圧穴136を通して放出され、キャビティ260の中に閉じこめられていた空気は減圧穴262を通して放出され、キャビティ252の中に閉じこめられていた空気は減圧通路254を通して放出されている。
【0044】
自己密封隔膜150の外側縁部162が密封表面144から離れ、リップ246の後ろにある状態では、空気通路208、142は流体的に連絡し、遮られていない。図9は、マスクの着用者が吸入していない時の弁組立体100を示し、濾過缶200を通る、および自己密封弁組立体100を通る空気の流れは無い。
【0045】
図10に関して、吸入隔膜170は、例えばマスクの着用者が吸入する際のように、マスク12の内側室で負の差圧にさらされており、吸入隔膜170が蝶番178を中心にして屈曲し、上側末端138との密封関係が離れている。こうして、矢印で示す様な、濾過缶200から空気通路208、142を通し、マスクの内側室に到る流体通路が開く。
【0046】
リップ246は、自己密封隔膜の上側末端138のための遮蔽機能を果たし、通路208を通して空気を流す。こうして、空気はリップ246の周りを流れ、自己密封隔膜の上側末端138を捕らえることはないので、弁を閉じたままにする。このように、上側末端138は通路208を通る空気の流路の外に位置する。
【0047】
図11および12に示すように、濾過缶14は、形状が長円形であり、減圧通路254の周りに放射状に間隔を置いて配置された、内側に突き出たフランジ266を有する幾つかのラッグを有する。弁本体110は、円形であり、外周に間隔を置いて配置された切れ込み268を有する。弁本体110は、各切れ込み268に隣接した傾斜路270を有する。弁本体の外周部は、フィルター缶14の外壁276の中に適合する形状を有する。缶を顔マスクに対して反時計方向に回転させ、顔マスク缶マウント13に対して缶をきつく引き付ける時、切れ込み268がラッグ264の中に受け入れられ、突き出たフランジ266は傾斜路270の下を横滑りするようにされている。クリップ280が一体的なフランジ278を通して缶14に弾力を持たせて取り付けてあり、使用者が缶を顔マスク缶マウントに取り付ける時、および缶マウントから取り外す時のグリップを与える。弁本体110の外周部には、放射状の溝274に固定されるスライドロック(図には示していない)のための切れ込み272がさらに設けられている。
【0048】
本発明の自己密封機構400の第三の実施態様を図13〜16に示す。機構400は隆起した周縁部壁420を含んでなり、その周縁部壁は内側に突き出たリップ416を有し、中央キャビティ402を画成し、中央キャビティはリップ416と平行な中央ハブ404の下側部分まで続いている。ハブ404および環状リング418は、ハブ404とリング418をリップ416に接続している複数の放射状スポーク424によりキャビティ402の中央に配置されており、スポーク424は、それらの間に複数の放射状開口部426をさらに画成している。環状ピボット418は、リング418に対して直角の、環状の直立ピボットリム419を含んでなる。ハブ404は、キャビティ402の底部として定義される平面に対して直角の、円錐形密封部410および弾性の吸入弁428をそれぞれ受け入れるための、対向する支柱406、408をさらに含んでなる。弁428は実質的に図2〜6で弁68として説明してある。
【0049】
密封部410は、中央部分411、環状の凹状蝶番部分412、および周縁部415を有する円錐形スカート部分414を包含する。蝶番部分412の直径はピボットリング418の直径よりも小さいので、密封部410をキャビティ402の中央にある支柱406の上に取り付けた状態では、蝶番部分412はピボットリング418の中に位置し、スカート部分414はピボットリング418の上に被さる。縁部415はさらに、密封係合した状態ではリップ416に突き当たり、密封部410の材料の弾性により所定の位置に保持されるようにされている。
【0050】
自己密封機構400は、上記のように、密封された開口部を含んでなり、使用者が機構400を通して息を吐き出そうとしても、弁428により阻止される。機構400は、マスク中で吸い込まれる吸引はすべてスカート414を内側に引き付け、それによって縁部415とリップ416の間の密封が強化されるので、吸入しようとする使用者に対して密封される。
【0051】
機構400は、蝶番部分412の直径と実質的に一致する直径を有し突出した環状リム422を含んでなる相補的な構造を有するフィルターと連携して使用する。リム422は、フィルターを機構400に固定する時に下降し、蝶番部分412と整列する構造を有する。リム422が下降すると、リムは蝶番部分412を圧迫し、円錐形のスカート部分414を直立した環状ピボットリム419に押し付ける。円錐形スカート部分414はリム419を中心にして回転し、周縁部415を上方向に持ち上げ、リップ416との接触を引き離し、それによって放射状の開口部426を露出する。これで、使用者は、弁428の開放圧に打ち勝つことにより、吸入することができる。
【0052】
本発明をその特定の具体的な実施態様に関して説明したが、無論、これは例示であって、制限するものではない。本発明の精神から離れることなく、上記の説明および図面の範囲内で妥当な変形および修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のガスマスクおよびフィルター組立体の分解組立斜視図である。
【図2】 図1のガスマスクおよびフィルター組立体の、吸入サイクルが進行する各段階における、フィルター缶をガスマスク上の入口組立体に取り付けた状態の部分断面図である。
【図3】 図1のガスマスクおよびフィルター組立体の、吸入サイクルが進行する各段階における、フィルター缶をガスマスク上の入口組立体に取り付けた状態の部分断面図である。
【図4】 図1のガスマスクおよびフィルター組立体の、吸入サイクルが進行する各段階における、フィルター缶をガスマスク上の入口組立体に取り付けた状態の部分断面図である。
【図5】 図1〜4のガスマスクおよびフィルター組立体の、図2の缶を入口組立体から取り外した状態の部分断面図である。
【図6】 図5の線6−6を通して見た断面図である。
【図7】 図1〜6のガスマスクで使用するフィルター組立体の切り取った分解組立斜視図である。
【図8】 自己密封弁およびフィルター缶が缶マウントから間隔を置いた関係にある、入口組立体の好ましい実施態様の部分的断面図である。
【図9】 図8と同様の、フィルター缶を取り付けた状態の部分的断面図である。
【図10】 図9と同様の、マスク操作の吸入段階の際の部分的断面図である。
【図11】 図8および9の自己密封機構の、分かり易くするために自己密封隔膜を取り除いた状態の斜視図である。
【図12】 図8〜10に示す実施態様の濾過缶インターフェースの透視図である。
【図13】 自己密封弁およびフィルター缶が缶マウントから間隔を置いた関係にある、入口組立体の別の実施態様の部分的断面図である。
【図14】 図8と同様の、フィルター缶を取り付けた状態の部分的断面図である。
【図15】 図14の線15−15通して見た部分断面図である。
【図16】 図13の線16−16通して見た部分断面図である。
【図17】 完全に包み込むことにより形成したバイザー蝶番の部分断面図である。
【図18】 張り合わせにより形成したバイザー蝶番の部分断面図である。
Claims (12)
- 濾過された空気用の内側室を画成し、濾過された空気を大気から内側室に通過させるための少なくとも1個の空気通路、および空気通路の外側表面の周りに形成された弁座を含む顔当て、
自己密封弁を形成し、少なくとも1個の空気通路に取り付けられたエラストマー状隔膜、該隔膜は、密封表面を備えたスカートを有し、密封表面は密封位置で弁座に対して付勢され、少なくとも1個の空気通路を密封し、空気通路を通る空気の吸入を阻止し、スカートは、少なくとも1個の空気通路を通して空気を通過させるため弁座から離れて開放位置に移動自在であり、
顔当てに取り外しできるように取り付けられ、自己密封弁が開いている時に少なくとも1個の空気通路と流体連通し、浄化された大気中の空気を顔当ての内側室に通過させる濾過缶、該濾過缶は、濾過缶を顔当てに取り付ける時に自己密封弁を開くためのリブを含み、
から成るガスマスク組立体であって、エラストマー状隔膜の密封表面が、エラストマー状隔膜の蝶番部分が少なくとも1個の空気通路に向けて移動する時に、密封位置と開放位置の間で移動することができ、濾過缶を顔当てに取り付け、それによって少なくとも1個の空気通路を開き、空気通路を通して空気を吸入する時に、隔膜の蝶番部分を少なくとも1個の空気通路に向けて移動させるように、濾過缶のリブが取り付けられていることを特徴とするガスマスク組立体。 - 請求項1に記載のガスマスク組立体であって、隔膜の蝶番部分が少なくとも1個の空気通路に向けて移動する時に、蝶番部分とスカートが密封位置と開放位置の間で対向する方向に移動できることを特徴とするガスマスク組立体。
- 請求項2に記載のガスマスク組立体であって、濾過缶のリブが、缶を缶マウントに取り付ける時に蝶番に作用し、スカートを旋回させて密封表面から離すようにされていることを特徴とするガスマスク組立体。
- 請求項1に記載のガスマスク組立体であって、顔当ての内側室に対して外側の表面上に外側弁座が形成されていることを特徴とするガスマスク組立体。
- 請求項1に記載のガスマスク組立体であって、顔当てが濾過缶マウントをさらに含み、濾過缶が濾過缶マウントを通して顔当てに取り外しできるように取り付けられ、外側弁座が濾過缶マウント上に形成されていることを特徴とするガスマスク組立体。
- 請求項5に記載のガスマスク組立体であって、濾過缶マウントが、少なくとも1個の空気通路と連絡する開口部を有することを特徴とするガスマスク組立体。
- 請求項5または6に記載のガスマスク組立体であって、濾過缶マウントが、ツイスト−アンド−ロック接続により濾過缶を取り外しできるように取り付けるための接続素子を含むことを特徴とするガスマスク組立体。
- 請求項6に記載のガスマスク組立体であって、エラストマー状隔膜が中央部分を有し、中央部分を通してエラストマー状隔膜が濾過缶マウントに取り付けられ、濾過缶マウントが、外側弁座とエラストマー状隔膜の中央部分の間に直立したリブを有し、直立したリブが、濾過缶をフィルターマウントに取り付ける時にエラストマー状隔膜の密封表面を外側弁座から外すための支点として作用する形状を有することを特徴とするガスマスク組立体。
- 請求項8に記載のガスマスク組立体であって、直立したリブの形状が環状であることを特徴とするガスマスク組立体。
- 請求項8または9に記載のガスマスク組立体であって、隔膜の蝶番部分が隔膜の中央部分と直立したリブの間に位置することを特徴とするガスマスク組立体。
- 請求項1に記載のガスマスク組立体であって、外側弁座の構造が環状であり、エラストマー状隔膜の密封表面の構造が環状であることを特徴とするガスマスク組立体。
- 請求項1に記載のガスマスク組立体であって、顔当ての内側にあり、少なくとも1個の空気通路を取り囲む内側弁座、および少なくとも1個の空気通路に取り付けた吸入弁をさらに含んでなり、吸入弁が、内側室と大気の間に負の差圧が無い時には内側弁座に対して密封するようにされた密封部分を有し、吸入弁がさらに、内側室と大気の間に負の差圧がある時には内側弁座から外れるようにされていることを特徴とするガスマスク組立体。
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