JP5106549B2 - 膨張式ハーネスクルーマスク - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２００７年２月５日に出願された米国仮特許出願第６０／８９９，４３４号に基づく。

（発明の背景）
本発明はキャビン減圧時のクルーの安全のために大型航空機で使用されるクルーマスクに関する。より詳細には、本発明は、使用時にこの種のマスクを適切な位置に固定するために使用される膨張式（inflatable）ハーネスに関する。

良く使われるタイプのクルーマスクは、ユーザの頭部にハーネスを配置する前に膨張し、その後空気が抜けてユーザの頭部をつかむ膨張式の弾性チューブを持つ膨張式ヘッドハーネスを備える。チューブには、呼吸マスクのレギュレータへの加圧酸素の供給によって膨張を調整するためのバルブが接続される。

酸素供給システムの別の類似タイプは、フェイスマスクと膨張式ヘッドハーネスを有する酸素供給部を備える。複数の化学的酸素ジェネレータがリザーバに加圧酸素を提供して空気圧式ヘッドハーネスを膨張させるとともに、化学的酸素ジェネレータの始動中に初期の呼吸供給を行う。

膨張式ハーネスを持つ航空機クルーマスクは、現在のところ、高圧酸素とマスクに搭載されたレギュレータとを使用する設計のものに限られている。レギュレータへの高圧酸素の供給を用いてハーネスを膨張させる。しかしながら、軍事用酸素マスクの長年にわたる設計では、高圧酸素供給源および酸素レギュレータを航空機パネル内に搭載し、より低圧の呼吸可能な酸素をマスクに提供して、マスク側でハーネスを膨らませるための高圧酸素ガスを不要としている。現在の軍事用マスクは、フィット調整が必要となる古い「ハードな」ヘッドハーネスに限られているか、またはマスクがフライトヘルメットにより支持されている。古いハードヘッドハーネスで必要となる事前の調整やカスタムサイズの設計を必要とせずに、幅広い各個人の頭部のサイズに適合するので、膨張式ハーネスマスクの方が好ましい。したがって、ハーネスの迅速な膨張を可能にするとともに、古いスタイルの軍事用マスクデザインが新しい膨張式ハーネスの自動調節という利点を備えられるようにする、膨張式ハーネスクルーマスクが望まれている。本発明は、これらの問題および他の問題を解決する。

簡潔にかつ一般的に述べると、本発明は、酸素供給システムとは独立して、別個の加圧ガス膨張供給アセンブリを利用して膨張式ハーネスを膨らませる加圧ガスを供給する膨張式ハーネスを備える膨張式ハーネスクルーマスクを提供する。これにより、航空機パネル内に搭載された酸素供給レギュレータと膨張式ハーネスクルーマスクとを接続することが可能になる。また、酸素供給レギュレータから供給される酸素とは別に、膨張式ハーネスを膨らませて、事前の調整やカスタムフィットを必要とせずにユーザの頭部にフィットさせることが可能になる。

したがって、本発明は、着用者の顔の周縁に沿って適合するように形成された顔シール成形部を有するマスク部と、顔シール成形部に接続された少なくとも一つの膨張式チューブを有する膨張式ハーネスと、を備える膨張式ハーネスクルーマスクを提供する。膨張弁が膨張式ハーネスと流体連結され、ハーネスの膨張を調節する。加圧ガス膨張供給アセンブリは、膨張弁に加圧ガスを供給して膨張式ハーネスを膨張させるように構成される。好適な態様では、マスク部はバルブコネクタハウジングを備え、呼気／吸入弁がバルブコネクタハウジングに配置されマスク部と流体連結される。呼気／吸入弁は、酸素源に接続されマスク部に呼吸可能な酸素を提供する。別の好適な態様では、膨張弁がバルブコネクタハウジング内に配置される。

膨張式ハーネスクルーマスクの膨張弁は、入口ポートおよび出口ポートと、膨張弁ハウジング内に滑動可能に配置された膨張弁ポペットと、膨張弁ハウジングの第１端部に滑動可能に配置され膨張弁ポペットに隣接するプランジャーピンと、を有するハウジングを備える。プランジャーピンは閉位置に付勢されており、ガス解放ボタンは、バルブコネクタハウジングに回動可能に接続されプランジャーピンに隣接して配置されており、ユーザがガス解放ボタンを押して膨張弁ポペットを開くと、膨張弁の出口ポートを通して加圧ガスが解放される。別の態様では、膨張弁は圧力調整アセンブリを備える。膨張式ハーネスは、ユーザの頭部に適合するように構成された第１および第２膨張式チューブを備えてもよく、また第１および第２膨張式チューブの間に接続される一つ以上の接続ストラップを備えてもよい。一つ以上の接続ストラップは調節可能であってもよい。

別の好適な態様では、加圧ガス膨張供給アセンブリは、圧縮ガスカートリッジの本体部を取り外し可能に受け入れるための内部チャンバを有するコンテナ部を備える加圧ガス膨張供給シリンダと、第１端部で圧縮ガスカートリッジの首部を取り外し可能に受け入れるように構成されたレギュレータ部と、を備える。レギュレータ部の第２端部は、貫通やり部材の出口端と接続されるガス出口ポートを備える。レギュレータのガス出口ポートは膨張ガス供給チューブに接続される。レギュレータ部の第１端部はコンテナ部と取り外し可能に接続可能であり、圧縮ガスカートリッジの首部を取り外し可能に受け入れるように構成された内部プレナムを有する。別の好適な態様では、圧縮ガスカートリッジは、膨張式ハーネスの複数の膨張部に十分な圧縮ガスを提供するように構成される。圧縮ガスカートリッジが二酸化炭素圧縮ガスカートリッジである。

加圧ガス膨張供給シリンダのレギュレータ部の第２端部のガス出口ポートは、膨張ガス供給チューブによって膨張弁と接続される。レギュレータ部の第１端部は、圧縮ガスカートリッジの首部の隔壁を貫通するように構成され円錐形の貫通点入口端を有する貫通やり部材を備えることが好ましい。貫通やり部材は、内部開口を通してガスカートリッジから貫通やり部材の出口端までガスが流れるように構成された内部開口を有する。

別の態様では、レギュレータ部は貫通やり部材の出口端に隣接するレギュレータ弁を備えることが好ましい。レギュレータ弁は、レギュレータ弁チャンバと、レギュレータ弁チャンバ内に配置されるボール部材と、を備える。レギュレータ弁の第２端部は、圧縮ガスカートリッジから解放されたガスの圧力を調節して所望の低ハーネス膨張チューブ圧力にするように構成されたガス圧力調節アセンブリを備えてもよい。レギュレータ弁チャンバと流体連結するように、圧力チャージ標示アセンブリを取り付けてもよい。

本発明の他の特徴および利点は、本発明の動作を例示として示す添付の図面とともに、以下の好適な実施形態の詳細な説明からより明らかになるだろう。

本発明による膨張式ハーネスクルーマスクの正面斜視図である。 図１の膨張式ハーネスクルーマスクの左側正面斜視図であり、クルーマスクの膨張式ハーネス用のガスカートリッジインフレータを示す図である。 図２のクルーマスクの膨張式ハーネス用のガスカートリッジインフレータの分解図である。 図１の膨張式ハーネスクルーマスクの右側正面斜視図であり、クルーマスクの膨張式ハーネス用のガスカートリッジインフレータの変形例を示す。 図４のガスカートリッジインフレータの分解斜視図である。 図４のガスカートリッジインフレータのガスカートリッジコンテナ部の正面斜視図である。 図４のガスカートリッジインフレータのレギュレータ部の分解斜視図である。 図４のガスカートリッジインフレータのレギュレータ部の断面図である。 図１の膨張式ハーネスクルーマスクのバルブコネクタおよび膨張弁の分解斜視図である。 図１のバルブコネクタの断面図である。 図１の膨張式ハーネスクルーマスクの膨張弁の断面図である。 図１の膨張式ハーネスクルーマスクの膨張弁の分解斜視図である。 バルブコネクタの呼気／吸入弁の分解斜視図である。

膨張式ヘッドハーネスを持つクルーマスクは、ユーザの頭部にマスクのハーネスを配置するのに便利であるが、この種の膨張式ハーネスを膨らませるために一般に使用される加圧酸素は、一部の航空機（軍用機など）では利用できないことがある。そのため、クルーマスクのヘッドハーネスを膨張させるために加圧酸素源を利用できない航空機においても利用可能な、クルーマスクの膨張式ハーネスを膨らませる方法およびシステムが必要とされている。

例示を目的とし限定を目的としない図面を参照して、本発明は、図１乃至４に示されるように、透明のフレキシブルレンズ１２を通常備えるマスク部１１を有する膨張式ハーネスクルーマスク１０にて具現化される。フレキシブルレンズ１２は、着用者の顔の周縁にフィットするように形成された弾性顔シール成形部１４に取り付けられる。膨張式ハーネスクルーマスクは、弾性顔シール成形部に取り付けられユーザの頭部に適合するように構成された個別の膨張式チューブ１８ａ、１８ｂを有する膨張式ハーネス１６を備える。接続ストラップ２０および２２が、その先端で膨張式チューブの間に接続されていてもよい。接続ストラップはまた、マスクのサイズに合わせて、またハーネスをユーザの頭部に装着した後のユーザの快適性に合わせて調節可能であってもよい。弾性顔シール成形部の下方前部は、図９乃至１２に示すような、ハーネスの膨張を調整するための膨張弁２６と、図９乃至１３に示すような呼気／吸入弁２８とを有するバルブコネクタハウジング２４を備える。

図１、２および４を参照して、膨張式ハーネスクルーマスク用の酸素源は、バルブコネクタハウジングの入口３２に一端で接続されるとともに、航空機（図示せず）内の酸素供給レギュレータへの酸素供給ホースに他端で接続される酸素供給ホースまたは酸素供給チューブ３０により提供される。バルブコネクタハウジングの入口からマスクへの酸素流は、マスクの内部に接続された呼気／吸入弁によって調節される。図４に示すように、流通を容易にするために、マスクは、酸素供給ホースに搭載される「プレス・ツー・トーク（押して話す）」制御部３４を有するマイクロフォン（図示せず）を含んでもよい。

図２乃至６に示すように、複数のハーネスの膨張部について十分なガスを供給する小型の圧縮ガス膨張供給シリンダ３６が、クランプまたはクリップ３８によって酸素供給ホースに通常取り付けられており、クランプまたはクリップ４２によって酸素供給ホースに通常取り付けられている膨張ガス供給チューブ４０を介して、二酸化炭素ガスなどの加圧ガスを膨張弁コネクタに供給する。酸素供給ホースをユーザの衣服に取り外し可能に取り付けるために、酸素供給ホースに接続された装身用クリップ４４を設けてもよい。

図５乃至８を参照して、ガス膨張供給シリンダは内部チャンバ４８を有するコンテナ部４６を備える。内部チャンバ４８は、８００ｐｓｉｇ以上に加圧された標準のＣＯ_２圧縮ガスカートリッジ等の圧縮ガスカートリッジ５０を取り外し可能に受け入れる。圧縮ガスカートリッジの首部５２は、ガス膨張供給シリンダのレギュレータ部５６の内部プレナム（plenum）５４に取り外し可能に受け入れられる。ガス膨張供給シリンダは、典型的に、図１乃至３に示すように、ガス膨張供給シリンダのコンテナ部にねじ込み可能に（threadably）接続される。圧縮ガスカートリッジの首部には、ねじが切られていても切られていなくてもよく、またカートリッジ内の加圧ガスを解放するために貫通可能な隔膜（図示せず）を備えている。

図５を参照して、コンテナ部は、開口部を通して引き綱（lanyard）６０をねじ込み可能とするための開口部５８を備えてもよい。コンテナ部は、コンテナ部の内部チャンバ内に保持されるカップ状部材を有する。引き綱の他端６４は、レギュレータ部のスロット６６を通してねじ込まれるが、これは、ガスカートリッジを挿入または取り外すために分解したとき、コンテナ部とレギュレータ部とを緩く接続した状態を保つためのものである。

図７および８を参照して、レギュレータ部の第１端部６７には、貫通やり部材６８が取り付けられている。この貫通やり部材６８は、圧縮ガスカートリッジの首部を突き刺すための円錐形の貫通点入口７０と、ガスカートリッジから内部開口を通って貫通やり部材の出口端７２までガスが流れることを可能にする内部開口７１とを有する。貫通やり部材６８は、円錐形の貫通点の周りに配置されたリングシール７４を有しており、このシールは圧縮ガスカートリッジのねじ切りされていない首部とシール接触する。

レギュレータは、貫通やり部材の出口端に隣接するボール弁７６を備える。ボール弁７６は、ボール弁チャンバ８２内に配置されたボール部材８０と、ボール部材および貫通やり部材の出口端の間に配置され、ボール部材とバルブシート８８との間に配置されたリングシール８６に対してボール部材を付勢するように構成されたボール弁閉弁圧縮ばね８４と、を備える。これによって、ボール弁チャンバの上端でボール弁が閉弁方向に付勢される。レギュレータは、レギュレータに取り付けられたガス圧調整アセンブリ９０も備える。このアセンブリは、ガスカートリッジから解放されたガスの圧力を、所望の低ハーネス膨張チューブ圧力まで調節する。ガス圧調整アセンブリは、レギュレータの第２端部９４にねじ込み可能に取り付けられた圧力調節ねじ９２を備える。圧力調節ねじと圧縮プレート部材９８との間にはメイン圧縮ばね９６が配置される。ボール部材と圧縮プレート部材との間にピン１００が配置され、圧力調節ねじからの圧力をその関連する圧縮ばねを通して伝達し、ボール弁閉弁圧縮ばねの閉弁圧力に対抗してボール部材を開くように付勢する。これは、ガスカートリッジから解放されたガスを、例えば約７０ｐｓｉｇ等の所望の低ハーネス膨張チューブ圧力まで調節するためである。メインばねの圧縮は調整された圧力を決定する。

好ましくは、圧力チャージ標示アセンブリ１０２がレギュレータの側面の開口１０４に取り付けられる。圧力チャージ標示アセンブリ１０２はボール弁チャンバと接続される。圧力チャージ標示アセンブリ１０２は、新たなシリンダが係合するときに飛び出し、圧力が例えば約１００ｐｓｉｇ等の閾値圧力を下回るまでその状態を保つ標示ポペットまたはボタン１０６を備える。ポペットが出ているが上がっている場合、膨張式ハーネスの少なくとも一つ以上の膨張のために十分なガス圧がシリンダのガスカートリッジ内にチャージされていることをユーザに警告するために、この標示が使用される。

膨張ガス供給チューブがレギュレータのガス出口ポート１０８に接続され、レギュレータは内部ボール弁チャンバと流体連結されて加圧ガスを膨張式ハーネスに供給する。図７に示すように、膨張ガス供給チューブがレギュレータから切り離された場合に、圧縮ガス膨張供給シリンダを例えば異なる容量のシリンダで置換するために、レギュレータのガス出口ポートが六角プラグ１１０で一時的にシールされてもよい。

図９乃至１２を参照して、膨張弁は、膨張弁を通りハーネスに向かう加圧ガスの供給を制御する。膨張弁は、ガス解放ボタン１１２を備える。ガス解放ボタン１１２は、ヒンジピン１１４によってバルブコネクタハウジングに回動可能に接続され、プランジャーピン１１６に隣接して配置される。プランジャーピン１１６は、全体的に管状の膨張弁ハウジング１２０の第１端１１８に滑動可能に配置され、ハウジング内に配置された膨張弁ポペット１２２と隣接する。プランジャーピンは、メインプランジャー圧縮ばね１２４によって閉弁位置に付勢されており、これによりユーザは、ガス解放ボタンを押してメインプランジャー圧縮ばねの力に対抗して膨張弁ポペットを開き、膨張弁出口ポート１２６を通して加圧ガスを解放することができる。

ガスコネクタチューブ１２８が膨張弁出口ポートに接続されて出口取り付けコネクタ１３０に加圧ガスを導き、出口取り付けコネクタ１３０が膨張式ハーネスの膨張可能なチューブに接続される。圧縮調整ねじ１３２が、膨張弁ハウジングの第２端部１３４にねじ込み可能に取り付けられる。メイン圧縮ばね１３６が圧力調節ねじと膨張弁ポペットの基部との間に配置され、膨張弁ポペットを閉弁方向に付勢する。

試作品の試験
市販の自転車タイヤ用の二酸化炭素、１６グラムのインフレータを使用して、本発明の機能ユニットのモックアップが作られた。このユニットを、既存の膨張式ハーネスフルフェイスクルーマスクのハーネス供給弁に接続した。以下の表に示す結果は、三種類のカートリッジについて周囲温度７０°Ｆで平均して１０〜１２回膨張したときの試験後に観察された。

上記から、本発明がクルーマスクに搭載され膨張式ハーネスに接続された圧縮ガスシリンダを使用して、クルーマスクに供給される呼吸可能な酸素とは独立して、膨張式ハーネスに加圧ガスを供給することが分かる。特に、本発明は、航空機クルーメンバーの酸素マスクに取り付けられた小型の圧縮ガスシリンダおよびレギュレータを使用し、マスクハーネスを膨らませまたマスクハーネスを頭部に素早く取り付けることを可能にする。シリンダがハーネスの複数の膨張部に十分なガスを提供し、パネルに搭載されたレギュレータと接続される古い軍事用マスクを、新しく好適な膨張式ハーネスを有するように再構成することを可能にする。本発明は、古いクルーマスクに最新の膨張式ハーネス技術を適応させる、経済的に追加できまた簡単に構成された手段を提供する。したがって、コストや、マスクおよび装備に対する多大な投資を置換するという（特に軍用機における）兵站の複雑さを回避することができる。

本発明の特定の形態を例示し説明したが、本発明の精神および範囲を逸脱することなく様々な修正をなし得ることは上記記載から明らかであろう。したがって、添付の特許請求の範囲によるものを除き、本発明を限定することは意図していない。

Claims (18)

1. 膨張式ハーネスクルーマスクであって、
   着用者の顔の周縁に沿って適合するように形成された顔シール成形部と、バルブコネクタハウジングと、を有するマスク部と、
   前記顔シール成形部に接続された少なくとも一つの膨張式チューブを有する膨張式ハーネスと、
   前記膨張式ハーネスと流体連結され前記ハーネスの膨張を調節するように構成された膨張弁であって、
   第１端部および第２端部を有する膨張弁ハウジングと、
   入口ポートおよび出口ポートと、
   前記膨張弁ハウジング内に滑動可能に配置された膨張弁ポペットと、
   前記膨張弁ハウジングの第１端部内に滑動可能に配置され前記膨張弁ポペットに隣接するとともに閉位置に付勢されているプランジャーピンと、
   前記バルブコネクタハウジングに回動可能に接続され前記プランジャーピンに隣接して配置されるガス解放ボタンであって、ユーザが該ガス解放ボタンを押して前記膨張弁ポペットを開き前記膨張弁の出口ポートを通して加圧ガスを解放させるように構成されたガス解放ボタンと、
   を備える膨張弁と、
   前記膨張弁に加圧ガスを供給して前記膨張式ハーネスを膨張させるように構成された加圧ガス膨張供給アセンブリと、
   を備えることを特徴とする膨張式ハーネスクルーマスク。
2. 前記バルブコネクタハウジングに配置され前記マスク部と流体連結された呼気／吸入弁をさらに備え、該呼気／吸入弁は、酸素源に接続され前記マスク部に呼吸可能な酸素を提供するように構成された入口を有することを特徴とする請求項１に記載の膨張式ハーネスクルーマスク。
3. 前記膨張弁が前記バルブコネクタハウジング内に配置されることを特徴とする請求項１に記載の膨張式ハーネスクルーマスク。
4. 前記膨張弁は、
   前記膨張弁ハウジングの第２端部にねじ込み可能に搭載された圧力調節ねじを有する圧力調整アセンブリと、
   前記圧力調節ねじと前記膨張弁ポペットの基部との間に配置され、前記膨張弁ポペットを閉弁方向に付勢するメイン圧縮ばねと、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の膨張式ハーネスクルーマスク。
5. 前記膨張式ハーネスは、ユーザの頭部に適合するように構成された第１および第２膨張式チューブを備えることを特徴とする請求項１に記載の膨張式ハーネスクルーマスク。
6. 前記膨張式ハーネスは、前記第１および第２膨張式チューブの間に接続される少なくとも一つの接続ストラップを備えることを特徴とする請求項５に記載の膨張式ハーネスクルーマスク。
7. 前記少なくとも一つの接続ストラップが調節可能であることを特徴とする請求項６に記載の膨張式ハーネスクルーマスク。
8. 前記加圧ガス膨張供給アセンブリは、
   圧縮ガスカートリッジの本体部を取り外し可能に受け入れるための内部チャンバを有するコンテナ部を備える加圧ガス膨張供給シリンダと、
   第１端部と第２端部を有するレギュレータ部であって、前記第１端部が前記コンテナ部と取り外し可能に接続可能であり、前記第１端部が圧縮ガスカートリッジの首部を取り外し可能に受け入れるように構成された内部プレナムを有する、レギュレータ部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の膨張式ハーネスクルーマスク。
9. 前記圧縮ガスカートリッジが二酸化炭素圧縮ガスカートリッジであることを特徴とする請求項８に記載の膨張式ハーネスクルーマスク。
10. 前記圧縮ガスカートリッジは、前記膨張式ハーネスの複数の膨張部に十分な圧縮ガスを提供するように構成されることを特徴とする請求項８に記載の膨張式ハーネスクルーマスク。
11. 前記加圧ガス膨張供給シリンダの前記レギュレータ部の前記第２端部が、膨張ガス供給チューブによって前記膨張弁と接続されることを特徴とする請求項８に記載の膨張式ハーネスクルーマスク。
12. 前記レギュレータ部の前記第１端部は、円錐形の貫通点入口端および出口端を有する貫通やり部材を備え、
    前記円錐形の貫通点入口は、前記圧縮ガスカートリッジの首部の隔壁を貫通するように構成され、前記貫通やり部材は、内部開口を通して前記ガスカートリッジから前記貫通やり部材の出口端までガスが流れるように構成された内部開口を有することを特徴とする請求項１１に記載の膨張式ハーネスクルーマスク。
13. 前記レギュレータ部は、貫通やり部材の出口端に隣接するレギュレータ弁を備えることを特徴とする請求項８に記載の膨張式ハーネスクルーマスク。
14. 前記レギュレータ弁は、レギュレータ弁チャンバと、該レギュレータ弁チャンバ内に配置されるボール部材と、を備えることを特徴とする請求項１３に記載の膨張式ハーネスクルーマスク。
15. 前記レギュレータ部の前記第２端部は、前記圧縮ガスカートリッジから解放されたガスの圧力を調節して所望の低ハーネス膨張チューブ圧力にするように構成されたガス圧力調節アセンブリを備えることを特徴とする請求項１４に記載の膨張式ハーネスクルーマスク。
16. 前記ガス圧力調節アセンブリは、
    前記レギュレータ部の前記第２端部にねじ込み可能に搭載された圧力調節ねじと、
    前記圧力調節ねじと圧縮プレート部材の間に配置されたメイン圧縮ばねと、
    前記ボール部材と、前記圧力調節ねじからの圧力を伝達して前記レギュレータ弁の閉弁圧縮ばねの閉弁圧力に対抗して前記ボール部材を開く方向に付勢するように構成された前記圧縮プレート部材と、の間に配置されたピンであって、前記ガスカートリッジから解放されたガスを所望の低ハーネス膨張チューブ圧力に調整するピンと、
    を備えることを特徴とする請求項１５に記載の膨張式ハーネスクルーマスク。
17. 前記レギュレータ部は、前記貫通やり部材の前記出口端に接続されたガス出口ポートを備え、該ガス出口ポートは前記膨張ガス供給チューブに接続されることを特徴とする請求項１２に記載の膨張式ハーネスクルーマスク。
18. 前記レギュレータ弁チャンバと流体連結するように取り付けられた圧力チャージ標示アセンブリをさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の膨張式ハーネスクルーマスク。

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