JPH03503964A - 空気圧安楽調節付乗員酸素マスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 空気圧安楽関節付乗員酸素マスク 孜五分夏 本発明は飛行乗員用酸素マスクに関し、マスクは伸長可能のハーネスを有して急 速に装着可能とし、収縮してハーネスの本来の弾性によって使用者の顔の鼻と口 部分にマスクを緊密に押圧するマスクに関する。特に本発明は装着した場合に特 定飛行条件においてハーネスの限定した再膨張を可能にし装着者の安楽を増加し 、マスクが顔を覆うハーネスの張力の一部を減少させる弁装置に関する。

皇員孜玉 米国特許第３５９９６３６号に記載された呼吸装置用の膨張可能頭部ハーネスは マスクを有し、マスクはに接続した細長の伸長可能のハーネス則ちストランプは 加圧空気源に弁を介して接続された内部導管を存する。弁が開けば空気はストラ ンプの導管に入りストランプを伸長させ、いくらか剛性の形状となる。かくして 、使用者は一方の手でマスクを把持し膨張したストランプを自分の頭の後に導き 、飛行乗員の緊急事態において一方の手のみが使用できる場合に特に有効である 。

米国特許第３５９９６３６号に記載された呼吸装置のハーネスを頭上に置いた時 にストランプは収縮し長さが短縮する。その後に収縮したストランプの本来の弾 性によってマスクは使用者の顔の鼻と口の部分に緊密に係合し呼吸可能ガスの外 周からの漏洩を防ぐ。

規則上、航空機がキャビン高度的４００００ｆ　ｔ　（１２０００ｍ）以上を飛 行する場合に、航空機乗員マスクは加圧され空気を使用者の肺に圧入する必要が ある。それ故この高度ではストランプは比較的大きな押圧力を発生してマスクを 顔に押圧して酸素の圧力に耐え、マスクが皮膚から離れてマスクの外周シールか ら酸素が漏洩するのを防ぐ。しかし、キャビン高度４００００ｆｔ（１２００（ １＋＋）　未満ではマスクの室内の加圧呼吸条件は不必要であり、レギュレータ は呼吸の要求に応じて作動して使用者の吸気の場合のみに酸素に富む空気混合物 をマスクに導入する。

一般に大部分の飛行時間はキャビン高度４００００ｆ　ｔ（１２０００ｍ）未満 である。しかし１例えば乗員−人の場合等、呼吸装置マスクを常時装着する必要 がある。このため、呼吸装置を頭に常時装着する必要のある場合は、加圧呼吸条 件が不必要の場合でもストラップは大きな力を生ずるするためハーネスストラッ プは低い高度ではひどい不愉快の源となる。

航空機乗員呼吸装置の設計と構造とは安全の配慮と国家の規則とを受ける。この 点で呼吸装置は非常事態において一方の手で数秒で装着可能であり、他方の手は 飛行機制御のために自由である必要がある。このため、ストラップの張力を解除 し増加させるために両手を使用することは完全に不合格である。

ｌユ■皿丞 本発明は膨張可能ハーネスストラップを有する航空機乗員呼吸装置用の安楽制御 システムに関する。安楽制御システムとは簡単に説明すればストラップを固定程 度に再膨張させる弁装置を有し、ストラップ長さを伸長させて乗員の顔に緊密に マスクを押圧する張力の一部を解放する。

詳細に説明すれば１本発明による呼吸装置は単一制御レバーを有し、レバーを押 した時にハーネスストランプを完全に伸長した比較的剛性の形状となり、ストラ ンプを使用者の頭の後に一方の手で操作できる。制御レバーの手動の解放は弁を シフトして直にストラップを収縮させ、ストラップの長さと弾性はマスクを使用 者の闘に密着させ、加圧マスク条件での呼吸に対応させる。加圧呼吸が不必要に なった時は制御レバーを僅かに押せばハーネスストラップは限定された圧力で部 分的に再膨張してストランプを伸長させ、ストランプ張力の大部分を解除しマス クは顔から外れることなく、要求呼吸条件での漏洩を可能にする。

本発明の好適な実施例によって、呼吸装置はキャビン圧力に応答するベローズ等 の装置を含むアネロイド弁組立体を含む。

キャビン圧力が低下した場合にはベローズは膨張してリリーフ弁を開きハーネス ストラップを大気に逃し、収縮したストラップの弾性はマスクを顔に密着させる 。かくしてストランプは直に自動的に乗員が加圧酸素を呼吸する状態に戻り、酸 素がマスクの外周シールから漏洩することはない。

本発明の（１１の好適な実施例によって、安楽制御システムは弁部材を含み、弁 部材は最初のストランプ膨張とストランプ収縮と安楽用のストランプの部分的再 膨張との３位置に長手方向にシフトする。レバーを所要数押せば段階的に再膨張 間のストラップの圧力が増加し、所要の安楽レヘルが精密に選択できる。

しかし、使用者が過大量の酸素をストラップに導入する場合にはストランプは自 動的に収縮し、無加圧呼吸条件間にマスクの外周の使用者の頭へのシールを行う 。

型皿Ω亙星芽狡ユ ｊ！！１図は本発明の呼吸装置のハーネスストランプを膨張させてハーネスを一 方の手で使用者の頭に置き得る状態とした部分側面図。

第２図は第１図に示す呼吸装置の弁組立体と安楽制御システムを示し弁組立体の レバーをストランプ膨張位置とした部分拡大断面図。

第３図は第１図に示す呼吸装置の使用者の頭の反対側に見てレバーを解放してス トラップを収縮条件とした部分側面図。

第４図は第２図に示す弁組立体と安楽制御システムの弁組立体をストランプ収縮 状態とした部分拡大断面図。

第５ＴＩ！Ｊは第２．４図と同様であるがレバーを数回押し使用者の安楽のため にハーネスを限定再膨張させた断面図である。

るに　　の５ｗＥ 第１第２図において１本発明による呼吸装置１ｏはハーネス組立体１４にｔｆ！ 続したマスク組立体１２を含む、可撓性管のセクレチン１６がマスク組立体１２ を加圧ガス源例えば酸素に接続する。マスク組立体１２は内部レギュレータ１３ を含み、流入加圧ガスに大気を混合して呼吸可能ガス混合物をマスク組立体内の 弾性外周ノール１８で囲む室に供給する。好適な例で、マスク組立体１２は使用 者の鼻と口を覆う、所要に応じてマスク組立体１２を顔全面のマスクとする。

ハーネス組立体１４は伸長可能ストランプ２０をほぼＵ型形状としてマスク組立 体１２の両側で使用者の頭２２の後で連結する。Ｕ型ストランプの両側は通常は 第３図に示す使用者の頭２２上を延長する可撓性バンド２４に接続する。更に、 細長の弧状の多少剛性の後部バンド２６がストランプ２０の後部とバンド２４の 中央部とを相互連結する。

呼吸装置１０の弁組立体と安楽制御システム２８の詳細を第２．４゜５図に示し 、マスク組立体１２の外側に取付けたレバー３０を有しマスク組立体１２を第１ 図に示す通りに把持した時に使用者の指がかかる。レバー３０は円筒形部分３２ を形成し、弁組立体３４の相補形部分内に枢支して第２図に示す位置と第４図に 示す位置との間の円弧内を回動する。ばね３０ａは第２．４．５図に示す通りレ バー３０を外方に左方に押圧する。

弁組立体２８は第１のプランジャ則ち供給プランジ中３６を含み弁本体３４内に 形成した孔３８内に配置する。供給プランジャ３６はほぼ円筒形の軸セフシラン ４０と一対の離間した大直径フランジ４２とを含み、中間の環状溝にＯリングシ ール４４を支持する。

供給プランジ中３６は第２．４．５図の左方に円筒形軸セフシラン４０の一端を 囲むらせん圧縮ばね４６によって押圧される。ばね４６の端部は供給プランジ中 ３６の反対側で弾性シールリング５０を有するスプール型部材４８に接触する。

弁組立体２８は更に第２のプランジ中則ち安楽プランジ中５２を含み、レバー３ ０と供給プランジ中３６との間に係合する。安楽プランジャ５２は小直径の円筒 形セフシラン５４を有し、ばね５６が安楽プランジ中５２の円筒形セクション５ ４と供給プランジャ３６の外端フランジ４２に接触し、供給プランジ中３６の円 筒形軸セフシラン４０を囲む関係となる。プランジ中５２の円筒形セフシラン５ ４は環状溝を形成してＯリング５８を係合させ、安楽プランジャ５２が第２．５ 図の位置にある時に孔３８の璧にシール接触する。

安楽プランジャ５２は更に大直径円筒形セフシラン６０を含み。

円滑球面端部６２を形成して第２．４図に示す通りレバー３０を押した時にレバ ー３０に接触する。更に９円筒形セフシラン６０は環状ボス部６４を含み両側を テーパとする０図示の通り安楽プランジャ５２は中間部分をテーパとし９円筒形 セフシラン６０と小直径円筒形セクレチン５４と相互連結する。

弁本体３４に凹部を形成してほぼＵ型ばね６６を収容する。弁本体３４は入口通 路６８を含み、管路１６によって加圧ガス源に連通させる。出口通路７０は孔３ ８から延長しハーネス組立体１４のストランプ２０内の流体導管に連通させる。

最後に、弁本体３４に内部通路７２を孔３８からアネロイド弁組立体７４に延長 させる０組立体７４はチェック弁を含みばね７６が球状ボール７８を弁座８０に 押圧する０組立体７４アネロイド則ちシールしたベローズ装置８２を有し、ポー ト８６によってキャビン圧力に連通させた室８４内に配置する。ベローズ装置８ ２の一側はロンド８８に固定し、ロンドは弁座８０とボール７８中心に向けて延 長させる。

作動について説明する。

呼吸装置１０を第１図に示す通りに手で把持した時に、使用者の親指はレバー３ ０を押してレバーを円筒形部分３２を中心として回動させ、安楽プランジャ５２ を第２図に示す通りに押圧する。

プランジャ５２の引込はばね５６の比較的小さな押圧力に抗して行はれ、プラン ジャ５６の内方端が供給プランジャ３６の外方端に接触する。更にレバー３０を 第２図の矢印の方向に押圧すればプランジャ３６を右に動かし、０リング４４を 環状テーパの弁座９０から離れさせる。

０リング４４が弁座９０から離れれば入口通路６８から導入される加圧空気はシ ール４４の外面と供給プランジャに沿って出口通路７０に入る。この結果、スト ラップ２０内の流体導管は通路６８内の圧力とほぼ同じ圧力に加圧され、ストラ ンプ２０を膨張させストラップは長手方向に伸長し、比較的剛性の自己支持姿勢 となり第１図に示し、ハーネス組立体１４を直に、ストラップ２０の把持調節の 必要なく、使用者の頭２２上に置ける。

好適な例で、ストラップ２０は流体導管を形成する内側シリコーン管と外面カバ ー材料から成り、カバー材料はスパンデンクスファイバーとシュポン社の商品名 ＨＯＭＥＸとして市販されるファイバーとを編んで製造する。スパンデックスと ＨＯＭＥＸとは編合わせてシリコーン管を覆う布を形成し、管の円筒形を保持し 管が加圧された時に気泡型部分を形成しない。ＮＯＭＥＸは比較的非延伸性であ りスパンデツクスは延伸性であるため、ストラップ２０は膨張か非膨張かに無関 係にほぼ同し外観を呈する。既知の場合は膨張したハーネスストラップは収縮し た時に外面に一連の巻き又は皺を生じ、呼吸装置の非使用間に貯蔵室の壁に妨害 となる。

ハーネス組立体１４を使用者の８２２上に置き、マスク組立体１２を使用者の鼻 と口の部分に動かした時に、レバー３０を解放し。

通路７０内のｒ１１素圧力は０リング５８．安楽プランジャ５２に作用しプラン ジ中３６．５２を第４図の左方に動かす、レバー３０が解放された時はばね４６ ．５６は安楽プランジャ５２の左方の動きを容易にするが９通路７０内の圧力が 安楽プランジ中５２と供給プレス３６を左方に動かす力の大部分を代表する。

この結果、レバー３０を解放すれば供給プランジ中３６に支持された０リング４ ４は弁座９０にシール接触となり、加圧酸素が更に通路６８から通路７０に入る のを防ぐ、ストラップ２０は通路７０から孔３８の第４図の左方部分に沿い、レ バー３０に向き、０リング５８と孔３８内の弁本体３４の近接したテーパ部間に 形成される間隙９２を廻って排気される。ストラップ２０内の加圧酸素はキャビ ン大気内に完全に排気され、この後はストラップ２０のシリコーン管とスパンデ ツクスの本来の弾性がマスク組立体１２の外周シール１８を使用者の頭部の鼻と 口の部分を緊密なシール接触として押圧する。

排気されたストラップ２０は第３図に示し、マスク組立体１２を使用者の頭部２ ２にシールする充分な押圧力を生じ、キャビン高度４００００ｆｔ（１３０００ ｍ）での加圧呼吸を可能にする。ある場合には特に高度４５０００ｆｔ（１５０ ０抛）付近ではマスク組立体１２内の空気は水柱１３ｉｎ（３３０ｍｓ）付近に 加圧する必要があり、ストラップ２０は充分に剛性でシール１３を使用者の顔に 緊密に押圧し、加圧酸素の漏洩を防ぐ必要がある。然しキャビン高度４００００ ｆｔ（１３０００ｓ）以下では加圧呼吸は不必要であり、マスク組立体１２内の 圧力を除去し、使用者の吸入による力の要求に応して酸素に冨んだ空気混合物を マスクに導入する。

無加圧要求呼吸間に、ストラップ２０の生ずる張力を安楽の理由のために減少す ることが望ましい、この目的のために、使用者は単にレバー３０を第５図の反時 計方向に押し、安楽プランジャ５２を右に動かし、０リング４４を弁座９０から 離す、入口通路６８からの加圧酸素はＯリング４４と弁座９０との間を出口通路 ７０に向けて通り、ハーネスストランプ２０を再び膨張させる。使用者がレバー ３０を押し、直に離せば、安楽プランジャ５２は通路７０内の圧力とばね４６． ５６の作用によって第５図の左に動き、ボス部６４が板ばね６６に接触する。同 時にＯリング４４は弁座９０に接触し。

加圧酸素が更に通路６８から通路７０に流れるのを防ぐ。

ボス部６４に接触するばね６６は剛性が高く、安楽プランジャ５２を長時間第５ 図の位置に保つ、安楽プランジ中５２のこの位置では０リング５８は孔３８を形 成する壁をシールし１通路７０内の酸素及び部分的に膨張したストランプ２０が 大きな円筒セクション６０付近の部分に排気されるのを防ぐ。

場合によって、使用者はレバー３０を長時間押し、又はレバー３０を比較的多数 回個別に突いて通路７０とストラップ２０内の圧力増加させ、２５ｐｓｉ（１， ８ａｔｍ）等の所要圧力を超える値とする。レバー３０の解放後に過大圧力が生 じた場合には加圧ガスはばね４６゜５６と組合せて安楽プランジャ５２を第５図 の左方に動かし１脚板ばね６６を伸長させて環状ボス部６６上とする。この結果 、安楽プランジャ５２を含む弁組立体２８は左方に第４図の位置に動き９通路７ ０ストラップ２０内の加圧酸素は間隙９２を経て排気される。レバ−３０解放間 はストラップ２ｏは膨張せず、シールＩ８と使用者の顔との間の充分な接触を防 ぐ圧力に達しない。

アネロイド弁組立体７４はキャビン内のある大気圧条件を感知した時にストラッ プ部材２０内の圧力を自動的に減少させる０則ち、キャビン圧力が減少すれば、 シールしたベローズ８２が膨張しロッド８８はポール７８に接触してポールを第 ２．４．５図の左方に動かしシート８０から離れた位Ｉとする。この結果、弁組 立体２８が第５図に示す安楽モードにある時に、０リング４４．５８間の孔３８ 内の空気圧力はキャビンに急速に排気され３手動調節の必要なくストランプ２０ の自動収縮を行う。

上述の通り５本発明は加圧呼吸が不必要な時に使用者に安楽を与える特に有効な 手段を提供する。安楽プランジャ５２は好適な例で２５ｐｓｉ（１，８ａｔｍ） 以下の圧力に対してストランプ２ｏの選択的な限定再膨張を行う、この点で９通 路８ｏ内の入口圧力は好適な例テロ０−８５ＰＳＩ　（４，２−６，ＯＡＴＭ） ）とし、且つ呼吸に充分であり。

レバー３０を完全に押してストランプ２ｏの全膨張をさせた時に。

ストラップ２０をほぼ剛性の第１図に示す自己支持姿勢を保つ。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の７第ドの 平成　７年　８月２７日 特許庁長官　　　植　松　　　敏　　殿１、特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８９１００６６８ ２、発明の名称 空気圧安楽調節付乗員酸素マスク ３、特許出願人 住　所　　アメリカ合衆国カンサス用６６２１５．　　レネクサ。

プラム・ロード　１０８００ 名　称　　ピューリタンーベネット・コーポレーション４、代理人 住　所　　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 ５、補正書の提出日 平成　元年　６月１９日 ６、添付書類の目録 （１）　補正書の翻訳文　　　　　　　１通浄書（内容に変更なし） ＰＣＴ第１ｃ１条によって補正された請求の範囲１、　　削除 ２、　　削除 ３、　　削除 ４、　　　ｌＩｊ除 ５、　　削除 ６、　　削除 ７、航空機等に使用する安全装置であって。

乗員の顔に適合し適合した時に乗員の鼻と口部分付近に呼吸可能のガス混合物を 収容する室を形成する構造物を含むマスク手段と。

該マスク手段に作動結合して加圧酸素を供給する手段と加圧酸素に大気を混合し てガス混合物を形成するレギュレータ手段とを含み咳室に呼吸可能のガス混合物 を供給する手段と。

該マスク手段に作動結合され内部の比較的低い圧力に相当する完全収縮位置から 内部の全膨張圧力に相当する完全膨張位置に伸長可能の伸長可能膨張可能ストラ ンプ素子と。

酸素供給手段とストラップ素子相互作動結合した膨張制御手段とを含み、膨張制 御手段はストラップ素子の選択膨張を行う手動制御構造物を含みストラップ素子 を全膨張位置に伸長させてストラップを乗員の頭に適合させ、素子を収縮させて 乗員の頭に係合させてマスクを適合位置に保ち、全膨張圧力より低く比較的低い 圧力よりも高い中間ガス圧力でストラップ素子の膨張レベルを膨張制御手段の手 動操作を行うことなく選択的に維持する手段を含むことを特徴とする航空機等に 使用する安全装置。

８、請求の範囲７に記載する装置において、前記膨張レベル維持手段は全膨張圧 力より低く比較的低い圧力より高い複数の中間ガス圧力の何れもにおいでストラ ップ素子の膨張レベルを保つ構造物を含むことを特徴とする安全装置。

９、請求の範囲７に記載する装置において、前記膨張制御装置に作動結合されマ スク付近の大気の圧力低下の場合にストラップを完全に収縮させるアネロイド手 段を含むことを特徴とする安全装置。

１０、請求の範囲７に記載する装置において、前記膨張レベル維持手段は最初に 素子を収縮させて完全収縮位置とし素子を中間ガス圧力選択的に再膨張させる構 造物を含むことを特徴とする安全装置。

１１、８！求の範囲１０に記載する装置において、前記再膨張構造物はシフト可 能の弁組立体と、弁組立体の一部材に解放可能に接触するばね手段とを含むこと を特徴とする安全装置。

】２．請求の範囲７に記載する装置において、前記マスク手段は乗員の鼻と口部 分のみを覆う別の構造物を含むことを特徴とする安全装置。

１３、請求の範囲７に記載する装置において、前記比較的低い圧力をほぼ大気圧 力とすることを特徴とする安全装置。

１４、航空機等に使用する安全装置であって。

乗員の顔に適合し適合した時に乗員の鼻と口部分付近に呼吸可能のガス混合物を 収容する室を形成する構造物を含むマスク手段と。

該マスク手段に作動結合して加圧酸素を供給する手段と加圧酸素に大気を混合し てガス混合物を形成するレギュレータ手段とを含み咳室に呼吸可能のガス混合物 を供給する手段と。

該マスク手段に作動結合され内部の比較的低い圧力に相当する完全収縮位置から 内部の全膨張圧力に相当する完全膨張位置に伸長可能の伸長可能膨張可能ストラ ンプ素子と。

酸素供給手段とストラップ素子相互作動結合した膨張制御手段とを含み、膨張制 御手段はストラップ素子の選択膨張を行う手動制御構造物を含みストランプ素子 を全膨張位置に伸長させてストラップを乗員の頭に適合させ、素子を収縮させて 乗員の頭に係合させてマスクを適合位置に保ち、ストランプ素子が乗員の頭に適 合した後に全膨張圧力より低く比較的低い圧力よりも高い中間ガス圧力でストラ ンプ素子の膨張レベルを選択的に維持する手段を含み。

咳膨張制御手段は更に中間ガス圧力が生じ全膨張圧力と比較的低い圧力との圧力 差よりも著しく小さな圧力調節範囲についてストラップ素子内の選択的微細調節 を行う微細調節構造物を含むことを特徴とする航空機等用の安全装置。

１５、請求の範囲１４に記載する装置において、前記微細調節構造物は微細調節 構造物の使用間にストランプ素子内の圧力が所定最大圧力以上に増加することを 防ぐオーバーライド手段を含むことを特徴とする安全装置。

１６、請求の範囲１４に記載する装置において、前記微１１ｔＪｌｉ節構造物は 前記中間ガス圧力が生した後にストラップ素子内の圧力を上昇させる手段を含む ことを特徴とする安全装置。

手続補正書（方幻 平成　３年　６月　６日装置 特許庁長官　　　植　松　　　敏　　殿１、事件の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８９１００６６８ ２、発明の名称 空気圧安楽調節付乗員酸素マスク ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所 名　称　　ピューリタンーベネット・コーポレーション４ｏ代理人 住　所　　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 ５、補正命令の日付　　平成　３年　５月１４日　溌送日）（２）タイプ印書に より浄書した補正書１頁の翻訳文国際調査餌矢

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．航空機等に使用する安全装置であって，乗員の顔に適合し適合した時に乗員 の鼻と口部分付近に呼吸可能のガス混合物を収容する室を形成する構造物を含む マスク手段と， 該マスク手段に作動結合して加圧酸素を供給する手段と加圧酸素に大気を混合し てガス混合物を形成するレギュレータ手段とを含み該室に呼吸可能のガス混合物 を供給する手段と，該マスク手段に作動結合され内部の大気圧力に相当する完全 収縮位置から内部の全膨張圧力に相当する完全膨張位置に伸長可能の伸長可能膨 張可能ストラップ素子と，酸素供給手段とストラップ素子相互作動結合した膨張 制御手段とを含み，膨張制御手段はストラップ素子の選択膨張を行う手動制御構 造物を含みストラップ素子を全膨張位置に伸長させてストラップを乗員の頭に適 合させ，素子を収縮させて乗員の頭に係合させてマスクを適合位置に保ち，全膨 張圧力より低く大気圧力よりも高い中間ガス圧力でストラップ素子の膨張レベル を選択的に維持する手段を含むことを特徴とする航空機等に使用する安全装置。
2. ２．請求の範囲１に記載する装置において，前記膨張レベル維持手段は全膨張圧 力より低く大気圧力より高い複数の中間ガス圧力の何れもにおいてストラップ素 子の膨張レベルを保つ構造物を含むことを特徴とする安全装置。
3. ３．請求の範囲２に記載する装置において，前記膨張制御装置に作動結合されマ スク付近の大気の圧力低下の場合にストラップを完全に収縮させるアネロイド手 段を含むことを特徴とする安全装置。
4. ４．請求の範囲３に記載する装置において，前記膨張レベル維持手段は最初に素 子を収縮させて完全収縮位置とし素子を中間ガス圧力選択的に再膨張させる構造 物を含むことを特徴とする安全装置。
5. ５．請求の範囲４に記載する装置において，前記再膨張構造物はシフト可能の弁 組立体と，弁組立体の一部材に解放可能に接触するばね手段とを含むことを特徴 とする安全装置。
6. ６．請求の範囲５に記載する装置において，前記マスク手段は乗員の鼻と口部分 のみを覆う別の構造物を含むことを特徴とする安全装置。