JPH0557031A - デマンド呼吸用二次レギユレーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】本発明は二次デマンドレギュレーターに関し、
従来のものを小型化し、且つ操作容易にすることを目的
とする。 【構成】本発明のレギュレーターは、レギュレーター本
体１０と、その中に装着されるポペットと、隔膜６０
と、このポペットと隔膜とにそれぞれ当接する部分を持
つレバー２１４とを含み、バルブの初期動作が大きなメ
カニカルアドバンテージで行われ、それ以降の動作が小
いさなメカニカルアドバンテージで行われる。又、２つ
のバルブがバルブ本体の中にコンパクトに立体的に装着
され、又、レギュレーターのカバー５８を容易に取り付
け取り外し可能とし、バルブの点検を容易に行うことが
出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は独立式呼吸装置に関す
る。更に詳しくは、デマンドレギュレーターに属する呼
吸装置に関する。このデマンドレギュレーターは又二次
レギュレーターとして知られている。多くの場合、この
装置は、タンクに入った呼吸ガスの高圧ソースの如き、
高圧ソースからのガスを調節する一次レギュレーターか
ら呼吸ガスを受取る。調節は、しばしば、呼吸する人の
吸気に応じた隔膜の動作によって与えられるデマンド機
能によって行われる。この二次デマンドレギュレーター
は携帯用呼吸装置を使う工場作業員、消防士、及びダイ
バーによって使用される。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】この発明の背景は、二次又
はデマンドレギュレーターを使用する携帯式呼吸装置の
中にある。このデマンドレギュレーターが隔膜を使用す
ることは公知である。この隔膜は周囲の圧力とレギュレ
ーターの中の圧力との間でバランスしている。レギュレ
ーターの中の圧力がダイバーの吸気によって下がると、
この隔膜が動きレギュレーターが機能する。

【０００３】レギュレーターの動作によって、接触レバ
ー、トッグル、又はその他の作動部材が隔膜に応えて作
動する。この動作が行われるときは、隔膜と接触してい
る可動部材が作動して、バルブ又はその他のシール部材
が座から離される。バルブ又はその他のシール部材が座
から離れると、調節された高圧ガスのソースから圧縮空
気の如き呼吸ガスが流れる。この調節された高圧ガスは
タンク及び一次レギュレーターから送ることが出来る。

【０００４】このデマンド又は二次レギュレーターは、
ダイバー、及び、工場及び消火の安全装置で使用する携
帯用呼吸装置に関する当該技術において知られている。
これらの多くのものはバルブを開いたときの急速な流れ
に関する固有の問題を持っている。基本的に発生するこ
とは、バルビングするためにバルブ又は手段を作動させ
ると、先ず中間圧力となり、空気又は呼吸ガスが最初よ
りも急速に弁座の区域を通過するということである。

【０００５】先ず第１に、弁座を通る流れは、弁座から
離したときの開度と、これを押す圧力とによってのみ増
加する。第２には、空気又は呼吸ガスが、先ず一旦バル
ブを通過すると、レギュレーターのハウジングの中にベ
ンチュリー効果が発生し、これが圧力降下を起こし、レ
バーに触れている隔膜を引き下げ、更にバルブを開く働
きをする。これは、バルブに掛かるバネ圧力に打ち勝つ
と言う立場から言えば、バルブ開放促進機能である。

【０００６】バルブは、最初、このメカニカルアクショ
ンによって動かされ、更に第２のメカニカルアクション
によって動かされる。理想的には、バルブを動かすため
に、ベンチュリー効果又は不均衡が起きるまで動作の初
期は、より大きなメカニカルアドバンテージとし、次に
小さいメカニカルアドバンテージにしすべきである。最
初にバルブを動かすのに必要とする吸入努力は、その後
の時点でこれを動かすのに必要な吸入努力よりも小さ
い。これは、最初に開いた後は、隔膜へのベンチュリー
作用とバルブの不均衡によって、バルブが更に開いた位
置により簡単に持って行かれると言うことによってい
る。一般的に言って、レギュレーターの初期の設計は、
バルブを閉じるバルブバネと、ベンチュリー効果及びバ
ルブの中の流れの不均衡との間を近似バランスさせ、レ
ギュレーターが最小の吸入努力で必要とする量の流れを
得るようにすべきである。従って、隔膜を使った二次レ
ギュレーターに関しては、動作の開始時に大きなメカニ
カルアドバンテージとし、以後は小いさなメカニカルア
ドバンテージとすることが好ましい。

【０００７】大きなメカニカルアドバンテージによっ
て、必要とする吸入努力が少なくなるので、このアクシ
ョンがより容易な呼吸レギュレーターを作り出す。最初
の開放の後は、メカニカルアドバンテージを小さくする
ことによって、空気がダイバーに向かって押し寄せるこ
とも無く、円滑な作動状況を得ることが出来る。

【０００８】本発明は、本発明の新規なシステムによ
り、大きくする必要のある初期メカニカルアドバンテー
ジの課題を解決する。これを動かしてバルブを開くと言
うポペット集合体とレバーとの接触が、初期動作の間大
きなメカニカルアドバンテージにするために、ある直交
配置の中で行われる。空気がバルブを通過し初め、レギ
ュレーターハウジングの中にベンチュリー効果を起こす
初期開放の後はポペット集合体が小いさなメカニカルア
ドバンテージで作動し、隔膜に作用してレバーを押し下
げバルブの開き度を増加させる。これは隔膜の反対側の
レバーによって行われ、これが、ポペット集合体を動か
すための接点においてレバーの回転軸に近い連動のため
の第１の角又は接点を持っている。次の動作が、接点を
回転軸から遠い位置に離すことによって行われる。これ
によって接点が動作半径の中心から離れ、動作半径から
の距離が増えることによってメカニカルアドバンテージ
が減るので、より大きな努力が必要となる。

【０００９】従来技術のその他の欠点は、排気バルブの
全体的形状によって、二次レギュレーターの大きさが比
較的大きくなることである。２つの排気バルブを最も好
ましい位置に配置することによって、この排気バルブの
配置の問題を解決する。

【００１０】特に、従来の排気バルブは二次レギュレー
ターの本体から可なり離れて置かれていた。これは、こ
のバルブが１つの大きな排気バルブだったこと、又は、
レギュレーター本体の中心から離れた位置に置かざるを
得なかった２つの小いさなバルブであったことに原因し
ている。

【００１１】本発明はこの欠点を、最小の立体配置を行
うために直交配置を可能とすることによって解決する。
この直交配置によって、排気バルブがレギュレーターバ
ルブ本体に近接して配置され、各バルブ及びこれらが置
かれるレギュレーターの立体配置が最も小いさな形で方
向付けられる。

【００１２】従来技術のその他の欠点は、バルブ本体か
らの呼吸ガスの送り出しが、オフセットした位置で行わ
れることである。本発明は呼吸ガスの送り出しを使用者
のマウスピースの中心に配置した出口で行うことが出来
る。作業性の改善を考慮に入れると、このことは本発明
のその他の部分との組み合わせにおいて１つの進歩であ
る。

【００１３】最後に、この二次レギュレーターの構造に
関する発明的特徴は、排気バルブへの取り外し容易なカ
バーの使用に関する。従来のカバー排気バルブから容易
に外して、これを点検することが出来なかった。本発明
の場合は、カバーをスナップオン、又はタブ−溝取付け
式にすることが出来る。タブ−溝取付け式は、カバーの
バネ特性によって効果が上がる。これは、特別の工具を
使ったり、レギュレーター全体を分解したりすること無
く、母体に取付け取り外して、排気バルブを点検するこ
とが出来る。以上のごとく、本発明は、個々の特徴によ
っても、又は組み合わせによっても顕著な発明的特徴を
具備しているものと信ずる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】要約すると、本発明はバ
ルブの所期動作における大きなメカニカルアドバンテー
ジと、その後に必要とする小いさなメカニカルアドバン
テージとによって進歩した作業性を持つ二次又はデマン
ドレギュレーターを含んでいる。更に、このレギュレー
ターは、最適寸法及び排気バルブの位置付けに対して進
歩した幾何学的形状を持ち、更に、排気バルブに取り付
ける改善されたスナップオン式カバーを持っている。

【００１５】本発明の二次レギュレーター又はデマンド
レギュレーターは非常に小型である。この小型化は、１
つには、改善されたレバー腕及び排気バルブの配置の仕
方によって作り出されたものである。この改善されたレ
バー腕は、従来の二次レギュレーターに比し長さが短
く、よりコンパクトに取り付けられている。

【００１６】排気バルブは２つあって、小型にすると同
時に、レギュレーター本体の容積を大きくすること無
く、レギュレーター本体に幾何学的に配置するために、
これらがある角度を持って配置されている。この事はレ
ギュレーター全体の寸法を小型化すると同時に、機能の
改善された配置を可能とする。

【００１７】特に重要なことは、隔膜とポペット集合体
と接触するレバーの機能である。この機能とは、ポペッ
ト集合体の所期動作が大きなメカニカルアドバンテージ
で行われることである。次の動作が行われていときは、
小いさなメカニカルアドバンテージとなる。これは隔膜
を引き下げ動作を強める結果となり、従ってレバーのメ
カニカルアドバンテージを小さく出来るベンチュリー効
果を考慮したもので、従って、円滑なバルブ機能の実施
が可能となる。

【００１８】最初の高いメカニカルアドバンテージは、
レバーの回転軸から離れた１つの接点で、レバーをピン
又はその他の部材の面と連動させることによって作り出
される。更にレバーが移動すると、接点が遠い位置に離
れ、メカニカルアドバンテージが小さくなる。隔膜上の
強いベンチュリー効果にもかかわらず、このことによっ
て、滑らかで比較的均一にレバーが開放位置に移動す
る。

【００１９】最後に、排気バルブのカバーが取り外し簡
単に取り付けられる。この容易性はスナップオンカバー
によるもので、このカバーがレギュレーター本体の中の
溝と係合するタブを持ち、カバーをばね結合によって保
持することが出来る。要約して説明すると、本発明によ
り改善された呼吸機能と、改善された使い易さと、小型
で軽量な形状とを持つレギュレーターが得られる。

【００２０】

【実施例】図１及び図２に、本発明の二次レギュレータ
ー即ちデマンドレギュレーターのためのハウジングが示
されている。特に、このハウジング10は、プラスチック
又は金属で作られた組合わせ鋳物として示されている。
この組合わせ鋳物が円筒形の室12を持ち、この中に後に
説明するバルブ部材が収められる。この円筒形の室がレ
ギュレーターの本体10の中にその長手方向に沿ってキャ
ビティー14と釣り合って設けられている。このキャビテ
ィー14が後述する作動部品を収容する。

【００２１】円筒形の室12と上部キャビティー14とに繋
がって出口室16がある。この出口室16が直交する出口18
に続いている。この出口18が、フランジ即ち突起20及び
22を持つ方形の壁によって形成されている。このフラン
ジ即ち突起20又は22に図２に示すマウスピース24が取り
付けられる。このマウスピース24がフランジ20及び22の
上に被され、出口室に固定される。

【００２２】一般的に、このマウスピースは弾性シリコ
ンゴム又はプラスチック材料で作られ、フランジを形成
する抜け止め突起20及び22に被せることが出来る。この
フランジ即ち抜け止め突起20,22 はマウスピースを差し
込み易くした傾斜面を持つ一方、フランジ20,22 の裏側
の平らになった面で抜け出しを押さえているので、この
マウスピースが抜け方向に戻ることは無い。これは、マ
ウスピースのフランジの内面がマウスピース出口18の回
りに弾性的に食込む形で固定されるからである。

【００２３】マウスピースはどの様な型のものでも良い
が、最も効率の良いマウスピースは、リップフランジ32
及び34によって十分にくわえることが出来且つ装着具合
も良いものであることが見出だされた。リップフランジ
は、唇の中に差し込み、くわえ部分36を噛んでくわえる
ことが出来る。

【００２４】図１に示すごとく、キャビティー即ち上部
室14に隔膜40が設けられている。この隔膜40は釣り鐘型
の弾性部材で出来ており、キャビティー14の中側に凹む
ことが出来る。釣り鐘型の弾性部材40が湾曲面42を持
ち、この面が下向きの傾斜面を持ち、その裾野が拡がっ
て円形のフランジ44になっている。この拡がった円形フ
ランジ44がレギュレーターの本体10に、フランジ44の円
形の突起が係合する溝46によって受け止められている。
この隔膜が、本体10に設けられた捩子に下向きに捩じ込
まれる保持リング50によって固定される。この保持リン
グ50は、カバー58に当接するワッシャ54に向かって捩じ
込まれる。このカバー58が裾の拡がった基部60を持ち、
この上にワッシャ54が載せられ、保持リング50がこれに
捩じ込まれる。保持リングに下向きの捩子を設けること
によって、カバー58、保持リング50、及びワッシャ54を
含む全ての集合体が隔膜フランジ44に対して並列に密着
して載せられ固定される。

【００２５】外見を美しくするために、装飾リング62が
保持リング50の上に下向きに捩じ込まれ、レギュレータ
ーに色彩調和を与える。このリング62は又保持リング50
を被いこれを保護し、外部から邪魔されないようにす
る。このリングは保持リング50のカバーとなると共に、
特に、保持リング50の捩子付き工具差し込み部51にもの
が当たり位置がずれないようにする。

【００２６】レギュレーターの隔膜40に適当な圧力を掛
け、流体バランスをはかるために、カバー58に多数のポ
ート66が設けられる。これらのポート66の形状は任意で
ある。この実施例の場合は、これらのポートが図２に示
すごとく細長いポートで、カバー58の表面の１側の細長
い少数のポートとして設けられている。

【００２７】図１、２及び６に示す隔膜40に見られるご
とく、スプール（糸巻状のもの）67が隔膜に接続されて
いる。このスプール67は隔膜の内側でスプール状の円形
形状を持つようになっている。特に、この円形スプール
68に含まれるスプールの内側のディスク部分が狭くなっ
た部分70で示されている。この狭くなった部分70が隔膜
40の開口部を通過する。

【００２８】この狭くなった部分70は六角形をしてお
り、隔膜40の六角形の開口部71の中にぴったりと納まっ
ている。この六角形の開口部が上記六角形の部分70をそ
の中を通すようにして受けている。六角形の部分70は隔
膜を通過した後大きな六角形の部分74の中に拡がる。こ
の大きな六角形の部分74が隔膜の外側面の六角形の開口
部即ち湾入部76の中に納まる。スプール68の内側の部分
が隔膜の内側の比較的納まりの良い位置に置かれる。ス
プールを互いに接続する六角形の部分70が隔膜の対応す
る形の六角形の開口部71を通過して、隔膜の外側の六角
形の開口部即ち湾入部76の中の拡がった六角形の部分74
に至る。集合体全体が隔膜40の六角形の開口部71を拡げ
ることによって組み立てられ、この隔膜が六角形の狭ま
った部分70を受け、スプール68の内側の円盤と外側の六
角形の部分74との間の空間に隔膜を拡げることが出来
る。隔膜40の六角形の部分を平らな辺を持つ部材、例え
ば三角形、四角形、五角形の部材又は円盤68の回転を押
さえるようなその他の形状のものに置き換えることが出
来る。

【００２９】１つのバルブ本体80が図１，２に示されて
おり、図１には円筒形の室12の中に組み込まれた形で示
されている。このバルブ本体80が作動集合体の主要部分
を形成し、バルブの作動構成部品を受け入れる。このバ
ルブ本体80は全体的に１つの円筒形部材から形成されて
おり、円筒形の室12に嵌合するように予め機械加工され
ている。正しい方向に嵌合させるために、平らな面82及
び84が設けられている。この平らな面82,84 は円筒形の
室の内部開口面に嵌合し、バルブ本体80を正確に方向付
け、流体がうまく流れるようにする。一方の平らな面が
他の一方の面よりも大きく、円筒形の室12の中の同じ大
きさの面と嵌合し、本体80が正確に差し込まれるように
する。

【００３０】バルブ本体80がハウジングの中に差し込ま
れ、その両端を受け本体を室12の中に固定する捩子付き
部材によって取り付けられる。図の場合、本体は図面の
左側から差し込まれる。

【００３１】円筒形部材の形をしたオリフィス即ち弁座
94がバルブ本体80の中に捩じ込まれる。このオリフィス
94が面取りしたバルブエッジ96を持ち、これによって弁
座の取り付けを容易にする。このエッジ96は弁座と呼ば
れることがあるが、首尾一貫させるために、この説明で
はその上にかぶされるカバー部分を弁座と呼ぶことにす
る。オリフィスシート即ち弁座はバルブ本体の捩子98に
螺合させることが出来る。これが、Ｏリング100 によっ
て圧力流体に対してシールされる。このＯリング100 が
面取りエッジ96を持つ弁座を所定の位置に納め、弁座の
回りをシールする。

【００３２】バルブ本体80を円筒形の室12の中にしっか
りと並列に接続するために、六角ナット104 が設けられ
る。この六角ナット104 がバルブ本体80の捩子106 に捩
じ込まれ、円筒形の室12に通したバルブ本体を固定す
る。

【００３３】バルブ本体80をレギュレーターのハウジン
グ10の中に密封するために、Ｏリング110 が使用され
る。このＯリング110 が、ハウジング10の円筒形の室12
の中に差し込まれたバルブ本体80の表面をシールする。

【００３４】弁座のエッジ96から離れた位置で、弁座の
バルブ機能及び動作がポペット集合体116 の動作によっ
て行われる。このポペット集合体116 が細長い円筒形の
部材を含み、これがその四分円に沿って軸方向に伸びる
背部118 を持っている。この四分円に沿って軸方向に伸
びる背部118 によって、ポペット集合体を前後に摺動さ
せると同時に、この背部118 の間の軸方向の隙間120 に
ガスを通すことが可能となる。バルブ本体の中でのこの
集合体の前後の滑らかな摺動がこの軸方向の背部118 に
沿って行われると同時に、その間の細長い隙間120 の中
を流体が流れる。

【００３５】レギュレーターの入口側の中間圧力端部、
即ち入口126 にガスのバルブ機能を与えるために、弁座
即ちポペットカバー128 が用いられる。弁座又はカバー
128がポペット集合体116 の凹部即ち挿入部の中に置か
れる。一旦取り付けられたこのカバー128 はその差し込
み方向には殆どずれず、オリフィスのエッジ即ち面取り
面96に向かってバルブ機能をし続ける。

【００３６】このポペット集合体116 が圧縮コイルバネ
として作られたバネ132 によって動かされる。この圧縮
コイルバネ132 がポペット集合体の円筒形の部分134 の
周りに取り付けられ、ポペットを押し、そのカバー128
を面取り面96に押し付け、ガスの流れを遮断する。

【００３７】バネ132 の他の一方の端部に、調節捩子14
2 の形をした捩子部材が設けられる。この調節捩子142
が捩子142 と、コイルバネ132 の中に入る円筒形部分14
4 とを持っている。取り付けたときのバネ132 の圧縮力
は、この調節捩子142 を回して、バルブ本体80の捩子14
5 に捩じ込んだり逆回しすることによって調節され、バ
ネの力を強くしたり弱くしたりすることが出来る。

【００３８】バルブ本体80にキャップをして、調節捩子
140 をシールするために、キャップナット148 が使われ
る。このキャップナット148 はその表面に設けられた溝
150によって捩子145 の中に捩じ込まれる。キャップナ
ット148 はＯリング152 によってシールされる。このＯ
リング152 がバルブ本体80の外向きの外周フランジ154
によって固定される。実際には、僅かに外向きのフラン
ジ154 を設け、Ｏリング152 をその裏面の溝の中に納め
易くするが、バルブ本体80のフランジジ154 から外さな
いかぎり、取り出せないようにする。

【００３９】図に示すごとく、バルブ本体の直径に沿っ
て孔200 が開けられている。この直径方向の孔200 の中
にピン202 が刺し通される。このピン202 が皿孔206 の
中に納まるヘッド204 を持っている。このピン202 はバ
ルブ本体80の軸と直角に孔200 の中を自由に動くことが
出来る。即ち、このピンは普段はレギュレーターのハウ
ジング10の内面210 に当接しており、孔200 の中で、図
１に示すごとくピンヘッド204 の上の皿孔206 の隙間の
中に上向きに移動することが出来る。

【００４０】本発明で最も重要な部品はレバー214 であ
る。このレバー214 が上部216 を持ち、これが湾曲して
湾曲面218 を作り、この面がディスク即ちスプール67の
内面即ち円形のスプール部分68に当接する。この湾曲面
218 がディスク部分68の内面に当接することによって、
隔膜40が室14の中に移動したとき、レバー214 を室の中
に移動させることが出来る。

【００４１】レバー214 は直交部材又は側腕部、即ち直
交延長部230 で終わっている。この側腕部230 が上記ポ
ペット集合体116の開口部232 の中に置かれる。ポペッ
ト集合体116 の開口部232 の中に置くことによって、こ
の側腕部230 は、図３，４，５の各分図（ａ）に示すご
とく、機械仕上げ面250 によってのみ限定されながら、
その自身の軸の回りを自由に回転することが出来る。こ
の機械仕上げした溝面250 がピン202 に当接し、側腕部
が作動することの出来る固定された作用面を形成する。

【００４２】この面250 は、レバー214 の側腕部230 の
直交部材の直径を通る溝258 を形成するようにして機械
加工されている。溝258 の面250 は、図３〜５で左向き
の位置にポペット集合体116 を押しているバネ132 の力
によってピン202 に当接している。溝258 の面250 によ
って形成された側腕部の平らな面がピン202 に当接する
とき、この面がピン202 に対する座と、ピン202 に対す
る作用面とを同時に形成する。レバー214が上向きに立
った位置にある図３及び図１に示す位置においては、溝
258の平らな面250 がピン202 の外表面に当接してい
る。

【００４３】吸気によって隔膜40が内側に引っ張られる
と、機械仕上げ面の接点が点264 になる。この点264
は、レバーの側腕部230 の軸270 から離れた位置で、直
径線266 に対して１５°を成す機械仕上げ面によって形
成された点である。軸270 と接点264 との間の距離は所
望のメカニカルアドバンテージの量と、点264 において
得ようとするピン202 との十分な接触量とによって決ま
る。点264 が軸270 に近付く程、メカニカルアドバンテ
ージが大きくなる。

【００４４】隔膜の内向きの動作によって、図３〜５に
示すごとく、レバー214 が下向きに移動する。メカニカ
ルアドバンテージは、図４に示すごとく、側腕部230 の
回動を通じて点276 に接するまでの間で、点264 で最大
となる。点276 で接触するに至ると、メカニカルアドバ
ンテージは非常に小さくなる。この点は図４に示す動作
の開始点なのである。この点では、レバー214 が約１５
°の円弧で旋回し、側腕部230 が１５°の円弧だけ回転
し終えており、このことは、機械加工面が点264から点2
76 まで１５°機械加工されていることに相当する。

【００４５】図５に示すごとく、終点276 は図４に示し
た接点の先にあり、ピン202 に対して次の動作が行われ
る。この点では中心からの距離が部材230 の断面半径と
なっており、メカニカルアドバンテージは小さい。

【００４６】図３，４に示す点264 における動作の最初
の増加したメカニカルアドバンテージによって、図４に
示すごとく、バルブが離れて僅かな隙間292 が出来、こ
こを通って、弁座即ちカバー128 及びオリフィスエッジ
96の間をガスが通過する。この点で、ガスが上述した背
部118 の間のスロット即ち通路に沿って移動する。次に
ガスがバルブ本体80を通り開口部297 を通る。開口部29
7 を通って下向きに大きな室16,18 に入ることによっ
て、ベンチュリー効果が作り出され、少ないメカニカル
アドバンテージでバルブを更に動かすことが出来る。こ
れはこのベンチュリー効果によって隔膜が下向きに即ち
内向きに引っ張られることによっている。この少ないメ
カニカルアドバンテージは点276 から残りの開放動作を
通じて続けられる。レバー214 及びそれに付随する側腕
部230 のこの動作によって、図５に示すごとく、弁座12
8 と面96との間即ち開口部304 が更に開かれる。この点
で、１回の全呼吸が終り、バネ132 が弁座128 を面96を
覆う位置に戻す。

【００４７】要約して説明すると、図３から５に示すご
とく、大きなメカニカルアドバンテージが、ピン202 に
対する点264 の動作による隔膜40の最初の吸気動作のと
きに使われる。直交部材230 が回転し、１５°面の点27
6 がピン202 に接すると、メカニカルアドバンテージが
小さくなり、点276 で更に回転が行われる。このことに
よって、バルブを離すことが必要なときの大きなメカニ
カルアドバンテージと、開口部292 を空気が流れ終わっ
た後の少ないメカニカルアドバンテージが得られる。

【００４８】側腕部230 の断面は方形、三角形、又は円
弧状、或いはこれらの組合わせ等任意の形状にすること
が出来る。必要なことは、ピン202のごとき作用面に対
する側腕部230 の最初の接点が、一般的に腕の回転軸に
近いより大きなメカニカルアドバンテージを与える点で
ければならず、この点より回転軸から更に離れて第２の
接点があるようにすると言うことである。

【００４９】図８〜１０に示す側腕部230 の特徴は異な
った形状と異なった作用面とを持っていることである。
特に、レバー214 の側腕部を見ると、この異なった側腕
部が丸味を持ったカム面502 の形で示されていることが
判る。この丸味を持ったカム面502 は腕500 に機械加工
するか、又は、図８〜１０に示す形を持つ１つの部材と
して全体を成形することも出来る。

【００５０】特に、この側腕部500 は、レバー214 の屈
折点から端部に至る断面全体を機械加工又は成形する
か、又は、ピン202 に当接する部分だけを機械加工する
かして作ることが出来る。側腕部500 の作用面が湾曲し
たカム面502 で示されており、この面が平らな面506 の
特定の１点即ち終り508 から丸味を持って湾曲し、終点
510 で終わっている。この点506 は、最初、側腕部500
がその回転軸の回りを回転するとき大きなメカニカルア
ドバンテージを与える。点506 で始まるこの大きなメカ
ニカルアドバンテージは、点510 に向かうに従って面50
2 の湾曲が偏心的に大きくなり、この湾曲部分502 の全
表面に沿って比較的小いさなメカニカルアドバンテージ
になるようになっている。実際には、この湾曲面502 は
カムとして設計し、図１０分図（ａ）に示すごとく、接
点が終点510 に達するまで待っているのでなく、湾曲面
の接点に沿ってメカニカルアドバンテージが段々減って
行くようにすることが出来る。従って、湾曲面即ちカム
面は側腕部500 がその回転軸の回りを回転するに従って
メカニカルアドバンテージを減らし、点510 に接触する
まで、メカニカルアドバンテージが一様に減少するよう
にする。このようにする場合は、側腕部500 が点510 を
越えてその動作を継続するときも、上述したメカニカル
アドバンテージは変わらないであろう。

【００５１】側腕部230 又は500 の作用面を適宜の形に
したその他のカム面及び実施例を使うことも出来る。大
切なのは、初期のメカニカルアドバンテージを大きく
し、次にこれを小さくすることである。図８〜１０に示
すごとく、これを連続的に減らすかどうかは、ポペット
集合体116 の作動特性と、図９に示すごとく、バルブを
開いた後ベンチュリーによって強められる全体の流れの
特性とによって決まる。図１１〜１３においては、側腕
部230及び500 と同じ側腕レバーが側腕部540として示さ
れている。この側腕部540 は前に説明したレバー214 に
機械加工するか、又は、レバー214 の曲がる点から連続
的に平らにすることも出来る。この実施例においては、
この連続平面が直径平面542 として示されている。然
し、この直径平面を全体的に又は一部分に設け、側腕部
540 の軸に対して作動し、直径をよぎる必要がないよう
にすることが出来るが、直径より小さい弦として形成す
ることも出来る。

【００５２】図１１〜１３においては、ポペット116 に
当接するピン202 の一部分を変え、ここで腕部540 と係
接するように設けられている。この場合は、この面は、
ポペット116 が前後に動くことが出来さえすれば、バ
ー、機械加工材又はその他レギュレーターの一部分にす
ることが出来る。

【００５３】側腕部540 と向き合って作動する部材は部
材550 である。この部材550 はカム面つまり湾曲面552
を持っている。このカム面552 は、平らな面542 が転動
してこれに係接するような曲面を持ち、最初の接点554
が大きな初期メカニカルアドバンテージを与え、これが
図１３の接点556 に至るまで続く。カム面552を全て通
り過ぎた後、接点558 が湾曲面552 に当接し、小さいメ
カニカルアドバンテージを与える。面552 は任意の形状
にして良いが、但し、最初の接点554 におけるメカニカ
ルアドバンテージを大きくし、点558 ではこれを小さく
するように平面542 と曲面552 とが係接出来なければな
らない。図８〜１０の実施例と同様に、側腕部540 が作
用する作用面552 は、点554 から最後の接点558 に移動
するとき、カムが小いさなメカニカルアドバンテージを
与え続けるような曲面にする。

【００５４】以上説明した図８〜１３の形状に関して重
要なことは、大きなメカニカルアドバンテージが、側腕
部230 に類似する側腕部の曲面又は平面のいずれかを介
して与えられるか、又はピン202 に類似する作用面550
のカム面によって与えられると言うことである。大きい
点から小いさい点に至るメカニカルアドバンテージは階
段状に変えるか、又は、連続的に減らすことが出来る。
当該技術者にとっては、側腕部の作用面又はこれと対応
する面を各種に変更して、メカニカルアドバンテージの
１ステップの増分又はカム状の漸減のいずれかとして、
メカニカルアドバンテージを大きなものから小いさなメ
カニカルアドバンテージに変えることは容易である。

【００５５】このレギュレーターの更に別の特徴は、レ
ギュレーター本体10の外表面にスナップ止めされる開口
部を持つカバー350 である。このカバー350 が、両側の
開口部の中に設けられたタブ358 及び360 を持ち、その
開口部の内の１つ372 が図２の左側に見える。直立面37
4 が図７に示されており、これがその上に置かれるタブ
356 を受ける。

【００５６】このカバー350 は比較的可撓性のあるプラ
スチック材料で作られ、タブ358,360 を対応する開口部
372 に係合させるとき、特別の工具なしで装着取外しが
出来る。面374 に当接するタブ356 と、開口部372 の両
側に設けられたタブ358 及び360 によって装着取外しす
るので、図７及び２に示すパージバルブを容易に着脱す
ることが出来る。バルブ390,392 は、公知のごとく、柄
と面取りしたシール面とを持つマシュルーム型バルブと
して形成されている。特徴として、パージ又は排気バル
ブ390,392 が、排気バルブの外周を支えるウエブ部材39
6 によって形成された三角形のウエブの中に中心を持つ
小いさな開口部394 の中に置かれる。開口部394 の中に
排気バルブ390,392 を引っ張り込むためには、開口部39
4 のエッジの上に置かれるアンダーカットを持つベース
にベル形の部分を持つ柄400 が使われる。こうすること
によって、最も好ましい形で弾力的装着を行うことが出
来る。

【００５７】排気バルブ390 と392 とを直角に配置する
ことによって、レギュレーターの全体寸法を小さくする
最小の容積と、レギュレーターを特徴付ける空間的立体
配置とが実現され、小型化と優れた性能とが得られる。

【００５８】一般的に大量の排気即ちパージ弁動作が必
要である。これは、普通、非常に大きなバルブか又はバ
ルブ390,392 として示したような２つの手頃の大きさの
排気バルブで達成される。これらを従来技術の容積効率
で適当な位置に納めるためには、内室14を図７に示すご
とく一点鎖線の形にしなければならなかった。

【００５９】本発明の特徴的形状が互いに直交する装着
壁436 によって達成される。この直交壁が互いに直交す
る２つの壁部分450 及び452 によって形成され、各バル
ブ390,392 がこれらの上にそれぞれ置かれ、室14の一部
を形成する。

【００６０】この直交壁436 は、図に示すごとく一点鎖
線430 に沿う方形又は円形の形状の中の排気バルブを置
くための区域を満たすが、ベースの直交面が、直交線43
8 に沿うのみならず、線440 の方向に後ろ向きに傾斜し
ているので、僅かな空間で排気バルブ390,392 を装着保
持することが出来る。２つの面取りした面が面450,452
として示されており、これらが線440 に向かって後ろ向
きに、又ベースライン438 の方向に前向きに傾斜してい
る。壁450,452 によって作られる壁面の面積が広くなる
一方、三角形の面の一部で容積がこの三角形の内表面に
よって排気バルブ390,392 を適宜配置すると同時に、少
ない容積従って小さい全体体積、即ち室14の立体配置と
レギュレーター本体10のこれに付随する容積と外形寸法
とが得られる。排気バルブ390,392 にそれぞれ取り付け
場所を提供する直交壁を後に限定することが容易に達成
されると同時に、レギュレーターの操作性が向上する。
本発明の作用及び特徴は提出した特許請求の範囲に照ら
して広く解釈されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明によるレギュレーターの中心線
に沿う断面図、

【図２】図２は、図１のレギュレーターを分解して示す
斜視図、

【図３】図３は分図（ａ）及び（ｂ）からなり、分図
（ａ）は、図１に示すレバー及びバルブ集合体で、弁座
を外すため、レバーが大きなメカニカルアドバンテージ
でその動作を初めた状態を示す部分断面図、分図（ｂ）
は、上記レバーと、これに向き合って作動する面との相
互作用を拡大して示す断面図、

【図４】図４は分図（ａ）及び（ｂ）からなり、分図
（ａ）は、レバーが作用面に当接し、大きなメカニカル
アドバンテージでバルブが若干開き、ガスを送っている
状態を示す、レバーの部分断面図、分図（ｂ）は、レバ
ーの作用面の断面図、

【図５】図５は分図（ａ）及び（ｂ）からなり、分図
（ａ）は、小さいメカニカルアドバンテージモードで作
用面に作用するレバーの部分断面図、分図（ｂ）は、作
用面に対するレバーの接点を示す断面図、

【図６】図６は、隔膜のいちぶを切り開いて内部を示す
斜視図、

【図７】図７は、カバーを取り外して、レギュレーター
の排気バルブの装着状態を示す模式図、

【図８】図８は分図（ａ）及び（ｂ）からなり、分図
（ａ）は、レバーの側腕部の当接面がカム面を持つ場合
を、図３（ａ）と同様に示す断面図、分図（ｂ）は、分
図（ａ）の部分拡大図、

【図９】図９は分図（ａ）及び（ｂ）からなり、分図
（ａ）は、図８の次の段階を図４（ａ）と同様にして示
す断面図、分図（ｂ）は分図（ａ）の部分拡大図、

【図１０】図１０は分図（ａ）及び（ｂ）からなり、分
図（ａ）は、図９の次の段階を図５（ａ）と同様にして
示す断面図、分図（ｂ）は分図（ａ）の部分拡大図、

【図１１】図１１は、側腕部の当接面が平らな場合を、
図３分図（ｂ）と同様にして示す部分拡大図、

【図１２】図１２は、図１１の次の段階を、図４分図
（ｂ）と同様にして示す部分拡大図、

【図１３】図１３は、図１２の次の段階を、図５分図
（ｂ）と同様にして示す部分拡大図、である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランク・ヘルマンセン アメリカ合衆国、カリフオルニア州 92663、ニユーポート・ビーチ、アパート メント・ジー、タステイン・アベニユー 746

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 呼吸ガスのデマンド又は二次調節に用い
   られるレギュレーターで、これが：レギュレーター本体
   と；上記レギュレーター本体の中に装着されるバルブ本
   体と；上記レギュレーター本体の中に装着される隔膜
   で、上記隔膜の両面の差圧に応答するものと；上記隔膜
   と連絡し、且つ、少なくとも１つの排気バルブと連絡し
   ている呼吸ガス室と；ガスを上記レギュレーター本体の
   中にバルブを介して送るために上記バルブ本体の中に設
   けられたバネ荷重の掛かったポペット手段と；上記隔膜
   と上記ポペット手段とに接触しているレバー手段で、上
   記レバー手段が、上記隔膜との初期動作において、動作
   に関するより大きいメカニカルアドバンテージを与え、
   又、初期動作の後、１つの点でより少ないメカニカルア
   ドバンテージを与える、ごとくにするものと；を含む、
   呼吸ガスのデマンド又は二次調節に用いられるレギュレ
   ーター。
2. 【請求項２】 上記ポペット手段が弁座を持ち；上記バ
   ルブ本体が上記弁座を載せることの出来るバルブエッジ
   を持つ；請求項１記載のレギュレーター。
3. 【請求項３】 上記レバーが上記ポペット手段に接触す
   る側腕部を持ち；上記レバーのより大きいメカニカルア
   ドバンテージが、より大きなメカニカルアドバンテージ
   を与える点からより小いさなメカニカルアドバンテージ
   を与える点に、その回転軸を介して回転する上記側腕部
   によって与えられる；請求項２記載のレギュレーター。
4. 【請求項４】 上記側腕部がその軸を跨ぐ溝を持ち；上
   記溝が上記バルブ本体の作用部と係接する；請求項３記
   載のレギュレーター。
5. 【請求項５】 上記レバーの上記側腕部の上記溝が上記
   側腕部の断面に形成され；第２の面が第１の上記溝の半
   径より小さい距離でこの第１の面と交わって形成され
   る；請求項４記載のレギュレーター。
6. 【請求項６】 上記レバーの上記側腕部が第１の接点を
   備えており；第２の接点が、側腕部の回転軸に対して上
   記第１の接点より更に遠くに設けられている；請求項３
   記載のレギュレーター。
7. 【請求項７】 上記第２の接点が上記側腕部の外側面上
   にある、請求項６記載のレギュレーター。
8. 【請求項８】 上記バルブ本体が呼吸ガスの出口の中心
   に設けられた１つの開口部を持つ、請求項７記載のレギ
   ュレーター。
9. 【請求項９】 上記隔膜が、 その内側で上記レバーと接触する第１の円板と；少なく
   とも３つの面を持つ隔膜の外側の第２の板と；２つの上
   記板の間の接続部分で、上記隔膜を通り抜け、少なくと
   も３つの辺を持つものと、；及び、 外側の上記板を受け入れる上記隔膜の湾入部と；を持
   つ、請求項８記載のレギュレーター。
10. 【請求項１０】 上記排気バルブの上に設けられ、その
    上に少なくとも２つのタブを持つカバーと；上記タブを
    受けるため上記レギュレーター本体の中に設けられる溝
    と；を更に含み、 上記カバーが、上記レギュレーターの溝の中に上記タブ
    をバネ荷重の掛かった状態で結合させるのに十分な弾力
    性を持っている、 請求項１記載のレギュレーター。
11. 【請求項１１】 上記排気バルブが、レギュレーター本
    体の中で、互いに角度を持って交わる２つの壁に装着さ
    れる、請求項１記載のレギュレーター。
12. 【請求項１２】 ガスの圧力を高圧から呼吸に適した圧
    力に調節するためのデマンドレギュレーターで、これ
    が：その中にバルブ本体が装着されるレギュレーター本
    体と；ガスを高圧から低圧に下げるバネ荷重の掛かった
    ポペットバルブと；上記レギュレーター本体の中に移動
    することによって、使用者の吸気に応答する隔膜と；及
    び、 上記隔膜と上記ポペットバルブとの間に設けられるリン
    ク手段で、上記ポペットを動かし、初期動作のとき大き
    なメカニカルアドバンテージを与え、その次の点におい
    て小いさなメカニカルアドバンテージを与えるものと；
    を含む、デマンドレギュレーター。
13. 【請求項１３】 上記リンク手段が、上記隔膜と接触す
    る湾曲した接触部と、上記ポペットバルブと接触する側
    腕部とを持つ、請求項１２記載のデマンドレギュレータ
    ー。
14. 【請求項１４】 上記側腕部が第１の接触面と、その回
    転軸に対して上記第１の接触面から遠位側に離れて設け
    られた第２の接触面とを持って形成される、請求項１３
    記載のデマンドレギュレーター。
15. 【請求項１５】 上記側腕部が、互いにある交差角度を
    持って続く少なくとも２つの接触面を持って形成され、
    そのうちの第２の接触面が一方の第１の接触面との交点
    から離れて行くようにする、請求項１４記載のデマンド
    レギュレーター。
16. 【請求項１６】 呼吸ガスのソースを高圧から、デマン
    ドベースで使用するために低圧に調節するレギュレータ
    ーで、これが：呼吸者への出口に繋がる１つの室を持
    ち、更に、上記室と出口とを繋ぐ少なくとも１つの排気
    バルブを持つレギュレーター本体と；上記レギュレータ
    ー本体に装着され、上記室に面する内側部分を持つ隔膜
    と；上記レギュレーター本体の中に装着されるバルブ本
    体と；上記バルブ本体の中に装着されるバネ荷重の掛か
    ったポペットで、その１端で上記バルブ本体を通るガス
    をシールする弁座と、ポペットを正規の位置に置くため
    他の１端に設けられるバネとを持つものと；上記ポペッ
    トから上記室の中に延出する側腕部と、上記隔膜と接触
    するための湾曲部とを持つ１つのレバーと；その１部分
    で上記側腕部を上記ポペットと連動させる手段と；及び
    第１の点と第２の点とからなる上記側腕部上の少なくと
    も２つの接点で、上記第２の点が、上記側腕部の軸方向
    に関して、上記第１の点より遠位側にあり、これら各点
    が上記ポペットを動かすための面と接触して、これと連
    動する、ものと；を含む、レギュレーター。
17. 【請求項１７】 上記ポペットが、そのバネが当接し上
    記バルブ本体と捩子結合している調節捩子によってその
    圧力を調節される、請求項１６記載のレギュレーター。
18. 【請求項１８】 上記側腕部との連動面が上記側腕部の
    前に伸びる１つの部材を含む、請求項１７記載のレギュ
    レーター。
19. 【請求項１９】 上記連動面が１つのピンを含む、請求
    項１８記載のレギュレーター。
20. 【請求項２０】 上記レバーの上記側腕部の少なくとも
    ２つの接点が、２つの相交わる面を持つ、上記側腕部に
    設けられた１つの溝によって形成され、この場合、この
    相交わる面の交点が第１の接点を形成し、遠位の第２の
    接点が上記第１の接点より離れて形成される、請求項１
    ６記載のレギュレーター。
21. 【請求項２１】 高圧ガスのソースからの入口と使用者
    のための出口とを持つデマンドレギュレーター型のレギ
    ュレーターで、これが：レギュレーター本体と；上記レ
    ギュレーター本体と繋がるマシュルームバルブ型の少な
    くとも２つの排気バルブで、２つの角度を持って交わる
    壁で形成された、上記レギュレーター本体の少なくとも
    ２つの壁に装着されるれるものと；を含む、デマンドレ
    ギュレーター型のレギュレーター。
22. 【請求項２２】 更に、 １つのポペットを持ち、上記レギュレーター本体に装着
    されるバルブ本体と；上記レギュレーター本体の中に設
    けられる隔膜と；上記隔膜と上記ポペットとに接触する
    １つのレバーで、上記隔膜が最初に動いたとき、上記ポ
    ペットに対して大きなメカニカルアドバンテージを持
    ち、この最初の動作点を過ぎた後においては小いさなメ
    カニカルアドバンテージを持つものと；を含む、請求項
    ２１記載のレギュレーター。
23. 【請求項２３】 上記レバーが、上記ポペットと接触す
    る第１の部分と１つの作用面と接触する第２の部分とを
    持つ側腕部を持ち、更に、上記第２の部分が２つの接点
    で形成され、上記接点の第２の接点が、上記側腕部の回
    転軸に対し、上記接点の第１の接点より遠位側にあり、
    上記第１の接点でより大きなメカニカルアドバンテージ
    作り出すごとくにする、請求項２２記載のレギュレータ
    ー。
24. 【請求項２４】 上記リンク手段が側腕部を持つレバー
    として形成され、上記側腕部が、上記側腕部の回転軸か
    ら上記側腕部の外側の面に向かって延出する１つの湾曲
    面を持つ、請求項１２記載のレギュレーター。
25. 【請求項２５】 上記湾曲面がカム面として形成され、
    このカム面が、その回転軸に近い点で大きなメカニカル
    アドバンテージを与え、ここから外向きに、上記カム面
    の終点に向かってこれが減少する、請求項２４記載のレ
    ギュレーター。