特許 6984060 空気呼吸器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6984060

(24)【登録日】2021年11月26日

(45)【発行日】2021年12月17日

(54)【発明の名称】空気呼吸器

(51)【国際特許分類】

   B63C 11/22 20060101AFI20211206BHJP

   B63C 11/16 20060101ALI20211206BHJP

   A62B 9/00 20060101ALI20211206BHJP

【ＦＩ】

   B63C11/22

   B63C11/16 Z

   A62B9/00 Z

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2021-85264(P2021-85264)

(22)【出願日】2021年5月20日

【審査請求日】2021年5月20日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390010342

【氏名又は名称】エア・ウォーター防災株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 晋士

【審査官】 福田 信成

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２３６８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５３５７９５０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 中国実用新案第２０３８７４３０７（ＣＮ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２００１／００１５２０３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６３Ｃ １１／２２

Ｂ６３Ｃ １１／１６

Ａ６２Ｂ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気ボンベに接続されて空気ボンベから供給される高圧空気を減圧する圧力調整器と、
前記圧力調整器に接続されて前記圧力調整器から空気が供給され、その空気によって作動する圧力スイッチとを備え、前記圧力スイッチは電子機器の起動に用いられる、空気呼吸器。

【請求項2】

前記圧力スイッチは、
前記圧力調整器からの高圧空気を受け入れる孔および前記孔に連なる内部空間を有するピストンホルダーと、
前記ピストンホルダーの前記内部空間に嵌まり合い前記内部空間内で軸方向にスライド可能なピストンロッドと、
前記ピストンロッドに接触可能な押しボタンとを備え、
前記内部空間に高圧空気が供給されて前記ピストンロッドが第１の方向に近づくことで前記ピストンロッドが前記押しボタンを押圧して前記電子機器が起動し、前記空気呼吸器の使用により前記内部空間への空気ボンベの供給圧力が下がると前記ピストンロッドが前記第１の方向と反対の第２の方向に移動することで前記押しボタンが切れる、請求項１に記載の空気呼吸器。

【請求項3】

前記圧力スイッチは、前記ピストンロッドを前記第２の方向に付勢するばねを含む、請求項２に記載の空気呼吸器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、空気呼吸器用に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、空気呼吸器は、たとえば国際公開第２０１９／２３０７３４号に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１９／２３０７３４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の空気呼吸器においては、空気呼吸器とは別の電子機器が付属する場合がある。ただし、この電子機器のスイッチを入れ忘れることがあった。

【0005】

そこで、この発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、電子機器の起動し忘れを防止することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明に従った空気呼吸器は、空気ボンベに接続されて空気ボンベから供給される高圧空気を減圧する圧力調整器と、圧力調整器に接続されて圧力調整器から空気が供給され、その空気によって作動する圧力スイッチとを備え、圧力スイッチは電子機器の起動に用いられる。

【0007】

このように構成された空気呼吸器においては、圧力調整器からの空気によって作動する圧力スイッチを備え、その圧力スイッチは電子機器の起動に用いられるため、空気の圧力によって圧力スイッチが作動する。その結果、電子機器のスイッチの入れ忘れを防止できる。

【0008】

好ましくは、圧力スイッチは、圧力調整器からの高圧空気を受け入れる孔および孔に連なる内部空間を有するピストンホルダーと、ピストンホルダーの内部空間に嵌まり合い内部空間内で軸方向にスライド可能なピストンロッドと、ピストンロッドに接触可能な押しボタンとを備える。内部空間に高圧空気が供給されてピストンロッドが第１の方向に近づくことでピストンロッドが押しボタンを押圧して電子機器が起動し、空気呼吸器の使用により内部空間への空気ボンベの供給圧力が下がるとピストンロッドが第１の方向と反対の第２の方向に移動し、押しボタンからピストンロッドは離れるが、自己保持回路により電子機器は起動を続ける。電子機器の停止は、電子機器上の手動停止ボタンにより行うことが可能である。

【0009】

この場合、ピストンロッドのスライド機構によって圧力スイッチを構成できるため、簡単な構成で圧力スイッチを実現することができる。

【0010】

好ましくは、圧力スイッチは、ピストンロッドを第２の方向に付勢するばねを含む。

【0011】

この場合、第２の方向へのスライドはばねによってなされるので、簡単な構成で圧力スイッチを構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、実施の形態に従った空気呼吸器１００の構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、圧力調整器４５０および圧力調整器４５０に接続される空気呼吸器１００の断面図である。

【図3】図３は、実施の形態に従った圧力スイッチ５００の断面図である。

【図4】図４は、図３中の矢印ＩＶで示す方向から見たピストンホルダー５０１の正面図である。

【図5】図５は、本体３３０、本体３３０に取り付けられた空気ボンベ２５０を有する背負い具３００の斜視図である。

【図6】図６は、本体３３０、本体３３０に取り付けられた空気ボンベ２５０を有する背負い具３００の斜視図である。

【図7】図７は、空気ボンベ２５０、空気ボンベ２５０からの空気を圧力調整器４５０に供給するためのハンドル３２１とを示す斜視図である。

【図8】図８は、本体３３０内に設けられた圧力調整器４５０と圧力調整器４５０に接続された圧力スイッチ５００の斜視図である。

【図9】図９は、圧力調整器４５０およびスイッチ５００に供給される空気の圧力を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。

【0014】

図１は、実施の形態に従った空気呼吸器１００の構成を示すブロック図である。

【0015】

空気呼吸器１００は、圧力調整器４５０、圧力調整器４５０から空気が供給される面体１１，圧力調整器４５０から空気が供給される圧力スイッチ５００および圧力スイッチ５００により起動する電子機器６００を有する。

【0016】

空気ボンベ２５０にはバルブ３２０が接続されている。空気ボンベ２５０には高圧の空気が充填されている。

【0017】

バルブ３２０には圧力調整器４５０が接続されている。バルブ３２０を開くことで空気ボンベ２５０中の高圧の空気が圧力調整器４５０に供給される。

【0018】

空気呼吸器１００の構成部品である圧力調整器４５０は、たとえば、背負い具に配置される。これにより、圧力調整器４５０を着装者の体前面に配置した場合と比較して、着装者が活動中に圧力調整器４５０が配置された位置から外れない、また衝撃を直接受けにくく壊れにくい構造とされている。

【0019】

圧力調整器４５０は、高圧空気を減圧する減圧部（減圧弁）と、減圧した空気を呼吸量に応じて適切な量を着装者に供給する供給部（肺力弁（プレッシャデマンド弁））が一体化した構造を有する。

【0020】

面体１１と圧力調整器４５０を連結する呼吸のためのホース（呼吸ホース）である給気ライン２１０および検圧ラインが設けられる。

【0021】

着装者の顔面を覆う面体１１内の圧力を検知する検圧ラインと、面体１１内にガスを送る給気ライン２１０とが設けられている。空気ボンベ２５０から給気ライン２１０によって面体１１内にガスが供給されるが面体１１から空気が戻されるラインが設けられない。

【0022】

しかしながら、面体１１から圧力調整器４５０へ空気が戻されるラインが設けられていてもよい。この場合、閉鎖循環式の酸素呼吸器となる。閉鎖循環式の酸素呼吸器では、閉鎖回路が設けられている。酸素ボンベの酸素は圧力調整器４５０を介して閉鎖回路に供給される。閉鎖回路から面体１１に空気が供給され、面体１１から閉鎖回路へガスが戻されます。戻されたガスは二酸化炭素吸収剤によって二酸化炭素が吸収され、不足した量に応じたガスが閉鎖回路に供給される。

【0023】

空気呼吸器１００の圧力スイッチ５００は、たとえば消防活動用に使用する空気呼吸器１００に搭載される。空気呼吸器１００の回路内の圧力により圧力スイッチ５００は作動する。

【0024】

電子機器６００は、たとえば、人の動作を感知し不動状態が継続すると警報を発する警報器である。

【0025】

この圧力スイッチ５００の目的は、空気呼吸器１００に付属された空気呼吸器１００の機能とは別の電子機器６００の起動を、空気呼吸器１００の使用開始（空気ボンベを開いて空気呼吸器１００内に空気を流す）と合わせることにより電子機器６００の作動し忘れを防止する。

【0026】

図２は、圧力調整器４５０および圧力調整器４５０に接続される空気呼吸器１００の断面図である。図３は、実施の形態に従った圧力スイッチ５００の断面図である。図４は、図３中の矢印ＩＶで示す方向から見たピストンホルダー５０１の正面図である。

【0027】

図２から図４で示すように、ケース４０１に開口部材４０２が嵌め合わせられている。開口部材４０２に空気の回路を形成する回路部材４０３が設けられている。

【0028】

矢印Ｐ１で示す圧力の空気は回路部材４０３内を通過して矢印Ｐ３で示す圧力により圧力スイッチ５００に伝達される。さらに矢印Ｐ２で示す圧力により空気が空気呼吸器の着装者が呼吸する空気回路に流れる。圧力調整器４５０には回路部材４２１が嵌合している。

【0029】

圧力スイッチ５００はその一部がケース４０１に嵌合するピストンホルダー５０１と、ピストンホルダー５０１に保持されて軸方向に移動可能なピストンロッド５０２と、ピストンロッド５０２の先端に接触可能な押しボタンスイッチ５０５とを備える。

【0030】

ピストンロッド５０２は押しボタンスイッチ５０５から遠ざかる方向にばね５０３により付勢されている。ばね５０３の一端はピストンロッド５０２に接触しており、ばね５０３の他端は調整ねじ５０４に接触している。

【0031】

ピストンホルダー５０１に貫通孔５１１が設けられている。貫通孔５１１はケース４０１に連通している。ピストンロッド５０２にＯリング５０９が嵌合している。Ｏリング５０９の外周はピストンホルダー５０１の内周面に接触することで気密性を高めている。

【0032】

ピストンホルダー５０１は内部空間５１２を有する。内部空間５１２は貫通孔５１１に連通している。内部空間５１２にピストンロッド５０２が嵌まり合う。

【0033】

ケーブル５０６が押しボタンスイッチ５０５に接続されている。スイッチケース５０７にピストンロッド５０２、ばね５０３、調整ねじ５０４、押しボタンスイッチ５０５が収納されている。

【0034】

スイッチケース５０８にケーブル５０６が収納されている。スイッチケース５０８はスイッチケース５０７に嵌合している。

【0035】

圧力調整器４５０からの高圧空気がピストンホルダー５０１に流れると、ピストンホルダー５０１の貫通孔を経由してピストンロッド５０２が圧力を受ける。これにより、ばね５０３に逆らいピストンロッド５０２が移動して、押しボタンスイッチ５０５を押す。

【0036】

ピストンロッド５０２が動いて押しボタンスイッチ５０５を押す高圧空気の圧力は、ばね５０３の荷重により変化し、ばね５０３の荷重は調整ねじ５０４のねじ込みにより圧縮され変化する。

【0037】

調整ねじ５０４のねじ込みによって変化したピストンロッド５０２のストローク量は、スイッチケース５０７もしくはスイッチケース５０８のねじ込み量で調整する。

【0038】

圧力調整器４５０からの高圧空気が減圧されれば、ピストンロッド５０２はばね５０３の力で押しボタンスイッチ５０５から離れて、元の位置に戻り押しボタンスイッチ５０５は切れる。

【0039】

圧力センサーを用いて電子機器６００を起動した場合には圧力センサーに常にもしくは断続的にセンサーへの電源供給と圧力センサーからの信号を受信する必要がある。そのため、空気呼吸器１００を使用していない場合でも電力を消費する。

【0040】

空気呼吸器１００の電力には一般的に電池を使用する。消防活動においては可燃性ガスによる爆発を防止するため防爆に考慮した設計であることが望ましい。そのため、リチウムイオン電池のような充電できる２次電池の使用は控えられるべきである。電力消費が大きい場合電池の交換頻度が高まる。

【0041】

消防活動に用いる機器は、緊急で使用する場合が多く、使用前に電池交換を行う時間がない。よって、電池交換頻度は極力少なく、電池寿命は数ヶ月単位で持続することが望まれる。そのためには、電池の消費が極めて少ない状態が要求される。

【0042】

この問題を解決するために電池容量を増やすか（たとえば、アルカリ６本（単２）とする）、防爆設計を採用せず２次電池を使用する。

【0043】

押しボタンスイッチ５０５を用いると、スイッチが入るまで電源ラインが絶縁される。そのため、押しボタンスイッチ５０５を用いずに圧力センサを用いる場合と比較して、電池の消費を抑え電池容量を減らすことができる。電池容量を減らすことは、機器サイズの小型化や機器の質量を下げる効果がある。

【0044】

圧力センサーからの出力信号は電子機器６００の制御側で圧力に変換して電子機器の起動を行う。実施の形態の空気呼吸器１００は、調整ねじ５０４またはばね５０３の変更によりばね荷重を変更し、起動する圧力を調整する。

【0045】

空気呼吸器１００に圧力スイッチ５００を内蔵することによって、圧力スイッチ５００やそれに接続するケーブル類を保護することができる。また、空気呼吸器１００に内蔵するためには小型であることが求められる。

【0046】

押しボタンスイッチ５０５は市販性のある小型のスイッチを採用し、人が指で押しボタンスイッチ５０５を押す代わりにピストンロッド５０２が押しボタンスイッチ５０５を押す。

【0047】

圧力スイッチ５００が作動し電子機器６００が起動した後は、電子機器６００の制御回路内で電源を保持し、圧力スイッチ５００が圧力降下により切れた場合でも電子機器６００は動き続ける。電子機器６００の動作解除は別にスイッチを設け使用者が任意で解除する。

【0048】

圧力スイッチ５００が圧力降下により切れた場合は、電子機器６００の制御回路内で接点が外れたことを処理して、空気呼吸器１００内の圧力降下を電子機器６００の機能として警報する。

【0049】

空気呼吸器１００は、空気ボンベ２５０に接続されて空気ボンベ２５０から供給される高圧空気を減圧する圧力調整器４５０と、圧力調整器４５０に接続されて圧力調整器４５０から空気が供給され、その空気によって作動する圧力スイッチ５００とを備え、圧力スイッチ５００は電子機器６００の起動に用いられる。圧力スイッチ５００は、圧力調整器４５０からの高圧空気を受け入れる貫通孔５１１および貫通孔５１１に連なる内部空間５１２を有するピストンホルダー５０１と、ピストンホルダー５０１の内部空間５１２に嵌まり合い内部空間５１２内で軸方向にスライド可能なピストンロッド５０２と、ピストンロッド５０２に接触可能な押しボタンスイッチ５０５とを備える。

【0050】

内部空間５１２に高圧空気が供給されてピストンロッド５０２が第１の方向に近づくことでピストンロッド５０２が押しボタンスイッチ５０５を押圧して電子機器６００が起動する。内部空間５１２への高圧空気の供給が遮断されるとピストンロッド５０２が第１の方向と反対の第２の方向に移動することで押しボタンスイッチ５０５は切れる。電子機器６００は自己保持回路により押しボタンスイッチ５０５が切れた後も継続して動き、電子機器６００が有する手動の停止ボタンにより停止する。

【0051】

圧力スイッチ５００は、ピストンロッド５０２を第２の方向に付勢するばね５０３を含む。

【0052】

図５および図６は、本体３３０、本体３３０に取り付けられた空気ボンベ２５０を有する背負い具３００の斜視図である。図７は、空気ボンベ２５０、空気ボンベ２５０からの空気を圧力調整器４５０に供給するためのハンドル３２１とを示す斜視図である。図８は、本体３３０内に設けられた圧力調整器４５０と圧力調整器４５０に接続された圧力スイッチ５００の斜視図である。

【0053】

図５から図８で示すように、背負い具３００では、本体３３０に空気ボンベ２５０が取り付けられている。本体３３０に電子機器６００が取り付けられている。空気ボンベ２５０にはバルブ３２０が取り付けられている。バルブ３２０はハンドル３２１を操作して開弁することが可能である。

【0054】

背負い具３００の下部にはバイパス弁スイッチ３０１および陽圧ロックスイッチ３０２が設けられている。バイパス弁スイッチ３０１は空気ボンベ２５０から排出された高圧のガスを、プレッシャデマンド弁を経由せずに面体１１へ導くためのスイッチである。

【0055】

陽圧ロックスイッチ３０２は、給気ライン２１０から面体１１へ供給される陽圧を停止するためのものである。着装者が面体１１を取り外した状態では、給気ライン２１０からのガスが面体１１は供給され続けるため、供給されたガスは何ら利用されず大気に放出されることになる。これを防止するために、陽圧ロックスイッチ３０２を操作して給気ライン２１０からのガスの供給を遮断することで、ガスが無駄に消費されることを抑制できる。本体３３０にはバイパス弁スイッチ３０１が設けられている。カバー３０２ａが陽圧ロックスイッチ３０２を覆う。

【0056】

本体３３０は上部から下部へ長手方向に延びる。上部には一対のベルト孔３３９が設けられている。下部には一対のベルト孔３０９が設けられている。

【0057】

本体３３０内に圧力調整器４５０および圧力スイッチ５００が収納されている。

【0058】

図９は、圧力調整器４５０およびスイッチ５００に供給される空気の圧力を示す斜視図である。図９で示すように圧力Ｐ１で供給される空気はケース４０１内に入る。一部は圧力Ｐ３の空気となり圧力スイッチ５００に供給される。残りは圧力Ｐ２の空気となり圧力調整器４５０に供給される。

【0059】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0060】

１１ 面体、１００ 空気呼吸器、２５０ 空気ボンベ、３００ 背負い具、３０１ バイパス弁スイッチ、３０２ 陽圧ロックスイッチ、３０２ａ カバー、３０９，３３９ ベルト孔、３２０ バルブ、３２１ ハンドル、３３０ 本体、４０１ ケース、４０２ 開口部材、４０３，４２１ 回路部材、４５０ 圧力調整器、５００ 圧力スイッチ、５０１ ピストンホルダー、５０２ ピストンロッド、５０３ ばね、５０４ 調整ねじ、５０５ 押しボタンスイッチ、５０６ ケーブル、５０７，５０８ スイッチケース、５０９ Ｏリング、５１１ 貫通孔、５１２ 内部空間、６００ 電子機器。

【要約】

【課題】電子機器の起動し忘れを防止することが可能な空気呼吸器を提供する。
【解決手段】空気呼吸器１００は、空気ボンベ２５０に接続されて空気ボンベ２５０から供給される高圧空気を減圧する圧力調整器４５０と、圧力調整器４５０に接続されて圧力調整器４５０から空気が供給され、その空気によって作動する圧力スイッチ５００とを備え、圧力スイッチ５００は電子機器６００の起動に用いられる。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】