(57)【要約】【課題】  面体の内部が所定の圧力に達した時に開く呼吸用保護具の陽圧排気弁であって、弁体と、弁体に常時当接して弁体を閉弁方向へ付勢するバネとを備え、弁体とバネとが形成する振動体の自励振動が抑制された陽圧排気弁を提供する。【解決手段】  面体の内部が所定の圧力に達した時に開く呼吸用保護具の陽圧排気弁であって、弁体と、弁体に常時当接して弁体を閉弁方向へ付勢する第１バネと、弁体から隙間を隔てて弁体に対峙し、弁体と第１バネとが形成する振動体が自励振動した時に弁体に当接して自励振動を抑制する制動体とを備える。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
面体の内部が所定の圧力に達した時に開く呼吸用保護具の陽圧排気弁であって、弁体と、弁体に常時当接して弁体を閉弁方向へ付勢する第１バネと、弁体から隙間を隔てて弁体に対峙し、弁体と第１バネとが形成する振動体が自励振動した時に弁体に当接して自励振動を抑制する制動体とを備えることを特徴とする陽圧排気弁。
【請求項２】
制動体は柱状弾性体であることを特徴とする請求項１に記載の陽圧排気弁。
【請求項３】
制動体は第２バネであることを特徴とする請求項１に記載の陽圧排気弁。
【請求項４】
制動体は第２バネのバネ定数は第１バネのバネ定数よりも大きな値に設定されていることを特徴とする請求項３に記載の陽圧排気弁。
【請求項５】
第２バネはコイルバネであり、コイルバネの弁体から離隔する側の端部は支持部材に形成された爪に係合しており、前記端部の先端部は折り曲げられて前記支持部材に形成された孔に挿通されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の陽圧排気弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面体の内部が所定の圧力に達した時に開く呼吸用保護具の陽圧排気弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
面体の内部が所定の圧力に達した時に開く呼吸用保護具の陽圧排気弁が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１６１３５６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
陽圧排気弁は、弁体と、弁体に常時当接して弁体を閉弁方向へ付勢するバネとを備えている。呼吸用保護具使用時に、弁体とバネとが形成する振動体に何らかの外乱が働き、前記振動体が自励振動する場合がある。一旦自励振動が始まると、振幅が経時的に増加して、異音が発生し、呼吸用保護具使用者に不快感を与える。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、面体の内部が所定の圧力に達した時に開く呼吸用保護具の陽圧排気弁であって、弁体と、弁体に常時当接して弁体を閉弁方向へ付勢するバネとを備え、弁体とバネとが形成する振動体の自励振動が抑制された陽圧排気弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明においては、面体の内部が所定の圧力に達した時に開く呼吸用保護具の陽圧排気弁であって、弁体と、弁体に常時当接して弁体を閉弁方向へ付勢する第１バネと、弁体から隙間を隔てて弁体に対峙し、弁体と第１バネとが形成する振動体が自励振動した時に弁体に当接して自励振動を抑制する制動体とを備えることを特徴とする陽圧排気弁を提供する。
弁体が第１バネによって常時閉弁方向へ付勢されるので、陽圧排気弁は面体内圧が所定の圧力に達しない限り開弁しない。弁体から隙間を隔てて弁体に対峙した制動体は、呼吸用保護具の通常作動時には、弁体に当接せず、陽圧排気弁の作動に干渉しない。呼吸用保護具、ひいては弁体と第１バネとが形成する振動体に何らかの外乱が働き、前記振動体が自励振動を起こす場合がある。自励振動が一旦始まると、振動振幅が経時的に増加し、弁体が制動体に当接する。弁体が制動体に当接すると、振動体に制動力が働き、自励振動が停止し、自励振動に起因する異音が停止する。
本発明の好ましい態様においては、制動体は柱状弾性体である。
制動体を柱状弾性体とすることにより、陽圧排気弁の構造が単純化され、陽圧排気弁の製造コストが低下する。
本発明の好ましい態様においては、制動体は第２バネである。
柱状弾性体のバネ定数は一般的に第１バネのバネ定数よりも遥かに大きいので、弁体の変位は柱状弾性体によって規制される。この結果、呼吸用保護具使用者の呼吸が通常の程度を超えて激しい場合、弁体が制動体に当接して移動を規制され、陽圧排気弁が激しい呼吸に見合う程度まで開弁できないという不具合を招く可能性を生ずる。制動体を第２バネとし、第２バネのバネ定数を適正値として、弁体が第２バネに当接した後も変位可能とすることにより、振動体の自励振動を抑制し、且つ呼吸用保護具使用者の呼吸が激しい場合に、陽圧排気弁の開度を呼吸に見合う程度まで増加させることが可能になる。
本発明の好ましい態様においては、第２バネのバネ定数は第１バネのバネ定数よりも大きな値に設定されている。
第２バネのバネ定数を第１バネのバネ定数よりも大きな値に設定し、第２バネから弁体と第１バネとで形成される振動体に印加される制動力を大きくすることにより、前記振動体の自励振動を効果的に停止させることができる。
本発明の好ましい態様においては、第２バネはコイルバネであり、第２バネの弁体から離隔する側の端部は支持部材に形成された爪に係合しており、前記端部の先端は折り曲げられて前記支持部材に形成された孔に挿通されている。
コイルバネは入手が容易であり、第２バネに適している。第２バネとしてコイルバネを使用する場合、コイルバネの弁体から離隔する側の端部を支持部材に係止する必要がある。コイルバネの弁体から離隔する側の端部を支持部材に形成された爪に係合させるのは、効果的な係止方法である。コイルバネ端部の爪との係合部は、前記端部の平坦部に限定する必要がある。前記係合部が平坦部を外れて傾斜部になると、コイルバネが傾斜して、弁体に片当たりすることになり、自励振動抑制機能が損なわれる。前記端部の先端を折り曲げて、前記支持部材に形成した孔に挿通し、コイルバネと爪との周方向相対位置を固定することにより、確実に、コイルバネ端部の平坦部を爪と係合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施例に係る陽圧排気弁を備える呼吸用保護具の分解斜視図である。
【図２】本発明の実施例に係る陽圧排気弁を備える呼吸用保護具の分解斜視図である。
【図３】本発明の実施例に係る陽圧排気弁の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の実施例に係る呼吸用保護具の陽圧排気弁を説明する。
図１〜３に示すように、呼吸用保護具Ａは面体Ｂを備えている。面体Ｂの一方の側部に円形開口Ｂ１が形成され、開口Ｂ１に円環状の排気弁受け部材Ｃが面体Ｂの内側から挿通されて面体Ｂに固定されている。
陽圧排気弁１が、開口Ｂ１を面体Ｂの外側から覆うと共に、円環状のシール部材Ｄを介して、排気弁受け部材Ｃにスナップ嵌めで固定されている。
陽圧排気弁１は、排気弁座２を備えている。排気弁座２は、円環状の弁座形成体２ａと、周方向に互いに間隔を隔てて弁座形成体２ａに複数形成された、弁座形成体２ａを排気弁受け部材Ｃにスナップ嵌めするための複数の爪２ｂと、弁座形成体２ａが形成する円環の中心に配設されて後述する弁体の弁軸が挿通される筒状軸受け２ｃと、筒状軸受け２ｃと弁座形成体２ａとを連結する複数の腕部２ｄと、一対のバヨネット式接続機構の雌部の爪２ｅと、一対のロック機構の雌部の凹部２ｆとを備えている。
陽圧排気弁１は、弁体３を備えている。弁体３は、シリコーンゴムで形成された円盤状の柔軟な弁本体３ａと、弁本体３ａと同心に配設された硬質プラスチック製の弁軸３ｂと、弁本体３ａと同心に配設された円環状の硬質プラスチック製のバネ受け３ｃとを備えている。バネ受け３ｃは円環板部３ｃ１と、円環板部３ｃ１の内周部に形成された円筒部３ｃ２とを備えている。弁本体３ａと弁軸３ｂとバネ受け３ｃとはインサート成形により一体に形成されている。
陽圧排気弁１は、第１コイルバネ４を備えている。第１コイルバネ４の両端部は、長手方向に直交して延在する互いに平行な平坦面を形成している。第１コイルバネ４の一端部はバネ受け３ｃの円筒部３ｃ２に外嵌合して円環板部３ｃ１に当接している。
陽圧排気弁１は、第１コイルバネ４と同心に配設された第２コイルバネ５を備えている。第２コイルバネ５は第１コイルバネ４よりも小径で且つ第１コイルバネ４よりも短く形成されている。第２コイルバネ５は第１コイルバネ４の内側に配設されている。第２コイルバネ５のバネ定数は第１コイルバネバネ４のバネ定数よりも大きな値に設定されている。第２コイルバネ５は弁体３と第１コイルバネ４とが形成する振動体の制動体として機能する。第１コイルバネ４の両端部は、長手方向に直交して延在する互いに平行な平坦面を形成している。第２コイルバネ５の一端部は弁本体３ａのバネ受け円筒部３ｃ２の内側で延在する部位から所定の隙間を隔てて前記部位に対峙している。第２コイルバネ５の他端部の先端５ａは長手方向へ折り曲げられている。
【０００８】
陽圧排気弁１は、バネ押さえ６を備えている。バネ押さえ６は円錐台形状の周側壁６ａと、頂壁６ｂと、周側壁６ａから延びる一対の脚部の先端部が形成するバヨネット式接続機構の雄部の爪６ｃと、周側壁６ａから延びる他の一対の脚部の先端部が形成するロック機構の一対の雄部の爪６ｄと、頂壁６ｂの裏面に形成された円筒部６ｅと、周方向に互いに間隔を隔てて頂壁６ｂの裏面に形成された３個の第２バネ係止爪６ｆと、頂壁６ｂに形成された第２バネ位置決め用の小径貫通孔６ｇとを備えている。
バネ押さえ６と排気弁座２とは、互いに係合離脱可能な雌部の爪２ｅと雄部の爪６ｃとによって形成された、押して捩じるバヨネット式接続機構により着脱可能に接続されており、互いに係合離脱可能な雄部の爪６ｄと雌部の凹部２ｆとにより形成されたロック機構によって、接続状態が安定に維持されている。
第１コイルバネ４の他端部が、バネ押さえ６の頂壁６ｂ裏面の円筒部６ｅに外嵌合して、頂壁６ｂ裏面に当接している。弁体３とバネ押さえ６とによって両端部が挟持された第１コイルバネ４が、弁体３を閉弁方向へ付勢して、弁本体３ａを弁座形成体２ａに当接させている。
頂壁６ｂ裏面の３個の係止爪６ｆに第２バネ５の平坦面を形成する他端部が係合し、頂壁６ｂの小径貫通孔６ｇに第２バネ５の他端部の先端５ａが挿通された状態で、第２コイルバネ５がバネ押さえ６に係止されている。前述のように、第２コイルバネ５の一端部は弁本体３ａのバネ受け円筒部３ｃ２の内側で延在する部位から所定の隙間を隔てて前記部位に対峙している。前記隙間の所定値は、陽圧排気弁１の通常作動時の弁体３の変位と自励振動発生時の弁体の変位とを、実機試験により把握して、決定されている。
陽圧排気弁１は、蓋部材７を備えている。蓋部材７は円錐台形状の周側壁７ａと、複数の腕部材を介して周側壁に固定された頂板７ｂとを備えている。頂板７ｂと周側壁７ａとの間には、前記腕部材によって複数に分割された環状隙間７ｃが形成されている。
蓋部材７はヒンジ機構８を介して開閉可能に排気弁座２に連結されている。スナップ嵌め機構９を介して、蓋部材７の閉鎖状態が解除可能に維持される。
【０００９】
陽圧排気弁１の作動を説明する。
呼吸用保護具Ａは面体Ｂの内圧を常に陽圧に保ちながら、使用者が吸気した時にのみ電動ファンを介して外気が面体Ｂに供給される電動ファン付呼吸用保護具である。
使用者の呼気時に、面体Ｂの内部が所定の圧力に達すると、弁体３が第１コイルバネ４の付勢に抗して、開弁方向へ移動し、陽圧排気弁１は開弁する。この結果、面体Ｂ内の呼気が外部環境へ排出される。
呼吸用保護具Ａが平穏に使用されており、且つ使用者の呼吸が特別に激しくない場合は、使用者の呼気時に弁体３は第２コイルバネ５に当接せず、弁体３は第１コイルバネ４の付勢力と面体内圧による付勢力とを受けて、開閉作動する。
呼吸用保護具Ａに、ひいては弁体３と第１コイルバネ４とが形成する振動体に、何らかの外乱が働き、前記振動体が自励振動する場合がある。一旦自励振動が始まると、振幅が経時的に増加して、異音が発生し、呼吸用保護具Ａの使用者に不快感を与える。しかし陽圧排気弁１においては、弁体３と第１コイルバネ４とが形成する振動体の自励振動の振幅が増加すると、制動体である第２コイルバネ５に弁体３が当接し、第２コイルバネ５から前記振動体に制動力が働いて、自励振動が停止し、異音が停止する。上記説明から分かるように、陽圧排気弁１においては、弁体３と第１コイルバネ４とが形成する振動体の自励振動が抑制されている。
第２コイルバネ５には、陽圧排気弁１の通常作動時には弁体３に当接せず、陽圧排気弁１の通常作動に干渉せず、陽圧排気弁の通常作動を阻害しないという利点がある。
【００１０】
第２コイルバネ５のバネ定数は第１コイルバネ４のバネ定数よりも大きな値に設定されているので、第２コイルバネ５から弁体３と第１コイルバネ４とで形成される振動体に印加される制動力は大きい。この結果、前記振動体の自励振動を効果的に停止させることができる。
制動体である第２コイルバネ５のバネ定数を適正に設定し、弁体３が第２コイルバネ５に当接した後も開弁方向へ変位可能とするのが望ましい。弁体３と第１コイルバネ４とが形成する振動体の自励振動を抑制し、且つ呼吸用保護具使用者の呼吸が特別に激しい場合に、陽圧排気弁１の開度を呼吸に見合う程度まで増加させることが可能になる。
入手が容易な第２コイルバネ５は、弁体３と第１コイルバネ４とが形成する振動体の制動体として使用するのに適している。この場合、第２コイルバネ５の弁体３から離隔する他端部をバネ押さえ６に係止する必要がある。第２コイルバネ５の弁体３から離隔する他端部をバネ押さえ６に形成された爪６ｆに係合させるのは、効果的な係止方法である。第２コイルバネ５他端部の爪６ｆとの係合部は、前記他端部の平坦部に限定する必要がある。前記係合部が平坦部を外れて傾斜部になると、第２コイルバネ５が傾斜して、弁体３に片当たりすることになり、自励振動抑制機能が損なわれる。前記他端部の先端５ａを折り曲げて、バネ押さえ６に形成した小径孔６ｇに挿通し、第２コイルバネ５と爪６ｆとの周方向相対位置を固定することにより、確実に、コイルバネ他端部の平坦部を爪６ｆと係合させることができる。
第２コイルバネ５に代えて、弁体３と第１コイルバネ４とで形成される振動体の制動体として、硬質又は軟質の柱状弾性体を用いても良い。制動体を柱状弾性体とすることにより、陽圧排気弁１の構造が単純化され、陽圧排気弁１の製造コストが低下する。しかし、柱状弾性体のバネ定数は一般的に第１コイルバネ４のバネ定数よりも遥かに大きいので、弁体３が一旦柱状弾性体に当接すると、弁体３の変位は柱状弾性体によって規制される。この結果、呼吸用保護具使用者の呼吸が特別に激しい場合、弁体３が柱状弾性体に当接して移動を規制され、陽圧排気弁１が激しい呼吸に見合う程度まで開弁できないという不具合を招く可能性を生ずる。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
本発明は、呼吸用保護具の陽圧排気弁に広く利用可能である。
【符号の説明】
【００１２】
Ａ  呼吸用保護具
Ｂ  面体
Ｃ  排気弁受け部材
Ｄ  シール部材
１  陽圧排気弁
２  排気弁座
３  弁体
４  第１コイルバネ
５  第２コイルバネ
６  バネ押さえ
７  蓋部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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