(57)【要約】呼吸器の呼気ユニット（１０）は、負圧弁（１２０）と、選択的に動作可能な正圧弁アセンブリ（１３０）とを備える。正圧弁アセンブリ（１３０）の位置は、負圧モード、空気駆動モード、自給式呼吸器（ＳＣＢＡ）モード等の複数の動作モードで使用するために呼気ユニット（１０）を変換するように選択的に調整可能である。さらに、閉回路呼吸装置（ＣＣＢＡ）アダプタアセンブリ（２００）はＣＣＢＡ動作モードに変換するために呼気ユニットに取り付けられることができる。さらに、負圧弁（１２０）は、呼気ユニットの内部を２つのチャンバに分割し、それらのうち一方は、呼気端にいかなる有害な汚染物質もユーザに晒さないようにするデッドスペースとして働く。
2008514302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
呼吸器の呼気ユニットであって、
入口及び出口を有する導管を画定する本体と、
前記導管内の負圧弁であって、該負圧弁の上流側と下流側との差圧が第１のクラッキング圧未満になると、空気が前記導管を通って前記入口から前記出口に流れることを防止する、負圧弁と、
前記導管内の選択的に動作可能な正圧弁であって、該正圧弁の上流側と下流側との差圧が第２のクラッキング圧未満になると、空気が前記導管を通って前記入口から前記出口に流れることを防止する、選択的に動作可能な正圧弁と
を備え、
前記第２のクラッキング圧は前記第１のクラッキング圧よりも大きい、呼吸器の呼気ユニット。
【請求項２】
前記負圧弁及び前記正圧弁は前記導管内に順次配置される、請求項１に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項３】
前記負圧弁は前記正圧弁の下流に位置付けされる、請求項２に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項４】
前記正圧弁は弁座及び弁体を含み、該弁体は、該弁座と接触するアクティブ位置と該弁座から離隔している非アクティブ位置との間で選択的に動作可能である、請求項１に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項５】
前記正圧弁は、前記弁体が前記アクティブ位置にある場合に該弁体を付勢して前記弁座と接触させるばねをさらに含む、請求項４に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項６】
前記弁体が前記アクティブ位置にある場合に該弁体に対する前記ばねの付勢を調整するように前記正圧弁に接続されるアクチュエータをさらに備える、請求項５に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項７】
前記アクティブ位置と前記非アクティブ位置との間で前記正圧弁を移動させるアクチュエータをさらに備える、請求項５に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項８】
前記出口に外カバーをさらに備え、該外カバーは前記アクチュエータの一部を成す、請求項７に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項９】
前記外カバーは前記出口に回転可能に取り付けられ、前記弁体は、該外カバーが前記本体に関して回転する際に前記アクティブ位置と前記非アクティブ位置との間で前記正圧弁体を移動させるカムアセンブリを介して前記外カバーに接続される、請求項８に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項１０】
前記負圧弁はダイアフラム弁である、請求項１に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項１１】
閉回路呼吸ホースを前記呼気ユニットの前記出口に取り付けるアダプタをさらに備える、請求項１に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項１２】
前記負圧弁及び前記入口は、空気が前記導管を通って前記入口から前記出口に流れることを前記負圧弁が防止する場合にデッドスペースを形成するチャンバを前記導管内に画定する、請求項１に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項１３】
前記負圧弁及び前記正圧弁は、前記呼気ユニットから選択的に取り外し可能なカセット内に取り付けられる、請求項１に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項１４】
前記カセットはバヨネット取付具を介して前記本体に取り付けられる、請求項１３に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項１５】
呼吸器の呼気ユニットであって、
入口及び出口を有する導管を画定する本体と、
前記導管内に順次取り付けられる第１の弁及び第２の弁であって、２つの該弁の両側の差圧がクラッキング圧未満になると、空気が前記導管を通って前記入口から前記出口に流れることを防止する、第１の弁及び第２の弁と
を備え、
前記クラッキング圧は、前記導管内での前記第１の弁及び前記第２の弁の相対位置を調整することによって調整可能である、呼吸器の呼気ユニット。
【請求項１６】
前記導管内での前記第１の弁及び前記第２の弁の相対位置を調整する機構をさらに備える、請求項１５に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項１７】
前記導管内での前記第２の弁の位置を調整する機構をさらに備える、請求項１５に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項１８】
前記第１の弁及び前記第２の弁はそれぞれ中央部及び弁体を含み、該第１の弁の該中央部は、前記導管内に固定取り付けされ、前記第２の弁の前記中央部は前記導管内に移動可能に取り付けられる、請求項１５に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項１９】
前記第１の弁は前記第２の弁の下流に位置付けされる、請求項１８に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項２０】
前記第２の弁は弁座及び弁体を含み、該弁体は、前記第１の弁及び前記第２の弁の相対位置を調整するように、該弁座と接触するアクティブ位置と該弁座から離隔している非アクティブ位置との間で選択的に動作可能である、請求項１５に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項２１】
前記第２の弁は、前記弁体が前記アクティブ位置にある場合に該弁体を付勢して前記弁座と接触させるばねをさらに含む、請求項２０に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項２２】
前記弁体が前記アクティブ位置にある場合に該弁体に対する前記ばねの付勢を調整するように前記正圧弁に接続されるアクチュエータをさらに備える、請求項２１に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項２３】
前記アクティブ位置と前記非アクティブ位置との間で前記第２の弁を移動させるアクチュエータをさらに備える、請求項２１に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項２４】
前記出口に外カバーをさらに備え、該外カバーは前記アクチュエータの一部を成す、請求項２３に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項２５】
前記外カバーは前記出口に回転可能に取り付けられ、前記弁体は、該外カバーが前記本体に関して回転する際に前記アクティブ位置と前記非アクティブ位置との間で前記正圧弁体を移動させるカムアセンブリを介して前記外カバーに接続される、請求項２４に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項２６】
前記第１の弁及び前記第２の弁は、前記呼気ユニットから選択的に取り外し可能なカセット内に取り付けられる、請求項１５に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項２７】
閉回路呼吸ホースを前記呼気ユニットの前記出口に取り付けるアダプタをさらに備える、請求項１５に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【請求項２８】
前記第１の弁及び前記第２の弁の一方及び前記入口は、空気が前記導管を通って前記入口から前記出口に流れることを該第１の弁及び該第２の弁の一方が防止する場合にデッドスペースを形成するチャンバを前記導管内に画定する、請求項１５に記載の呼吸器の呼気ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の背景］
［発明の分野］
本発明は包括的に、呼吸器の呼気ユニットに関する。一態様では、本発明は、異なるクラッキング圧を有する２つの弁を備える呼気ユニットに関する。別の態様では、本発明は、２つの弁を備え、これら２つの弁の相対位置を調整することによってこれら弁のクラッキング圧を調整することができる、呼気ユニットに関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本願は、２００４年９月２７日に出願された米国特許出願第６０／５２２，４０７号に関連すると共にその利益を主張する。
【背景技術】
【０００３】
［関連技術の記載］
周囲空気を浄化すると共に着用者に呼吸可能な空気の供給を行う呼吸器は、消防士、軍人によって、また、個々人が汚染された空気の供給に晒される可能性のある他の環境において利用される、よく知られた装置である。かかる呼吸器は、マスク、及び／又は呼吸器を着用者の顔に固定すると共に着用者をさらに保護するフェイスシールドを有し得る。呼吸器は、空気汚染物が広範にわたっていると共にその汚染物が集中している多様な環境で用いられるため、種々の異なる保護レベルを与える複数の様々な呼吸器がある。
【０００４】
例えば、最も単純なタイプの呼吸器である陰圧式呼吸器では、マスクの内側の空気圧は、呼吸器の外部の周囲圧力に対して吸気の際は負である。ユーザが吸気すると、空気が周囲大気から引込まれ、空気浄化フィルタを通って、マスクに入り込む。次いで、ユーザは、比較的小さな呼気抵抗を与える逆止弁を典型的に備える呼気ユニットを介して呼気する。かかる呼吸器は、いくつかの特定の環境では十分であるが、呼吸器内又はマスクと着用者との間に何らかの漏れが生じる場合に汚染を被る可能性がある。
【０００５】
より高レベルの保護は電動式空気浄化呼吸器（powered air purifying respirators：電動ファン付き呼吸用保護具）（ＰＡＰＲ）によって与えられ、このＰＡＰＲでは、マスクの内側の空気圧は呼吸器の外部の周囲圧力に対して吸気の際に若干正である。このタイプの呼吸器では、フィルタは、フィルタに空気を強制的に吹き込むファン又はブロワ（好ましくは電池式）を有するキャニスタに取り付けられ、次いで、正圧を有する浄化空気がホースを通ってマスクに至る。呼気ユニット内の逆止弁の呼気抵抗は、陰圧式呼吸器におけるよりも高いであろう。
【０００６】
第３のタイプの呼吸器システムは、自給式呼吸器（ＳＣＢＡ）であり、これは、通常はユーザの背に着用されると共に圧縮浄化空気を収容しているエアタンクを有する。このタンクは、正圧空気を、許容可能なレベルにまで空気圧を徐々に下げるように減圧弁を介してマスクに供給する。空気は、ユーザが吸気すると開くデマンドバルブを介してマスクに入る。論理上、ＳＣＢＡシステムと共に用いられる呼気ユニットの逆止弁のクラッキング圧は、ＰＡＰＲシステムで用いられる呼気ユニットの逆止弁のクラッキング圧よりも大きく、また、デマンドバルブのクラッキング圧よりも大きいことで、呼吸器内に空気が連続して流れることを防止するようになっている。このようにして、空気は吸気の際に呼吸器に流れ込むが、呼気の際は流れを停止する。ＳＣＢＡにおける空気の供給はタンクの容量によって制限されるが、ＳＣＢＡ呼吸器システムは可搬性があるため、火災等、空気が非常に汚染されて有害である環境では非常に効果的である。
【０００７】
代替的に、呼吸器は閉回路呼吸装置（closed circuit breathing apparatus：閉鎖回路呼吸器）（ＣＣＢＡ）として用いることができ、このＣＣＢＡでは、呼気ホースは一端が呼気ユニットに取り付けられ、対向端が呼吸器入口接続部に取り付けられる。したがって、呼吸器及び呼気ホースは閉回路ループを成す。使用の際、ユーザは、呼気ユニットを介して呼気し、空気浄化手段を介して、ＣＣＢＡ回路の吸気ホースを介して呼吸器に戻る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
呼吸器を選択する際、ユーザは、目的の用途及び環境にどのタイプの呼吸器が最も適しているかを判断する。しかしながら、ユーザが複数のタイプの環境に備えたいと望むか、空気汚染が変動し得る環境にいるのか、又は、呼吸器が用いられる環境のタイプを正確に述べることができない場合、ユーザは、複数のタイプの呼吸器を保持せねばならず、このことは手を持て余すと共に不便であろう。呼吸器システムが、Fabinに付与された米国特許出願公開第２００２／００９２５２２号（その全体が参照によって本明細書に援用される）に記載されるようなモジュール式であるとしても、ユーザは、複数のモジュールを備えねばならず、また、動作モード間を切り換えるのに呼吸器システムを分解せねばならない。例えば、陰圧式呼吸器及びＳＣＢＡの呼気ユニットは異なるバルブ定格を有するため、モード間を切り換える際に呼気ユニットを交換せねばならない。モジュールの交換は、不便であるだけでなく、空気汚染が深刻であるか又は特に危険を孕んでいる状況では実用的ではないか又は不可能であろう。したがって、各種動作モードでの使用に迅速且つ容易に変換することができる呼吸器を有することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［発明の概要］
本発明の一実施形態による呼吸器の呼気ユニットは、入口及び出口を有する導管を画定する本体と、導管内の負圧弁であって、負圧弁の上流側と下流側との差圧が第１のクラッキング圧未満になると、空気が導管を通って入口から出口に流れることを防止する、負圧弁と、導管内の正圧弁であって、正圧弁の上流側と下流側との差圧が第２のクラッキング圧未満になると、空気が導管を通って入口から出口に流れることを防止する、正圧弁とを備える。第２のクラッキング圧は第１のクラッキング圧よりも大きい。
【００１０】
好適な一実施形態によれば、負圧弁及び正圧弁は導管内に順次配置される。負圧弁は正圧弁の下流又は上流に位置付けされることができる。
【００１１】
別の実施形態によれば、正圧弁は弁座及び弁体を含み、当該弁体は、当該弁座と接触し得るアクティブ位置と当該弁座から離隔している非アクティブ位置との間で選択的に動作可能である。正圧弁は、弁体がアクティブ位置にある場合に弁体を付勢して弁座と接触させるばねを含む。呼気ユニットは、アクティブ位置と非アクティブ位置との間で正圧弁を移動させるアクチュエータをさらに備える。アクチュエータは、弁体がアクティブ位置にある場合の弁体に対するばねの付勢を調整するように正圧弁に接続される。呼気ユニットは、出口に外カバーをさらに備え、当該外カバーはアクチュエータの一部を成すことができる。
【００１２】
好適な一実施形態では、外カバーは出口に回転可能に取り付けられることができ、弁体は、外カバーが本体に関して回転する際に正圧弁体を昇降させるカムアセンブリを介して外カバーに接続されることができる。
【００１３】
別の実施形態によれば、負圧弁はダイアフラム弁である。
【００１４】
別の実施形態によれば、呼気ユニットは、閉回路呼吸ホースを当該呼気ユニットの出口に取り付けるアダプタをさらに備える。
【００１５】
別の実施形態によれば、負圧弁及び入口は、空気が導管を通って入口から出口に流れることを負圧弁が防止する場合にデッドスペースを形成するチャンバを導管内に画定する。
【００１６】
別の実施形態によれば、負圧弁及び正圧弁は、呼気ユニットから選択的に取り外し可能なカセット内に取り付けられる。当該カセットはバヨネット（差し込み）取付具により本体に取り付けられることができる。
【００１７】
本発明の別の実施形態による呼吸器の呼気ユニットは、入口及び出口を有する導管を画定する本体と、導管内に順次取り付けられる第１の弁及び第２の弁であって、２つの当該弁の両側の差圧がクラッキング圧未満になると、空気が導管を通って入口から出口に流れることを防止する、第１の弁及び第２の弁とを備える。クラッキング圧は、導管内での第１の弁及び第２の弁の相対位置を調整することによって調整可能である。
【００１８】
別の実施形態によれば、呼気ユニットは、導管内での第１の弁及び第２の弁の相対位置を調整する機構をさらに備える。
【００１９】
別の実施形態によれば、呼気ユニットは、導管内での第２の弁の位置を調整する機構をさらに備える。
【００２０】
別の実施形態によれば、第１の弁及び第２の弁はそれぞれ中央部及び弁体を含み、第１の弁の中央部は、導管内に固定取り付けされ、第２の弁の中央部は導管内に移動可能に取り付けられる。第１の弁は第２の弁の下流に位置付けされることができる。
【００２１】
別の実施形態によれば、第２の弁は弁座及び弁体を含み、弁体は、第１の弁及び第２の弁の相対位置を調整するように、弁座と接触するアクティブ位置と弁座から離隔している非アクティブ位置との間で選択的に動作可能である。第２の弁は、弁体がアクティブ位置にある場合に当該弁体を付勢して弁座と接触させるばねをさらに含むことができる。呼気ユニットは、アクティブ位置と非アクティブ位置との間で第２の弁を移動させるアクチュエータをさらに備えることができる。アクチュエータは、弁体がアクティブ位置にある場合に弁体に対するばねの付勢を調整するように正圧弁に接続される。呼気ユニットは、出口に外カバーをさらに備え、外カバーはアクチュエータの一部を成すことができる。外カバーは出口に回転可能に取り付けられることができ、弁体は、外カバーが本体に関して回転する際にアクティブ位置と非アクティブ位置との間で正圧弁体を昇降させるカムアセンブリを介して外カバーに接続されることができる。
【００２２】
別の実施形態によれば、第１の弁及び第２の弁は、呼気ユニットから選択的に取り外されるカセット内に取り付けられる。
【００２３】
別の実施形態によれば、呼気ユニットは、閉回路呼吸ホースを呼気ユニットの出口に取り付けるアダプタをさらに備える。
【００２４】
別の実施形態によれば、第１の弁及び第２の弁の一方及び入口は、空気が導管を通って入口から出口に流れることを第１の弁及び第２の弁の一方が防止する場合にデッドスペースを形成するチャンバを導管内に画定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
［好適な実施形態の説明］
次に図、特に図１〜図４を参照すると、呼吸器（図示せず）と共に使用する本発明による呼気ユニット１０は可変呼気抵抗を有し、そのため、複数のモードで動作することができる。ユーザは、いつでもいかなる環境においても、呼気ユニット１０の呼気抵抗を迅速に手動で調整することができる。呼気ユニット１０の以下の説明では、「後部」及び「前部」という語は呼気ユニット１０の近位及び遠位をそれぞれ指す。換言すれば、「後部」及び「前部」という語は、呼気ユニット１０がマスク又は他の面体（facepiece：フェースピース）に固着されている場合でのユーザに近い「方向」及びユーザから遠い「方向」をそれぞれ指す。「後部」及び「前部」はもっぱら説明のために用いられており、本発明を限定することは決して意図されない。
【００２６】
呼気ユニット１０は、本体２０と、負圧弁座４０と、内カバー６０とを備え、これらは、外カバー９０が回転可能に取り付けられる固定アセンブリを形成する。呼気ユニット１０は、呼気ユニット１０に対し呼気抵抗を与えるように、本体２０及び内カバー６０内に配置される、負圧弁１２０と選択的に動作可能な正圧弁アセンブリ１３０とをさらに備える。
【００２７】
本体２０は、一端が前縁２８で終端していると共にその対向端が後壁３４で終端しているほぼ環状の周壁２２を含む。周壁２２は外向きに延びる外周リブ２４と、当該リブ２４の前方に位置する外向きに延びる外周フランジ２６とを有する。さらに、本体２０に内カバー６０を接続しやすくするように周方向に離間した弧状凹部２５が周壁２２の内表面に沿って形成される。前縁２８は前部開口３０を画定し、内向きに延びると共に周方向に離隔したデテント３２を画定する。本体２０の対向端では、後壁３４が、内部に放射状オフセットスポーク３８が配置されている後部開口３６を画定している。後部開口３６は呼気ユニット１０の入口として機能する。図４に最もよく示されるように、後壁３４は、正圧弁アセンブリ１３０と選択的に相互作用するように当該後壁３４の前方に突出している正圧弁座３５を含む。
【００２８】
図３〜図５に見られるように、負圧弁座４０は、前方に延びるボス４５及び軸方向溝路５２が貫通している中央ハブ４４に放射状オフセットスポーク４６によって接合している環状体４２を含む。環状体４２、ハブ４４、及びスポーク４６は、負圧弁座４０を介して空気を搬送する複数の孔４８を形成する。図４に最もよく示すように、環状体４２は、負圧弁１２０と選択的に相互作用するように環状体４２の前方に突出している負圧弁座リング５０を含む。
【００２９】
次に、図３、図４、及び図６を参照すると、内カバー６０は、呼気ユニット１０の出口を画定する、後端６４及び前端６６を有する周壁６２を含む。周壁６２は放射状ストラット７４により中央ハブ７２に接合される。周壁６２、ハブ７２、及びストラット７４は、内カバー６０内に空気を搬送する複数の孔７３を形成する。周壁６２は、本体２０の凹部２５内に受けるサイズになっている外向きに延びる周方向に離隔した複数の弧状フランジ７０と、負圧弁座４０を内カバー６０に取り付けやすくする、後端６４の段６８と、外カバー９０を内カバー６０に取り付けやすくする、前端６６の段６９とを有する。ハブ７２は、中央窪み７７及び中央開口７８を有する後壁７６と、当該後壁７６と一体となっていると共にこれに対してほぼ垂直な筒状外壁８０と、外壁８０と同心であると共に当該外壁８０から離隔している内壁８２とによって形成される。内壁８２はその内表面に形成されているカム面８４を含む。カム面８４は、より詳細に以下に説明するように、正圧弁アセンブリ１３０と動作可能に連通して選択的に動作する。
【００３０】
概して図２〜図４、特に図７を参照すると、外カバー９０は、後方垂下（depending）フランジ９４を有すると共に複数の弦歯ストラット９８によって中央ハブ９６に合わさる円形内縁９２を含む。概して凹状の格子面（grated surface）を形成するように若干湾曲している、内縁９２、ハブ９６、及びストラット９８は、外カバー９０を介して空気を搬送する複数の孔１００を画定する。ハブ９６は、ストラット９８の曲率に対応してわずかな曲率を有する前壁１０２と、当該前壁１０２と一体となっていると共にそれに対してほぼ垂直な、後方に延びる筒状壁１０４と、前壁１０２と一体となっていると共にそれに対してほぼ垂直であり、且つ筒状壁１０４から径方向に離隔した一対の対向する弧状レッグ１０６とを含む。外カバー９０は、ストラット９８の前方に延びるハンドグリップ１０８をさらに含むことで、ユーザがハンドグリップ１０８を把持して外カバー９０を手動で回転させることができるようになっている。
【００３１】
図３及び図４に見られるように、負圧弁１２０は、後方に延びる周縁（外周）スカート１２６を有する環状体又は環状フラップ１２４と一体となった中央筒状ボス１２２を含む。環状フラップ１２４及び外周スカート１２６は負圧弁１２０の弁体を成す。負圧弁１２０は基本的に、標準フラップ又はダイヤフラム弁であり、好ましくは、シリコーン又はポリイソプレン等の弾性材料から成る。
【００３２】
ここで、図３、図４、及び図８を参照すると、正圧弁アセンブリ１３０は、保持リング又はサークリップ１５８を嵌め入れるサイズになっている後部溝１３４及び前部溝１３６を有する中央シャフト１３２を含む。中央シャフト１３２は、負圧弁座４０の溝路５２内、及び内カバー６０の中央開口７８内に受け入れられるサイズになっている。正圧弁アセンブリ１３０は、中央シャフト１３２の後部溝１３４付近に取り付けられる正圧弁１４０及び裏板１５０と、中央シャフト１３２の前部溝１３６近隣に取り付けられるライザ１６０とをさらに含む。
【００３３】
正圧弁１４０は、後方に延びる外周スカート１４６を有する環状フラップ１４４と一体となっている中央ボス１４２を含む。環状フラップ１４４及び外周スカート１４６は正圧弁１４０の弁体を成す。ボス１４２内に形成されている周溝１４８は、裏板１５０を正圧弁１４０に取り付けやすくする。負圧弁１２０と同様に、正圧弁１４０は好ましくは、シリコーン又はポリイソプレン等の弾性材料から成る。正圧弁１４０は、内周１５２及び外周１５４を有する環状ディスクである裏板１５０によって支持される。内周１５２はボス１４２の溝１４８内に来て、外周１５４は外周スカート１４６と位置合わせされる。コイルばね等の付勢部材１５６は一端が裏板１５０と当接し、対向端が負圧弁座４０に取り付けられる。呼気ユニット１０が組み立てられると、付勢部材１５６が裏板１５０を付勢し、負圧弁１４０が負圧弁座４０から離れる。サークリップ１５８が、裏板１５０及び正圧弁１４０を中央シャフト１３２に保持する。
【００３４】
図８に最もよく示されるライザ１６０は、中央シャフト１３２を受け入れるサイズになっている中央開口１６４と、外カバー９０の弧状レッグ１０６を受け入れるサイズになっている対向する一対の弧状スロット１６６とを有する円形体１６２を含む。さらに、直径方向に対向する一対のカムフォロワ１６８が円形体１６２から外方に延び、外カバー９０のカム面８４と相互作用するように設計されている湾曲カムフォロワ面１７０を含み、そのため、外カバー９０の回転運動により、ライザ１６０、ひいては正圧弁アセンブリ１３０の直線運動が誘導される。呼気ユニット１０が組み立てられると、他のサークリップ１５８が前溝１３６内に入り、付勢部材１５６が中央シャフト１３２に後方への力を加える。その結果、ライザ１６０がサークリップ１５８に当接し、これにより、ライザ１６０を中央シャフト１３２に保持する。
【００３５】
呼気ユニット１０の構成部品は好ましくは、金属材料及び高分子材料から成る。好適な材料としては、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）（本体２０、負圧弁座４０、内カバー６０、及び外カバー９０、裏板１５０）等のポリエステル、ＤｕＰｏｎｔ（登録商標）から入手可能なＤｅｌｒｉｎ（登録商標）アセタル樹脂（ライザ１６０）、ステンレス鋼（中央シャフト１３２、付勢部材１５６、サークリップ１５８）、及びシリコーン又はポリイソプレン（負圧弁１２０及び正圧弁１４０）が挙げられるがこれらに限定されない。
【００３６】
呼気ユニット１０が組み立てられると、本体２０、負圧弁座４０、及び内カバー６０が嵌め合わさって固定アセンブリを形成する。固定アセンブリは、呼気の際に空気が通過する導管を画定する本体を形成する。空気は、導管を通って、本体２０の後部開口３６によって画定されている入口から、内カバーの周壁６２の前端６６によって画定されている出口に流れる。負圧弁座４０は、負圧弁座４０と本体２０との間のＯリングシール１８２等のシールで本体２０内に配置され、本体の周壁２２の凹部２５は、内カバー６０のフランジ７０をバヨネット取付式に受け入れ、内カバー６０を本体２０に取り付けるようにする。内カバー６０は気密式に負圧弁座４０と合わさる。特に、環状体４２が外カバーの周壁６２の後端６４の段６８に当接する。このような構成により、内カバー６０の中央開口７８が負圧弁座４０の軸方向溝路５２と整合される。固定アセンブリは合わせて保持され、本体２０のリブ２４の周りに位置する圧縮クランプ１８４によって少なくとも部分的に呼吸器（図示せず）のマスク又は他の面体に取り付けられる。呼気ユニット１０が面体に取り付けられると、面体はクランプ１８４と外周フランジ２６との間に来る。クランプ１８４は好ましくは、Ｄｅｌｒｉｎから成る。
【００３７】
負圧弁１２０は、負圧弁座４０と内カバー６０との間に来る。負圧弁ボス１２２が弁座ボス４５を囲み、内カバーハブ７２の後壁７６の中央窪み７７内に受け入れられる。さらに、負圧弁１２０の弾性により、外周スカート１２６が負圧弁座リング５０に当接し、これが閉位置に対応する。図４に最もよく見られるように、負圧弁座４０及び負圧弁１２０は、呼気ユニット１０の内部を２つのチャンバ、すなわち後部チャンバ１９０及び前部チャンバ１９２に分割する。負圧弁１２０は、閉位置にある場合、後部チャンバ１９０と前部チャンバ１９２との間の流体連通を防止する。負圧弁１２０は逆止弁として機能し、図９に示されるように、閉位置から開位置に移動することができ、ここでは、負圧弁１２０の上流側と負圧弁１２０の下流側の空気圧差が負圧弁１２０のクラッキング圧又は開口圧に達すると、外周スカート１２６が、後部チャンバ１９０と前部チャンバ１９２との間に流体連通を確立するように負圧弁座リング５０から上昇する。負圧弁１２０の軸方向位置は一定であり、そのため、負圧弁１２０は常にアクティブとなる。
【００３８】
前述したように、外カバー９０は内カバー６０に回転可能に取り付けられる。図４に示すように、外カバー９０の内縁９２は外カバーの周壁６２の前端６６の段６９に当接すると共にそれに対して回転することができる。前端６６は呼気ユニット１０の出口を画定し、外カバー９０がその出口にある（sit）ため、外カバー９０の孔１００により、出口を介して呼気ユニット１０から空気を流す。筒状壁１０４は、内壁８２に当接するように内カバー６０の外壁８０と内壁８２との間に位置する。好ましくは、筒状壁１０４及び内壁８２は、内カバー６０に対する外カバー９０の直線運動を防止する係合デテントを含む。筒状壁１０４と外壁８０との間に配置される、Ｏリングシール１８０等のシールが、筒状壁１０４と内壁８２との間のシールを行う。
【００３９】
正圧弁アセンブリ１３０は、内カバー６０、外カバー９０、及びライザ１９０に動作可能に接続され、これらは、呼気ユニット１０内での正圧弁１４０の位置を制御するアクチュエータを成す。ライザ１６０の弧状スロット１６６は、外カバー９０の弧状レッグ１０６を受け入れ、カムフォロワ１６８は、カムフォロワ面１７０がカム面８４に当接するように弧状レッグ１０６と内カバー６０の内壁８２との間に位置する。ライザ１６０が連結する中央シャフト１３２は、内カバー６０の中央開口７８及び負圧弁座４０の溝路５２を貫通すると共にそれらに対して軸方向に摺動可能である。中央シャフト１３２の対向端では、正圧弁１４０及び裏板１５０は、外周スカート１４６が正圧弁座３５と軸方向に位置合わせされるように後部チャンバ１９０内に来る。さらに、正圧弁１４０及び裏板１５０は、付勢手段１５６によって正圧弁座３５へ付勢される。
【００４０】
弧状レッグ１０６が弧状スロット１６６内に来るため、外カバー９０の回転運動によりライザ１６０の回転運動が誘導される。ライザ１６０が回転するにつれて、カムフォロワ１６８のカムフォロワ面１７０が内カバー６０のカム面８４に沿って乗り上がる。その結果、ライザ１６０は内カバー６０及び外カバー９０に対して軸方向に移動する。ライザ１６０の軸方向変位により、中央シャフト１３２、ひいては正圧弁１４０及び裏板１５０の軸方向移動が誘導される。中央シャフト１３２が後部開口３６へ移動すると、正圧弁１４０及び裏板１５０は付勢部材１５６の付勢により移動し、正圧弁座３５と接触する。したがって、外カバー９０の回転により正圧弁１４０が相互作用位置間を移動し、図４に示されるように、ここでは、正圧弁１４０は正圧弁座３５から離隔しており、アクティブ位置では、図１０に示されるように、ここでは、正圧弁１４０が正圧弁座３５に当接する。正圧弁１４０がアクティブ位置にある場合、正圧弁１４０は付勢部材１５６によって閉位置に強制的に押しやれ、ここでは、外周スカート１４６は、流体が後部開口３６を通って後部チャンバ１９０に流れ込まないように正圧弁座３５と接触する。しかしながら、ユーザが呼気し、正圧弁１４０の上流側と正圧弁１４０の下流側の空気圧差が正圧弁１４０のクラッキング圧又は開口圧に達すると、正圧弁１４０は付勢部材１５６の付勢に抗して開位置に移動し、図１１に示すように、ここでは、外周スカート１４６は、呼気が後部開口３６を通って後部チャンバ１９０に流れ込むことができるように正圧弁座３５から上昇する。
【００４１】
正圧弁１４０を閉位置から移動するのに必要とされるクラッッキング圧又は開口圧は、種々の因子に応じて決まり、それらの因子の１つは付勢部材１５６のばね定数である。付勢部材１５６の剛性又はばね定数が増すにつれ、正圧弁１４０のクラッキング圧も増え、この逆も同様である。ばね定数は、正圧弁１４０のクラッキング圧を最適にするように選択され、より詳細に以下で説明するように、圧縮空気供給モードで呼吸器が動作している場合では圧縮空気供給のデマンドバルブのクラッキング圧未満でなければならない。
【００４２】
呼気ユニット１０の例示的な動作説明は以下の通りである。この動作はいずれの論理的方法でも進めることができ、下記に提示する順序に限定されないことが当業者には明らかであろう。以下の説明は、例示のためにすぎず、本発明を限定することを決して意図しない。
【００４３】
呼気ユニット１０を動作させるには、当該呼気ユニット１０を従来の呼吸器に上述したように取り付ける。ユーザは、呼吸器が用いられる環境に応じて所望の動作モードを決定し、所望の動作モードで、呼気ユニット１０を位置付けるように外カバー９０を回転させる。呼気ユニット１０は、少なくとも２つのモード、すなわち負圧モード及び自給式呼吸器（ＳＣＢＡ）モードで動作することができる。マスクの内側の空気圧が吸気の際は負となる負圧モードでは、図４に示されるように、負圧弁１２０はアクティブであり、閉位置に付勢され、正圧弁１４０は非アクティブである。したがって、呼気ユニット１０の呼気抵抗が最小限度になる。負圧弁１２０の例示的な開口圧は５〜２０ｍｍ（水位計）である。ユーザが呼気する際、呼気は、後部開口３６を通って後部チャンバ１９０に入り込む。呼気による、負圧弁１２０の上流側と負圧弁１２０の下流側との空気圧差が、負圧弁１２０のクラッキング圧に達すると、図９に示すように、負圧弁１２０は閉位置から開位置に移動し、それにより、呼気が負圧弁座開口４８を通って前部チャンバ１９２に入り込むことができる。前部チャンバ１９２から、呼気が、内カバー孔７３を通って流れ、また、外カバー孔１００を通ることで、呼気ユニット１０を出る。ユーザが吸気し始めると、負圧弁１２０が閉位置（図４）に戻り、その結果、後部チャンバ１９０がデッドスペースとして働き、呼気のみを収容する。ユーザが吸気すると共に負圧弁１２０が閉位置に移動する際にいかなる空気も後部チャンバ１９０に流れる場合、空気は、呼気のみを収容している前部チャンバ１９２から流れる。したがって、負圧弁１２０は、吸気の開始時にいかなる有害物も後部チャンバ１９０に入り込まないようにする。ユーザが吸気し終えると上記プロセスが繰り返される。
【００４４】
ＳＣＢＡモード（ここでは、デマンドバルブを有する圧縮空気源からの空気をユーザが吸気すると共に吸気の際にマスクの内側の空気圧が正になる）で呼気ユニット１０を動作するには、ユーザは、図１０に示すと共に前述したように、外カバー９０を回転して正圧弁１４０をアクティブ状態に移動する。正圧弁１４０が閉位置にもどれば（defaults to the closed position）、負圧弁１２０も閉位置に来る。正圧弁１４０がアクティブ状態となっているため、負圧モードに比して呼気ユニット１０の呼気抵抗は増す。ユーザが呼気し、正圧弁１４０の上流側と正圧弁１４０の下流側との空気圧差が正圧弁１４０のクラッキング圧に達すると、呼気は、後部開口３６を通って、図１１に示すように、強制的に正圧弁１４０を付勢部材１５６の付勢に抗して開位置に移動させる。正圧弁１４０が開位置に移動した後、呼気は後部チャンバ１９０に流れ込む。次いで、呼気が、図１１に示すように、強制的に負圧弁１２０を閉位置から開位置に移動させ、それにより、呼気が、負圧弁座孔４８を通って、前部チャンバ１９２に入り込むことができる。前部チャンバ１９２から、呼気が、内カバー孔７３を通って流れ、また、外カバー孔１００を通ることで、呼気ユニット１０を出る。ユーザが吸気し始めると、正圧弁１４０及び負圧弁１２０が各自の閉位置（図１０）に戻る。ここでも同様に、後部チャンバ１９０はデッドスペースとして働き、呼気のみを収容する。したがって、負圧弁１２０は、吸気の開始時にいかなる有害物も後部チャンバ１９０に入り込まないようにする。ユーザが吸気し終えると上記プロセスが繰り返される。正圧弁１４０は、ユーザが吸気し始めるまでデマンドバルブが開かないようにデマンドバルブの開口圧よりも高い開口圧を有さねばならない。デマンドバルブの例示的な開口圧及び正圧弁１４０の例示的な開口圧はそれぞれ３５ｍｍｗｇ及び４０ｍｍｗｇである。
【００４５】
呼気ユニット１０は、第３のモード、すなわち（電動式）空気駆動モード（powered air mode）で動作することができる。空気駆動モードでは、ファン又はブロワを有するキャニスタが強制的に空気をマスクに押しやり、マスクの内側の空気圧は吸気の際に若干正となる。負圧弁１２０はアクティブであり、正圧弁１４０は、呼吸器と共に用いられる装置に応じて非アクティブ又はアクティブとすることができる。好ましくは、正圧弁１４０は空気駆動モードの際は非アクティブである。正圧弁１４０がアクティブである場合、呼吸器内ではより高い正圧が維持されるため、ユーザはより高圧で呼気せねばならない。正圧弁１４０が非アクティブである場合、呼気ユニット１０の動作は負圧モードに関して上述したのとほぼ同じである。正圧弁１４０がアクティブである場合、呼気ユニット１０の動作はＳＣＢＡモードに関して上述したのとほぼ同じである。
【００４６】
動作モードの上記説明は、呼気ユニット１０が、常にアクティブである負圧弁１２０と選択的にアクティブとなる正圧弁１４０と共に動作することを示す。負圧弁１２０及び正圧弁１４０はともに、有効なクラッキング圧を有する弁アセンブリを形成する。正圧弁１４０が非アクティブ位置にある場合、有効なクラッキング圧は負圧弁１２０のクラッキング圧に等しい。これとは逆に、正圧弁１４０がアクティブ位置にある場合、有効なクラッキング圧は正圧弁１４０のクラッキング圧にほぼ等しいが、その理由は、正圧弁１４０を開くことができる呼気により、負圧弁１２０も開く可能性が高いためである。したがって、弁１２０、１４０の相対位置を調整することにより、有効クラッキング圧が調整される。負圧弁１２０が固定アセンブリ内で固定される（stationary and fixed）ため、正圧弁１４０を非アクティブ位置とアクティブ位置との間で（すなわち負圧弁１２０に対して離接して）移動させることにより、弁アセンブリの有効なクラッキング圧を変える。
【００４７】
次に、図１２及び図１３を参照すると、呼気ユニットは任意に、閉回路呼吸装置（ＣＣＢＡ）モードで動作するように呼気ユニット１０を変換するＣＣＢＡアダプタアセンブリ２００を備える。ＣＣＢＡアダプタアセンブリ２００は、アダプタ２１０と、Ｏリングシール２０２等のシールと、シールワッシャ２０４とを備える。アダプタ２１０は、雌螺子加工されたホースアダプタ２１４を有するほぼ環状の環状体２１２と、呼気ユニット１０にアダプタ２１０を取り付けやすくする筒状フランジ２１８とを有する。フランジ２１８は、シール２０２を受け取るサイズになっている周溝２２０と、本体２０のデテント３２と係合する周方向に離隔したデテント２２２とを含む。アダプタ２１０はさらに、シールワッシャ２０４を支持するサイズになっている内方に延びるワッシャ座部２１６を含む。ワッシャ座部２１６は、アダプタ２１０を介して空気を搬送する孔２２４を画定する。アダプタ２１０は好ましくは、ＰＢＴ等のポリエステルから成り、シール２０２は好ましくは、ニトリルから成り、シールワッシャ２０４は好ましくは、ブチルポリマーから形成される。
【００４８】
呼気ユニット１０をＣＣＢＡモードに変換するには、ユーザは、図１３に示すように、負圧弁１２０及び正圧弁１４０がそれぞれアクティブ及び非アクティブになるように呼気ユニット１０を配置する。次に、ユーザは、溝２２０に位置付けされているシール２０２によりアダプタ２１０を呼気ユニット１０の前部に取り付けて、フランジ２１８が本体２０の周壁２２と内カバー６０の周壁６２との間に配置されるようにし、また、周方向に離隔したデテント２２２が本体２０のデテント３２と係合するようにする。この位置では、環状体２１２は周壁２２の前縁２８に当接し、ワッシャ座部２１６は外カバー９０の前に位置している。次に、ユーザは、シールワッシャ２０４をホースアダプタ２１４に挿入し、シールワッシャ２０４をワッシャ座部２１６に固定する。その後、ユーザは、呼吸器の入口に流体接続している呼気ホース（図示せず）を、空気浄化ユニット（図示せず）を介してホースアダプタ２１４に取り付ける。
【００４９】
呼気ユニット１０がＣＣＢＡモードで機能する場合、ユーザからの呼気が後部開口３６を通って、後部チャンバ１９０に入り込む。次いで、呼気は、強制的に負圧弁１２０を閉位置から開位置に移動させ、それにより、呼気が、負圧弁座孔４８を通って前部チャンバ１９２に入り込むことができる。前部チャンバ１９２から、呼気が内カバー孔７３、外カバー孔１００、及びアダプタ孔２２４を通って、ホースアダプタ２１４に取り付けられている呼気ホースに流れ込む。呼気は、呼気ホース及び空気浄化ユニットを通って呼吸器入口に流れる。ユーザが呼気し終えると、負圧弁１２０は閉位置に戻り、ユーザは呼吸器入口から空気を吸気する。したがって、空気は、呼吸器と呼気ホースとが成す閉回路を流れる。ユーザが吸気し終えると上記プロセスが繰り返される。
【００５０】
本発明による呼気ユニット１０は、選択的に動作可能である正圧弁アセンブリ１３０を備えるため、呼気ユニット１０の呼気抵抗は可変であり、所望の動作モードに応じて選択されることができる。さらに、正圧弁１４０は適宜作動することができ、容易にアクセス可能な外カバー９０を介して手動で調整することができる。したがって、呼気ユニット１０は、様々な環境で用いることができ、いつでも複数の動作モード間で容易に変換されることができる。
【００５１】
呼気ユニット１０の上記説明では、呼気抵抗は、負圧弁１２０及び正圧弁１４０のクラッキング圧に応じて説明されている。しかしながら、呼気抵抗はまた、通過する空気の流量に応じて変わる。空気量はユーザの作業量によって決まる場合もあり、最大空気流量は例えば４００〜６００Ｌ／分とすることができる。
【００５２】
負圧弁１２０及び正圧弁１４０が呼気ユニット１０内で順次配置されていると共に、負圧弁１２０が正圧弁１４０から下流に配置されている、呼気ユニット１０を図示し説明してきた。しかしながら、その配向を逆にすること、及び正圧弁１４０を負圧弁１２０から下流に配置することも、本発明の範囲内にある。いずれの構成においても、負圧弁１２０の両側の空気圧差は負圧弁１２０のクラッキング圧に達せねばならず、正圧弁１４０の両側の空気圧差は正圧弁１４０のクラッキング圧に達せねばならない。したがって、呼気ユニット１０は、負圧弁１２０及び正圧弁１４０の相対的な順次位置付けにかかわらず同じ機能を果たす。
【００５３】
本発明による呼気ユニット１０の別の実施形態は図１４及び図１５に示し、ここでは、図１〜図１３に示す実施形態の構成部品と同様の構成部品には同じ参照符号が明記されている。図１４及び図１５の呼気ユニット１０は、図１〜図１３の呼気ユニット１０とほぼ同一であるが、ただし、正圧弁アセンブリ１３０の中央シャフト１３２及びサークリップ１５８の代わりに有頭バルブピン２３０及びカラー２３２が用いられており、呼気ユニット１０の一部は取り外し可能な弁アセンブリカセット２４０として組み立てることができる。
【００５４】
有頭バルブピン２３０は、前端の、シャフト２３４よりも大きい直径を有するヘッド２３６で終端するシャフト２３４を含む。カラー２３２は環状構成を有し、シャフト２３４の後端に取り付けられることができる。呼気ユニット１０が組み立てられると、シャフト２３４は中央シャフト１３２と同様に機能し、ヘッド２３６及びカラー２３２はサークリップ１５８と同様に機能する。しかしながら、先の実施形態では、サークリップ１５８は弁１２０、１４０を交換するのに取り外すことができるが、本実施形態では、カラー２３２は、ユーザが弁１２０、１４０に触れないようにするために、カラー２３２を破壊せずにはシャフト２４３から取り外すことができないように設計されている。
【００５５】
弁１２０、１４０を交換するのに呼気ユニット１０に触れるのではなく、ユーザは、本体２０からカセット２４０を取り外し、カセット２４０を、新しい弁１２０、１４０を有する新しいカセット２４０と交換することができる。カセット２４０は、負圧弁座４０と、内カバー６０と、外カバー９０と、負圧弁１２０と、正圧弁１４０を含む正圧弁アセンブリ１３０とを備える。負圧弁座４０は、内カバー６０とスナップ嵌めしてカセット２４０を合わせて保持する。カセット２４０は、凹部２５とフランジ７０とで構成されるバヨネット取付具等の取付具を介して、本体２０に取り付けられることで、カセット２４０の取り外し及び取り付けを容易に手動で行うことができる。
【００５６】
本発明による呼気ユニット１０の別の実施形態は、図１６〜図１８に概略的に示し、ここでは、先の実施形態と同様の構成部品には同様の参照符号が明記されている。図１６〜図１８の呼気ユニット１０は、負圧弁１２０と正圧弁１４０を有する正圧弁アセンブリ１３０とを備える先の実施形態と同様であるが、本実施形態では、正圧弁１４０のクラッキング圧は種々の異なる動作モード用に調整されることができる。
【００５７】
図１６に示すように、呼気ユニット１０は、後部２１及び前部２３を有する本体２０と、本体２０に対して軸方向に移動可能な同軸負圧弁座４０とによって形成されるボディを含む。本体２０の後部２１は、呼気ユニット１０に対する入口として機能する後部開口３６を画定する正圧弁座３５を有し、本体２０の前部２３は、呼気ユニット１０を呼吸器マスクに固定しやすくするクランプ１８４を受け入れるサイズとなっている。負圧弁座４０は、螺子加工された外表面４１を含み、後端の内方に延びるストッパ（stop）４３で終端している。先の実施形態と同様に、負圧弁座４０はさらに、弁座リング５０と中央ハブ４８とを有し、これらはスポークによって接合されると共にその間に孔４８を画定して、呼気ユニット１０のボディで形成される導管の後部チャンバ１９０と前部チャンバ１９２とを流体結合する。
【００５８】
負圧弁１２０は、負圧弁座４０及び移動可能な環状フラップ１４４に固定取り付けされる中央部１４２を有する弾性フラップ又はダイヤフラム弁である。負圧弁１２０の環状フラップ１４４は、図１６に示すように、弁座リング５０に抗する、後部チャンバ１９０から前部チャンバ１９２への空気の流れを遮断する閉位置と、弁座リング５０から離隔した、後部チャンバ１９０から前部チャンバ１９２への空気の流れを通す開位置との間を移動可能である。
【００５９】
正圧弁アセンブリ１３０は、正圧弁１４０と、圧縮ばねの形態の付勢部材１５６と、伸縮可能な中央シャフト１３２とを支持する裏板１５０を備える。裏板１５０は、負圧弁座４０のストッパ４３に当接するサイズになっている外方に延びるフランジ１５１を有する。付勢手段１５６は、負圧弁座４０のハブ４４と裏板１５０の前部との間に位置付けされて、裏板１５０、したがって正圧弁１４０を、中央ハブ４４から離れるように、且つ、正圧弁座３５に向かうように付勢する。図１６に示すように、正圧弁アセンブリ１３０を中央ハブ４４及び負圧弁アセンブリ１２０に固定する中央シャフト１３２は、さらに詳細に以下に説明するように、負圧弁１２０に対する正圧弁１４０の移動に対応するように伸縮可能である。
【００６０】
呼気ユニット１０はさらに、負圧弁アセンブリ４０の螺子加工された外表面４１を囲む雌螺子加工リング２５０の形態のアクチュエータを備える。リング２５０及び外表面４１の螺子山が噛み合うことで、リング２５０の回転により、負圧弁座４０の直線の軸方向移動が誘導され、また、この誘導により、負圧弁１２０及び正圧弁アセンブリ１３０の導管内での本体２０に対する軸方向移動が誘導される。下記に説明するように、負圧弁１２０及び正圧弁アセンブリ１３０の移動により、呼気ユニットが複数の動作モード間で変換される。全てのモードでは、負圧弁１２０はアクティブであり、正圧弁１４０はアクティブ又は非アクティブとすることができる。正圧弁１４０がアクティブである場合、正圧弁１４０のクラッキング圧は負圧弁座４０の軸方向位置を調整することによって調整されることができる。
【００６１】
負圧モードでは、負圧弁１２０はアクティブであり、正圧弁１４０は非アクティブである。呼気ユニット１０を負圧モードに変換するには、負圧弁１２０及び正圧弁アセンブリ１３０を図１６に示すように位置付けするようにリング２５０を回転させる。特に、負圧弁座４０が、正圧弁１４０を非アクティブにするのに十分な距離だけ正圧弁座３５から離れるようにリング２５０を回転させる。負圧弁座４０が負圧モードに変換するように前進すると、ストッパ４３が裏板１５０のフランジ１５１に当接し、正圧弁１４０が正圧弁座３５と接触できないようにすることで正圧弁１４０を非アクティブにするように、裏板１５０を引く。したがって、負圧モードでの動作の際、呼気は呼気ユニット１０の入口３６に入り、後部チャンバ１９０に自由に流れ込み、負圧弁１２０を開いて、孔４８を通って、前部チャンバ１９２に流れ込んで、呼気ユニット１０の導管を出る。
【００６２】
ＳＣＢＡモードでは、図１７に示すように、負圧弁１２０はアクティブであり、正圧弁１４０は比較的高いクラッキング圧でアクティブである。呼気ユニット１０をＳＣＢＡモードに変換するには、負圧弁１２０及び正圧弁アセンブリ１３０が図１７に示すように位置付けされるようにリング２５０を回転させる。特に、正圧弁１４０が正圧弁座３５と接触すると共に付勢部材１５６を圧縮するのに十分な距離だけ負圧弁座４０が正圧弁座３５に向かって移動するようにリング２５０を回転させる。負圧弁座４０が正圧弁座３５のより近くに移動すると共に正圧弁１４０が正圧弁座３５と接触するにつれ、付勢部材１５６がさらに圧縮することで、正圧弁１４０のクラッキング圧が増す。ＳＣＢＡモードに変換する際、図示の実施形態における負圧弁座４０は、ストッパ４３が本体２０の後部２１に当接する又はほぼ当接する位置に移動し、それにより、付勢部材１５６が最大限界まで圧縮される。ＳＣＢＡモードでの動作の際、呼気は、入口３６で正圧弁１４０を開くことによって呼気ユニット１０に入る。正圧弁１４０を開いた後、空気は後部チャンバ１９０に流れ込み、負圧弁１２０を開いて、孔４８を通って、前部チャンバ１９２に入り込み、呼気ユニット１０を出る。
【００６３】
空気駆動モードでは、図１８に示すように、負圧弁１２０はアクティブであり、正圧弁１４０は比較的中程度のクラッキング圧でアクティブである。空気駆動モードはＳＣＢＡモードと同様であるが、ただし、負圧弁座４０が正圧弁座３５からさらに離隔しており、付勢部材１５６の圧縮を小さくするにはさらに正圧弁座３５と近づける。その結果、正圧弁１４０のクラッキング圧はＳＣＢＡモードにおけるよりも小さい。空気駆動モードでの呼気ユニットの動作は、ＳＣＢＡモードでの動作とほぼ同一であるが、ただし、正圧弁１４０を開くクラッキング圧はＳＣＢＡモードにおけるよりも小さい。
【００６４】
正圧弁１４０がアクティブになると、正圧弁１４０のクラッキング圧は、負圧弁座４０、したがって、負圧弁１２０を正圧弁１４０に対して移動することによって調整されることができる。負圧弁１２０を正圧弁座３５に向けて移動することにより、正圧弁１４０に付勢部材１５６によって加えられる付勢が増す。これとは逆に、負圧弁１２０を正圧弁座３５から離すように移動することにより、正圧弁１４０に付勢部材１５６によって加えられる付勢が減る。したがって、空気駆動モードでは、負圧弁座４０の軸方向位置は、正圧弁１４０に対し所望のクラッキング圧を達成するように設定されることができる。任意に、リング２５０及び外表面４１は、各種動作モードに対応する好的な位置を示すデテントを含むことができる。
【００６５】
本発明をそのいくつかの特定の実施形態と共に具体的に説明してきたが、これは例示にすぎず、限定するものではないことを理解されたい。例えば、正圧弁アセンブリ１３０の軸方向移動は、上述した以外の機構によって達成されることができる。添付の特許請求の範囲内に規定される本発明の精神から逸脱しない限り、上記開示の範囲内で妥当な変形形態及び組み合わせが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明による、呼吸器の可変抵抗呼気ユニットの後部斜視図である。
【図２】図１の呼気ユニットの前部斜視図である。
【図３】図１の呼気ユニットの分解図である。
【図４】負圧モードにある図１の呼気ユニットの断面図である。
【図５】図１の呼気ユニットの負圧弁座の前部斜視図である。
【図６】図１の呼気ユニットの内カバーの前部斜視図である。
【図７】図１の呼気ユニットの外カバーの後部斜視図である。
【図８】図１の呼気ユニットのライザの後部斜視図である。
【図９】ユーザの呼気の状態での、負圧モードにある図１の呼気ユニットの断面図である。
【図１０】自給式呼吸器（ＳＣＢＡ）モードにある図１の呼気ユニットの断面図である。
【図１１】ユーザの呼気の状態での、ＳＣＢＡモードにある図１の呼気ユニットの断面図である。
【図１２】図１の呼気ユニットをＣＣＢＡモードに変換する閉回路呼吸装置（ＣＣＢＡ）アダプタアセンブリの分解図である。
【図１３】図１２のＣＣＢＡアダプタアセンブリが取り付けられているＣＣＢＡモードにある図１の呼気ユニットの断面図である。
【図１４】弁アセンブリカセットを含む、本発明による呼気ユニットの代替的な実施形態の分解図である。
【図１５】図１４の呼気ユニットからの弁カセットアセンブリの分解図である。
【図１６】負圧モードにある本発明による呼気ユニットの別の実施形態の概略断面図である。
【図１７】呼気ユニットがＳＣＢＡモードにある、図１６と同様の概略断面図である。
【図１８】呼気ユニットが空気駆動モードにある、図１６と同様の概略断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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