(57)【要約】【課題】圧力室のためのラッチ・システム及び方法を提供すること。【解決手段】低圧用圧力室のためのラッチ機構を開示する。この機構は、圧力室の扉の周囲に配置された１つ又は複数のピン・モジュールを備えている。扉は圧力室の内側に開くようになされ、かつ、その閉位置で圧力室のフレームと接触するようになされている。この機構は、さらに、ピンとフレームの係合又は係合解除を選択的に実施するためのアクチュエータを備えている。ピン・モジュールは、係合位置又は非係合位置に選択的に位置付けるようになされたピンを備えることができる。ピンはその係合位置で扉から圧力室のフレームへ展開し、それにより圧力室内への扉の開放が防止される。ピン・モジュールは、ピンを駆動するためのシリンダを備えている。このシリンダには、空気圧で動作する空気シリンダを使用することができる。個々のピン・モジュールの空気シリンダは一括駆動することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧用圧力室であって、
圧力室と、
前記圧力室の内側に開くようになされた、その閉位置で前記圧力室のフレームと接触する扉と、
駆動されると前記圧力室内への前記扉の開放を防止するようになされた１つ又は複数のラッチ・モジュールとを備えた圧力室。
【請求項２】
前記ラッチ・モジュールの各々が、
前記扉の周囲に配置されたピン・モジュールを備え、
前記ピン・モジュールが、係合位置又は非係合位置に選択的に位置付けるようになされたピンを備え、かつ、
前記ピンがその係合位置で前記扉から前記圧力室の前記フレームに展開し、それにより前記圧力室内への前記扉の開放が防止される、請求項１に記載の圧力室。
【請求項３】
前記ピン・モジュールが、前記ピンを駆動するためのシリンダを備えた、請求項２に記載の圧力室。
【請求項４】
前記シリンダが空気圧で動作する空気シリンダである、請求項３に記載の圧力室。
【請求項５】
前記ピン・モジュールの各々の前記空気シリンダが一括駆動される、請求項４に記載の圧力室。
【請求項６】
前記ラッチ・モジュールが、前記フレーム上の、前記ピン・モジュールの位置に対応する位置に取り付けられ、かつ、前記ピンの係合を検出するための近接センサを備えたシール・プレートをさらに備えた、請求項２に記載の圧力室。
【請求項７】
個々の近接センサから信号を受け取るようになされた安全モジュールをさらに備えた、請求項６に記載の圧力室。
【請求項８】
前記安全モジュールが、さらに、対応するピンの係合をすべての近接センサが検出するまで前記圧力室の運転を阻止するようになされた、請求項７に記載の圧力室。
【請求項９】
低圧用圧力室のためのラッチ機構であって、
前記圧力室の扉の周囲に配置された１つ又は複数のピン・モジュールであって、前記扉が前記圧力室の内側に開き、かつ、その閉位置で前記圧力室のフレームと接触するようになされたピン・モジュールと、
ピンと前記フレームの係合又は係合解除を選択的に実施するためのアクチュエータとを備えたラッチ機構。
【請求項１０】
前記ピン・モジュールが、係合位置又は非係合位置に選択的に位置付けるようになされたピンを備え、
前記ピンがその係合位置で前記扉から前記圧力室の前記フレームに展開し、それにより前記圧力室内への前記扉の開放が防止される、請求項９に記載のラッチ機構。
【請求項１１】
前記ピン・モジュールが、前記ピンを駆動するためのシリンダを備えた、請求項１０に記載のラッチ機構。
【請求項１２】
前記シリンダが空気圧で動作する空気シリンダである、請求項１１に記載のラッチ機構。
【請求項１３】
前記ピン・モジュールの各々の前記空気シリンダが一括駆動される、請求項１２に記載のラッチ機構。
【請求項１４】
前記ラッチ・モジュールが、前記フレーム上の、前記ピン・モジュールの位置に対応する位置に取り付けられ、かつ、前記ピンの係合を検出するための近接センサを備えたシール・プレートをさらに備えた、請求項１０に記載のラッチ機構。
【請求項１５】
個々の近接センサから信号を受け取るようになされた安全モジュールをさらに備えた、請求項１４に記載のラッチ機構。
【請求項１６】
前記安全モジュールが、さらに、対応するピンの係合をすべての近接センサが検出するまで前記圧力室の運転を阻止するようになされた、請求項１５に記載のラッチ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に圧力室に関する。より詳細には、本発明により、人間が占有する、例えば高度シミュレーションに使用される低圧室などの圧力容器のためのラッチ・システム及び方法が提供される。
【背景技術】
【０００２】
本発明の背景についての以下の考察は、本発明に対する読者の理解を補助するためのものに過ぎず、本発明に対する従来技術の説明又は構築の余地を与えたものではない。
【０００３】
高圧室は、医療アプリケーションを始めとする多くのアプリケーションで正式に使用されている。例えば、高圧室は、多くの医学症状を治療するための高圧酸素療法、及び重度熱傷、末梢血管疾患、一酸化炭素中毒、減圧病等の治療などの訓練養生のための高圧酸素療法に使用されている。高圧室の圧力は、大気圧から大気圧より高い所望のレベルまで変化させることができる。
【０００４】
高圧室には、通常、高圧室への少なくとも１つの入口が設けられている。これらの入口は、エアロックが施されているものと、エアロックが施されていないものとがある。知られている入口には、高圧室内に揺動して開く扉がある。したがって扉が閉まると、圧力室のフレームの内側に扉が押し付けられる。この構成の場合、圧力室内の圧力によって容易に扉が密閉される。つまり、圧力室内の圧力が圧力室の外側の圧力より高いため、圧力室のフレームの内側に扉がさらに押し付けられ、それにより扉が確実に閉位置に置かれ、かつ、耐圧密閉される。
【０００５】
高圧室とは対照的に、低圧圧力室は、圧力室内を低圧又は真空に近い環境に維持することができる。低圧室は、例えばパイロット或いは宇宙飛行士が経験する高高度環境シミュレーションなどの多くのアプリケーションで有用である。
【０００６】
低圧室には、通常、外側に向かって揺動する入口扉が設けられており、したがって圧力差によって扉が低圧室のフレームから引き戻される。米国特許第５，５０３，１４３号に、このような低圧室の１つが図解されている。
【０００７】
低圧室は、極めて多数のアプリケーションを有しているが、許容可能な基準に合致する低圧室を構築するコストはまさに禁止的であり、したがって、高圧アプリケーション向けに設計された圧力室を低圧室として使用する方法、或いは二用途（高圧／低圧）圧力室として使用する方法を提供するほうがむしろ好ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
開示する装置は、高圧室をラッチするためのシステム及び方法を対象としたものである。この高圧室は、低圧室又は高圧室として使用するようになされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一態様では、本発明により、低圧用圧力室が提供される。この低圧用圧力室は、圧力室と圧力室の内側に開くようになされた扉を備えている。扉はその閉位置で圧力室のフレームと接触する。また、１つ又は複数のラッチ・モジュールが提供される。このラッチ・モジュールは、駆動されると圧力室内への扉の開放を防止するようになされている。
【００１０】
一実施例では、ラッチ・モジュールは、扉の周囲に配置されたピン・モジュールを備えている。このピン・モジュールは、係合位置又は非係合位置に選択的に位置付けるようになされたピンを備えている。ピンはその係合位置で扉から圧力室のフレームへ展開し、それにより圧力室内への扉の開放が防止される。
【００１１】
他の態様では、本発明により、低圧用圧力室のためのラッチ機構が提供される。このラッチ機構は、圧力室の扉の周囲に配置された１つ又は複数のピン・モジュールを備えている。扉は圧力室の内側に開くようになされ、かつ、その閉位置で圧力室のフレームと接触するようになされている。ラッチ機構は、さらに、ピンとフレームの係合又は係合解除を選択的に実施するためのアクチュエータを備えている。好ましい実施例では、ピン・モジュールは、係合位置又は非係合位置に選択的に位置付けるようになされたピンを備えている。ピンはその係合位置で扉から圧力室のフレームへ展開し、それにより圧力室内への扉の開放が防止される。
【００１２】
一実施例では、ピン・モジュールは、ピンを駆動するためのシリンダを備えている。このシリンダには、空気圧で動作する空気シリンダを使用することができる。個々のピン・モジュールの空気シリンダは一括駆動することができる。
【００１３】
一実施例では、シール・プレートが、フレーム上の、上記ピン・モジュールの位置に対応する位置に取り付けられている。このシール・プレートは、ピンの係合を検出するための近接センサを備えている。個々の近接センサからの信号を受け取るべく安全モジュールを適合させることができる。安全モジュールは、さらに、対応するピンの係合をすべての近接センサが検出するまで圧力室の運転を阻止するべく適合させることができる。
【００１４】
以下、本発明について、図面を参照してさらに詳細に説明する。
【実施例】
【００１５】
開示する本発明の実施例により、圧力室と共に使用するためのラッチ・システム及び方法が提供される。詳細には、本発明によるシステム及び方法により、高圧室を低圧室として使用することができ、したがって二用途圧力室（高圧／低圧室）が提供される。
【００１６】
図１は、本発明による圧力室入口の一実施例を示したものである。圧力室１００は、圧力室のボディを形成している圧力室フレーム１１０を備えている。フレーム１１０は鋼製であることが好ましく、また、例えば米国機械技術者協会（ＡＳＭＥ）が公布している規格及び指針に従って構築されることが好ましい。参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、２００２年２月２８日出願の「ＨＹＰＥＲＢＡＲＩＣ  ＯＸＹＧＥＮ  ＴＨＥＲＡＰＹ  ＳＹＳＴＥＭ  ＣＯＮＴＲＯＬＳ」という名称の米国特許出願第１０／０８７，０４２号（弁理士事件整理番号３８３−９Ｕ１）に、一例示的圧力室が記載されている。
【００１７】
扉１２０が設けられており、圧力室１００への人間の入室を可能にしている。扉１２０は、圧力室１００の内側に揺動するようになされている。この点に関して、扉は、圧力室１００のフレーム１１０に接続されたヒンジ１３０の周りにピボットするようになっている。１つ又は複数のハンドル１４０を扉に設け、圧力室の開閉を容易にすることができる。扉１２０とフレーム１１０の間にシールを設け、それにより確実に扉を閉めることができる。
【００１８】
扉１２０及び圧力室フレーム１１０は、高圧室として使用するべく設計し、かつ、製造することができる。この点に関して、圧力室１００内の圧力が圧力室１００の外側の圧力より高い場合、その圧力差により、容易に扉１２０を閉め、かつ、圧力室１００を密閉することができる。
【００１９】
一方、圧力室１００を低圧室として使用する場合、圧力室１００内の圧力が圧力室１００の外側の圧力より低くなる。この場合、その圧力差により、扉１２０がフレーム１１０から引き離される傾向を示し、したがって扉１２０の閉止が妨害され、かつ、圧力室１００の密閉が妨害されることになる。この傾向に対処するために、図１に示す実施例の扉１２０には複数のピン・モジュール２００が設けられている。ピン・モジュール２００は、扉１２０が閉まり、かつ、低圧密閉が要求されると、フレーム１１０の外側と係合する。フレーム１１０の外側にシール・プレート１５０が設けられており、このピン・モジュール２００とフレーム１１０の外側の係合を容易にしている。ピン・モジュール２００とフレーム１１０の係合を検出するセンサとしての役割をシール・プレート１５０に持たせることもできる。
【００２０】
扉１２０に設けられるピン・モジュール２００の数は、複数の要因によって決まる。例えば、モジュール２００の数は、個々のピン・モジュール２００の強度及び外部環境と内部環境の間の圧力差によって様々である。また、モジュール２００の数は、扉１２０とフレーム１１０の間に必要な密閉のレベルによって決まる。例えば、完全に密閉するためには、ピン・モジュール２００とピン・モジュール２００の間の弧を短くする必要があり、一方、それほど高度の密閉を必要としない場合は、はるかに長い弧にすることができる。
【００２１】
図２は、本発明によるピン・モジュール２００の一実施例を示したものである。ピン・モジュール２００は、ピン・モジュール２００を扉１２０に取り付けるための一対の取付けプレート２０２を備えている。この点に関し、取付けプレート２０２は、扉１２０の外部表面から直角に展開している。取付けプレート２０２の底部エッジ２０２ａは、扉１２０に溶接することができる。他の実施例では、取付けプレート２０２及びピン・モジュール２００の他のコンポーネントは、扉１２０と一体形成されている。取付けプレート２０２は、好ましくは２０，０００ｐｓｉの引張り応力を許容するコードを有するＳＡ５１６グレード７０である鋼製であることが好ましい。
【００２２】
２枚の取付けプレート２０２の間に交差プレート２０４が設けられている。この交差プレート２０４は、扉１２０及び取付けプレート２０２に対して実質的に直角に配置されている。交差プレート２０４は、取付けプレート２０２と同じ材料でできていることが好ましい。
【００２３】
交差プレート２０４の一方の面に空気シリンダ２０６が取り付けられている。空気シリンダ２０６は、供給ライン２０８及び排気ライン２１０によって駆動されるピストン２１２を備えている。図３を参照して以下で説明するように、供給及び排気空気ラインは、すべてのピン・モジュール２００に対して一括制御することができる。シリンダ２０６は、ピン・モジュール２００が扉１２０に取り付けられると、交差プレート２０４の内側に半径方向に取り付けられる。交差プレート２０４には貫通孔２１１が設けられており、ピストン２１２は、駆動されるとこの貫通孔を通して展開し、かつ、後退することができる。
【００２４】
図に示す実施例には空気制御が提供されているが、他の制御機構を使用することも可能であることは当分野の技術者には理解されよう。医療用に使用する場合、気圧力学により、安全で迎合的な機構が提供される。
【００２５】
空気シリンダ２０６は、ピン２１６を係合位置に強制するだけの十分な強度を提供するべくサイズ化されている。ピン２１６は鋼製であり、ＳＡ５６４グレード６３０、テンパーＨ１１５０であることが好ましい。一実施例では、ピン２１６の直径は３．８１ｃｍ（１．５インチ）であり、取付けプレート２０２を横断しているブロック２１４に穿たれた貫通孔２１５を通して案内されている。ブロック２１４は、取付けプレート２０２と同じ材料でできていることが好ましい。ピン２１６は、ボルトなどのファスナを使用してピストン２１２に取り付けられている。
【００２６】
図１に示す実施例では、図２に示すようなピン・モジュールが９０度間隔で取り付けられており、したがって圧力室１００を低圧用として使用するべく４つのピン・モジュール２００を使用して扉１２０を確保している。
【００２７】
一実施例では、圧力室１００の両端の各々に扉１２０が設けられており、低圧用として圧力室を確保するべく、両方の扉にピン・モジュールが設けられている。
【００２８】
図３は、上で説明した圧力室と共に使用するための制御システムの一実施例を略図で示したものである。図３に示す実施例は、２つの扉を有する圧力室のためのコントロールを備えている。この構造を単一扉構造と共に使用するべく縮小し、或いは３つ以上の扉を備えた構造用に拡張することができることは、当分野の技術者には理解されよう。
【００２９】
制御システム構造３００は、共通源３０６から個々のピン・モジュールへ導いている空気ラインを備えている。個々のピン・モジュールは、供給ライン３０２及び排気ライン３０４の一対の空気ラインに結合されている。空気ライン３０２、３０４は、個々のピン・モジュールの空気シリンダ２０６（図２参照）を駆動している。共通源３０６では、オペレータは、すべてのピン・モジュールを圧力室フレームに係合させるべく空気圧を制御し、或いはすべてのピン・モジュールと圧力室フレームの係合を解除するべく空気圧を制御することができる。上で指摘したように、空気圧以外の機構を使用してピン・モジュールを駆動することも可能であるが、医療アプリケーションとのコンプライアンスのためには気圧力学であることが好ましい。
【００３０】
安全性を確保するべく、近接センサ３１０を個々のピン・モジュールに設けることができる。近接センサ３１０は、圧力室フレーム上に取り付けられたシール・プレート１５０（図１参照）と共に配置することができる。近接センサ３１０は、シール・プレート１５０のピン２１６、或いはシール・プレート１５０の近傍のピン２１６の存在を検出するべく適合させることができる。したがって、ピン・モジュールと圧力室フレーム（又はシール・プレート１５０）が係合している場合、近接センサ３１０によってこの係合が検出される。この点に関して、構造３００の安全機能により、すべての近接センサ３１０がピン・モジュールと圧力室フレームの係合を検出するまで、圧力室から低圧環境への排気が阻止される。個々の近接センサ３１０からの信号を制御モジュール３０８に導くことにより、このような決定を下すことができる。
【００３１】
ピン・モジュールの他に、扉と圧力室フレームの間にＯ−リングを設けることができ、それにより圧力室の内部と外部環境との間の気密圧力密閉が提供される。Ｏ−リングは、加圧シート中に位置させることができるため、圧力室を低圧室或いは高圧室として使用する場合に確実に密閉される。Ｏ−リング・シールに対する圧力は、ピン・モジュールの駆動に使用される空気システムと同じ空気システムを介して供給することができる。参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、２００２年２月２８日出願の「ＨＹＰＥＲＢＡＲＩＣ  ＯＸＹＧＥＮ  ＴＨＥＲＡＰＹ  ＳＹＳＴＥＭ  ＣＯＮＴＲＯＬＳ」という名称の米国特許出願第１０／０８７，０４２号（弁理士事件整理番号３８３−９Ｕ１）の図１２Ａ及び１２Ｂに、このようなＯ−リング構造の一実施例が示されている。
【００３２】
したがって、本発明により、大きな追加費用を伴うことなく、高圧室などの圧力室を低圧室として使用し、或いは二用途圧力室として使用するべく適合させることができる。
【００３３】
以上、本発明による特定の実施例について開示したが、異なる様々な改変及び組合せが可能であり、それらが特許請求の範囲の真の精神及び範囲内に帰すべきものであることを理解すべきである。したがって本明細書において提示したまさにその要約書又は開示には何らの制限も意図されていない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による低圧室の入口の一実施例を示す図である。
【図２】図１に示す低圧室入口と共に使用するためのピン・モジュールの一実施例を示す図である。
【図３】本発明による低圧室ラッチ・システムの一実施例を示す略図である。
【符号の説明】
【００３５】
１００  圧力室
１１０  圧力室フレーム
１２０  扉
１３０  ヒンジ
１４０  ハンドル
１５０  シール・プレート
２００  ピン・モジュール
２０２  取付けプレート
２０２ａ  取付けプレートの底部エッジ
２０４  交差プレート
２０６  空気シリンダ
２０８、３０２  供給ライン
２１０、３０４  排気ライン
２１１、２１５  貫通孔
２１２  ピストン
２１４  ブロック
２１６  ピン
３００  制御システム構造
３０６  共通源
３０８  制御モジュール
３１０  近接センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
2005028117000001.pdf