(57)【要約】回転による調整が可能なガスマスク用カートリッジ（１０）であって、カートリッジシェル（１２）の側壁（１４）付近にあり、フィルタ媒体（３２）と接触する、有効寿命インジケータ（５０）の自己収容端部を具備し、また該カートリッジ（１０）が、ガスマスクの着用者が側壁（１４）の透明部分（１５）を通して見ることができる変色表示範囲（５４）を備える。装着者に安全な所望の余裕を提供するために、センサ表示範囲（５４）を囲み、インジケータ（５０）の下流端部の事前に決定した部分が見えない、不透明縁範囲（６４）によって、表示窓（６６）が画定される。装着者が、変色表示範囲（５４）を、ガスマスクフェースピースの透明部分（１５）を通して視野のライン内に、回転的に位置決めできるように、カートリッジ（１０）には、一方向へ連続して回転でき、カートリッジシェル（１２）と密封部を形成する、回転可能な取付組立体が設けられる。
2004508153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部分が透明な側壁を有するカートリッジシェルを備え、
上流端部と下流端部を有した変色表示範囲を具備し、該カートリッジ側壁の透明部分の内面付近に固定的に位置決めされた、化学センサをさらに備え、
該センサの表示範囲と少なくとも部分的に整列し、該カートリッジ側壁の透明な部分に位置決めした、不透明な縁によって画定された表示窓をさらに備え、該センサの表示範囲の下流端部が、前記不透明な縁で形成された該表示窓の下流端部へとのびており、
該カートリッジシェルにより収容され、該センサと接触する化学的な吸収剤材料をさらに備えること、
を特徴とするガスマスク用カートリッジ。
【請求項２】
センサが、接着剤によって適所に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
表示窓を画定している該不透明な縁が、不透明材料の伸長ウエブであり、該表示窓が該ウェブに設けられた穴であることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項４】
伸長ウエブが、該カートリッジシェルの外縁の少なくとも一部分の周囲にのびていることを特徴とする請求項３に記載のカートリッジ。
【請求項５】
伸長ウエブが、印刷情報範囲を備えていることを特徴とする請求項３に記載のカートリッジ。
【請求項６】
表示窓に隣接した該伸長ウエブの色が、該センサを汚染物質に曝した後に、該センサの変色範囲の色と異なる色になることを特徴とする請求項３に記載のカートリッジ。
【請求項７】
伸長ウエブが、該シェル側壁の外部に接着されていることを特徴とする請求項３に記載のカートリッジ。
【請求項８】
不透明範囲が、該カートリッジ側壁上の耐化学薬品コーティングであることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項９】
カートリッジ側壁の外面が、コーティングされていることを特徴とする請求項８に記載のカートリッジ。
【請求項１０】
カートリッジが、
密封形成手段を有し、該カートリッジシェルと結合した、外方にのびた取り付けつばをさらに備え、
該取り付けつばと嵌合するように受容された爪と密封形成手段を有し、ねじ切りフランジ部材をさらに備え、
前記フランジ部材内で有効に係合するために、該カートリッジシェルの表面に形成された歯止め手段をさらに備え、ここで、該密封形成手段が環状リングと、対応する環状シートとを有し、これにより、前記フランジ部材が該カートリッジシェルと、液漏れ防止の回転可能な関係になって、しっかり結合することを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項１１】
交換可能なガスマスク用カートリッジの組み立て方法において、
少なくとも一部分が透明な側壁を備えたカートリッジシェルを提供する段階と、該カートリッジ側壁の透明部分の内表面付近に、上流端部と下流端部を備えた、変色表示範囲を有する化学センサを固定して位置決めする段階と、
センサの表示範囲と少なくとも部分的に整列し、且つカートリッジ側壁の透明な部分上に、不透明な縁によって確定された表示窓と、センサの下流端部の一部分が見えにくい不透明な縁のセグメントを位置決めする段階と、
該センサの前記表示範囲と反対側の表面と接触するべく、該カートリッジを化学吸収剤材料で充填する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
化学センサが、該側壁の内面の適所に固定されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
化学センサが、接着剤によって適所に固定されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
化学センサが、機械固定具によって適所に固定されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
化学センサが、重ね合わせた複数の重合体シートで形成されており、該シートの縁周囲が密封され、小さなパケットを形成することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
センサの小さなパケットの外部側壁が、気体および蒸気透過性であることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
センサの小さなパケットの透過性側壁が、該カートリッジ側壁から離れた場所に位置決めされていることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
表示窓が、不透明材料の伸長ウエブに形成されており、該方法がさらに、前記伸長ウエブを前記カートリッジの側壁の外面に固定することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
伸長ウエブを、該カートリッジ側壁に接着する段階を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
カートリッジ側壁を、前記伸長ウエブが囲んでいるため、該カートリッジ内の該吸収剤材料が見えにくいことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
表示窓が、該カートリッジ側壁に不透明コーティングを施すことで形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項２２】
不透明なコーティングが、該カートリッジ側壁の外面に施されていることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
センサが、該不透明なコーティングを施した後に、該カートリッジ側壁付近に、固定的に位置決めされることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
表示窓を画定する該不透明範囲の色が、該センサの変色範囲と視覚的に異なることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項２５】
カートリッジシェルが、外方にのびた取り付けつばを備え、さらに該方法が、
（ａ）　密封形成手段と一方向回転手段とを有する取付組立体を備える段階と、（ｂ）　前記取付組立体を該つばと結合する段階とを含み、
ガスマスクに取り付けた際に、前記カートリッジが密封的回転を継続できることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項２６】
回転可能な密封を形成するべく共働する要素を、取付組立体と該取り付けつばに備え、且つ前記組立体が前記つばと結合した際に、該要素を、回転可能な密封部を形成するため、嵌合するように移動させる段階を、さらに含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
回転可能な密封が、突出環状縁と、これに対応する弾性溝形のシートによって形成され、該シールが、該突出縁を該シート内に押圧して組み立てられることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
一方向回転手段が、該取り付けつば付近の、該シェルの表面に形成された円形列形の歯止め歯と、該取付組立体に形成された少なくとも一つの爪とを備え、これにより、前記取付組立体が該つばと結合した際に、該爪が該歯止め歯と係合することを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項２９】
少なくとも一つの爪に、一つまたはそれ以上の放射状突出要素を設ける段階をさらに含み、ここで、前記一つまたはそれ以上の放射状突出要素が、隣接した該カートリッジシェルの内面と摩擦嵌合関係において接触し、これにより、該カートリッジを一つのユニットとして、該マスクとの間に密封が形成されるまで右方向に回転し、該カートリッジを、該表示窓が所望の位置に来るまでさらに回転し続けることによって、該カートリッジがガスマスク上に組み立てられることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
一つまたはそれ以上の放射状突出要素が、該カートリッジシェルの内面と接触する平坦面で、形成されていることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
一つまたはそれ以上の放射状突出要素が、該カートリッジシェルの内面と接触する傾斜面で、形成されていることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
一つまたはそれ以上の放射状突出要素が、前記カートリッジシェルの内面と接触する歯付き表面で形成されていることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
ねじ切りフランジ部材がさらに、隣接した該カートリッジシェルの内面と摩擦嵌合関係で接触する、一つまたはそれ以上の放射状突出要素を備え、これにより、該カートリッジシェルとねじ切りフランジ部材が、該摩擦嵌合の静止抵抗を超えるまで共に回転し、その後、該カートリッジシェルが、ねじ切りフランジ部材のみを独立して回転することを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３４】
一つまたはそれ以上の放射状突出要素が、該カートリッジシェルとの接触点において、連続した平坦面を有することを特徴とする請求項３３に記載のカートリッジ。
【請求項３５】
一つまたはそれ以上の放射状突出要素が、該カートリッジシェルとの接触点に、傾斜面を有することを特徴とする請求項３３に記載のカートリッジ。
【請求項３６】
前記一つまたはそれ以上の放射状突出要素が、該カートリッジシェルとの接触点に、断続的な面を有することを特徴とする請求項３３に記載のカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、有効寿命インジケータを備えた、フルフェースおよびハーフマスク型のガスマスク用の交換カートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来技術の説明】
従来技術では、ガスマスクとして使用される交換可能な化学フィルタカートリッジ用の有効寿命終了インジケータを設けることが周知である。例えば、米国特許明細書第４、３２６、５１４号は、ガスマスクを使用する目的である有害化学汚染物質（単数または複数）の類と接触した際に、変色反応に晒すべく処置したウェブまたは小片を内部に取り付けたカートリッジを開示している。該特許では、内壁面の全面またはほぼ全面に小片を張り巡らせるように示唆しているため、このアプローチは製造したカートリッジに多大なコストを、追加することになってしまう。さらに、小片付近のフィルタベッド内に溝、ひび割れ、不一致が形成される可能性により、変色ラインの進行速度が様々に変化してしまい、また、フィルタの真の状態と、汚染物質を保持、中和する能力を正確に評価することが不可能になってしまう。これらの問題により、カートリッジ製造業者がこのアプローチを採用してこなかった理由が説明できる。
【０００３】
従来技術では、着用者が、インジケータが反応する有害な化学物質を含んだ環境に侵入した途端に、変色インジケータ反応を開始できるように、上述したようなウェブまたは小片を、カートリッジの外面に付加する方法が周知である。このアプローチには、カートリッジ内の化学物質吸収剤材料のおおよその状態しか提供されず、また、実行中に、カートリッジの有益な有効寿命が終了する遥か以前に、外部に取り付けたインジケータが完全に変色してしまったことがわかり、時期尚早でカートリッジを交換し、処分しなければならなかったという欠点がある。さらに、カートリッジがフェースマスク上の適所にある場合には、インジケータ小片は着用者に見え、カートリッジがマスク取り付け手段上にねじ切りされている場合には、カートリッジの方位が無作為であるため、変色インジケータの小片またはウェブをカートリッジの周囲全体にのばすことも遵守しなければならない。従って、実際に見える部分よりも遥かに長いインジケータ小片材料を、各カートリッジに付加する必要がある。
【０００４】
ガスマスクカートリッジ用の変色インジケータを提供する別の手段は、米国特許明細書第４、１５４、５８６号、第４、５３０、７０６号に開示されており、ここでは、カートリッジの内部が縦に並んだ複数の小室に区分され、各小室には、小室の一つの壁を画定する、カートリッジの透明な側壁を通して見える変色インジケータ材料が内容されている。インジケータ材料は、側壁によってフィルタ吸収剤ベッドから隔離されている。チャンバの上流端部は多孔性の頂部壁で覆われ、風媒性の汚染物質が、フィルタ媒体に流入する空気と平行するが、隔離された通路内のチャンバを通って移動する。隔離されたチャンバ内での変色速度は、隣接するベッド内のフィルタ媒体の状態に関連するようになっている。これらの開示からは、どのようにこの関係が得られるか、特に、カートリッジを大量生産する場合にはどうかが不明瞭である。これらの開示によるカートリッジの鋳造等による構造は複雑かつコスト高である。さらに、大量の製品（ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｑｕａｎｔｉｔｉｅｓ）を、一定の密度でぎっしり詰めるまで、チャンバの梱包と充填が明らかでないので、均一で安定し、信頼性の高い製品を大量生産しているかが全く不明瞭である。
【０００５】
従って、本発明の目的は、向上したカートリッジの交換と、また、所定の安定縁を提供する可視表示範囲を備えた信頼性の高い変色ＥＳＬＩを具備し、その製造方法を提供することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、ＥＳＬＩを含む向上した交換カートリッジを提供することであり、該カートリッジは経済的な製造が可能であり、信頼性が高く、パフォーマンスが一貫しており、従来型構造の構成要素を利用できるものである。
【０００７】
本発明のさらに重要な目的は、使用中に表示範囲を見るために、ガスマスクの着用者が取り付けたカートリッジの位置を調整できるよう、輪郭を明瞭に描いた変色インジケータ表示範囲を採用して、向上させたカートリッジの交換を行うことである。
【０００８】
【発明の概要】
上述の目的とこれ以外の利点は、交換用のガスマスクカートリッジに有効寿命終了インジケータ、またはＥＳＬＩを備えた本発明により達成される。ある好ましい実施形態では、側壁上に位置決めした不透明な縁で画定された表示窓が、カートリッジに設けられ、変色表示範囲を備えた化学センサが、表示範囲が少なくとも部分的に表示窓と整列した状態で、側壁の内面に対して適所に固定されている。センサは変形可能で、かなり薄型で、薄膜を積層した構造であり、該構造は透明で、これを通して変色化学物質材料を見ることができる一つの外側壁を備え、これと対向する壁は、変色反応を開始するための、汚染物質の分子、ガスおよび／または蒸気が通過できる蒸気透過性材料で形成されている。
【０００９】
変色表示範囲を囲むセンサの一部分に接着剤を塗布してあるため、変色センサは側壁の背面に対して固定的に位置付けされる。カートリッジの側壁は、少なくとも表示窓範囲と、センサを適所に固定する範囲において透明である。
【００１０】
カートリッジの本体に活性化炭素、またはこのようなフィルタ媒体が充填されると、これらがセンサの透過性の側壁に接触する。特に好ましい実施形態では、カートリッジの使用に際しての所定の最小安全縁を設けるために、表示窓と表示範囲のフィルタベッドの下流端部に対する、相対位置が指示される。例えば、所与の濃度の汚染ガス内において、平均的な呼吸速度と肺気量の使用者が使用できるカートリッジの有効寿命の合計が、６０分間であると仮定する。フィルタベッドの上端部または上流端部の９０％にまで、センサが垂直にのびている場合には、特定の汚染物質のために２５％の安全縁を設け、表示窓には、フィルタベッド側壁の最下部の２５％を覆い、センサの下流端部の１５％を覆う不透明な縁を設ける必要がある。安全縁をより大きく、またはより小さくしたい場合には、不透明縁の幅、あるいは、フィルタベッドおよび／またはセンサの下流端部に対するその位置を、必要に応じて調整することができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態では、センサをシェルの側壁の内面に接近して取り付け、固定する。ある好ましい実施形態では、センサを、表示範囲の周縁周囲に塗布した接着剤によって固定し、側壁上に配置する前に、取り外し可能なフィルムまたは小片で被覆することができる。別の実施形態では（図示せず）、側壁内面に固定した一つまたはそれ以上のばねクリップ、保持ブラケット、並列チャネルによって、センサを側壁内面のインジケータ面の適所に機械的に固定している。さらに別の実施形態では（図示せず）、反応性変色合成物を、側壁の内部に直接付加するコーティング合成物を明確に表している。合成物は、重合体ラテックス、またはこれ以外の、壁にしっかりと接着し、明瞭に変色することが可能な適切な材料を明確に表している。
【００１２】
センサを固定するべく採用した手段に関係なく、センサが、使用中にも動かずに所望の位置にあり続け、また、隣接するベッドを通り、センサの透過性壁まで達する汚染物質の均一な移動を防止する溝、その他の異常個所、亀裂等のない、隣接するフィルタ媒体と緊密な接触を、継続することが重要である。
【００１３】
別の実施形態では、向上したＥＳＬＩカートリッジをガスマスクに取り付けるための装置および方法は、密封されたカートリッジを覗けるようにするべく、ＥＳＬＩセンサと整列させて、連続的に回転する手段を提供する。カートリッジを連続的に回転可能に取り付けるには、ガスマスクの着用者が、変色センサを自分の視野に入るように移動できるようにする必要がある。カートリッジをフルフェース形のガスマスクに取り付けるためには、ガスマスクフェースピースの透明部分からセンサを覗き見る必要がある。カートリッジを、ガスマスクの頬範囲の一体形成部分である、雄ねじ切り部材上に取り付けなければならないため、安全性の理由から、センサを視野に近づける際に行うカートリッジのねじ回しによって、着用者がカートリッジを取り外してしまわないようにする必要がある。これは、カートリッジをねじ回して取り外すことで、空気密封が破壊され、汚染された外気が、フィルタカートリッジを通過してしまう恐れがあるためである。
【００１４】
この可能性を防止し、また、回転させながらしっかりとした気密密封を維持するために、回転密封部を備えた万能部品取付組立体が設けられ、これにより、カートリッジを、カートリッジの取り付けに用いた方向、従来的には右方向に連続的に回転させることが可能になる。ある実施形態では、歯止め組立体を採用し、また、戻り止め、歯止め歯をカートリッジシェルの内面に鋳造している。カートリッジシェルの突出つば部分内に、ねじ切りフランジ挿入部が配置されており、該フランジは複数の区間に分割され、各々の区間は、ねじ切りつば開口部を包囲するカートリッジハウジングの内面に形成された、これに対応する歯と係合する。どの歯止めにも共通するように、爪によって、フランジは一方向に自由に回転できるが、反対方向に回転した場合に歯と係合するようになり、カートリッジをねじ回してガスマスク取り付け手段から取り外そうとする場合には、該組立体の両部材が共に回転する。
【００１５】
フランジ挿入部はカートリッジハウジングに対して自由に回転できなければならないので、カートリッジの取り付け部分において、汚染された空気がガスマスク内に漏れることを防止する気密性を有する必要がある。好ましい実施形態では、組立体の部材の間に気密密封部を設けている。特に好ましい実施形態では、この密封は、カートリッジハウジングのネック部分の内部周縁に、突出したビード状シール（ｂｅａｄ ｓｅａｌ）を設け、隣接したフランジ挿入部の外面に、これに対応する凹型シートを設けている。フランジ挿入部は、必須の変形と弾性特性を備えたプラスチック組成物から製造されており、これらの特性により、シールとシートを係合させるべく、フランジ挿入部をネック部分内に、押して取り付けることが可能になる。
【００１６】
マスクとの適切な密封を得るべく、カートリッジを十分に緊締できるようにするために、摩擦係合手段を設けて、ねじ切りフランジ挿入部と隣接したカートリッジシェルの内面の間に締りばめを作る。ねじ切り挿入部の外面と、マスクのねじ切りコネクタの底部の間に密封部を形成する必要がある。カートリッジを正確に設置し、密封したら、締りばめの抵抗を克服する追加の回転力を付加し、シェルを挿入部から独立して位置決めできるようにする。
【００１７】
ガスマスクカートリッジをマスク上に完全に設置するには、ガスマスクの頬部分から突出している雄ねじ切り部材上にカートリッジを配置し、歯止め部材のカチッという音が聞こえるまで、これをねじ回す。雄ねじ切りと雌ねじ切り正確に係合した際のみに、ねじ切り部材が歯止め組立体を接触させるため、着用者はこの音によるサインによって、カートリッジが正確に設置されたことを知る。さらにこのサインによって、着用者はガスマスクとカートリッジの間に正確な密封が得られたことを知る。ガスマスクを着用する前または後に、カートリッジを、センサが着用者の視野に入るまで、右方向／緊締方向へさらに回転することができるが、やはりカチッという音が聞こえることで、着用者は、カートリッジが正確な方向へ回転したことを知り安心できる。カートリッジを左方向に回転すると、爪が切欠きと係合し、交換のためにカートリッジを取り外すことができる。
【００１８】
本発明は、カートリッジを取り付けたガスマスクの着用者に、カートリッジ内に収容される活性炭素の汚染量と、これとは逆に、有効な活性炭素の残量とを明確に提示する。これは使用者にとって非常に重要である。なぜなら、カートリッジの寿命とその内容物は、使用者の身体範囲における汚染物質の濃度、使用者の呼吸速度、各呼吸の容量または空気量を含む多くの可変要素によって異なるからである。激しい状況下で奮闘している作業員は、その状況に耐えるために、コントロールブースで機器類を監視してさえいればよい作業員よりも、相当に多量の空気を必要とする。
【００１９】
好ましい実施形態では、ラベルの覗き窓から、炭素ベッドの下流端部に近い変色センサの下部を見ることはできないため、それによって、カートリッジが汚染物質を除去し続けることができる時間的な余裕または安全に関する余裕を提供している。使用上の必須件に従って、炭素ベッドと接触しているセンサの表示範囲の縦寸法を変更することができ、また、安全に関する所定の余裕を提供するために、センサおよび／またはベッドに対する覗き窓の縦寸法および位置を変更することができる。
【００２０】
本発明は、「カートリッジ」フィルタを参照して記述したものであることに留意すべきであり、「カートリッジ」フィルタは、そのいくらか小さなサイズと、いわゆるフルフェースまたは、ハーフマスクに直接取り付ける点において「キャニスタ」フィルタとは異なると理解される。当業者には明白なように、本発明は、センサをフィルタベッドの縦部分と密接な関係において固定でき、隣接の透明な表示窓から見ることが可能な、あらゆるサイズのフィルタに使用できる。
【００２１】
従って、その幅広い解釈において、本発明の改良されたＥＳＬＩカートリッジは、側壁の、少なくとも変色センサを配置する場所において透明であるカートリッジシェルを備え、カートリッジの側壁内面に化学センサが固定され、センサの一側部には、表示範囲を形成し且つ目で見ることができるインジケータ、好ましくは変色インジケータが設けられ、センサの該側部の反対側は、カートリッジ内に梱包された活性炭素、または他のフィルタ媒体の垂直にのびた部分と接触しており、表示窓が不透明な縁によって画定されており、該表示窓は、変色センサの表示範囲の少なくとも一部分の垂直部分に対応しており、カートリッジを取り付けたマスクの着用者がセンサを見れるようにするため、密封を維持する手段と、カートリッジを継続的に回転させる手段とを備えている。
【００２２】
（発明を実施するための最良の形態）
次に、添付の図面を参照して本発明をより詳細に記述する。図面中で、同様の要素には同様の参照符号を付している。
【００２３】
図１を参照すると、本発明による改良されたカートリッジ１０は、一般に円筒形のシェル１２を備え、該シェル１２は、円筒形側壁１４と、これと一体に設けられた出口端部カバー２２とで形成されており、出口端部カバー２２は、外方へのびた取り付けカラー２４にて終端している。従来、カートリッジシェルの製造は、技術上確立された手段に従って、適切な重合体合成物を成形するものであった。しかし、本発明の好ましい実施形態では、シェル１２の側壁１４を、スチレン・ブタジエン共重合体のような透明な重合体材料で形成することが好ましい。所望であれば、シェルの側壁の少なくとも一部分１５を透明材料で形成し、残り部分を不透明材料で形成するようにしてもよい。
【００２４】
さらに図１を参照すると、変色表示範囲５４を備えた化学センサ５０が確実に位置決めされ、側壁の透明部分１５の内面に対して保持されている。不透明な縁６４が表示窓６６を画定しており、この窓を通して、センサの変色表示範囲５４の少なくとも一部分を見ることができる。図２で最良に示す好ましい実施形態によれば、細長片の形をした紙ラベル６７を、カートリッジ側壁１４を包囲して貼っている。別の実施形態では、インク、またはこの技術分野で周知の他の適当なコーティングおよび方法を使用して、カートリッジシェルの表面にラベルを直接印刷することができる。インクまたはコーティングをシェル１２の側壁の内側に施すこともできるが、やはり側壁の外側に施すことが好ましい。
【００２５】
ラベルには表示窓６６が設けられているが、これはあるいは不透明であることが好ましい。ラベルには指示、説明的な情報、または、カートリッジの使用に関する指示を印刷することができる。技術上周知の自動方法および装置を用いて、接着剤裏ラベルを備えた紙ラベル６７を貼着することができるが、組み立て時に、ラベルの表示窓６６とセンサの表示範囲５４の間に、適切な記載部分を確保する必要があることがわかっている。表示窓６６を備えたラベル６７は、カートリッジの側壁１４に図３に示すように設けられている。この実施形態からわかるように、表示窓６６の下流端部の垂直位置付けは、フィルタベッド３０の下部へ向かって変位されるが、窓の位置決めについては以下に述べる。
【００２６】
さらに図１を参照すると、参照符号３０で示すフィルタベッドは、通常遭遇する様々なタイプの気体および蒸気形態の汚染物を、予想された量だけ吸収するものとして知られる、活性化炭素ようのな、均一に注意深く圧縮された吸収剤材料３２を備えている。フィルタベッドは、吸い込み保持手段３４と排出保持手段３６によって安定した圧縮状態に保たれ、その内面はフィルタベッドの深度を画定している。この技術で確立されているように、吸収剤材料が一定のサイズのものであり、ベッドが均一な構成および圧縮のものであり、ベッドを通る空気流が不均一になる原因である溝や、空間のないカートリッジを提供することが重要である。このような溝が生じる可能性を最小にし、フィルタベッドの有益な有効寿命の長さをより正確に表示するために、本発明による改善されたカートリッジは、形状が平坦で、側壁１４の湾曲した内部表面に接近して取り付けられる構造の化学センサを採用している。本発明のこの面により、シェル成形に使用されている既存の方法と装置で、改良されたカートリッジを大量生産し、また、シェルをフィルタベッド吸収剤材と従来の保持手段にて充填し、組み立てることが可能になる。
【００２７】
図４の展開図に概略的に示すように、センサ５０の構造は、後部包囲壁５１と前部包囲壁６１を含む、複数の薄層を重ね合わせて形成したものであり、また、センサをシェルの湾曲した側壁１４に付加できるようにするべく、ある程度の可撓性をもたせるのと同様、自己維持形状、構造の完全性を提供するために、両方の包囲壁を適切な規格（ｇａｕｇｅ）のアルミニウムで形成することができる。前壁６１は穴６２を備え、後壁５１は穴５３を備えている。後壁５１の内部に対して位置決めされている一つ、またはそれ以上の透明なウェブあるいは細かいメッシュスクリーン材料５６と、前壁６１の内部付近の蒸気透過性薄膜との間の適所には、汚染物と接触すると変色する反応性化学インジケータの層６０が設けられている。図４、そして関連する断面略図４Ａと、拡大詳細図４Ｂからわかるように、変色試薬材料は、最初は均等な反応する前の色であり、穴６２から見ることができる。センサをシェル内に設置している場合、側壁１４の透明部分１５と対向した側を目で検査することができる。後壁６１の穴６２により、フィルタ媒体３２を蒸気透過性薄層５２と密接に接触できるようになるため、使用中にフィルタベッド３０が浸潤すると、隣接するベッド内の、活性フィルタ材料に達していない汚染された分子のいくらかが、センサ内に侵入することで、内層６０の化学試薬が変色反応を開始する。これにより、化学インジケータ６０を通って移動する前部が変色し、これを穴６２から見ることができる。
【００２８】
図５に示すように、本発明のＥＳＬＩカートリッジを、例えばフルフェース型のガスマスク１１０に取り付ける場合には、マスクの頬範囲１１２に位置する雄取り付けコネクタ１１４の外部ねじ切り１１６に、カートリッジを係合させる。本発明のカートリッジを既存のフルフェース、またはハーフマスクタイプのガスマスクと共に使用するためには、カートリッジ１０の表示窓６６を、使用中に簡単に見ることができるように、着用者が正確に調節できるようにする手段を設ける必要がある。さらに、この表示窓６６の位置を調整する手段は、カートリッジがマスクのねじ切りコネクタ１１４上にしっかりと緊締されており、使用中にこのコネクタ周囲の汚染物質の侵入を阻止するために、機密密封が維持されていることを確認できるものでなければならない。
【００２９】
以下に例証する本発明の好ましい実施形態によれば、二つの部品で構成された取付組立体が提供される。二つの部品から成るカートリッジ組み立ての目的と機能は、ねじ切りした取り付け手段、または他の取り付け手段をカートリッジ部分から分離して、これらが、フィルタ組立体をフェースピースに取り付けた後に、それぞれ独立して一方向に、回転または運動できるようにすることである。この独立した運動により、ねじきり部分を十分に緊締して、フェースピースに対して所望の密封を形成することが可能になり、また、インジケータを着用者の視野と整列できるように、カートリッジの回転を継続することが可能になる。長期にわたる使用の後に、フィルタカートリッジを除去するために正トルクを提供するべく、ラチェットインターフェース（ｒａｔｃｈｅｔ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）またはこれ以外の機械的同等物を採用する。この機能を好ましい実施形態に設けるには、歯をカートリッジシェルに成形し、爪指部をねじ切り挿入部に成形した歯止めシステムを使用する。
【００３０】
フィルタカートリッジの下流にある呼吸システム内に汚染された空気が侵入することを防ぐために、二つの部分を密封する。密封は、つば部分に締りばめすることで形成され、そこでは二つの部分をスナップ固定関係で摩擦係合する。さらに、二つの要素間を密封するには、組立体を形成する二つの部品の間に、「Ｏ」リング、つまり平坦な弾性または柔軟なプラスチックワッシャを設けるか、あるいは、移動部品間に密封接触を設けるために、二つのうちの一つの部品にスカート密封（ｓｋｉｒｔ ｓｅａｌ）を成形するか、または組み立てる。関連技術の当業者には、上述の記述、また以下の記述から、取り付け部材の間に回転可能な機械的密封を提供する別の方法が明白になるであろう。
【００３１】
図１、図５、図６を参照して記述するように、シェル１２の取り付けつば２４の内側にスナップ固定により受容される、ねじ切りしたフランジ部材７０を備えた取付組立体が得られる。フランジ７０のスロート部分には内部ねじ７２が備えられ、この内部ねじ７２は、ガスマスクの外部取り付けねじ１１６と合致する。この取付組立体は、つば２４に形成された突出環状周縁密封部分８０によって固定されており、該突出環状周縁密封部分は、対応する、隣接したフランジ部材７０の表面に設けられた溝８１の形の密封シート表面と係合する。環状周縁部８０とシート８１は、対応する要素の周囲において連続的にのびており、カートリッジシェルとフランジ部材が相対回転運動を実行する際に、汚染物質の通路に対する信頼性の高い密封を提供する。密封８２を形成する要素の位置を可逆にすることができる、つまり、環状周縁部をフランジ部材内に形成し、環状溝を取り付けつば内に形成できることが理解されよう。
【００３２】
図６を参照すると、外方にのびたフランジ７４が、歯止め部を備えた複数の個別フランジ要素７６に分割されている様子が見られる。さらに図６と、図７断面図を参照すると、つば２４とカバー２２の間に形成された内部肩が複数の歯８４を備えており、カートリッジ１０を右方向に回転した際に、複数の歯止め要素７８がこの歯の上を通過でき、また、カートリッジを反対方向あるいは左方向に回転した際に、この歯が爪と係合する。ラチェットの歯８４を形成するランド８５と停止部８６は、カートリッジシェル１２の内面に成形することが好ましい。成形の形状を変えることにより、フランジ部材をここで示したよりも多い、または少ない数のフランジ要素と爪で、製造することが可能である。当業者に明らかになるように、フランジ部材として選択した重合体材料は、密封を形成するべく、要素のスナップ嵌合による組み立てを可能にするため、必要な弾性を十分提供できるもの、さらに、ガスマスクのねじ切りした取り付け部１１４からカートリッジを取り外しを可能にするべく、爪部材が一方向において歯止め歯の上に重なり、停止部と係合するのに必要な伸縮性と弾性を、十分提供できるものでなければならない。
【００３３】
図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、各フランジ要素７６の周縁部には、部品を組み立てる際に、カートリッジ外部環帯１９の内面１７と接触関係にある、好ましくは静止嵌合する、一つまたはそれ以上の放射状突出要素７９が設けられている。この静止嵌合または静止摩擦嵌合により、確実にカートリッジをマスク取り付けコネクタにしっかりと固定するための、また、カートリッジの取り付け中に適切な密封関係を確保するための、ねじ切りフランジ部材７０とカートリッジシェル１２間の相対運動への十分な抵抗が得られる。
【００３４】
図１１、図１２に示すように、様々な形状の放射状突出要素７９を設けることができ、これらの形状には、例えば図１１中の７９Ａのような連続した平面、図１２中の７９Ｂのような連続した傾斜面、図１０Ａ、図１０Ｂ中の断続的な、または歯を備えた表面が含まれる。これら全ての形状において、要素７９の干渉面と内面１７が、２つの部品間の「ロック」状態を作り出すプラスチック材料の冷却流を生成する。この一時的なロックにより、カートリッジの外面に付加されたトルクを、ねじ切りしたフランジ挿入部７０へ伝えることができるようになり、これにより、カートリッジのねじをガスマスクに緊締、またはトルクを掛けて下ろして、これらの要素間に所望の密封を得ることができる。静止摩擦抵抗を克服するために追加の回転モーメントを付加する場合には、突出要素７９を隣接した面１７に対して滑動させ、表示窓６６を所望の位置へ移動することができる。
【００３５】
上述した歯止め組立体の代わりに、これ以外の機械装置および配置を採用して、以下に示す条件を満たすようにできる旨を理解すべきである。該条件はすなわち、（１）カートリッジをマスク上にしっかりと取り付け、カートリッジとマスクの内部の間の機密密封が常に維持されるようにし、（２）装着者がインジケータの表示範囲を装着者の視野のラインへ移動することで、固定したカートリッジを回転可能にする。
【００３６】
上述した歯止め機構の代わりに使用できるこのような別手段には、例えば滑りクラッチがあるが、この滑りクラッチは内部ねじ切り取り付け部材と係合して、取り付けるカートリッジを右方向へ無限に回転することができるが、反対方向に回転するとカートリッジを取り外すことができるようにする。滑りクラッチ用の適切な装置を、隣接するつばの壁とねじ切りしたフランジ部材の間に設けることができる。
【００３７】
この機能はさらに、ローラクラッチ、ボールクラッチ、摩擦クラッチのような別の一方向回転装置を設けることによっても達成できる。別の機構は、摩擦またはねじによるロックシステムを備えたつば、あるいは、取っ手または「つかみ器具」を備えたつばが具備され、該取っ手または「つかみ器具」は、マスクの着用者が覗けるようインジケータを位置決めするために、必要に応じて、ねじに緊締するべく係合し、カートリッジを回転するべく係合解除するものである。
【００３８】
マスクの取り付けねじからカートリッジを取り外す手段には、カム、爪、リブ等が含まれるが、これらは、弾性的に取り付けられ、手動圧力、または要素を移動、係合させる適当な構造の工具により圧力がかかった場合のみに、対応する解除手段と係合するものであり、この係合により、カートリッジのねじ切りが左方向に回転させられる。
【００３９】
当業者にとって明白なように、これ以外のシステムおよび機構を使用しても、ねじに緊締する一方で、着用者がインジケータの位置を調整できるという所望の機能を達成することができる。
【００４０】
特に好ましい実施形態では、表示範囲を包囲する不透明な縁が一つまたはそれ以上の異なる色範囲で印刷されており、それぞれの色は、センサの最初の色、および／または、特定の汚染物質に晒された後にセンサが変色する色に関連している。センサは、塩酸（またはフッ化水素酸）蒸気のような特定の汚染物質を検出するように設計しなければならず、各汚染物質は、センサに組み込んだインジケータ材料を著しく特徴的に変色させ、また、各汚染物のクラスに変色が予想される。
【００４１】
従って、図９に示すように、表示窓６６を囲む不透明な縁６４は、複数の色範囲、例えば４色の色範囲Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割される。それぞれの色は、カートリッジの使用が許可された汚染物質（単数または複数）に関連している。以下の表は、典型的な配置を表している。
範囲　　　　色　　　　　　　　汚染物質
Ａ　　　オレンジ　　　（汚染物質に晒されていない）
Ｂ　　　赤　　　　　　　ＨＣｌ　　（塩化水素）
Ｃ　　　茶　　　　　　　ＨＦ　　　（フッ化水素）
Ｄ　　 ピーチ　　　　　ＳＯ２　　　（二酸化硫黄）
【００４２】
前述した記述から、カートリッジを使用する上での所望の安全余白を設けるために、あるいは反対にカートリッジの交換時を示す表示として、つば範囲の垂直位置決めを、事前に決定することもできる旨は理解されるであろう。
【００４３】
前述の記述から、本発明の有効寿命インジケータは、本発明の図面で例証したもの以外の、様々なタイプおよび形式のガスマスク用カートリッジまたは、容器に簡単に適合できることが明らかになるはずである。ここで提示かつ記述した本発明の多様な変更、および機械・化学形態も、特定の要求を満たすようにすることが可能である。従って、前述の例証および図面は本発明を制限するものとして解釈されるべきではなく、また、本発明の範囲は請求項を参照して決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による一実施形態のカートリッジを部分的に断面図にした側面図。
【図２】
本発明による改良カートリッジを組み立てた好ましい一実施形態を示した分解斜視図。
【図３】
完成した図２の組立体を示す側面斜視図。
【図４】
本発明の実際の使用に適したセンサの分解組立図。
【図４Ａ】
図４のセンサを組み立てた側面図。
【図４Ｂ】
図４に示したセンサの詳細断面図。
【図５】
本発明に従って構成されたカートリッジの透視図及び、ガスマスクの正面図であり、それらの使用時における関係図。
【図６】
本発明の一実施例によるカートリッジ用の取付組立体の正面透視図。
【図７】
図６に示した組立体の一部分を示した断面詳細図。
【図８】
図１中に示している一部分の拡大詳細図。
【図９】
本発明による表示窓周囲のカラーコーディングした縁範囲を示す平面図。
【図１０Ａ】
本発明によるねじ切りフランジ部材の一実施形態を上から見た斜視図。
【図１０Ｂ】
図１０Ａのねじ切りフランジ部材を下から見た斜視図。
【図１１】
ねじ切りフランジ部材の別の実施形態を下から見た斜視図。
【図１２】
ねじ切りフランジ部材の別の実施形態下から見た斜視図。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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