(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２段階式水中呼吸装置の第１減圧段階用圧力レギュレータであって、減圧室（２）と可撓室（２２）とを有し、前者の減圧室（２）は、弁座（１２）と案内された閉止要素（１０、１０’）とを有する供給弁によって、高圧の空気または呼吸可能ガス混合物の通る入口通路（４）と、第２減圧段階に通ずる接続通路（３４）とに連通し、他方後者の可撓室（２２）は、上記供給弁の閉止要素（１０）を制御する円筒状制御ロッド（１８）を作動する不浸透性、且つ弾性的に変形可能な隔膜（２４）のためのものであり、上記制御ロッド（１８）は上記可撓室（２２）から減圧室（２）に連通する通路を通って延び、また上記弁座（１２）は平面座であって、上記閉止要素（１０、１０’）は少くとも球形片である圧力レギュレータにおいて、上記閉止要素（１０、１０’）は軸線方向に穿孔され、且つ上記制御ロッド（１８）が通る穿孔脚を有する同軸ディスク（４４）により担持されていることを特徴とする圧力レギュレータ。
【請求項２】
閉止要素（１０）をディスク（４４）と一体化した請求項１の圧力レギュレータ。
【請求項３】
閉止要素（１０’）をディスク（４４）内に設けた請求項１の圧力レギュレータ。
【請求項４】
閉止要素（１０’）が軸線方向に穿孔された半球である請求項３の圧力レギュレータ。
【請求項５】
閉止要素（１０’）が軸線方向に穿孔された球である請求項３の圧力レギュレータ。
【請求項６】
閉止要素（１０’）はルビー製である請求項１乃至５のいづれか１項の圧力レギュレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２段階式水中呼吸装置（以下商標名「アクアラング」と記す）に関する。
【０００２】
特に、本発明は、圧力レギュレータ、特に２段階式アクアラングの第１減圧段階のための圧力レギュレータに関する。この第１段階は供給弁により高圧の空気（または呼吸可能ガス混合物）の入口通路に連通すると共に、接続通路により第２減圧段階に接続した出口に連通する。第１減圧段階は、供給弁の閉止要素の制御部材を操作する不浸透性で弾性変形可能な隔膜のための可撓室を備えている。
【０００３】
この可撓室は、第２減圧段階に通ずる接続通路と連通し、前述の隔膜によって外部環境と連通する室から密封されている。この隔膜には、供給弁の閉止要素を開放する方向に作用する弾性予負荷にさらされ、外部環境の圧力とこの弾性予負荷とが、隔膜を適当な方向にたわませて吸気中供給弁を開放するようにする。
【０００４】
すべての第１段階圧力アクアラングレギュレータに共通な問題点は、３００バールの値にも達する高圧ガスの密封性にある。この密封性は、通常は、ゴムまたはその類似材料から成る軟質要素を、一般に金属で作った剛性要素と協働させて用い、これら要素の一方を可動部材側として、ばねにより固定された剛性要素に対して定常的に押し付けているようにして気密密封を得ているので、常に不確かなものである。
【０００５】
【従来の技術】
大抵は、例えばUS Diversの欧州特許第0 531 193号に示されているように、軟質要素は可動要素を構成し、剛性要素は常にかなり鋭い適宜の形状を有する座であることがほとんどである。
【０００６】
例えばNormalairのフランス特許第1,305,095号に記載されているように、他のシステムでは円錐形の剛性可動要素を備え、この剛性可動要素が多少とも軟質の座に対して押し付けられている。
【０００７】
さらに、逆止め弁は、固定の座要素と協働する可動の玉弁要素を備えていることが知られている。これらの座要素と玉弁要素の両方は、セラミックまたはその類似材料製のものである。しかしながら、このような逆止め弁はアクアラング圧力レギュレータに用いられている。例えばLedtjeによる米国特許第5,002,662号は、このような玉弁に関するものであるが、この米国特許で扱われているのは、液体用の逆止め弁であって、アクアラング圧力レギュレータ用のものではない。すなわち、この米国特許は、本発明の課題、または、例えばサファイアまたはルビーの様な硬質材料でできたボールと弁座を包含する圧縮ガス用の弁に関するStarkの米国特許第4,228,821号の課題とは完全に異なった技術的な問題に関するものである。
【０００８】
最後に、Bowenの米国特許第3,620,251号に示された逆止め弁のような高圧流体用の逆止め弁が知られている。このような逆止め弁では、ともに金属製の可動および固定弁要素があり、固定弁要素はボールではない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような従来の弁とは対照的に、本発明による圧力レギュレータは、弁の可動要素が半球（可動要素と一体に形成されるか、または組立時に可動要素にはめ込まれるかいずれでもよい）により形成される。この半球は、ルビー、セラミックまたはその他の同様な硬質材料により形成され、ゴムまたはその類似材料のような比較的軟質の材料製の弁座と協働する。
【００１０】
アクアラング用の平衡型隔膜作動第１段階圧力レギュレータに玉弁を用いることは、完全に新規なことである。
【００１１】
本発明レギュレータの使用から生み出される利点は、以下に要約するとおりである。
【００１２】
水中呼吸装置に用いるすべての圧力レギュレータは、前述のように、最近の装置では３００バールの値にも達する非常に高圧のガスで作動する場合には、いつも重大な問題にされる。
【００１３】
事実、例えばゴム、ポリウレタンまたはその類似材料からできた軟質要素と協働する、局限された鋭いまたは円錐形の密封領域が存在する欧州特許第0 531 195号によるレギュレータの様に、現在、レギュレータ一般に採用されている密封システムは、早期摩耗にさらされ、小片の軟質の座が裂けてしまうことが早期に発生する。これは、非常に鋭い要素が要素間の良好な密封を保証するのに用いられているという事実による。このような小片が裂けると、必ず高圧ガス混合物は激しく下流側に流れ、この結果レギュレータの第２段階は自己供給現象にさらされ、潜水中は非常に危険となる。これは、ダイバーの口からマウスピースを離してしまうからである。
【００１４】
本発明によるレギュレータの弁では、この弁の軟質要素の裂けを生じさせるような鋭い表面はない。このことは、従来のレギュレータの第２段階における激しい自己供給現象が完全に回避されることを意味する。水中での使用を目的としないレギュレータにおける前述の自己供給現象は重要とは考えられないが、水中使用のレギュレータでは致命的である。これは、本発明のレギュレータが、従来の水中使用のレギュレータでは得られない安全性を提供することを意味する。
【００１５】
これらの目的および下記から明らかとなる他の目的は、本発明の主題をなす２段階式アクアラングの第１減圧段階のための圧力レギュレータにより達成される。この圧力レギュレータは、弁座と案内された閉止要素とを包含する供給弁により、高圧の空気または呼吸可能ガス混合物のための入口通路に、または第２減圧段階に通ずる接続通路に連通する減圧室を包含し、前記第１段階では、供給弁の閉止要素を制御する制御ロッドを作動させる不浸透性で弾性的に変形可能な隔膜のための可撓室を備えており、前記制御ロッドが室から室へと連通する連通通路中を延びている圧力レギュレータにおいて、前記供給弁の座が平面座であり、前記弁座のチャンネル内に入る前記閉止要素が、少くとも球形であって、しかも上記制御ロッドの軸のまわりに対称的に配置されていることを特徴とする。
【００１６】
２段階式アクアラングの第１減圧段階用の圧力レギュレータのこれらの特徴およびその他の特徴は、本発明の非限定的な例示である好適な実施例およびその変形例を示す添付図面を参照した以下の詳細な記述から、さらに明らかとなろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図面、特に図１において、本発明の主題を成す２段階式アクアラングの第１減圧段階は、本体１を包含し、この本体１の中には、減圧室２が形成されている。減圧室２は、入口通路４に連通している。入口通路４の自由端は、第１の段階を閉じる負荷ばね８を備えた栓６によりしっかりと密封されている。入口通路４と検圧室２との間には供給弁があり、この供給弁は、入口通路４内の閉止要素１０と、入口通路２に連通する弁座１２とを包含している。
【００１８】
閉止要素１０は、ばね１４により弁座１２に対して弾性的に予負荷されており、閉止位置に安定的に座っており、弁座１２に押し当てられて入口通路４内に存在する高圧空気を密封している。ばね１４は、案内ブシュ１６上に支持されており、栓６に対して作用している。
【００１９】
閉止要素１０は、案内ブシュ１６を通って中央案内孔内を同軸に動くことができるように案内され、同軸の制御ロッド１８上に支持されている。制御ロッド１８は、減圧室２を通って軸線方向に動けるように案内されている。制御ロッド１８の他端は、可撓室２２内に突出するスラストディスク２０を担持している。スラストディスク２０は、不浸透水性で弾性的にたわむことができる隔膜２４に作用するように設計されており、この隔膜２４は、可撓室２２を、孔２８を介して外部環境と連通する室２６から隔離している。
【００２０】
外部環境と連通している室２６内には、隔膜２４に作用する予負荷ばね３０が配置されており、この隔膜と室２６の対向する壁との間に配置されている。隔膜２４に面する側には、スラストディスク３２を担持している。
【００２１】
減圧室２は、通路３４と直接に連通しており、この通路３４には第２の減圧段階（図示していない）に通ずるホースに接続されている。通路３４の下流側では、通路３６は通路３４を可撓室２２に接続している。
【００２２】
前述の入口通路４に接続されているのは、フィルター４０を備えた口３８である。このフィルター４０を通って圧縮空気が、前記第１の段階内で膨張するに先立って入って来る。
【００２３】
図２および図３には、図１の供給弁のための本発明の２つの実施例が示されている。両実施例において、制御ロッド１８の挿入のために中央長手方向に穿孔した閉止要素１０は半円形断面のもので、前記制御ロッドが通る穿孔脚を有し、且つ後部支持面に肩部４２を有する同軸のディスク４４により担持されている。この閉止要素は、弁座１２内に存在するチャンネル４６に入る。弁座１２は比較的軟質の材料から作られ、前述の入口通路４に連通している。弁座１２の口は僅かに開いており、その中に閉止要素１０を入れるのを助けている。
【００２４】
図２において、供給弁の実施例は、硬質材料で前記同軸のディスク４４と一体に作った閉止弁１０を包含している。
【００２５】
図３において、供給弁の他の実施例は、ディスク４４’内の座４８内に取り付けられ、Ｏリング５０により隔離されている閉止要素１０’を有する。この閉止要素は、ルビーにより作られ、基本的に球形または半球形である。
【００２６】
閉止弁１０’は、好適には鋼、例えばコランダムの種類の１つまたはその類似物のような硬質の石により作られ、弁座１２は好適には、例えばテフロン、ナイロン、ポリウレタン、合成ゴム、またはその類似物の様なエンジニアリングポリマーにより作られる。
【００２７】
２段階式アクアラングの第１減圧段階のための、本発明の主題を形成する圧力レギュレータの前述の構造の記載から、これをどのように使用するかは明らかであろう。通路３４を介して加えられる吸引は、室２内に圧力降下を生じさせ、この圧力降下は、隔膜２４、結果的にはスラストディスク２０を介して供給弁１０、１２の制御ロッド１８を動かす。閉止弁１０または１０’が動くにつれ、弁座１２のチャンネル４６が開き、空気が口３８からフィルター４０および通路４を通り室２へ、従って通路３４へ、ここから空気は第２の段階（図示していない）へと通る。吸引が止むと、ばね１４は、閉止要素１０を休息位置に戻す、すなわち弁座１２の通路４６内を戻して、弁座を閉止する。
【００２８】
前述の利点は、本発明の主題を成す２段階式アクアラングの第１減圧段階用の圧力レギュレータの構造的および機能的特徴の前述の詳細な記載により明らかとなった。
【００２９】
このように、閉止要素は、その球形の頭部が弁座の通路に入るように製作されている。このシステムは、たとえ弁座のチャンネルの縁部が経時的な摩耗により丸くなっても、球が依然としてチャンネルを完全に閉じ、従って漏洩密封性を保証するので、空気の漏洩を回避できるのである。球のために好適に用いられる材料は、この球が正しい強度を持ち、且つ極度に平滑な表面を持つことを保証するような硬質材料である。これに対して、軟質材料製の弁座は、閉止球に具合良くはまることを保証する。このシステムは、たとえ弁座または閉止要素のいずれかに僅かな偏心が生じても、弁の完全閉止を可能とする。
【００３０】
さらに、閉止要素に押し付けることにより弁の閉止を保証するばねは、公知のアクアラングの場合のような大きな力を必要としない。本発明のアクアラングにおいて、このばねは、閉止球の表面を弁座のチャンネルに接触し続けて、完全で信頼性ある弁の閉止を保証しなければならないだけである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の２段階式アクアラングの第１減圧段階用の圧力レギュレータの断面図である。
【図２】本発明の好適な実施例における供給弁の断面図である。
【図３】本発明の変形例における供給弁の、図２と同様な断面図である。
【符号の説明】
１  本体
２  減圧室
４  入口通路
６  栓
８  予負荷ばね
１０  閉止要素
１２  弁座
１４  ばね
１６  案内ブシュ
１８  制御ロッド
２０  スラストディスク
２２  可撓室
２４  隔膜
２６  室
２８  孔
３０  予負荷ばね
３２  スラストディスク
３４  通路
３６  通路
３８  口
４０  フィルター
４２  肩部
４４  ディスク
４６  チャンネル
４８  座
５０  Ｏリング
【図１】
0003907784.tif 000002
【図２】
0003907784.tif 000003
【図３】
0003907784.tif 000004