JPH0231996A - 潜水用呼吸装置の制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主にレジャー用としてスクーバダイビングに
使用する開放式スクーバのシングルホース型レギュレー
タに係り、特に、機構が簡単で適切なベンチュリ効果を
得るに好適な潜水用呼吸装置の制御弁に関する。

〔従来の技術〕

従来の潜水用呼吸装置の制御弁においては、吸気用の空
気をマウスピース管内部に噴出させて、ハウジングの空
気を吸い出すいわゆるベンチュリ効果を生じさせ、この
結果、吸気負圧による以上にダイアフラムを吸引し、小
さな吸気負圧で大量の空気を供給するように設計されて
いる。しかしながら、潜水者の吸い始め、すなわち吸気
流量の少ない時にベンチュリ効果を大きくすると、空気
を吸い易いが吸気流量が大きい時は空気供給が過大にな
り、吸気から呼気へ移りにくくなって空気の吐出しか困
難になる場合がある。そして吸気流によるダイアフラム
への影響を無くす技術として、特公昭５９−１６３１号
公報に示されるように、吸気流の流路からダイアフラム
を分離して、ダイアフラムに制御弁からの供給空気を通
さないために、バイパス管を設けた構造が知られている
。また、特公昭５４−４０４９８号公報及び特公昭６０
−３９５９７号公報に示されるように、空気流量が少な
い時にベンチュリ効果を大きくし、空気流量が多いとき
は過度のベンチュリ効果を防止するため、ダイアフラム
アセンブリ等を用いてレバー及びダイアフラムの作動位
置とバルブの作動位置とを合わせ、大流量時にベンチュ
リ効果を抑制するように調整する技術が知られている、
さらに。

特公昭５９−２１８３５号公報では、吸入力と空気流量
とが実質的に線形関係になるように、ピストンにかかる
圧力を見学的に均衡させている調整装置を備えている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の潜水用呼吸装置の制御弁にあっては、制御弁から
の供給空気の流れがダイアフラムに影響を与えぬように
羽根板２反せ板、遮断板等を用いたり、ケーシング形状
を変えたり、バイパス管を用いたりしていた。また、吸
気流量が多い時のベンチュリ効果の過大効果を抑制する
ため、レバーに連動する羽根板を設けたり、ダイアフラ
ムの実効面積を変化させる機構を設けるなど、構造が複
雑であるとともに、ピストン構造では砂、塩等の異物が
付着して空気が潜水者に供給されない危険な故障の可能
性があるなどの間層点があった。

本発明の目的は、構造が簡単で作動が確実であるととも
に、適切なベンチュリ効果を得ることができる潜水用呼
吸装置の制御弁を提供することある。

〔課題を解決するための手段〕

前記の目的を達成するために、本発明に係る潜水用呼吸
装置の制御弁は、圧縮空気接続口、マウスピース取付口
及び排気弁を設けたハウジング内を隔室するとともに、
ハウジング内の負圧力に応じて移動するダイアフラムを
介して揺動するレバーを備えた潜水用呼吸装置の制御弁
において、レバーに連動して開閉移動しかつポペットの
一端に固定される制御弁蓋と、ポペットの他端に形成さ
れる空気導入用のバルブを内蔵するバルブケーシングと
、バルブケーシングのマウスピース取付口方向に穿設さ
れるとともに制御弁蓋の開閉移動により開口面積が変化
する空気噴出穴とからなるように構成されており、制御
弁蓋は、バルブケーシング内の空気流を受けてポペット
を浮上させる形状に形成されるものとする。

〔作用〕

本発明によれば、潜水用呼吸装置の制御弁の制御弁蓋が
、潜水者の吸気負圧力によって揺動するレバーに連動し
て開閉移動（上下動）することによって、バルブケーシ
ングのマウスピース取付口方向に穿設した空気噴出穴の
開口面積が変化される。吸気負圧力が小さい時は、制御
弁蓋の開移動量が小さいために、制御弁蓋で空気噴出穴
の一部が塞がれてその開口面積が小さくなる。そしてバ
ルブから流出する空気量も少なくなるが、空気導入穴を
介してその空気噴出穴からマウスピース取付口に供給さ
れる空気は、速い流速で噴流状となり、ハウジング内に
十分な負圧力を発生させる。

一方、吸気負圧力が大きい時は、バルブケーシング内の
空気流が空気噴出穴の方向に流れを変える時の運動量変
化に等しい力が、大きく影響して制御弁蓋が浮上する。

そのため空気噴出穴の開口面積が大きくなって、空気量
が増加しても、空気の流速は増加し難く、シたがってハ
ウジング内の負圧力は増加し難くなる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図〜第６図を参照しながら説明
する。

第１図及び第２図に示されるように、圧縮空気接続口２
０．マウスピース取付口８及び排気弁１３を設けたハウ
ジング１１内を排水ボタン１側とバルブケーシング１０
側とにダイアフラム２で隔室するとともに、ハウジング
１１内の負圧力に応じて移動するダイアフラム２を介し
て揺動するレバー３を備えた潜水用呼吸装置の制御弁に
おいて、レバー３に連動して開閉移動しかつポペット５
の一端に固定される制御弁蓋７と、ポペット５の他端に
形成される空気導入用のバルブ２１を内蔵スるバルブケ
ーシング１０と、バルブケーシング１０のマウスピース
取付口８方向に穿設されるとともに制御弁蓋の開閉移動
により開口面積が変化する空気噴出穴１５とからなるよ
うに構成されており、制御弁蓋７は、バルブケーシング
１０内の空気流を受けてポペット５を浮上させる形状に
形成されるものとする。

なお、バルブケーシング１ｏの一端は、圧縮空気接続口
２０に固定されてハウジング１１に収納されており、圧
縮空気接続口２０側に圧縮空気ホース２２と連通する弁
体２３が内蔵されている。

弁体２３は中心に貫通穴があり、その先端にシートエッ
ヂ（弁座）１４が設けられている。一方、バルブケーシ
ング１０の他端はガイド２５を残して制御弁蓋７の弁座
２４により閉塞されており、少なくとも１個の空気導入
穴６が制御弁蓋７に交叉する方向に貫通している。そし
て弁座２４の中心穴に、ポペット５が摺動自在に挿着さ
れ、そのシートエッヂ１４側にバルブシート１２が設け
られてバルブ２１が形成されている。ポペット５の他端
は、制御弁蓋７を貫通し、ナツト４で固定されるととも
に、レバー３に連結されている。弁座２４の下面とバル
ブシート１２との間にはバネ９ガ挿着されており、レバ
ー３が揺動しない状態では、制御弁蓋７とバルブシート
１２とが閉塞するように付勢されている。さらに、弁座
２４周囲のガイド２５は少なくとも制御弁蓋７が全開で
きる高さを有し、そのマウスピース取付口８方向に空気
噴出穴１５が溝状に加工されるものとする。

次に本実施例の動作を説明する。

一般に潜水用呼吸装置は吸気用の空気をマウスピース取
付口８の内部に噴出させて、ハウジング１１の空気を吸
い出すいわゆるベンチュリ効果を生じさせ、この結果、
吸気負圧力による以上にダイアフラム２を矢印Ａ方向に
吸引し、小さな吸気負圧力で大量の空気を供給する設計
がされている。

このベンチュリ効果による圧力低下は空気流速の２乗に
比例し、流量が増えると加速度的に増大する・そこで吸
気負圧力が要求される潜水者の吸い始め・すなわち吸気
流量の少ない時に、ベンチュリ効果を大きく設計すると
吸い易くはなるが、吸気流量の大きい時に呼吸装置の空
気供給が過大になり、潜水者が吸気から呼気へ移りにく
く、空気の吐き出しが困難になる。

本発明は、流量が増大した時は流路の断面積が増え、流
速＝流量／断面積の関係より流速を抑制する構造になっ
ている。

潜水者が吸気動作を行うと第１図に示されるダイアフラ
ム２が矢印入方向に吸引されレバー３を押す。レバー３
は制御弁Ｍ７とナツト４とを引き上げる。そしてナツト
４に固定されたポペット５も引き上げられる。その結果
、バルブシート１２とシートエッヂ１４とが接してシー
ルされていた約９ｋｇｆ／ａｄの吸気用の圧縮空気が、
バルブシート１２とシートエッヂ１４とのすき間から速
い流速で噴出し、減圧、膨張して流れ始める。減圧、膨
張した空気は、空気導入穴６から制御弁蓋７とバルブケ
ーシングＩＱとのすき間から空気噴出穴１５及びマウス
ピース取付口８を通って潜水者に供給される。

一方、潜水者が呼気動作を行うと、ダイアフラム２が矢
印Ｂ方向に押し戻され、吸気の場合と逆の動作としてバ
ルブシート１２とシートエッヂ１４とのすき間を閉じ、
圧縮空気は流れなくなる。

そして呼気は排気弁１３を通って水中に放出される。

第３図は潜水者の吸気負圧が小さい時の動作状態が示さ
れる。

ダイアフラム２の吸引による動作量は小さく制御弁蓋７
及びバルブシート１２の上方への移動量も小さい。この
ため、バルブシート１２とシートエッヂ１４とのすき間
から流出する空気流量も少ない。

流量は少ないが、制御弁Ｍ７とバルブケーシング１０の
弁座２４とのすき間も小さく、空気噴出穴１５からマウ
スピース取付口８方向に絞られた速い流速で噴流状に流
出し、ハウジング内１０に負圧力を発生させて充分なベ
ンチュリ効果を得ることができる。

制御弁蓋７は空気導入穴６から上向きに噴出する空気流
を横方向の空気流に変えるとともに、空気流の運動量変
化と等しい上向きの力を受けている。この力の大きさは
運動量変化と等しいため、流量と比例関係になる。した
がって制御弁蓋７と連動するポペット５も流量に比例し
た上向きの力を受けることになる。すなわち制御弁Ｍ７
はバルブシート１２とシートエッヂ１４とにより構成さ
れるバルブの助力手段として作用し、しかもその助力の
大きさは流量に比例する。

第４図は潜水者の吸気負圧の大きい時の動作状態が示さ
れる。

ダイアフラム２の吸引による動作量は大きく、制御弁蓋
７及びバルブシート１２の上方への移動量も大きく、こ
のため、バルブケーシング１０とシートエッヂ１４との
すき間から流出する空気流量は多い。流量は多いが制御
弁蓋７とバルブケーシング１０の弁座２４とのすき間も
大きく、空気噴出穴１５からマウスピース取付口８方向
に流出する空気噴流は絞られずに太くなり、流速は増加
しにくい。この結果、ベンチュリ効果によるハウジング
１０内部の負圧力は増加しにくい。

制御弁蓋７に空気流が作用する上向きの力は、流量に比
例して増加し、バルブシート１２とシートエッヂ１４と
により構成されるバルブの助力手段として作用しており
、大きな力でバルブを開く。

また、圧抜き穴１６はバルブケーシング１０内の空気流
の一部をハウジング１１に放出し、制御弁蓋７を押し上
げる上向きの力を小さく調整する目的の穴であり、この
穴の大きさを変えることで容易に制御弁の流量と吸気圧
力との関係を変えることができる。

第５図及び第６図は本発明の他の実施例が示され、空気
噴出穴１５をマウスピース取付口８の壁面に沿った端線
方向に向けた構成である。空気流の回転によって生じた
渦流により矢印Ｃのように負圧力の流路が形成され、大
きなベンチュリ効果を発生することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、潜水用呼吸装置の制御弁のバルブケー
シングに設けた空気噴出穴をマウスピース取付口の近く
に配置しかつ制御弁蓋によってその開口面積を変化させ
ることによって、供給空気流によるダイアフラムへの影
Ｗをなくすことができるともに、吸気流量が増加しても
、ベンチュリ効果が増加し難く、単純構造で過度のベン
チュリ効果を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は第
１図の■・■線横断面図、第３図及び第４図は本実施例
の動作を説明する図、第５図は本発明の他の実施例を示
す縦断面図、第６図は第５図の■矢印を示す図である。 ２・・・ダイアフラム、　　　３・・・レバー５・・・
ポペット、　　　　　７・・・制御弁蓋、８・・・マウ
スピース取付口、 １ｏ・・・バルブケーシング、 １１・・・ハウジング、　　１３・・・排気弁、１５・
・・空気噴出穴、　　２ｏ・・・圧縮空気接続口、２１
・・・バルブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧縮空気接続口、マウスピース取付口及び排気弁を
   設けたハウジング内を隔室するとともに、該ハウジング
   内の負圧力に応じてダイアフラムを介して揺動するレバ
   ーを備えた潜水用呼吸装置の制御弁において、前記レバ
   ーに連動して開閉移動しかつポペットの一端に固定され
   る制御弁蓋と、前記ポペットの他端に形成される空気導
   入用のバルブを内蔵するバルブケーシングと、該バルブ
   ケーシングの前記マウスピース取付口方向に穿設される
   とともに前記制御弁蓋の開閉移動により開口面積が変化
   する空気噴出穴とからなることを特徴とする潜水用呼吸
   装置の制御弁。 ２、制御弁蓋は、バルブケーシング内の空気流を受けて
   ポペットを浮上させる形状に形成されることを特徴とす
   る請求項１記載の潜水用呼吸装置の制御弁。