JPH03220091A

JPH03220091A - 呼吸装置

Info

Publication number: JPH03220091A
Application number: JP2142589A
Authority: JP
Inventors: Keisei Kaneko; 兼子　經世
Original assignee: Lederle Japan Ltd
Current assignee: Pfizer Japan Inc
Priority date: 1989-10-11
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1991-09-27
Also published as: EP0422652A1; AU6398490A; US5052384A; CA2027289A1

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、空気が存在しない雰囲気、特に水中において
使用して好適な吸気用のガス供給装置として機能する呼
吸装置に関するものである。

（従来技術）水中における遊泳者等に対し酸素を含む吸気ガスを与え
るための呼吸装置は、アクアラングの名称で知られるよ
うに多用されている。この呼吸装置は、少なくとも、遊
泳者等の使用者の口に接続される（くわえられる）マウ
スピースと、該マウスピースに接続された新気貯留タン
クを備えている。そして、遊泳者等の吸気動作によって
、上記タンク内の新気がマウスピースを介して遊泳者等
に供給され、また遊泳者等の呼気動作によって、マウス
ピースからの呼気が周囲環境すなわち水中に排出される
。

この種呼吸装置の一般的なものは、新気は１回限りのみ
吸気として使用されるので、新気貯留タンクの容量をか
なり大きいものとして設定しても、水中等での遊泳時間
や作業時間を長くするには限度がある。

このような観点から、呼気を次の吸気として再利用する
呼気循環式の呼吸装置が種々提案されている。すなわち
、呼気中に含まれる炭酸ガスの割合が所定値を越えない
限り、この呼気を次の吸気として再利用することが可能
となる。この呼気循環式の呼吸装置にあっては、マウス
ピースを通して吐出される呼気を一時的に貯留しておく
呼気貯留タンクが設けられることが多い（特開昭５０−
３８３９７号公報参照）。そして、呼気を次の吸気とし
て再利用する前に、吸着剤等を利用して当該呼気中の炭
酸ガスを除去することも行なわれている（上記公報およ
び特公昭５９−２４０３４号公報参照）。さらに、呼気
中に含まれる炭酸ガスの割合は、遊泳者等から呼気が吐
出される初期時には小さく終期には大きくなることを勘
案して、この吐出初期時の呼気のみを次の吸気として再
利用することも提案されている（特公昭５２−４５１５
８号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、含まれる炭酸ガスの割合が７．５％以下の呼
気は、次の吸気として再利用することが可能である。そ
して、新気の空気を吸気ガスとして１回の呼吸が行なわ
れたときの呼気中には、１気圧下で５％の炭酸ガスと１
５％の酸素を含んでいる。

方、１回の呼吸によって使用される酸素の量は周囲環境
の気圧すなわち水中深度に関係なくほぼ一定であり、ま
た呼吸する空気量は気圧に比例して増大する。このこと
は、１回の呼吸が行なわれたときの呼気中の炭酸ガスの
割合が、水中深度が大きくなるにつれて低下されるとい
うことになる。より具体的には、新気の空気を吸気ガス
として１回の呼吸が行なわれたときの呼気中の炭酸ガス
の割合が、２気圧下では２．５％。となり、３気圧下で
は１．６７％となり、４気圧下では１゜２５％となる。

上述のことから容易に理解されるように、水中深度か大
きくなるにつれて、呼気を再度吸気として再利用し得る
回数を太き（することができる。

より具体的には、呼気中に含まれる炭酸ガスの割合が７
．５％を越えない範囲で可能な呼気の最大循環回数は、
１気圧下では２回、２気圧下では３回、３気圧下では４
回、４気圧下では６回となる。

（発明の目的）本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、
周囲環境の気圧が大きくなるにしたがって、呼気の再利
用回数を大きくできるようにした呼吸装置を提供するこ
とを目的とする。

（発明の構成、作用）上記目的を達成するため、本発明にあっては基本的に次
のような構成としである。すなわち、新気を貯留した新
気貯留部を有する新気供給用回路と呼気を貯留する呼気
貯留部を備えた呼気循環用回路とがそれぞれマウスピー
スに接続されて、上記呼気貯留部に貯留された呼気を次
の吸気として再利用するようにした呼吸装置において、前記マウスピースからの呼気を周囲環境に排出するため
の呼気排出口を閉じて前記呼気貯留部に呼気を貯留させ
るための呼気排出制御弁と、上記呼気排出制御弁を閉方
向に付勢する付勢手段と、可撓性部材により伸縮可能として構成され、内部に制御
気室を画成して、前記マウスピースからの呼気の一部が
該制御気室内に供給されることにより伸長される第１伸
縮手段と、可撓性部材により伸縮可能として構成され、内部に所定
量の気体が封入されて、周囲環境の圧力を受けて該周囲
環境の圧力が大きくなるにつれて縮長される第２伸縮手
段と、前記第１伸縮手段の伸長量と第２伸縮手段の縮長νとの
加算値を取り出す加算手段と、前１：２加算手段により
取り出される加算値が所定値以上となったとき、前記呼
気排出制御弁が前記例勢−Ｆ段に抗して開となるように
譲加算手段と呼気排出制御弁とを連係する連係機構と、
前記新気供給回路から前記マウスピースへ新気を供給す
るときに、前記制御囲気室内の圧力を解放する解放弁と
、を備えた構成としである。

一ト記のように構成された本発明装置にあっては、第１
伸縮手段と第２伸縮手段との各伸縮量の加算値が所定値
とならない間は、呼気排出制御弁が閉じたままなので、
遊泳者等から吐出された呼気はそのまま次の吸気として
再利用される。そして、上記加算値が所定値以上となっ
た時点で呼気排出制御弁が開き、いままで吸気として再
利用されていた呼気が呼気排出口から周囲環境に排出さ
れで１次の吸気動作が行なわれたときは新気が吸気され
ることになる。

上記第１伸縮手段は水中深度が大きくなるほど縮長され
るので、上記加算値が所定値となるには、水中深度が大
きいほど第１伸縮手段をより太き（伸長させる必要があ
る。このことは、水中深度が大きくなるほど呼気の再利
用回数が増加されることを意味する。

上記両伸縮手段の各伸縮量を加算する加算手段のもっと
も好ましい形態としては、両伸縮手段をその伸縮方向に
重ねた積層体構造とすることである。このような積層体
構造とすることにより、当該積層体の伸縮方向長さその
ものを用いて、上記加算値を示すことが可能になる。例
えば、上記積層体の伸縮方向一端側を所定部材に固定す
れば、該所定部材に対する当該積層体の他端位置が上記
加算値を示すことになり、この加算値は例えば上記積層
体の他端に取付けた作動ロッドのストローク位置として
容易に取り出すことができる。

本発明のより具体的な好ましい形態は、特許請求の範囲
第１６４に記載されたような構成とされる。

（発明の効果）このように、本発明によれば、水中深度が大きくなるに
つれて呼気を吸気として再利用する回数を増大させて、
新気の消費量を低減させる上で極めて好ましいものとな
る。

また、本発明では、機械式によって全ての作動か行なわ
れるので、水中での確実な作動を確保するという点から
も好ましいものとなる。

（以下余白）（実施例）以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
。なお、以下の説明では、本発明装置が水中にあるもの
として説明する第１図〜第３図は本発明の第１実施例を示すものである
。第１図、第２図において、■は図中左右方向に伸びる
筒状とされた本体管で、その一端（図中右端）開口はダ
イヤフラム２により施蓋され、その他端開口は呼気排出
口３とされている。

この本体管１の長手方向略中間部には、水中遊泳者等の
口元に接続されるマウスピース４が取付けられている。

そして、遊泳者等は、後述するように、マウスピース４
を介して、本体管１内に形成される呼吸経路Ａを通して
の吸気の吸引と、呼吸経路Ａを通しての呼気の排出とを
行なうものである。

前記ダイアフラム２の外方には、本体管ｌに固定された
保護網５が配設され、これによりダイアフラム２は、周
囲環境すなわち水中にある異物（例えば岩）から保護さ
れつつ、水中深度に応じた圧力を受けるようになってい
る。また、前記呼気排出口３には、本体管から水中へ向
けての呼気の流れを許容するチエツク弁からなる呼気弁
６が配設され、この呼気弁６も、本体管１に固定された
保護網７によりフわれでいる。

本体管Ｉの上部右端部には、新気流人口１１が形成され
ている。この新気流人口ＩＩには、可撓バイブ１２を介
して、新気貯留タンク１３が接続されている。この新気
貯留タンク１３は、例えば水中遊泳者等に背負われて携
行される（第１図では、タンク１３は他の部材よりも十
分縮小して描かれている）。勿論、この新気貯留タンク
１３内に、吸気用の新気（一般には高圧の空気）が充填
されているものである。このタンクＩ３から本体管ｌま
での経路が、新気供給用回路Ｓｌを構成しているが、こ
の回路Ｓｌには、圧力調整弁等既知の機ｎＲが接続され
ている。

本体管Ｉの左右端部には、さらに、呼気取入口１４、呼
気取出口１５が形成されている。この呼気取入口】４は
、可撓性バイブパ１６を介して呼気呼気貯留タンク１７
に接続されている。また、呼気取出口１５は、可撓性バ
イブＩ８を介して上記呼気貯留タンク１７に接続されて
いる。そして、上記取入口１４には本体管ｌからタンク
１７へ向けての流れのみを許容するチエツク弁１９が配
設され、また呼気取出口１５にはタンク１７から本体管
１へ向けての流れのみを許容するチエツク弁２ｏが配設
されている。このチエツク弁２０は、ダイヤフラム２が
変位しないような本体管１内の小さな圧力低下によって
も開くように設定されている。上記呼気取入口１４から
呼気貯留タンク１７を経て呼気取出口１５までの経路が
、呼気循環用回路Ｓ２を構成している。なお、呼気貯留
タンク１７の容量は、新気貯留タンク１３の容量に比し
て十分小さいものとされる。

本体管１の土壁には、第１伸縮十段Ｂ１が配設されてい
る。この第１伸縮手段Ｂ１は、環状とされたベロース３
１と該ベロース３１の−Ｆ端に固定された環状の保持板
３２とを有する。このベロース３１は、図中上下方向に
伸縮自在とされて、その下端部が本体管１に固定されて
いる。このような上記第１伸縮手段Ｂｌは、その内部に
制御気室Ｃ１を画成しており、この制御気室Ｃ１は、流
入口３３、流出口３４を介して、それぞれ本体管１内と
連通されている。そして、流入口３３には本体管１側よ
り制御気室Ｃ１へ向けての流れのみを許容するチエツク
弁３５が配設され、流出口３４には後述する圧力解放弁
３６が配設されている。

上記第１伸縮手段Ｂ１の上部には、第２伸縮手段Ｂ２が
配設されている。この第２伸縮手段Ｂ２は、環状とされ
たベロース４１と該ベロース４１の上端に固定された平
板４２とを有する。この第２伸縮手段Ｂ２のベロース４
１も上下方向に伸縮自在とされて、その下端が、第１伸
縮手段Ｂ１の保持板３２に固定されている。このような
第２伸縮手段Ｂ２内に形成される空間Ｃ２内には、気体
例えば空気が所定圧下で所定量だけ充填されている。そ
して、平板４２には、下方へ向けて伸びる作動ロッド４
３が固定されている。すなわち、この作動ロッド４３は
、Ｏイｉ記ベロース３１．４１、保持板３２をそれぞれ
環状とすることにより形成される中空部Ｃ３内に位置さ
れている。

前記第１伸縮手段Ｂ！は、本体管１内より流入口３３を
通して呼気が供給されるにしたがって、その伸縮量が大
きくすなわち本体管１上壁からの保持板３２の高さ位置
が高くなり、この高さを図中ａ１として示しである。ま
た、第２伸縮手段Ｂ２は、深度が深くなるほどその伸縮
量が小さく、すなわちその平板４２が第１伸縮手段Ｂ１
の保持板３２に接近していく。この平板４２の保持板３
２からの高さ位置を図中！２２として示しである。

したがって、平板４２の本体管１上壁からの高さ位置す
なわちｆｆｌ＋８２の値が、両伸縮手段Ｂ１と８２との
各伸縮量を加算した加算値を示すことになる。

前記新気流人口１１には吸気制御弁５Ｉが配設され、該
吸気制御弁５１と前記圧力解放弁３６とが、リンク機構
Ｒ１を介して前記ダイヤフラムヤ２と連係されている。

このリンク機構Ｒ１は、本体管ｌにその長ト方向に摺動
自在として保持されたリンク５２を有し、このリンク５
２の一端がダイヤフラム２に固定されている。このリン
ク５２に対してリンク５３．５４を介して吸気制ｉ卸弁
５１か連結され、リンク５２と５３とは符号ａｌで示す
ように回動自在に連結され、リンク５３と５４４も符号
ａ２で示すように回動自在に連結されている。また、リ
ンク５２に対してリンク５５．５６を介して圧力解放弁
３６が連結されている。このリンク５２と５５とは符号
ａ３で示すように回動自在に連結され、リンク５５と５
６との間には遅延機構５７が構成されている。この遅延
機構５７は、リンク５５に形成された長孔５５ａと、リ
ンク５６に形成されて該長孔５５ａ内に摺動自在に嵌合
されたピン部５６ａとから構成されている。なお、図中
符号Ｇで示す部材は、本体管ｌに設けられたリンクのガ
イドである。

前述のリンク機構Ｒ１によって、ダイヤフラム２が第１
図に示すよう位置にあるときは、吸気制ｉ１弁５Ｉおよ
び圧力解放弁３６は共に閉とされる。そして、ダイヤフ
ラム２が左方へ変位すると、先ず吸気制御弁５１が開き
、その後若干遅れて圧力解放弁３６が開かれる。なお、
圧力解放弁３６の開作動が遅れるのは、遅延機構５７の
作用による。

前記呼気排出口３には排出制御弁６１が配設され、前記
呼気取入口１４には開閉弁６２が配設されている。この
各弁６１と６２とは、リンク機構Ｒ２を介して、前記作
動ロッド４３と連係されている。このリンク機構Ｒ２は
、作動ロッド４３と共働して連係機構Ｅを構成するもの
で、支点ａ４を中心として本体管１に揺動自に保持され
たリンク６３を有する。このリンク６３の一端部には。

前記中空部Ｃ３内に伸びるリンク６４が固定され、該リ
ンク６４は、図中上下方向に長く伸びる長孔６４ａが形
成されて、この長孔６４ａ内に、作動ロッド４３の下端
部に形成されたピン部４３ａが摺動自在に嵌合されてい
る（第３図をも参照）。また、リンク６３の他端部に対
して、リンク６５を介して開閉弁６２が連結されており
、該１　：＝　’７６３と６５とは符号ａ５で示すよう
に回動自在に連結されている。さらに、上記リンク６５
にχ＝ｔ　ｔ、で、リンク６６．６７を介して排出制御
弁６１か連結されている。このリンク６６と６５とは符
号ａ６で示すように回動自在に連結され、リンで７６６
と６７とは符号ａ７で示すように回動自在に連結されて
いる。そして、リンク６３は、スプリング６８によって
、支点ａ４を中心として第２図時計方向に付勢されてい
る。

ト述のようなリンク機構Ｒ２は、付勢手段としてのスプ
リング６８によって、第２図に示すように排出制御弁６
１が閉となり、開閉弁６２が開となるように付勢されて
いる。そして、スプリング６８の付勢力に抗してリンク
６３か反時計方向に揺動されると、排出制御弁６１が開
となり、開閉弁６２が閉となる。

上述のようなリンク６３の揺動位置の変更は、作動ロッ
ト４３を介して行なわれる。すなわち、作動ロッド４３
に設けたピン部６３ａがリンク６４にｌｆｅ成した長孔
６４ａの上端に位置した状態で、第１伸縮手段Ｂｌかさ
らに伸長して（ｆ２１の増大）当該ピン４３ａかさらに
上方へ変位すると、リンク６３が反時計方向に揺動され
て、排出制御弁６１か開とされると共に、開閉弁６２が
閉とされる。これに対して、ピン部４３ａによるリンク
６４の上方への変位力が作用しないときは、スプリング
６８によってリンク６３が第２図の状態に保持されて、
排出制御弁６１が閉となり、開閉弁６２が開とされる。

そして、作動ロッド４３によりリンク６４か上方へ引き
上げられるのは、前述した高さ！■と２２との加算値が
、所定以上となったときとされる。

次に、以上のような構成の作用について説明する。

いま、１気圧の水中下にあるときを考える。この１気圧
下において、呼吸が行なわれていないときは、制御気室
Ｃ１内には呼気が充填されていないのでジ１は十分率さ
な初期状態となっており。

またｉ２は１気圧に応じた大きさとなる。そして、この
ときは、ピン部４３ａが長孔６４ａの上端よりも所定分
下にあり（第３図参昭）、シたがって排出制御弁６１は
閉でかつ開閉弁６２は開とされている。この状態で遊泳
者等による１回目の吸気動作が行なわれると、本体管１
内の圧力が下がるので、ダイヤフラム２が左方へ変位し
て。

吸気制御弁５１を開く。これにより、新気貯留タンク１
３からの新気が吸気として供給されることになる。

次に、遊泳δ等による１回目の呼気動作か行なわれると
、排出制御弁６Ｉは閉じているので、呼気の大半は呼気
取入口１４を通して呼気貯留タンク１７へ供給される一
方、呼気の一部はチエツク弁３３を押し開いて制御気室
ＣＩ内に供給される。これにより、第１伸縮手段Ｂｌが
伸長される（ｆｆｌが増大される）。そして、この１回
目の呼気動作によって伸長された後のｅｌの大きさは、
ピン４３ａが長孔６４ａの一ヒ端付近に位置される状態
となる。

遊泳者等による２回目の吸気動作が行なわれると、呼、
気貯留タンク１７に貯留されていた呼気がチエツク弁２
０を押し開いて本体管１内に供給されることにより、当
該本体管１内の圧力低下が阻１トされる。これにより、
ダイヤフラム２が左方へ変位することなく　（新気が本
体管１内に供給されることなく）、呼気貯留タンク１７
内に貯留されていた呼気が２回目の吸気として遊泳者等
に供給される。

遊泳者等による２回目の呼気動作が行なわれると、この
呼気の一部が制御気室Ｃ１に供給されて９＋かさらに大
きくされる。このＱｌがさらに大きくされる前の状態で
は、前述のようにピン部４３ａが長孔６４ａの上端付近
に位置していたため、２回目の呼気動作の初期時にはピ
ン部４３ａがリンク６４を引き上げる。これにより、排
出制御弁６１が開き、開閉弁６２が閉じられる。したが
って、２回目の呼気動作が行なわれたときは、呼気は呼
気排出口３を通して水中へ排出されることになる。なお
、呼気弁６によって、本体管１内への水の逆流が防止さ
れる。

遊泳者等による３回目の吸気動作が行なわれると、本体
管１内の大きな圧力低下によってダイヤフラム２が左方
へ変位して吸気制御卸弁５１を開き、新気貯留タンク１
３からの新気が吸気として利用される。そして、吸気制
御弁５１が開いた後若干遅れて圧力解放弁３６が開き、
これにより制御気室Ｃ１内の圧力が解放されて、２１が
小さ（される（初期状態に復帰）。以後は、前述したの
と同様な動作が繰返される。なお、圧力解放弁３６を吸
気制御弁５１よりも遅れて開かせることにより、新気を
十分に本体管Ｉ内に供給する上で好ましいものとなる。

以上説明したように、１気圧下では、呼気が１回再利用
されることになる。

次に２気圧下での状態を考える。このときは、第２伸縮
手段の高さ２２が、１気圧下での２２の大きさの半分に
なる。この一方、排出制御弁６１を開かせるのに必要な
Ｉ２１十Ｃ２との加算値は１気圧下での状態と同じであ
る。したがって、２２が小さくなった分だけｇｌを大き
くしないと排出制御弁６１が開かないことになり、これ
により２気圧下では呼気の再利用回数が２回となる。こ
のようにして、気圧すなわち水中深度か大きくなるにつ
れて２２が小さくなり、このａ２が小さくなった分だけ
呼気の再利用回数が増大される。

ここで、呼気を再利用する場合に、呼気微か要求吸気量
よりも不足する場合は、タンク１７内の呼気が遊泳者等
に供給された後に本体管Ｉ内の圧力が大きく低下して吸
気制御弁５１が開き、不足分だけ新気が供給される。こ
の場合、上記不足分が大きいときは、圧力解放弁３６が
開いて、第１伸縮十段Ｂｌが初期状態へ復帰される。ま
た、上記不足量が小さいとき、ずなわち遅延機構５７の
ピン部５６ａが長孔５５内で移動するだけの範囲での不
足量のときは、圧力解放弁３６は閉じたままで、第１伸
縮手段Ｂ１の伸長量ａ１に変イヒはない。

第４図〜第７図は本発明の第２実施例を示すものであり
、前記第１実施例と同一構成要素には同一符号を付して
その説明を省略する。また、以下の説明では、前記第１
実施例と異なる部分のみを説明することとする。

先ず、第２実施例では、第２伸縮手段Ｂ２を構成するベ
ロース＋４１（４１に対応）か、その側壁庇状が略対数
曲線となるように設定されている。これにより、水中深
度に応じた実際の呼気循環間２々が、理論北回能な呼気
循環間を女と一致あるいはほぼ一致させることが可能と
なる。より具体的には、前記第１実施例のものでは、Ｑ
２の大きさは、１気圧下でのｅ２の大きさを初期値りと
した場合、２気圧下では１／２・し、３気圧下では１／
３・し、４気圧下では１／４・Ｌとなる。このことは、
前記第１実施例の場合は、呼気循環回数が、１気圧下で
は１回と理想的なものとなるも、２気圧下では２回、３
気圧下では３回、４気圧下では４回というように、２気
圧以上の気圧下では、理論上の呼気再利用か可能な回数
（理論上は２気圧では３回、３気圧では４回、４気圧で
は６回の呼気循■）が可能である）よりも小さくなって
しまう。

また、第２実施例では、第６図に示すように、マウスピ
ース４付近の呼吸経路を隔壁８１により２つの経路８２
Ａと８２Ｂに分離して、経路８２Ａを配管８３を介して
制御気室Ｃ１の流入口３３に接続しである。また、経路
８２Ｂは、吸気口８４、呼気口８５を介して本体管１内
と連通されている。そして、吸気口８４には往復弁とし
ての吸気弁８６が２また吐気口８５にはチエツク弁８７
が配設されている。このチエツク弁８７ば、マウスピー
ス４から本体管１へ向けての流れのみを許容するもので
ある。

上記往復弁としての吸気弁８６は、リンク８８を介して
係止レバー８９の一端部に連結されている。この係止レ
バー８９は、支点ａ８を中心にして本体管１に回動自在
に保持されている。また、作動ロッド１４３（４３に対
応）は、本体管１内に伸びるように長くされ、これに対
応して、連係機構Ｅ２　（Ｈに対応）はリンク６４を有
しないものとされている。そして、作動ロッド１４３に
は、その下端において作動片９０が固定されると共に、
複数の係１ト爪９１ａ〜９１ｇが下方から上方へと等間
隔毎に形成されている（第７図参頃）。上記作動片９０
は、リンク機構Ｒ３（Ｒ２；こ対応）のリンク６３に作
用するものである、また−１−２係止爪９１ａ〜９１ｇ
は係止レバー８９にχ・１して作用するものである。後
述する説明からも理解されるように、係止レバー８９は
ラチェツト爪として機能し、係止爪９１ａ〜９１ｇはラ
チェツト歯どして機能するものである。

さらに、呼気貯留タンク１．１７（１７に対応）は、配
管９２のみを介して本体管１と接続されている。すなわ
ち、本体管１に形成された呼気貯留タンク［７との接続
口が、連通口９３のみとされている。この呼気貯留タン
ク１１７は、底面に連通ｎ　９４　ａが形成されたケー
ス９４と、該ケース９４内）こ配設されて内部に呼気貯
留室Ｃ４を画成する可撓性部材９５とを有し、該両者９
４と９５との間には上記呼気貯留室Ｃ４を圧縮する弱い
スプリング９６か配設されている。

次に、上述したような第２実施例の作用について説明す
る、先ず水圧が１気圧にある状態で、遊泳者等による１回目
の吸気動作が１１なわる前の状態を考える。このときは
、第１伸縮手段Ｂ１の伸縮量を示すε１はもっとも小さ
い初期状態される一方、第２伸縮手段Ｂ２の伸縮量を示
す℃２はもっとも大きいものとなる。このような状態で
は、作動ロッド１４３は第７図に示すような位置にあっ
て、゛第２段目の係止爪９１．　ｂに係止レバー８９が
係合している（第７図実線位置）。この状態から遊泳者
等による１回目の吸気動作が行なわれると、本体管１内
の圧力か低下して、ダイヤフラム２が左方へ変位して吸
気制御弁５１を開く。これにより、新気貯留タンク１３
からの新気が本体管ｊ内に供給されると共に、吸気弁８
６が開き、新気が吸気として利用される。この吸気弁８
６が開くことにより、係止レバー８９が第７図破線で示
すように時計方向に揺動されて、第２段目の係止爪９１
ｂから係合解除された状態となる。

次に、遊泳者等による１回目の呼気動作が行なわれると
、呼気の大半は、経路８２Ｂを通ってチエツク弁８７を
押し開いて本体管１内に吐出されるか、このとき呼気排
出制御弁６１が閉じているので、本体管１内に吐出され
た呼気は呼気貯留タン′り１１７に貯留されること（こ
なる。また−方、呼気の一部は、経路８２Ａよりチエツ
ク弁３５を押し開いて制御気室Ｃ１内に供給される。こ
れにより、第１伸縮手段Ｂ１は伸長されて、作動ロッド
１４３の下端に設けられた作動片９ｏの位置が高くなる
。そして、経路８２Ｂを通る呼気によ−って吸気弁８６
が閉じられるが、このとき係止しべ−８９が反時計方向
に回動されて、当該係上レバー８９が第１段目の係止爪
９１　ａに係合する状態となる（第６図の状態）。そし
て、呼気圧が吸気弁８６を介して係止レバー８９を反時
計方向に回動させようとする力として作用し、これによ
り第１係爪９１ａが係上レバー８９を越えて上昇するの
が抑制される。このようにして、第１伸縮ｆ［Ｂｌの呼
吸１回当りの伸長量が、係止爪９１２ｔと９１ｂとの間
隔分とされる。なお、吸気弁８６の所定以上の上昇（係
止レバー８９の所定以上の反時計方向への回動）は、吸
気弁８６が本体管■の側壁に当接（着座）することによ
り規制される。

遊泳者等による２回目の吸気動作が行なわれてたときは
、呼気貯留タンク１１７に貯留されていた呼気が本体管
１内へと流れることにより当該本体管１内の圧力低下が
阻止されて、ダイヤフラム２は変位されない。これによ
り、この補充された呼気が２回目の吸気として初用され
る。そして、このときは、吸気弁８７が開くことに応動
して、係止レバー８９が第１段目の係止爪９１　ａから
係合解除される。

遊泳者等による２回目の呼気動作が行なわれると、前述
のように制御気室Ｃ１内に呼気の一部が供給されて第１
伸縮手段Ｂ１の伸縮量を示す℃１が太き（なる。これに
より、作動ロッド１４３が上昇されて、その作動片９０
がリンク６３に作用して、排出制御弁６１を開（。これ
により、呼気は呼気排出口３を通して外部すなわち水中
へ排出される。また同時に、係止爪９Ｌａが係１Ｆレバ
ー８９を時計方向に回動させて、吸気弁８６が開かれる
。

遊泳者等による３回［」の吸気動作が行なわれるときは
、Ｕト出制御弁６１が開いているため、本体管ｌ内の圧
力は大きく低下してダイヤフラム２が左方へ変位して、
新気が吸気として供給されることになる。また、ダイヤ
フラム２の左方への変位によって圧力解放弁３６が開か
れて、制御気室Ｃ１の伸縮量ρ１がもっとも小さい初期
状態に復帰される。以後は、前述した１回目の呼気動作
以後の説明と同様なことが繰返される。

２気圧下では、１回目の吸気が行なわれる直前状態にお
いて、４段目の係１Ｆ爪９１ｄが係止レバー８９と係合
されて、呼気が３回再利用される。

同様に、３気圧下では５段目の係止爪９１ｅに係止レバ
ー８９が係［Ｆされて呼気が４回再利用され、４気圧下
では７段目の係止爪９１ｇに係止レバー８９が係合され
て呼気が６回再利用されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１実施例を示すもので、第
１図は全体概略図、第２図は要部断面図、第３図は１気
圧下で１回目の吸気動作が行なわれる直前のピン４３ａ
と長孔６４ａとの位置関係を示す図である。第４図〜第７図は本発明の第２実施例を示すもので、第
４図は全体概略図、第５図は第４図のＸ５−Ｘ５線断面
図、第６図は要部断面図、第７図は１気圧下においで１
回目の吸気動作が行なわれる直前の係止爪と係止レバー
との位置関係を示す図である。Ａ　：Ｂ　１　：Ｂ　２　：Ｃ１：Ｃ２：Ｃ３：Ｅ、Ｅ２：Ｓ　１　：Ｓ　２　：呼吸経路第１伸縮手段第２伸縮手段制御気室空間中空部連係機構新気供給用回路呼気循環用回路２１：伸縮＠（第１伸縮手段）Ｃ２：伸縮量（第２伸縮手段）Ｒ１−Ｒ３：リンク機構 ■二本体管２：ダイヤフラム３：呼気排出口４：マウスピース１３：新気貯留タンク１７：呼気貯留タンク３１：ベロース（第１伸縮手段）３３：呼気流入口３４：呼気解放口３５：チエツク弁３６：圧力解放弁４１：ベロース（第２伸縮手段）４３：作動ロッド４３ａ：ピン部５１：吸気制御弁５７：遅延機構５５ａ：長孔第１図５６ａ：ピン部６１：排出制御弁６３：揺動リンク６４ニリンクロ４ａ：長孔８６：吸気弁（往復弁）８９：係止レバー９０：作動片９１ａ〜９１ｇ：係止爪第３図第７図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）新気を貯留した新気貯留部を有する新気供給用回
路と呼気を貯留する呼気貯留部を備えた呼気循環用回路
とがそれぞれマウスピースに接続されて、上記呼気貯留
部に貯留された呼気を次の吸気として再利用するように
した呼吸装置において、前記マウスピースからの呼気を周囲環境に排出するため
の呼気排出口を閉じて前記呼気貯留部に呼気を貯留させ
るための呼気排出制御弁と、上記呼気排出制御弁を閉方
向に付勢する付勢手段と、可撓性部材により伸縮可能として構成され、内部に制御
気室を画成して、前記マウスピースからの呼気の一部が
該制御気室内に供給されることにより伸長される第１伸
縮手段と、可撓性部材により伸縮可能として構成され、
内部に所定量の気体が封入されて、周囲環境の圧力を受
けて該周囲環境の圧力が大きくなるにつれて縮長される
第２伸縮手段と、前記第１伸縮手段の伸長量と第２伸縮手段の縮長量との
加算値を取り出す加算手段と、前記加算手段により取り出される加算値が所定値以上と
なったとき、前記呼気排出制御弁が前記付勢手段に抗し
て開となるように該加算手段と呼気排出制御弁とを連係
する連係機構と、前記新気供給回路から前記マウスピースへ新気を供給す
るときに、前記制御気室内の圧力を解放する解放弁と、を備えていることを特徴とする呼吸装置。
（２）特許請求の範囲第１項において、前記加算手段が前記第１伸縮手段と第２伸縮手段とをそ
れぞれその伸縮方向に積層することにより構成されて、
該積層された積層体の伸縮方向一端側に対する他端側の
相対変位位置が前記加算値として取り出されるもの。
（３）特許請求の範囲第２項において、前記積層体は、前記第１伸縮手段の一端側が所定部材に
固定された固定側とされる一方、前記第２伸縮手段の他
端側が自由端側とされ、前記第２伸縮手段の他端側すなわち前記自由端側の前記
所定部材に対する相対変位位置が前記加算値とされるも
の。
（４）特許請求の範囲第３項において、前記所定部材が、前記マウスピースが取付けられて内部
に呼吸経路を構成する本体管とされているもの。
（５）特許請求の範囲第４項において、前記本体管に対して前記新気供給回路および呼気循環回
路が接続されると共に、該本体管に前記呼気排出口が形
成され、上記本体管内に前記呼気排出制御弁および連係機構が配
設されているもの。
（６）特許請求の範囲第５項において、前記第１伸縮部材および第２伸縮手段が、それぞれその
伸縮方向に伸びる中空部を形成するように環状として形
成され、前記連係機構が、前記第２伸縮手段の他端側すなわち前
記自由端側に連結されて前記中空部内に伸びる作動ロッ
ドと、該作動ロッドと前記呼気排出制御弁とを連係する
リンク機構とを備えているもの。
（７）特許請求の範囲第３項において、前記連係機構は、長孔が形成された第１部材と、該長孔
内に摺動自在に嵌合されるピン部が形成された第２部材
とを有して、前記加算値が前記所定値よりも小さいとき
は該ピン部が該長孔内を移動するだけで、前記積層体の
自由端部の動きが前記呼気排出制御弁に伝達されないよ
うにされているもの。
（８）特許請求の範囲第１項において、前記第２伸縮手段を構成する前記可撓性部材が、その側
壁が略対数曲線となるような形状に形成されているもの
。
（９）特許請求の範囲第１項において、前記新気供給用回路が、吸気動作によって前記マウスピ
ース内に大きな圧力低下が生じたときに開かれる吸気制
御弁を備え、前記圧力解放弁が、前記吸気制御弁と連動されているも
の。
（１０）特許請求の範囲第９項において、前記吸気制御弁と圧力解放弁とがリンク機構を介して連
係されているもの。
（１１）特許請求の範囲第１０項において、前記リンク
機構の途中に遅延機構が形成されて、前記吸気制御弁が
開いてから遅れて前記圧力解放弁が開かれるもの。
（１２）特許請求の範囲第１１項において、前記リンク
機構が、第１部材と第２部材との少なくとも２つの部材
により構成され、前記遅延機構が、前記第１部材と第２部材とのいずれか
一方に形成された長孔と、他方に形成されて該長孔内に
摺動自在に嵌合されたピン部とから構成されているもの
。
（１３）特許請求の範囲第３項において、前記連係機構が、前記呼気排出制御弁に連結されて揺動
自在とされた揺動リンクと、前記積層体の自由端部に連
結された作動ロッドとを有し、前記作動ロッドには、該
作動ロッドのストローク変位に応じて前記揺動リンクに
係脱される作動片が形成され、前記加算値が前記所定値以上となったときに、上記作動
片が前記揺動リンクに係合されて前記呼気排出制御弁が
開かれるもの。
（１４）特許請求の範囲第１項において、１回の呼気動作による前記第１伸縮手段の伸長量が所定
値となるように制御する伸長量制御機構をさらに備えて
いるもの。
（１５）特許請求の範囲第１４項において、前記伸長量
制御機構が、前記第１伸縮手段に連結されて該第１伸縮手段の伸縮に
応じてストローク変位されるロッドと、上記ロッドに形
成されて、該ロッドの長手方向に間隔を有する複数の係
止爪と、回動自在とされて、その回動に応じて前記係止爪に対し
て係脱自在とされた係止レバーと、前記係止レバーと連
結され、呼吸動作により生じるガスの流れを受けて往復
動される往復弁と、から構成されているもの。
（１６）新気を貯留した新気貯留部を有する新気供給用
回路と呼気を貯留する呼気貯留部を備えた呼気循環用回
路とがそれぞれマウスピースに接続されて、上記呼気貯
留部に貯留された呼気を次の吸気として再利用するよう
にした呼吸装置において、前記マウスピースが取付けられると共に前記新気供給用
回路と前記呼気循環用回路とが接続され、しかも呼気を
周囲環境に排出するための呼気排出口が形成された本体
管と、前記呼気排出口を閉じて前記呼気貯留部に呼気を貯留さ
せるための呼気排出制御弁と、上記呼気排出制御弁を閉方向に付勢する付勢手段と、一端が前記本体管に固定されてなる可撓性部材により伸
縮可能として構成され、内部に制御気室を画成して、前
記マウスピースからの呼気の一部が該制御気室内に供給
されることにより伸長される第１伸縮手段と、一端が前記第１伸縮手段の他端に固定されてなる可撓性
部材により伸縮可能として構成され、内部に所定量の気
体が封入されて、周囲環境の圧力を受けて該周囲環境の
圧力が大きくなるにつれて縮長される第２伸縮手段と、前記第２伸縮手段の他端に連結され、前記第１伸縮手段
と第２伸縮手段との少なくとも一方の伸縮に応じてスト
ローク変位される作動ロッドと、前記作動ロッドが所定方向に所定以上変位したとき、前
記呼気排出制御弁が前記付勢手段に抗して開となるよう
に該作動ロッドと呼気排出制御弁とを連係するリンク機
構と、前記本体管内の圧力と周囲環境との差圧によって変位さ
れるダイヤフラムと、前記ダイヤフラムと連動され、前記新気供給用回路から
本体管への新気の供給を制御する吸気制御弁と、前記ダイヤフラムすなわち前記吸気制御弁と連動され、
該吸気弁が開いたときに前記制御気室内の圧力を前記本
体管内に解放する解放弁と、を備えていることを特徴と
する呼吸装置。
（１７）特許請求の範囲第１６項において、前記ダイヤ
フラムすなわち前記吸気制御弁と前記圧力解放弁とが、
遅延機構を有するリンク機構を介して連結されて、該吸
気制御弁が開いてから遅れて圧力解放弁が開かれるもの
。
（１８）特許請求の範囲第１６項において、１回の呼吸
動作による前記第１伸縮手段の伸長量が所定値となるよ
うに制御する伸長量制御機構をさらに備えているもの。
（１９）特許請求の範囲第１８項において、前記伸長量
制御機構が、前記作動ロッドに形成されて、該作動ロッドの長手方向
に間隔を有する複数の係止爪と、回動自在とされて、そ
の回動に応じて前記係止爪に対して係脱自在とされた係
止レバーと、前記係止レバーと連結され、呼吸動作によ
り生じるガスの流れを受けて往復動される往復弁と、から構成されているもの。
（２０）特許請求の範囲第１６項において、前記第２伸
縮手段を構成する前記可撓性部材が、その側壁が略対数
曲線となるような形状に形成されているもの。