水中呼吸装置で使用される呼気弁
シュノーケルなどの水中呼吸装置は、呼気弁を備えることができる。呼気弁は、水中での呼吸の全体の動作を少なくするために、水中呼吸装置の使用者の気道内に末端呼気正圧を生じさせるように構成されている。呼気弁は、呼気ポートを画定するプレートを備えている。呼気弁はまた、プレートの表面に対して密封可能であり、呼気ポートを密封することが可能であるような寸法をしており、またそのように位置決めされた可撓性膜を備えている。可撓性膜は、可撓性膜が呼気ポートを密封する密封位置を有するように構成されており、それによって呼気がシュノーケルから実質的に逃げない。可撓性膜はまた、呼気がシュノーケルから逃げる非密封位置を有するように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００６年５月１８日出願の「水中呼吸装置で使用される呼気弁」という名称の米国実用特許出願（番号不明）の特典を請求する。本出願はまた、２００５年５月２１日出願の「スキューバ機器と組み合わされた弁、バッフル、短いシュノーケル、ステルスシュノーケル、シュノーケル機器」という名称の米国仮特許出願第６０／６８３，４７７号の特典および利益を請求する。本出願はまた、２００５年１０月１９日出願の「シュノーケル弁」という名称の米国仮特許出願第６０／７２８，１９３号の特典および利益を請求する。これらの出願はそれぞれ、全体を本明細書に明らかに援用する。
【０００２】
本発明は概して、水中呼吸装置に関し、より詳細には、使用者の気道内に末端呼気正圧を生じさせるように構成された水中呼吸装置で使用する呼気弁に関する。
【背景技術】
【０００３】
水中呼吸装置により、使用者の口および／または鼻が水中に沈められた後でさえも使用者が呼吸し続けることが可能になる。スキューバおよびスヌーバ呼吸装置などのいくつかの水中呼吸装置は、潜水した使用者に圧縮空気容器からの空気を提供するように構成されている。従来のシュノーケルなどの他の水中呼吸装置は、使用者に大気からの空気を提供するように構成されている。
【０００４】
従来のシュノーケルは普通、これを通して空気を大気から吸入することができる呼吸導管を備えている。呼吸導管は普通、２つの端部で構成されている。シュノーケルの一端部は、水面上に留まることを意図している。シュノーケルのもう一端部は、水面下に沈まされることを意図している。沈まされることを意図している呼吸導管の端部は、一般にマウスピースを含む。実際、使用者は自分の口内にマウスピースの一部を挿入し、それによって使用者の気道と呼吸導管の間にシールを作り出す。使用者はその後、呼吸導管のもう一端部を水面上に維持しながら自分の口およびマウスピースを水中に沈め、それによって使用者は潜水しながら大気を吸入することが可能になる。同時に、呼吸導管は使用者が、使用者の口とマウスピースの間のシールを破断することなく使用者の口を通して吸入することを可能にする。普通、使用者によって吸入される空気は、使用者がこれを通して大気を吸入する同じ呼吸導管を通してシュノーケルから出る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のシュノーケルを使用している間に使用者が直面する可能性がある１つの問題は、使用者が潜水する周囲水の圧縮力による大きな疲労である。通常の吸入および呼気中、使用者は肺を膨張かつ収縮させる労力を費やす。しかし、使用者が潜水する場合、使用者の肺の周りの周囲水の圧縮力は、使用者に自分の肺を膨張させるために普通より大きな労力を費やさせ、使用者に自分の肺を収縮させるために普通より少ない労力を費やさせる傾向がある。この少ない労力の呼気は、それぞれの大きな労力の吸気の間に時間が少なくなるように使用者に通常より早く息を吐き出させ、より頻繁な吸入につながる。より頻繁な吸入は、使用者を通常の吸入および呼気中より早く疲労させ、より小さな機能肺能力による呼吸困難、および肺が完全に拡張しない障害である肺拡張不全の可能性につながることがある。
【０００６】
従来のシュノーケルを使用している間に使用者が直面する可能性がある別の問題は、シュノーケルの呼吸導管に水が存在することによる呼吸困難である。水は時に、呼吸導管の一方または両方の端部を通して従来のシュノーケルに入る可能性がある。この水は、水が呼吸導管内の空気水の通過に干渉する、かつ／または水が使用者によって吸引される状態まで堆積する場合に呼吸困難を生じさせる可能性がある。加えて、シュノーケルの呼吸導管内の水の存在は、吸気および／または呼気中に空気が水を通過するときに、注意をそらさせる水がゴボゴボ流れる騒音または泡立つ騒音を生じさせる可能性がある。
【０００７】
したがって、上記問題の一部または全てをなくすまたは少なくする水中呼吸装置に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様は、水中呼吸装置で使用することができる呼気弁である。呼気弁は潜在的に、水中での呼吸の全体の動作を少なくするために、水中呼吸装置の使用者の気道内に末端呼気正圧を生じさせるように構成されている。呼気弁は、少なくとも１つのチャンバポートおよび呼気ポートを画定するプレートを備えることができる。少なくとも１つのチャンバポートは、呼気ポートに対向させて位置決めすることができる。呼気弁はまた、プレートの表面に対して密封可能であり、呼気ポートを密封することが可能であるような寸法をしており、またそのように位置決めされた可撓性膜を備えることができる。可撓性膜は、可撓性膜が呼気ポートを密封する密封位置を有するように構成することができ、それによって少なくとも１つのチャンバポートと呼気ポートの間を実質的に空気が流れることができない。可撓性膜はまた、可撓性膜が呼気ポートを密封しない非密封位置を有するように構成することができ、それによって空気は少なくとも１つのチャンバポートと呼気ポートの間を流れることができる。
【０００９】
別の態様は、相当に剛性があり、ほぼディスク形状をしているプレートを備えることができる呼気弁である。加えて、呼気弁のプレートの呼気ポートは楕円形状または涙形状のいずれかであってもよい。さらに、呼気弁の可撓性膜は、可撓性膜がヒンジ付領域に沿って屈曲する場合に、一方の側部を開いて、もう一方の側部を密封したままにするように、呼気ポートを２つの側部に分割するように位置決めされたヒンジ付領域を備えることができる。さらに、呼気弁のプレートおよび／または可撓性膜は、プレートと可撓性膜の間に位置決めされ、その上に形成された結節を有することができる。
【００１０】
さらに別の態様は、水中呼吸装置の使用者の気道内に末端呼気正圧を生じさせるように構成することができる水中呼吸装置である。水中呼吸装置の使用者の気道内における末端呼気正圧の生成は、水中呼吸の全体の動作を少なくすることができる。水中呼吸装置は、チャンバおよび弁を備えることができる。チャンバは、第１および第２の開口を備えることができる。チャンバは、空気が第１の開口を通してチャンバ内に空気を第１の開口を通して同時に逃がさない方法で呼気されている場合に、空気がこれを通して水中呼吸装置から出ることができるチャンバからの絞られていない通路がないように構成することができ、その結果、呼気された空気がチャンバ内に呼気圧力を作り出す。弁は、チャンバと第２の開口の間の空気流を絞ることができる。弁は、プレートおよび可撓性膜を備えることができる。プレートは、少なくとも１つのチャンバポートおよび呼気ポートを画定することができる。少なくとも１つのチャンバポートは、呼気ポートに対向して位置決めすることができる。第２の開口は、少なくとも１つのチャンバポートおよび呼気ポートを備えることができる。可撓性膜は、プレートの表面に対して密封可能であり、呼気ポートを密封することが可能なような寸法をしており、またそのように位置決めすることができる。可撓性膜は、チャンバ内のあらゆる呼気圧力を含む開力が弁を第１の方向に偏倚させ、閉力が弁を第２の方向に偏倚させるように構成することができ、第１の方向は第２の方向とほぼ反対である。可撓性膜は、可撓性膜が呼気ポートを密封する閉位置を有することができ、それによって呼気ポートを通してチャンバから実質的に空気が放出されない。可撓性膜は、開力が閉力より小さいまたはこれと同じである場合に、閉位置に配置することができる。可撓性膜はまた、可撓性膜が呼気ポートを密封しない開位置を有することもでき、それによって呼気ポートを通してチャンバから空気が放出される。可撓性膜は、開力が閉力を超えた場合に、開位置に配置することができる。
【００１１】
別の態様は、水中呼吸装置が第１の開口に連結されたマウスピースを備えることができることである。加えて、水中呼吸装置は呼気ポートに連結された呼気導管を備えることができる。さらに、水中呼吸装置は第１の導管および第２の導管を作り出す隔壁によって分割された呼気導管を備えることができる。第２の導管は、水中呼吸装置を使用する場合に、呼気導管に入るあらゆる水が第２の導管内に集まる傾向があるような寸法をしており、そのように位置決めされている。さらに、可撓性膜はさらに、可撓性膜がヒンジ付領域に沿って屈曲する場合に、第１の導管を開いて、第２の導管を密封したままにするように、隔壁と位置合わせされたヒンジ付領域を備えることができる。さらに、可撓性膜のヒンジ付領域で可撓性膜を屈曲させ、それによって第１の導管だけを開くのに必要な開力は、第１および第２の導管両方を開くように可撓性膜を屈曲させるのに必要な開力より小さい。加えて、閉力は水中呼吸装置の少なくとも一部が水中に沈められた場合に周囲水圧力を含むことができる。さらに、開力は可撓性膜を実質的に第１の方向に偏倚させる可撓性膜に取り付けられた弾性ひもの張力によって作り出された力を含むことができる。さらに、弾性ひもの張力、および得られる開力は手動で調節可能である。
【００１２】
さらに別の態様は、水中呼吸装置の使用者の気道内に末端呼気正圧を生じさせるように構成される水中呼吸装置である。使用者の気道内の末端呼気正圧は、水中呼吸の全体の動作を少なくすることができる。水中呼吸装置は、チャンバおよび弁を備えることができる。チャンバは、第１および第２の開口を備えることができる。チャンバは、空気が第１の開口を通してチャンバ内に空気を第１の開口を通して同時に逃がさない方法で呼気されている場合に、空気がこれを通して水中呼吸装置から出ることができるチャンバからの絞られていない通路がないように構成されており、その結果、呼気された空気がチャンバ内に呼気圧力を作り出すことが好ましい。弁は、チャンバと第２の開口の間の空気流を絞るように働くことができる。弁は、チャンバ内のあらゆる呼気圧力が弁を第１の方向に偏倚させ、逆圧が弁を第２の方向に偏倚させるように構成することができる。第１の方向は、第２の方向と実質的に反対であってもよい。弁は、チャンバから第２の開口を通して実質的に空気が放出されない閉位置を有することができる。弁は、チャンバ内のあらゆる呼気圧力が逆圧より小さいまたはこれと同じである場合に閉位置に配置することができる。弁はまた、少なくとも一部の空気がチャンバから第２の開口を通して放出される開位置を有することができる。弁は、チャンバ内のあらゆる呼気圧力が逆圧を超えた場合に開位置に配置することができる。
【００１３】
さらに別の態様は、第１の開口に連結されたマウスピースを備えた水中呼吸装置である。加えて、水中呼吸装置は第２の開口に連結された呼気導管を備えることができる。また、逆圧は水中呼吸装置の少なくとも一部が水に沈められた場合に周囲水圧力を含むことができる。さらに、逆圧はまた、１つまたは複数のばねを備えることができる。さらに、水中呼吸装置は第３の開口を備えたチャンバを備えることもでき、ここで弁はさらにチャンバと第３の開口の間の空気流を絞る。弁はさらに、少なくとも一部の空気がチャンバから第２の開口および第３の開口を通して放出されるパージ位置を含むことができる。弁は、チャンバ内のあらゆる呼気圧力が逆圧よりはっきりと大きい場合に、パージ位置に配置することができる。
【００１４】
本発明のこれらおよび他の態様、特性および利点は、好ましい実施形態の以下の詳細な説明からより十分明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
添付の図面は、本発明の上記および他の態様、利点および特性をさらに明らかにするための好ましい実施形態の図を含んでいる。これらの図は、本発明の好ましい実施形態だけを示しており、その範囲を制限することを意図したものではない。本発明を、添付の図面を使用して追加の特異性および詳細とともに記載かつ説明する。
【００１６】
本発明は概して、水中呼吸装置で使用する呼気弁を対象としている。呼気弁は、水中呼吸装置の使用者の気道内に末端呼気正圧を生じさせるように構成されている。しかし、本発明の原理は水中呼吸装置に限るものではない。本開示を鑑みて、本明細書で開示する構造は、使用者の気道内に末端呼気正圧を生じさせることを意図したあらゆる装置に関連してうまく使用することができることが分かるだろう。
【００１７】
加えて、呼気弁の説明を助けるために、上部、底部、前部、後部、右側、左側および側部などの語句が添付の図面を説明するのに使用されているが、図面は必ずしも同じ尺度で描かれているわけではない。しかし、本発明は、様々な角度、横道およびさらには上下逆を含む、水中呼吸装置または他の装置内の様々な所望の位置に配置することができることが分かるだろう。水中呼吸装置で使用する呼気弁の詳細な説明は以下の通りである。
【００１８】
以下で論じ、添付の図面で示すように、呼気弁はスキューバまたはスヌーバ調整装置、あるいはシュノーケルなどの水中呼吸装置に関連して使用することができる。例えば、呼気弁はシュノーケルの吸気弁に関連して機能することができる、または呼気弁は吸気弁と組み合わせることができる。シュノーケルが単一の呼吸導管のみを備えている、または吸気導管および呼気導管の両方を備えているかどうかに関わらず、呼気弁はシュノーケルの呼吸導管の上部または底部に配置することができる。呼気弁は普通、シュノーケルの使用者が呼気して呼気をシュノーケルから出すことを可能にする場合に開くように構成されている。呼気弁はまた普通、吸気中または呼吸の間などの、シュノーケルの使用者が呼気していない場合に閉じるように構成されている。シュノーケルが吸気導管および呼気導管の両方を備えている場合、閉じた呼気弁は呼気導管からの呼気が吸気管に通過し戻されないようにすることができ、それによって適切な呼気管を通して呼気を運ぶことができる。
【００１９】
次に図１Ａおよび１Ｂを参照すると、例示的なシュノーケル１が開示されている。普通、シュノーケル１は吸気導管を通した使用者のマウスピースまでの吸気を容易にし、呼気はマウスピースから呼気導管まで到達し、そこから呼気はシュノーケルから出る。シュノーケル１は、吸気弁および呼気弁を備えている。シュノーケル１はまた、その構造の一部を呼気弁と共有するパージ弁を含む。シュノーケル１が使用される場合、大気は吸気弁内に一方向に、そして吸気導管を通してマウスピースまで流れ、ここで使用者によって吸気される。使用者によって続いて呼気される空気はその後、呼気弁および呼気導管を通して流れ、ここで呼気はシュノーケルから出る。呼気はまた、パージ弁を通してシュノーケル１から出ることもできる。吸気弁、吸気導管、マウスピース、呼気弁、呼気導管、およびパージ弁の例示的な構造に関する追加の詳細は以下の通りである。
【００２０】
シュノーケル１は、吸気キャップ７、主管１３、連結管１９、マウスピース５４、チャンバ２３を格納する接合部２２、呼気導管４８、およびパージリザーバ２７を含むいくつかの主な構造要素を備えている。パージキャップ５０が、シュノーケル１の下端部にある。呼気が通常、シュノーケル１から出る呼気導管出口ポート１６が、主管１３の上端部の近くにある。
【００２１】
より詳細には、図１Ｂは吸気キャップ７、吸気弁隔膜部材１０、主管１３、連結管１９、および結合部２２を開示している。組み合わせた密封アセンブリ６は、組み合わせた密封部材３０と、剛性支持ディスク３６と、呼気管下側マウント４４の密封リング４７に対して作用する組み合わせた密封アセンブリ６の機能構成部品である、呼気弁の動的構成部品を柔軟に取り付けるように働く回旋状膜４０とを備えている。呼気管４８は、図示するようにこの構造の上側面に取り付けられている。呼気管４８はその後、主管１３と中空の呼気管取付プラグ４９の間に挟むことによってその上端部に取り付けられるまで、シュノーケル１の中心チャンバを上に走る。呼気管下側マウント４４は、逆さまの図では、外側縁部まで延びているスポークに似ている支持構造４６によって結合部２２に連結されている。したがって、この支持構造４６はこれにわたる、例えば上部から底部までの流体／空気移動を妨げない。パージキャップ５０は結合部２２の上にねじ込まれ、それによって組み合わせた密封アセンブリ６を固定し、そこでその回旋状膜４０がこれらの２つの構造の間に取り付けられる。結合部２２はチャンバ２３を格納し、そこで呼気圧力が吸気弁および呼気弁の組み合わせによって維持されることが重要である。結合部２２内のチャンバ２３の最下部はパージリザーバ２７と呼ばれる。というのは、飛沫／洪水の水が最初にたまるところであるからである。
【００２２】
図２Ａは、共に吸気弁を形成する、吸気キャップ７と、いくつかの貫通路８と、吸気弁隔膜部材１０とを示している。吸気弁隔膜部材１０は、その直径にわたって任意の部分厚さ溝１２を有し、図２Ｂおよび２Ｃに示す吸気弁アンカ９によってその中心孔１１に中心に固定されている。
【００２３】
図２Ｂは、吸気中に起こるような開位置にある弁を示す、吸気キャップ７、および吸気弁隔膜部材１０の変形形状の横断面図を示している。全ての吸気は、吸気キャップ７の貫通路８を通って通過して、シュノーケル１に入る。したがって、吸気キャップは吸気導管の第１の部材と考えることができる。吸気弁隔膜部材１０は非常に可撓性があり、吸気導管中の気道抵抗への貢献を最小限に抑えるように簡単に変形する。その直径にわたる任意の部分厚さ溝１２により、この弁をより効率的なバタフライ式弁として機能させることが可能になる。加えて、吸気キャップ７は、貫通路８が急速吸気流量でさえも気道抵抗への貢献を同様に最小限に抑えるように領域内で組み合わせるような寸法をしている。吸気キャップ７の内部ねじ山５５が示されており、図３Ａに記載するように主管１３上の対応するねじ山と噛み合う。
【００２４】
図２Ｃは図２Ｂと同様であるが、吸気していない間に起こるようなその平坦な形状の吸気弁隔膜部材１０を示している。吸気弁隔膜部材１０は自然に、しかし徐々に、弁が強制的に閉じられるまで平らにならない場合に経験するであろう閉音を最小限に抑えるために、弁にわたって圧力勾配が存在しない場合にこの平坦な形状を示す。その後、呼気が起こると、シュノーケル１の底部で呼気弁（図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃに記載する）に作用する圧力がシュノーケル１内に伝播して、この吸気弁に対して閉圧力を提供するので、弁はしっかり閉じたままである。シュノーケル１が全体的に通常使用位置に配向されており（すなわち、吸気弁が呼気弁より高い状態である）、使用者が積極的に吸気していない限り、この圧力は水が吸気キャップ７を介してシュノーケル１内に入るのを防ぐのに適当である。
【００２５】
図３Ａは、主管１３およびその関連構造の横断面図を示している。吸気キャップ７は、それぞれの構成部品上の噛み合ったセットの内部ねじ山５５および外部ねじ山５６で主管１３の上端部に取り付けられている。吸気弁の示される構造は、図２Ｂおよび図２Ｃに対して上に説明した通りである。主管の中心経路１４は、吸気弁から吸気を直接受け、それによって吸気導管の第２の機能部材となり、吸気導管は吸気がこれを通して連続的に通過する管および他の中空構造のネットワークとなるように規定されている。呼気管上部マウント１５は主管１３と一体であり、呼気管４８の上端部がこれに対して中空呼気管取付プラグ４９によって挟まれる円形外壁を提供する。この設計は効果的に、シュノーケル１の呼気導管４８と吸気導管の間の潜在的な空気漏洩をなくし、そうでなければ呼気導管４８が吸気導管のこの壁を通過する場合に問題となる可能性がある。呼気導管出口ポート１６は、呼気導管４８がこれを通してシュノーケル１から出る吸気導管内の開口である。主管１３は浸っている間の流体力学的抗力を小さくするようにその下端部に楕円形断面１７を有し、吸気キャップ７をねじ取り付けすることを可能にするように、その上端部で円形断面１８に移行する。主管１３の下端部は、連結管５８内の溝と噛み合う主管５７上のリブで可撓性連結管１９に取り付けられる。
【００２６】
図３Ｂは、主管１３の上端部の円形断面１８を示し、図３Ｃは主管１３の下端部の楕円形断面１７を示している。図３Ｄは、主管１３を通って走る場合の呼気管４８も示していることを除いて、図３Ａと同一である。
【００２７】
図４Ａは、リブ付可撓性連結管１９の側面図である。外側リブ２１は管に径方向支持を提供するが、依然として管が可撓性を有し、屈曲することを可能にする。この屈曲は、シュノーケル１が着用されている間に、特に他の駆動ギヤも同時に使用されている場合に改善された快適性を与える。
【００２８】
図４Ｂは、図４Ａでも記載されたリブ付可撓性連結管１９の横断面図である。ここでは、吸気導管の第３の機能部材である、この管の中心経路２０が示されている。さらに本明細書では、主管１３上の対応するリブ５７と噛み合う連結管１９の上側溝５８（図３Ａに示す）と、結合部２２上のリブ６０と噛み合う連結管１９の下側溝６０（図５Ａに示す）とが示されている。
【００２９】
図５Ａは、結合部２２およびその関連構造の展開側面図である。より詳細には、その取付リブ６０を備えた連結管マウント２４、その取付リブ６１を備えたマウスピースマウント２５、およびその外部ねじ山６４を備えたパージキャップマウント２９を含む３つのマウントは、結合部２２と一体である。
【００３０】
結合部２２は、連結管１９の中心経路２０から吸気を受ける小容量チャンバ２３を格納し（図４Ｂに示す）、それによって吸気導管の第４の機能部材となる。他の実施形態では、チャンバは吸気導管の機能部材ではない可能性がある。このチャンバ２３は、マウスピース５４から呼気を受ける。このチャンバ２３は呼気中に加圧され、使用者の気道に逆圧を機能的に与える。チャンバ２３の下側領域はより詳細には、あらゆる捕捉された水がここで最初にたまるので、パージリザーバ２７と呼ばれる。
【００３１】
結合部２２はまた、機能呼気弁およびパージ弁を格納する。好ましい実施形態では、これらの２つの弁は、全体で、組み合わせた密封アセンブリ６と単に呼ばれる、３つの構造要素を共有している。このアセンブリの構造は、図６Ａから６Ｃの好ましい実施形態に対して示されており、呼気弁およびパージ弁の代替実施形態の例が図７および８に別に示されている。
【００３２】
呼気管下側マウント４４は、そのスポークおよび縁部状支持構造４６を介して、呼気管下側マウント４４用の結合部のスナップマウントで結合部２２に静的に取り付けられている（図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃに示す）。呼気管下側マウント４４は加えて、呼気弁に密封リング４７を提供する。このため、この呼気管下側マウント４４が呼気をチャンバ２３から呼気管４８（呼気導管４８とも呼ばれる）まで案内する。呼気弁は、組み合わせた密封アセンブリ６および密封リング４７の要素からなっており、これらは図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃでより詳細に説明する。
【００３３】
図５Ａはまた、対応するマウントで結合部２２上にねじ込まれるパージキャップ５０を示している。パージキャップ５０はまた図では、水圧が呼気弁に作用することを可能にするパージキャップ穿孔５２を備えており、パージ弁にわたってパージされる水用の出口を提供する。図５Ｂは、組み合わせた密封アセンブリ６の展開斜視図である。このアセンブリは、シリコンゴムの組み合わせた密封部材３０と、剛性支持ディスク３６と、可撓性回旋状膜４０とを備えている。
【００３４】
一体構造である組み合わせた密封部材３０は、呼気弁密封部材３１およびパージ弁密封部材３２を提供する。好ましい実施形態では、呼気弁密封部材３１は、ちょうど最小に開かれている場合に呼気弁にわたって呼気が逃げるので、出口流を非常に徐々に開き、振動を小さくするためにドーム形状をしている。同様に減衰につながる可能性がある他の形状としては、涙形状または円錐形が挙げられる。隣接したパージ弁密封部材３２は明らかに、パージ弁密封部材３２の裏側から様々な長さで径方向に突出する減衰リブ３３を有し、そうでなければパージ中に起こるであろう騒音を少なくするまたはなくすように働く。組み合わせた密封部材３０はまた、剛性支持ディスク３６へのしっかりした取付けを行う、その中間部周りに取付溝３４を有する。中空領域３５は、組み合わせた密封部材３０を組み立てる目的で圧縮することを可能にし、将来変更を望む場合に、呼気気道圧力６５をさらに精製することができる任意のばね６８（図６Ａ）用のリセスマウントを提供する。
【００３５】
剛性支持ディスク３６はいくつかの機能を提供する：呼気弁密封部材３１が密封リング４７との安定シールを形成することを可能にする組み合わせた密封部材３０を支持し（図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃに示す）、シュノーケル１内で所望の呼気気道圧力６５（図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃに示す）を均衡させるように周囲水圧力６６（図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃに示す）がこれに対して作用する広い表面を提供し、同ディスクの密封表面との近接性を維持するようにパージ弁密封部材３２を支持し、パージ弁密封部材３２をこれに対して密封することができる円滑な剛性表面を提供する。剛性支持ディスク３６内の急速パージ経路３９は、気道圧力６５が、シュノーケル１内で維持されるより高い呼気気道圧力６５を完全に利用して、急速パージ経路３９が非常に急速なパージのために開くのに十分な閾値に到達する動的パージ動作中を除いて、パージ弁密封部材３２によって閉じられている。剛性支持ディスク３６内の中心孔３７は、前記部材の取付溝３４で組み合わされた密封部材３０を支持する。剛性支持ディスク３６の外側溝３８は、可撓性回旋状膜４０の中心アンカ４１への取付けを行う。
【００３６】
回旋状膜４０は、剛性支持ディスク３６および組み合わせた密封部材３０の軸方向移動を可能にする横断面回旋を有する可撓性環状構造体である。これにより機能的に、呼気弁密封部材３１は、密封リング４７（図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃに示す）に対してそのシールを適当に開閉することが可能になり、それによって使用者の浸漬および潜水呼気速度を調整するのに周囲水圧力６６を利用する。回旋状膜４０は、剛性支持ディスク３６にしっかり取り付けるための中心アンカ４１と、（図６Ａに別に記載した結合部２２の）回旋状膜結合溝２８、および（図６Ａに別に記載したパージキャップ５０の）対応する回旋状膜パージキャップ溝５１によって画定される空間内にしっかり取り付けるための周面アンカ４２を有する。結合部２２上のパージキャップ５０のねじ取付けは僅かに、この周面アンカ４２を圧縮し、これは有利には水がシュノーケル１に入るのを防ぐようにシールを作り出し、パージキャップマウント２９のねじ山を係止するのを助ける。
【００３７】
図５Ｃは、図５Ｂに示す部品の横断面図である。図５Ｄは、図５Ｂの部品からなっている、組み合わせた密封アセンブリ６の上面図である。図５Ｅは、図５Ｃの部品からなっている、組み合わせた密封アセンブリ６の横断面図である。
【００３８】
図６Ａは、呼気弁が閉位置にある結合部２２の横断面図である。この図で特定されたいくつかのアイテムは、図５Ａおよび図５Ｂに詳細に記載されている。注目すべきは、上から組み合わせた密封アセンブリ６に作用する使用者の気道圧力６５は、周囲水圧力６６が下から生じさせる内側圧縮力を凌ぐには不十分であることである。したがって、呼気弁密封部材３１は密封リング４７に対してしっかりした閉塞を行い、呼気流が防止される。回旋状膜４０は、軸方向移動の上端部にある剛性支持ディスク３６と適合可能である横断面形状を呈する。また、得られる呼気に対する逆圧をさらに精製するのに使用することができる、任意の機械ばね６８が示されている。
【００３９】
図６Ｂは、呼気弁が開位置にある結合部２２の横断面図である。この図は、図５Ｄが使用者の気道圧力６５が周囲水圧力６６を超え、それによって正味の下向き力が組み合わせた密封アセンブリ６に加わって、呼気弁密封部材３１を密封リング４７に対するその密封位置から取り除く通常の呼気状態を示していることを除いて、図５Ｃと極めて類似している。流れ矢印６７は、チャンバ２３を通り、呼気弁にわたり、呼気管４８内への空気流の方向を示しており、呼気管４８からシュノーケル１から出るように運ばれる。回旋状膜４０は、軸方向移動の下端部の近くにある剛性支持ディスク３６と適合可能な横断面形状を呈する。
【００４０】
図６Ｃは、パージ弁が開位置にある結合部２２の横断面図である。呼気弁も開位置にあることに留意すること。というのは、パージに必要な気道圧力６５は通常の呼気に対して余分だからである。図６Ａおよび６Ｂに関して、この図に示した多くのアイテムの説明は、図５Ａおよび図５Ｂにおけるそれらの説明に任される。パージ弁密封部材３２は剛性支持ディスク３６から離れており、それによってシュノーケル１の内容物を急速パージ経路３９を通して除去することが可能になることに留意すること。パージ弁密封部材３２は、パージ弁密封部材３２を剛性支持ディスク３６から変位させるために、気道圧力６５が周囲水圧力６６よりかなり大きくなくてはならないような形状に成形されたクロージャに対する偏倚を有する。回旋状膜４０は、移動の最下端部にある剛性支持ディスク３６と適合可能である横断面形状を呈する。
【００４１】
図７Ａは、組み合わせた密封アセンブリ６の３つの部品を１つの単一成形可撓性ゴム部、可撓性密封部材６９と交換した、シュノーケル１の代替実施形態の断面図である。そうする際、結合部７５、パージキャップ７６、および呼気管下側マウント７７は全て、この代替形態に対して変更される。この可撓性密封部材６９は、この部材を結合部７５およびパージキャップ７６に好ましい実施形態に対して前に説明した周面アンカ４２と同様の方法で固定するその周面に沿った密封部材アンカ７０を有する。可撓性密封部材６９はまた、好ましい実施形態に対して前に説明した呼気弁密封部材３１の機能性を提供する密封ドーム７３構成部品を有する。好ましい実施形態の剛性支持ディスク３６は取り除いた。任意の剛性リング７４は、追加の機械的支持のためにアコーディオン壁面７１のより深い折り目内に配置することができる。パージ動作は、気道圧力６５がアコーディオン壁面７１を完全に膨張させ、それによってこれらのパージスリット７２をダックビル弁（ｄｕｃｋ ｂｉｌｌ ｖａｌｖｅ）と同様の方法で開くのに十分になるまで、壁面の成形形状および周囲水の圧縮力により閉じたままであるアコーディオン壁面７１の外側折り目内の一連の小さなパージスリット７２によって簡単にされる。
【００４２】
図７Ｂは、図６Ｂの好ましい実施形態の状態と同様に、通常の呼気の状態の図７Ａの代替実施形態であり、気道圧力６５は呼気に十分であるが、急速パージ動作には不十分である。密封ドーム７３は、呼気管密封リング４７から離されて、流れ矢印７５で示すように呼気をシュノーケル１から出すことを可能にする。
【００４３】
図７Ｃは、図６Ｃの好ましい実施形態の状態と同様に、パージ動作の状態の図７Ａの代替実施形態であり、気道圧力６５がパージのための閾値圧力を超える。パージスリット７２はここでは、下側および外側シリコンゴム（あるいは、可撓性）アコーディオン壁面７１内にあることが明らかである。これらのパージスリット７２は、優れたパージ能力を提供するのに十分な圧力で開くが、そうでなければ普通は、通常の呼気動作に対しては閉じたままである。
【００４４】
図８は、逆圧用のチャンバ８０を同様に含むが、シュノーケル１の底部近くに呼気出口ポート８３と、外部呼気管マウント８４と、外部呼気管とを有する結合部７８のかなり変更した設計を特徴とする、シュノーケル１の別の実施形態を示している。当方の所望の末端呼気正圧に逆圧を与える移動要素は、同軸方向に移動し、密封カップ剛性支持体によって横方向に支持される密封カップ８１である。チャンバ内の気道圧力６５の力が周囲水圧力６６の力を凌ぐ場合、密封カップ８１はＯリングシール８２から離れて、空気が密封カップ８１の周面上の空間内に逃げることを可能にし、その後、空気は外部呼気管マウント８５を介して外部呼気管８６に放出される。摺動シール８７は、シュノーケル内の乾燥を維持するのを助ける。
【００４５】
図９は、非折畳可能気管を介して、普通のスキューバ調整装置上の呼気通気孔に取り付けられるように変更された、呼気弁の囲み構造の横断面図である。本発明は実際、スキューバダイバーの呼気速度を調整するように機能するので、スキューバダイビングの目的で「呼気調整装置」となる。この装置は、使用者の快適性に応じて、口または胸部レベルで着用することができる。結合部８８は、スキューバまたはスヌーバの目的に適応させることができるように、本代替実施形態に対して好ましい実施形態（図５Ａから５Ｄおよび図６Ａから６Ｃに記載する）から短くなっている。さらに、好ましいシュノーケル１の実施形態のマウスピースマウント２５は、スキューバには必要ないので、取り除かれた。別個のスキューバ調整装置からの呼気通気孔は、連結管９４を介して、リブ９０付連結管マウント８９に取り付けられている。呼気管９２は明らかに短くされ、呼気導管出口ポート９５は結合部８８まで移動された。チャンバ９３は、本明細書で説明するように、優れた呼気圧力を達成するように逆圧チャンバとして働き続けることが重要である。図９はまた、図６Ｂに記載するように、またスキューバ調整装置またはスヌーバ機器上の呼気通気孔に取り付けられるようになっているような、呼気弁および関連構造の横断面図を含んでいる。図９の呼気管４８は明らかに短くなり、結合部２２の側壁を通して結合部２２から出る。
【００４６】
図１０Ａおよび１０Ｂに開示するように、シュノーケル１００は代替呼気弁構成を備えている。シュノーケル１００は、吸気弁、主管、連結管、およびマウスピースを含む、図１Ａおよび１Ｂのシュノーケル１と同様の構成部品の多くを含んでいるように構成されている。これらの構成部品は図１０Ａおよび１０Ｂに示さないが、シュノーケル１００は図１Ａおよび１Ｂに開示するように、これらの構成部品が定位置にある状態で機能するように構成されていると理解される。シュノーケル１００は吸気導管１０２を備えている。吸気導管１０２の外側は、図１Ａおよび１Ｂに示すように、連結管および主管を取り付けることができるリブ１０４を備えている。空気は、本明細書の別の箇所で開示したように、空気を吸気導管１０２からではなく吸気導管１０２内に流すことを可能にする一方向弁である吸気弁を通して吸気管内に入る。空気が一方向弁を通して吸気導管１０２内に入った後に、空気はチャンバ１０６に入り、その後、第１の開口１０８を通して使用者が吸気することができる。マウスピースは、使用者による空気の吸気および呼気を簡単にするように、リブ１１０を使用して第１の開口１０８に連結することができる。空気が第１の開口１０８を通して吸気された後、使用者はその後、第１の開口１０８を通して空気を呼気してチャンバ１０６内へ戻すことができる。これを通して空気が吸気導管１０２に入った吸気弁は一方向弁であるので、チャンバ内に呼気される空気は吸気導管１０２を通してシュノーケル１００から出ることができない。代わりに、呼気はチャンバ１０６内にたまり、チャンバ１０６内に呼気圧力を作り出す。
【００４７】
例示的なシュノーケル１００はまた、弁プレート１２０および可撓性膜１２０を備えており、これらは共に呼気弁を形成する。弁プレート１２０は呼気ポート１３２を備えている。弁プレート１２０はまた、図１１Ｄに示すように、２つのチャンバポート１３４を備えている。可撓性膜１３０は弁プレート１２０の縁部に取り付けられており、可撓性膜１３０が図１０Ａに開示するように閉位置にある場合に呼気ポート１３２を密封するように働く。
【００４８】
チャンバポート１３４は呼気ポート１３２に対向して位置決めされている。この文脈において、かつ特許請求の範囲では、「呼気ポートに対向して位置決めされた少なくとも１つのチャンバポート」という表現は、弁プレート１２０の実質的に一方側に位置決めされた呼気ポート、および弁プレート１２０の実質的にもう一方側に位置決めされた少なくとも１つのチャンバポートとして定義されている。この定義を続けて、この定義はチャンバポートが呼気ポートを部分的に囲むように呼気ポートとのチャンバポートのいくつかの重なりがある図１１Ｄおよび１３Ｄに示すような状況を含んでいるが、この定義は図５Ｂおよび５Ｄの剛性支持ディスク３６で示すような、チャンバポートが呼気ポートを囲んでいるまたは実質的にその周りにある状況を含んでいない。この定義により、可撓性膜１３０が、チャンバポートの直ぐ下に位置決めされた可撓性膜１３０の側面で始まる弁プレート１２０から離れるように次第に剥がれることが可能なる。
【００４９】
また、呼気導管１２８の一部を形成する呼気導管下側マウント１２２が、図１０Ａおよび１０Ｂに開示されている。呼気管１２４は、リブ１２６で呼気導管下側マウント１２２に取り付けられている。
【００５０】
シュノーケル１００が水中に沈められると、シュノーケル１００を囲んでいる水の周囲水圧力は、可撓性膜１３０を弁プレート１２０に対して押し、それによって呼気ポート１３２を密封する。使用者がチャンバ１０６内に呼気する場合、チャンバ１０６内部にたまる呼気圧力は、弁プレート１２０のチャンバポート１３４を通して可撓性膜１３０に作用する開力１４０を作り出す。この開力１４０は、可撓性膜１３０を第１の方向に偏倚させる。同時に、沈められたシュノーケル１００を囲む水の周囲水圧力は、可撓性膜１３０を第２の位置に偏倚させる閉力１５０として働く。開力１４０の第１の方向は、閉力１５０の第２の方向とほぼ反対である。
【００５１】
図１０Ａに開示するように、閉力１５０が開力１４０より大きいまたはこれと同じである場合、可撓性膜１３０は呼気ポート１３２を密封し、それによって呼気ポート１３２を通してチャンバ１０６から実質的に空気が放出されない。しかし、図１０Ｂに開示するように、開力１４０が閉力１５０を超える場合、可撓性膜１３０は呼気ポート１３２を密封せず、呼気１４２はチャンバ１０６から呼気導管１２８内に放出される。呼気１４２が呼気導管１２８に到達すると、呼気１４２はシュノーケル１００から放出される。
【００５２】
図１１Ａおよび１１Ｂで開示するように、可撓性膜１３０は任意選択では、可撓性膜１３０内に一体的に形成され、弁プレート１２０に対して可撓性膜１３０を閉じるのに伴なう可能性がある騒音を少なくするように、弁プレート１３４に対して閉じる可撓性膜１３０の衝撃を減衰するように働く突起１３８を備えることができる。図１１Ｃおよび１１Ｄに開示するように、弁プレート１２０はまた任意選択では、弁プレート１２０内に一体的に形成され、突起１３８と実質的に同じ機能を有する突起１３６を備えることができる。弁プレート１２０の呼気ポート１３２はまた任意選択では、呼気ポート１３２の密封していない部分の寸法を最初極めて小さくし、可撓性膜１３０が弁プレート１２０から剥がれるにしたがって次第に大きく成長することができるように、涙形状に形成することができる。図１１Ｄは、弁プレート１２０内に画定された２つのチャンバポート１３４を開示しており、３つ以上のチャンバポートと同様に、１つのチャンバポートのみも可能である。
【００５３】
図１２Ａ〜１２Ｃに開示するように、シュノーケル２００は別の代替呼気弁構成を備えている。シュノーケル２００は、弁プレート１２０および可撓性膜１３０を異なる弁プレート１６０および異なる可撓性膜１８０と交換したことを除いて、図１０Ａおよび１０Ｂのシュノーケル１００と同一である。呼気がチャンバ１０６内に捕捉され、それによってチャンバ１０６内に呼気圧力を作り出すという事実を含み、シュノーケル１００を通したのと同様の方法で空気はシュノーケル２００を通して流れる。
【００５４】
例示的なシュノーケル２００はまた、弁プレート１６０および可撓性膜１８０を備えており、これらは共に呼気弁を形成する。弁プレート１６０は、上側呼気ポート１７０および下側呼気ポート１７２に分割される呼気ポートを備えている。弁プレートはまた、図１３Ｄに示すように、３つのチャンバポート１６６を備えている。可撓性膜１８０は、弁プレート１６０の縁部に取り付けられており、図１２Ａに開示するように、可撓性膜１８０が閉位置にある場合に上側呼気ポート１７０および下側呼気ポート１７０を密封するように働く。また、呼気導管１２８の一部を形成する呼気導管下側マウント１６２が、図１０Ａおよび１０Ｂに開示されている。呼気導管下側マウント１６２は、下側呼気ポート１７０に対応する上側導管１７４、および下側呼気ポート１７２に対応する下側導管１７６を作り出す隔壁１６８によって分割されている。呼気管１２４は、リブ１６４で呼気導管下側マウント１６２に取り付けられている。下側導管１７６は、シュノーケル２００が使用されている場合に、呼気導管１２８に入るあらゆる水が下側導管１７６内に集まる傾向があるような寸法をしており、またそのように位置決めされている。同様に、水が呼気導管１２８の内側表面に沿って濃縮する場合、内側表面の下に走り、下側導管１７６内に集まる傾向がある。したがって、下側導管１７６は、呼気導管１２８に入る水を補足するように働く。
【００５５】
シュノーケル２００が水中に沈められると、シュノーケル２００を囲んでいる水の周囲水圧力は、可撓性膜１８０を弁プレート１２０に対して押し、それによって上側呼気ポート１７０および下側呼気ポート１７２を密封する。使用者がチャンバ１０６内に呼気する場合、チャンバ１０６内部にたまる呼気圧力は、弁プレート１６０のチャンバポート１６６を通して可撓性膜１８０に作用する開力１４０を作り出す。この開力１４０は、可撓性膜１８０を第１の方向に偏倚させる。同時に、沈められたシュノーケル２００を囲む水の周囲水圧力は、可撓性膜１８０を第２の位置に偏倚させる閉力１５０として働く。開力１４０の第１の方向は、閉力１５０の第２の方向とほぼ反対である。
【００５６】
図１２Ａに開示するように、閉力１５０が開力１４０より大きいまたはこれと同じである場合、可撓性膜１８０は呼気ポート１３２を密封し、それによって呼気ポート１３２を通してチャンバ１０６から実質的に空気が放出されない。しかし、図１２Ｂに開示するように、開力１４０が閉力１５０を超える場合、可撓性膜１８０は上側呼気ポート１７０を密封せず、呼気１４２はチャンバ１０６から呼気導管１２８の上側導管１７４内に放出される。呼気１４２が呼気導管１２８に到達すると、呼気１４２はシュノーケル２００から放出される。
【００５７】
可撓性膜１８０はヒンジ付領域１８２を備えている。ヒンジ付領域１８２は、ヒンジ付領域１８２を可撓性膜１８０の周辺領域より薄くすることによって、可撓性膜１８０内に一体的に形成することができる。シュノーケル２００内に組み付けられた場合、ヒンジ付領域１８２は隔壁１６８と位置合わせされ、それによって図１２Ｂに開示されているように、可撓性膜１８０がヒンジ付領域１８２に沿って屈曲すると、上側導管１７４は開かれる可能性があり、下側導管１７６は密封されたままである。図１２Ｃに開示されるように、ヒンジ付領域１８２で可撓性膜１８０を屈曲させるのに必要な開力１４０は、上側ポートおよび下側ポートの両方を開くように可撓性膜１８０を屈曲させるのに必要な開力１４０より小さい。
【００５８】
上側呼気ポート１７０を開くのに必要なより小さい開力、および下側呼気ポート１７２を開くのに必要なより大きな開力のこの差により、シュノーケル２００の使用者は下側呼気ポート１７２を開くことなく、上側呼気ポート１７０を通して通常に呼気することが可能になる。呼気導管１２８に入るあらゆる水は下側導管１７６内に集まる傾向があるので、シュノーケル２００の呼気弁のこの態様により、使用者はシュノーケルから出る呼気の経路内最小限の液体しかない状態で呼気することが可能になる。呼気弁のこのような態様により、使用者は、開力１４０を上側呼気ポート１７０と、下側呼気ポート１７２の両方を開くのに十分大きくさせるために、通常より強制的に周期的および意図的に呼気することが可能になる。このようなことが起こると、下側導管１７６内に捕捉されたあらゆる流体は、強制的に呼気された空気によって呼気導管１２８内を押し上げられ、シュノーケル２００から外に出され、それによって呼気導管１２８から望ましくない流体が取り除かれる。
【００５９】
図１２Ａ〜１２Ｃと、図１３Ａおよび１３Ｂの両方で開示されているように、可撓性膜１８０は任意選択では、可撓性膜１８０内に一体的に形成され、弁プレート１６０に対して可撓性膜１８０を閉じる場合に可撓性膜１８０の衝撃を減衰するように働く突起１８４および１８６を備えることができる。この減衰は、弁プレート１６０に対して可撓性膜１８０を閉じるのに伴なう可能性がある騒音を少なくするように働く。より詳細には、突起１８４は、可撓性膜１８０が下側呼気ポート１７２に対して閉じるかつ密封する場合に、突起１８４が僅かに変形することによって閉動作の衝撃を吸収するように、隔壁１６８と接触するような寸法および構成をしている。この衝撃吸収は、突起１８４が存在しない場合よりも小さな騒音につながる。突起１８６は、上側呼気ポート１７０の内壁に関して同様の機能を果たす。
【００６０】
図１３Ｃおよび１３Ｄに開示するように、上側呼気ポート１７０および下側呼気ポート１７２は共に、弁プレート１６０内に楕円形開口を形成するが、他の形状も可能である。図１１Ｄは、弁プレート１６０内に画定された３つのチャンバポート１６６を開示している。チャンバポート１６６の機能は、単一のチャンバポートによって、または３つ以上のポートによって果たすことができる。
【００６１】
図１４に開示されているように、調節可能な張力を備えた呼気弁を有するシュノーケル２００は、ノブ２０２と、その周りに弾性ひも２０６を巻きつけることができるバレル２０４とを備えている。弾性ひも２０６は、可撓性膜２０８に取り付けられている。可撓性膜２０２の構造および機能は、図１０Ａ〜１３Ｄの可撓性膜１３０および１８０の構造および機能と同様であってもよい、または本明細書に開示した他の可撓性膜と同様であってもよい。弾性ひも２０６は、孔２１０の側部によって可撓性膜２０８にほぼ垂直に保持されている。
【００６２】
ノブ２０２が一方向に旋回すると、弾性ひも２０６はバレル２０４の周りに巻きつき、それによって弾性ひも２０６の張力を作り出す。弾性ひも２０６が可撓性膜２０８に取り付けられているので、弾性ひも２０６の張力はシュノーケル２００内の呼気圧力とほぼ同じ方向に可撓性膜２０８を偏倚させ、それによって可撓性膜２０８に作用する開力に寄与する。したがって、弾性ひも２０６上の張力が増加すると、可撓性膜２０８を開くのに必要な呼気圧力が減少する。逆に、ノブ２０２が反対方向に旋回されると、弾性ひも２０６はバレル２０４からとれ、それによって弾性ひも２０６の張力、および可撓性膜２０８に作用する得られる力１４０が減少する。したがって、シュノーケル２００は、使用者が可撓性膜２０８の張力を手動で調節することを可能にするノブ２００を備えている。
【００６３】
本発明を特定の好ましい実施形態に関して説明したが、当業者に自明である他の実施形態も本発明の範囲内にある。したがって、本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ規定されることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１Ａ】例示的な組み立てたシュノーケルの正面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのシュノーケルの展開正面図である。
【図２Ａ】共に吸気弁を形成する、図１Ａおよび１Ｂのシュノーケルの吸気キャップおよび吸気弁隔膜部材の上面斜視図である。
【図２Ｂ】吸気中に起こるような開位置にある吸気弁を示す、図１Ａおよび１Ｂのシュノーケルの吸気キャップの横断面図である。
【図２Ｃ】呼吸停止または呼気中に起こるような閉位置にある吸気弁を示す、図１Ａおよび１Ｂのシュノーケルの吸気キャップの横断面図である。
【図３Ａ】図１Ａおよび１Ｂのシュノーケルの主管、ならびにその関連構造の横断面図である。
【図３Ｂ】呼気管が主管内を走り、主管の呼気管上部マウントに取り付けた状態の、図３Ａの横断面図である。
【図３Ｃ】図１Ａおよび１Ｂのシュノーケルの主管の下端部の楕円断面図である。
【図３Ｄ】図１Ａおよび１Ｂのシュノーケルの主管、ならびにその関連構造の横断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図１Ａおよび１Ｂのシュノーケルのリブ付可撓性連結管の側面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに示す連結管の断面図である。
【図５Ａ】マウスピース、展開呼気弁／パージ弁アセンブリ、および図１Ａおよび１Ｂのシュノーケルのパージキャップとの接合の展開側面図である。
【図５Ｂ】呼気弁／パージ弁アセンブリの展開斜視図である。
【図５Ｃ】呼気弁／パージ弁アセンブリの展開横断面図である。
【図５Ｄ】この呼気弁／パージ弁アセンブリの上面図である。
【図５Ｅ】呼気弁／パージ弁アセンブリの崩壊横断面図である。
【図６Ａ】閉位置での呼気弁との接合の横断面図である。
【図６Ｂ】通常の呼気中に起こるような、開位置での呼気弁との接合の横断面図である。
【図６Ｃ】パージレベルの呼気中に起こるような、開いた急速パージポートとの接合の断面図である。
【図７Ａ】圧縮可能なアコーディオン式壁面を示す、代替呼気弁／パージ弁装置の断面図である。この壁面は、壁面がパージ動作と同様に完全に膨張されていない限り、閉じている下側および外側のアコーディオン壁面内にスリットを有する。
【図７Ｂ】パージ弁が閉位置にある状態の、開位置での呼気弁を示す、図７Ａと同様の断面図である。
【図７Ｃ】開いた呼気弁およびパージ弁の両方を示す、図７Ａと同様の断面図である。
【図８】垂直に延びるドーム、および外部に位置決めされた呼気管を示す、代替呼気弁／パージ弁装置の別の断面図である。
【図９】スキューバ調整装置の呼気穴または同等物に取り付けられた、連結管に取り付けられるようになっている場合に、呼気弁を格納する接合の横断面図である。
【図１０Ａ】閉位置での代替呼気弁構成の断面図である。
【図１０Ｂ】開位置での図１０Ａの呼気弁構成の断面図である。
【図１１Ａ】図１０Ａの呼気弁構成で使用することができる可撓性膜の側面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの可撓性膜の上面斜視図である。
【図１１Ｃ】図１０Ａの呼気弁構成で使用することができるディスク形の剛性片の側断面図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｃのディスク形の剛性片の底面図である。
【図１２Ａ】弁が閉位置にある、別の代替呼気弁構成の断面図である。
【図１２Ｂ】弁が一部開位置にある、図１２Ａの呼気弁構成の断面図である。
【図１２Ｃ】弁が完全開位置にある、図１２Ａの呼気弁の断面図である。
【図１３Ａ】図１２Ａ〜１２Ｃの呼気弁構成で使用することができる可撓性膜の側面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの可撓性膜の上面斜視図である。
【図１３Ｃ】図１２Ａ〜１２Ｃの呼気弁構成で使用することができる、ディスク形の剛性片の側断面図である。
【図１３Ｄ】図１３Ｃのディスク形の剛性片の底面図である。
【図１４】例示的な張力ノブの断面図である。
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００６年５月１８日出願の「水中呼吸装置で使用される呼気弁」という名称の米国実用特許出願（番号不明）の特典を請求する。本出願はまた、２００５年５月２１日出願の「スキューバ機器と組み合わされた弁、バッフル、短いシュノーケル、ステルスシュノーケル、シュノーケル機器」という名称の米国仮特許出願第６０／６８３，４７７号の特典および利益を請求する。本出願はまた、２００５年１０月１９日出願の「シュノーケル弁」という名称の米国仮特許出願第６０／７２８，１９３号の特典および利益を請求する。これらの出願はそれぞれ、全体を本明細書に明らかに援用する。
【０００２】
本発明は概して、水中呼吸装置に関し、より詳細には、使用者の気道内に末端呼気正圧を生じさせるように構成された水中呼吸装置で使用する呼気弁に関する。
【背景技術】
【０００３】
水中呼吸装置により、使用者の口および／または鼻が水中に沈められた後でさえも使用者が呼吸し続けることが可能になる。スキューバおよびスヌーバ呼吸装置などのいくつかの水中呼吸装置は、潜水した使用者に圧縮空気容器からの空気を提供するように構成されている。従来のシュノーケルなどの他の水中呼吸装置は、使用者に大気からの空気を提供するように構成されている。
【０００４】
従来のシュノーケルは普通、これを通して空気を大気から吸入することができる呼吸導管を備えている。呼吸導管は普通、２つの端部で構成されている。シュノーケルの一端部は、水面上に留まることを意図している。シュノーケルのもう一端部は、水面下に沈まされることを意図している。沈まされることを意図している呼吸導管の端部は、一般にマウスピースを含む。実際、使用者は自分の口内にマウスピースの一部を挿入し、それによって使用者の気道と呼吸導管の間にシールを作り出す。使用者はその後、呼吸導管のもう一端部を水面上に維持しながら自分の口およびマウスピースを水中に沈め、それによって使用者は潜水しながら大気を吸入することが可能になる。同時に、呼吸導管は使用者が、使用者の口とマウスピースの間のシールを破断することなく使用者の口を通して吸入することを可能にする。普通、使用者によって吸入される空気は、使用者がこれを通して大気を吸入する同じ呼吸導管を通してシュノーケルから出る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のシュノーケルを使用している間に使用者が直面する可能性がある１つの問題は、使用者が潜水する周囲水の圧縮力による大きな疲労である。通常の吸入および呼気中、使用者は肺を膨張かつ収縮させる労力を費やす。しかし、使用者が潜水する場合、使用者の肺の周りの周囲水の圧縮力は、使用者に自分の肺を膨張させるために普通より大きな労力を費やさせ、使用者に自分の肺を収縮させるために普通より少ない労力を費やさせる傾向がある。この少ない労力の呼気は、それぞれの大きな労力の吸気の間に時間が少なくなるように使用者に通常より早く息を吐き出させ、より頻繁な吸入につながる。より頻繁な吸入は、使用者を通常の吸入および呼気中より早く疲労させ、より小さな機能肺能力による呼吸困難、および肺が完全に拡張しない障害である肺拡張不全の可能性につながることがある。
【０００６】
従来のシュノーケルを使用している間に使用者が直面する可能性がある別の問題は、シュノーケルの呼吸導管に水が存在することによる呼吸困難である。水は時に、呼吸導管の一方または両方の端部を通して従来のシュノーケルに入る可能性がある。この水は、水が呼吸導管内の空気水の通過に干渉する、かつ／または水が使用者によって吸引される状態まで堆積する場合に呼吸困難を生じさせる可能性がある。加えて、シュノーケルの呼吸導管内の水の存在は、吸気および／または呼気中に空気が水を通過するときに、注意をそらさせる水がゴボゴボ流れる騒音または泡立つ騒音を生じさせる可能性がある。
【０００７】
したがって、上記問題の一部または全てをなくすまたは少なくする水中呼吸装置に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様は、水中呼吸装置で使用することができる呼気弁である。呼気弁は潜在的に、水中での呼吸の全体の動作を少なくするために、水中呼吸装置の使用者の気道内に末端呼気正圧を生じさせるように構成されている。呼気弁は、少なくとも１つのチャンバポートおよび呼気ポートを画定するプレートを備えることができる。少なくとも１つのチャンバポートは、呼気ポートに対向させて位置決めすることができる。呼気弁はまた、プレートの表面に対して密封可能であり、呼気ポートを密封することが可能であるような寸法をしており、またそのように位置決めされた可撓性膜を備えることができる。可撓性膜は、可撓性膜が呼気ポートを密封する密封位置を有するように構成することができ、それによって少なくとも１つのチャンバポートと呼気ポートの間を実質的に空気が流れることができない。可撓性膜はまた、可撓性膜が呼気ポートを密封しない非密封位置を有するように構成することができ、それによって空気は少なくとも１つのチャンバポートと呼気ポートの間を流れることができる。
【０００９】
別の態様は、相当に剛性があり、ほぼディスク形状をしているプレートを備えることができる呼気弁である。加えて、呼気弁のプレートの呼気ポートは楕円形状または涙形状のいずれかであってもよい。さらに、呼気弁の可撓性膜は、可撓性膜がヒンジ付領域に沿って屈曲する場合に、一方の側部を開いて、もう一方の側部を密封したままにするように、呼気ポートを２つの側部に分割するように位置決めされたヒンジ付領域を備えることができる。さらに、呼気弁のプレートおよび／または可撓性膜は、プレートと可撓性膜の間に位置決めされ、その上に形成された結節を有することができる。
【００１０】
さらに別の態様は、水中呼吸装置の使用者の気道内に末端呼気正圧を生じさせるように構成することができる水中呼吸装置である。水中呼吸装置の使用者の気道内における末端呼気正圧の生成は、水中呼吸の全体の動作を少なくすることができる。水中呼吸装置は、チャンバおよび弁を備えることができる。チャンバは、第１および第２の開口を備えることができる。チャンバは、空気が第１の開口を通してチャンバ内に空気を第１の開口を通して同時に逃がさない方法で呼気されている場合に、空気がこれを通して水中呼吸装置から出ることができるチャンバからの絞られていない通路がないように構成することができ、その結果、呼気された空気がチャンバ内に呼気圧力を作り出す。弁は、チャンバと第２の開口の間の空気流を絞ることができる。弁は、プレートおよび可撓性膜を備えることができる。プレートは、少なくとも１つのチャンバポートおよび呼気ポートを画定することができる。少なくとも１つのチャンバポートは、呼気ポートに対向して位置決めすることができる。第２の開口は、少なくとも１つのチャンバポートおよび呼気ポートを備えることができる。可撓性膜は、プレートの表面に対して密封可能であり、呼気ポートを密封することが可能なような寸法をしており、またそのように位置決めすることができる。可撓性膜は、チャンバ内のあらゆる呼気圧力を含む開力が弁を第１の方向に偏倚させ、閉力が弁を第２の方向に偏倚させるように構成することができ、第１の方向は第２の方向とほぼ反対である。可撓性膜は、可撓性膜が呼気ポートを密封する閉位置を有することができ、それによって呼気ポートを通してチャンバから実質的に空気が放出されない。可撓性膜は、開力が閉力より小さいまたはこれと同じである場合に、閉位置に配置することができる。可撓性膜はまた、可撓性膜が呼気ポートを密封しない開位置を有することもでき、それによって呼気ポートを通してチャンバから空気が放出される。可撓性膜は、開力が閉力を超えた場合に、開位置に配置することができる。
【００１１】
別の態様は、水中呼吸装置が第１の開口に連結されたマウスピースを備えることができることである。加えて、水中呼吸装置は呼気ポートに連結された呼気導管を備えることができる。さらに、水中呼吸装置は第１の導管および第２の導管を作り出す隔壁によって分割された呼気導管を備えることができる。第２の導管は、水中呼吸装置を使用する場合に、呼気導管に入るあらゆる水が第２の導管内に集まる傾向があるような寸法をしており、そのように位置決めされている。さらに、可撓性膜はさらに、可撓性膜がヒンジ付領域に沿って屈曲する場合に、第１の導管を開いて、第２の導管を密封したままにするように、隔壁と位置合わせされたヒンジ付領域を備えることができる。さらに、可撓性膜のヒンジ付領域で可撓性膜を屈曲させ、それによって第１の導管だけを開くのに必要な開力は、第１および第２の導管両方を開くように可撓性膜を屈曲させるのに必要な開力より小さい。加えて、閉力は水中呼吸装置の少なくとも一部が水中に沈められた場合に周囲水圧力を含むことができる。さらに、開力は可撓性膜を実質的に第１の方向に偏倚させる可撓性膜に取り付けられた弾性ひもの張力によって作り出された力を含むことができる。さらに、弾性ひもの張力、および得られる開力は手動で調節可能である。
【００１２】
さらに別の態様は、水中呼吸装置の使用者の気道内に末端呼気正圧を生じさせるように構成される水中呼吸装置である。使用者の気道内の末端呼気正圧は、水中呼吸の全体の動作を少なくすることができる。水中呼吸装置は、チャンバおよび弁を備えることができる。チャンバは、第１および第２の開口を備えることができる。チャンバは、空気が第１の開口を通してチャンバ内に空気を第１の開口を通して同時に逃がさない方法で呼気されている場合に、空気がこれを通して水中呼吸装置から出ることができるチャンバからの絞られていない通路がないように構成されており、その結果、呼気された空気がチャンバ内に呼気圧力を作り出すことが好ましい。弁は、チャンバと第２の開口の間の空気流を絞るように働くことができる。弁は、チャンバ内のあらゆる呼気圧力が弁を第１の方向に偏倚させ、逆圧が弁を第２の方向に偏倚させるように構成することができる。第１の方向は、第２の方向と実質的に反対であってもよい。弁は、チャンバから第２の開口を通して実質的に空気が放出されない閉位置を有することができる。弁は、チャンバ内のあらゆる呼気圧力が逆圧より小さいまたはこれと同じである場合に閉位置に配置することができる。弁はまた、少なくとも一部の空気がチャンバから第２の開口を通して放出される開位置を有することができる。弁は、チャンバ内のあらゆる呼気圧力が逆圧を超えた場合に開位置に配置することができる。
【００１３】
さらに別の態様は、第１の開口に連結されたマウスピースを備えた水中呼吸装置である。加えて、水中呼吸装置は第２の開口に連結された呼気導管を備えることができる。また、逆圧は水中呼吸装置の少なくとも一部が水に沈められた場合に周囲水圧力を含むことができる。さらに、逆圧はまた、１つまたは複数のばねを備えることができる。さらに、水中呼吸装置は第３の開口を備えたチャンバを備えることもでき、ここで弁はさらにチャンバと第３の開口の間の空気流を絞る。弁はさらに、少なくとも一部の空気がチャンバから第２の開口および第３の開口を通して放出されるパージ位置を含むことができる。弁は、チャンバ内のあらゆる呼気圧力が逆圧よりはっきりと大きい場合に、パージ位置に配置することができる。
【００１４】
本発明のこれらおよび他の態様、特性および利点は、好ましい実施形態の以下の詳細な説明からより十分明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
添付の図面は、本発明の上記および他の態様、利点および特性をさらに明らかにするための好ましい実施形態の図を含んでいる。これらの図は、本発明の好ましい実施形態だけを示しており、その範囲を制限することを意図したものではない。本発明を、添付の図面を使用して追加の特異性および詳細とともに記載かつ説明する。
【００１６】
本発明は概して、水中呼吸装置で使用する呼気弁を対象としている。呼気弁は、水中呼吸装置の使用者の気道内に末端呼気正圧を生じさせるように構成されている。しかし、本発明の原理は水中呼吸装置に限るものではない。本開示を鑑みて、本明細書で開示する構造は、使用者の気道内に末端呼気正圧を生じさせることを意図したあらゆる装置に関連してうまく使用することができることが分かるだろう。
【００１７】
加えて、呼気弁の説明を助けるために、上部、底部、前部、後部、右側、左側および側部などの語句が添付の図面を説明するのに使用されているが、図面は必ずしも同じ尺度で描かれているわけではない。しかし、本発明は、様々な角度、横道およびさらには上下逆を含む、水中呼吸装置または他の装置内の様々な所望の位置に配置することができることが分かるだろう。水中呼吸装置で使用する呼気弁の詳細な説明は以下の通りである。
【００１８】
以下で論じ、添付の図面で示すように、呼気弁はスキューバまたはスヌーバ調整装置、あるいはシュノーケルなどの水中呼吸装置に関連して使用することができる。例えば、呼気弁はシュノーケルの吸気弁に関連して機能することができる、または呼気弁は吸気弁と組み合わせることができる。シュノーケルが単一の呼吸導管のみを備えている、または吸気導管および呼気導管の両方を備えているかどうかに関わらず、呼気弁はシュノーケルの呼吸導管の上部または底部に配置することができる。呼気弁は普通、シュノーケルの使用者が呼気して呼気をシュノーケルから出すことを可能にする場合に開くように構成されている。呼気弁はまた普通、吸気中または呼吸の間などの、シュノーケルの使用者が呼気していない場合に閉じるように構成されている。シュノーケルが吸気導管および呼気導管の両方を備えている場合、閉じた呼気弁は呼気導管からの呼気が吸気管に通過し戻されないようにすることができ、それによって適切な呼気管を通して呼気を運ぶことができる。
【００１９】
次に図１Ａおよび１Ｂを参照すると、例示的なシュノーケル１が開示されている。普通、シュノーケル１は吸気導管を通した使用者のマウスピースまでの吸気を容易にし、呼気はマウスピースから呼気導管まで到達し、そこから呼気はシュノーケルから出る。シュノーケル１は、吸気弁および呼気弁を備えている。シュノーケル１はまた、その構造の一部を呼気弁と共有するパージ弁を含む。シュノーケル１が使用される場合、大気は吸気弁内に一方向に、そして吸気導管を通してマウスピースまで流れ、ここで使用者によって吸気される。使用者によって続いて呼気される空気はその後、呼気弁および呼気導管を通して流れ、ここで呼気はシュノーケルから出る。呼気はまた、パージ弁を通してシュノーケル１から出ることもできる。吸気弁、吸気導管、マウスピース、呼気弁、呼気導管、およびパージ弁の例示的な構造に関する追加の詳細は以下の通りである。
【００２０】
シュノーケル１は、吸気キャップ７、主管１３、連結管１９、マウスピース５４、チャンバ２３を格納する接合部２２、呼気導管４８、およびパージリザーバ２７を含むいくつかの主な構造要素を備えている。パージキャップ５０が、シュノーケル１の下端部にある。呼気が通常、シュノーケル１から出る呼気導管出口ポート１６が、主管１３の上端部の近くにある。
【００２１】
より詳細には、図１Ｂは吸気キャップ７、吸気弁隔膜部材１０、主管１３、連結管１９、および結合部２２を開示している。組み合わせた密封アセンブリ６は、組み合わせた密封部材３０と、剛性支持ディスク３６と、呼気管下側マウント４４の密封リング４７に対して作用する組み合わせた密封アセンブリ６の機能構成部品である、呼気弁の動的構成部品を柔軟に取り付けるように働く回旋状膜４０とを備えている。呼気管４８は、図示するようにこの構造の上側面に取り付けられている。呼気管４８はその後、主管１３と中空の呼気管取付プラグ４９の間に挟むことによってその上端部に取り付けられるまで、シュノーケル１の中心チャンバを上に走る。呼気管下側マウント４４は、逆さまの図では、外側縁部まで延びているスポークに似ている支持構造４６によって結合部２２に連結されている。したがって、この支持構造４６はこれにわたる、例えば上部から底部までの流体／空気移動を妨げない。パージキャップ５０は結合部２２の上にねじ込まれ、それによって組み合わせた密封アセンブリ６を固定し、そこでその回旋状膜４０がこれらの２つの構造の間に取り付けられる。結合部２２はチャンバ２３を格納し、そこで呼気圧力が吸気弁および呼気弁の組み合わせによって維持されることが重要である。結合部２２内のチャンバ２３の最下部はパージリザーバ２７と呼ばれる。というのは、飛沫／洪水の水が最初にたまるところであるからである。
【００２２】
図２Ａは、共に吸気弁を形成する、吸気キャップ７と、いくつかの貫通路８と、吸気弁隔膜部材１０とを示している。吸気弁隔膜部材１０は、その直径にわたって任意の部分厚さ溝１２を有し、図２Ｂおよび２Ｃに示す吸気弁アンカ９によってその中心孔１１に中心に固定されている。
【００２３】
図２Ｂは、吸気中に起こるような開位置にある弁を示す、吸気キャップ７、および吸気弁隔膜部材１０の変形形状の横断面図を示している。全ての吸気は、吸気キャップ７の貫通路８を通って通過して、シュノーケル１に入る。したがって、吸気キャップは吸気導管の第１の部材と考えることができる。吸気弁隔膜部材１０は非常に可撓性があり、吸気導管中の気道抵抗への貢献を最小限に抑えるように簡単に変形する。その直径にわたる任意の部分厚さ溝１２により、この弁をより効率的なバタフライ式弁として機能させることが可能になる。加えて、吸気キャップ７は、貫通路８が急速吸気流量でさえも気道抵抗への貢献を同様に最小限に抑えるように領域内で組み合わせるような寸法をしている。吸気キャップ７の内部ねじ山５５が示されており、図３Ａに記載するように主管１３上の対応するねじ山と噛み合う。
【００２４】
図２Ｃは図２Ｂと同様であるが、吸気していない間に起こるようなその平坦な形状の吸気弁隔膜部材１０を示している。吸気弁隔膜部材１０は自然に、しかし徐々に、弁が強制的に閉じられるまで平らにならない場合に経験するであろう閉音を最小限に抑えるために、弁にわたって圧力勾配が存在しない場合にこの平坦な形状を示す。その後、呼気が起こると、シュノーケル１の底部で呼気弁（図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃに記載する）に作用する圧力がシュノーケル１内に伝播して、この吸気弁に対して閉圧力を提供するので、弁はしっかり閉じたままである。シュノーケル１が全体的に通常使用位置に配向されており（すなわち、吸気弁が呼気弁より高い状態である）、使用者が積極的に吸気していない限り、この圧力は水が吸気キャップ７を介してシュノーケル１内に入るのを防ぐのに適当である。
【００２５】
図３Ａは、主管１３およびその関連構造の横断面図を示している。吸気キャップ７は、それぞれの構成部品上の噛み合ったセットの内部ねじ山５５および外部ねじ山５６で主管１３の上端部に取り付けられている。吸気弁の示される構造は、図２Ｂおよび図２Ｃに対して上に説明した通りである。主管の中心経路１４は、吸気弁から吸気を直接受け、それによって吸気導管の第２の機能部材となり、吸気導管は吸気がこれを通して連続的に通過する管および他の中空構造のネットワークとなるように規定されている。呼気管上部マウント１５は主管１３と一体であり、呼気管４８の上端部がこれに対して中空呼気管取付プラグ４９によって挟まれる円形外壁を提供する。この設計は効果的に、シュノーケル１の呼気導管４８と吸気導管の間の潜在的な空気漏洩をなくし、そうでなければ呼気導管４８が吸気導管のこの壁を通過する場合に問題となる可能性がある。呼気導管出口ポート１６は、呼気導管４８がこれを通してシュノーケル１から出る吸気導管内の開口である。主管１３は浸っている間の流体力学的抗力を小さくするようにその下端部に楕円形断面１７を有し、吸気キャップ７をねじ取り付けすることを可能にするように、その上端部で円形断面１８に移行する。主管１３の下端部は、連結管５８内の溝と噛み合う主管５７上のリブで可撓性連結管１９に取り付けられる。
【００２６】
図３Ｂは、主管１３の上端部の円形断面１８を示し、図３Ｃは主管１３の下端部の楕円形断面１７を示している。図３Ｄは、主管１３を通って走る場合の呼気管４８も示していることを除いて、図３Ａと同一である。
【００２７】
図４Ａは、リブ付可撓性連結管１９の側面図である。外側リブ２１は管に径方向支持を提供するが、依然として管が可撓性を有し、屈曲することを可能にする。この屈曲は、シュノーケル１が着用されている間に、特に他の駆動ギヤも同時に使用されている場合に改善された快適性を与える。
【００２８】
図４Ｂは、図４Ａでも記載されたリブ付可撓性連結管１９の横断面図である。ここでは、吸気導管の第３の機能部材である、この管の中心経路２０が示されている。さらに本明細書では、主管１３上の対応するリブ５７と噛み合う連結管１９の上側溝５８（図３Ａに示す）と、結合部２２上のリブ６０と噛み合う連結管１９の下側溝６０（図５Ａに示す）とが示されている。
【００２９】
図５Ａは、結合部２２およびその関連構造の展開側面図である。より詳細には、その取付リブ６０を備えた連結管マウント２４、その取付リブ６１を備えたマウスピースマウント２５、およびその外部ねじ山６４を備えたパージキャップマウント２９を含む３つのマウントは、結合部２２と一体である。
【００３０】
結合部２２は、連結管１９の中心経路２０から吸気を受ける小容量チャンバ２３を格納し（図４Ｂに示す）、それによって吸気導管の第４の機能部材となる。他の実施形態では、チャンバは吸気導管の機能部材ではない可能性がある。このチャンバ２３は、マウスピース５４から呼気を受ける。このチャンバ２３は呼気中に加圧され、使用者の気道に逆圧を機能的に与える。チャンバ２３の下側領域はより詳細には、あらゆる捕捉された水がここで最初にたまるので、パージリザーバ２７と呼ばれる。
【００３１】
結合部２２はまた、機能呼気弁およびパージ弁を格納する。好ましい実施形態では、これらの２つの弁は、全体で、組み合わせた密封アセンブリ６と単に呼ばれる、３つの構造要素を共有している。このアセンブリの構造は、図６Ａから６Ｃの好ましい実施形態に対して示されており、呼気弁およびパージ弁の代替実施形態の例が図７および８に別に示されている。
【００３２】
呼気管下側マウント４４は、そのスポークおよび縁部状支持構造４６を介して、呼気管下側マウント４４用の結合部のスナップマウントで結合部２２に静的に取り付けられている（図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃに示す）。呼気管下側マウント４４は加えて、呼気弁に密封リング４７を提供する。このため、この呼気管下側マウント４４が呼気をチャンバ２３から呼気管４８（呼気導管４８とも呼ばれる）まで案内する。呼気弁は、組み合わせた密封アセンブリ６および密封リング４７の要素からなっており、これらは図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃでより詳細に説明する。
【００３３】
図５Ａはまた、対応するマウントで結合部２２上にねじ込まれるパージキャップ５０を示している。パージキャップ５０はまた図では、水圧が呼気弁に作用することを可能にするパージキャップ穿孔５２を備えており、パージ弁にわたってパージされる水用の出口を提供する。図５Ｂは、組み合わせた密封アセンブリ６の展開斜視図である。このアセンブリは、シリコンゴムの組み合わせた密封部材３０と、剛性支持ディスク３６と、可撓性回旋状膜４０とを備えている。
【００３４】
一体構造である組み合わせた密封部材３０は、呼気弁密封部材３１およびパージ弁密封部材３２を提供する。好ましい実施形態では、呼気弁密封部材３１は、ちょうど最小に開かれている場合に呼気弁にわたって呼気が逃げるので、出口流を非常に徐々に開き、振動を小さくするためにドーム形状をしている。同様に減衰につながる可能性がある他の形状としては、涙形状または円錐形が挙げられる。隣接したパージ弁密封部材３２は明らかに、パージ弁密封部材３２の裏側から様々な長さで径方向に突出する減衰リブ３３を有し、そうでなければパージ中に起こるであろう騒音を少なくするまたはなくすように働く。組み合わせた密封部材３０はまた、剛性支持ディスク３６へのしっかりした取付けを行う、その中間部周りに取付溝３４を有する。中空領域３５は、組み合わせた密封部材３０を組み立てる目的で圧縮することを可能にし、将来変更を望む場合に、呼気気道圧力６５をさらに精製することができる任意のばね６８（図６Ａ）用のリセスマウントを提供する。
【００３５】
剛性支持ディスク３６はいくつかの機能を提供する：呼気弁密封部材３１が密封リング４７との安定シールを形成することを可能にする組み合わせた密封部材３０を支持し（図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃに示す）、シュノーケル１内で所望の呼気気道圧力６５（図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃに示す）を均衡させるように周囲水圧力６６（図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃに示す）がこれに対して作用する広い表面を提供し、同ディスクの密封表面との近接性を維持するようにパージ弁密封部材３２を支持し、パージ弁密封部材３２をこれに対して密封することができる円滑な剛性表面を提供する。剛性支持ディスク３６内の急速パージ経路３９は、気道圧力６５が、シュノーケル１内で維持されるより高い呼気気道圧力６５を完全に利用して、急速パージ経路３９が非常に急速なパージのために開くのに十分な閾値に到達する動的パージ動作中を除いて、パージ弁密封部材３２によって閉じられている。剛性支持ディスク３６内の中心孔３７は、前記部材の取付溝３４で組み合わされた密封部材３０を支持する。剛性支持ディスク３６の外側溝３８は、可撓性回旋状膜４０の中心アンカ４１への取付けを行う。
【００３６】
回旋状膜４０は、剛性支持ディスク３６および組み合わせた密封部材３０の軸方向移動を可能にする横断面回旋を有する可撓性環状構造体である。これにより機能的に、呼気弁密封部材３１は、密封リング４７（図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃに示す）に対してそのシールを適当に開閉することが可能になり、それによって使用者の浸漬および潜水呼気速度を調整するのに周囲水圧力６６を利用する。回旋状膜４０は、剛性支持ディスク３６にしっかり取り付けるための中心アンカ４１と、（図６Ａに別に記載した結合部２２の）回旋状膜結合溝２８、および（図６Ａに別に記載したパージキャップ５０の）対応する回旋状膜パージキャップ溝５１によって画定される空間内にしっかり取り付けるための周面アンカ４２を有する。結合部２２上のパージキャップ５０のねじ取付けは僅かに、この周面アンカ４２を圧縮し、これは有利には水がシュノーケル１に入るのを防ぐようにシールを作り出し、パージキャップマウント２９のねじ山を係止するのを助ける。
【００３７】
図５Ｃは、図５Ｂに示す部品の横断面図である。図５Ｄは、図５Ｂの部品からなっている、組み合わせた密封アセンブリ６の上面図である。図５Ｅは、図５Ｃの部品からなっている、組み合わせた密封アセンブリ６の横断面図である。
【００３８】
図６Ａは、呼気弁が閉位置にある結合部２２の横断面図である。この図で特定されたいくつかのアイテムは、図５Ａおよび図５Ｂに詳細に記載されている。注目すべきは、上から組み合わせた密封アセンブリ６に作用する使用者の気道圧力６５は、周囲水圧力６６が下から生じさせる内側圧縮力を凌ぐには不十分であることである。したがって、呼気弁密封部材３１は密封リング４７に対してしっかりした閉塞を行い、呼気流が防止される。回旋状膜４０は、軸方向移動の上端部にある剛性支持ディスク３６と適合可能である横断面形状を呈する。また、得られる呼気に対する逆圧をさらに精製するのに使用することができる、任意の機械ばね６８が示されている。
【００３９】
図６Ｂは、呼気弁が開位置にある結合部２２の横断面図である。この図は、図５Ｄが使用者の気道圧力６５が周囲水圧力６６を超え、それによって正味の下向き力が組み合わせた密封アセンブリ６に加わって、呼気弁密封部材３１を密封リング４７に対するその密封位置から取り除く通常の呼気状態を示していることを除いて、図５Ｃと極めて類似している。流れ矢印６７は、チャンバ２３を通り、呼気弁にわたり、呼気管４８内への空気流の方向を示しており、呼気管４８からシュノーケル１から出るように運ばれる。回旋状膜４０は、軸方向移動の下端部の近くにある剛性支持ディスク３６と適合可能な横断面形状を呈する。
【００４０】
図６Ｃは、パージ弁が開位置にある結合部２２の横断面図である。呼気弁も開位置にあることに留意すること。というのは、パージに必要な気道圧力６５は通常の呼気に対して余分だからである。図６Ａおよび６Ｂに関して、この図に示した多くのアイテムの説明は、図５Ａおよび図５Ｂにおけるそれらの説明に任される。パージ弁密封部材３２は剛性支持ディスク３６から離れており、それによってシュノーケル１の内容物を急速パージ経路３９を通して除去することが可能になることに留意すること。パージ弁密封部材３２は、パージ弁密封部材３２を剛性支持ディスク３６から変位させるために、気道圧力６５が周囲水圧力６６よりかなり大きくなくてはならないような形状に成形されたクロージャに対する偏倚を有する。回旋状膜４０は、移動の最下端部にある剛性支持ディスク３６と適合可能である横断面形状を呈する。
【００４１】
図７Ａは、組み合わせた密封アセンブリ６の３つの部品を１つの単一成形可撓性ゴム部、可撓性密封部材６９と交換した、シュノーケル１の代替実施形態の断面図である。そうする際、結合部７５、パージキャップ７６、および呼気管下側マウント７７は全て、この代替形態に対して変更される。この可撓性密封部材６９は、この部材を結合部７５およびパージキャップ７６に好ましい実施形態に対して前に説明した周面アンカ４２と同様の方法で固定するその周面に沿った密封部材アンカ７０を有する。可撓性密封部材６９はまた、好ましい実施形態に対して前に説明した呼気弁密封部材３１の機能性を提供する密封ドーム７３構成部品を有する。好ましい実施形態の剛性支持ディスク３６は取り除いた。任意の剛性リング７４は、追加の機械的支持のためにアコーディオン壁面７１のより深い折り目内に配置することができる。パージ動作は、気道圧力６５がアコーディオン壁面７１を完全に膨張させ、それによってこれらのパージスリット７２をダックビル弁（ｄｕｃｋ ｂｉｌｌ ｖａｌｖｅ）と同様の方法で開くのに十分になるまで、壁面の成形形状および周囲水の圧縮力により閉じたままであるアコーディオン壁面７１の外側折り目内の一連の小さなパージスリット７２によって簡単にされる。
【００４２】
図７Ｂは、図６Ｂの好ましい実施形態の状態と同様に、通常の呼気の状態の図７Ａの代替実施形態であり、気道圧力６５は呼気に十分であるが、急速パージ動作には不十分である。密封ドーム７３は、呼気管密封リング４７から離されて、流れ矢印７５で示すように呼気をシュノーケル１から出すことを可能にする。
【００４３】
図７Ｃは、図６Ｃの好ましい実施形態の状態と同様に、パージ動作の状態の図７Ａの代替実施形態であり、気道圧力６５がパージのための閾値圧力を超える。パージスリット７２はここでは、下側および外側シリコンゴム（あるいは、可撓性）アコーディオン壁面７１内にあることが明らかである。これらのパージスリット７２は、優れたパージ能力を提供するのに十分な圧力で開くが、そうでなければ普通は、通常の呼気動作に対しては閉じたままである。
【００４４】
図８は、逆圧用のチャンバ８０を同様に含むが、シュノーケル１の底部近くに呼気出口ポート８３と、外部呼気管マウント８４と、外部呼気管とを有する結合部７８のかなり変更した設計を特徴とする、シュノーケル１の別の実施形態を示している。当方の所望の末端呼気正圧に逆圧を与える移動要素は、同軸方向に移動し、密封カップ剛性支持体によって横方向に支持される密封カップ８１である。チャンバ内の気道圧力６５の力が周囲水圧力６６の力を凌ぐ場合、密封カップ８１はＯリングシール８２から離れて、空気が密封カップ８１の周面上の空間内に逃げることを可能にし、その後、空気は外部呼気管マウント８５を介して外部呼気管８６に放出される。摺動シール８７は、シュノーケル内の乾燥を維持するのを助ける。
【００４５】
図９は、非折畳可能気管を介して、普通のスキューバ調整装置上の呼気通気孔に取り付けられるように変更された、呼気弁の囲み構造の横断面図である。本発明は実際、スキューバダイバーの呼気速度を調整するように機能するので、スキューバダイビングの目的で「呼気調整装置」となる。この装置は、使用者の快適性に応じて、口または胸部レベルで着用することができる。結合部８８は、スキューバまたはスヌーバの目的に適応させることができるように、本代替実施形態に対して好ましい実施形態（図５Ａから５Ｄおよび図６Ａから６Ｃに記載する）から短くなっている。さらに、好ましいシュノーケル１の実施形態のマウスピースマウント２５は、スキューバには必要ないので、取り除かれた。別個のスキューバ調整装置からの呼気通気孔は、連結管９４を介して、リブ９０付連結管マウント８９に取り付けられている。呼気管９２は明らかに短くされ、呼気導管出口ポート９５は結合部８８まで移動された。チャンバ９３は、本明細書で説明するように、優れた呼気圧力を達成するように逆圧チャンバとして働き続けることが重要である。図９はまた、図６Ｂに記載するように、またスキューバ調整装置またはスヌーバ機器上の呼気通気孔に取り付けられるようになっているような、呼気弁および関連構造の横断面図を含んでいる。図９の呼気管４８は明らかに短くなり、結合部２２の側壁を通して結合部２２から出る。
【００４６】
図１０Ａおよび１０Ｂに開示するように、シュノーケル１００は代替呼気弁構成を備えている。シュノーケル１００は、吸気弁、主管、連結管、およびマウスピースを含む、図１Ａおよび１Ｂのシュノーケル１と同様の構成部品の多くを含んでいるように構成されている。これらの構成部品は図１０Ａおよび１０Ｂに示さないが、シュノーケル１００は図１Ａおよび１Ｂに開示するように、これらの構成部品が定位置にある状態で機能するように構成されていると理解される。シュノーケル１００は吸気導管１０２を備えている。吸気導管１０２の外側は、図１Ａおよび１Ｂに示すように、連結管および主管を取り付けることができるリブ１０４を備えている。空気は、本明細書の別の箇所で開示したように、空気を吸気導管１０２からではなく吸気導管１０２内に流すことを可能にする一方向弁である吸気弁を通して吸気管内に入る。空気が一方向弁を通して吸気導管１０２内に入った後に、空気はチャンバ１０６に入り、その後、第１の開口１０８を通して使用者が吸気することができる。マウスピースは、使用者による空気の吸気および呼気を簡単にするように、リブ１１０を使用して第１の開口１０８に連結することができる。空気が第１の開口１０８を通して吸気された後、使用者はその後、第１の開口１０８を通して空気を呼気してチャンバ１０６内へ戻すことができる。これを通して空気が吸気導管１０２に入った吸気弁は一方向弁であるので、チャンバ内に呼気される空気は吸気導管１０２を通してシュノーケル１００から出ることができない。代わりに、呼気はチャンバ１０６内にたまり、チャンバ１０６内に呼気圧力を作り出す。
【００４７】
例示的なシュノーケル１００はまた、弁プレート１２０および可撓性膜１２０を備えており、これらは共に呼気弁を形成する。弁プレート１２０は呼気ポート１３２を備えている。弁プレート１２０はまた、図１１Ｄに示すように、２つのチャンバポート１３４を備えている。可撓性膜１３０は弁プレート１２０の縁部に取り付けられており、可撓性膜１３０が図１０Ａに開示するように閉位置にある場合に呼気ポート１３２を密封するように働く。
【００４８】
チャンバポート１３４は呼気ポート１３２に対向して位置決めされている。この文脈において、かつ特許請求の範囲では、「呼気ポートに対向して位置決めされた少なくとも１つのチャンバポート」という表現は、弁プレート１２０の実質的に一方側に位置決めされた呼気ポート、および弁プレート１２０の実質的にもう一方側に位置決めされた少なくとも１つのチャンバポートとして定義されている。この定義を続けて、この定義はチャンバポートが呼気ポートを部分的に囲むように呼気ポートとのチャンバポートのいくつかの重なりがある図１１Ｄおよび１３Ｄに示すような状況を含んでいるが、この定義は図５Ｂおよび５Ｄの剛性支持ディスク３６で示すような、チャンバポートが呼気ポートを囲んでいるまたは実質的にその周りにある状況を含んでいない。この定義により、可撓性膜１３０が、チャンバポートの直ぐ下に位置決めされた可撓性膜１３０の側面で始まる弁プレート１２０から離れるように次第に剥がれることが可能なる。
【００４９】
また、呼気導管１２８の一部を形成する呼気導管下側マウント１２２が、図１０Ａおよび１０Ｂに開示されている。呼気管１２４は、リブ１２６で呼気導管下側マウント１２２に取り付けられている。
【００５０】
シュノーケル１００が水中に沈められると、シュノーケル１００を囲んでいる水の周囲水圧力は、可撓性膜１３０を弁プレート１２０に対して押し、それによって呼気ポート１３２を密封する。使用者がチャンバ１０６内に呼気する場合、チャンバ１０６内部にたまる呼気圧力は、弁プレート１２０のチャンバポート１３４を通して可撓性膜１３０に作用する開力１４０を作り出す。この開力１４０は、可撓性膜１３０を第１の方向に偏倚させる。同時に、沈められたシュノーケル１００を囲む水の周囲水圧力は、可撓性膜１３０を第２の位置に偏倚させる閉力１５０として働く。開力１４０の第１の方向は、閉力１５０の第２の方向とほぼ反対である。
【００５１】
図１０Ａに開示するように、閉力１５０が開力１４０より大きいまたはこれと同じである場合、可撓性膜１３０は呼気ポート１３２を密封し、それによって呼気ポート１３２を通してチャンバ１０６から実質的に空気が放出されない。しかし、図１０Ｂに開示するように、開力１４０が閉力１５０を超える場合、可撓性膜１３０は呼気ポート１３２を密封せず、呼気１４２はチャンバ１０６から呼気導管１２８内に放出される。呼気１４２が呼気導管１２８に到達すると、呼気１４２はシュノーケル１００から放出される。
【００５２】
図１１Ａおよび１１Ｂで開示するように、可撓性膜１３０は任意選択では、可撓性膜１３０内に一体的に形成され、弁プレート１２０に対して可撓性膜１３０を閉じるのに伴なう可能性がある騒音を少なくするように、弁プレート１３４に対して閉じる可撓性膜１３０の衝撃を減衰するように働く突起１３８を備えることができる。図１１Ｃおよび１１Ｄに開示するように、弁プレート１２０はまた任意選択では、弁プレート１２０内に一体的に形成され、突起１３８と実質的に同じ機能を有する突起１３６を備えることができる。弁プレート１２０の呼気ポート１３２はまた任意選択では、呼気ポート１３２の密封していない部分の寸法を最初極めて小さくし、可撓性膜１３０が弁プレート１２０から剥がれるにしたがって次第に大きく成長することができるように、涙形状に形成することができる。図１１Ｄは、弁プレート１２０内に画定された２つのチャンバポート１３４を開示しており、３つ以上のチャンバポートと同様に、１つのチャンバポートのみも可能である。
【００５３】
図１２Ａ〜１２Ｃに開示するように、シュノーケル２００は別の代替呼気弁構成を備えている。シュノーケル２００は、弁プレート１２０および可撓性膜１３０を異なる弁プレート１６０および異なる可撓性膜１８０と交換したことを除いて、図１０Ａおよび１０Ｂのシュノーケル１００と同一である。呼気がチャンバ１０６内に捕捉され、それによってチャンバ１０６内に呼気圧力を作り出すという事実を含み、シュノーケル１００を通したのと同様の方法で空気はシュノーケル２００を通して流れる。
【００５４】
例示的なシュノーケル２００はまた、弁プレート１６０および可撓性膜１８０を備えており、これらは共に呼気弁を形成する。弁プレート１６０は、上側呼気ポート１７０および下側呼気ポート１７２に分割される呼気ポートを備えている。弁プレートはまた、図１３Ｄに示すように、３つのチャンバポート１６６を備えている。可撓性膜１８０は、弁プレート１６０の縁部に取り付けられており、図１２Ａに開示するように、可撓性膜１８０が閉位置にある場合に上側呼気ポート１７０および下側呼気ポート１７０を密封するように働く。また、呼気導管１２８の一部を形成する呼気導管下側マウント１６２が、図１０Ａおよび１０Ｂに開示されている。呼気導管下側マウント１６２は、下側呼気ポート１７０に対応する上側導管１７４、および下側呼気ポート１７２に対応する下側導管１７６を作り出す隔壁１６８によって分割されている。呼気管１２４は、リブ１６４で呼気導管下側マウント１６２に取り付けられている。下側導管１７６は、シュノーケル２００が使用されている場合に、呼気導管１２８に入るあらゆる水が下側導管１７６内に集まる傾向があるような寸法をしており、またそのように位置決めされている。同様に、水が呼気導管１２８の内側表面に沿って濃縮する場合、内側表面の下に走り、下側導管１７６内に集まる傾向がある。したがって、下側導管１７６は、呼気導管１２８に入る水を補足するように働く。
【００５５】
シュノーケル２００が水中に沈められると、シュノーケル２００を囲んでいる水の周囲水圧力は、可撓性膜１８０を弁プレート１２０に対して押し、それによって上側呼気ポート１７０および下側呼気ポート１７２を密封する。使用者がチャンバ１０６内に呼気する場合、チャンバ１０６内部にたまる呼気圧力は、弁プレート１６０のチャンバポート１６６を通して可撓性膜１８０に作用する開力１４０を作り出す。この開力１４０は、可撓性膜１８０を第１の方向に偏倚させる。同時に、沈められたシュノーケル２００を囲む水の周囲水圧力は、可撓性膜１８０を第２の位置に偏倚させる閉力１５０として働く。開力１４０の第１の方向は、閉力１５０の第２の方向とほぼ反対である。
【００５６】
図１２Ａに開示するように、閉力１５０が開力１４０より大きいまたはこれと同じである場合、可撓性膜１８０は呼気ポート１３２を密封し、それによって呼気ポート１３２を通してチャンバ１０６から実質的に空気が放出されない。しかし、図１２Ｂに開示するように、開力１４０が閉力１５０を超える場合、可撓性膜１８０は上側呼気ポート１７０を密封せず、呼気１４２はチャンバ１０６から呼気導管１２８の上側導管１７４内に放出される。呼気１４２が呼気導管１２８に到達すると、呼気１４２はシュノーケル２００から放出される。
【００５７】
可撓性膜１８０はヒンジ付領域１８２を備えている。ヒンジ付領域１８２は、ヒンジ付領域１８２を可撓性膜１８０の周辺領域より薄くすることによって、可撓性膜１８０内に一体的に形成することができる。シュノーケル２００内に組み付けられた場合、ヒンジ付領域１８２は隔壁１６８と位置合わせされ、それによって図１２Ｂに開示されているように、可撓性膜１８０がヒンジ付領域１８２に沿って屈曲すると、上側導管１７４は開かれる可能性があり、下側導管１７６は密封されたままである。図１２Ｃに開示されるように、ヒンジ付領域１８２で可撓性膜１８０を屈曲させるのに必要な開力１４０は、上側ポートおよび下側ポートの両方を開くように可撓性膜１８０を屈曲させるのに必要な開力１４０より小さい。
【００５８】
上側呼気ポート１７０を開くのに必要なより小さい開力、および下側呼気ポート１７２を開くのに必要なより大きな開力のこの差により、シュノーケル２００の使用者は下側呼気ポート１７２を開くことなく、上側呼気ポート１７０を通して通常に呼気することが可能になる。呼気導管１２８に入るあらゆる水は下側導管１７６内に集まる傾向があるので、シュノーケル２００の呼気弁のこの態様により、使用者はシュノーケルから出る呼気の経路内最小限の液体しかない状態で呼気することが可能になる。呼気弁のこのような態様により、使用者は、開力１４０を上側呼気ポート１７０と、下側呼気ポート１７２の両方を開くのに十分大きくさせるために、通常より強制的に周期的および意図的に呼気することが可能になる。このようなことが起こると、下側導管１７６内に捕捉されたあらゆる流体は、強制的に呼気された空気によって呼気導管１２８内を押し上げられ、シュノーケル２００から外に出され、それによって呼気導管１２８から望ましくない流体が取り除かれる。
【００５９】
図１２Ａ〜１２Ｃと、図１３Ａおよび１３Ｂの両方で開示されているように、可撓性膜１８０は任意選択では、可撓性膜１８０内に一体的に形成され、弁プレート１６０に対して可撓性膜１８０を閉じる場合に可撓性膜１８０の衝撃を減衰するように働く突起１８４および１８６を備えることができる。この減衰は、弁プレート１６０に対して可撓性膜１８０を閉じるのに伴なう可能性がある騒音を少なくするように働く。より詳細には、突起１８４は、可撓性膜１８０が下側呼気ポート１７２に対して閉じるかつ密封する場合に、突起１８４が僅かに変形することによって閉動作の衝撃を吸収するように、隔壁１６８と接触するような寸法および構成をしている。この衝撃吸収は、突起１８４が存在しない場合よりも小さな騒音につながる。突起１８６は、上側呼気ポート１７０の内壁に関して同様の機能を果たす。
【００６０】
図１３Ｃおよび１３Ｄに開示するように、上側呼気ポート１７０および下側呼気ポート１７２は共に、弁プレート１６０内に楕円形開口を形成するが、他の形状も可能である。図１１Ｄは、弁プレート１６０内に画定された３つのチャンバポート１６６を開示している。チャンバポート１６６の機能は、単一のチャンバポートによって、または３つ以上のポートによって果たすことができる。
【００６１】
図１４に開示されているように、調節可能な張力を備えた呼気弁を有するシュノーケル２００は、ノブ２０２と、その周りに弾性ひも２０６を巻きつけることができるバレル２０４とを備えている。弾性ひも２０６は、可撓性膜２０８に取り付けられている。可撓性膜２０２の構造および機能は、図１０Ａ〜１３Ｄの可撓性膜１３０および１８０の構造および機能と同様であってもよい、または本明細書に開示した他の可撓性膜と同様であってもよい。弾性ひも２０６は、孔２１０の側部によって可撓性膜２０８にほぼ垂直に保持されている。
【００６２】
ノブ２０２が一方向に旋回すると、弾性ひも２０６はバレル２０４の周りに巻きつき、それによって弾性ひも２０６の張力を作り出す。弾性ひも２０６が可撓性膜２０８に取り付けられているので、弾性ひも２０６の張力はシュノーケル２００内の呼気圧力とほぼ同じ方向に可撓性膜２０８を偏倚させ、それによって可撓性膜２０８に作用する開力に寄与する。したがって、弾性ひも２０６上の張力が増加すると、可撓性膜２０８を開くのに必要な呼気圧力が減少する。逆に、ノブ２０２が反対方向に旋回されると、弾性ひも２０６はバレル２０４からとれ、それによって弾性ひも２０６の張力、および可撓性膜２０８に作用する得られる力１４０が減少する。したがって、シュノーケル２００は、使用者が可撓性膜２０８の張力を手動で調節することを可能にするノブ２００を備えている。
【００６３】
本発明を特定の好ましい実施形態に関して説明したが、当業者に自明である他の実施形態も本発明の範囲内にある。したがって、本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ規定されることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１Ａ】例示的な組み立てたシュノーケルの正面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのシュノーケルの展開正面図である。
【図２Ａ】共に吸気弁を形成する、図１Ａおよび１Ｂのシュノーケルの吸気キャップおよび吸気弁隔膜部材の上面斜視図である。
【図２Ｂ】吸気中に起こるような開位置にある吸気弁を示す、図１Ａおよび１Ｂのシュノーケルの吸気キャップの横断面図である。
【図２Ｃ】呼吸停止または呼気中に起こるような閉位置にある吸気弁を示す、図１Ａおよび１Ｂのシュノーケルの吸気キャップの横断面図である。
【図３Ａ】図１Ａおよび１Ｂのシュノーケルの主管、ならびにその関連構造の横断面図である。
【図３Ｂ】呼気管が主管内を走り、主管の呼気管上部マウントに取り付けた状態の、図３Ａの横断面図である。
【図３Ｃ】図１Ａおよび１Ｂのシュノーケルの主管の下端部の楕円断面図である。
【図３Ｄ】図１Ａおよび１Ｂのシュノーケルの主管、ならびにその関連構造の横断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図１Ａおよび１Ｂのシュノーケルのリブ付可撓性連結管の側面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに示す連結管の断面図である。
【図５Ａ】マウスピース、展開呼気弁／パージ弁アセンブリ、および図１Ａおよび１Ｂのシュノーケルのパージキャップとの接合の展開側面図である。
【図５Ｂ】呼気弁／パージ弁アセンブリの展開斜視図である。
【図５Ｃ】呼気弁／パージ弁アセンブリの展開横断面図である。
【図５Ｄ】この呼気弁／パージ弁アセンブリの上面図である。
【図５Ｅ】呼気弁／パージ弁アセンブリの崩壊横断面図である。
【図６Ａ】閉位置での呼気弁との接合の横断面図である。
【図６Ｂ】通常の呼気中に起こるような、開位置での呼気弁との接合の横断面図である。
【図６Ｃ】パージレベルの呼気中に起こるような、開いた急速パージポートとの接合の断面図である。
【図７Ａ】圧縮可能なアコーディオン式壁面を示す、代替呼気弁／パージ弁装置の断面図である。この壁面は、壁面がパージ動作と同様に完全に膨張されていない限り、閉じている下側および外側のアコーディオン壁面内にスリットを有する。
【図７Ｂ】パージ弁が閉位置にある状態の、開位置での呼気弁を示す、図７Ａと同様の断面図である。
【図７Ｃ】開いた呼気弁およびパージ弁の両方を示す、図７Ａと同様の断面図である。
【図８】垂直に延びるドーム、および外部に位置決めされた呼気管を示す、代替呼気弁／パージ弁装置の別の断面図である。
【図９】スキューバ調整装置の呼気穴または同等物に取り付けられた、連結管に取り付けられるようになっている場合に、呼気弁を格納する接合の横断面図である。
【図１０Ａ】閉位置での代替呼気弁構成の断面図である。
【図１０Ｂ】開位置での図１０Ａの呼気弁構成の断面図である。
【図１１Ａ】図１０Ａの呼気弁構成で使用することができる可撓性膜の側面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの可撓性膜の上面斜視図である。
【図１１Ｃ】図１０Ａの呼気弁構成で使用することができるディスク形の剛性片の側断面図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｃのディスク形の剛性片の底面図である。
【図１２Ａ】弁が閉位置にある、別の代替呼気弁構成の断面図である。
【図１２Ｂ】弁が一部開位置にある、図１２Ａの呼気弁構成の断面図である。
【図１２Ｃ】弁が完全開位置にある、図１２Ａの呼気弁の断面図である。
【図１３Ａ】図１２Ａ〜１２Ｃの呼気弁構成で使用することができる可撓性膜の側面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの可撓性膜の上面斜視図である。
【図１３Ｃ】図１２Ａ〜１２Ｃの呼気弁構成で使用することができる、ディスク形の剛性片の側断面図である。
【図１３Ｄ】図１３Ｃのディスク形の剛性片の底面図である。
【図１４】例示的な張力ノブの断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中呼吸装置で使用される呼気弁であって、水中での呼吸の全体の動作を少なくするために、前記水中呼吸装置の使用者の気道内に末端呼気正圧を生じさせるように構成された呼気弁において、
少なくとも１つのチャンバポートおよび呼気ポートを画定するプレートであって、前記少なくとも１つのチャンバポートは前記呼気ポートに対向させて位置決めされているプレートと、
前記プレートの表面に対して密封可能であり、前記呼気ポートを密封することが可能であるような寸法をしており、またそのように位置決めされる可撓性膜とを備え、
前記可撓性膜は、
前記少なくとも１つのチャンバポートと前記呼気ポートの間を実質的に空気が流れることができないように、前記可撓性膜が前記呼気ポートを密封する密封位置と、
空気が前記少なくとも１つのチャンバポートと前記呼気ポートの間を流れることができるように、前記可撓性膜が前記呼気ポートを密封しない非密封位置と、
を備えた、呼気弁。
【請求項２】
前記プレートは、実質的に剛性があり、ほぼディスク形状をしている、請求項１に記載の呼気弁。
【請求項３】
前記呼気ポートは、楕円形状または涙形状の一方である、請求項１に記載の呼気弁。
【請求項４】
前記可撓性膜は、前記可撓性膜がヒンジ付領域に沿って屈曲する場合に、一方の側部を開いて、もう一方の側部を密封したままにするように、前記呼気ポートを２つの側部に分割するように位置決めされたヒンジ付領域をさらに備えている、請求項１に記載の呼気弁。
【請求項５】
前記プレートと前記可撓性膜の間に位置決めされ、前記プレートおよび／または前記可撓性膜上に形成された少なくとも１つの突起をさらに備えている、請求項１に記載の呼気弁。
【請求項６】
水中での呼吸の全体の動作を少なくするために、水中呼吸装置の使用者の気道内に末端呼気正圧を生じさせるように構成された水中呼吸装置であって、
第１および第２の開口を備えると共に、空気が前記第１の開口を通してチャンバ内に空気を前記第１の開口を通して同時に逃がすのを制限する方法で呼気されている場合に、空気がこれを通して水中呼吸装置から出ることができるチャンバからの絞られていない通路がなく、その結果、前記呼気された空気がチャンバ内に呼気圧力を作り出すように構成されたチャンバと、
前記チャンバと前記第２の開口の間の空気流を絞る弁とを備え、
前記空気流を絞る弁は、
前記少なくとも１つのチャンバポートおよび前記呼気ポートを画定するプレートであって、前記少なくとも１つのチャンバポートは前記呼気ポートに対向して位置決めされ、前記少なくとも１つのチャンバポートおよび前記呼気ポートは前記第２の開口を画定するプレートと、
前記プレートの表面に対して密封可能であり、前記呼気ポートを密封することが可能なような寸法をしており、またそのように位置決めされた可撓性膜であって、前記チャンバ内のあらゆる呼気圧力を含む開力が前記弁を第１の方向に偏倚させ、閉力が前記弁を第２の方向に偏倚させるように構成され、前記第１の方向は前記第２の方向とほぼ反対である可撓性膜とを備え、
前記可撓性膜は、
前記呼気ポートを通して前記チャンバから実質的に空気が放出されないように前記可撓性膜が前記呼気ポートを密封する閉位置であって、前記可撓性膜が前記開力が前記閉力より小さいまたはこれと同じである場合に閉位置に配置されている閉位置と、
前記呼気ポートを通して前記チャンバから空気が放出されるように可撓性膜が前記呼気ポートを密封しない開位置であって、可撓性膜が前記開力が前記閉力を超えた場合に開位置に配置されている開位置と、
を備えた、水中呼吸装置。
【請求項７】
前記第１の開口に連結されたマウスピースをさらに備えている、請求項６に記載の水中呼吸装置。
【請求項８】
前記呼気ポートに連結された呼気導管をさらに備えている、請求項６に記載の水中呼吸装置。
【請求項９】
前記呼気導管が第１の導管および第２の導管を作り出す隔壁によって分割され、前記第２の導管は水中呼吸装置を使用する場合に、前記呼気導管に入るあらゆる水が前記第２の導管内に集まる傾向があるような寸法をしており、そのように位置決めされている、請求項８に記載の水中呼吸装置。
【請求項１０】
前記可撓性膜はさらに、前記可撓性膜がヒンジ付領域に沿って屈曲する場合に、前記第１の導管を開いて、前記第２の導管を密封したままにするように、前記隔壁と位置合わせされたヒンジ付領域を備えている、請求項９に記載の水中呼吸装置。
【請求項１１】
前記可撓性膜の前記ヒンジ付領域で前記可撓性膜を屈曲させ、それによって前記第１の導管だけを開くのに必要な前記開力は、前記第１および第２の導管の両方を開くように前記可撓性膜を屈曲させるのに必要な前記開力より小さい、請求項１０に記載の水中呼吸装置。
【請求項１２】
前記閉力は水中呼吸装置の少なくとも一部が水中に沈められた場合に周囲水圧力を含んでいる、請求項６に記載の水中呼吸装置。
【請求項１３】
前記開力はさらに、前記可撓性膜を実質的に前記第１の方向に偏倚させる前記可撓性膜に取り付けられた弾性ひもの張力によって作り出された力を含んでいる、請求項６に記載の水中呼吸装置。
【請求項１４】
前記弾性ひもの前記張力、および得られる開力は手動で調節可能である、請求項１３に記載の水中呼吸装置。
【請求項１】
水中呼吸装置で使用される呼気弁であって、水中での呼吸の全体の動作を少なくするために、前記水中呼吸装置の使用者の気道内に末端呼気正圧を生じさせるように構成された呼気弁において、
少なくとも１つのチャンバポートおよび呼気ポートを画定するプレートであって、前記少なくとも１つのチャンバポートは前記呼気ポートに対向させて位置決めされているプレートと、
前記プレートの表面に対して密封可能であり、前記呼気ポートを密封することが可能であるような寸法をしており、またそのように位置決めされる可撓性膜とを備え、
前記可撓性膜は、
前記少なくとも１つのチャンバポートと前記呼気ポートの間を実質的に空気が流れることができないように、前記可撓性膜が前記呼気ポートを密封する密封位置と、
空気が前記少なくとも１つのチャンバポートと前記呼気ポートの間を流れることができるように、前記可撓性膜が前記呼気ポートを密封しない非密封位置と、
を備えた、呼気弁。
【請求項２】
前記プレートは、実質的に剛性があり、ほぼディスク形状をしている、請求項１に記載の呼気弁。
【請求項３】
前記呼気ポートは、楕円形状または涙形状の一方である、請求項１に記載の呼気弁。
【請求項４】
前記可撓性膜は、前記可撓性膜がヒンジ付領域に沿って屈曲する場合に、一方の側部を開いて、もう一方の側部を密封したままにするように、前記呼気ポートを２つの側部に分割するように位置決めされたヒンジ付領域をさらに備えている、請求項１に記載の呼気弁。
【請求項５】
前記プレートと前記可撓性膜の間に位置決めされ、前記プレートおよび／または前記可撓性膜上に形成された少なくとも１つの突起をさらに備えている、請求項１に記載の呼気弁。
【請求項６】
水中での呼吸の全体の動作を少なくするために、水中呼吸装置の使用者の気道内に末端呼気正圧を生じさせるように構成された水中呼吸装置であって、
第１および第２の開口を備えると共に、空気が前記第１の開口を通してチャンバ内に空気を前記第１の開口を通して同時に逃がすのを制限する方法で呼気されている場合に、空気がこれを通して水中呼吸装置から出ることができるチャンバからの絞られていない通路がなく、その結果、前記呼気された空気がチャンバ内に呼気圧力を作り出すように構成されたチャンバと、
前記チャンバと前記第２の開口の間の空気流を絞る弁とを備え、
前記空気流を絞る弁は、
前記少なくとも１つのチャンバポートおよび前記呼気ポートを画定するプレートであって、前記少なくとも１つのチャンバポートは前記呼気ポートに対向して位置決めされ、前記少なくとも１つのチャンバポートおよび前記呼気ポートは前記第２の開口を画定するプレートと、
前記プレートの表面に対して密封可能であり、前記呼気ポートを密封することが可能なような寸法をしており、またそのように位置決めされた可撓性膜であって、前記チャンバ内のあらゆる呼気圧力を含む開力が前記弁を第１の方向に偏倚させ、閉力が前記弁を第２の方向に偏倚させるように構成され、前記第１の方向は前記第２の方向とほぼ反対である可撓性膜とを備え、
前記可撓性膜は、
前記呼気ポートを通して前記チャンバから実質的に空気が放出されないように前記可撓性膜が前記呼気ポートを密封する閉位置であって、前記可撓性膜が前記開力が前記閉力より小さいまたはこれと同じである場合に閉位置に配置されている閉位置と、
前記呼気ポートを通して前記チャンバから空気が放出されるように可撓性膜が前記呼気ポートを密封しない開位置であって、可撓性膜が前記開力が前記閉力を超えた場合に開位置に配置されている開位置と、
を備えた、水中呼吸装置。
【請求項７】
前記第１の開口に連結されたマウスピースをさらに備えている、請求項６に記載の水中呼吸装置。
【請求項８】
前記呼気ポートに連結された呼気導管をさらに備えている、請求項６に記載の水中呼吸装置。
【請求項９】
前記呼気導管が第１の導管および第２の導管を作り出す隔壁によって分割され、前記第２の導管は水中呼吸装置を使用する場合に、前記呼気導管に入るあらゆる水が前記第２の導管内に集まる傾向があるような寸法をしており、そのように位置決めされている、請求項８に記載の水中呼吸装置。
【請求項１０】
前記可撓性膜はさらに、前記可撓性膜がヒンジ付領域に沿って屈曲する場合に、前記第１の導管を開いて、前記第２の導管を密封したままにするように、前記隔壁と位置合わせされたヒンジ付領域を備えている、請求項９に記載の水中呼吸装置。
【請求項１１】
前記可撓性膜の前記ヒンジ付領域で前記可撓性膜を屈曲させ、それによって前記第１の導管だけを開くのに必要な前記開力は、前記第１および第２の導管の両方を開くように前記可撓性膜を屈曲させるのに必要な前記開力より小さい、請求項１０に記載の水中呼吸装置。
【請求項１２】
前記閉力は水中呼吸装置の少なくとも一部が水中に沈められた場合に周囲水圧力を含んでいる、請求項６に記載の水中呼吸装置。
【請求項１３】
前記開力はさらに、前記可撓性膜を実質的に前記第１の方向に偏倚させる前記可撓性膜に取り付けられた弾性ひもの張力によって作り出された力を含んでいる、請求項６に記載の水中呼吸装置。
【請求項１４】
前記弾性ひもの前記張力、および得られる開力は手動で調節可能である、請求項１３に記載の水中呼吸装置。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１１Ｄ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１３Ｄ】
【図１４】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１１Ｄ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１３Ｄ】
【図１４】
【公表番号】特表２００８−５４０２５６（Ｐ２００８−５４０２５６Ａ）
【公表日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５１３５７３（Ｐ２００８−５１３５７３）
【出願日】平成１８年５月１９日（２００６．５．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０１９６５９
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１２７５５７
【国際公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【出願人】（５０７３８５００６）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１９日（２００６．５．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０１９６５９
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１２７５５７
【国際公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【出願人】（５０７３８５００６）
【Ｆターム（参考）】
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