JP2009532109A - 呼吸用保護装置 - Google Patents

Abstract

呼吸用装置はフェースシールと一体型本体とを備えており、その一体型本体はフェースシールとの境界面を形成しており、レンズとシャーシとを備える。このシャーシは流体接続用の少なくとも１つのポートを備える。

Description

呼吸に適した空気源を着用者に提供するための呼吸用保護装置（呼吸マスクとも呼ばれる）が、種々様々な用途において使用されている。

呼吸マスクは、空気源が汚染されうる火災、軍事作戦および危険な工業用途の間に使用することができる。呼吸のために清浄空気源を鼻および口に提供することに加えて、フルフェース形呼吸マスクはまた、目および顔を、有害なまたは刺激性のガスおよび他の物質から保護する。この装置は、空気源への、取外し式でかつ取替え式のフィルタ要素またはコネクタを受容するための取り付け台をさらに備えることができる。

広く使用されている特定の種類の呼吸マスクが多数ある。これらの呼吸マスクは、レンズと、そのレンズを着用者の顔面の周りに取り付けるためのフェースシールと、空気源を着用者の顔面に提供するための１つ以上のポートとを備える。ポートは、レンズに取り付けられたフェースシールの中に、またはレンズ材料自体の中に設けられている。これらのポートにより、フェースシールおよび／またはレンズを組むためのプロセスが複雑性とコストを増すことになる。加えて、呼吸マスクは、特定の使用状況に応じて、異なる様式を目指して構成されることがある。しかしながら、呼吸マスクを複数の状況に対して構成すると、その呼吸マスクが最適性を満たさなくなってしまうという設計トレードオフにつながることがある。

一態様において、本発明は、フェースシールと一体型本体とを備える呼吸用装置であり、その一体型本体は、フェースシールとの境界面を形成し、レンズとシャーシとを備える。シャーシは、流体接続用の少なくとも１つのポートを備える。

別の態様において、本発明は、フェースシールと第１の一体型本体とを備える組合わせ体であり、その第１の一体型本体は、フェースシールとの境界面をなすように適合されている。第１の一体型本体は、レンズとシャーシとを備える。シャーシは、流体接続用の少なくとも１つのポートを備える。この組合わせ体はさらに、フェースシールとの境界面をなすように適合された第２の一体型本体を備えており、またレンズとシャーシとを備える。このシャーシは、流体接続用の少なくとも１つのポートを備える。

別の態様において、本発明は、呼吸用装置を操作する方法であって、その方法は、フェースシールを準備するステップと、そのフェースシールとの境界面を形成するように適合された一体型本体を準備するステップとを含んでなる。この一体型本体は、レンズとシャーシとを備える。このシャーシは、流体接続用の少なくとも１つのポートを備える。

この概要は、本明細書に示す概念の、開示する各実施形態またはすべての実現形態を説明することを意図したものではない。図および以下の詳細な説明によって、例示的な実施形態をより具体的に例証する。

用語解説
以下に記載する用語は、以下に定義する意味を有する。

「周囲空気」は、清浄化とは無関係の所与の環境に存在する空気、または、その環境に存在する、機器を動かす空気を意味する。

「空気源」は、送風ユニット、圧縮空気の供給源、タンクまたは他の装置によって与えられる空気の供給部を意味する。

「清浄空気」は、濾過した空気、または、それ以外の方法で、吸い込んだり皮膚と接触したりしても安全にした空気を意味する。

「シャーシ」は、呼吸用装置の構成要素用の、フェースシール以外の支持構造体を意味する。

「流体接続」は、流体がそれを通じて交換されうる接続を意味する。

「境界面」は、隣接する構成要素間の共通の境界を形成する表面を意味する。

「レンズ」は、光を通過させる材料でできた装置を意味する。

「一体でない」とは、互いに分離していることを意味する。

「不透明」とは、光を通さないことを意味する。

「透明」とは、光を通し、その結果、物体または像を見ることができることを意味する。

「一体型」とは、２つ以上の部品が互いに結合されていることを意味する。

図１は、着用者１２によって着用されている呼吸用保護装置１０の等角図である。装置１０はフェースシール１４を備えており、このフェースシール１４は、装置１０を着用者１２の頭部に固定するためのハーネス１６を有している。一体型本体１８は、フェースシール１４との境界面を形成して、空気および他の汚染物質が着用者１２の顔面に達するのを防止している。ノーズカップ１９が一体型本体１８に結合されており、着用者１２の鼻および口を囲んでいる。フレーム２０が、一体型本体１８をフェースシール１４に締着するように設けられている。操作の間、装置１０は、有害な気体、蒸気および／または粒子状物質から着用者を保護する。空気入口および／または出口への接続をなすために、少なくとも１つのポートが、一体型本体１８内に設けられている。場合によっては、分離した吸気ポートと分離した排気ポートが用いられる。

図２は、装置１０の組立て分解等角図である。フェースシール１４は、着用者の顔面との液密な密封、ならびに一体型本体１８などの各種の一体型本体構造との境界面をもたらすように設計されている。一体型本体１８との境界面を形成する目的で、フェースシール１４は環状リング２２を備える。環状リング２２は、シリコーンゴムなどのエラストマーのゴムで作ることができ、また、着用者の視界を著しく妨げないように着用者の顔面を囲むべく寸法決めすることができる。一体型本体１８は、環状リング２２の内側表面２４との境界面を形成している。フレーム２０は、環状リング２２の外側表面２６を囲んで、内側表面２４を一体型本体１８に対して密封するように締着している。

フェースシール１４は、各種の一体型本体構造と共に操作可能となっているので、着用者１２は、特定の状況に対して、適当な一体型本体と共に装置１０を操作するように選択することができる。以下で論じるように、一体型本体は、装置１０の各種の機能的構成要素を支持し担うことができる。例えば、着用者は、装置１０を使用する状況に応じて、伝声ポートおよび／または電動空気源への接続部を含んだ特定の一体型本体を選定することができる。したがって、着用者１２は、各状況に対して別個のフェースシール１４を有する必要はなく、それによって、各種の用途のために複数の好適な呼吸用保護装置を有するコストを減じることができる。単一の共通のフェースシールを使用すればよいので、着用者は、自身の頭部に良好にフィットする特定のフェースシールを見出すことができる。このフェースシールを見出すと、着用者は、その選定したフェースシールの寸法を使用することができ、また、そのフェースシールが適正なフィットをもたらすことを確信することができる。加えて、フェースシール１４は、流体接続のためのポートなどの機能的構成要素を備える必要がないので、フェースシール１４に使用する材料の量およびフェースシール１４の構造の複雑さが減じられる。

一体型本体１８は、特定の操作モードに対して最適化することができる。装置１０を利用する危険な状況に応じて、様々なモードを選定することができる。この選定は、特定の汚染物質、およびその状況に対する汚染物質の濃度レベルに依存していてもよい。汚染物質が高濃度であると、電動ファン付呼吸用保護具（ＰＡＰＲ）または送気マスクの使用が必要となることがある。特定のモードに対する一体型本体内の構成要素および／または機構の数、寸法および配置は、最適化することができる。結果として、各一体型本体は、特定のモードに対する必要性を満たす簡潔な設計を構成することができる。したがって、装置１０は、使用の簡潔性（付着部品が存在せず、それによって、付着部品の目的および必要性についての混乱が回避されるため）、訓練の容易性、および保守の容易性をもたらしている。さらに、ユーザーの保護性、快適性および体感性を向上させることができる。

一体型本体１８は、シャーシ３０と、シャーシ３０と一体のレンズ３２とを備える。シャーシ３０は、呼吸用装置１０内の機能的構成要素に対する支持構造を形成している。これらの機能的構成要素は、１つ以上のレンズ、呼吸用構成要素、伝声用構成要素、センサーなどを備えることができる。

シャーシ３０は、高温および化学薬剤に対して耐性のある熱可塑性材料から形成することができる。例えば、シャーシ３０は、ナイロン、Ｘｅｎｏｙ（登録商標）樹脂および／またはそれらの組合わせなど、工業グレードの熱可塑性樹脂から形成することができる。Ｘｅｎｏｙ（登録商標）樹脂は、半結晶質のポリエステル（例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）でもよい）とポリカーボネートとの配合物である。Ｘｅｎｏｙ（登録商標）樹脂は、マサチューセッツ州ピッツフィールド（Pittsfield）のＧＥプラスチック社（GE Plastics）から入手可能である。所望により、シャーシ３０は、光が通過するのを防止するように、不透明にすることができる。シャーシは、例えば摩耗、衝撃および／または溶接スパッタに対して耐性があるなど、他の物理的特性を所望により有していてもよい。

レンズ３２は、ポリカーボネートなどの透明な工業グレードの熱可塑性樹脂から形成し、シャーシ３０に固定することができる。したがって、シャーシ３０およびレンズ３２は、異なる材料から形成することができる。レンズ３２は、一体構造を形成するようにシャーシ３０に結合することができる。例えば、レンズ３２は、化学的に、機械的に、または熱的に、シャーシ３０に結合することができる。レンズ３２は、成形するかないしは別の方法で形成し、例えば成形または溶接プロセスを利用してシャーシ３０に固定することができる。いずれにしても、液密な密封がシャーシ３０とレンズ３２との間に形成される。

加えて、レンズ３２は透明にすることができ、また、コーティングで処理して化学薬品および／または引掻きに対する耐性を増すことができる。様々な用途に対し、レンズ３２は、様々な種類のもの、例えば着色したもの、明澄なもの、偏光したもの、自動遮光するものなどにすることができる。また、留意に値することとして、シャーシ３０は装置１０の機能的構成要素を含んでいるので、レンズはこれらの構成要素を含む必要がなく、それによって、レンズ３２に使用する材料の量およびレンズ３２の複雑性を減じることができる。したがって、レンズ３２の設計は、視野にとって重要な光学特性を、他の構成要素を支持する上で必要な複雑性が原因で損なうことなく、それらの特性を重視したものにすることができる。

サイドカートリッジ３４は、着用者が周囲空気を装置１０の外側から吸い込むように、好適な空気処理媒体を備えることができ、その周囲空気は、次いで空気処理媒体によって濾過されるか、ないしは別の方法で、吸い込みかつ／または皮膚と接触しても安全となるようになされる。カートリッジ３４は、他のカートリッジをシャーシ３０に取り付けられるように、取り外し式にすることができる。着用者１２が清浄空気を吸い込むと、その空気は、排気ポート３６を通じて排気することができる。弁カバー３７がポート３６を覆うために設けられており、ポート３６を通じた汚染物質の望ましくない侵入を防止している。伝声ポート３８は、着用者から装置１０の外側へと、音声を増幅するかないしは別の方法で伝達することができる。

一体型本体１８をフェースシール１４に密封するために、一体型本体１８は、環状リング２２の内側縁部２４と接触するように配置されている。一体型本体１８は、より確実な密封をフェースシール１４と一体型本体１８との境界面にもたらすために、リブを有するチャネルを備えることができる。フレーム２０は、ロッキングバンドまたはカラーであってもよいが、環状リング２２の外側縁部２６の周りに配置される。フレーム２０は単に、フェースシール１４を一体型本体１８に締着するのに使用しうる機構の一例である。他の好適な機構もまた用いることができる。

図示した実施形態において、ファスナ４０を使用して、締着力を外側表面２６の周りにもたらすことができ、その結果、密封された境界面がフェースシール１４と一体型本体１８との間に形成される。フレーム２０は、ファスナ４０を受容するために、第１の開口部４２と第２の開口部４４とを備える。第２の開口部４４は、ファスナ４０上のねじ山と嵌合するようにねじ切りすることができる。代替の一体型本体を利用する目的で、ファスナ４０を緩め、一体型本体１８をフェースシール１４から分離することができる。次いで、代替の一体型本体を内側表面２４と接触するように配置し、フレーム２０を使用して締着することができる。

図３〜６は、フェースシール１４との境界面を形成するように適合された代替の一体型本体を示している。これらの一体型本体のうちの１つ以上は、特定の一体型本体を特定の用途に応じて選定しうるように、フェースシール１４および／またはフレーム２０を備えることができる。したがって、着用者は、様々な一体型本体を交換し、単一のフェースシール１４を有する費用のみを負うことができる。また、他の利点が、上記の議論に基づいて実現される。

図３は、シャーシ５２とレンズ５４とを有する一体型本体５０の等角図である。レンズ５４は、上述のようにシャーシ５２に固定されている。シャーシ５２は、電源コード５８用の電気的接続部５６を備える。電源コード５８は、バッテリパック（図示せず）に取り付けられており、シャーシ５２内に埋め込まれたフェース装着式送風ユニット６０に電流を供給している。送風ユニット６０が周囲空気をフィルタ６２を通じて引き込み、清浄空気を着用者の呼吸ゾーンの中に吹き込むように、フィルタ６２を設けることができる。一体型本体５０は、高濃度の汚染物質が存在する状況の場合に有用となる。空気を着用者が排気できるように排気用ポート６４が設けられている。上述のように、弁カバー（図示せず）を使用してポート６４を覆うことができる。

図４は、シャーシ７２とレンズ７４とを有する一体型本体７０の等角図である。レンズ７４はシャーシ７２に固定されている。シャーシ７２は、加圧されたまたは電動式で送られた空気を送風ユニットまたは圧縮空気源から送達するために、ホース７８に結合されたポート７６をさらに備える。空気を着用者が排気できるように排気用ポート８０がさらに設けられており、この排気用ポート８０は、上述のように弁カバーで覆うことができる。

図５は、シャーシ９２とそれに固定されたレンズ９４とを有する一体型本体９０の等角図である。シャーシ９２は、中央フィルタ９６に結合されたポートを備える。着用者の呼吸作用によって、空気がフィルタ９６を強制的に通過する。排気ポート９８により、空気を着用者が排気することが可能となっている。また弁カバーを使用してポート９８を覆うこともできる。

加えて、レンズ３２、５４、７４および９４はすべて、形状および寸法において類似している。したがって、これらのレンズに対するそれぞれのシャーシは、呼吸用装置の様々な機能的構成要素を含んでいるが、類似したレンズを様々なシャーシに対して使用して、製造コストを減じることができる。

図６は、一体型本体１００の等角図である。一体型本体１００は、シャーシ１０２とそれに固定されたレンズ１０４とを備える。シャーシ３０と同様に、シャーシ１０２は、サイドカートリッジ１０６と排気ポート１０８とを備える。またポート１０８は、弁カバーで覆うこともできる。この実施形態において、レンズ１０４は、レンズ１０４とシャーシ１０２の双方がフェースシール１４との境界面を形成するように、一体型本体１００の外側縁部へ延びている。

フェースシール１４などの共通のフェースシールを利用することにより、各種の一体型本体構造を使用して、呼吸用保護装置を操作することができる。したがって、フェースシールと１つ以上の一体型本体との組み合わせにより、着用者は、危険な呼吸状況に遭遇したときに各種の選択肢を得ることができる。フレーム２０などのフレームを使用すると、着用者は容易に１つの一体型本体をフェースシールから分離し、第２の一体型本体をそのフェースシールに密封することができる。

本発明について、いくつかの代替的な実施形態を参照して説明してきたが、本発明の趣旨および範疇から逸脱することなく形状および細部において変更をなし得ることが、当業者には理解されよう。例えば、任意の特定の一体型本体構造を、フェースシールと組み合わせて使用することができる。さらに、一体型本体内のポートおよび接続部の各種の構成要素および構成を使用することができる。さらに、一実施形態に関して図示し説明した機能は、所望により、他の実施形態の機能と組み合わせることもできる。

本明細書に示す構想について、添付の図を参照してさらに説明するが、その図において、同様の構造または系の要素は、いくつかの図を通じて同様の参照符合で参照することがある。

上記に確認した図は、本発明の１つ以上の実施形態を示しているが、本明細書で議論するように、他の実施形態もまた企図される。いずれの場合においても、本明細書に示す構想は、限定するのではなく代表して本発明を説明するものである。本発明の原理の範疇および趣旨に含まれる多数の他の修正形態および実施形態が、当業者によって考案されうることを理解されたい。

着用者によって着用されている呼吸用保護装置の等角図。 呼吸用保護装置の組立て分解等角図。 一体型本体の等角図。 一体型本体の等角図。 一体型本体の等角図。 一体型本体の等角図。

Claims (20)

1. フェースシールと、
   前記フェースシールとの境界面を形成する一体型本体であって、
   レンズと、
   前記レンズと一体ではなく流体接続のための少なくとも１つのポートを備えるシャーシと、を備える一体型本体と、を含む呼吸用装置。
2. 前記レンズは第１の材料から形成されており、前記シャーシは、前記第１の材料とは異なる第２の材料から形成されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１の材料はポリカーボネートであり、前記第２の材料はポリエステルとポリカーボネートの配合物である、請求項２に記載の装置。
4. 前記フェースシールと前記一体型本体との締着をもたらすように適合されたフレームをさらに備える、請求項１に記載の装置。
5. 前記レンズは透明であり、前記シャーシは不透明である、請求項１に記載の装置。
6. 前記少なくとも１つのポートに動作可能に結合された空気処理媒体をさらに備える、請求項１に記載の装置。
7. 前記シャーシは伝声ポートをさらに備える、請求項１に記載の装置。
8. 前記シャーシと前記レンズの少なくとも一方は、前記フェースシールとの境界面を形成する、請求項１に記載の装置。
9. 前記レンズは、明澄なもの、着色したもの、偏光したもの、および自動遮光するものの１つである、請求項１に記載の装置。
10. フェースシールと、
    前記フェースシールと境界面をなすように適合されている第１の一体型本体であって、レンズとシャーシとを備えており、前記シャーシは前記レンズと一体ではなく流体接続用の少なくとも１つのポートを備える、第１の一体型本体と、
    前記フェースシールと境界面をなすように適合されている第２の一体型本体であって、レンズとシャーシとを備えており、前記シャーシは前記レンズと一体ではなく流体接続用の少なくとも１つのポートを備える、第２の一体型本体と、を含む組合わせ体。
11. 前記第１の一体型本体と前記第２の一体型本体の一方を前記フェースシールに締着するように適合されたフレームをさらに備える、請求項１０に記載の組合わせ体。
12. 前記第１の一体型本体の前記レンズは第１の材料でできており、前記第１の一体型本体の前記シャーシは、前記第１の材料とは異なる第２の材料でできている、請求項１０に記載の組合わせ体。
13. 前記第１の一体型本体は空気源に結合可能であり、前記第２の一体型本体は、負圧のポートに結合可能である、請求項１０に記載の組合わせ体。
14. 呼吸用装置を操作する方法であって、
    フェースシールを準備するステップと、
    前記フェースシールと境界面をなすように適合された一体型本体を準備するステップであって、前記一体型本体はレンズとシャーシとを備え、前記シャーシは前記レンズと一体ではなく流体接続用の少なくとも１つのポートを備える、ステップと、を含んでなる方法。
15. 前記一体型本体を前記フェースシールから分離するステップと、
    第２の一体型本体を準備するステップであって、その第２の一体型本体が前記フェースシールとの境界面を形成するようにするステップと、をさらに含んでなる、請求項１４に記載の方法。
16. 前記一体型本体を準備するステップは、前記レンズと前記シャーシとを互いに結合することを含んでなる、請求項１４に記載の方法。
17. 前記少なくとも１つのポートに結合可能な空気処理媒体を準備するステップをさらに含んでなる、請求項１４に記載の方法。
18. 前記一体型本体を前記フェースシールに締着するように適合されたフレームを準備するステップをさらに含んでなる、請求項１４に記載の方法。
19. 前記シャーシは第１の材料から形成されており、前記レンズは前記第１の材料とは異なる第２の材料から形成されている、請求項１４に記載の方法。
20. 前記レンズは、明澄なもの、着色したもの、偏光したもの、および自動遮光するものの１つである、請求項１４に記載の方法。

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