JP2010035602A - 防護マスク - Google Patents

Abstract

【課題】吸気口を開閉するためのシャッタを備えた防護マスクの提供。
【解決手段】防護マスク１が面体２の外側から操作して吸気口２０を開閉することのできるシャッタ３０を備えている。シャッタ３０は、シャッタ板３１と、操作用シャフト３２と、弾性パッキング３３とを含む。弾性パッキング３３は、環状のもので、シャッタ板３１にその周縁部に沿って取り付けられていて、吸気口２０の周縁部に密着する。
【選択図】図２

Description

この発明は、防毒マスクや防塵マスク等として使用するのに好適な防護マスクに関する。

防毒マスクや防塵マスクであって、それを着用したときに空気漏れを生じることがないように面体が顔面に密着していることを確認するためのフィットチェック機能を有しているものは、従来公知である。

例えば、実公昭６０−４１２４３号公報（特許文献１）に開示された防塵マスクは、吸気口を開閉することのできる弁体を有していて、マスクの外側からその弁体を操作する。マスクを着用した後に、弁体によって吸気口を閉じると、着用状態が良好で空気漏れを生じないときには、着用者が息苦しくなる。そのことによって、着用者は着用状態が良好であることを確認することができる。弁体は、ゴムで作られたり、ゴム等のパッキング材を貼り付けた板状のプラスチックで作られたりする。

また、特開２００７−１８１５７０号公報（特許文献２）に開示された防護マスクは、通気孔を開閉可能なシャッタープレートを有する。このマスクでは、それを着用した後にシャッタープレートで通気孔を閉じることによって、着用状態が良好であるか否かを知ることができる。
実公昭６０−４１２４３号公報 特開２００７−１８１５７０号公報

特許文献１には、防じんマスクの弁体を製作するときに、いかにすれば弁体の動きが軽快になるかということや、いかにすればパッキングを板状のプラスチックに簡単に取り付けることができるかということまでは開示されていない。例えば、板状のプラスチックの板面全体にパッキングを貼着することは困難なことではない。しかし、そのようにして得られる弁体は、吸気口を開閉するときに、パッキングと吸気口の周囲とが広い面積にわたってこすり合うので、弁体の動きは軽快なものになり難い。

特許文献２における防護マスクでは、通気孔の周囲にゴム等の柔軟弾性材料で形成された環状のパッキングが取り付けられている。このマスクでは、シャッタープレートとパッキングとが広面積にわたってこすり合うという問題は解消するが、通気孔の周囲に取り付けられたパッキングによって、開口の面積がそのパッキングの分だけ減少して、通気孔においての通気抵抗が高くなる傾向にある。

そこで、この発明は、フィットチェック機能を有する従来の防護マスクに対して、シャッタの操作を軽快なものにしたり、吸気口における通気抵抗の上昇を抑えたりすることができるように、改良を施すことを課題にしている。

前記課題を解決するために、この発明が対象とするのは、マスク着用者における顔面の少なくとも鼻孔と口許とを覆うことが可能であって吸気口と排気口とが形成されている面体を有し、前記吸気口の外側にはフィルタを着脱することができ、前記吸気口の内側と前記排気口の外側とには吸気用と排気用との逆止弁がそれぞれ取り付けられており、前記面体の外側から操作して前記吸気口を開閉することのできるシャッタを備え、前記シャッタで前記吸気口を一時的に閉じることによって、前記面体の前記顔面に対する密着状態の良否を判断することが可能な防護マスクである。

かかる防護マスクにおいて、この発明が特徴とするところは、以下のとおりである。前記シャッタは、前記フィルタと前記吸気用逆止弁との間において前記吸気口を閉じることができるように前記吸気口よりも大きく形成されたシャッタ板と、前記シャッタ板から前記面体の外側にまで延びている操作用シャフトと、前記シャッタ板の周縁部に取り付けられていて前記吸気口の周囲に前記吸気口の外側から密着可能な弾性パッキングとを含む。前記パッキングは、前記シャッタ板の周縁部に沿って延びる環状のものである。

この発明の実施形態の一つにおいて、前記パッキングは、前記シャッタ板の径方向における断面が前記径方向の内側に向かってコの字型に開口する溝を有するものであり、前記シャッタ板の周縁部が前記溝に嵌合している。

この発明の実施形態の他の一つにおいて、前記シャッタ板は、前記吸気口と向かい合う内面とその反対面である外面とを有し、前記パッキングは、前記シャッタ板の内面に密着して前記周縁部を一周する環状部と、前記周縁部に沿って前記シャッタ板に間欠的に形成されている透孔において前記シャッタ板を前記内面から前記外面に向かって貫通するように前記環状部に形成されている突起部とを有している。

この発明の実施形態の他の一つにおいて、前記シャッタ板は、前記シャフトによって操作されると、前記面体における前記吸気口近傍の平坦面を摺動するものであり、その平坦面の一部分には前記シャッタ板と前記平坦面との接触面積を少なくすることが可能な凹部が形成されている。

この発明の好ましい実施形態の他の一つにおいて、前記凹部は、前記平坦面を梨地加工することにより形成されている。

この発明の実施形態のさらに他の一つにおいて、前記シャフトは、前記面体を貫通して前記面体の外側にまで延びており、前記面体では潤滑剤を滲出させるブッシングが前記シャフトを貫通させる透孔の周縁部に使用されている。

この発明に係る防護マスクでは、顔面に対するマスクの密着状態が良好であることを確認するためのシャッタがシャッタ板に環状の弾性パッキングを取り付けることによって形成されているから、シャッタを開閉するときにパッキングと吸気口の周囲とがこすり合う面積を小さく抑えて、シャッタの開閉操作を軽快なものにすることができる。また、そのパッキングがシャッタ板の周縁部に対して取り付けられていることによって、パッキングの存在で吸気口の開口面積が小さくなるという傾向が軽微になる。その結果として、吸気口における吸気抵抗の上昇を抑えることができる。環状のパッキングは、その断面形状がコの字形であることおよびシャッタ板に形成された透孔に挿入可能な突起部を有することのいずれかによって、シャッタ板の周縁部に対する取り付けが容易になる。

添付の図面を参照してこの発明に係る防護マスクの詳細を説明すると、以下のとおりである。

図１は、防護マスク１の斜視図であって、防護マスク１の前後方向と、幅方向と、上下方向とが双頭矢印Ａ，Ｂ，Ｃで示されている。防護マスク１における前後方向Ａの後方向は防護マスク着用者の顔面と向かい合う方向であり、前方向とはその反対方向であって、顔面から遠ざかる方向である。防護マスク１は、顔面のうちの少なくとも鼻孔と口許とを覆うことのできる面体２と、面体２を顔面に密着させるための締紐３とを有するもので、面体２の前方にはフィルタ４が取り付けられている。面体２はまた、その前方ではあるがフィルタ４よりも後方に後記するシャッタ３０の指当て部３６を有し、後方に顔面に密着させる弾性接顔部６を有する。フィルタ４は、面体２から取り外すことのできるもので、防護マスク１の使用目的に応じて適宜の性能を有するものに交換することができる。なお、図１において締紐３は一部分のみが示されている。

図２は、フィルタ４が外されている防護マスク１の斜視図である。防護マスク１の前方部分にはフィルタ取り付け部１１が形成されている。そのフィルタ取り付け部１１は、フィルタ４を着脱させるためのねじ溝１２が形成されている環状周壁部１３と、面体２の前面部分であって吸気口２０が形成されている底部１４を含んでいる。底部１４には、フィルタ取り付け部１１に取り付けられたフィルタ４の後面部分（図示せず）が気密状態で密着可能な環状パッキング１６がある。吸気口２０は、その内側が格子２１によって区分けされていて、その格子２１の後方には吸気用逆止弁２２が設けられている。底部１４の前方には、シャッタ３０が設けられている。シャッタ３０は、シャッタ板３１と、操作用シャフト３２と、パッキング３３とを含んでいる。シャフト３２は、上下方向Ｃへ延びていて、下端部３４がフィルタ取り付け部１１の内側にあり、上端部３５が面体２の外側にあり、下端部３４と上端部３５との間がシャッタ取り付け部１１に形成された透孔１１ａを貫通している（図４参照）。下端部３４は、シャッタ板３１に形成された部位３１ａにおいてシャッタ板３１に取り付けられており、上端部３５には指当て部３６が形成されている。

図３は、シャッタ板３１が上昇して吸気口２０を閉じている状態にある防護マスク１の斜視図である。図２において、シャッタ３０の指当て部３６を指先で押し上げるようにすると、シャッタ板３１が上昇して、図３の如く吸気口２０を密閉することができる。

着用した図１の防護マスク１のシャッタ３０が図３の状態にあり、接顔部６が顔面に密着した状態にあるときには、着用者が呼吸をしても、吸気となるべき空気はシャッタ板３１に阻まれて吸気口２０へ進入することがない。それゆえ、着用者は息苦しさを感じる。そのことは、着用した防護マスク１に空気漏れがなく、着用状態が良好であることを示している。このようにして、防護マスク１の着用状態が良好であることを確認した着用者は、図３の指当て部３６を押し下げてシャッタ板３１を図２の状態に戻し、防護マスク１の使用を開始することができる。

図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線断面図であって、防護マスク１の内部構造が示され、フィルタ４が仮想線で示されている。面体２は、フィルタ取り付け部１１における周壁部１３と底部１４とが硬質プラスチックによって一体的に形成されていて、底部１４はシャッタ板３１が上下方向Ｃへ動くときに摺動する平坦面４１を有している（図３参照）。底部１４に形成されている吸気口２０の内側には格子２１が形成され、格子２１の幅方向Ｂと上下方向Ｃとの中央部には吸気用逆止弁２２を開閉可能に支える支持部４３が形成されている。フィルタ取り付け部１１にはまた、シャフト３２が面体２の外側へ延出する透孔１１ａが形成され、その透孔１１ａの周縁部には、シャフト３２が上下してもフィルタ取り付け部１１の内側を気密に保つことができるようにブッシング４６が取り付けられている。好ましいブッシング４６は、潤滑剤滲出型のものであって、シャフト３２のブッシング４６に対する摺動をスムーズにすることができる。フィルタ取り付け部１１を形成している硬質プラスチックの材料は、上方向Ｃへ延びていて排気用逆止弁５１を外側から保護するボンネット部５２を形成している。面体２は、ボンネット部５２の内側に弾性材料によって接顔部６と一体的に形成されている被覆部５６を有し、被覆部５６には吸気口２０の他に排気口５７が形成されていて、排気口５７の外側には排気用逆止弁５１が取り付けられている。排気用逆止弁５１から排出された呼気は、スリット状の排気口５３を通って防護マスク１の外へ出る（図１，２参照）。図４におけるシャッタ板３１は、下降した状態にあり、シャッタ板３１に取り付けられているパッキング３３がシャッタ取り付け部１１の底部１４における平坦面４１に圧接している。

図５において、（ａ）はシャッタ板３１とパッキング３３とが分離した状態にあるシャッタ３０の分解図であり、（ｂ）はシャッタ板３１とパッキング３３とが一体になったシャッタ３０の組立図であるが、いずれの図においてもシャッタ板３１に取り付けられたシャフト３２が仮想線で示されている。シャッタ板３１は、吸気口２０を覆うことができるように吸気口２０よりも僅かに大きく作られていて、周縁部に沿ってパッキング取り付け用の透孔３１ｃが間欠的に形成されている。シャッタ板３１の前面５８には、シャフト３２を取り付けるための部位３１ａと、シャッタ板３１の剛性を高めるためのリブ３１ｂとが形成されている。シャッタ板３１の後面５９は平滑である。パッキング３３はシャッタ板３１の周縁部に沿って延びるように形成された環状部６１を有するもので、その環状部６１はシャッタ板３１の後面５９に当接する平滑な前面６２を有し、前面６２には透孔３１ｃへ圧入するための弾性変形可能な突起部６４が複数形成されている。突起部６４では、長円形に形成された頭部６４ａの径が長円形の断面を有する軸部６４ｂの径よりも大きく、頭部６４ａの径はまた透孔３１ｃの径よりも大きい。パッキング３３の後面６３には、フィルタ取り付け部１１の底部１４における吸気口２０の周囲に対してパッキング３３が線接触し得るように、少なくとも一条の環状に延びるリブ６６（図４参照）が形成されている。パッキング３３は、突起部６４をシャッタ板３１の透孔３１ｃに圧入することによって、また必要であるならば、パッキング３３の前面６２とシャッタ板３１の後面５９とを接着剤や粘着剤で接合することによって、シャッタ板３１に取り付けることができる。ただし、パッキング３３をシャッタ板３１に対して交換可能なものにしたいときには、接着剤や粘着剤を使用することなくパッキング３３をシャッタ板３１に取り付けることができる。

このようなシャッタ３０を有する防護マスク１では、シャッタ板３１が上昇・下降するときにフィルタ取り付け部１１の底部１４に対して摺動するものは環状のパッキング３３のみであるから、例えばシャッタ板の後面の全体を底部１４に対して摺動させる従来技術に比べると、この発明に係る防護マスク１ではパッキング３３と底部１４との接触面積が少なくて、指当て部３６を使ってのシャッタ３０の操作が軽快なものになる。また、図５に示されているように、パッキング３３は、それに形成されている突起部６４の頭部６４ａをシャッタ板３１の透孔３１ｃに圧入するだけでシャッタ板３１に対する位置決めや取り付けを終えることができるので、防護マスク１におけるシャッタ３０の組み立て作業が簡単になるという利点もある。さらにはまた、パッキング３３を面体２の一部分であるフィルタ取り付け部１１の底部１４に取り付けるのではなくて、シャッタ板３１に取り付けることによって、パッキング３３の存在で吸気口２０の開口面積が小さくなるという傾向を抑え、従来技術に比べて吸気口２０の開口面積を大きくすることができるという利点もある。

図６は、（ａ）と（ｂ）との図によってその利点を説明しようとするものであって、（ａ）は、図４の部分拡大図であるが、吸気口２０における吸気用逆止弁２２とそれを支える支持部４３とが仮想線で示されている。（ｂ）は、（ａ）に示された防護マスク１と対比される従来例の防護マスク１０１についての（ａ）と同様な図である。防護マスク１０１において、防護マスク１の部位に対応する部位には、防護マスク１で使用した参照符号に１００を加えて示してある。また、防護マスク１と防護マスク１０１とは、図に示された吸気口２０，１２０とシャッタ板３１，１３１とを除くと、同一の形状、構造を有している。例えば、フィルタ取り付け部１１，１１１のそれぞれは直径が同じである円形の底部１４，１１４を有しており、シャフト３２，１３２に対しては同形、同大のブッシング４６，１４６が使用されている。

図６の（ａ）において、防護マスク１は、シャッタ板３１が上昇して吸気口２０を閉じている状態にある。そのシャッタ板３１は、上限にまで上昇しているものであって、フィルタ取り付け部１１における周壁部１３の一部分１３ａに接触している。シャッタ板３１には、周縁に沿ってパッキング３３が取り付けられている。吸気口２０は円形のものであって、周縁２０ａがシャッタ板３１の径方向において、パッキング３３のすぐ内側にある。吸気口２０の内径はＤであり、リブ部６６の頂部で測定したときのパッキング３３の内径はＥである。発明者が試作した防護マスク１の具体例において、パッキング３３に幅３．０ｍｍのものを使用し、フィルタ取り付け部１１にはＡＢＳ樹脂の射出成形品であって底部１４の直径が６２．０ｍｍのものを使用したときに、パッキング３３の内径Ｅを最大で２９．１ｍｍに設定し、吸気口２０の内径Ｄを最大で２８．６ｍｍに設定することができた。

図６の（ｂ）において、防護マスク１０１のシャッタ板１３１も吸気口１２０を閉じている状態にある。そのシャッタ板１３１は、上限にまで上昇しているものであって、フィルタ取り付け部１１１における周壁部１１３の一部分１１３ａに接触している。パッキング１３３は、フィルタ取り付け部１１１の底部１１４に形成された溝部１１４ａに嵌められている。シャッタ板１３１に接触しているパッキング１３３のリブ部１６６で測定したときのパッキング１３３は、内径Ｅを有し、その値はパッキング３３の内径Ｅに同じである。溝部１１４ａは、パッキング１３３を底部１１４に取り付けるときの位置決め手段になるとともに、パッキング１３３の取り付けを容易にし、取り付け後の状態を安定させるもので、パッキング１３３を底部１１４に取り付けるときには不可欠といえるものである。その溝部１１４ａは、吸気口１２０の周縁部１２０ａによって内壁部分１１４ｂが形成されていて、吸気口１２０は内径ｄを有している。内径ｄは、底部１１４に溝部１１４ａが形成されていることによって、（ａ）における内径Ｄよりも小さな値のものになる。発明者が試作した防護マスク１０１の具体例において、パッキング１３３にパッキング３３と同じ幅のものを使用し、フィルタ取り付け部１１１にＡＢＳ樹脂の射出成形品であって底部１１４の直径が底部１４の直径と同じであるものを使用したときに、パッキング１３３の内径Ｅを最大で２９．１ｍｍすることができ、吸気口１２０の内径ｄを最大で２５．０ｍｍにすることができた。

試作した防護マスク１と防護マスク１０１とについて、同一の試験条件で吸気抵抗を測定したときの結果の一例では、防護マスク１の吸気抵抗が１１Ｐａであり、防護マスク１０１の吸気抵抗が１３Ｐａであった。このような吸気抵抗の比較によって明らかなように、内径ｄよりも大きな内径Ｄを有する防護マスク１では、吸気口２０の開口面積が吸気口１２０の開口面積よりも大きいので、防護マスク１を着用したときには、防護マスク１０１を着用したときに比べて吸気抵抗が小さく、着用者にとって空気を吸い込むことが容易になる。また、吸気口２０における吸気抵抗が小さいということによって、フィルタ４の設計の自由度が増すという効果も生じる。例えば、吸気抵抗が小さい分だけフィルタ４に使用するろ過材の量が多くなるようにフィルタ４を設計変更することが可能になる。

図７の（ａ），（ｂ）は、この発明の実施形態の一例を示す図５の（ａ），（ｂ）と同様な図である。ただし、パッキング３３は一部分が破断されている。図７の（ａ）におけるパッキング３３もまた弾性材料で形成された環状のものではあるが、シャッタ板３１の径方向における断面形状がコの字型となるような溝３３ａを有している。シャッタ板３１は、薄肉の周縁部３１ｄが溝３３ａに嵌合可能に作られている。シャッタ板３１の周縁部３１ｄは、パッキング３３の弾性を利用して溝３３ａに容易に嵌合させることができ、それによって得られる（ｂ）のシャッタ３０は、図５のシャッタ３０と同じような作用・効果を有する。

図８もまた、この発明の実施形態の一例を示す図２と同様な図である。図８の防護マスク１において、フィルタ取り付け部１１は図２のそれと同様に円形の底部１４を有しているが、その底部１４には長円形の吸気口２０が形成され、シャッタ板３１も楕円形に形成されている。図８の吸気口２０において、上下方向Ｃへ延びる短径Ｆは図６の（ａ）における径Ｄと同じ寸法を有しているが、幅方向Ｂへ延びる長径Ｇは径Ｄよりも大きな寸法を有している。それゆえ、図示例の吸気口２０では、開口面積が図２の吸気口２０よりも大きくなる。

図９は、実施形態の一例を示す図３と同様な図である。この防護マスク１における底部１４の平坦面４１は、パッキング３３が摺動する範囲のうちで多数のドットで示されている一部分１４ａに対して梨地加工が施されている。梨地加工は、平坦面４１に凹部（図示せず）を形成してその凹部ではパッキング３３が平坦面４１と接触することがないようにすることによって平坦面４１とパッキング３３との接触面積を少なくし、指先によるシャッタ３０の上昇・下降操作を軽快にするための手段である。なお、梨地加工した部分のうちでパッキング３３と接触する部位は、滑らかな凸曲面に仕上げられていることが好ましく、またその凸曲面の頂部はパッキング３３に向かって平坦面４１から突出していないことが好ましい。平坦面４１における一部分１４ａにはまた、潤滑剤を塗布してパッキング３３の摺動をスムーズなものにしておくこともできる。シャッタ３０の上昇・下降操作を軽快にする手段として、シャフト３２とブッシング４６との摺動面のいずれか一方、より好ましくはシャフト３２に対するブッシング４６の摺動面４６ａ（図４参照）に梨地加工が施されることもある。

図１０もまた、実施形態の一例を示す図９と同様な図である。図１０の防護マスク１における平坦面４１の一部分１４ａには、上下方向Ｃへ延びる複数条の溝６９が形成されている。溝６９の内側はパッキング３３に接触することのない部位であり、溝６９と溝６９との間の筋状の部位７１は平坦面４１と同一平面上にあって、パッキング３３に接触する。このような溝６９もまた、平坦面４１とパッキング３３との接触面積を少なくして、シャッタ３０の操作を軽快なものにする手段となる。

フィルタが取り付けられている防護マスクの斜視図。 フィルタが外されている防護マスクの斜視図。 シャッタ板が上昇しているときの図２と同様な図。 図２のＩＶ−ＩＶ線断面図。 （ａ），（ｂ）によって分解されたシャッタと組み立てられたシャッタと示す図。 （ａ），（ｂ）によって吸気口の大きさを比較して示す図。 実施形態の一例を示す図５と同様な図。 実施形態の一例を示す図２と同様な図。 実施形態の一例を示す図３と同様な図。 実施形態の一例を示す図９と同様な図。

符号の説明

１ 防護マスク
２ 面体
４ フィルタ
１１ａ 透孔
２０ 吸気口
２２ 吸気用逆止弁
３０ シャッタ
３１ シャッタ板
３２ シャフト
３３ パッキング
３３ａ 溝
４１ 平坦面
４６ ブッシング
５１ 排気用逆止弁
５７ 排気口
５８ 外面
５９ 内面
６１ 環状部
６４ 突起部

Claims (6)

1. マスク着用者における顔面の少なくとも鼻孔と口許とを覆うことが可能であって吸気口と排気口とが形成されている面体を有し、前記吸気口の外側にはフィルタを着脱することができ、前記吸気口の内側と前記排気口の外側とには吸気用と排気用との逆止弁がそれぞれ取り付けられており、前記面体の外側から操作して前記吸気口を開閉することのできるシャッタを備え、前記シャッタで前記吸気口を一時的に閉じることによって、前記面体の前記顔面に対する密着状態の良否を判断することが可能な防護マスクであって、
   前記シャッタが前記フィルタと前記吸気用逆止弁との間において前記吸気口を閉じることができるように前記吸気口よりも大きく形成されたシャッタ板と、前記シャッタ板から前記面体の外側にまで延びている操作用シャフトと、前記シャッタ板の周縁部に取り付けられていて前記吸気口の周囲に前記吸気口の外側から密着可能な弾性パッキングとを含み、
   前記パッキングが前記シャッタ板の周縁部に沿って延びる環状のものであることを特徴とする前記防護マスク。
2. 前記パッキングは、前記シャッタ板の径方向における断面が前記径方向の内側に向かってコの字型に開口する溝を有するものであり、前記シャッタ板の周縁部が前記溝に嵌合している請求項１記載の防護マスク。
3. 前記シャッタ板は、前記吸気口と向かい合う内面とその反対面である外面とを有し、前記パッキングは、前記シャッタ板の内面に密着して前記周縁部を一周する環状部と、前記周縁部に沿って前記シャッタ板に間欠的に形成されている透孔において前記シャッタ板を前記内面から前記外面に向かって貫通するように前記環状部に形成されている突起部とを有している請求項１記載の防護マスク。
4. 前記シャッタ板は、前記シャフトによって操作されると、前記面体における前記吸気口近傍の平坦面を摺動するものであり、その平坦面の一部分には前記シャッタ板と前記平坦面との接触面積を少なくすることが可能な凹部が形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の防護マスク。
5. 前記凹部は、前記平坦面を梨地加工することによって形成されている請求項４記載の防護マスク。
6. 前記シャフトは、前記面体を貫通して前記面体の外側にまで延びており、前記面体では潤滑剤を滲出させるブッシングが前記シャフトを貫通させる透孔の周縁部に使用されている請求項１〜５のいずれかに記載の防護マスク。

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