JP4110110B2 - マスク - Google Patents

Description

この発明は吸気口と排気口とに逆止弁を有し、逆止弁のいずれかが開放状態にあることを感知可能なセンサを備えたマスクに関する。

従来、空気供給用ブロワを有するマスクは公知である。例えば、特開２００３−１０３４９号公報（特許文献１）に開示された呼吸装置は、防じんマスク等として使用可能なものであって、吸気口と排気口とには逆止弁が吸気弁と排気弁として使用され、その吸気弁の前方には面体内に外部のエアを送り込むことが可能なブロワを有する。この呼吸装置はまた、排気弁または吸気弁が開放状態にあることを感知するセンサを有し、このセンサからの信号によって、吸気時にはブロワの回転を早め、排気時にはブロワの回転を遅くするかまたは停止させることができる。センサには、例えばフォトインタラプタが使用される。
特開２００３−１０３４９号公報

特許文献１に開示の呼吸装置の一例では、排気弁の外側にセンサが設けられている。排気弁が弁座から離れて開放状態となり、センサを構成しているフォトインタラプタに一定の距離まで接近すると、発光ダイオードからの赤外線がその排気弁に反射されて、レシーバとしてのトランジスタに届く。そのトランジスタからはブロワの回転を遅くするかまたは停止させるための信号が発せられる。かような装置では、排気弁が開放状態になったことをセンサが的確かつ速やかに感知するか否かによって、ブロワの回転状態を変更するタイミングが適切なものになったり、不適切なものになったりする。

この発明の課題は、吸気用または排気用の逆止弁とそのいずれかが開放状態にあることを感知するセンサとを有する従来のマスクにおいて、センサが的確かつ速やかに逆止弁の状態を感知できるように改良を施すことにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

前記課題を解決するためにこの発明が対象とするのは、吸気口の内側と排気口の外側とのそれぞれに逆止弁が取り付けられた面口部材を有し、前記吸気口における前記逆止弁よりも内側の部位および前記排気口における前記逆止弁よりも外側の部位の少なくとも一方の部位にその一方の部位に近接配置されている前記逆止弁が開放状態にあることを感知可能なセンサを備え、近接配置されている前記逆止弁が、環状の弁座に開閉可能に当接する円盤状の薄膜部と、前記弁座の径方向中央に形成された取付け部位に固定可能であって前記薄膜部から直立している取付け用軸部とを有するマスクである。

かかるマスクにおいて、この発明が特徴とするところは、次のとおりである。前記センサは前記薄膜部のうちの一部分が開放状態となるように変形して前記センサに接近すると前記薄膜部が開放状態にあると感知するものであって、前記逆止弁は前記取付け用軸部が前記薄膜部と一体の基端部を有し、前記基端部は長径と短径とを有する長円形であり、前記薄膜部のうちの前記一部分は、前記センサと向かい合う位置にあり、かつ下記（ａ），（ｂ），（ｃ）のいずれかの状態にあることによって、前記薄膜部におけるその他の部分よりも前記薄膜部の開放する方向への変形が容易となるように形成されている；
（ａ）前記薄膜部の厚さがほぼ一様であり、前記一部分が前記薄膜部のうちで前記短径の延長上にある；
（ｂ）前記弁座の径方向中央に形成された前記取付け部位が、前記逆止弁の前記基端部と相似形であって前記基端部を圧入可能な挿入孔を有し、前記弁座と前記取付け部位との間は、前記挿入孔の長径に関して対称な位置にある部位のうちの一方の部位が塞がれており、もう一方の部位には通気孔が形成されていて、前記一部分が前記もう一方の部位にある；
（ｃ）前記薄膜部は、前記基端部の長径を含む中心線の両側の部位のうちの一方の側の部位では厚さが厚く、もう一方の側の部位では厚さが薄く形成されていて、前記一部分が前記もう一方の側の部位にある。

かような発明においては、逆止弁における薄膜部のうちの一部分が、（ａ），（ｂ），（ｃ）のいずれかの状態にあることによって、特に変形容易に形成されているから、センサによってこの一部分が開放状態にあることを感知するようにすれば、センサは逆止弁が開放状態にあることを的確かつ速やかに感知することができる。

この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記吸気口はそれに取り付けられた前記逆止弁の外側に常態において回転しているエア供給用ブロワを有し、前記センサが前記排気口に取り付けられた前記逆止弁の外側にあって、その逆止弁が開放状態にあることを感知すると前記ブロワの回転を遅くするかまたは停止させる信号を出すものである。

この態様の発明によれば、排気口の外側に設けられたセンサによって排気弁が開放状態にあるか否かを的確かつ速やかに感知して吸気口の前方に設けられたブロワの回転を早くしたり、遅くしたり、停止させたりすることができる。

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

図１に正面図で示されたマスク１は防じん用のものであって、面体２とフィルタユニット３とを有する。このマスク１において、前方とはマスク着用者の顔面から遠ざかる方向を意味し、後方とは顔面に接近する方向を意味している。

面体２は、柔軟にして弾性のあるシート材料で形成された面口部材６と、面口部材６のバンド挿通孔７に通された弾性的に伸長収縮可能なヘッドバンド８と、フィルタユニット３を着脱可能であって面口部材６と一体を成すアタッチメント９（図２参照）と、同じく面口部材６と一体を成す排気部品１１とを有する。フィルタユニット３は、面口部材６の内部に通気可能に通じる複数の透孔１２を有する。かようなマスク１は、面口部材６を顔面に当てがい、ヘッドバンド８を頭部に掛け回すことによって着用する。マスク着用者の吸気用エアは透孔１２を通過して面口部材６の内部へ進入し、呼気は排気部品１１を通過して面口部材６の外部へ流出する。

図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。面口部材６は、吸気口１６と排気口１７とを有する。吸気口１６の周縁部には、円筒状アタッチメント９の内端部１８が取り付けられている。アタッチメント９の外端ねじ部１９には、フィルタユニット３のねじ部３ａが取り外し可能に螺合している。アタッチメント９は、径方向中央に設けられたブロワ取付け部１５と、取り付け部１５に固定されているエア供給用ブロワ２１と、取り付け部１５から面口部材６の内側へ延びる逆止弁支持部２２と、取り付け部１５とアタッチメント９の周壁部１９との間に延びる複数のスポーク部２０と、弁座２３とを有し、支持部２２に取り付けられた逆止弁である吸気弁２４が弁座２３に面口部材６の内側から当接している。ブロワ２１は、後記するセンサ５１からの信号によって作動する。

フィルタユニット３は、前方ケース３１と後方ケース３２とが一体になったもので、これら両ケース３１，３２によってフィルタ３３の周縁部が保持されている。

排気部品１１は、円筒状の枠部材４１と逆止弁である排気弁４２とを有する。枠部材４１は、内端部４３が面口部材６の排気口１７の周縁部に取り付けられ、外端部４４が面口部材６の外へ延びている。枠部材４１の内側には、径方向へ延びる複数のスポーク部４６と、排気弁取り付け孔４７と、弁座４８とが形成されている。外端部４４の内周面には、センサ５１が取り付けられている。排気弁４２は、円盤状の薄膜部５２と、薄膜部５２から直立していて取り付け孔４７に圧入される軸部５３とを有する。

かかるマスク１のブロワ２１は、マスク１を着用したときに、面口部材６の内部へ吸気用エアを送り込むように電気的に常時回転させることができる。吸気弁２４は、ブロワ２１の作用またはマスク着用者の吸気の作用によって開放状態になる。しかし、マスク着用者の呼気動作が始まると、その呼気によって吸気弁２４が閉じて、排気弁４２が開き、排気弁４２は仮想線の状態になる。センサ５１は、その詳細構造の説明を省略するが、開放状態にある排気弁４２の部位５０に、例えば発光ダイオードから赤外線を出して反射させ、その反射した赤外線をトランジスタレシーバで感知して排気弁４２が開放状態にあると判断し、ブロワ２１を駆動するモータ（図示せず）への電力供給量を減少させるかまたは電力供給を中止させる信号を出して、ブロワ２１の回転の速度を下げるかまたは回転を停止させる。その結果として、マスク１における排気が容易になる。呼気動作が止まると、排気弁４２は図２の実線の状態に戻り、センサ５１からの信号はブロワ２１を再び回転させるように作用する。

図３，４，５は、排気弁４２を軸部５３の側から見たときの平面図と、その平面図におけるＩＶ−ＩＶ線断面図と、Ｖ−Ｖ線断面図である。排気弁４２の薄膜部５２は、厚さがほぼ一様で中心Ｏと半径Ｒとを有する円盤状のもので、同心円状の段部５６，５７を有する。軸部５３は薄膜部５２と一体の基端部６１と、基端部６１の反対端部である先端部６２とを有し、基端部６１と先端部６２との間には、抜け止め用の環状突起部６３を有する。軸部５３の平面形状は、図３において長円形を呈するもので、基端部６１は、短径Ａと長径Ｂとを有する。薄膜部５２は、軸部５３から周縁６４までの寸法が短径Ａの延長上においてＰであり、長径Ｂの延長上においてＱであって、寸法Ｐは寸法Ｑよりも大きい。かような薄膜部５２では、それが開放する方向に作用する力を受けたときに、寸法Ｐを含む部位がその他の部位に比べて容易に変形する。

図６，７は、図２の枠部材４１をＶＩ−ＶＩ線方向から見たときの拡大図と、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図であって、図７には面口部材６と排気弁４２とが仮想線で示されている。枠部材４１は、面口部材６に取り付けられる固定部４１ａと、固定部４１ａに対して着脱可能なカバー部４１ｂとを有する。固定部４１ａは、円筒状のもので、長円形の挿入孔４７を有する中央部７１と弁座４８を有する周壁部７２との間に延びるスポーク部４６と４６との間隔は６０°で、スポーク部４６どうしの間には、排気孔７３が形成されている。ただし、スポーク部４６のうちのスポーク部４６ｄと４６ｅとの間はプレート部７４によって塞がれており、排気孔７３が形成されていない。カバー部４１ｂも円筒状のもので、周壁の内面にはセンサ５１が取り付けられている。固定部４１ａとカバー部４１ｂとは、センサ５１がスポーク部４６ａと４６ｂとの中間であって挿入孔４７の短軸Ｘの延長上に位置するように組合わせられる。スポーク部４６ａと４６ｂとの間には排気孔７３のうちの排気孔７３ａが形成されているが、挿入孔４７の長軸Ｙに関して排気孔７３ａと対称な位置にあるスポーク部４６ｄと４６ｅとの間にはプレート部７４がある。

かような枠部材４１における挿入孔４７の形状は、排気弁４２の基端部６１の形状と相似であって、基端部６１を圧入可能に作られている。枠部材４１に取り付けられた排気弁４２では、呼気の圧力を受けて排気孔７３が開放状態となるように薄膜部５２が変形するときに、薄膜部５２のうちで径方向の寸法Ｐを含む部位の近傍、即ち基端部６１の短径Ａの延長上にある部位の近傍が大きくかつ速やかに変形する。枠部材４１では、そのような部位と向かい合うようにセンサ５１が取り付けられているから、センサ５１は、排気弁４２が開放される方向に動いたことを的確かつ迅速に感知して、換言するとマスク着用者の呼気が始まったことを敏感に感知してブロワ２１に回転を遅くするかまたは回転を止める信号を速やかに出すことができる。かかる枠部材４１は、挿入孔４７の長軸Ｙに関して排気孔７３ａと対称な位置にある部位にはプレート部７４が形成されていて排気孔７３が形成されていないから、呼気の圧力が作用した時の薄膜部５２における初期の変形は、プレート部７４と向かい合うところでは抑えられて、センサ５１と向かい合う部位に集中する。

図８は、排気弁４２の一態様を示す図４と同様な図である。図の排気弁４２の薄膜部５２は、長径Ｂ（図３参照）を含む中心線Ｓの上側の部位８１において厚さが厚く、その下側の部位８２において厚さが薄く形成されている。この排気弁４２は、部位８２がセンサ５１と向き合う状態で使用される。この排気弁４２では、呼気の圧力を受けた薄膜部５２の初期の変形が部位８２に集中するから、この排気弁４２が取り付けられる枠部材１１は、スポーク部４６ｄと４６ｅとの間に通気孔７３が形成されているものであってもよい。

図示例において、逆止弁として排気弁４２を例にとり、その排気弁４２とセンサ５１とについて説明したこの発明は、逆止弁が吸気弁として使用されるものであって、その吸気弁と、それが開放状態にあることを感知するセンサとを有するマスクにおいて実施することも可能である。また、防じんマスク１を例にとって説明したこの発明は、逆止弁とセンサとを使用する給気マスクやその他のマスクにおいて実施することができる。

この発明によれば、逆止弁が開放状態にあることをセンサが的確かつ迅速に感知することのできるマスクの生産が可能になる。

マスクの正面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。 排気弁の平面図。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図。 図３のＶ−Ｖ線断面図。 枠部材の拡大図。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図。 排気弁の一態様を示す図３と同様な図。

符号の説明

１ マスク
６ 面口部材
１６ 吸気口
１７ 排気口
２１ ブロワ
２４ 逆止弁（吸気弁）
４２ 逆止弁（排気弁）
４８ 弁座
５２ 薄膜
５３ 軸部
Ａ 短径
Ｂ 長径

Claims (2)

1. 吸気口の内側と排気口の外側とのそれぞれに逆止弁が取り付けられた面口部材を有し、前記吸気口における前記逆止弁よりも内側の部位および前記排気口における前記逆止弁よりも外側の部位の少なくとも一方の部位にその一方の部位に近接配置されている前記逆止弁が開放状態にあることを感知可能なセンサを備え、近接配置されている前記逆止弁が、環状の弁座に開閉可能に当接する円盤状の薄膜部と、前記弁座の径方向中央に形成された取付け部位に固定可能であって前記薄膜部から直立している取付け用軸部とを有するマスクにおいて、
   前記センサは前記薄膜部のうちの一部分が開放状態となるように変形して前記センサに接近すると前記薄膜部が開放状態にあると感知するものであって、
   前記逆止弁は前記取付け用軸部が前記薄膜部と一体の基端部を有し、前記基端部は長径と短径とを有する長円形であり、
   前記薄膜部のうちの前記一部分は、前記センサと向かい合う位置にあり、かつ下記（ａ），（ｂ），（ｃ）のいずれかの状態にあることによって、前記薄膜部におけるその他の部分よりも前記薄膜部の開放する方向への変形が容易となるように形成されていることを特徴とする前記マスク；
   （ａ）前記薄膜部の厚さがほぼ一様であり、前記一部分が前記薄膜部のうちで前記短径の延長上にある；
   （ｂ）前記弁座の径方向中央に形成された前記取付け部位が、前記逆止弁の前記基端部と相似形であって前記基端部を圧入可能な挿入孔を有し、前記弁座と前記取付け部位との間は、前記挿入孔の長径に関して対称な位置にある部位のうちの一方の部位が塞がれており、もう一方の部位には通気孔が形成されていて、前記一部分が前記もう一方の部位にある；
   （ｃ）前記薄膜部は、前記基端部の長径を含む中心線の両側の部位のうちの一方の側の部位では厚さが厚く、もう一方の側の部位では厚さが薄く形成されていて、前記一部分が前記もう一方の側の部位にある。
2. 前記吸気口はそれに取り付けられた前記逆止弁の外側に常態において回転しているエア供給用ブロワを有し、前記センサが前記排気口に取り付けられた前記逆止弁の外側にあってその逆止弁が開放状態にあることを感知すると前記ブロワの回転を遅くするかまたは停止させる信号を出すものである請求項１記載のマスク。

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