JP4767942B2 - 呼吸用保護具 - Google Patents

Description

本発明は、周囲空気に存在する有害な物質の吸入から保護するために着用される呼吸用保護具に関する。

呼吸用保護具は、さまざまな形態、最も一般的にはマスク、フードやスーツ、を採用することができ、着用者の保護を提供することを意図した多くの要素を含んでいる。これらは、吸入される空気の流れから有害物質を取り除くフィルターと、呼気が呼吸マスクから出るのを許容するが、周囲空気が呼吸用保護具に入るのを妨げる一方向弁と、を含んでいる。加えて、もし呼吸用保護具が、マスク又は身体の一部分のみを覆うフードである場合には、着用者とのその接触場所を介して、有害物質が呼吸用保護具に入り込むのを防ぐためのシールが設けられる。

最も一般的な呼吸用保護具の類型は以下の通りである。
１）着用者の口と鼻のみを覆う簡易なマスク。この類型は、口鼻マスクと呼ばれる。
２）着用者の顔全体を囲い、顔の周りと係合するシールと、着用者が見ることができるようにするためのバイザーとを組み込んだフルフェイスマスク。
３）着用者の頭全体を囲い、着用者の首回りのシールと、着用者が見ることができるようにするためのバイザーとを組み込んだフード。
４）着用者の身体全体を囲い、着用者が見ることができるようにするためのバイザーを組み込んだ保護スーツ。

本発明は、上記第２、第３又は第４類型の呼吸用保護具に関する。全ての場合において、そのような呼吸用保護具は、追加的に、口鼻マスク（上記項目１参照）を組み込んでもよいし、又は、内部を区分けしてチャンバを形成し、その１つが口鼻マスクの機能を提供するようにしてもよい。どちらにしても、口鼻マスク又は口鼻マスクの機能を提供するチャンバは、単なる開口を通して又は一方向弁を介して、呼吸用保護具の主ボリュームから空気を受ける着用者の口と鼻を取り囲むチャンバを、顔と共に、画定する。口鼻マスクの主目的は、呼気の流れをうまく処理することであり、特に、呼吸用保護具全体に相当する、より大きなボリューム内での呼気の集積を防ぐことにある。

呼吸用保護具の第１の目的は、着用者の吸入のために、口鼻マスク又は口鼻マスクと等価の機能を提供するチャンバに、きれいで呼吸できる空気を提供することである。この目的のために、ある保護因子（ＰＦ）は、周囲雰囲気中に存在する有害物質の量と、呼吸用保護具の内側、特に口鼻マスク又は等価のチャンバの内側に存在する有害物質の量との割合として定義される。

呼吸用保護具のその保護因子に影響する可能性のある潜在的な２つの弱点は、フィルターは有害物質の全てを取り除くことができないという点と、呼吸用保護具と着用者との間のシールは、汚染された空気が呼吸用保護具に入って、着用者による吸入に利用されるのを許容する可能性があるという点である。

ＷＯ ０３／０６８３１８は、呼吸用保護具内に小さな正の圧力を生成することにより、シールにおけるどのような漏れも、呼吸用保護具からの空気流出となるようにして、汚染された周囲空気が流入するという可能性を防ぐようにし、この問題に対応している呼吸用保護具について述べている。この正の圧力は、口鼻マスクからの呼気の一部について、一方向弁を通過させることにより、生成される。

本発明は、口鼻マスク又は等価チャンバに入る空気のための追加的なフィルターを提供することにより、この問題に取り組んでいる。

すなわち、本発明によれば、少なくとも着用者の顔を覆い、該着用者が見ることができるように配置されたバイザーを組み込んだ呼吸用保護具であって、前記呼吸用保護具は、外部から主フィルターを介して空気を引き込む主ボリュームと、該着用者の鼻と口を覆うように配置された第２ボリュームと、を画定しており、第２フィルターを、該主ボリュームから該第２ボリュームへ通過するガスをフィルター処理するために設けることを特徴とする、呼吸用保護具を提供する。

第２ボリュームは一般的に、上述したように口鼻マスク、又は、これも上述したように口鼻マスクと同等の機能を提供するチャンバ、により画定される。明確化のため、口鼻マスクという語は、以後、これらを配備したものの両方を記述するのに使用される。しかし、より大きなボリュームから区切られたチャンバが、正確に口鼻マスクとして記述されるべきかどうかに関して、業界における意見は分かれる。これにかかわらず、本発明と共に使用するための口鼻マスクの好ましい形態は、本質的に呼吸用保護具の残りの部分から分離されて構成されており、特に、呼吸用保護具自身のシールから分離され、着用者の顔と共に、前述の第２ボリュームを画定する、口鼻マスク自身のシール、を有している口鼻マスクである。

好ましくは、第２ボリュームを主ボリュームから密閉するための手段が設けられ、主ボリュームと第２ボリュームとの間を通過するすべての空気は、実質的に、第２フィルターを通過しなければならないようにする。口鼻マスクの場合、例えば、シール手段は、口鼻マスクと着用者の顔との間を接触する場所にそった弾性シールを設けることにより、実現することができる。

主ボリュームは、通常、呼吸用保護具の内側ボリュームの残りの部分として画定される。呼吸用保護具がマスク又はフードであるとき、このボリュームは、着用者の顔の周囲、又は着用者の首周りのシールにより、限定される。呼吸用保護具が身体全体のスーツである場合、主ボリュームは、口鼻マスクのみを除いて、スーツのすべてのボリュームを備えていてもよい。

主ボリュームは、主フィルターに取り付けられた吸気口を介し、取り囲んでいる周囲空気とつながっており、主フィルターは、外部から主ボリュームに入ってくる空気をフィルター処理するように作動する。どんな形式の適切なフィルターが使用されてもよい。採用される特定の形式は、主に、呼吸用保護具が保護する必要のある特定の有害要素により、決定される。要するに、フィルターは、周囲空気に浮遊状態でいる蒸気の形態、固体又は液体の要素の形態の有害物質を取り除くようなものとすることができる。フィルターは、効率を高めるため、及び／又は多様な異なる形態の有害物質を取り除くために、複数のフィルター要素を連続して含んでいてもよい。

一方向弁は、好ましくは吸気口と結びついており、空気が外部から主ボリュームに入るのを許容するが、逆方向は許容しないような方法で取り付けられている。そのような弁はよく知られており、一般的に、通常、口を閉じているように配置されるが、空気が主ボリュームに入るのを許容するように浮き上がるようにした、シリコンゴムやブチレンゴムのようなエラストマー材の単純なフラップを備えている。

一般的にいえば、一方向弁は、主フィルターの下流側に配置されている。

着用者により吸入される空気は、主ボリュームから第２ボリュームへ前述の第２フィルターを介し、通過する。更なる一方向弁は、主ボリュームから第２ボリュームの空気の流れの中に納められ、好ましくは、第２フィルターの下流側に配置されている。この更なる一方向弁は、例えば、上で述べたように、単純なフラップ弁としてもよい。

主フィルターのフィルター特性に関する上記解説は、第２フィルターにも適用される。２つのフィルター、主フィルター及び第２フィルターは、同じ型の有害物質をフィルター処理するように配備してもよいし、又は、異なる型の有害物質をフィルター処理するように配備してもよい。しかしながら、第２フィルターの特性を考えると、第２フィルターは、単純に、第１フィルターを既に通過し、その結果、第１フィルターによりフィルター処理された、空気を受け取るだけではなく、シールを介して、又は呼吸用保護具内の他の漏れを介して漏れた、その結果、全くフィルター処理されていないであろう空気をフィルター処理することも要求され得る、ということも心に留めておかなければならない。

口鼻マスクには、好ましくは、呼気を外部へ吐出す吐出し弁が取り付けられている。吐出し弁は、従来的なものでよく、上述したように、一方向フラップ弁を備えていてもよい。

本発明の好適な実施形態において、呼吸用保護具の部品は、吸気口から口鼻マスクへの経路において、入ってくるフィルター処理された空気がバイザーを横切るように配置されている。これは、入ってくる空気がバイザーの曇りを取り除くことができるようにしている。この目的のために、前記第２フィルターは、出口が第２ボリュームに通じ、入口が呼吸用保護具において吸気口から反対側に配置された管に取り付けられており、吸気口から入る空気は、管の吸気口に入るために、呼吸用保護具を横切らなければならなくなっている。好適な実施形態において、この管は、口鼻マスクの下側で、呼吸用保護具のあご領域に配置され、マスクの下側部分を横切る空気の通過を完全に又は部分的に妨げるように作用する。したがって、吸気口から管へ通過する空気は、優先的に、口鼻マスクの上を越えて、言い換えると、バイザーを横切って、流れる。

着用者が、その者の肺の力を通じ、空気を呼吸用保護具に引き込み、口鼻マスクを介して、着用者の肺に引き込むのに必要な吸引力を提供するという意味におけるマニュアル式の呼吸用保護具に関して以下に述べるが、本発明の原理は、呼吸できる空気が圧力下で呼吸用保護具に提供され、着用者の呼吸負荷を軽減する呼吸用保護具にも適用することができる。この場合のフィルターは、呼吸用保護具に取り付けられるか、そうでなければ、利用者により着用されるか、間接的に取り付けられていてもよい。

本発明の理解をより深めるために、これらの実施形態は、以下に、一例として、添付の図面と共に参照され、説明される。

まず最初に、本発明の原理を説明するための図である図１について言及する。呼吸用保護具は、着用者の顔の外周の周りを密閉するための外側マスク２を備え、点線の外形線３により表される位置にある透明バイザーを有するフルフェイスマスク１として示される。口鼻マスク４は、外側マスク２内に配置され、吐出し弁６に取り付けられた従来の吐出し管５を備えている。弁６は、吐出しガスが、口鼻マスクから外部へ出るのを許容し、外部から、潜在的に汚染された空気が、マスクを通過するのを防ぐようにされている。

呼吸のための空気７は、一方向弁９とフィルター１０が取り付けられた吸気口８を介して、外側マスク２に入る。フィルター１０は、必要な場合には、入ってくる空気から粒子若しくは蒸気、又はこれらの混合のいずれかをフィルター処理されるように設計された１又はそれ以上のフィルター要素を含んでいる。

入ってくる空気は、矢印７に表されるように、優先的に、外側マスクの上部を横切り、バイザーを横切る。そして、空気は、吸気口８に向かう方向に戻るように空気を通過させる管１１の入り口に入り、一方向弁１２を介して、口鼻マスク４に入る。

口鼻マスク４内へ通ずる際に、入ってくる空気をフィルター処理する第２フィルター１３は、管１１に取り付けられている。フィルター１３は、必要な場合には、入ってくる空気から粒子若しくは蒸気、又はこれらの混合のいずれかをフィルター処理されるようにされていてもよい。

使用の際は、外側マスク２と口鼻マスク４は、エラストマー材により作られたそれぞれのシール１４、１５により、着用者の顔に接触して支えている。口鼻シール１５は、外側マスクシール１４内にすべて含まれているが、２つのシールは互いに対して独立であることに注意すべきである。これは好ましい形態であるが、もうひとつの異なる形態では、外側マスクは、外側マスクのシールの一部と、口鼻マスクのシールの一部とを共有する口鼻マスクを有する口鼻マスクを形成するために区分けされている。しかしながら、これは、周囲空気からの口鼻マスクの分離という点が損なわれることを意味するため、この異なる形態は、あまり望ましくない。

図示された実施形態において、シール１４、１５は、顔と共に、それぞれ主ボリューム１６と口鼻ボリューム１７と称する２つの分割されたボリュームを画定している。口鼻ボリューム１７はすべて主ボリューム１６内に配置され、主ボリュームから密閉されているが、これは口鼻ボリュームが周囲空気から２重に隔離されていることを意味する。シール１５で見込まれる漏れについてはおいておき、空気は、管１１を介してのみ、主ボリューム１６から口鼻ボリューム１７に通ることができ、その空気は第２フィルター１３によりフィルター処理されている。同様に、シール１４で見込まれる漏れについてはおいておき、空気は、フィルター１０を介してのみ、外部から主ボリューム１６に通ることができる。したがって、第２フィルター１３は、フィルター１０又は主フィルターに、実質的に連続して接続されることにより、それを増補しているといえる。シール、特に外側シール１４は、起こりえない場合である１００％効果的であることを仮定しているが、実際には、特に、主ボリュームに空気を引き込む傾向にある、主ボリューム１６内部に小さな負の圧力があるときである吸入の間、空気は、外側シール１４を横切って漏れるであろう。したがって、実際には、第２フィルターを通過する空気は、大部分にフィルター１０によりフィルター処理された空気を含むが、外側シール１４を横切って漏れ、フィルター処理されていない潜在的に汚染された空気のほんの一部も含んでいるであろう。

着用者の危険となる前に、主ボリュームの少量の汚染空気は、まだ口鼻シール１５を横切って通過しなければならないので、主ボリューム内の口鼻ボリュームの完全な分離の条件は、その汚染空気に対する着用者の保護を最大限にしていることに注意すべきであろう。

呼吸のための空気は、着用者の吸入の動作により、マスクに引き込まれる。この吸入の動作は、口鼻マスク内の圧力低下を引き起こし、フィルター管１１を通って空気を引き込み、最終的に、フィルター１０を介して、吸気口８を通って空気を引き込むこととなる。このように作用することにより、入ってくる空気は、バイザー３を横切り、バイザーの曇りを取り除くのに役立つ。湿気を多く含んだ呼気は、（シール１５を横切る漏れを除き）主ボリューム１６に入ることなく、直接、管５を介して外部に出る。

図１を参照して説明された原理を用いた、本発明の実際的な実施形態は、図２から６を参照して以下に述べられる。適切な場合には、同一の参照番号は対応する部分に使用されている。

図２から６は、透明バイザー３を有する外側マスク２と、口鼻マスク４とを備えるフルフェイスマスクの形態の呼吸用保護具を示している。（見えない）第２フィルターを収容するフィルター管１１は、口鼻マスク４の下に取り付けられ、口鼻マスク４と管１１のアッセンブリは、外側マスク２の前方開口２２を通じて共にネジ締めされる、筒状の吐出しカートリッジ収容部２０と、対応する筒状のロックナット２１とを備える前方取付具により、外側マスク２の内部に取り付けられている。口鼻マスク４は、収容部２０のフランジ２４の周りを密閉するように取り付けられる、対応する前方開口２３を有する。付随的な粗い網目フィルター２５は、収容部２０の内部に取り付けられていてもよく、これは、着用者により吐出される液体や粘液が、吐出し弁を詰まらせるのを防ぐ。吐出し弁６は、収容部２０の前方に取り外し可能に取り付けられる筒状収容部２６内に配置される。方向板カバー２７は収容部２６に取り付けられ、吐出し弁のデッドスペース下流を画定して、逆に作用する条件時に、弁の浮き上がりを防いでいる。

したがって、吐出し経路は、外側マスク２により画定される主ボリュームに入ることなしに、口鼻マスク４の内部から直接外部へと画定されていることが分かるであろう。

マスクは、外側マスク２に取付けられたエラストマー材の短ストラップ２９に装着された留め具２８に係合された（図示しない）ストラップにより、着用者の頭に固定される。これらの接続具は慣用されているものであり、これ以上述べないこととする。

外側マスク２は、エラストマー材により作られた可撓性シール１４により、着用者の顔の周囲に接触して密閉する。このシールの目的は、外側マスク２の内部に、できるだけ密閉された空気の主ボリューム１６を形成することである。しかしながら、すべての環境で、すべての顔の形に対して、１００％効果的なシールをするシールを設計することは不可能であり、したがって、このシールの潜在的な漏れは考慮されなければならない。このマスクでは、この問題に対しては、口鼻マスク４が着用者の顔に密封接触するようにする第２シール１５を主シール１４の内部に設けることにより、対応している。そのようにして、周囲雰囲気における汚染空気は、着用者への危険となり得るのに先立って、両方のシールを飛び越えなければならない。シール１４と１５の形状と位置は、マスクの内部を覗きこんだ図である図３に明確に示されている。

先に述べたように、吸入される空気は、口鼻マスクの内部で作られる負の圧力、それにより、外側マスクの主ボリューム１６の内部で作られる負の圧力、を引き起こす着用者の吸入の動作により、マスクに引き込まれる。これは、順繰りに、空気を、外側マスクの側部開口３１を通してネジ締めされ、ナット３２及びワッシャー３３で保持される吸気弁収容部３０の形態である吸気口通じて、引き込む。フラップ弁３４は、前述の一方向吸入弁９をつくるために、収容部３０内部に取り付けられる。収容部３０は、取り外し可能な（不図示の）カートリッジ型のフィルターを取り付けるのに適した接続具３５に備えつけられている。

口鼻マスク４と第２フィルター管１１とを説明する図５及び６について、以下に特に言及されている。管１１は、一端に、入ってくる空気のための吸気口４０と、他端に、口鼻マスク４に入る空気のための出口４１とを画定して、全体として曲がった形状を有している。出口４１は、口鼻マスク４に形成された対応環状溝に合わさるフランジにより形成されており、管１１は、図５に示されるアセンブリを形成するように、口鼻マスクの下側に物理的に取り付けられてもよい。

出口４１は、中央開口部を通して、シリコンゴム又はブチレンゴムのようなエラストマー材により作られたフラップ弁要素４４を取り付ける、開口した枠組構造４３としても形成されている。弁要素は、通常位置において、少し持ち上げられた環状縁４５に当接されることにより出口４１を密閉するが、空気が吸気口４０を通して管１１に引き込まれると、はためいて開くというように構成されている。したがって、要素４４は、空気が出口４１を通って、逆方向でなく、口鼻ボリューム１７に流れるのを許容する前述の一方向フラップ弁を、結合された構造と共に、形成している。一方向吐出し弁６及び吸気弁９は、同様に構成されている。

吸気口４０から菅の出口４１を通るすべての空気をフィルター処理する位置にあるフィルターは、管１１の内部に位置づけられている。このフィルターの性質は既に議論されている。このフィルター要素又は要素らは取り外し可能としてもよく、それだけでなく、フィルターの交換を必要とするときには、管１１のすべては取り替えられる。

図３と同じ視野で示しているが、外側マスク２を点線の外形線で示して、内部詳細をより見えるようにした図４について、以下に特に言及されている。流入する空気は、（図示されない）主フィルターを通り、一方向弁９を含む筒状収容部３０を通り、外側マスク２の内側に入る。出口４１に通ずる管１１（図５）の直立部４６は、収容部３０の出口にすぐ接する反対側にある。しかしながら、この点では、吸入された空気は、管１１に入ることはできず、かわりに外側マスクの主ボリューム１６を横切るように導かれて、（図４で見て）右手側に位置する吸気口４０で管に入る。主ボリューム１６内の口鼻マスク４と管１１の配置は、図３で見て、主ボリュームの左側から右側を通り過ぎて入ってくる空気が、管１１の存在により実質的に阻止される口鼻マスクの下側の経路をとるかわりに、優先的に、口鼻マスクの上、すなわちバイザー３を横切ることが分かるであろう。この目的のために、管１１と、この領域の外側マスク２の内面とは、この効果を高めるために略一致する形状により与えられる。既に説明したように、マスクを横切る空気のこの流れは、効果的にバイザーの曇りを取り除く。

図２から６を参照して説明されるマスクの動作の他の詳細は、既に説明した図１の説明を参照してすぐに理解されるであろうため、繰り返さないこととする。

本発明の原理を説明する意図による、フルフェイスマスクの形態である呼吸用保護具の概略図である。 フルフェイスマスクの形態とした、本発明に係る呼吸用保護具の一実施形態の分解斜視図である。 図２のマスクの内部をのぞきこんだ図である。 図３と似た図であるが、図３ではっきり見えないマスク内部のいくつかの特徴を明らかにするために、マスクの外側部品を点線で示した図である。 図２のマスクに取り付けられるような、口鼻マスク及び付属フィルターのアッセンブリの正面図である。 図５の口鼻マスクに取り付けられるフィルターアッセンブリの後ろ上方から見た斜視図である。

Claims (12)

1. 少なくとも着用者の顔を覆い、該着用者が見ることができるように配置されたバイザーを組み込んだ呼吸用保護具であって、
   該呼吸用保護具は、外部から主フィルターを介して空気を引き込む主ボリュームと、該着用者の鼻と口を覆うように配置された第２ボリュームと、を画定しており、
   該主ボリュームから該第２ボリュームへ通過するガスをフィルター処理するための第２フィルターを該主ボリュームと該第２ボリュームの間の管に備えることを特徴とする呼吸用保護具。
2. 該第２ボリュームは、該着用者の顔に接触する場所に沿って弾性シールを有する口鼻マスクの形態をとる、請求項１に記載の呼吸用保護具。
3. 空気は、該外部から、該主フィルターが嵌められた主吸気口を介し、該主ボリュームに引き込まれる、請求項１又は２に記載の呼吸用保護具。
4. 該吸気口には、更に、空気が外部から該主ボリュームに入るのを許容するが逆方向は許容しないように作用する一方向弁が取り付けられている、請求項３に記載の呼吸用保護具。
5. 該一方向弁は、該主フィルターの下流に配置されている、請求項４に記載の呼吸用保護具。
6. 更なる一方向弁が、該主ボリュームから該第２ボリュームへの空気の流れの中に取り付けられ、空気が、該主ボリュームから該第２ボリュームへ入るのを許容するが、逆方向は許容しないように作用する、請求項１から５のいずれか一項に記載の呼吸用保護具。
7. 該更なる一方向弁は、該第２フィルターの下流に配置されている、請求項６に記載の呼吸用保護具。
8. 該主ボリュームから該第２ボリュームへ流れる空気の第２吸気口が、該主ボリュームにおいて、該呼吸用保護具を横切るように該主吸気口と反対側に配置され、該主吸気口から該第２吸気口へ流れる空気が、該バイザーを横切って通過するようにした、請求項１から７のいずれか一項に記載の呼吸用保護具。
9. 前記管は、該主ボリュームから該第２ボリュームに通過する空気のための前記第２吸気口を備え、空気が該第２ボリュームに流れ込む際に通る前記第２吸気口で終端する、請求項８に記載の呼吸用保護具。
10. 該管の該第２吸気口は、該主ボリュームにおいて、該呼吸用保護具を横切るように該主吸気口と反対側に配置され、該管の出口は、該主ボリュームにおいて、該呼吸用保護具を横切ることなく該主吸気口と同じ側に配置されている請求項９に記載の呼吸用保護具。
11. 該第２ボリュームには、空気を外部に吐出すことのできる吐出弁が更に取り付けられている、請求項１から１０のいずれか一項に記載の呼吸用保護具。
12. 該第２ボリュームは、独立したボリュームを該主ボリューム内に備えており、該着用者の顔に接触する該主ボリュームのシールとは別に、独自のシールを有する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の呼吸用保護具。

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