JP5033786B2 - 対人保護システム - Google Patents

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２００５年３月２４日に出願された仮出願第６０／６６４，９００号の利得を主張し、この仮出願は、参照することによって、ここに含まれるものとする。

［発明の分野］
本発明は、一般的に、空気をユーザに分配するために、ユーザに取付け可能な対人保護システムに関する。この対人保護システムは、外科手術中、医療専門家に利用されるものである。本発明は、さらに具体的には、対人保護システムに用いられるヘルメットアセンブリおよびガウンに関する。

対人保護システムおよび対人保護システムに利用されるヘルメットアセンブリは、当技術分野において知られている。前述したように、対人保護システムおよびヘルメットは、外科手術中の医療専門家、例えば、外科医などを含むユーザに着用されている。

従来の対人保護システムおよびヘルメットアセンブリは、様々な理由から、不完全である。例えば、クロッツらに付与された米国特許第６，９９０，６９１号明細書（’６９１特許）は、空気をファンアセンブリによって引き込み、その空気を前側空気出口および後側空気出口に分配するヘルメットアセンブリを開示している。しかし、このヘルメットアセンブリがユーザに着用されると、空気出口は、空気がユーザの頭の後ろの中央部近くに放出されるように、位置することになる。その結果、空気は、殆どの外科医が空気冷却を望むユーザの首の方に導かれないことになる。

従来技術による対人保護システムの他の欠点は、ファンアセンブリに関連するものである。例えば、空気を引き込むために回転するファンのブレードの形状は、最も効率的で最も静粛な空気流れをもたらすことができない。これによって、過剰な電力消費を招き、その結果、バッテリパックの時期尚早な枯渇を引き起こすと共に、繊細な手術を行なう外科医の気を散らすことがある過剰な騒音をもたらすことになる。

さらに、従来技術によるヘルメットアセンブリは、概して騒がしいと共に、ファンの回転によって生じた振動をユーザに伝達する傾向にある。騒音および振動は、言うまでもなく複雑な手仕事に全力を注ぐことが必要とされる外科医の気を散らすことがある。

’６９１特許のさらに他の欠点は、顔面シールドに配置される多数の離脱可能な層に関するものである。’６９１特許は、これらの多数の離脱可能な層の滅菌について記述していない。しかし、滅菌に関する問題は、外科プロセスに含まれるどのような物品にとっても、最も重要である。

前述の理由から、ユーザの首への空気流れをさらに制御し、空気をさらに効率的かつさらに静粛に流動させる手段をもたらす対人保護システムを提供することが望ましい。さらに、外科医の気を散らすことがある騒音および振動が最小限に抑える対人保護システムを提供することが望ましい。さらに、効率的な方法で滅菌される離脱可能な層を有する顔面シールドを提供することが望ましい。

本発明の第１態様では、対人保護ユニットが開示されている。この対人保護ユニットは、個人の頭を覆ってフードを吊るす支持構造体を備えている。ファンモジュールが、支持構造体に取り付けられる。このファンモジュールは、空気を受け取り、空気を排出するものである。ダクトが、支持構造体に接続され、このダクトは、ファンモジュールから排出された空気を受け取るように配置された開口を有している。ダクトは、後側空気出口を有するように形成されている。ダクトは、ファンモジュールから排出された空気の一部分のみがダクトに流入するように、ファンモジュールに対して配置されている。ダクトは、支持構造体から延在し、後側空気出口は、空気が後側空気出口から個人の首に直接排出されるように、位置決めされている。支持構造体から延在し、空気を首に直接排出するダクトによって、個人（例えば、外科医）の快適さが向上し、個人が行なう仕事（例えば、外科手術）に全力を注ぐことが可能になる。

本発明の第２態様では、対人保護ユニットは、個人の頭を覆ってフードを吊るす支持構造体を備えている。この対人保護ユニットは、空気を循環させるファンを備えている。モータが、支持構造体に取り付けられ、ファンを作動させるために、ファンに接続されている。エラストマー製の振動減衰部材が、モータを支持構造体に保持している。振動減衰部材は、ファンおよび／またはモータによって生じた騒音および／または振動のユーザへの伝達を低減させるのに役立っている。騒音および／または振動の低減によって、個人の注意散漫を少なくすることが可能になる。

本発明の第３態様は、濾過材料を部分的に含む柔軟かつ滅菌可能な材料から形成されるフードであって、頭を覆って着用されるように形成されたフードを有する対人保護システムを提供している。透明な顔面シールドが、フードに取り付けられている。対人保護システムは、頭を覆ってフードを吊るす支持構造体を備えている。空気をフード内に循環させるために、ファンが、支持構造体に取り付けられている。無菌の透明材料からなる複数の個別に離脱可能な層が、顔面シールドを覆って配置されている。

本発明の第４態様は、透明な顔面シールドを有する滅菌されたフードアセンブリを組み立てる方法を提供している。この方法は、滅菌可能な柔軟材料から形成されたフードを設けるステップであって、材料の一部が濾過材料であるステップを含んでいる。透明な顔面シールドアセンブリが、フードに取り付けられ、シールドアセンブリは、顔面シールドを備えている。この方法は、濾過材料に悪影響を及ぼさない滅菌プロセスを用いて、フードおよび顔面シールドアセンブリを滅菌するステップをさらに含んでいる。透明なシールドアセンブリは、顔面シールドを覆って配置される複数の離脱可能な透明層をさらに備えている。顔面シールドおよび離脱可能な層をまとめて一緒に滅菌することによって、次の組立工程中に汚染物が混入する可能性をなくし、更なる効果的な組立プロセスが得られる。

添付の図面と関連して、以下の詳細な説明を参照することにより、本発明が十分理解されるなら、本発明の他の利点が、容易に認識されるだろう。

図面を参照すると、対人保護システムまたは対人保護ユニットが、総称的に２０で示されている。なお、さまざまな図面を通して、同様の番号は、対応する部品を示すものとする。対人保護システム２０は、空気をユーザ（すなわち、個人）に分配するために、ユーザに取付け可能である。本発明の対人保護システム２０は、ディアズ（Diaz）らに付与された米国特許第６，４８１，０１９号明細書（’０１９特許）およびディアズ（Diaz）らに付与された米国特許第６，９７３，６７７号明細書（’６７７特許）に開示された対人保護システムから改良されたものである。これらの特許は、参照することによって、ここに含まれるものとする。

図１に示される好ましい実施形態では、対人保護システム２０は、ヘルメット２２またはヘルメットアセンブリ２２として、実施されている。対人保護システム２０は、ユーザ、例えば、医療専門家の体２６の頭２４とユーザの外部環境との間で空気を濾過するものである。使用時に、対人保護システム２０の好ましいヘルメットアセンブリ２２は、ユーザの頭２４に取り付けられるようになっている。ヘルメットアセンブリ２２は、以下に述べるように、空気をユーザの頭２４の周囲に分配するものである。さらに具体的に、好ましい実施形態では、ヘルメットアセンブリ２２は、頭２４の前部、すなわち、ユーザの顔と、頭２４の後部、すなわち、ユーザの首の両方に向かって、空気を分配している。

以下、好ましい実施形態のヘルメットアセンブリ２２に関連して、本発明の対人保護システム２０を説明する。しかし、これによって、対人保護システム２０をヘルメットアセンブリ実施形態に制限すると、解釈されてはならない。

図２を参照すると、ヘルメットアセンブリ２２は、構造支持体（すなわち、支持構造体２８）をもたらすシェル２８を備えている。シェル２８は、好ましくは、ユーザの方を向く内側シェル部３０およびユーザから離れた方を向く外側シェル部３２を備えている。好ましい実施形態では、外側シェル部３２は、内側シェル部３０から離間され、少なくとも１つの空気流路３４を内側シェル部３０と外側シェル部３２との間を画定している。本発明は、２つ以上の別々の流路３４を備えてもよいことが理解されたい。しかし、好ましい実施形態は、単一の一体空気流路３４を備え、以下、この単一の空気流路３４について、本発明を説明する。シェル２８は、好ましくは、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）から形成されるが、代替的実施形態では、ガラス充填ポリプロピレンまたは他の適切な材料から形成されてもよい。

空気流路３４は、空気をユーザの頭２４の周囲に導くものである。この空気流路３４は、シェル２８の構造強度を改良するツイン・シート熱成形プロセスによって、内側シェル部３０および外側シェル部３２から形成されるとよい。さらに具体的には、内側シェル部３０および外側シェル部３２の各々が外周を備え、ツイン・シート熱成形プロセスによって、内側シェル部３０および外側シェル部３２のそれぞれの外周が、互いに圧搾される。その後、空気流路３４が、これらの狭窄された外周間に熱成形されることになる。

また、ヘルメットアセンブリ２２は、シェル２８から顔面開口３８を画定するように延在する顔面部３６を備えている。このヘルメットアセンブリ２２の顔面部３６は、顎バー４０である。好ましくは、顎バー４０は、柔軟であるとよく、プラスチックから形成されている。顎バー４０も、ポリプロピレン成分から形成されているとよい。顎バー４０が柔軟性を有することによって、ユーザの顔を保護し、ユーザが外部対象物をヘルメットアセンブリ２２に接触させたときに、衝撃を吸収することが可能となっている。

図３を参照すると、ヘルメットアセンブリ２２は、シェル２８によって支持されるファンモジュール４２を備えている。さらに具体的には、ファンモジュール４２は、シェル２８によって形成された空洞４４内に取り付けられている。ファンモジュール４２は、空気流れを生じるように作動し、空気流路３４に流体連通している。図４に示されるように、ファンモジュール４２は、渦巻ハウジング５０に取り付けられたファン４６およびモータ４８を備えている。モータ４８は、ファン４６に作動可能に接続された駆動シャフト５２を備え、空気流路３４に流れる空気の量または容量と関連する複数の回転速度で、ファン４６を駆動するようになっている。当業者によって理解されるように、ファン４６の回転速度は、回転数（ＲＰＭ）の単位で測定可能である。

図３を参照すると、カバー板５４は、ファンモジュール４２を空洞４４内に保持するために、シェル２８およびファンモジュール４２に固定されるようになっている。ファンモジュールクッション５６は、カバー板５４とファンモジュール４２の基部との間に配置されている。ファンモジュールクッション５６は、モータ４８からユーザへの騒音の伝達を低下させるものである。

図４および図５を参照すると、好ましい実施形態では、モータクッション５８が、モータ４８とモータマウント６０との間に配置されている。グロメットとして実施される複数のモータマウントクッション６２が、モータマウント６０と渦巻ハウジング５０との間に配置されている（明確にするために、渦巻ハウジング５０の下方に示されるが、この配列は、図５に最もよく示されている）。モータクッション５８およびモータマウントクッション６２は、一緒になって、衝撃負荷および振動を低減させる振動減衰部材として作用している。さらに具体的には、モータマウントクッション６２は、ヘルメット構造体、例えば、シェル２８とモータ４８との間の衝撃を低減させ、これによって、モータ４８の軸受寿命を延ばし、低騒音特性をもたらす主要素である。モータマウントクッション６２は、モータ４８をヘルメット構造体の残りの部分から完全に隔離している。２組のクッション、すなわち、モータ４８とモータマウント６０との間のモータクッション５８と、モータマウント６０と渦巻ハウジング５０との間のモータマウントクッション６２とを有することによって、ヘルメット構造体とモータ８との間のエネルギーの伝達を微調整することが可能となっている。モータクッション５８およびモータマウントクッション６２は、発泡材および／またはエラストマー材料から形成されているとよい。

図６を参照すると、本発明の代替的実施形態では、モータ４８を渦巻ハウジング５０に取り付けるモータマウント６０は、エラストマー材料から形成されている。好ましくは、モータマウント６０は、１０〜８０ショアＡのデュロメータ硬度を有するシリコーンから形成されている。好ましい実施形態のモータマウントクッション６２と全く同様に、エラストマー製のモータマウント６０も、衝撃負荷および振動を低減させるものである。さらに、渦巻ハウジング５０は、振動をさらに低減させるために、ガラス充填ポリプロピレンから形成されているとよい。

図７を参照すると、ファン４６は、複数の湾曲ブレード６４およびハブ部６６を備えている。ファン４６の湾曲ブレード６４は、空気を渦巻ハウジング５０内に送り込むものである。ブレード６４は、翼断面を有する遠心ファンブレードとして、さらに画定されている。すなわち、ブレード６４は、その長さに沿って次第に薄くなっている。この構成によって、一定の厚みを有するブレード６４よりも、空気がより効率的かつより静粛に流動することになる。ブレード６４の各々の翼断面は、好ましくは、３０〜５０°の迎角を有している。ファン４６は、好ましくは、ガラス充填ポリプロピレン、さらに好ましくは、３０％ガラス充填ポリプロピレンから形成されている。

図４を再び参照すると、渦巻ハウジング５０は、基部６８および基部６８の周りに周方向に延在する外壁７０を備えている。外壁７０は、上端７２を備えている。渦巻ハウジング５０は、少なくとも１つの空気入口７４および少なくとも１つの空気出口７６をさらに備えている。好ましい実施形態では、渦巻ハウジング５０は、複数の空気出口７６、すなわち、少なくとも２つの空気出口７６を備えている。本発明の他の実施形態（図示せず）では、渦巻ハウジング５０を有しないファンモジュール４２のみが設けられてもよい。このような実施形態では、少なくとも１つの空気入口７４および少なくとも１つの空気出口７６はファンモジュール４２の要素とみなされることになる。

好ましい実施形態の渦巻ハウジング５０は、１つ以上の空気出口７６において、外壁７０に沿った傾斜面７８（または切断面）を備えているとよい。好ましい実施形態における傾斜面７８は、ファン４６およびモータ４８の回転軸に対して傾斜している。傾斜面７８は、空気を空気出口７６内に効率的に送るものである。事実上、傾斜面７８を有する各空気出口７６におけるブレード通過周波数は、少なくとも２つのブレード６４が同時に空気出口７６を通過するように、変更されている。外壁７０は、好ましくは、傾斜面７８を有する出口において、外壁７０のフランジ部８０が傾斜面７８を画定するように、ファン４６から外方に離れて巻かれている。好ましくは、外壁７０は、空気出口７６に対して滑らかに移行するために、フランジ部８０において丸められている。これによって、空気出口７６を通って流れる空気によって生じる騒音が低減することになる。

図２を再び参照すると、ヘルメットアセンブリ２２は、外側シェル部３２に取り付けられた吸気グリッド８２をさらに備えている。吸気グリッド８２は、ヘルメットアセンブリ２２の外側シェル部３２から離間した上面８４を備えている。吸気グリッド８２は、シェル２８の前部と後部との間の外側シェル部３２に対応した形状を有している。ファン４６によって、空気が吸気グリッド８２を通して渦巻ハウジング５０内に引込まれるようになっている。ファン４６のブレード６４は、ブレード６４の各々の頂部が渦巻ハウジング５０の外壁７０の上端７２から下方に約０．１４〜０．２０インチ（約０．３６〜０．５１センチ）離れるように、寸法決めされている。これによって、ブレード６４とその上方の外側シェル部３２との間に、低騒音および高効率をもたらすクリアランスが得られることになる。

空気を渦巻ハウジング５０に引き込むために、渦巻ハウジング５０の空気入口７４は、シェル２８の外側シェル部３２に形成される孔８６と直通している。本発明の代替的実施形態では、図示されていない外部構造体をヘルメットアセンブリ２２の外部に取付け、空気を渦巻ハウジング５０内に引き込むための渦巻ハウジング５０の空気入口７４をこの外部構造体に設置することも可能である。外側シェル部３２に形成される孔８６は、円形であるとよい。孔８６の直径は、外側シェル部３２の孔８６を通して見たときに、ファン４６の直径の一部のみが露出するように、ファン４６の直径に対して寸法決めされるとよい。ファン４６の直径に対する孔８６の直径のこの比率は、１：２〜１：１、さらに好ましくは、１：１．５〜１：１．１であるとよい。

図４を参照すると、支持台座８８が、モータマウント６０から突出している。好ましくは、支持台座８８は、基部６８に固定されるモータマウント６０の一部として一体に形成されている。代替的に、支持台座８８は、別部品であってもよいことも理解されたい。すなわち、支持台座８８は、ネジ止め、スナップ嵌合などによって、渦巻ハウジング５０の基部に取り付けられるかまたは接続される別部品であってもよい。ファン４６のハブ部６６は、渦巻ハウジング５０内において、支持台座８８の周りに回転可能に取り付けられている。ファンモジュール４２のモータ４８は、ヘルメットアセンブリ２２内の設置面積を節約するために、支持台座８８の下面に取り付けられている。理解されるように、支持台座８８の下面は、本質的に中空である。モータ４８のシャフトが、支持台座８８の開口を通して突出し、ファン４６と回転可能に係合するようになっている。カバー板５４は、内側シェル部３０においてファンモジュール４２を閉鎖するモータ４８のカバーとして作用している。モータ４８は、当業者によって理解されるように、１対の軸受を有している。ファン４６は、重力の中心がこれらのモータ４８の軸受間の中心に位置するように、構成されている。これによって、モータ４８の軸受を中心とする力のモーメントを低減させ、モータ４８の軸受に加えられる応力を低減させることが可能となる。従って、ファン４６に加えられる負荷は、実質的に、モータ４８の軸受間に分配されることになる。

作動時には、モータ４８がファン４６を回転させ、吸気グリッド８２および外側シェル部３２の孔８６を通して、空気を渦巻ハウジング５０の空気入口７４内に引込み、この空気を渦巻ハウジング５０の１つまたは複数の空気出口７６から空気流路３４に分配する。この空気流路３４において、空気がユーザの頭２４の周りに分配される。ファン４６が空気を渦巻ハウジング５０内で流動させるときに、切断面（いくつかの実施形態では、前述したように、傾斜した切断面）によって、空気がせん断される。さらに具体的には、図示されるように、本発明は、空気をせん断させるために、渦巻ハウジング５０内にいくつかの空気流れ切断面を含んでいる。本発明では、モータ４８に電力を供給し、ファン４６をモータ４８のシャフトを介して回転させるために、電源が内蔵されている。好ましくは、電源は、再充電可能なＤＣバッテリである。また、好ましくは、電源は、ヘルメットアセンブリ２２内に配置、すなわち、一体化されている。このような場合、電源は、一体化電源と呼ばれている。代替的に、電源をユーザ（図示せず）の体２６に取り付けることが可能である。この電源は、以下にさらに詳細に述べるパルス幅変調（ＰＷＭ）によって、モータ４８に電力を供給している。渦巻ハウジング５０のこの設計は、電源の必要とされる全体的な電力を少なくして、空気のより効率的な流動をもたらすことができる。さらに、このような電源要件の低減に加えて、この渦巻ハウジング５０によれば、空気速度を全体的に少なくして、十分な空気流れを維持することができる。これによって、より静粛なヘルメットアセンブリ２２が得られることになる。

少なくとも２つの空気出口７６に対して、渦巻ハウジング５０の外壁７０は、これらの空気出口７６を画定するように、仕切られている。少なくとも２つの空気出口７６を有する本発明の好ましい実施形態では、本発明が少なくとも２つの空気出口７６に制限されないことを理解されたい。すなわち、本発明は、例えば、３つまたは４つの空気出口７６を備えていてもよい。これらの空気出口７６によれば、空気が渦巻ハウジング５０からユーザの頭２４の周囲に分配されるときに、完全な空気の均衡が得られることになる。これを達成するために、ヘルメットアセンブリ２２は、空気流路３４と流体連通する少なくとも２つのヘルメット空気出口９０，９２を備えている。空気を空気流路３４内の空気出口７６からユーザの頭２４の方に分配させるために、空気出口７６は、少なくとも２つのヘルメット空気出口９０，９２と流体連通している。ヘルメットアセンブリ２２が少なくとも２つのヘルメット空気出口９０，９２を備える本発明の好ましい実施形態では、渦巻ハウジング５０が少なくとも２つの空気出口７６を備えることは重要ではない。それとは逆に、これらの実施形態では、渦巻ハウジング５０は、少なくとも１つの空気出口７６しか有していなくてもよい。さらに、ヘルメットアセンブリ２２は、１つの空気出口しか有していなくてもよい。

代替的実施形態では、空気出口７６の各々から空気流路３４に流れる空気の量または容量に影響を及ぼす少なくとも１つの抽気弁（図示せず）が、渦巻ハウジング５０内に組み込まれていてもよい。これは、ディアズ（Diaz）らに付与された’０１９特許に示されている。この特許は、参照することによって、ここに含まれるものとする。

好ましい実施形態では、図２に最もよく示されるように、空気出口９０，９２は、空気をユーザの顔および首の両方に有効に分配させるために、ヘルメットアセンブリ２２の前部９４および後部９６にそれぞれ配置された前側空気出口９４および後側空気出口９２である。しかし、代替的実施形態では、空気出口９０，９２は、ユーザの頭２４の任意の部分に向かって空気を分配するために、代替的位置に配置されてもよい。例えば、空気出口９０，９２は、空気をユーザの頭２４の側面の方に分配するために、側面の空気出口９０，９２であってもよい。以下、便宜的に、前側空気出口９０および後側空気出口９２に関してのみ、この部番を付して、本発明を説明する。さらに具体的に、前側空気出口９０は、空気を空気流路３４からユーザの頭２４の前側に向かって分配するために、前部９４に配置され、後側空気出口９２は、空気を空気流路３４からユーザの頭２４の後側に向かって分配するために、後部９６に配置されている。

図２をさらに参照すると、内側シェル部３０と外側シェル部３２との間に画定された空気流路３４は、前側空気出口９０を有する前部９４で終端している。さらに具体的には、内側シェル部３０および外側シェル部３２は、前部９４に向かって収束し、前側空気出口９０を画定している。前側空気出口９０は、外側シェル部３２と内側シェル部との間に画定された空気偏向具（図示せず）を有していてもよい。この空気偏向具は、ユーザの頭２４の前部に向かって空気を適切に偏向させるために、前側空気出口９０において、外側シェル部３２を内側シェル部３０の方に傾斜させることによって、構成されている。このような空気偏向具は、ディアズ（Diaz）らに付与された’０１９特許に最もよく示される。この特許は、参照することによって、ここに含まれるものとする。空気流路３４は、前側空気出口９０に達するときに、発散するようになっている。空気流路３４の収束および発散によって、ユーザの頭２４の周囲における均衡の取れた空気流れが維持されることになる。最終的に、この均衡の取れた空気流れによって、ヘルメットアセンブリ２２内の騒音を最小限に抑えるかまたはさらに完全に排除する効果も得られることになる。

後側空気出口９２は、（ダクト９８またはダクトアセンブリ９８とも呼ばれる）ノズルアセンブリ９８内に組み込まれている。図９を参照すると、ノズルアセンブリ９８は、回転可能に調整することができるノズルチップ１０２を有するノズル１００を備えている。ノズル１００は、該ノズル１００の壁１０４が空気流路３４内に配置されように渦巻ハウジング５０に取付けられ、空気を方向転換させ、空気出口７６の少なくとも１つから少なくとも１つの出入口、好ましくは、２つの出入口１０６内に流入されるようになっている。出入口１０６は、ここでは、導管を画定する排出部材１０６、または簡単に、排出部材１０６と呼ばれている。出入口１０６は、空気を回転可能に調整することができるノズルチップ１０２に送給するものである。後側空気出口９２は、ノズルチップ１０２内に画定されている。図２に示されるように、対人保護システムがユーザに取り付けられたとき、ノズルチップ１０２および後側空気出口９２は、前側空気出口９０よりも下方に延在し、空気をユーザの首に導いている。また、以下に述べるように、後側空気出口９２は、ヘルメットアセンブリ２２の頭部支持アセンブリ１０８よりも下方に延在している。

図１０を参照すると、ノズルチップ１０２の各々は、ノズルチップ１０２の後側空気出口９２を画定するノズルヘッド１１０を備えている。ノズルチップ１０２の各々は、ノズルチップ１０２をノズル１００に回転可能に係止する１対のスナップ係止フィンガー１１２も備えている。図１０と共に図１１を参照すると、ノズル１００は、出入口１０６の各々内に配置された内側フランジ１１４を備え、スナップ係止フィンガー１１２は、ノズル１００にスナップ係止された時点で、内側フランジ１１４によって軸方向に保持されるようになっている。ノズルチップ１０２は、外側フランジ１１６を備えている。外側フランジ１１６は、ノズル１００の遠位端に当接し、ノズルチップ１０２をさらに軸方向に保持している。一方、外側フランジ１１６の円筒肩１１８が、出入口１０６の内側に嵌入され、出入口１０６内において、ノズルチップ１０２を回転可能に支持している。スナップ係止フィンガー１１２は、肩から延在している。加えて、複数の戻り止めフィンガー１２０が肩から延在し、内側フランジ１１４の内方に突出する表面に画定された複数の凹凸１２２に沿って係留されている。これによって、ノズルチップ１０２は、ノズルチップ１０２の偶発的な回転を阻止するように段階的に制御されて、ノズル１００を回転させている。ノズルチップ１０２は、ユーザの好みに基づいて、ユーザの首に向うかまたはユーザの首から離れる方向に空気流れを変化させるように、調整可能である。代替的実施形態では、調整可能な偏向具（図示せず）が、ノズルチップ１０２内に組み込まれ、ユーザの首の空気が後側空気出口９２から導かれる箇所をさらに変化させることが可能となっている。

ノズル１００は、好ましくは、ＡＢＳから形成され、ノズルチップ１０２は、好ましくは、ＬＥＸＡＮ^?ポリカーボネートから形成されている。勿論、ノズル１００およびノズルチップ１０２は、当業者に知られている他の適切な材料から形成されてもよい。

図１２および図１３を参照すると、代替的ノズル１００およびこれらのノズルと共に用いられる空気流量を調整することができる機構が示されている。図１２をまず参照すると、図示の第１の代替的ノズル１００は、開口１２４を備えている。この開口１２４は、空気流路３４内に配置された空気流れ閉塞具１２８のアーム１２６を摺動可能に受容するように構成されている。ヘルメットアセンブリ２２のユーザは、空気流れ閉塞具１２８の位置を変化させることによって、出入口１０６、次いで、後側空気出口９２を通って流出する空気流量を調整することが可能である。アーム１２６を開口１２４内で摺動させることによって、ユーザは、空気流れ閉塞具のバッフル１３０の位置を調整することができる。バッフル１３０が渦巻ハウジング５０の空気出口７６の方に調整されると、空気出口７６を通ってノズル１００に向かう空気流れが減少することになる。または、バッフル１３０が空気出口７６からずれた方向に調整されると、空気出口７６を通ってノズル１００に向かう空気流れが増加することになる。空気流れ閉塞具１２８は、全開位置、全閉位置、またはそれらの間の任意の中間位置に配置させることが可能となっている。

図１３を参照すると、ノズル１００は、ノズル孔１３２を備え、空気流量を調整することができる機構は、スライダー１３４の形態にある。このスライダー１３４は、複数の位置間で移動可能である。広く開いた位置では、スライダー１３４のスライダー孔１３６は、ノズル１００のノズル孔１３２と一列に並んでいる。その結果、渦巻ハウジング５０の空気出口７６からの大量の空気流量が、出入口１０６に達する前に、ノズル１００から放出されることになる。これによって、後側空気出口９２を通る空気流量は、著しく低減することになる。全閉位置では、ノズル孔１３２は、スライダー１３４のパネル１３８によって閉鎖され、渦巻ハウジング５０の空気出口７６からの全空気流量は、後側空気出口９２に導かれることになる。ノブ１４０が、ノズル１００内のスロットを介してスライダー１３４に取り付けられている。このノブ１４０を用いて、ユーザは、スライダー１３４の位置を変化させ、空気流量を制御することができる。

ユーザが対人保護システム２０を使用している全期間、すなわち、対人保護システム２０の使用の全体にわたって、ヘルメットアセンブリ２２内を流れる空気を一定量に保持する方法が、本発明によって提供される。この方法は、’６７７特許において詳述される電源を選択的に作動および停止するステップを含んでいる。この特許は、参照することによって、ここに含まれるものとする。

図３を参照すると、調整可能な頭部支持アセンブリ１０８が、ユーザの頭２４および首の張りを最小限に抑えるのを補助している。ユーザの頭２４および首の張りや捩じれは、ヘルメットアセンブリ２２を種々の大きさの頭２４に嵌合させるように調整するときでも、ユーザの首の上のファンモジュール４２の重量を保持することによって、最小限に抑えられる。頭部支持アセンブリ１０８は、後部支持体１４２を備えている。この後部支持体１４２は、シェル２８から曲がらずに延在し、後部９６に接続されている。後部支持体１４２は、ヘルメットアセンブリ２２に接続される別部品であってもよく、ヘルメットアセンブリ２２の一体部品であってもよいことを理解されたい。好ましい実施形態では、後部支持体１４２は、内側シェル部３０の後部９６に接続され、そこから延在している。しかし、後部支持体１４２は、シェル２８のどの部分に接続され、そこから延在してもよいことを理解されたい。

ユーザとヘルメットアセンブリ２２との間に快適なバリアをもたらすために、粘弾性発泡パッド（図示せず）が、ヘルメットアセンブリ２２の種々の個所に貼り付けられてもよい。好ましい実施形態では、ヘルメットアセンブリ２２を形成するのに用いられる材料、特に、シェル２８、渦巻ハウジング５０、およびファン４６を形成するのに用いられる材料は、騒音減衰特性に基づいて選択されている。これらの材料の剛性は、振動を減少させ、伝達された騒音の周波数をより穏やかな周波数に変化させるように、選択されている。

図１を再び参照すると、対人保護システム２０は、ユーザの頭２４を収容するヘルメットアセンブリ２２を覆うフード１４４を備えている。このフード１４４は、’０１９特許に記載されるように、ユーザと外部環境との間で空気を濾過するフィルター媒体として、作用するものである。この特許は、参照することによって、ここに含まれるものとする。

図１４を参照すると、本発明は、ユーザがフード１４４およびヘルメットアセンブリ２２の顔面開口３８を通して見ることを可能にする顔面シールド１４６も備えている。この顔面シールド１４６は、該顔面シールド１４６を介する視覚を高める抗反射膜および／または抗屈折膜を備えていてもよい。顔面シールド１４６は、ユーザが対人保護システム２０を着用したときに、顔面シールド１４６がヘルメットアセンブリ２２の顔面部３６および顔面開口３８を覆うように、フード１４４に取り付けられるようになっている。さらに具体的には、顔面シールド１４６は、ユーザと外部環境との間に完全なバリアを維持するように、フード１４４に取り付けられるようになっている。ヘルメットアセンブリ２２の顔面開口３８は、本質的に、顔面シールド１４６を受けるものである。好ましくは、ヘルメットアセンブリ２２の顔面部３６は、顔面開口３８を覆うために、顔面シールド１４６を顔面部３６に取り付けるのをさらに容易にする面ファスナー１４８を備えている。

図１５を参照すると、フード１４４またはガウン内に組み込まれる顔面シールド１４６は、好ましくは、少なくとも１つの離脱可能なまたは剥離可能な層１５０を備え、この層１５０は、使用中に顔面シールド１４６に堆積された破片を容易に、かつ効果的に除去する方法をもたらしている。これによって、使用中に堆積された破片を顔面シールド１４６から拭取る必要がなくなる。最も好ましい実施形態では、複数の離脱可能な層１５０が用いられている。これらの離脱可能な層１５０は、顔面シールド１４６と共に滅菌されて、ユーザに届けられるだろう。離脱可能な層１５０は、各離脱可能な層１５０を顔面シールド１４６から離脱した後も汚染が存在しないかまたは汚染に晒されないように、各離脱可能な層ごとに滅菌される。離脱可能な層１５０は、透明で、好ましくは、柔軟である。一実施形態では、離脱可能な層１５０は、薄く、柔軟で、顔面シールド１４６の形状に合った形状を有している。さらに、離脱可能な層１５０間の空隙は、多面的な反射／屈折像を少なくするために、最小限に抑えられている。好ましくは、離脱可能な層１５０は、γ線を用いて滅菌される。好ましい実施形態では、顔面シールド１４６および離脱可能な層１５０は、組み付けられる。次いで、顔面シールド１４６および離脱可能な層１５０は、γ線によって滅菌される。この後、離脱可能な層１５０を有する滅菌された顔面シールド１４６は、クリーンルーム環境内において、フード１４４に取り付けられる。顔面シールド１４６が取り付けられたフード１４４またはガウンは、個別に包装され、エチレンオキシドによって滅菌される。

しかし、代替的実施形態では、離脱可能な層１５０は、エチレンオキシド（ＥｔＯ）ガスによって滅菌されてもよい。この実施形態では、離脱可能な層１５０は、ＥｔＯガスによる滅菌を効果的に行なうために、通気性を有していなければならない。

一実施形態では、離脱可能な層１５０は、静電気による付着、透明接着剤などのような自己接着による取付け法を用いて、顔面シールド１４６に直接取り付けられている。図示されるように、ユーザまたは助手が離脱可能な層１５０を顔面シールド１４６から剥ぎ取るために掴める剥離タブ１５２を備えていてもよい。タブ１５２は、離脱可能な層１５０のどの部分に配置されてもよく、例えば、「下向きに剥ぎ取る」ために上端に配置されてもよく、「上向きに剥ぎ取る」ために底に配置されてもよく、「横向きに剥ぎ取る」ために、側面に配置されていてもよい。さらに、離脱可能な層１５０の各々は、多数のタブ１５２を有していてもよい。離脱可能な層１５０は、好ましくは、多面的な像を減らすことによって、視覚を改良する抗反射膜および／または抗屈折膜を備えている。一実施形態では、離脱可能な層１５０は、１〜５ミル厚みの鮮明なウレタン膜から形成されている。さらに他の実施形態では、離脱可能な層１５０は、隣接する離脱可能な層１５０間の空気層１５０を低減または排除するポリエステル、例えば、Mylar（登録商標）、または他のγ線安定材料から形成されている。

代替的実施形態では、離脱可能な層１５０は、薄くて、半剛性または剛性で、隣接する離脱可能な層１５０間の空隙を最小限に抑えながら、顔面シールド１４６の形状に合った形状を有している。離脱可能な層１５０は、半剛性フィルムまたは剛性フィルムとして形成されていてもよい。この実施形態では、離脱可能な層１５０は、例えば、接着剤、テープ、点溶接、静電気による付着、または他の従来の取付け方法によって、非連続的に、顔面シールド１４６の周囲に取り付けられるとよい。これによって、ＥｔＯガスが、これらの周囲を貫通し、離脱可能な層１５０間の最終滅菌を行なうことが可能となる。この実施形態では、離脱可能な層１５０は、平らな形状に製造され、次いで、顔面シールド１４６の曲率に合わせて巻かれ、これによって、離脱可能な層１５０間の間隙を最小限に抑え、顔面シールド１４６および離脱可能な層１５０から見るときに、望ましくない像を低減させることが可能である。この実施形態における離脱可能な層１５０は、視覚を改良する抗反射膜および／または抗屈折膜を備えていてもよく、また、離脱可能な層１５０を取り外すタブ１５２を備えていてもよい。

さらに他の実施形態では、離脱可能な層１５０は、薄くて柔軟性があるか、または薄くて半剛性または剛性であるかにかかわらず、偏光皮膜を用いて偏光されてもよい。離脱可能な層１５０は、ユーザの視野を改良するために、拡大皮膜を備えていてもよい。拡大は、離脱可能な層１５０によって単独になされてもよいし、または代替的実施形態では、離脱可能な層１５０と顔面シールド１４６との組合せによってなされてもよい。さらに他の実施形態では、拡大は、顔面シールド１４６によって単独になされている。加えて、離脱可能な層１５０は、ＵＶ阻止フィルムまたはＵＶ阻止接着剤を用いることによって、ＵＶ保護の機能を有することが可能である

顔面シールド１４６は、使用中に顔面シールド１４６から離脱され得る多数の離脱可能な層１５０と共に包装されてもよい。しかし、場合によっては、用いられる離脱可能な層１５０の種類、例えば、薄くて柔軟、または薄くて半剛性または剛性のいずれかを選択する融通性を大幅にユーザに委ねことも有益であるし、または離脱可能な層１５０を用いるかどうかを選択する余地をユーザに委ねることも有益である。そのためには、各離脱可能な層１５０（柔軟、半剛性、または剛性）は、フード１４４またはガウン内に組み込まれた顔面シールド１４６とは別に包装されるようになっている。その結果、ユーザは、使用前に、顔面シールド１４６に取り付けられる離脱可能な層の種類および数を選択することができる。代替的に、離脱可能な層１５０（柔軟、半剛性、または剛性）は、ユーザの目に映る像の品質を改良するために、個別に、抗反射膜、抗屈折膜、および／または拡大膜が施されて、包装されてもよい。この場合、これらの皮膜は、ユーザの目に映る像の品質を改良するのに、顔面シールド１４６の相補的な皮膜と連携してもよいし、または離脱可能な層１５０のこれらの層のみが、単独で作用してもよい。

離脱可能な層１５０は、個別に包装される場合、ＥｔＯガス滅菌、好ましくは、γ線滅菌によって、個別に滅菌されてもよい。ガンマ線滅菌が用いられるとき、隣接する離脱可能な層１５０間の空気層１５０を低減または排除することによって、離脱可能な層１５０を介してユーザの目に映る像の品質を改良することが可能である。離脱可能な層１５０を形成するのに、γ線安定材料を用いることによっても、光学的な明瞭性を改良することができる。

本発明は、好ましくは、ユーザが、無菌性を保って、単独で着用するのを支援する位置決め／支持システムを備えるとよい。このシステムは、ディアズ（Diaz）らに付与された’０１９特許に十分に記載されている。この特許は、参照することによって、ここに含まれるものとする。本発明は、ディアズ（Diaz）らに付与された’０１９特許に開示されているような目視による位置決めシステムを備えていてもよい。この特許は、参照することによって、ここに含まれるものとする。

明らかに、上記の示唆に照らせば、本発明の多くの修正および変更が可能である。本発明は、特許請求の範囲内において、ここに具体的に記載された以外の方法によって実施されてもよい。加えて、特許請求の範囲における参照番号は、単なる便宜上のものであり、どのようにも制限するとみなされるべきではない。

ユーザの頭に取り付けられたヘルメットアセンブリとして実施される対人保護システムの斜視図である。 ヘルメットアセンブリの断面図である。 ヘルメットアセンブリの分解斜視図である。 本発明のファンモジュールの好ましい実施形態の分解斜視図である。 ファンモジュールの好ましい実施形態の断面図である。 ファンモジュールの代替的実施形態の断面図である。 翼形状を有するファンブレードを示すファンモジュールのファンの斜視図である。 翼形状を有するファンブレードを示すファンの平面図である。 本発明のノズルアセンブリの正面図である。 ノズルアセンブリのノズルチップの斜視図である。 ノズルアセンブリのノズルの出入口を示す底面図である。 本発明の第１の代替的ノズルおよび第１の空気流量調整機構の分解斜視図である。 本発明の第２の代替的ノズルおよび第２の空気流量調整機構の分解斜視図である。 ヘルメットアセンブリに取り付けられた一体化顔面シールドを有するフードの斜視図である。 顔面シールドに取り付けられた離脱可能な顔面シールド層の正面図である。

Claims (11)

1. 頭と首を覆って嵌合するための対人保護ユニット（２０）において、
   個人の頭の周囲に着用されるように構成され、前記頭の後ろの周りに延在する後部（１４２）を有する頭部バンド（１０８）と、
   前記頭部バンドに取り付けられた少なくとも１つの支持部材と、
   前記少なくとも１つの支持部材に取り付けられた支持構造体（２８）であって、前記少なくとも１つの支持部材と前記支持構造体（２８）は、前記支持構造体（２８）が前記頭の上方であって前記頭から離れて位置し且つ前記頭部バンドの前記後部（１４２）の上方に位置するように一体的に形成されている、支持構造体（２８）と、
   空気を受けて排出するための、前記頭を覆って着用される前記支持構造体に取り付けられたファン（４６）と、
   前記ファンから排出された空気を受けるための、前記支持構造体（２８）に接続されたノズルアセンブリ（９８）であって、前記ノズルアセンブリ（９８）は、前記ファン（４６）から排出される空気を受ける導管を画成する排出部材（１０６）であって、前記頭部バンド（１０８）の前記後部（１４２）を少なくとも部分的に覆って延在すべく前記支持構造体（２８）から下方に延在している排出部材（１０６）と、前記支持構造体（２８）の遠位側の前記排出部材（１０６）の端に位置するチップ（１０２）であって、前記頭部バンド（１０８）の下方に位置する開口（９２）を有し、前記開口を通して空気は前記頭部バンド（１０８）の前記後部（１４２）よりも下方で前記首の後へと排出されるチップ（１０２）とを有するノズルアセンブリ（９８）と、
   前記頭と首を覆って延在すべく前記頭部バンド（１０８）、前記支持構造体（２８）及び前記ノズルアセンブリを覆って配置されているフード（１４４）であって、前記頭の前部の前方に位置する透明な顔面シールド（１４６）を有するフード（１４４）と、
   前記フード（１４４）を前記支持構造体（２８）に解除可能に保持するための、前記支持構造体（２８）及び前記フード（１４４）の少なくとも１つに接続される固定アセンブリと、
   を備えている対人保護ユニット。
2. 前記ノズルアセンブリ（９８）の前記排出部材（１０６）は、前記支持構造体（２８）に強固に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の対人保護ユニット。
3. 前記支持構造体が、前記ファンからの空気がその中に排出される空気流路（３４）を画定し、前記排出部材への入口へ前記空気を収束させるように形成された構造部材（１０４）が、前記空気流路内の前記空気を前記排出部材へ導くようになっていることを特徴とする、請求項１または２に記載の対人保護ユニット。
4. 前記頭部バンドの前記後部（１４２）が、前記頭の周りの前記頭部バンド（１０８）の寸法を調整するためのアセンブリを備えていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の対人保護ユニット。
5. 前記排出部材（１０６）と前記チップ（１０２）は、前記チップの前記開口（９２）が前記頭部バンド（１０８）の前記後部よりも下方に位置するように形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の対人保護ユニット。
6. 下方に開口を画定する別々のノズルチップをそれぞれ有する２つの前記排出部材が、前記支持構造体から延在していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の対人保護ユニット。
7. 前記ファンが、前記支持構造体内に配置されている渦巻ハウジング（５０）内に収容されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の対人保護ユニット。
8. 前記支持構造体がヘルメットとして形成されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の対人保護ユニット。
9. 前記排出部材と前記ノズルチップとが別々の部品であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の対人保護ユニット。
10. 前記ノズルアセンブリは、前記頭部バンドとは別のものであることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の対人保護ユニット。
11. 追加の排出部材は、前記顔面シールド（１４６）に向かって空気を排出する前記ファンから前方に延在する導管（３４）を有していることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の対人保護ユニット。

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