JP6571936B2 - 呼吸保護マスク - Google Patents

Description

本装置は呼吸保護マスクに関する。

呼吸保護マスクは、人の口や鼻の中へ流入される塵埃、汚粒子、悪臭、ガスなどを阻止するべく使用されてきており、様々な形態の前記マスクがそれらの用途に応じて使用される。特に、工業分野では、工員の健康および安全性の理由から、呼吸保護マスクを使用することが必要とされる。

呼吸保護マスクは、ユーザが息を吸い込むときに呼吸保護マスク内へ空気を導入するように構成される吸気ユニットと、ユーザが息を吐き出すときに呼吸保護マスクの外側に空気を排出するように構成される呼気ユニットとを含む。吸気ユニットおよび呼気ユニットは、空気流を選択的に遮断するように構成される吸気弁および呼気弁をそれぞれ含んでもよい（韓国特許出願公開第１０−２００６−００３９１２８号（公開日：２００６年５月８日）および韓国特許出願公開第１０−２０１０−００７５４５９号（公開日：２０１０年７月２日）参照）。

前述した呼吸保護マスクに設けられる吸気弁は、薄いフィルムの形態を成す膜であってもよく、また、吸気弁を支持するように構成される吸気弁支持ユニットが、吸気弁が吸気ポートを選択的に塞ぐことができるように吸気ユニットに設けられてもよい。吸気弁支持ユニットは、吸気ポートの中心部に配置されるとともに吸気弁を支持するように構成される支持ユニットと、吸気ポートを横断する方向に延びて支持ユニットを支持するように構成される少なくとも１つのリブとを含んでもよい。少なくとも１つのリブは、その断面が長方形であるバー形状に形成されるとともに、吸気ポートの縁部から中心部に延びる形状を成して設けられてもよい。

韓国特許出願公開第１０−２００６−００３９１２８号 韓国特許出願公開第１０−２０１０−００７５４５９号

しかしながら、前述した技術は以下の問題を有する。

吸気ポートを横断する少なくとも１つのリブは、吸気ポートを通過する空気の流れを妨げる。結果として、吸気ポートを通過する空気の圧力が減少するという問題がある。

また、少なくとも１つのリブの強度が低いため、衝撃が加えられるときに、あるいは、所定の外力が印加されるときに、リブが容易に破壊される場合があるという問題もある。

また、呼吸保護マスクのサイズが大きく、したがって、その使用が不便であるという問題もある。

本装置の実施形態は、前記問題を解決すること、および、着用者が息を吸うときに空気の圧力降下を減少させることができる呼吸保護マスクを提供することを目的とする。

また、吸気弁を支持するリブの損傷を減らすことができる呼吸保護マスクも提供される。

更に、そのサイズを減らすことができる呼吸保護マスクも提供される。

本装置の一態様によれば、シールフェイスピース要素と、吸気ポートが形成される吸気ユニットおよび呼気ポートが形成される呼気ユニットを含む弁座と、吸気ポートを選択的に塞ぐ吸気弁と、呼気ポートを選択的に塞ぐ呼気弁とを含む呼吸保護マスクが提供され、吸気ユニットは、吸気ポートの内側に配置されて吸気弁を支持するように構成される支持要素と、吸気ポートの内周面に接続される一端部、支持要素に接続される他端部、および、支持要素から見たときに吸気ポートの前方へ向けて減少する垂直断面積を有する少なくとも１つの支持リブとを含む。

本発明の他の態様によれば、シールフェイスピース要素と、吸気弁が装着される上部、および、上部よりも後方に傾けられて呼気弁が装着される下部を含む弁座と、下部から突出して呼気弁を支持するように形成されるとともに、下端へ向けて増大する突出長さを有するフレームとを含む呼吸保護マスクが提供される。

本装置の実施形態によれば、着用者が息を吸うときに空気の圧力降下を減少させることができる呼吸保護マスクを提供できる。

また、吸気弁を支持するリブの損傷を減らすことができる呼吸保護マスクを提供できる。

また、呼吸保護マスクのサイズを減らすことができる呼吸保護マスクも提供できる。

本装置の一実施形態に係る呼吸保護マスクの斜視図である。 図１の呼吸保護マスクの正面図である。 図１の呼吸保護マスクの背面図である。 図１の呼吸保護マスクの分解斜視図である。 図４のシールフェイスピース要素の背面斜視図である。 図４のヨークの背面斜視図である。 図４の弁座の背面斜視図である。 図４の弁座の側面図である。 図４の弁座の吸気ユニットの吸気弁支持手段の背面図である。 図９のI−I線に沿う断面図である。 図９のII−II線に沿う断面図である。 シールフェイスピース要素と図４の弁座とが結合される場合の斜視図である。 シールフェイスピース要素と図１２の弁座とが結合される状態下でヨークの下端部が結合される場合の斜視図である。 シールフェイスピース要素と図１３の弁座とヨークとの結合が完了される状態の断面図である。 本装置の実施形態に係る呼吸保護マスクの吸気ポートを通過する空気量の変化を示すシミュレーション結果である。 本装置の実施形態に係る呼吸保護マスクの吸気ポートを通過する空気の圧力の変化を示すシミュレーション結果である。

図面は、本装置の単なる例示的な実施形態を示しているにすぎず、したがって、その範囲を限定すると見なされるべきではない。これは、本装置が他の同様に有効な実施形態を許容し得るからである。図面に示される要素および特徴は、必ずしも原寸に比例しておらず、代わりに、本装置の例示的な実施形態の原理を明確に示すことに重きが置かれる。

以下、添付図面を参照して、本装置の範囲および思想を実施するための詳細な実施形態について詳しく説明する。説明の便宜のため、図面が原寸に比例していないことが理解されるべきである。

図１は、本装置の一実施形態に係る呼吸保護マスクの斜視図である。図２は、図１の呼吸保護マスクの正面図である。図３は、図１の呼吸保護マスクの背面図である。

図１〜図３を参照すると、本装置の１つの実施形態に係る呼吸保護マスク１０は、着用者の顔と密に接触するように構成されるシールフェイスピース要素１００と、シールフェイスピース要素１００と結合されるように構成されるとともに吸気弁５００および呼気弁６００が装着される弁座２００と、シールフェイスピース要素１００および弁座２００の前部を覆うヨーク３００と、呼吸保護マスク１０を着用者の頭部に固定するためにヨーク３００のループ３５０に接続されるストラップ４００とを含んでもよい。

本実施形態の説明では、呼吸保護マスク１０に関して、着用者の顔が位置する方向が後（図１のＸ軸におけるマイナス方向）として規定され、その反対側の方向が前（図１のＸ軸におけるプラス方向）として規定され、着用者の鼻が位置する方向が上（図１のＺ軸におけるプラス方向）として規定され、および、その反対側の方向が下（図１のＺ軸におけるマイナス方向）として規定される。

シールフェイスピース要素１００は、着用者の鼻および口を覆うことができるサイズを有してもよく、また、着用者の顔と密に接触するように軟質材料から形成されてもよい。一例として、シールフェイスピース要素１００は、ゴムまたはシリコーンなどの弾性変形可能な材料から形成されて、弾性材料から成るストラップ４００によって所定のレベルまで変形されてもよく、また、着用者の顔と密に接触してもよい。このため、シールフェイスピース要素１００の後部は、人の顔形状に対応する湾曲形態を有してもよい。

弁座２００は、シールフェイスピース要素１００の後部でシールフェイスピース要素１００と結合されるとともに、吸気弁５００および呼気弁６００を支持する。具体的には、弁座２００は、吸気弁５００が結合されるとともに着用者が息を吸うときに空気が通過する吸気ユニット２２０（図４）と、呼気弁６００が結合されるとともに着用者が息を吐くときに空気が通過する呼気ユニット２３０（図４）とを含む。

吸気ユニット２２０は、空気が通過する吸気ポート２０１を含む。吸気弁５００は、吸気ポート２０１の後部に配置されるとともに、吸気ポート２０１を通じて呼吸保護マスク１０の前部に部分的に露出される。吸気ユニット２２０は、吸気弁５００を支持するように構成される吸気弁支持手段を含む。吸気弁支持手段は、吸気弁５００の中心穴５１０（図４）内へ挿入される吸気ポート２０１の支持要素２２１と、支持要素２２１の後端部に設けられて吸気弁５００が離脱することを防止するように構成されるロック突起２２２と、支持要素２２１と吸気ポート２０１の内周面とを接続して吸気弁５００を支持するように構成される少なくとも１つの支持リブ２２３とを含んでもよい。吸気弁５００は、呼吸保護マスク１０の前後方向で支持リブ２２３とロック突起２２２との間に配置されるため、ロック突起２２２は、呼吸保護マスク１０の前方から見て外側に露出され得ない。以下、吸気弁支持手段の詳細な構造および機能について説明する。

吸気弁５００は、着用者が息を吸うときに吸気ポート２０１を部分的に開放するとともに、着用者が息を吸わないときに空気が吸気ポート２０１を通じてシールフェイスピース要素１００内へ導入されることを防止するべく吸気ポート２０１を塞いでもよい。

空気中に含まれる破片や有害物質等を除去するために所定の濾過カートリッジ装置（図示せず）が吸気ユニット２２０の前端部と結合されてもよい。濾過カートリッジ装置の作用によれば、着用者が呼吸するときに破片や有害物質等が着用者の呼吸器系内へ導入されることを防止できる。

呼気ユニット２３０は、空気が通過する呼気ポート２０２（図４）を含む。呼気弁６００は、呼気ポート２０２の前部に配置されるとともに、呼気ポート２０２を選択的に塞いでもよい。具体的には、呼気弁６００は、着用者が息を吐くときに呼気ポート２０２を部分的に開放するとともに、着用者が息を吸わないあるいは息を吐かないときに空気が呼気ポート２０２を通じてシールフェイスピース要素１００内へ導入されることを防止するべく呼気ポート２０２を塞いでもよい。呼気弁６００は、後方へ突出する挿入突起６１０を含み、挿入突起６１０が弁座２００内へ挿入されるときに弁座２００に固定されてもよい。

吸気弁５００および呼気弁６００は、着用者が息を吸うあるいは息を吐くときに生み出される空気の圧力の変化によって変形され得る軟質材料から形成されるダイヤフラムであってもよく、あるいは、材料、例えばゴムやシリコーンから形成されてもよい。

ヨーク３００は、シールフェイスピース要素１００および弁座２００の前面を部分的に覆ってもよく、具体的には、呼気弁６００を覆う形状に形成されてもよい。呼気弁６００の後面およびヨーク３００の後面は、互いから所定の距離を隔てて離間されてもよいとともに、着用者が息を吐くときに呼気ユニット２３０を通じて排出される空気が呼吸保護マスク１０の下側に排出されるように、呼吸保護マスク１０の下側に空気排出空間を形成してもよい。

ストラップ４００が接続されるリング形状ループ３５０は、ヨーク３００の両側に形成されてもよい。ストラップ４００が長さ調整部材４１０を含んでもよい。

ストラップ４００がループ３５０に接続される状態下で、着用者は、シールフェイスピース要素１００が自分の鼻および口を覆うようにシールフェイスピース要素１００を自分の顔と密に接触させ、また、ストラップ４００が適切な力をシールフェイスピース要素１００に印加するように長さ調整部材４１０を操作してもよい。したがって、シールフェイスピース要素１００が弾性的に変形されて着用者の顔と密に接触してもよく、また、空気が吸気弁５００および呼気弁６００の作用のみにしたがってシールフェイスピース要素１００内へ導入されあるいはシールフェイスピース要素１００の内側から外側に排出されてもよい。

以下、添付図面を参照して、呼吸保護マスク１０の前述した構成要素の詳細な特徴について詳しく説明する。

図４は、図１の呼吸保護マスクの分解斜視図である。図５は、図４に描かれるシールフェイスピース要素の背面斜視図である。図６は、図４に描かれるヨークの背面斜視図である。図７は、図４に描かれる弁座の背面斜視図である。図８は、図４に描かれる弁座の側面図である。

図４〜図８を参照すると、呼吸保護マスク１０が１つの方法を使用して結合され、その方法では、吸気弁５００および呼気弁６００が結合される弁座２００が、シールフェイスピース要素１００と結合されるとともに、ヨーク３００が、シールフェイスピース要素１００を通じて前方に露出される吸気ユニット２２０および呼気ユニット２３０と結合される。

本実施形態は、弁座２００がシールフェイスピース要素１００と結合される前に吸気弁５００および呼気弁６００が弁座２００と結合される場合を例示したが、吸気弁５００および呼気弁６００の結合順序はこれに限定されない。例えば、吸気弁５００および呼気弁６００は、弁座２００がシールフェイスピース要素と結合された後に、弁座２００と結合されてもよい。

シールフェイスピース要素１００は、着用者の鼻および口を覆うように形成されるシールフェイスピース要素本体１１０と、シールフェイスピース要素本体１１０の後部を形成するとともに着用者の顔が密に接触する屈曲部１２０と、シールフェイスピース要素本体１１０の上側に設けられる第１の表面１３０と、シールフェイスピース要素本体１１０の下側に設けられる第２の表面１４０とを含んでもよい。

シールフェイスピース要素本体１１０は、その後面が開放するとともに前方へ突出する形状に形成される。弁座２００は、シールフェイスピース要素本体１１０の内側に受け入れられるようにシールフェイスピース要素本体１１０と結合されてもよい。この場合、弁座２００は、第１の表面１３０および第２の表面１４０に装着されて固定される。

ヨーク３００を弁座２００に固定しつつ装着できるヨーク装着部１１２が、シールフェイスピース要素本体１１０の前面に形成されてもよい。ヨーク装着部１１２は、ヨーク３００の後面の外周形状に対応するように形成されてもよく、また、シールフェイスピース要素本体１１０の前面が所定の深さだけ押し下げられる階段状の表面の形態を成して設けられてもよい。

第１の表面１３０は、弁座２００の吸気ユニット２２０が形成される上部２１１と密に接触してもよい。第２の表面１４０は、弁座２００の呼気ユニット２３０が形成される下部２１２と密に接触してもよい。この場合、第２の表面１４０は、第１の表面１３０よりも後側へ傾けられるように設けられてもよい。したがって、呼気ユニット２３０の一部がシールフェイスピース要素１００の前方へ突出してもよく、また、ヨーク３００の下部が呼気ユニット２３０と結合されてもよい。

吸気ユニット２２０が挿入される第１の穴１０１が第１の表面１３０に形成されてもよい。呼気ユニット２３０が挿入される第２の穴１０２が第２の表面１４０に形成されてもよい。吸気ポート２０１が形成される吸気ユニット２２０が第１の穴１０１に挿入されるため、第１の穴１０１が吸気経路の一部を形成する。また、呼気ポート２０２が形成される呼気ユニット２３０が第２の穴１０２に挿入されるため、第２の穴１０２が呼気経路の一部を形成する。

以下で説明されるように、第１の穴１０１の外周部は、弁座２００の上側結合部２２９内に挿入されてもよく、また、第２の穴１０２の外周部は、弁座２００の下側結合部２３７内へ挿入されてもよい。このようにすると、シールフェイスピース要素１００の上部および下部の両方を弁座２００に強固に結合して固定できる。

一方、ヨーク３００は、シールフェイスピース要素１００および弁座２００の前面を部分的に覆うヨーク本体３１０と、ヨーク本体３１０の両方の後面に形成されるジョイント３２０と、ヨーク本体３１０の両側に形成されるとともにストラップ４００が接続されるループ３５０とを含んでもよい。

ヨーク本体３１０の上部には、第１の穴１０１および吸気ユニット２２０に対応する位置に吸気経路３０１が形成されてもよい。

また、ヨーク本体３１０の上部を弁座２００に固定するヨークロック部３１２が、ヨーク本体３１０の吸気経路３０１の近傍に形成されてもよい。ヨークロック部３１２は、吸気経路３０１の外周に沿って吸気経路３０１の中心へ向けて突出する突起の形態を成して設けられてもよく、また、吸気ユニット２２０に形成される短縁部２２８に引っ掛けられるときにヨーク本体３１０の上部を弁座２００に固定してもよい。ジョイント３２０およびヨークロック部３１２をヨーク固定溝２３５および弁座２００の短縁部２２８にそれぞれ締結して固定できるため、ヨーク３００が二重固定構造を有し、ヨーク３００を弁座２００に強固に固定できるとともに、外部衝撃が存在する場合であっても、ヨーク３００を弁座２００から容易に離脱できない。

ヨーク本体３１０は、下部の両側が後方に延びる形状に形成されてもよい。ヨーク本体３１０の下部の中心は、前方へ突出する形状に形成されてもよい。ヨーク本体３１０の下部の後方へ延びる部分と、ヨーク本体３１０の下部の前方へ突出する部分とによって、呼気経路３０２が形成されてもよい。呼気ポート２０２を通じて排出される空気は、呼気経路３０２を通じて呼吸保護マスク１０の外側に排出される。

ジョイント３２０は、ヨーク本体３１０の両方の後面に形成される。ジョイント３２０は、ヨーク３００がジョイント３２０の周りで回転できるように円柱形状または半球形状を成して形成されてもよい。本実施形態は、ジョイント３２０が半球形状に形成される場合を例示している。ジョイント３２０は、ヨーク３００の組み付けプロセスにおいて弁座２００のヨーク固定溝２３５内に挿入されてもよい。

弁座２００は、上部２１１および下部２１２を有する座部本体２１０と、上部２１１に設けられる吸気ユニット２２０と、下部２１２に設けられる呼気ユニット２３０とを含んでもよい。すなわち、弁座２００は、吸気ユニット２２０および呼気ユニット２３０の両方を含んでもよい。そのようにすると、呼吸保護マスク１０の構成要素の総数を減らしてその構造を簡略化できる。ジョイント３２０を挿入するために、ヨーク３００は一定のレベルに弾性的に変形されてもよい。

上部２１１は、呼吸保護マスク１０が着用される状態で吸気ユニット２２０が空気を呼吸保護マスク１０の前後方向に流すことができるように形成されてもよい。上部２１１の前面は、シールフェイスピース要素１００の第１の表面１３０の後面と密に接触してもよい。

また、下部２１２は、上部２１１に対して所定の角度を成して後方へ傾けられる形状に形成されてもよい。このようにすると、呼吸保護マスク１０のサイズ、具体的には、呼吸保護マスクの垂直長さをより短くなるように形成できる。下部２１２の前面は、シールフェイスピース要素１００の第２の表面１４０の後面と密に接触してもよい。

実施形態は、呼吸保護マスク１０が着用される状態で吸気ユニット２２０および呼気ユニット２３０の空気連通方向が前後方向である場合を例示しているが、本明細書での前後方向は、図１のＸ軸方向だけを意味せず、概念的にほぼ同じレベルで傾けられる方向を含むように理解されてもよい。

吸気ユニット２２０は、上部２１１から突出する略管形状を成して形成されてもよく、また、前述したように吸気ポート２０１と吸気弁支持手段とを含んでもよい。吸気ポート２０１は、上部２１１を前後方向で貫通する穴であり、着用者が息を吸うときに空気が通過する経路を与える。

吸気ユニット２２０は、自由端部側に形成されて濾過カートリッジ等が接続されてもよい取り付け部２２６と、取り付け部２２６の後部に配置されるとともに径方向に増大する直径を有する上側延出部２２７と、上側延出部２２７の端部に形成される短縁部２２８と、上側延出部２２７と上部２１１の前面との間に設けられる上側結合部２２９とを含んでもよい。

上側延出部２２７は、第１の穴１０１よりも大きい直径を有するように形成されてもよい。弁座２００がシールフェイスピース要素１００と結合されると、第１の表面１３０は、上側延出部２２７との干渉に起因して弾性的に変形されて、その当初の状態に再び戻り、上側延出部２２７の後方に移動されて、上側結合部２２９内へ挿入されてもよい。

上側結合部２２９は、第１の穴１０１の直径に対応するサイズを有してもよく、また、上側延出部２２７と上部２１１の前面との間に溝形態を成して設けられてもよい。第１の表面１３０が上側結合部２２９内に挿入されると、シールフェイスピース要素１００と吸気ユニット２２０との結合状態、すなわち、弁座２００の上部２１１との結合状態を、特定のレベル以上の外力がシールフェイスピース要素１００に印加される前に維持できる。

短縁部２２８は、上側延出部２２７の後端部に、上側延出部２２７の外周に沿って形成されてもよい。ヨーク３００の後面に形成されるヨークロック部３１２は、上側延出部２２７を越えて弾性的に変形されて、短縁部２２８内へ挿入されてもよい。このようにすると、ヨーク３００を弁座２００に固定できる。

一方、軟質材料から形成される吸気弁５００は、吸気ポート２０１を塞ぐことができるサイズを有してもよく、また、吸気ユニット２２０と結合されるべき中心穴５１０を含んでもよい。吸気弁５００は、吸気ユニット２２０の吸気弁支持手段と結合されて弁座２００の後方から支持されてもよく、着用者が息を吸うときには、呼吸保護マスク１０の内側と外側との間の圧力差に起因して後方へ引き込まれて（呼吸保護マスク１０の内側は低圧状態にある）吸気ポート２０１を開き、また、着用者が息を吐くときには、呼吸保護マスク１０の内側と外側との間の圧力差に起因して吸気弁支持手段と密に接触して（呼吸保護マスク１０の内側は高圧状態にある）吸気ポート２０１を塞ぐ。

図９は、図４の弁座の吸気ユニットの吸気弁支持手段の背面図である。図１０は、図９のI−I線に沿う断面図である。図１１は、図９のII−II線に沿う断面図である。

図９〜図１１を参照すると、吸気弁支持手段は、吸気ポート２０１の内側に設けられるとともに、前述したように、支持要素２２１と、ロック突起２２２と、支持リブ２２３とを含んでもよい。

支持要素２２１は、吸気弁５００の中心穴５１０内に挿入されて、複数の支持リブ２２３により支持され、また、吸気ポート２０１の中心部に配置されてもよい。支持要素２２１は、その中心軸線が空気連通方向と平行である円柱形状に形成されてもよく、また、中心穴５１０のサイズに対応する直径を有してもよい。

ロック突起２２２は、支持要素２２１に挿入される吸気弁５００が着用者の呼吸動作中に離脱することを防止し、また、支持要素２２１の後端部から吸気ポート２０１の径方向に所定の長さだけ突出する突起の形態を有してもよい。複数のロック突起２２２は、支持要素２２１の周方向に設けられてもよい。この本実施形態は、３つのロック突起２２２がそれらの間に所定の間隔を伴って設けられる場合を例示している。着用者が息を吸うときには、吸気弁５００は、後方に移動されて吸気ポート２０１を開き、ロック突起２２２によって妨げられて、支持要素２２１から外れない。

支持リブ２２３は、吸気ポート２０１の内周面から延びて、支持要素２２１を支持し、吸気弁５００の前方への移動を制限する。複数の支持リブ２２３が設けられてもよい。すなわち、吸気弁５００が支持リブ２２３の後方に配置され、また、吸気弁５００の前面が支持リブ２２３によって支持される。本実施形態は、３つの支持リブ２２３がそれらの間に所定の間隔を伴って配置される場合を例示しているが、支持リブ２２３の数および支持リブの位置が変えられてもよい。

支持リブ２２３は、ロック突起２２２に対して支持要素２２１の前方に接続される。したがって、吸気弁５００は、ロック突起２２２と支持リブ２２３との間で移動できる。

また、支持リブ２２３は、支持要素２２１の位置から見るときに、前方に向けて尖った楔形状断面を有してもよい。言い換えると、支持リブ２２３の垂直断面積は、吸気ポート２０１の前方へ向けて減少する。本実施形態において、垂直断面積とは、図１のＸ軸に対して垂直な平面に沿う断面積のことである。そのような形状によれば、空気が吸気ポート２０１内へ導入されると、支持リブ２２３に起因する空気の圧力降下が減少して、空気量がより均一に分配され得る。

従来、呼吸保護マスクの吸気ポートに設けられる支持リブは、垂直断面積の変化を伴うことなく単純な長方形断面を有するバーの形態を成して設けられたため、支持リブは、空気流中で抵抗として働き、圧力降下および不安定な流れ現象をもたらした。しかしながら、本実施形態の支持リブ２２３によれば、吸気ポート２０１を通じて導入される空気が支持リブ２２３に沿ってスムーズに分散されて移動され得るため、抵抗としての機能が低下し、圧力降下量および不安定な流れ現象が減少し得る。

特に、支持リブ２２３の前端部は、丸くなるように処理されてもよく、垂直断面積の変化量が前方へ向かって増大する部分を含んでもよく、また、支持要素２２１の位置から見たときに支持リブ２２３の略流線形の断面が形成されてもよい。この場合には、吸気ポート２０１を通過する空気の圧力降下量および不安定な流れ現象を更に減らすことができる。

また、支持リブ２２３は、支持要素２２１から見たときにその断面積が支持要素２２１から離れるにしたがって増大する形状に形成されてもよい。すなわち、吸気ポート２０１が前方から見られるときに、支持リブ２２３の幅が支持要素２２１へ向かって減少し得る。

前述した構造によれば、支持リブ２２３をより強固に吸気ポート２０１の内周面に固定でき、また、支持リブは、小さい面積により吸気弁５００を効果的に支持できる。

一方、支持リブ２２３は、後方へ開放する溝２２４を後面に含んでもよい。溝２２４の深さおよび幅は、溝２２４を取り囲む射出生成物が一定の厚さを維持するように支持要素２２１から離れるにしたがって増大するべく形成されてもよい。また、溝２２４は、支持リブ２２３の延在方向に沿って延びてもよい。

溝２２４が形成されるため、支持リブ２２３を構造的に強化することができる。また、着用者が息を吐くときに、吸気弁５００が支持リブ２２３の後面と密に接触する。溝２２４が形成されると、吸気弁５００の一部が溝２２４内へ移動される現象が生じ得るため、吸気弁５００がより確実に支持リブ２２３と密着できる。

一方、呼気ユニット２３０は、下部２１２から突出するとともに呼気弁６００が重力に起因して離脱しないように形成されるフレーム２３１と、フレーム２３１に形成される呼気ポート２０２と、呼気ポート２０２を横断する複数の支持リブ２３２と、呼気弁６００の挿入突起６１０を挿入できる挿入穴２３３と、フレーム２３１の両側面に形成されるとともにヨーク３００のジョイント３２０が挿入されるヨーク固定溝２３５とを含んでもよい。

フレーム２３１は、上端から下端に徐々に増大する突出長さを有するように形成されてもよい。このようにすると、呼気弁６００が密に接触する前面を重力の方向または上端へ向かう方向に対して略垂直な方向で形成することができる。すなわち、呼気弁６００を重力方向に延びるように配置することができ、あるいは、上端部６００ａを下端部６００ｂよりも後方に配置させることができる。具体的には、フレーム２３１は、呼吸保護マスク１０が着用される間は前面が前方または後方に傾けられない状態に、あるいは、前面が前方へ傾けられる状態に、形成されてもよい。したがって、呼気弁６００は、着用者が息を吸わないあるいは息を吐かない間は、外側からの外力が存在しないと、フレーム２３１の前面と密に接触できる。呼気弁６００が傾けられる状態がこの実施形態で述べられる場合、「後方に傾けられる」とは、呼気弁６００の上端部６００ａが下端部６００ｂの前方に配置されることを意味し、また、「前方に傾けられる」とは、呼気弁６００の上端部６００ａが下端部６００ｂの後方に配置されることを意味する。

着用者により吐き出される水分が呼気弁６００の後面に集まる場合がある。水分に起因して、呼気弁６００の重量が増大する場合があり、また、呼気弁６００の自由端部から滴り落ちる場合がある。この場合には、着用者が息を吸わないあるいは息を吐かないときであっても呼気ポート２０２が開放するという問題が起こり得る。呼吸保護マスク１０が着用される環境を考慮すると、着用者の深刻な安全性問題が起こり得る。

しかしながら、本実施形態によれば、着用者が息を吐いていないときに、呼気弁６００がフレーム２３１の前面と密に接触する状態を維持できる。したがって、前述した安全性問題を回避できる。

すなわち、弁座２００の下部２１２が上部２１１よりも後方に傾けられるように形成され、また、フレーム２３１が下端へ向けて更に突出する形状に形成される。この実施形態に係る呼吸保護マスク１０は、小さいサイズを有することができ、また、呼気弁６００を安定的に動作させることができるようにする。したがって、呼吸保護マスク１０の装着性および有用性を高めることができる。

呼気弁６００は、呼気ポート２０２を塞ぐことができるサイズを有する軟質材料から形成されてもよい。弾性的に変形されて挿入穴２３３に挿入される挿入突起６１０が呼気弁６００の後面に設けられてもよい。

着用者が息を吸うと、呼吸保護マスク１０の内側がその外側よりも低い圧力を有するため、呼気弁６００は、吸気弁５００と同様に呼吸保護マスク１０内へ引き込まれる力を受け得る。しかしながら、呼気弁６００は支持リブ２３２によって支持されるため、呼気弁は、フレーム２３１の前面と密に接触して呼気ポート２０２を塞ぐことができる。着用者が息を吐くと、呼吸保護マスク１０の内側がその外側よりも高い圧力を有するため、呼気弁６００の自由端部（下端部）が挿入突起６１０に対して押し出され、したがって、呼気ポート２０２が開放する。そのため、空気を呼吸保護マスク１０の外側へ排出できる。

ヨーク固定溝２３５は、フレーム２３１の両側面に設けられてもよい。溝を形成する突起部の高さは、ジョイント３２０がヨーク固定溝２３５にスムーズに案内されるように前方へ向かって減少する。ヨーク固定溝２３５は、ジョイント３２０の形状に対応する形状を有してもよく、また、ヨーク３００がジョイント３２０の周りで回転できるように形成される。

この実施形態の場合のようにヨーク固定溝２３５がフレーム２３１の両側面に設けられると、弁座２００の下部を固定するための構造を加えるために弁座２００が大きい長さを有する必要がないため、弁座２００の垂直長さをより小さくなるように設定できる。

一方、吸気ユニット２２０の上側延出部２２７および上側結合部２２９のそれぞれに対応する機能を有する下側延出部２３６および下側結合部２３７がフレーム２３１の後端部に形成されてもよい。

具体的には、下側延出部２３６は、第２の穴１０２よりも大きい直径を有するように形成される。弁座２００がシールフェイスピース要素１００と結合されると、第２の表面１４０は、下側延出部２３６との干渉に起因して弾性的に変形されて、その当初の状態に再び戻り、下側延出部２３６の後方に移動されて、下側結合部２３７内へ挿入されてもよい。

下側結合部２３７は、第２の穴１０２の直径に対応するサイズを有してもよく、また、下側延出部２３６と下部２１２の前面との間に溝形態を成して設けられてもよい。第２の表面１４０が下側結合部２３７内に挿入されると、シールフェイスピース要素１００と呼気ユニット２３０との結合状態、すなわち、弁座２００の下部２１２との結合状態を、特定のレベル以上の外力がシールフェイスピース要素１００に印加される前に維持できる。

以下、前述した構成を有する呼吸保護マスク１０の組み付け方法について詳しく説明する。

図１２は、シールフェイスピース要素と図４の弁座とが結合される場合の斜視図である。図１３は、シールフェイスピース要素と図１２の弁座とが結合される状態でヨークの下端部が結合される場合の斜視図である。図１４は、シールフェイスピース要素と図１３の弁座とヨークとの結合が完了される状態の断面図である。

図１２〜図１４を参照すると、吸気弁５００が弁座２００の後方から吸気ユニット２２０と結合されるとともに、呼気弁６００が弁座２００の前方から呼気ユニット２３０と結合される間に、弁座２００がシールフェイスピース要素１００と結合される。

この場合、第１の表面１３０が弾性的に変形されて上側結合部２２９内へ挿入されるとともに、第２の表面１４０が弾性的に変形されて下側結合部２３７内へ挿入される。したがって、シールフェイスピース要素１００の後面が弁座２００の前面と密に接触できる。吸気ユニット２２０の取り付け部２２６、上側延出部２２７、および、短縁部２２８は、第１の穴１０１を通過して、前方に露出される。呼気ユニット２３０のフレーム２３１、ヨーク固定溝２３５、および、下側延出部２３６は、第２の穴１０２を通過して、前方に露出される。

シールフェイスピース要素１００と弁座２００との結合が完了されると、ヨーク３００が弁座２００と結合される。具体的には、ヨーク３００のジョイント３２０が最初にヨーク固定溝２３５内へ挿入される。その後、ヨーク３００を上方へ回転させることによって、ヨークロック部３１２が弾性的に変形され、その後、ヨークロック部３１２が短縁部２２８にロックされる。したがって、ヨーク３００を弁座２００に固定できる。

この場合、吸気ユニット２２０の取り付け部２２６は、吸気経路３０１を通過して、前方に露出されるとともに、その後、濾過カートリッジ等と結合されてもよい。

前記組み付けプロセス中に任意の手続きで、ストラップ４００がヨーク３００のループ３５０に接続されてもよい。

前述したように、ボルトまたは溶接などの結合用の別個の装置が必要な締結方法を使用することなく本実施形態に係る呼吸保護マスク１０を容易に組み付けることができるため、製造生産性を向上させることができる。特に、弁座２００が吸気ユニット２２０および呼気ユニット２３０の両方を含むため、言い換えると、吸気ユニット２２０および呼気ユニット２３０が１つの構成要素として製造されるため、呼吸保護マスク１０を構成する構成要素の総数を減らして、弁座２００とシールフェイスピース要素１００とを簡単に組み付けることができる。結果として、呼吸保護マスク１０の製造生産性を向上させることができる。

以下、この実施形態に係る前述した構成を有する呼吸保護マスク１０の機能および効果について説明する。

前述したプロセスによって組み付けが完了されると、ユーザは、ストラップ４００を使用して呼吸保護マスク１０を着用できる。

呼吸保護マスク１０は、着用状態で着用者の鼻および口を塞ぐ。着用者の呼吸にしたがって、吸気弁５００および呼気弁６００が変形され、空気が呼吸保護マスク１０内に流れることができ、あるいは、空気を呼吸保護マスク１０の内側から排出することができる。

具体的には、着用者が息を吸うと、吸気弁５００は、支持要素２２１へ挿入されつつ後方へ移動し、あるいは、吸気ポート２０１を開放するように変形され、また、呼気弁６００は、フレーム２３１の前面と密に接触して、呼気ポート２０２を塞ぐ。したがって、空気は、吸気ポート２０１を通じて呼吸保護マスク１０内に流れることができる。着用者が息を吐くと、吸気弁５００は、支持リブ２２３によって支持される支持要素２２１へ挿入されつつ移動されて、吸気ポート２０１を塞ぎ、また、呼気弁６００は、フレーム２３１の前面から離脱されて、呼気ポート２０２を開放する。そのため、空気は、呼気ポート２０２を通じて呼吸保護マスク１０の外側に排出され得る。

前述した機能によれば、呼吸保護マスク１０の外側の破片や有害物質等が着用者の気道内ヘ導入されることを防止できる。

特に、本実施形態において、支持リブ２２３は、その垂直断面積が吸気ポート２０１の前方へ向かって減少する形状を有するため、着用者が息を吸うときに吸気ユニット２２０で生じる空気の圧力降下および不安定な流れ現象を減らすことができる。したがって、着用者は、労力を殆ど伴わずに十分な量の空気を吸入できるため、容易に呼吸できる。

特に、支持リブ２２３の前端部は、丸くなるように処理されて、略流線形の形状を有するため、空気の圧力降下および不安定な流れ現象をより効果的に回避できる。

また、溝２２４が支持リブ２２３の後面に形成されると、支持リブ２２３を構造的に強化することができ、射出プロセスにおける変形を回避できるとともに、吸気弁５００を支持リブ２２３とより確実に密着させて支持できる。

図１５は、本装置の実施形態に係る呼吸保護マスクの吸気ポートを通過する空気量の変化を示すシミュレーション結果である。図１６は、本装置の実施形態に係る呼吸保護マスクの吸気ポートを通過する空気の圧力の変化を示すシミュレーション結果である。

図１５および図１６において、左側のシミュレーション結果は、垂直断面積の変化を有さない関連技術における支持リブが適用される呼吸保護マスクのシミュレーション結果である。右側のシミュレーション結果は、その垂直断面積が前方へ向かって減少する形状を有するこの実施形態に係る支持リブが適用される呼吸保護マスクのシミュレーション結果である。

図１５および図１６を参照すると、実施形態では、吸気ユニット２２０を通過する所定の速度勾配の空気流がより安定的に分配されて、圧力降下量が更に減少されることが理解され得る。

本装置の実施形態が以下に記載される。

項目１は、シールフェイスピース要素と、吸気ポートが形成される吸気ユニットおよび呼気ポートが形成される呼気ユニットを含む弁座と、吸気ポートを選択的に塞ぐ吸気弁と、呼気ポートを選択的に塞ぐ呼気弁とを含む呼吸保護マスクであって、吸気ユニットが、吸気ポートの内側に配置されて吸気弁を支持するように構成される支持要素と、吸気ポートの内周面に接続される一端部、支持要素に接続される他端部、および、支持要素から見たときに吸気ポートの前方へ向けて減少する垂直断面積を有する少なくとも１つの支持リブとを含む、呼吸保護マスクである。

項目２は、支持リブが、吸気ポートから前方に延びる楔形状を有する、項目１の呼吸保護マスクである。

項目３は、支持リブが、丸みのある前端部を有する、項目１または項目２の呼吸保護マスクである。

項目４は、支持リブが、垂直断面積の変化量が吸気ポートの前方へ向けて増大する部分を含む、項目１〜３の呼吸保護マスクである。

項目５は、支持要素から見たときに、支持リブの断面積が、支持要素から離れるにしたがって増大する、項目１〜４の呼吸保護マスクである。

項目６は、後方へ向けて開放する溝が支持リブの後面に形成される、項目１〜５の呼吸保護マスクである。

項目７は、溝が支持リブの延在方向に沿って延びる、項目１〜６の呼吸保護マスクである。

項目８は、シールフェイスピース要素と、吸気弁が装着される上部および上部よりも後方に傾けられて呼気弁が装着される下部を含む弁座と、下部から突出して呼気弁を支持するように形成されるとともに下端へ向けて増大する突出長さを有するフレームとを含む呼吸保護マスクである。

項目９は、呼気弁が密に接触するフレームの前部が、呼気弁が重力の方向に向けて長手方向に延びるように、配置されるように形成される、項目８の呼吸保護マスクである。

項目１０は、呼気弁が密に接触するフレームの前部が、呼気弁の上端部が下端部よりも後方に配置されるように、配置されるように形成される、項目８および９の呼吸保護マスクである。

項目１１は、シールフェイスピース要素の前面を部分的に覆うヨークを更に含み、ヨークの後面の下側にジョイントが形成され、ジョイントが結合されるヨーク固定溝が、フレームの両側面に形成される、項目８〜１０の呼吸保護マスクである。

項目１２は、ヨークがジョイントの周りで回転可能に移動でき、ヨークが最初にジョイントを用いて結合された後に回転してヨークの上側が弁座と結合される方法によって組み付けが行なわれる、項目８〜１１の呼吸保護マスクである。

項目１３は、シールフェイスピース要素が挿入される溝である上側結合部と、上側結合部を形成する上側延出部とが弁座に設けられ、上側延出部の端部に形成される短縁部に挿入されるヨークロック部がヨークの後面に形成され、ヨークロック部が弾性的に変形されて短縁部に挿入される、項目８〜１２の呼吸保護マスクである。

項目１４は、弁座がシールフェイスピース要素の後部に結合される、項目８〜１３の呼吸保護マスクである。

以上、本装置の呼吸保護マスクの詳細な実施形態を説明してきたが、これらは単なる例であり、本装置は、これらの例に限定されず、この明細書中に開示される基本的な考えにしたがって最も幅広い範囲を有するように解釈され得る。当業者は、本装置の範囲から逸脱しない範囲内で開示された実施形態を組み合わせて置き換えることによって、示唆されない形状のパターンを実施してもよい。また、当業者は、この明細書に基づいて開示された実施形態を容易に変更して修正してもよく、また、そのような変更および修正が本装置の範囲内に入ることは明らかである。

１０…呼吸保護マスク、１００…シールフェイスピース要素、１０１…第１の穴、１０２…第２の穴、１１０…シールフェイスピース要素本体、１２０…屈曲部、１３０…第１の表面、１４０…第２の表面、２００…弁座、２１０…弁体、２２０…吸気ユニット、２２１…支持要素、２２２…ロック突起、２２３…支持リブ、２２４…溝、２２６…取り付け部、２２７…上側延出部、２２８…短縁部、２２９…上側結合部、２３０…呼気ユニット、２３１…フレーム、２３２…支持リブ、２３３…挿入穴、２３５…ヨーク固定溝、２３６…下側延出部、２３７…下側結合部、３００…ヨーク、３０１…吸気経路、３０２…呼気経路、３１０…ヨーク本体、３２０…ジョイント、３５０…ループ、４００…ストラップ。

Claims (6)

1. シールフェイスピース要素と、
   吸気ポートが形成される吸気ユニット、および呼気ポートが形成される呼気ユニットを含む弁座と、
   前記吸気ポートを選択的に塞ぐ吸気弁と、
   前記呼気ポートを選択的に塞ぐ呼気弁と、
   を備え、
   前記吸気ユニットが、
   前記吸気ポートの内側に配置されるとともに、前記吸気弁を支持するように構成される支持要素と、
   前記吸気ポートの内周面に接続される一端部、前記支持要素に接続される他端部、および前記支持要素から見たときに前記吸気ポートの前方へ向けて減少する垂直断面積を有する少なくとも１つの支持リブと、
   を含み、後方へ向けて開放する溝が前記支持リブの後面に形成される、呼吸保護マスク。
2. 前記支持リブが、前記吸気ポートから前方に延びる楔形状を有する、請求項１に記載の呼吸保護マスク。
3. 前記支持リブが、丸みのある前端部を有する、請求項１に記載の呼吸保護マスク。
4. 前記支持リブは、垂直断面積の変化量が前記吸気ポートの前方へ向けて増大する部分を含む、請求項１に記載の呼吸保護マスク。
5. 前記支持要素から見たときに、前記支持リブの断面積が、前記支持要素から離れるにしたがって増大する、請求項１に記載の呼吸保護マスク。
6. 前記溝が前記支持リブの延在方向に沿って延びる、請求項１に記載の呼吸保護マスク。