JP6770223B1

JP6770223B1 - 鼻孔マスク

Info

Publication number: JP6770223B1
Application number: JP2020000001A
Authority: JP
Inventors: 一美大徳
Original assignee: マフレン株式会社
Priority date: 2020-01-01
Filing date: 2020-01-01
Publication date: 2020-10-14
Anticipated expiration: 2040-01-01
Also published as: JP2021108669A

Abstract

【課題】従来のマスクの課題は以下である。１）マスクが呼気の水分で湿り通気性を低下させていた。２）マスク内で呼気と清浄空気が混合し、二酸化炭素や水分を同時に吸引し息苦しかった。３）外気が入り込み濾過性能が低下していた。４）マスクが呼気で湿るので不快であり、雑菌が繁殖し不潔であった。５）呼気でマスク内が臭くなり不快感があった。６）鼻孔に鼻孔管を挿入する方法は、フィルタの容量が小さく息苦しかった。【解決手段】本発明は、鼻孔挿入管を備えた鼻孔ヘッダをマスクで被覆した鼻孔マスクであり、鼻孔ヘッダは吸気口と呼気口を備えており、吸気口は吸気用逆止弁を備え、呼気口は呼気用逆止弁を備えている呼吸器であり、１）マスク内で呼気と清浄空気が混合しない構造とした。２）マスクの通気性を向上させて息苦しさを解消した。３）呼気によるマスク内の臭いや湿度の上昇を防止し不快感を解消した。【選択図】図１

Description

本発明は、防臭機能や、花粉、粉塵、ウイルス、細菌などの人体への浸入を防止する濾過機能や殺菌機能のある鼻孔マスクに関する。

マスクは花粉、煤塵、ウイルス、細菌、微粒子、臭気などの体内への侵入防止に使用されている。従来のマスクは、排出した呼気がマスク内に一時的に滞留し、呼気の水分で湿りが生じ、通気性が低下したり、臭いが籠もったりして不快感があった。呼気を排出しやすくするため逆止弁を設けたマスクもあるが、臭いや湿気は完全に除去できないので通気性が悪く息苦しかった。

実開昭６３−１３００６３号広報において、着脱可能なフィルタと吸気用逆止弁と呼気用逆止弁を設けた鼻腔マスクが提案されている。この方法においては、鼻孔挿入管でそれぞれの鼻孔をシールせず、鼻孔周辺をパットで覆ってシールしているため、外気が浸入しやすい。又、フィルタの濾過能力が小さく、浮遊物の除去が不十分であり、通気抵抗も大きく息苦しかった。又、装着時の外見に違和感があり、外出時は使用しづらかった。

特開平８−２９９４７８号広報において、箱の本体に鼻孔への挿入筒を設け、箱の一面にフィルタを設け、他の２面を排気口とし、逆止弁を設けた鼻孔マスクが提案されている。この方法においては、フィルタの通気抵抗は小さいが、濾過能力が小さく浮遊物の除去が不十分であった。又、フィルタの交換ができず、長期使用不可であった。又、装着時の外見に違和感があり、外出時は使用しづらかった。

特開平３−１９１９６６号広報において、鼻カニューラを隠蔽用マスクで被覆して、呼吸用気体を供給する方法が提案されている。この方法においては、１）呼吸用気体の供給装置が必要であり携行性が悪かった。２）吸気はカニューラから吸引され、呼気はカニューラと鼻孔の隙間から排気されるため、カニューラと鼻孔には必ず隙間が必要であり、この隙間から大気が浸入する問題があった。

特開２００２−２５３６８９号広報において、逆止弁の作用をする可撓性フラップを設けた排気弁付きマスクが提案されている。この方法においては、マスク内の呼気を排気弁で排出しやすいが、１）マスク内に呼気が充満した後フラップが開いて排出されるため、マスク内が水蒸気や熱気で蒸し暑くなっていた、２）吸気時はマスク内の残留呼気を大量に吸い込んでいた、３）経時的にマスク内が臭くなり不快であった。

特開２００７−１８１６６１号広報において、使用者の外鼻外周面にドーム状の隔壁を備えたマスクに、吸入用ガス投入手段を備えた吸入用ガス供給用マスクが示されている。この方法においては、マスク内に呼吸用ガスを送り込むので呼吸は楽であるが、吸入用ガスを供給する装置が必要であり、簡便に携行できるものではなかった。

特開２００７−１５１８２３号広報において、携帯型空調装置を首に提げて鼻腔に空気を送る方法が提案されている。この方法においては、１）通気管内のシール性が悪いので外気が浸入する。２）吸入用ガスを供給する装置が必要であるなどの問題があった。

実開昭６３−１３００６３号広報特開平８−２９９４７８号広報特開平３−１９１９６６号広報特開２００２−２５３６８９号広報特開２００７−１８１６６１号広報特開２００７−１５１８２３号広報

従来の鼻孔挿入管を直接鼻孔に挿入して吸息・呼息する方法はフィルタの容量が小さいので濾過機能が不十分であり、通気抵抗が大きく息苦しかった。又、鼻孔周辺を部分的にカバーして空気や酸素を供給する方法は、シール性が不十分であった。

一方、マスクによる方法は以下の問題があった。１）マスク内で吸気と呼気が混ざり合うので、呼気内の湿気でマスクが湿り、通気性が低下し、雑菌が繁殖し、マスク内が臭くなり不快感があった。２）マスク内に残留している呼気は、酸素量が少なく二酸化炭素や水分を大量に含有しているが、ある程度吸気せざるを得ないため息苦しかった。３）マスクが顔面と密着している面積が広いため、有効濾過面積が狭くなり濾過機能が低下するとともに通気抵抗が大きくなり息苦しかった。４）逆止弁を設けたマスクは、呼気が一旦マスク内に充満した後に排出されるためフィルタが湿り、通気性が低下し、雑菌が繁殖したり、臭いが生じたりして不快感を解消できなかった。

本発明はマスクの問題点を解決し、シール性に優れ、確実にウイルスや粉塵を濾過して清浄空気の常時吸引を可能にして、以下の課題を解決することである。１）マスク内に吸気される清浄空気と鼻から排出される呼気の混合を防止し、マスク内で清浄空気が呼気で汚染されるのを防止する。２）呼気による湿度の上昇を防止しマスク内の臭いや不快感を解消する。３）マスクの湿気による目詰まりや雑菌の繁殖を低減し、マスクを安全に使用できる時間を延長せしめる。４）マスクと顔面に空間を形成し、マスクと顔面の接触面積を小さくし、濾過機能と通気性を向上せしめる。５）マスクを乾燥した状態に保持することにより、長期にわたり通気性を維持し、雑菌や臭いの発生を防止し、快適な呼吸運動を提供することにある。

第１の解決手段は特許請求項１に示すように、吸気口と呼気口と鼻孔挿入管を備えた円筒形の鼻孔ヘッダがマスクで被覆されており、前記鼻孔ヘッダで前記マスクと顔面の間に空間が形成されており、前記吸気口は呼気用逆止弁の通気抵抗よりも大きな通気抵抗を有する通気抵抗体を備えており、前記通気抵抗体はマスク素材からなり、前記吸気口に差し込み式もしくはキャップ式にしてバンドで取付けられており、前記呼気口は呼気管が取付けられ、該呼気管は前記マスクに設けられた開口部に連通して、前記呼気管にはリング固定具が取付けられ、該リング固定具と前記鼻孔ヘッダで前記マスクが鋏まれて固定されており、前記呼気管は前記呼気用逆止弁を備えていることを特徴とする鼻孔マスクである。

第２の解決手段は特許請求項２に示すように、前記鼻孔ヘッダは、円筒形であり、前記吸気口と前記呼気口と前記鼻孔挿入管を備え、前記吸気口は呼気用逆止弁よりも通気抵抗の大きな通気抵抗体を備えており、前記通気抵抗体はマスク素材からなり、前記吸気口に差し込み式もしくはキャップ式にしてバンドで取付けられており、前記呼気口は呼気管を備えており、該呼気管には前記呼気用逆止弁が取付けられていることを特徴とする請求項１記載の鼻孔マスクに用いられる鼻孔ヘッダである。

第１の解決手段による効果は、１）フィルタが呼気の湿気で湿らないので、通気性がよく息苦しさを解消できる。２）呼気による湿度の上昇を防止しマスク内の臭いや不快感を解消できる。３）マスクの湿気による目詰まりや雑菌の繁殖を低減し、マスクを安全に使用できる時間を延長できる。４）吸気口の呼気用逆止弁と呼気管の呼気逆止弁もしくはマスクのマスク用逆止弁により、鼻孔ヘッダの呼気を円滑に排出できる。５）鼻孔に鼻孔挿入管を挿入しているのでシール性がよく、マスク内に呼気が入り込まない。６）顔面に湿気を含んだマスク素材が接触しないので不快感がない。７）鼻孔ヘッダとマスクの間に空間を形成できるので、顔面とマスクの間に空気溜まりが形成され呼吸が楽になり、又、顔面とマスクの接触面積が小さくなり、有効濾過面積が拡大し通気性が向上する。８）鼻孔ヘッダがマスクで被覆されているので外見の違和感を解消できる。

第２の解決手段による効果は、１）マスクが呼気の湿気で湿らないので、通気性がよく息苦しさを解消できる。２）呼気による湿度の上昇を防止しマスク内の臭いや不快感を解消できる。３）鼻孔に鼻孔挿入管を挿入しているのでシール性がよく、マスク内に呼気が入り込まない。４）一般的なマスクに開口部を設けて、鼻孔ヘッダと接合することにより、快適な呼吸が可能となる。

は装着された鼻孔マスクを断面した模式図。は装着された鼻孔マスクを部分断面した呼気用逆止弁を備えた側面図。は装着された鼻孔マスクを部分断面した正面図。は装着された鼻孔マスクを部分断面したマスク用逆止弁を備えた側面図。は吸気用逆止弁を備えた鼻孔ヘッダを部分断面した正面図。は差し込み式通気抵抗体を備えた鼻孔ヘッダを部分断面した正面図。はキャップ式通気抵抗体を備えた鼻孔ヘッダを部分断面した正面図。は開口部を設けたマスクの正面図。

本発明の実施形態を請求項１〜２及び図１〜８に基づいて説明する。

第１の解決手段は特許請求項１に示すように、
吸気口２０ａと呼気口２０ｂと鼻孔挿入管２２を備えた円筒形の鼻孔ヘッダ２０がマスク３０で被覆されており、前記鼻孔ヘッダ２０で前記マスク３０と顔面の間に空間が形成されており、前記吸気口２０ａは呼気用逆止弁４０の通気抵抗よりも大きな通気抵抗を有する通気抵抗体６０を備えており、前記通気抵抗体６０はマスク３０素材からなり、前記吸気口２０ａに差し込み式もしくはキャップ式にしてバンド６１で取付けられており、前記呼気口２０ｂは呼気管２３が取付けられ、該呼気管２３は前記マスク３０に設けられた開口部３０ａに連通して、前記呼気管２３にはリング固定具２５が取付けられ、該リング固定具２５と前記鼻孔ヘッダ２０で前記マスク３０が鋏まれて固定されており、前記呼気管２３は前記呼気用逆止弁４０を備えていることを特徴とする鼻孔マスク３０である。

図１は、マスク３０と鼻孔ヘッダ２０を着用した顔面を断面した模式図である。鼻孔ヘッダの外殻２１に設けられた鼻孔挿入管２２は鼻孔に挿入され、マスク３０で清浄化された清浄空気は鼻孔ヘッダ２０の外殻２１の二つの吸気口２０ａから鼻孔挿入管２２を通して鼻孔に流入する。呼気は鼻孔挿入管２２を通して鼻孔ヘッダ２０に流入し、鼻孔ヘッダ２０の外殻２１に設けられた呼気口２０ｂから呼気管２３を経て排出される。鼻孔挿入管２２は吸気と呼気の共通の通路であり、鼻孔ヘッダ２０は呼気と吸気の交換部となる。

従来のマスク３０では、呼息運動により排出された呼気はマスク３０内に充満し、マスク３０内の圧力がマスク３０の通気抵抗まで上昇した後、マスク３０から外気に排出される。従って、マスク３０内では吸気（外気からの清浄空気）と呼気（鼻孔からの吐出空気）が一旦混ざり合った状態になっている。吸息運動では、最初にマスク３０内で混ざり合った清浄空気と呼気の混合空気を吸気し、マスク３０内の圧力がマスク３０の通気抵抗まで低下した後、外気からの清浄空気がマスク３０内に浸入することになるので、呼吸効率が悪く息苦しくなっていた。呼気がマスク３０に排出された瞬間からマスク３０の劣化が進行していた。又、マスク３０と顔面が接触している部分はほとんど濾過機能に貢献していないため通気抵抗が大きくなり息苦しかった。本発明では、マスク３０を吸気機能に特化することにより、呼気がマスク３０内に浸入して、呼気に含有される水分や二酸化炭素や臭いによって、マスク３０内が汚染されないようにしている。

図１に示すように、顔面はマスク３０の外周部３０ｂでシールされている。吸息運動により外気からマスク３０表面全体を通して濾過された清浄空気がマスク３０内に吸引される。吸息運動を楽に行なうには、マスク３０の通気抵抗は小さい方がよい。そのためにはマスク３０と顔面との接触面積をできるだけ少なくして、マスク３０の有効濾過面積を広くした方がよい。

吸息運動では、マスク３０内に吸引された清浄空気は鼻孔ヘッダ２０の吸気口２０ａから鼻孔挿入管２２を通って鼻孔に吸引される。このとき、鼻孔ヘッダ２０内は負圧になるので、吸気用逆止弁５０のフラップ５１は開となり、呼気用逆止弁４０のフラップ４１は閉となる。逆に呼息運動では、鼻孔から排出された呼気は鼻孔挿入管２２を通って鼻孔ヘッダ２０内に流入し、鼻孔ヘッダ２０内は正圧になるので、吸気用逆止弁５０のフラップ５１は閉となり、呼気用逆止弁４０のフラップ４１は開となり、呼気は鼻孔ヘッダ２０から外気へ排出される。

鼻孔ヘッダ２０はマスク３０に被覆されているので、鼻孔ヘッダ２０に吸引された外気はマスク３０の濾過機能で清浄空気となる。マスク３０の表面積は広いので通気抵抗を低く抑えることができ、軽い吸息運動で外気をマスク３０内に取り込むことができる。鼻孔ヘッダ２０でマスク３０と顔面に空間を形成し、顔面とマスク３０の接触面積を小さくできるので、マスク３０の有効濾過面積が増加し、通気性が向上する。従来の鼻孔マスク１０はフィルタの濾過面積が小さかったので濾過能力が小さく、通気抵抗も大きかったので息苦しかった。

鼻孔ヘッダ２０の吸気と呼気の交換機能により、マスク３０内に呼気が入り込むことがないので、マスク３０の空間に二酸化炭素や水分を大量に含有した呼気が残留することがなく快適な吸息運動ができる。又、呼気の水分でマスク３０が湿ることがないので、雑菌や臭いの発生を防止できる。湿気によって促進されるマスク３０の目詰まりも改善されマスク３０の通気性に対する耐久時間を延長できる。

図２は鼻孔マスク１０を着用した際の部分横断面図である。図３は鼻孔マスク１０を着用した際の部分断面正面図である。鼻孔ヘッダ２０の略中央部には呼気口２０ｂが設けられ、呼気口２０ｂには呼気管２３が取付けられている。吸気口２０ａには吸気用逆止弁５０が取付けられている。呼気管２３には呼気用逆止弁４０が取付けられている。

図２に示すように、マスク３０には開口部３０ａが設けられ、呼気管２３が挿入されている。呼気管２３にはリング固定具２５が取付けられている。リング固定具２５と鼻孔ヘッダ２０でマスク３０を鋏むことにより、マスク３０を固定している。マスク３０は紐３１で耳に掛けられるので、マスク３０によって鼻孔ヘッダ２０を補助的に支持することができる。呼気管２３をマスク３０の外に出すことにより、鼻孔ヘッダ２０内の呼気をマスク３０の通気抵抗を回避して直接マスク３０の外に排出できるので呼息運動が楽になる。

図４は、マスク３０にマスク用逆止弁７０を取付けた例を示している。マスク用逆止弁７０に呼気管２３を連結している。マスク３０にはマスク用逆止弁７０を取付けるための保持枠７４が設けられている。保持枠７４の中にシールリング７２が取付けられ、シールリング７２にフラッパ７１が接着剤７３で取付けられている。保持枠７４と呼気管２３を漏れのないように接続する。呼息運動により鼻孔ヘッダ２０内は正圧になるので、マスク用逆止弁７０のフラッパ７１が押し開かれることにより呼気は速やかに排出できる。呼気管２３と保持枠７４が接合されているので、マスク３０と鼻孔ヘッダ２３は一体となり、鼻孔ヘッダ２３はマスク３０で保持することができる。

呼気管２３と接続したマスク用逆止弁７０がマスク３０の外に突き出ているので呼息運動が楽である。呼気がマスク３０内に充満することがないので、マスク３０の湿りによる不快感がなくなる。鼻孔ヘッダ２０をマスク３０で被覆することにより外見の違和感を解消できる。又、咳をした際の飛沫の拡散を防止できる。

鼻孔ヘッダ２０の材質は、軽量で剛性があり機械加工性の優れた樹脂類が使用できる。例えば、シリコン、ポリプロピレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ／ＯＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ／ＯＰＳ）、アクリル（ＡＣ）などである。

図２に示すように、鼻孔の形状や大きさは個人差があるので、鼻孔挿入管２２に隙間調整用のリング状のスペーサ２４を装着してもよい。スペーサ２４は布、樹脂、ゴムなどの材質を使用できる。樹脂はシリコン、フッ素ゴム、ナイロン、ポリウレタンなどを使用できる。中でも、シリコンは化学的に不活性で生体反応がないので適している。

呼気用逆止弁４０は、呼気管２３内にシールリング４２が取付けられており、シールリング４２には可撓性のあるフラップ４１が接着剤４３で取付けられている。シールリング４２とフラップ４１はピンなどで取付ける方法もあり、フラップ４１が小さな力で開閉できる方法であれば採用できる。シールリング４２とフラップ４１の当接面は平滑に仕上げることにより外気の浸入を防止できる。

フラップ４１は鼻孔ヘッダ２０に流入するわずかな呼気圧で開になるように、薄くて可撓性のある材料で形成する。例えば、ポリプロピレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ／ＯＰＰ）、ポリイソプレン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ／ＯＰＳ）、アクリル（ＡＣ）、天然ゴム、合成ゴムなどを使用できる。

吸気用逆止弁５０は鼻孔挿入管２２から鼻孔ヘッダ２０に流入してくる呼気がマスク３０内に逆流するのを防ぐ役割をする。又、吸気用逆止弁５０によって鼻孔ヘッダ２０の内圧を高めて、呼気逆止弁４０の開動作を助け、鼻孔ヘッダ２０の呼気をスムーズに排出できるようにしている。

図３，図５に示すように、吸気用逆止弁５０は鼻孔ヘッダ２０の中にシールリング５２を取付け、シールリング５２にフラップ５１を接合している。接合方法は接着剤５３でもよいし、ピンなどで固定してもよい。フラップ５１が鼻孔ヘッダ２０の圧力変動に対応して自在に開閉運動できるように固定するのがよい。シールリング５２とフラップ５１が密着することにより、鼻孔ヘッダ２０の呼気のマスク３０側への流出を防ぐことができる。

図６は吸気口２０ａに通気抵抗体６０を取付けた鼻孔ヘッダを示している。通気抵抗体６０は呼気用逆止弁５０の代用として使用できる。通気抵抗体６０は、吸息運動の際は清浄空気を円滑に吸気口２０ａから吸引できること、反対に呼息運動の際は呼気を円滑に呼気口２０ｂから排出できることが重要である。通気抵抗体６０の通気抵抗よりも呼気用逆止弁４０の通気抵抗を小さくすることにより、呼気がマスク３０内に逆流するのを防止できる。

通気抵抗体６０はマスク素材を使用できる。例えば、綿素材のガーゼ、フェルトなどを使用できる。又、ナイロン布、ウレタンスポンジなどを使用できる。通気抵抗体６０は、衛生面から簡単に着脱できて取り替えられるようにする。図６のように、フェルトなどの立体的な通気抵抗体６０は差し込み式にして取付けることができる。図７のように、ガーゼ、フェルト、ナイロン布などの通気抵抗体６０は、キャップ式にしてバンド７１などで固定して取付けることができる。

従来のカニューラの鼻孔挿入管２２は鼻孔とのシール機能はなく、呼気は鼻孔挿入管２２と鼻孔の隙間から排出される仕組みとなっていた。本発明の鼻孔挿入管２２はスペーサ２４などによって鼻孔とのシール性を高めているので外気を吸引することがない。

第２の解決手段は特許請求項２に示すように、前記鼻孔ヘッダ２０は、円筒形であり、前記吸気口２０ａと前記呼気口２０ｂと前記鼻孔挿入管２２を備え、前記吸気口２０ａは呼気用逆止弁４０よりも通気抵抗の大きな通気抵抗体６０を備えており、前記通気抵抗体６０はマスク３０素材からなり、前記吸気口２０ａに差し込み式もしくはキャップ式にしてバンド６１で取付けられており、前記呼気口２０ｂは呼気管２３を備えており、該呼気管２３には前記呼気用逆止弁４０が取付けられていることを特徴とする請求項１記載の鼻孔マスク１０に用いられる鼻孔ヘッダ２０である。

図５は鼻孔ヘッダ２０の部分断面図で、吸気口２０ａに吸気用逆止弁５０を取付けている。鼻孔ヘッダ２０は、マスク３０から取り入れられた清浄空気を吸気口２０ａから取り込んで、鼻孔挿入管２２から鼻孔に送り込み、鼻孔から排出された呼気を鼻孔挿入管２２から鼻孔ヘッダ２０に送り込み、呼気管２３を経由して外気に排出する。鼻孔ヘッダ２０は、マスク３０内に呼気が浸入するのを阻止し、清浄空気と混在することがないようにしている。マスク３０内に呼気が浸入しないので、マスク３０が湿ることがなく、雑菌や臭いが発生せず快適な呼吸ができる。

１０：鼻孔マスク
２０：鼻孔ヘッダ
２０ａ：吸気口
２０ｂ：呼気口
２１：外殻
２２：鼻孔挿入管
２３：呼気管
２４：スペーサ
２５：リング固定具
３０：マスク
３０ａ：開口部
３０ｂ：外周部
３１：紐
４０：呼気用逆止弁
４１：フラッパ
４２：シールリング
４３：接着剤
５０：吸気用逆止弁
５１：フラッパ
５２：シールリング
５３：接着剤
６０：通気抵抗体
６１：バンド
７０：マスク用逆止弁
７１：フラッパ
７２：シールリング
７３：接着剤
７４：固定枠

Claims

吸気口と呼気口と鼻孔挿入管を備えた円筒形の鼻孔ヘッダがマスクで被覆されており、前記鼻孔ヘッダで前記マスクと顔面の間に空間が形成されており、前記吸気口は呼気用逆止弁の通気抵抗よりも大きな通気抵抗を有する通気抵抗体を備えており、前記通気抵抗体はマスク素材からなり、前記吸気口に差し込み式もしくはキャップ式にしてバンドで取付けられており、前記呼気口は呼気管が取付けられ、該呼気管は前記マスクに設けられた開口部に連通して、前記呼気管にはリング固定具が取付けられ、該リング固定具と前記鼻孔ヘッダで前記マスクが鋏まれて固定されており、前記呼気管は前記呼気用逆止弁を備えていることを特徴とする鼻孔マスク。
前記鼻孔ヘッダは、円筒形であり、前記吸気口と前記呼気口と前記鼻孔挿入管を備え、前記吸気口は呼気用逆止弁よりも通気抵抗の大きな通気抵抗体を備えており、前記通気抵抗体はマスク素材からなり、前記吸気口に差し込み式もしくはキャップ式にしてバンドで取付けられており、前記呼気口は呼気管を備えており、該呼気管には前記呼気用逆止弁が取付けられていることを特徴とする請求項１記載の鼻孔マスクに用いられる鼻孔ヘッダ。