JP6949944B2 - 呼気弁及びそれを含む呼吸マスク - Google Patents
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Description
本明細書に記載のさまざまな実施形態を説明するために使用される用語は以下の意味を有する。
「閉構成」とは、流体が弁座を通って流れることができないように弁フラップがシール面と完全に接触している位置を意味する。
「汚染物質」とは、粒子、及び/又は一般に粒子(例えば、有機蒸気等)とは見なされ得ないが、空気中に浮遊し得る他の物質を意味する。
「呼気」とは、濾過フェイスマスク着用者によって吐き出された空気である。
「呼気流」とは、呼気の間に呼気弁のオリフィスを通過する流体の流れを意味する。
「呼気弁」とは、弁がマスク上又はマスクを通して動作可能に配置されているときに、流体が濾過フェイスマスクの内部気体空間から流出できるように、濾過フェイスマスク上での使用に適合した弁を意味する。
「外部気体空間」とは、吐き出された気体が呼気弁を通過してそれらを超えた後に入る周囲大気気体空間を意味する。
「濾過された空気」とは、汚染物質を除去又は低減するために濾過又は浄化された、ある量の空気又は酸素を意味する。
「濾過フェイスマスク」とは、少なくとも着用者の鼻と口を覆い、濾過された空気を着用者に供給することができる呼吸保護デバイス(ハーフ及びフルフェイスマスク及びフードを含む)を意味する。
「可撓性フラップ」とは、動く流体から印加される力に応答して曲がるか又は屈曲することができるシート状の物品を意味し、この動く流体は、呼気弁の場合には呼気流であり、吸入弁の場合には吸入流である。
「流体連通」とは、弁が開放構成にあるときに呼気流が濾過フェイスマスクの内部気体空間から呼気弁のオリフィスを通って流出することができることを意味する。
「吸入フィルタ要素」とは、空気が濾過フェイスマスクの着用者によって吸入される前にそこを通過し、これによって汚染物質及び/又は粒子を除去することができる、流体透過性構造を意味する。
「吸入流」とは、吸入の間に吸入弁のオリフィスを通過する空気又は酸素の流れを意味する。
「吸入弁」とは、流体が濾過フェイスマスクの内部気体空間に入ることを可能にするために開く弁を意味する。
「内部気体空間」とは、マスク本体と着用者の顔面との間の空間を意味する。
「マスク本体」とは、着用者の少なくとも鼻と口を覆ってフィットすることができ、外部気体空間から分離された内部気体空間を画定するのを助ける構造を意味する。
「粒子」とは、空気中に浮遊することができる任意の液体及び/又は固体の物質、例えば病原体、細菌、ウイルス、粘液、唾液、血液などを意味する。
「シール面」とは、弁が閉構成にあるときに弁フラップと接触する面を意味する。
「一方向性流体弁」とは、流体が一方向には通過することができるが、他方向には通過することができない弁を意味する。
試料は、50L/分の電子式流量制御装置(MKS Instruments,Andover,MAから入手可能)、高分解能差圧変換器(Omega Engineering Inc.,Stamford,CTから入手可能)、バルブ試験設備、及びWindows 7オペレーティングシステムを実行するパーソナルコンピュータ、からなる圧力/流量試験システムで試験した。圧縮空気を約250kPaで流量制御装置に供給し、流量制御装置をバルブ試験設備に取り付けた。試験設備に取り付けられた弁の上流側と下流側との間の差圧を測定するために、圧力変換器を試験設備に取り付けた。コンピュータは、流量制御装置を制御し、かつ、データ取得インターフェース(National Instruments Corporation,Austin,TX,USA)を用いて測定した流量及び差圧のデータを取得する、試験プログラムを実行した。
[1]
弁座であって、第1主面と、第2主面と、前記弁座の前記第1主面と前記第2主面との間に配置されたオリフィスと、前記弁座の第1端部と第2端部との間に延びる弁座軸線と、を含み、前記オリフィスは、前記弁座の前記第1主面によって画定される平面内に実質的に円形の形状を含み、前記弁座は、前記弁座の前記第1主面上にそれぞれ配置されたシール面及びフラップ保持面を更に含み、前記シール面は、前記オリフィスを囲み、かつ前記弁座の前記第1主面によって画定される前記平面内に実質的に非円形の形状を含む、弁座と、
前記シール面と前記オリフィスを覆って配置され、かつ、前記フラップ保持面に接続された第1端部を備える、弁フラップであって、流体が前記弁座を通って流れることを防止するように前記呼気弁が閉構成に配置されているときに、前記弁フラップは前記弁座の前記シール面に対してシールされるようになっており、流体が前記弁座を通って流れることができるように前記呼気弁が開構成に配置されているときに、前記弁フラップの第2端部は前記シール面から離れるようになっており、更に、前記呼気弁が前記閉構成に配置されているときに、前記弁フラップは、前記弁座の前記第1主面に直交する平面内に湾曲形状を含む、弁フラップとを備える呼気弁。
[2]
前記フラップ保持面は、前記弁座の前記第1端部に隣接して配置されている、[1]に記載の呼気弁。
[3]
前記シール面は、台形部分と前記台形部分に接続された楕円形部分とを含み、前記楕円形部分は、前記フラップ保持面に隣接して配置されている、[1]又は[2]に記載の呼気弁。
[4]
前記呼気弁が前記閉構成に配置されているときに、前記弁フラップの前記第2端部が前記シール面の前記台形部分に対してシールされる、[3]に記載の呼気弁。
[5]
前記弁座軸線に直交する方向に沿って測定したときに、前記弁フラップの前記第1端部の幅が前記弁フラップの前記第2端部の幅より小さい、[4]に記載の呼気弁。
[6]
前記フラップ保持面は、前記弁座軸線と0°より大きい角度を形成する第1平面内に実質的に配置される、[1]〜[5]のいずれか一項に記載の呼気弁。
[7]
前記弁座に接続され、前記弁フラップと前記弁座の前記第1主面の少なくとも一部分とを覆って配置されるようになっている弁カバーを更に備える、[1]〜[6]のいずれか一項に記載の呼気弁。
[8]
前記呼気弁が前記開構成に配置されているときに、前記弁カバーは、前記オリフィスと流体連通する開口部を備える、[7]に記載の呼気弁。
[9]
前記オリフィスは前記弁座の前記第1主面によって画定される前記平面内に第1領域を含み、前記シール面は前記第1主面によって画定される前記平面内に第2領域を含み、前記第1領域は前記第2領域より小さい、[1]〜[8]のいずれか一項に記載の呼気弁。
[10]
前記オリフィスの周辺部は、前記弁座の前記第1主面に沿って測定したときに、0.5cm以下の距離で前記シール面から離れている、[1]〜[9]のいずれか一項に記載の呼気弁。
[11]
前記オリフィスの前記周辺部の一部分は、前記弁座の前記第1主面に沿って測定したときに、0.1cmに等しい距離で前記シール面の一部分から離れている、[10]に記載の呼気弁。
[12]
前記弁座の前記第1主面によって画定される前記平面内で測定したときに、前記オリフィスの周辺部の75%以下が前記シール面と一致する、[1]〜[9]のいずれか一項に記載の呼気弁。
[13]
前記弁座の前記第1主面によって画定される前記平面内で測定したときに、前記オリフィスの前記周辺部の25%以下が前記シール面と一致する、[12]に記載の呼気弁。
[14]
前記シール面は、前記弁座の前記第1主面に直交する平面内で凹状を備える、[1]〜[13]のいずれか一項に記載の呼気弁。
[15]
前記シール面は、前記弁座の前記第1主面に垂直な方向に測定したときに、一定でない高さを備える、[1]〜[14]のいずれか一項に記載の呼気弁。
[16]
前記フラップ保持面に隣接した前記シール面の第1部分の高さは、前記シール面の第1端部と第2端部との間に配置された前記シール面の第2部分の高さより大きく、前記シール面の前記第1端部は前記弁座の前記第1端部に隣接し、前記シール面の前記第2端部は前記弁座の前記第2端部に隣接している、[15]に記載の呼気弁。
[17]
前記弁フラップは、2つ以上の層を含む、[1]〜[16]のいずれか一項に記載の呼気弁。
[18]
前記弁フラップはエラストマーコーティングを更に含む、[17]に記載の呼気弁。
[19]
前記弁フラップは、多層光学フィルムを含む、[1]〜[18]のいずれか一項に記載の呼気弁。
[20]
前記弁フラップは、前記弁座の前記第1主面によって画定される前記平面内の前記シール面の前記形状に対応する、前記弁座の前記第1主面によって画定される前記平面内の形状を含む、[1]〜[19]のいずれか一項に記載の呼気弁。
[21]
着用時に内部気体空間を形成するように着用者の少なくとも鼻及び口を覆ってフィットするようになっているマスク本体と、[1]〜[20]のいずれか一項に記載の呼気弁であって、前記内部気体空間と流体連通する、呼気弁とを備える濾過フェイスマスク。
Claims (3)
- 弁座であって、第1主面と、第2主面と、前記弁座の前記第1主面と前記第2主面との間に配置されたオリフィスと、前記弁座の第1端部と第2端部との間に延びる弁座軸線と、を含み、前記オリフィスは、前記弁座の前記第1主面によって画定される平面内に略円形の形状を有し、前記弁座は、前記弁座の前記第1主面上にそれぞれ配置されたシール面及びフラップ保持面を更に含み、前記シール面は、前記オリフィスを囲み、かつ前記弁座の前記第1主面によって画定される前記平面内に非円形の形状を有する、弁座と、
前記シール面と前記オリフィスを覆って配置され、かつ、前記フラップ保持面に接続された第1端部を備える、弁フラップであって、流体が前記弁座を通って流れることを防止するように呼気弁が閉構成に配置されているときに、前記弁フラップは前記弁座の前記シール面に対してシールされるようになっており、流体が前記弁座を通って流れることができるように前記呼気弁が開構成に配置されているときに、前記弁フラップの第2端部は前記シール面から離れるようになっており、更に、前記呼気弁が前記閉構成に配置されているときに、前記弁フラップは、前記弁座の前記第1主面に直交する平面内に湾曲形状を含む、弁フラップとを備える呼気弁。 - 前記オリフィスは前記弁座の前記第1主面によって画定される前記平面内に第1領域を含み、前記シール面は前記第1主面によって画定される前記平面内に第2領域を含み、前記第1領域は前記第2領域より小さい、請求項1に記載の呼気弁。
- 着用時に内部気体空間を形成するように着用者の少なくとも鼻及び口を覆ってフィットするようになっているマスク本体と、
請求項1〜2のいずれか一項に記載の呼気弁であって、前記内部気体空間と流体連通する、呼気弁とを備える濾過フェイスマスク。
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