JP7103640B2

JP7103640B2 - マスク密着度判定装置

Info

Publication number: JP7103640B2
Application number: JP2018194878A
Authority: JP
Inventors: 啓樹橋本; 憲一阪本
Original assignee: Yamamoto Kogaku Co Ltd
Current assignee: Yamamoto Kogaku Co Ltd
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2022-07-20
Anticipated expiration: 2038-10-16
Also published as: US11471632B2; US20200114106A1; JP2020063938A; CN111060433B; CN111060433A

Description

この発明は、工場、工事現場等の粉塵や有毒ガスが発生する場所において防塵マスクや防毒マスクとして使用するなど、特に装着時に密着性が要求される呼吸用マスク等において、その装着時の密着度を判定することができるマスク密着度判定装置に関するものである。

従来、この種のマスク密着度判定装置としては、粒子の漏れの程度をリアルタイムに確認し、かつ粒子の漏れと着用者の呼吸との関係を確認できる面体（マスク）内環境測定装置が存在する（特許文献１）。

このようなマスク内環境測定装置は、マスクの内部粒子カウンターと、マスクの外部粒子カウンターと、マスクの内圧を測定する圧力センサーと、粒子数比較算出部や出力部とを備えており、レーザー光散乱方式のパーティクルカウンターで粒子数を計測し、粒子個数濃度を判定するものとしている。

特許第５５６４７２８号公報

しかしながら、上記従来のマスク内環境測定装置は、非常に複雑な構造の据置型の装置となり、形状も大きく、装置の価格も極めて高価なものとなっているという課題を有していた。

さらに、上記従来のマスク内環境測定装置は、マスク内に挿入するサンプリングチューブもマスクの密着性に影響しやすいものとなっている。すなわち、マスク内の粒子と、マスク内部の圧力を取り出すチューブの２本をマスク内に挿入する必要があり、これ自体が密着性に支障を来たす虞れがあるという課題を有していた。

また、上記従来のマスク内環境測定装置は、操作方法が簡易ではなく、正確な測定には熟練度が必要とされるという課題を有していた。

そこで、この発明は、非常に簡単な部品構成であり、電池で駆動することができ、手のひらサイズの小型化が可能で、安価となり、しかも操作方法が簡易で、正確な測定にも熟練度を必要としないマスク密着度判定装置を提供することを目的としてなされたものである。

この発明のマスク密着度判定装置は、着用者の顔面Ｆと着用したマスク１との間に挿入するマスク内圧検知部２を備えている。さらに、前記マスク内圧検知部２をマスク外部に出し、マスクの着用場所の大気圧を数分毎に測定された大気圧値と、密着度の判定前のマスク着用者の複数回の呼吸の強さにより生じるマスク内圧値との変動差による規定しきい値の設定、および密着度の判定時のマスク着用者の複数回の呼吸の強さにより生じるマスク内圧値と、前記規定しきい値との変動差による密着度の判定を行うための回路制御部を備えている。さらに、前記回路制御部により判定された前記密着度を着用者に示すための表示部３を備えたものとしている。

この発明のマスク密着度判定装置において、前記マスク内圧検知部２は、ピエゾ抵抗型の超小型圧力センサーとし、着用者の顔面Ｆと着用したマスク１との間にフレキシブル基板Ｂを介して挿入されている。

この発明のマスク密着度判定装置は、以上に述べたように構成されているので、非常に簡単な部品構成となり、電池で駆動することができ、手のひらサイズの小型化が可能で、安価となり、しかも操作方法が簡易で、正確な測定にも熟練度を必要としないものとなった。

この発明のマスク密着度判定装置の外観を示す斜視図である。図１に示すこの発明のマスク密着度判定装置の開閉蓋を開放した状態を示す斜視図である。この発明のマスク密着度判定装置の使用状態を示す説明図である。この発明のマスク密着度判定装置による密着度の判定手順を示すフローチャートである。この発明のマスク密着度判定装置による規定しきい値の設定時のマスク内圧値の変動を示すグラフである。

以下、この発明のマスク密着度判定装置を実施するための形態について、図面に基づき詳細に説明する。

この発明のマスク密着度判定装置は、図１～３に示したように、着用者の顔面Ｆと、口および鼻を覆うようにして着用したマスク１との間に挿入するマスク内圧検知部２と、このマスク内圧検知部２によって測定された大気圧値、マスク内圧値によって、着用者の呼吸の強さに応じた規定しきい値の設定、および密着度の判定を行うための回路制御部（図示せず）と、この回路制御部により判定された前記密着度を着用者に示すための表示部３を備えたものとしている。そして、この発明のマスク密着度判定装置は、回路制御部や表示部３に電気を供給するバッテリーユニット（図示せず）と、これらに電力の供給を開始・停止するための電源スイッチ４と、マスク内圧検知動作を開始するためのスタートスイッチ５を備えたものとしている。

さらに、この発明のマスク密着度判定装置は、本体部６に開閉蓋７が備えられており、必要に応じて、本体部６には前記マスク内圧検知部２や後に述べるケーブルＣの収納部８が設けられると共に、開閉蓋７の内側にマスク１の装着状態確認用の鏡９が設けられている。前記マスク内圧検知部２は、精密な電子デバイスであるので、破損や紛失を防止するため収納部８に収納しておくのが好ましい。また、マスク１の装着状態を、実際に目で確認するために鏡９を設けておくのが好ましい。

前記マスク内圧検知部２は、本体部６とケーブルＣで接続され、着用者の顔面Ｆと着用したマスク１との間にフレキシブル基板Ｂを介して挿入されている。このフレキシブル基板Ｂの厚みは、６００μｍ以下にしている。また、このマスク内圧検知部２には、図示していないが、マスク１の縁部に挟持可能としたクランプが設けられている。このクランプは、マスク内圧検知部２がマスク１内部で不用意に動かないようにするためのものであり、マスク内圧値の正確な測定や着用者に不快感を与えないようにしている。

前記マスク内圧検知部２は、ピエゾ抵抗型の数ｍｍレベルのサイズとした超小型圧力センサーとしており、防水仕様であることが好ましい。このような超小型圧力センサーとしておくことにより、マスク１内部で邪魔になることがなく、防水仕様にすることにより、マスク１内が極めて高湿な環境になっても使用可能となる。

さらに、前記マスク内圧検知部２は、測定した圧力値の情報を回路制御部へ送信する無線送信機能を備えたものとすることができ、前記回路制御部は、マスク内圧検知部２から送られた圧力値の情報を受信する無線受信機能を備えたものとすることができる。このように前記マスク内圧検知部２と回路制御部を無線接続することにより、マスク内圧変動差を常時測定し外部機器に送信することで、複数名の作業者のマスク密着度を一括管理できる。また、このように前記マスク内圧検知部２と回路制御部を無線接続することにより、前記ケーブルＣは不要となり、前記マスク内圧検知部２が、着用者の顔面Ｆとマスク１との間により挿入しやすいものとなる。

前記回路制御部は、マイコンなどの内部情報機器が装着されており、このマイコンのプログラム修正や蓄積された測定履歴データ等の取り込みができるように、パソコンやスマートフォンなどの外部情報機器に接続可能な端子（図示せず）が設けられており、本体部６に内蔵された電池などのバッテリーユニット（図示せず）から電力が供給されるようにしている。前記回路制御部とパソコンを接続することにより、着用者の呼吸によるマスク内圧変動差の記録ができる。また、マスク内圧検知部２をスマートフォンやタブレットと接続し、専用のアプリケーションによりマスク密着度判定ができる。

この発明のマスク密着度判定装置において、前記大気圧値の測定は、マスク内圧検知部２をマスク外部に出し、マスクの着用場所の大気圧を数分毎に測定しなおすものとしている。これは、大気圧が一日において最大で約１０hPa の変動差があり、１時間でも数hPa の変動があるため、マスク密着度判定時の最適な大気圧値を得るためである。

前記規定しきい値の設定は、密着度の判定前のマスク着用者の複数回の呼吸の強さにより生じるマスク内圧値と、前記大気圧値との変動差から行うものとしている。このときのマスク内圧値は、複数回の呼吸によるマスク内圧変動差の平均値にしたり、複数回の呼吸によるマスク内圧変動差に対し、ｎ番目に高い値にしたりすることができる。なお、着用者の呼吸はスタートスイッチ５のＬＥＤ表示とブザー音などに従って一定リズムで行われるようにしている。また、着用者の呼吸に応じてリアルタイムでマスク内圧変動差を表示部３に段階的に表示することもできる。

前記密着度の判定は、密着度の判定時のマスク着用者の複数回の呼吸の強さにより生じるマスク内圧値と、前記規定しきい値の変動差から行うものとしている。このときのマスク内圧値も、複数回の呼吸によるマスク内圧変動差の平均値にしたり、複数回の呼吸によるマスク内圧変動差に対し、ｎ番目に高い値にしたりすることができる。なお、着用者の呼吸も前記規定しきい値の設定時と同じく、スタートスイッチ５のＬＥＤ表示とブザー音などに従って一定リズムで行われるようにしている。また、着用者の呼吸に応じてリアルタイムでマスク内圧変動差を表示部３に段階的に表示することもできる。

前記表示部３は、規定しきい値の設定および密着度の判定を段階的に表示するようにしており、例えばＧ1 ～Ｇ3 というように複数のＬＥＤからなり、Ｇ1 は赤色、Ｇ2 は黄色、Ｇ3 は緑色のＬＥＤにしたものとしている。そして、規定しきい値の設定時や密着度の判定時のマスク着用者の複数回の呼吸の強さにより生じるマスク内圧値と、前記大気圧値の変動差が、例えば０．４ｈＰａ以上のときは、Ｇ1 の赤色のＬＥＤが点灯するようにし、０．７ｈＰａ以上のときは、Ｇ2 の黄色のＬＥＤが点灯するようにし、１．０ｈＰａ以上のときは、Ｇ3 の緑色のＬＥＤが点灯するようにし、さらに１．５ｈＰａ以上のときは、Ｇ3 の緑色のＬＥＤが点滅するようにしている。このように前記表示部３を段階的に表示することにより、着用者は規定しきい値の設定時や密着度の判定時のマスクの密着度が一目瞭然となる。

そこで、この発明のマスク密着度判定装置を用いて、マスク着用者のマスクの密着度の判定を行うには、次の手順で行う。

先ず、図１に示した状態から、図２に示したように開閉蓋７を開き、本体部６の収納部８からマスク内圧検知部２とケーブルＣを取り出す。

次に、取り出したケーブルＣを本体部６に接続した状態にして、電源スイッチ４をオン操作すると共に、スタートスイッチ５を押し、マスク内圧検知部２でマスク着用場所の大気圧値を測定する。その後、マスク１を顔面Ｆに装着し、鏡９を見ながらマスク１の装着具合を確認し、整える（マスク内圧検知部２と回路制御部を無線接続したものではケーブルＣを本体部６に接続しなくてよい）。そして、顔面Ｆとマスク１との間にマスク内圧検知部２を挿入し（図３に示す）、必要に応じてこのマスク内圧検知部２をクランプでマスク１の縁部に挟持する。なお、その後すぐにマスクの密着度の判定を行う場合には、前記大気圧値の測定は一度でよいが、判定開始までに時間がかかる場合には、数分毎にマスク１内からマスク内圧検知部２を取り出して、大気圧値を測定しなおす。

そこで、前記マスク着用者は、マスクの密着度判定前に、複数回（例えば５回）の呼吸を行うと、マスク内圧検知部２でマスク内圧値が測定される。この測定されたマスク内圧値は、その呼吸毎に図５に示したように変動するので、その平均値が求められる。そして、このマスク内圧値の平均値と前記大気圧値の変動差により、回路制御部で規定しきい値の設定が行われる。

規定しきい値の設定を行うマスク着用者は、表示部３のＬＥＤの点灯によって、この規定しきい値を設定するときのマスクの密着度を確認する。この密着度は、表示部３によって段階的に表示される。例えば、前記表示部３のＬＥＤの点灯が、Ｇ1 （赤色）以上（０．４ｈＰａ以上）であれば、密着度の判定におけるしきい値設定が可能であると判断する。前記表示部３のＬＥＤが、何れも点灯しない場合には、マスク１の装着具合を確認し、整えてから、表示部３のＬＥＤの点灯が、Ｇ1 （赤色）以上になるまで、再度同様の設定操作を繰り返す。

なお、前記規定しきい値は、回路制御部の内部情報機器に記憶させておけば、マスク着用時に度々設定する必要はなく、同一使用者において一回行えばよく、このような使用者は、次回から規定しきい値の設定を行うことなく、マスクの密着度の判定を行うことができる。

前記規定しきい値の設定後、マスク着用者は、マスクの密着度の判定を行うが、このマスクの密着度判定時においても、複数回（例えば５回）の呼吸を行うと、マスク内圧検知部２でマスク内圧値が測定される。この測定されたマスク内圧値も、前記マスクの密着度判定前と同様に、その呼吸毎に変動するので、その平均値が求められる。そして、このマスク内圧値の平均値と前記規定しきい値の変動差により、回路制御部で密着度の判定が行われる。

マスクの密着度の判定を行うマスク着用者は、表示部３のＬＥＤの点灯によって、このマスクの密着度を確認する。この密着度も、表示部３によって段階的に表示される。例えば、前記表示部３のＬＥＤの点灯が、Ｇ3 （緑色）であれば、マスクの密着度が良好であると判断する。前記表示部３のＬＥＤの点灯が、Ｇ1 （赤色）であったり、Ｇ2（黄色）の場合には、マスク１の装着具合を確認し、整えてから、表示部３のＬＥＤの点灯が、Ｇ3 （緑色）になるまで、再度同様の判定操作を繰り返す。

以上のように構成されたこの発明のマスク密着度判定装置は、先にも述べたように、非常に簡単な部品構成となっており、電池で駆動することができ、手のひらサイズの小型化が可能で、安価となり、しかも操作方法が簡易で、正確な測定にも熟練度を必要としないものとなった。

１マスク
２マスク内圧検知部
３表示部
Ｆ顔面
Ｂフレキシブル基板

Claims

着用者の顔面と着用したマスクとの間に挿入するマスク内圧検知部と、
前記マスク内圧検知部をマスク外部に出し、マスクの着用場所の大気圧を数分毎に測定された大気圧値と、密着度の判定前のマスク着用者の複数回の呼吸の強さにより生じるマスク内圧値との変動差による規定しきい値の設定、および密着度の判定時のマスク着用者の複数回の呼吸の強さにより生じるマスク内圧値と、前記規定しきい値との変動差による密着度の判定を行うための回路制御部と、
前記回路制御部により判定された前記密着度を着用者に示すための表示部を備えたことを特徴とするマスク密着度判定装置。
前記マスク内圧検知部は、ピエゾ抵抗型の超小型圧力センサーとし、着用者の顔面と着用したマスクとの間にフレキシブル基板を介して挿入されていることを特徴とする請求項１記載のマスク密着度判定装置。