JP7121877B1 - マスク補助具 - Google Patents

Abstract

本発明は、特別な操作を要することなく且つマスクの種類に拘わらず、マスク本来の異物の出入抑制機能を維持しつつ、使用時の快適性の向上を図ることができるマスク補助具を提供することを課題とする。顔４とマスク６との間に配置されるマスク補助具２は、鼻１０の鼻孔１０ａから排出される呼気を受ける容器状の鼻呼気受け部１２と、該鼻呼気受け部１２の底面に連通するノズル部材２０と、ノズル部材２０を覆うように上端部を鼻呼気受け部１２の底面に気密状態で固定された軟質の筒状の呼気案内部１４と、呼気案内部１４の下端部に連通して外部に露出するフィルタ部１６とを有しており、ノズル部材２０には鼻１０からの呼気の流速で開閉するチェックバルブ１８が設けられている。呼気はノズル部材２０内で加速されて吐出され、その流動圧でフィルタ部１６に押し込まれて外部に排出される。

Description

本発明は、マスク内方の雰囲気改善のためにマスクの内側に配置して用いられるマスク補助具に関する。

日常生活の中で、花粉やゴミ、微粒子やウイルス等の異物の体内への侵入を予防する目的でマスクが用いられている。マスクをしている状態では、マスクを通して入った外気（吸気）と、鼻や口から排出された呼気とが顔とマスクとの間のほぼ閉じた空間内で混ざり合って滞留する。呼気は温度が高く水分や二酸化炭素、臭気を含んでいるため、使用時間が長くなるにつれて酸素濃度の低下やマスクの目詰まり等により息苦しさや臭いによる不快感が増すのを避けられない。これらの要因によるマスク内の雰囲気（環境）の悪化による皮膚炎の増加や呼吸器系の疾患の報告もなされている。

一方、新型コロナウイルス等の感染症対策が叫ばれている状況下では、マスクは有効であることが種々の医学的データやスーパーコンピュータによるシミュレーションからも裏付けられており、特に感染した人の呼気からウイルスが外部へ排出されるのを抑制する効果が高いとされている。このため、マスク本来の異物の出入抑制機能を維持しつつ、使用時の不快感の低減（快適性の向上）が強く望まれている。

このような要望に応えるべく、特許文献１には、鼻からの呼気をマスク内の空間から遮断した状態でマスク外部へろ過（フィルタ処理）して排出する構成の鼻孔マスクが提案されている。この鼻孔マスクは、マスクの内側に鼻孔挿入管を一体に備えた管状の鼻孔ヘッダを配置しており、鼻孔ヘッダの両側にはマスク内に流入した外気をろ過する吸気フィルタが設けられている。鼻孔ヘッダのマスク対向側における中央部にはマスクの一部分をフィルタとして利用する、逆止弁を備えた呼気排出構成が設けられている。逆止弁は鼻孔ヘッダに連通して顔の外側へ突出する円筒形の呼気フランジ内に設けられており、呼気フランジの先端がマスクの内側に密接してシールされることにより、呼気フランジの先端に対応するマスク部分が呼気フィルタとして機能するものである。

特開２０２１－１８４７８１号公報

特許文献１に記載の鼻孔マスクは、呼気フランジの先端とマスクが密接することによるシール性によって呼気がマスク内に逆流することを防止する構成であるが、マスクの装着力（呼気フランジの先端に対するマスクの押圧力）のみでシール性が確実に得られるとは限らない。例えばプリーツタイプのマスクでは、折り目による段差があるため呼気フランジの先端との間に隙間が生じやすく、強い保形性を有する立体型のマスクではシール性は困難となる。このような危惧を想定して、特許文献１では呼気フランジの外周面に固定リングでマスクを止めてシール性を向上させることが記載されている。しかしながら、マスクを交換する毎にシール性を向上させるための特別な操作が面倒となるばかりでなく、マスクが円筒形状に突出することによりあたかも防毒マスクのような外観形状となることで、ユーザーによってはその使用をためらう懸念を否定できない。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、特別な操作を要することなく且つマスクの種類に拘わらず、マスク本来の異物の出入抑制機能を維持しつつ、使用時の快適性の向上を図ることができるマスク補助具を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のマスク補助具（２）は、顔（４）とマスク（６）との間に配置されるマスク補助具であって、鼻（１０）からの呼気（２２）を受ける鼻呼気受け部（１２）と、鼻呼気受け部（１２）に連通し、鼻（１０）からの呼気（２２）を案内する呼気案内部（１４）と、呼気案内部（１４）の先端側に連通し、少なくとも一部が顔（４）とマスク（６）との間から外部に露出するフィルタ部（１６）と、フィルタ部（１６）よりも上流側に設けられ、鼻（１０）からの呼気（２２）の流速で開閉して逆流を遮断するバルブ機構（１８）と、を有していることを特徴とする。

本発明に係るマスク補助具によれば、マスクの種類や形状の違いに拘わらず、且つマスク側に何らの対応構成を必要とすることなく、また特別な操作を要することなくマスクの本来の異物出入抑制機能を維持しつつ、マスク内の雰囲気の悪化を改善でき、マスク使用時の快適性の向上を図ることができる。

また、上記マスク補助具（２）では、呼気案内部（１４）が、マスク（６）の装着力で変形可能な軟質材料で筒状に形成されていることを特徴とする。これによれば、顔とマスクとの間の気密性を通常のマスク装着時と変わらない状態でフィルタ部から呼気をろ過して外部に排出することができる。

また、上記マスク補助具（２）では、鼻呼気受け部（１２）が剛性を有する材料で底面（１２ａ）に穴（１２ｂ）が開いた容器状に形成され、呼気案内部内（１４）にはフィルタ部（１６）側へ延びるノズル部材（２０）が穴（１２ｂ）に連通して配置され、ノズル部材（２０）内にバルブ機構（１８）が設けられていることを特徴とする。これによれば、ノズル部材で鼻からの呼気を加速させてフィルタ部から鼻呼吸のタイミングと同時的に排出させることができる。

また、上記マスク補助具（２）では、鼻呼気受け部（１２）が鼻（１０）を覆う形状を有していることを特徴とする。これによれば、鼻からの呼気を効率的にフィルタ部を通して外部に排出することができ、マスク内の雰囲気の悪化を迅速に改善することができる。

また、上記マスク補助具（２）では、ノズル部材（２０）がフィルタ部（１６）側へ向かって内径が漸減する形状を有していることを特徴とする。これによれば、ノズル部材で鼻からの呼気を効率的に加速させてフィルタ部から鼻呼吸のタイミングと同時的に排出させることができる。

また、上記マスク補助具（２）では、穴（１２ｂ）及びノズル部材（２０）が、鼻孔（１０ａ）に個別に対応して２つずつ設けられていることを特徴とする。これによれば、各鼻孔からの呼気を効率的且つ迅速に呼気案内部へ移動させることができる。

また、上記マスク補助具（２）では、フィルタ部（１６）が顔（４）の下側から外部に露出するように構成されていることを特徴とする。これによれば、フィルタ部が外部に露出することによるマスク装着に係る外観の見劣りを低減することができる。

また、上記マスク補助具（２）では、フィルタ部（１６）がマスク（６）と同じ材料で形成されていることを特徴とする。これによれば、通常のマスク装着時と変わらない異物出入抑制機能を得ることができる。

本発明によれば、特別な操作を要することなく且つマスクの種類に拘わらず、マスク本来の異物の出入抑制機能を維持しつつ、使用時の快適性の向上を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係るマスク補助具の使用状態を示す側面図である。 図１で示したマスク補助具の拡大斜視図である。 図２のＸ－Ｘ線での概要断面図である。 図３の一点鎖線円の部位の動作説明を兼ねる拡大図である。 図１の要部拡大図である。 第２実施形態におけるマスク補助具の要部を示す図である。 第３実施形態におけるマスク補助具の要部を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るマスク補助具２の使用状態を示している。マスク補助具２は、顔４とマスク６との間に配置され、マスク６の装着力で落下しないように保持されている。マスク６の装着力とは、耳掛け紐６ｂを耳８に掛けてマスク本体部６ａを湾曲した状態で顔４に密着させる通常使用における顔４に対するマスク本体部６ａの押圧力をいう。

マスク補助具２は、図２に示すように、鼻１０からの呼気を受ける鼻呼気受け部１２と、鼻呼気受け部１２に連通し、鼻１０からの呼気を案内する呼気案内部１４と、呼気案内部１４の先端側（図中下端側）に連通し、少なくとも一部が顔４とマスク６との間から外部に露出するフィルタ部１６と、フィルタ部１６よりも上流側（鼻呼気受け部１２側）に設けられ、鼻１０からの呼気の流速で開閉して逆流を遮断するバルブ機構としてのチェックバルブ１８等を有している。

鼻呼気受け部１２は、剛性を有する材料で矩形の容器状に形成され、その底面１２ａには、鼻１０の各鼻孔１０ａ（図１参照）に個別に対応して、且つ各鼻孔１０ａの位置に対応して２つの穴１２ｂが形成され、これらの穴１２ｂの下面にはノズル部材２０がそれぞれ固定されている。鼻呼気受け部１２の剛性は、マスク６の装着力で変形しない程度の硬さで、本実施形態では薄肉のプラスチックで形成されている。鼻呼気受け部１２の内側面１２ｃは、鼻１０の下側の部位に密着できるように、凹状に湾曲形成されている。各ノズル部材２０は、フィルタ部１６側へ向かって、すなわち下方に向かって内径が漸減するテーパ形状を有しており、各ノズル部材２０内にチェックバルブ１８が設けられている。

呼気案内部１４は、マスク６の装着力で容易に変形可能な軟質材料（ここでは薄肉のビニールシート）で筒状に形成されている。図３に示すように、呼気案内部１４の上端部は鼻呼気受け部１２の下端部の外周縁に気密状態に固定されており、下方側は容積を狭められてフィルタ部１６の上端部の外周縁に気密状態に固定されている。フィルタ部１６は、マスク６と同じ材料（ここでは不織布）で上端側が開口した袋状に形成されている。呼気案内部１４の内部は、鼻呼気受け部１２とフィルタ部１６との間において、マスク６内の空間から遮断された静圧空間２３としてなる。換言すれば、呼気案内部１４の内部はチェックバルブ１８が閉じている状態ではフィルタ部１６を介してのみ外部と通気可能となっている。

呼気案内部１４におけるノズル部材２０とフィルタ部１６との間の圧縮可能部１４ａは、マスク本体部６ａの下端縁６ｃ（図１参照）が当接することにより、顔４とマスク６との間に殆ど隙間を形成しない薄肉状態に圧縮される。これにより、図１に示すように、マスク６の通常の装着による気密状態を維持した状態でフィルタ部１６を外部に露出させることができる。

図４に示すように、各チェックバルブ１８は、ノズル部材２０内に固定されたベース２４と、ベース２４の下面に一端部（ここでは図中右側端部）を固定して配置された円板状の弁２６とを有している。ベース２４は中央部に呼気２２を通過させる円形の穴２４ａを有しており、弁２６は穴２４ａを塞ぐように配置されている。弁２６はウレタンゴム等の弾性を有する材料で形成されており、呼気２２の流速（運動エネルギー）で変形して開き、呼気２２の流速が消失したときは、その弾性により鎖線で示す位置、すなわち穴２４ａを塞ぐ位置に復帰する。弁２６の材質や厚みは、呼気２２の流速で開閉する動作が確実に得られる範囲で適宜に設定することができる。

図３に示すように、鼻１０の２つの鼻孔１０ａから出た呼気２２は、鼻呼気受け部１２に入り、主にそれぞれに対応する底面の穴１２ｂを通って各ノズル部材２０に入る。その後呼気２２はその流速で弁２６をその弾性力に抗して開き、チェックバルブ１８を通過する。ノズル部材２０の内径はフィルタ部１６に向かって狭くなっており、且つノズル部材２０の先端部（下端部）がフィルタ部１６側に近づくように延びているので、呼気２２はノズル部材２０内で加速されてノズル部材２０の先端から吐出される。吐出された呼気２２はその流動圧でフィルタ部１６内に押し込まれ、ろ過処理されて鼻１０の呼吸タイミングと同時的に外部に排出される。

ノズル部材２０の先端から吐出された呼気２２の一部はその流動圧でフィルタ部１６に押し込まれずに静圧空間２３内に滞留するが、鼻１０から呼気２２が断続的に排出されると、静圧空間２３内の圧力が大気圧よりも大きくなり、フィルタ部１６から呼気２２が外部に排出される。フィルタ部１６はマスク６と同じ材料で形成されているので、マスク６を通して排出されるフィルタ処理と変わりがない。すなわち、新型コロナウイルス感染症等に感染した人が普通にマスク６をしているのと等価なウイルス拡散抑制機能が得られる。

図５に示すように、マスク６を装着するとマスク補助具２の鼻呼気受け部１２が装着力により顔４に押圧され、これにより鼻呼気受け部１２の内側面１２ｃが顔４の鼻１０の下側の部位４ａに当接し、外側面１２ｄはマスク本体部６ａの内面に当接する。これらの当接による摩擦によってマスク補助具２は位置ずれをすることなく保持される。マスク補助具２の位置ずれを一層確実にするために、鼻呼気受け部１２の外側面１２ｄに突起を設けるなど粗面化したり、マスク本体部６ａの生地に絡む面状ファスナを設けてマスク６との密着を向上させる構成としてもよい。

マスク６を装着するとマスク本体部６ａの下端縁６ｃによって呼気案内部１４の圧縮可能部１４ａは顎４ｂとの間で圧縮されて扁平状に潰され、これによりマスク６内の呼気が外部に漏れる度合いは、マスク６の通常の装着時と殆ど変わらない。圧縮可能部１４ａが扁平状に潰された状態でも、呼気案内部１４の静圧空間２３の圧力が高まると、マスク本体部６ａの下端縁６ｃによる押圧力を押しのけて呼気２２がフィルタ部１６に移動し、フィルタ部１６から外部に排出される。この呼気２２の移動によるマスク本体部６ａの下端縁６ｃの変位は僅かであり、マスク６の本来の気密機能（異物出入抑制機能）を殆ど阻害しない。本実施形態ではフィルタ部１６の全体が外部に露出する構成としたが、フィルタ部１６の厚みも小さいので、少なくともその一部が顔４とマスク６の間から外部に露出する配置構成としてもよい。

水分や二酸化炭素、臭気を含み、体温で温められた鼻１０からの呼気２２が断続的に外部にろ過されて排出されるので、吸気によって外部からマスク６内に取り入れられる清浄な空気が増えることになり、マスク６内の雰囲気の悪化が抑制される。すなわち、酸素濃度の低下、マスク６の目詰まりによる息苦しさや臭気による不快感が低減される。換言すればマスク使用時の快適性の向上を図ることができる。マスク６内の雰囲気の悪化が抑制されることにより、皮膚炎の増加や呼吸器系の疾患の抑制にも寄与する。

普通にマスク６を装着し、話をしない状態では、マスク６内に滞留する呼気は鼻１０からの呼気２２が殆どであるが、口２８（図５参照）からの呼気も存在する。このため、本実施形態に係るマスク補助具２は、鼻１０からの呼気２２のみに限定した構成とはしていない。上述のように、マスク補助具２の鼻呼気受け部１２は上面が開口されており、鼻１０の下側との間に隙間を有する状態に配置される。これにより、図３に示すように、口２８から排出されてマスク６内で滞留する呼気３０や、鼻１０から排出されて鼻呼気受け部１２から漏れた呼気２２が、鼻１０からの呼気２２の流速による負圧によって鼻呼気受け部１２に引き込まれ、フィルタ部１６から外部に排出されるろ過処理ルートを辿る。

上記のように、鼻呼気受け部１２は鼻孔挿入管等を有さず、単に鼻１０からの呼気２２を受ける開放型の容器形状となっているので、鼻孔挿入管を鼻孔に挿入した場合等の圧迫感や拘束感を感じることもない。このため、マスク補助具２の使用時における装着感（違和感）を低減することができる。

上記のように、本実施形態に係るマスク補助具２は、その装着においても呼気のろ過処理においても、マスク６側に何らの対応構成を求めていない。このため、マスク６の種類や形状の種別に拘わらず、上述したマスク６内の呼気の滞留による雰囲気の悪化を抑制して、マスク使用時の快適性を向上させることができる。また、マスク６の交換においても何ら特別な操作は要しない。新型コロナウイルス等の感染症対策や花粉症等の対策においても、通常のマスク装着時と変わらない抑制機能を維持しつつ、快適性の向上を図ることができる。

［第２実施形態］
図６を参照して第２実施形態を説明する。なお、第１実施形態と同一部分は同一符号で示し、既にした構成上及び機能上の説明は適宜省略して要部のみ説明する（以下の他の実施形態において同じ）。

第１実施形態では鼻呼気受け部１２の下側に２つの鼻孔１０ａに対応して個別に２つのノズル部材２０を設ける構成としたが、本実施形態では底面が開放された鼻呼気受け部３２の底面に連通して単一のノズル部材３４を一体に設け、ノズル部材３４内にチェックバルブ１８と同様の構成のチェックバルブ３６を設けている。各鼻孔１０ａから出た呼気２２はノズル部材３４で合流してチェックバルブ３６を通過し、静圧空間２３に入る。

［第３実施形態］
図７を参照して第３実施形態を説明する。上述のように、上記各実施形態では呼気の処理に関して鼻１０からの呼気２２に限定していないが、鼻１０からの呼気２２に限定する構成としてもよく、この場合鼻１０からの呼気２２を漏れなくろ過処理することができるので、マスク６内の雰囲気の悪化を一層改善することができる。本実施形態では鼻呼気受け部１２の上部に、鼻１０を覆う鼻覆い部３８を一体に又は増設して設けている。鼻覆い部３８は例えばシリコンゴム等の軟質合成樹脂で鼻１０の周囲に密接して鼻１０を覆う立体形状に形成されている。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、ノズル部材２０を設けずにチェックバルブ１８を鼻呼気受け部１２の底面に直に設けてもよい。フィルタ部１６の材質は新型コロナウイルス等を一般的なマスク生地よりも高精度にろ過処理できる材質であってもよい。

Claims (8)

1. 顔とマスクとの間に配置されるマスク補助具であって、
   鼻からの呼気を受ける鼻呼気受け部と、
   前記鼻呼気受け部に連通し、鼻からの呼気を案内する呼気案内部と、
   前記呼気案内部の先端側に連通し、少なくとも一部が顔とマスクとの間から外部に露出するフィルタ部と、
   前記フィルタ部よりも上流側に設けられ、鼻からの呼気の流速で開閉して逆流を遮断するバルブ機構と、
   を有していることを特徴とするマスク補助具。
2. 前記呼気案内部が、前記マスクの装着力で変形可能な軟質材料で筒状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマスク補助具。
3. 前記鼻呼気受け部が剛性を有する材料で底面に穴が開いた容器状に形成され、前記呼気案内部内には前記フィルタ部側へ延びるノズル部材が前記穴に連通して配置され、前記ノズル部材内に前記バルブ機構が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のマスク補助具。
4. 前記鼻呼気受け部が鼻を覆う形状を有していることを特徴とする請求項３に記載のマスク補助具。
5. 前記ノズル部材が前記フィルタ部側へ向かって内径が漸減する形状を有していることを特徴とする請求項３又は４に記載のマスク補助具。
6. 前記穴及び前記ノズル部材が、鼻孔に個別に対応して２つずつ設けられていることを特徴とする請求項３から５のいずれか一つに記載のマスク補助具。
7. 前記フィルタ部が顔の下側から外部に露出するように構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載にマスク補助具。
8. 前記フィルタ部がマスクと同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載にマスク補助具。

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