JPH1028744A

JPH1028744A - 圧力変動センサ付き防塵マスク

Info

Publication number: JPH1028744A
Application number: JP8205454A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Tomooka; 仁友岡
Original assignee: Koken Co Ltd
Current assignee: Koken Co Ltd
Priority date: 1996-07-17
Filing date: 1996-07-17
Publication date: 1998-02-03
Anticipated expiration: 2016-07-17
Also published as: JP3780426B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高価な装置を用いること無く、ろ過材の交換
時期を手軽にかつ正確に知ることができ、経済的で、着
用者の呼吸量の違いに対応することが可能な圧力変動セ
ンサ付き防塵マスクを提供すること。【解決手段】吸気口にろ過材を設置し、マスク本体２
内部と外界とを連通する空気流通孔２６を穿設し、空気
流通孔２６の外面に笛７を取付け、空気流通孔２６の内
側に、ダイアフラム２８と、ダイアフラム２８の内側に
配設されてこれを空気流通孔２６に向けて付勢するバネ
３０と、バネ３０の圧力を調節する調節手段とから成る
圧力変動センサを設ける。ダイアフラム２８は、常態に
おいて空気流通孔２６を塞ぎ、マスク本体２内部の圧力
の低下によって空気流通孔２６から離れ、この結果笛７
が鳴ってろ過材の目詰まりを知らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ろ過材を交換して
使用する圧力変動センサ付き防塵マスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】事業所その他の場所において発生する粉
塵が人体に有害な場合は、防塵マスクを装着してその吸
入を防ぐ。防塵マスクには、有害粒子を捕集するろ過材
が内蔵されており、長期間使用して防塵機能が衰えた場
合に、ろ過材を交換して再使用することができる取換え
式の防塵マスクと、マスク全体を廃棄して新品と交換す
る使い捨てマスクとがある。

【０００３】また、防塵マスクのろ過材は、その集塵機
構の違いから、静電フィルタと、メカニカルフィルタの
２種類に分類される。静電フィルタは、例えば基材のフ
ェルトに静電気を帯電する特殊な樹脂加工を施したもの
で、ろ過層全体で粉塵を捕集するものである。これに対
して、メカニカルフィルタは、極細径のガラス繊維をラ
ウンドプリーツ状に一体抄紙成形したもので、その表面
に粉塵を堆積させて捕集するものである。

【０００４】一般的に、取換え式の防塵マスクにおい
て、ろ過材を交換する時期は、息苦しくなった時、ろ過
材が破損もしくは変形した時、粉塵捕集効率が著しく低
下した時、ろ過材の裏面の色が粉塵によって著しく変化
した時等である。従来は、着用者の感覚や、目視による
判断でろ過材を交換していた。この方法では、交換基準
が曖昧であり、まだ使用できるろ過材までも廃棄される
虞があった。特に、メカニカルフィルタのようにろ過材
の表面で粉塵を捕集するものは、粉塵の色が裏面に出に
くいため、判断が難しい。また、交換時期を客観的に判
断できる通気抵抗測定装置などの装置もあるが、このよ
うな装置は高価であるため、作業コストの増大の原因と
なる。

【０００５】そこで、マスク本体に、マスク本体内部の
圧力の変動により作動する作動弁と、作動弁の動作に応
じてマスク本体の内外に出没する表示突起とを設けた呼
吸保護具が実開昭６０−４９８５１号公報に開示されて
いる。しかし、このものは、使用者の呼吸の強さによっ
て作動弁の動作が影響を受け易いので、ろ過材交換時期
ではないのに表示突起がマスク本体の外側に飛び出して
目詰まり表示が行われる虞がある。

【０００６】また、フィルター下流側の真空度をダイア
フラムで検出すると共に、該ダイアフラムと一体のアー
ムを設け、目詰まりが限界に達したときに、ダイアフラ
ムが反転してアームが回動し、この結果、アームで塞が
れていた筒笛の吹き口が開放されて警報が成る目詰まり
警報器付きエアフィルターが実開昭６１−１１８６１８
号として提案されている。これによれば、高周波の音に
よって警報が発せられるので、非常に使用者の注意を引
きやすい。しかし、マスクに装着した場合は、上記従来
の呼吸保護具と同様に、使用者の呼吸によるマスク内部
の圧力変化の影響を受けやすく、フィルターの目詰まり
が同じ程度であっても、呼吸量の違いによってダイアフ
ラムの作動条件が異なるため、正確な判断ができない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高価な装置
を用いること無く、ろ過材の交換時期を手軽にかつ正確
に知ることができ、経済的で、着用者の呼吸量の違いに
対応することが可能な圧力変動センサ付き防塵マスクを
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の圧力変動センサ
付き防塵マスクは、上記課題を達成するために、吸気口
にろ過材を設置し、マスク本体に、マスク本体と外界と
を連通する空気流通孔を穿設し、該空気流通孔の外面に
笛を取付け、前記空気流通孔の内側に、ダイアフラム
と、該ダイアフラムの内側に配設されてこれを前記空気
流通孔に向けて付勢するバネと、該バネの圧力を調節す
る調節手段とから成る圧力変動センサを設け、前記ダイ
アフラムは、常態において前記コイルバネに押圧されて
前記空気流通孔を塞ぐと共に、前記マスク本体内部の圧
力の低下によって空気流通孔から離れるものとする。

【０００９】マスク内部の圧力が一定圧以下に低下する
と、ダイアフラムが移動して空気流通孔が開放され、こ
の空気流通孔を通過する空気によって笛が鳴る。また、
バネの圧力を強くすると、内外の圧力差が大きくなって
始めてダイアフラムが移動し、バネの圧力を弱くする
と、ダイアフラムが小さい圧力差で移動する。

【００１０】前記バネは、先端が前記ダイアフラムに当
接するコイルバネであり、前記調節手段は、前記ダイア
フラムを介してバネの先端に当接する先端部カバーと、
前記バネの末端に当接する基端部カバーと、前記先端部
カバー及び基端部カバーの一方に回動自在に取り付けら
れると共に、他方に螺合されるネジ付きリングとから成
ることがある。

【００１１】

【発明の実施形態】図３は圧力変動センサ付き防塵マス
ク１の外観を示し、マスク本体２の両側部にそれぞれ吸
気口２ａ（図５参照）が穿設されると共に、その外側に
ろ過材収納ケース３が設けられ、マスク本体２の下部に
排気口２ｂ（図１、図４及び図５参照）が穿設され、こ
の排気口の外側にセンサ取り付け部４を介して排気弁座
５が設けられる。また、センサ取り付け部４の外面にセ
ンサ収納部６がマスク本体２の前方に突出するように設
けられ、このセンサ収納部６に後述する圧力変動センサ
が収納されると共に、センサ収納部６の前面に笛７が装
着される。

【００１２】マスク本体２は、前方に凸に形成されてそ
の内面と顔面との間に隙間が開くようになっている。ま
た、マスク本体２の周辺部は、使用者の顔面に密着する
ように合成ゴム等の気密性及び可撓性を有する材質で構
成され、その外周縁に沿って接顔フィン８が内周方向に
向けて形成される。さらに、マスク本体の両側部に直径
２５mm程度の吸気口が設けられ、この吸気口にそれぞれ
外周に雄ネジを有する筒状のケースホルダ３１が形成さ
れている。

【００１３】ろ過材収納ケース３は中空筒状に形成され
ると共に、ケースホルダ３１の内側に嵌め込まれ、内周
に雌ネジが形成された締め付けリング３２によってケー
スホルダ３１に取付けられる。これにより、ろ過材収納
ケース３の内部及び吸気口からマスク本体２の内部を通
り、排気口に達する空気流通路が形成される。図５に示
すように、ろ過材収納ケース３の内部に、従来の防塵マ
スクにおける静電フィルタあるいはメカニカルフィルタ
と同様のろ過材９が収納されている。さらに、ろ過材９
の内側においてマスク本体２の吸気口２ａに吸気弁１０
が取付けられる。そして、マスク着用者の吸気によって
吸気弁１０が開き、ろ過材収納ケース３の先端から取り
込まれた外気はろ過材９を通過してマスク本体２の内部
に達するようになっている。

【００１４】図１及び図２に示すように、センサ取り付
け部４は中空筒体であって、その上面は直径２３mm程度
の排気口２ｂを介してマスク本体２の内部に連通してお
り、その下面に排気弁座５が装着される。また、センサ
取り付け部４の前方に分岐管路１１が形成され、この分
岐管路１１の先端にセンサ収納部６が接続される。な
お、センサ取り付け部４の内周にはパッキング１２が装
着され、マスク本体２とセンサ取り付け部４の接続部の
気密性が保持されるようになっている。

【００１５】排気弁座５はリング状に形成されると共
に、放射状の補強棒５ａを有する。また、排気弁座５の
外側に、センサ取り付け部４の下面を塞ぐように排気弁
１３が装着され、常態ではその周縁が排気弁座５に当接
されて、排気弁座５の円心部分に排気弁１３の弁軸１３
ａが挿入される。そして、マスク着用者が息を吐き出す
と、排気弁１３の周縁が排気弁座５から離れて排気弁１
３が開き、排気が行われると共に、排気の一部が分岐管
路１１を通ってセンサ収納部６に達することになる。さ
らに、排気弁座５の下方に、その周壁に多数の窓孔１４
を有する排気弁蓋１５が開閉自在に装着され、これによ
り排気弁１３が保護される。

【００１６】センサ収納部６は中空筒体であって、分岐
管路１１に接続される基端部ケース１６と、基端部ケー
ス１６の内周にその軸方向に摺動可能に嵌合される先端
部ケース１７とから成る。

【００１７】基端部ケース１６の基端面は分岐管路１１
との接続部を除いて閉塞され、基端面の中心部に環状リ
ブ１８が形成される。また、基端部ケース１６の先端縁
内面には、先端部ケース１７の脱落を防ぐケース止め突
起２２が形成される。さらに、基端部ケース１６の外周
には、内面に雌ネジが刻設されたネジ付きリング１９が
回動自在に嵌合される。そして、ネジ付きリング１９の
内周に沿って突条２０が形成されると共に、突条２０を
挟む両側において基端部ケース１６の外周に形成された
嵌合溝２７にそれぞれ止め輪２１が嵌合され、これによ
り、ネジ付きリング１９の軸方向の移動が規制される。

【００１８】先端部ケース１７は、基端部の径が先端部
の径より小さくなっており、小径の基端部が基端部ケー
ス１６の内部に嵌合される。なお、先端部ケース１７の
基端部の外周囲には、気密性を保つためにＯリング２３
が装着される。また、先端部ケース１７の基端部の外面
には、基端部ケース１６のケース止め突起２２が摺動自
在に係合される凹溝２４が軸方向に沿って形成される。
さらに、先端部ケース１７の大径の先端部外周に、ネジ
付きリング１９の雌ネジに螺合する雄ネジが形成され
る。このため、図４右半部に示すように、ネジ付きリン
グ１９を回動すると、先端部ケース１７が基端部ケース
１６に対して軸方向に摺動し、センサ収納部６の長さが
変化することになる。

【００１９】先端部ケース１７の先端面にはケースカバ
ー２５が装着されて閉塞される。ケースカバー２５の中
央には空気流通孔２６が穿設され、この空気流通孔２６
を通してセンサ収納部６の内部と外界とが連通される。
また、空気流通孔２６の外面に笛７が取付けられ、空気
流通孔２６を空気が流通すると、笛７が鳴るようになっ
ている。ケースカバー２５の内側にはダイアフラム２８
が配設され、その周縁部がケースカバー２５と先端部カ
バー１７とで挟持される。また、ダイアフラム２８の内
面にはバネ固定板２９が取付けられ、バネ固定板２９の
内面周縁に断面コ字状のバネ挿入突起２９ａが形成され
る。バネ固定板２９と基端部ケース１６との間にコイル
バネ３０が介在される。コイルバネ３０の基端は環状リ
ブ１８の内側に係合されると共に、先端はバネ固定板２
９のバネ挿入突起２９ａに挿入される。そして、コイル
バネ３０は、その弾発力によってダイアフラム２８を空
気流通孔２６に向けて付勢している。

【００２０】なお、上述した基端部ケース１６、先端部
カバー１７及びネジ付きリング１９はコイルバネ３０の
バネ圧を調節する調節装置を構成する。すなわち、セン
サ収納部６の長さを短くしてコイルバネ３０を圧縮する
と、コイルバネ３０がダイアフラム２８を空気流通孔２
６に向けて押圧する圧力が強くなり、センサ収納部６の
長さを長くすると、コイルバネ３０がダイアフラム２８
を押圧する圧力が弱くなる。

【００２１】また、この調節装置と、ダイアフラム２８
と、コイルバネ３０とが圧力変動センサを構成する。す
なわち、ダイアフラム２８は、常態ではその中央部がコ
イルバネ３０に押されて空気流通孔２６を塞いでいる
が、センサ収納部６の内部の圧力が低下すると、設定さ
れたコイルバネ３０のバネ圧に応じた圧力でこれに反応
して内側に凹み、空気流通孔２６から離れるようになっ
ている。そして、ダイアフラム２８が空気流通孔２６か
ら離れると、空気流通孔２６を通して空気が流通し、そ
の外側に取り付けられた笛７が鳴る。

【００２２】ところで、使用者の呼吸に伴う防塵マスク
１内部の圧力の変化を説明すると、吸気の際は防塵マス
ク１の内部の圧力が低下する。また、排気の際は防塵マ
スク１内部の圧力が上昇する。そして、ろ過材９に粉塵
が捕集されるにしたがって、吸気の際にろ過材９を通過
する空気に対する抵抗が大きくなり、吸気及び排気の際
の防塵マスク１内の圧力の変化量が大きくなる。

【００２３】空気流通孔２６の背後に臨むダイアフラム
２８は、吸気によって防塵マスク１内の圧力が陰圧にな
ると、防塵マスク１の内側に凹み、空気流通孔２６を空
気が通過して笛７が鳴る。その後、コイルバネ３０の荷
重でダイアフラム２８は元の位置に戻るので、空気流通
孔２６を空気が通過して笛７が鳴り、空気流通孔２６を
塞ぐ。ダイアフラム２８は内側からコイルバネ３０で押
圧されて、防塵マスク１の内外の圧力差がコイルバネ３
０の押圧力とダイアフラム２８の変形力との差より小さ
い場合は、ダイアフラム２８が空気流通孔２６から離れ
ることはない。

【００２４】呼吸を行うのが人工肺の場合は呼吸量が一
定であるため、ろ過材９の目詰まりの程度とダイアフラ
ム２８が移動する圧力との相関関係は常に一定である。
しかし、人間の呼吸量には個人差があるため、ろ過材９
の目詰まりが同じであっても、防塵マスク１内部の圧力
の変動は異なり、ダイアフラム２８が移動したりしなか
ったりする。

【００２５】そこで、図４に示すように、ネジ付きリン
グ１９を回動してコイルバネ３０の支点間隔を変え、こ
れによってコイルバネ３０のバネ圧を変えてダイアフラ
ム２８が空気流通孔２６から離れる圧力を調節する。図
４の左半部に示すように、コイルバネ３０を長くすると
ダイアフラム２８を押圧する力が弱くなり、内部圧力の
低下が少なくてもダイアフラム２８が移動する。また、
図４の右半部に示すように、コイルバネ３０を短くする
とダイアフラム２８を押圧する力が強くなって、内外の
圧力差が大きくならないとダイアフラム２８が移動しな
い。すなわち、呼吸量の少ない人が着用する場合は、コ
イルバネ３０を長くしておき、呼吸量が多い人の場合
は、コイルバネを短くしておくと、同じ目詰まり程度で
ダイアフラム２８が移動して笛７が鳴ることになる。

【００２６】コイルバネ３０の長さは次のように調節す
る。一般に人間が息苦しいと感ずる通気抵抗は、定常流
３０ｌ／min で測定したとき約１０mmＨ₂Ｏを示す。図
６に示すように、予めこの通気抵抗になるよう設定され
た抵抗板３３を、マスク本体２の一方のケースホルダー
３１に、ろ過材収納ケース３に代えて装着する。他方の
ケースホルダー３１にはメクラ蓋３４を取付けて塞いで
おく。この防塵マスク１を装着して、なるべく大きく且
つ速く呼吸し、バネ付きリング１９を回動しながら笛７
の音を聞く。そして、笛７が鳴り易い位置と鳴り難い位
置との境界部をコイルバネ３０の長さとして設定する。

【００２７】なお、通気抵抗は上記以外の任意の抵抗値
に設定することが可能である。また、笛７、ダイアフラ
ム２８、コイルバネ３０等を設けたセンサ収納部６は常
時マスク本体２に装着しておいても良いし、ろ過材９の
交換時期を判定する場合にのみ装着しても良い。そし
て、判定の結果、笛７が鳴ったら新しいろ過材９と交換
し、鳴らなかったらその後も使用を続けることができ
る。

【００２８】

【発明の効果】請求項１の構成によれば、高価な装置を
用いること無く、ろ過材の交換時期を手軽に知ることが
可能であり、このため、ろ過材を有効に使用することが
できて経済的である。また、笛が鳴ってろ過材交換時期
を知らせる時の内部圧力を任意に調節することができる
ので、着用者の呼吸量の個人差による影響を排除してろ
過材の交換時期を正確に知ることが可能である。

【００２９】請求項２の構成によれば、ダイアフラムが
移動して笛が鳴る圧力を簡単に調節することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す圧力変動センサ付き防
塵マスクの要部断面図

【図２】同上の要部側面図

【図３】同上の全体斜視図

【図４】コイルバネのバネ圧調節状態を示す圧力変動セ
ンサ付き防塵マスクの要部断面図

【図５】圧力変動センサ付き防塵マスクの一部の断面図

【図６】警報作動圧力調節時の圧力変動センサ付き防塵
マスクの全体斜視図

【符号の説明】

１圧力変動センサ付き防塵マスク２マスク本体２ａ吸気口２ｂ排気口３ろ過材収納ケース４センサ取り付け部５排気弁座５ａ補強棒６センサ収納部７笛８接顔フィン９ろ過材１０吸気弁１１分岐管路１２パッキング１３排気弁１３ａ弁軸１４窓孔１５排気弁蓋１６基端部カバー１７先端部カバー１８環状リブ１９ネジ付きリング２０突条２１止め輪２２ケース止め突起２３Ｏリング２４凹溝２５ケースカバー２６空気流通孔２７嵌合溝２８ダイアフラム２９バネ固定板２９ａバネ挿入突起３０コイルバネ３１ケースホルダー３２締め付けリング３３抵抗板３４メクラ蓋

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気口にろ過材を設置してなる防塵マス
クにおいて、マスク本体に、マスク本体内部と外界とを
連通する空気流通孔を穿設し、該空気流通孔の外面に笛
を取付け、前記空気流通孔の内側に、ダイアフラムと、
該ダイアフラムの内側に配設されてこれを前記空気流通
孔に向けて付勢するバネと、該バネの圧力を調節する調
節手段とから成る圧力変動センサを設け、前記ダイアフ
ラムは、常態において前記コイルバネに押圧されて前記
空気流通孔を塞ぐと共に、前記マスク本体内部の圧力の
低下によって空気流通孔から離れるものであることを特
徴とする圧力変動センサ付き防塵マスク。
【請求項２】前記バネは、先端が前記ダイアフラムに
当接するコイルバネであり、前記調節手段は、前記ダイ
アフラムを介してバネの先端に当接する先端部カバー
と、前記バネの末端に当接する基端部カバーと、前記先
端部カバー及び基端部カバーの一方に回動自在に取り付
けられると共に、他方に螺合されるネジ付きリングとか
ら成る請求項１に記載された圧力変動センサ付き防塵マ
スク。