JPH11290472A - 呼吸保護具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ろ過式は酸欠や複合有害ガスに使えず、開放
式はボンベ重量、呼気放出の空気の無駄、操作性、走行
性、価格の問題があり、半閉鎖式は構造が煩雑、キャニ
スター交換が困難、高価であり、併用式は１００％二酸
化炭素や、猛毒ガスには役立たない。 【解決手段】 呼吸保護具はフード部(1)とスカート部
(2)を有する。該フード部はバイザー(3)、マスク(4)、
吸着器(5)、呼気バッグ(6)、吸気バッグ(7)及びネック
ダム(8)を備える。該マスクの内部は、呼気弁(9)を介し
て該呼気バッグに、吸気弁(10)を介して該吸気バッグ
に、直接に携帯型の酸素供給器(11)に各連通する。該吸
着器は二酸化炭素の吸着剤(12)を内蔵し、膨縮性を有す
る該呼気及び吸気バッグに連通する。該ネックダムは弾
性材製で、該フード部の開口面(13)を閉塞し、中央に頚
孔(14)を有する。該スカート部は該フード部の該開口面
の周縁から連続的に展開している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は呼吸保護具にかか
り、殊に呼気をそのまま外部へ放出せず循環させて再び
吸気に利用する型式のものにかかる。即ち、人が生命を
維持するのに必要な酸素を有効に再利用すると共に呼気
によって出された二酸化炭素を完全に吸着して長時間の
呼吸を可能とするものである。この型式の呼吸保護具
は、震災、山林火災、火山などからの噴出ガスなどの自
然災害での異常環境、地下、マンホール、貯槽などでの
酸素欠乏や半導体、石油化学などでの有害ガスのよう
に、産業、労働災害での異常環境、そして、環境汚染や
火災などの人災によるあらゆる有害ガス、酸素欠乏など
の異常環境から、簡単な着用と操作で確実に身を護るた
めに使用される。

【０００２】

【従来の技術】有害ガスをろ過、吸着、吸収する「ろ過
式」、圧縮空気を用い、デマンドレギュレターを用いフ
ェースマスク内を陽圧として呼気ガスは放出する「開放
式」、ガスを有効利用すると共に、軽量化した「半閉鎖
式（酸素）」（実用新案登録第２０５９３０２号、第２
０７８２８８号、第２０７８３９１号、第２０９０４９
２号、第２０９２６０５号、第２１１３３１１号、第２
１３６０６６号、第２１３６０６７号）、本件出願人が
先に特許出願（特開平９−２７１５２３号「ガス供給
器」がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ろ過式は酸欠や、複合
有害ガスに対しては役立たない。開放式はボンベが重く
総重量は２０kg程度になり、呼気ガスを放出するので空
気が無駄で、操作が困難で、装着に５分（熟練者２分）
もかかり、装着した状態では走れず、しかも高価で一般
的でない。半閉鎖式は構造が煩雑で、調節が必要で、ガ
スは酸素ボンベなので若干軽量ではあるが、キャニスタ
ー交換など操作が困難で、自給式より格段に高価、かつ
頭部全体の保護機構はない。併用式は１００％二酸化炭
素の場合や、猛毒ガスには役立たない。

【０００４】本発明は次の目的のもとに開発されたもの
である。 （１）あらゆる有害ガスと酸素欠乏環境、二酸化炭素環
境で使用可能であること。 （２）自分の呼吸ガス中の呼気中に約１５％含まれる酸
素を再使用し、外部の酸素が０％であっても酸素１８％
以上を確保し、二酸化炭素は外部が１００％であっても
これを吸着して１．５％以下とすること。 （３）頭髪、顔、目、鼻、口、耳、首を有害ガスや熱
（温度）障害から護ること。 （４）装着はワンタッチ、操作もワンタッチ、重量は１
kg程度、低コストであること。 （５）供用時間は６０分間を最大とし、１０分、２０
分、３０分用を選択可能とすること。 （６）両手が使え、走ることが可能（中労作）で、音が
聞こえ、話ができる（Tel）こと。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる呼吸保護
具はフード部とスカート部を有している。これらの両部
は一体物でもよいが、別体物を一体化したものでもよ
い。何れも難燃材製が望ましい。

【０００６】該フード部はバイザー、マスク、吸着器、
呼気バッグ、吸気バッグ及びネックダムを備えている。
このフード部は頭部と頚部の全体を覆うようになってい
る。このバイザーは可透視材製で、かつ耐熱性のあるも
のがよい。

【０００７】該マスクの内部は、呼気弁を介して呼気バ
ッグに、吸気弁を介して吸気バッグに、直接に携帯型の
酸素供給器にそれぞれ連通している。このマスクは通常
の型式のもので硬質が好ましいが、柔軟性があってもよ
い。

【０００８】呼気弁及び吸気弁はマッシュルーム弁と称
されているものが好ましく、呼気弁は通路を呼気時に開
放し、吸気時に遮断するためのもので、吸気弁は通路を
吸気時に開放し呼気時に遮断するためのものである。こ
れらの呼気弁と吸気弁は同一の直線又は曲線上に対設さ
れるのが均衡の点で望ましく、それも水平面上で対設さ
れると呼気バッグや吸気バッグが水平に配設される関係
上、大変好ましい。

【０００９】酸素供給器はカット装置及び減圧弁を備え
た供給装置に一本以上の酸素ガスカートリッジを取付け
たもので、減圧弁とマスクをホースが導結している。

【００１０】該吸着器は気密性で二酸化炭素の吸着剤を
内蔵し、その一端に該呼気バッグが連通し、また他端が
該吸気バッグに連通している。この吸着器は呼気バッグ
から流れ込んだ呼気中の二酸化炭素を自身の内部を通過
する間に吸着剤により吸着して二酸化炭素の除去された
空気を呼気バッグへ送るためのものである。

【００１１】この吸着器は吸着剤と外匣の一体成形品が
好ましいが、密封型の蓋付きのケースに吸着剤を充填し
たものでもよい。前者は使い捨て用で、後者は再使用に
適する。

【００１２】また、この吸着器は呼気及び吸気の各バッ
グとカップリングを介して接続する型式でもよいが、両
バッグ、呼気弁及び吸気弁と一連に成形してもよい。前
者はバッグの一部にフード部を利用する場合に適し、後
者はフード部と両バッグが独立している場合に適する。
吸着剤としては、例えばソフィノライム、ソーダソープ
（ＬｉＯＨ）がある。

【００１３】これらのマスク、呼気バッグ、吸着器、吸
気バッグは一連となって閉回路を形成し、酸素供給器か
ら酸素補給を受けながら呼吸ガスを循環させる。二酸化
炭素は吸着器で吸着除去され、酸素は再利用される。

【００１４】該呼気及び吸気バッグはそれぞれ膨縮性を
有している。これらのバッグは通常の気嚢のように気体
が送り込まれれば膨らみ、流出すれば縮むものであれば
よい。バッグの材質はゴムのように弾性のあるものや、
気密性の処理をした布が採用される。

【００１５】該ネックダムは弾性材製で、該フード部の
開口面を閉塞し、中央に頚孔を有している。このネック
ダムは通常の型式のもので、この保護具を頭部に装着し
たときは頚部にできるだけ密接に嵌合すると共にスクイ
ズ（締付け）を防止するようになっている。これによ
り、頚部に火の粉や煙り等が直接にかかるのを防ぎ、か
つフード部内を酸素供給器から押送される酸素及び呼気
により外気圧に対し陽圧に保って外部から煙や有毒ガス
が侵入するのを防止する。このネックダムはシリコン
製、又は天然ゴム製が好ましい。

【００１６】そして、該スカート部は該フード部の該開
口面の周縁から連続的に展開している。このスカート部
の展開方向の長さは肩を覆う程度が好ましい。これによ
り肩部を火の粉から護る。

【００１７】該フード部は頭頂部に防護用のパッドを備
えていてもよい。こうすると、頭頂部を建造物や家具等
にぶつけたときや、梁等が頭頂部に落下してきたりした
場合の緩衝となり、頭頂部の損傷を防げる。

【００１８】該マスクは外部にストラップを備えていて
もよい。こうすると、フード部を頭部に被せてマスクを
口に当てがったらこのストラップを後頭部に引っ掛ける
だけで保護具の装着が行え、マスクのフィット性も高め
られる。

【００１９】該吸気弁と呼気弁の差動圧力、即ち呼吸抵
抗は３〜５cmＡg（H₂O）となっていてもよい。こうする
と、呼吸が容易となり、心臓に余計な負担がかからな
い。

【００２０】該吸着器は該フードの内周側面に沿う湾曲
形状を有していてもよい。こうすると、吸着器が後頭部
をめぐるように位置するので、納まりがよく、頭部に異
物を感じない。

【００２１】該呼気バッグ及び吸気バッグの膨縮性が蛇
腹状の構成によって果されていてもよい。こうすると、
場所をとらずに大容量の気体の収容と供給ができる。

【００２２】該蛇腹状の構成は該フードの一部に蛇腹部
を形成し、この蛇腹部に相対して蛇腹部を備えた内皮を
このフードに添設して形成されていてもよい。こうする
と、蛇腹部を経済的に構成でき、表面積が大になるので
内部の温度上昇を放熱により防止できる。

【００２３】該ネックダムは該フード内部が所定圧力を
越えたときに変形して内部圧力を放出する安全弁を兼ね
ていてもよい。こうすると、フード部内が異常に高圧と
なることがなく、呼吸に障害を及ぼさない。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に本発明実施の態様を図面に
つき説明する。１はフード部、２はスカート部である。
フード部１はバイザー３、マスク４、吸着器５、呼気バ
ッグ６、吸気バッグ７及びネックダム８を備えている。

【００２５】マスク４の内部は、呼気弁９を介して呼気
バッグ６に連通し、吸気弁１０を介して吸気バッグ７に
連通し、また直接に携帯型の酸素供給器１１にも連通し
ている。

【００２６】吸着器５は気密性で二酸化炭素の吸着剤１
２を内蔵し、その一端に呼気バッグ６が連通し、また他
端が吸気バッグ７に連通している。

【００２７】呼気バッグ６及び吸気バッグ７はそれぞれ
膨縮性を有している。ネックダム８は弾性材製で、フー
ド部１の開口面１３を閉塞し、中央に頚孔１４を有して
いる。スカート部２はフード部１の開口面１３の周縁か
ら連続的に展開している。

【００２８】使用の際は、バイザー３が目の前に来るよ
うにしてフード部１を頭部に載せ、ネックダム８の頚孔
１４で頭部を通し、フード部１を頭部に被せる。マスク
４を口に当てがい、スカート部２で肩を覆う。酸素供給
器１１のガスカートリッジを開栓して酸素がマスク４に
流れるようにする。

【００２９】空気を吸うと呼気弁９は閉じ、吸気弁１０
は開き、吸気バッグ７、吸着器５及び呼気バッグ６内の
空気が吸気弁１０を通ってマスク４に吸い出され、肺に
吸込まれる。呼気バッグ６及び吸気バッグ７は萎む。呼
気バッグ６内の空気に二酸化炭素が含まれているので、
この空気が吸着器５を通過する間に二酸化炭素が吸着剤
１２により吸着される。この吸気の際、酸素供給器１１
から流出した酸素もマスク４に流入し、吸気弁１０を通
ってマスク４に流れ込んだ空気と一緒に肺に吸込まれ
る。

【００３０】空気を吐くと吸気弁１０は閉じ、呼気弁９
は開いて、吐かれた空気が呼気バッグ６、吸着器５及び
吸気バッグ７に流れ、両バッグ６と７を膨らます。この
場合も、吸着器５を通って吸気バッグ７に流れ込んだ空
気は、吸着剤１２により二酸化炭素が除去されている。

【００３１】フード部１内はネックダム８が頚孔１４で
頚に密接して気密に近く保たれるので、酸素供給器１１
から流れ込む酸素により陽圧に保たれている。フード１
内の圧力が高くなれば、ネックダム８が頚孔１４の周辺
で撓んで頚との間に隙間を生じ、空気がスカート部２に
拡散して外部へ流出する。

【００３２】以下同様な作用が反覆され、やがて酸素供
給器１１から流れ込む酸素が無くなるが、酸素供給が終
了するとフード部１内の空気の流通系の酸素が消費さ
れ、二酸化炭素が吸着されるのでバッグ６と７がすぼ
み、徐々に呼吸量が少なくなってくる。この時点でこの
保持具の機能は終了する。

【００３３】このように本発明の呼吸保護具は、従来の
ように酸素供給が止まった時点で直ちに呼吸が停止する
のではなく、吸いにくくなってくることで終了の予知が
でき、これが一種の安全機構として作用する。

【００３４】

【実施例】従来の火災避難用で認可を受けたフードマス
ク、並びに酸素補給併用型を用い試作、試験、評価を行
った。 （１）酸素供給量は１．５ l／minとした（一回換気
量：２l×１５回／min）。 （２）二酸化炭素発生量を１．５l／minと想定し、１５
０l・ＣＯ₂／kgの性能の吸収剤（ソーダソープ）３００
gをキャニスターに充填した（３０分間）。 （３）吸気及び呼気バッグは襞付き構造とし、最大膨脹
時に各１lとし、フード部内に熱融着した（最大体積：
３l）。 （４）マスクに取付ける吸気弁、呼気弁はシリコン製マ
ッシュルームバルブとし、一方通行となるようにした
（呼吸抵抗／差圧は±５cmAgH₂O以下）。評価試験はＪ
ＩＳなどによる試験方法と、被験者による実験の結果、
運動負荷を心拍数１２０〜１５０回／分として、３０分
間の上記条件では、吸気酸素１８％以上、二酸化炭素
０．５％以下であり、勿論、フード内圧力が常時陽圧を
示し、有害ガスの侵入の問題はなかった。装着も１０秒
以内、重量も頭部８００g、視界や通話も良好で、最も
懸念された内部温度上昇もバッグの襞構造効果を発揮し
て不快感はなかった。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、フード部を頭部にすっ
ぽり被るようになっており、フード部内に呼吸用の気体
の循環系が酸素供給器と接続されかつ外部と遮断されて
設けられ、この循環系に一回の呼吸に必要な気体容量が
確保され、かつこの循環系に二酸化炭素の吸着器が介在
されているので、次のような効果がある。 （１）頭髪、顔、目、鼻、口、耳、首を有害ガスや熱
（温度）障害から護ることができる。 （２）有害ガス中にあっても、また酸素欠乏環境や二酸
化炭素環境中にあっても使用することができる。 （３）自分の呼吸ガス中の二酸化炭素を除去してその酸
素を再使用でき、従って、供用時間を長くすることがで
きる。 （４）フード部内が陽圧に保てるので外部の有害ガスが
フード部内へ侵入することがない。 （５）装着が簡単で、操作も迅速にできる。 （６）両手が使え、走ることも可能で、音が聞こえ、話
ができる。

【００３６】請求項２によると、頭頂部を建造物や家具
等にぶつけたときや、梁等が頭頂部に落下してきたりし
た場合の緩衝となり、頭頂部の損傷を防げる。請求項３
によると、フード部を頭部に被せてマスクを口に当てが
ったらこのストラップを後頭部に引っ掛けるだけで保護
具の装着が行え、またマスクのフィット性を高められ
る。

【００３７】請求項４によると、呼吸が容易となり、心
臓に余計な負担がかからない。請求項５によると、吸着
器が後頭部をめぐるように位置するので、納まりがよ
く、頭部に異物を感じない。

【００３８】請求項６によると、場所をとらずに大容量
の気体の収容と供給ができる。請求項７によると、蛇腹
部を経済的に構成でき、表面積が大になるので内部の温
度上昇を放熱により防止できる。請求項８によると、ネ
ックダムが頚部に密着してフード部の内部を外部の有害
ガス等の異常環境から遮断し、呼吸確保ができ、またフ
ード部内が異常に高圧となることがなく、呼吸に障害を
及ぼさない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる呼吸保護具の具体例を示す斜面
図である。

【図２】一部切断斜面図である。

【図３】呼気弁及び吸気弁の構成を示すためのマスクの
切断面図である。

【図４】呼気（吸気）バッグの変形を示す切断面図であ
る。

【符号の説明】

１ フード部 ２ スカート部 ３ バイザー ４ マスク ５ 吸着器 ６ 呼気バッグ ７ 吸気バッグ ８ ネックダム ９ 呼気弁 １０ 吸気弁 １１ 酸素供給器 １２ 吸着剤 １３ 開口面 １４ 頚孔

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フード部(1)とスカート部(2)を有し、 該フード部(1)はバイザー(3)、マスク(4)、吸着器(5)、
   呼気バッグ(6)、吸気バッグ(7)及びネックダム(8)を備
   え、 該マスク(4)の内部は、呼気弁(9)を介して呼気バッグ
   (6)に、吸気弁(10)を介して吸気バッグ(7)に、直接に携
   帯型の酸素供給器(11)にそれぞれ連通し、 該吸着器(5)は気密性で二酸化炭素の吸着剤(12)を内蔵
   し、その一端に該呼気バッグ(6)が連通し、また他端が
   該吸気バッグ(7)に連通し、 該呼気及び吸気バッグ(6,7)はそれぞれ膨縮性を有し、 該ネックダム(8)は弾性材製で、該フード部(1)の開口面
   (13)を閉塞し、中央に頚孔(14)を有し、 該スカート部(2)は該フード部(1)の該開口面(13)の周縁
   から連続的に展開していることを特徴とする呼吸保護
   具。
2. 【請求項２】 該フード部(1)は頭頂部に防護用のパッ
   ド(21)を備えている請求項１に記載の呼吸保護具。
3. 【請求項３】 該マスク(4)は外部にストラップ(22)を
   備えている請求項１に記載の呼吸保護具。
4. 【請求項４】 該呼気弁(9)と吸気弁(10)の差動圧力は
   ３〜５cmＡg（H₂O）となっている請求項１に記載の呼吸
   保護具。
5. 【請求項５】 該吸着器(5)は該フード部(1)の内周側面
   に沿う湾曲形状を有している請求項１に記載の呼吸保護
   具。
6. 【請求項６】 該呼気バッグ(6)及び吸気バッグ(7)の膨
   縮性が蛇腹構造(23)によって果されている請求項１に記
   載の呼吸保護具。
7. 【請求項７】 該蛇腹構造(23)は該フード部(1)の一部
   に外蛇腹部(24)を形成し、この外蛇腹部(24)に相対して
   内蛇腹部(25)を備えた内皮(26)をこのフード部(1)に添
   設して形成されている請求項６に記載の呼吸保護具。
8. 【請求項８】 該ネックダム(8)は頚部に密着して該フ
   ード部(1)の内部を外部から遮断している請求項１に記
   載の呼吸保護具。