Face seal for a respiratory mask |
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申请号 | JP51134797 | 申请日 | 1996-09-05 | 公开(公告)号 | JP3263084B2 | 公开(公告)日 | 2002-03-04 |
申请人 | レスピロニックス インコーポレイテッド; | 发明人 | クリスティーン ケイ サーボ; ユージーン エヌ スカーベリー; シャーリ エス バーネット; パトリック エム ハンドケ; | ||||
摘要 | |||||||
权利要求 | 【請求項1】使用者の顔面に密着して使用者顔面の所定部分を包囲する密封接触部を形成し、呼吸ガス源に連結できる可撓性且つ弾性の呼吸マスク用顔面シールであって、顔面シールは、内端部及び内端部と反対側の外端部を備えた周囲方向壁部分を有し、内端部は、呼吸マスクの本体に取付け可能であり、外端部は、使用者の顔面に密着する輪郭付けられた密封面を備えたシール部分を含み、少なくとも前記シール部分は、人の脂肪組織のレジリエンスに実質的に相当するレジリエンスを備えたゲル物質で作られていることを特徴とする顔面シール。 【請求項2】前記レジリエンスは、約10未満のショアー 00硬度として表されることを特徴とする請求項1記載の顔面シール。 【請求項3】前記レジリエンスは、約20〜約45のショアー000硬度として表されることを特徴とする請求項2記載の顔面シール。 【請求項4】前記ゲル物質は、粘弾性ポリウレタンポリマーであることを特徴とする請求項1記載の顔面シール。 【請求項5】顔面シールを呼吸マスクの本体に取り付ける手段を更に有することを特徴とする請求項1記載の顔面シール。 【請求項6】前記取付け手段は、前記ゲル物質に連結されていて、前記ゲル物質よりも弾性度が低い部材から成ることを特徴とする請求項5記載の顔面シール。 【請求項7】ゲル物質よりも弾性度が低い前記部材は、 該部材に前記ゲル物質を定着させる手段を有することを特徴とする請求項6記載の顔面シール。 【請求項8】前記ゲル物質を包囲する保護カバーを更に有することを特徴とする請求項1記載の顔面シール。 【請求項9】保護カバーは、柔軟性のある膜から成ることを特徴とする請求項8記載の顔面シール。 【請求項10】前記膜の厚さは、約0.0508mm〜約0.254m mであることを特徴とする請求項9記載の顔面シール。 【請求項11】前記膜は、ウレタンで作られていることを特徴とする請求項10記載の顔面シール。 【請求項12】顔面シールは、ゲル物質で形成された環状部材を有することを特徴とする請求項1記載の顔面シール。 【請求項13】呼吸ガス源に連結できる呼吸マスクであって、呼吸マスク本体と、使用者の顔面に密着して使用者顔面の所定部分を包囲する密封接触部を形成する可撓性且つ弾性の呼吸マスク用顔面シールとから成り、顔面シールは、内端部及び内端部と反対側の外端部を備えた周囲方向壁部分を有し、内端部は、呼吸マスク本体に取付け可能であり、外端部は、使用者の顔面に密着する輪郭付けられた密封面を備えたシール部分を含み、少なくとも前記シール部分は、人の脂肪組織のレジリエンスに実質的に相当するレジリエンスを備えたゲル物質で作られていることを特徴とする呼吸マスク。 【請求項14】前記レジリエンスは、約10未満のショアー00硬度として表されることを特徴とする請求項13記載の呼吸マスク。 【請求項15】前記レジリエンスは、約20〜約45のショアー000硬度として表されることを特徴とする請求項14 記載の呼吸マスク。 【請求項16】前記ゲル物質は、粘弾性ポリウレタンポリマーであることを特徴とする請求項13記載の呼吸マスク。 【請求項17】顔面シールを呼吸マスクの本体に取り付ける手段を更に有することを特徴とする請求項13記載の呼吸マスク。 【請求項18】前記取付け手段は、前記ゲル物質に連結されていて、前記ゲル物質よりも弾性度が低い部材から成ることを特徴とする請求項17記載の呼吸マスク。 【請求項19】ゲル物質よりも弾性度が低い前記部材は、該部材に前記ゲル物質を定着させる手段を有することを特徴とする請求項18記載の呼吸マスク。 【請求項20】前記ゲル物質を包囲する保護カバーを更に有することを特徴とする請求項13記載の呼吸マスク。 【請求項21】保護カバーは、柔軟性のある膜から成ることを特徴とする請求項20記載の呼吸マスク。 【請求項22】前記膜の厚さは、約0.0508mm〜0.254mm であることを特徴とする請求項21記載の呼吸マスク。 【請求項23】前記膜は、ウレタンで作られていることを特徴とする請求項22記載の呼吸マスク。 【請求項24】顔面シールは、ゲル物質で形成された環状部材を有することを特徴とする請求項13記載の呼吸マスク。 |
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说明书全文 | 【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、一般に呼吸マスクに関し、特に、使用者の顔面の諸部分を受け入れるようになっていて、使用者に供給されているガスの漏れを防止する可撓性シールを備えた呼吸マスクに関する。 発明の背景 使用者の鼻及び/又は口を覆うと共に使用者顔面に対する連続シールを形成するよう設計された可撓性シールを有する種々の呼吸マスクが知られている。 密閉効果が得られるので、ガスを正の圧力状態でマスク内に与えることができ、ガスは使用者によって消費される。 かかるマスクの用途範囲は、高所での呼吸(即ち、航空用途) かかる呼吸マスクに関する一つの必要条件は、呼吸マスクが、供給中のガスの漏れを防止するよう使用者の顔面に対して効果的な密封を行うことである。 一般に、マスクの従来構成では、マスクと顔面との間の良好な密封が得られたが、あいにく、大抵の場合において使用者に相当な不快感が生じた。 この問題は、上記用途、特に、 従来技術として、上述の各種用途のための幾つかのタイプの顔面用呼吸マスクがある。 恐らくは最もありふれたタイプのマスクは、マスクの周囲にぐるりと延び、全体として一様な(即ち、所定の又は固定した)輪郭を備えた平滑な密封面を有し、この密封面の輪郭は、平滑な密封面を使用者の顔面に向けて当てた状態で力をマスクに加えると、使用者の顔面に密着できるようになっている。 密封面は代表的には、空気又は流体入りクッションから成り、或いは、これはエラストマー、例えばプラスチック、ゴム、シリコン、ビニール又はフォームで作られた弾性シール要素の成形面に過ぎない場合がある。 かかるマスクは、密封面の輪郭とこれに対応する使用者顔面の輪郭の適合が良好であれば、十分に性能を発揮した。 しかしながら、もしシールの適合が良好でなければ、シールと顔面との間には隙間が生じることになり、 望ましい限度を越えるシール接触力の問題は、供給中のガスの正圧が比較的高く、或いは高レベルまでサイクル動作するときには一層顕著である。 マスクはマスク用シールと使用者顔面が対向接触することにより密封を行うので、供給ガスのピーク圧力の場合にガス漏れを封止するに十分な力でマスクを顔面に密着保持しなければならない。 かくして、従来型マスクに関しては、供給圧力が高い場合、ヘッドストラップ又は他のマスク拘束具をしっかりと締めなければならない。 これにより、マスク用シールの領域だけでなく、保持ストラップの広がりに沿って位置する種々の箇所でも、 上述したタイプの連続クッション密封特性を備えた呼吸マスクの例が、米国特許第2,254,854号及び第2,931,3 米国特許第5,181,506号は、軍事用防護ガスマスクを記載している。 このマスクは、3層から成る顔面用部分品を有し、その中央の層は、予備成形されたV字形チャンネルを備える比較的剛性の材料から成る厚手の層である。 チャンネルにはゲル又はゲルと圧縮空気の両方が過剰充填され、 ゲル及びフォームを含む幾つかの等級のクッション材料が、「建築学・物理学・医学・リハビリ(Arch.Phys. この研究報告によれば、フォームクッションは、数時間の使用後、皮膚温度を数度高くした。 これはフォーム材料の熱流束特性が比較的低いためであるらしいことが分かった。 すなわち、フォーム材料及びこれらの中に閉じ込められた空気は、熱の貧弱な吸収体であって伝導体である傾向を有する。 逆に、ゲルパッドは一つのまとまりとしては、フォーム材料よりもかなり高い熱流束を示し、事実、数時間の使用しても皮膚の温度を比較的一定に保つのに十分であった。 上記研究で報告されたゲルに対するフォームの唯一の利点は、皮膚とクッションとの境界線においてフォームがゲルよりも低い相対湿度を生じるということであった。 この原因は、水分が拡散できるようにする経路を提供するフォームの連続気泡構造にある。 しかしながら、この外見的な利点は、連続気泡フォームが汗にあたるとバクテリアの成長を促進しがちであるという点で幾分問題視される。 バクテリアはフォームを汚染し、それによりフォームの有効実用寿命をかなり損なう。 これら及び他の不利な性質は、上述のフォームタイプの呼吸マスク用顔面シールにも見受けられた。 それ故、 さらに、空気タイプのものであれ、流体タイプのものであれ、又は米国特許第5,181,506号の場合のようにゲル充填タイプのものであれ、或いは、エラストマー、例えばフォーム、プラスチック、ゴム、シリコン等で形成されているにせよ、現在入手できるクッションタイプの呼吸マスク用シールのレジリエンス又はリコイル(rero したがって、使用者の顔面輪郭に関して、効果的であって、しかも快適であり、また損傷しないシールを提供するゲルで作られたシールクッションから成る呼吸マスク用顔面シールに関し利点が得られる。 発明の概要 本発明は、使用者の顔面輪郭を高信頼度で且つ快適に密封する改良型の可撓性呼吸マスク用顔面シール及びかかるシールを組み込んだ呼吸マスクを提供する。 顔面シールは、内端部及び内端部とほぼ反対側の外端部によって境界が画定された周囲側壁を含む環状部材を有する。 内端部は、呼吸マスクのシェル又は本体に取り付けられるようになっており、外端部は、使用者の顔面に向けて密着するようになった輪郭付け密封面を備える。 環状部材は、人の脂肪組織のレジリエンス又はリコイル特性に相当するレジリエンス又はリコイル特性を備えたゲル物質、例えば粘弾性ポリウレタンポリマーで作られる。 環状部材を保護カバーと共に使用しても良く、或いはこれ無しで使用しても良い。 かかる保護カバーを設けなければ、ゲル物質が本来的に有する粘着性は、使用者顔面に対する顔面シールの付着性を向上させるのに役立つ。 変形例として、粘着性を望まなければ、環状部材の表面を粉末状タルク、シリコン又は類似の生物学的適合性材料の被覆で覆っても良い。 しかしながら、最適には、環状部材は、顔面シールの耐久性及び洗浄適性を向上させる薄くて柔軟性のある膜状カバーで包み込まれる。 顔面シールは人の脂肪組織のリコイル特性をシミュレートしているので、使用者はマスクを着用したとき、皮膚に対してナチュラルな物質のような感じを覚える。 したがって、かかるクッションを備えたマスクを、当該技術分野で従来公知の他のマスクよりも小さなヘッドストラップ張力で、使用者の顔面に快適に連続的に密着させておくことができる。 さらに、ゲルの脂肪状品質により、ゲルは隙間を効果的に充填すると共に他の顔面輪郭に合った形を取り、それによりマスクに供給される加圧ガスの漏れを最小限に抑える。 ゲル物質は又、熱を効果的に放散させると共にフォームタイプのマスク用シールと関連したバクテリアの成長を抑えるのにも役立つ。 本発明の他の構造上の細部、目的及び利点は、現時点において好ましい実施の形態及び本発明を実施する現時点において好ましい方法についての以下の詳細な説明を読むと明らかになろう。 図面の簡単な説明 本発明の内容は、添付の図面に例示的に示すに過ぎない本発明の好ましい実施形態に関する以下の説明から明らかになろう。 図1は、本発明に従って構成された顔面シールの第1 図2は、使用者の顔面に向かって密着した時の図1の呼吸マスクの側面図であり、呼吸マスクが呼吸ガス源と連通状態で概略的に示されている図である。 図3は、図1のIII−III線における断面図である。 図4は、図2のIV−IV線における断面図である。 図5は、本発明に従って構成された顔面シールのもう一つの実施形態を含む呼吸マスクの図3と類似した断面側面図である。 発明の詳細な説明 最初に図1及び図2を参照すると、全体が符号12で示されていて、シェル又はマスク本体12を含む呼吸マスクが示され、このマスク本体12は、本発明の好ましい第1 マスク本体12は又、流体継手手段21、例えばスイベル継手又は他の適当な手段を取り付けることができる開口部20を備えている。 開口部20及び介在する任意の流体継手手段21は、マスク10を導管手段(点線22で示されている)によりガス源24、例えば、加圧状態の呼吸ガスの流れを生じさせるブロワ又は他の手段に連結しており、それにより呼吸ガスが使用者又は着用者26に与えられるようになっている。 図示のマスクは、使用者の顔の鼻の領域を受け入れる鼻マスクである。 しかしながら、本発明の範囲は、使用者の口と鼻の両方を受け入れる全面形(フルフェース形)マスク又は口/鼻マスクにも及ぶことは理解されるべきである。 従前どおり、マスク本体12 顔面シール18は、環状基部又は内端部30(図3)を備えた周囲方向壁部分28を有する中実ではあるが高弾性であり、しかも自立形の圧縮性環状部材27を含み、内端部 図3及び図4は、呼吸マスク用顔面シール18を詳細に示している。 本発明によれば、環状部材27の少なくともシール又は顔面接触部分、或いはより好ましくは(図示しているように)実質的に環状部材全体は、レジリエンス特性又はリコイル(recoil)特性が人の脂肪組織のものにほぼ相当するゲル物質、例えば粘弾性ポリウレタンポリマーで作られている。 より詳細には、環状部材27を含む顔面シール18は好ましくは、ショアー00スケールで測定され、ジュロメータ硬度で表わされるレジリエンスを有し、このショアー00スケールは、約10又はそれ以下、最も好ましくは約0の非常に軟らかい弾性材料のレジリエンスを計測するのに用いられる。 かかるレジリエンスは、ショアー00スケールでジュロメータ硬度の読みがこれ又、0を示す人の脂肪組織のレジリエンスと実質的に一致している。 図1〜図4に示す顔面シールの実施態様に関して、顔面シール18のジュロメータ硬度は、環状部材27及び後で説明するその保護カバー(このジュロメータ硬度は、カバーの薄さ及び可撓性に鑑みて本質的に無視できる)のジュロメータ硬度の合計に相当している。 環状部材27が保護カバーを有していない図5に示す顔面シールについては、顔面シールのジュロメータ硬度は、環状部材のジュロメータ硬度である。 人の脂肪組織は、本質的に空隙を満たすことができるが、構造的一体性をほとんど有しておらず、したがって自立性のものではない。 その結果、脂肪と本質的に同一の構造特性を備えた呼吸マスク用顔面シールはどれも、 環状部材27は従来型成形技術で製造できる。 例えば、 環状部材27は又、好ましくは、環状部材の成形中に周囲方向壁部分28内に成形される複数の一体ボス42を有し、これらボスは内端部30から外端部32まで延びている。 ボス42は、環状部材の穏やかな構造的支持体となり、かかる環状部材が使用者の顔面に接触しているとき、環状部材の均一な圧縮を促進する。 ボスは好ましくは、周囲方向壁部分の周りに対称に配置され、しかも、 上述のように、顔面シール18の現時点で好ましい実施形態は、環状部材27を保護カバーで被覆することを意図している。 かかる被覆手段は、図中、符号40で示されている。 被覆手段は、環状部材の耐久性を高めると同時に顔面シールのクリーニングを容易にするのに役立つ。 被覆手段40は幾つかの物理的な条件を満たさなければならない。 その中でも、被覆手段は、(1)引き裂き及び突き刺しに強い(抵抗する)こと、(2)環状部材27の輪郭を変化又は変形させないで環状部材27にぴったりと形状が一致すること、(3)環状部材と化学的に両立できること、(4)使用者の皮膚に対して生物学的適合性があり、しかも非刺激性であること、(5)その存在が、 この点に関し、被覆手段40は好ましくは、薄くて(厚さ約0.0508mm〜0.254mm)柔軟性のあるプラスチックフイルムから成る。 この特定の目的のためにはウレタンが好ましいことが判明した。 というのは、かかる材料は、 顔面シール18をいったん完全に組み立てると、顔面シールの内端部30と共に、或いはマスク本体12の環状着座面16に適当な接着剤を塗り、次に内端部30を環状着座面 図5において(同一の符号は、上述した同一又は対応する部分を示す)、符号118で示した本発明の別の好ましい実施形態としての顔面シールが示されている。 顔面シール118は、本質的にはその環状部材27の外面に保護被覆手段が設けられていない点で顔面シール18と異なっている。 材料に関する他の全ての点に関しては、顔面シール118は顔面シール18と実質的に同一に構成され機能する。 顔面シールの環状部材27の露出面は粘着性がある。 したがって、環状部材の輪郭付け密封面34の固有の粘着性は、かくして使用者顔面への顔面シールの付着を促進することによって使用者の利益に供される。 変形例として、もし粘着性のあることが望ましくなければ、顔面シール118の環状部材27の表面を、粉末状タルク、シリコン又は類似の生物学的適合性のある材料で覆うのがよい。 現時点における構成例では、ボス42を除く、顔面シール18,118の環状部材27の周囲方向壁部分28の肉厚は、好ましくは約0.2インチ(5.08mm)から0.3インチ(7.62m 上述の実施形態の変形例として、本発明の呼吸マスクを、マスク本体の接合される別体の顔面シールとしてではなく、一体部材として構成してもよい。 かかる場合、 本発明を例示の目的で詳細に説明したが、かかる説明は例示のために過ぎず、当業者であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく例示構成の設計変更を行うことができるので、本発明の範囲は、請求項に記載の事項によってのみ定められるものとする。 ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンドケ パトリック エム アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 15146 モンローヴィル ブルーナー ドライヴ 416 (72)発明者 サーボ クリスティーン ケイ アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 15068 ニュー ケンジントン ヴェナ ンゴ コート 136 (72)発明者 スカーベリー ユージーン エヌ アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 15085 トラッフォード テラス コー ト ロード 208 (56)参考文献 特開 平3−7173(JP,A) 実開 昭61−185446(JP,U) 米国特許2917045(US,A) 米国特許2625155(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) A62B 18/02 A62B 18/08 A61M 16/06 |