(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
面体と、面体に取り付けられるフィルタカートリッジとを備える呼吸マスクにおいて、
面体は、可撓性材料と、可撓性材料により一体に接合されかつ可撓性材料より剛性の高い３つの補剛要素とを備え、
３つの補剛要素は、フィルタカートリッジを収容する開口部及びコネクタをそれぞれ有する２つの側方の補剛要素と、排気弁を収容する開口部を有する中央の補剛要素とを含み、
各補剛要素は、隣接する補剛要素の直線状の縁にほぼ平行な少なくとも１つのほぼ直線状の縁を有し、
可撓性材料により、ヒンジ状に動き得るように各補剛要素を隣接する補剛要素に接合することを特徴とする呼吸マスク。
【請求項２】
側方の各補剛要素は、ほぼ涙珠状に形成され、中央の補剛要素は、ほぼ矩形の端部を有する長方形状である請求項１に記載の呼吸マスク。
【請求項３】
補剛要素は、樹脂材料から成る請求項１に記載の呼吸マスク。
【請求項４】
樹脂材料は、ポリプロピレンを含む請求項３に記載の呼吸マスク。
【請求項５】
可撓性材料は、熱可塑性ゴムを含む請求項１に記載の呼吸マスク。
【請求項６】
可撓性ゴムにより一体に接合された樹脂製の３つの補剛要素を備え、
３つの補剛要素は、フィルタカートリッジを収容する開口部及びコネクタをそれぞれ有する２つの側方の補剛要素と、排気弁を収容する開口部を有する中央の補剛要素とを含み、
各補剛要素は、隣接する補剛要素の直線状の縁にほぼ平行な少なくとも１つのほぼ直線状の縁を有し、
可撓性材料により、ヒンジ状に動き得るように各補剛要素を隣接する補剛要素に接合することを特徴とする呼吸マスク用面体。
【請求項７】
可撓性ゴムは、機械的に接着されかつ各補剛要素を完全に包囲する請求項６に記載の呼吸マスク用面体。
【請求項８】
側方の各補剛要素は、ほぼ涙珠状に形成され、中央の補剛要素は、ほぼ矩形の端部を有する長方形である請求項６に記載の呼吸マスク用面体。
【請求項９】
側方の各補剛要素は、ほぼ涙珠状に形成される請求項６に記載の呼吸マスク用面体。
【請求項１０】
中央の補剛要素は、ほぼ矩形の端部を有する長方形状である請求項９に記載の呼吸マスク用面体。
【請求項１１】
可撓性材料により３つの補剛要素を一体に接合した面体と、
可撓性材料より剛性の高い補剛要素と、
面体に連結されるフィルタカートリッジと、
面体に連結される呼気弁と、
面体に連結されるハーネスとを備え、
３つの補剛要素は、フィルタカートリッジを収容する開口部及びコネクタをそれぞれ有する２つの側方の補剛要素と、排気弁を収容する開口部を有する中央の補剛要素とを含み、
各補剛要素は、隣接する補剛要素の直線状の縁にほぼ平行な少なくとも１つのほぼ直線状の縁を有し、可撓性材料により、ヒンジ状に動き得るように隣接する補剛要素に接合されることを特徴とする呼吸マスク。
【請求項１２】
コネクタは、フィルタカートリッジの複数のフランジに係合する複数のバヨネット型装着構造用フランジを備えた請求項１１に記載の呼吸マスク。
【請求項１３】
補剛要素は、ポリプロピレンを含む請求項１１に記載の呼吸マスク。
【請求項１４】
可撓性材料は、ポリプロピレンを含む熱可塑性ゴムである請求項１３に記載の呼吸マスク。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、ガス、蒸気及び微粒子から保護するため着用者の顔面に装着される呼吸マスク、特に半面形呼吸マスク（half-mask respirator）に関する。
発明の背景
多くの呼吸マスクは、一般にゴム等の柔軟でしなやかな材料により形成した面体（facepiece）を備え、面体は着用者の顔面に装着され、着用者の顔の皮膚に対して密着状態を形成する。呼吸マスクに取り付けられるフィルタ及び排気弁を支持するため厚いゴムにより形成される呼吸マスクも存在する。例えば米国特許第２，６５２，８２８号（マシソン［Matheson］）及び第４，１５５，３５８号（マカリスター［McAllister］他）を参照されたい。肉厚のゴムは、呼吸マスクの重量を増加させ着用時に不快感を与える。また、ゴムが厚いほど、原料コストの増大により呼吸マスクの製造コストが増大する。一方、ゴムが薄いほど、マスクが着用者の顔面で腰折れしやすくなり、特に呼吸マスクを着けた後でハーネスを締める時に顕著である。米国特許第５，０６２，４２１号（バーンズ［Burns］）は、面体を支持する構造部材となる大きな単一の挿入物を組み込んだ呼吸マスクを開示する。しかしながら、バーンズの呼吸マスクはあまり柔軟でなく、広範囲の顔の大きさにあわせて快適に装着できない欠点がある。
従って、強固だが可撓性を有する面体を備え、従来の呼吸マスクと比べてより柔軟で経済的に製造でき、快適に装着できる軽量の呼吸マスクを提供することが望まれている。同時に、呼吸マスクは、長時間着用しても着用者の顔面で腰折れして潰れることなく快適でなければならない。
発明の概要
本発明の呼吸マスクは、面体と、面体に取り付けられるフィルタカートリッジとを備え、面体は、可撓性材料と、可撓性材料により一体に接合されかつ可撓性材料より剛性の高い複数の補剛要素（stiffening elements）とを備える。各補剛要素は、隣接する補剛要素の直線状の縁にほぼ平行な少なくとも１つのほぼ直線状の縁を有し、可撓性材料により、ヒンジ状に動き得るように各補剛要素を隣接する補剛要素に接合する。本発明は、１以上の補剛要素を一体化した柔軟でしなやかな面体を備える非常に快適かつ軽量の呼吸マスクを提供する。好ましくは、開口部と、フィルタカートリッジ及び排気弁を面体に装着する構造とを備える３つの補剛要素を有する。一体化した補剛要素は、軽量の堅固な材料（好ましくはポリプロピレン等の樹脂）により形成されると共に、可撓性材料（好ましくは熱可塑性ゴム）により接合され、面体は着用者の顔面に快適に密着するのに十分な可撓性を有するが、着用者の顔面に対して潰れない程度に十分な剛性を有する。さらに、呼吸マスクは、中心に位置する排気弁カバーを特徴とする中核部（yolk）を含む。中核部は面体の周囲を包囲し、補剛要素の開口部に対応する開口部を有する。好ましくは、適当な補剛要素のコネクタにフィルタカートリッジが取り付けられる。ハーネスが中核部に取り付けられ、着用者の頭部に呼吸マスクを配置しかつ固定する。中核部の各アームの開口部により、ハーネスを中核部に取り付けることができる。
本発明の他の詳細及び利点は、以下の発明の説明に従って明らかとなろう。
図  面
添付の図面について、発明の好適な実施形態及び発明の好適な実施方法を説明する。ここで、図１は本発明による呼吸マスクの斜視図であり、図２は本発明による面体の分解斜視図である。
現時点での発明の好適な実施の形態
現時点での発明の好適な実施形態を図１及び図２に示す。呼吸マスク用面体１０は好ましくは３つの補剛要素（補剛部材）２０、３０及び４０を備え、補剛要素はそれぞれ軽量の材料（好ましくは成形可能な樹脂、さらに好ましくはポリプロピレン又はガラス充填ポリプロピレン）から成り、好ましくはクラトン（kraton、商標名）、スターフレックス（starflex、商標名）又はサノプレン（sanoprene、商標名）等のポリプロピレンを含有する熱可塑性ゴム５０により一体に保持される。補剛要素２０、３０、４０は、熱可塑性ゴム５０より剛性が高い。２つの補剛要素２０、３０は面体の側部を形成しかつ相互に鏡像、即ち対称であって、ほぼ涙珠状（ティアドロップ形）であり、それぞれ涙珠状の裾野部に配置された一般に円形の開口部２１及び３１を有する。補剛要素２０、３０、４０は外側端でゴム５０に接着され、ゴム５０に確実に密着される。さらに、補剛要素２０、３０、４０は顔面形状に適合するよう僅かに湾曲してもよい。側方の補剛要素２０、３０の開口部２１、３１は、市販のフィルタカートリッジを収容するため十分な大きさであり、補剛要素２０、３０に市販のフィルタを取り付ける各補剛要素２０、３０に設けられたコネクタに隣接する。一つの実施形態では、側方の補剛要素２０、３０は、市販のフィルタカートリッジのフランジと係合するバヨネット型装着構造用フランジ２２、２３、２４を備える。
中央の補剛要素４０の形状は、矩形の端部を有するほぼ長方形であり、好ましくは一端４１の幅が他端４２よりも僅かに狭く、長方形の側部４４、４５のほぼ中心に位置しかつ長方形の長い方の他端４２に近接して形成された開口部４３を有する。中央の補剛要素４０の開口部４３は好ましくは円形で、排気弁を収容できる十分な大きさを有する。また、中央の補剛要素４０は、隣接する側方の補剛要素２０、３０の直線状の縁２５、３２にほぼ平行に配置されるほぼ直線状の縁４６を有する。
面体１０の可撓性材料（樹脂）５０は、好ましくはポリプロピレンを含有する熱可塑性ゴムである。好ましくは、可撓性材料５０は射出成形によって形成され、射出成形では面体の所望の形状に従いかつ最終的に面体の所望の位置に補剛要素２０、３０、４０を配置するのに適合したキャビティを用いる。成形後に可撓性材料５０の弾力によって側方の補剛要素２０、３０が中央の補剛要素４０に対しヒンジ状に動き得るように、中央の補剛要素４０は、長方形の頂部の幅の狭い端部４１が涙珠状の２つの側方の補剛要素２０、３０の点の間で成形型に配置される。熱可塑性ゴム５０が成形型に射出されると、熱可塑性ゴム５０は直接各補剛要素２０、３０、４０に接着され、補剛要素２０、３０、４０の周囲を密封する。好ましくは、各補剛要素２０、３０、４０はゴム５０に機械的に接着され、隣接する補剛要素２０、３０、４０に対して動くことができ、これにより所望の柔軟性を得ることができる。成形型の形状と成形型内での補剛要素２０、３０、４０の位置により、熱可塑性ゴム５０は開口部端を含む全ての補剛要素２０、３０、４０の各端部を完全に包囲し、補剛要素２０、３０、４０は帯状の熱可塑性ゴム５０により互いに分離され、側方の補剛要素２０、３０の各開口部２１、３１は熱可塑性ゴム５０により封止され、フィルタカートリッジと摩擦嵌合（friction fit）が形成される。別法として、軽量の補剛要素２０、３０、４０に対し化学結合を形成する他の可撓性材料を使用できる。このような可撓性材料は、ハイカー（hycar、商標名）又はシリコンゴムを含む。勿論、ゴムと補剛要素２０、３０、４０との間で化学結合を形成するには、これらの材料と共にプライマーを用いる必要がある。
通常、中核部６０は面体１０の上、即ち外側に配置される。中核部は半硬式の材料（好ましくは樹脂）により形成される。呼吸マスクの組み立てでは、中核部は中央に配置され、面体１０の外面を横切って延伸する。中核部の中央には、面体１０の排気弁開口部４３と係合する排気弁カバー６１が設けられる。中核部は、排気弁カバー６１の反対側から延伸する２つの半分６２を有する。中核部の各半分６２は、対応する面体１０のほぼ円形のフィルタカートリッジ開口部２１、３１を補足するほぼ円形の開口部（図示せず）を有する。
中核部６０の各半分６２からは２つの突起部６７、６８が延伸し、各突起部の端部には、着用者の頭部に面体１０と中核部６０を配置しかつ固定するハーネス７０を受ける開口部６４、６５が設けられる。
ハーネス７０は、好ましくは中核部６０に取り付けられる調節可能な３つの弾性ストラップ（帯環）７１、７２、７３から成る。ハーネスの頂部ストラップ７１、７２は可撓性材料５０の２つの帯状部に取り付けられ、２つの樹脂細片は着用者の頭頂部に当接するヘッドバンド７４となる。調節可能な底部ストラップ７３は着用者の首の周囲に当接し、中核部の開口部６５を通る。着用者は、弾性ストラップを締めたり緩めたりして呼吸マスクの当接具合を調節できる。このような調整は呼吸マスクの装着時にも可能である。
以上、説明のため発明を詳細に記載したが、この詳細な説明は単に説明のみを目的とするに留まり、本発明は、全ての均等物を含む以下の請求の範囲により定められる発明の精神及び範囲から離れることなく、当業者により変更が可能である点を理解されたい。
【図２】
0004195085.tif 000002
【図１】
0004195085.tif 000003