JP6836788B2

JP6836788B2 - マスク密着度判定装置

Info

Publication number: JP6836788B2
Application number: JP2017166633A
Authority: JP
Inventors: 啓樹橋本; 憲一阪本
Original assignee: Yamamoto Kogaku Co Ltd
Current assignee: Yamamoto Kogaku Co Ltd
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2021-03-03
Anticipated expiration: 2037-08-31
Also published as: WO2019044727A1; CN111032161B; CN111032161A; US11686640B2; US20200370984A1; JP2019041957A

Description

この発明は、工場、工事現場等の粉塵や有毒ガスが発生する場所において防塵マスクや防毒マスクとして使用するなど、特に装着時に密着性が要求される呼吸用マスク等において、その装着時の密着度を判定することができるマスク密着度判定装置に関するものである。

従来、この種のマスク密着度測定装置としては、粒子の漏れの程度をリアルタイムに確認でき、かつ粒子の漏れと着用者の呼吸との関係を確認できる面体（マスク）内環境測定装置としたものが存在する（特許文献１）。

このようなマスク内環境測定装置は、マスクの内部粒子カウンターと、マスクの外部粒子カウンターと、マスクの内圧を測定する圧力センサーと、粒子数比較算出部や出力部とを備えており、レーザー光散乱方式のパーティクルカウンターで粒子量を計測し、粒子個数濃度を判定するものとしている。

特許第５５６４７２８号公報

しかしながら、上記従来のマスク内環境測定装置は、非常に複雑な構造の据置型の装置となり、形状も大きく、装置の価格も極めて高価なものとなっているという課題を有していた。

さらに、上記従来のマスク内環境測定装置は、マスク内に挿入するサンプリングチューブもマスクの密着性に影響しやすいものとなっている。すなわち、マスク内の粒子と、マスク内部の圧力を取り出すチューブの２本をマスク内に挿入する必要があり、これ自体が密着性に支障を来たす虞れがあるという課題を有していた。

また、上記従来のマスク内環境測定装置は、操作方法が簡易ではなく、正確な測定には熟練度が必要とされるという課題を有していた。

そこで、この発明は、非常に簡単な部品構成であり、電池で駆動することができ、手のひらサイズの小型化を可能とし、数名単位の現場のような小集団レベルでも、いつでも手軽に使用でき、しかも安価なマスク密着度判定装置を提供することを目的としてなされたものである。

この発明のマスク密着度判定装置は、口および鼻を覆うマスク１と、着用者の顔面Ｆとの間に挿入しマスク１内部の圧力を測定するマスク内圧検知部２と、このマスク内圧検知部２によって測定された圧力値の測定結果から判定情報を導出し、着用者への表示情報を生成するための回路制御部３と、この回路制御部３により生成された表示情報を着用者に示すための判定表示部４と、回路制御部３や判定表示部４に電気を供給するバッテリーユニットと、これらに電力の供給を開始・停止するための電源スイッチ６と、マスク内圧検知動作を開始するためのスタートスイッチ７とから構成されている。

この発明のマスク密着度判定装置において、前記判定表示部４は、密着良好表示部Ｇと密着不良表示部Ｂとからなり、マスク密着度判定にかかる試行時間ａにおけるマスク内圧の変動差Ｄａが、規定しきい値Ｄｐ以上では、密着良好表示部Ｇを点灯させ、規定しきい値Ｄｐ未満では、密着不良表示部Ｂを点灯させるようにしている。

この発明のマスク密着度判定装置において、前記密着良好表示部Ｇは、密着度合いに応じて段階的に複数、設定した規定しきい値Ｄｐにより、複数設けており、その規定しきい値Ｄｐの段階に応じて、前記複数の密着良好表示部を点灯させるようにしている。

この発明のマスク密着度判定装置は、以上に述べたように構成されているので、非常に簡単な部品構成となり、電池で駆動することができ、手のひらサイズの小型化が可能となり、数名単位の現場のような小集団レベルでも、いつでも手軽に使用でき、しかも安価なものとなった。

この発明のマスク密着度判定装置の一実施形態を示す概略図である。図１に示すこの発明のマスク密着度判定装置の外観を示す斜視図である。図１に示すこの発明のマスク密着度判定装置の開閉蓋を開放した状態を示す斜視図である。この発明のマスク密着度判定装置の使用状態を示す説明図である。この発明のマスク密着度判定装置の各条件におけるマスク内圧の変化を示すグラフである。

以下、この発明のマスク密着度判定装置を実施するための形態について、図面に基づき詳細に説明する。

この発明のマスク密着度判定装置は、図１〜４に示したように、口および鼻を覆うマスク１と、着用者の顔面Ｆとの間に挿入しマスク１内部の圧力を測定するマスク内圧検知部２と、このマスク内圧検知部２によって測定された圧力値の測定結果から判定情報を導出し、着用者への表示情報を生成するための回路制御部３と、この回路制御部３により生成された表示情報を着用者に示すための判定表示部４と、回路制御部３や判定表示部４に電気を供給するバッテリーユニット（図示せず）と、これらに電力の供給を開始・停止するための電源スイッチ６と、マスク内圧検知動作を開始するためのスタートスイッチ７とから構成されている。

さらに、この発明のマスク密着度判定装置は、本体部８に開閉蓋９が備えられており、必要に応じて、本体部８には前記マスク内圧検知部２や後に述べるケーブルＣの収納部１０が設けられると共に、開閉蓋９の内側にマスク１の装着状態確認用の鏡１１が設けられている。前記マスク内圧検知部２は、精密な電子デバイスであるので、破損や紛失を防止するため収納部１０に収納しておくのが好ましい。また、マスク１の装着状態を、実際に目で確認するために鏡１１を設けておくのが好ましい。

前記マスク内圧検知部２は、マスク１と着用者の顔面Ｆとの間にケーブルＣを介して挿入されている。そして、このマスク内圧検知部２には、図示していないが、マスク１の縁部に挟持可能としたクランプが設けられている。このクランプは、マスク内圧検知部２がマスク１内部で不用意に動かないようにするためのものであり、マスク内圧の正確な測定や着用者に不快感を与えないようにしている。

前記マスク内圧検知部２は、ピエゾ抵抗型の数ｍｍレベルのサイズとした超小型圧力センサーとしており、防水仕様であることが好ましい。このような超小型圧力センサーとしておくことにより、マスク１内部で邪魔になることがなく、防水仕様にすることにより、マスク１内が極めて高湿な環境になっても使用可能となる。

さらに、前記マスク内圧検知部２は、測定した圧力値の情報を回路制御部３へ送信する無線送信機能を備えており、前記回路制御部３は、マスク内圧検知部２から送られた圧力値の情報を受信する無線受信機能を備えたものとすることができる。このように前記マスク内圧検知部２と回路制御部３を無線接続することにより、前記ケーブルＣは不要となり、前記マスク内圧検知部２が、マスク１と着用者の顔面Ｆとの間により挿入しやすいものとなる。

前記回路制御部３は、マイコンなどの内部情報機器が装着されており、このマイコンのプログラム修正や蓄積された測定履歴データ等の取り込みができるように、パソコンやスマートフォンなどの外部情報機器に接続可能な端子（図示せず）が設けられており、本体部８に内蔵された電池などのバッテリーユニット（図示せず）から電力が供給されるようにしている。

前記判定表示部４は、密着良好表示部Ｇと密着不良表示部Ｂとからなり、マスク密着度判定にかかる試行時間ａにおけるマスク内圧の変動差Ｄａが、規定しきい値Ｄｐ以上では、密着良好表示部Ｇを点灯させ、規定しきい値Ｄｐ未満では、密着不良表示部Ｂを点灯させるようにしている。そして、密着良好表示部Ｇは、密着度合いに応じて段階的に複数、設定した規定しきい値Ｄｐにより、例えば図２、３に示したように、Ｇ1 〜Ｇ5 というように複数設けており、さらに、その規定しきい値Ｄｐの段階に応じて、前記密着良好表示部Ｇ1 〜Ｇ5 を点灯させるようにしている。

すなわち、マスク内圧検知部２と回路制御部３とをケーブルＣで接続した場合は、図５に折れ線ｘで示したように、試行時間ａ＝０〜２．４秒（２．４秒間）において、マスク内圧の変動差Ｄａ＝１．７ｈＰａ（１００６．１ｈＰａ〜１００７．８ｈＰａの差分）、試行時間ａ＝２．４〜４．４秒（２．０秒間）において、マスク内圧の変動差Ｄａ＝１．７ｈＰａ（１００７．８ｈＰａ〜１００６．１ｈＰａの差分）、試行時間ａ＝４．４〜５．８秒（１．４秒間）において、マスク内圧の変動差Ｄａ＝１．８ｈＰａ（１００６．１ｈＰａ〜１００７．９ｈＰａの差分）、試行時間ａ＝５．８〜７．８秒（２．０秒間）において、マスク内圧の変動差Ｄａ＝１．８ｈＰａ（１００７．９ｈＰａ〜１００６．１ｈＰａの差分）、試行時間ａ＝７．８〜９．３秒（１．５秒間）において、マスク内圧の変動差Ｄａ＝１．９ｈＰａ（１００６．１ｈＰａ〜１００８．０ｈＰａの差分）、がそれぞれ測定された。

したがって、この場合には、例えば規定しきい値Ｄｐ＝０．９ｈＰａ（変動差Ｄａの略中間値））以上では、密着良好表示部Ｇを点灯させ、規定しきい値Ｄｐ＝０．９ｈＰａ未満では、密着不良表示部Ｂを点灯させるようにすることができる。

さらに、この場合に前記規定しきい値Ｄｐを段階的に複数、設定するには、例えば規定しきい値Ｄｐ＝１．７ｈＰａ以上では、密着良好表示部Ｇ5 を点灯させ、規定しきい値Ｄｐ＝１．５ｈＰａ以上では、密着良好表示部Ｇ4 を点灯させ、規定しきい値Ｄｐ＝１．３ｈＰａ以上では、密着良好表示部Ｇ3 を点灯させ、規定しきい値Ｄｐ＝１．１ｈＰａ以上では、密着良好表示部Ｇ2 を点灯させ、規定しきい値Ｄｐ＝０．９ｈＰａ以上では、密着良好表示部Ｇ1 を点灯させ、規定しきい値Ｄｐ＝０．９ｈＰａ未満では、密着不良表示部Ｂを点灯させるようにすることができる。

また、マスク内圧検知部２と回路制御部３とを無線接続した場合は、図５に折れ線ｙで示したように、試行時間ａ＝０〜２．２秒（２．２秒間）において、マスク内圧の変動差Ｄａ＝２．２ｈＰａ（１００６．０ｈＰａ〜１００８．２ｈＰａの差分）、試行時間ａ＝２．２〜４．１秒（１．９秒間）において、マスク内圧の変動差Ｄａ＝２．４ｈＰａ（１００８．２ｈＰａ〜１００５．８ｈＰａの差分）、試行時間ａ＝４．１〜５．８秒（１．７秒間）において、マスク内圧の変動差Ｄａ＝２．２ｈＰａ（１００５．８ｈＰａ〜１００８．０ｈＰａの差分）、試行時間ａ＝５．８〜７．８秒（２．０秒間）において、マスク内圧の変動差Ｄａ＝２．３ｈＰａ（１００８．０ｈＰａ〜１００５．７ｈＰａの差分）、試行時間ａ＝７．８〜９．３秒（１．５秒間）において、マスク内圧の変動差Ｄａ＝２．４ｈＰａ（１００５．７ｈＰａ〜１００８．１ｈＰａの差分）、がそれぞれ測定された。

したがって、この場合には、例えば規定しきい値Ｄｐ＝１．２ｈＰａ（変動差Ｄａの略中間値）以上では、密着良好表示部Ｇを点灯させ、規定しきい値Ｄｐ＝１．２ｈＰａ未満では、密着不良表示部Ｂを点灯させるようにすることができる。

さらに、この場合に前記規定しきい値Ｄｐを段階的に複数、設定するには、例えば規定しきい値Ｄｐ＝２．４ｈＰａ以上では、密着良好表示部Ｇ５を点灯させ、規定しきい値Ｄｐ＝２．１ｈＰａ以上では、密着良好表示部Ｇ４を点灯させ、規定しきい値Ｄｐ＝１．８ｈＰａ以上では、密着良好表示部Ｇ3 を点灯させ、規定しきい値Ｄｐ＝１．５ｈＰａ以上では、密着良好表示部Ｇ２を点灯させ、規定しきい値Ｄｐ＝１．２ｈＰａ以上では、密着良好表示部Ｇ１を点灯させ、規定しきい値Ｄｐ＝１．２ｈＰａ未満では、密着不良表示部Ｂを点灯させるようにすることができる。

なお、従来のマスク内環境測定装置のように、マスク内の粒子と、マスク内部の圧力を取り出すチューブの２本をマスク内に挿入した場合には、図５に折れ線ｚで示したように、試行時間ａ＝０〜２．７秒（２．７秒間）において、マスク内圧の変動差Ｄａ＝０．７ｈＰａ（１００６．８ｈＰａ〜１００７．５ｈＰａの差分）、試行時間ａ＝２．７〜４．７秒（２．０秒間）において、マスク内圧の変動差Ｄａ＝０．８ｈＰａ（１００７．５ｈＰａ〜１００６．７ｈＰａ差分）、試行時間ａ＝４．７〜６．２秒（１．５秒間）において、マスク内圧の変動差Ｄａ＝０．８ｈＰａ（１００６．７ｈＰａ〜１００７．５ｈＰａの差分）、試行時間ａ＝６．２〜８．０（１．８秒秒間）において、マスク内圧の変動差Ｄａ＝０．８ｈＰａ（１００７．５ｈＰａ〜１００６．７ｈＰａの差分）、試行時間ａ＝８．０〜９．４秒（１．４秒間）において、マスク内圧の変動差Ｄａ＝０．８ｈＰａ（１００６．７ｈＰａ〜１００７．５ｈＰａの差分）、がそれぞれ測定された。

したがって、この場合には、例えば規定しきい値Ｄｐ＝０．４ｈＰａ（変動差Ｄａの略中間値）以上では、密着良好表示部Ｇを点灯させ、規定しきい値Ｄｐ＝０．４ｈＰａ未満では、密着不良表示部Ｂを点灯させるようにすることができるが、マスク内圧の変動差Ｄａが０．７〜０．８ｈＰａと小さいので、複数の規定しきい値Ｄｐを段階的に複数、設定するのは、数値に差がつかず実施困難であった。

そこで、この発明のマスク密着度判定装置を用いて、マスク着用者のマスクの密着度を判定するには、次のようにして行う。

先ず、図２の状態から、図３に示したように開閉蓋９を開き、本体部８の収納部１０からマスク内圧検知部２とケーブルＣを取り出す。

次に、取り出したケーブルＣを本体部８に接続した状態にして、マスク１を顔面Ｆに装着し、鏡１１を見ながらマスク１の装着具合を確認し、整える（なお、マスク内圧検知部２と回路制御部３を無線接続したものではケーブルＣを本体部８に接続しなくてよい）。そして、マスク１と顔面Ｆとの間にマスク内圧検知部２を挿入し、このマスク内圧検知部２をクランプでマスク１の縁部に挟持する。

この状態で、電源スイッチ６をオン操作すると共に、スタートスイッチ７を押すと、試行タイマー１２がセットされ、マスク内圧検知動作が開始され、試行時間ａが経過すると、密着良好表示部Ｇまたは密着不良表示部Ｂが点灯する。なお、試行時間ａが経過するまでは、密着不良表示部Ｂが点灯している。密着良好表示部Ｇが点灯すれば、マスクの密着度が良好であると判定され、密着不良表示部Ｂが点灯すれば、マスクの密着度が不良であると判定される。マスクの密着度が不良であると判定された場合には、マスク１の装着具合を確認し、整えてから、密着良好表示部Ｇが点灯するまで、再度同様の判定操作を繰り返す。

なお、前記密着良好表示部ＧがＧ1 〜Ｇ5 というように複数設けられている場合には、この密着良好表示部Ｇ1 〜Ｇ5 が密着度合いに応じて段階的に点灯する。例えば、密着良好表示部ＧがＧ1 、Ｇ2 までしか点灯しない場合は、マスクの密着度が良くないので、マスク１の装着具合を確認し、整える。すると、密着良好表示部ＧがＧ3 、Ｇ4 、Ｇ5 と点灯していく。そして、密着良好表示部ＧがＧ4 、Ｇ5 まで点灯すると、マスクの密着度は良好であると判定され、密着良好表示部ＧがＧ3 であればマスクの密着度は良好と不良の間と判定される。したがって、この場合にも、マスク１の装着具合を確認し、整えてから再判定操作を繰り返すのが好ましい。なお、前記密着良好表示部Ｇは、Ｇ1 〜Ｇ5 の五段階に限られず、また各段階での判定も任意に決定できるのは言うまでもない。

以上のように構成されたこの発明のマスク密着度判定装置は、先にも述べたように、非常に簡単な部品構成となっており、電池で駆動することができ、手のひらサイズの小型化が可能となり、数名単位の現場のような小集団レベルでも、いつでも手軽に使用でき、しかも安価なものとなった。

１マスク
２マスク内圧検知部
３回路制御部
４判定表示部
６電源スイッチ
７スタートスイッチ
８本体部
９開閉蓋
１０収納部
１１鏡
Ｂ密着不良表示部
Ｃケーブル
Ｄa 変動差
Ｄp 規定しきい値
Ｆ顔面
Ｇ密着良好表示部

Claims

口および鼻を覆うマスク（１）と、着用者の顔面（Ｆ）との間に挿入しマスク（１）内部の圧力を測定するマスク内圧検知部（２）と、このマスク内圧検知部（２）によって測定された圧力値の測定結果から判定情報を導出し、着用者への表示情報を生成するための回路制御部（３）と、この回路制御部（３）により生成された表示情報を着用者に示すための判定表示部（４）と、回路制御部（３）や判定表示部（４）に電気を供給するバッテリーユニットと、これらに電力の供給を開始・停止するための電源スイッチ（６）と、マスク内圧検知動作を開始するためのスタートスイッチ（７）とから構成されているマスク密着度判定装置であって、
前記判定表示部（４）は、密着良好表示部（Ｇ）と密着不良表示部（Ｂ）とからなり、マスク密着度判定にかかる試行時間（ａ）におけるマスク内圧の変動差（Ｄａ）が、規定しきい値（Ｄｐ）以上では、密着良好表示部（Ｇ）を点灯させ、規定しきい値（Ｄｐ）未満では、密着不良表示部（Ｂ）を点灯させるようにしており、
前記密着良好表示部（Ｇ）は、密着度合いに応じて段階的に複数、設定した規定しきい値（Ｄｐ）により、複数設けており、その規定しきい値（Ｄｐ）の段階に応じて、前記複数の密着良好表示部を点灯させるようにしていることを特徴とするマスク密着度判定装置。