CN108144209B

CN108144209B - 呼吸用保护工具

Info

Publication number: CN108144209B
Application number: CN201711259052.0A
Authority: CN
Inventors: 桥本启树; 阪本宪一
Original assignee: Yamamoto Kogaku Co Ltd
Current assignee: Yamamoto Kogaku Co Ltd
Priority date: 2016-12-05
Filing date: 2017-12-04
Publication date: 2021-08-17
Anticipated expiration: 2037-12-04
Also published as: TWI717567B; JP2018089158A; KR102406855B1; TW201821127A; JP6746138B2; KR20180064284A; CN108144209A

Abstract

本发明提供一种呼吸用保护工具，其相对于佩戴者的不规则的呼吸也能够瞬时地检测面体的内压，能够进行没有别扭感的舒适的呼吸，并且构造简单而处置变得容易。由将佩戴者的至少鼻和嘴覆盖的面体（1）、佩戴带（2）、和具备电动风扇单元（3）的过滤器装置（4）构成，面体（1）设有吸气阀（5）并且设有排气阀（6），在内壁面上安装着气压传感器（7）。并且，在面体（1）中，装入有电池单元（13）和电子电路，该电池单元（13）对电动风扇单元（3）及气压传感器（7）供电，该电子电路控制气压传感器（7）。

Description

呼吸用保护工具

技术领域

本发明涉及呼吸用保护工具，其能够在工厂、施工现场等产生粉尘或有毒气体的场所等中作为防尘面罩或防毒面罩使用。

背景技术

以往，这种呼吸用保护工具存在以下这样的结构：在将佩戴者的至少鼻和嘴覆盖的面体的中央部安装电动风扇单元，在该电动风扇单元的前方拆装自如地安装作为防尘用或防毒用的过滤器装置（专利文献1）。

这样的呼吸用保护工具由于能够进行强制性的送风，所以能够消除经由过滤器的使用者的呼吸阻力而确保顺畅的呼吸，但由于与使用者的呼吸要求无关而总是进行强制性的送风，所以有电动风扇单元的电池寿命及过滤器装置的过滤器寿命变短的问题。

所以，开发了电动风扇仅在使用者的呼吸的吸气时动作、在呼吸的排气时不动作的呼吸用保护工具。这样的呼吸用保护工具在面体上具备空气导入路，在该空气导入路上连接着与面体分体的电动风扇单元的排出口。并且，在该排出口与电动风扇单元的导入口之间配设支线，在那里设置压力差传感器，借助该压力差传感器的控制，当压力差增大时减少电动风扇的风量，当压力差减小时使电动风扇的风量增大（专利文献2）。

专利文献1：日本实用新型登记第2549870号公报。

专利文献2：日本特许第2858131号公报。

在上述专利文献2所记载的呼吸用保护工具中，面体和电动风扇单元为分体，两者经由空气导入路连接，所以不能测量面体侧和电动风扇单元侧的准确的压力差，因此不能进行电动风扇的风量的准确的控制，所以有对于佩戴者而言不能进行没有别扭感的舒适的呼吸的问题。

所以，在呼吸用保护工具中，为了测量前述面体侧和电动风扇单元侧的准确的压力差，近年来开发了以下的结构：在面体内设置检测面体的排气阀或吸气阀的运动的由光遮断器构成的传感器或由霍尔元件构成的传感器，借助这些传感器的检测，在吸气时供电以使电动风扇正常动作，在排气时停止或减少向电动风扇的供电。

但是，在用光遮断器对作为吸气阀的隔膜阀的运动进行光检测的方式中，有难以检测面体内压的微妙的变化的情况，此外，具有因发生阀的劣化而有精度逐年下降的情况的问题。

此外，在用霍尔元件对隔膜阀上的磁铁的运动进行磁检测的方式中，由于通过在阀上安装磁铁而零件件数增加，所以具有构造变复杂而有难以处置的情况的问题。

进而，由于前述两者都间接地检测因佩戴者的呼吸而移位的零件的动态，所以具有检测灵敏度下降或在检测中有可能发生延迟的问题。

发明内容

所以，本发明的目的是提供一种呼吸用保护工具，其直接用气压传感器检测面体内的气压，由此相对于佩戴者的不规则的呼吸也能够瞬时地检测面体的内压，能够进行没有别扭感的舒适的呼吸，并且由于构造简单，所以容易处置。

进而，本发明的目的是提供一种呼吸用保护工具，其借助设在面体内的气压传感器，能够进行电动风扇单元的无级的风量控制，借助匹配于佩戴者的呼吸的控制，能够压制电动风扇的过剩的动作，能够延长电池寿命，并且能够抑制过滤器的消耗。

本发明的呼吸用保护工具由将佩戴者的至少鼻和嘴覆盖的面体1、佩戴带2、和具备电动风扇单元3的过滤器装置4构成，面体1设有吸气阀5并且设有排气阀6，在内壁面上安装着气压传感器7。

在本发明的呼吸用保护工具中，在面体1中，装入有电池单元13和电子电路，所述电池单元13对电动风扇单元3及气压传感器7供电，所述电子电路控制气压传感器7。

在本发明的呼吸用保护工具中，气压传感器7为压电电阻型的压力传感器。

在本发明的呼吸用保护工具中，气压传感器7的检测部7a被配置在面体1的内壁面上的佩戴者的鼻孔上方的位置。

在本发明的呼吸用保护工具中，气压传感器7为防水规格。

在本发明的呼吸用保护工具中，气压传感器7也被安装在面体1的内壁面以外的位置。

在本发明的呼吸用保护工具中，气压传感器7总是检测面体1的内压，将面体1的内压的检测信息平均化，将其作为控制基准压，由此能够借助面体1的内压无级地控制电动风扇单元3的风量。

在本发明的呼吸用保护工具中，电动风扇单元3的风量的控制将控制基准压设定在BH压～BL压的范围中，设此时的电动风扇单元3的风量为全功率的M%，在因佩戴者的呼吸而面体1的内压达到比控制基准压低的A压之前，逐渐使电动风扇单元3的风量增加到L%，在此以上使其为恒定，在面体1的内压达到比控制基准压高的C压之前，逐渐使电动风扇单元3的风量减少到S%，在此以下使其为恒定。

在本发明的呼吸用保护工具中，BH压是从控制基准压减去0.2～0.8hPa后的压力，BL压是对控制基准压加上0.2～0.8hPa后的压力，M%是3%～30%，A压是从控制基准压减去0.7～1.3hPa后的压力，L%是80%～100%，C压是对控制基准压加上0.7～1.3hPa后的压力，S%是1%～3%。

在本发明的呼吸用保护工具中，面体1的内压为对从排气压减去吸气压后的值加上控制基准压的值，控制基准压为，设定一定的区间并一边将范围错移一边设为每a秒的平均值。

在本发明的呼吸用保护工具中，a秒为2～10秒。

本发明的呼吸用保护工具如以上所述那样构成，所以相对于佩戴者的不规则的呼吸也能够瞬时地检测面体的内压，能够进行没有别扭感的舒适的呼吸，并且由于构造简单，所以处置较容易。

进而，本发明的呼吸用保护工具借助设在面体内的气压传感器，能够进行电动风扇单元的无级的风量控制，借助匹配于佩戴者的呼吸的控制，压制电动风扇的过剩的动作，能够延长电池寿命，并且能够抑制过滤器的消耗。

附图说明

图1是表示从前方观察本发明的呼吸用保护工具的状态的立体图。

图2是图1所示的本发明的呼吸用保护工具（佩戴带省略）的分解立体图。

图3是从后方观察图1所示的本发明的呼吸用保护工具（佩戴带省略）的状态的立体图。

图4是由图3中的A－A剖开的本发明的呼吸用保护工具的剖视图。

图5是表示本发明的呼吸用保护工具的电动风扇单元的风量的控制状态的说明图。

图6是表示本发明的呼吸用保护工具的面体的内压追随于大气压变动的状态的说明图。

具体实施方式

以下，基于附图对用来实施本发明的呼吸用保护工具的方式详细地说明。

本发明的呼吸用保护工具如图示那样，由将佩戴者的至少鼻和嘴覆盖的面体1、从佩戴者的头部到脖颈架设的佩戴带2、和具备电动风扇单元3的过滤器装置4构成，在面体1的两侧部安装佩戴带2，并且在面体1的垂直中心线上分别设有电动风扇单元3及过滤器装置4。

面体1由合成树脂等构成，呈斜椭圆锥状或斜多边锥状的中空体，在中央部设有吸气阀5，并且在中央上部设有排气阀6，在侧部的内壁面上安装有气压传感器7。此外，在面体1的排气阀6的上方，经由通气空间S安装着罩8。进而，在面体1的周缘上安装着缓冲件9。另外，吸气阀5及排气阀6的阀构造没有被特别限定。此外，图示的面体1为将佩戴者的鼻和嘴覆盖的半面形的面体，但也可以为将佩戴者的脸面整体覆盖的整面形的面体。

佩戴带2由头挂带2a、面体挂带2b和颈挂带2c构成，所述头挂带2a由呈环状的软质合成树脂等构成，所述面体挂带2b由从该头挂带2a的两侧以一直线状垂下的伸缩橡胶等构成，所述颈挂带2c将该面体挂带2b进一步延长。进而，在颈挂带2c的前端上，安装着用来在佩戴者的脖颈处卡止的带扣B。

电动风扇单元3由风扇罩10和马达风扇单元11构成，被容纳在设在面体1的前部中央的容纳室C中，经由风扇用线缆12被从电池单元13供电。另外，图示的电池单元13作为分体被装备在面体1的外部，但也可以装入到面体1中。如果这样，则呼吸用保护工具更小型化，对于处置或携带比较方便。

过滤器装置4由盒式的作为防尘用或防毒用的过滤器14、用来将该过滤器14密闭保持在设于面体1的前方的保持部15上的过滤器垫圈16、防飞溅过滤器17和保持罩18构成。保持罩18在中央部设有通气孔19，在该通气孔19中嵌入防飞溅过滤器17，保持罩18被以拧入形式拆装自如地安装在保持部15的外壁上，以将被保持在保持部15内的过滤器14向过滤器垫圈16推压。

气压传感器7为压电电阻型的压力传感器，经由传感器用线缆20被从前述电池单元13供电，由装入在该电池单元13内的电子电路（未图示）控制。气压传感器7的检测部7a被配置在面体1的侧部的内壁面的上方位置，特别是被安装在排气阀6的附近。如果这样，则气压传感器7的检测灵敏度不易从佩戴者的汗或高湿的作业环境受到影响。另外，通过将控制气压传感器7的电子电路也与前述电池单元13同样地做成装入到面体1中的结构，使呼吸用保护工具更小型化，对于处置及携带较方便。

这样的气压传感器7直接检测佩戴状态下的面体1的内压，由前述电子电路控制，由此，相对于佩戴者的不规则的呼吸也能够瞬时地对应。并且，借助该气压传感器7，将电动风扇单元3的风量无级地控制，匹配于佩戴者的呼吸，压制电动风扇的过剩的旋转，延长电池寿命，能够长时间使用。

进而，气压传感器7总是检测面体1的内压。并且，使面体1的内压的检测信息平均化，将其设为控制基准压，由此能够借助面体1的内压无级地控制电动风扇单元3的风量。

电动风扇单元3的风量的控制如图5所示，在要佩戴保护工具前的大气压是例如1008.8hPa的情况下，将控制基准压设定在1008.3hPa（BH压）～1009.3hPa（BL压）的范围中。并且，使此时的电动风扇单元3的风量成为例如全功率的5%（M%），在因佩戴者的呼吸而面体1的内压达到比控制基准压低的1007.8hPa（A压）之前，逐渐使电动风扇单元3的风量增加到例如90%（L%），在此以上使其为恒定，在面体1的内压达到比控制基准压高的1009.4hPa（C压）之前，逐渐使电动风扇单元3的风量减少到例如1%（S%），在此以下使其为恒定。

前述BH压、BL压、M%、A压、L%、C压、S%可以根据使用保护工具的作业者等的作业内容或作业环境等，设定为任意的值，但在哪种情况下，为了确保没有别扭感的舒适的呼吸，BH压都优选的是从控制基准压减去0.2～0.8hPa后的压力，BL压都优选的是对控制基准压加上0.2～0.8hPa后的压力，M%都优选的是3%～30%，A压都优选的是从控制基准压减去0.7～1.3hPa后的压力，L%都优选的是80%～100%，C压都优选的是对控制基准压加上0.7～1.3hPa后的压力，S%都优选的是1%～3%。

进而，通过将气压传感器7的实测值分析处理，使面体1的内压追随于时时刻刻变动的大气压而成为控制基准压。

面体1的内压作用有排气压、吸气压、大气压，大气压变动，但呼吸中的吸气量和排气量的总计大致相同。所以，在本发明中，通过使用移动平均法，使大气压的变动平均化，作为控制基准压而控制。另外，所谓移动平均法，是数值预测方法之一，是通过设定一定的区间并一边将范围错移一边取平均值、来计算消除了变动的影响的推移预测值的统计方法。

作为电动风扇单元3的风量的控制的大气压随着时间而超过前述控制域并时时刻刻变动。但是，为了检测因呼吸而变化的面体1的内压并控制电动风扇单元3的风量，随着时间变动的大气压的经常性掌握是不可或缺的，但增设大气压检测用的气压传感器7会带来成本增加及尺寸的增大。

所以，在本发明的呼吸用保护工具中，利用安装在面体1的内壁面上的气压传感器7的检测数据，进行电动风扇单元3的风量的切实的控制，将使用时的别扭感排除。

即，面体1的内压为对从排气压减去吸气压后的值加上控制基准压的值，控制基准压通过设定一定的区间并一边将范围错移一边取例如佩戴了保护工具后的每a秒的平均值，而计算将大气压变动的影响去除后的推移预测值，能够将控制基准值经常性更新。通过这样，面体1的内压如图6所示，能够追随于大气压变动。另外，在此情况下，前述a秒优选的是2～10秒。如果a秒不到2秒，则因为测量时间较少而残留有呼吸成分的山谷，控制基准值不成为平滑，不优选，如果超过10秒，则虽然能够进行更准确的大气压预测，但测量时间较长而动作响应性变差，给佩戴者带来别扭感，并不优选。

此外，在本发明的呼吸用保护工具中，气压传感器7可以做成防水规格，在做成防水规格的情况下，能够安装到面体1的内壁面上，并且在面体1的内壁面以外，也能够安装到例如外壁面或电池单元13上。通过将气压传感器7做成防水规格，安装在面体1的内壁面上的气压传感器7即使面体1内成为极高湿的环境也能够使用，此外还能够进行面体1的内壁面的水洗，安装在面体1的外壁面上的气压传感器7在降雨时等的使用中也不受到影响。因而，也适合于处于出汗环境的跑步、自行车等运动领域、或自行车旅行、登山等休闲娱乐用的呼吸保护工具。并且，在将气压传感器7安装在面体1的内外壁面上的情况下，通过总是检测面体1的内压和大气压、测量其压力差的方式，能够控制电动风扇单元3的风量。

进而，在本发明的呼吸用保护工具中，电动风扇单元3的风量的控制采用PWM控制，由此，在发生了电池剩余量的减少或过滤器的网眼堵塞的情况下，通过将PWM控制的频率设定为可听频率域，能够用马达的振荡音向佩戴者通知电池剩余量的减少及过滤器的网眼堵塞。此外，进行下述等的控制：在如前述那样设定的控制基准压是BH压～BL压时，将电动风扇单元3的风量M%通过一次的开关动作而设为5%，或通过两次连续的开关动作而设为20%。

这样构成的本发明的呼吸用保护工具相对于佩戴者的不规则的呼吸也能够瞬时地检测面体1的内压，能够进行没有别扭感的舒适的呼吸，并且由于构造简单，所以处置变得容易。

进而，本发明的呼吸用保护工具借助设在面体1内的气压传感器7，能够进行电动风扇单元3的无级的风量控制，借助匹配于佩戴者的呼吸的控制，压制电动风扇的过剩的动作，能够延长电池寿命，并且能够抑制过滤器的消耗。

附图标记说明

1 面体

2 佩戴带

3 电动风扇单元

4 过滤器装置

5 吸气阀

6 排气阀

7 气压传感器

7a 检测部

13 电池单元

Claims

1.一种呼吸用保护工具，其特征在于，

由将佩戴者的至少鼻和嘴覆盖的面体（1）、佩戴带（2）、具备电动风扇单元（3）的过滤器装置（4）构成，面体（1）设有吸气阀（5）并且设有排气阀（6），在面体（1）的内壁面上安装着气压传感器（7），

气压传感器（7）总是检测面体（1）的内压，将面体（1）的内压的检测信息平均化而作为控制基准压，由此能够借助面体（1）的内压无级地控制电动风扇单元（3）的风量，

电动风扇单元（3）的风量的控制将控制基准压设定在（BH）压～（BL）压的范围中，设此时的电动风扇单元（3）的风量为全功率的（M）%，在因佩戴者的呼吸而面体（1）的内压达到比控制基准压低的（A）压之前，逐渐使电动风扇单元（3）的风量增加到（L）%而在（L）%以上为恒定，在面体（1）的内压达到比控制基准压高的（C）压之前，逐渐使电动风扇单元（3）的风量减少到（S）%而在（S）%以下为恒定，

（BH）压是从控制基准压减去0.2～0.8hPa后的压力，（BL）压是对控制基准压加上0.2～0.8hPa后的压力，（M）%是3%～30%，（A）压是从控制基准压减去0.7～1.3hPa后的压力，（L）%是80%～100%，（C）压是对控制基准压加上0.7～1.3hPa后的压力，（S）%是1%～3%。

2.如权利要求1所述的呼吸用保护工具，其特征在于，

在面体（1）中，装入有电池单元（13）和电子电路，所述电池单元（13）对电动风扇单元（3）及气压传感器（7）供电，所述电子电路控制气压传感器（7）。

3.如权利要求1或2所述的呼吸用保护工具，其特征在于，

气压传感器（7）为压电电阻型的压力传感器。

4.如权利要求1或2所述的呼吸用保护工具，其特征在于，

气压传感器（7）的检测部（7a）被配置在面体（1）的内壁面上的佩戴者的鼻孔上方的位置。

5.如权利要求1或2所述的呼吸用保护工具，其特征在于，

气压传感器（7）为防水规格。

6.如权利要求1或2所述的呼吸用保护工具，其特征在于，

气压传感器（7）也被安装在面体（1）的内壁面以外的位置。

7.如权利要求1所述的呼吸用保护工具，其特征在于，

面体（1）的内压为从排气压减去吸气压后的值加上控制基准压的值，控制基准压为设定一定的区间并一边将范围错移一边设为每（a）秒的平均值。

8.如权利要求7所述的呼吸用保护工具，其特征在于，

（a）秒是2～10秒。