JP2002144044A - 溶接用液晶防護面 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構造で検知対象光の検知精度に優れ、
この溶接用液晶防護面を装着した作業者が溶接作業中に
発生するそのアーク光を検知した場合にのみ遮光機構を
作動させ、それ以外の光を検知して遮光機構が作動する
誤遮光を防止して、溶接作業中の作業者の安全性の向上
を図った溶接用液晶防護面を提供する。 【解決手段】 作業者の顔面に装着される液晶防護面本
体１と、液晶防護面本体１の近傍に配設された、発生す
るアーク光の入射光を検知して、検知結果を出力する検
知手段２と、液晶防護面本体１上の作業者の目に対応す
る部分に配設された、検知手段２からの検知出力に応じ
て液晶駆動用電源（好ましくは、太陽電池）６により瞬
時にその光透過率を下げることによって入射光を遮光し
得る液晶部材を有する液晶遮光部３とを備えるととも
に、検知手段２の前面に、検知手段２を覆うように、入
射光の方向性を制御し得る偏光部材５を配設してなるこ
とを特徴とする溶接用液晶防護面。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、溶接用液晶防護
面に関する。さらに詳しくは、溶接作業時に発生するア
ーク光から作業者の目を保護するための遮光機構を備え
た溶接用液晶防護面であって、簡易な構造で検知対象光
の検知精度に優れ、この溶接用液晶防護面を装着した作
業者が溶接作業中に発生するそのアーク光を検知した場
合にのみ遮光機構を作動させ、それ以外の光を検知して
遮光機構が作動する誤遮光を防止して、溶接作業中の作
業者の安全性の向上を図った溶接用液晶防護面に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】 従来、溶接作業時に発生するアーク光
から作業者の目を保護するための溶接用防護面として
は、遮光板を備えたものが用いられてきたが、近年、そ
れに代わり、瞬時にその光透過率を下げることによって
遮光することが可能な液晶板を備えた溶接用液晶防護面
が用いられるようになってきている。しかし、このよう
な溶接用液晶防護面には、多人数が同時に溶接作業を行
う工場等においては、本来遮光のための検知対象ではな
い他者の溶接時のアーク光や照明光等によって液晶板の
光透過率が下げられ、誤遮光を生じるという問題があっ
た。

【０００３】 すなわち、このような溶接用液晶防護面
は、作業者の目の十全な保護の観点から、遮光時の光透
過率を極めて低く設定しているため、遮光時に、作業者
は溶接作業箇所以外は全く視認できない状態になる。従
って、作業中の作業者の意図しない状況下で誤遮光が発
生すると、作業者は、作業中に突然周囲が見えない状態
に陥り、極めて危険な状況に曝されるという問題があっ
た。

【０００４】 このような誤遮光を防止するため、紫外
線検知素子からなる受光部材の前面に遮光筒を設けて、
前方からの入射光に対して作動するように構成した溶接
用液晶防護面（眼鏡）が提案されている（特開平２−１
５９２７２号公報）。このような溶接用液晶防護面は、
受光部材の前方からある程度の狭い範囲の入射角度で入
射するアーク光に対しては有効に機能する優れたもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、溶接
時に発生するアーク光は、受光部材の前方からある程度
の狭い範囲の入射角度で入射するアーク光だけではな
く、前述のように、他者の溶接作業で発生するアーク光
や、そのアーク光が周囲の諸々の物体に反射した反射光
等の、種々の方向から広範囲に受光部材に到達するもの
があり、上述の溶接用液晶防護面に用いられた遮光筒
は、その構造上、このような前方から広範囲の入射角度
で入射する本来の検知対象以外の光、すなわち、その溶
接作業者が溶接作業中に発生するそのアーク光以外の光
まで検知してしまうことを有効に防止することができ
ず、その検知精度の面で必ずしも十分に満足し得るもの
ではなかった。

【０００６】 本発明は、上述の問題に鑑みなされたも
ので、溶接作業時に発生するアーク光から作業者の目を
防護するための遮光機構を備えた溶接用液晶防護面であ
って、簡易な構造で検知対象光の検知精度に優れ、この
溶接用液晶防護面を装着した作業者が溶接作業中に発生
するそのアーク光を検知した場合にのみ遮光機構を作動
させ、それ以外の光を検知して遮光機構が作動する誤遮
光を防止して、溶接作業中の作業者の安全性の向上を図
った溶接用液晶防護面を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】 本発明は、上述の目的
を達成するためになされたものであり、以下の溶接用液
晶防護面を提供する。

【０００８】［１］ 溶接作業時に発生するアーク光か
ら作業者の目を保護する溶接用液晶防護面であって、作
業者の顔面に装着される液晶防護面本体と、前記液晶防
護面本体の近傍に配設された、発生するアーク光の入射
光を検知して、検知結果を出力する検知手段と、前記液
晶防護面本体上の作業者の目に対応する部分に配設され
た、前記検知手段からの検知出力に応じて液晶駆動用電
源により瞬時にその光透過率を下げることによって入射
光を遮光し得る液晶部材を有する液晶遮光部とを備える
とともに、前記検知手段の前面に、前記検知手段を覆う
ように、入射光の方向性を制御し得る偏光部材を配設し
てなることを特徴とする溶接用液晶防護面。

【０００９】本発明は、上記の他に、下記の態様の発明
も含む。 ［２］ 少なくとも前記液晶遮光部の前面を覆うように
配設された、前記液晶部材を溶接のスパッターや機械的
応力から保護するためのカバープレートをさらに備えた
前記［１］に記載の溶接用液晶防護面。

【００１０】［３］ 前記偏光部材が、２枚のプラスチ
ックフィルム間にルーバー機構を挟持した構成を有する
偏光フィルムである前記［１］又は［２］に記載の溶接
用液晶防護面。

【００１１】［４］ 前記偏光部材が、入射する光の直
進光に対して、それから左右にそれぞれ２４°以下の角
度で入射する入射光のみを透過させて入射光の方向性を
制御するものである前記［１］〜［３］のいずれかに記
載の溶接用液晶防護面。

【００１２】［５］ 前記検知手段が、前記液晶遮光部
の近傍の所定箇所に配設された開口筒と、この開口筒の
底部に配設された入射光を受光する受光部材とを備えた
ものである前記［１］〜［４］のいずれかに記載の溶接
用液晶防護面。

【００１３】［６］ 前記液晶部材が、液晶板である前
記［１］〜［５］のいずれかに記載の溶接用液晶防護
面。

【００１４】［７］ 前記液晶駆動用電源が、太陽電池
である前記［１］〜［６］のいずれかに記載の溶接用液
晶防護面。

【００１５】［８］ 前記カバープレートが、透明な保
護板である前記［１］〜［７］のいずれかに記載の溶接
用液晶防護面。

【００１６】

【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態を、
図面を参照しつつ具体的に説明する。

【００１７】 図１は、本発明の溶接用液晶防護面の一
の実施の形態を模式的に示す分解斜視図である。図２
は、本発明の溶接用液晶防護面の一の実施の形態におけ
る検知手段の一例を模式的に示す斜視図である。図１に
示すように、本発明の溶接用液晶防護面は、溶接作業時
に発生するアーク光から作業者の目を保護する溶接用液
晶防護面であって、作業者の顔面に装着される液晶防護
面本体１と、液晶防護面本体１の近傍に配設された、発
生するアーク光の入射光を検知して、検知結果を出力す
る検知手段２と、液晶防護面本体１上の作業者の目に対
応する部分に配設された、検知手段２からの検知出力に
応じて瞬時にその光透過率を下げることによって入射光
を遮光し得る液晶部材を有する液晶遮光部３と、必要に
応じて液晶遮光部３等の前面に配設された、液晶部材等
を溶接のスパッターから保護するためのカバープレート
４とを備えるとともに、検知手段２の前面に、検知手段
２を覆うように、入射光の方向性を制御し得る偏光部材
５を配設してなることを特徴とする。以下、各構成要素
ごとに具体的に説明する。

【００１８】１．液晶防護面本体 本発明に用いられる液晶防護面本体としては、溶接作業
者を有害な溶接のスパッター等から保護するとともに、
後述する液晶遮光部によって溶接作業者の目をアーク光
から防護するため、作業者の顔面にフィットして装着す
ることができ、装着後に溶接箇所を明瞭に視認すること
ができる形状、材質を有しているものが好ましい。例え
ば、スチール等の金属やポリカーボネート等の難燃性、
耐熱性及び耐摩耗性を有するプラスチックからなる、顔
面形状に対応して顔面全体を被覆し得るものを挙げるこ
とができる。具体的な構造としては、図１に示すよう
に、顔面接触部１１と、検知手段２、液晶遮光部３及び
液晶駆動用電源６を一体的に構成した液晶ユニット７を
嵌合し得る嵌合部１２とから構成したものを挙げること
ができる。なお、この液晶防護面本体は、液晶防護面本
体を頭部に固定して使用するためのヘルメットやバンド
等を取り付けたものであってもよい。

【００１９】２．液晶遮光部 本発明に用いられる液晶遮光部は、溶接作業時に発生す
るアーク光を有効に遮光するため、液晶防護面本体上の
作業者の目に対応する部分に配設される。また、本発明
に用いられる液晶遮光部は、溶接作業時に発生するアー
ク光を、後述する検知手段により検知して液晶駆動用電
源により瞬時にその光透過率を下げることによって遮光
し得る液晶部材を有している。

【００２０】 このような液晶部材としては、例えば、
印加する電圧の大きさに対応して、光透過率を複数段階
又は連続的に変化させることができるものが好ましい。
このような液晶部材の好適例として、液晶板を挙げるこ
とができる。このような液晶板としては、例えば、液晶
膜を二重に重ね合わせて、個々の液晶膜の光透過率の変
化によって全体の光透過率を複数段階に変化させること
ができるものや、検知手段と液晶遮光部との間に可変抵
抗器を接続し、印加電圧を調整できるもの等を挙げるこ
とができる。

【００２１】 図１に示すように、この液晶遮光部３
は、通常、検知手段２及び液晶駆動用電源６とともに一
体的に構成した液晶ユニット７として液晶防護面本体１
の嵌合部１２に嵌合されて用いられる。

【００２２】 液晶駆動用電源としては、例えば、薄
型、軽量であり、作業環境からの光や、溶接時のアーク
光等を電気エネルギーに変換することができる太陽電池
を好適例として挙げることができる。また、このような
液晶駆動用電源は、後述する検知手段の駆動に共用して
もよい。

【００２３】３．検知手段 図１に示すように、本発明に用いられる検知手段２は、
通常、溶接作業時に発生するアーク光の入射光を検知し
て検知結果を液晶遮光部３に出力するため、液晶防護面
本体１及び液晶遮光部３の近傍の所定箇所に配設され
る。このような検知手段の好適例としては、図２に示す
ように、液晶遮光部の近傍の所定箇所に配設された開口
筒８と、この開口筒８の底部に配設された入射光を受光
する受光部材９を備えたものを挙げることができる。

【００２４】 このような開口筒としては、例えば、そ
の開口部が長径約５ｍｍで短径約３ｍｍの楕円又は直径
が約４ｍｍの円であって、深さが約７ｍｍのものを挙げ
ることができる。この開口筒の底部に配設される受光部
材としては、紫外線、可視光線、赤外線等を検知し得る
検知素子を備え、この検知素子に所定量の光が入射した
ときに、液晶遮光部に出力する（信号を発する）ように
構成されたものを挙げることができる。

【００２５】４．カバープレート 本発明において必要に応じて用いられるカバープレート
は、液晶遮光部を溶接のスパッターや機械的応力から保
護するため、少なくとも液晶遮光部等の前面を覆うよう
に配設される。図１に示すように、カバープレート４
は、液晶ユニット７（検知手段２、液晶遮光部３及び液
晶駆動用電源（好ましくは、太陽電池）６）の全面を覆
うように配設されることが好ましい。このカバープレー
トとしては、透光性を有するものであれば特に制限はな
いが、例えば、ガラス板、セラミック板等の無機質板、
及び難燃性、耐熱性、耐摩耗性に優れたポリカーボネー
ト板やアクリル板等のプラスチック板を挙げることがで
きる。このカバープレートは、例えば、液晶ユニットに
設けたカバープレート嵌合部（図示せず）に嵌合させる
ことにより配設することができる。

【００２６】５．偏光部材 図１に示すように、本発明に用いられる偏光部材５は、
検知手段２への入射光の方向性を制御するために、検知
手段２の前面に、検知手段２を覆うように配設される。

【００２７】 このような偏光部材としては、入射光の
方向性を有効に制御し得るものであれば特に制限はない
が、例えば、２枚のプラスチックフィルム間にルーバー
機構を挟持した構成を有する偏光フィルムを好適例とし
て挙げることができる。具体的には、特公平８−１１２
１１号公報及び実開平２−１１７５８５号公報に記載さ
れたルーバー付きプラスチックフィルムや、住友スリー
エム（株）から商品名「コンピュータフィルタＰＦ１３
Ｂ」及び「ライトコントロールフィルム」として入手可
能な偏光フィルム等を挙げることができる。

【００２８】 また、このような偏光部材としては、入
射する光の直進光に対して、それから左右にそれぞれ２
４°以下の角度で入射する入射光のみを透過させて入射
光の方向性を制御し得るものが、検知精度の面で好まし
い。偏光部材は、例えば、検知手段の上面を覆うように
して接着剤によって貼付することにより、又はカバープ
レートが嵌合する液晶ユニットのカバープレート嵌合部
に同様に嵌合させることにより配設することができる。
このような偏光部材は、軽量であるとともに突出部がな
く、防護面を装着して溶接作業をする際に作業の邪魔に
ならないとともに、検知精度に優れるため、作業者は円
滑かつ安全な溶接作業を行うことができる。

【００２９】

【実施例】 以下、本発明を実施例によってさらに具体
的に説明するが、本発明はこれらの実施例によっていか
なる制限を受けるものではない。

【００３０】実施例１ 液晶タイプ防護面（米国ミネソタ・マイニング・アンド
・マニュファクチャリング・カンパニー（３Ｍ）社から
商品名「Ｒシリーズ ＤＭ９ 液晶タイプ」として入手
可能）に装着されたカバープレートを、液晶ユニットの
カバープレート嵌合部より取り外し、検知手段の受光部
材の前面を覆うように、偏光フィルム（住友スリーエム
（株）から商品名「コンピュータフィルタＰＦ１３Ｂ」
として入手可能）をマイクロルーバーの配置方向と直交
する方向を長手方向として、１０７ｍｍ×７ｍｍの長方
形に切り取ったものを液晶ユニットの嵌合部に嵌合さ
せ、その上からカバープレートを再び液晶ユニットの嵌
合部に嵌合させ固定した。

【００３１】比較例１ 実施例１において、偏光フィルムを用いなかったこと以
外は、実施例１と同様にした。

【００３２】検知精度の評価 ランプ（（株）東芝から商品名「フォトリフレクタラン
プ デイライトカラー用 １００Ｖ、３５０Ｗ」として
入手可能）を、実施例及び比較例で得られた溶接用液晶
防護面の真上で５５ｃｍの距離のところに配置し、この
距離を保持しながらランプを真上から徐々に傾けて、溶
接用液晶防護面の検知手段（受光部材）に対する入射角
度を変えながら、検知手段が検知してしまう入射角度を
記録し、検知精度を評価した。この結果、実施例１で得
られた溶接用液晶防護面の場合、真上から直進する光に
対してそれぞれ２４°の入射角度（全体で４８°）を超
えると検知手段は検知しなくなった。一方、比較例１で
得られた溶接用液晶防護面の場合、真上から直進する光
に対してそれぞれ３５°（全体で７０°）の入射角度ま
で検知をし続けた。

【００３３】

【発明の効果】 以上説明したように、本発明によっ
て、溶接作業時に発生するアーク光から作業者の目を防
護するための遮光機構を備えた溶接用液晶防護面であっ
て、簡易な構造で検知対象光の検知精度に優れ、この溶
接用液晶防護面を装着した作業者が溶接作業中に発生す
るそのアーク光を検知した場合にのみ遮光機構を作動さ
せ、それ以外の光を検知して遮光機構が作動する誤遮光
を防止して、溶接作業中の作業者の安全性の向上を図っ
た溶接用液晶防護面を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の溶接用液晶防護面の一の実施の形態
を模式的に示す分解斜視図である。

【図２】 本発明の溶接用液晶防護面の一の実施の形態
における検知手段の一例を模式的に示す斜視図である。

【符号の説明】

１…液晶防護面本体、２…検知手段、３…液晶遮光部、
４…カバープレート、５…偏光部材、６…液晶駆動用電
源（太陽電池）、７…液晶ユニット、８…開口筒、９…
受光部材、１１…顔面接触部、１２…嵌合部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接作業時に発生するアーク光から作業
   者の目を保護する溶接用液晶防護面であって、 作業者の顔面に装着される液晶防護面本体と、 前記液晶防護面本体の近傍に配設された、発生するアー
   ク光の入射光を検知して、検知結果を出力する検知手段
   と、 前記液晶防護面本体上の作業者の目に対応する部分に配
   設された、前記検知手段からの検知出力に応じて液晶駆
   動用電源により瞬時にその光透過率を下げることによっ
   て入射光を遮光し得る液晶部材を有する液晶遮光部とを
   備えるとともに、 前記検知手段の前面に、前記検知手段を覆うように、入
   射光の方向性を制御し得る偏光部材を配設してなること
   を特徴とする溶接用液晶防護面。