JP2008516779A - 保護装置 - Google Patents

Abstract

溶接作業者のヘルメットのような、頭部、顔面及び目を保護するための保護装置であり、これは保護装置を着用する人間により吸引される大気の一つ又はそれ以上の特性を検出できる位置に少なくとも一つのガスセンサー（１１）を担持する。ガスセンサーは保護装置により担持される少なくとも一つのデータ変換装置、データ伝送装置、及び／又はデータメモリ装置と関連して作動する。

Description

本発明は頭部、顔面及び目のための保護装置に関し、特定すれば、但し非限定的に、ヘルメット、マスク及びゴーグルに関し、更に、特に限定されるものではないが工業的に使用される防護目的を有する、頭部に着用するための他の物品に関する。

そのような保護装置の一例は溶接作業者のヘルメットである。溶接作業者のヘルメットは顔面及び額に被さり、且つ通常は頭部の周りに嵌り合うヘッドストラップを有する。ヘルメットは後部が開放するが前部は閉鎖しており、溶融金属又はスパッターのような溶接アークから激しく放出される可能性のある高温物質から溶接作業者を保護する。溶接作業者のヘルメットの前部は、溶接作業者が溶接アークを観察することができる遮光板を有している。遮光板は、紫外線を通過させず、従ってそのような放射線から溶接作業者の目を保護する材料から造られる。

しかしながら、溶接作業者が直面する危険性はスパッター及び紫外線だけではない。有毒なもしくは有害なガス又は蒸気が、潜在的に溶接アークに形成されるか又はそれから放出される可能性がある。これらの危険性は典型的に気づかれないか又は記録に残されない。同様に、他の工業的な作業を行っている人々又は日常の生活に努めている人々でさえ、同様な空気中の危険物に直面する。例えば、サクリストは、彼等が郊外及び市街の道路に沿って移動する時に窒素酸化物に連続的に晒される。

本発明は、保護装置を装具する人間により吸入される周囲雰囲気すなわち大気中の一つ又はそれ以上の物性を検出器が検出できる位置に少なくとも一つのガスセンサーを担持する、頭部、顔面及び／又は目のための保護装置を提供する。ガスセンサーは、少なくとも一つのデータ変換装置、データ伝送装置、及び／又はデータメモリと関連してすなわち連動して作動し、保護装置により担持される。この保護装置は、例えば溶接作業者のヘルメットのようなヘルメット又はマスクであることが好ましい。

ガスセンサーは周囲雰囲気即ち大気中の一つ又はそれ以上の種類のガス状体の濃度を検出することが好ましい。このガス状体の種類は、例えば、オゾン、一酸化二窒素又は一酸化窒素とすることができる。

所望するならば、保護装置は他のセンサーを含むことができる。例えば、大気中の粒子状物質のセンサーである。そのようなセンサー以下のような測定技術の何れかを使用することができ、それらの測定技術はレーザーダイオード法、電気抵抗のようなパラメーターを計測する電気的方法、及び市販の検出装置で使用されるものと同様な方法である。更に例示すると、例えば、赤外線放射、紫外線放射又は青色光の電磁波のセンサーが保護装置に備わっている。ノイズセンサーはマイクロホーンの形態を取っている。別の例示では、流量センサーが保護装置の外部又は内部に配置されている。

各センサーは電気的又は電子的手段と関連して作動することが望ましく、所望のパラメーターの即時の計測値（即ち、リアルタイムでの計測値）を提供し且つパラメーターの累積計測値（即ち、積分された計測値）を提供する。

各センサーは保護装置から取り外し可能であることが望ましく、典型的には差し込み（プラグーイン）式の構成要素である。
保護装置は中央データ処理ユニットを有することが望ましく、この中央データ処理ユニットはデータ変換装置、データ伝送装置及び／又はデータメモリー装置を備えている。中央データ処理ユニットは、アナログ信号からデジタル信号への変換装置、ガスセンサーからの信号を基準信号と比較することができるプログラム可能なコンパレータ、及び電源、好ましくはバッテリーを含む幾つかの装置を収容する。

本発明による保護装置は３つの異なった方法の内の一つで作動することが好ましい。第一に、保護装置は、少なくとも一つのセンサーからの入力信号を保護装置により担持されるスクリーンに表示される出力信号に変換するデータ変換装置を有していてもよい。例えば、電子スクリーンを溶接作業者のヘルメットの遮光板に内臓することができる。視覚的なものの換わりに、出力信号は例えば警報信号のような音声であってもよい。第二に、保護装置は、少なくとも一つのセンサーからの（必要なら、変換された）入力信号を遠隔のステーションに伝送するデータ伝送装置を有してもよい。信号は、公知の無線手段、例えば無線周波数遠隔測定法若しくは所謂ブルーツーステクノロジー（小電力短距離無線リンク技術）により伝送される。必要な場合には、無線信号伝送装置を内臓する保護装置はまた、警報と関連して作動する無線信号受信装置を内臓することが可能であり、遠隔ステーションに伝送された信号が、保護装置を装着している人間により吸入される大気の危険な状態を示すことが見出されたとき、警報メッセージ又は信号がその人間に送り返される。第三に、データメモリー装置は、選択された間隔で、少なくとも一つのセンサーにより監視された特定のパラメータの数値を記録するように配置されてもよい。データメモリ装置は保護装置から取り外してパーソナルコンピュータのような遠隔データ回収手段に装荷することができる。そのような構成は、保護装置を装着する作業者が累積するガスにより潜在的に危険性を受ける可能性がある場合には、特に有利である。作業者が危険に晒される度合いが強く、作業者を危険な状態に置く作業から遠ざけることができるかどうかの履歴は、累積する計測値で示され、それは危険に露呈されるレベルが安全ではないと判断されるレベルに近づいていることを示す。

溶接作業者のヘルメットの形態をした保護装置は、添付した図面を参照して例示により以下説明する。

図面を参照すると、溶接作業者のヘルメット２は重負荷用プラスチック材料で造られ、前部が閉鎖しているが後部は開放している。ヘルメットは、ヘルメットが着用されたとき目の高さにあるような位置に遮光板６が設けられた前面４を有する。遮光板６は可視スペクトルの光の幾つかの波長に対しては透明であるが紫外線に対しては不透明である材料で造られている。幾つかの市販されている公知の遮光板は光に反応して溶接アークの強い輝きから溶接作業者を保護するが、そうでない光には明確な視覚性を許容する。

ヘルメット２は調節可能なヘッドストラップ８を有していて、楽な嵌り合いを可能にする。本発明によれば、ヘルメット２はその一方の側部の内側にノイズセンサーを担持する。ノイズセンサー１０は中央電子処理ユニットを有する電気回路内にあり、この中央電子処理ユニットはヘルメット１２の前面４の内面の底部領域に取り付けられたボックス１２に収容されている。ボックス１２は更にオゾン及び窒素酸化物のような危険ガスの存在を検出するセンサー１１を有する。このセンサー１１は大気中の一つ又はそれ以上の危険なガスの濃度又は分圧を表す信号を発生する。危険なガスは、例えば、オゾン、一酸化二窒素又は一酸化窒素である。オゾンセンサーの一つの形態はポリブタジエンで被覆された圧電水晶の結晶体を備えている。オゾンに対するポリブタジエンの反応によりセンサーの質量の増大、及びそれに伴う発振周波数の低下を引き起こす。周波数の変化の割合はオゾンの濃度に比例する。

ボックス１２はデータ変換装置、データ伝送装置、及び／又はデータメモリ装置を備え、データメモリ装置はセンサー１０により検出された測定値をリアルタイムで又は測定した後にデータ処理ユニットへ伝送することができる。データ処理ユニットは、ボックス１２内に含めることができ、且つヘルメット２により担持される表示パネル又は警報装置と関連して作動する。データ処理ユニットは、遠隔ステーションに設けられてもよく、この場合は測定値を表す信号はブルーツース装置即ち小電力短距離無線リンク装置（図示されていない）のような無線伝送装置又は無線周波数信号発生器により伝送される。更に別の代案として、中央処理装置は取り外し可能なデータメモリー装置を有しており、このデータメモリー装置は一定の周期に亘りセンサーにより検出された測定値を記録し、その後、取り外されてパーソナルコンピュータのような遠隔処理装置に挿入されることができる。

センサー１０はヘルメット２に設けられた適当なソケット（図示されていない）に可逆的にすなわち出し入れ自在に受け入れられることが好ましい。センサー１１は、制御ボックス１２のハウジングの外面に設けられたソケットに同様に受け入れられることが好ましい。ソケットは電気導線（図示されていない）によりボックス１２の電子装置に接続される。所望する場合には、ヘルメット２は内側シェル及び外側シェルを備え、センサー１０へ繋がる導線がこれら２つのシェルの間に配線される。図３に関して以下に説明するように、更に別のセンサーを追加して設けてもよい。各センサーは、例えば、ソケットに差し込み且つソケットから取り外すことにより、取替えることができる。

センサー１０,１１からの信号は、ボックス１２内の電子装置により若しくは遠隔装置の何れか所望する方法で処理される。従って、ボックス１２内に又は離れた場所に設けられる中央データ処理ユニットは、信号を微分する電子手段、信号を積分する電子手段、それらの信号をプログラム可能な基準信号と比較する電子手段、危険な状態が検出された場合に警報信号を発生する電子手段、及び危険なガスの濃度又は分圧の即座の数値又は累積値をグラフにより表示する電子手段を含むことができる。中央処理ユニットは変換装置、アナログーデジタル信号変換装置、無線周波数伝送装置及び受信装置、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）等を使用することができる。ボックス１２はバッテリーのような形態の電源を収容する。

ボックス１２内の構成要素の選択は、溶接作業者が不快感を感じるような過度の重量をヘルメット２に追加しないようになされる。この理由により、センサーからのデータが離れた場所で表示される本発明の実施例が好ましい。

ヘルメット２は溶接作業者個人のものであることが好ましい。それにより、一定の期間に亘り危険なガスに晒される溶接作業者の個人的な記録を、蓄積することができるからである。ヘルメットは複数のセンサーを担持し、それにより、記録複数の関連した危険に溶接作業者が晒される履歴を収容することが好ましい。

ヘルメットにより行われる機能を一例として、図３に関して説明する。ヘルメットの制御ボックス１２は、光／紫外線若しくは感光性のセンサー２０、オゾンセンサー２２、ＮＯｘセンサー２４、粒子センサー２６、赤外線センサー２８、ノイズセンサー３０、及び内部若しくは外部空気流れセンサー３２から成るセンサー配列と関連して作動する。そのようなセンサーは公知のセンサーであるから、ここでは説明は省略する。これらのセンサーはアナログ信号を中央マイクロプロセッサー及び増幅回路３４に伝送する。中央マイクロプロセッサー及び増幅回路３４は、典型的に、アナログ信号をデジタル信号に変換する変換器を含む。中央マイクロプロセッサー及び増幅回路３４は、また、メモリー装置３６，３８と関連して作動する。メモリー装置３６，３８は、単に、読み出しー書き込み用のランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）であってもよい。ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）は電流が通じた状態でバッテリーに接続されている。メモリー装置３６，３８は予めプログラム化されていて、各々のパラメーターと関連するアルゴリズムが監視される。

ヘルメットは通信プロセッサー４０を備え、通信プロセッサー４０は、センサーにより収集された情報をコンピュータ（図示されていない）及び無線周波数トランシーバ４２にダウンロードし、且つ当該情報を離れた場所から制御ボックス１２により受信し又は制御ボックスから離れた場所に送信することができる。

中央マイクロプロセッサー及び増幅回路３４は警報装置４４とも関連し、この警報装置は、センサーの何れかが危険な状態を検出した場合、音声及び／又は視覚による警報を与えるようになっている。警報装置４４は、例えば再充電可能なバッテリーのような電源４６と関連している。これらのバッテリーは、図３に示されたシステムの別の部品、例えば、空気流れセンサー３２と接続されていてもよい。バッテリーは、ヘルメットのケースの一部として形成されていてもよい。

中央マイクロプロセッサー及び増幅回路３４はまた、センサーにより監視される選択されたパラメーターの累積値を零にリセットすることができるリセットボタン及び回路４８とも関連して作動する。電子回路は単一の電子チップ又は複数の電子チップ内に内臓することができる。

ヘルメットの前部を図解的に示す図である。 図１に示されたヘルメットを図解的に示す図である。 本発明による溶接作業者用ヘルメット又はその他の保護装置により実施することができる機能を表したブロックダイアグラムである。

Claims (19)

1. 保護装置を装具する人間により吸入される大気中の一つ又はそれ以上の物性を検出器が検出できる位置に少なくとも一つのガスセンサーを担持する、頭部、顔面及び／又は目のための保護装置であって,前記ガスセンサーは、少なくとも一つのデータ変換装置、データ伝送装置、及び／又は保護装置により担持されるデータメモリと関連する、ことを特徴とする保護装置。
2. 請求項１の保護装置において、前記ヘルメットは溶接作業者のヘルメット又はマスクである、ことを特徴とする保護装置。
3. 請求項１の保護装置において、前記ヘルメットは溶接作業者のヘルメットある、ことを特徴とする保護装置。
4. 請求項１ないし３の何れか一項に記載の保護装置において、前記ガスセンサーが、大気内の一つ又はそれ以上の種類のガスの濃度を検出する、保護装置。
5. 請求項４の保護装置において、前記ガスセンサーが大気中のオゾン、一酸化二窒素、又は一酸化窒素の濃度を検出する、ことを特徴とする保護装置。
6. 請求項１ないし５の何れか一項に記載の保護装置において、前記保護装置が大気中の粒子状の物質のセンサーを更に担持する、ことを特徴とする保護装置。
7. 請求項１ないし６の何れか一項に記載の保護装置において、前記保護装置が電磁波のセンサーを更に担持する、ことを特徴とする保護装置。
8. 請求項１ないし７の何れか一項に記載の保護装置において、前記保護装置はノイズセンサーを更に担持する、ことを特徴とする保護装置。
9. 請求項１ないし８の何れか一項に記載の保護装置において、前記保護装置は空気流量センサーを更に担持する、ことを特徴とする保護装置。
10. 請求項１ないし９の何れか一項に記載の保護装置において、前記データ伝送装置が無線データ伝送装置である、ことを特徴とする保護装置。
11. 請求項１０の保護装置において、前記無線データ伝送装置が無線周波数データ伝送装置である、ことを特徴とする保護装置。
12. 請求項１ないし１１の何れか一項に記載の保護装置において、前記データメモリー装置が前記保護装置から取り外し可能であり、且つ離れた場所のデータ記録装置に装着することが可能である、ことを特徴とする保護装置。
13. 請求項１ないし１２の何れか一項に記載の保護装置において、前記データ変換装置がアナログ信号をデジタル信号に変換する変換器を含む、ことを特徴とする保護装置。
14. 請求項１ないし１２の何れか一項に記載の保護装置において、前記データ変換装置、データ伝送装置又はデータメモリー装置を備えた中央電子データ処理ユニットを更に備える、ことを特徴とする保護装置。
15. 請求項１４の保護装置において、前記中央電子データ処理ユニットが前記ガスセンサーからの信号を基準信号と比較することができる、プログラム可能な比較装置を含む、ことを特徴とする保護装置。
16. 請求項１４または５の保護装置において、前記中央電子データ処理ユニットが電源装置を備える、ことを特徴とする保護装置。
17. 請求項１ないし１６の何れか一項に記載の保護装置において、前記ガスセンサーが前記保護装置から取り外し可能である、ことを特徴とする保護装置。
18. 請求項１７の保護装置において、前記ガスセンサーが差し込み式の構成要素である、ことを特徴とする保護装置。
19. 請求項１ないし１８の何れか一項に記載の保護装置において、前記保護装置がデータ変換装置と関連して作動する信号表示スクリーンを有する、ことを特徴とする保護装置。

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