JP3220657U - ウェアラブル空気清浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯式かつウェアラブルで、風が吹いている場合も簡単に使用可能で、公共空間で、いつでも持ち運び可能な空気清浄装置を提供する。
【解決手段】空気清浄装置１は、着用者の頭部に嵌めて固定することができるヘッドバンド２、少なくとも２台のファン３，４及び、作動中の少なくとも２台のファンが吸引した周囲空気を清浄化するためにそれを通して送り出す少なくとも１枚のフィルター材料を備えている。少なくとも２台のファン及び少なくとも１枚のフィルター材料がヘッドバンドの中に組み込まれ、ヘッドバンドに、調整可能な少なくとも２本の吹き出し管５，６が、一方は着用者の左側顔面に、他方は右側顔面に添うように形成されている。吹き出し管がそれぞれ個別のファンと空気の流れに関して結び付いていることで、それぞれのファンにより吸引され、フィルター材料を通して送り出された、したがって清浄化された周囲空気がそれぞれの吹き出し管を通して吹き出される。
【選択図】図１

Description

本考案は、着用者の頭部に固定可能なヘッドバンドが付いたウェアラブル空気清浄装置に関するものである。

都市部の大気汚染が進んでいることから、呼吸気の改善のための空気清浄装置の需要が生まれている。この点に関して、最新の技術では、送気マスクや固定式空気清浄機、イオン化空気清浄機などが知られている。さらに加えて、救助隊用をはじめとした携帯式呼吸保護装置があり、これらはマウスピースを通して清浄な空気や圧搾空気の呼吸が行われる。携帯式での呼吸保護装置の使用が求められる場合、その多くで呼吸調整器やマウスピース、圧搾空気容器などの補助装備を用意しておく必要があるが、これらは機動性を制限すると同時に、会話や食事のための口の使用を制限することになる。マウスピースの取り外しや清浄な呼吸用空気の強制供給に際して、さまざまな方向に作用する風の流れがある場合、鼻に向けて流れる呼吸用空気が不純な周囲の空気と混ざってしまう可能性の問題もある。

本考案は携帯式かつウェアラブルで、風が吹いている場合も簡単に使用可能で、着用者の機動性と作業性を制約することなく、公共空間で、いつでも持ち運び可能な空気清浄装置を用意するという課題に基づいている。

このような課題は、請求項１に記載された特徴の組み合わせにより解決される。

本考案は、着用者の頭部に嵌めて固定することが可能なヘッドバンドと、少なくとも２台のファンと、少なくとも１枚のフィルター材料とを備え、前記少なくとも１枚のフィルター材料を通して少なくとも２台の作動中のファンが吸引した周囲空気が清浄化され、送り出される空気清浄装置が提案されたものである。前記少なくとも２台のファンと、前記少なくとも１枚のフィルター材料は、ヘッドバンドの中に組み込まれており、着用者の顔面の左側と右側で調整可能な少なくとも２本の吹き出し管が前記ヘッドバンドに備えられていて、両方の前記吹き出し管がそれぞれ１台の独立したファンと空気の流れに接続しており、それによって、それぞれの前記ファンにより吸引され、前記フィルター材料から送り出された、したがって清浄化された周囲空気がそれぞれの前記吹き出し管を通して吹き出される仕組みとなっている。この場合、それぞれの前記ファンが送り出す体積流量に関して、前記ヘッドバンドまたはそれぞれの前記ファンに組み込まれた電子制御装置によって、個別に調整可能であることが好ましい。

ある方向からの風の影響が、着用者及び前記空気清浄装置に及ぶ場合、１台のファンまたは両方のファンの回転数を上げ、外部からの影響を打ち消すことが可能である。

現実的な解決策として、ヘッドバンドが、ヘッドホンのように着用者の片方の耳からもう片方の耳にかけて延び、その場合に着用者の頭部で独立した固定を確立するための初期張力が作用するように、ヘッドバンドを形成することが明らかである。そのためには、追加のバンドも使用することが可能である。

前記空気清浄装置の好適な実施形態の派生型として、前記空気清浄装置またはヘッドバンドに制御装置と信号接続する少なくとも１台のセンサーを、環境により前記空気清浄装置に影響を及ぼす空気流速度（風力）及び／または前記空気清浄装置に影響を及ぼす気圧の測定のために、付属することが予定されている。制御装置を通して、センサーの測定値が評価され、個々のファンの体積流量を個別に調整することが可能である。例えば、横方向の風の影響では、風の影響を方向に合わせて打ち消すために、１台のファンの回転数を上げることで、体積流量を増やすことが可能となる。風が測定された場合、原則的にファンの回転数を上げて、より多くの清浄な空気を吹き出し、それを着用者が呼吸するようにすることが可能である。

ファン特性曲線からファンの作動ポイント算定を通して、風の捕捉により制御を行うという解決策も含まれるが、この場合、ファンの回転数と出力の関係が、それぞれのファンの作動ポイントの算出のために使用され、風力と双方の作動ポイントの相違が方向調査の確定のために使用される。

さらに、前記空気清浄装置が、２つのイヤパッド（耳介カバー）付きフルサイズヘッドホンとして形成された空気清浄装置の形成が好適である。イヤパッドとしては、着用者の両耳に当てたり被せたり囲ったりする、慣用のヘッドホンパッドなどの流用が可能である。

また、前記フルサイズヘッドホンに、ヘッドホンの最新の技術水準において既に知られているような、アクティブノイズキャンセリング装置が備わっている実施形態が好適である。この場合、ヘッドホンの既存のシステムの利用が可能である。ファンからのノイズは、一つにはヘッドホンパッドにより、もう一つにはアクティブノイズキャンセリングにより最小化される。

フィルター材料としては、フィルターペーパーやフィルターフリース、活性炭フィルター、イオン化フィルター、ならびにそれらの組み合わせを使用することが可能である。ファンが吸引した周囲空気はまず、前記フィルター材料を通して送り出され、それに続いて、清浄な空気として前記吹き出し管を通して吹き出される。

実施形態では、前記吹き出し管を弓状に形成し、規定通りの使用において、着用者の両耳と頬にそって延ばし、前記吹き出し管からそれぞれ吹き出された体積流量を、着用者の顔面部分に運ぶことを可能にすることが予定されている。

発展型においては、前記吹き出し管の仮想の延長部分が、着用者の呼吸器官（口、鼻）部分の交点となり、それによって、前記ファンが作り出した体積流量が、交点で相互にぶつかるように、吹き出し管が相互に調整される。

発展型においては、前記空気清浄装置には、実際の交点または理論上の交点が、着用者の鼻の穴の前後５ｃｍの間、特に１ｃｍ前と３ｃｍ後ろの間に前記吹き出し管があるように、前記吹き出し管を相互に調整可能であるという特徴がある。理想的には、着用者の鼻と口の中間が、正しい交点となる。この場合、空気が、好適に着用者の皮膚の表面に添ってすべるように流れ、この流れは皮膚に密接しているような形で行われる。

さらに、交点が、着用者の鼻の穴の直前の部分となるように、前記吹き出し管を相互に調整可能にするような実施形態が包括される。それによって、吸い込む空気は、実質的に前記吹き出し管だけを通して供給される。

また、前記吹き出し管からの流れの方向の操作性と、調整可能性を簡単にするために、この管を前記ヘッドバンドに対して柔軟に動かせる設計も好適である。さらに、前記吹き出し管は着用ポジションと、輸送用ポジションの少なくとも２つのポジションで固定可能で、前記輸送用ポジションでは、前記ヘッドバンドに合わせて前記吹き出し管を折り曲げて、前記空気清浄装置の必要スペースを最少にすることが可能である。

さらに、前記空気清浄装置は、前記ヘッドバンドに、前記少なくとも２台のファンのための、着用者の頭部と反対に向いた、前記ヘッドバンドの外側に形成された入口（吸入口）を、少なくとも１つ備えることが予定されている。したがって、吸入は制約がなく、バスや列車などの狭い環境でも常に確保される。物品や衣服の一部などを吸引する危険性は最小化される。さらに、吸入口には保護用グリッドを被せることができる。

前記空気清浄装置は、好適な実施形態では、ファンと制御装置のために充電式の電源が組み込まれている。

前記制御装置の調整は、前記ヘッドバンドに付いている調整器または外付けの調整器を通して、直接に行なうことが可能である。前記空気清浄装置には、外部制御のために電子制御装置と共に作用する、コンピュータやスマートフォンをはじめとする外部機器との接続を可能にする無線ユニットが備えられており、このユニットを通して、前記ファンの体積流量を調整することが可能である。

さらに、前記空気清浄装置の発展型は、前記ヘッドバンドに振動デカップリングのサスペンションを備えることを予定している。これによって、前記ヘッドバンドと前記吹き出し管との間のデカップリングを行うことができ、したがって、ノイズ発生が削減される。

その他の好適な本考案の発展型については、従属請求項で特徴を記すと共に、以下に、本考案の好ましい実施形態についての説明と合わせて、図を使って示す。図は以下の通りである。

第一の実施形態における着用者の頭上の空気清浄装置を示す図である。 第二の実施形態における着用者の頭上の空気清浄装置を示す図である。 図２の空気清浄装置の断面図である。

図１は、着用者の頭上にセットされた、耳を覆うヘッドホンパッド（８、９）のあるヘッドホンとして形成された、空気清浄装置（１）である。空気清浄装置（１）にはヘッドバンド（２）が備えられ、ヘッドバンド（２）には２つのラジアルファンが組み込まれており、それらのファンが、開口部（７）を通して周囲空気を吸引し、ヘッドバンド（２）に直接固定された吹き出し管（５、６）に吹き出す。ヘッドバンド（２）の中にはフィルター（図示なし）が両方のファン（３、４）の流路の中に組み込まれており、吸引された空気がそれらを通して送り出され、清浄化され、その後、吹き出し管（５、６）に送られる。吹き出し管（５、６）は柔軟であり、任意のポジションで固定することが可能である。吹き出し管は、吹き出し口が鼻の前の部分の方向に向くように調整される。さらに、ヘッドバンド（２）には図示していない電子制御装置が備わっており、電子制御装置を通して、それぞれのファンの回転数が個別に調整される。アクティブノイズキャンセリングが、ヘッドホンに組み込まれていることがある。

図２と図３は、図１での特徴を備えているうえで、空気清浄装置（１）がヘッドホンとして形成されていない空気清浄装置（１）の代替的な実施形態を示す。着用者の両耳には何も被さっていない。ヘッドバンド（２）は着用者の頭上の横方向に延びている。吹き出し管（５、６）は、図１の場合と同じく、着用者の両耳周辺を頬に添って弓状に延びていて、吹き出し管（５、６）からそれぞれ吹き出される体積流量が、顔の前の部分、特に鼻の前に送り出される仕組みとなっている。図３で図示された断面図では、ラジアルファン（３、４）が明らかであるが、本考案で同時に予定された電子制御装置は、明らかに示されていない。図１から図３の図示で明確に示されていない場合でも、風確認のためのセンサーまたは組み込み可能な電源などの、開示されたすべての特徴を、実施形態に組み込むことが可能である。

（１）：空気清浄装置
（２）：ヘッドバンド
（３、４）：ファン
（５、６）：吹き出し管
（７）：開口部（吸入口）

Claims (15)

1. 着用者の頭部に嵌めて固定することができるヘッドバンド（２）と、少なくとも２台のファン（３、４）と、少なくとも１枚のフィルター材料とを備え、前記少なくとも１枚のフィルター材料を通して少なくとも２台の作動中のファンが吸引した周囲空気が送り出される空気清浄装置（１）であって、前記少なくとも２台のファン（３、４）及び前記少なくとも１枚のフィルター材料が、前記ヘッドバンド（２）の中に組み込まれていて、前記ヘッドバンド（２）に、調整可能な少なくとも２本の吹き出し管（５、６）が、一方は着用者の左側顔面、もう一方は右側顔面に形成されていて、前記吹き出し管（５、６）がそれぞれ個別の前記ファンと空気の流れに関して結び付いていることで、それぞれの前記ファンにより吸引され、前記フィルター材料を通して送り出された、したがって清浄化された周囲空気がそれぞれの前記吹き出し管（５、６）を通して吹き出され、前記ヘッドバンド（２）が前記少なくとも２台のファン（３、４）に関して、着用者の頭部とは反対側を向いたヘッドバンド（２）の外側に形成された少なくとも１つの吸入口を備えている、空気清浄装置。
2. ファン（３、４）のそれぞれが送り出す体積流量に関して、前記ヘッドバンド（２）に組み込まれた電子制御装置によって個別に制御可能であることを特徴とする、請求項１に記載の空気清浄装置。
3. 前記ヘッドバンド（２）が、着用者の左耳から右耳にかけて弓状に延びていて、それ単体で、または追加バンドによって、頭部への独立した固定のために着用者の頭部に初期張力を及ぼすように形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の空気清浄装置。
4. 環境を通して前記空気清浄装置（１）に影響を及ぼす空気流速度及び／または前記空気清浄装置に影響を及ぼす気圧の測定のための、制御装置と信号で接続された少なくとも１台のセンサーが前記空気清浄装置（１）に備えられていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項に記載の空気清浄装置。
5. 制御装置を通してセンサーの測定値が評価され、個々のファン（３、４）の体積流量が個別に調整可能であることを特徴とする、請求項４に記載の空気清浄装置。
6. ２つの耳介カバー付きのフルサイズヘッドホンとして形成されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の空気清浄装置。
7. 前記フルサイズヘッドホンがアクティブノイズキャンセリング装置を含むことを特徴とする、請求項６に記載の空気清浄装置。
8. 前記フィルター材料が活性炭フィルター及び／またはイオン化フィルターを含むことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の空気清浄装置。
9. 前記吹き出し管（５、６）が弓状に形成されていて、規定通りの使用において、着用者の両耳周辺で頬に添って延びていて、前記吹き出し管（５、６）からそれぞれ吹き出された体積流量が顔の前の領域に送り出されるようになっていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の空気清浄装置。
10. 前記吹き出し管（５、６）が相互に調整可能で、前記吹き出し管（５、６）の仮想の延長線が着用者の呼吸器官の領域で交点を形成するようになっていることを特徴とする、請求項９に記載の空気清浄装置。
11. 前記吹き出し管（５、６）が、実際の交点または理論上の交点が着用者の鼻の穴の前後５ｃｍの間、特に１ｃｍ前と３ｃｍ後ろの間になるように相互に調整可能であることを特徴とする、請求項９または１０に記載の空気清浄装置。
12. 前記吹き出し管（５、６）が前記ヘッドバンド（２）に対して柔軟に動かすことができることを特徴とする、請求項９から１１のいずれか一項に記載の空気清浄装置。
13. 少なくとも前記ファン（３、４）及び前記制御装置のための組込み式で充電可能な電源を備えることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の空気清浄装置。
14. 外部機器、特にコンピュータまたはスマートフォンとの接続を可能にする、制御装置と共に作用する無線ユニットが備えられていて、それによって前記ファンの体積流量が制御可能であることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の空気清浄装置。
15. 前記ヘッドバンドに振動デカップリングのサスペンションが備えられていることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の空気清浄装置。

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