JP7033207B2

JP7033207B2 - 防護服用の急速空気入れ・空気抜き装置及び該装置を備えたスマート多目的防護服

Info

Publication number: JP7033207B2
Application number: JP2020540661A
Authority: JP
Inventors: 寅▲貴▼ ▲孫▼; ▲フイ▼ 周; 世国王; ▲賽▼ ▲張▼
Original assignee: 北京▲孫▼寅▲貴▼▲緑▼色科技研究院有限公司
Priority date: 2017-10-09
Filing date: 2017-10-09
Publication date: 2022-03-09
Anticipated expiration: 2037-10-09
Also published as: US11470890B2; US20200237033A1; EP3696422B1; CA3078543A1; EP3696422A1; KR20200066625A; RU2741524C1; JP2021503570A; AU2017435532A1; WO2019071387A1; EP3696422A4

Description

本発明は防護服用の空気入れ・空気抜き装置及び該空気入れ・空気抜き装置を備えたスマート制御防護服に関し、該防護服は普通の衣服の保温耐寒、通気放熱特性を有するとともに、衣服内の気圧を迅速に調整することができる。

スキー、オートバイの運転、カーレースや空中作業等はその速度や高さのため危険性が随伴している。高速衝突又は空中転落による利用者の損傷を防止し又は少なくとも軽減させるために、衣服内の気圧を迅速に調整できる防護服は提案されている。

該防護服は耐寒、作業の便利さのニーズに応じて衣服内の気圧膨張状況を調整でき、危険な場合、スマートに急速空気入れして加圧することで、利用者に緩衝保護を提供することができる。しかしながら、従来の防護服はいくつかの問題があり、例えば、空気入れ装置は通常爆発装置又は圧縮ガス装置からなり、従って、危険が発生すると、大量のガスを急速に放出し、防護服がガスで満たされて膨張して緩衝の役割を果たす。しかしながら、これらの空気入れ装置は通常使い捨てであり、すなわち、空気入れ膨張後、空気入れ装置が回復できないため、防護服が元の状態に回復できず、廃棄するしかできない。防護服を多用する必要がある者にとって、コストが膨大になってしまう。

また、エアポンプを設置して空気入れする防護服はいくつか提案されているが、これらの防護服は通常、空気抜き弁によって、注入されたガスを放出するため、空気抜きが非常に遅く、且つ注入されたガスを完全に排出することが困難である。これによって、防護服の収納が面倒になる。

また、従来の防護服の設計では、エアバッグが防護服内に不規則に並べられているため、防護服がぶかぶかして、エアバッグに空気入れをしていない場合でも、防護服を着用する者の動きが不器用である。

従って、本発明は、防護服用の空気入れ・空気抜き装置を提供することを目的とする。

本発明の空気入れ・空気抜き装置は、防護服を急速に空気入れ・空気抜きすることができ、且つ再利用可能であり、また、防護服内のガスを完全に排出できることで、防護服の再利用が可能となり、且つ防護服の収納及び着用が容易になる。

また、前記空気入れ・空気抜き装置を備えた防護服を提供し、該防護服は空気入れ状態では着用者の安全を保護でき、且つ空気抜きによる減圧状態では、防護服は普通の衣服と同様に、着用者の動きに支障を来すことがないとともに、真空抜き状態では収納しやすい。
また、本発明は真空排気機能を有するため、各空気室内にダウンのようなふわふわした断熱材を自由に充填することができ、気圧の調整により使用者が過度にぶかぶかして動きが不器用になることを回避するだけでなく、最小体積の収納を実現することができる。

本発明の一態様によれば、空気入れ・空気抜き装置を提供し、第１孔が設けられる外筒と、前記外筒内に設けられ、第２孔が設けられ、且つ第１位置と第２位置との間で摺動可能であり、前記第１位置では、前記第２孔が前記第１孔に位置合わせし、前記第２位置では、前記第２孔が第１孔からずれ且つ前記外筒の内壁によって閉鎖される内筒と、前記内筒内に設けられるブレード及びブレードを駆動するモータと、前記内筒を前記第１位置へ付勢する付勢装置と、を備え、前記内筒は第３開口をさらに備え、加圧ガスが内筒から第３開口を経由して外側へ流動することを許可し、加圧ガスの逆方向流動を阻止するように、前記第３開口に逆止め弁が設けられる。

本発明の別の態様によれば、前記空気入れ・空気抜き装置を備えた防護服を提供する。

本発明の防護服によれば、急速に空気入れして防護目的を達成することができ、且つ使用終了後、急速に空気抜きして防護服を平らな状態に回復することができ、収納が容易になる。このような再利用可能な防護服は使用者のコストを削減させることができる。

本発明の第２実施例によれば、本発明の中核である急速空気入れ・空気抜き装置は大空気量の急速空気入れ、空気抜きを実現でき、且つ体積が小さいため、衣服の重要な部位に予め複数設けておくとともに、その分より大きな気圧を得ることができ、また、ブレード加圧段数を増加させることで、より高い気圧を得ることができる。

好ましくは、本発明は、防護服の使用者と障害物との距離を検知し、前記空気入れ・空気抜き装置と組み合わせて、使用者への能動的保護を実現するように、画像センサ又は距離センサのようなセンサをさらに備える。該画像センサ又は距離センサは、例えば、自動車の自動運転用のセンサと類似し、障害物への接近に対する迅速な早期警告応答を実現でき、それにより空気入れ・空気抜き装置をトリガーし、且つ多段ブレードによる急速高圧空気入れによって、高レベルの安全防護を実現し、リスクを回避する。

以下、図面を参照して本発明の好適実施形態を詳細に説明することによって、本発明の上記及びほかの特徴、利点や技術的優位性が明らかになる。

図１は本発明の好適実施例による空気入れ・空気抜き装置を示す分解斜視図である。図２は図１に示される空気入れ・空気抜き装置の初期空気入れ状態を示す図である。図３は図１に示される空気入れ・空気抜き装置の加圧状態を示す図である。図４は図１に示される空気入れ・空気抜き装置の空気入れ完了状態を示す図である。図５は図１に示される空気入れ・空気抜き装置の空気抜き状態を示す図である。図６Ａ及び６Ｂは図１に示される空気入れ・空気抜き装置を装備した防護服を示す模式図である。

以下、図面を参照し、本発明の好適実施形態による空気入れ・空気抜き装置及び該空気入れ・空気抜き装置を備える防護服を詳細に説明する。なお、該説明は限定的ではなく例示的なものであり、且つ、当業者であれば、本発明は様々な形態で実施でき、ここで説明される好適実施形態に限定されるものではないと理解できる。

また、以下の説明及び添付特許請求の範囲では、「上流又は上流方向」とは、空気入れ・空気抜き装置の空気入れの動作状態でガスが発生する方向であり、「下流又は下流方向」とは、空気入れ・空気抜き装置の空気入れの動作状態でガスが流れる方向である。

まず、図１を参照し、図１は本発明の好適実施例による空気入れ・空気抜き装置を示す分解斜視図である。図１に示すように、該空気入れ・空気抜き装置１００は外筒１、及び外筒１内に摺動可能に取り付けられる内筒２を備え、内筒２はブレード収容部２１及びモータ収容部２２の２つの部分に分けられ、且つ内筒のブレード収容部２１の下流端部に弁２３が設けられる。前記内筒のブレード収容部２１内にブレード３が回転可能に設けられ、該ブレード３は、注入された空気をより高い圧力に加圧するように、好適には多段ブレードであり、前記モータ収容部２２内にモータ４が設けられ、該モータ４は好適には双方向回転可能な可逆モータである。前記外筒１の上流端部にエンドカバー６がさらに設けられ、エンドカバーが例えば外筒６に螺接され、エンドカバー６には、モータ４のワイヤを通し、且つ空気を吸入するとともに大きな異物を阻止する孔が設けられる。内筒２において、具体的には、内筒２のモータ収容部２２の上流端部とエンドカバー６との間に付勢ばね５が設けられ、該付勢ばね５が内筒２を下流方向へ付勢する。

外筒１の下流端部が開放し、且つ内筒２の上流端部の端面に複数の孔２４が設けられ、それによってガスが通過可能である。外筒１の円周に複数の孔１１が設けられ、該孔１１は例えば方形孔である。外筒１の孔１１に対応して、内筒１の円周にも複数の孔２５が設けられ、前記孔２５の形状は例えば外筒１の孔１１の形状と同じであり、且つ前記孔１１及び２５は同じ間隔で設けられ、好ましくは、孔１１及び孔２５はいずれも円周方向に沿って等間隔に設けられる。

内筒２の下流端部に弁２３が設けられ、図１に示すように、該弁２３はダイヤフラム状であり、弁体２３２、及び弁体２３２の円周位置から延伸する脚部２３１を備え、且つ弁２３が該脚部２３１によって内筒２の下流端部の端面に固定される。好適には、円周方向に複数の脚部（図中、３つ）が設けられる。

図１に示すように、外筒１の略中間位置にガイドスリット１２が設けられ、該ガイドスリット１２は好適には、１つより多く、例えば、２つ、３つ以上設けられ、且つ円周方向に沿って等間隔に並べられる。内筒２の対応する位置に、ガイドピン（図示せず）を受けるように、対応するピン孔２６が設けられる。

組み立てる際に、内筒２を外筒１内に挿入し、且つガイドピンをガイドスリット１２を通過させてピン孔２６内に挿入して内筒２に固定する。それによって、内筒２がガイドスリット１２のガイドで外筒１内を摺動可能である。

図１に示すように、該ガイドスリット１２は好適には、外筒１の縦軸線に対して傾斜するように設けられ、且つ一定の曲率を有し、それによって、内筒２がガイドスリット１２に沿って摺動中、内筒２が外筒１の縦軸線に沿う並進運動を行うだけでなく、且つ縦軸線周りの回転運動を行う。

ガイドスリット１２の両端は内筒２の２つのストップ位置を構成する。具体的には、ガイドピンがガイドスリット１２の下流端部にある時、内筒２が下流位置にあり、その円周方向の孔２５が外筒１の円周方向の孔１１に位置合わせし、一方、ガイドピンがガイドスリット１２の上流端部にあると、内筒２が上流位置にあり、内筒２の孔２５が外筒１の孔１１に位置合わせせず、且つ内筒２の孔２５が外筒１の筒壁によって閉鎖される。

内筒２の上流端部と外筒１の上流端部のエンドカバー６の間にばね５が設けられ、該ばねは内筒２を下流方向へ付勢し、すなわち、下流位置へ付勢する。

図１～５に示すように、ブレード３は三段ブレードを採用し、すなわち、上流から下流への方向に沿って、第１直径ブレード３１、第２直径ブレード３２及び第３直径ブレード３３を備え、第１直径が第２直径よりも大きく、且つ第２直径が第３直径よりも大きく、それによって、ガスを段階的に加圧することができる。また、上記三段ブレードは例示的であり、様々なニーズに応じて、所要のより高い気圧を供給するように、より多い又はより少ないブレードが設けられる。

図２～５に示すように、内筒２のブレード収容部２１は直径が可変のキャビティを備え、前記ブレード３の第２直径ブレード３２及び第３直径ブレード３３が該キャビティ内に収容され、且つキャビティのサイズが第２直径及び第３直径ブレードのサイズに略対応し、それによってキャビティがこれら２段のブレードを包む。ガスをより高い圧力に加圧することに寄与する。

内筒２のモータ収容部２２内にブレードを駆動するモータ４が設けられ、該モータ４は可逆モータであり、且つ、そのワイヤがエンドカバー６から引き出されて制御回路（図示せず）に接続される。孔２５はモータ収容部２２の円周に形成され、且つ第１直径ブレード３１に略対応する縦方向位置にある。

以下、図２～５を参照して、本発明の好適実施形態による空気入れ・空気抜き装置の動作方式を簡単に説明する。以下、該空気入れ・空気抜き装置が防護服にある場合を説明するが、該空気入れ・空気抜き装置は空気入れ・空気抜きを必要とする様々な対象物に適用でき、本発明はこれに限定されるものではないと理解すべきである。

図２～５に示すように、ばね４の作用下で、内筒２が下流位置に付勢され、内筒２の孔２５が外筒１の孔１２に位置合わせし、この時、ファン４が電力供給され、それによって空気がエンドカバー６から吸入され、三段ブレード３によって加圧されて対象物内に注入される。具体的には、第１直径ブレード３１によって加圧された空気の一部は位置合わせした孔２５及び１２によって対象物、例えば防護服のキャビティに注入され、残りの加圧空気は第２直径ブレード３２及び第３直径ブレード３３によって継続的に加圧されて弁２３を開け、内筒２の下流端部から防護服内に注入される。防護服内の空気の圧力が増大するにつれて、該空気の作用力がその分増大し、それによって弁２３の弁体２３２を内筒２の下流端部の端面に押圧するとともに、ばね５の付勢力に抗して内筒２を上流方向へ移動させる。それによって、ガイドピンがガイドスリット１２の上流端部に当接されるまで、内筒２がガイドスリット１２のガイドで移動しながら回転し、この時、内筒２の孔２５が外筒１の筒壁によって遮蔽され、空気を孔２５及び孔１１によって対象物内に供給できない。この時、図３に示されるように、空気がさらに第２直径ブレード３２及び第３直径ブレード３３によって加圧され、空気の圧力が防護服内の圧力より大きくなると、弁２３を開け、内筒２の下流端部を経由して防護服に空気を継続的に注入する。

防護服内の空気の圧力が増大するにつれて、防護服内の空気圧力がブレード３によって加圧された空気圧力に対して平衡になると、弁２３の弁体２３２が内筒２の下流端部の端面に押圧され、この時、保圧状態になる。好ましくは、センサ（図示せず）、例えば、圧力センサが設けられ、該状態に達すると、モータ４への電力供給を遮断する。

好ましくは、ガイドスリット１２の上流端部に、円周方向に沿って延伸する止め部１２１が設けられ、内筒２が防護服内の空気圧力によって上流方向へ上流位置に移動すると、内筒２が傾斜したガイドスリット１２に沿って回転する慣性によって、ガイドピンが該止め部１２１内に落ちる。

空気抜きを必要とする場合、ファン３が空気入れ時の方向とは反対の方向に回転し、ブレード３が回転を開始する瞬時トルクによって駆動されて内筒２がブレード３とともに回転し、それによってガイドピンが止め部１２１から回転出し、且つブレード３の空気抜き作用及びばね５の弾性作用で、内筒２が下流方向へ移動するとともに、ガイドピンがガイドスリット１２に沿って摺動し、孔１２及び２５が徐々に重なり、最終的に図５に示される空気抜き位置に到達し、該位置では、孔１２及び２５が完全に重なり、それによって、防護服からすべてのガスを急速に吸引する。

好ましくは、ガスを吸引した後、モータ４の操作を自動で停止するように、別のセンサがさらに設けられる。又は、モータ４を手動でオフにするように、手動操作してもよい。

三段ブレード３を採用することで、空気をより高い圧力に加圧でき、また、空気抜き時、空気を急速に放出することができる。

以上からわかるように、本発明では、簡単な構造によって、急速空気入れ・空気抜き操作を実現し、且つ空気入れ・空気抜き操作が自動で実行可能であり、人間の介入がほとんど不要である。

以下、図６Ａ及び図６Ｂを参照して、上記実施例における空気入れ・空気抜き装置を用いた防護服２００を説明する。

図６Ａに示すように、防護服２００は非通気性材料からなり、外層及び内層を備え、外層と内層との間に閉鎖されたチャンバーが形成され、空気が該チャンバーに注入されて、防護服に空気入れ膨張状態にすることができる。防護服２００の肩部に空気室２３０が形成され、空気入れ・空気抜き装置１００が該空気室２３０内に設けられてもよく、図中、防護服の左右肩部に２つの空気室２３０が形成され、且つ各空気室２３０に１つの空気入れ・空気抜き装置１００が収容されているが、本発明はこれに限定されず、１つの空気室２３０及び１つの空気入れ・空気抜き装置１００のみが設けられてもよく、複数の空気室及び空気入れ・空気抜き装置が設けられてもよい。

前記空気室２３０が複数の空気管２１０に接続され、前記複数の空気管２１０が前記防護服のチャンバー内に延伸し、且つ空気管の壁に複数の気孔２４０が形成され、空気入れ・空気抜き装置１００が空気入れする時、加圧されたガスが空気室２３０から空気管２１０に沿って防護服のチャンバー内に排出され、それによって該チャンバーに空気を入れ、特に、空気抜きの場合、同様に空気管２１０の複数の気孔２４０によってガスを防護服から円滑に吸引する。

防護服のいくつかの位置に、通気構造、例えば、中空リベット２２０が設けられ、該中空リベット２２０が防護服の外層及び内層を貫通して設けられ、それによって防護服の気密性を確保するとともに、防護服の通気性を提供し、防護服を着用する者の不快感を回避する。

防護服のチャンバー内に、ダックダウン等のような保温材料がさらに充填されてもよく、この場合、中空リベット２２０の設置は、チャンバー内における該保温材料の変位防止に寄与する。また、空気入れ・空気抜き装置１００を制御するコントローラ及び／又はスイッチは、操作しやすいように、例えば袖口等の位置に設けられてもよい。

以上、上着である防護服を示したが、ズボンのような防護服を採用してもよく、この場合、空気入れ・空気抜き装置１００がズボンのすそ等の位置に設けられてもよい。

本発明による防護服に検知機構が設けられ、該検知機構は、例えば加速度センサ、近接センサ、ジャイロスコープ、画像センサ等を備え、防護服の着用者の速度、加速度及び最寄り障害物との距離を検知し、又は防護服着用者に迅速に接近する外来物や外来者等を検知し、且つ速度、加速度及び距離のうちの少なくとも１つ又は複数が、着用者と障害物との衝突の可能性に応じて設定可能な所定閾値に達すると、空気入れ・空気抜き装置をトリガーして防護服を急速に空気入れし、着用者の安全性を確保する。危険な状況が解消された後、防護服を手動で空気抜きし、防護服を普通の衣服のように着用でき、着用者の動きに支障を来すことを回避する。

また、危険な作業を行う前、防護服の着用者は危険から守るように、主動的に防護服に空気入れし又は部分的に空気入れするようにしてもよい。

防護服を脱いだ後、防護服を簡単に空気入れ・空気抜きすることができ、従って、防護服を普通の衣服のように折り畳んで収納することができ、収納の利便性を高める。また、本発明による防護服は再利用可能であり、使用コストを削減させる。

例示的な実施形態を参照して本開示を説明したが、当業者であれば、本開示の精神及び範囲を逸脱せずに様々な変形や変更を行うことができると理解できる。従って、上記実施形態は制限的ではなく、例示的なものである。

１００装置
２００防護服
２１０空気管
２２０中空リベット
２３０空気室
２３１脚部
２３２弁体
２４０気孔
１２ガイドスリット
１２１止め部
２内筒
２１収容部
２２モータ収容部
２３弁
２４孔
２５孔
３１第１直径ブレード
３２第２直径ブレード
３３第３直径ブレード

Claims

第１孔が外筒の周壁に設けられる外筒と、
前記外筒内に設けられ、第２孔が内筒の周壁に設けられ、且つ第１位置と第２位置との間で摺動可能であり、前記第１位置では、前記第２孔が前記第１孔に位置合わせし、前記第２位置では、前記第２孔が第１孔からずれ且つ前記外筒の内壁によって閉鎖される内筒と、
前記内筒内に設けられるブレード及びブレードを駆動するモータと、
前記内筒を前記第１位置へ付勢する付勢装置と、を備える防護服用の空気入れ・空気抜き装置であって、
前記内筒は前記内筒の縦方向の一端に設けられる第３開口をさらに備え、前記内筒内における前記ブレードに加圧されたガスが、内筒内から第３開口を経由して外側へ排出することを許可し、加圧されたガスの逆方向流動を阻止するように、前記第３開口に逆止め弁が設けられており、それによって、前記第１位置において、前記内筒における前記プレードにより加圧されたガスは前記位置合わせされた第１孔、第２孔及び第３孔を経由して防護服へ排出され、かつ防護服における圧力が予定圧力に上昇されるに伴って、前記第１孔と前記第２孔との位置がずれ、かつ前記防護服への加圧ガスの排出を停止するように、前記内筒は前記防護服における圧力によって前記第２位置に移動される空気入れ・空気抜き装置。
前記外筒内にガイドスリットが設けられ、且つ前記内筒にガイドピンが設けられ、前記ガイドピンが前記ガイドスリットと配合して、前記外筒内における前記内筒の摺動をガイドする請求項１に記載の空気入れ・空気抜き装置。
前記ガイドスリットが前記外筒の縦方向に対して傾斜して、前記内筒の移動及び回転をガイドする請求項２に記載の空気入れ・空気抜き装置。
前記ガイドスリットの前記内筒の第２位置に対応する部分に止め部が設けられる請求項３に記載の空気入れ・空気抜き装置。
前記ブレードは三段ブレードであり、第１直径ブレード、第２直径ブレード及び第３直径ブレードを備え、前記第１直径は前記第２直径よりも大きく、且つ前記第２直径は前記第３直径よりも大きい請求項１に記載の空気入れ・空気抜き装置。
前記内筒はブレード収容部及びモータ収容部を備え、前記第２孔は前記モータ収容部の円周壁に形成される請求項５に記載の空気入れ・空気抜き装置。
前記ブレード収容部は前記ブレードを収容するキャビティを備え、前記キャビティの形状は前記第２直径ブレード及び第３直径ブレードの直径にマッチングする請求項６に記載の空気入れ・空気抜き装置。
防護服であって、チャンバー及び請求項１～７のいずれか一項に記載の空気入れ・空気抜き装置を備え、前記空気入れ・空気抜き装置が前記チャンバーと連通し、前記チャンバーに空気入れし又は前記チャンバーから空気抜きする防護服。
外層及び内層を備え、チャンバーが前記内層と前記外層との間に形成される請求項８に記載の防護服。
前記内層及び外層は非通気性材料からなる請求項９に記載の防護服。
空気室をさらに備え、前記空気入れ・空気抜き装置が前記空気室内に設けられる請求項１０に記載の防護服。
複数の空気管をさらに備え、前記空気管が前記空気室と連通し且つ前記チャンバー内に
延伸する請求項１１に記載の防護服。
前記空気管の壁に複数の気孔が設けられる請求項１２に記載の防護服。
前記外層及び前記内層を貫通する通気孔をさらに備える請求項１３に記載の防護服。
前記防護服の着用者の速度、加速度、障害物との距離、防護服着用者に接近する外来物又は外来者のうちの少なくとも１つを検知するセンサをさらに備える請求項８に記載の防護服。
前記センサからの信号を受信し、前記センサの信号が所定閾値に達すると、前記空気入れ・空気抜き装置をトリガーしてエアバッグに空気入れするコントローラをさらに備える請求項１５に記載の防護服。
前記防護服のチャンバー内の圧力を検知し、前記圧力が所定圧力に達すると、前記空気入れ・空気抜き装置への電力供給を遮断する圧力センサをさらに備える請求項８に記載の防護服。