JP7187052B2 - 自動遮光溶接ヘルメット - Google Patents

Description

本開示は、一般に、自動遮光溶接ヘルメット、特に、照明装置を備えた自動遮光溶接ヘルメットに関する。

溶接現場において作業者の目を保護するために、自動遮光溶接ヘルメットの使用がますます一般的になってきている。暗く狭い場所では、作業者が頭部に装着した溶接ヘルメットを外すことが難しい場合がある。一方、作業者は、溶接対象である加工物の位置を見るために、自身が携帯している照明装置を点灯しなければならない。アーク溶接を開始する前に、照明装置を消灯しなければならない。溶接のためのテストが必要な場合には、照明装置をつけたり消したりすることが非常に頻繁になる。

さらに、溶接現場において、作業者は片手で照明装置を操作および保持しなければならず、そのため、狭い場所の場合は非常に不便になり得る。

このような問題を解決するため、本開示は、作業者が暗く狭い場所での溶接作業を便利に且つはっきりと溶接の状態を観察しながら行うことができるように、改良された自動遮光溶接ヘルメットを提案することを目的とする。

本開示の一態様において、
ヘルメットケーシングと、
ヘルメットケーシングに取り付けられ、光を透過させる状態と光を透過させない状態とに切替え可能な液晶パネルを含む、自動遮光フィルタと、
ヘルメットケーシングに取り付けられた照明装置であって、液晶パネルが光を透過させる状態にあるときは照明装置が自動的に液晶パネルの前方に向けて発光し、液晶パネルが光を透過させない状態にあるときは照明装置が自動的に発光しないように、自動遮光フィルタに接続するためのケーブルを含む照明装置と、を含む、自動遮光溶接ヘルメットが提供される。

上記照明装置は、ヘルメットケーシングの自動遮光フィルタの上方または横に着脱可能に取り付けられていてもよい。

上記照明装置は、発光するための発光ダイオード（ＬＥＤ）ランプを含んでいてもよい。

上記照明装置は、ＬＥＤランプの電源オンオフを直接制御するためにボタンが設けられていてもよい。

上記自動遮光フィルタは、ＬＥＤランプが電源オンされているかどうかに基づいてＬＥＤランプを選択的に発光させるか発光させないように制御する制御回路を含んでいてもよい。

上記照明装置は、ＬＥＤランプに電力供給するためのバッテリーを含んでいてもよい。

上記照明装置は、自動遮光フィルタのバッテリーを共用可能であってもよい。

上記自動遮光フィルタは、アーク光信号を受信するための光学センサを含み、上記制御回路は、アーク光信号の存在に応じて、液晶パネルが光を透過させない状態にあるか光を透過させる状態にあるか、および、ＬＥＤランプを発光させるか発光させないかを判定してもよい。

上記ＬＥＤランプは、上記制御回路とは独立してボタンによって制御されてもよい。

本開示の技術手段によると、暗く狭い場所において、アーク溶接を開始するたびに、自動遮光フィルタが有効になれば照明装置が自動的に電源オフになり、自動遮光フィルタが有効にならなければ照明装置が自動的に電源オンになる。したがって、作業者は、ある位置における溶接作業を行う前の静寂時にヘルメットを外さなくても、便利に且つはっきりと溶接の結果を見ることができる。これにより、作業効率が大きく向上する。

本開示の上記およびその他の態様は、以下の説明を添付の図面と併せて読むことによってよく理解されるであろう。図面は異なる比率で表示されている場合もあるが、本開示の理解に影響を及ぼすものではないことを理解されたい。図面において、
図１は、本開示の一実施形態に係る自動遮光溶接ヘルメットを概略的に示す斜視図であり、
図２は、図１の自動遮光溶接ヘルメットを概略的に示す分解図であり、
図３は、図１の自動遮光溶接ヘルメットを概略的に示す部分断面図であり、
図４は、本開示に係る自動遮光溶接ヘルメットの制御の仕方を概略的に示すブロック図であり、
図５は、本開示に係る制御処理の例示的な方法を示す。

本開示の図面において、同様または同一の構成または機能を有する特徴は、同じ参照符号で示されている。

図１は、本開示に係る自動遮光溶接ヘルメット１００の一実施形態を概略的に示し、図２は、自動遮光溶接ヘルメット１００の分解図を概略的に示す。

図示するように、自動遮光溶接ヘルメット１００は、ヘッドギア１０と、該ヘッドギア１０に着脱可能に取り付けられたヘルメットケーシング２０とを含む。例えば、ヘルメットケーシング２０は、ナイロン等の合成繊維材料からなる。ヘルメットケーシング２０は、通常の成人の頭部の輪郭に合うように成形される。ヘッドギア１０は、ヘルメットケーシング２０の内側で作業者の頭部に装着して用いられる。なお、本開示の文脈において、自動遮光溶接ヘルメットまたはその構成要素と共に用いられる「内側」という語は、自動遮光溶接ヘルメットまたはその構成要素の装着時において自動遮光溶接ヘルメットまたはその構成要素から作業者の頭部側の方向を意味し、自動遮光溶接ヘルメットまたはその構成要素と共に用いられる「外側」という語は、自動遮光溶接ヘルメットまたはその構成要素の装着時において自動遮光溶接ヘルメットまたはその構成要素から作業者の頭部と反対側の方向を意味する。

ヘルメットケーシング２０は、自動遮光溶接ヘルメット１００が正しい位置に装着されているときにヘルメットケーシング２０が作業者の顔面全体を防護し得るように、ヘッドギア１０に回動自在に取り付けられる。ヘルメットケーシング２０には略矩形の開口部２１が形成される。開口部２１には保持具３０が着脱可能に取り付けられる。保持具３０には自動遮光フィルタ４０が着脱可能に取り付けられる。

自動遮光フィルタ４０は、一般に、液晶パネル４１を含む。液晶パネル４１は、自動遮光フィルタ４０の制御回路４４によって制御され、通常は、光を透過させる状態にあるが、損傷を及ぼし得る光線から作業者の目を保護できるように、アーク溶接が開始された瞬間に光を透過させない状態になることが可能である。自動遮光フィルタ４０は、アーク溶接が開始された瞬間にアーク光信号を受信して、制御回路４４に液晶パネル４１を操作するよう通知することができるように、光学センサ４２を外面に備える。また、光電変換素子４３も自動遮光フィルタ４０の外面に設けられ、アーク溶接の開始時に強いアーク光を電気エネルギーに変換する。その電気エネルギーは、自動遮光フィルタ４０の（図示しない）バッテリーに保存され、後で使用される。特に、自動遮光フィルタ４０の外側には、飛沫が液晶パネル４１に当たらないように、透明な保護シート５０が、開口部２１に着脱可能に設けられる。

自動遮光溶接ヘルメット１００は、照明装置６０も含む。照明装置６０は、例えば、筐体と、該筐体に取り付けられたランプ（特にＬＥＤランプ）及びバッテリーとを含む。照明装置６０は、例えばヘルメットケーシング２０の頂部に、自動遮光溶接ヘルメット１００が正しい位置に装着されているときに照明装置６０のランプが作業者の前方方向を向き、照明装置の電源がオンになるとランプがヘルメットケーシング２０の前方の一定の距離に届く光を発することが可能なように、取り付けられる。例えば、２つの取付け孔２２がヘルメットケーシング２０の頂部に設けられる。また、２つの孔６１が照明装置６０の筐体に設けられる。このように、照明装置６０の孔６１をヘルメットケーシング２０の取付け孔２２のそれぞれと位置合わせし、それらにボルトを挿入し、ボルトをナットで締めることによって、照明装置６０をヘルメットケーシング２０に固定することができる。照明装置６０は、作業者の前方に照明光を当てることが可能であればヘルメットケーシング２０の他の任意の位置に配置できることが、当業者には理解されよう。例えば、照明装置６０は、ヘルメットケーシング２０の開口部２１の横に、自動遮光溶接ヘルメット１００が正しい位置に装着されているときにランプが作業者の前方に向くように配置してもよい。さらに、照明装置６０は、例えばカメラ分野における着脱可能なフラッシュランプをデジタルカメラやデジタル一眼レフカメラに接続するのと同様にして、ヘルメットケーシング２０に接続することが可能である。

照明装置６０には、ランプのオンオフの切替えを制御するために、制御回路も設けられる。照明装置６０は、照明装置６０のランプを直接制御して電源オンオフできるようにするために、ボタン６４も含む。電気端子６３を備えるケーブル６２が制御回路に接続される。図２に示すように、ヘルメットケーシング２０に貫通孔２３が形成され、照明装置６０がヘルメットケーシング２０に取り付けられるとケーブル６２とその電気端子６３とが当該孔２３を貫通できるようになっている。

自動遮光フィルタ４０には、電気端子６３を受け入れるために、レセプタクル４５が設けられる。ケーブル６２を用いて、自動遮光フィルタ４０の制御回路４４を照明装置６０の制御回路４４に接続することができ、前者は、照明装置６０のランプの電源をオンにするためにボタン６４が押された場合に、照明装置６０の動作を独立して制御する（例えば、ランプのオンオフを切り替える）ために、用いることができる。

図４は、自動遮光フィルタ４０を制御するためのブロック図を簡単に示す。図から分かるように、自動遮光フィルタ４０の制御回路４４は、光学センサ４２からアーク光信号を受信し、該信号に応じて液晶パネル４１を作動させるかまたは動作停止させる命令を液晶パネル４１に送り、同時に、照明装置６０を作動させるかまたは動作停止させる命令を照明装置６０に送ることができる。制御処理を実行するために、一連の命令が自動遮光フィルタ４０の制御回路４４に保存されている。ここで、本開示に係る制御処理の一例について、図５を参照しながら以下に例示的に説明する。

まず、ステップＳ１０において、照明装置６０のランプを発光させるために照明装置６０のボタン６４が押されたかどうかを判断する。判断結果が「ＮＯ」であれば、処理は待機を続行する。判断結果が「ＹＥＳ」であれば、処理はステップＳ２０に進む。ステップＳ２０において、アーク光信号が発生したかどうかを判定する。例えば、これは、自動遮光フィルタ４０の制御回路４４が光学センサ４２からのアーク光信号が存在するかどうかを判定することによって達成され得る。判定結果が「ＮＯ」であれば、処理は待機を続行する。判定結果が「ＹＥＳ」であれば、処理はステップＳ３０に進む。ステップＳ３０において、液晶パネル４１を作動させる。すなわち、液晶パネル４１を、光を透過させる状態から光を透過させない状態にする。一方、ステップＳ３１において、照明装置６０のランプを発光させないようにする。その後、ステップＳ４０において、アーク光信号が存在するかどうかを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」であれば、現在の状態が維持され、処理は待機を続行する。判定結果が「ＮＯ」であれば、処理はステップＳ５０に進む。ステップＳ５０において、液晶パネル４１の動作を停止させる。すなわち、液晶パネル４１を、光を透過させない状態から光を透過させる状態にする。一方、ステップＳ５１において、照明装置６０のランプを再び発光させる。その後、ステップＳ６０において、照明装置６０のボタン６４が押されたかどうかを判定する。判定結果が「ＮＯ」であれば、処理はステップＳ２０に進む。判定結果が「ＹＥＳ」であれば、処理は終了し得る。

本開示に係る処理によると、ランプを発光させるために照明装置６０のボタン６４が最初に押されると、アーク溶接が開始される都度、作業者の目を保護するために常に液晶パネル４１が作動し、それと同時に、照明装置６０のランプを自動的にオフにできる。その後、アーク溶接が開始されない場合は、液晶パネル４１を自動的に動作停止させることができ、ランプが自動的にオンにされる。したがって、作業者が溶接中にいつでも加工物の溶接具合を観察するのに好都合である。

代替的な実施形態において、ステップＳ４０を、判定結果が「ＮＯ」であって且つ一定期間（１秒等）の待機後も同じ結果である場合にのみ、処理をステップＳ５０およびステップＳ５１に進めるように設けることができる。代替的な実施形態において、照明装置６０のボタン６４を、照明装置６０が自動遮光フィルタ４０の制御回路４４によって操作されているときにその操作を照明装置６０のボタン６４によって直接終了させることができ、また、照明装置６０のオンオフの切替えを照明装置６０のボタン６４によって行うことができるように、構成することができる。

例示した実施形態においては照明装置６０がバッテリーを備えているが、照明装置６０は自動遮光フィルタ４０のバッテリーを共用してもよい。さらに、代替的な実施形態において、照明装置６０のボタン６４を無くして、照明装置６０を、自動遮光フィルタ４０のレセプタクル４５に電気端子６３が挿入されると直ちに自動遮光フィルタ４０の制御回路４４が自動的に照明装置６０のランプを電源オンして発光させ、電気端子６３が抜去されるとランプが電源オフされるように、構成することができ、これにより、上記処理からステップＳ１０およびステップＳ６０が省略される。

本開示の文脈において、様々な実施形態を任意に組み合わせることができる。いくつかの特定の実施形態について説明したが、これらの実施形態はあくまで例示のために提示したものに過ぎず、本開示の範囲を制限するとみなされるべきではない。本開示の趣旨および範囲から逸脱しない限り、種々の置換え、交代、および変形を考案可能である。

Claims (8)

1. ヘルメットケーシング（２０）と、
   前記ヘルメットケーシング（２０）に取り付けられ、光を透過させる状態と光を透過させない状態とに切り替えられるように構成された液晶パネル（４１）を含む、自動遮光フィルタ（４０）と、
   前記ヘルメットケーシングに、前記自動遮光フィルタ（４０）の上方または横に着脱可能に取り付けられた照明装置であって、
   前記液晶パネル（４１）が前記光を透過させる状態にあるときは該照明装置（６０）が自動的に前記液晶パネル（４１）の前方に向けて発光し、
   前記液晶パネル（４１）が前記光を透過させない状態にあるときは該照明装置（６０）が自動的に発光しないように、前記自動遮光フィルタ（４０）に接続されるように構成されたケーブル（６２）を含む照明装置と、を含む、自動遮光溶接ヘルメット。
2. 前記照明装置（６０）が、発光するように構成されたＬＥＤランプを含む、請求項１に記載の自動遮光溶接ヘルメット。
3. 前記照明装置（６０）が、前記ＬＥＤランプの電源オンオフを制御するように構成されたボタン（６４）を含む、請求項２に記載の自動遮光溶接ヘルメット。
4. 前記自動遮光フィルタ（４０）が、前記ＬＥＤランプが電源オンされたことに基づいて前記ＬＥＤランプを発光させるように制御するように構成された制御回路を含む、請求項３に記載の自動遮光溶接ヘルメット。
5. 前記照明装置（４０）が、前記ＬＥＤランプに電力供給するためにバッテリーを含む、請求項４に記載の自動遮光溶接ヘルメット。
6. 前記照明装置（６０）が、前記照明装置と前記自動遮光フィルタ（４０）とに電力供給するように構成されたバッテリーを含む、請求項４に記載の自動遮光溶接ヘルメット。
7. 前記自動遮光フィルタ（４０）が、アーク光信号を受信するように構成された光学センサ（４２）を含み、
   前記制御回路は、
   前記光学センサが前記アーク光信号を受信したことに基づいて、前記液晶パネル（４１）が前記光を透過させない状態にあると判定して、前記ＬＥＤランプを発光させないように制御するように構成され、
   前記光学センサが前記アーク光信号を受信していないことに基づいて、前記液晶パネルが前記光を透過させる状態にあると判定して、前記ＬＥＤランプを発光させるように制御するように構成された、請求項４に記載の自動遮光溶接ヘルメット。
8. 前記ボタン（６４）が、前記ＬＥＤランプを前記制御回路とは独立して制御するように構成された、請求項７に記載の自動遮光溶接ヘルメット。

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