WO2022080047A1 - フェイスシールド - Google Patents

Abstract

装着者の頭部に装着されるフェイスシールドであって、前記装着者の顔面の少なくとも一部に対向して配置されるシールド本体と、前記シールド本体を前記頭部の定位置に保持するシールド支持部と、前記シールド本体の上部に設けられると共に、前記シールド本体の面外方向に突出している上部巻き込み規制部と、前記シールド本体の前記上部とは反対側である下部に設けられると共に、前記シールド本体の面外方向に突出している下部巻き込み規制部と、を備えているフェイスシールド。

Description

フェイスシールド

　本開示は、有害なウイルス、塵埃等を含む気流から人体、特に顔面を保護する目的で使用されるフェイスシールドに関する。

　有害なウイルス、塵埃等を含む気流から人体、特に顔面を保護する目的で使用される感染防止装置が知られている（特許文献１～７参照）。この種の感染防止装置において、特に、フェイスシールドは、装着も簡単で、機能性に優れ、様々な場面で便利に使用することができる。フェイスシールドは、顔面の少なくとも一部を正面から覆うシールド本体を備えており、シールド本体を頭部の定位置に保持する支持部を備えている。フェイスシールドで顔面を覆うことで、例えば、患者が会話やくしゃみ等によってウイルスを含む飛沫物を飛翔させた場合に、それら飛沫をフェイスシールドで防ぐ事ができる。その結果、有害なウイルスがフェイスシールドの装着者の人体に及ぼす影響を抑制できる。また、この種のフェイスシールドにおいて、簡易な構造を実現しつつ、装着者の呼吸を楽にするために、シールド本体の上部と下部とが開放された形態が使用されることがある。

特開２０１１－０８７６９０号公報 特開２０１１－０４１６８６号公報 特開２００２－０１７８７９号公報 特表２０１０－５００１２７号公報 特表２００２－５０９１９８号公報 特表２００１－５１４９４８号公報 特表平０７－５０９６３５号公報

　上部と下部とが開放されたフェイスシールドにおいて、有害なウイルスを含んだ飛沫や塵埃等を含む気流の進入を、より効果的に防止するためには、更なる工夫や改良が必要であった。

　本開示は、有害なウイルスを含んだ飛沫や塵埃等を含む気流の進入を効果的に防止できるフェイスシールドを提供することを目的とする。

　発明者らは、従来のフェイスシールドでは、外部からの気流の一部が内側に進入してくる可能性があるとの知見を得た。具体的には、従来のフェイスシールドを用いて、流れの数値シミュレーションを行ったところ、外部からの気流が、フェイスシールドの上端縁及び下端縁から巻き込まれるようにして、内側に進入してしまうことを確認した。そこで、発明者らは、この課題を解決するために鋭意検討を進め、本開示に想到した。

　本開示は、装着者の頭部に装着されるフェイスシールドである。フェイスシールドは、装着者の顔面の少なくとも一部に対向して配置されるシールド本体と、シールド本体を頭部の定位置に保持するシールド支持部と、シールド本体の上部に設けられると共に、シールド本体の面外方向に突出している上部巻き込み規制部と、シールド本体の上部とは反対側である下部に設けられると共に、シールド本体の面外方向に突出している下部巻き込み規制部と、を備えている。

　本開示によれば、シールド本体の上部の外縁で巻き込まれる可能性のある気流の流れは上部巻き込み規制部の干渉を受け、内側に進入し難くなる。また、シールド本体の下部の外縁で巻き込まれる可能性のある気流の流れは下部巻き込み規制部の干渉を受け、内側に進入し難くなる。その結果、有害なウイルスを含んだ飛沫や塵埃等を含む気流の進入を効果的に防止することができる。

　このフェイスシールドにおいて、シールド本体の上部は、上方の外縁である上端縁を備え、下部は、下方の外縁である下端縁を備えていてもよい。上部巻き込み規制部は上端縁に沿うように設けられており、下部巻き込み規制部は下端縁に沿うように設けられていてもよい。上部巻き込み規制部により、上端縁で発生する可能性のある気流の巻き込みを効果的に防止することができる。また、下部巻き込み規制部により、下端縁で発生する可能性のある気流の巻き込みを効果的に防止することができる。

　このフェイスシールドにおいて、シールド本体は、顔面に対面する側のシールド内面と、シールド内面に対して反対側のシールド外面、とを備えていてもよい。上部巻き込み規制部は、シールド外面から突出するように設けられており、下部巻き込み規制部は、シールド内面から突出するように設けられていてもよい。上部巻き込み規制部をシールド外面に設けることで、気流が上端縁に到達する前に流れを遮ることができる。また、下部巻き込み規制部をシールド内面に設けることで、装着者の作業時の視界に入り難くなるため、作業性の向上に有利になる。

　このフェイスシールドにおいて、シールド本体は可撓性を有し、上部巻き込み規制部は、シールド外面が凸曲面となるような湾曲状態でシールド本体を保持していてもよい。シールド本体の湾曲を維持するために要する他の構造物の簡略化、あるいは省略が可能になる。

　このフェイスシールドにおいて、上部巻き込み規制部は、シールド外面から突出すると共に、シールド本体の上端縁から離間しており、シールド本体は、上部巻き込み規制部から上端縁に至る上部延長部を備えていてもよい。上部巻き込み規制部を乗り越える気流の流れが存在しても、上部延長部によって遮ることができ、内側への進入を、より効果的に防止できる。

　このフェイスシールドにおいて、下部巻き込み規制部は、下端縁に沿ってシールド内面から突出した内方突出部と、内方突出部から屈曲し、内方突出部を基準にして主シールド部とは反対側に突出した屈曲部とを備えていてもよい。上部延長部の上下方向の幅をＬ１、上部巻き込み規制部の突出方向の幅をＬ２とした場合に、上部延長部の幅に対する上部巻き込み規制部の幅の比であるＬ２／Ｌ１は０．５以上であるようにしてもよい。内方突出部の突出方向の幅をＬ３、屈曲部の突出方向の幅をＬ４とした場合に、内方突出部の幅に対する屈曲部の幅の比であるＬ４／Ｌ３は０．５以上であるようにしてもよい。これらの条件を満たす上部延長部及び屈曲部により、気流の内側への進入を、より効果的に防止できる。

　このフェイスシールドにおいて、上部延長部は、主シールド部の延長面に対して傾斜しており、上部延長部の傾斜角度は、２０度以下であるようにしてもよい。フェイスシールドを頭部に装着した場合に、例えば、頭部の湾曲に沿うように上部延長部を傾斜させると、フェイスシールドを装着した際のフィット感が向上する。一方で、傾斜角度が大きくなれば気流が乗り越え易くなるところ、傾斜角度が２０度以下であれば、気流の乗り越えを効果的に防止できる。

　このフェイスシールドにおいて、下部巻き込み規制部は、下端縁に沿ってシールド内面から突出した内方突出部と、内方突出部から屈曲し、内方突出部を基準にして主シールド部とは反対側に突出した屈曲部とを備えていてもよい。屈曲部は、主シールド部に平行な仮想の基準面に対して傾斜しており、屈曲部の傾斜角度は、２０度以下であるようにしてもよい。屈曲部の傾斜角度を２０度以下にすることで、例えば、フェイスシールドを頭部に装着した場合のフィット感の向上と、屈曲部に対する気流の乗り越えの防止とを両立できる。

　このフェイスシールドにおいて、シールド本体は、上部巻き込み規制部と下部巻き込み規制部との間の主シールド部を備え、顔面に対面する側のシールド内面において、主シールド部側の内方及びその内方とは反対側の外方の少なくとも一方に向けて空気を吹き出す調和空気噴射部を更に備えていてもよい。

　このフェイスシールドにおいて、調和空気噴射部から吹き出される空気の吹き出し速度は、１０cm／sec以上であってもよい。

　本開示によれば、有害なウイルスを含んだ飛沫や塵埃等を含む気流の進入を効果的に防止できる。

図１は、実施形態に係るフェイスシールドを示し、装着者に装着された状態を示す側面図である。 図２は、実施形態に係るフェイスシールドを正面側から見た斜視図である。 図３は、実施形態に係るフェイスシールドを背面側から見た斜視図である。 図４は、実施形態に係るフェイスシールドの上面図である。 図５は、図４のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。 図６は、くしゃみに起因して生じる気流の流れを示し、実施形態に係るフェイスシールド近傍の流れの数値シミュレーション結果を示す図である。 図７は、比較形態に係るフェイスシールドにおける気流の巻き込み量と、実施形態に係る気流の巻き込み量とを比較して示すグラフである。 図８は、比較形態に係るフェイスシールドにおける気流の巻き込み量と、変形例に係る気流の巻き込み量とを比較して示すグラフである。 図９は、第２の実施形態に係るフェイスシールドを背面側から見た斜視図である。 図１０は、第３の実施形態に係るフェイスシールドを背面側から見た斜視図である。 図１１は、第４の実施形態に係るフェイスシールドの側面図である。 図１２は、第５の実施形態に係るフェイスシールドを背面側から見た斜視図である。 図１３は、比較形態に係るフェイスシールドの斜視図である。 図１４は、比較形態に係るフェイスシールドに対し、くしゃみに起因して生じる気流の流れを示す数値シミュレーションの結果を示す図である。 図１５は、くしゃみに起因して生じる気流の流れを示し、比較形態に係るフェイスシールド近傍の流れの数値シミュレーション結果を示す図である。

　本開示の実施形態に係るフェイスシールドについて説明する。フェイスシールドは、有害なウイルス、塵埃等を含む気流から人体、特に顔面を保護する目的で使用される。フェイスシールドは、様々な処置を施したり、作業を行ったりする人物（以下、「装着者」と称する）の頭部に装着される。なお、以下の説明では、フェイスシールドを頭部に装着した状態を基準にし、顔面の額側を「上」として説明し、下顎先側を「下」として説明し、「上」から「下」、あるいは「下」から「上」に向く方向を「上下方向」として説明する。また、上下方向に対して直交する方向を基準にした交差方向は、横方向として説明する。

　図１に示されるように、第１の実施形態に係るフェイスシールド１Ａは、装着者Ｐの顔面Ｆに対向して配置されるシールド本体２と、シールド本体２を頭部Ｈｅの定位置に保持するシールド支持部３と、を備えている。シールド支持部３は、シールド本体２が顔面Ｆに対向する定位置に安定して保持される形態であれば、様々な形態を採用することができる。例えば、シールド支持部３は、頭部Ｈｅに巻かれるように装着されるベルト状の部材や、頭部Ｈｅの側面を挟み付けるように装着されるメガネのフレーム状の部材などを任意に採用できる。本実施形態では、一例としてベルト状のシールド支持部３を説明している。

　シールド本体２は、少なくとも顔面Ｆの一部、特に、口や鼻孔を覆うことができる形状やサイズであればよく、様々な形態を採用できる。本実施形態では、顔面Ｆの全体を覆うことができるサイズのシールド本体２を例示して説明する。シールド本体２は、装着者Ｐの視界を確保するために無色透明なプレート状を基本とし、使用態様によっては様々な色付きの透明、あるいは半透明であってもよい。

　図２、図３、図４、及び図５に示されるように、シールド本体２は、上下方向で縦長の略矩形であり、顔面Ｆに対面する側のシールド内面２ａと、シールド内面２ａとは反対側となるシールド外面２ｂとを備えている。シールド本体２は、顔面Ｆの横方向に沿った形状に倣うように湾曲している。具体的には、シールド内面２ａが凹曲面、シールド外面２ｂが凸曲面となるように湾曲している。つまり、シールド本体２を平面視した（上方から見た）場合に（図４参照）、曲率中心がシールド外面２ｂ側ではなく、シールド内面２ａ側に規定されるように湾曲している。

　本実施形態に係るシールド本体２は可撓性を有しており、シールド本体２の湾曲は、シールド本体２の上部２０ａに設けられた湾曲形成部４によって形成されている。湾曲形成部４は、所定の湾曲形状を形成するための円弧部を備えている。シールド本体２は円弧部に一体化し、その結果、シールド本体２には、円弧部に倣うような所定の湾曲が形成されている。

　シールド本体２の外縁は、上方の上端縁２ｘ、下方の下端縁２ｙ、及び左右の側端縁２ｚによって形成されている。本実施形態に係る上端縁２ｘは横方向に延在し、正面から見て直線状を呈する。上端縁２ｘは、例えば、正面から見て屈曲形状、湾曲形状、波状、または鋸刃状等であっても良い。また、本実施形態に係る下端縁２ｙは横方向に延在し、中央部分が正面から見て直線状を呈し、両端が湾曲した形状である。下端縁２ｙは、直線状、屈曲形状、波状、または鋸刃状等であっても良い。

　フェイスシールド１Ａは、シールド本体２の上部２０ａに配置された庇部５Ａと、上部２０ａとは反対側である下部２０ｂに配置された折り返し部６Ａと、を備えている。シールド本体２の上部２０ａとは、シールド本体２を上下方向の長さが均等になるように二分割したと仮定した場合の上側の部分であり、下部２０ｂとは下側の部分を意図する。上部２０ａは上端縁２ｘを含んでおり、下部２０ｂは下端縁２ｙを含んでいる。換言すると、シールド本体２において下端縁２ｙよりも上端縁２ｘの方が近くなる領域は上部２０ａであり、上端縁２ｘよりも下端縁２ｙの方が近くなる領域は下部２０ｂである。

　庇部５Ａは、上端縁２ｘに沿うように設けられており、折り返し部６Ａは、下端縁２ｙに沿うように設けられている。ここで、上端縁２ｘに沿うという意味は、上端縁２ｘに並んで設けられていることを意味しており、上端縁２ｘから離間することなく一致している形態、及び上端縁２ｘから離間した状態で延在している形態の両方を含む。また、下端縁２ｙに沿うという意味は、下端縁２ｙに並んで設けられていることを意味しており、下端縁２ｙから離間することなく一致している形態、及び下端縁２ｙから離間した状態で延在している形態の両方を含む。本実施形態に係る庇部５Ａは、上端縁２ｘから離間して延在している上部巻き込み規制部の一例であり、折り返し部６Ａは、下端縁２ｙに一致している下部巻き込み規制部の一例である。

　シールド本体２は、庇部５Ａと折り返し部６Ａとの間に主シールド部２１を備えている。また、シールド本体２は、上端縁２ｘと庇部５Ａとの間の領域であり、庇部５Ａから上端縁２ｘに至る上部延長部２２を備えている。

　庇部５Ａは、シールド本体２の面外方向に突出するように設けられている。シールド本体２の面外方向に突出するとは、シールド外面２ｂの法線方向に向けて突出している形態、及びシールド内面２ａの法線方向に向けて突出している形態の両方を意図している。さらに、突出方向は、シールド外面２ｂに直交する方向のみならず、シールド内面２ａに直交する方向に対して傾斜する方向も含まれる。本実施形態に係る庇部５Ａは、シールド外面２ｂから突出するように設けられている。

　折り返し部６Ａは、シールド本体２の面外方向に突出するように設けられている。シールド本体２の面外方向に突出するとは、シールド内面２ａの法線方向に向けて突出している形態、及びシールド外面２ｂの法線方向に向けて突出している形態の両方を意図している。さらに、突出方向は、シールド外面２ｂに直交する方向のみならず、シールド内面２ａに直交する方向に対して傾斜する方向も含まれる。本実施形態に係る折り返し部６Ａは、シールド内面２ａから突出するように設けられている。

　折り返し部６Ａは、シールド本体２の下端縁２ｙで折り返されるように設けられ、シールド内面２ａから突出した内方突出部６１と、内方突出部６１の先端側で再度、折り返されるように屈曲している屈曲部６２とを備えている。屈曲部６２は、内方突出部６１から下方に向けて突出している。つまり、屈曲部６２は、内方突出部６１を基準にして主シールド部２１とは反対側に突出するように設けられている。

　なお、本実施形態では、折り返し部６Ａが下部巻き込み規制部として機能しており、下端縁２ｙと折り返し部６Ａとの間にシールド本体２の延長部は存在しない。しかしながら、折り返し部６Ａの代わりに、下端部から離間した状態で、下端部に沿うように延在する張り出し部（下部巻き込み規制部の一例）を設け、張り出し部から下端部に至る下部延長部を設けるようにしてもよい。この場合、張り出し部は、シールド内面２ａから面外方向に突出するように設けてもよいし、シールド外面２ｂから面外方向に突出するように設けてもよい。

　フェイスシールド１Ａにおいて、特にシールド本体２の材料として、透明ＡＢＳ樹脂、アクリロニトリル－スチレン共重合樹脂（ＡＳ樹脂）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ樹脂）、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂（ポリカ）、ＳＢＣ樹脂（スチレンーブタジエン系熱可塑性エラストマー）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、及びポリエチレン樹脂（ＰＥ）を適宜に利用することができる。

　また、フェイスシールド１Ａは、射出成型、プレス成型、真空圧空成型、ＴＯＭ成型等によって製造することができ、また、シールド本体２とシールド支持部３とは一体成形であっても、別部品として製造した後に接着して一体にしてもよい。

　次に、本実施形態に係るフェイスシールド１Ａの作用、効果について、比較形態と比較しながら説明する。図１３は、比較形態に係るフェイスシールド１００を示す斜視図である。比較形態に係るフェイスシールド１００は、庇部５Ａなどの上部巻き込み規制部や、折り返し部６Ａなどの下部巻き込み規制部は設けられていない。

　図１４は、比較形態に係るフェイスシールド１００に対し、くしゃみに起因して生じる気流の流れを示す数値シミュレーションの結果を示し、気流の等速度分布図である。また、図１５は、くしゃみに起因して生じる気流の流れを示し、比較形態に係るフェイスシールド１００近傍の流れの数値シミュレーション結果を示す図である。

　この数値シミュレーションでは、フェイスシールド１００を装着している装着者Ｐの正面から１ｍ離れた位置でくしゃみが発生したと仮定している。図１４では、くしゃみから０．１秒後（図１４の（ａ）図）、および０．２６秒後（図１４の（ｂ）図）に、それぞれくしゃみによるジェット状の気流がどのように進むかを示している。くしゃみから０．１秒後、くしゃみによって生じたジェット状の気流の前方周囲では渦輪が生成されている。また、くしゃみから０．２６秒後、気流の流れおよび渦輪はシールド本体２に高速で衝突している。渦輪は周囲に浮遊する微小な粒子を自身の中に取り込んで搬送する能力を有する。つまり、渦輪の搬送能力により、ウイルスを含んだ飛沫物および塵埃等は、シールド本体２まで搬送されている可能性が高いと考える。

　次に、図１５の（ａ）図は、くしゃみから０．２５秒後のシールド本体１０２近傍の気流の流れの様子を示す図である。図１５の（ａ）図に示されるように、くしゃみから０．２５秒後には、シールド本体１０２の上端部で気流の巻き込みが発生し、気流は、シールド本体１０２の内側であるシールド本体２と顔面Ｆとの間の領域に進入している。また、図１５の（ｂ）図は、くしゃみから０．３３秒後のシールド本体１０２近傍の気流の流れの様子を示す図である。図１５の（ｂ）図に示されるように、くしゃみから０．３３秒後には、シールド本体１０２の下端部で気流の巻き込みが発生し、気流は、シールド本体１０２の内側に進入している。

　シールド本体２の上端部での巻き込み及び下端部での巻き込みの中には、前述の渦輪により搬送された有害なウイルス、および塵埃等が含まれている可能性がある。その結果として、比較形態に係るフェイスシールド１００を装着した装着者Ｐに対しては、十分な防護を実現できない可能性があった。

　これに対し、本実施形態に係るフェイスシールド１Ａによれば、庇部５Ａ及び折り返し部６Ａを設けることにより、前述の渦輪などを含む気流の流れが内側に進入しようとするのを効果的に防止できる。以下、具体的に説明する。

　図６は、くしゃみに起因して生じる気流の流れを示し、実施形態に係るフェイスシールド１Ａ近傍の流れの数値シミュレーション結果を示す図である。そして、図６の（ａ）図は、くしゃみから０．２５秒後のシールド本体２近傍の気流の流れの様子を示す図である。図６の（ｂ）図は、くしゃみから０．３３秒後のシールド本体２近傍の気流の流れの様子を示す図である。

　図６の（ａ）図に示されるように、渦輪などを含む気流の流れは、庇部５Ａによって誘起される流れによって上端縁２ｘを乗り越える前に抑制され、内側への進入が防止される。また、図６の（ｂ）図に示されるように、渦輪などを含む気流の流れは、下端縁２ｙを乗り越えるものの、折り返し部６Ａによって誘起される流れによって内側に進入する前に抑制され、気流が内側に進入するのを防止される。その結果、上記の比較形態に係るフェイスシールド１００に比べて、例えば、最大巻き込み量を１／１０以下にまで低減できる。

　また、本実施形態に係るフェイスシールド１Ａは、上方に上部延長部２２を備えており、また、下方の折り返し部６Ａには内方突出部６１と屈曲部６２とが設けられている。上記の作用効果に関連し、上部延長部２２の上下方向の幅と庇部５Ａの突出方向の幅との関係、及び内方突出部６１の突出方向の幅と屈曲部６２の突出方向の幅との関係について説明する。ここで、図７の（ａ）図に示されるように、上部延長部２２の上下方向の幅をＬ１、庇部５Ａの突出方向の幅をＬ２とする。また、図７の（ｂ）図に示されるように、下方の折り返し部６Ａにおいて、内方突出部６１の突出方向の幅をＬ３、屈曲部６２の突出方向の幅をＬ４とする。

　図７の（ｃ）図は、上部延長部２２の幅Ｌ１、及び庇部５Ａの幅Ｌ２において、Ｌ１、Ｌ２の数値を変えてシミュレーションし、取得した巻き込み量と比較形態に係るフェイスシールドの巻き込み量との関係（巻き込み程度）を示している。特に、図７の（ｃ）図は、上部延長部２２の幅に対する庇部５Ａの幅の比（Ｌ２／Ｌ１）と、巻き込み程度との相関関係を示している。さらに、図７の（ｃ）図は、内方突出部６１の幅Ｌ３、及び屈曲部６２の幅Ｌ４において、Ｌ３、Ｌ４の数値を変えてシミュレーションし、取得した巻き込み量と比較形態に係るフェイスシールドの巻き込み量との関係（巻き込み程度）を示している。特に、図７の（ｃ）図は、内方突出部６１の幅に対する屈曲部６２の幅の比（Ｌ４／Ｌ３）と、巻き込み程度との相関関係を示している。なお、上記の巻き込み量は、計算結果の流速をベースにして、くしゃみに９００個程度の質量０の粒子を乗せて、その軌跡を追うことで取得している。つまり、９００個のうち、何個の粒子がシールド本体２、１０２の内側に進入するかを計測することで、巻き込み量を取得している。そして、比較形態に係るフェイスシールド１００の巻き込み量と実施形態に係るフェイスシールド１Ａの巻き込み量とを比較することで、上述の巻き込み程度を導出している。

　図７の（ｃ）図において、巻き込み程度（縦軸）が「１」の場合は、比較形態に係るフェイスシールド１００と同程度の巻き込み量が発生していることを意味する。そして、巻き込み程度が「１」よりも小さくなればなるほど、巻き込み量が小さくなっていることを意味している。本実施形態に係るフェイスシールド１Ａにおいて、Ｌ２／Ｌ１が０．５以上であれば、上側巻き込み量（巻き込み程度）は比較形態に係るフェイスシールド１００の半分以下となる。Ｌ２／Ｌ１が１以上であれば、上側巻き込み量（巻き込み程度）は比較形態に係るフェイスシールド１００の１／３以下となる。また、本実施形態に係るフェイスシールド１Ａにおいて、Ｌ４／Ｌ３が０．５以上であれば、下側巻き込み量（巻き込み程度）は比較形態に係るフェイスシールド１００の半分以下となる。Ｌ４／Ｌ３が１以上であれば、下側巻き込み量（巻き込み程度）は比較形態に係るフェイスシールド１００の１／３以下となる。

　なお、上記のシミュレーションによれば、少なくとも、上部延長部２２の幅Ｌ１、庇部５Ａの幅Ｌ２、内方突出部６１の幅Ｌ３、及び屈曲部６２の幅Ｌ４は、それぞれ１０ｍｍ以上が望ましく、また、１５ｍｍ以上であれば更に望ましい。

　次に、図８を参照し、フェイスシールド１Ａの変形例について説明する。変形例に係るフェイスシールド１Ａの上部延長部２２は、主シールド部２１の延長面Ｆａに対して傾斜角度θ１で傾斜している（図８の（ａ）図参照）。また、屈曲部６２は、主シールド部２１に平行な仮想の基準面Ｆｂに対して傾斜角度θ２で傾斜している（図８の（ｂ）図参照）。上部延長部２２の傾斜、及び屈曲部６２の傾斜は、フェイスシールド１Ａを頭部Ｈｅに装着した場合のフィット感を向上させるため、内方、つまり、顔面Ｆ側に向けて傾いている。

　ここで図８の（ｃ）図は、傾斜角度θ１、θ２において、θ１、θ２の数値を変えてシミュレーションし、取得した巻き込み量と比較形態に係るフェイスガードの巻き込み量との関係（巻き込み程度）を示している。特に、図８の（ｃ）図は、傾斜角度θ１、θ２と、巻き込み程度との相関関係を示している。

　図８の（ｃ）図において、巻き込み程度（縦軸）が「１」の場合は、比較形態に係るフェイスシールド１００と同程度の巻き込み量が発生していることを意味する。また、図８の（ｃ）図に示されるように、傾斜角度θ１、θ２が増加すると、シールド本体２の内側に進入する巻き込む量が増える傾向を示している。しかしながら、傾斜角度θ１、θ２が５０度以下であれば、巻き込み量は、比較形態に係るフェイスシールド１００の半分以下となり、傾斜角度θ１、θ２が２０度以下であれば、２／５以下に低減できることを示している。

　以上の通り、フェイスシールド１Ａによれば、シールド本体２の上端縁２ｘから巻き込まれる可能性のある流れは庇部５Ａ（上部巻き込み規制部）によって遮られ、内側に進入し難くなる。また、シールド本体２の下端縁２ｙから巻き込まれる可能性のある流れは折り返し部６Ａ（下部巻き込み規制部）によって遮られ、内側に進入し難くなる。その結果、有害なウイルスを含んだ飛沫や塵埃等を含む気流の進入を効果的に防止することができる。

　また、フェイスシールド１Ａにおいて、庇部５Ａ（上部巻き込み規制部）は、シールド外面２ｂから突出するように設けられている。折り返し部６Ａ（下部巻き込み規制部）は、シールド内面２ａから突出するように設けられている。庇部５Ａをシールド外面２ｂに設けることで、気流が上端縁２ｘに到達する前に流れを遮ることができる。また、折り返し部６Ａをシールド内面２ａに設けることで、装着者Ｐの作業時の視界に入り難くなるため、作業性の向上に有利になる。

　また、本実施形態に係るシールド本体２は上部延長部２２を備えている。その結果、上方に向けて庇部５Ａを乗り越える気流の流れが存在しても、上部延長部２２によって遮ることができ、内側への進入を、より効果的に防止できる。

　また、フェイスシールド１Ａにおいて、上部延長部２２の幅Ｌ１に対する庇部５Ａの幅の比であるＬ２／Ｌ１は０．５以上にすることも可能である。また、内方突出部６１の幅Ｌ３に対する屈曲部６２の幅Ｌ４の比であるＬ４／Ｌ３は０．５以上にすることも可能である。これらの条件を満たす上部延長部２２及び屈曲部６２により、気流の内側への進入を、より効果的に防止できる。

　また、上述の変形例に係るフェイスシールド１Ａにおいて、上部延長部２２は、主シールド部２１の延長面Ｆａに対して傾斜している。上部延長部２２の傾斜角度θ１は、例えば、２０度以下にすることができる。フェイスシールド１Ａを頭部Ｈｅに装着した場合に、例えば、頭部Ｈｅの湾曲に沿うように上部延長部２２を傾斜させるとフェイスシールド１Ａを装着した際のフィット感が向上する。一方で、傾斜角度θ１が大きくなれば気流が乗り越え易くなるところ、傾斜角度θ１が２０度以下であれば、気流の乗り越えを効果的に防止できる。

　また、上述の変形例に係るフェイスシールド１Ａにおいて、折り返し部６Ａの屈曲部６２は、主シールド部２１に平行な仮想の基準面Ｆｂに対して傾斜している。屈曲部６２の傾斜角度θ２は、例えば、２０度以下にすることができる。屈曲部６２の傾斜角度θ２を２０度以下にすることで、例えば、フェイスシールド１Ａを頭部Ｈｅに装着した場合のフィット感の向上と、屈曲部６２に対する気流の乗り越えの防止とを両立できる。

　次に、図９を参照して第２の実施形態に係るフェイスシールド１Ｂについて説明する。フェイスシールド１Ｂは、第１の実施形態に係るフェイスシールド１Ａと共通の構造や要素を備え、その共通の構造や要素によって奏される作用、効果も共通する。したがって、以下の説明では、フェイスシールド１Ａと共通の構造や要素については同一の符号を付して詳しい説明を省略し、相違点を中心に説明する。

　フェイスシールド１Ｂは、第１の実施形態に係るフェイスシールド１Ａに設けられた湾曲形成部４を備えていない。フェイスシールド１Ｂは、可撓性を有するシールド本体２が湾曲し、湾曲した状態のシールド本体２が庇部５Ａに固定されることで、所定の湾曲形状が保持されている。例えば、庇部５Ａは、シールド外面２ｂが凸曲面となるような湾曲状態でシールド本体２を保持している。フェイスシールド１Ｂによれば、シールド本体２の湾曲を維持するための他の構造物（湾曲形成部４等）の簡略化、あるいは省略が可能になり、コンパクト化に有利になる。

　次に、図１０を参照して第３の実施形態に係るフェイスシールド１Ｃについて説明する。フェイスシールド１Ｃは、第１の実施形態に係るフェイスシールド１Ａと共通の構造や要素を備え、その共通の構造や要素によって奏される作用、効果も共通する。したがって、以下の説明では、フェイスシールド１Ａと共通の構造や要素については同一の符号を付して詳しい説明を省略し、相違点を中心に説明する。

　フェイスシールド１Ｃは、庇部５Ａの代わりに上部張り出し部５Ｃ（上部巻き込み規制部）を設けている。上部張り出し部５Ｃはシールド内面２ａから面外方向に突出するように設けられており、また、上端縁２ｘから離間しつつ、上端縁２ｘに沿うように延在している。

　フェイスシールド１Ｃにおいて、シールド本体２の上端縁２ｘから巻き込まれる可能性のある流れ、つまり、上端縁２ｘを乗り越えた一部の流れは、上部張り出し部５Ｃによって遮られる。その結果、その流れは、上部張り出し部５Ｃの下方である内側に進入し難くなる。また、上部張り出し部５Ｃは顔面Ｆ側に向けて突出しているので、顔面Ｆと上部張り出し部５Ｃとの間に隙間は小さくなり、気流が内側に進入し難くなる環境を形成できる。

　また、フェイスシールド１Ｃは、折り返し部６Ａの代わりに下部張り出し部６Ｃ（下部巻き込み規制部）を設けている。下部張り出し部６Ｃはシールド外面２ｂから面外方向に突出するように設けられており、また、下端縁２ｙに沿うように延在している。下部張り出し部６Ｃをシールド外面２ｂに設けることで、気流が下端縁２ｙを乗り越える前に流れを遮ることができる。下部張り出し部６Ｃは、下端縁２ｙに接した状態で延在していても、下端縁２ｙから離間した状態で延在していてもよい。

　次に、図１１を参照して第４の実施形態に係るフェイスシールド１Ｄについて説明する。フェイスシールド１Ｄは、第１の実施形態に係るフェイスシールド１Ａと共通の構造や要素を備え、その共通の構造や要素によって奏される作用、効果も共通する。したがって、以下の説明では、フェイスシールド１Ａと共通の構造や要素については同一の符号を付して詳しい説明を省略し、相違点を中心に説明する。

　フェイスシールド１Ｄは、シールド本体２に設置された上部調和空気噴出部７及び下部調和空気噴出部８を備えている。上部調和空気噴出部７は、主シールド部２１の上部に配置されており、シールド内面２ａの所定位置に固定されている。下部調和空気噴出部８は、主シールド部２１の下部に配置されており、シールド内面２ａの所定位置に固定されている。

　上部調和空気噴出部７は、シールド内面２ａの湾曲形状に倣うように湾曲した空気供給管７１と、空気供給管に設けられた複数の噴射口７２とを備えている。下部調和空気噴出部８は、シールド内面２ａの湾曲形状に倣うように湾曲した空気供給管８１と、空気供給管８１に設けられた複数の噴射口８２とを備えている。上部調和空気噴出部７の空気供給管７１、及び下部調和空気噴出部８の空気供給管８１は、空気導入チューブなどの導入ライン９１を介して空気供給装置９に接続されている。

　空気供給装置９は、空気を送るために回転するファン９２、電源機器、及びフィルター機器等を備えている。電源機器はファン９２を駆動するための機器である。電源機器は、リチウムイオンバッテリーや各種電池、コンセント電源などを使用することができる。フィルター機器は、空気からウイルスや細菌、埃等を除去する目的で使用される機器である。フィルター機器は、例えば、ＨＥＰＡフィルターを使用することができる。

　本実施形態に係る上部調和空気噴出部７の噴射口７２は、シールド内面２ａにおいて主シールド部２１の中心側（内方）とは反対側である外方に向けて空気Ａｒを吹き出すように設けられている。つまり、噴射口７２は、上方に向けて空気Ａｒを吹き出すように設けられている。また、下部調和空気噴出部８の噴射口８２は、シールド内面２ａにおいて主シールド部２１の中心側（内方）とは反対側である外方に向けて空気Ａｒを吹き出すように設けられている。つまり、噴射口８２は、下方に向けて空気Ａｒを吹き出すように設けられている。上部調和空気噴出部７の噴射口７２から吹き出される空気Ａｒの吹き出し速度は、例えば、１０cm／sec以上である。また、下部調和空気噴出部８の噴射口８２から吹き出される空気Ａｒの吹き出し速度は、例えば、１０cm／sec以上である。

　本実施形態によれば、シールド本体２の上端縁２ｘを乗り越えて内側に進入してくる流れがあったとしても、その流れは、上部調和空気噴出部７から吹き出される空気Ａｒ（気流）の干渉を受け、あるいは押し戻される。その結果、巻き込み流の発生が防止される。また、シールド本体２の下部の折り返し部６Ａを乗り越えて内側に進入してくる流れがあったとしても、その流れは、下部調和空気噴出部８から吹き出される空気Ａｒ（気流）の干渉を受け、あるいは押し戻される。その結果、巻き込み流の発生が防止される。

　なお、上部調和空気噴出部７の噴射口７２は、シールド内面２ａにおいて主シールド部２１の中心側（内方）、つまり、下方に向けて空気Ａｒを吹き出すように設けてもよい。また、下部調和空気噴出部８の噴射口８２は、シールド内面２ａにおいて主シールド部２１の内方、つまり、上方に向けて空気Ａｒを吹き出すように設けてもよい。この場合、主シールド部２１に向けて空気Ａｒが吹き出されることになるので、主シールド部２１の曇り止め効果を期待できる。また、上部調和空気噴出部７及び下部調和空気噴出部８のいずれか一方のみを設けるようにしてもよい。

　次に、図１２を参照して第５の実施形態に係るフェイスシールド１Ｅについて説明する。フェイスシールド１Ｅは、第４の実施形態に係るフェイスシールド１Ｄと共通の構造や要素を備え、その共通の構造や要素によって奏される作用、効果も共通する。したがって、以下の説明では、フェイスシールド１Ｄと共通の構造や要素については、同一の符号を付して詳しい説明を省略し、相違点を中心に説明する。

　フェイスシールド１Ｅは、庇部５Ａを省略すると共に、上部巻き込み規制部として機能する上部調和空気噴出部７Ｅを備えている。また、第５の実施形態に係るフェイスシールド１Ｅは、折り返し部６Ａを省略すると共に、下部巻き込み規制部として機能する下部調和空気噴出部８Ｅを備えている。

　例えば、上部調和空気噴出部７Ｅは、シールド内面２ａから面外方向に突出するように設けられている。また、上部調和空気噴出部７Ｅは、シールド本体２の上端縁２ｘから離間しつつ、上端縁２ｘに沿うように延在している。また、下部調和空気噴出部８Ｅは、シールド内面２ａから面外方向に突出するように設けられている。また、下部調和空気噴出部８Ｅは、シールド本体２の下端縁２ｙに沿うように延在している。下部調和空気噴出部８Ｅは、下端縁２ｙに接した状態で延在していても、下端縁２ｙから離間した状態で延在していてもよい。

　上部調和空気噴出部７Ｅの噴射口７２は、シールド内面２ａにおいて主シールド部２１の内方（下方）及び外方（上方）の両方に向けて空気Ａｒを吹き出すように設けられている。また、下部調和空気噴出部８Ｅの噴射口８２は、シールド内面２ａにおいて主シールド部２１の内方（上方）及び外方（下方）の両方に向けて空気Ａｒを吹き出すように設けられている。なお、上部調和空気噴出部７Ｅの噴射口７２は、シールド内面２ａにおいて主シールド部２１の内方のみ、あるいは外方のみに空気Ａｒを吹き出すように設けられていてもよい。また、下部調和空気噴出部８Ｅの噴射口８２は、シールド内面２ａにおいて主シールド部２１の内方のみ、あるいは外方のみに空気Ａｒを吹き出すように設けられていてもよい。

　本実施形態によれば、巻き込み流の内側への進入防止と、シールド内面２ａにおける曇り止めの防止とを両立できる。

　以上、実施形態及び変形例に基づいて本開示を具体的に説明したが、本開示は、これらの実施形態や変形例のみに限定されるものではない。例えば、上部巻き込み規制部は、シールド本体の上端縁に沿って連続的に設けられている形態に限定されず、シールド本体の上部に設けられることで、気流が内側に進入するのを少しでも防止することができる形態であればよい。つまり、上部巻き込み規制部は、上端縁に並ぶことなく傾斜や湾曲等する形態や途中に隙間を有する不連続な形態であっても良い。また、下部巻き込み規制部は、シールド本体の下端縁に沿って連続的に設けられている形態に限定されず、シールド本体の下部に設けられることで、気流が内側に進入するのを少しでも防止することができる形態であればよい。つまり、下部巻き込み規制部は、下端縁に並ぶことなく傾斜や湾曲等する形態や、また、途中に隙間を有する不連続な形態であっても良い。

　また、各実施形態や変形形態で説明した構造や要素の一部を省略することができる。例えば、第１、２の実施形態において、庇部及び折り返し部の一方を省略したり、第３の実施形態において、上部張り出し部及び下部張り出し部の一方を省略したりすることができる。また、各実施形態や変形形態で説明した構造や要素を他の実施形態に適用することも可能である。例えば、第１、第２の実施形態に係る庇部や折り返し部を、第３の実施形態に係る上部張り出し部や下部張り出し部に変更することは可能である。また、庇部と上部張り出し部との両方を備えた形態にすることも可能であり、折り返し部と下部張り出し部との両方を備えた形態にすることも可能である。また、第４、第５の実施形態に係る上部調和空気噴出部や下部調和空気噴出部を第１～第３の実施形態に適用したり、第１の実施形態に対する変形形態を第２～第５の実施形態に適用したりすることも可能である。

　１Ａ～１Ｅ…フェイスシールド、２…シールド本体、２０ａ…上部、２０ｂ…下部、２ａ…シールド内面、２ｂ…シールド外面、２ｘ…上端縁、２ｙ…下端縁、３…シールド支持部、５Ａ…庇部（上部巻き込み規制部）、５Ｃ…上部張り出し部（上部巻き込み規制部）、６Ａ…折り返し部（下部巻き込み規制部）、６Ｃ…下部張り出し部（下部巻き込み規制部）、７，７Ｅ…上部調和空気噴出部（調和空気噴射部）、８，８Ｅ…下部調和空気噴出部（調和空気噴射部）、２１…主シールド部、２２…上部延長部、６１…内方突出部、６２…屈曲部、Ａｒ…空気、Ｐ…装着者、Ｆ…顔面、Ｈｅ…頭部、Ｆａ…延長面、θ１，θ２…傾斜角度、Ｆｂ…基準面。

Claims (10)

1. 　装着者の頭部に装着されるフェイスシールドであって、
   　前記装着者の顔面の少なくとも一部に対向して配置されるシールド本体と、
   　前記シールド本体を前記頭部の定位置に保持するシールド支持部と、
   　前記シールド本体の上部に設けられると共に、前記シールド本体の面外方向に突出している上部巻き込み規制部と、
   　前記シールド本体の前記上部とは反対側である下部に設けられると共に、前記シールド本体の面外方向に突出している下部巻き込み規制部と、を備えているフェイスシールド。
2. 　前記上部は、上方の外縁である上端縁を備え、
   　前記下部は、下方の外縁である下端縁を備え、
   　前記上部巻き込み規制部は前記上端縁に沿うように設けられており、
   　前記下部巻き込み規制部は前記下端縁に沿うように設けられている、請求項１記載のフェイスシールド。
3. 　前記シールド本体は、前記顔面に対面する側のシールド内面と、前記シールド内面に対して反対側のシールド外面、とを備えており、
   　前記上部巻き込み規制部は、前記シールド外面から突出するように設けられており、
   　前記下部巻き込み規制部は、前記シールド内面から突出するように設けられている、請求項１または２記載のフェイスシールド。
4. 　前記シールド本体は可撓性を有し、
   　前記上部巻き込み規制部は、前記シールド外面が凸曲面となるような湾曲状態で前記シールド本体を保持している、請求項３記載のフェイスシールド。
5. 　前記上部は、上方の外縁である上端縁を備え、
   　前記上部巻き込み規制部は、前記シールド外面から突出すると共に、前記シールド本体の前記上端縁から離間しており、
   　前記シールド本体は、前記上部巻き込み規制部と前記下部巻き込み規制部との間の主シールド部と、前記上部巻き込み規制部から前記上端縁に至る上部延長部を備えている、請求項３または４記載のフェイスシールド。
6. 　前記下部は、下方の外縁である下端縁を備え、
   　前記下部巻き込み規制部は、前記下端縁に沿って前記シールド内面から突出した内方突出部と、前記内方突出部から屈曲し、前記内方突出部を基準にして前記主シールド部とは反対側に突出した屈曲部とを備えており、
   　前記上部延長部の上下方向の幅をＬ１、前記上部巻き込み規制部の突出方向の幅をＬ２とした場合に、前記上部延長部の幅に対する前記上部巻き込み規制部の幅の比であるＬ２／Ｌ１は０．５以上であり、
   　前記内方突出部の突出方向の幅をＬ３、前記屈曲部の突出方向の幅をＬ４とした場合に、前記内方突出部の幅に対する前記屈曲部の幅の比であるＬ４／Ｌ３は０．５以上である、請求項５記載のフェイスシールド。
7. 　前記上部延長部は、前記主シールド部の延長面に対して傾斜しており、
   　前記上部延長部の傾斜角度は、２０度以下である、請求項５または６記載のフェイスシールド。
8. 　前記下部巻き込み規制部は、前記シールド内面から突出した内方突出部と、前記内方突出部から屈曲し、前記内方突出部を基準にして前記主シールド部とは反対側に突出した屈曲部とを備えており、
   　前記屈曲部は、前記主シールド部に平行な仮想の基準面に対して傾斜しており、
   　前記屈曲部の傾斜角度は、２０度以下である、請求項７記載のフェイスシールド。
9. 　前記シールド本体は、前記上部巻き込み規制部と前記下部巻き込み規制部との間の主シールド部を備え、
   　前記顔面に対面する側のシールド内面において、前記主シールド部側の内方及び前記内方とは反対側の外方の少なくとも一方に向けて空気を吹き出す調和空気噴射部を更に備えている、請求項１～８のいずれか一項記載のフェイスシールド。
10. 　前記調和空気噴射部から吹き出される空気の吹き出し速度は、１０cm／sec以上である、請求項９記載のフェイスシールド。

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