JP6316257B2 - 電動空気浄化式呼吸用保護具 - Google Patents

Description

本発明は、濾過された空気の強制的な流れを着用者に送給するための、電動空気浄化式呼吸用保護具（Powered Air Purifying Respirator）（ＰＡＰＲ）に関する。

電動空気浄化式呼吸用保護具（ＰＡＰＲ）は、健康に有害又は有毒な可能性のある、粉塵、煙、又はガスが存在するとされる、又は存在する危険性のある領域において、作業する際に使用される、一般的な種類の呼吸用保護具である。ＰＡＰＲは、空気の強制的な流れを呼吸用保護具の着用者に送給するために、電気モータによって駆動されるファンを備えるターボユニットを有する。１つ又はそれ以上のフィルタがターボユニットに嵌め込まれ、空気はそれを通してファンによって吸い込まれる。空気は、呼吸チューブを通してターボユニットから、フェイスピース、ヘッドピース、又はスーツなどの封じ込められた着用者環境へと通過し、それによって、濾過された空気を着用者の呼吸ゾーン（口鼻領域として既知である、鼻及び口周辺の領域）へ提供する。

ＰＡＰＲ用のターボユニットは、ファンを駆動する電力を調整するための電子制御ユニットを備えてもよい。典型的には、単一電力供給装置、例えば、電池パックが、ファン及び電子制御ユニットの両方に電力を提供する。電子制御ユニットを使用して、例えば、空気の流れが指定された水準を下回り、呼吸保護の指定された水準が損なわれそうになった場合に着用者に警告するように、ターボ状態表示器を始動させてもよい。また、電子制御ユニットは通常、電池がＰＡＰＲの正確な動作が損なわれそうな水準まで消耗すると、状態表示器を始動させるか、あるいは、フィルタが粉塵によって詰まり、交換する必要がある場合に着用者に警告する。典型的には、ターボ状態表示器、例えば光及び／又はブザーは、ターボユニット筐体上又はその内部に実装され、ターボユニットの現在の動作状態を着用者に警告するように配置される。

通常、ターボユニットは、制御装置、例えば着用者がターボユニットの入切をできるようにするためのターボユニット筐体上に実装されたスイッチを有する。典型的には、ターボユニットの正常動作中、空気は、所定の実質的に均一な容積測定の気流で着用者に送給されなければならない。着用者は、例えば、仮に、着用者が特に激しく作業をし、かつ通常より深く又はより速い速度で呼吸をしており、気流を増加させることを望むような際に、気流を異なる水準へ調節することが可能でなければならない場合がある。これを促進するために、いくつかのターボユニットは、着用者が、例えば１分間あたり１６０リットル又は１分間あたり１８０リットルの、２つ、３つ、又はそれ以上の別個の異なる予め設定された気流値の範囲の間で気流を変化することを可能にする、ターボユニット筐体上の制御スイッチを備える。

通常、ＰＡＰＲのターボユニットは、ターボユニットを着用者の胴の周りに固定できるようにするベルト又はハーネスを備える。着用者にとっては、ターボユニットを、着用者が行う作業を干渉又は妨害しない場所に位置付けられるように、胴の背面に着用することが便利であることが多い。これらの状況において、着用者がターボユニット制御装置を設置及び操作することは、特に着用者の視界の外にあると困難な場合がある。例えば、仮にターボユニットが上述のように気流水準調節装置を備える場合、ターボが視界の外にあると、着用者にとって、正確な気流水準を選択することが困難である場合がある。更に、着用者は、ターボユニット上に実装された視覚的ターボ状態表示器を見ることができない可能性がある。そのような状況では、着用者は、可聴表示器を聞くことに依存し、次にターボユニットの現在の動作状態を診断するために、視覚的ターボ状態表示器を調べる。上述の状況は、ヘッドピース又はマスクなどの、ＰＡＰＲの着用者封じ込め環境が、着用者の周辺視野を制限し、それによって着用者の視界を限定する可能性があるという事実によって、悪化することが多い。

近年、着用者封じ込め環境が全身スーツであるＰＡＰＲの使用が、特に緊急対応事態において、より一般的になってきている。全身スーツシステムでは、ターボユニットは、着用者がいずれのターボユニット制御装置への接近手段も有さないように、スーツの内部に含まれることが多い。更に、着用者は、視覚的ターボ状態表示器に実装されたいずれのターボユニットも見ることが不可能であることが多い。近年、そのようなシステムへの改良がなされており、例えば、英国の３Ｍ Ｃｅｎｔｒｅ、Ｃａｉｎ Ｒｏａｄ、Ｂｒａｃｋｎｅｌｌ、ＲＧ１２ ８ＨＴの３Ｍ Ｕｎｉｔｅｄ Ｋｉｎｇｄｏｍ ｐｌｃから市販されている、Ｃｈｅｍｐｒｏｔｅｘ ＰＲＰＳ（電動呼吸用保護スーツ）システムは、視覚的ターボ状態表示器が、スーツのヘッドピースの内側で着用者の視界内に設置され、スーツの内側のケーブルを介してターボユニットへ連結されるように修正されたターボユニットを提供している。

上述のそのような有線の解決法は、個々の着用者の選好及び／又は業務上の選好に適する位置付けの選択肢に制限をもたらす。有線式ターボ状態表示器の位置付けは、ＰＡＰＲ着用者によって着用されるため制限されることが多い。多くの作業場状況、例えば回転する機械の付近での作業では、有線ケーブルの使用は、ワイヤの引っかかり又はもつれの問題のために許容可能である可能性が低い。

したがって、いずれの種類の封じ込め環境においても、着用者がターボ制御装置及びターボ状態表示器に容易にアクセスできるようにしつつ、ＰＡＰＲシステムを使用することが可能であることが望ましい。

本発明は、濾過された空気の強制的な流れを着用者に送給するための電動空気浄化式呼吸用保護具であって、ファンと、電気モータと、無線電子制御送受信機を有する電子制御ユニットとを含む、ターボユニット構成要素を備える、ターボユニットであって、ファンが、電子制御ユニットの制御下で電気モータによって駆動され、電子制御ユニットが、電子制御送受信機を介して情報を送受信するように構成されている、ターボユニットと、ターボユニット構成要素に電力を提供するターボユニット電源と、無線ターボ遠隔制御送受信機を有するターボ遠隔制御ユニットと、無線ターボ状態送受信機を有する、ターボユニット及び／又はターボユニット構成要素の現在の動作状態を表示するように適合された、少なくとも１つのターボ状態表示器ユニットと、を備え、ターボ遠隔制御ユニット又はターボ状態表示器ユニットのうちの少なくとも１つが、ターボユニットから遠隔にあり、電子制御送受信機、ターボ遠隔制御送受信機、及びターボ状態送受信機のうちの少なくとも２つが、互いに無線通信する、電動空気浄化式呼吸用保護具を提供することによって、上述の課題に取り組むことを目的とする。

無線遠隔制御ユニット及び無線遠隔状態表示器ユニットを提供することによって、ＰＡＰＲの利便性の向上を達成することが可能であり、具体的には、ターボ制御装置がユーザーにとってより容易に利用可能となる。無線通信を使用することによって、ターボ遠隔制御ユニット及びターボ状態表示器ユニットの位置付けは完全に自由自在となり、有線式システムを上回る大幅な改良を提供する。このことは、ターボ遠隔制御ユニット及びターボ状態表示器ユニットが、ターボの着用者によって、又はユーザーから遠隔に位置付けられる同僚によって、使用されることを可能にする。更に、電子制御送受信機に電力を供給するためにターボユニット電源を使用することによって、ターボユニット全体が動作可能であることを確実にするために、１つの電池又は他の電力供給装置だけが充電されればよい。

好ましくは、電子制御送受信機、ターボ遠隔制御送受信機、及びターボ状態送受信機が、閉ループネットワークとして配置される、電動空気浄化式呼吸用保護具。

送受信機間の無線通信は、２０〜５０ｋＨｚの範囲であってよく、又は無線通信は、１００〜５００ＴＨｚの範囲であってもよい。別の方法としては、送受信機間の無線通信は、０．８〜６ＧＨｚの範囲であってもよい。この状況では、情報は、８６８ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、２．４ＧＨｚ、又は５ＧＨｚの付近に集中する周波数帯域で伝送され得る。

ターボ遠隔制御ユニット及びターボ状態表示器ユニットは、呼吸用保護具の着用者によって使用されるように適合されてもよく、又は別の方法として、ターボ遠隔制御ユニット及びターボ状態表示器ユニットは、呼吸用保護具の着用者から遠隔にあるように適合されてもよい、電動空気浄化式呼吸用保護具。

ターボユニットの現在の動作状態は、視覚的表示器、可聴表示器、及び振動表示器のうちの少なくとも１つによって表示されてもよい。

少なくとも１つのターボ状態表示器ユニット及びターボ遠隔制御ユニットは、単一筐体内に配置されてもよい。

ターボユニットは更に、ターボユニット構成要素が格納される筐体を有してもよく、また外部データ入力装置及び追加のターボ状態表示器がその上に提供されてもよい。

単に一例として、ここで本発明の実施形態について、添付の図面を参照して以下で説明することにする。
本発明の実施形態による電動空気浄化式呼吸用保護具（ＰＡＰＲ）の概略図。 本発明の実施形態によるターボユニット構成要素のブロック図。 本発明の実施形態によるターボ遠隔制御ユニットのブロック図。 本発明の実施形態によるターボ状態表示器ユニットのブロック図。

無線技術を活用することによって、電動空気浄化式呼吸用保護具の着用者に増大した自在性を与えることが可能であることが実現された。ターボ制御装置及びターボ状態表示器は、着用者の、又は着用者が遂行する業務の必要性に基づいて、着用者の体の周りか、又は着用者から遠隔にあるかのどちらかで配置されることが可能な、無線ユニット内に提供され得る。入／切スイッチ及び気流調節などのターボ制御装置、及び例えば、正常動作の表示、低気流の表示、フィルタ交換表示、又は電池量低下の表示などのターボ状態表示器は、本発明によってより利用しやすくなり得る、ＰＡＰＲの共通の特徴である。

無線技術は、ブロードキャストネットワーク及び閉ループネットワークなどのネットワークを含む。ブロードキャスト通信は、送信機が、その送信機の範囲内にある任意の互換性のある受信機によって受信される信号を送り出す、無線システムである。無線通信という観点において、閉ループネットワークとは、第１の送受信機が、指定された第２の送受信機によって受信される信号を送信し、その信号は好ましくは符号化される、通信システムである。通例、第２の送受信機は、更なる信号が伝送される前に、第１の送受信機へ確認応答信号を返す。閉ループネットワークは、ネットワークの一部であるように構成される多数の送受信機によって作られてもよい。閉ループネットワークの一部であるように構成されていない送受信機からの信号は、通例、閉ループネットワークを介する無線通信が外部干渉に対する感受性が低減された状態で固定され得るように無視される。

現在、ＰＡＰＲシステムにおいて使用することができる、３つの主要な無線通信の種類がある。高周波（ＲＦ）無線通信は、０．３〜３０ＧＨｚの周波数範囲内で動作する通信システムであり、具体的には、１０〜７５メートルの範囲を要する通信システムに対して好適である。他の種類の無線通信は、一般に超音波（ＵＳ）通信として既知である、２０〜５０ＫＨｚの周波数範囲内の通信、又は、一般に赤外線（ＩＲ）通信として既知である、１００〜５００ＴＨｚの周波数範囲内の通信を含む。ＵＳ通信及びＩＲ通信の両方とも、約２メートルまでの短い範囲に渡る無線通信に対して好適であり、具体的には、見通し内通信が可能である場合に適する。ＰＡＰＲシステムにおいては、通信機器間の明瞭な経路を保証することが常には可能ではなく、したがって、通信機器が見通し線内にある必要がないＲＦ通信システムが、最良の自在性を提供し得る。閉ループネットワーク又は見通し線内での使用に好適な、他の種類の無線通信プロトコルが、本発明と共に使用するために適合されてもよい。

説明の明瞭化のため、ターボユニット、ターボ状態表示器ユニット、及びターボ遠隔制御ユニットの３つのユニット、並びに３つのユニット間の相互作用について、以下に説明する。以下の実施形態では、相互作用は、高周波通信を使用する閉ループネットワークを介する。

図１は、本発明の実施形態による電動空気浄化式呼吸用保護具（ＰＡＰＲ）の概略図である。例示のＰＡＰＲは、フード１などのヘッド又はフェイスピース、ターボ状態表示器ユニット２、呼吸チューブ３、ターボユニット４、ベルト５などのターボ支持体、ターボ遠隔制御ユニット６、及びターボユニット電源（図示せず）を備える。フード１は、着用者７の頭部に着用され、呼吸ゾーン８、すなわち着用者の鼻及び口周辺の領域を形成するように、少なくとも部分的に着用者の頭部を包み込み、濾過された空気がこの呼吸ゾーン８へと誘導されるようにする。ターボ状態表示器ユニット２は、ターボ状態表示器を格納し、フード１の内側で着用者７の視界内に嵌め込まれ、またターボユニット及び／又はターボユニット構成要素の現在の動作状態を着用者に表示するように適合される。着用者の視界は、フードのバイザーの最上部から最下部までの範囲を含む。ターボユニット４は、着用者の胴の周りに固定できるようにベルト５に取り付けられる。ターボユニット４は、呼吸チューブ３を通じてフード１に空気を供給し、呼吸チューブ３は、ターボユニット２の出口９とフード１の入口１０との間に連結される。ターボ遠隔制御ユニット６は、ターボ制御装置を格納し、着用者の手首の周りに装着され、着用者７からの情報を受信するように適合されてもよい。ターボユニット４、ターボ状態表示器ユニット２、及びターボ遠隔制御ユニット６のうちの２つ又はそれ以上は、後述するように互いに無線通信してもよい。

本実施形態では、ターボ状態表示器及びターボ制御装置は、それぞれ、ターボ状態表示器ユニット２及びターボ遠隔制御ユニット６の中に格納され、ターボユニット４から遠隔にある。また、ターボ制御装置に対して、ターボ状態表示器ユニット２及びターボ遠隔制御ユニット６内に提供されるものに加えて、外部データ入力装置及び追加のターボ状態表示器がターボユニット４の基板上に提供されることが望ましい場合がある。

以下は、電動空気浄化式呼吸用保護具用のターボユニットが、どのように配置され得るかを説明する。図２は、本発明の実施形態によるターボユニット構成要素のブロック図を示す。ターボユニット４は、電気モータ２１によって駆動され、かつ電子制御ユニット２２によって制御される、ファン２０を含むターボユニット構成要素を備える。電気モータ２１は、ファン２０を駆動し、ターボユニット４を通して空気を吸い込む。電子制御ユニット２２は、同様にターボユニット４の内側に嵌め込まれるプリント基板又はＰＣＢ（図示せず）上に配置され、内蔵メモリデバイス２４を有する単一チップマイクロコントローラを備える、マイクロプロセッサ２３を含む。メモリデバイス２４は、マイクロプロセッサ２３によって実行されるコンピュータプログラムを記憶し、またターボユニット４の動作中にマイクロプロセッサ２３によって使用される情報を記憶する。電子制御送受信機２５は、単一の集積回路又はモジュールであり、電子制御ユニット２２と同一のＰＣＢ上に実装される。同様にＰＣＢの一部であるアンテナ２６は、ＰＣＢを介して電子制御送受信機２５に電気的に連結され、アンテナは、電子制御送受信機２５によって使用される共振周波数帯域と電気的に一致するように構成される。ターボユニット電源２７は、ターボユニット４の内側に嵌め込まれ、ターボユニット４全体に電力を供給するのに必要な電源が１つだけでよく、それによってターボユニットの重量及び複雑性を最小化するように、電気モータ２１及びＰＣＢ実装構成要素に電力を提供する。その結果、電子制御ユニット２２は、電子制御送受信機２５及びアンテナ２６を介して、ターボ遠隔制御ユニット６及びターボ状態表示器ユニット２と通信し、ターボ遠隔制御ユニット６及びターボ状態表示器ユニット２に情報を送信し、またターボ遠隔制御ユニット６及びターボ状態表示器ユニット２から情報を受信するように構成される。

図３は、本発明の実施形態によるターボ遠隔制御ユニットのブロック図を示す。本実施形態では、ターボ遠隔制御ユニット６は、手首の周りに装着できるように、手首ストラップ３１に取り付けられる筐体３０を備える。これは、筐体３０の外装上に形成された一連の成形プラスチックループに、手首ストラップ３１を通すことによって達成されてもよい。電源３２は、筐体の中に提供され、同様に筐体３０の中に提供されるプリント基板又はＰＣＢ（図示せず）上に実装される、マイクロプロセッサ３３と電気的に連結する。４つのスイッチ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄは、外部データ入力装置を提供するように適合され、ターボ遠隔制御ユニット６の着用者によって容易に利用されるように、筐体３０の外装上に位置付けられる。ターボ遠隔制御送受信機３５及びアンテナ３６も同様に、ターボユニット４及び／又はターボ状態表示器ユニット２との無線通信を促進するために提供され、マイクロプロセッサ３３と同一のＰＣＢ上に実装される。このことは、遠隔制御送受信機３５及びアンテナ３６が、マイクロプロセッサ３３と同一の電源３２によって電力供給されることを可能にし、筐体３０の中に定置されるいずれの追加電源の、したがって重量の必要性を除去する。マイクロプロセッサ３３は、マイクロプロセッサ３３によって実行され、またターボ遠隔制御ユニット６の機能に必要であるコンピュータプログラムを含む、内蔵メモリを伴う単一チップマイクロコントローラを備える。ターボユニットアンテナ２６と同様に、ターボ遠隔制御ユニットアンテナ３６は、電子制御送受信機２５によって使用される無線通信の共振周波数帯域に電気的に一致するように構成される。その結果、ターボ遠隔制御ユニット６は、ターボ遠隔制御送受信機３５及びアンテナ３６を介して、ターボユニット４及びターボ状態表示器ユニット２と通信し、ターボユニット４及びターボ状態表示器ユニット２に情報を送信し、またターボユニット４及びターボ状態表示器ユニット２から情報を受信するように構成される。

複数個のスイッチ３４ａ、ｂ、ｃ、ｄは、着用者７が、ターボ制御情報又は外部データを、ターボ遠隔制御ユニット６へと入力できるようにするために提供される。これらの外部データ入力装置又はターボ制御装置は、ターボ始動及び停止スイッチ３４ａ、３４ｂ、並びに、気流を増加及び減少させるための気流調節スイッチ３４ｃ、３４ｄを含む。スイッチ３４は膜スイッチであり、着用者７によって操作され得るように筐体３０の露出面上に実装され、好適なワイヤ及び連結装置を介してマイクロプロセッサ３３に連結される（図示せず）。スイッチ３４ａ、ｂ、ｃ、ｄは、好適なしるしで識別され、それらが果たす機能を着用者７に表示する。スイッチ３４ａ、ｂ、ｃ、ｄを用いてターボ遠隔制御ユニット６へと入力される情報は、ターボ遠隔制御送受信機３５、電子制御送受信機２５、及びアンテナ２６、３６を介してターボ遠隔制御送受信機３５によってターボユニットの電子制御ユニット２２へ伝送される前に、マイクロプロセッサ３３によって処理される。ターボ電子制御ユニット２２は、受信した情報を処理し、それに応じてターボユニット４の現在の動作を調節する。

本実施形態では、ターボ遠隔制御ユニット６の外部データ入力又はスイッチ３４ａ、ｂ、ｃ、ｄは、膜スイッチであるが、回転式、押しボタン、トグルスイッチ、又は他の種類のスイッチを使用してもよい。スイッチ３４ａ、ｂ、ｃ、ｄは、例えばターボユニットを誤って停止させるなど、不注意に操作され得ないことが望ましい。そのような出来事に対する予防策として、スイッチの動きがマイクロプロセッサ３３によって認識される前にスイッチは数秒間押されなければならないといったように、スイッチの動作に遅延を組み込んでもよい。更に、外部データ入力は、上述のスイッチ３４ａ、ｂ、ｃ、ｄのように手動のデータ入力であってもよく、又は、例えば、気体センサ、ノート型パソコン、又は個人用データ端末など、遠隔デバイスへの連結のためのインターフェースとして構成されてもよい。

図４は、本発明の実施形態によるターボ状態表示器ユニットのブロック図を示す。本実施形態では、ターボ状態表示器ユニット２は、ターボ状態表示器ユニット２が、着用者７の視界内でフード１の内側に取り外し可能に嵌め込まれることを可能にするように、取付クリップ４１で取着される筐体４０を備える。取付クリップ４１は、ネジを用いて筐体４０に固定され、またフード１の中へ縫い込まれたフラップ材料（図示せず）へクリップで留まるように配置される金属バネクリップである。フラップ材料は、好適には、着用者７の視界内に表示器ユニットがあるように、取付クリップ４１を受容するように設置される。電源４２は、筐体４０の中に提供され、同様に筐体の中に提供されるプリント基板又はＰＣＢ（図示せず）上に実装される、マイクロプロセッサ４３と電気的に連結する。ターボ状態表示器ユニット２は、３つの視覚的表示器、可聴表示器、及び振動表示器を含む、１組のターボ状態表示器４４を備える。視覚的表示器は、筐体の外部表面上に設置され、ターボ状態表示器ユニットがフード１の内側にクリップで留められたときに、着用者の視界内にあるように位置付けられる。可聴表示器は、可聴表示器からの音が着用者７に聴こえるように、筐体内の複数の穴に隣接して筐体内に設置される。振動表示器も同様に、振動表示器が作動すると、着用者の注意を視覚的表示器へ向けるように筐体全体を振動させするように、筐体の内側に設置される。ターボ状態表示器４４は、可撓性ワイヤ（図示せず）を用いて、ＰＣＢ及びマイクロプロセッサ４３に電気的に連結される。ターボ状態送受信機４５及びアンテナ４６も同様に、ターボユニット４及び／又はターボ遠隔制御ユニットとの無線通信を促進するために提供され、マイクロプロセッサ４３と同一のＰＣＢ上に実装される。このことは、電源４２が、マイクロプロセッサ４３、ターボ状態表示器４４、ターボ状態送受信機４５、及びアンテナ４６に電力を提供することを可能にする。マイクロプロセッサ４３は、マイクロプロセッサ４３によって実行され、またターボ状態表示器２の機能に必要であるコンピュータプログラムを含む、内蔵メモリを伴う単一チップマイクロコントローラを備える。ターボユニットアンテナ２６と同様に、ターボ状態表示器ユニットアンテナ４６は、電子制御送受信機２５によって使用される無線通信ネットワークの共振周波数帯域に電気的に一致するように構成される。その結果、ターボ状態表示器ユニット２は、ターボ状態送受信機４５及びアンテナ４６を介して、ターボユニット電子制御ユニット２２及びターボ遠隔制御ユニット６と通信し、ターボユニット電子制御ユニット２２及びターボ遠隔制御ユニット６に情報を送信し、またターボユニット電子制御ユニット２２及びターボ遠隔制御ユニット６から情報を受信するように構成される。

ターボユニット４の動作中、電子制御ユニット２２は、例えば、モータ速度、モータ電圧、及び電池電圧など電気モータ２１及びターボユニット構成要素からの情報をサンプリングし、ターボユニット４の現在の動作状態を判定する。ターボユニット４が予め規定されたパラメーター内で動作していれば、現在の動作状態は正常動作であると判定される。ターボユニット４は、無線通信ネットワークを介してターボ状態表示器ユニット２へ情報を伝送し、複数のターボ状態表示器４４を介して、着用者７にこの正常動作を表示する。仮に、例えば、気流が指定の水準を下回る場合、電子制御ユニット２２は低気流状態表示器を始動させ、ターボ状態表示器ユニット２へ伝送された情報が、ターボ状態表示器４４を介して、着用者７に低気流状態を表示する。同様に、ターボユニット４の動作中に電源２７が消耗すると、電子制御ユニット２２は、同様にターボ状態表示器４４を介して着用者７に通信する、電池状態表示器を始動させる。ターボ状態表示器４４は、一定の間隔で更新され、ターボユニット４の現在の動作状態を表示する。代表的な実施形態では、これらの更新は１０秒毎に起こる。

ターボ状態表示器ユニット２の複数の表示器４４は、少なくとも視覚的表示器を含み、また少なくとも可聴表示器及び／又は振動表示器を含んでもよい。視覚的表示器は、ターボ状態表示器の外側で見ることができる発光ダイオード（ＬＥＤ）である。電球などの他の光源も好適であろう。しかしながら、視覚的表示器は別の種類の表示器であってもよく、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの視覚的ディスプレイが、警告メッセージ又は数値表示を提供するために適合されてもよい。視覚的表示器によって提供される照明は、継続的であっても間欠的であってもよく、又は着用者へ情報を示してもよい。例えば、視覚的表示器が光を含む場合、その光は、着用者７の注意を引きつけるように間欠的に点滅してもよい。視覚的表示器は、それらがユニットの外側から見えるように、ターボ状態表示器ユニット２の筐体の内側又は上に実装される。視覚的表示器がターボ状態表示器ユニット２の内側に実装される場合、筐体４０は、透明な又は部分的に透明なプラスチック材料で構築され、それによって、筐体壁又は適切に設置された透明窓を通して、表示器を見ることができる。別の方法としては、視覚的表示器は、ターボ状態表示器ユニット２の内側でＰＣＢ上に実装されるように配置され、ユニット２の外側から見えるように筐体４０を貫いて突出してもよい。有効であるために、ターボ状態表示器ユニット２は、可視表示器が着用者７の視界内にあるように位置付けられる。

可聴表示器は、好ましくは圧電素子によって与えられるが、別の種類の音響器又はブザー、例えば電子機械式ブザーが使用されてもよい。可聴表示器は連続的であっても間欠的であってもよく、あるいは、生成される音の音量において、及び／又は周波数において可変であってもよい。有効であるために、ターボ状態表示器ユニット２が可聴表示器を備える場合では、ターボ状態表示器ユニット２は、可聴表示器が着用者７に聴こえる場所に位置付けられるように、位置付けられる。筐体は、可聴表示器からの音が筐体の外側へ伝送されるための好適な手段を備えることが必要となり得る。これは例えば、筐体４０内の複数の穴によって、又は音伝送膜若しくは媒体の使用によって達成され得る。

着用者７が可聴表示器を聴くことが困難となり得る騒々しい環境など、特定の用途では、携帯電話で広く見られるものなどの振動表示器を用いることが望ましいこともある。振動表示器は、連続的に又は間欠的に振動するように設定されてよい。振動表示器は、振動表示器が始動されると、筐体の全部か又は一部分が振動されるように、筐体４０の内側に実装されてよい。ターボ状態表示器ユニット２が振動表示器を備える場合、ターボ状態表示器ユニット２は、振動表示器が着用者７によって感知され得るように位置付けられる。

それぞれの種類の状態表示器４４は、単独で使用されてもよく、あるいは、１つ又はそれ以上の他の種類の表示器と組み合わせて使用されてもよい。例えば、視覚的表示器の点滅が可聴表示器の発音と確実に一致して生じるようにして、間欠的な視覚的表示器と間欠的な可聴表示器とを同時に動作させることが望ましいこともある。可聴表示器と振動表示器とを同時に用いることが、別の例示的な組み合わせとなり得る。

代表的な実施形態では、ターボ状態表示器ユニット２は、視覚的表示器、可聴表示器、及び振動表示器を、同一の筐体４０の中又は上に備える。しかしながら、これらを別々のターボ状態表示器ユニットとして提供することが、より好都合であることもある。例えば、視覚的表示器及び可聴表示器は、ＰＡＰＲのフード１内に設置されるターボ状態表示器ユニット２の中に提供され、それらが着用者７に見え、かつ聴こえるように位置付けられてもよく、振動表示器は、振動が着用者７によって感知され得るように、手首ストラップによって着用者の手首に固定されるターボ状態表示器ユニット２の中に提供されてもよい。更に、振動表示器は、ターボ遠隔制御ユニット６の手首ストラップ３１内に設置されることが好都合な場合もある。３種類の状態表示器のうちのいずれかの別の組み合わせ、及び着用者の身体上の異なる場所、例えば、足首、手首、胴、又は脚などが想定される。

本実施形態のターボ遠隔制御ユニット６は、着用者７の手首上に着用され得るように手首ストラップ３１で取着され、ターボ状態表示器ユニット２は、フード１の内側に取着され得るように取付クリップ４１で取着される。両ユニットは、それらが、着用者７の選好又は要望、及び／又は着用者が実行する作業の性質に応じて、好適な場所に着用されるか、又は位置付けられることを可能にするような、別の実装又は取付手段を有し得ることが想定される。別の実装又は取付手段の例には、シャツ又は襟クリップ、ベルト通し、並びにフック及び輪状留め具が含まれる。更に、ターボ遠隔制御ユニット６及びターボ状態表示器ユニット２は、ユニット２、６がポケット内に携行される、又は着用者の作業環境内に定置される場合は、いかなる取付手段も有さないことが望ましいこともある。いくつかの作業状況では、ターボ遠隔制御ユニット６及びターボ状態表示器ユニット２は着用者７から遠隔に設置されることが好ましいことがあり、例えば、共働者、監督者、又は安全管理者などの同僚によって着用又は観察されてもよい。

更に、ターボ状態表示器ユニット２及びターボ遠隔制御ユニット６は、単一の筐体内に設置されることが望ましいこともある。この構成において、ターボ制御装置及びターボ状態表示器は、同一のマイクロプロセッサに連結され、マイクロプロセッサによって制御される単一の送受信機及びアンテナシステムを介して、ターボ電子制御送受信機２５と通信する。

ターボユニット４、ターボ遠隔制御ユニット６、及びターボ状態表示器ユニット２筐体は、好ましくは軽量で強い材料で作製され、例えば、熱可撓性材料から射出成形される。射出成形は、筐体が、特定の構成要素部品を格納するのに好適な形状に成形されることを可能にする。広範囲の材料が利用可能であり、ＰＡＰＲの使用が意図される環境に耐えるように選択され得る。ターボユニット４、ターボ遠隔制御ユニット６、及びターボ状態表示器ユニット２のアンテナ２６、３６、４６が、そのぞれぞれの筐体の中に配置される場合、筐体材料は、無線通信が筐体材料に悪影響を受けないように、無線通信に対して透過的であるように選択される。

図２に示すターボユニット４用の電源２７は、ターボユニット４の内側に嵌め込まれた電池パックである。好ましくは、電池パック２７は、作業期間の前に好適な電池充電器によって再充電され得る、再充電可能電池で構築される。電池パック２７は、ターボユニット筐体から取り外し可能であってよく、容易に嵌め込み、取り外し得るように好適な連結装置を有してもよい。ターボユニット４は、好適な電池充電器をターボユニット４に連結し、ターボユニット４から取り外すことなく電池パック２７を再充電できるように、充電用ソケット（図示せず）を備えてもよい。電池パック２７はまた、電池パック２７が、ターボユニット４から切り離されている間に再充電され得るように、充電ソケット（図示せず）を備えてもよい。例えば、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）又はリチウムイオン（Ｌｉイオン）電池などの、一般に市販されている二次電池、すなわち再充電可能電池は、電気モータ２１へ電力を供給するのに好適であり、また電子制御送受信機２５に対する電力を提供するのにも十分な電力容量を有し得る。別の方法としては、一次電池、すなわち乾電池が使用され、電力が消耗したときに取り替えられてもよい。

別の構成では、電池パック２７は、ターボユニット４の外にあってもよく、好適なケーブルを介してターボユニット４に連結されてもよい。この状況において、電池パックは、例えば、ターボユニット４を支持するために使用されるものと同じベルト５上に着用され、重みが着用者７の腰の周囲に分散され得るようなベルト通しを有する筐体など、独立した筐体の中に提供されてもよい。

ターボ状態表示器ユニット２電源４２、及びターボ遠隔制御ユニット６電源３２も、そのそれぞれの筐体４０、３０の内側に嵌め込まれ、必要に応じてそれらを嵌め込み、及び取り外し／交換することを可能にする好適な連結装置を有する電池パックであってよい。これらの電池パック３２、４２もまた、ターボユニット４に電力を供給するために使用されるものと同様に、再充電可能電池か又は乾電池かのどちらかで構築されてもよい。再充電可能電池パックが使用される場合、ユニット２、６は、好適な電池充電器をユニット２、６に連結し、電池パック３２、４２をユニット２、６から取り外すことなく再充電することを可能にする、充電用ソケット（図示せず）を備えてもよい。電池パック３２、４２には、それらがユニットの外側で再充電され得るように、充電用ソケット（図示せず）が取着されてもよい。ターボ状態表示器ユニット２及びターボ遠隔制御ユニット６は、必要に応じて取り替えることが可能な同一の電池パックを使用することが、好都合である場合もある。

全てのユニット、すなわち、ターボユニット４、ターボ状態表示器ユニット２、及びターボ遠隔制御ユニット６は、嵌め込まれた電池パックにどれだけ充電が残っているかを着用者７に表示するために、それらに取着される表示器を有してもよい。更に、電池パック自体が、それに取着される電池状態表示器を有してもよい。

代表的な実施形態のマイクロプロセッサ２３、３３、４３は、内蔵メモリを有する単一チップマイクロコントローラである。例えば、２３５５ Ｗｅｓｔ Ｃｈａｎｄｌｅｒ Ｂｌｖｄ，Ｃｈａｎｄｌｅｒ，Ａｒｉｚｏｎａ，ＵＳＡ ８５２２４−６１９９にある、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃから市販されている、ＰＩＣ１８Ｆ２５Ｊ１１ファミリーからのものが好適なマイクロコントローラであり得る。別の方法としては、マイクロプロセッサは、例えば２３２５ Ｏｒｃｈａｒｄ Ｐａｒｋｗａｙ，Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ、９５１３１にあるＡｍｔｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの、ｍｅｇａＡＶＲ（商標）又はＸＭＥＧＡ（商標）シリーズのマイクロプロセッサからなどの汎用マイクロプロセッサであってもよい。マイクロプロセッサは、フラッシュＲＡＭなどの内蔵メモリを有してもよく、あるいは、マイクロプロセッサは、ＥＰＲＯＭ又はＥＥＰＲＯＭデバイスなどの独立したメモリデバイスに連結され通信してもよい。

代表的なＰＡＰＲでは、無線通信は、ヨーロッパでは８６８ＭＨｚ（８６５〜８７０ＭＨｚ）、米国及びオーストラリアでは９１５Ｍｈｚ（９０２〜９２８ＭＨｚ）、又は他の大多数の世界的な管轄区域では２．４５ＧＨｚ（２．４〜２．５ＧＨｚ）及び５．８ＧＨｚ（５．７２５〜５．８７５ＧＨｚ）のうちの１つの付近に集中する周波数帯域内での高周波（ＲＦ）通信による。Ｚｉｇｂｅｅ Ａｌｌｉａｎｃｅによって標準化され、商品名「Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）」として一般に既知であるプロトコル及び技術がこの用途のために使用されてもよく、プロトコルは安全な閉ループネットワークを形成することができ、「Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）」技術に基づく送受信機の低電力消費が長い電池寿命をもたらす。「Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）」プロトコルを用いる無線通信における最大距離は、ＰＡＰＲ用途に理想的に適する１０〜７５メートルの範囲内に確実に維持され得る。「Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）」プロトコルは、多数の「Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）」プロトコル対応デバイスに無線連結する閉ループネットワークを形成するように構成され得る。

上述の「Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）」無線通信プロトコルを使用し得る好適な送受信機回路は、２３５５ Ｗｅｓｔ Ｃｈａｎｄｌｅｒ Ｂｌｖｄ，Ｃｈａｎｄｌｅｒ，Ａｒｉｚｏｎａ，ＵＳＡ ８５２２４−６１９９にあるＭｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃから市販されている、ＭＲＦ２４Ｊ４０ＭＡ送受信機モジュールである。この集積回路は、集積プリント基板（ＰＣＢ）アンテナ、及びマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラへ直接連結するためのインターフェースを有する。送受信機は、ＰＡＰＲ内のそれぞれのユニット、例えば、ターボユニット４、ターボ状態表示器ユニット２、及びターボ遠隔制御ユニット６の中に提供される必要があるだろう。

代表的な実施形態では、電子制御送受信機２５、ターボ状態送受信機４５、及びターボ遠隔制御送受信機３５は、単一の集積回路又はモジュールである。別の方法として、上述の送受信機３５、４５は、ＰＣＢ上に配置される複数の別個の電子的構成要素を備える、特注設計される送受信機であってもよい。ＰＡＰＲの使用が意図される管轄区域の規制に応じて、上記に挙げたもの以外の周波数帯域が使用されてもよい。

上述の代表的なＰＡＰＲでは、「Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）」という商品名のプロトコル及び技術が説明されているが、別の標準プロトコル、例えば、一般に「Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）」及び「ＭｉＷｉ（商標）」という商品名で知られる通信プロトコルなどの他のＲＦ無線通信が使用されてもよく、又は特注システム及びプロトコルが開発されてもよい。いくつかの無線システムは、単一チップ機器として、あるいは、プリント基板又はセラミック基板上に提供される完全なモジュールとして入手可能である。そのようなモジュールは、それらの中に内蔵されたアンテナ、例えばＰＣＢアンテナ又はチップアンテナなどを有することが多い。アンテナがデバイス又はモジュールの中へ内蔵されない場合は、例えば、送受信機の使用周波数で動作することが可能ならせんアンテナ又は線状アンテナなど好適なアンテナを提供する必要がある。アンテナは、ターボ状態表示器ユニット２、ターボ遠隔制御ユニット６、及び／又はターボユニット４の内部に提供されてもよく、又は別の方法として、アンテナは、ユニット２、４、６の外部に設置されてもよい。

フードが図１に示されているが、着用者の呼吸ゾーン８に空気を誘導するように着用者の顔の少なくとも鼻口領域を覆う、着用者封じ込め環境が形成されるのであれば、フード１は、マスク、ヘルメット、又は全身スーツなど、別のヘッドピース又はフェイスピースで置き換えられてもよい。

２…ターボ状態表示器ユニット、４…ターボユニット、６…ターボ遠隔制御ユニット、７…着用者、２０…ファン、２１…電気モータ、２２…電子制御ユニット、２５…電子制御送受信機、２７…ターボユニット電源、３５…ターボ遠隔制御送受信機、４４…ターボ状態表示器、４５…ターボ状態送受信機。

Claims (3)

1. 濾過された空気の強制的な流れを着用者に送給するための電動空気浄化式呼吸用保護具であって、
   ファンと、電気モータと、無線電子制御送受信機を有する電子制御ユニットとを含む、ターボユニット構成要素を備える、ターボユニットであって、前記ファンが、前記電子制御ユニットの制御下で前記電気モータによって駆動され、前記電子制御ユニットが、前記電子制御送受信機を介して情報を送受信するように構成されている、ターボユニットと、
   無線ターボ遠隔制御送受信機を有するターボ遠隔制御ユニットと、
   無線ターボ状態送受信機を有する、前記ターボユニット及び／又は前記ターボユニット構成要素の現在の動作状態を表示するように適合された、少なくとも１つのターボ状態表示器ユニットと、を備え、
   前記ターボ遠隔制御ユニット及び前記ターボ状態表示器ユニットが、前記ターボユニットから遠隔にあり、前記電子制御送受信機、前記ターボ遠隔制御送受信機、及び前記ターボ状態送受信機が、閉ループネットワークを形成するように互いに無線通信し、
   前記ターボ状態表示器ユニットが、視覚的表示器、可聴表示器及び振動表示器を備える、電動空気浄化式呼吸用保護具。
2. 前記ターボ遠隔制御ユニット及び前記ターボ状態表示器ユニットが、前記呼吸用保護具の着用者によって使用されるように適合される、請求項１に記載の電動空気浄化式呼吸用保護具。
3. 前記ターボ遠隔制御ユニット及び前記ターボ状態表示器ユニットが、前記呼吸用保護具の着用者から遠隔にあるように適合される、請求項１又は２に記載の電動空気浄化式呼吸用保護具。

Images