JP7514016B2 - Face shield - Google Patents
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Description
本発明は、空気の流れのコントロール機能を備えたフェイスシールドに関するものである。 The present invention relates to a face shield with air flow control function.
フェイスシールドは、飛び道具、がれき、化学飛沫、感染性物質などと言った危険から顔全体もしくは一部を守ることを目的としたものであり、病院や診療所等の医療現場では、特許文献1に記載のように、プラスチック製の透明なフィルムを湾曲させて、その湾曲させたフィルムで顔を覆うように頭部に取付けるタイプのフェイスシールドが従来から使用されている。
最近は新型コロナウイルスが世界的に流行しているが、この新型コロナウイルスはエアロゾル感染(空気感染)することが知られており、医療現場だけでなく、日常生活の延長上での外出先、例えばスポーツ観戦の場でも、フェイスシールドが使用されるようになっている。
Face shields are intended to protect all or part of the face from hazards such as projectiles, debris, chemical splashes, infectious substances, and the like. In medical settings such as hospitals and clinics, face shields have traditionally been used in which a transparent plastic film is curved and attached to the head so that the curved film covers the face, as described in
The new coronavirus has recently become a global epidemic, but it is known that this virus is transmitted through aerosols (airborne infection). As a result, face shields are now being used not only in medical settings, but also when going out as an extension of daily life, such as when watching sporting events.
ところで、フェイスシールドと顔との間には隙間ができているので、ウイルスがその隙間から入り込む恐れがある。
透明フィルム側の形状を工夫することで隙間を小さくすることはできたとしても、呼吸用にそもそもある程度の隙間を確保する必要があり、極端に隙間を小さくすると、呼吸し難くなって、酸素を吸って二酸化炭素を吐き出すという流れを変え、自分が吐き出した二酸化炭素を吸うことになり、結果的に脳内は二酸化炭素過多の状態になる。二酸化炭素は脳の血管を拡張させるため、頭痛を誘発してしまうことがある。
一方、隙間を極端に小さくする代わりに、空気の流れを人工的に加速させるような構造を備えさせることも考えられるが、その構造を備えることで重さが出てしまうと、フェイスシールドとして装着したときに不快になる。
また、無症状感染者がフェイスシールドを装着しても、その隙間を通りぬけて飛沫が周囲に放出されてしまう恐れがある。
By the way, there is a gap between the face shield and the face, so there is a risk that the virus can enter through that gap.
Even if the gap could be reduced by modifying the shape of the transparent film, a certain amount of space is still needed for breathing, and if the gap is made too small, breathing becomes difficult, changing the flow of inhaling oxygen and exhaling carbon dioxide, and instead, the person ends up inhaling the carbon dioxide they themselves exhaled, resulting in an excess of carbon dioxide in the brain. Carbon dioxide dilates the blood vessels in the brain, which can induce headaches.
On the other hand, instead of making the gap extremely small, it is possible to consider incorporating a structure that artificially accelerates the air flow, but if such a structure is added, it will become heavy and uncomfortable to wear as a face shield.
Also, even if an asymptomatic infected person wears a face shield, there is a risk that droplets may slip through the gaps and be released into the surrounding area.
本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、軽量で装着し易く、空気の流れを人工的にコントロールすることで、快適な呼吸状態を確保しつつ、エアロゾル化したウイルスの隙間からの進入と、周囲への飛沫の放出を効果的に抑制できるフェイスシールドの提供を、その目的とする。 The present invention was made in response to the above-mentioned problems with the conventional face shield, and aims to provide a face shield that is lightweight, easy to wear, and can effectively prevent aerosolized viruses from entering through gaps and the release of droplets into the surrounding area while ensuring comfortable breathing conditions by artificially controlling airflow.
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、請求項1の発明は、ヘッド装着部と、前記ヘッド装着部に上側が取付けられた透明フィルムと、前記透明フィルムの下側に取付けられた仕切部を備え、前記ヘッド装着部が頭部に装着されると、前記透明フィルムと顔の前方との間に空間ができ、且つ前記空間は前記仕切部が顎に当たることで下側で閉じられるフェイスシールドであって、前記仕切部には、ファン駆動により下方から前記空間に空気を吹出す空気吹出し手段及び前記空間から下方に空気を排出する空気排出手段と、前記ファン駆動用にUSBバスパワーにより充電可能な二次電池とが設けられて、前記ファン駆動により、前記空間とその周囲の空気の流れがコントロールされていることを特徴とするフェイスシールドである。
The present invention has been made to achieve the above object, and the invention of
請求項2の発明は、請求項1に記載したフェイスシールドにおいて、仕切部は扁平な箱状本体で構成され、前記箱状本体内に空気吹出し手段と空気排出手段の各々のファンが収容されており、前記箱状本体の下面部及び上面部に貫通形成された貫通穴が前記ファンの吐出し側と吸引側に接続されていることを特徴とするフェイスシールドである。
The invention of claim 2 is a face shield as described in
請求項3の発明は、請求項2に記載したフェイスシールドにおいて、空気吹出し手段のファンの吸引側に接続された貫通穴に連設された筒状体と、前記筒状体の内面に塗布された光触媒塗料の塗膜と、前記塗膜に光を照射してウイルス除菌作用を発現させるLEDランプとで構成されたウイルス除菌室を備えることを特徴とするフェイスシールドである。
The invention of
請求項4の発明は、請求項3に記載したフェイスシールドにおいて、LEDランプとファンは基板に実装されており、前記ファンは回転数が複数段階に調整可能になっていることを特徴とするフェイスシールドである。
The invention of claim 4 is the face shield described in
請求項5の発明は、請求項2から4のいずれかに記載したフェイスシールドにおいて、空気吹出し手段は箱状本体の上面部の左右方向二箇所に間隔をあけて設けられた貫通穴を吹出し穴にしていることを特徴とするフェイスシールドである。
The invention of
請求項6の発明は、請求項1から5のいずれかに記載したフェイスシールドにおいて、仕切部は顎当て側が凹状になっており、且つ実際の顎の外形に合わせて弾性変形可能になっていることを特徴とするフェイスシールドである。
The invention of claim 6 is a face shield according to any one of
本発明のフェイスシールドによれば、軽量で装着し易く、空気の流れを人工的にコントロールすることで、快適な呼吸状態を確保しつつ、エアロゾル化したウイルスの隙間からの進入と、周囲への飛沫の放出を効果的に抑制できる。 The face shield of the present invention is lightweight and easy to wear, and by artificially controlling the airflow, it is possible to ensure comfortable breathing conditions while effectively preventing the intrusion of aerosolized viruses through gaps and the release of droplets into the surrounding area.
以下、本発明の実施の形態に係るフェイスシールド1について図面を参照して説明する。
図1はフェイスシールド1を上側から見た全体の斜視図を示し、図2はフェイスシールド1を下側から見た主要部の斜視図を示す。
符号3は四角形状の透明フィルムを示す。この透明フィルム3の面が顔の前方を空間をあけて覆うようになっており、シールド本体を構成している。この透明フィルム3の上辺縁にはそれぞれプラスチック製帯片5a、5aの長さ方向一端側が取付けられている。また、プラスチック製連結部5bが設けられている。この連結部5bは、帯片5aの長さ方向他端側の任意の位置に連結されるようになっており、透明フィルム3と連結部5bとの間における帯片5aの長さが調整可能になっている。透明フィルム3~一方の帯片5a~連結部5b~他方の帯片5a~透明フィルム3と環状に連なって、ヘッド装着部5がバンド状に構成されている。このヘッド装着部5のサイズは、上記した構成により調整可能になっており、実際に装着する頭部のサイズに合わせることができる。
Hereinafter, a
FIG. 1 is a perspective view of the
透明フィルム3の上側には上記したようにヘッド装着部5が取付けられ、下側には仕切部7が取付けられている。この仕切部7は身体9aと蓋体9bで扁平な箱状の本体9に構成されており、蓋体9bの縁部が身体9aの側面部に内嵌されて一体化されている。透明フィルム3は身体9a側に取付けられている。一体化状態では、身体9aの底面部が仕切部7の下面部7a、蓋体9bの天面部が仕切部7の上面部7b、身体9aの側面部が仕切部7の側面部7cになっている。
下面部7a、上面部7bは、それぞれの縁が曲線状に連なっており、左右両側から前側に向かっては円弧状に湾曲して凸状になっており、後側では中間部が円弧状に湾曲して凹状になっている。側面部7cは、上記の後側の凹状に対応して凹んでおり、この凹状部分が顎当て部7dになっている。
As described above, the
The edges of the
ヘッド装着部5が頭部に装着されると、顎当て部7dが自然と顎に当たって、透明フィルム3の面が空間をあけて顔の前方を覆った状態が維持されつつ、仕切部7で下側が閉じられた状態になる。
本体9は薄肉板状でしかも柔らかいプラスチック素材で形成されており、顎当て部7dは実際の顎の外形に合わせて微妙に弾性変形可能になっているので上下方向での仕切り効果が確保されている。
When the
The
上面部7bには、一対の長円形の貫通穴11、11が形成されている。この貫通穴11、11は、上面部7bの左右の縁に沿って間隔をあけて対向している。貫通穴11、11は前後方向から見ると中間に位置しており、前縁側には別の真円形の貫通穴13が形成されている。この貫通穴13の周囲には環状の縁15が上方に向かって立ち上がっており、この縁15には保護ガード17とフィルタ19が取付けられている。
A pair of oval through
下面部7aには、真円形の貫通穴21が形成されている。この貫通穴21は中央部分に位置している。図3に示すように、貫通穴21の穴縁に沿って同径円筒形の筒状体23が連設されて下方に突出している。この筒状体23の外面にはねじ23aが形成されている。内面には光触媒塗料が塗布されており、その塗膜23bで覆われている。また、内面には、一対のLEDランプ25、25(図中では一方のみ視認可能)が対向して配置されている。塗膜23bはLEDランプ25から照射された光を受けてウイルス除菌作用を発現するようになっている。すなわち、筒状体23の内部がウイルス除菌室になっている。
A circular through
符号27は蓋体を示す。この蓋体27は同径円筒形の側面部27aを有しており、この内周面にはねじ(図示省略)が形成されている。従って、図3の矢印に示すように、筒状体23に嵌め込むと、筒状体23側のねじ23aと螺合して締着される。蓋体27の天面部には開口が設けられ、そこに保護ガード29とフィルタ31が取付けられている。
また、下面部7aの前寄りに、別の長方形の貫通穴33が形成されている。
Further, another rectangular through
側面部7cには、2つの貫通穴が設けられており、そこに電源ボタン35とUSBコネクタ37がそれぞれ配設されている。
The
図4に示すように、身体9aの内部には、2個の同じ小型タイプの軸流ファン39、41が収容されている。軸流ファン39は下面側が吸引側になるように配置されており、吸引側は下面部7a側のウイルス除菌室の筒状体23と接続されて連通している。符号43は断面四角形の筒状通路であり、この筒状通路43は身体9aを前後方向で仕切るように左右方向に延びて配置されており、その中間では分岐して後側に僅かに突出しており、その端面が接続口43aになっている。この接続口43aに軸流ファン39の吐出し側が接続されて連通している。
筒状通路43の長さ方向両端面は閉じられているが、その両端面側では分岐して上側に僅かに突出しており、その端面が接続口43b、43bになっている。この接続口43b、43bが上面部7b側の貫通穴11、11と接続されて連通している。
As shown in Fig. 4, two identical small-sized
Both longitudinal ends of the
空気吹出し手段は、軸流ファン39のファン駆動により、透明フィルム3の面と顔の前方との間の空間に下方から空気を吹出すものであり、上面部7b側の貫通穴11、11が吹出し口、下面部7a側の筒状体23の内部が吸引口となっており、図1、図2の白矢印に示すように、下面部7a側から吸引された空気が筒状通路43を経由して、透明フィルム3の面と顔の前方との間の空間に向かって貫通穴11、11から吹出される。貫通穴11、11が左右両側に分かれているので、空間に空気が吹出される際にはスムーズな空気流となる。
The air blowing means blows air from below into the space between the surface of the
軸流ファン41は筒状通路43の前側で、上面部7b側が吸引側になるように配置されており、吸引側は上面部7b側の貫通穴13と接続されて連通している。符号45は筒状通路を示し、この筒状通路45は筒状通路43と同じ断面形状を有するが、かなり短くなっている。この筒状通路45の長さ方向両端面は閉じられているが、中間が軸流ファン41の吐出し側に寄っており、そこに接続口45aが形成されている。この接続口45aに軸流ファン41の吐出し側が接続されて連通している。
また、筒状通路45の下面が開口している。この開口(図示省略)が接続口になっており、本体9の下面部7aの貫通穴33に接続されて連通している。
The
The bottom surface of the
空気排出手段は、軸流ファン41のファン駆動により、透明フィルム3の面と顔の前方との間の空間から空気を排出するものであり、上面部7b側の縁15の内部が吸引口、下面部7a側の貫通穴33が排出口となっており、図1、図2の黒矢印に示すように、透明フィルム3の面と顔の前方との間の空間から吸引された空気が、筒状通路45を経由して下方に向かって、貫通穴33から排出される。
The air exhaust means exhausts air from the space between the surface of the
軸流ファン39、41は基板47に実装されており、回転数が調整可能になっている。LEDランプ25も基板47に実装されている。この基板47には電源ボタン35が配線接続されており、軸流ファン39、41の駆動・停止と、LEDランプ25の点灯・消灯が、電源ボタン35の長押しにより切り替わるようになっている。また、軸流ファン39、41の駆動中は、電源ボタン35を押すことで回転数を変えることができる。
The
筒状通路43よりも後側では、軸流ファン39の左右両側に一対の二次電池51、51が収容されている。この二次電池51はリチウムイオン電池になっている。
二次電池51、51は、配線接続により、基板47上の素子に給電するようになっている。二次電池51の定格電圧は3.7Vになっている。
二次電池51、51はUSBバスパワーにより充電可能になっており、USBコネクタ37が接続されている。このUSBコネクタ37は上記したように本体9の側面部7c側に配設されているので、フェイスシールド1を装着中でもUSBケーブルを接続することにより充電できる。
A pair of
The
The
リチウムイオン電池タイプは小型で軽量でありながら、長時間の給電が可能になっており、また、フェイスシールド1の全体の重量を260g程度と驚異的に軽量化できる。更に、充電も容易にできることから、電池切れを気にせずに継続的な使用が可能になっている。
The lithium-ion battery type is small and lightweight, yet capable of supplying power for long periods of time, and also allows the overall weight of the
フェイスシールド1は上記したように構成されており、ヘッド装着部5を頭部Hに装着すると、仕切部7の顎当て部7dが顎Aに当たって、図5に示すように、透明フィルム3の面が顔の前方を空間をあけた状態で覆う。仕切部7を利用して空気吹出し手段と空気排出手段が構成されているのでコンパクト化されており、装着し易く、またリチウムイオン電池の利用などで軽量化されているので装着時には不快な重さを感じることはない。
透明フィルム3の面と顔の前方との間の空間は上下側では閉じられており、左右側でも隙間が小さくなっているので、外気から遮断されるシールド状態になっている。
The
The space between the surface of the
そのシールド状態で、呼吸の確保のために、ファン駆動により空気が空間内に吹出され、且つ空間内から排出されるように空気の流れがコントロールされている。
下面部7aの貫通穴21を経由して上面部7bの貫通穴11、11から空間内に吹出される空気はフィルタ31で他人が発した飛沫が捕捉された上で更にウイルス除菌されているので、エアロゾル化したウイルスであっても進入を抑制してウイルス感染を有意的に防止できる。また、その空間の空気は滞留せずに、貫通穴13から排出されるので、二酸化濃度が高くなったりせず、快適な呼吸状態を確保できる。
曇り止めも期待できる。
In this shielded state, in order to ensure breathing, the air flow is controlled so that air is blown into the space by a driven fan and exhausted from the space.
The air blown into the space from the through-
It also has anti-fogging properties.
また、空気は下側に向かって排出され、且つ、装着者の呼吸により発せられた飛沫がフィルタ19により捕捉されるので、近距離にいる相手側に対して、装着者が無症状感染者の場合にも、ウイルスをその相手側に向かって放出するようなことを阻止できる。
無症状感染者になりうる可能性は一般の人々、医療従事者問わず常にあるので、このフェイスシールド1の装着は他人を保護することにもつながる。
In addition, air is discharged downwards, and droplets emitted by the wearer's breathing are captured by the
Since there is always the possibility of being an asymptomatic carrier, whether among the general public or medical workers, wearing this
上記のように、フェイスシールド1を装着することにより、装着者側にも周囲の人間に対しても、ウイルス感染のリスクを効果的に低減することができる。なお、顔の左右両側にはどうしても隙間ができてしまうが、仕切部7側のファン駆動により空気の流れがコントロールされているので、この隙間を介した空気の入出も抑制されている。
As described above, wearing the
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the invention also includes design changes within the scope of the present invention as long as they do not deviate from the gist of the invention.
1…フェイスシールド 3…透明フィルム 5…ヘッド装着部 5a…帯片
5b…連結部 7…仕切部 7a…下面部 7b…上面部
7c…側面部 7d…顎当て部 9…本体 9a…身体
9b…蓋体 11…貫通穴 13…貫通穴 15…縁
17…保護ガード 19…フィルタ 21…貫通穴 23…筒状体
23a…ねじ 23b…塗膜 25…LEDランプ 27…蓋体
27a…側面部 29…保護ガード 31…フィルタ 33…貫通穴
35…電源ボタン 37…USBコネクタ 39…軸流ファン 41…軸流ファン
43…筒状通路 43a…接続口 43b…接続口 45…筒状通路
45a…接続口 47…基板 51…二次電池
H…頭部 A…顎
LIST OF
Claims (6)
前記仕切部には、ファン駆動により下方から前記空間に空気を吹出す空気吹出し手段及び前記空間から下方に空気を排出する空気排出手段と、前記ファン駆動用にUSBバスパワーにより充電可能な二次電池とが設けられて、前記ファン駆動により、前記空間とその周囲の空気の流れがコントロールされていることを特徴とするフェイスシールド。 A face shield comprising a head mounting part, a transparent film attached at an upper side to the head mounting part, and a partition attached at a lower side of the transparent film, wherein when the head mounting part is attached to the head, a space is created between the transparent film and a front of the face, and the space is closed at the lower side by the partition abutting against the chin,
The partition section is provided with an air blowing means for blowing air into the space from below by driving a fan, an air exhaust means for discharging air downward from the space, and a secondary battery that can be charged by USB bus power for driving the fan, and the flow of air in the space and its surroundings is controlled by driving the fan, thereby forming a face shield.
仕切部は扁平な箱状本体で構成され、前記箱状本体内に空気吹出し手段と空気排出手段の各々のファンが収容されており、前記箱状本体の下面部及び上面部に貫通形成された貫通穴が前記ファンの吐出し側と吸引側に接続されていることを特徴とするフェイスシールド。 The face shield according to claim 1,
A face shield characterized in that the partition portion is composed of a flat box-shaped main body, the fans of the air blowing means and the air exhaust means are housed within the box-shaped main body, and through holes formed through the lower and upper surfaces of the box-shaped main body are connected to the exhaust side and suction side of the fans.
空気吹出し手段のファンの吸引側に接続された貫通穴に連設された筒状体と、前記筒状体の内面に塗布された光触媒塗料の塗膜と、前記塗膜に光を照射してウイルス除菌作用を発現させるLEDランプとで構成されたウイルス除菌室を備えることを特徴とするフェイスシールド。 The face shield according to claim 2,
A face shield characterized by comprising a virus sterilization chamber comprising a cylindrical body connected to a through hole connected to the suction side of a fan of an air blowing means, a coating of photocatalytic paint applied to the inner surface of the cylindrical body, and an LED lamp that irradiates the coating with light to exert a virus sterilization effect.
LEDランプとファンは基板に実装されており、前記ファンは回転数が複数段階に調整可能になっていることを特徴とするフェイスシールド。 The face shield according to claim 3,
This face shield is characterized in that an LED lamp and a fan are mounted on a substrate, and the rotation speed of the fan can be adjusted in multiple stages.
空気吹出し手段は箱状本体の上面部の左右方向二箇所に間隔をあけて設けられた貫通穴を吹出し穴にしていることを特徴とするフェイスシールド。 The face shield according to any one of claims 2 to 4,
This face shield is characterized in that the air blowing means is configured by through holes provided at two locations on the left and right sides of the top surface of the box-shaped main body, the through holes being spaced apart from each other.
仕切部は顎当て側が凹状になっており、且つ実際の顎の外形に合わせて弾性変形可能になっていることを特徴とするフェイスシールド。
The face shield according to any one of claims 1 to 5,
This face shield is characterized in that the partition has a concave shape on the chin rest side and is elastically deformable to fit the actual outer shape of the chin.
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