(57)【要約】【課題】防護帽の内側に外気を強制的に送り込むことにより内部温度の上昇を抑制し、着用時に生じる作業者のヒートストレスを大幅に低減する。【解決手段】防護帽１３の内側に小型の送風ファン２０１から送風手段２０を配設し、この送風ファン２０１を駆動することにより、防護帽１３の内側に外気を強制的に送り込むとともに送風ファン２０１で送り込まれる空気圧によって防護帽１３内の滞留空気を防護帽１３外へ押し出して、防護帽１３の内部空気を外気と有効に交換する。【選択図】　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業者の頭部を熱環境や毒性外気環境などから遮蔽するように覆うヘッドキャップ及び作業者の首部周囲を熱環境や毒性外気環境などから遮蔽するように覆う側面カバーを有する防護帽であって、
少なくとも前記側面カバーの複数箇所に、外気を吸引して前記頭部及び首部とこれに対向する前記ヘッドキャップ及び側面カバーとの間に形成される空間部に送風して前記空間部を換気する送風手段を設け、さらに、前記送風手段を駆動する駆動源を備えることを特徴とする防護帽。
【請求項２】
前記駆動源は一次または二次電池のような携帯可能な電源であることを特徴とする請求項１記載の防護帽。
【請求項３】
前記送風手段は小型モータ付きの小型送風ファンから構成され、前記送風ファンの吸引口は前記側面カバーから外方へ開口され、前記送風ファンの吐出口は前記空間部に向け開口されていることを特徴とする請求項１項記載の防護帽。
【請求項４】
前記送風手段は小型モータ付きの小型送風ファンを備え、前記駆動源は一次または二次電池のような携帯可能な電源から構成され、前記送風ファンは切替スイッチを介して前記電源に接続され、前記切替スイッチをオン・オフ制御することにより前記送風ファンが起動・停止されるように構成したことを特徴とする請求項１記載の防護帽。
【請求項５】
前記切替スイッチは手動スイッチであることを特徴とする請求項４記載の防護帽。
【請求項６】
前記ヘッドキャップの内部温度を検出する温度センサーを備え、前記駆動源は一次または二次電池のような携帯可能な電源から構成され、前記送風ファンと前記電源との間に接続された切替スイッチは半導体スイッチング素子から構成され、前記温度センサーで検出された温度が予め設定した温度以上になった時に前記半導体スイッチング素子をオン制御して前記送風ファンを起動する制御回路を設けたことを特徴とする請求項１記載の防護帽。
【請求項７】
前記側面カバーは作業者の顔面と対向する箇所で左右に開閉できるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の防護帽。
【請求項８】
前記側面カバーの作業者の目と対向する箇所が開口され、この開口部分は前記ヘッドキャップに出し入れ可能に設けた透明なシールドカバーにより閉鎖されるように構成したことを特徴とする請求項１記載の防護帽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消防員装具や農薬防護服などのように、熱環境や毒性外気環境などから作業者の頭部及び首部を覆って保護するために使用される防護帽に関し、さらに詳しくは、作業員が着用して作業を行った時に生じる作業者のヒートストレスを大幅に低減できるようにした防護帽に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
火災の熱輻射等から消防員の身を守る消防員装具（防火服）や農薬等の毒性外気から農薬散布作業員の身を守る農薬防護服、または、漁における魚取り扱い時に受ける外傷等から船上作業者の身を守るためのゴム合羽など、作業者の胴部、四肢及び頭部を熱環境や外気環境等から保護する目的で使用される防護用衣服や防護帽は、通気性のない、または通気性の小さい生地を使用して密閉型構造に縫製されている。
【０００３】
一般に人体には、安静時においても約５８Ｗ／ｍ２　の代謝（産熱）があり、また、消火活動などの作業時における人体には、その活動の程度により異なるものの、数百Ｗ／ｍ２　の代謝（産熱）がある。
これに対して、人体を冷却するための放熱要素には、呼吸による対流と潜熱放熱、体表面からの対流と輻射及び体表面に発生する発汗による潜熱放熱がある。したがって、これらの要素から得られる放熱量と上記産熱との熱収支が一致する時は、人体が熱平衡状態に保たれることになる。
【０００４】
ところで、密閉型構造の防護用衣服や防護帽は、その熱抵抗（保温性）が比較的大きいため、これを着用した場合、人体表面からの対流及び輻射放熱が抑制されるほか、発汗による潜熱（気化熱）放熱が抑制されてしまう。その結果、上述する人体の熱平衡状態が崩れ、代謝熱が人体に蓄積され、ヒートストレス発症の要因となる。この傾向は、防護用衣服や防護帽を着用して作業する時の環境気温が大きく影響し、特に環境気温が人体の平均皮膚表面温度に近い３０℃を超える温度になると防護用衣服や防護帽の内部温度が上昇するとともに人体の基幹温度も上昇し、人体に熱痙攣や熱疲労、熱射病のような熱中症、すなわちヒートストレスが発症し易くなる。このため、防護用衣服や防護帽を着用した作業者のヒートストレスを軽減するためには、防護用衣服や防護帽内の温度を低くする必要がある。特に、防護帽内の温度を低くすることは作業者のヒートストレスを軽減する上で重要な要素となる。
【０００５】
従来、防護帽の内部温度を低下させる方法としては、作業現場から離れた位置に移動して防護帽を脱いだり、あるいは防護帽に設けたしころ部分を開放するなどの方法が採られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような従来方式は、作業中に行うことができず、したがって、火災現場などのように熱環境や外気環境等の影響をもろに受ける現場には不向きとなり、実用的でないほか、防護帽のしころ部分が耐熱・耐火・耐水・透湿・通気性が良好な生地から縫製されていても、このしころ部分から外部へ放出できる熱気や汗の量に限度があるため、これを越える発汗や産熱がある場合には、これに対応できず、衣服内の温度が上昇してしまい、熱中症のようなヒートストレス発症を多発させるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、作業者の頭部及び首部を熱環境や毒性外気環境などから遮蔽するように覆う防護帽において、この帽内側に外気を強制的に送り込むことにより内部温度の上昇を抑制し、着用時に生じる作業者のヒートストレスを大幅に低減できるようにした防護帽を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、作業者の頭部を熱環境や毒性外気環境などから遮蔽するように覆うヘッドキャップ及び作業者の首部周囲を熱環境や毒性外気環境などから遮蔽するように覆う側面カバーを有する防護帽であって、少なくとも前記側面カバーの複数箇所に、外気を吸引して前記頭部及び首部とこれに対向する前記ヘッドキャップ及び側面カバーとの間に形成される空間部に送風して前記空間部を換気する送風手段を設け、さらに、前記送風手段を駆動する駆動源を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１項記載の防護帽において、前記駆動源は一次または二次電池のような携帯可能な電源であることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１項記載の防護帽において、前記送風手段は小型モータ付きの小型送風ファンから構成され、前記送風ファンの吸引口は前記側面カバーから外方へ開口され、前記送風ファンの吐出口は前記空間部に向け開口されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１記載の防護帽において、前記送風手段は小型モータ付きの小型送風ファンを備え、前記駆動源は一次または二次電池のような携帯可能な電源から構成され、前記送風ファンは切替スイッチを介して前記電源に接続され、前記切替スイッチをオン・オフ制御することにより前記送風ファンが起動・停止されるように構成したことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項３記載の防護用衣服において、前記切替スイッチは手動スイッチであることを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１記載の防護帽において、前記ヘッドキャップの内部温度を検出する温度センサーを備え、前記駆動源は一次または二次電池のような携帯可能な電源から構成され、前記送風ファンと前記電源との間に接続された切替スイッチは半導体スイッチング素子から構成され、前記温度センサーで検出された温度が予め設定した温度以上になった時に前記半導体スイッチング素子をオン制御して前記送風ファンを起動する制御回路を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項１記載の防護帽において、前記側面カバーは作業者の顔面と対向する箇所で左右に開閉できるように構成されていることを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項１記載の防護帽において、前記側面カバーの作業者の目と対向する箇所が開口され、この開口部分は前記ヘッドキャップに出し入れ可能に設けた透明なシールドカバーにより閉鎖されるように構成したことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は本発明にかかるヒートストレス軽減用の送風機能を備える防護帽を消防員装具に適用した場合の一実施の形態を示す一部展開の全体の構成図、図２は本実施の形態における防護帽を着用した作業者のヒートストレスを軽減するための送風手段の一例を示す構成図、図３は本実施の形態における送風手段による防護帽の換気動作を説明するための説明図である。
【００１４】
図１に示す防火服１０は、防火等に従事する消防員の作業者８に悪影響を及ぼす火災等の熱環境から作業者８を保護するもので、作業者８の首部から膝上までの部分を覆う上衣１１と、作業者８の腰部から足首部間での部分全体を覆うズボン１２を備えている。
上記上衣１１は、例えば耐熱・耐火・耐水や透湿・通気性が良好な三層構造の生地から縫製され、前身頃部分１１１で左右に開閉できる構成になっているとともに、左右の長袖部１１２及び襟部１１３を有している。また、上記ズボン１２は、例えば耐熱・耐火・耐水や透湿・通気性が良好な三層構造の生地から縫製されている。
また、図１において、１３は作業者８の頭部及び首回りや顔面を覆う防護帽、１４は作業者８の手に装着される手袋、１５は作業者の８の足に装着されるブーツである。
【００１５】
上記防護帽１３は、図１及び図２に示すように、作業者８の頭部８ａを熱環境や毒性外気環境などから遮蔽するように覆うＦＲＰからなるヘッドキャップ（ヘルメット）１３１及び作業者８の頭部側部を含む首部８ｂの周囲を熱環境や毒性外気環境などから遮蔽するように覆う側面カバー（しころ）１３２を有する。上記側面カバー１３２は作業者８の顔面と対向する箇所で左右に開閉できるように構成されている。
また、上記側面カバー１３２の作業者８の目と対向する箇所は、側面カバー１３２を図１の破線に示すように閉めた時に開口されるように構成されており、この開口部分１３２ａは、ヘッドキャップ１３１内に出し入れ可能に設けた透明なシールドカバー１３３により閉鎖されるように構成されている。１６は防護帽１３の締め付けバンドである。
【００１６】
図１及び図２において、送風手段２０は、防護帽１３を消防員等である作業者８が装着した時の防護帽１３の内側を有効に換気して作業者８のヒートストレスを軽減するためのものであり、この送風手段２０は、消防活動等に邪魔にならない作業者８の首部８ｂと対向する側面カバー１３２の内側２箇所に、送風手段２０の軸線が上下方向に延在するようにしてそれぞれ配設されている。
【００１７】
上記送風手段２０は、図２に示すように、ノートパソコン等に使用される超小型のマイクロファン、例えば軸流式の小型送風ファン（例えば、数リットル／秒程度）２０１を備える。この送風ファン２０１は、両端が開口された筒状のハウジング２０２と、このハウジング２０２内の軸心上に軸線を一致して設けた小型直流モータ２０３と、この小型直流モータ２０３の回転軸に直結された排気用のファン２０４とから構成されている。
また、上記送風ファン２０１の吐出側であるハウジング２０２の吐出口２０２ａは作業者８の頭部８ａ及び首部８ｂとこれに対応するヘッドキャップ１３１及び側面カバー１３２との間に形成される空間部２２に向け開口されている。さらに、送風ファン２０１の吸引側であるハウジング２０２の吸引口２０２ｂは側面カバー１３２の下端縁方向に向けて開口されている。
【００１８】
上記直流モータ２０３の駆動源には、図２に示すように、複数の単３等の一次電池または二次電池からなる携帯可能な電池電源２２が使用され、この電池電源２２と直流モータ２０３との間は、図１及び図２に示すように、手動式の切替スイッチ２１を介してリード線２３により分離可能に接続される構成になっている。また、電池電源２２は電池ケース２２１内に着脱可能に収容され、この電池電源２２を含む電池ケース２２１は上衣１１の内側に設けられた内ポケット１１４に収納されている。また、切替スイッチ２１は上衣１１に設けられた外ポケット１１５等に収納される。
なお、切替スイッチ２１を上衣１１の外ポケット１１５に収納する場合、この切替スイッチ２１に接続されたリード線２３は上衣１１を貫通して外ポケット１１５内に引き出される構成になっている。
【００１９】
このように構成された防護帽１４において、この防護帽１４に加えて、防火服１０、手袋１４及びブーツ１５を装着した消防作業員が消防活動を行った場合、従来と同様に人体の代謝による産熱の防火服１０及び防護帽１４外への放散が抑制されるため、防火服１０及び防護帽１４の内側温度及び湿度が上昇するとともに代謝熱が人体に蓄積され、人体の熱平衡状態が崩れ、熱中症のようなヒートストレスを発生させる要因となる。
【００２０】
そこで、この実施の形態においては、消防作業員が消防活動中に上述のようなヒートストレス症状が自覚されるようになったならば、切替スイッチ２１をオン状態に切り替え操作する。これにより、送風ファン２０１の直流モータ２０３に電池電源２２から電力が供給されると、この直流モータ２０３は起動され、これに直結されたファン２０４が所定の速度で回転される。これに伴い、送風ファン２０１は、その吸引口２０２ｂから外気を吸引して吐出口２０２ａから作業者８の頭部８ａ及び首部８ｂとヘッドキャップ１３１及び側面カバー１３２との間に形成された空間部１３Ａ内に図３の矢印に示すように送り込む。これにより、空間部２２内に滞留する、人体代謝により加熱された空気及び飽和状態に近い湿気を含む空気は、送風ファン２０１で送り込まれる空気圧によって、図３の矢印に示すように、側面カバー１３２の下端縁に形成される隙間などから防護帽１４外へ押し出される。
【００２１】
このようにして防護帽１４の内部空気は送風ファン２０１によって外気と有効に交換されるため、防護帽１４の内部温度を大幅に低下させることができるとともに防護帽１４の内部湿度も低下させることができる。
因みに、送風ファンによる換気を行わない従来の防護帽では、防護帽の内部温度は時間の経過と共に上昇すると同時に、発汗による衣服内の水蒸気圧も飽和に達して上衣内の湿度は１００％となり、発汗による潜熱（気化熱）放熱が抑えられるとともに代謝熱が人体に蓄積されるため、作業者に対するヒートストレスは回避できない。
【００２２】
しかるに、本実施の形態によれば、防護帽１４の内部は送風ファン２０１により強制的に換気されるため、発汗しても防護帽１４内の水蒸気圧が飽和に達することがなく、防護帽１４内飽和水蒸気圧低下に保持できるとともに、体表面からの対流と輻射及び体表面からの発汗による潜熱（気化熱）放熱を促進することができる。その結果、防護帽１４内の冷却が可能になり、防護帽１４の内部温度の上昇及び人体への代謝熱の蓄積を大幅に抑制できるほか、防護帽１４の着用時に生じる作業者のヒートストレスを大幅に低減することができる。
また、この実施の形態によれば、防護帽１４の内側を有効に換気するための送風手段２０は、小型の送風ファン２０１から構成されるものであるため、防護帽１４の送風手段２０を低コストで提供できるとともに、送風手段２０の防護帽１４への取り付けも簡便に行うことができる。
【００２３】
次に、図４により本発明にかかる防護帽の他の実施の形態について説明する。図４は本発明にかかる防護帽の送風ファンを自動制御できるようにした場合の構成図である。
この図４において、小型送風ファン２０１の直流モータ２０３はトランジスタ等の半導体スイッチング素子からなる切替スイッチ２５を介して電池電源２２に接続されている。また、図４に示す符号２６は切替スイッチ２５をオン・オフ制御する制御回路であり、この制御回路２６には防護帽１４の内部温度を検出する温度センサー２７と、送風ファン２０１が動作させる防護帽１４の内部温度を設定する温度設定回路２８がそれぞれ接続されている。
上記温度センサー２７は、人体の平均皮膚表面温度（基幹温度：直腸温度）に近似した防護帽１４の内部温度を正確に検出できる箇所、例えば作業者の頭部の頂と対向するヘッドキャップ１３１の内側に配置される。また、半導体スイッチング素子、制御回路２６及び温度センサー２７や温度設定回路２８の動作電源は上記電池電源２２から供給される構成になっている。
【００２４】
このような他の実施の形態において、制御回路２６では、温度センサー２７で検出された防護帽１４内の検出温度Ｔ１と温度設定回路２８で設定した設定温度Ｔ２（例えば、作業者にヒートストレス症状を発症させる最低の温度：３６℃程度）とを比較し、検出温度Ｔ１が設定温度Ｔ２を超えた時に制御回路２６から半導体スイッチング素子をオン動作する制御信号Ｓ１を切替スイッチ２５に対して出力する。これにより、切替スイッチ２５がオンされると送風ファン２０１の直流モータ２０３に電池電源２２から電力が供給され、直流モータ２０３が起動されるとともにファン２０４が所定の速度で回転される。これに伴い、防護帽１４の内側は自動的に換気されることになる。
【００２５】
このような他の実施の形態によれば、上記図１に示す場合と同様な作用効果が得られるほか、防護帽１４の内部を送風ファンにより自動的に換気することができるという効果を有する。
【００２６】
上記実施の形態では、本発明のヒートストレス軽減用の換気方式を消防用の防護帽１４に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、農薬等の毒性外気から農薬散布作業員の身を守る農薬防護服のヘッドキャップ、または、漁における魚取り扱い時に受ける外傷等から船上作業者の身を守るためのゴム合羽のヘッドキャップ等のように作業者に悪影響を及ぼす熱環境や毒性外気環境などから作業者を保護する防護帽にも本発明にかかるヒートストレス軽減用の換気方式を使用することができる。
【００２７】
また、本発明における防護用衣服は、図１に示すように、上衣１１とズボン１２に分離した構造のものに限定されず、上衣、ズボン及びヘッドキャップを一体化したつなぎ構造の防護用衣服であってもよい。
また、本発明における送風手段２０は、上記実施の形態に示すように側面カバー１３２に設けるものに限らず、ヘッドキャップ１３１の内側に設けるようにしてもよい。
また、本発明における送風手段２０の駆動源に一次電池または二次電池を使用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、送風手段２０の電力を商用電源または可搬式の電源装置から供給できるようにしてもよいほか、送風手段２０の送風ファンを手動またはエアーで駆動できるように構成することも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかる防護帽によれば、防護帽の内側に配置した送風手段により防護帽の内側に外気を強制的に送り込むとともに送風ファンで送り込まれる空気圧によって防護帽内の滞留空気を防護帽外へ押し出すようにしたので、防護帽の内部温度の上昇を抑制でき、防護帽着用時に生じる作業者のヒートストレスを大幅に低減することができる。
【００２９】
また、本発明の防護帽によれば、防護帽の内側を有効に換気するための送風手段は小型の送風ファンから構成されるものであるため、防護帽の送風手段を低コストで提供できるとともに、送風手段の防護帽への取り付けも簡便に行うことができる。
また、本発明の防護帽によれば、切替スイッチをオン・オフ制御することにより排気ファンが起動・停止できるように構成したので、防護帽内の換気を作業者の意思により適宜行うことができる。
【００３０】
また、本発明のによれば、防護帽の内部温度を温度センサーで検出し、この温度センサーで検出された温度が予め設定した温度以上になった時に切替スイッチをオン制御して排気ファンを自動的に起動するようにしたので、防護帽の内部を排気ファンにより自動的に換気することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるヒートストレス軽減用の送風機能を備える防護帽を消防員装具である防火服に適用した場合の一実施の形態を示す一部展開の全体の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態における防護帽を着用した作業者のヒートストレスを軽減するための送風手段の一例を示す構成図である。
【図３】本発明の実施の形態における送風手段による防護帽の換気動作を説明するための説明図である。
【図４】本発明にかかる防護帽の送風ファンを自動制御できるようにした場合の構成図である。
【符号の説明】
８　　　　作業者
１０　　　防火服
１１　　　上衣
１２　　　ズボン
１３　　　防護帽
１３１　　ヘッドキャップ
１３２　　側面カバー
１３３　　シールドカバー
１４　　　手袋
１５　　　ブーツ
２０　　　送風手段
２０１　　送風ファン
２０２　　ハウジング
２０２ａ　吸引口
２０２ｂ　吐出口
２０３　　直流モータ
２０４　　排気用のファン
２１　　　切替スイッチ
２２　　　電池電源
２２１　　電池ケース
２５　　　切替スイッチ
２６　　　制御回路
２７　　　温度センサー
２８　　　温度設定回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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