(57)【要約】アイウェアは、空気の緩流がアイウェアの装着者に対する快適さを維持可能にし、かつレンズが曇るのを阻止可能にしながらも、粒子を含む空気流を静電濾過する、装着者とレンズとの間にガスケットを有する。エレクトレット・フィルター材料は、ミクロンメートルからミリメートルまでの小さな粒子から大きな粒子までを除去する目及びレンズの周りの周辺部を構成する。フィルターは、面接触ガスケット、バッフル、粗フィルター、及びエレクトレット・フィルターから選択し、かつエレクトレット・フィルター密度を有して形成し得る。エレクトレット・フィルター上のバッフル又は粗フィルターはより大きな粒子からエレクトレット・フィルターの損傷を保護し、かつ熱を空気流に伝えるために使用される。
2006507519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アイウェア装置であって、
フレーム、該フレームのレンズ、及び、前記アイウェアの空気容積内の空気を濾過するための、前記レンズと装着者の顔との間に配置されたフィルターを備えるアイウェア装置。
【請求項２】
前記フィルターは静電フィルターである、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記フィルターは、前記装着者の顔の熱加熱からの空気流内に熱を伝えるべく熱伝達を可能にする、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記フィルターは、スクリーン、ワイヤー、ファイバー、オープンセルフォーム及びこれらの組合せから成る群から選択される、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記フィルターに隣接して配置されるチャネルを更に備える、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記チャネルは、バッフル、フィン、ハニカム、モールド成形部品、及びこれらの組合せから成る群から選択される、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記静電フィルターは、バッフル、フィン、平行平面、シート、チューブ束、波状シート、ハニカム、モールド成形部品、コロナ放電尖点、帯電プレート、帯電ワイヤー、及びこれらの組合せから成る群から選択される、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記静電フィルターはエレクトレットである、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記エレクトレットは、プラスチック、ポリプロピレン、ポリカーボネイト、ポリ４フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン及びこれらの組合せから選択される、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記フィルターに隣接して配置されたバッフルを更に備える、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記バッフルは熱伝導エンハンサーを備える、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記エンハンサーは、表面コーティング、充填剤、テーパ、フィン、渦巻、溝、バンプ、及びこれらの組合せから成る群から選択される、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記エンハンサーは、酸化アルミニウム、炭化珪素、酸化マグネシウム、酸化錫、マグネシウム、グラファイト、アルミニウム、高放射率コーティング、カーボンブラックコーティング、及びこれらの組合せから成る群から選択される、請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記フィルターを受容するインサートを更に備える、請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記インサートは、非静電フィルター、スクリーン、ワイヤー、ファイバー、オープンセルフォーム、バッフル、ハニカム、及びこれらの組合せから成る群から選択される、請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記フィルターは交換可能であり、かつ前記アイウェアのフレームに移動可能に配置される、請求項１から請求項１５までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記フィルター用モジュールを更に備える、請求項１から請求項１６までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記モジュールは交換可能、かつ前記アイウェアのフレームに移動可能に配置される、請求項１から請求項１７までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
前記モジュールは、モールド成形プラスチック、金属、ゴム及びこれらの組合せから成る群から選択された材料製である、請求項１から請求項１８までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前記フィルターは前記モジュールに移動可能に組み込まれる、請求項１から請求項１９までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
前記レンズは、内部に面する部分と外部に面する部分と、を備え、前記内部に面する部分は、前記外部に面する部分より、空気によって、高熱伝導率及び広範な接触領域を有する、請求項１から請求項２０までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
前記フレームは低熱伝導率を有する外面を備える、請求項１から請求項２１までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
前記外面は低熱伝導率材料を有する、請求項１から請求項２２までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記外面は気穴、泡、気泡及びこれらの組合せを備える、請求項１から請求項２３までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
前記外面は表面層を備える、請求項１から請求項２４までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２６】
前記表面層は低熱伝導率層である、請求項１から請求項２５までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
前記フレームは高熱伝導率を有する内部を備える、請求項１から請求項２６までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２８】
前記内部は高熱伝導率金属粒子を備える、請求項１から請求項２７までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２９】
前記内部は高熱伝導率ファイバーを備える、請求項１から請求項２８までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項３０】
前記内部は高熱伝導度粒子を内部に備える、請求項１から請求項２９までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項３１】
前記内部は高熱伝導率フレークを備える、請求項１から請求項３０までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項３２】
前記フレームはプラスチック製である、請求項１から請求項３１までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項３３】
前記フレームはゴム製モールド成形フレームである、請求項１から請求項３２までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項３４】
前記アイウェア上に低熱伝導率層をさらに備える、請求項１から請求項３３までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項３５】
前記層は気泡を備える、請求項１から請求項３４までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項３６】
前記気泡は、空気、アルゴン、窒素、六フッ化硫黄、ガラス製マイクロバルーン、及びこれらの組合せから成る群から選択される、請求項１から請求項３５までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項３７】
前記層は前記フレーム上の表面層である、請求項１から請求項３６までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項３８】
前記層は低熱伝導率を有する材料製である、請求項１から請求項３７までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項３９】
前記層は前記フレームの外部に配置される、請求項１から請求項３８までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項４０】
前記アイウェア上に高熱伝導率層をさらに備える、請求項１から請求項３９までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項４１】
前記層は金属粒子からなる、請求項１から請求項４０までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項４２】
前記金属粒子は、酸化アルミニウム、炭化珪素、酸化マグネシウム、酸化錫、マグネシウム、アルミニウム、グラファイト、及び、これらの組合せから成る群から選択される、請求項１から請求項４１までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項４３】
前記層は高熱伝導率ファイバーを備える、請求項１から請求項４２までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項４４】
前記ファイバーは、炭化珪素、アルミニウム、マグネシウム、炭素、及びこれらの組合せから成る群から選択される、請求項１から請求項４３までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項４５】
前記層はプラスチック材料製である、請求項１から請求項４４までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項４６】
前記層はモールド成形されたゴム製である、請求項１から請求項４５までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項４７】
前記アイウェアは前記顔からの空気流内に熱を伝えるために、装着者の顔と熱接触する熱伝導部を備え、内部に面する部分は高熱伝導率を有し、かつ外部に面する部分は低熱伝導率を有する、請求項１から請求項４５までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項４８】
前記部分は、前記フレーム、前記レンズ、前記フィルター、及び、これらの組合せから成る群から選択された前記アイウェアの領域上に配置される、請求項１から請求項４５までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項４９】
埃を防いで霞まないアイウェアであって、フレームと、該フレームに装着されたレンズと粒子を含む空気流を静電濾過するために装着者の顔とレンズとの間に配置されるが、装着者に対する快適さ維持するために緩流を可能にし且つ前記レンズ上の霞みを防ぐアイウェア。
【請求項５０】
前記フィルターは、前記空気流から粒子を除去するための、装着者の目及び前記レンズ周りの外周部を構成するエレクトレットフィルター材料を備える、請求項４９に記載のアイウェア。
【請求項５１】
前記フィルター用インサートを更に備える、請求項５０に記載のアイウェア。
【請求項５２】
前記インサートは取外し可能、かつ交換可能である、請求項５１に記載のアイウェア。
【請求項５３】
前記インサートは、フェース・コンタクト・ガスケット、バッフル、粗フィルター及びこれらの組合せから成る群から選択される、請求項５２に記載のアイウェア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は静電濾過アイウェアに関する。
【背景技術】
【０００２】
保護アイウェア(eyewear)及び眼鏡の主要目的は、埃、塵及び風による乾燥から眼を保護することである。レンズの周りに空気が流れ、かつ眼を通過する時、空気は塵、埃、花粉、バクテリア及び微粒子を具備して運ぶ。オートバイ用ゴーグルでは、微塵及び微埃は空気流チャネルで濾過して眼空洞に入り、かつ装着者の眼に固着し得る。スキー用ゴーグルでは、微細雪はフィルターを浸透し得る。安全用ゴーグルでは、微粒子は通気穴を通じて空気流に連行し得るものであり、かつ眼及び内部レンズ表面に到達して、眼を刺激し且つ視角を遮る。これらのすべてアイウェアシステムでは、ゴーグルは湿気を除去し且つレンズの曇りを防ぐために通気しなければならない一方で、保護レンズを使用することによって装着者の眼との衝突からの直接的な投射物衝突を防ぐことを主目的としている。
【０００３】
スポーツ用ゴーグルの曇りの問題は長年知られている。スキー用ゴーグルでは、レンズの内部が、冷たい外気と接するレンズの冷却と、顔からの内部空気容積（interior air volume）内に入る湿気束と、の組合せにより露点に達する時にこの影響が起きる。ゴーグルが曇ることを減じる基本的概念は、レンズによる熱除去の影響に対する反作用を行い、ゴーグル内の空気の温度を露点より高くすることである。曇らないゴーグルを作る試みは、極めて多く、通常、様々に異なる技術に基づくが、最も一般的なものは、ゴーグルの周辺ガスケットに沿ったオープンセルフォームを有するようにすることである。この発泡体から成るセルは雪の結晶を阻止しながらも空気を通過させるには十分に開放している。発泡体から成るセルが非常に小さいか、あるいは発泡体が厚い場合には、それは気流に対する高抵抗を有し、かつ不十分な気流に通し得るから曇りがゴーグル内に生じる。発泡体が薄いか、あるいはセルの直径が大きい場合には、気流は曇りを防ぐが微氷結晶が通過し得るには十分である。
【０００４】
[従来技術]
特許文献１は、呼吸通路及び眼を保護する呼吸マスクの例示である。全面マスク用のこの特許文献及び他の特許文献は眼を遮断せずに、まさに眼前の空気を濾過する。これらは空気を循環させるために装着者の呼吸も使用する。
【特許文献１】米国特許第２，３７９，４９３号明細書
【０００５】
特許文献２は、眼鏡レンズ容積内への空気を濾過し、かつ曇り及び汚染物の進入を防ぐゴーグルの周辺上でフィルターを使用する幾つかのスポーツ用ゴーグルの例示である。この特許文献は、気流を濾過するためにエレクトレットを使用すること、あるいは交換可能なフィルターを記載していない。
【特許文献２】米国特許第４，１７６，４１０号明細書
【０００６】
特許文献３は、水撥水性空気浸透可能フィルターを使用する内側及び外側レンズプレート間の断熱内部空間を有するスキー用ゴーグルを開示する。このフィルターはポリフッ化エチレン樹脂で作られる。この特許文献は正面レンズ容積を換気するためのフィルターを使用せず、フィルターをエレクトレット・フィルターとして考えていない。
【特許文献３】米国特許第４，２９０，６７３号明細書
【０００７】
特許文献４は、装着者の口及び鼻を覆うように構成された保護呼吸マスクを開示する。エレクトレット・フィルターは装着者への空気を濾過するために使用される。それは、特に０．１〜２ミクロンの粒径範囲の粒子に関する向上した分離能力を有し、かつ慣用の粒子フィルターと比較して比較可能なレベルの有効性を備えたより低い圧力降下を有する。アイウェアへの言及はこの特許文献ではなされていない。
【特許文献４】米国特許第４，８８３，０５２号明細書
【０００８】
特許文献５は、粒子を含む、入ってくる空気を濾過し、かつ眼を保護するために使用し、かつ静電気を帯電した頭部カバーヘッドを開示する。この特許文献は、単なる眼のためのフィルターの使用を記載していないが、頭部全体をカバーし、かつ装着者の呼吸によって除去されるフィルターを記載している。頭部全体フードは重く嵩張って扱いにくく、かつ装着者を遮断し得るから、暑く且つ不快である。我々の発明はまさに眼のための気流及び濾過された環境を作り出す。
【特許文献５】米国特許第５，１８６，１６５号明細書
【０００９】
特許文献６は、個人の濾過ユニットとして使用される静電フィルターを開示する。それは、慣用のフィルターと共に静電フィルターを使用する。この特許文献は、まさに眼のための空気を濾過すること及び呼吸が気流を移動させることを記載していない。
【特許文献６】米国特許第６，１１９，６８９号明細書
【００１０】
特許文献７は、眼を保護するために空気を濾過する際にエレクトレットを使用するフード呼吸器を開示する。それは、薄いナイロン・スクリーン・メッシュを具備する表面媒体を保護し、曇りを防ぐようにレンズ上の空気を導くためにチャネルを形成する柔軟なプラスチック材料から成る流れデフレクターを使用することを記載する。この特許文献は、眼のために空気を濾過するこを記載していないが、呼吸が気流を移動させることを記載する。
【特許文献７】米国特許第６，１５８，４２９号明細書
【００１１】
特許文献８は、眼、耳、及び呼吸保護装置を開示する。この特許文献は呼吸系内への空気を濾過するための空気フィルターを使用し、かつ眼保護取付具を記載する。この特許文献は眼への空気を濾過すること、あるいは眼フィルターにエレクトレットを使用することを記載していない。
【特許文献８】米国特許第６，３１８，３６９号明細書
【００１２】
［参考文献］
【非特許文献１】Martin Pearlman and Cornelis Reedyk, Production and Charge Decay of Film Electrets, J. Electrostatics, 115,49 (1968).
【非特許文献２】Yoichi, Kodera, and Tetsuo Toyoda, Charge Stability of Annealed Electrets, Charge Storage, Charge Transport and Electrostatics with their Applications, Edited by Y. Wada, M. Pearlman and H. Kokado, ppll3-117.
【非特許文献３】J. Fuhrmann and J. Kurschner, Time Dependent Transient and Intermittent Contact Electrification of Polymers, J. Electrostatics, 10 (1981) 115-120.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ゴーグルには、眼レンズ容積からの湿気を除去するために使用し得る６つの典型的な機構がある：自然対流、ラム空気循環、気流ポンピング、拡散、吸収及び凝結である。我々の係属中の特許文献（米国仮特許出願第６０／３３９，３９４号。曇らないゴーグル）及びこれに含まれている参考文献はこれらの技術を要約する。これらの技術は、その全体を参考文献として本願明細書に援用する。この係属中の特許文献は、人体接触領域からの湿気の伝達を妨害しながらも、正面レンズに入ってくる空気に対する頬及び鼻本体からの熱を伝えるためのフェース・コンタクト・ガスケット内の熱伝導性フェース・コンタクト材料を開示する。これは、より熱伝導性フェース発泡ガスケットと、熱伝導ハニカム空気入口から成る熱伝導及び熱交換面、及び／又はゴーグルフレームの内部の溝が形成されたか又はフィンが形成された面に結合された、内部に面する側上に湿気妨害可能なバリアと、の組合せである。
【００１４】
バッフル及びフィルターへの熱伝達を向上させることは、以下のようなアイウェアの幾つかの改良によって遂行し得る：
・フィルターのフレーム又空気通気インサート内への接合。
・最も厚い部分が顔近傍にある状態で（所与質量に対する熱伝導及び熱伝達を最適化する）、顔に向けてバッフルにテーパを付す。
・フィルターとアイウェアフレームを具備するバッフルとの間での最大の熱接触の保証。
・高熱伝導性を有するような、アイウェア・フェース・ガスケット、フレーム及びフィルター材料の構築。
・外部大気への熱損失を回避するためにフレームの外部バッフル及び外部面の熱遮断。
【００１５】
フェース・ガスケットは、ウィッキングによって、外部周辺まで、ガスケットの内部の表面上に凝結される、移動する水を特徴とする。フェース・ガスケットは、雪が顔とレンズの間の空間に入るのを阻止するためにゴーグルを顔に密封する基本的機能を行わなければならない一方で、フェース・レンズ・ボリューム外部の皮膚表面から水を移動させて離す機能と、ゴーグル・フレーム及び熱伝達面に熱を伝える機能と、の２つの機能を有する。我々の係属特許、米国仮特許出願第６０／３３９，３９４号の曇らないゴーグルでは、外部条件に拘わらず対流気流を作り出すためにそれらの伝熱及び雪阻止機能を最大限にしながらも、流れに対する低インピーダンスを有する気流入口及び出口が作り出される。伝熱のための形状構成は、チムニー効果を最適化するように実質的に試みる。より軽い暖気は雪阻止機能を維持しながらも、レンズ・フェース・ボリュームから湿気を取り除く。実施形態は、熱伝導性ハニカム、山形紋（chevrons）、オープンセルフォーム、ファイバー、スクリーン又はスロットが形成された入口及び出口である。チャネルの有効径及び長さは、流れ抵抗を最小限にし、かつ埃又は雪阻止を維持する間に、伝熱を最大限にするように寸法づけられる。十分に高い気流により、我々の研究では、ほとんど全ての寒い天候におけるゴーグルが曇りがないままであることを示した。我々は、入手可能なゴーグルを試験することによって、通常の雪フィルター発泡体がゴーグル中の自然対流に対する非常に高い抵抗を提示するセル寸法及び厚さを有することを見い出した。これらの小さな空気入口を通過する気流用の重要な計測パラメーターは、単位面積当たりの気流抵抗がチャネルの長さに比例し、かつ開口寸法の二乗に反比例するということである。
【００１６】
別の特徴は、低流動性インピーダンスを有する上部空気出口チャンネルを構成し、雪の進入を阻止し、正面レンズ空間から離れ、かつゴーグル外部の気流の影響から遮蔽されるように液体の水を移動させることである。上部空気通気は、レンズの曇りを取り除くために本体からの熱伝導を有する必要は微塵もない。それは、頂部出口の凝結を回避する支援をし、かつチムニー効果に僅かな寄与をする。上部出口の２つの限界機能は、湿気を含んだ暖気を大気に通気し、かつゴーグル内に埃、雪、あるいは液体の水が戻ってくるのを阻止することである。凝結した水を入れるか又は引き抜くための凝結水チャネルをゴーグルの頂部から水を移動させるために上部通気口に作り出し得る。
【００１７】
我々は、ゴーグルの曇りを防ぎはするが、上述した係争中の特許文献の開示事項によれば、ゴーグルに入り、かつ装着者の眼を刺激する全ての粒子を適切に阻止し得ないことを見い出した。従って、本発明が指向する、幾つかの改善が必要である。
【００１８】
静電濾過の使用によって、フィルターの気流抵抗を増加させずに有効に濾過能力を増加させるように、該フィルターに小さな氷の結晶又は粒子を引き付け得る。空気が非常に冷たい時、氷粒子はオープンセルフォームから弾むことができ、従って凝結しない。従って、静電フィルターは、氷粒子が融解するか、あるいは他の粒子と共に集まって固まり、かつ高度の粒子濾過を依然として得ながらもゴーグルの気流特性を改善するまで、エレクトレット・ファイバーの表面に氷粒子を保持し得る。
【００１９】
エレクトレット濾過は、強力な電場又はコロナ放電との断続的な接触時に、電荷を帯びるようになり、かつ、これにより、永久的な電界又は数年程度の共振時間を有する、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、及びＦＥＰ  テフロン（登録商標）、ポリビニリデンフルオロライド（ＰＶＦ２）のような材料を使用する。ミクロン及びサブミクロン寸法の粒子がエレクトレットの電界に存在する時、小さな粒子の固有の帯電により、これらは、エレクトレット及びスティックの表面に引き付けられる。ほとんどのミクロン寸法及びより小さな寸法の粒子は、通常、帯電するが、帯電していない粒子は強電界によって帯電且つ加速し得る。金属尖端及び小直径ワイヤー、鋭利なプレートの端縁、あるいはプレートからの高圧コロナ放電は、埃を充満させ、かつそれをフィルター表面に引き付け可能にするために使用し得る。埃粒子は周囲の表面に引き付けられる。一旦、これらがエレクトレットの表面上に存在すると、これらは他の粒子と共に集まって固まり得るものであり、空気気流から除去されると効果的である。空気フィルターのために長い寿命で帯電したエレクトレット濾過生産物は、０．１〜２ミクロンのマイクロ直径粒子に関して向上された性能を有する、空気伝達埃粒子を除去するために多くの年月の間、使用されてきた。
【００２０】
エレクトレット・エアフィルタ・システムを最適化するためには、所定距離の流れに亘って粒子に作用する、粘性による影響が無視される場合、静電フィルターの一次最大空気流量は、フィルターの深さ、粒子荷電の平方根、電界強度、フィルター穴幅の逆数の平方根及び粒子質量に比例する。フィルターによる単位ユニット当たりの層流抵抗エネルギーはフィルターの厚さと平均流速にほぼ比例する。それは、フィルターのポアー直径の二乗にも反比例する。したがって、良好な濾過性能を得ることは、高厚、大きな穴、高電界及び低気流立を有するべきである。全ての粒子が帯電されないが、エレクトレット・フィルターによって濾過されるほど十分小さな質量であり、したがって、大きな粒子からエレクトレット・フィルターを保護する粗フィルターを使用し得る。フィルター穴はより大きな粒子を機械的に阻止するにも十分小さく寸法づけ得る。静電フィルター（米国特許第４，８８３、０５２号明細書）は、直径が０．１〜２ミクロン間の粒子を効率的に削除する際の慣用フィルターに対する利点を典型的に説明する。
【００２１】
フィルターにとっての多くの長所を有する形態を得るためには、低エネルギー消費及び高い最大フィルター速度が望ましい。、したがって、粒子を引きつけるのに十分な深さを有しながらも、フィルターの穴内で出来るだけ大きな穴開口寸法を有するフィルター用の出来るだけ大きな領域を有することにより、フィルターを通る流速を最小にすることが最も良い。折り畳まれ且つ大きな穴フィルター、及び大きな面積のフィルターは薄く平らで小さな穴フィルターより良い。眼装着用濾過用フィルターを構成する際に、これらは流れ及び深さに対する横断面積を最大にすべきである。フィルターは、流れ領域を最大にするために、レンズと正面との間の周辺領域の多くを満たし得る。フィルターは帯電したハニカム又は波状エレクトレット構造、オープンセル帯電エレクトレット発泡体、エレクトレットのシート、モールド成形部品、レンズの周辺回りのライナー、あるいは緩く包装された繊維状エレクトレットから構成し得る。
【００２２】
ゴーグルのフレームに熱伝導と効率的なエレクトレット濾過を組み込むことによって、より多くの、埃が無く且つ曇らないゴーグル又は眼鏡を達成し得る。本発明では、外部バッフル、フィルター及びフレームの外面を低熱伝導性材料によって構成し、及びゴーグルの周辺、外部バッフル、フィルター及びフレームの外面を低熱伝導材料によって構成することによって、ゴーグルの周辺の熱損失は減少する。内部バッフル、フィルター及び内部フレーム表面を熱伝導材料で構成することで、正面から入ってくる空気及び内部レンズへの熱伝達を増加させる。これは、内部レンズの温度を増加させることによって曇りを減じ、かつ湿気除去率を増加させる。従って、効率的なエレクトレット濾過及び熱伝達の組合せは改善された埃排除及び曇らないアイウェアに通じる。
【００２３】
本発明の、これらの及び更なる及び他の目的及び特徴は、図面及び特許請求の範囲と共に、上述し且つ以下に記載する明細書を含む開示から明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
エレクトレット・フィルターを具備するゴーグル空気通気インサートの分解組立図が図１に示される。エレクトレット・フィルタ・インサートはウレタン・ゴム（Stevens Urethane, Nine Sulivan Road,Holyoke, MA 01040-2800から入手し得る）又はアルミナ、炭化珪素、酸化マグネシウム、マグネシウム、グラファイト、あるいは３M Construction and Home Improvement Markets Divisionから入手し得るFiltete（登録商標）のようなエレクトレットフィルター４の周りのアルミニウム粒子でドープ処理されたシリコンゴム（GE Silicones of General Electric Company, Waterford, New York, 12188）１、３、５、７をモールド成形することによって形成される。バッフル内部１、及び外部７は、ゴーグル・フレーム熱接触子３、５近傍のバッフルを厚くし、かつバッフルにフィンを形成し得ることによって熱伝達を最適化するように構成し得る。フィルター・インサート１、５も、高熱伝導性を有するそれらの特性のためのマグネシウム又はアルミニウムのような金属からも構成し得るものであり、かつ軽量とし得る構成変更の１つは高伝導性内部材料バッフル２又はスクリーン９でフィルター・インサートを構成し、かつ発泡ウレタン又は発泡シリコンゴムのような低熱伝導性材料で作った外部バッフル７又はスクリーン８を具備することである。内側１のバッフルは、より高い放射熱伝達のために、かつゴーグルの内部の光反射を避けるようにカーボンブラックで被覆又は組み込み得る。目的は、ゴーグル外側の寒気から内部空間及びゴーグル・フレームを依然として遮断しながらも気流に対する熱伝達を最大にすることである。フィルター・インサート１、５は、図４に示されるゴーグルのウレタン・ゴム・フレーム内の穴内に入るように形成される。リップ３及び１０はインサート１、７をゴーグル内のインサート穴に組立可能に形成される。逸らせられた流れチャネル２、６は、依然として大きな埃粒子及び雪に対するバリアでありながらも、気流と、空気を通じて流れるガスに対する熱伝達と、に対する低抵抗を有するように形成される。フィルター・インサート１、５は２つの構成要素として形成し、かつ接着し得る（アクリル系接着剤、DP 8005,3M Adhesives, Division, St. Paul, MN 55144- 1000から入手し得る）、あるいはエレクトレット・フィルター４及び隣接する非エレクトレット・フィルターをクランプするためにラチェットと共にスナップ嵌合される。アルミニウムワイヤースクリーン９、及びプラスチックファイバーグラス・メッシュ８はバッフル１、５の間に挿入される。他のバージョンはエレクトレット・フィルターの周りでモールド成形されたゴムバッフル２、７を有し得る。エレクトレット・フィルターは、薄いファイバー内に既に帯電したポリプロピレン・プラスチックを引き裂くことによって、あるいはポリプロピレンファイバーを紡績し次いでポリプロピレン繊維を高圧放電に晒すことによって形成し得る。長寿命エレクトレットを構成する他の適切なプラスチックはポリカーボネートプラスチック、ポリビニリデンフルオロライドＰＶＦ２及びポリスチレンのようなものである（参考文献１、２、３）。帯電したエレクトレット・ファイバーは、フェルト又は織物に形成し得る。ポリプロピレンもハニカムのような気流チャネル構造に構成し得る。他の適切な構造��は、波状エレクトレット・シート又は部分的にヒューズを取り付けたエレクトレット・チューブの束によって分離された平行なシート配列である。
【００２５】
図２は、バッフル１１の切抜きを具備するインサートのまさに一側の側面図を示す。アルミナ、炭化珪素、酸化マグネシウム、酸化錫、マグネシウム、グラファイト、あるいはアルミニウム粒子でドープ処理したウレタン又はシリコンゴムは射出モールド成形される、気流チャネル１２が形成される。これらの気流チャネルは、ゴーグルの外部の気流中の粒子を逸らせるか又は阻止するバッフルとして作用する。これらは、装着領域１３に沿って熱カップリングからゴーグル・フレームまでの伝熱面としても作用する。バッフルの気流チャネルは、流れに対して熱を効率的に伝え、かつそれら１４の中のフィン又は溝が形成されたハニカム及びスロットのように気流抵抗を最小にする種々の形状を有し得る。バッフルは増大するラム空気を使用することができるように流れ指示器（flow directors）としても作用し、大気中を移動する装着者への影響に対して中立、あるいは反対向きである。ほとんどの場合には、装着者が静止している場合は対流により、かつ装着者が移動している時は僅かに速い流速により快適な気流に帰着するために該気流に対して気流ダクトを配置すべきである。デフレクターは、曇らなさ及び眼の快適さを最大にするために眼から離れ且つレンズを横切って導かれるべきである。
【００２６】
図３では、エレクトレット・フィルターは、エレクトレット・ファイバーの拡大図２２で示される。ここに示したエレクトレット・フィルター２１は、３Ｍ社（Filtrete, 3M Construction and Home Improvement Markets Division, Box 33053, St. Paul, MN 55133-3053）から入手し得る繊維状ポリプロピレン２３である。他の適切なエレクトレット材料はポリカーボネート、ＰＶＦ２及びポリスチレンである。プラスチック繊維をＤＣ又はＡＣコロナ放電に晒すことは、エレクトレットを帯電させ得る。エレクトレット・フィルターは、それ自体を機械的により堅固にし、かつ慣用フィルターとして作用するようにプラスチック被覆したガラスファイバー・メッシュのような裏当て材料でも挟み得る。本発明の他の実施例では、単独で又は裏当て材料を具備するエレクトレットフィルターは、ゴーグルの開口を覆うために接着し得る（3M Adhesives, Division, St. Paul, MN 55144- 1000の３Ｍ接着剤部門から入手し得るアクリル系接着剤）。
【００２７】
図４では、フィルター・インサートをゴーグル４３のフレーム内に差し込み得る箇所が示される。ゴーグル・フレーム３６は、柔軟な吸収ガスケットである発泡体ガスケット３７によって装着者の顔と密封接触する。エレクトレット・フィルターが軟らかく柔軟なゴムで作られているか、あるいはゴーグル・フレームが柔軟な場合、インサートはゴーグルのフレーム穴４１、４４、４５、４６内に押圧し、かつインサート３１、３２、３３、３４でこれらの穴を組み立て得る。右上３１、左上３２、左下３３及び右下３４のインサートは、独特に形状付けられたインサートである。可能な構成は、フィルター・インサート３１、３２、３３、３４を対称になし、その結果、１つのフィルター・インサートがフレーム穴４２の何れかに嵌合するような構成である。ゴーグル・インサート３１、３２、３３、３４はゴーグルのフレームに配置される。ゴーグル４３は眼の上に装着され、ストラップ３９は装着者の頭部上の適所にゴーグルを保持する。ストラップはブラケット３８によってゴーグルに取り付けられる。スキー用の典型的なゴーグルは２つの曇っていないプラスチック・レンズ３５を有する。安全ゴーグルでは、レンズ３５は単一レンズである。装着者の顔とフェース・ガスケット３７上のゴーグル４３の接触圧縮は、ブラケット３８によってストラップ３９を摺動させることによって調節し得る。
【００２８】
図５は、ゴーグルのポート上に接合されたカバー・スクリーンとエレクトレット・フィルターを具備するゴーグルの実施形態を示す。右側のフィルターのみが分解組立図に示される。この構成では、プラスチックで被覆したメッシュ５０（Hanover wire cloth, Star Brand Screening, Division of CCX, Inc. , Hanover PA 17331から入手し得る）がアルミニウム製粗メッシュ５２（Delker Corporation, 14 Commercial St., Branford Connecticut, 06405から入手し得る）の頂部上のポリプロピレン微細ファイバーフィルター５１の頂部に配置される。全部で３つの層は、通気スロット５４を覆い且つ充填するウレタン製ゴーグル・フレーム５５に取り付けられるか、接合されるか、あるいは接着される。ゴーグル・フレームは二重レンズ５６及びフェース・コンタクト・ガスケット５３、５７を保持する。図示するフェース・コンタクト・ガスケット５７、５２はアクリル系接着剤によってゴーグル５５のフレームに接着される。ゴーグル・フレーム５５の下側には、空気取入れフィルターが示される。アルミニウム、グラファイト、あるいはマグネシウム・メッシュ５８は第１のポリプロピレン・エレクトレット・ファイバー・フィルター５９に配置され、その後、グラスファイバーで補強されたウレタン・プラスチック被覆メッシュ６０で覆った。内部メッシュ５８は、それに熱伝達のために高放射率及び光吸収特性を与え、かつゴーグル内部での光の反射を回避するために、カーボンブラックを混ぜたペイントのような黒化コーティングで被覆し得る。フィルターアセンブリ５８、５９、６０は、ゴーグル５５のフレーム内の下部通気スロット６７上にアクリル系接着剤で接着される。
【００２９】
図６では、フレームの拡大図及びフェース・ガスケットが示される。ゴーグル・フレーム６９は、アルミニウム、マグネシウム、グラファイト、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、炭化珪素、酸化マグネシウム、酸化錫、あるいは内部レンズ６８と熱接触するグラファイト・ファイバー６６のような熱伝導性粉末が充填されたウレタンゴム５３製である。ゴーグルのウレタン・ゴム６７の外部は、それに断熱特性を与えるために、空気、アルゴン、窒素、六フッ化硫黄、あるいは(Wrigley Fibers, F. H. Wrigley Ltd. , Williton Industrial Estate, Williton, Somerset, TA4 4RF, UK.)から入手し得るガラスマイクロバルーン５４が充填される。オープンセルウレタンフォーム６３はシリコーンゴム６４（GE Silicones of General Electric Company, Waterford, New York, 12188）で内部を密封されるか、あるいは絹又はCool Max ポリエステル（Intex Corporation, 1031 Summit Ave., Greensboro, NC 27405から入手し得る）、周辺に水を入れるために該周辺に対して開放しており、かつシリコーン密封材６４で内側で水の進入から密封される進入ガスケット６５を有する。
【００３０】
本発明を特定実施形態に関して説明してきたが、本発明の変更及び変形は、特許請求の範囲及び添付の図面に規定される、本発明の範囲を逸脱せずに構築し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】フィルター・インサートの分解組立図である。
【図２】調節された空気通気カバーの切抜き図である。
【図３】エレクトレット・フィルター要素及びその拡大図である。
【図４】ゴーグル内に配置されたバッフル及びエレクトレット・インサートを示す図である。
【図５】ゴーグルの左側を具備する階層状フィルター分解組立図である。
【図６】フェース・コンタクト・ガスケット及びフレーム全体に亘る断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  内部バッフル
２、６  バッフル状流れチャネル
３、１０  リップ
４  エレクトレット・フィルター
７  外部バッフル
８  プラスチック・ファイバーガラス・メッシュ
９  アルミニウム・ワイヤー・スクリーン
１１  バッフルの切抜き部
１２  気流チャネル
１３  装着領域
１４  ハニカム及びスロット
２１  エレクトレット・フィルター
２２  エレクトレット・フィルターの一部
２３  繊維状ポリプロピレン
３１、３２、３３、３４  インサート
３５  プラスチック・レンズ
３６  ゴーグル・フレーム
３７  フェース・ガスケット
３８  ブラケット
３９  ストラップ
４１、４４、４５、４６  フレーム穴
４２  フレーム穴
４３  ゴーグル
５０  メッシュ
５１  ポリプロピレン微細ファイバーフィルター
５２  アルミニウム製メッシュ
５３、５７  フェース・コンタクト・ガスケット
５４  通気スロット
５５  ゴーグル
５６  二重レンズ
５８  マグネシウム・メッシュ
５９  ポリプロピレン・エレクトレット・ファイバー・フィルター
６０  被覆メッシュ
６３  オープンセルウレタンフォーム
６４  シリコーンゴム
６５  ガスケット
６６  グラファイト・ファイバー
６７  ウレタンゴム
６８  内部レンズ
６９  ゴーグル・フレーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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