溶接用の遮光面に取り付けられたヒューム除去装置

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【発明の名称】	溶接用の遮光面に取り付けられたヒューム除去装置
【発明者】	【氏名】矢澤文明【氏名】岡野健【氏名】筒井英人
【要約】	【課題】溶接時に発生するヒュームを効率良く除去するため、作業者の負担が軽くて自由な溶接作業が可能であり、構成が簡単で安価な装置を提供する。【解決手段】公知のものと同様な構造の、把手４のような支持手段と遮光ガラス３とを備えている溶接用の遮光面１によって、溶接箇所２４の近傍に向かって突出する吸入側のホース１４と、その後端に接続するモータ付きファン１２と、その吐出側に設けられて作業者の顔面よりも上方の開口端部１９において空中に開放された吐出口を形成している例えば吐出側のホース１８と、電池のような給電手段と、スイッチ２２とを全て支持させる。作業者の顔面よりも上方の吐出口となる開口端部１９から上方へ放出されるヒュームは、作業現場の上方に設けられたキャノピー形フード２６を有する集塵機等に吸い込まれて処理されるので、ヒュームが溶接箇所２４から作業者の口元へ漂うことがない。

【特許請求の範囲】
【請求項１】耐熱性の不透明材料からなり溶接作業の作業者の少なくとも顔面を覆う形状を有すると共にそれ自体の支持手段及び前面に遮光ガラスを備えている遮光面と、前記遮光面から溶接箇所の近傍に向かって突出するように前記遮光面によって支持されている吸入側の通路と、前記吸入側の通路の下流側に接続すると共に前記遮光面によって支持されているモータ付きファンと、前記モータ付きファンの吐出側を作業者の顔面よりも上方において上方に向かって開放している吐出口と、前記モータ付きファンに接続された給電手段と、前記モータ付きファンの駆動を制御するスイッチ手段とを備えていることを特徴とする溶接用の遮光面に取り付けられたヒューム除去装置。
【請求項２】請求項１において、前記吸入側の通路が、自由に屈曲してその形状を維持することにより端部を自由に位置決めすることができる可撓性のホースからなることを特徴とするヒューム除去装置。
【請求項３】請求項１又は２において、前記吐出口が、前記モータ付きファンの吐出側に接続すると共に前記遮光面によって支持されている吐出側の通路の開口端部として形成されていることを特徴とするヒューム除去装置。
【請求項４】請求項３において、前記吐出側の通路が、自由に屈曲してその形状を維持することにより前記開口端部を自由に位置決めすることができる可撓性のホースからなることを特徴とするヒューム除去装置。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記モータ付きファンの上流側に耐熱性のあるフィルタが設けられていることを特徴とするヒューム除去装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接作業に用いられる防護用の遮光面（防護マスク）に対して一体的に取り付けられるヒューム除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気溶接やガス溶接等の溶接作業においては高温となる溶接箇所から強い光線や火花が発生するので、作業者の眼や顔面の皮膚を保護するために、作業者自身が手に持って自分の顔面及び頭部の一部を覆うか、或いは頭部にかぶることによって顔面を覆うことができるような形状を有し、不透明な耐熱材料から製作された所謂「遮光面」が従来から広く用いられている。作業者は溶接箇所を監視する必要があるから、この遮光面には光線の大部分を吸収或いは反射して作業者の眼を保護する半透明の遮光ガラスを嵌め込んだ窓が設けられており、作業者はその遮光ガラスを透して溶接箇所を見ながら溶接作業を行う。このようにして遮光面は有害な火花と強い光線を確実に遮断して作業者を保護することができる。
【０００３】しかしながら、溶接作業の際には火花と強い光線だけではなく「ヒューム」と呼ばれている有害なガスや微粒子の混合物も発生する。ヒュームが呼吸によって人体に吸い込まれると健康を害する恐れがあるので、溶接作業を通気のよい屋外で行うか、或いは屋内で行う場合は作業現場からヒュームが屋内へ拡散しないように、一般的には作業現場の上部を覆う大きなキャノピー（天蓋）形のフードにと、それに接続された吸引式の送風機等からなる集塵機を接続し、送風機が発生する負圧によって作業現場周辺の空気とヒュームをキャノピーによって集めて吸い上げると共に、ヒュームに含まれている有害なガス成分や微粒子を濾過・分離して除去し、浄化された空気のみを大気中へ放出する。場合によっては、ヒュームに多量の清浄な空気を混合して殆ど無害化したものを大気中へ放出することもある。
【０００４】このようなキャノピー形フードと定置型の送風機等からなる集塵機は、強力な送風機の吸引力によって作業現場から上方へ上昇する空気の流れを形成することにより、溶接箇所から立ちのぼるヒュームをその空気の流れに乗せて除去するものであるから、作業現場全体の空気に含まれる平均的なヒュームの濃度を問題のない程度まで低減させることはできるものの、作業者は溶接箇所のすぐ上部へ顔を近付けて作業をすることが多いので、溶接箇所から立ちのぼって作業者の口元へ流れるヒュームの濃度を十分に低減させることは困難であり、作業者がヒュームを吸い込む可能性は依然として残っている。
【０００５】この問題に対して溶接作業の作業者をより確実に保護するための方法として、所謂「プッシュプル式集塵機」を用いる方式がある。この方式は屋内の作業現場の天井側から床面に向かって清浄な空気を吹き出して下方へ向かう空気の流れを形成すると共に、作業現場の床面付近においてヒュームを含む空気を吸引して外部へ排出し、それに無害化処理を施すもので、作業現場の天井側の空間及び床側の空間の双方に、作業現場の空間において上から下に向かう空気の流れを作るために協働する強力な送風システムを設ける必要があるために設備が大規模なものとなる。更に、床下に設けられる集塵設備は一般に高価となるから、この方式によっては設備費が非常に嵩むという問題がある。
【０００６】そこで、溶接箇所の近傍の空間のみからヒュームを吸い出して、効率良くヒュームを除去することができるようにしたヒューム除去装置が特開平１１－４７１８４号公報に記載されている。これはヒューム回収機（集塵機）の吸い込み側に接続された内径が２０ｍｍ前後の可撓性のホースを、作業者自身が手に持つか或いは頭部に装着する遮光面に取り付けて、可撓性ホースの先端部分を前方へ突出させることにより溶接箇所に近接させて支持し、溶接箇所の近傍からヒュームを集塵機へ吸い込むことにより、ヒュームが作業者の口元へ流れて吸い込まれるのを防止するものである。
【０００７】しかしながら、この改良された従来技術にも問題がある。即ち、遮光面から溶接箇所の近傍に向かって突出するように遮光面に取り付けられた可撓性のホースの基端部は、それに接続している他の可撓性のホースによって、或いはそれ自体の延長部分として連続している可撓性のホースによって、別に設けられた大型のブロワとその駆動手段等からなる集塵機へ接続されるため、作業者が溶接作業の際に遮光面を移動させると、集塵機へ接続された可撓性ホースが引きずられて移動することになる。この場合は接続用の可撓性ホースが長くないと遮光面を自由に移動させて溶接作業を行うことができないため、接続用の可撓性ホースの長さを非常に長くする必要がある。
【０００８】従って、本来は軽くて溶接作業の進行につれて作業者が自由に移動させることができる遮光面が、接続用の長い可撓性ホースを引きずることによって重くて取り扱いに不便なものとなり、ホースの拘束によって遮光面の可動範囲が制約を受けて溶接作業が不自由になる結果、大型のものの溶接作業には使用することができないだけでなく、ホースの重量や張力、曲げ力等が遮光面を支持する作業者の負担となるため、作業者の疲労が増大するという問題がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術における前述のような諸問題に対処して、比較的に構成が簡単で安価な手段によって溶接箇所から発生するヒュームを確実に除去し、作業者がヒュームを吸い込むことがないようにすると共に、その際にヒュームの除去手段に大きな重量や張力、曲げ力等が作用することがなく、従って、それらが作業者の負担になることがなく、また、自由な溶接作業を妨げることがないような、溶接用の遮光面に取り付け得る改良されたヒュームの除去装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のヒューム除去装置においては、従来から広く用いられている遮光面と同様な構造の、それ自体の支持手段と遮光ガラスとを備えている溶接用の遮光面によって、その前面から溶接箇所の近傍に向かって突出する吸入側の通路と、その後端に吸入側を接続しているモータ付きファンと、更にモータ付きファンの吐出側を作業者の顔面よりも上方において上方に向かって開放する吐出口と、モータ付きファンのための電池或いは給電線のような給電手段と、給電を断続してモータ付きファンの駆動を制御するスイッチ手段とを、全て支持させる構成となっている。この場合、吐出口はモータ付きファンの吐出側に接続する吐出側の通路の端部開口として形成することができる。また、吸入側の通路と吐出側の通路の少なくとも一方は、屈曲変形及び伸縮変形が自由で且つ変形した形状を維持することができる可撓性のホースとすることが望ましい。更に、モータ付きファンの吸入側の通路には、例えば金網のような耐熱性のあるフィルタが設けられていることが望ましい。
【００１１】
【作用】本発明のヒューム除去装置は前述のような構成を有するから、溶接作業において、作業者が溶接箇所に向かって遮光面を移動させることによって、吸入側の通路の先端部が自動的に溶接箇所の僅か上方の適所へ近づくので、スイッチ手段をＯＮとしてモータ付きファンに給電することにより駆動して、溶接箇所から立ちのぼるヒュームを吸入側の通路の先端部から効率良く吸い込み、この通路とモータ付きファンを経由して流す間に作業者の顔面を迂回させて、作業者の顔面よりも上方に位置する吐出口からヒュームを上方の空中へ放出する。
【００１２】通常よく行われているように作業現場の上部にキャノピー形フードを有する集塵機等が設けられている場合には、ヒュームはそのフードに吸い込まれて無害化処理される。屋外における作業場のように、キャノピー形フードを有する集塵機等が設けられていない場合でも、溶接箇所から立ちのぼるヒュームは温度が高くて軽いから、吐出口から上方へ放出されて下方へ流れることはないので、作業者の口元へ漂って来て吸い込まれる恐れはない。
【００１３】吸入側の通路が可撓性のホースであって屈曲変形及び伸縮変形が自由であり、変形した形状を維持させることができる場合には、吸入側の通路の先端部を容易に溶接箇所の近傍の最適の位置へ位置決めすることができる。また、モータ付きファンの吐出側に吐出側の通路が接続していて、その端部開口として吐出口が形成されていると共に、吐出側の通路が可撓性のホースであって、同様に屈曲変形及び伸縮変形が自由であり、且つ変形した形状を維持させることができる場合には、吐出側の通路の下流側の吐出口を容易に作業者の上方の最適の位置及び方向に位置決めすることができるので、開口端部から放出されるヒュームが下降して作業者に吸い込まれることを確実に回避することができ、キャノピー形フードを有する集塵機が設けられている場合には、吐出口をフードの方向へ確実に指向させることができる。
【００１４】更に、モータ付きファンの上流側に耐熱性のあるフィルタを設けると、溶接箇所において発生する火花がモータ付きファンへ吸い込まれてファンが損傷を受けることを確実に防止して、ファンを保護することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の具体的な実施例について説明する前に、本発明による改良の直接の対象となった前述の従来技術の一つである特開平１１－４７１８４号公報に記載されているシステムについて、図４を参照しながら詳細に説明をすることにする。作業者が手で持って（或いは頭部に装着して）支持する溶接用の遮光面１は、通常の遮光面と同様に軽量で耐熱性の不透明材料からなり、前面２の略中央に開口している窓には遮光ガラス（レンズ）３が嵌め込まれていて、図示のように手で持つものでは、支持手段として下部に把手（握り杆）４が取り付けられている。前面２の側方（或いは上面５）には比較的短い可撓性のホース６の基端部７がＵ字形状の固定具８によって取り付けられており、それによってホース６の先端部９が前面２から前方へ突出するように支持されている。先端部９にはヒュームを収集するためにラッパ形に拡開する吸入部１０が取り付けられる。
【００１６】図４には図示していないが、可撓性のホース６の基端部７には着脱自在なジョイントが設けられていて、それに接続する内径が２０ｍｍ程度の太さの可撓性のある長いホース１１が後方（或いは側方）へ延びており、ホース１１の下流側の先端部は、遮光面１とは別に設置されるルーツブロワを有する図示しないヒューム回収機の吸気口に接続している。なお、可撓性のホース６とそれに接続する可撓性の長いホース１１は、それらの間にジョイントを介在させないで、始めから一連のものとして構成することもできるとされている。
【００１７】図４に示す従来技術としてのヒューム除去装置はこのように構成されているから、溶接作業の際に作業者が遮光面１の把手４を手に持って移動させると、可撓性の長いホース１１がそれに連れて引きずられて移動することになる。しかし、長いホース１１の下流側端部に接続された図示しないヒューム回収機は通常は移動しないから、作業者にとっては、比較的短い可撓性のホース６を含む遮光面１の重量だけでなく、可撓性の長いホース１１の大きな重量と、それに作用する張力や曲げ力等が同時に負担となるために、作業者は遮光面１を自由に軽快に移動させることができなくなるだけでなく、疲労が増大することになる。
【００１８】この問題を解消するために本発明のヒューム除去装置が提供される。図１ないし図３に示した本発明の好適な実施形態においては、従来のものと同様に前面２に遮光ガラス３とその下部に把手４を有する遮光面１の側方部分における遮光ガラス３越しの視界を妨げる恐れがない位置に、円筒形で小型のモータ付きファン１２をＵ字形状の固定具１３とビス等によって取り付けている。ファン１２の吸入側には、自由に伸縮及び屈曲変形が可能で、且つ外力が加わらない限り変形した形状を維持し得る可撓性の軽くて短いホース１４が接続されていると共に、遮光面１の前面２から前方へ突出するその先端部１５には、図３に示すように拡開する吸入部１６が取り付けられている。なお、溶接箇所から吸入側の可撓性ホース１４を介して火花等が吸い込まれたときにモータ付きファン１２が損傷を受けないように、ファン１２の吸入側若しくは吸入部１６に目の細かい金網等からなるフィルタ１７を介在させることが望ましい。
【００１９】図示実施形態においては、モータ付きファン１２の吐出側に伸縮及び屈曲が可能な可撓性の短いホース１８が概ね上方に向かって取り付けられている。吐出側の可撓性ホース１８の長さは吸入側の可撓性ホース１４よりも短くてよい。吐出側の可撓性ホース１８は、遮光面１の上面５よりも若干上方において下流側の端部１９を上方に向かう吐出口として空中に開口させていればよいから、図４に示す従来例における可撓性のホース１１のように長くする必要はない。従って、図示実施形態のように吐出側の可撓性ホース１８を設ける場合でも、その重量を小さくすることができる。また、吐出側の可撓性ホース１８の開口端部１９は遮光面１の上方において空中に開口する自由端であり、どこにも接続されてはいないから、ホース１８には張力や曲げ力等が全く作用しない。
【００２０】モータ付きファン１２や可撓性ホース１４，１８の重量とバランスをとるように、遮光面１の内側（外側でもよい）の適所に設けられた電池ケース２０には、乾電池又は繰り返し充放電の可能な二次電池のようなモータ駆動用の電池２１が収納されている。また、把手４には作業者がそれを握った時に自然にＯＮになるようなスイッチ２２が取り付けられている。勿論、それが通常のＯＮ－ＯＦＦスイッチであってもよいことは言うまでもない。電池２１とファン１２のモータはスイッチ２２を介して図示しない導電線によって電気的に接続されている。
【００２１】図１～図３に示す本発明のヒューム除去装置の実施形態はこのように構成されているので、溶接作業において作業者が一方の手によって遮光面１の把手４を握り、スイッチ２２をＯＮとすることによりモータ付きファン１２が駆動される。それによって、吸入側の可撓性ホース１４の先端部１５に設けられた拡開する吸入部１６から空気が吸い込まれ、吐出側の可撓性ホース１８へ送られて、その下流側の端部開口（吐出口）１９から上方へ放出される。
【００２２】従って、図５に例示したように、遮光面１から前方へ突出する吸入側の可撓性ホース１４の形状を調整して、手に持っている溶接棒（或いは溶接トーチ）２３の先端の溶接箇所２４の上方５０～１００ｍｍ程度の位置に吸入側の可撓性ホース１４の吸入部１６を位置させると、溶接箇所２４から発生するヒュームが効率よく吸入部１６へ吸い込まれ、溶接箇所２４の周囲へ拡散することなく、遮光面１とその内部にある作業者の顔面を迂回するように吐出側の可撓性ホース１８の内部を流れて、作業者の顔面よりも上方にある吐出側の可撓性ホース１８の開口端部１９から上方に向かって放出されることになる。温度の高いヒュームは軽いので、そのまま上昇するから作業者がヒュームを吸い込む危険性は確実に回避される。吸入側ホース１４の吸入部１６を溶接箇所２４の近傍に位置させる結果、モータ付きファン１２が効率よくヒュームを除去することから、モータ付きファン１２や電池２１を小型で軽量のものとすることができる。
【００２３】図示実施形態においては、モータ付きファン１２が遮光面１の一側に取り付けられると共に、その下流側に吐出側の可撓性ホース１８が接続されていて、その開口端部１９が空中への吐出口となっているが、図示しない本発明の他の実施形態としては、モータ付きファン１２の位置を図１に示す例よりも高くして遮光面１の上面５等に取り付けると共に、吐出側の可撓性ホース１８を省略して、モータ付きファン１２の吐出側を直接上方に向かって空中に開口させた吐出口を形成してもよい。それによって、全体の構成を更に簡素化することができる。
【００２４】本発明にとって必須の構成要件ではないが、図５に示したように、通常の屋内作業現場２５の上方にはキャノピー形のフード２６やそれに接続する吸引式の電動送風機２７が設けられていて、それがダクト２８を介して図示しない集塵機等に接続されており、電動送風機２７を運転して作業現場２５の空気を常に吸い上げているから、遮光面１に付設された吐出側の可撓性ホース１８の開口端部１９をフード２６の下部においてその方向に向けておくことにより、開口端部１９から放出されたヒュームは上昇して確実にフード２６内へ吸い込まれる。従って、ヒュームが作業現場２５の空気中に拡散して漂うことはない。
【００２５】図示実施形態においては、遮光面１の電池ケース２０に電池２１を装着して、それによってモータ付きファン１２を駆動しているが、電池２１の代わりに外部電源によって駆動するようにしてもよい。それによって、電池２１を交換したり充電する手間が省けるし、モータ付きファン１２を比較的強力なものとすることができる。但し、この場合は遮光面１から図示しない長い電源コードを引き出すことになるが、電源コードは細くて軽く柔軟に曲がるものでよく、図４に示す従来例における可撓性の長いホース１１のように太くて重く且つ大きな張力や曲げ力を発生するものではないから、電源コードが作業者の負担になるとか、遮光面１の移動や自由な溶接作業を妨げるというような恐れはない。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、溶接箇所から発生するヒュームを、遮光面に取り付けられた簡単で安価な除去装置によって確実に除去し、作業者がヒュームを吸い込むことを完全に防止することができる。また、ヒュームの除去装置によって大きな重量や張力、曲げ力等が発生して作業者の負担になることがないから、大型のものに対しても自由に溶接作業を行うことができる。それによって、プッシュプル式集塵機のような高価な設備を設ける必要もなくなる。

【出願人】	【識別番号】０００００３２１８【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機製作所
【出願日】	平成１１年９月２０日（１９９９．９．２０）
【代理人】	【識別番号】１０００７７５１７【弁理士】【氏名又は名称】石田敬（外３名）
【公開番号】	特開２００１－８７３０５（Ｐ２００１－８７３０５Ａ）
【公開日】	平成１３年４月３日（２００１．４．３）
【出願番号】	特願平１１－２６５１６９