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【発明の名称】 安全帽
【発明者】 【氏名】原 利次

【氏名】山口 卯三郎
【要約】 【課題】帽体の強度あるいは耐電圧等の安全帽の本来の性能を損なわず、軽量で電力消費が少なく、着用者の作業を妨害せず、コストが低い冷却装置を有する、作業用に適した安全帽を提供する。

【解決手段】送風ファン７と電池ケース１６を帽体１の外面の後方部分にねじ又はベルトで固定する。送風ファン７の下方に送風ダクト１３が接続されている。送風ダクト１３は、送風ファン７の吹出口８ｃに一端が接続され、帽体１内の風路３の入口付近に他端が開口している。風路３は、ヘッドバンド５ａ、ハンモック５ｂ、環ひも５ｃからなる装着体と衝撃吸収ライナー２との間に位置する。送風ダクト１３は、送風ファン７により供給される外気を帽体１内の風路３に供給する。風路３内にあった空気は、帽体１の前方より外部に排出される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 帽体の外面に固定された送風ファンと、前記送風ファンにより供給される空気を、前記帽体内に設けられた頭部装着体と前記帽体の内壁との間に位置する風路に前記帽体の下端を迂回して供給するための送風ダクトと、を備え、前記送風ダクトは、前記送風ファンの吹出口にその一端が取り付けられ、前記風路内にその他端が開放され、前記一端と前記他端の間に前記帽体の下端を迂回して給気するための迂回ダクト部分を有することを特徴とする安全帽。
【請求項２】 前記送風ダクトのうち少なくとも前記帽体内に位置する部分は可撓性の部材により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の安全帽。
【請求項３】 前記迂回ダクト部分は、前記帽体の周辺部により支持された入れ子により前記帽体に着脱可能に支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の安全帽。
【請求項４】 前記送風ファンは、前記帽体の外面の後部位置に固定され、前記送風ダクトの前記他端は、前記帽体内の後部位置に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の安全帽。
【請求項５】 前記送風ファンは、前記帽体の外面の周辺部の中間位置に配置され、前記送風ダクトの前記迂回ダクト部分は、前記帽体の後部位置に配置され、前記送風ダクトの前記他端は、前記帽体内の後部位置に配置され、前記送風ダクトは、前記一端を前記迂回ダクト部分に連結するための、前記帽体の外面の周辺部に沿って設けられたつなぎ部分を更に有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の安全帽。
【請求項６】 前記送風ファンは、伸縮自在のベルトにより、前記帽体の前記外面に固定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の安全帽。
【請求項７】 前記送風ファンによる風量は、毎分０．０８ｍ３以上０．２ｍ３以下であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の安全帽。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工事現場あるいは建築現場その他の作業現場で主に使用される頭部を保護するための作業用の安全帽（ヘルメットとも呼ばれる）に関する。
【０００２】
【従来の技術】いろいろな作業現場、例えば工事現場あるいは建築現場では、作業者の頭部を落下物等の危険物から保護するために安全帽が使用されている。安全帽は、外面を構成する帽体と、その内部に設けられた、安全帽を頭部に装着するための安全帽に固定された装着体と、装着体に固定されたあごひもとを含んでいる。装着体は、ヘッドバンド、ハンモック、環ひもよりなり、安全帽を着用しようとする作業者は、装着体を頭部に搭載してあごひもを結んで装着体が頭部より離脱しないようにする。帽体は装着体に固定されているので、帽体は頭部から離脱しなくなる。産業用の安全帽では、帽体の内壁に沿って衝撃吸収ライナーが更に設けられている。
【０００３】衝撃吸収ライナーがない安全帽の場合でも、装着体と帽体の内面との間の空間は、狭くて、そこでの空気の流通は悪く、高温多湿の状態になりやすい。特に、夏期における屋外での作業時には、安全帽内の空間は、外部の日射により高温となるだけでなく、作業者の発汗により湿度も外気より高くなる。この結果、作業環境が非常に劣悪な状態になり、作業者の作業能率が低下し、あるいは不注意により事故が多発するという問題がある。
【０００４】このため、安全帽の内部の温度と湿度を低下させる機能を安全帽に付加する技術がいくつか提案されている。例えば、登録実用新案公報第３０１００６４号には、帽体の中央頂部に空気取り入れ口を設け、当該取り入れ口と頭部装着体との間に収容室が設けられている。この収容室には、冷却ファンと冷却部材を設けられている。冷却ファンにより上記取入口から外気を取り入れ、当該冷却部材に接触させることにより取り入れられた外気を冷却し、冷却された外気を収容室に設けられた多数の吹出口から上記装着体により形成された連通孔を通して頭部に吹き付け、それにより頭部を冷却している。頭部により熱せられた外気は帽体の周辺部より帽体外部に排出される。冷却ファンを駆動電源として、帽体の外側表面に設けられた太陽電池が使用される。
【０００５】このように、安全帽頂部に外気の取入口を設けると、帽体の強度が低下し、強度に関するＪＩＳ規格等の安全規格を満たさなくなる恐れがある。また、取入口に水が入るので、耐電圧が低下する恐れがある。したがって、電気工事用の安全帽の場合、ＪＩＳ規格等の耐電圧に関する安全規格を満たさなくなる恐れがある。また、作業用の安全帽には帽体内に衝撃吸収用のライナーを装着しているものもある。このような安全帽に上記外気取入口及び収容室を設けると、帽体内にはそれらの部分には衝撃吸収ライナーを設けることができず、帽体が外部から衝撃を受けた場合、着用者の頭部に衝撃が直接伝わる危険が出てくる。
【０００６】このように、帽体内部に冷却ファン、冷却部材等の冷却用装備を設けた場合、安全帽が本来有すべき、衝撃防止、感電防止機能が損なわれる恐れがある。したがって、作業用の安全帽の帽体に空気取り入れ口を設け、帽体内部を冷却する冷却装置を帽体の内部に設けることは望ましくない。
【０００７】安全帽を冷却する装置を帽体外部に設けた安全帽の例として、バイク用の安全帽が特開平９−２７３０１９号公報に示されている。ここでは、ヘルメット内壁に沿って多数の通気孔を有するマットを設け、ヘルメットの外面の後方部分に冷却カートリッジを固定し、当該冷却カートリッジから冷媒をエアーチューブを介して上記マットに供給している。
【０００８】安全帽を外部から冷却する他の２輪車用の安全帽が、特開平１１−４３８１６号公報に示されている。ここでは、外気を取り込み冷却する冷却装置（具体的には熱電素子を用いる熱交換手段）が２輪車上に設けられ、ヘルメットの内面には多数の吐出穴を有するヘルメット内ダクトが設けられている。更に、送風ダクトの一端が当該熱交換手段の送風口に接続され、他端が帽体後部に設けられた着脱自在の結合継ぎ手を介して上記ヘルメット内ダクトに接続されている。熱交換手段により冷却された外気が送風ダクトを介してヘルメット内ダクトの多数の吐出穴から吹き出されて、帽体内部を冷却する。熱交換手段に用いられる熱電素子の駆動電源には２輪車の電池が使用されている。
【０００９】
【本発明が解決しようとする課題】特開平９−２７３０１９号公報に示された安全帽のように、冷却カートリッジから冷媒を帽体内に供給する冷却装置は、気化した冷媒蒸気が顔面を流れ、この冷媒蒸気の流れによって空気が排除され、顔周辺の酸素が希薄になる。通常より酸素を多く必要とする作業中は酸素が欠乏する恐れがあり、作業用の安全帽にはこのような冷却装置を使用することはできない。
【００１０】特開平１１−４３８１６号公報記載の安全帽のように、安全帽と別に設けられた冷却装置を送風ダクトにより安全帽に接続する方法を作業用の安全帽に適用するには、作業者がいろいろな場所に移動して作業できるようにする必要があり、そのためには、冷却装置を作業者の体、例えば腰に固定し、冷却装置と安全帽を送風ダクトで接続する必要がある。しかし、このような送風ダクトは長いので、送風ダクトによる圧力損失が非常に大きくなる。このため、所望の冷却能力を得るに必要な消費電力が増大し、冷却装置を電池で駆動した場合、電池の持続時間が短くなる。
【００１１】更に、送風ダクトは、少なくとも腰から頭までの長さを有し、作業者が姿勢をいろいろ変化させたときに、作業者の動作を妨げる恐れがある。冷却能力を更に大きくしたい場合、冷却装置の重量が増大し、冷却装置を体に固定して移動する作業者にとって、このような安全帽は使用しにくく、冷却装置を駆動する電池の持続時間も短くなる。
【００１２】作業用の安全帽に冷却機能を付加する場合にはコストも考慮されるべきである。結局、作業用の安全帽としては、冷却装置の使用により帽体の強度あるいは耐電圧等の安全帽の本来の性能を損なわないこと、冷却装置が軽量であること、使用しやすいこと、電力消費が少なく電池で駆動できること、電池の持続時間が長いこと、コストが低い等のいろいろの条件を満たす冷却装置付き安全帽が望まれる。しかし、これまで提案されている安全帽は実用性においていろいろな問題を有するのが実状である。
【００１３】したがって、本発明の目的は、帽体の強度あるいは耐電圧等の安全帽の本来の性能を損なわず、軽量で電力消費が少なく、着用者の作業を妨害せず、しかもコストが低い冷却装置を有する、作業用に適した安全帽を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明に係る安全帽は、帽体の外面に固定された送風ファンと、前記送風ファンにより供給される空気を、前記帽体内に設けられた装着体と前記帽体の内壁との間に位置する風路に前記帽体の下端を迂回して供給するための送風ダクトとを備え、前記送風ダクトは、前記送風ファンの吹出口にその一端が取り付けられ、前記風路内にその他端が開放され、前記一端と前記他端の間に前記帽体の下端を迂回して給気するための迂回ダクト部分を有するものである。
【００１５】このように、本発明に係る安全帽では、冷却装置として帽体外面に固定された送風ファンを使用し、外気を送風ダクトにより帽体の下端を迂回して帽体内に供給しているので、外気を取り入れる目的あるいは他の目的のための開口を帽体に設ける必要はない。したがって、冷却装置を設けたために安全帽の強度あるいは耐電圧が低下するという問題の発生を回避することができる。更に、冷却装置として、電子冷却装置を使用しないで送風ファンによる空冷を使用するので、冷却装置は軽量であり、電力消費も少ない。しかも、送風ファンが帽体の外面に固定されているので、送風ダクトの長さを短くし、断面積を大きくすることができるので、送風ダクトによる圧力損失を小さくすることができ、送風ファンによる電力消費を少なくすることが出来る。更に、送風ファンと送風ダクトを帽体外面に固定し、かつ本冷却装置は軽量であるので、本冷却装置は着用者の作業を妨害することもない。しかもコストが低い。こうして作業用に適した安全帽を得ることが出来る。
【００１６】本発明に係る安全帽は、このような簡単な構造であるが、着用者に実用的な涼感を与えることができる。すなわち、着用者が作業をしたことにより体温が上昇したため、あるいは屋外で太陽からの輻射熱に安全帽が曝されたため等の理由により、帽体内の温度が外気より上昇した場合、帽体内部の空気より相対的に温度が低い外気を帽体内に送風ファンと送風ダクトを使用して供給することにより、帽体内の空気の温度を低下することができ、着用者は涼しく感じることになる。
【００１７】更に、着用者の体温が上昇し、着用者の額あるいは頭皮から発汗が生じるようになったときには、帽体内部の温度が更に上昇し湿度も高くなる。この状態で送風ファンと送風ダクトにより帽体内部に外気が供給されると、供給された外気は、帽体内の空気より相対的に湿度が低く、帽体内に位置する着用者の頭皮や額の汗が更に蒸発して、蒸発潜熱によって帽体内の空気の温度が低下し、着用者は更に涼しく感じることになる。
【００１８】望ましくは、前記送風ダクトのうち少なくとも前記帽体内に位置する部分は可撓性の部材により構成されていることである。これにより、帽体に外部から衝撃を受けたときでも、送風ダクトが頭部に与える衝撃を緩和することができる。
【００１９】更に望ましくは、前記送風ファンは、伸縮自在のベルトにより、前記帽体の前記外面に固定されていることである。このベルトの使用により、送風ファンを帽体に固定することが容易になる。固定された送風ファンを帽体から遊離させることも同様に容易となる。
【００２０】より具体的には、前記送風ファンにより供給する外気の風量は、毎分０．０８ｍ３以上０．２ｍ３以下であることである。これにより、安全帽の着用者に適度の涼しさを与えることができるとともに、不快感を与えるのを防ぐことが出来る。すなわち、風量がここで示す下限値より小さい場合、涼感を感じない着用者が出てくる。特に、頭髪が多い着用者はそうである。風量がここで示す上限値を越えると、着用者は、涼感を感じるが、風量が強すぎ、顔や眼球表面（角膜）が乾燥し、着用者は不快感を覚えるようになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る安全帽のいくつかの実施の形態を図面を参照して更に詳細に説明する。
＜発明の実施の形態１＞【００２２】図１は、本発明に係る安全帽の第１の実施の形態の縦断面図である。図２は、図１に示した安全帽の斜視図である。図３は、図１の帽体内に設けられた装着体の斜視図である。
【００２３】帽体１の外面の後方位置に架台１４（図２）が固定され、架台１４上に送風ファン７と電池ケース１６とが固定され、送風ファン７が供給する外気を帽体１の内部に導くための送風ダクト１３が送風ファン７に接続されている。送風ダクト１３は、帽体１のつば１ａを迂回して帽体１の内部に外気を導くように形成されている。送風ファン７の回路を開閉するためのスイッチ１６ａが電池ケース１６の蓋１６ｂの外側に設けられている。電池ケース１６の蓋１６ｂの内側には図示しない電池が収められる。なお、電池には充放電可能な電池を用いることが環境保護の点でよい。
【００２４】帽体１の内部の構造は、後に説明する送風ファン７を取り付けるための、送風ファン取付けねじ穴１ｂ（図７）と、ほぼ球形の突起１ｃ（図５）の存在を除いて、従来使用されている産業用の安全帽と同じである。すなわち、帽体１の内壁には、発泡スチロールなどで成形された衝撃吸収ライナー２が装着されている。帽体１の内部には、頭部に安全帽を装着するための装着体５が帽体１に固定されている。装着体５は、ヘッドバンド５ａ、複数のハンモック５ｂ及び環ひも５ｃよりなる。
【００２５】環ひも５ｃは頭部が接触する部分であり、リング状に形成されている。複数のハンモック５ｂのそれぞれの上端は図３に示すように環ひも５ｃに結合されている。一般にはハンモック５ｂは６〜８個あるが、図では簡単化のために４つのハンモック５ｂのみが示されている。各ハンモック５ｂの下端はヘッドバンド５ａに固定されている。
【００２６】ヘッドバンド５ａのうち帽体１の後部にある部分は長さ調整用部分であり、ヘッドバンド５ａの一端に突起５ａｂが設けられ、他端には調整穴５ａａが複数個設けられ、突起５ａｂを差し込む調整穴５ａａを選択することによって、ヘッドバンド５ａの長さを調整できる。ヘッドバンド５ａのこのような長さ調整用部分は、帽体１のつば１ａより下がっている。
【００２７】ヘッドバンド５ａには、一対のあごひも６が更に固定されている。帽体１には止め具４を貫通させる穴が合計４個設けてあり、各あごひも６はそれぞれ２個の止め具４によって帽体１に取り付けられている。各あごひも６の先端には、一対のファスナー６ａ、６ｂが設けられており、これらのファスナーにより帽体１が着用者の頭部から離脱しないように帽体１を着用者の頭部に固定することができる。
【００２８】ヘッドバンド５ａ、複数のハンモック５ｂ、環ひも５ｃは、ポリエチレン樹脂成形品など柔軟性を有する部材により形成される。その結果、着用者が帽体１を装着したとき、装着体５は頭の形に適合する。なお、複数のハンモック５ｂ、環ひも５ｃを同一の部材により一体に形成することもできる。
【００２９】装着体５の位置は、止め具４によって固定されているので、衝撃吸収ライナー２の内面と着用者の頭部との間に、間隙３が形成される。本発明では、この間隙３が、頭部を冷却するための外気を通す風路として使用される。したがって、間隙３を、以下では風路と呼ぶことがある。具体的には、送風ファン７により供給された外気は、送風ダクト１３により風路３の後方部（入口付近）に供給され、風路３内を前方に通過して帽体１の前方より外部に排出される。なお、本発明は、衝撃吸収ライナー２を有しない簡易型の安全帽にも適用できる。その場合には、風路３は、帽体１の内壁と着用者の頭部との間に形成されることになる。
【００３０】帽体１に外部より衝撃が与えられると、ハンモック５ｂが衝撃を受けてその柔軟性により延び、着用者の頭部が衝撃吸収ライナー２にぶつかるが、衝撃吸収ライナー２は衝撃を大きく吸収するので、頭部が外部からの衝撃から保護されることになる。
【００３１】図４は、送風ファン７と送風ダクト１３を拡大して示す斜視図である。送風ファン７は、複数の送風ファン取付け穴８ａａを使用して帽体１にねじ止めされる。送風ファン７は、外気を吸収する吸気用の開口部８ｂａを前面に有し、ここから吸い込んだ外気を下方に位置する矩形の吹出口８ｃから下方に向けて噴き出す。吹出口８ｃは矩形であると仮定する。吹出口８ｃの高さと幅は、例えば２５ｍｍと４４ｍｍである。
【００３２】吹出口８ｃには、つなぎダクト部分１３ａを接続する。つなぎダクト部分１３ａは、外気を下方に導くためのダクトであり、断面が矩形である。つなぎダクト部分１３ａは、送風ファン７に着脱自在に取り付けることが望ましい。具体的には、つなぎダクト部分１３ａは、吹出口８ｃに差し込み可能でかつ離脱可能に構成しておくのがよい。なお、つなぎダクト部分１３ａは、送風ファン７を帽体１に取り付けた後に吹出口８ｃに差し込んでもよい。
【００３３】つなぎダクト部分１３ａには、迂回ダクト部分１３ｂにあらかじめ接着剤若しくは溶剤などを用いて固定しておく。迂回ダクト部分１３ｂは、帽体１のつば１ａを帽体１の後方部で迂回して帽体１の内部上方に向けて外気を供給するためのダクトである。つなぎダクト部分１３ａと迂回ダクト部分１３ｂとが送風ダクト１３を形成する。迂回ダクト部分１３ｂは、断面形状が英字「Ｕ」に近いので、以下ではＵ字型ダクト部分と呼ぶことがある。
【００３４】迂回ダクト部分１３ｂの一端は、帽体１の内側に挿入されるが、後に説明するように、迂回ダクト部分１３ｂを挿入できる間隙の高さが余り高くない。例えば約２０ｍｍである。したがって、迂回ダクト部分１３ｂの断面の高さは、例えば２０ｍｍに設定される。一方、本実施の形態で使用される送風ファン７の吹出口８ｃの高さは、上に示したように例えば２５ｍｍであり、迂回ダクト部分１３ｂの断面の高さより大きい。したがって、つなぎダクト部分１３ａは、送風ファン７の吹出口８ｃの高さと迂回ダクト部分１３ｂの断面の高さの違いを吸収して、吹出口８ｃに迂回ダクト部分１３ｂを接続するために設けられる。
【００３５】つなぎダクト部分１３ａの断面の幅及び迂回ダクト部分１３ｂの断面の幅は、いずれも吹出口８ｃの幅、例えば４４ｍｍに等しくされる。もちろん、迂回ダクト部分１３ｂにおける圧力損失を更に低減したい場合には、迂回ダクト部分１３ｂの断面の幅を吹出口８ｃの幅より大きくし、つなぎダクト部分１３ａの形状も、吹出口８ｃと迂回ダクト部分１３ｂのサイズに合わせて決めればよい。なお、吹出口８ｃの高さと迂回ダクト部分１３ｂの断面の高さを同じにすることができ、迂回ダクト部分１３ｂを吹出口８ｃに直接接続可能であるときには、つなぎダクト部分１３ａは使用しなくてよいことは言うまでもない。
【００３６】図５は、送風ファン７の取付け部分の拡大図である。図において８はファンケーシングを示す、内部にはファン体９とモータ１０とが含まれている。帽体１の内壁のうち、送風ファン７をねじ止めする部分の内側にほぼ球形の突起１ｃが設けられる。突起１ｃは、安全帽が市販の安全帽であっても、例えば溶接により設けることができる。この突起１ｃに対向する架台１４に、架台１４を貫通して送風ファン取付け穴１４ａ（図７）が設けられる。突起１ｃが帽体１に付加され、突起１ｃが存在する帽体１の部分に送風ファン取付けねじ穴１ｂ（図７）が形成される。ファンケーシング８に設けられた送風ファン取付け穴８ａａ（図４）と、架台１４に設けられた送風ファン取付け穴１４ａと、帽体１に設けられた上記送風ファン取付けねじ穴１ｂに送風ファン取付けねじ１２を差し込んで、送風ファン７を帽体１にねじ止めする。
【００３７】なお、送風ファン取付けねじ穴１ｂは、帽体１の内側に設けられた突起１ｃを貫通しないように設けられる。したがって、帽体１が電気工事用の安全帽であっても、送風ファン取付けねじ穴１ｂによりＪＩＳ規格等の耐電圧に関する安全規格を満たさなくなるという恐れは発生しない。
【００３８】送風ファン取付けねじ穴１ｂが設けられた帽体１の部分の内側に突起１ｃが設けられ、帽体１が強度面でこの突起１ｃにより補強されるので、送風ファン取付けねじ穴１ｂが帽体１に設けられても、帽体１の強度が低下することを避けることができ、強度に関するＪＩＳ規格等の安全規格を満たさなくなる恐れは発生しない。
【００３９】送風ダクト１３のうち迂回ダクト部分１３ｂを帽体１のつば１ａに支持されるようにすると、送風ダクト１３の位置が安定する。図６は、そのための一つの方法を示す。送風ダクト１３の外側側面には突起２０が設けられている。突起２０の数は一つでもよいが複数個のほうが望ましい場合が多い。突起２０が設けられる位置は、帽体１のつば１ａより上の位置であり、図５に示す例では、突起２０はつなぎダクト部分１３ａの側面に設けられる。帽体１のつば１ａがつなぎダクト部分１３ａより下方に位置する場合には、突起２０は迂回ダクト部分１３ｂの側面に設けられる。
【００４０】入れ子（ブッシュとも呼ばれることがある）２１を、軟質のウレタンフォームやゴムなどの可撓性部材を成形してあらかじめ生成し、帽体１のつば１ａに被せ、入れ子２１をつば１ａに支持させる。この入れ子２１を挟むように送風ダクト１３の迂回ダクト部分１３ｂを差し込む。迂回ダクト部分１３ｂに設けられた突起２０によって、入れ子２１が圧縮され、帽体１、入れ子２１、迂回ダクト部分１３ｂの接触面の摩擦抵抗が増し、迂回ダクト部分１３ｂの先端は帽体１のつば１ａにより支持される。迂回ダクト部分１３ｂは、引っぱることによりつば１ａから離脱させることもでき、入れ子２１によりつば１ａに着脱自在に支持されることになる。
【００４１】送風ダクト１３は、不織布、シリコンゴム、薄肉のポリエチレン樹脂成形品などの可撓性部材より形成することが望ましい。送風ダクト１３のうち少なくとも帽体１の内側に位置する部分を可撓性部材により形成することが、帽体１に外部より衝撃が加えられたときに、頭部に与える衝撃を弱くするために望ましい。
【００４２】送風ダクト１３の長さが短いほど、送風ダクト１３の圧力損失が低下する。また、送風ダクト１３の断面積が大きいほど、送風ダクト１３の圧力損失が低下する。圧力損失が低いほど、所望の風量を得るために必要な送風ファン７の駆動電力も少なくて済み、電池の持続時間を増大することができる。
【００４３】帽体１の後部にある風路３の幅（つばに垂直な方向の幅）は、一般に余り大きくはない。例えば、２０ｍｍ程度である。したがって、送風ダクト１３の断面積を大きくするには、送風ダクト１３のその幅方向のサイズを大きくしないで、その方向に直角な方向（つばに沿う方向のサイズ）を大きくすることが望ましい。それにより、送風ダクト１３を着用者の頭部に接しないで、送風ダクト１３の断面積を大きくすることができる。送風ダクト１３の長さを短くするために、送風ダクト１３の開放端は、風路３の入口付近、つまり帽体のつば１ａのすぐ内側に配置され、風路３の奥のほうには入れられていない。
【００４４】図７は、送風ファンの取付けを説明する図である。送風ファン７のモータコード１０ｂを架台１４に設けられたコード通し穴１４ｂに通し、コード１０ｂの先端にあるプラグ１０ｃ（図８）を電池ケース１６のジャック（図示せず）に差し込み、二つの送風ファン取付けねじ１２の各々をファンケーシング８の送風ファン取付け穴８ａａ、架台１４に設けられた送風ファン取付け穴１４ａを通して帽体１の送風ファン取付けねじ穴１ｂに挿入し、送風ファン７と架台１４を同時に帽体１に固定する。
【００４５】図８は、送風ファン７の分解図である。送風ファン７は、ファンケーシング８、ファン体９、モータ１０とから構成されている。ファン体９は、複数の羽根よりなり、回転して風を送出する部分である。ファンケーシング８は奥行き方向の中央部分で前後に二つのケーシング部分８ａ、８ｂに分割されていて、手前側ケーシング部分８ｂは吸気用の開口部８ｂａを有し、後方ケーシング部分８ａは二つのモータ取付け穴８ａｂとコード通し穴８ａｃを有する。更に後方ケーシング部分８ａ及び手前側ケーシング部分８ｂは、それぞれの外周に位置する二箇所に送風ファン取付け穴８ａａを有する。
【００４６】後方ケーシング部分８ａのコード通し穴８ａｃにモータコード１０ｂを通した後に、モータ取付けねじ１１をモータ取付け穴８ａｂに通してモータ１０を後方ケーシング部分８ａに固定する。つぎにモータシャフト１０ａにファン体９を圧入する。ここではファン体９の軸穴９ａの直径がモータシャフト１０ａの直径より若干小さく作られているので、モータシャフト１０ａとファン体９は一体化される。更に、後方ケーシング部分８ａと手前側ケーシング部分８ｂとを接着剤若しくは溶剤などを用いて合体すると、送風ファン７が完成する。
【００４７】以上において、送風ファン７を帽体１の後部に固定している理由は、主に以下のとおりである。送風ファンを帽体１に固定しても、固定する位置が帽体１の後部であるならば帽体１の高さが増えない。帽体１の外側中央に送風ファンを配置すると、帽体１の実質的な高さが増えるため、作業者は、作業中に帽体１を外部の構築物にぶつける恐れがある。
【００４８】図１からも分かるように、頭部を支える首の位置は帽体１の中心より若干後方にあるので、帽体１の重心が帽体のやや後方にあるほうが安全帽は安定する。更に、通常の作業時には作業者の姿勢は前かがみの姿勢である場合が多い。したがって、帽体１の重心が、帽体１の中心よりやや後方にあったほうが、作業者は作業がしやすい。送風ファン７を帽体１の外面の後部位置に取り付けることは、帽体１の重心を帽体１の中心よりやや後方にするのに適している。
【００４９】更に、作業者が前屈みになって帽体１を前方に傾けたとき、帽体１を頭部から抜けさせるモーメントは、送風ファンを帽体１の外面の後部に設けて安全帽の重心を安全帽の中心より後方にするほうが、送風ファン７を安全帽の外面の中央頂部に配置したときより小さくなり、かつ、着用者が屈んだときの角度による上記モーメントの変化が少なくなるので、安全帽を使用したときの感じ（使用感）がよい。
【００５０】図１に示されたように、ヘッドバンド５ａの後部に設けられた長さ調整用部分は、帽体のつば１ａより下がっている。したがって、衝撃吸収ライナー２（衝撃吸収ライナー２がないときには帽体１の内壁）とヘッドバンド５ａとの間隔が、帽体１の後部部分では、帽体１の前部及び両側部分での間隔より広い。例えば、市販の安全帽では、帽体１とヘッドバンド５ａとの隙間は、帽体の前方及び両側部分では、衝撃吸収ライナー２があるときには、約１０ｍｍほどしかなく、帽体の後部では、帽体１とヘッドバンド５ａとの隙間は、前述のヘッドバンド５ａの長さ調整用部分の下がりにより、約２０ｍｍである。
【００５１】したがって、帽体１の後部のほうが前部あるいは両側部よりも送風ダクト１３を挿入しやすい。なお、衝撃吸収ライナー２を使用しない安全帽の場合でも、帽体１の後部のほうが前部あるいは両側部よりも送風ダクト１３を挿入しやすいことには変わりはない。
【００５２】風路３内への送風は、以下の理由により帽体１の後方から行うほうがよい。帽体内では、送風ファン７より給気された外気は衝撃吸収ライナー２やヘッドバンド５ａに当たって乱気流になる。もし帽体１の前方から内部に向けて送風ファン７から外気を帽体内に送ると、外気の量が多い場合には、目の前で風が激しく動き、眼球表面（角膜）に風が強く当たる。このため、眼鏡なしでバイクに乗るときのように、眼球表面（角膜）が乾燥しすぎることが生じる。更に、埃の多い作業場では、埃が目に入りやすくなる。したがって、送風ファン７を帽体１の外面の後方位置に配置することは、送風ダクト１３を長くしないで帽体１の後方より外気を給気することができる。
【００５３】冷却能力を調べる実験によれば、送風ファン７として消費電力が１．０〜１．５ワットである送風ファンを使用し、送風ダクト１３として図４に示すように、断面が２０ｍｍ×４４ｍｍの迂回ダクト部分を有する送風ダクトを使用した場合、後に説明するような、快適感を着用者に与えることができる風量を得ることが出来た。
【００５４】実験においては、被験者に自転車をこぐ等の運動をさせ、被験者の運動により帽体１内の温度が上昇した状態で、送風ファン７を駆動した。帽体１内の送付ダクトの出口位置、帽体１内の頭部中央位置、帽体１内の風路３の出口位置の温度変化を測定すると、送風ファン７を駆動開始後、１分以内に、各測定点の温度は、送風ファン７の吸い込み口の外気の温度近くに低下した。したがって、帽体１内のいずれの場所でも、１分以内に空気が送風ファン７から供給される外気により排気されていることがわかる。
【００５５】この結果、安全帽の着用者は、以下のような理由により涼しく感じることになる。着用者が作業を行うと、作業により体温が上昇し、頭部からの発熱も増え、帽体内の風路３内の空気の温度が上昇する。あるいは、作業者が屋外にいる場合には、太陽からの輻射熱により帽体内の風路３内の空気の温度が着用者の体温より高くなる。このような状態で、送風ファン７と送風ダクト１３の作用により、帽体内の空気より温度が低い外気が帽体内の風路３に供給され、帽体内の高温の空気が排出されると、帽体内の風路３内の温度が低下し、着用者は涼しく感じることになる。
【００５６】各測定点の最低温度は、各測定点毎に少し異なるが、注目すべきは、各測定点の最低温度は、送風ファン７の吸い込み口の外気の温度より低くなりうることである。これは、以下の理由による。送風ファン７により帽体内の風路３に供給された外気の湿度が、非飽和状態（例えば７０％）であると仮定すると、帽体内の風路３では、湿度が飽和状態（湿度１００％）になるまで、頭部の汗が蒸発する。汗が蒸発するときに、蒸発潜熱（気化熱）が周囲から奪われるために、周囲の温度が下がることになる。したがって、汗が頭部にある間は、送風ダクト１３から外気が連続して帽体内の風路３に供給されることにより、帽体内の風路の温度が下がることになる。外気の湿度が低いほど、この温度低下は顕著になる。
【００５７】したがって、安全帽の着用者は、上に説明したように温度の高い帽体内の空気が排出されて帽体内の空気の温度が低下したために涼しく感じる以上に、上記気化熱の吸収により帽体内の温度が低下したために涼しく感じることになる。このような涼感は、発汗が多いときに顕著であるので、本実施の形態では、着用者は、発汗が多く暑く感じるときに涼しく感じることができる。こうして、着用者は、実用的な涼感を得ることができる。本実施の形態による安全帽は、電子冷却素子などの熱吸収可能な冷却装置を有さなくても、着用者に実用的な涼感を与えることができる。
【００５８】本実施の形態によれば、市販の安全帽の外側面に冷却装置及び電源用の電池を収納する電池ケースを取り付けることができる。帽体の後部に冷却装置と電源用電池が一体にして固定されるので安全帽の重心の位置は、安全帽に中心より少し後方にあり、安全帽としては使いやすい。冷却装置は、基本的には送風ファンと送風ダクトのみで構成されていて、熱電素子等の電子冷却装置を使用しないため、冷却装置は軽量である。電子冷却装置を使用しないので、冷却装置の消費電力は少ない。帽体に外気取り入れ口などの開口を設けないので、安全帽の強度あるいは耐電圧等の本来の性能を低下させることはない。
【００５９】送風ダクト１３は、送風ファン７の直下から帽体１内の風路３の入り口付近に、つば１ａを迂回して達する長さであればよいので、短くて済み、かつ、断面積も大きくできるので、圧力損失を非常に小さくすることができ、送風ファンの消費電力を増やさないで、必要な風量を得ることが出来る。実験によれば、先に説明したサイズの送風ダクト１３を使用したとき、送風ファン７の消費電力が１〜１．５ｗであっても、着用者に快適感を与えるに必要な風量を得ることができた。この程度の消費電力ならば乾電池あるいは太陽電池により供給可能であり、電池を継続して使用できる持続時間も実用的な長さになる。乾電池の場合には、例えば、単３の乾電池４個程度で実用的な涼感を得ることができる。
【００６０】被験者が感じる快適度と帽体内に供給される外気の風量との関係を調べる実験は、屋内に被験者を配置し被験者に運動をさせない第１の状態（屋内・運動負荷なし）と、屋内にいる被験者に自転車こぎ等の運動をさせている第２の状態（屋内・運動負荷あり）、被験者に屋外にて運動をさせている第３の状態（屋外・運動負荷あり）において、風量を変化させて被験者が感じる快適度を検査した。
【００６１】図９は、本実施の形態の安全帽により着用者が快適と感じる風量に関する実験結果を示す図である。一般に、同じ条件では、風量が小さい場合、涼感を感じない着用者が出てくる。特に、頭髪が多い着用者はそうである。一方、風量が多すぎると、安全帽の着用者は、涼感を感じるが、風量が強すぎて、顔や眼球表面（角膜）が乾燥し、着用者は不快感を覚えるようになる。したがって、被験者が快適と感じる風量には、下限と上限が存在することになる。風量が下限より増えると快適感は増えるが、風量が増え上限に近づくと快適感が低下する。
【００６２】快適範囲の上下限は、上記第１、第２、第３の状態のそれぞれに対して異なっている。第１の状態では、下限と上限は、０．０８ｍ３／ｍｉｎと、０．１４ｍ３／ｍｉｎであった。第２の状態では、下限と上限は、０．１１ｍ３／ｍｉｎと、０．１７ｍ３／ｍｉｎであった。第３の状態では、下限と上限は、０．１４ｍ３／ｍｉｎと、０．２ｍ３／ｍｉｎであった。したがって、一般的には、風量を０．０８ｍ３／ｍｉｎ以上、０．２ｍ３／ｍｉｎ以下にすることが、着用者に快適感を与えるうえで有効である。
【００６３】＜発明の実施の形態２＞図１０は、本発明に係る安全帽の第２の実施の形態の斜視図である。図１１は、本実施の形態における送風ファン７の取付けの説明図である。本実施の形態では、送風ファン７と電池ケース１６は、ベルト１５により帽体１の外面の周辺部に固定される。送風ファン７と電池ケース１６は、帽体１の外面の後方位置に配置される。
【００６４】送風ファン７と電池ケース１６が、送風ファン７内のファン取付け穴８ａａに挿入された送風ファン取付けねじ１２を用いて架台１４にねじ止めされる。架台１４は、帽体１には固定されない。架台１４の両端にあるベルト通し穴１４ｃにベルト１５を通し、架台１４を帽体１の外周にベルト１５により固定する。ベルト１５の長さはアジャスター１５ａで調整することができる。このように、アジャスター１５ａにより長さを調整できるベルト１５も伸縮自在のベルトと見なすことにする。もちろん、ゴム等の伸縮自在な素材によりベルト１５が生成されてもよい。
【００６５】ベルト１５の使用により、帽体１の外面に送風ファン７を固定することが容易になる。固定された送風ファン７を帽体１から遊離させることも同様に容易となる。例えば、冬季には、ベルト１５を緩めることにより、送風ファン７を帽体１からはずすことができる。
【００６６】第１の実施の形態では、帽体１の内面に突起１ｃ（図５）が設けられ、当該突起１ｃが位置する帽体１の部分に送風ファン取付けねじ穴１ｂが形成され、当該ねじ穴１ｂに通じるための送風ファン取付け穴１４ａ（図７）が架台１４に形成され、送風ファン取付けねじ１２を架台１４の送風ファン取付け穴１４ａを貫通させて突起１ｃ内の送風ファン取付けねじ穴１ｂに係合させて、送風ファン７と架台１４とを同時に帽体１に固定していた。
【００６７】しかし、本実施の形態では、このような突起１ｃ及び送風ファン取付けねじ穴１ｂは不要であり、代わりに、架台１４に設けられた送風ファン取付け穴１４ａをねじ穴として、送風ファン７は、この送風ファン取付け穴１４ａにねじ止めされる。したがって、本実施の形態では、帽体１自身に突起１ｃを設ける必要もなく、その突起１ｃに送風ファン取付けねじ穴１ｂを形成する必要もなく、市販の安全帽をそのまま使用できる。
【００６８】なお、ベルト１５を使用すると、送風ファン７の帽体上の位置をユーザーの好みで変更することもできる。既に述べたように、一般には、帽体１の前方に送風ファン７を配置すると、風が顔（特に目）に当たりやすく、角膜が乾燥するなどの不快な症状が発生しやすい。したがって、送風ファン７の位置は、一般には帽体１の後方が望ましい。
【００６９】しかし、特殊な作業環境で作業するために送風ファン７の位置を帽体１の後方以外の位置に変更したい場合、本実施の形態では、送風ファン７の位置を変更することが容易である。例えば、燃焼炉又は乾燥炉の傍で作業する場合などにおいて、顔の左又は右の方向から熱風を受けるような姿勢で作業をする場合には、熱風を受ける頬や顔に向けて送風ファン７から外気を送風するようにしてもよい。その場合には、熱風を受ける部分に外気が強く吹き付けられるので、その部分の温度を下げることができる。
【００７０】＜発明の実施の形態３＞図１２は、本発明に係る安全帽の第３の実施の形態の平面図である。本実施の形態では、送風ファン７と電池ケース１６とが、別々に設けられた送風ファン用架台１８と電池ケース用架台１９に固定され、それらの架台１８と１９がベルト１５で連結されて帽体１の外面の周辺部に取り付けられている。送風ファン７と電池ケース１６は、帽体１の外面の周辺部の中間位置に位置している。
【００７１】既に述べた実施の形態１又は２においては、送風ファン７と電池ケース１６は帽体１の後部に配置され、送風ファン７と電池ケース１６内の電池の重量が帽体１の後部に集中する。もし送風ファン７と電池の総重量が重すぎて、安全帽の重心が後方に移動しすぎて、装着時に安全帽が不安定である場合、本実施の形態に即して、送風ファン７と電池ケース１６を帽体１の外面の両側位置に分離して配置することが有効である。
【００７２】送風ファン７用のモータコード１０ｂは、帽体１の外周に沿って電池ケース１６に達する長さを有し、電池ケース１６に設けられたジャック（図示せず）に差し込まれる。送風ダクト１３は、送風ファン７から供給される外気を帽体１の後方より帽体１内に給気するために、送風ファン７から供給される外気を帽体１の後部に導き、帽体１のつば１ａを迂回して帽体１内の風路３に供給するようになっている。
【００７３】図１３は、本実施の形態で使用可能な送風ダクト１３の斜視図である。つなぎダクト部分１３ａは、帽体１の側面に位置する送風ファン７から帽体１の後部まで延長するように成形されていて、当該後部において、迂回ダクト部分１３ｂの側面に接続され、送風ファン７から給気された外気を迂回ダクト部分１３ｂの側面に供給している。
【００７４】迂回ダクト部分１３ｂは、側面に供給された外気を帽体１のへり１ａを迂回して帽体１の内部に供給するようになっている。ダクト１３は少なくとも軟質のウレタンフォームやゴムなどで成形され、図６に示したダクト１３と同様に、突起２０を有し、入れ子２１を使用してダクト１３は、帽体１のつば１ａに固定される。
【００７５】このようにして、送風ファン７と電池ケース１６を帽体１の両側面に分離して配置することができるので、第１あるいは第２の実施の形態に比べて、送風ファン７と電池を使用したときの安全帽の重心が後方にずれることを防ぐことができる。なお、送風ダクト１３の重量は、送風ファン７あるいは電池に比べるとはるかに小さくすることができるので、送風ダクト１３の重量は安全帽の重心の位置に実質的に影響を与えない。
【００７６】なお、本実施の形態では、送風ダクト１３の長さは、これまでに示した実施の形態で使用された送風ダクトに比べて長いので、送風ダクト１３における圧力損失は大きくなり、送風ファン７により供給される風量はこれまでの実施の形態に比べると低下するが、送風ファン７を駆動する電力をごく少し増大するだけで、これまでの実施の形態に近い風量を得ることができる。
【００７７】本発明は、以上に述べた実施の形態に限定されるのではなく、本発明の要旨を変えない範囲で、上記実施の形態を修正あるいは変更してもよいことは言うまでもない。例えば、以上の実施の形態において、衝撃吸収ライナー２を使用しない簡易型安全帽に本発明を適用してもよい。
【００７８】また、第３の実施の形態では送風ファン７と電池ケース１６を帽体１の外側側面に固定するのにベルト１５を用いたが、ベルト１５を用いないで、送風ファン７と電池ケース１６をねじ止めにより帽体１の外側両側面に固定してもよい。
【００７９】また、以上の実施の形態では、電池ケースを帽体１の外面にねじ又はベルトを用いて固定し、使用時に電池が電池ケースに充填される。しかし、電源として太陽電池を使用することもできる。この場合には、電池ケースは使用する必要はなく、代わりに、太陽電池を帽体１の外面の適当な部分、例えば帽体１の外面の前方部分若しくは外面の前方部分と中央部分に固定して使用すればよい。
【００８０】あるいは、電池を使用する場合でも、電池ケースを帽体外面に設けないで、電池入りの電池ケースを作業者の胸ポケットに入れるかあるいは作業者の腰に固定し、当該電池ケースに送風ファン用のモータコードを接続する方法を採用することもできる。この場合でも、使用される電池は軽量であり、作業者にとって電池の重量は使用感を悪くしないと期待される。モータコードを、帽体の後部から作業者の胸ポケットあるいは腰に導けばよい。モータコードの途中の部分を場合によっては作業者の作業服上に固定してもよい。このようなモータコードの存在が作業を妨害する可能性は、作業者の作業の内容によっては少ないと期待される。
【００８１】あるいは送風ダクト１３を帽体１に固定するのに入れ子２１を使用したが、入れ子２１を用いないで、他の方法、例えばねじ止め等を使用してもよいことは言うまでもない。
【００８２】
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によれば、帽体の強度あるいは耐電圧等の安全帽の本来の性能を損なわず、軽量で電力消費が少なく、着用者の作業を妨害せず、しかもコストが低い冷却装置を有し、作業用に適した安全帽を得ることができる。
【出願人】 【識別番号】５００１７３５１６
【氏名又は名称】原 利次
【出願日】 平成１３年１０月１７日（２００１．１０．１７）
【代理人】 【識別番号】１０００８３３７８
【弁理士】
【氏名又は名称】松村 勝
【公開番号】 特開２００３−１１９６１１（Ｐ２００３−１１９６１１Ａ）
【公開日】 平成１５年４月２３日（２００３．４．２３）
【出願番号】 特願２００１−３１８９６２（Ｐ２００１−３１８９６２）