送风式面罩装置的制作方法

专利名称：送风式面罩装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以防尘、防毒等为目的所使用的适合于全面型面罩、半面 型面罩等的送风式面罩装置。
背景技术：
现有的送风式面罩装置是在通气通道上，将送风机安装在滤材的前侧或后 侧，利用其送气能力(吸引能力)辅助呼吸。送风机区别为与面罩装置的佩戴 者呼吸无关的，以定常流流动送气型(称为一定流量型送风机)，和跟随佩戴者 呼吸送气型(称为跟随呼吸型送风机)。
在日本专利第3726886号公报(专利文献l)中公开了 一种安装有跟随呼吸 型送风机的面罩装置(呼吸装置)。该面罩装置在面罩体的前部设有呼气时开吸 气时关的排气阀，和呼气时关吸气时开的进气阀。进一步设置了在通常工作时 通过进气阀向面罩体内送入外部空气的电机驱动的送风机。另外，在排气阀或 进气阀附近，设置感知排气阀或进气阀的位置，在呼气时或吸气时产生信号的 由光斩波器构成的传感器。并且，根据该传感器发出的信号，在吸气时向电机 供电照常工作，在呼气时停止或减少对电机的供电。
送风式面罩装置的优点列举如下第一、佩戴者的吸气轻松；第二、由于 面罩体内压力比外部气体压力高(成为正压)，因此能够抑制由面罩和佩戴者肌 肤间的缝隙而造成的有害粉尘、有害气体的侵入。尤其是第二点很重要，在即 使极少量侵入人体也会对健康造成恶劣影响的除去石棉作业、或在放射性粉尘 内(原子能发电站内等)作业的场合，经常要用到送风式面罩装置。
送风式面罩装置的缺点是，新品过滤器能够进行充分送气，但由于滤材的粉尘堵塞、电池电压的降低，会导致送气量降低。也就是说，若继续使用面罩 装置，任何引起送气量降低，不能维持面罩内压为正压，其结果都是不能防止 有害物的侵入。因此，若面罩装置的佩戴使用者能够^f艮容易地识别面罩体内的 正压情况，就可以在将要变为负压之前或之后更换过滤器、电池，因此能够继 续防止有害物的侵入。
在面罩装置上检测面罩体内压力的现有技术公开在特开平10-28744号公报 (专利文献2)、特开昭60-68869号公报(专利文献3)、实开昭61-118618号 公报(专利文献4)以及实开昭60-49851号公报(专利文献5)等中。
上述专利文献2至专利文献5所公开的检测面罩体内压力的现有技术，通 过采用在任何隔膜等压力下都容易反应的材料来检测面罩体内的压力，为了面 罩体内压力即使为数帕斯卡程度的正压时也能够检测，因而压力响应就必须要 相当敏锐，但这样的隔膜非常脆弱，易变形、破损，因此容易发生故障或设定 偏差等的问题。
另一方面，面罩体内的各阀门根据面罩体内压力的情况而决定位置(形状)。 因此，通过掌握阀门的位置(形状)，就能够掌握面罩体内压力的正压情况。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种在面罩内排气阀附近，设置以非接触状 态感知阀门位置，输出信号的报警用传感器(例如，光斩波器)，依据传感器输 出的信号掌握面罩体内压力的正压情况，在任何正压不足的情况下，通过控制
电路使利用光、声音以及振动报警的报警装置工作或停止，从而使面罩装置的 佩戴使用者能够识别的送风式面罩装置。
另外，上述专利文献1中公开了在面罩内的阀门附近设置光斩波器等传感 器，检测跟随呼吸型送风机的呼吸变化这一点，而由于该传感器始终都是控制送风机的，因此在正压检测中，若继续这样使用的话会产生下述问题点。
通常，送风机提高风扇的旋转，使送气量增加，而用于跟随呼吸型送风机 的可携带的小型送风机，送气量增加速度较慢，不能跟随面罩装置的佩戴使用 者的吸气增加速度送气。就是说，专利文献1的检测系统将检测物设为排气阀 时，与面罩装置的佩戴使用者的呼吸从呼气变为吸气，排气阀关闭的瞬间相比， 其跟随较迟，有必要设定传感器能够先行送气。因此，传感器反应的设定距离 设定成远离排气阀关闭位置的位置(排气阀大开状态)。但是，为了不产生由响 应产生光、声音及振动等的报警装置所引起的延迟，传感器反应的设定距离可 以大体设置在排气阀关闭的位置。因此，若继续这样使用专利文献1的传感器 设定值，即使相当正压，警报装置也会工作。
本发明提供的送风式面罩装置包括排气阀，设置在面罩体前部，在呼气 时向打开方向移动，在吸气时向关闭方向移动；进气阀，设置在面罩体前部， 在呼气时向关闭方向移动，在吸气时向打开方向移动；送风才几，用电才几驱动， 在其工作时通过所述进气阀向所述面罩体内送入外部空气；送风机控制用传感 器，配置在所述排气阀附近，对所述排气阀以非接触方式检测吸气时所述排气 阀的移动位置，并产生信号。并且，依据所述送风机控制用传感器输出的信号， 在佩戴者吸气时向所述电机供电，使所述送风机工作，在佩戴者呼气时，停止 或减少向所述电机的供电。该送风式面罩装置进一步还包括报警用传感器， 在吸气时，对所述排气阀以非接触状态检测因所述面罩体的内部压力比外部气 体压力低而产生的所述排气阀的移动位置，并输出信号；控制电路，构成接收 所述报警用传感器的输出信号，使报警装置工作；用监视所述排气阀的状态的 无接点传感器分别构成所述送风机控制用传感器和所述^^艮警用传感器。
上述送风式面罩装置，与排气阀相关地，配置报警用传感器，该报警用传感器在吸气时，以非接触状态对排气阀检测与面罩体的内部压力低于外部气体 压力相对应的排气阀的移动位置，并输出信号，构成使报警装置能够根据报警 用传感器的信号工作，因此，因粉末堵塞滤材、电池电压降低而送风机的送气 量降低时，面罩装置的佩戴使用者能够根据报警装置的工作容易地识别出面罩 体内压力的降低。因此，面罩装置的佩戴使用者就能够通过更换过滤器、电池， 继续防止有害物的侵入。另外，由于使用的不是非常脆弱且容易引起破损、变 形的隔膜，所以不容易出现故障，也无需担心决定报警装置工作的阀门移动位 置的设定值偏离。
该送风式面罩装置采取以下方式。
所述送风机控制用传感器兼作所述报警用传感器，对于所述送风机控制用 传感器，设定第1移动位置和与所述第1移动位置相比位于关闭方向的第2移
动位置，作为吸气时的所述排气阀的移动位置。并且，所述控制电路包括第l 比较器，比较所述送风机控制用传感器的信号输出和所述第1移动位置对应的 第1基准输出，当所述送风机控制用传感器的信号输出超过所述第1基准输出 时，输出信号，向所述电机供电；第2比较器，比较所述送风机控制用传感器 的信号输出和所述第2移动位置对应的第2基准输出，当所述送风机控制用传 感器的信号输出超过所述第2基准输出时，输出信号，使所述报警装置工作。 通过这种方式的送风式面罩装置，能够用一个位置检测传感器兼作控制送风机 用和报警用。
所述无接点传感器，由包括发光单元和受光单元的光斩波器构成，所述发 光单元发出的光被所述排气阀反射并被所述受光单元接收，检测所述受光单元 接收光的光量，输出信号。
用混入磁性体的材料构成所述排气阀，用随检测的磁力强度而使电阻值增大的磁力电阻效果单元构成所述无接点传感器。


图1为本发明实施例一提供的送风式面罩装置的截面图2为图1的面罩装置中的排气阀附近部分的截面图，表示的是该面罩装 置的佩戴使用者正在呼气时的状态；
图3为图1的面罩装置中的排气阀附近部分的截面图，表示的是该面罩装 置的佩戴使用者从呼气转向吸气时的状态；
图4为图1的面罩装置中的排气阀附近部分的截面图，表示的是该面罩装 置的佩戴使用者正在吸气，而送风机的送风量不满足该佩戴使用者吸气量时的 状态；
图5为图1的面罩装置中的驱动控制送风机用及使报警装置工作用的控制 电路的部分电路示意图6为图1的面罩装置中的控制送风机用及报警用的位置检测传感器的另 一实施例的排气阀附近部分截面示意图7为本发明实施例二提供的送风式面罩装置中的，驱动控制送风机用及 使报警装置工作用的控制电路的部分电路示意图8为本发明实施例二4C供的送风式面罩装置中的排气阀附近部分的截面 图，表示的是该面罩装置的佩戴使用者正在呼气时的状态；
图9为本发明实施例三提供的送风式面罩装置中的排气阀附近部分的截面 图，表示的是该面罩装置的佩戴使用者正在呼气时的状态；
图IO为本发明实施例四提供的送风式面罩装置中的，驱动控制用送风机用 及使报警装置工作用的控制电路的部分电路示意图。
具体实施方式
参照图1至图6对本发明实施例一提供的送风式面罩装置进行说明。
如图1所示，送风式面罩装置1包括排气口 4，在面罩体2的前部，外面 被排气阀盖3所覆盖；进气口 6,同样外面被滤材盖5覆盖。
在排气口 4设置随着面罩装置的佩戴使用者的呼吸，在呼气时向打开方向 移动，在吸气时向关闭方向移动的排气阀7。在进气口 6设置在呼气时关闭，在 吸气时打开的进气阀8。在滤材盖5的内部，在其前端部(远离进气阀8侧的端 部)配置滤材9，另外，在滤材9和进气口 6之间配置送风机10。送风机10包 括驱动用的电机11和连接其输出轴的叶轮12，在电机ll正常工作时，通过滤 材9及进气阀8向面罩体2的内部送入外部空气。
图2至图4是该实施例提供的送风式面罩装置中排气阀7附近部分的截面 图。图2表示的是面罩装置的佩戴使用者正在呼气时的排气阀7的位置，图3 表示的是面罩装置的佩戴使用者从呼气变为吸气，在吸气初期状态时的排气阀7 的位置。图4表示的是送风机的送风量不满足面罩装置的佩戴使用者的吸气量 时，面罩装置的佩戴使用者处于吸气状态时的排气阀7的位置。如图2至图4 所示，在面罩体2的排气口 4周围装有排气阀座13,在排气阀座13上安装排气 阀7。
该实施例提供的送风式面罩装置1,用两个传感器作控制送风机用和报警 用。在排气阀7附近外侧，配置检测排气阀7移动位置的第1位置检测传感器 14以及第2位置检测传感器15。由于第1位置检测传感器14和第2位置检测 传感器15是同样的构造，因此以下仅对第1位置检测传感器14的构造进行说 明。
第1位置检测传感器14用以发光单元(发光二极管)14a和受光单元(晶 体管接收器)14b作为一组的反射型光斩波器构成，受光单元14b若检测到从发光单元14a输出的红外线时，就输出信号。另外，该位置检测传感器14 (反射 型光斩波器)面向排气阀7分别配置发光单元14a的发光面以及受光单元14b 的受光面。第2位置检测传感器15 (反射型光斩波器)也同样地，面向排气阀 7分别配置发光单元15a的发光面以及受光单元15b的受光面。
第1位置检测传感器14是为跟随呼吸控制送风机用的，第2位置检测传感 器15是为使报警装置工作报警用的。
若排气阀7越过对于第1位置检测传感器14所设定的边界线dl位置，向 离开第1位置检测传感器14的方向移动，则位置检测传感器14的受光单元14b 就从开切换到关。同样地，若排气阀7越过对于第2位置检测传感器15所设定 的边界线d2位置，向离开第2位置检测传感器14的方向移动，则位置检测传 感器15的受光单元15b就从开切换到关。
具体来说，若排气阀7位置较图2至图4所示的边界线dl位置近，则从第 1位置检测传感器14的受光单元14a输出的红外线被排气阀7反射，被受光单 元接收，其结果是，受光单元14b开。相反地，若排气阀7位置较dl位置远(在 排气阀座13侧)，则从受光单元14a输出、被排气阀7反射的红外线不能被受 光单元14b接收，其结果是，受光单元14b处于关状态。
另一方向，若排气阀7位置较图2至图4所示的边界线d2位置近，则从第 2位置检测传感器15的受光单元15a输出的红外线被排气阀7反射，被受光单 元15b接收，其结果是，受光单元15b开。相反地，若排气阀位置较边界线d2 位置远(在排气阀座13侧)，则从该受光单元15a输出、被排气阀7反射的红 外线不能被受光单元15b接收，其结果是，受光单元15b处于关状态。
进一步地，如图2至图4所示，在排气阀7移动，受光单元15b从开切换 到关时，对于第2位置检测传感器15所设定的边界线d2位置，被设定成与在排气岡7移动，受光单元14b从开切换到关时，对于第1位置检测传感器14所 设定的边界线dl位置相比，更接近排气阀座13的位置。
图2中用符号16标识的点划线箭头表示的是面罩装置的佩戴使用者呼气时 排放空气的通过路径。另外，图3中用符号17标识的点划线箭头表示的是超过 面罩装置的佩戴使用者的吸气量，多余的送风机IO提供的送风的通过路径。
图5是实施例一提供的送风式面罩装置1中的控制电路的部分电路示意图。 控制向驱动送风机10的电机11的供电的第1晶体管(PNP型)18,发射极连接 电源，集电极连接电机11。第1晶体管18的基极，连接控制第1晶体管18动 作的第2晶体管(NPN型)的集电极。第2晶体管19发射极接地(基准电位点)， 基极通过电阻rl与电源连接且还与第1位置检测传感器14的受光单元14b的 一端连接。另一方面，第1位置检测传感器14的受光单元14b的另一端接地(基 准电位点)。
另外，在本实施例中，使用LED(报警LED20),作为报警装置的一种实施 方式。报警LED20的一端通过电阻连接电源，另一端与控制该报警LED20的开 关动作的第3晶体管(NPN型)21的集电极连接。第3晶体管21发射极接地(基 准电位点)，基极通过电阻r2与电源连接且还与第2位置检测传感器15的受光 单元15b的一端连接。另一方面，第2位置检测传感器15的受光单元15b的另 一端接地(基准电位点)。
接下来，对实施例一的送风式面罩装置1的作用进行说明。呼气时，如图2 所示，由于面罩装置的佩戴使用者的呼气，排气阀7被从排气阀座13向第1位 置检测传感器14、 15上压。就是说，面罩体内压力为正压(大于外部气压的压 力)，排气阀7处于较两边界线dl、 d2位置，接近第1位置检测传感器14、 15 的位置。因此，从第1位置检测传感器14的发光单元14a输出、被排气阀7反射的红外线被受光单元14b接收，其结果是，受光单元14b开(输出信号)。另 外，从第2位置检测传感器15的发光单元15a输出、被排气阀7反射的红外线 也同样被受光单元15b接收，其结果是，受光单元15b开(输出信号)。
在图5中，由于第l位置检测传感器14的受光单元14b开，因此第2晶体 管19的基极所加载的电压几乎为接地水平。因此，第2晶体管19关，其结果 是，第1晶体管18也关着。因而不对电机ll供电，送风机10停止送风。
另外，由于第2位置检测传感器15的受光单元15b开，因此第3晶体管21 的基极所加载的电压几乎为接地水平。因此，第3晶体管21关着。其结果是， 不对报警LED20供电，报警LED20灯熄灭。
面罩佩戴者从呼气变为吸气时，如图3所示，排气阀7，由于没有面罩装置 的佩戴使用者的呼气而上压阀门的压力消失，因此向排气阀座13移动。该移动 的排气阀7首先通过对于第1位置检测传感器14所设定的边界线dl位置。于 是，从第1位置检测传感器14的发光单元14a照射出、被排气阀7反射的红外 线脱离受光单元"b的受光面，不能输出信号。其结果是，受光单元14b转为 关。
第l位置检测传感器14的受光单元14b转为关，因而图5的控制电路中， 基极电流通过电阻rl流向第2晶体管19的基极，因此第2晶体管19开。其结 果是，基极电流从第1晶体管18的发射极流向基极，第1晶体管18也开。从 而，通过第1晶体管18向电机ll供电，送风机10工作。也就是说，由于从第 1位置检测传感器14输出的信号转为关(由于在边界线dl位置的位置检测信 号)，送风机10工作。
不存在滤材9堵塞、电源电压降低的情况时，在排气阀7到达对于第2位 置检测传感器15所设定的边界线d2位置之前，送风机10的送气量超过面罩装置的佩戴使用者的吸气量，面罩体内压力维持正压，且送风机多余的送风(图3 的符号17 )从排气阀座13的排气口 4流出。因此，如图3所示，排气阀7较排 气阀座13呈稍微浮起的状态，排气阀7无法到达对于第2位置检测传感器15 所设定的边界线d2位置。因此，在第2位置检测传感器15中，从发光单元15a 输出、被排气阀7反射的红外线被受光单元15b接收，其结果是，受光单元15b 维持着开(输出信号)。从而，第2位置检测传感器15的受光单元15b维持着 开，因而第3晶体管21保持关，不向报警LED20供电，报警装置不工作(报警 LED2G灯熄灭)。
另一方面，从呼气切换到吸气时，若发生滤材9堵塞、电源电压降低，则 送风机10的送气量不满足面罩装置的佩戴使用者的吸气量。其结果是，面罩体 内压力呈负压(面罩体2的内部压力低于外部气压的状态)，且没有上压排气阀 7的送风，因此，如图4所示，排气阀7向排气阀座13移动，贴紧排气阀座13。 从而，由于排气阀7越过对于第2位置检测传感器15所设定的边界线d2位置， 从第2位置检测传感器15的发光单元15a照射出、被排气阀7反射的红外线， 脱离受光单元15b的受光面，不能输出信号(受光单元15b转为关)。
在图5中，第2位置检测传感器15的受光单元15b转为关，因而基极电流 通过电阻r2流向第3晶体管21的基极，因此，第3晶体管21开。其结果是， 对报警LED20供电，报警LED20亮灯。因而，由于从第2位置检测传感器15输 出的信号转为关(由于在边界线d2位置的位置检测信号)，报警LED20通过亮 灯向面罩装置的佩戴使用者报告面罩体内压力呈负压。
另外，在上述实施例一中，在排气阀7移动方向的前方(从排气阀座13隔 离打开的方向)配置有第1位置检测传感器14以及第2位置检测传感器15，而 这些第l及第2位置检测传感器14及15,不限于排气阀7移动方向的前方，例
13如，如图6所示，也可以配置在相对排气阀7移动方向的一侧，感知排气阀7 的侧端面。另外，第1及第2位置检测传感器14及15不仅是光斩波器，若是 能够以非接触方式检测排气阀7位置的无接点传感器，能够起到同样的效果。 接下来，参照图7及图8对本发明实施例二提供的送风式面罩装置进行说明。
先前说明的实施例一中，对排气阀7的移动位置，分别设置2个为跟随呼 吸的控制送风机用的位置检测传感器14，和为使报警装置工作的报警用的位置 检测传感器15，而在实施例二中，对排气阀7的移动位置，仅设一个位置检测 传感器，在控制电路中，使送风机的控制和报警装置(报警LED20)的控制分别 进行。
图7是分别控制送风机10和报警装置的控制电路的部分电路示意图。在该 实施例中，与实施例一同样，使用LED (报警LED20)作为报警装置，在排气阀 7附近外侧，配置检测排气阀7移动位置的位置检测传感器14 (由光斩波器构 成)。如图7所示，位置^r测传感器14的受光单元14b的一端通过电阻r3连接 电源，另 一端接地(基准电位点)。
电阻r4的一端连接位置检测传感器14的受光单元14b的一端和电阻r3的 连接点22。该电阻r4的另一端接地(基准电位点)。另外，使从位置检测传感 器14的受光单元14b出来的信号线在过所述连接点22的位置分叉成两股，使 其分叉出的一股信号线27a连接到第1比较器23的+ (正)输入端子，使另一 股信号线27b连接到第2比较器的+ (正)输入端子。
输出有一定电平信号的第l基准输出24 (Vref-1)连接第1比较器23的-(负)输入端子。该第1比较器23的输出端子与控制第1晶体管18工作的第2 晶体管(NPN型)19的基极连接。若位置检测传感器14的受光单元14b的输出超过第1基准输出24 ( Vref-l )，则该第1比较器23输出信号。
输出有一定电平信号的第2基准输出26 ( Vref-2 )连接第2比较器25的-输入端子。另外，第2比较器25的输出端子与第3晶体管21 (NPN型)的基极 连接。若位置检测传感器14的受光单元14b的输出超过第2基准输出26 (Vref-2),则该第2比较器25输出信号。
图8是实施例二提供的送风式面罩装置中的排气阀7附近部分的截面图。 图8所示的符号dl是排气阀7 (检测对象)的边界线位置(相当于第1移 动位置)，用于对于位置检测传感器14所设定的控制送风机用的位置检测，符 号d2是排气阀7 (检测对象)的边界线位置(相当于第2移动位置)，用于对于 位置检测传感器14所设定的报警用的位置检测。排气阀7向较边界线d2接近 的方向(向离开排气阀座13的方向)移动时，从位置检测传感器14的发光单 元14a输出的红外线被排气阀7反射，被受光单元14b接收，受光单元14b开。 将图7电路中的第l基准输出24 (Vref-1)设为，排气岡7处于图8的边 界线dl位置时，与位置检测传感器14的受光单元14b的输出相关的连接点22 的电位相同或比其稍小的值。而且，将第2基准输出26 (Vref-2)设为，排气 阀7处于图8的边界线d2位置时，与位置检测传感器14的受光单元14b的输 出相关的连接点22的电位相同或比其稍小的值。
对实施例二的作用进行说明。排气阀7处于图8所示的位置(面罩装置的 佩戴使用者正在呼气的状态)时，位置检测传感器14的受光单元14b的输出是 开的。在图7的控制电路中，当位置检测传感器14的受光单元14b为开时，从 电源流经电阻r3的电流流经受光单元14b接地(基准电位点)。因此，与连接 点22相同电位的第1比较器23的+输入端子以及第2比较器25的+输入端子的 输入均为接地水平。因而，第1比较器23及第2比较器25的输出都为关，另外，第3晶体管21关，电机11处于停止状态(即送风机10停止送气)，且报 警LED20灯熄灭。
然后，面罩装置的佩戴使用者从呼气变为吸气，与其相对应，排气阀7向 排气阀座13移动，超过图8的边界线dl所表示位置，进一步地，若排气阀7 由于吸气向排气阀座13稍微移动，则由于受光单元14b接收光量的减少，经过 图7的电阻r3流向受光单元14b的电流就会减小。因此，流过电阻r3的电流 即使经过电阻r4也将流向接地点(基准电位点)。其结果是，连接点22的电位 随着受光单元14b接收光量减少，从接地水平上升上去，首先，与连接点22相 同电位的第1比较器23的+输入端子的电压超过第1基准输出24 ( Vref-l )。
因此，第1比较器23的输出转为开，第2晶体管19开。其结果是，第1 晶体管18开，向电机ll供电，送风机10工作进行送气。另一方面，在第2比 较器25中，与连接点22相同电位的+输入端子的电压达不到第2基准输出26 (Vref-2)，其结果是，第2比较器25的输出保持关，因此，第3晶体管21关， 报警LED20灯熄灭。
不存在滤材9堵塞、电源电压降^氐的情况时，如图3所示，在排气阀7到 达边界线d2位置之前，送风机10的送气量超过面罩装置的佩戴使用者的吸气 量，面罩体内压力维持正压，且送风机多余的送风(图3的符号17)从排气阀 座13的排气口 4流出。因此，如图3所示，排气阀7呈较排气阀座13稍微浮 起的状态，排气阀7无法到达对于位置检测传感器14所设定的边界线d2位置。
因此，在位置检测传感器14中，从发光单元14a输出、被排气阀7反射的 红外线仍能被受光单元14b接收的结果是，受光单元14b维持开(输出信号)。 其结果是，因为与连接点22相同电位的+输入端子的电压未达到第2基准输出 26(Vref-2)，所以第2比较器25的输出保持关，因此，第3晶体管21保持关，
16因而，不对报警LED20供电，报警装置不工作(报警LED20灯熄灭)。
另一方面，若发生滤材9堵塞、电源电压降低，则送风机10的送气量不满 足面罩装置的佩戴使用者的吸气量，因此，面罩体内压力为负压(面罩体2的 内部压力比外部气压低的状态)，且上压排气阀7的送风消失，因此，如图4所 示，排气阀7向排气阀座13移动，超过对于位置检测传感器14所设定的边界 线d2位置，几乎贴紧排气阀座13。其结果是，从位置检测传感器14的发光单 元14a照射出、被排气阀7反射的红外线，脱离受光单元14b的受光面，因此， 不能从受光单元14b输出信号(受光单元14b切换为关)。
由于位置检测传感器14的受光单元14b切换为关，因而流经电阻r3的电 流，如图7所示，将经过电阻r4流向接地点(基准电位点)。其结果是，连接 点22的电位，从接地水平来看，随流过电阻r4的电流上升，与连接点22相同 电位的第2比较器25的输入端子的电压超过第2基准输出26 (Vref-2)。因此， 第2比较器25的输出切换为开，第3晶体管21开，报警LED20亮灯，通知面 罩装置的佩戴使用者面罩体内压力呈负压。
如以上说明，位置检测传感器(光斩波器)即使为1个，也能得到与所述 实施例一同样的效果。
在上述实施例中，作为报警装置以用光进行警报报告为例使用LED,但不限 于此，报警装置也可以使用通过产生声音或振动来进行警报报告的。另外，也 可对光、声音以及振动中的至少两个以上进行组合。
在上述实施例中，形成了在吸气时根据位置检测传感器14发出的信号，向 电机ll供电，使电机ll正常工作，在呼气时停止向电机ll的供电。但是，也 可以在吸气时向电机11供电，使电机ll正常工作，在呼气时减少向电机ll的 供电。下面，参照图9对本发明实施例三提供的送风式面罩装置进行说明。
图9是本实施例提供的送风式面罩装置中的排气阀附近部分的截面图(面 罩装置的佩戴使用者正在呼气时的状态)。在本发明中，可以以非接触方式掌握 排气阀7的位置(形状)，因此，检测的排气阀30由混入磁性体的材料(珪橡 胶)构成。并且，使用根据检测的磁力强度使电阻值增大的磁力电阻效果单元 (以下，称为MR传感器)，代替光斩波器，分别构成送风机控制用传感器28和 报警用传感器29。这样的构造，即使用MR传感器掌握阀门的位置(形状)，也 能得到与使用光斩波器的实施例一、二同样的效果。
下面，参照图IO对本发明实施例四提供的送风式面罩装置进行说明。 图10是本实施例提供的送风式面罩装置中的控制电路的部分电路示意图 (根据1个MR传感器的信号分别控制送风机和报警装置的情况)。在本实施例 中，对于排气阀30的移动位置，仅设一个MR传感器(MR传感器28)，在控制 电路中分别进行送风机10的控制和报警装置(报警LED20)的控制。
如图IO所示，MR传感器28的一端直接连接电源，另一端连接电阻r4的一 端。该电阻r4的另一端接地(基准电位点)。使连接MR传感器28的另一端信 号线在连接点22分叉成两股，使其分叉出的一股信号线27a连接到第1比较器 23的+输入端子，使另一股信号线27b连接到第2比较器25的+输入端子。输出 有一定电平信号的第1基准输出24 ( Vref-l)连接第1比较器23的-输入端子， 另外，输出有一定电平信号的第2基准输出26 (Vref-2)连接第2比较器25的 -输入端子。
另外，将第1基准输出24 ( Vref-l )设为，与排气阀7处于图8的边界线 dl位置时，由MR传感器28的电阻值引起的电压降低相关的连接点22的电位相 同或比其稍小的值。另外，将第2基准输出26 (Vref-2)设为，与排气阀7处于图8的边界线d2位置时，由MR传感器28的电阻值引起的电压降低相关的连 接点22的电位相同或比其稍小的值。另外，由于另一电路结构与图7所示的实 施例二相同，因此，对同一部分标注同一符号，在此省略详细的说明。
对实施例四的作用进行说明。排气阀30处于图9所示的位置(面罩装置的 佩戴使用者的呼气状态)时，混入磁性体的排气阀30处于最接近MR传感器28 的位置，因此，根据检测的磁力强度使电阻值增大的MR传感器28的电阻值呈 最大状态。因此，经过MR传感器28以及电阻r4流向接地点(基准电位点)的 电流为最小值，从接地水平(OV)来看连接点22的电位(因电阻r4而降低的 电压)为最低电位。与连接点22相同电位的第1比较器23的+输入端子的输入 电压，不会超过第l基准输出24 (Vref-1)。同样地，与连接点22相同电位的 第2比较器25的+输入端子的输入电压，不会超过第2基准输出26 (Vref-2)。
因而，第1比较器23及第2比较器25的输出为关，第2晶体管19关，且 第3晶体管21关。其结果是，第1晶体管18关，电机11呈停止状态，送风机 IO停止送气，并且，报警LED20呈熄灯状态。
然后，当面罩装置的佩戴使用者从呼气变为吸气时，与此相对应，排气阀 30向排气阀座13移动时，随着排气阀30的移动通过MR传感器28检测到的磁 力变弱(磁通密度减少)，因而MR传感器28的电阻值变小。因此，经过MR传 感器28及电阻r4流向接地点(基准电位点)的电流从所述最小值增加下去， 从接地水平(OV )来看连接点22的电位(因电阻r4而降低的电压)，从最低电 位上升下去(向高电位方向变化下去)。
当排气阀30超过图9的边界线dl位置，而且，因吸气而向排气阀座13稍 微移动时，此时的MR传感器28的电阻值所引起的连接点22的电位(即第1比 较器23的+输入端子的输入电压)，超过第l基准输出24 (Vref-1)。
19因此，第1比较器23的输出切换为开，第2晶体管19开。其结果是，第1 晶体管18开，对电机ll供电，送风机10工作进行送气。
另一方面，第2比较器25的+输入端子的电压(由MR传感器28的电阻值 引起的与连接点22相同电位)达不到第2基准输出26 (Vref-2)，其结果是， 第2比较器25的输出保持关，因此，第3晶体管关，报警LED20灯熄灭。
不存在滤材9堵塞、电源电压降低的情况时，在排气阀7到达边界线d2位 置之前，送风机10的送气量超过面罩装置的佩戴使用者的吸气量，面罩体内压 力维持正压，且送风机多余的送风(图3的符号17 )从排气阀座13的排气口 4 流出，因此，排气阀30呈较排气阀座13稍微浮起的状态，排气阀30无法到达 所设定的边界线d2位置。
因此，MR传感器28的电阻值，维持着使第1比较器23的输出为开，同时 使第2比较器25的输出为关的值。因而，第3晶体管21保持关，不向报警LED20 供电，报警装置不工作(报警LED20灯熄灭)。
另一方面，若发生滤材9堵塞、电源电压降j氐，则送风才几10的送气量不满 足面罩装置的佩戴使用者的吸气量，因此，面罩体内压力为负压(面罩体2的 内部压力比外部气压低的状态)，且上压排气阀30的送风消失，因此，如图4 所示，排气阀30向排气阀座13移动。其结果是，排气阀30越过对于MR传感 器28所设定的边界线d2。
因此，因为混入》兹性体的排气阀30处于最远离MR传感器28的位置，所以 通过MR传感器28检测到的磁力为最小，MR传感器28的电阻值呈最小状态。因 而，经过MR传感器28及电阻r4流向接地点(基准电位点)的电流为最大值， 从接地水平来看连接点22的电位(因电阻r4而降低的电压)为最高电位，与 连接点22相同电位的第2比较器25的+输入端子的电压超过第2基准输出26(Vref-2)。因此，第2比较器25的输出切换为开，第3晶体管21开，报警LED20 亮灯，通知面罩装置的佩戴使用者面罩体内压力呈负压。
如以上说明，MR传感器即使为l个，也能得到与所述实施例二同样的效果。
权利要求
1、一种送风式面罩装置，包括排气阀，设置在面罩体的前部，在呼气时向打开方向移动，在吸气时向关闭方向移动；进气阀，设置在面罩体的前部，在呼气时关闭方向移动，在吸气时向打开方向移动；送风机，用电机驱动，在其工作时通过所述进气阀向所述面罩体内送入外部空气；送风机控制用传感器，配置在所述排气阀附近，对所述排气阀以非接触方式检测吸气时所述排气阀的移动位置，产生信号；依据所述送风机控制用传感器输出的信号，在佩戴者吸气时向所述电机供电使所述送风机工作，在佩戴者呼气时停止或减少向所述电机的供电；其特征在于，还包括报警用传感器，在吸气时，对所述排气阀以非接触状态检测因所述面罩体的内部压力比外部气体压力低而产生的所述排气阀的移动位置，并输出信号；控制电路，构成接收所述报警用传感器的输出信号，使报警装置工作；用监视所述排气阀的状态的无接点传感器分别构成所述送风机控制用传感器和所述报警用传感器。
2、 根据权利要求1所述的送风式面罩装置，其特征在于，所述送风机控制 用传感器兼作所述"^艮警用传感器，对于所述送风才几控制用传感器，设定第1移 动位置和位于所述第1移动位置关闭方向的第2移动位置，作为吸气时的所述 排气阀的移动位置；所述控制电路包括第1比较器，用于比较所述送风机控制用传感器的信号输出和所述第1移动位置对应的第l基准输出，当所述送风机控制用传感器的信号输出超过所述第l基准输出时，输出信号，向所述电机供电；第2比较器，用于比较所述送风机控制用传感器的信号输出和所述第2移 动位置对应的第2基准输出，当所述送风机控制用传感器的信号输出超过所述 第2基准输出时，输出信号，使所述报警装置工作。
3、 根据权利要求l所述的送风式面罩装置，其特征在于，所述无接点传感 器由包括发光单元和受光单元的光斩波器构成，所述发光单元发出的光被所述 排气阀反射并被所述受光单元接收，检测所述受光单元接收光的光量，输出信—弓一
4、 根据权利要求1所述的送风式面罩装置，其特征在于，用混入磁性体的 材料构成所述排气阀，用随检测的磁力强度而使电阻值增大的磁力电阻效果单 元构成所述无接点传感器。
全文摘要
在送风式面罩装置中，配置报警用传感器(15)，该报警用传感器(15)在吸气时以非接触状态检测由面罩体内压力比外部气压低所引起的排气阀(7)的移动位置，并输出信号。根据该报警用传感器(15)的信号使报警装置工作。
文档编号F16K37/00GK101516451SQ20078003546
公开日2009年8月26日 申请日期2007年10月1日 优先权日2006年10月4日
发明者栗山智 申请人:兴研株式会社