モジュール型自動遮光溶接フィルタ
【課題】本発明は、自動遮光視界モジュールとは別個にパッケージされた視界モジュールと制御モジュールとを含む自動遮光フィルタを有する溶接ヘルメットを提供する。
【解決手段】
自動遮光溶接フィルタを備えた溶接ヘルメットであって、視界モジュールと、この視界モジュールとは別に溶接ヘルメットに設けられた制御モジュールとを含む。第１実施形態では、制御モジュールは、ユーザが溶接ヘルメットを着用したままで自動遮光視界モジュールを調整できるように、溶接ヘルメットの側部に設けられた一対の可変レジスタシャフトを備えている。この可変レジスタシャフトは、溶接ヘルメットの側部ハウジングを通して外側へ延びている。第２実施形態では、制御モジュールは、ヘルメット内の自動遮光視界モジュール下方に設けられ、その表面には、ユーザが操作できるスイッチが一体的に設けられている。
【解決手段】
自動遮光溶接フィルタを備えた溶接ヘルメットであって、視界モジュールと、この視界モジュールとは別に溶接ヘルメットに設けられた制御モジュールとを含む。第１実施形態では、制御モジュールは、ユーザが溶接ヘルメットを着用したままで自動遮光視界モジュールを調整できるように、溶接ヘルメットの側部に設けられた一対の可変レジスタシャフトを備えている。この可変レジスタシャフトは、溶接ヘルメットの側部ハウジングを通して外側へ延びている。第２実施形態では、制御モジュールは、ヘルメット内の自動遮光視界モジュール下方に設けられ、その表面には、ユーザが操作できるスイッチが一体的に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、溶接工のヘルメットの自動遮光溶接フィルタにおけるモジュール型設計に関する。特に、制御モジュールの機械的パッケージング及びシグナリングに関し、スライドガラス、偏光子、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及びＵＶ／ＩＲフィルタを備えた自動遮光フィルタの視界モジュールを制御するとともに、前記制御モジュールに対して電力を与え、該視界モジュールとは別個にパッケージされたものである。
【背景技術】
【０００２】
ヘルメットの自動遮光溶接フィルタは、作業者の目を保護するために、溶接及び切断トーチテクノロジーにおいて広く使用されている。溶接フィルタは、典型的には、フィルタ内に制御電子機器と電源回路とを備えた液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含み、その結果、ヘルメットを着用している作業者の視界が狭くなってしまっている。さらに、かなり多数のパーツ数が必要となり、その結果、パーツの調達及び在庫管理のためにコストが増してしまう。
【０００３】
１９９４年４月１２日にアンドレ・Ｍ・エッゲンシュヴィラー（Ａｎｄｒｅ Ｍ．Ｅｇｇｅｎｓｃｈｗｉｌｅｒ）に付与されスイスのオプトレルＡＧ社（Ｏｐｔｒｅｌ ＡＧ）に譲渡された米国特許第５，３０２，８１５号は、作業者のヘルメット用の光保護装置を開示し、この光保護装置は、電気的に制御可能な光保護フィルタ素子、光電トランスデューサ素子、ブリッジ部材、２つのセンサ素子、リアルライト保護フィルタ素子、光保護カセット及び制御手段を含み、この制御手段は、光保護フィルタ素子の光の透過を制御するために光保護フィルタ素子に接続された光検出センサを含む。しかしながら、その視界内には、電気的に制御可能なフィルタだけでなく、光電トランスデューサ素子、ブリッジ及び２つのセンサも含まれ、これらすべてが同じパッケージ内に配される。
【０００４】
１９９６年７月９日にマイケル・Ｊ・ペトリー（Ｍｉｃｈａｅｌ Ｊ．Ｐｅｔｒｉｅ）らに付与されてミシガン州ベルモント地区のジャクソンプロダクツ社（Ｊａｃｋｓｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）に譲渡された米国特許第５，５３３，２０６号は、ＬＣＤレンズ、太陽電池、光センサ電池及び回路基盤を含む着脱式電子急速変化カートリッジ（ＥＱＣカートリッジ：ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｑｕｉｃｋ ｃｈａｎｇｅ ｃａｒｔｒｉｄｇｅ）が設けられた溶接ヘルメットを開示している。この光センサ電池は、カートリッジ内において回路基板の両側に配置されているため、ＥＱＣカートリッジ内におけるＬＣＤレンズ用スペースが減少してしまう。
【０００５】
１９９９年９月２８日にジョン・Ｄ・ファーガスン（Ｊｏｈｎ Ｄ．Ｆｅｒｇａｓｏｎ）に付与されてＯＳＤエンビジョン社（ＯＳＤ Ｅｎｖｉｚｉｏｎ）に譲渡された米国特許第５，９５９，７０５号は、一体型ディスプレイ及びスイッチングシステムを備えた溶接レンズを有した溶接ヘルメットを開示している。このスイッチングシステムは、偏向可能なカバープレートとスイッチ電極及びサポート部を備えるとともに、自動光シャッタが関連付けられている。シャッタは、電気回路により作動する液晶を備えている。サポート部は、硬質プリント回路基板又はフレキシブルプリント回路基板のような回路基板としてもよい。前記回路基板はハウジング内に保持され、回路は、シャッタとディスプレイに設けられており、これら全ては溶接レンズカートリッジアセンブリのハウジング内に組み込まれている。従って、制御部、電源、一体型ディスプレイ及びスイッチを備えた溶接レンズのすべてのコンポーネントが同じパッケージ内に配されている。
【０００６】
２０００年６月６日にトーマス・Ｊ・ハミルトン（Ｔｈｏｍａｓ Ｊ．Ｈａｍｉｌｔｏｎ）に付与され、ミズーリ州チェスターフィールドのジャクソンプロダクツ社（Ｊａｃｋｓｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ， Ｉｎｃ）に譲渡された米国特許第６，０２０，２６４号は、自動遮光及び手動調節可能なレンズシェード制御部を備えたシャッタアセンブリを有する溶接ヘルメットを開示している。電子制御部品は、シャッタアセンブリ内に設けられ、ハウジング内では、２つのＰＣ基板を、これらを相互に接続するフレキシブルケーブルとともに、使用者の視界への干渉あるいは妨害をしないよう、光学シャッタの上方及び下方に設けることができるようになっている。しかしながら、これら電子部品はすべてシャッタアセンブリ内に配置されており、光学シャッタを通じて得られる視界は狭められている。
【０００７】
２００３年４月２２日にヤング・ドウン・バエ（Ｙｏｕｎｇ Ｄａｗｎ Ｂａｅ）に付与され、オータス社（Ｏｔｕｓ Ｃｏ．， Ｌｔｄ）に譲渡された米国特許第６，５５２，３１６号は、保護マスク又はヘルメットの外面上に強度制御スイッチを備えたグレア保護デバイスを有するヘルメットを開示している。このグレア保護デバイスは、作業者の目を高強度光線から保護するためのグレア保護プレートを調整するためのコントローラを有している。このコントローラはマイクロコンピュータであり、グレア保護デバイス内のグレア保護プレートのＯＮ／ＯＦＦを制御する。しかしながら、太陽電池及び制御回路は、すべてグレア保護デバイス上又はその周辺に設けられている。
【０００８】
２００３年５月６日にエデワード・Ｌ・マーティン（Ｅｄｗａｒｄ Ｌ Ｍａｒｔｉｎ）らに付与され、マサチューセッツ州トーントンのオプティカル・エンジニアリング・カンパニー（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ， ＬＬＣ）に譲渡された米国特許第６，５５７，１７４号は、溶接ヘルメット用の交換可能な組み込み式拡張視界光線シールドカートリッジを開示している。この溶接ヘルメットは、光マスク、ＬＣＤアセンブリ、不透明ベース、第２光学マスク、ＬＣＤドライバ及びプリント回路基板４１を有する。しかしながら、制御用電子機器は、光線シールドカートリッジ内に配置されている。
【０００９】
２００４年９月２８日にリコ・ソンダレッガ（Ｒｉｃｏ Ｓｏｎｄｅｒｅｇｇｅｒ）に付与され、スイスのオプトラル社（Ｏｐｔｒｅｌ ＡＧ）に譲渡された米国特許第６，７９６，６５２号は、遮蔽された評価回路（図３）を備えたグレア保護デバイスを示す。電子回路は評価回路及び駆動回路を含み、プリント回路基板の内側表面に取り付けられている。しかしながら、これら電子回路は、グレア保護デバイス内に配置されている。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５，３０２，８１５号明細書
【特許文献２】米国特許第５，５３３，２０６号明細書
【特許文献３】米国特許第５，９５９，７０５号明細書
【特許文献４】米国特許第６，５５２，３１６号明細書
【特許文献５】米国特許第６，５５７，１７４号明細書
【特許文献６】米国特許第６，７９６，６５２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、自動遮光視界モジュールとは別個にパッケージされた視界モジュールと制御モジュールとを含む自動遮光フィルタを有する溶接ヘルメットを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、電子制御モジュールを備えた自動遮光視界モジュールを有する溶接ヘルメットであって、この電子制御モジュールが自動遮光視界モジュールとは別にパッケージされており、かつ、ユーザによるフィルタ調整を容易とするために溶接ヘルメットを通じて突出する制御ノブシャフトを備えた溶接ヘルメットを提供することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
これらの目的を達成するために本発明は、ハウジング、上記ハウジングの前面に設けた自動遮光視界モジュール及び上記視界モジュールを制御するリモート制御モジュールを上記視界モジュールとは別に設けた溶接ヘルメットによって達成される。制御モジュールは、上記ハウジングを通じて延びる可変制御シャフト又は他の制御手段であって、ユーザが自動遮光視界モジュールを調整するための手段を少なくとも一つを含む。制御モジュールは、モジュール内に機能を制御する手段を有し、この機能制御手段は、制御モジュールの表面上に設けられている。ヘルメットは、制御モジュールと自動遮光視界モジュールの間の信号供給手段を有する。制御モジュールと自動遮光視界モジュールの間に電気信号を与える手段としては、ワイヤケーブルを含む。制御モジュールと自動遮光視界モジュールの間の信号を提供するための手段は、無線装置を含む。
【００１４】
前記目的はまた、以下に述べる溶接装置を提供することで達成される。すなわち、溶接機と視界モジュール及び制御モジュールを含む溶接装置であって、前記溶接機は，該溶接機の動作パラメータをリモート制御する第１レシーバを有し、また前記視界モジュールは、該視界モジュールの動作パラメータをリモート制御する第２レシーバを有するものであり、かつ、前記制御モジュールは、前記溶接機及び前記視界モジュールの動作パラメータを制御するものである。
【００１５】
前記目的は、また複数の溶接ヘルメットの制御システムを提供することで達成され、このシステムは、複数の制御モジュールをリモート制御するための主制御モジュールと、複数の制御モジュールの少なくとも一つによってそれぞれが制御される複数の視界モジュールとを有する。
【００１６】
更に、前記目的は、視界モジュールに所定の電圧を供給する手段と、この視界モジュールに設けられ視界モジュールの前方の溶接光を検出する手段と、光検出手段に連結されて、視界モジュールのダークモード及びライトモードを制御する手段と、制御手段に連結されて視界モジュールのダークモードを迅速に始動させる手段と、を有する制御モジュールにより達成される。制御モジュールは、ＶＣＣ電圧が予め設定された最小値を下回るときを検出する手段を含む。視界モジュールは、液晶ディスプレイを有する。制御モジュールは、視界モジュールがダークモードから離脱するのを遅延させるための手段を有する。制御モジュールは、ユーザが制御する可変信号に接続されて、前記視界モジュールを前記ライトモードと前記ダークモードとの間で調整するシェード信号を生成するための手段を有する。
【００１７】
前記目的はまた、溶接ヘルメットを提供する方法であって、ヘルメットハウジングを用意するステップと、自動遮光視界モジュールをハウジングの前面に設けるステップ及び制御モジュールを視界モジュールとは別に溶接ヘルメットに設けるステップを含む方法により達成される。
【００１８】
本発明の更なる目的、特徴および利点は、本発明を実施するための現時点において認められる最良の実施形態を例示する以下の好適実施形態の詳細な説明を斟酌することにより、当業者にとって明白なものとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
添付した各請求項は、本発明の特徴を特定的に示し、明確に記載したものである。本発明の種々の目的、利点及び新規な特徴は、添付の図面と共に以下の詳細な説明により明らかである。また添付の図面において、同様の部位には同様の参照数字を付している。
【００２０】
図１を参照すると、図１は、溶接ヘルメット１０の正面斜視図であって、制御ノブ２４、２６を備えた自動遮光溶接フィルタを有する。これら制御ノブ２４，２６は、制御モジュール１８からハウジング１２を通して延びる可変レジスタシャフト２５、２７に設けられている。また、制御モジュール１８は、ユーザが自動遮光フルビュー溶接フィルタの調整できるように溶接ヘルメット１０の内部に配置されている。
【００２１】
図２を参照すると、図２は、溶接ヘルメット１０用のモジュール型自動遮光溶接フィルタシステム１４を示す機能ブロック図である。この溶接ヘルメット１０は、視界モジュール20を有し、該視界モジュール２０は、ユーザが制御モジュール１８に与える制御入力１６と、視界モジュール２０から物理的に分離された制御モジュール１８とによって制御される。該制御モジュール１８によって制御される前記視界モジュール２０のパラメータには、シェード、感度及び遅延が含まれる。制御モジュール１８と視界モジュール２０の間の通信は、機械的なケーブル及びコネクター、磁気信号、電磁信号あるいはこれらの組み合わせにより行うことができる。溶接ヘルメット１０は、視界モジュール２０及び制御モジュール１８を含む自動遮光溶接フィルタを有するコブラ−９１１（Ｃｏｂｒａ−９１１）モデルを用いることができる。これら視界モジュール２０及び制御モジュール１８は、マサチューセッツ州トーントンのＡ． Ｃ． Ｅインターナショナルカンパニー（Ａ． Ｃ． Ｅ． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｉｎｃ．）の１部門であるアークワン社（ＡｒｃＯｎｅ）により製造されたモデル６０００ＶＩ４（Ｍｏｄｅｌ ６０００ＶＩ４）を用いることができる。
【００２２】
図３を参照すると、図３は、溶接ヘルメット１０の内部背面図であり、視界モジュール２０と該視界モジュール２０とは別に溶接ヘルメット１０のハウジング１２の側面に設けられた制御モジュール１８を有する自動遮光溶接フィルタを示す。可変レジスタシャフト２５、２７上の制御ノブ２４、２６を回すことにより、ユーザ制御入力１６が制御モジュール１８に与えられる。この可変レジスタシャフト２５、２７は、溶接ヘルメット１０のハウジング１２の側面を通して制御モジュール１８から伸延し、かつ、ユーザによる調節用のシャフトの端部に設けられたノブ２４、２６（図１）を有する。他のユーザ制御調整部１７は制御モジュール１８のケース上に配置される。バッテリーホルダー２９が、制御モジュール１８の側面に設けられている。電気ケーブル２２は、フィルタ２０と制御モジュール１８とを接続する。
【００２３】
図４を参照すると、図４は、溶接ヘルメット１０の他の実施形態における内部背面図であり、視界モジュール２０を含む自動遮光フィルタを示す。視界モジュール２０は、この視界モジュール２０とは別にかつその下方に設けられた制御モジュール１９を有する。電気ケーブル２３により、視界モジュール２０と制御モジュール１９とを接続する。制御モジュール１９のこの実施形態では、スイッチ制御部２１は、モジュール１９の外側表面上に設けられており、ユーザが視界モジュール２０を調節するために制御入力１６ができるようになっている。
【００２４】
図５を参照すると、図５は、溶接機４２、制御モジュール４６及び視界モジュール５０を含む溶接システム４０のブロック図である。溶接機は、制御モジュール４６からの制御信号を受信するための受信器４３を含む。この制御モジュール４６は、無線でアンテナ４７を有するか、又は、ケーブル４８、４９を通じて溶接機４２あるいは視界モジュール５０に接続するようにしてもよい。制御モジュール４６は、溶接機４２の作業特性を制御し、かつ、受信機５３を通じて視界モジュール５０の制御も行う。通常、これらはいずれも溶接ヘルメットに設けられオペレータにより操作される。
【００２５】
図６を参照すると、図６は、主制御モジュール６４を含む制御システム６０の機能ブロック図である。主制御モジュール６４は、視界モジュール７２、７４、７６の動きを決定する複数の制御モジュール６６、６８、７０それぞれのパラメータを設定するユーザ６２からの入力を受信する。通常、各視界モジュール７２、７４、７６は、それぞれ溶接ヘルメットに設けられ、ユーザが視界モジュール７２、７４、７６を通じて溶接作業を観察する視界が得られるようになっている。主制御モジュール６４は、視界モジュール７２、７４、７６の動きを調整するために複合制御モジュール６６、６８、７０を監視する。主制御モジュール６４と制御モジュール６６、６８、７０との間の通信は無線であり、また、制御モジュール６６と６８、７０と視界モジュール７２、７４、７６との間の通信は、無線及び／又は有線である。
【００２６】
図７Ａ、７Ｂ及び７Ｃは、視界モジュール２０の制御及び溶接機４２のような溶接装置あるいは溶接ヘルメット内の視界モジュール５０を制御する制御モジュール１８内の回路の概略説明図である。
【００２７】
制御モジュール１８は自動電源オフ回路８２、視界モジュール制御回路８４、低電力検出回路８６、センサ回路８８、遅延回路９０、フィードバックフラッシュ回路９２、シェード電圧ジェネレータ１２６及び直流‐直流変換器１１０を有する。
【００２８】
図７Ａを参照すると、自動電源オフ回路８２は制御モジュール１８（又は１９、４６、６６、６８、７０）内の回路への電源のターンオフに用いられ、同様に、対応する視界モジュール２０（又は５０、７２、７４、７６）への電源のターンオフに用いられる。カウンタ１０２は、１５分毎にタイムアウトするよう設計されている。センサ回路８８（図７Ｂ）からのＳＴ信号１５７は、カウンタ１０２にリセット信号を供給する。カウンタ１０２からの出力はＭＯＳＦＥＴ１０４及びＭＯＳＦＥＴ１０８に接続される。ＭＯＳＦＥＴ １０４は、ＭＯＳＦＥＴ １０６に接続され、図７Ｂの中の遅延回路９０に接続される電源シャットオフ（Ｓｈｕｔ−Ｏｆｆ Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｕｒｃｅ：ＳＯＰＳ）信号を生成する。ＭＯＳＦＥＴ １０８の出力１０９は、視界モジュール制御回路８４中のスイッチ１１２及び１１４に接続される。図７Ａの回路では、ＶＣＣはＤＣ３Ｖに等しい。
【００２９】
視界モジュール制御回路８４は、３個の集積回路スイッチ１１２、１１４、１１６、両極トランジスタ１２０及びＭＯＳＦＥＴ １１８、１２２を含む。スイッチ１１６は、図７Ｂのセンサ回路８８から単一のターンオン（ｓｉｎｇｌｅ ｔｕｒｎ−ｏｎ：ＳＴ）信号１５７を受信し、これによりトランジスタ１２０及びＭＯＳＦＥＴ１２２が−６０Ｖの入力を出力ＬＣＤ２に送るようになっている。DC‐DCコンバータ１１０は、ＶＣＣ（＋３Ｖ）を受取って−６０Ｖの出力に変換する。そのようなコンバータ１１０は、当業者には公知である。ＬＣＤ１とＬＣＤ２の出力は、視界モジュール２０に接続され、視界モジュール２０をライトモードからダークモードに迅速に切り換えるように最初に−６０Ｖパルスを与える。その後、視界モジュール２０をダークモードに維持するために＋３ボルトから−３ボルトのスイッチング信号を供給するスイッチ１１２、１１４によって視界モジュール２０はダークモードに維持される。スイッチ１１２及び１１４は、自動電源オフ回路８２からの信号１０９によって可動状態とされ、これらスイッチは、シェード電圧発生装置１２６（図７Ｃ）からのシェード信号１３６を、視界モジュール２０を駆動するためのＡＣ信号ＬＣＤ１、ＬＣＤ２に変換する。カウンタ１０２は、パーツ番号５ＩＳＴ４０４７を用いてもよい。
【００３０】
図７Ａにおいて、ＭＯＳＦＥＴ １０４はパーツ番号５ＱＲＫ２Ｎ７００２を用いてもよく、また、ＭＯＳＦＥＴ １２２、１２４はパーツ番号５ＱＢＳＢＳＴ８２を用いてもよい。ＭＯＳＦＥＴ １０６、１０８及び１１８は、パーツ番号５ＱＢＳＢＳＳ８４を、また、ＩＣスイッチ１１２と１１４は、パーツ番号５ＱＲＫ２Ｎ７００２を、さらに、トランジスタ１２０は、パーツ番号５ＱＢＣ８５７Ｃを用いてもよい。これらの部品は、すべて台湾のフィリップス電子（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ｅｌｅｘｔｒｏｎｉｃｓ）により製造されている。
【００３１】
図７Ｃを参照すると、シェード電圧発生装置１２６は、可変レジスタ１３２、１３３及び２５を含む。ユーザは、図１に示される可変レジスタ２５の制御ノブ２４を用いて自動遮光視界モジュール２０を調節する。可変レジスタ２５からの信号は、アンプ／コンパレータ１３０に供給され、その出力は、ＳＨＡＤＥ信号１３６を供給するトランジスタ１２８に接続される。可変レジスタ１３２は、高レベルリミッターとして作用し、また、可変レジスタ１３３は、低レベルリミッターとして作用する。ＬＥＤ １３４は、アンプ／コンパレーター回路１３０の入力への１．４Ｖの参照電圧を提供する。
【００３２】
図７Ｃにおいて、トランジスタ１２８はパーツ番号５ＱＢＣ８５７Ｃを用いてもよく、アンプ／コンパレーター１３０は、台湾のフィリップス電子によって製造されたパーツ番号５ＩＳ０ＴＬＣ２７１を用いてもよい。また、ＬＥＤダイオード１３４は、ライトオンテクノロジー社（Ｌｉｔｅ−Ｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐ．）によって製造されたパーツ番号ＬＴＳＴ−Ｃ１９０ＫＲＫＴを用いても良い。
【００３３】
図７Ｂにおいて、低パワー検出回路８６は、ＭＯＳＦＥＴ １４０と１４２を含み、ＶＤＤ（＋３Ｖ）及びＶＣＣ（＋３Ｖ）を監視する。２．７Ｖ未満のような低電圧が検出されると、ＭＯＳＦＥＴ １４０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）１４４をターンオンさせ、カウンタ１０２（図７Ａ）からのＬＥＤ信号に応じて「低電圧」状態を示すＬＥＤ １４４が点滅する。ＭＯＳＦＥＴＳ １４０、１４２は、パーツ番号５ＱＢＳＮＳＳ８４及びパーツ番号５ＱＲＫ２Ｎ７００２によって実装することができ、これらはすべて台湾のフィリプス電子によって製造されている。
【００３４】
センサ回路８８は、ＭＯＳＦＥＴ １４６を含み、該ＭＯＳＦＥＴ １４６は、溶接光の周波数を検出するためのバンドパスフィルタ１５０の回路に結合された光電ダイオード１４５に接続されている。光電ダイオード１４５は、視界モジュール２０（図１）の外側エッジに実際に設けられている。演算増幅器／コンパレーター１４８は、バンドパスフィルタ１５０の出力を受取り、また、両極トランジスタ１５２は、検出された溶接光信号周波数を増幅する。可変レジスタ２７は、ユーザがノブ26を移動させることにより調整され、アンプ／コンパレーター１４８の感度が制御される。感度の制御は、アンプ／コンパレーター１４８が視界モジュール２０を暗くさせるように作動することになる閾値を調整することでなされる。トランジスタ増幅器１５２の出力は、ＭＯＳＦＥＴ １５６に接続されるが、このＭＯＳＦＥＴ １５６は、単一のターンオン（ＳＴ）信号１５７を生成して視界モジュール制御回路８４（図７Ａ）に送信する。単一のターンオンＳＴ信号１５７は、視界モジュール２０の暗化を約０．１ミリセカンドで迅速に始動させる。
【００３５】
遅延回路９０は、スイッチ１６５及びフィードバック点滅回路９２と共に作動する。スイッチ１６５が瞬間的に閉じた場合、制御モジュール１８に電力が供給開始され、またスイッチ１６５が数秒間にわたって閉じた場合には、遅延信号１６７が生成される。遅延回路９０は、通常およそ１００ミリセカンドの遅延信号１６７を生成するフリップフロップＩＣ回路１６６を含み、この遅延信号は、センサ回路８８中のＭＯＳＦＥＴ １５４に結合される。遅延により、視界モジュール２０がダークモードから離脱するのを遅らすことができる。ユーザがスイッチ１６５を閉じた場合の遅延はおよそ２．０秒になる。
【００３６】
フィードバック点滅回路９２は、フリップフロップ回路１６８を有し、該フリップフロップ回路は、スイッチ１６５が閉状態でフリップフロップ回路１６８を設定しているときに電圧信号を受け取る。また前記フィードバック点滅回路は、ＭＯＳＦＥＴ１７０を駆動して、ＭＯＳＦＥＴ１５６へ結合されるフラッシュ信号１７１を生成し、ＳＴ信号を生成することにより視界モジュール１８を“ダーク”状態にさせる。フィードバックフラッシュ回路９２は、フリップフロップＩＣ回路１６８の出力によって制御され、視界モジュール２０がライトモードのままとなるように視界モジュール２０の電源を制御するＭＯＳＦＥＴ１７２、１７４を含む。
【００３７】
図７Ｂにおいて、ＭＯＳＦＥＴ １４６、１５４、１６２及び１７０は、パーツ番号５Ｑ５Ｋ２Ｎ７００２を用いることができ、またＭＯＳＦＥＴ １５６、１６４、１７２及び１７４は、パーツ番号５ＱＢＳＢＳＳ８４を用いてもよい。さらにアンプ／コンパレーターは、パーツ番号５ＱＢＣ８４７Ｃを、トランジスタ１５２は、パーツ番号５ＩＳ０ＴＬＣ２７１を、ＩＣ １６６及びＩＣ １６８は、パーツ番号５ＩＳＦ４０２７を用いてもよい。これらのパーツはすべて台湾のフィリップス電子によって製造されている。
【００３８】
以上、本発明を特定の実施形態により説明した。開示した装置に対して、本発明から逸脱することなく多くの変更が可能であることは明らかである。従って、添付した請求の範囲は、本発明の真の趣旨及び範囲内におけるすべての変更及び修正を包含することを意図したものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】溶接ヘルメットの正面斜視図であり、ハウジングを通して延びる可変レジスタシャフトに設けられた自動遮光溶接フィルタの制御ノブを示している。
【図２】本発明に係る溶接ヘルメット用モジュールの自動遮光溶接フィルタの機能ブロック図である。
【図３】図１に示す溶接ヘルメットの内部の背面図であり、溶接ヘルメットの側面を通して突出する制御シャフトを備えた分離型制御モジュールを有する自動遮光フィルタを、制御モジュール上のその他のユーザ用制御部とともに示している。なお制御モジュールは視界モジュールに隣接してヘルメットに設けられている。
【図４】溶接ヘルメットの内部の背面図であり、視界モジュールに隣接しかつその下方となるよう溶接ヘルメットに設けられた分離型制御モジュールを備えた自動遮光フィルタの他の実施形態を示す。
【図５】溶接機、溶接ヘルメットの視界モジュール及び制御モジュールを含む溶接システムのブロック図である。
【図６】複数の制御モジュールそれぞれが視界モジュールの動きを決定するパラメータ設定のための主制御モジュールを備えた制御システムのブロック図である。
【図７Ａ】制御モジュールを組み合わせた概略ダイヤグラムを示す。
【図７Ｂ】制御モジュールを組み合わせた概略ダイヤグラムを示す。
【図７Ｃ】制御モジュールを組み合わせた概略ダイヤグラムを示す。
【符号の説明】
【００４０】
１０・・溶接ヘルメット、１２・・ハウジング、１６・・ユーザ制御入力、１７・・ユーザ制御調整部、１８・・制御モジュール、２０・・視界モジュール、２２・・電気ケーブル、２３・・電気ケーブル、２４・・ノブ、２６・・ノブ、２９・・バッテリーホルダー、４２・・溶接機、４３・・受信機、４６・・制御モジュール、５０・・視界モジュール、５３・・受信機、６４・・主制御モジュール、６６・・制御モジュール、６８・・制御モジュール、７０・・制御モジュール、７２・・視界モジュール、７４・・視界モジュール、７６・・視界モジュール、８２・・自動電源オフ回路、８４・・視界モジュール制御回路、８６・・低電力検出回路、８８・・センサ回路、９０・・遅延回路、９２・・フィードバックフラッシュ回路、１２６・・シェード電圧ジェネレータ、１１０・・直流−直流変換器、１６５・・スイッチ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、溶接工のヘルメットの自動遮光溶接フィルタにおけるモジュール型設計に関する。特に、制御モジュールの機械的パッケージング及びシグナリングに関し、スライドガラス、偏光子、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及びＵＶ／ＩＲフィルタを備えた自動遮光フィルタの視界モジュールを制御するとともに、前記制御モジュールに対して電力を与え、該視界モジュールとは別個にパッケージされたものである。
【背景技術】
【０００２】
ヘルメットの自動遮光溶接フィルタは、作業者の目を保護するために、溶接及び切断トーチテクノロジーにおいて広く使用されている。溶接フィルタは、典型的には、フィルタ内に制御電子機器と電源回路とを備えた液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含み、その結果、ヘルメットを着用している作業者の視界が狭くなってしまっている。さらに、かなり多数のパーツ数が必要となり、その結果、パーツの調達及び在庫管理のためにコストが増してしまう。
【０００３】
１９９４年４月１２日にアンドレ・Ｍ・エッゲンシュヴィラー（Ａｎｄｒｅ Ｍ．Ｅｇｇｅｎｓｃｈｗｉｌｅｒ）に付与されスイスのオプトレルＡＧ社（Ｏｐｔｒｅｌ ＡＧ）に譲渡された米国特許第５，３０２，８１５号は、作業者のヘルメット用の光保護装置を開示し、この光保護装置は、電気的に制御可能な光保護フィルタ素子、光電トランスデューサ素子、ブリッジ部材、２つのセンサ素子、リアルライト保護フィルタ素子、光保護カセット及び制御手段を含み、この制御手段は、光保護フィルタ素子の光の透過を制御するために光保護フィルタ素子に接続された光検出センサを含む。しかしながら、その視界内には、電気的に制御可能なフィルタだけでなく、光電トランスデューサ素子、ブリッジ及び２つのセンサも含まれ、これらすべてが同じパッケージ内に配される。
【０００４】
１９９６年７月９日にマイケル・Ｊ・ペトリー（Ｍｉｃｈａｅｌ Ｊ．Ｐｅｔｒｉｅ）らに付与されてミシガン州ベルモント地区のジャクソンプロダクツ社（Ｊａｃｋｓｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）に譲渡された米国特許第５，５３３，２０６号は、ＬＣＤレンズ、太陽電池、光センサ電池及び回路基盤を含む着脱式電子急速変化カートリッジ（ＥＱＣカートリッジ：ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｑｕｉｃｋ ｃｈａｎｇｅ ｃａｒｔｒｉｄｇｅ）が設けられた溶接ヘルメットを開示している。この光センサ電池は、カートリッジ内において回路基板の両側に配置されているため、ＥＱＣカートリッジ内におけるＬＣＤレンズ用スペースが減少してしまう。
【０００５】
１９９９年９月２８日にジョン・Ｄ・ファーガスン（Ｊｏｈｎ Ｄ．Ｆｅｒｇａｓｏｎ）に付与されてＯＳＤエンビジョン社（ＯＳＤ Ｅｎｖｉｚｉｏｎ）に譲渡された米国特許第５，９５９，７０５号は、一体型ディスプレイ及びスイッチングシステムを備えた溶接レンズを有した溶接ヘルメットを開示している。このスイッチングシステムは、偏向可能なカバープレートとスイッチ電極及びサポート部を備えるとともに、自動光シャッタが関連付けられている。シャッタは、電気回路により作動する液晶を備えている。サポート部は、硬質プリント回路基板又はフレキシブルプリント回路基板のような回路基板としてもよい。前記回路基板はハウジング内に保持され、回路は、シャッタとディスプレイに設けられており、これら全ては溶接レンズカートリッジアセンブリのハウジング内に組み込まれている。従って、制御部、電源、一体型ディスプレイ及びスイッチを備えた溶接レンズのすべてのコンポーネントが同じパッケージ内に配されている。
【０００６】
２０００年６月６日にトーマス・Ｊ・ハミルトン（Ｔｈｏｍａｓ Ｊ．Ｈａｍｉｌｔｏｎ）に付与され、ミズーリ州チェスターフィールドのジャクソンプロダクツ社（Ｊａｃｋｓｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ， Ｉｎｃ）に譲渡された米国特許第６，０２０，２６４号は、自動遮光及び手動調節可能なレンズシェード制御部を備えたシャッタアセンブリを有する溶接ヘルメットを開示している。電子制御部品は、シャッタアセンブリ内に設けられ、ハウジング内では、２つのＰＣ基板を、これらを相互に接続するフレキシブルケーブルとともに、使用者の視界への干渉あるいは妨害をしないよう、光学シャッタの上方及び下方に設けることができるようになっている。しかしながら、これら電子部品はすべてシャッタアセンブリ内に配置されており、光学シャッタを通じて得られる視界は狭められている。
【０００７】
２００３年４月２２日にヤング・ドウン・バエ（Ｙｏｕｎｇ Ｄａｗｎ Ｂａｅ）に付与され、オータス社（Ｏｔｕｓ Ｃｏ．， Ｌｔｄ）に譲渡された米国特許第６，５５２，３１６号は、保護マスク又はヘルメットの外面上に強度制御スイッチを備えたグレア保護デバイスを有するヘルメットを開示している。このグレア保護デバイスは、作業者の目を高強度光線から保護するためのグレア保護プレートを調整するためのコントローラを有している。このコントローラはマイクロコンピュータであり、グレア保護デバイス内のグレア保護プレートのＯＮ／ＯＦＦを制御する。しかしながら、太陽電池及び制御回路は、すべてグレア保護デバイス上又はその周辺に設けられている。
【０００８】
２００３年５月６日にエデワード・Ｌ・マーティン（Ｅｄｗａｒｄ Ｌ Ｍａｒｔｉｎ）らに付与され、マサチューセッツ州トーントンのオプティカル・エンジニアリング・カンパニー（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ， ＬＬＣ）に譲渡された米国特許第６，５５７，１７４号は、溶接ヘルメット用の交換可能な組み込み式拡張視界光線シールドカートリッジを開示している。この溶接ヘルメットは、光マスク、ＬＣＤアセンブリ、不透明ベース、第２光学マスク、ＬＣＤドライバ及びプリント回路基板４１を有する。しかしながら、制御用電子機器は、光線シールドカートリッジ内に配置されている。
【０００９】
２００４年９月２８日にリコ・ソンダレッガ（Ｒｉｃｏ Ｓｏｎｄｅｒｅｇｇｅｒ）に付与され、スイスのオプトラル社（Ｏｐｔｒｅｌ ＡＧ）に譲渡された米国特許第６，７９６，６５２号は、遮蔽された評価回路（図３）を備えたグレア保護デバイスを示す。電子回路は評価回路及び駆動回路を含み、プリント回路基板の内側表面に取り付けられている。しかしながら、これら電子回路は、グレア保護デバイス内に配置されている。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５，３０２，８１５号明細書
【特許文献２】米国特許第５，５３３，２０６号明細書
【特許文献３】米国特許第５，９５９，７０５号明細書
【特許文献４】米国特許第６，５５２，３１６号明細書
【特許文献５】米国特許第６，５５７，１７４号明細書
【特許文献６】米国特許第６，７９６，６５２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、自動遮光視界モジュールとは別個にパッケージされた視界モジュールと制御モジュールとを含む自動遮光フィルタを有する溶接ヘルメットを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、電子制御モジュールを備えた自動遮光視界モジュールを有する溶接ヘルメットであって、この電子制御モジュールが自動遮光視界モジュールとは別にパッケージされており、かつ、ユーザによるフィルタ調整を容易とするために溶接ヘルメットを通じて突出する制御ノブシャフトを備えた溶接ヘルメットを提供することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
これらの目的を達成するために本発明は、ハウジング、上記ハウジングの前面に設けた自動遮光視界モジュール及び上記視界モジュールを制御するリモート制御モジュールを上記視界モジュールとは別に設けた溶接ヘルメットによって達成される。制御モジュールは、上記ハウジングを通じて延びる可変制御シャフト又は他の制御手段であって、ユーザが自動遮光視界モジュールを調整するための手段を少なくとも一つを含む。制御モジュールは、モジュール内に機能を制御する手段を有し、この機能制御手段は、制御モジュールの表面上に設けられている。ヘルメットは、制御モジュールと自動遮光視界モジュールの間の信号供給手段を有する。制御モジュールと自動遮光視界モジュールの間に電気信号を与える手段としては、ワイヤケーブルを含む。制御モジュールと自動遮光視界モジュールの間の信号を提供するための手段は、無線装置を含む。
【００１４】
前記目的はまた、以下に述べる溶接装置を提供することで達成される。すなわち、溶接機と視界モジュール及び制御モジュールを含む溶接装置であって、前記溶接機は，該溶接機の動作パラメータをリモート制御する第１レシーバを有し、また前記視界モジュールは、該視界モジュールの動作パラメータをリモート制御する第２レシーバを有するものであり、かつ、前記制御モジュールは、前記溶接機及び前記視界モジュールの動作パラメータを制御するものである。
【００１５】
前記目的は、また複数の溶接ヘルメットの制御システムを提供することで達成され、このシステムは、複数の制御モジュールをリモート制御するための主制御モジュールと、複数の制御モジュールの少なくとも一つによってそれぞれが制御される複数の視界モジュールとを有する。
【００１６】
更に、前記目的は、視界モジュールに所定の電圧を供給する手段と、この視界モジュールに設けられ視界モジュールの前方の溶接光を検出する手段と、光検出手段に連結されて、視界モジュールのダークモード及びライトモードを制御する手段と、制御手段に連結されて視界モジュールのダークモードを迅速に始動させる手段と、を有する制御モジュールにより達成される。制御モジュールは、ＶＣＣ電圧が予め設定された最小値を下回るときを検出する手段を含む。視界モジュールは、液晶ディスプレイを有する。制御モジュールは、視界モジュールがダークモードから離脱するのを遅延させるための手段を有する。制御モジュールは、ユーザが制御する可変信号に接続されて、前記視界モジュールを前記ライトモードと前記ダークモードとの間で調整するシェード信号を生成するための手段を有する。
【００１７】
前記目的はまた、溶接ヘルメットを提供する方法であって、ヘルメットハウジングを用意するステップと、自動遮光視界モジュールをハウジングの前面に設けるステップ及び制御モジュールを視界モジュールとは別に溶接ヘルメットに設けるステップを含む方法により達成される。
【００１８】
本発明の更なる目的、特徴および利点は、本発明を実施するための現時点において認められる最良の実施形態を例示する以下の好適実施形態の詳細な説明を斟酌することにより、当業者にとって明白なものとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
添付した各請求項は、本発明の特徴を特定的に示し、明確に記載したものである。本発明の種々の目的、利点及び新規な特徴は、添付の図面と共に以下の詳細な説明により明らかである。また添付の図面において、同様の部位には同様の参照数字を付している。
【００２０】
図１を参照すると、図１は、溶接ヘルメット１０の正面斜視図であって、制御ノブ２４、２６を備えた自動遮光溶接フィルタを有する。これら制御ノブ２４，２６は、制御モジュール１８からハウジング１２を通して延びる可変レジスタシャフト２５、２７に設けられている。また、制御モジュール１８は、ユーザが自動遮光フルビュー溶接フィルタの調整できるように溶接ヘルメット１０の内部に配置されている。
【００２１】
図２を参照すると、図２は、溶接ヘルメット１０用のモジュール型自動遮光溶接フィルタシステム１４を示す機能ブロック図である。この溶接ヘルメット１０は、視界モジュール20を有し、該視界モジュール２０は、ユーザが制御モジュール１８に与える制御入力１６と、視界モジュール２０から物理的に分離された制御モジュール１８とによって制御される。該制御モジュール１８によって制御される前記視界モジュール２０のパラメータには、シェード、感度及び遅延が含まれる。制御モジュール１８と視界モジュール２０の間の通信は、機械的なケーブル及びコネクター、磁気信号、電磁信号あるいはこれらの組み合わせにより行うことができる。溶接ヘルメット１０は、視界モジュール２０及び制御モジュール１８を含む自動遮光溶接フィルタを有するコブラ−９１１（Ｃｏｂｒａ−９１１）モデルを用いることができる。これら視界モジュール２０及び制御モジュール１８は、マサチューセッツ州トーントンのＡ． Ｃ． Ｅインターナショナルカンパニー（Ａ． Ｃ． Ｅ． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｉｎｃ．）の１部門であるアークワン社（ＡｒｃＯｎｅ）により製造されたモデル６０００ＶＩ４（Ｍｏｄｅｌ ６０００ＶＩ４）を用いることができる。
【００２２】
図３を参照すると、図３は、溶接ヘルメット１０の内部背面図であり、視界モジュール２０と該視界モジュール２０とは別に溶接ヘルメット１０のハウジング１２の側面に設けられた制御モジュール１８を有する自動遮光溶接フィルタを示す。可変レジスタシャフト２５、２７上の制御ノブ２４、２６を回すことにより、ユーザ制御入力１６が制御モジュール１８に与えられる。この可変レジスタシャフト２５、２７は、溶接ヘルメット１０のハウジング１２の側面を通して制御モジュール１８から伸延し、かつ、ユーザによる調節用のシャフトの端部に設けられたノブ２４、２６（図１）を有する。他のユーザ制御調整部１７は制御モジュール１８のケース上に配置される。バッテリーホルダー２９が、制御モジュール１８の側面に設けられている。電気ケーブル２２は、フィルタ２０と制御モジュール１８とを接続する。
【００２３】
図４を参照すると、図４は、溶接ヘルメット１０の他の実施形態における内部背面図であり、視界モジュール２０を含む自動遮光フィルタを示す。視界モジュール２０は、この視界モジュール２０とは別にかつその下方に設けられた制御モジュール１９を有する。電気ケーブル２３により、視界モジュール２０と制御モジュール１９とを接続する。制御モジュール１９のこの実施形態では、スイッチ制御部２１は、モジュール１９の外側表面上に設けられており、ユーザが視界モジュール２０を調節するために制御入力１６ができるようになっている。
【００２４】
図５を参照すると、図５は、溶接機４２、制御モジュール４６及び視界モジュール５０を含む溶接システム４０のブロック図である。溶接機は、制御モジュール４６からの制御信号を受信するための受信器４３を含む。この制御モジュール４６は、無線でアンテナ４７を有するか、又は、ケーブル４８、４９を通じて溶接機４２あるいは視界モジュール５０に接続するようにしてもよい。制御モジュール４６は、溶接機４２の作業特性を制御し、かつ、受信機５３を通じて視界モジュール５０の制御も行う。通常、これらはいずれも溶接ヘルメットに設けられオペレータにより操作される。
【００２５】
図６を参照すると、図６は、主制御モジュール６４を含む制御システム６０の機能ブロック図である。主制御モジュール６４は、視界モジュール７２、７４、７６の動きを決定する複数の制御モジュール６６、６８、７０それぞれのパラメータを設定するユーザ６２からの入力を受信する。通常、各視界モジュール７２、７４、７６は、それぞれ溶接ヘルメットに設けられ、ユーザが視界モジュール７２、７４、７６を通じて溶接作業を観察する視界が得られるようになっている。主制御モジュール６４は、視界モジュール７２、７４、７６の動きを調整するために複合制御モジュール６６、６８、７０を監視する。主制御モジュール６４と制御モジュール６６、６８、７０との間の通信は無線であり、また、制御モジュール６６と６８、７０と視界モジュール７２、７４、７６との間の通信は、無線及び／又は有線である。
【００２６】
図７Ａ、７Ｂ及び７Ｃは、視界モジュール２０の制御及び溶接機４２のような溶接装置あるいは溶接ヘルメット内の視界モジュール５０を制御する制御モジュール１８内の回路の概略説明図である。
【００２７】
制御モジュール１８は自動電源オフ回路８２、視界モジュール制御回路８４、低電力検出回路８６、センサ回路８８、遅延回路９０、フィードバックフラッシュ回路９２、シェード電圧ジェネレータ１２６及び直流‐直流変換器１１０を有する。
【００２８】
図７Ａを参照すると、自動電源オフ回路８２は制御モジュール１８（又は１９、４６、６６、６８、７０）内の回路への電源のターンオフに用いられ、同様に、対応する視界モジュール２０（又は５０、７２、７４、７６）への電源のターンオフに用いられる。カウンタ１０２は、１５分毎にタイムアウトするよう設計されている。センサ回路８８（図７Ｂ）からのＳＴ信号１５７は、カウンタ１０２にリセット信号を供給する。カウンタ１０２からの出力はＭＯＳＦＥＴ１０４及びＭＯＳＦＥＴ１０８に接続される。ＭＯＳＦＥＴ １０４は、ＭＯＳＦＥＴ １０６に接続され、図７Ｂの中の遅延回路９０に接続される電源シャットオフ（Ｓｈｕｔ−Ｏｆｆ Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｕｒｃｅ：ＳＯＰＳ）信号を生成する。ＭＯＳＦＥＴ １０８の出力１０９は、視界モジュール制御回路８４中のスイッチ１１２及び１１４に接続される。図７Ａの回路では、ＶＣＣはＤＣ３Ｖに等しい。
【００２９】
視界モジュール制御回路８４は、３個の集積回路スイッチ１１２、１１４、１１６、両極トランジスタ１２０及びＭＯＳＦＥＴ １１８、１２２を含む。スイッチ１１６は、図７Ｂのセンサ回路８８から単一のターンオン（ｓｉｎｇｌｅ ｔｕｒｎ−ｏｎ：ＳＴ）信号１５７を受信し、これによりトランジスタ１２０及びＭＯＳＦＥＴ１２２が−６０Ｖの入力を出力ＬＣＤ２に送るようになっている。DC‐DCコンバータ１１０は、ＶＣＣ（＋３Ｖ）を受取って−６０Ｖの出力に変換する。そのようなコンバータ１１０は、当業者には公知である。ＬＣＤ１とＬＣＤ２の出力は、視界モジュール２０に接続され、視界モジュール２０をライトモードからダークモードに迅速に切り換えるように最初に−６０Ｖパルスを与える。その後、視界モジュール２０をダークモードに維持するために＋３ボルトから−３ボルトのスイッチング信号を供給するスイッチ１１２、１１４によって視界モジュール２０はダークモードに維持される。スイッチ１１２及び１１４は、自動電源オフ回路８２からの信号１０９によって可動状態とされ、これらスイッチは、シェード電圧発生装置１２６（図７Ｃ）からのシェード信号１３６を、視界モジュール２０を駆動するためのＡＣ信号ＬＣＤ１、ＬＣＤ２に変換する。カウンタ１０２は、パーツ番号５ＩＳＴ４０４７を用いてもよい。
【００３０】
図７Ａにおいて、ＭＯＳＦＥＴ １０４はパーツ番号５ＱＲＫ２Ｎ７００２を用いてもよく、また、ＭＯＳＦＥＴ １２２、１２４はパーツ番号５ＱＢＳＢＳＴ８２を用いてもよい。ＭＯＳＦＥＴ １０６、１０８及び１１８は、パーツ番号５ＱＢＳＢＳＳ８４を、また、ＩＣスイッチ１１２と１１４は、パーツ番号５ＱＲＫ２Ｎ７００２を、さらに、トランジスタ１２０は、パーツ番号５ＱＢＣ８５７Ｃを用いてもよい。これらの部品は、すべて台湾のフィリップス電子（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ｅｌｅｘｔｒｏｎｉｃｓ）により製造されている。
【００３１】
図７Ｃを参照すると、シェード電圧発生装置１２６は、可変レジスタ１３２、１３３及び２５を含む。ユーザは、図１に示される可変レジスタ２５の制御ノブ２４を用いて自動遮光視界モジュール２０を調節する。可変レジスタ２５からの信号は、アンプ／コンパレータ１３０に供給され、その出力は、ＳＨＡＤＥ信号１３６を供給するトランジスタ１２８に接続される。可変レジスタ１３２は、高レベルリミッターとして作用し、また、可変レジスタ１３３は、低レベルリミッターとして作用する。ＬＥＤ １３４は、アンプ／コンパレーター回路１３０の入力への１．４Ｖの参照電圧を提供する。
【００３２】
図７Ｃにおいて、トランジスタ１２８はパーツ番号５ＱＢＣ８５７Ｃを用いてもよく、アンプ／コンパレーター１３０は、台湾のフィリップス電子によって製造されたパーツ番号５ＩＳ０ＴＬＣ２７１を用いてもよい。また、ＬＥＤダイオード１３４は、ライトオンテクノロジー社（Ｌｉｔｅ−Ｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐ．）によって製造されたパーツ番号ＬＴＳＴ−Ｃ１９０ＫＲＫＴを用いても良い。
【００３３】
図７Ｂにおいて、低パワー検出回路８６は、ＭＯＳＦＥＴ １４０と１４２を含み、ＶＤＤ（＋３Ｖ）及びＶＣＣ（＋３Ｖ）を監視する。２．７Ｖ未満のような低電圧が検出されると、ＭＯＳＦＥＴ １４０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）１４４をターンオンさせ、カウンタ１０２（図７Ａ）からのＬＥＤ信号に応じて「低電圧」状態を示すＬＥＤ １４４が点滅する。ＭＯＳＦＥＴＳ １４０、１４２は、パーツ番号５ＱＢＳＮＳＳ８４及びパーツ番号５ＱＲＫ２Ｎ７００２によって実装することができ、これらはすべて台湾のフィリプス電子によって製造されている。
【００３４】
センサ回路８８は、ＭＯＳＦＥＴ １４６を含み、該ＭＯＳＦＥＴ １４６は、溶接光の周波数を検出するためのバンドパスフィルタ１５０の回路に結合された光電ダイオード１４５に接続されている。光電ダイオード１４５は、視界モジュール２０（図１）の外側エッジに実際に設けられている。演算増幅器／コンパレーター１４８は、バンドパスフィルタ１５０の出力を受取り、また、両極トランジスタ１５２は、検出された溶接光信号周波数を増幅する。可変レジスタ２７は、ユーザがノブ26を移動させることにより調整され、アンプ／コンパレーター１４８の感度が制御される。感度の制御は、アンプ／コンパレーター１４８が視界モジュール２０を暗くさせるように作動することになる閾値を調整することでなされる。トランジスタ増幅器１５２の出力は、ＭＯＳＦＥＴ １５６に接続されるが、このＭＯＳＦＥＴ １５６は、単一のターンオン（ＳＴ）信号１５７を生成して視界モジュール制御回路８４（図７Ａ）に送信する。単一のターンオンＳＴ信号１５７は、視界モジュール２０の暗化を約０．１ミリセカンドで迅速に始動させる。
【００３５】
遅延回路９０は、スイッチ１６５及びフィードバック点滅回路９２と共に作動する。スイッチ１６５が瞬間的に閉じた場合、制御モジュール１８に電力が供給開始され、またスイッチ１６５が数秒間にわたって閉じた場合には、遅延信号１６７が生成される。遅延回路９０は、通常およそ１００ミリセカンドの遅延信号１６７を生成するフリップフロップＩＣ回路１６６を含み、この遅延信号は、センサ回路８８中のＭＯＳＦＥＴ １５４に結合される。遅延により、視界モジュール２０がダークモードから離脱するのを遅らすことができる。ユーザがスイッチ１６５を閉じた場合の遅延はおよそ２．０秒になる。
【００３６】
フィードバック点滅回路９２は、フリップフロップ回路１６８を有し、該フリップフロップ回路は、スイッチ１６５が閉状態でフリップフロップ回路１６８を設定しているときに電圧信号を受け取る。また前記フィードバック点滅回路は、ＭＯＳＦＥＴ１７０を駆動して、ＭＯＳＦＥＴ１５６へ結合されるフラッシュ信号１７１を生成し、ＳＴ信号を生成することにより視界モジュール１８を“ダーク”状態にさせる。フィードバックフラッシュ回路９２は、フリップフロップＩＣ回路１６８の出力によって制御され、視界モジュール２０がライトモードのままとなるように視界モジュール２０の電源を制御するＭＯＳＦＥＴ１７２、１７４を含む。
【００３７】
図７Ｂにおいて、ＭＯＳＦＥＴ １４６、１５４、１６２及び１７０は、パーツ番号５Ｑ５Ｋ２Ｎ７００２を用いることができ、またＭＯＳＦＥＴ １５６、１６４、１７２及び１７４は、パーツ番号５ＱＢＳＢＳＳ８４を用いてもよい。さらにアンプ／コンパレーターは、パーツ番号５ＱＢＣ８４７Ｃを、トランジスタ１５２は、パーツ番号５ＩＳ０ＴＬＣ２７１を、ＩＣ １６６及びＩＣ １６８は、パーツ番号５ＩＳＦ４０２７を用いてもよい。これらのパーツはすべて台湾のフィリップス電子によって製造されている。
【００３８】
以上、本発明を特定の実施形態により説明した。開示した装置に対して、本発明から逸脱することなく多くの変更が可能であることは明らかである。従って、添付した請求の範囲は、本発明の真の趣旨及び範囲内におけるすべての変更及び修正を包含することを意図したものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】溶接ヘルメットの正面斜視図であり、ハウジングを通して延びる可変レジスタシャフトに設けられた自動遮光溶接フィルタの制御ノブを示している。
【図２】本発明に係る溶接ヘルメット用モジュールの自動遮光溶接フィルタの機能ブロック図である。
【図３】図１に示す溶接ヘルメットの内部の背面図であり、溶接ヘルメットの側面を通して突出する制御シャフトを備えた分離型制御モジュールを有する自動遮光フィルタを、制御モジュール上のその他のユーザ用制御部とともに示している。なお制御モジュールは視界モジュールに隣接してヘルメットに設けられている。
【図４】溶接ヘルメットの内部の背面図であり、視界モジュールに隣接しかつその下方となるよう溶接ヘルメットに設けられた分離型制御モジュールを備えた自動遮光フィルタの他の実施形態を示す。
【図５】溶接機、溶接ヘルメットの視界モジュール及び制御モジュールを含む溶接システムのブロック図である。
【図６】複数の制御モジュールそれぞれが視界モジュールの動きを決定するパラメータ設定のための主制御モジュールを備えた制御システムのブロック図である。
【図７Ａ】制御モジュールを組み合わせた概略ダイヤグラムを示す。
【図７Ｂ】制御モジュールを組み合わせた概略ダイヤグラムを示す。
【図７Ｃ】制御モジュールを組み合わせた概略ダイヤグラムを示す。
【符号の説明】
【００４０】
１０・・溶接ヘルメット、１２・・ハウジング、１６・・ユーザ制御入力、１７・・ユーザ制御調整部、１８・・制御モジュール、２０・・視界モジュール、２２・・電気ケーブル、２３・・電気ケーブル、２４・・ノブ、２６・・ノブ、２９・・バッテリーホルダー、４２・・溶接機、４３・・受信機、４６・・制御モジュール、５０・・視界モジュール、５３・・受信機、６４・・主制御モジュール、６６・・制御モジュール、６８・・制御モジュール、７０・・制御モジュール、７２・・視界モジュール、７４・・視界モジュール、７６・・視界モジュール、８２・・自動電源オフ回路、８４・・視界モジュール制御回路、８６・・低電力検出回路、８８・・センサ回路、９０・・遅延回路、９２・・フィードバックフラッシュ回路、１２６・・シェード電圧ジェネレータ、１１０・・直流−直流変換器、１６５・・スイッチ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接ヘルメットであって、
ハウジングと、
前記ハウジングの前面に設けた自動遮光視界モジュールと、
前記視界モジュールとは別に前記溶接ヘルメット内に設けられ、前記視界モジュールを制御するリモート制御モジュールを備えた溶接ヘルメット。
【請求項２】
前記制御モジュールが、ユーザによる前記自動遮光視界モジュール調整用に、前記ハウジングを通して伸延した少なくとも一つの可変制御シャフトを含む、請求項１に記載の溶接ヘルメット。
【請求項３】
前記制御モジュール内に機能制御用手段を含み、該機能制御手段は前記制御モジュールの表面上に設けられている、請求項１に記載の溶接ヘルメット。
【請求項４】
前記ヘルメットは、前記制御モジュールと前記自動遮光視界モジュール間の信号転送手段を含む、請求項１に記載の溶接ヘルメット。
【請求項５】
前記制御モジュールと前記自動遮光視界モジュール間の前記信号転送手段がワイヤケーブルを含む、請求項４に記載の溶接ヘルメット。
【請求項６】
前記制御モジュールと前記自動遮光視界モジュール間の前記信号転送手段が無線装置を含む、請求項４に記載の溶接ヘルメット。
【請求項７】
溶接機動作パラメータをリモート制御する第１レシーバを含む溶接機と、
視界モジュール動作パラメータをリモート制御する第２レシーバを有する視界モジュールと、
前記溶接機及び前記視界モジュールの動作パラメータを制御する制御モジュールと、の組み合わせ。
【請求項８】
複数の制御モジュールをリモート制御する主制御モジュールと、
複数の視界モジュールであって、前記視界モジュールのそれぞれが前記複数の制御モジュールの少なくとも一つによって制御される視界モジュールと、の組み合わせ。
【請求項９】
制御モジュールであって、
視界モジュールに所定の電圧を供給する手段と、
前記視界モジュールに設け前記視界モジュール前方の溶接光を検出する手段と、
前記光検出手段に連結され、前記視界モジュールのダークモード及びライトモードを制御する手段と、
前記制御手段に連結されて前記視界モジュールの前記ダークモードを迅速に始動させる手段と、を有する制御モジュール。
【請求項１０】
前記制御モジュールは、ユーザによる前記ダークモード及び前記ライトモードの調整及び感度制御用に前記制御モジュールから延びる制御シャフトを備えた一対の可変レジスタを含む請求項９に記載の制御モジュール。
【請求項１１】
前記視界モジュールに接続される前記制御モジュールは、ユーザが作動させるための手動制御部を備える、前記視界モジュールの制御手段を含む請求項９に記載の制御モジュール。
【請求項１２】
前記制御モジュールは、ＶＣＣ電圧が所定の最小値より小さくなるときを検出する手段を含む、請求項９に記載の制御モジュール。
【請求項１３】
前記視界モジュールは液晶ディスプレイを含む、請求項９に記載の制御モジュール。
【請求項１４】
前記制御モジュールは、前記視界モジュールの前記ダークモードからの離脱を遅延させる手段を含む、請求項９に記載の制御モジュール。
【請求項１５】
前記制御モジュールは、ユーザにより制御される可変信号に接続され、前記視界モジュールを前記ライトモードと前記ダークモードとの間で調整するシェード信号を生成する手段を含む、請求項９に記載の制御モジュール。
【請求項１６】
前記制御手段は、溶接光信号周波数を検出するバンドパスフィルタを含む、請求項９に記載の制御モジュール。
【請求項１７】
前記制御モジュールは、所定時間経過後に前記視界モジュールから電源を自動的に切断する手段を含む、請求項９に記載の制御モジュール。
【請求項１８】
前記自動電源切断手段は、タイムアウトカウンタを構成する、請求項１７に記載の制御モジュール。
【請求項１９】
溶接ヘルメットの提供方法であって、
ヘルメットハウジングを用意するステップと、
自動遮光視界モジュールを前記ハウジングの前面に設けるステップと、
制御モジュールを前記視界モジュールとは別に前記溶接ヘルメットに設けるステップと、を有する方法。
【請求項２０】
前記制御モジュールを前記視界モジュールとは別に前記溶接ヘルメットに設けるステップは、前記ヘルメットを通り前記制御モジュールの側部から突出する可変レジスタシャフトを伸延してユーザが前記視界モジュールの動作を調整することを可能とするステップを有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
制御モジュールを前記溶接ヘルメットに設ける前記ステップは、制御ボタンを前記制御モジュールの側部に設け、ユーザが前記視界モジュールの動作を調整することを可能とするステップを有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項１】
溶接ヘルメットであって、
ハウジングと、
前記ハウジングの前面に設けた自動遮光視界モジュールと、
前記視界モジュールとは別に前記溶接ヘルメット内に設けられ、前記視界モジュールを制御するリモート制御モジュールを備えた溶接ヘルメット。
【請求項２】
前記制御モジュールが、ユーザによる前記自動遮光視界モジュール調整用に、前記ハウジングを通して伸延した少なくとも一つの可変制御シャフトを含む、請求項１に記載の溶接ヘルメット。
【請求項３】
前記制御モジュール内に機能制御用手段を含み、該機能制御手段は前記制御モジュールの表面上に設けられている、請求項１に記載の溶接ヘルメット。
【請求項４】
前記ヘルメットは、前記制御モジュールと前記自動遮光視界モジュール間の信号転送手段を含む、請求項１に記載の溶接ヘルメット。
【請求項５】
前記制御モジュールと前記自動遮光視界モジュール間の前記信号転送手段がワイヤケーブルを含む、請求項４に記載の溶接ヘルメット。
【請求項６】
前記制御モジュールと前記自動遮光視界モジュール間の前記信号転送手段が無線装置を含む、請求項４に記載の溶接ヘルメット。
【請求項７】
溶接機動作パラメータをリモート制御する第１レシーバを含む溶接機と、
視界モジュール動作パラメータをリモート制御する第２レシーバを有する視界モジュールと、
前記溶接機及び前記視界モジュールの動作パラメータを制御する制御モジュールと、の組み合わせ。
【請求項８】
複数の制御モジュールをリモート制御する主制御モジュールと、
複数の視界モジュールであって、前記視界モジュールのそれぞれが前記複数の制御モジュールの少なくとも一つによって制御される視界モジュールと、の組み合わせ。
【請求項９】
制御モジュールであって、
視界モジュールに所定の電圧を供給する手段と、
前記視界モジュールに設け前記視界モジュール前方の溶接光を検出する手段と、
前記光検出手段に連結され、前記視界モジュールのダークモード及びライトモードを制御する手段と、
前記制御手段に連結されて前記視界モジュールの前記ダークモードを迅速に始動させる手段と、を有する制御モジュール。
【請求項１０】
前記制御モジュールは、ユーザによる前記ダークモード及び前記ライトモードの調整及び感度制御用に前記制御モジュールから延びる制御シャフトを備えた一対の可変レジスタを含む請求項９に記載の制御モジュール。
【請求項１１】
前記視界モジュールに接続される前記制御モジュールは、ユーザが作動させるための手動制御部を備える、前記視界モジュールの制御手段を含む請求項９に記載の制御モジュール。
【請求項１２】
前記制御モジュールは、ＶＣＣ電圧が所定の最小値より小さくなるときを検出する手段を含む、請求項９に記載の制御モジュール。
【請求項１３】
前記視界モジュールは液晶ディスプレイを含む、請求項９に記載の制御モジュール。
【請求項１４】
前記制御モジュールは、前記視界モジュールの前記ダークモードからの離脱を遅延させる手段を含む、請求項９に記載の制御モジュール。
【請求項１５】
前記制御モジュールは、ユーザにより制御される可変信号に接続され、前記視界モジュールを前記ライトモードと前記ダークモードとの間で調整するシェード信号を生成する手段を含む、請求項９に記載の制御モジュール。
【請求項１６】
前記制御手段は、溶接光信号周波数を検出するバンドパスフィルタを含む、請求項９に記載の制御モジュール。
【請求項１７】
前記制御モジュールは、所定時間経過後に前記視界モジュールから電源を自動的に切断する手段を含む、請求項９に記載の制御モジュール。
【請求項１８】
前記自動電源切断手段は、タイムアウトカウンタを構成する、請求項１７に記載の制御モジュール。
【請求項１９】
溶接ヘルメットの提供方法であって、
ヘルメットハウジングを用意するステップと、
自動遮光視界モジュールを前記ハウジングの前面に設けるステップと、
制御モジュールを前記視界モジュールとは別に前記溶接ヘルメットに設けるステップと、を有する方法。
【請求項２０】
前記制御モジュールを前記視界モジュールとは別に前記溶接ヘルメットに設けるステップは、前記ヘルメットを通り前記制御モジュールの側部から突出する可変レジスタシャフトを伸延してユーザが前記視界モジュールの動作を調整することを可能とするステップを有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
制御モジュールを前記溶接ヘルメットに設ける前記ステップは、制御ボタンを前記制御モジュールの側部に設け、ユーザが前記視界モジュールの動作を調整することを可能とするステップを有する、請求項１９に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【公表番号】特表２００９−５０７５８０（Ｐ２００９−５０７５８０Ａ）
【公表日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５３０２５０（Ｐ２００８−５３０２５０）
【出願日】平成１８年９月８日（２００６．９．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０３５１８６
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０３３０３６
【国際公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【出願人】（５０８０７１２１６）エーシーイー インターナショナル カンパニー インク． (1)
【公表日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月８日（２００６．９．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０３５１８６
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０３３０３６
【国際公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【出願人】（５０８０７１２１６）エーシーイー インターナショナル カンパニー インク． (1)
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