CN112572734A - 全罩式面罩 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种全罩式面罩，其包括一面罩本体、一呼吸管、一隔离支撑部、以及一第一隔板。面罩本体包括相连接的一镜部及一软质部，软质部贴合一使用者的脸部以形成一内部空间。呼吸管设置于面罩本体上方，并与内部空间连通。隔离支撑部设置于内部空间，以界定相互连通的一上部空间与一下部空间。第一隔板设置于下部空间并包括一进气阀，下部空间被界定出一近端空间及一远端空间，当该使用者吸入空气时，空气将经过进气阀进入该近端空间。借此，使用者可有效率的吸入空气、排出废气及/或隔绝渗水，以避免危险。

Description

全罩式面罩

技术领域

本发明是关于一种水中活动用全罩式面罩，特别是关于一种可提升安全性的浮潜用的全罩式面罩。

背景技术

全罩式面罩于配戴时可同时包覆使用者的眼部、鼻部与嘴部，使使用者可自然地以鼻部或嘴部呼吸，贴近一般生活上的呼吸习惯。

目前市售的全罩式面罩，进气阀多设置在隔离部的两侧，戴上面罩后进气阀会靠近使用者的脸颊，而每个人的脸形不同，戴上面罩后有的人会挤压到进气阀，导致吸气时，进气阀无法顺利开启而吸不到足够新鲜空气；或是因挤压而使进气阀扭曲变形，导致吐气时，压力无法使其完全关闭，使吐出的废弃（带有水气）经未闭合处漏出到镜片区域让镜片起雾，废气中含有的二氧化碳无法顺利排出还会造成使用者在活动时容易疲累、喘气加重的状况，对于初学或惧水的人而言，也增加呛水的机会，使安全性堪虑、休闲活动的乐趣也将大减。

此种全罩式面罩（full-face mask），若进出气体的通道不顺畅、阻挡进水的能力不佳、排水设计不稳定，容易造成二氧化碳累积而头晕、昏厥或面镜内积水导致焦虑而过度换气等。配戴全罩式面罩时一旦遭遇前述状况，不管继续配戴或完全摘除，均恐面临溺水的命运，相当危险。以下两则使用者溺毙的新闻，即凸显全罩式面罩设计上所隐藏的危机：1.“浮潜安全性及新式全罩式浮潜面罩的潜在危机（Snorkeling Safety and the NewPotential Hazards of Full-Face Snorkel Masks）”（https://snorkelstore.net/snorkeling-safety-new-potential-hazards-full-face-snorkel-masks）；及“由近来的浮潜猝死亡，开始对全罩式浮潜面罩调查（Recent snorkel deaths promptsinvestigation into full-faced snorkel masks）”（http://www.ktvu.com/news/recent-snorkel-deaths-prompts-investigation-into-full-faced-snorkel-masks）。

以下配合附图细述此类面罩的设计瑕疵如下：

首先，如图1所示，现有的全罩式面罩100于其内部空间中设置有一隔离部110、以及环设全罩式面罩的左侧与右侧的两个气道116。通过隔离部110的设置，内部空间界定出一上部空间112（或称：眼部空间）及一下部空间114（或称：鼻嘴部空间），两个气道116则用以使呼吸管（图未示出）与下部空间114之间气体连通。

此种设计宣称气体的循环路径为：a) 自上方呼吸管所吸入的新鲜空气在流经上部空间112后，会自隔离部110两侧的隔离部单向阀120流入至下部空间114供口鼻吸入；b)由口鼻所呼出的废气则由环设于全罩式面罩100左侧与右侧的两个气道116自全罩式面罩100的下方排放至上端的侧边单向阀140与呼吸管，再排出至外界。

此外，现有的全罩式面罩100也宣称当面罩内部进水而累积于面罩的下部空间114时，使用者仅需通过大口吐气的方式，便得以增加面罩内部的压力而将积水自设置于下部空间114下方的嘴部单向阀130排出。

此看似合理的理论设计，实际上隐藏极大瑕疵。具体而言，现有全罩式面罩100考虑到工艺简单、适应脸型广、及配戴舒适性，都将隔离部110反折/对折设计（也就是隔离部呈对折状，其两端将面对彼此），然这种设计有时并无法全面贴合或覆盖于使用者的脸颊及鼻部。也就是说，当配戴此类全罩式面罩时，其所具有的隔离部110与使用者的脸颊、鼻部之间将形成很多间隙或空隙（下统称为空隙）；或是因隔离部单向阀120受到脸颊挤压扭曲变形，无法完全打开或是完全闭合也会形成空隙，这些空隙的存在，使得进出的空气不会依原先设想的路径流动（即：干净进气自上部空间112、通过隔离部110的隔离部单向阀120、进入下部空间114内；吐出废气则全通过气道116向上行进至呼吸管及侧边单向阀140而排出），实际上干净空气反而会更容易通过空隙处直接流入至下部空间114供口鼻吸入（因空气流动路径将先经过空隙）；相应地，由口鼻所呼出的废气则也会更容易由该空隙处回流至上部空间112，而无法全通过气道116及侧边单向阀140顺利排出。

上述现有全罩式面罩100所建构出的实际气体循环路径，和所预期的理论存有相当落差，也就是说，原先理论上希望由使用者所吸入的干净空气及吐出的废气，可以通过特定路径进出，却因隔离部110与使用者脸部间出现空隙，进气由空隙而入的结果，造成隔离部110上的隔离部单向阀120无法开启或无法全部开启，进入口鼻的干净空气量自然不足，自然造成使用者吸气不顺的感觉。另外地，在进气量不足的情况下吐出废气，又大部分通过空隙而出，当面罩内积水时，使用者希望用力吐气而将积水自面罩下方的嘴部单向阀130排出的效果，即因为漏气而大打折扣，很容易因为水来不及排出，而产生呛水或焦虑而过度换气的危险。此吸气量不足，又无法确实排水的结果，就严重威胁到生命安全。

此外，此类全罩式面罩因采用眼、鼻、口一件式设计，降低水下使用上所需的呼吸技巧，使得选用的年龄层广泛许多，但近年却造成很多使用上的致命意外。于2019年起，基于安全把关，欧盟强制规定对于呼吸类产品必须出示符合新法规（EU）2016/425要求下的CE认证书，才能够在欧盟区域内贩售，其中EN 136: 1998为欧盟对于全面罩的性能、测试方式以及标示所制定的标准。尤其重要的，在EN 136: 1998的测试方式中，全罩式潜水面罩应在50 RMV（呼吸容积率）以及面罩上的气阀（drain valve）分别在打开／关闭的条件下进行测试，而面罩的测试结果需符合吸入空气（dead space，静滞区）的二氧化碳含量不得超过平均1%。也就是说，全罩式潜水面罩在水中使用时，吸气时势必要能带入足够的干净空气，使得较高氧气量能充分进到面罩内，并且在吐气时，能将肮脏空气确实有效地排出面罩外，使二氧化碳不致滞留于面罩内，才可能通过测试标准，确保使用者于静滞区可以安全的的换气，不致在水下发生危险。

然而，如上所述现有的全罩式面罩存在若干技术上的致命设计，（也就是实际气体循环路径与理论上所预期的明显出现落差，造成干净空气吸入量与二氧化碳排出量均未达标准），因此几乎都无法通过EN 136: 1998测试标准，这部分因为属于潜在危机，消费者毫无从面罩外观发现技术瑕疵的能力，因此，带入EN 136: 1998标准认证于产品上，显得格外重要。

有鉴于此，如何提供一种符合各项安全标准的全罩式面罩，就成为目前业界亟待追求的目标，也是本申请发明特别着重之处。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种符合各项安全标准的全罩式面罩。

为达上述目的，本发明的第一较佳实施例的全罩式面罩包括一面罩本体、一呼吸管、一隔离支撑部及第一隔板。面罩本体包括相连接的一镜部及一软质部，软质部贴合一使用者的脸部以形成一内部空间。呼吸管设置于面罩本体上方，并与内部空间连通，以供该使用者吸入空气及呼出废气。隔离支撑部设置于内部空间，以使该内部空间界定出一上部空间与一下部空间，上部空间与下部空间连通。第一隔板设置于该下部空间并包括一进气阀，第一隔板使下部空间界定出一近端空间及一远端空间，当该使用者吸入空气时，空气将经过进气阀进入该近端空间。

于一实施例中，本发明的全罩式面罩的第一隔板具有一形状，使进气阀对应且靠近使用者的鼻孔。

于一实施例中，本发明的全罩式面罩的第一隔板的进气阀为常开式进气阀。

于一实施例中，本发明的全罩式面罩的第一隔板更包括一排气阀，设置于进气阀的下方，以进一步排放使用者呼出的废气。

于一实施例中，本发明的全罩式面罩更包括第二隔板，设置在该远端空间中，以使远端空间界定出一导流空间及一暂存空间。

于一实施例中，本发明的全罩式面罩的镜部更包括一导流口，导流口与暂存空间连通。

于一实施例中，本发明的全罩式面罩更包括至少一单向阀，设置于暂存空间中以排放积水或使用者呼出的废气。

于一实施例中，本发明的全罩式面罩的镜部与软质部的连接处定义有一通道，通道包括一分流片，以阻挡自通道的一下端流至呼吸管的气体相互流通。

为使上述目的、技术特征及优点能更明显易懂，下文以较佳的实施例配合附图进行详细说明。

附图说明

图1为现有技术的全罩式面罩的立体图；

图2为本发明的全罩式面罩的立体示意图；

图3A为本发明的全罩式面罩的后视示意图；

图3B为图3A的全罩式面罩的立体示意图；

图4为本发明的全罩式面罩的部分剖切立体示意图；

图5A为图4的全罩式面罩的分解示意图；

图5B为本发明的全罩式面罩的第一隔板与软质部一体成型的示意图；

图6为本发明的全罩式面罩于使用者吸气时的气流路径示意图；

图7A为本发明的全罩式面罩的常开式气阀的立体示意图；

图7B为图7A的常开式气阀于使用吸气时的B-B线段剖面示意图；

图7C为图7A的常开式气阀于使用者吐气时的B-B线段剖面示意图；

图8为本发明的全罩式面罩于使用者吐气时的气流路径示意图；

图9为本发明的全罩式面罩的水流路径示意图；

图10为本发明的全罩式面罩的部分镜部的水流路径示意图；

图11为本发明的全罩式面罩于使用者吐气时的气流于通道流动的路径示意图；以及

图12为本发明的全罩式面罩包括框体及外盖的分解示意图。

附图标记说明

100全罩式面罩

110隔离部

112上部空间

114下部空间

116气道

120隔离部单向阀

130嘴部单向阀

140侧边单向阀

200全罩式面罩

210面罩本体

211导流口

212内部空间

213通道

213a导流片

214软质部

215间隔

216镜部

217导流片

218外盖

219框体

220呼吸管

230隔离支撑部

2301前侧面

2302后侧面

231进气孔

232上部空间

234下部空间

235近端空间

236远端空间

237导流空间

238暂存空间

241进气阀

252上排气阀

254下排水阀

257内排气阀

260第一隔板

261周缘部

262上平面

263下平面

270第二隔板

271周缘部

R空气

C废气

W水。

具体实施方式

如图2、图3A及图3B所示，本发明所提供的一全罩式面罩200适合配戴于一使用者的脸部，其包括一面罩本体210、一呼吸管220、一隔离支撑部230及第一隔板260。

面罩本体210包括相连接的一软质部214及一镜部216，通过设置于镜部216的周缘的软质部214（或称“裙部”）贴合使用者的脸部，并且面罩本体210形成一内部空间212。呼吸管220设置于面罩本体210上方，并与内部空间212连通，如此使用者可以通过呼吸管吸入空气及呼出废气。

隔离支撑部230设置于内部空间212内，以使内部空间212界定一上部空间232与一下部空间234，且上部空间232与下部空间234相互连通。详细而言，隔离支撑部230的前侧面2301与镜部216之间可具有一间隔215，后侧面2302是朝后、朝向使用者的脸部（脸部是朝前、朝向镜部216）并贴合使用者的脸颊与覆盖于使用者的鼻部区域（约自鼻梁到嘴巴两侧的脸颊）。间隔215可设置为大致位于鼻梁上方，或着自鼻梁上方延伸至嘴巴两侧。也就是，隔离支撑部230的前侧面2301可部分接触镜部216的内侧面，使间隔215呈现微弧形的一开口（图未示）；或是完全不接触镜部216的内侧面，使间隔215呈现倒U型的开口（如图3B所示）。较佳地，间隔215的位置较后侧面2302贴合使用者的位置更接近镜部216及呼吸管220。如此一来，当使用者吸气时，自呼吸管220流入的新鲜的空气R将直接以此较短路径经间隔215自上部空间232流入下部空间234，以提升使用者吸入新鲜空气的效率。与现有的隔离部110贴靠地设置于面罩镜部不同，由于本发明的隔离支撑部230的前侧面2301与镜部216有一间隔215，另外隔离支撑部230是一软质材料制成，当使用者配戴全罩式面罩200后，隔离支撑部230可弹性地变形、移动，可更贴合使用者的脸型及鼻梁，如此完整地贴合使用者的脸颊与覆盖使用者的鼻部区域，使隔离支撑部230与使用者的脸颊及鼻部之间几乎没有或不存在任何空隙，以避免废气经空隙处回流，而囤积于内部空间212或使镜部216的镜面起雾。隔离支撑部230也可依据不同使用需求设置为一反折设计或非反折设计（即隔离支撑部230的两个尾端并未完全对折、面对彼此），以更符合不同使用者的脸部宽度、鼻梁高矮等差异，从而避免废气回流、囤积等问题。

如图4、图5A及图5B所示，本发明的面罩本体210还具有第一隔板260，设置于下部空间234，可为一软材料或硬材料所构成，第一隔板260可独立成型，或与软质部214一体成型（如图5B所示）。当第一隔板260与软质部214为一体成型时，可分区使用不同硬度的材料，例如使软质部214的隔离支撑部230较软，第一隔板260的部分较硬。当第一隔板260与软质部214为分开成型时，第一隔板260具有一周缘部261，周缘部261可直接地或间接地固定于软质部214的隔离支撑部230上，例如可以直接地卡固、紧贴于隔离支撑部230的前侧面2301的后表面，或是通过射出成型直接夹固于隔离支撑部230的前侧面2301形成的夹槽中（图未示），或是周缘部261与隔离支撑部230中间设置有其他元件以协助固定、加强防止水流渗入触碰到使用者（例如固定件、黏胶层），通过第一隔板260的设置使下部空间234界定出一近端空间235及一远端空间236。

请同时参考图6，第一隔板260具有一上平面262及一下平面263，上平面262可设置有一进气阀241。第一隔板260具有一形状，使进气阀241较佳地相对于使用者脸部面对的方向具有一倾角。也就是当面罩本体210与地面呈垂直放置时，第一隔板260的剖面可例如大致呈一S形状。如此，当使用者配戴全罩式面罩200后，进气阀241较佳地处于面罩本体210的置中位置，接近使用者的鼻部，对应使用者的鼻孔10，使吸气路径更短且让使用者可更有效率的吸入空气R。上平面262的倾角大小可依据不同全罩式面罩的配置或尺寸进行调整，如此贴近鼻子（尤其鼻孔位置）位置的前方。进气阀241还可设置成具有比以往惯用的单向阀更大的尺寸，例如2公分至3公分左右的直径。如此一来，相比于现有的将隔离部单向阀120设置于隔离部110上（约位于鼻翼的左右两侧）的较长的进气路径，本发明可在使用者吸气时，使新鲜的空气R轻易地经过间隔215流入下部空间234，再经进气阀241流入近端空间235，让使用者更直接且更有效率地吸到足够的新鲜空气，不会因新鲜空气不足而引发缺氧、头晕的感受。

如图7A至图7C所示，进气阀241的构造可选择为一种碗状构造常开式气阀。碗状构造气阀具有一向内倾斜（使用者配戴全罩式面罩200后朝向脸部的方向）的碗状造型，其由软性且单薄的材质所制成；当使用者吸气时，碗状构造气阀保持常开，以供空气R流向使用者，呼出废气C时，碗状构造气阀便被挤压、朝外撑开成一平面而遮盖住进气孔231（如图7C）。由于当使用者吸气时，气阀构造不会遮盖进气孔231，故可更轻易的以一般吸气力道，使新鲜空气能直接通过进气孔231至近端空间235。当进气阀241与使用者的鼻子之间具有合适的设置角度与距离时，进气阀241可为一般进气阀（图未示），也即常闭式进气阀。当使用者吸气时，近端空间235（尤其鼻孔附近）的压力减小将使进气阀开启，反之，当使用者吐气时，压力增加将使进气阀更加紧闭，如此避免二氧化碳的堆积。

此外，下平面263位于上平面262的下方，相对于上平面262具有一角度，并可进一步设置一内排气阀257，内排气阀257可为一单向阀且较佳地对应于使用者嘴部的位置，因而当使用者从嘴巴吐气时，内排气阀257会直接地受压开启以利废气C除了通过呼吸管220排出，更可直接经内排气阀257排至远端空间236，而不致从隔离支撑部230与使用者之间的非预期存有的空隙处回流，而囤积于内部空间212。下平面263的配置也可相应上平面262的调整进行修改。

请再次参考图4及图5A，面罩本体210还具有第二隔板270，第二隔板270也可为一软材料或硬材料所构成，且具有一周缘部271，周缘部271的上端可直接或间接固定（例如夹固有其他元件）于镜部216的内侧面上，周缘部271的下端可直接地或间接地固定、底靠于第一隔板260，以将远端空间236分隔为一导流空间237及一暂存空间238。

暂存空间238可包括一上排气阀252及一下排水阀254，上排气阀252及下排水阀254皆可为一单向阀，且可分别倾斜地设置为不同的角度，使当全罩式面罩200有些许渗水而使暂存空间238产生积水时，依据使用者的头部转向角度，该积水可选择性地由最适宜的阀排出。若只有少量积水，该积水即可以轻松地自下排水阀254排出至外界，而不需等到累积至上排气阀252的高度，此时，上排气阀252则专责处理使用者吐出的废气C排放，使得排水及排气的效率更为提升；即便积水累积至上排气阀252，由于第一隔板260及第二隔板270的设置，积水也不会触碰到使用者的口鼻，避免让使用者产生呛水的恐惧与压力，自然可以提升浮潜安全性及乐趣。当上排气阀252及下排水阀254足以供使用者完全排出积水时，便不一定需要设置第二隔板270。

请参考图6、图8及图9，谨将本发明的全罩式面罩200较佳地空气流动路径描述如下：

当使用者吸气时，空气R能从呼吸管流自上部空间232经间隔215至导流空间237并通过第一隔板260的上平面262的进气阀241进入近端空间235内，直接为使用者所吸入，因此使用者所吸入的空气量（氧气）可轻易达到、超过安全标准。当使用者吐气时，近端空间235的压力变大，使进气阀241变成关闭状态，此时，部分废气C自通道213流至呼吸管220排出，部分废气经过内排气阀257流至暂存空间238内，再通过上排气阀252或下排水阀254流出。如图9所示，若有水W不慎流入全罩式面罩200并积聚暂存空间238时，由于第二隔版270的阻挡，吐气的力量将更容易导致暂存空间238的压力增加，水W将更轻松地自下排水阀254排出，几乎不会累积至上排气阀252的高度，如此上排气阀252则可专责处理使用者吐出的废气，提升排出废气的效率，提升使用的安全性。

如图10所示，本实施例的全罩式面罩200的镜部216可进一步包括一导流口211，其位于镜部216内侧延伸长出的一导流片217的下方，例如可位于导流空间237及暂存空间238之间，当水W渗透进全罩式面罩200的上部空间232时，沿着镜部216内侧面或导流片217流往导流口211至暂存空间238的下排水阀254，然后随着使用者的移动或呼气排出。即便水W没有即时排出，第二隔板270可设置成阻挡水W沿导流口211回流至导流空间237或到达进气阀241的位置而不慎被使用者吸入，或着，软质部214可包括一止档片（图未示），当软质部214与镜部216相连接后，止档片可遮盖住导流口211，以阻挡水W沿导流口211回流至导流空间237，意即止档片可作为一单向阀，以使水W单方向地流动至暂存空间238。

如图11所示，软质部214与镜部216相连接后可于全罩式面罩200的一周缘内部构成的一通道213，通道213具有一分流片213a，分流片213a可为镜部216的一部分或软质部214的一部分，设置于通道213与呼吸管220的连接处，以阻挡自通道213的一下端至呼吸管220的气体直接流通。申言之，当使用者呼出的废气C自下部空间234进入通道213的一下端再流至通道213的一上端至呼吸管220时，分流片213a可使呼出的气体不会于呼吸管220附近相互流通（左侧通道的空气直接流自右侧通道，或相反），导致废气C（二氧化碳）无法完全顺利排出，堆积在全罩式面罩200内，如此可进一步避免使用者吸不到足够干净空气而引发危险。通过分流片213a的设置，来自左侧及右侧通道的废气C将被阻挡而更顺利、直接地分别流向呼吸管220，排出全罩式面罩200。

如图12所示，面罩本体210还可包括一框体219及一外盖218，其中框体219可卡固于镜部216及软质部214的周围以进一步保护镜部216，外盖218可拆卸地固定于镜部216或框体219上或与框体219一体成型，较佳地遮蔽具有上排气阀252及下排水阀254的镜部216区域以保护上排气阀252及下排水阀254。若上排气阀252及下排水阀254具有不易损坏的构造时，可不需要外盖218。

综上，本发明的全罩式面罩因上部空间232及下部空间234直接连通，且进气阀241接近使用者的鼻部，而让使用者可以更有效率地经此一更短且更直接的吸气路径呼吸到新鲜空气；相反地，用鼻部及/或嘴巴吐气时，进气阀241若为常开式进气阀，将直接受到压力而遮盖进气孔231，变成关闭状态，废气C可直接通过通道213流至呼吸管220排出，或者当第一隔板260更设有一内排气阀257时，由于位置接近使用者嘴部的位置，可以更有效率地将呼出的废气C排至暂存空间238，也可同时将积聚在暂存空间238的水W排出于面罩本体210的外，使废气C及积水皆不易回流或累积，以符合各项安全标准。本发明除具有第一隔板可将不慎流入全罩式面罩的水隔离于使用者的鼻嘴部外，避免使用者因碰到水而产生焦虑与恐慌，更可设置有第二隔板及/或止档片，阻挡累积于面罩内部的水回流，进一步增加使用上的安全性。这样的设计，能够大幅改善现有技术于难以吸到足够干净空气（包括二氧化碳无法排干净而导致含量过高）及触碰到积水引起焦虑的问题，不论是吸气期间或吐气期间皆符合各项安全标准。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何本领域技术人员可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种全罩式面罩，其特征在于,可配戴于一使用者的脸部，包括：

一面罩本体，包括相连接的一镜部及一软质部，该软质部贴合该使用者的脸部以形成一内部空间；

一呼吸管，设置于该面罩本体上方，并与该内部空间连通，供该使用者吸入空气及呼出废气；

一隔离支撑部，设置于该内部空间，该内部空间通过隔离支撑部界定出一上部空间与一下部空间，其中该上部空间与下部空间连通；以及

一第一隔板，设置于该下部空间并包括一进气阀，该第一隔板使该下部空间界定出一近端空间及一远端空间，当该使用者吸入空气时，空气将经过该进气阀进入该近端空间。

2.如权利要求1所述的全罩式面罩，其特征在于,该第一隔板具有一形状，使该进气阀对应且靠近该使用者的鼻孔。

3.如权利要求1所述的全罩式面罩，其特征在于,该进气阀为常开式进气阀。

4.如权利要求1所述的全罩式面罩，其特征在于,该第一隔板还包括一排气阀，该排气阀设置于该进气阀的下方，排放该使用者呼出的废气。

5.如权利要求1所述的全罩式面罩，其特征在于,还包括第二隔板，该第二隔板设置在该远端空间中，使该远端空间界定出一导流空间及一暂存空间。

6.如权利要求5所述的全罩式面罩，其特征在于,该镜部还包括一导流口，该导流口与该暂存空间连通。

7.如权利要求5所述的全罩式面罩，其特征在于,还包括至少一单向阀，设置于该暂存空间中，排放积水或该使用者呼出的废气。

8.如权利要求1所述的全罩式面罩，其特征在于,该镜部与该软质部的连接处设置有一通道，该通道包括一分流片，阻挡自该通道的一下端流至该呼吸管的气体相互流通。

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