CN115723921A - 可呼吸面罩 - Google Patents

Abstract

一种可呼吸面罩，包含一主框、一透明镜片部、一防水密封裙及一呼吸管。主框具有一镜框、一口框及介于其中的鼻框。防水密封裙，一体成形出一眼裙部、一鼻裙部及一口裙部，眼裙部的前方具有一裙部框。透明镜片部与裙部框，共同防水镶嵌于镜框中，鼻裙部则自该鼻框向外突出。透明镜片部，完全不突出于该镜框的一外缘。

Description

可呼吸面罩

技术领域

本发明涉及一遮蔽眼、鼻、口的水上面罩，尤其涉及一轻便、呼吸效能极佳的可呼吸浮潜面罩。

背景技术

目前的水上运动或休闲，关于让使用者可以自由呼吸，不须憋气的方式，最常见的，不外乎使用面罩(遮住眼睛及鼻子)搭配呼吸管(嘴巴咬住咬嘴进行呼吸)，这样的方式已经行之有年，但仍需要靠嘴巴进行呼吸，与一般人于空气中使用鼻子呼吸、或使用口鼻随意呼吸的习惯，毕竟还是不同，因此后来就有全脸式浮潜面罩1的发明(即所谓的Full FaceSnorkel Mask,FFSM)，主要就是让面罩1的本体10将整个脸部F(从眉毛到下巴，包括眼、鼻、口)整个罩住，再于中央上方接上一支呼吸管11，通到本体10内部，供使用者的口鼻随意呼吸，使整个呼吸的过程更为随意，不须将注意力放在呼吸上，因此大幅增添水上活动的乐趣，算是一种技术上的极大改良，如图1A及图1B所示。

但是，全脸式浮潜面罩1，因为镜片12面积大，所以整个产品的体积更大，非常难以携带。除此之外，另一个致命的缺点，在于使用者于使用过程中，因面罩本体10内总空间(total inner space)二氧化碳的浓度会逐渐升高，到一个程度时，使用者容易因血氧含量不足而无意间失去意识，全世界因此丧命的例子时有所闻。要了解其中原因，必须从一些基本理论谈起：

(一)我们呼吸的空气含有大约21％的氧气(O₂)和高达约0.04％的二氧化碳(CO₂)。但许多人并不知道，对我们的呼吸频率和深度负起主要责任的是二氧化碳，而不是氧气；二氧化碳是人类肺部空气中非常重要的组成，二氧化碳含量的增加会导致失去意识，而且是没有知觉性的，这如果发生在水中，结果就是溺水。

(二)呼吸中，氧气被消耗代谢掉，二氧化碳由我们的身体产生，导致我们呼出的空气中二氧化碳含量增加(至约4％)，氧气含量降低(至约16％)。当我们呼气时，并没有完全清空呼吸道，少量的空气(富含二氧化碳)留在呼吸道，这种不参与气体交换的呼吸量在医学上称为死腔或无效腔(dead space)。因此，当我们再次吸气时，我们实际上是在呼吸“新鲜空气和富含二氧化碳”的混合空气，这就是致命的来源，我们必须将它控制得愈小愈安全。

(三)把这样的理论移植到FFSM上，也就是模拟将整个FFSM一起纳入视为人的呼吸系统。当使用呼吸管11进行呼吸时，显然增加了呼吸道的长度，观念上，等同增加了所谓死腔的体积。如果这个总量过大，我们吸入的空气中就会有更高浓度的二氧化碳，导致前面所述风险的增加。这也是为什么1972年欧盟标准规范(即EU standard EN 1972)即将呼吸管在长度和直径上严格限制的原因；也就是要求成人呼吸管的内容量不超过230毫升(儿童则为150毫升)。而这只是呼吸管11的容积限制，如果我们现在把面罩本体10的内部体积也加进去，死腔的体积就会翻倍或变三倍、甚至更高，这当然就会导致二氧化碳浓度的危险继续增加。

基于上述理论，降低二氧化碳浓度便成为严肃而积极研发的业者(知名大厂)致力的目标，因为他们必须制作安全而可靠的产品问世，不但需要通过欧盟标准规范检验，也才不会导致安全疑虑而受到牺性命者的追诉及赔偿。而这些业者通常会朝二个方向进行：1)减低死腔体积；2)让面罩的进气与排气“分流”，使吸入的新鲜空气独立于呼出的二氧化碳之外，降低混合机会。

(一)为了减少死腔，有些FFSM采用口鼻袋13(orinasal pocket)设计概念，将本体10内涉及呼吸部位的口腔与鼻孔，与其他部位例如脸颊与眼睛部位，进行隔离，形成二个区域，上方为上体积区(upper volume，UV)，亦即眼袋14(eye pocket，EP)，如图2的空心虚线所围绕的区域；下方为下体积区(lower volume，LV)，亦即口鼻袋13(orinasal pocket，OP)，如图2的粗体实线所围绕的区域，让死腔严格控制仅在下体积区，以减少二氧化碳浓度。

(二)为了使进、排气分流，有些FFSM设计了单向呼吸循环，以单向阀(one-wayvalve)控制单向进气及单向排气，用以防止呼出的空气与吸入的新鲜空气混合。因此，当吸气时，希望只从呼吸管11吸入“新鲜空气”，经过眼袋14，再经过单向阀15而进入口鼻袋13(如图3的空心虚线所示路径)；而呼出的空气则只能通过一个单独的通道(即为本体二侧沿着镜框的轮廓所设置的通道，图未示出)从面罩本体10两侧引导至面罩上方(如图3的实心虚线所示路径)，经呼吸管11排出。

纵使上述解决问题的方向正确，但现实上，很多产品的上体积区(眼袋14)及下体积区(口鼻袋13)间的气体密封性不佳(经历一段时间后材料老化、或者不同的脸型或鼻梁落差，根本无法做好上、下体积区之间气体密封，而只是简单间隔)，若再加上导引口鼻袋13至呼吸管11之间的通道路径(图未示出，即如图3的实体虚线箭头所经通道)所占的体积，无疑都将增加死腔的体积，而回到二氧化碳浓度过高的程度。当然，增加单向阀(one-wayvalve)以控制单向排气，使吐气空间可以在扣除眼袋14后而变更小，固然可以弥补一些死腔过大的缺点，但是，因为排气流通常会循口鼻袋二侧沿面罩周边的气管向上至面罩顶部中央，再向上沿呼吸管长度方向至呼吸管顶端而排出，此“单向”控制排气措施是否可以一路到底，或者中途是否需再设置其他单向阀(例如面罩与呼吸管的衔接处等)，都会使材料成本增加，机构更为复杂。

以目前FFSM的设计，都是以整个全罩镜面去遮盖整个人脸的眼睛、鼻子、嘴巴，再于镜面的内侧，安排各式各样隔绝及进排气机制，因此，镜面必须向前突出于镜框，以争取更大的内部空间，所以整个产品在戴上后会离开人脸一段距离(如图1B所示)，这样的设计面罩内部体积就不可能太小，若想要将死腔(dead space)控制在一个更低的数值范围，就更不可能。因此，进行全脸式面罩FFSM进行结构性改变，就显得格外重要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可呼吸面罩，通过结构性的改变，可以将其内容积限制在一个非常小的体积之下，以改善上述问题。要了解这一切的技术发想，首先需要关注几个理论。

第一是“负压通风技术(negative ventilation pressure)”。在相对密封的房间内，若一侧墙壁设有一单向抽风机，强行将室内空气抽出，就会形成暂态相对真空(即所谓“负压”)，另一面墙上的窗户若有很多孔洞，室外空气在内外大气压下不平衡下，会很自动地被动流入零压或负压的室内。由此，让室内空气不断与室外循环，如果抽风位置安装的合适，或者暂态真空愈彻底，则室外的新鲜空气将“更自然且更积极”地通过孔洞朝向室内流动，室内的空气只会朝被抽走的方向离去，不会污染其他房间，工业厂房利用这个理论净化厂内空气，医疗院所也是利用相同原理打造负压隔离病房，确保具高度传染源的病患不会污染其他病房或区域(如图4的方块图所示)

第二是“潮气量(Tidal volume)”。潮气量是指在每个呼吸周期中吸入或排出肺部的空气量，在一个健康的成年男性中测量大约500毫升，在一个健康的女性中测量大约400毫升。这是一个重要的临床参数，允许进行适当的通气。当肺部需要获得足量的通气保护时，会以静息心律当标准，将潮气量设置为6-8ml/kg理想体重(ideal body weight,IBW)。安全潮气量范围则定义为6-8ml/kg IBW，其中IBW(男性)＝50kg+2.3x(身高(英寸)-60)。以这个算法，一位185公分身高的男性，所计算出的安全潮气量分别是474至632毫升之间；而一位165公分身高的男性，所计算出的安全潮气量分别是368至490毫升之间。这也就是临床中将一个健康成年男性的安全潮气量平均设为大约500毫升的原因。

基于负压通风技术的认知，戴上FFSM后，面罩与脸部间其实就形成一个负压空间，而使用者吐气的动作就可以比拟为一单向抽风机，当排气启动时(即吐气)，若能使面罩内气体全部吐完，就会愈接近暂态真空状态，这时进气的气流便会“自然且积极”的被动朝面罩内流动，带入的是外部的新鲜空气，排出的则是面罩内不希望残留的二氧化碳脏空气，尚不需用力吸气就形成一个自然且进、排气分离的干净循环。再基于对潮气量的认知，若使用者每一次呼气都能将面罩内的气体吐光，面罩内就会形成类真空暂态，上述的干净循环就可以轻易达成。根据这个重大发现，若以成年男性为例，只要使面罩内体积加上呼吸管内体积的总和(即如上所理解的死腔)可以小至500毫升以下，甚至于更低的300-400毫升，就可以确保使用者(不论成年男性、女性或小孩)的每一次静息吐气量，达到接近100％的暂态真空率，那么，下一次吸气就不会费力，且所带进来的新鲜空气可以充满整个死腔，通过负压排气的效果，几乎不会与脏的二氧化碳气体混合，就没有安全上的疑虑。

本发明另一目的，就是提供一个突破性结构，将现有的潜水面罩的本体的内部极小化，使本体边界其可以向人脸中间集中，只要遮到眼睛、鼻子及嘴巴的程度，并得以定位及防水即可。换句话说，就是将容纳使用者鼻子及嘴巴的口鼻袋(orinasal pocket)的结构，独立于镜框外，而不再如传统FFSM，以整个透明镜面12外凸于整脸框架18(复参图1A及1B)，做为面罩前面的基础架构，再于面罩的内部，区隔出眼袋(eye pocket)及口鼻袋(orinasal pocket)。因为没有空间浪费，且面罩本体的眼罩部分与口鼻罩部分互相独立，眼罩因此可以尽可能贴近眼睛，口鼻罩也可以尽可能接近使用者口鼻，上、下、左、右、前、后的尺寸都不必过度延伸，整体内部体积自然有效缩小，就可解决死腔的体积一直无法减缩的基本问题，整体重量也因此大幅减低，携带上更为便利。如此可呼吸面罩的设计，鼻部区域可由软性材料制作，让使用者操作鼻部稳压也成为可能，而鼻部稳压是一般遮住眼睛与鼻子的潜水面罩才做得到的。

根据本发明的一个方面，提供一种可呼吸面罩，包含一本体及一呼吸管，该呼吸管的一内部与该本体的一内部可呈流体连通；该本体包含：一主框，具有一镜框及一口框，自该镜框的下方延伸，并与该镜框共同界定出一鼻框；该口框与外界呈流体连通；一镜片模块，具有一透明镜片部，与该镜框的形状对应；一防水密封裙，一体成形出一眼裙部、一鼻裙部及一口裙部；其中该眼裙部的前方具有一裙部框，与该透明镜片部的形状对应；其中：该透明镜片部与该裙部框，共同防水镶嵌于该镜框中，该鼻裙部则自该鼻框向外突出；该口裙部适可通过该口框而向外界呈单向流体连通；且该透明镜片部，不突出于该镜框的一外缘；当一使用者戴上该可呼吸面罩后，其眼睛、鼻子、嘴巴分别对应容置于该眼裙部、该鼻裙部及该口裙部内，并由防水密封裙的后缘连续沿该眼睛、鼻子、嘴巴的一外周缘，紧贴该使用者的脸部。因为整个眼、鼻、口罩的内部体积已经可以极有效缩减，一些额外设计，例如下体积区即口鼻袋(orinasal pocket)要设计多小、上下体积区之间是否有效隔绝、是否设计单向阀控制而使进排气分流、呼吸管是否必须严格控制其管身内部体积，都变成次要问题，因为整个面罩的本体内容积，已经有效缩减，若再将进排气循环效率提升，只会使效果进一步提升。另外，因为口鼻袋(orinasal pocket)已经显著变小，将可使得吐气效率大幅提升，也就是说，不需使用过多的力量即可排气，也可同时将口鼻体积区的积水经由排水排气阀，轻易吐干净。再者，传统FFSM要固定于头部，必须在整个面罩框架的二侧上下，共四个固定点(如图2的16、17)，延伸出头带(图未示出)绕过后脑杓后交叉固定，非常麻烦笨重；反观本发明设计，因为主要的重量会落在眼罩区域，口鼻罩部分所占的重量相对偏低，因此仍以一般潜水用的眼鼻罩规格，将头带从眼罩两侧绕过后脑杓绑定，即可稳固，于携带及使用上的便利性均大幅提升，成本也因此降低。

附图说明

图1A为传统全脸式浮潜面罩的外观图。

图1B为使用者戴上传统的全脸式浮潜面罩的侧视示意图。

图2为传统全脸式浮潜面罩的上、下体积区隔示意图。

图3为图2的进出排气路径示意图。

图4为负压通风技术的方块概念图。

图5A为本发明一实施例的主视示意图；

图5B为图5A的后视示意图；

图5C为图5A及5B的立体分解示意图，其中呼吸管仅显示管身的局部；

图5D为使用者戴上本发明的可呼吸面罩的示意图，其中可呼吸面罩取自图5A的线5D-5D的矢状面(sagittal plane)剖面图；

图5E为取自图5A的线5E-5E的横截面(transverse plane)剖面示意图；

图5F为取自图5B的线5F-5F的冠状面(coronal plane)剖面示意图；

图6为本发明另一实施例(平折镜面款)的立体示意图；

图7A为本发明吸气时的枢转阀开关状态；

图7B为本发明吐气时的枢转阀开关状态；

图8为取自图5A的线8-8的剖面示意图；

图9A为本发明又一实施例的立体示意图，其具有固定式下巴带；

图9B及9C为本发明再一实施例的立体示意图，其具有可调式下巴带；

图10A为本发明又再一实施例的立体示意图，其具有下巴固定片；

图10B为沿图10A的线10B-10B所得的矢状面(sagittal plane)剖面示意图；

图11A为本发明又一实施例的立体示意图，其具有下巴垫；

图11B为本发明又一实施例的仰视示意图，其具有另一种形式的下巴垫；

图11C为图11A的矢状面(sagittal plane)剖面示意图；

图12A为本发明遮蔽眼鼻的潜水面罩的后视示意图；及

图12B为取自图12A的线12B-12B的矢状面(sagittal plane)剖面示意图。

附图标记如下：

1 面罩

2 面罩

3 本体

4 呼吸管

5 排水排气阀

6 上端

7 排水排气阀

10 本体

11 呼吸管

12 镜片

13 口鼻袋

14 眼袋

15 单向阀

16 固定点

17 固定点

18 脸框架

30 主框

31 镜框

31A 平折镜框

311 内突缘

313 卡扣

314 顶部件

315 内周缘

32 口框

33 鼻框

321 遮罩

322 支架

323 支架

325 开孔

40 镜面模块

41 进气导管

44 透明镜片部

44A 平折镜片

44B 平面部

44C 弯折部

441 外周缘

45 连接件

50 防水密封裙

501 后缘

502 第一贴合部

503 第二贴合部

51 眼裙部

511 裙部框

511A 平折式裙部框

512 软质凸缘

513 顶部件

52 鼻裙部

521 稳压部

522 间隔部

524 进气口

53 口裙部

534 开口

535 防水圈(平面型)

536 防水圈(弯曲反折型)

55 眼袋

56 口鼻袋

57 进气单向阀

571 固定部

572 枢转轴

573 门摆

58 排气通道

59 排气单向阀

60 副框

61 卡扣

62 顶部件

66 套管

71 阀座

711 多层凸缘

72 阀片

81 上紧固装置

811 头带

812 固定装置

82 下紧固装置

820 下巴带

823 扣件

824 孔洞

825 下巴带

830 下巴固定片

850 下巴固定片

851 垫片区

852 包围区

853 垫片区

831 凸肋

90 潜水面罩

91 镜框

92 透明镜片部

93 防水密封裙

930 双层防水圈

931 眼裙部

932 鼻裙部

933 裙部框

935 第一贴合部

936 第二贴合部

E 使用者眼睛

F 使用者脸部

N 使用者鼻子

M 使用者嘴巴

JB 使用者下颚骨

FS 手指进入区

具体实施方式

首先说明，因绕过使用者头部而固定至镜框二侧的头带，容易遮蔽或干扰一些重要元件而影响说明，因此，除了图9A、图11A及图11C以外，其他附图均予以省略。

关于本发明的面罩2结构，先参图5A、图5B及图5C。可呼吸面罩2，包含一本体3及一呼吸管4。呼吸管4为传统型的呼吸管，例如干式呼吸管，在上端6下沉至水面下时，不会有水流入呼吸管4中，而当上端6上升至水面上时，才可以与本体3内部进行气体交换。

本体3包含一主框30、一镜片模块40及一防水密封裙50。主框30及镜片模块40较佳者为硬质材料，而防水密封裙50较佳者则采用挠性软质材料，以达到良好的防水及穿戴舒适性。主框30具有一镜框31及一口框32，口框32具有一遮罩321及二支架322，分别自镜框31的下方二侧延伸，连接遮罩321。口框32的遮罩321及二支架322，共同与镜框31界定出一鼻框33，口框32的遮罩321与外界呈流体连通。镜片模块40，具有一透明镜片部44，与镜框31的形状对应。防水密封裙50，一体成形出一眼裙部51、一鼻裙部52及一口裙部53。眼裙部51的前方具有一裙部框511，与透明镜片部44的形状对应。透明镜片部44与裙部框511，共同防水镶嵌于镜框31中，鼻裙部52则自鼻框33向外突出。口裙部53适可通过口框32而向外界呈单向流体连通。当使用者戴上可呼吸面罩后，其眼睛E、鼻子N、嘴巴M分别对应容置于眼裙部51、鼻裙部52及口裙部53内，并由防水密封裙50的后缘501连续沿该眼睛E、鼻子N、嘴巴M的一外周缘，紧贴使用者的脸部F，如图5D所示。

较佳者，并参图5E，本体3还包含一副框60。镜框31具有一硬质的内突缘311，裙部框511具有一形状对应的软质凸缘512，重叠覆盖在内突缘311上，透明镜片部44的外周缘441则重叠覆盖在软质凸缘512上，副框60则重叠覆盖在透明镜片部44的外周缘441，并与镜框31结合固定，以透明镜片部44与裙部框511，共同防水镶嵌于镜框31中。而副框60与镜框31间，可以采如图5C所示的卡扣61、313对接，进行可拆式固定或永久固定，也可以采任何形式的黏合固定。当然，镜框31与副框60可以采一件式或多件式设计，只要可以使其与透明镜片部44及裙部框511之间，可以达到密封防水的结合方式均可。另外，再并参图5B及图5E，鼻裙部52包含一稳压部521及一间隔部522，由镜框31的一区段所区隔，且眼裙部51、透明镜片部44及间隔部522，共同界定出一眼袋55(即本体3的上体积区)，而稳压部521、间隔部522及口裙部53共同界定出一口鼻袋56(即本体3的下体积区)。一排气通道58，沿镜框31的一内周缘315设置，排气通道58由眼裙部51及透明镜片部44的一外周表面48所界定，且其中排气通道58的上端与该呼吸管4呈流体连通，下端则与该口鼻袋56呈流体连通，并参图5F更加明确。当然，上述排气通道58也可以是二组，分别在眼裙部51二侧，分别(但不限于)通过间隔部522上所设的排气孔或排气单向阀59，而与口鼻袋56成流体连通。排气通道58的上端与呼吸管4呈流体连通的结构，例如镜片模块40另外包含一连接件45，通过分别由镜框31、副框60、防水密封裙50的顶部件314、62、513所组接而成的套管66，如图5C及图5D所示。当使用者吸气时，排气单向阀59关闭，干净空气从呼吸管4的进气导管进入眼袋55，会经由进气单向阀57进入口鼻袋56中，再进入使用者口与鼻(如图5F的空心虚线路径所示)；当使用者吐气时，进气单向阀57关闭，骯脏空气则会经由排气单向阀59进入排气通道58，再进入呼吸管4的排气导管42(位于进气导管41的二侧)排出(如图5F的实心虚线路径所示)。

再者，由图5D及图5E观之，更佳者，防水密封裙50的眼裙部51后缘501，亦即与使用者脸部F贴合的形状，本发明使用Y型截面的设计方式。进一步而言，与脸F贴合的Y型机制，包含在内的第一贴合部502及在外的第二贴合部503，当戴上面罩时，第一贴合部502及第二贴合部503的夹角会弹性张开，紧贴人脸表面，等于提供了二层防水保护，这种二层防水保护一直到达衔接口裙部的位置才终止，不但提供了绝佳的面罩防水性，对比现有技术的FFSM所使用的反折式防水密封裙的后缘，本发明更能使眼睛E贴近透明镜片部44，无疑地对面罩2本体3内部的空间小型化，提供进一步帮助。

以下特别将本发明的最佳结构中的面罩本体3，与其他市售厂牌的现有全脸式面罩本体，用相同的3D电脑测量方式，使用法国达梭公司(DASSAULT

)的电脑辅助设计软体“CATIA V5”)，在相同的环境条件，以没有搭配使用者，所获得的眼袋/口鼻袋内容积(如表A)的比较列表及有搭配使用者(采ISO标准成年男性人头)，所获得的眼袋/口鼻袋剩余内容积的比较列表(如表B)。其中，内容积单位为“毫升”，品牌均为国外厂商，故名称均以英文叙述：

表A

表B

由上方实验数据，可进一步证明，本发明的本体3，不但内容积缩小很多，若再加上呼吸管4内的排气通道所占的些微体积(不到100毫升)，都已经接近或甚至更低于一般人的潮气量，因此，不管本体3的内部如何设计，浮潜者只要轻松的吐气，几乎都可以将面罩2内的骯脏气体排空，形成一个暂态真空状态，物理上，外面的干净空气已经等待要进入这个负压环境中，使用者只要轻松吸一点气，就可以将外界干净空气带动进来面罩本体3内，如此形成轻松的吸吐气循环，不易感到疲劳，也没有面罩内二氧化碳含量过多的危险。这种面罩设计使得整个本体3下半部，亦即镜框31下方一路到鼻裙部52及口裙部53的宽度，明显随着脸型向下消瘦(如图5A)，这使得整个浮潜面罩2的尺寸，也比现有的全脸式面罩1缩小许多，携带上更加轻便，下表C是各种面罩的本体内部空间的实际测量数据(单位：毫米)，足以证明本发明于尺寸上的优势。

表C

再如图5D及图5E所示，因为上述结构安排，使得本发明的可呼吸面罩2中的透明镜片部44，完全不突出于镜框31的外缘，而能更贴近使用者的脸部F，以达到上述面罩本体3的内容积很小的绝佳的REP及ROP值。该透明镜片部44不突出于镜框31的外缘，不限于如图5A-图5E所示的全平面镜款式，也适用于其他款式，例如具有转角的平折镜、或具有圆弧的弯折镜中。以平折镜为例，参图6，需要搭配的为平折镜框31A，且透明镜片部，则为平折镜片44A，包含一平面部44B及二弯折部44C，分别自平面部44B的二侧向后延伸；而裙部框则为平折式裙部框511A，以便平折镜框31A、平折镜片44A的周缘及平折式裙部框511A三者的形状对应，以利于互相嵌合。

另外，使用浮潜面罩时，若采行的是如图5F的进、排气分流措施，吸入干净空气的量及效能，其重要性不亚于排气效能。上述负压暂态真空理论，固然与排气效能(也就是是否能把骯脏空气全数排空)较有关，但下一个进气循环如果能再进一步精进，那无疑地整个面罩的进吐气循环必能达到巅峰。几何观念上，相同面积下，矩形比圆形较不占据空间，故单边枢转的矩形阀门，物理上具有较中央固定的圆形蘑菇型单向阀，更容易配置在有限空间的位置上(例如用以区隔眼袋与口鼻袋的间隔部上)，且能以更好的开启角度来接受进气，本发明在突破性的及小内容积下，若又采用枢转单向阀做为提供自眼袋至口鼻袋单向进气措施，大幅改善进气量，更节省使用者的体力。

有关枢转式单向阀的说明如下。首先，每一个面罩2都设有此种进气单向阀57至少一个(左或右)、最好二个(左右各一)；更佳者，最好设置四个(左右各二，供进、排气，上方进气、尺寸较大；下方排气、尺寸较小。现以其中一个设在间隔部522的进气单向阀57为例做说明，而排气单向阀59亦同，可以设在排气通道58的任何一个位置，例如入口处，如图7A及图7B所示，也可以设在呼吸管4顶端的排气导管位置(图未示出)。进气单向阀57，包含一固定部571及一枢转轴572，固定部571装设在间隔部522上的进气口524的边侧上，枢转轴不一定是要实质装设绞链或加装插销，可以直接薄化门摆573一侧边的肉厚(使厚度为门摆573厚度的20％-60％为最佳)，使其成为一以弯折弱区(weak zone)，如图7A及图7B所示，即可达到使门摆573枢转的效果。当门摆受力时，自然就会以该弱区为转轴而枢转，开启或关闭门摆，动作很确实，反应也很迅速。如果装设方式得宜，门摆573会因自身重量呈自然微微开启的状态，达到预先帮助进气的作用。使用者以一般的力道吸气(如图7A所示，进气单向阀57开启，排气单向阀59关闭)，可以将门摆573轻易打开约40-70度，若以大口呼气或吸气，门摆打开约60-70度，如图7A所示，通气量几乎与没有装设门摆时经过进气口524的气体量相当。使用者呼气的情况亦同，如图7B所示，只是此时进气单向阀57关闭，排气单向阀59开启，但作动方式相同。门摆不限于矩形，方形、梯形、多边形、圆形、半圆形、椭圆形、三角形、甚至不规则形状均可，只要保持是单边枢转的弹性门摆方式、或自由门摆方式即可。若门摆采用建议的矩形，其宽度及高度各设定在5mm至30mm间，厚度设定在0.3mm至3mm间，为最省空间、又最容易根据使用者吸吐气而自然开关的尺寸范围，而门摆遮挡的进气口524的尺寸则稍小于门摆573即可。

相对于现有技术，本发明的排水排气阀，显然也更具吐水及吐气效率。进一步而言，复参图5A、图5C、图5D，本发明在口框32的遮罩321上设有多个开孔325(数目不限)，口裙部53上设有一开口534，让多个开孔325至少部分对齐开口534，而排水排气阀7则夹设于多个开孔325与开口534之间，以使用者可将漏进本体3内的积水及自嘴巴吐出的脏空气，自口鼻袋56通过口框32及口裙部53，一并对外界吹吐排出。且因为使用者的嘴巴M容置于口裙部53内时，排水排气阀7实质上对应并且更接近使用者的嘴巴M，吹吐气效率自然大幅提升，此可比较本发明的嘴巴M与排水排气阀7(如图5D)和传统FFSM的嘴巴M与排水排气阀5间的相对位置关系(如图1B)，就很清楚。更佳者，排水排气阀7包含一阀座71及中心固定于阀座71的阀片72，阀座71一侧紧密配合(例如以多层凸缘711配合、或螺设)于口裙部53的开口534边缘，另一侧则与口框32的遮罩321扣合，如图8所示，以确实固定排水排气阀于口裙部53与口框32之间，达到绝佳的稳定度及刚性，不须再如传统FFSM，须将镜片部尺寸延伸到下方，供排水排气阀5装设(如图1A及图1B所示)，以致无法缩小面罩体积。

基于排水排气阀7不会受到位置限制的优势，自然可以将阀片72尺寸变大，较佳者，可至直径为23-28毫米(mm)的程度，甚至更大，大幅增加排水及排气的效能，甚至可以达到完全以排水排气阀7做为吐气的唯一通道的程度，也就是说，可以免去排气通道58或呼吸管4中需要安排排气导管的麻烦。另外，图8所显示的图面方向，恰好很接近使用者穿戴面罩2在水中浮潜的状态，此时，口鼻袋56事实上呈现一个类似漏斗的方式，其中漏斗的排水尖端，刚好是排水排气阀7所在的位置，也就是说，面罩内若有积水，会自然累积于漏斗形口鼻袋56的排水排气阀7的设置处，使用者在水中只要轻轻吐气，就可以轻松的将积水从排水排气阀7吐出，不用起身出水、甚至脱下面罩2为之。

使用者穿戴本发明的面罩2，相较于现有技术，可以更为简单，没有压迫感，也不失防水性。进一步而言，如图9A所示，本发明提供一上紧固装置81及一下紧固装置82，均自本体3的后方延伸，以将本体“三点”防水紧固至使用者的脸部。上紧固装置81具有一头带811及供头带811二端连接的二固定装置812，形成于镜框31的二相对侧。而头带811为弹性、可调式的至少其中之一，固定装置812则为任何与头带811可以连接的措施均可，图9A(及图11A)所示者为可调式、且二端为与固定装置812呈快拆方连接的头带811，然此仅为例示，并非限制连接的方式。下紧固装置较佳者为至少为部分使用弹性材质，自防水密封裙50的后缘501，特别是口裙部53后缘二侧位置向后延伸，而与使用者的下巴或下颚骨固定，以增强该口裙部53与使用者嘴巴M附近区域间的防水性。下紧固装置为一下巴带或下巴固定片，以下分别说明。

下紧固装置82为下巴带820的实施例，如图5A-图5D以及图9A-图9C所示。下巴带820连设于口裙部53(或眼裙部51及口裙部53)的二侧之间，当使用者戴上可呼吸面罩2时，下巴带820适可弹性紧束于使用者的下巴或下颚骨JB后方区域。下巴带820的二端，可与防水密封裙50的后缘501的任何位置，例如与眼裙部51及口裙部53后缘一体成形，也可与口裙部53呈可拆式及/或可调整式连接，使下巴带820的长度及松紧度为可调整的。图9B及图9C所示者，为可拆式及/或可调整式的其中一种实施例，即在口裙部53二侧，延伸出一阳性扣件823，供具有多个阴性扣件(孔洞824)的下巴带825穿设定位，并达到调整的目的。

下紧固装置为下巴固定片的实施例，则如图10A所示。下巴固定片830自眼裙部51下端至口裙部53的二侧后缘一体延伸，并在口裙部53的下方，再向后延伸而出，并与防水密封裙50的后缘501一体成形。此种下巴固定片830可做成较小型，其中口裙部53的二侧，设一凸肋831，自该眼裙部51向下连续延伸，绕过该口裙部53下方，以增加下巴固定片830支撑性，以当使用者穿戴时，下巴固定片830恰弹性顶住使用者下巴或下颚骨JB。此种下巴固定片850，也可做成较大型，如图11A所示，自眼裙部51及口裙部53的二侧后缘，连续且向后延伸而出，并与口裙部53一体成形。进一步而言，此下巴固定片850上，包含一垫片区851及一包围区852，围绕垫片区851，其中包围区852与口裙部53具有相同材质，垫片区851具有与包围区852不同材质或不同厚度。详细而言，垫片区851的材质方面，选自包含TPR、TPU、硅胶silicone、PVC、橡胶或其组合，硬度以萧氏(邵氏)硬度10-80之间的材料为最佳。垫片区851的厚度方面，建议较包围区852的厚度小，二者的厚度差介于0.2至5mm之间，以当使用者穿戴时，下巴固定片850的垫片区851恰顶住使用者下巴或下颚骨，增加该使用者嘴巴附近的防水性及舒适性。垫片区851的表面，建议可以做成如图11A的百褶形式，或者蜂巢形式(如图11B的的垫片区853)，以增加与下巴间的摩擦力，以免使用时移位，也间接增添防水效果。

值得一提，下巴固定片830、850的二侧，若向上衔接至眼裙部51的后缘，等于整个防水密封裙50的后缘501，均延续具有如图5D及5E的Y型截面，也就是说，整个面罩本体3，与脸贴合的部分，全程都具有二层的防水保护，亦即在内的第一贴合部502及在外的第二贴合部503，以如此的形式，可以绕一圈紧贴人脸表面，其中，在面罩本体3的下方区域，由口裙部53的防水圈535(平面型)、536(弯曲反折型)担任第一贴合部502，下巴固定片830、850则担任第二贴合部503，分别如图10B及图11C所示，防水效果及舒适性可谓大幅提升。

另外，最传统的眼鼻罩中，使用者的鼻孔及上嘴唇间的区域(即所谓人中部位)会经常性漏水，究其原因，就是因为人中部位的脸部线条复杂，防水性在该部位明显不足，一旦积水进入面罩中，会自然累积到这个区域，而因为这个位置离鼻孔太近，会造成使用者紧张。因此，上述二层防水保护，也可以应用在此最传统的眼鼻罩上，以下进行详细说明。如图12A及图12B，潜水面罩90，包含，一镜框91，一透明镜片部92及防水密封裙93。透明镜片部92，与镜框91的形状对应。防水密封裙93，一体成形出一眼裙部931及一鼻裙部932，其中眼裙部931的前方具有一裙部框933，与透明镜片部92的形状对应。透明镜片部92与裙部框933，共同防水镶嵌于该镜框91中，鼻裙部932则自镜框外的一中间区域向前突出。防水密封裙93的后周缘，形成一连续的双层防水圈930；当使用者戴上潜水面罩90后，其眼睛及鼻子分别对应容置于该眼裙部931及鼻裙部932内，双层防水圈930适可沿该眼睛及鼻子一外周缘，通过鼻子与上嘴唇间的区域，紧贴使用者的脸部(图未示出)。较佳者，双层防水圈930形成一第一贴合部935及一第二贴合部936，共同构成一类似Y型的截面，如图12B，当防水密封裙93的后缘紧贴使用者的脸部时，第二贴合部936位于第一贴合部935的外周缘，以形成二层保护，防止漏水。

另外，不同于FFSM的整个面罩本体前方，几乎全部是硬质镜片，本发明的镜框31与口框32之间，还发展出一鼻框33，让软质鼻裙部52还可以向前突出一稳压区域，供使用者进行法兰兹平压Frenzel Equalization)操作，助于面罩内外压力的平衡，更可提升面罩与脸部的密合，特别是口、鼻、眼均被同时罩住的使用情况，保持面罩内外压力均衡，还可以阻绝进水。具体作法上，鼻裙部52包含稳压部521及间隔部522，由镜框31的一区段所区隔。鼻裙部52自镜框31的后缘，向前顺势隆起，其具有单一山峰的截面形状，复如图5E所示，其任一截面的山谷到山峰的总高度(Nh)介于20mm至30mm之间，或者鼻裙部52自镜框31的后缘，向前隆起超过镜框外缘的程度(Nt)，介于5mm至12mm之间为最佳。这种具有山谷间的宽度大于山峰高度的单一山峰(没有山脊)的截面形状，且稳压部521二侧又被镜框31所界定的鼻框33紧紧包夹撑住的状态，即便在水下几米受到高压，也不会塌陷变形而夹鼻(pinched)，如果支架设计，采稍微向后弯折的形式，如图11A、图11B所示的支架323，就可形成一更大的手指进入区(FS)，提供使用者进行更快速更方便的稳压操作。当然，如果不考虑稳压操作，鼻裙部52局部或全部以硬质材料设计，亦属可行。

除上述较佳实施例已将实现本发明技术的构造及作动方式进行详细记载外，任何基于本发明概念所变换的样式，均应属本发明的均等范围，不应限制末段权利要求所主张的文字。

Claims (14)

1.一种可呼吸面罩，包含一本体及一呼吸管，该呼吸管的一内部与该本体的一内部可呈流体连通；其特征在于，该本体包含：

一主框，具有一镜框及一口框，自该镜框的下方延伸，并与该镜框共同界定出一鼻框；该口框与外界呈流体连通；

一镜片模块，具有一透明镜片部，与该镜框的形状对应；

一防水密封裙，一体成形出一眼裙部、一鼻裙部及一口裙部；其中该眼裙部的前方具有一裙部框，与该透明镜片部的形状对应；

其中：该透明镜片部与该裙部框，共同防水镶嵌于该镜框中，该鼻裙部则自该鼻框向外突出；该口裙部适可通过该口框而向外界呈单向流体连通；且该透明镜片部，不突出于该镜框的一外缘；

当一使用者戴上该可呼吸面罩后，其眼睛、鼻子、嘴巴分别对应容置于该眼裙部、该鼻裙部及该口裙部内，并由防水密封裙的后缘连续沿该眼睛、鼻子、嘴巴的一外周缘，紧贴该使用者的脸部。

2.如权利要求1所述的可呼吸面罩，其特征在于，进一步包含一副框，其中该镜框具有一硬质的内突缘，该裙部框具有一形状对应的软质凸缘，重叠覆盖在该内突缘上，该透明镜片部的外周缘则重叠覆盖在该软质凸缘上，该副框则重叠覆盖在镜片部的外周缘，并与该镜框结合固定，以该透明镜片部与该裙部框，共同防水镶嵌于该镜框中。

3.如权利要求2所述的可呼吸面罩，其特征在于，该副框与该镜框间，采卡扣或黏合，互相固定。

4.如权利要求1所述的可呼吸面罩，其特征在于，该口框，具有一掩模及二支架，该二支架分别自该镜框部的下方二侧延伸，连接该掩模。

5.如权利要求1所述的可呼吸面罩，其特征在于，该鼻裙部包含一稳压部及一间隔部，由该镜框的一区段所区隔；且其中该眼裙部、该透明镜片部及该间隔部，共同界定出一眼袋，容纳该使用者的眼睛；而该稳压部、该间隔部及该口裙部共同界定出一口鼻袋，容纳该使用者的鼻子及嘴巴。

6.如权利要求5所述的可呼吸面罩，其特征在于，该间隔部设有至少一枢转单向阀，提供自该眼袋至该口鼻袋的一单向进气流。

7.如权利要求6所述的可呼吸面罩，其特征在于，该间隔部对称设有二枢转单向阀，各该枢转单向阀为矩形，其宽度及高度的其中之一为5毫米至30毫米之间。

8.如权利要求6所述的可呼吸面罩，其特征在于，该间隔部对称设有二枢转单向阀，各该枢转单向阀为矩形，其厚度为0.3毫米至3毫米间。

9.如权利要求6所述的可呼吸面罩，其特征在于，该间隔部对称设有二枢转单向阀，各该枢转单向阀具有一矩形门摆、一固定部及设于该门摆及该固定部间的枢转轴。

10.如权利要求9所述的可呼吸面罩，其特征在于，该枢转轴为薄化该门摆的一侧边的厚度所形成。

11.如权利要求5所述的可呼吸面罩，其特征在于，进一步包含一排气通道，沿该镜框的一内周缘设置，该排气通道由该眼裙部及该透明镜片部的一外周表面所界定，且其中该排气通道的上端与该呼吸管呈流体连通，下端则与该口鼻袋呈流体连通。

12.如权利要求1所述的可呼吸面罩，其特征在于，该防水密封裙的眼裙部的后缘，具有一类似Y型的截面，形成一第一贴合部及一第二贴合部，当该防水密封裙的后缘紧贴该使用者的脸部时，该第二贴合部位于该第一贴合部的外周缘。

13.如权利要求1所述的可呼吸面罩，其特征在于，该透明镜片部，为一全平面镜。

14.如权利要求1所述的可呼吸面罩，其特征在于，该镜框为一平折镜框；该透明镜片部，为一平折镜片，包含一平面部及二弯折部，分别自该平面部的二侧向后延伸；而该裙部框则为平折式裙部框，且该平折镜框、该平折镜片及该平折式裙部框三者的形状对应，以利于互相嵌合。

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