KR101342782B1 - 블로어 부착 마스크 장치 - Google Patents

Abstract

블로어 부착 마스크 장치에 있어서, 흡기시에 외기압보다 면체의 내압이 저하된 것에 대응한 배기 밸브 (7) 의 이동 위치 (d2) 를 비접촉 상태에서 검지하여 신호를 출력하는 경보용 센서 (15) 를 배치한다. 이 경보용 센서 (15) 의 신호에 의해 경보 장치를 작동시킨다.

Description

블로어 부착 마스크 장치{MASK DEVICE WITH BLOWER}

본 발명은 방진ㆍ방독 등을 목적으로 하여 이용되는 전면형 (全面型) 마스크, 반면형 마스크 등에 적합한 블로어 부착 마스크 장치에 관한 것이다.

종래의 블로어 부착 마스크 장치는, 통기 통로 상에서 여과재의 전측 또는 후측에 블로어를 장착하고, 그 송기력 (흡인력) 을 이용하여 호흡을 보조하고 있다. 블로어는 마스크 장치의 장착자의 호흡에 관계없이 송기를 정상류로 흐르게 하는 타입 (일정 유량형 블로어라고 한다) 과, 장착자의 호흡에 추종하여 송기하는 타입 (호흡 추종형 블로어라고 한다) 으로 나누어진다.

호흡 추종형 블로어를 구비하는 마스크 장치 (호흡 장치) 의 일례가 일본 특허공보 제3726886호 (특허 문헌 1) 에 개시되어 있다. 이 마스크 장치는, 면체의 전부 (前部) 에, 배기시에는 열리고 흡기시에는 닫히는 배기 밸브와, 배기시에는 닫히고 흡기시에는 열리는 흡기 밸브를 형성하고 있다. 또한, 통상적으로 작동시에는 흡기 밸브를 통하여 외기를 면체 내로 보내는 모터 구동의 블로어를 설치하고 있다. 또, 배기 밸브 또는 흡기 밸브의 근방에, 배기 밸브 또는 흡기 밸브의 위치를 감지하여, 배기시 또는 흡기시에 신호를 발하는 포토인터렙터로 이루어지는 센서를 설치하고 있다. 그리고, 이 센서로부터의 신호에 의해, 흡기 시에는 모터에 통상적으로 작동하도록 전력 공급하고, 배기시에는 모터로의 전력 공급을 정지 또는 감소시키도록 하고 있다.

블로어 부착 마스크 장치의 장점은, 첫 번째로, 장착자의 흡기가 편해지고, 두 번째로, 면체 내압이 외기압보다 높아지기 (양압이 되기) 때문에, 마스크와 장착자의 피부의 간극에 의한 유해 분진이나 유해 가스의 침입을 억제할 수 있다는 것을 들 수 있다. 특히, 제 2 특징은 중요하여, 극소량이라도 인체에 침입하면 건강에 악영향을 미치는 아스베스토스 제거 작업이나 방사성 분진 내 (원자력 발전소 내 등) 에서의 작업에는 블로어 부착 마스크 장치가 다용된다.

블로어 부착 마스크 장치의 단점은, 필터가 신품일 때에는 충분한 송기를 행할 수 있지만, 여과재의 분진에 의한 막힘이나 전지 전압의 저하에 따라 송기량이 저하된다는 것이다. 요컨대, 마스크 장치를 계속해서 사용하면, 얼마 안 있어 송기량이 저하되어, 면체 내압을 양압으로 유지할 수 없게 되는 결과, 유해물의 침입을 방지할 수 없게 되는 것이다. 그래서, 면체 내의 양압의 정도가 마스크 장치의 착용자에게 용이하게 인식될 수 있으면, 음압이 되기 직전 또는 직후에 필터나 전지를 교환할 수 있게 되기 때문에, 유해물의 침입을 계속해서 방지할 수 있게 된다.

마스크 장치에서 면체 내압을 검지하는 종래 기술은, 일본 공개특허공보 평10-28744호 (특허 문헌 2), 일본 공개특허공보 소60-68869호 (특허 문헌 3), 일본 공개실용신안공보 소61-118618호 (특허 문헌 4) 및 일본 공개실용신안공보 소60-49851호 (특허 문헌 5) 등에 개시되어 있다.

상기 특허 문헌 2 내지 특허 문헌 5 에 개시된 면체 내압을 검지하는 종래의 기술은 모두 다이어프램 등의 압력으로 용이하게 응답하는 소재를 사용함으로써 면체 내압을 검지하고 있는데, 면체 내압을 수 파스칼 정도의 양압에서도 검지할 수 있도록 하려면, 압력 응답을 상당히 예민하게 할 필요가 있으며, 이러한 다이어프램은 매우 약해서 변형되거나 찢어지기 쉽기 때문에, 고장 또는 설정이 어긋나기 쉽다는 등의 문제가 있다.

한편, 면체 내의 각 밸브는 면체 내압의 정도에 따라 위치 (형상) 가 정해진다. 따라서, 밸브의 위치 (형상) 를 파악함으로써, 면체 내압의 양압의 정도도 파악할 수 있다.

발명의 개시

그래서, 본 발명의 목적은, 마스크 내의 배기 밸브의 근방에 밸브의 위치를 비접촉 상태에서 감지하여 신호를 출력하는 경보용 센서 (예를 들어, 포토인터렙터 등) 를 설치하고, 센서로부터 출력되는 신호에 기초하여 면체 내압의 양압의 정도를 파악하여, 어느 임의의 양압 미만인 경우, 제어 회로를 통하여 빛, 소리 및 진동에 의해 경보하는 경보 장치를 작동 또는 정지시켜, 마스크 장치의 착용자에게 인식시키도록 하는 블로어 부착 마스크 장치를 제공하는 것에 있다.

또한, 상기 특허 문헌 1 에는 마스크 내의 밸브 근방에 포토인터렙터 등의 센서를 설치하여, 호흡 추종형 블로어의 호흡 변화를 검지하는 점이 개시되어 있는데, 이 센서는 어디까지나 블로어 제어용이기 때문에, 양압 검지에 그대로 사용하면, 하기의 문제점이 발생한다.

통상적으로, 블로어는 팬의 회전을 높여 송기량을 증가시키는데, 호흡 추종 블로어에 사용하는 휴대할 수 있는 소형의 블로어에서는 이 증가 스피드가 느려, 마스크 장치의 착용자의 흡기 증가 속도에는 송기가 추종할 수 없다. 요컨대, 특허 문헌 1 의 검지 시스템은, 검지물을 배기 밸브로 한 경우, 마스크 장치의 착용자의 호흡이 배기에서 흡기로 변화되어 배기 밸브가 폐쇄되는 순간보다 그 추종이 늦어지는 만큼, 먼저 송기가 이루어지도록 센서를 설정할 필요가 있다. 이 때문에, 센서가 반응하는 설정 거리는, 배기 밸브가 폐쇄되는 위치보다 충분히 떨어진 위치 (배기 밸브가 크게 벌어진 상태) 로 설정한다. 그러나, 빛, 소리 및 진동 등을 발생시키는 경보 장치에는 응답에 의한 지연은 발생되지 않기 때문에, 센서가 반응하는 설정 거리는 거의 배기 밸브가 폐쇄되는 위치로 해도 된다. 이 때문에, 특허 문헌 1 의 센서 설정값을 그대로 사용하면, 상당한 양압에서도 경보 장치가 작동하게 된다.

본 발명에 의한 블로어 부착 마스크 장치는, 면체의 전부 (前部) 에 형성되어, 배기시에 열리는 방향으로 이동하고, 흡기시에 닫히는 방향으로 이동하는 배기 밸브와, 면체의 전부에 형성되어, 배기시에 닫히는 방향으로 이동하고, 흡기시에 열리는 방향으로 이동하는 흡기 밸브와, 모터에 의해 구동되고, 그 작동시에 상기 흡기 밸브를 통하여 외기를 상기 면체 내로 보내는 블로어와, 상기 배기 밸브의 근방에 배치되어, 흡기시의 상기 배기 밸브의 이동 위치를 상기 배기 밸브에 대해 비접촉으로 검지하여 신호를 발생시키는 블로어 제어용 센서를 포함한다. 그리고, 상기 블로어 제어용 센서로부터의 신호에 기초하여, 장착자의 흡기시에는 상기 모터에 전력을 공급하여 상기 블로어를 작동시키고, 장착자의 배기시에는 상기 모터로의 전력 공급을 정지 또는 감소시키도록 하고 있다. 또한, 이 블로어 부착 마스크 장치는, 흡기시에, 상기 면체의 내압이 외기압보다 저하됨에 따라 발생되는 상기 배기 밸브의 이동 위치를 상기 배기 밸브에 대해 비접촉 상태에서 검지하여 신호를 출력하는 경보용 센서와, 상기 경보용 센서의 출력 신호를 받아 경보 장치를 작동시키도록 구성한 제어 회로를 포함하여, 상기 블로어 제어용 센서와 상기 경보용 센서 각각을 상기 배기 밸브의 상태를 감시하는 무접점 센서로 구성하고 있다.

상기의 블로어 부착 마스크 장치는, 배기 밸브에 관하여, 흡기시에, 외기압보다 면체의 내압이 저하된 것에 대응한 배기 밸브의 이동 위치를 배기 밸브에 대해 비접촉 상태에서 검출하여 신호를 출력하는 경보용 센서를 배치하여, 경보용 센서의 신호에 의해 경보 장치가 작동되도록 구성되어 있기 때문에, 여과재의 분진에 의한 막힘이나 전지 전압의 저하에 의해 블로어의 송기량이 저하된 경우, 마스크 장치의 착용자는, 경보 장치의 작동으로 인하여 면체 내압의 저하를 용이하게 인식할 수 있다. 따라서, 마스크 장치의 착용자는 필터나 전지를 교환함으로써, 유해물의 침입을 계속해서 방지할 수 있게 된다. 또, 매우 약하여 파손되거나 변형을 일으키기 쉬운 다이어프램을 사용하고 있지 않기 때문에, 고장나기 어려워, 경보 장치의 작동을 결정하기 위한 밸브의 이동 위치가 되는 설정값이 어긋나는 것을 걱정할 필요가 없다.

이 블로어 부착 마스크 장치는, 이하의 형태를 취할 수 있다.

상기 블로어 제어용 센서는 상기 경보용 센서를 겸한 것으로서, 상기 블로어 제어용 센서에 대해, 흡기시의 상기 배기 밸브의 이동 위치로서, 제 1 이동 위치와 상기 제 1 이동 위치보다 닫히는 방향에 위치하는 제 2 이동 위치가 설정된다. 그리고, 상기 제어 회로는, 상기 블로어 제어용 센서의 신호 출력과 상기 제 1 이동 위치에 대응한 제 1 기준 출력을 비교하여, 상기 블로어 제어용 센서의 신호 출력이 상기 제 1 기준 출력을 상회한 경우에 신호를 출력하여 상기 모터에 전력 공급하는 제 1 콤퍼레이터와, 상기 블로어 제어용 센서의 신호 출력과 상기 제 2 이동 위치에 대응한 제 2 기준 출력을 비교하여, 상기 블로어 제어용 센서의 신호 출력이 상기 제 2 기준 출력을 상회한 경우에 신호를 출력하여 상기 경보 장치를 작동시키는 제 2 콤퍼레이터를 구비한다. 이 형태의 블로어 부착 마스크 장치에 의하면, 1 개의 위치 검출 센서로 블로어 제어용과 경보용을 겸용할 수 있다.

상기 무접점 센서는 발광 소자와 수광 소자를 구비하는 포토인터렙터로 구성되어 있으며, 상기 발광 소자가 발사한 광이 상기 배기 밸브에 의해 반사되어 상기 수광 소자에 수광되고, 상기 수광 소자가 수광한 광량을 검지하여 신호를 출력한다.

상기 배기 밸브를 자성체를 혼입한 재료로 구성하고, 상기 무접점 센서를 검지되는 자기의 강도에 추종하여 저항값을 증대시키는 자기 저항 효과 소자로 구성한다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 블로어 부착 마스크 장치의 단면도이다.

도 2 는 도 1 의 마스크 장치에 있어서의 배기 밸브 근방 부분의 단면도로서, 이 마스크 장치를 착용하는 사람이 배기하고 있을 때의 상태를 나타내고 있다.

도 3 은 도 1 의 마스크 장치에 있어서의 배기 밸브 근방 부분의 단면도로서, 이 마스크 장치를 착용하는 사람이 배기에서 흡기로 바뀌었을 때의 상태를 나타내고 있다.

도 4 는 도 1 의 마스크 장치에 있어서의 배기 밸브 근방 부분의 단면도로서, 이 마스크 장치를 착용하는 사람이 흡기하고 있지만, 블로어의 송풍량이 당해 착용자의 흡기량을 만족시키지 못했을 때의 상태를 나타내고 있다.

도 5 는 도 1 의 마스크 장치에 있어서의 블로어 구동 제어용 및 경보 장치 작동용 제어 회로의 일부를 나타내는 회로도이다.

도 6 은 도 1 의 마스크 장치에 있어서의 블로어 제어용 및 경보용 위치 검출 센서의 다른 배치예를 나타내는 배기 밸브 근방 부분의 단면도이다.

도 7 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 블로어 부착 마스크 장치에 있어서의 블로어 구동 제어용 및 경보 장치 작동용 제어 회로의 일부를 나타내는 회로도이다.

도 8 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 블로어 부착 마스크 장치에 있어서의 배기 밸브 근방 부분의 단면도로서, 이 마스크 장치를 착용하는 사람이 배기하고 있을 때의 상태를 나타내고 있다.

도 9 는 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 블로어 부착 마스크 장치에 있어서의 배기 밸브 근방 부분의 단면도로서, 이 마스크 장치를 착용하는 사람이 배기하고 있을 때의 상태를 나타내고 있다.

도 10 은 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 블로어 부착 마스크 장치에 있어서의 블로어 구동 제어용 및 경보 장치 작동용 제어 회로의 일부를 나타내는 회로도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 블로어 부착 마스크 장치를 도 1 내지 도 6 을 참조하여 설명한다.

블로어 부착 마스크 장치 (1) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 면체 (2) 의 전부에 외면이 배기 밸브 커버 (3) 에 의해 피복된 배기구 (4) 와, 마찬가지로 외면이 여과재 커버 (5) 에 의해 피복된 흡기구 (6) 를 구비하고 있다.

배기구 (4) 에는 마스크 장치의 착용자의 호흡에 수반하여 배기시에는 열리는 방향으로 이동하고, 흡기시에는 닫히는 방향으로 이동하는 배기 밸브 (7) 가 형성되어 있다. 흡기구 (6) 에는 배기시에는 닫히고, 흡기시에는 열리는 흡기 밸브 (8) 가 형성되어 있다. 여과재 커버 (5) 의 내부에는 그 선단부에 (흡기 밸브 (8) 로부터 멀어진 측의 단부에) 여과재 (9) 가 배치되고, 또 여과재 (9) 와 흡기구 (6) 사이에 블로어 (10) 가 배치되어 있다. 블로어 (10) 는 구동용 모터 (11) 와 그 출력축에 연결된 날개차 (12) 를 구비하여, 모터 (11) 가 통상적으로 작동하고 있을 때에는, 여과재 (9) 및 흡기 밸브 (8) 를 통하여 외기를 면체 (2) 의 내부로 보낸다.

도 2 내지 도 4 는 이 실시형태에 관련된 블로어 부착 마스크 장치 (1) 에 있어서의 배기 밸브 (7) 근방 부분의 단면도이다. 도 2 는 마스크 장치를 착용하고 있는 사람이 배기하고 있을 때의 배기 밸브 (7) 의 위치를 나타내고 있으며, 도 3 은 마스그 장치의 착용자가 배기에서 흡기로 바뀌어 흡기 초기 상태에 있을 때의 배기 밸브 (7) 의 위치를 나타내고 있다. 도 4 는 블로어 송풍량이 마스크 장치의 착용자의 흡기량을 만족시키지 못했을 때의, 마스크 장치의 착용자가 흡기 상태에 있을 때의 배기 밸브 (7) 의 위치를 나타내고 있다. 도 2 내지 도 4 에 나타내는 바와 같이, 면체 (2) 의 배기구 (4) 의 주위에는 배기 밸브 시트 (13) 가 장착되고, 배기 밸브 시트 (13) 에 배기 밸브 (7) 가 장착된다.

이 실시형태에 관련된 블로어 부착 마스크 장치 (1) 는, 센서를 블로어 제어용과 경보용으로 2 개 사용하고 있다. 배기 밸브 (7) 의 근방 외측에는 배기 밸브 (7) 의 이동 위치를 검지하는 제 1 위치 검출 센서 (14) 및 제 2 위치 검출 센서 (15) 가 배치되어 있다. 제 1 위치 검출 센서 (14) 와 제 2 위치 검출 센서 (15) 는 동일한 구성이기 때문에, 제 1 위치 검출 센서 (14) 의 구성만 이하에 설명한다.

제 1 위치 검출 센서 (14) 는 발광 소자 (발광 다이오드 ; 14a) 와 수광 소자 (트랜지스터 리시버 ; 14b) 를 1 세트로 한 반사형 포토인터렙터로 구성되며, 발광 소자 (14a) 로부터 출력된 적외선을 수광 소자 (14b) 가 검지하면, 신호를 출 력한다. 또, 이 위치 검출 센서 (14) (반사형 포토인터렙터) 는, 발광 소자 (14a) 의 발광면 및 수광 소자 (14b) 의 수광면이 각각 배기 밸브 (7) 를 향하여 배치되어 있다. 제 2 위치 검출 센서 (15) (반사형 포토인터렙터) 도 마찬가지로, 발광 소자 (15a) 의 발광면 및 수광 소자 (15b) 의 수광면이 각각 배기 밸브 (7) 를 향하여 배치되어 있다.

제 1 위치 검출 센서 (14) 는 호흡 추종을 하기 위한 블로어 제어용의 것이고, 제 2 위치 검출 센서 (15) 는 경보 장치를 작동시키기 위한 경보용의 것이다.

배기 밸브 (7) 가 제 1 위치 검출 센서 (14) 에 대해 설정된 경계선 (d1) 의 위치를 초과하여 제 1 위치 검출 센서 (14) 로부터 멀어지는 방향으로 이동하면, 위치 검출 센서 (14) 의 수광 소자 (14b) 는 온에서 오프로 전환된다. 마찬가지로, 배기 밸브 (7) 가 제 2 위치 검출 센서 (15) 에 대해 설정된 경계선 (d2) 의 위치를 초과하여 제 2 위치 검출 센서 (15) 로부터 멀어지는 방향으로 이동하면, 위치 검출 센서 (15) 의 수광 소자 (15b) 는 온에서 오프로 전환된다.

상세하게는, 배기 밸브 (7) 가 도 2 내지 도 4 에 나타내는 경계선 (d1) 의 위치보다 가깝게 위치하고 있으면, 제 1 위치 검출 센서 (14) 의 수광 소자 (14a) 로부터 출력된 적외선은 배기 밸브 (7) 에 반사되어 수광 소자 (14b) 에 수광되고, 그 결과, 수광 소자 (14b) 는 온된다. 반대로, 배기 밸브 (7) 가 d1 의 위치보다 멀리 (배기 밸브 시트 (13) 측에) 위치하고 있으면, 수광 소자 (14a) 로부터 출력되어, 배기 밸브 (7) 에 반사된 적외선은, 수광 소자 (14b) 에는 수광되지 않고, 그 결과, 수광 소자 (14b) 는 오프 상태에 있다.

한편, 배기 밸브 (7) 가 도 2 내지 도 4 에 나타내는 경계선 (d2) 의 위치보다 가깝게 위치하고 있으면, 제 2 위치 검출 센서 (15) 의 수광 소자 (15a) 로부터 출력된 적외선은 배기 밸브 (7) 에 반사되어 수광 소자 (15b) 에 수광되고, 그 결과, 수광 소자 (15b) 는 온된다. 반대로, 배기 밸브 (7) 가 경계선 (d2) 의 위치보다 멀리 (배기 밸브 시트 (13) 측에) 위치하고 있으면, 수광 소자 (15a) 로부터 출력되어, 배기 밸브 (7) 에 반사된 적외선은, 수광 소자 (15b) 에는 수광되지 않고, 그 결과, 수광 소자 (15b) 는 오프 상태에 있다.

또한, 도 2 내지 도 4 에 나타내는 바와 같이, 배기 밸브 (7) 가 이동하여 수광 소자 (15b) 가 온에서 오프로 전환될 때의 제 2 위치 검출 센서 (15) 에 대해 설정된 경계선 (d2) 의 위치는, 배기 밸브 (7) 가 이동하여 수광 소자 (14b) 가 온에서 오프로 전환되는 시점의 제 1 위치 검출 센서 (14) 에 대해 설정된 경계선 (d1) 의 위치보다 배기 밸브 시트 (13) 에 보다 접근한 위치로 설정되어 있다.

도 2 에서 부호 16 으로 나타내는 화살표 쇄선은, 배기시의 마스크 장치의 착용자의 배기 공기의 통과 경로를 나타내고 있다. 또, 도 3 에서 부호 17 로 나타내는 화살표 쇄선은, 마스크 장치의 착용자의 흡기량보다 상회한 여분의 블로어 (10) 에 의한 송풍의 통과 경로를 나타내고 있다.

도 5 는 제 1 실시형태에 관련된 블로어 부착 마스크 장치 (1) 에 있어서의 제어 회로의 일부를 나타내는 회로도이다. 블로어 (10) 를 구동시키는 모터 (11) 로의 전력 공급을 제어하는 제 1 트랜지스터 (PNP 형 ; 18) 는 에미터가 전원에 접속되고, 콜렉터가 모터 (11) 에 접속되어 있다. 또, 제 1 트랜지스터 (18) 의 베이스는, 제 1 트랜지스터 (18) 의 동작을 제어하는 제 2 트랜지스터 (NPN 형 ; 19) 의 콜렉터와 접속되어 있다. 제 2 트랜지스터 (19) 는 에미터가 접지 (기준 전위점) 에 접속되고, 베이스는 저항 (r1) 을 통하여 전원과 접속되고 또한 제 1 위치 검출 센서 (14) 의 수광 소자 (14b) 의 일단과도 접속되어 있다. 한편, 제 1 위치 검출 센서 (14) 의 수광 소자 (14b) 의 타단은, 접지 (기준 전위점) 에 접속되어 있다.

또, 본 실시 형태에서는 경보 장치의 일 양태로서 LED (경보 LED (20)) 를 사용하고 있다. 경보 LED (20) 의 일단은 저항을 통하여 전원에 접속되고, 타단은 이 경보 LED (20) 의 온-오프 동작을 제어하는 제 3 트랜지스터 (NPN 형 ; 21) 의 콜렉터와 접속되어 있다. 제 3 트랜지스터 (21) 는 에미터가 접지 (기준 전위점) 에 접속되고, 베이스가 저항 (r2) 을 통하여 전원과 접속되고 또한 제 2 위치 검출 센서 (15) 의 수광 소자 (15b) 의 일단과도 접속되어 있다. 한편, 제 2 위치 검출 센서 (15) 의 수광 소자 (15b) 의 타단은, 접지 (기준 전위점) 에 접속되어 있다.

다음으로, 제 1 실시형태의 블로어 부착 마스크 장치 (1) 의 작용에 대하여 설명한다. 배기시에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 마스크 장치의 착용자의 배기에 의해, 배기 밸브 (7) 는 배기 밸브 시트 (13) 보다 제 1 및 제 2 위치 검출 센서 (14, 15) 를 향하여 밀어올려진다. 즉, 면체 내압이 양압 (외기압보다 큰 압력) 으로서, 배기 밸브 (7) 는 양 경계선 (d1, d2) 의 위치보다 제 1 및 제 2 위치 검출 센서 (14, 15) 에 접근한 위치에 있다. 이 때문에, 제 1 위치 검출 센 서 (14) 의 발광 소자 (14a) 로부터 출력되어, 배기 밸브 (7) 에 반사된 적외선은, 수광 소자 (14b) 에 수광되고, 그 결과, 수광 소자 (14b) 가 온된다 (신호를 출력한다). 또, 제 2 위치 검출 센서 (15) 의 발광 소자 (15a) 로부터 출력되어, 배기 밸브 (7) 에 반사된 적외선도 마찬가지로 수광 소자 (15b) 에 수광되고, 그 결과, 수광 소자 (15b) 가 온된다 (신호를 출력한다).

도 5 에서는 제 1 위치 검출 센서 (14) 의 수광 소자 (14b) 가 온으로 되어 있음으로써, 제 2 트랜지스터 (19) 의 베이스에 인가되는 전압은 거의 접지 레벨이 된다. 이 때문에, 제 2 트랜지스터 (19) 는 오프되고, 그 결과, 제 1 트랜지스터 (18) 도 오프되어 있다. 따라서, 모터 (11) 에 전원이 공급되지 않아, 블로어 (10) 는 송풍을 정지하고 있다.

또, 제 2 위치 검출 센서 (15) 의 수광 소자 (15b) 가 온으로 되어 있음으로써, 제 3 트랜지스터 (21) 의 베이스에 인가되는 전압은 거의 접지 레벨이 된다. 이 때문에, 제 3 트랜지스터 (21) 는 오프되어 있다. 그 결과, 경보 LED (20) 에 전원이 공급되지 않아, 경보 LED (20) 는 소등되어 있다.

마스크 장착자가 배기에서 흡기로 바뀌었을 때, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 배기 밸브 (7) 는, 마스크 장치의 착용자의 배기가 없어짐으로써 밸브를 밀어올리는 압력이 없어지기 때문에, 배기 밸브 시트 (13) 를 향하여 이동한다. 이 이동하는 배기 밸브 (7) 는, 먼저 제 1 위치 검출 센서 (14) 에 대해 설정된 경계선 (d1) 의 위치를 통과한다. 그러면, 제 1 위치 검출 센서 (14) 의 발광 소자 (14a) 로부터 조사되어 배기 밸브 (7) 에 반사된 적외선은, 수광 소자 (14b) 의 수 광면을 벗어나 신호는 출력되지 않는다. 그 결과, 수광 소자 (14b) 는 오프로 바뀐다.

제 1 위치 검출 센서 (14) 의 수광 소자 (14b) 가 오프로 바뀜으로써, 도 5 의 제어 회로에 있어서, 제 2 트랜지스터 (19) 의 베이스에 저항 (r1) 을 통하여 베이스 전류가 흐르기 때문에, 제 2 트랜지스터 (19) 가 온된다. 그 결과, 제 1 트랜지스터 (18) 의 에미터로부터 베이스를 향하여 베이스 전류가 흘러, 제 1 트랜지스터 (18) 도 온된다. 따라서, 제 1 트랜지스터 (18) 를 통하여 모터 (11) 에 전원이 공급되어, 블로어 (10) 가 작동한다. 즉, 제 1 위치 검출 센서 (14) 로부터 출력되는 신호가 오프로 바뀜으로서 (경계선 (d1) 의 위치에서의 위치 검출 신호에 의해), 블로어 (10) 가 작동한다.

여과재 (9) 의 막힘이나 전원 전압의 저하가 없는 경우, 배기 밸브 (7) 가 제 2 위치 검출 센서 (15) 에 대해 설정된 경계선 (d2) 의 위치에 도달하기 전에, 블로어 (10) 의 송기량이 마스크 장치의 착용자의 흡기량을 상회하여 면체 내압은 양압을 유지하고, 또한 여분의 블로어 송풍 (도 3 의 부호 17) 이 배기 밸브 시트 (13) 의 배기구 (4) 로부터 유출된다. 이 때문에, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 배기 밸브 (7) 가 배기 밸브 시트 (13) 보다 조금 떠 있는 상태가 되어, 배기 밸브 (7) 는 제 2 위치 검출 센서 (15) 에 대해 설정된 경계선 (d2) 의 위치에는 도달하지 않는다. 따라서, 제 2 위치 검출 센서 (15) 에서는, 발광 소자 (15a) 로부터 출력되어, 배기 밸브 (7) 에 반사된 적외선은, 수광 소자 (15b) 에 수광되고 있는 결과, 수광 소자 (15b) 가 온을 유지하고 있다 (신호를 출력한다). 따 라서, 제 2 위치 검출 센서 (15) 의 수광 소자 (15b) 는 온을 유지하고 있음으로써, 제 3 트랜지스터 (21) 는 오프인 상태 그대로로서, 경보 LED (20) 에 전원이 공급되지 않아, 경보 장치는 작동하지 않는다 (경보 LED (20) 는 소등되어 있다).

한편, 배기에서 흡기로 전환되었을 때, 여과재 (9) 의 막힘이나 전원 전압의 저하가 발생되어 있으면, 블로어 (10) 의 송기량은 마스크 장치의 착용자의 흡기량에 못 미치게 된다. 그 결과, 면체 내압은 음압 (외기압보다 면체 (2) 의 내압이 저하된 상태) 이 되고, 또한 배기 밸브 (7) 를 밀어올릴 정도의 송풍은 없어지기 때문에, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 배기 밸브 (7) 는 배기 밸브 시트 (13) 를 향하여 이동하여 배기 밸브 시트 (13) 에 밀착된다. 따라서, 배기 밸브 (7) 가 제 2 위치 검출 센서 (15) 에 대해 설정된 경계선 (d2) 의 위치를 초과하기 때문에, 제 2 위치 검출 센서 (15) 의 발광 소자 (15a) 로부터 조사되어 배기 밸브 (7) 에 반사된 적외선은, 수광 소자 (15b) 의 수광면을 벗어나 신호는 출력되지 않는다 (수광 소자 (15b) 가 오프로 바뀐다).

도 5 에서는 제 2 위치 검출 센서 (15) 의 수광 소자 (15b) 가 오프로 바뀜으로써, 제 3 트랜지스터 (21) 의 베이스에 저항 (r2) 을 통하여 베이스 전류가 흐르기 때문에, 제 3 트랜지스터 (21) 가 온된다. 그 결과, 경보 LED (20) 에 전원이 공급되어, 경보 LED (20) 가 점등된다. 따라서, 제 2 위치 검출 센서 (15) 로부터 출력되는 신호가 오프로 바뀜으로써 (경계선 (d2) 의 위치에서의 위치 검출 신호에 의해), 경보 LED (20) 가 마스크 장치의 착용자에게 면체 내압이 음압으로 되어 있다는 것을 점등에 의해 알리게 된다.

또한, 상기 서술한 제 1 실시형태에서는, 제 1 위치 검출 센서 (14) 및 제 2 위치 검출 센서 (15) 를 배기 밸브 (7) 의 이동 방향의 전방에 (배기 밸브 시트 (13) 로부터 이격되어 벌어지는 방향) 배치하고 있는데, 이들 제 1 및 제 2 위치 검출 센서 (14 및 15) 는, 배기 밸브 (7) 의 이동 방향의 전방에 한정되지 않고, 예를 들어, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 배기 밸브 (7) 의 측단면을 감지하도록, 배기 밸브 (7) 의 이동 방향에 대해 측방에 배치해도 된다. 제 1 및 제 2 위치 검출 센서 (14 및 15) 는 포토인터렙터뿐만 아니라, 비접촉으로 배기 밸브 (7) 의 위치를 검지할 수 있는 무접점 센서라면 동일한 효과를 기대할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 블로어 부착 마스크 장치를 도 7 및 도 8 을 참조하여 설명한다.

앞서 설명한 제 1 실시형태에서는, 배기 밸브 (7) 의 이동 위치에 대해, 호흡 추종을 하기 위한 블로어 제어용 위치 검출 센서 (14) 와, 경보 장치를 작동시키기 위한 경보용 위치 검출 센서 (15) 2 개를 개별적으로 각각 형성하였는데, 제 2 실시형태에서는, 배기 밸브 (7) 의 이동 위치에 대해, 위치 검출 센서를 1 개만으로 하고, 제어 회로에서 개별적으로 블로어 (10) 의 제어와 경보 장치 (경보 LED (20)) 의 제어를 행하도록 하고 있다.

도 7 은 개별적으로 블로어 (10) 와 경보 장치를 제어시키는 제어 회로의 일부를 나타내는 회로도이다. 이 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 경보 장치로서 LED (경보 LED (20)) 를 사용하고, 배기 밸브 (7) 의 근방 외측에 배기 밸브 (7) 의 이동 위치를 검지하는 위치 검출 센서 (14) (포토인터렙터에 의 해 구성) 를 배치하고 있다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 위치 검출 센서 (14) 의 수광 소자 (14b) 의 일단은 저항 (r3) 을 통하여 전원에 접속되고, 타단은 접지 (기준 전위점) 에 접속되어 있다.

위치 검출 센서 (14) 의 수광 소자 (14b) 의 일단과 저항 (r3) 의 접속점 (22) 에 저항 (r4) 의 일단이 접속되어 있다. 이 저항 (r4) 의 타단은 접지 (기준 전위점) 에 접속되어 있다. 또, 위치 검출 센서 (14) 의 수광 소자 (14b) 로부터의 신호선을 상기 접속점 (22) 을 지나간 위치에서 두 갈래로 분기시키고, 그 분기시킨 일방의 신호선 (27a) 을 제 1 콤퍼레이터 (23) 의 + (플러스) 입력 단자에 접속시키고, 타방의 신호선 (27b) 을 제 2 콤퍼레이터 (25) 의 + (플러스) 입력 단자에 접속시키고 있다.

제 1 콤퍼레이터 (23) 의 - (마이너스) 입력 단자에는, 어느 일정한 레벨 신호를 출력하는 제 1 기준 출력 (24 ; Vref-1) 이 접속되어 있다. 이 제 1 콤퍼레이터 (23) 의 출력 단자는, 제 1 트랜지스터 (18) 의 동작을 제어하는 제 2 트랜지스터 (NPN 형 ; 19) 의 베이스와 접속되어 있다. 이 제 1 콤퍼레이터 (23) 는, 위치 검출 센서 (14) 의 수광 소자 (14b) 의 출력이 제 1 기준 출력 (24 ; Vref-1) 을 초과하면, 신호를 출력한다.

제 2 콤퍼레이터 (25) 의 - 입력 단자에는, 어느 일정한 레벨 신호를 출력하는 제 2 기준 출력 (26 ; Vref-2) 이 접속되어 있다. 또, 제 2 콤퍼레이터 (25) 의 출력 단자는, 제 3 트랜지스터 (21) (NPN 형) 의 베이스와 접속되어 있다. 이 제 2 콤퍼레이터 (25) 는, 위치 검출 센서 (14) 의 수광 소자 (14b) 의 출력 이 제 2 기준 출력 (26 ; Vref-2) 을 초과하면, 신호를 출력한다.

도 8 은 제 2 실시형태에 관련된 블로어 부착 마스크 장치 (1) 에 있어서의 배기 밸브 (7) 근방 부분의 단면도이다.

도 8 에 나타내는 부호 d1 은, 위치 검출 센서 (14) 에 대해 설정된 블로어 제어용 위치 검출을 위한 배기 밸브 (7) (검출 대상물) 의 경계선 위치 (제 1 이동 위치에 상당) 이고, 부호 d2 는 위치 검출 센서 (14) 에 대해 설정된 경보용 위치 검출을 위한 배기 밸브 (7) (검출 대상물) 의 경계선 위치 (제 2 이동 위치에 상당) 이다. 배기 밸브 (7) 가 경계선 (d2) 보다 접근하는 방향으로 (배기 밸브 시트 (13) 로부터 이간되는 방향으로) 이동한 경우에, 위치 검출 센서 (14) 의 발광 소자 (14a) 로부터 출력된 적외선이 배기 밸브 (7) 에 반사되고, 수광 소자 (14b) 에 수광되어, 수광 소자 (14b) 가 온된다.

도 7 의 회로에 있어서의 제 1 기준 출력 (24 ; Vref-1) 을 도 8 의 경계선 (d1) 의 위치에 배기 밸브 (7) 가 있는 경우의 위치 검출 센서 (14) 의 수광 소자 (14b) 의 출력에 관련된 접속점 (22) 의 전위와 동일하거나 또는 그보다 약간 작은 값으로 한다. 또한, 제 2 기준 출력 (26 ; Vref-2) 을 도 8 의 경계선 (d2) 의 위치에 배기 밸브 (7) 가 있는 경우의 위치 검출 센서 (14) 의 수광 소자 (14b) 의 출력에 관련된 접속점 (22) 의 전위와 동일하거나 또는 그보다 약간 작은 값으로 한다.

제 2 실시형태의 작용에 대하여 설명한다. 배기 밸브 (7) 가 도 8 에 나타내는 위치 (마스크 장치의 착용자가 배기하고 있는 상태) 에 있을 때에는, 위치 검출 센서 (14) 의 수광 소자 (14b) 의 출력은 온이다. 도 7 의 제어 회로에 있어서, 위치 검출 센서 (14) 의 수광 소자 (14b) 가 온이면, 전원으로부터 저항 (r3) 을 통하여 흐르는 전류는, 수광 소자 (14b) 를 통하여 접지 (기준 전위점) 로 흐른다. 이 때문에, 접속점 (22) 과 동일한 전위인 제 1 콤퍼레이터 (23) 의 + 입력 단자 그리고 제 2 콤퍼레이터 (25) 의 + 입력 단자의 입력은 모두 접지 레벨로 되어 있다. 따라서, 제 1 콤퍼레이터 (23) 및 제 2 콤퍼레이터 (25) 의 출력도 오프가 되어, 제 2 트랜지스터 (19) 는 오프된다. 그 결과, 제 1 트랜지스터 (18) 도 오프되고, 또 제 3 트랜지스터 (21) 가 오프되어, 모터 (11) 가 정지 상태에 있으며 (즉, 블로어 (10) 는 송기를 정지하고 있다), 또한 경보 LED (20) 가 소등되어 있다.

다음으로, 마스크 장치의 착용자가 배기에서 흡기로 바뀌고, 그에 따라 배기 밸브 (7) 가 배기 밸브 시트 (13) 를 향하여 이동하여, 도 8 의 경계선 (d1) 에 나타내는 위치를 초과하고, 또한 배기 밸브 (7) 가 흡기에 의해 배기 밸브 시트 (13) 를 향하여 조금 이동하면, 수광 소자 (14b) 의 수광량이 감소됨으로써, 도 7 의 저항 (r3) 을 통하여 수광 소자 (14b) 에 흐르는 전류가 감소된다. 이 때문에, 저항 (r3) 을 흐르는 전류는 저항 (r4) 을 통해서도 접지 (기준 전위점) 로 흐르게 된다. 그 결과, 접속점 (22) 의 전위는, 수광 소자 (14b) 의 수광량이 감소됨에 수반하여 접지 레벨로부터 상승해 가고, 먼저, 접속점 (22) 과 동일한 전위인 제 1 콤퍼레이터 (23) 의 + 입력 단자의 전압이 제 1 기준 출력 (24 ; Vref-1) 을 초과한다.

따라서, 제 1 콤퍼레이터 (23) 의 출력은 온으로 바뀌어, 제 2 트랜지스터 (19) 가 온된다. 그 결과, 제 1 트랜지스터 (8) 가 온되고, 모터 (11) 에 전력이 공급되어, 블로어 (10) 가 작동하여 송기가 이루어진다. 한편, 제 2 콤퍼레이터 (25) 에서는, 접속점 (22) 과 동일한 전위인 + 입력 단자의 전압이 제 2 기준 출력 (26 ; Vref-2) 으로까지 도달하지 않고, 그 결과, 제 2 콤퍼레이터 (25) 의 출력은 오프인 상태 그대로이며, 이 때문에, 제 3 트랜지스터 (21) 가 오프되어, 경보 LED (20) 가 소등되어 있다.

여과재 (9) 의 막힘이나 전원 전압의 저하가 없는 경우, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 배기 밸브 (7) 가 경계선 (d2) 의 위치에 도달하기 전에, 블로어 (10) 의 송기량이 마스크 장치의 착용자의 흡기량을 상회하여, 면체 내압은 양압을 유지하며, 또한 여분의 블로어 송풍 (도 3 의 부호 17) 이 배기 밸브 시트 (13) 의 배기구 (4) 로부터 유출된다. 이 때문에, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 배기 밸브 (7) 가 배기 밸브 시트 (13) 보다 조금 떠 있는 상태가 되어, 배기 밸브 (7) 는 위치 검출 센서 (14) 에 대해 설정된 경계선 (d2) 의 위치에는 도달되지 않는다.

따라서, 위치 검출 센서 (14) 에서는, 발광 소자 (14a) 로부터 출력되어, 배기 밸브 (7) 에 반사된 적외선은, 수광 소자 (14b) 에 아직 수광되고 있는 결과, 수광 소자 (14b) 가 온을 유지하고 있다 (신호를 출력한다). 그 결과, 접속점 (22) 과 동일한 전위인 제 2 콤퍼레이터의 + 입력 단자의 전압이 제 2 기준 출력 (26 ; Vref-2) 에 달하지 않기 때문에, 제 2 콤퍼레이터 (25) 의 출력은 오프인 상태 그대로이고, 따라서, 제 3 트랜지스터 (21) 는 오프인 상태 그대로이고, 따라 서, 경보 LED (20) 에 전원이 공급되지 않아, 경보 장치는 작동하지 않는다 (경보 LED (20) 는 소등되어 있다).

한편, 여과재 (9) 의 막힘이나 전원 전압의 저하가 발생되어 있으면, 블로어 (10) 의 송기량은 마스크 장치의 착용자의 흡기량에 미치지 않게 되기 때문에, 면체 내압은 음압 (외기압보다 면체 (2) 의 내압이 저하된 상태) 이 되고, 또한 배기 밸브 (7) 를 밀어올리는 송풍은 없어지기 때문에, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 배기 밸브 (7) 는 배기 밸브 시트 (13) 를 향하여 이동하여, 위치 검출 센서 (14) 에 대해 설정된 경계선 (d2) 의 위치를 초과하여 얼마 안 있어 배기 밸브 시트 (13) 에 밀착된다. 그 결과, 위치 검출 센서 (14) 의 발광 소자 (14a) 로부터 조사되어 배기 밸브 (7) 에 반사된 적외선은, 수광 소자 (14b) 의 수광면을 벗어나기 때문에, 수광 소자 (14b) 로부터 신호가 출력되지 않게 된다 (수광 소자 (14b) 는 오프로 전환된다).

위치 검출 센서 (14) 의 수광 소자 (14b) 가 오프로 전환됨으로써, 저항 (r3) 을 통하여 흐르는 전류는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 저항 (r4) 을 통하여 접지 (기준 전위점) 로 흐르게 된다. 이 결과, 접속점 (22) 의 전위는 접지 레벨로부터 보아 저항 (r4) 을 흐르는 전류분만큼 상승하게 되고, 접속점 (22) 과 동일한 전위인 제 2 콤퍼레이터 (25) 의 + 입력 단자의 전압이 제 2 기준 출력 (26 ; Vref-2) 을 초과한다. 따라서, 제 2 콤퍼레이터 (25) 의 출력은 온으로 전환되고, 제 3 트랜지스터 (21) 가 온되고, 경보 LED (20) 가 점등되어, 마스크 장치의 착용자에게 면체 내압이 음압으로 되어 있음을 알리게 된다.

이상에 설명한 바와 같이, 위치 검출 센서 (포토인터렙터) 가 1 개라 하더라도, 상기 제 1 실시형태와 동일한 효과를 얻게 된다.

상기 서술한 실시형태에서는, 경보 장치로서 빛에 의해 경보를 알리는 예로서 LED 를 사용하고 있는데, 이것에 한정되지 않고, 경보 장치는 소리 또는 진동을 발함으로써 경보를 알리는 것을 사용할 수도 있다. 또, 빛, 소리 및 진동 중 적어도 2 개 이상을 조합할 수도 있다.

상기 서술한 실시형태에서는, 흡기시에는 위치 검출 센서 (14) 로부터의 신호에 의해 모터 (11) 에 전력을 공급하여 모터 (11) 를 통상적으로 동작시키고, 배기시에는 모터 (11) 로의 전력 공급을 정지시키도록 구성되어 있다. 그러나, 흡기시에 모터 (11) 에 전력 공급하여 모터 (11) 를 통상적으로 동작시키고, 배기시에는 모터 (11) 로의 전력 공급을 감소시키도록 해도 된다.

다음으로, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 블로어 부착 마스크 장치를 도 9 를 참조하여 설명한다.

도 9 는 이 실시형태에 관련된 블로어 부착 마스크 장치에 있어서의 배기 밸브 근방 부분의 단면도이다 (마스크 장치를 착용하는 사람이 배기하고 있을 때의 상태). 본 발명에서는, 비접촉으로 배기 밸브 (7) 의 위치 (형상) 를 파악할 수 있으면 되기 때문에, 검지하는 배기 밸브 (30) 는 자성체를 혼입시킨 재질 (실리콘 고무) 로 성형한다. 그리고, 블로어 제어용 센서 (28) 와 경보용 센서 (29) 각각을, 포토인터렙터를 대신하여, 검지되는 자기의 강도에 의존하여 저항값을 증대시키는 자기 저항 효과 소자 (이하, MR 센서라고 한다) 로 구성한다. 이와 같이 구성하고, MR 센서로 밸브의 위치 (형상) 를 파악해도, 포토인터렙터를 사용하는 제 1, 제 2 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 블로어 부착 마스크 장치를 도 10 을 참조하여 설명한다.

도 10 은 이 실시형태에 관련된 블로어 부착 마스크 장치에 있어서의 제어 회로의 일부를 나타내는 회로도이다 (1 개의 MR 센서의 신호에 의해 개별적으로 블로어와 경보 장치를 제어시키는 경우). 이 실시형태에서는 배기 밸브 (30) 의 이동 위치에 대해, MR 센서를 1 개 (MR 센서 (28)) 만으로 하고, 제어 회로에서 개별적으로 블로어 (10) 의 제어와 경보 장치 (경보 LED (20)) 의 제어를 행하도록 하고 있다.

MR 센서 (28) 의 일단은, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 직접 전원에 접속되고, 타단은 저항 (r4) 의 일단에 접속되어 있다. 이 저항 (r4) 의 타단은 접지 (기준 전위점) 에 접속되어 있다. MR 센서 (28) 의 타단에 접속된 신호선을 접속점 (22) 에서 두 갈래로 분기시키고, 그 분기시킨 일방의 신호선 (27a) 을 제 1 콤퍼레이터 (23) 의 + 입력 단자에 접속시키고, 타방의 신호선 (27b) 을 제 2 콤퍼레이터 (25) 의 + 입력 단자에 접속시키고 있다. 제 1 콤퍼레이터 (23) 의 - 입력 단자에는, 어느 일정한 레벨 신호를 출력하는 제 1 기준 출력 (24 ; Vref-1) 이 접속되고, 또 제 2 콤퍼레이터 (25) 의 - 입력 단자에는, 어느 일정한 레벨 신호를 출력하는 제 2 기준 출력 (26 ; Vref-2) 이 접속되어 있다.

또한, 제 1 기준 출력 (24 ; Vref-1) 을 도 8 의 경계선 (d1) 의 위치에 배 기 밸브 (7) 가 있을 때의 MR 센서 (28) 의 저항값에 의한 강하 전압에 관련한 접속점 (22) 의 전위와 동일하거나 또는 그보다 약간 작은 값으로 한다. 또, 제 2 기준 출력 (26 ; Vref-2) 을 도 8 의 경계선 (d2) 의 위치에 배기 밸브 (7) 가 있을 때의 MR 센서 (28) 의 저항값에 의한 강하 전압에 관련한 접속점 (22) 의 전위와 동일하거나 또는 그보다 약간 작은 값으로 한다. 또한, 그 밖의 회로 구성은, 도 7 에 나타나는 제 2 실시형태와 동일하기 때문에, 동일 부분에 동일 부호를 붙이고, 상세한 설명은 생략한다.

제 4 실시형태의 작용에 대하여 설명한다. 배기 밸브 (30) 가 도 9 에 나타내는 위치 (마스크 장치의 착용자의 배기 상태) 에 있을 때에는, 자성체를 혼입한 배기 밸브 (30) 가 MR 센서 (28) 에 가장 접근하여 위치하고 있기 때문에, 검지되는 자기의 강도에 의존하여 저항값을 증대시키는 MR 센서 (28) 의 저항값이 가장 큰 상태로 되어 있다. 이 때문에, MR 센서 (28) 및 저항 (r4) 을 통하여 접지 (기준 전위점) 를 향하여 흐르는 전류는 최소값이 되고, 접지 레벨 (0V) 에서 보는 접속점 (22) 의 전위 (저항 (r4) 에 의한 강하 전압분) 는 가장 낮은 전위가 된다. 접속점 (22) 과 동일한 전위인 제 1 콤퍼레이터 (23) 의 + 입력 단자의 입력 전압은, 제 1 기준 출력 (24 ; Vref-1) 을 초과하고 있지 않다. 마찬가지로, 접속점 (22) 과 동일한 전위인 제 2 콤퍼레이터 (25) 의 + 입력 단자의 입력 전압은, 제 2 기준 출력 (26 ; Vref-2) 을 초과하고 있지 않다.

따라서, 제 1 콤퍼레이터 (23) 및 제 2 콤퍼레이터 (25) 의 출력도 오프가 되어, 제 2 트랜지스터 (19) 는 오프되고 또한 제 3 트랜지스터 (21) 가 오프된다. 그 결과, 제 1 트랜지스터 (18) 가 오프가 되고 모터 (11) 가 정지 상태가 되어, 블로어 (10) 는 송기를 정지시키고, 또한 경보 LED (20) 가 소등된 상태가 된다.

다음으로, 마스크 장치의 착용자가 배기에서 흡기로 바뀌고, 그에 따라 배기 밸브 (30) 가 배기 밸브 시트 (13) 를 향하여 이동하면, 배기 밸브 (30) 의 이동에 수반하여 MR 센서 (28) 에 의해 검지되는 자기가 약해짐 (자속 밀도가 감소됨) 으로써, MR 센서 (28) 의 저항값이 작아지도록 변화된다. 이 때문에, MR 센서 (28) 및 저항 (r4) 을 통하여 접지 (기준 전위점) 를 향하여 흐르는 전류는 상기의 최소값에서부터 증가해 가고, 접지 레벨 (0V) 에서 보는 접속점 (22) 의 전위 (저항 (r4) 에 의한 강하 전압분) 는 가장 낮은 전위에서부터 상승해 간다 (전위가 높은 방향으로 변화되어 간다).

배기 밸브 (30) 가 도 9 의 경계선 (d1) 의 위치를 초과하고, 게다가 흡기에 의해 배기 밸브 시트 (13) 를 향하여 조금 이동하면, 이 때의 MR 센서 (28) 의 저항값에 의한 접속점 (22) 의 전위 (즉, 제 1 콤퍼레이터 (23) 의 + 입력 단자의 입력 전압) 가 제 1 기준 출력 (24 ; Vref-1) 을 초과한다.

따라서, 제 1 콤퍼레이터 (23) 의 출력은 온으로 바뀌어, 제 2 트랜지스터 (19) 가 온된다. 그 결과, 제 1 트랜지스터 (18) 가 온되어, 모터 (11) 에 전원이 공급되고, 블로어 (10) 가 작동하여 송기가 이루어진다.

한편, 제 2 콤퍼레이터 (25) 의 + 입력 단자의 전압 (MR 센서 (28) 의 저항값에 의한 접속점 (22) 과 동일한 전위) 이 제 2 기준 출력 (26 ; Vref-2) 에 달하 지 않고, 그 결과, 제 2 콤퍼레이터 (25) 의 출력은 오프인 상태 그대로이며, 따라서, 제 3 트랜지스터 (21) 가 오프되어, 경보 LED (20) 가 소등되어 있다.

여과재 (9) 의 막힘이나 전원 전압의 저하가 없는 경우, 경계선 (d2) 의 위치에 배기 밸브 (7) 가 도달하기 전에, 블로어 (10) 의 송기량이 마스크 장치의 착용자의 흡기량을 상회하여, 면체 내압은 양압을 유지하고, 또한 여분의 블로어 송풍 (도 3 의 부호 17) 이 배기 밸브 시트 (13) 의 배기구 (4) 로부터 유출되기 때문에, 배기 밸브 (30) 가 배기 밸브 시트 (13) 보다 조금 떠 있는 상태가 되어, 배기 밸브 (30) 는 설정된 경계선 (d2) 의 위치에는 도달하지 않는다.

따라서, MR 센서 (28) 의 저항값은, 제 1 콤퍼레이터 (23) 의 출력을 온시키고, 동시에 제 2 콤퍼레이터 (25) 의 출력을 오프시키는 값을 유지하고 있다. 따라서, 제 3 트랜지스터 (21) 는 오프인 상태 그대로이고, 경보 LED (20) 에 전원이 공급되지 않아, 경보 장치는 작동하지 않는다 (경보 LED (20) 는 소등되어 있다).

한편, 여과재 (9) 의 막힘이나 전원 전압의 저하가 발생되어 있으면, 블로어 (10) 의 송기량은 마스크 장치의 착용자의 흡기량에 미치지 않게 되기 때문에, 면체 내압은 음압 (외기압보다 면체 (2) 의 내압이 저하된 상태) 이 되고, 또한 배기 밸브 (30) 를 밀어올리는 송풍은 없어지기 때문에, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 배기 밸브 (30) 는 배기 밸브 시트 (13) 를 향하여 이동한다. 그 결과, 배기 밸브 (30) 가 MR 센서 (28) 에 대해 설정된 경계선 (d2) 을 초과한다.

따라서, 자성체를 혼입한 배기 밸브 (30) 가 MR 센서 (28) 에 가장 이격되어 위치하고 있기 때문에, MR 센서 (28) 에 의해 검지되는 자기가 최소가 되어, MR 센서 (28) 의 저항값이 가장 작은 상태가 된다. 이 때문에, MR 센서 (28) 및 저항 (r4) 을 통하여 접지 (기준 전위점) 를 향하여 흐르는 전류는 최대값이 되어, 접지 레벨 (0V) 에서 보는 접속점 (22) 의 전위 (저항 (r4) 에 의한 강하 전압분) 는 가장 높은 전위가 되어, 접속점 (22) 과 동일한 전위인 제 2 콤퍼레이터 (25) 의 + 입력 단자의 전압이 제 2 기준 출력 (26 ; Vref-2) 을 초과한다. 따라서, 제 2 콤퍼레이터 (25) 의 출력은 온으로 전환되어, 제 3 트랜지스터 (21) 가 온되고, 경보 LED (20) 가 점등되어, 마스크 장치의 착용자에게 면체 내압이 음압으로 되어 있음을 알리게 된다.

이상에 설명한 바와 같이, MR 센서가 1 개라 하더라도, 상기 제 2 실시형태와 동일한 효과를 얻게 된다.

Claims (4)

1. 면체의 전부에 형성되어, 배기시에 열리는 방향으로 이동하고, 흡기시에 닫히는 방향으로 이동하는 배기 밸브와,

   면체의 전부에 형성되어, 배기시에 닫히는 방향으로 이동하고, 흡기시에 열리는 방향으로 이동하는 흡기 밸브와,

   모터에 의해 구동되고, 그 작동시에 상기 흡기 밸브를 통하여 외기를 상기 면체 내로 보내는 블로어와,

   상기 배기 밸브의 근방에 배치되어, 흡기시의 상기 배기 밸브의 이동 위치를 상기 배기 밸브에 대해 비접촉으로 검지하여 신호를 발생시키는 블로어 제어용 센서를 포함하며,

   상기 블로어 제어용 센서로부터의 신호에 기초하여, 장착자의 흡기시에는 상기 모터에 전력을 공급하여 상기 블로어를 작동시키고, 장착자의 배기시에는 상기 모터로의 전력 공급을 정지 또는 감소시키도록 한 블로어 부착 마스크 장치에 있어서,

   흡기시에, 상기 면체의 내압이 외기압보다 저하됨에 따라 발생되는 상기 배기 밸브의 이동 위치를 상기 배기 밸브에 대해 비접촉 상태에서 검지하여 신호를 출력하는 경보용 센서와,

   상기 경보용 센서의 출력 신호를 받아 경보 장치를 작동시키도록 구성한 제어 회로를 포함하며,

   상기 블로어 제어용 센서와 상기 경보용 센서 각각을 상기 배기 밸브의 상태를 감시하는 무접점 센서로 구성한 것을 특징으로 하는 블로어 부착 마스크 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 블로어 제어용 센서는 상기 경보용 센서를 겸한 것이며, 상기 블로어 제어용 센서에 대해, 흡기시의 상기 배기 밸브의 이동 위치로서, 제 1 이동 위치와 상기 제 1 이동 위치보다 닫히는 방향에 위치하는 제 2 이동 위치가 설정되고,

   상기 제어 회로는,

   상기 블로어 제어용 센서의 신호 출력과 상기 제 1 이동 위치에 대응한 제 1 기준 출력을 비교하여, 상기 블로어 제어용 센서의 신호 출력이 상기 제 1 기준 출력을 상회한 경우에 신호를 출력하여 상기 모터에 전력 공급하는 제 1 콤퍼레이터와,

   상기 블로어 제어용 센서의 신호 출력과 상기 제 2 이동 위치에 대응한 제 2 기준 출력을 비교하여, 상기 블로어 제어용 센서의 신호 출력이 상기 제 2 기준 출력을 상회한 경우에 신호를 출력하여 상기 경보 장치를 작동시키는 제 2 콤퍼레이터를 구비한 블로어 부착 마스크 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 무접점 센서는 발광 소자와 수광 소자를 구비하는 포토인터렙터로 구성되어 있으며, 상기 발광 소자가 발사한 광이 상기 배기 밸브에 의해 반사되어 상기 수광 소자에 수광되고, 상기 수광 소자가 수광한 광량을 검지하여 신호를 출력하는 블로어 부착 마스크 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 배기 밸브를 자성체를 혼입한 재료로 구성하고, 상기 무접점 센서를 검지되는 자기의 강도에 추종하여 저항값을 증대시키는 자기 저항 효과 소자로 구성 한 블로어 부착 마스크 장치.

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