KR102033841B1 - 보호 헬멧 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헬멧쉘(20); 통신용 전자기기(80)가 배치되는 피팅공간(34); 헬멧쉘(20)의 내부(21)에 배치되는 지지케이지(50); 및 지지케이지 내부나 표면에 배치되고 음파를 전자적으로 감지하는 센서(61)를 갖춘 마이크로폰(60)을 포함하는 보호헬멧(10)에 관한 것이다.

Description

보호 헬멧

본 발명은 보호 헬멧에 관한 것이다.

보호헬멧은 일반적으로 충돌이나 충격을 흡수해 반사하기 위한 단단한 헬멧쉘과, 이런 충격시 내부로 전달된 충격 운동에너지를 흡수하고 착용감을 개선하기 위한 지지케이지를 포함한다. 또, 주변 소음을 줄이기 위한 청력보호구를 헬멧쉘의양쪽에 배치하기도 한다. 또, 철망이나 플라스틱판 형태의 안면보호대를 설치할 수도 있다. 보호헬멧은 흔히 삼림이나 건설작업과 같은 시끄러운 환경에서 사용되는 경우가 많다. 이런 환경에서는 다른 사람과의 대화가 주변 소음때문에 곤란하다. 특히 벌목현장이나 건설현장에서 톱질작업을 할 경우, 지시를 내리거나 받거나 경고를 하거나 정보를 교환하는 등의 동료들과의 대화를 비주얼 접촉 없이 할 때 도움을 줄 수 있다.

본 발명의 목적은 헬멧의 착용자와 타인과의 사이의 대화를 개선하는 보호헬멧을 제공하는데 있다.

이런 목적은 독립항의 특징에 의해 해결된다. 본 발명의 장점에 대한 예들은 종속항들에 기재되어 있다.

본 발명은 헬멧쉘, 통신용 전자기기가 배치되는 피팅공간, 헬멧쉘의 내부에 배치되는 지지케이지, 및 지지케이지 내부나 표면에 배치되고 음파를 전자적으로 감지하는 센서를 갖춘 마이크로폰을 포함하는 보호헬멧에 관한 것으로, 마이크로폰은 음파를 캡처링해 센서에 전달하기 위한 사운드 리시버를 포함하고, 사운드 리시버는 헬멧 착용자의 발음기관에서 생긴 음파를 캡처링하여 착용자의 헤드 윗쪽으로 전파할 수 있으며, 마이크로폰이 신호연결선을 통해 전자기기에 연결되어 캡처한 음파를 신호로 전자기기에 전송한다. 피팅공간은 헬멧쉘에 배치되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 보호헬멧에 의하면 헬멧 착용자가 무선으로 신호를 다른 기기에 전송하여 시끄러운 환경에서도 자기의 말을 타인에게 쉽게 전달할 수 있다. 헬멧 착용자가 말할 때, 음파가 전두골을 따라 전파되어 입 밖으로 내지 않고도 헤드의 다른 위치에 전파된다. 음파의 대부분은 이 과정으로, 특히 전두골과 두정골이 만나는 교차점에서 척추 위로 전파된다. 마이크로폰은 음파를 최적으로 캡처링하는 위치에 있는 것이 좋다. 지지케이지에 부착하기 위해, 후크-루프 방식과 같은 착탈식 연결부를 제공해 마이크로폰을 지지케이지에 간단히 부착했다가 필요하면 쉽게 분리하도록 한다. 마이크로폰을 지지케이지에 체결하는데 접착을 이용할 수도 있다. 체결에 사용된 연결부는 다른 음파는 마이크로폰이 캡처하지 않도록 흡수하는 역할도 한다. 지지케이지에 의해 전달되는 구조전달음파의 흡수를 좋게 하기 위해, 느슨한 후크-루프 연결이 바람직하다. 헬멧쉘은 착용자의 안전을 위해 단단한 플라스틱으로이루어진다. 헬멧쉘에 통기와 착용감을 좋게 하기 위해 다양한 환기 슬롯을 형성할 수도 있다. 지지케이지는 헬멧쉘과 떨어져 배치되어 헤드에 맞닿는 지지립들을 포함하여, 헬멧쉘에 대한 타격이 헬멧쉘을 통해 헤드 표면에 직접 전달되지 않도록 한다. 그와 동시에, 지지케이지는 연질 재료, 바람직하게는 탄성체로 이루어져, 충격에너지를 더 억제하고 착용감을 높이도록 한다. 마이크로폰의 사운드 리시버는 타원형이나 원형 단면을 가져, 헤드를 마주보는 센서 표면보다 크게 헤드를 마주보는 표면을 갖도록 한다. 이런 식으로, 사운드 리시버가 헤드 위로 전파되는 음파의 대부분을 캡처할 수 있어 센서를 상대적으로 작게 설계할 수 있다. 사운드 리시버가 센서에 견고하게 연결되므로, 사운드 리시버의 자극 진동들이 센서로 전달되어 캡처된다. 센서의 단면은 형상적으로 비스듬하되 라운드질 수 있다. 또, 마이크로폰이 항상 지지케이지와 헤드 위에 배치되어 음파를 캡처링하는 이상적인 위치에 위치한다. 쉽게 진동하는 기다란 아암을 통해 사람의 입 앞에 위치하는 마이크로폰과는 달리, 어떤 간섭진동도, 특히 마이크로폰과 헤드 사이에 헤드의 움직임으로 인한 어떤 상대적 운동도 일어나지 않는다. 마이크로폰과전자기기 사이의 신호 연결은 전기적이나 무선으로 된다. 전기적 연결의 경우, 마이크로폰, 특히 센서와 전자기기 사이에 전기케이블이 배치되고, 이런 전기케이블은 의도적으로 다른 음원들에서 차폐되므로 전기케이블을 통해 마이크로폰으로 어떤 간섭소음도 전달되지 않는다.

센서는 압전센서가 좋다. 압전센서는 마이크로폰의 설치 높이를 최대한 낮출 수 있어 착용감을 높인다. 또는, 센서가 압전저항, 용량성, 전자기형, 전기동력학적 또는 정전형 센서일 수도 있다.

또, 사운드 리시버가 깔대기 형상을 갖고, 센서가 깔대기 형상의 사운드 리시버의 중앙구간에 배치되면 바람직하다. 센서를 중앙에 배치하면, 헤드에서 나오는 음파가 일정하게 센서로 전달된다. 사운드 리시버가 깔대기 형상으로 헤드에 맞는 표면을 갖기 때문에, 간섭 없이 음파를 캡처할 수 있다.

사운드 리시버가 헤드의 헤드면을 마주보는 오목한 곡면을 갖도록 할 수도 있다. 오목한 곡면은 포물선 형태일 수 있다. 이 경우, 특히 광범위한 주파수 스펙트럼의 음파를 캡처할 수 있다. 또, 사운드 리시버의 개방방향 이외의 다른 방향에서 들어가는 간섭 음파들이 사운드 리시버의 진동에 더 적은 영향을 미친다.

마이크로폰이 지지케이지를 통해 전송된 구조전달음파를 억제하는 구조전달음 흡수기를 포함하도록 할 수도 있다. 이 경우, 구조전달음 흡수기가 외부를 향한 사운드 리시버를 제외하고 마이크로폰을 완전히 둘러싸도록 포트형이나 컵 모양을 갖는 것이 바람직하다. 마이크로폰의 나머지 요소들은 구조전달음 흡수기 내부에 배치된다. 그러나, 구조전달음 흡수기가 구조전달음파를 센서나 사운드 리시버에 전달하지 않고 적어도 일부 흡수할 수도 있다. 구조전달음 흡수기가 타격이나 충격을 억제하는 특징을 가질 수도 있다.

구조전달음 흡수기가 탄성체를 갖도록 할 수도 있다. 탄성체는 고체이면서 높은 탄력을 가져, 지지케이지를 통해 마이크로폰에 전달되는 구조전달 음파를 흡수하거나 억제하기에 바람직하다.

탄성체가 고무일 경우, 저비용으로 쉽게 가공할 수 있으면서 흡음효과가 우수하다.

또, 구조전달음 흡수기만 마이크로폰을 지지케이에 물리적으로 직접 연결하도록 할 수도 있다. 이 경우, 구조전달음파가 마이크로폰의 다른 요소에 의해 캡처되어 센서로 전달되는 것이 방지되고, 이런 구조전달 음파는 특히 연결지점에서 생기고 헬멧쉘가 다른 요소들 사이의 마찰로 인한 간섭소음을 일으킨다. 이런 구성에 의해 센서와는 음향적으로 분리된 다른 잠재적 간섭소음원으로는 확성기가 있을 수 있다.

구조전달음 흡수기가 헤드에서 마이크로폰에 맞닿도록 제공된 접촉면을 제공하도록 할 수도 있다. 이 경우, 외부를 향해 기밀된 챔버가 나머지 요소들이 배치되는 마이크로폰의 내부에 형성될 수 있어 유리하다. 예컨대, 원통형의 구조전달음 흡수기를 지지케이지의 대응 원형 개구부에 외부에서 삽입해 지지케이지에 의해 전달된 간섭형 구조전달 음파를 흡수할 수 있다.

또, 구조전달음 흡수기가 헤드를 마주보는 개방 측면을 갖고 컵 형상이며, 접촉면이 개방 측면을 둘러싸고, 사운드 리시버가 개방 측면에서 구조전달음 흡수기의 내부에 배치되도록 할 수도 있다. 이 경우, 개방 측면에 배치된 사운드 리시버 외의 전체 마이크로폰이 흡음 기능을 하여 바람직하다. 컵 모양이기 때문에, 개방 측면 반대쪽의 상부 정면벽은 지지케이지에 맞닿아 체결되기에 적절하다.

지지케이지와 헤드 사이로 지지케이지에 패드가 배치되고, 이들 패드는 헤드의 마이크로폰의 접촉면 둘레로 뻗도록 할 수도 있다. 이런 패드는 지지케이지의 쿠션 기능을 할 뿐만 아니라 마이크로폰의 접촉면과 헤드면 사이의 연결구역을 방음되게 절연할 수도 있다. 패드가 마이크로폰의 접촉면과 헤드 사이로 뻗도록 할 수도 있다. 이런 패드는 머리카락을 기밀되게 둘러싸서 마이크로폰과 헤드면 사이의 기밀 접촉을 설정하는 역할을 한다. 패드가 쿠션 기능을 하여 착용감을 개선하기도 한다.

또, 마이크로폰이 공기중으로 마이크로폰에 전달되는 음파를 억제하기 위한 공기전달음 흡수기를 포함할 수도 있다. 모든 음파가 구조전들음 흡수기에 흡수되는 것은 아니다. 예컨대 극히 연질이고 경량인 재료를 갖는 공기전달음 흡수기가 다공성이면 마이크로폰에 전달되는 공기전달음파를 흡수할 수 있다. 공기전달음 흡수기는 공기전달음파는 물론 구조전달음파도 흡수할 수 있다. 공기전달음 흡수기가 타격이나 충격을 억제할 수도 있다.

또, 공기전달음 흡수기가 발포제를 포함할 수도 있다. 발포ㅈ;p는 생산과 가공이 쉽고 흡음성이 아주 우수하므로, 공기전달음 흡수기로 이상적인 재료이다. 발포제의 기공 크기는 흡수할 음파의 파장 스펙트럼 내에 있는 것이 좋다.

또, 공기전달음 흡수기가 사운드 리시버에 대응하도록 형성된 사운드리시버의 지지면을 갖도록 할 수도 있다. 지지면에 사운드리시버가 맞닿기 때문에, 특정 주파수 범위의 원치않는 진동을 억제할 수 있다. 또, 마이크로폰내의 사운드리시버의 자유진동도 방지된다.

신호연결선이 전기선일 수도 있고, 이 경우 무선연결에 비해 추가 송신기와 수신기가 불필요하며 저렴하게 제작할 수 있다는 장점이 있다. 전기선의 적어도 일부분은 케이블일 수 있고, 고무층을 입힌 구리선을 포함할 수 있는데, 케이블을 감쇠기로 둘러쌀 수도 있다. 전기선이 헬멧쉘의 내면을 따라 뻗어 안내될 수도 있고, 이때 아이나 클립과 같은 안내수단으로 전기선을 안내할 수 있다. 이런 전기선을 접착할 수도 있다. 특히, 전기선을 플러그 연결로 전자기기에 연결할 수 있다. 피팅공간이 헬멧쉘의 외면에 움직이게 배치되면, 전기선의 일부 구간들이 슬라이딩 접점이나 탄성케이블로 형성될 수 있다.

또, 전기선의 적어도 일부 구간이 공기전달음 흡수기 내부에서 나선형으로 뻗을 수도 있는데, 이 경우 전기선이 흡수기에 단단히 맞닿아 전기선을 통해전달된 음파가 억제되는 효과가 있다. 특히, 적어도 하나의 나선형 권선을 갖는 공기전달음 흡수기를 통해 전도체에서 반사된 구조전달음파를 억제할 수 있다.

또, 사운드 리시버가 케이블 채널을 포함하고, 전기선의 적어도 일부 구간이 케이블 채널 안으로 안내되도록 할 수도 있는데, 이 경우 전기선이 센서에 닿기 전의 단부 구간에서 자유진동하는 것을 막을 수 있다. 센서에 심각한 간섭을 일으킬 수 있는 사운드 리시버와는 다른 주파수로 전기선이 진동하는 것을 방지한다.

또, 케이블 채널이 사운드 리시버 내부에서 나선형으로 뻗도록 할 수도 있다. 이 경우, 사운드 리시버와 전기선 사이의 접촉면적이 케이블 채널에서 증가하여, 전달된 구조전달음파가 사운드 리시버의 진폭에 미치는 영향이 줄어든다. 특히, 사운드 리시버로의 비대칭 소리전달이 방지되거나 줄어든다. 사운드 리시버가 공기전달음 흡수기의 지지면에 맞닿는 측면으로 케이블채널이 뻗으면 전기선의 진동이 더 효과적으로 억제된다.

또, 헬멧쉘의 외부에 피팅공간이 배치되어 하우징으로 둘러싸이도록 할 수도 있다. 이 경우, 보호헬멧의 내부를 헬멧쉘로만 둘러싸, 충격으로 인해 느슨해지면서 내부에서 제어할 수 없게 움직이는 요소들이 없도록 할 수 있다. 또, 확성장치와 전자기기도 하우징으로 보호할 수 있다.

또, 외부에서 헬멧쉘에 연결되어 하우징의 일부를 형성하는 헬멧쉘 부착구를 사용할 수도 있다. 헬멧쉘 부착구를 헬멧쉘에 연결하면, 확성장치와 전자기기를 헬멧쉘 부착구와 함께 헬멧쉘에 부착하거나 헬멧쉘에 미리 부착했다가 헬멧쉘을 분리한 다음 배터리 등을 교체하기가 용이하다. 헬멧쉘 부착구는 연결벽을 포함하고 이런 연결벽을 통해 헬멧쉘에 부착된다. 또, 하우징이 헬멧쉘 부착구와 헬멧쉘의 연결벽을 가질 수도 있고, 이런 연결벽은 나머지 헬멧쉘 부착구에 움직이도록 배치되면서 고정될 수도 있다. 또, 연결벽이 헬멧쉘을 향한 피팅공간을 한정하도록 할 수도 있다. 그 외에, 헬멧쉘 부착구의 연결벽과 헬멧쉘이 함께 헬멧쉘에 대한 헬멧쉘 부착구를 체결하는 수단을 포함하도록 할 수도 있다. 이런 체결수단은 비적극적 연결을 위한 플러그 연결 및/또는 적극적 연결을 위한 캐치 연결을 포함한다. 헬멧쉘 부착구가 헬멧쉘에 달린 리테이너에서 움직이면서 헬멧의 헬멧쉘에 형성된 환기 슬롯을 개폐하도록 할 수도 있다.

또, 전자기기가 회로기판, 신호프로세서, 전압원, 신호 수신기, 신호 송신기 및/또는 신호 증폭기를 포함할 수도 있다. 신호기판은 전자기기의 전자요소들은물론 확성장치의 전자요소들의 조직적인 연결을 쉽게 해결한다. 마이크로폰이나 신호 수신기에서 나온 신호들을 처리하기 위해, 마이크로칩이나 프로세서 형태의 신호프로세서를 사용할 수도 있다. 또, 신호프로세서에서 처리된 신호강도에 맞게 사전증폭기와 같은 신호증폭기를 사용해 유입 신호들을 조절할 수도 있다. 신호 송신기와 신호 수신기는 전자기신호를 통해 주변과 통신하도록 무선일 수 있지만, 적외선 송신기와 수신기일 수도 있다. 특히, 블루투스나 Wi-Fi를 다를 수 있는 모바일 네트웍이나 무선송신이나 송신기와 수신기들일 수도 있다. 이 경우, 타인과의 전화, 무선방송 캡처, 휴대폰 통신, 스마트폰 통신 등에 보호헬멧을 이용할 수 있다.

또, 공기전달음을 생성하고 첫번째 확성기를 포함하는 확성장치가 피팅공간에 배치되고, 헬멧쉘에 청력보호구가 부착되며, 청력보호구와 확성장치 사이에서 확성장치에서 생긴 공기전달음을 청력보호구내의 음향출력부에 안내하기 위한 음향선이 제공되도록 할 수도 있다. 이 경우, 확성장치와 음향출력부를 결합한 보호헬멧이 가능하여, 착용자와의 통신을 위해 외부에서 보호헬멧에 추가 튜브나 다른 음향선을 도입할 필요가 없다. 또, 확성기를 설치하기 위해 청력보호구에 전기연결을 할 필요도 없다. 기존의 청력보호구를 음향선 구멍과 같이 필요한 약간의 구조변경만 하면 재사용할 수 있다. 또, 헬멧 착용자가 청력보호구를 쓰고있을 때에도 외부에서 도착할 수 있다는 점에서 유리하다. 특히, 전자기기를 확성장치에 전자적으로 연결하고 전기신호를 공기전달음파로 변환해 확성기에 보낼 수 있다. 헬멧 착용자는 무선으로 통신할 수 있다. 청력보호구는 헬멧에 착탈가능하게 형성되거나 뒷쪽으로 접히도록 형성될 수 있다. 음향선을 연질 실리콘튜브로 만들면 원하는 위치로 접을 수도 있다. 음향선은 청력보호구의 청력공동의 구멍을 통과하여, 공기전달 음파를 음향적으로 출력하도록 할 수도 있다.

또, 확성장치가 제2 확성기를 포함하고, 2개의 확성기가 중간공간에 의해 서로 분리되도록 할 수도 있다. 이 경우, 2개의 청력보호공동각각이 간단하게 소리로 채워질 수 있다. 중간공간에 의해 상호간섭도 줄어들거나 없어진다. 중간공간은 간섭을 더 줄이도록 음향감쇠 기능을 가질 수도 있다. 예컨대, 전자기기를 중간공간에 배치할 수 있다.

또, 확성장치의 확성기 각각이 격막을 갖고, 격막의 수직면은 헤드의 헤드면의 접선에 나란히 뻗어 확성기에서 생긴 음파의 주방출방향이 헤드 반대쪽을 향하도록 할 수도 있다. 이 경우, 확성장치에서 생긴 음파의 전체나 일부도 구조전달음파로 변환되지 않아 착용자의 짜증을 없앨 수 있다.

또, 확성장치의 확성기 각각이 격막을 갖고, 격막의 수직면이 마이크로폰이 차지한 공간의 밖으로 뻗도록 할 수도 있다.

또, 확성장치의 확성기 각각이 관련 확성장치를 제1 챔버와 제2 챔버로 나누는 격막을 갖고, 이런 챔버들을 서로에 대해 기밀되게 밀봉하여 음향 피드백을 피하도록 할 수도 있다.

또, 제1 챔버가 음향선의 출구를 포함하고, 제2 챔버는 기밀되게 밀폐할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 보호헬멧의 정면단면도;
도 2는 보호헬멧의 평면도;
도 3은 보호헬멧의 지지케이지의 측면도와 저면도;
도 4는 도 3의 지지케이지의 마이크로폰 부분의 상세단면도;
도 5~8은 본 발명의 제1 내지 제4 실시예들의 정면단면도들.

도 1에 도시된 보호헬멧(10)은 헬멧쉘(20), 헬멧쉘에 부착된 헬멧쉘 부착구(30) 및 헬멧쉘에 부착된 청력보호구(40)를 포함한다. 헬멧쉘 부착구(30)는 헬멧쉘(20)의 바깥면에 착탈되고 헬멧쉘과 헬멧쉘 부착구(30) 사이에 배치된 피팅공간(34)의 하우징(32)을 헬멧쉘과 함께 형성하며, 헬멧쉘(20)은 하우징(32)의 내벽(32a)을 형성하며, 헬멧쉘 부착구(30)는 하우징의 외벽(32b)을 형성한다. 청력보호구(40)는 우측귀 보호공동(41)과 좌측귀 보호공동(42)을 갖는다. 헬멧쉘(20)의 내부(21)에서, 보호헬멧(10)은 헬멧쉘(20)보다 연질 재료로 이루어진 지지케이지(50)를 가져, 보호헬멧의 착용감을 개선하고 충격을 완화한다. 지지케이지(50)의 중심에는, 음파를 캡처하여 받는 마이크로폰(60)이 배치된다. 마이크로폰(60)은 보호헬멧의 착용자의 말소리를 캡처하고 그 음파를 착용자의 헤드(1) 위로 보낸다. 헤드(1)는 편의상 도 5~8에만 도시한다. 착용자의 말소리를 더 선명히 캡처하기 위해 전두골과 두정골 사이의 연결선 위에 마이크로폰(60)이 위치한다.

확성장치(70)와 통신용 전자기기(80)가 피팅공간(34)에 배치된다. 확성장치(70)는 전자기기(80)에 의해 전송된 전기신호를 음향신호로 변환하고, 음향신호는 청력보호구(40)로 보내진다. 확성장치(70)와 청력보호구(40)인 좌우측 귀 보호공동(41,42) 사이에, 확성장치(70)에서 생긴 공기전달음을 전송하기 위한 탄성 실리콘 튜브로 형성된 음향선(77,78)이 각각 배치된다. 이렇게 형성된 음향선은 전장에 걸쳐 단면적이 일정하여 음향신호를 가능한한 적은 간섭에 노출시킨다. 청력보호 공동(41,42)에 들어가는 음파를 보호헬멧(10)의 착용자가 잘 들을 수 있다. 확성장치(70), 음향선(77,78) 및 청력보호구(40)가 착용자의 귀에 음파를 전송하는 음향헬멧 통신시스템을 구축한다.

도 2는 보호헬멧(10)의 평면도로서, 헬멧쉘(20)은 파단선으로, 헬멧쉘 부착구(30)는 실선으로 표시되었다. 파단선으로 표시된 더 작은 요소들은 확성장치(70), 전자기기(80), 및 헬멧쉘 부착구를 헬멧쉘에 부착하기 위한 연결수단들(26,36)을 나타낸다. 연결수단들(26,36)은 헬멧쉘 부착구(30)의 하류측에서 도면 안쪽으로 돌출한 래칭아암(36)과, 헬멧쉘(20)에 형성된 수용 슬롯(26)이다. 래칭아암(36)이 헬멧쉘(20)의 슬롯(26)에 삽입되어 걸린다. 이런 식으로, 헬멧쉘 부착구(30)가 헬멧쉘(20)에서 고정되고, 헬멧쉘(20)과 부착구(30)가 하우징(32)을 형성하며, 하우징의 피팅공간(34)에 확성장치(70)와 전자기기(80)가 설치된다. 확성기와 전자기기는 밑에서부터 헬멧쉘 부착구(30)에 설치고정된다. 헬멧쉘 부착구(30)는 미부착 상태로 밑에서부터 자유롭게 접근할 수 있어, 확성장치(70)와 전자기기(80)의 설치, 교환 수리를 가능케한다. 헬멧쉘 부착구(30)가 확성기와 전자기기(70,80)와 같이 헬멧쉘(20)에 설치될 수 있어, 기존의 보호헬멧을 간단하게 본 발명으로 개조할 수 있다.

확성장치(70)는 피팅공간(34)에 각각 공간적으로 분리되어 나란히 설치되는 2개의 (굵은 파단선으로 표시된) 확성기(71,72)로 이루어진다. 확성기(71,72)가 공간적으로 분리되어 있어, 좌우측 귀 보호공동(41,42)에 대한 독립적인 음향신호가 각각 생성된다. 확성장치(70)에서 생긴 음향신호와 전자기기(80)에서 생기거나 캡처된 전기신호의 전송을 위해, 헬멧쉘(20)에 기 존재하는 환기채널들을 튜브 안내채널(22)이나 케이블 안내채널(24)로 활용한다. 확성기에 연결되고 관련 귀보호 공동(41,42)까지 이어진 음향선(77,78)은 튜브 안내채널(22)을 통과한다. 전자기기(80)에서 마이크로폰(60)RK지 이어진 신호연결선(65)은 케이블 안내채널(24)을 통과한다. 신호연결선(65)은 전기선이다. 음향선과 전기선(77,78,65)은 편의상 도 1에만 도시하였다.

도 2의 전자기기(80)는 굵은 파단선으로 표시된 다수의 개별 전자요소들(81~87)을 포함하고, 여기서는 81이 회로기판으로서 나머지 전자요소들의 연결을 위한 전자 도체경로들을 가져 전자요소들 사이의 다수의 케이블을 없애, 케이블과 요소들 사이의 마찰을 없애고 구조적 원인에 기인한 음파를 줄인다. 82는 신호세서나 집적회로로 이루어진 신호프로세서이고, 83은 전압원 역할을 하는 축적기이며, 4는 무선 리시버이고, 85는 주변의 모바일 통신망이나 블루투스 기기와 통신하기 위한 무선 송신기이고, 87은 전기선(65)이 연결되고 마이크로폰(60)의 약한 전기신호를 받고 증폭하여 신호프로세서(82)로 보내는 신호증폭기(87)로서 회로기판(81)에 배치된다.

신호프로세서(82)와 축적기(83)는 회로기판(81)에 끼워진다. 무선 수신기(84)와 송신기(85)는 회로기판(81)에 나란히 연결된다. 무선 수신기(84)에서 캡처된 무선신호는 신호프로세서(82)로 보내지고, 신호프로세서(82)는 신호증폭기(87)를 통해 확성기(71,72)와 마이크로폰(60)에 연결된다.

또, 헬멧쉘 부착구(30)에 바닥쪽을 향한 연결벽(30a)이 더 있을 수 있는데, 연결수단(26)은 헬멧쉘(20)을 마주보게 연결벽(30a) 밑에 배치된다. 연결벽(30a)은 편의상 도 1에 도시되어 있다. 이 경우, 헬멧쉘 부착구(30)만이 피팅공간(34)을 위한 하우징(32)을 형성하고, 전자기기(80)와 확성장치(70)의 모든 요소들은 별도로 하우징을 형성하는 헬멧쉘 부착구(30) 안에 배치되어 보호된다. 연결벽(30a)에는 헬멧쉘(20)의 기존 통로에 대응하는 구멍들이 있어, 선들(43,44,65)이 보호헬멧(10) 밑의 영역으로 이어질 수 있다.

어떤 경우에도, 연결수단(26,36) 때문에 헬멧쉘 부착구(30)를 간단하고 안전하게 교환할 수 있는데, 예를 들면 확성기와 전자기기가 없는 기존의 헬멧쉘 부착구를 확성기와 전자기기(70,80)를 갖춘 부착구로 교체할 수 있다. 특히, 헬멧쉘(20)의 내면(20a)에서 음향선(77,78)을 튜브 안내채널(24) 안으로 간단히 삽입할 수 있어, 밑에서부터 삽입된 튜브들을 구부리지 않고 연결할 수 있다.

도 3은 마이크로폰(60)이 지지케이지(50)에 배치된 상태의 측면도와 평면도로서, 지지케이지는 헬멧 착용자의 이마 높이에서 헤드(1)에 맞닿는 지지립(52)과, 착용자의 헤드(1)에 맞닿는 지지립(54,55)을 갖는다. 지지립(54,55) 각각은 2개의 가로립(54)과 2개의 세로립(55)을 포함하고, 이들은 십자가 형태로 배치된다. 마이크로폰(60)은 밑에서부터 지지립(54,55)에 부착되고 지지케이지(50) 안으로 돌출한다. 헬멧쉘(20)에 지지케이지(50)를 체결하기 위한 체결수단(56)이 보호헬멧의 측면부에 배치된다. 보호헬멧(10)을 좀더 편안하게 감싸도록, 지지립(54,55) 밑에서 헤드 표면에 닿는 패드(58,59)가 지지케이지의 안쪽면에 제공된다. 마이크로폰(60)은 지지립(54,55)과 패드(58,59) 사이에 위치하여, 헤드 표면에 있는 마이크로폰(60)의 라이닝도 쿠션작용을 받는다. 지지립(54,55)이 마름모 형태로 배열되기 때문에, 마이크로폰(60)은 지지립(54,55) 사이로 지지케이지(50)의 중심에 일부 배치되며, 전기선(65)은 중앙 구멍(57)을 통해 위로 이어진다.

도 4는 지지케이지(50)에 있는 마이크로폰(60)의 상세도로서, 마이크로폰은 원통형이고 압전센서(61), 헤드를 마주보는 오목 곡면을 갖는 깔대기형 사운드 리시버(62), 및 발포제로 이루어지고 센서(61)와 리시버(62)를 마이크로폰 안에 수용하도록 배열된 공중전달음 흡수기(63)를 포함한다. 외부로부터 마이크로폰(60)에 도착하는 공기전달음파의 대부분은 발포제에 흡수된다. 또, 마이크로폰(60)은 다른 요소(61~63)를 둘러싸는 고무로 이루어진 컵모양의 구조전달음 흡수기(64)를 더 포함하고, 이 흡수기는 마이크로폰(60)을 지지케이지(50)에, 구체적으로는 가로세로 립(54,55)에 연결한다. 구조전달음 흡수기(64)는 지지케이지에 직접 물리적으로 연결된 유일한 요소이고, 이는 마이크로폰의 다른 요소들은 지지케이지(50)에서 전달된 구조전달음에서 차폐된다는 것을 의미한다. 고무는 지지케이지(50)에 의해 마이크로폰(60)에 전달된 구조전달음파를 아주 잘 흡수하는 탄성체이고, 이런 음파는 사운드 리시버(62)로 전달되지 않는다. 사운드 리시버(62)는 중앙구역(62b)에서부터 바깥쪽을 향해 이어진 이중파단선으로 표시된 케이블채널(62a)을 포함한다. 케이블채널(62a)은 공기전달음 흡수기(63)를 마주보는 외면(62c)에 형성된다. 센서(61)에서 나와 전자기기(80)에 연결된 전기선(65)이 케이블채널(62a)에 배치되고, 이 전기선은 공기전달음 흡수기(63)를 통과하는 바깥쪽 구간에서 나선형으로 뻗는다. 그와 동시에, 이 전기선(65)은 구조전달음 흡수기(64)를 통과해 헬멧쉘(20)의 내면을 따라 피팅공간(34)으로 들어가 전자기기(80)에 연결된다. 보호헬멧(10)에 의해 전기선(65)을 통해 전달된 구조전달음파의 대부분은 공기전달음 흡수기(63)내의 전기선(65)의 배치는 물론 사운드 리시버(62)에서의 강력한 맞물림에 의해 센서(61)에 도달하지 못하고 흡수된다. 즉, 헬멧의 착용자의 소리만 센서(61)에 캡처된다.

사운드 리시버(62)는 목재로 이루어지지만, 플라스틱이나 금속으로 만들어질 수도 있다.

헤드(1)에 대한 마이크로폰(60)의 맞닿음을 위해 그리고 공기전달음파의 배제를 위해, 마이크로폰(60)은 구조전달음 흡수기(64)의 돌출부(64a)에 접촉면(64b)에서 맞닿고 착용자의 헤드(1)에서 사운드 리시버(62)와도 맞닿는다. 여기서, 구조전달음 흡수기(64)의 접촉면(64b)을 원형으로 하고, 헤드(1)에 마이크로폰(60)이 기밀방음 접촉을 할 수 있도록 모발이 눌려진다. 이렇게 하여, 헤드(1)나 외부로부터의 공기를 통해 마이크로폰(60)에 닿을 간섭소음이 흡수되어, 센서(61)를 방해하지 않는다. 헬멧 착용자로부터 헤드에 있는 사운드 리시버(62)로의 음파 전달을 위해, 헤드(1)를 마주보는 사운드리시버 가장자리들을 접촉면(64b)에 대해 나란하도록 배치하고, 사운드 리시버(62)의 형상을 헤드의 형상에 맞도록 하는데, 본 실시예에서는 사운드리시버를 깔대기 형태로 한다. 이런 식으로, 헤드에 대한 사운드 리시버(62)의 맞물림이 평균 헤드 형상을 기본으로 하여 개선된다. 또, 공기전달음 흡수기(63)은 사운드리시버(62)의 깔대기형 윗면이나 외면(62c)에 보상되는 지지면(63a)을 형성하는 홈을 가져, 사운드리시버가 공기전달음 흡수기(63)에 맞닿을 수 있다. 따라서, 공기전달음 흡수기(63)에 의한 간섭소음의 흡수가 이루어지면서 간섭소음 흡수효과도 개선된다.

지지케이지(50)의 밑면에 배치된 패드(58,59)도 헤드(1)와 구조전달음 흡수기(64)의 접촉면(64b) 사이에 배치되고, 공기전달음파가 외부에서 내부에 도달해 마이크로폰의 센서(61)에 닿는 것을 막도록 압축된다.

패드는 여러 패드구간(58,59)으로 분할될 수 있고, 예컨대 하나의 내부 패드(59)는 마이크로폰(60) 밑으로 뻗어야 한다.

마이크로폰(60)을 반드시 지지케이지(50) 내부에나 어떤 높이에 배치할 필요는 없지만, 구조전달음 흡수기(64)의 윗면(64c)이 있는 지지케이지(50)의 밑면에 부착할 수는 있다. 이를 위해, 접착연결을 하거나, 특히 마이크로폰과 지지케이지 사이의 착탈연결을 위해 후크-루프 파스너를 사용할 수도 있다. 도 4에서, 구조전달음 흡수기(64)의 윗면(64c)과 마이크로폰(60)의 여러가지 배치 위치(50a~d)를 볼 수 있다. 지지케이지(50)가 마이크로폰(60)을 수용 및/또는 접촉하기 위한 홈을 갖거나 안가질 수도 있다.

도 5~8은 본 발명의 여러 실시예들을 보여준다.

도 5에서, 확성기들(71,72)이 피팅공간(34)에 각도를 이루게 배치되는데, 각각의 격막(73,74)의 수직면(73a,74a)의 연장선이 마이크로폰(60)을 지나도록 배치된다. 이런 수직면은 정지상태의 격막에 대한 것이다. 마이크로폰(60)의 이런 배열에 의해 관련 격막들(73,74)의 수직면(73a,74a)이 마이크로폰(60)이 배치된 공간을 교차하는 확성기(71,72)의 구성보다 음향간섭을 크게 줄어든다. 이런 배열에서는 마이크로폰(60)의 손상이 감소되고 피팅공간(34)이 평평해지는 특징이 생긴다. 특히, 확성기(71,72)의 주 방출방향이 격막(73,74)의 수직면 전체를 가로지르는 평균 방향벡터로 정해져, 마이크로폰이 배치된 공간을 가로지른다. 첫번째 우측 확성기(71)는 전자기기(80)의 적어도 일부가 배치된 중간공간(34a)만큼 두번째 좌측 확성기(72)에서 떨어져 있다. 이런 중간간격(34a) 때문에, 우측 스피커(71)의 신호가 출력측에 있는 좌측 확성기(72)에 연결된 좌측 음향선(78)에 전달되어 예컨대 공진에 의한 간섭 등을 일으키는 것을 피할 수 있다는 장점이 생긴다. 예컨대, 중간공간(34a)을 다른 흡음재로 채워 2개의 확성기의 모든 상호간섭을 더 줄일 수도 있다.

도 6의 실시예에서는, 확성기(71,72)의 장착법이 달라, 각각의 격막(73,74)의 수직면(73a,74a)이 헬멧쉘(20)의 정점에서의 접선에 나란하게 서로 반대방향을 향한다. 이런 구성에서는 마이크로폰(60)의 손상이 최소화된다.

도 7의 실시예에서는 피팅공간(34)에 하나의 확성기(71)만 배치된다. 이 확성기(71)의 격막(73)의 수직면(73a)은 헬멧쉘의 정점에서의 접선에 나란히 뻗는다. 확성기에서 생긴 음향신호를 분할해 음향선(77,78)을 통해 관련 청력보호공동(46,47)에 보내기 위한 음향신호 분할요소(79a)가 제1 챔버(75a)의 출구에 연결된다.

도 8의 실시예에서는 첫번째 확성기(71)만 보이고, 두번째 확성기는 첫번째 확성기에 가려 보이지 않는다. 확성기(71)의 격막(73)의 수직면(73a)은 점이 찍힌 원으로 표시된 것처럼 도면에서 나오는 방향을 향한다. 이 방향으로 앞으로 안내된 음파는 음향신호 분할요소(79)로 안내되어, 음향선(44,45)을 통해 각각의 청력보호 공동(46,47)으로 보내진다.

확성기가 2개인 경우, 2개의 확성기(71,72)의 격막(73,74)의 수직면(73a,74a)이 앞뒤를 향하거나 앞뒤를 향한 방향성분을 갖는다.

Claims (27)

1. 헬멧쉘(20); 통신용 전자기기(80)가 배치되는 피팅공간(34); 헬멧쉘(20)의 내부(21)에 배치되는 지지케이지(50); 및 지지케이지 내부나 표면에 배치되고 음파를 전자적으로 감지하는 센서(61)를 갖춘 마이크로폰(60)을 포함하는 보호헬멧(10)에 있어서:
   마이크로폰(60)이 사운드 리시버(62)를 포함하고, 이 사운드 리시버는 음파를 캡처해 센서(61)에 전달하며;
   사운드 리시버(62)가 캡처할 수 있는 음파는 헬멧 착용자의 발음기관에서 생긴 것이고, 사운드 리시버(62)가 이런 음파를 착용자의 헤드(1) 윗쪽으로 전파할 수 있으며;
   마이크로폰(60)이 신호연결선(65)을 통해 전자기기(80)에 연결되어 캡처한 음파를 신호로 전자기기(80)에 전송하고;
   헬멧쉘(20)의 외부에 피팅공간(34)이 배치되어 하우징(32)으로 둘러싸이며;
   외부에서 헬멧쉘(20)에 연결되어 하우징(32)의 일부를 형성하는 헬멧쉘 부착구(30)가 제공되고, 상기 헬멧쉘 부착구(30)는 헬멧쉘(20)에 달린 리테이너에서 움직이면서 헬멧쉘에 형성된 환기 슬롯을 개폐할 수 있는 것을 특징으로 하는 보호헬멧.
2. 제1항에 있어서, 상기 센서(61)가 압전센서인 것을 특징으로 하는 보호헬멧.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 사운드 리시버(62)가 깔대기 형상을 갖고, 센서(61)가 깔대기 형상의 사운드 리시버(62)의 중앙구간(62b)에 배치되는 것을 특징으로 하는 보호헬멧.
4. 제1항에 있어서, 사운드 리시버(62)가 헤드(1)의 헤드면을 마주보는 오목한 곡면을 갖는 것을 특징으로 하는 보호헬멧.
5. 제1항에 있어서, 마이크로폰(60)이 지지케이지(50)를 통해 전송된 구조전달음파를 억제하는 구조전달음 흡수기(64)를 포함하는 것을 특징으로 하는 보호헬멧.
6. 제5항에 있어서, 구조전달음 흡수기(64)가 탄성체를 갖는 것을 특징으로 하는 보호헬멧.
7. 제6항에 있어서, 탄성체가 고무인 것을 특징으로 하는 보호헬멧.
8. 제5항에 있어서, 구조전달음 흡수기(64)만 마이크로폰(60)을 지지케이지(50)에 물리적으로 직접 연결하는 것을 특징으로 하는 보호헬멧.
9. 제5항에 있어서, 구조전달음 흡수기(64)가 헤드에서 마이크로폰(60)에 맞닿도록 제공된 접촉면(64b)을 제공하는 것을 특징으로 하는 보호헬멧.
10. 제9항에 있어서, 구조전달음 흡수기(64)가 헤드를 마주보는 개방 측면(64c)을 갖고 컵 형상이며, 접촉면(64b)이 개방 측면(64c)을 둘러싸고, 사운드 리시버(62)가 개방 측면(64c)에서 구조전달음 흡수기(64)의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 보호헬멧.
11. 제9항에 있어서, 지지케이지(50)와 헤드(1) 사이로 지지케이지(50)에 패드(58,59)가 배치되고, 이들 패드(58,59)는 헤드(1)의 마이크로폰(60)의 접촉면(64b) 둘레로 뻗는 것을 특징으로 하는 보호헬멧.
12. 제1항에 있어서, 마이크로폰(60)이 공기중으로 마이크로폰에 전달되는 음파를 억제하기 위한 공기전달음 흡수기(63)를 포함하는 것을 특징으로 하는 보호헬멧.
13. 제12항에 있어서, 공기전달음 흡수기(63)가 발포제를 포함하는 것을 특징으로 하는 보호헬멧.
14. 제12항에 있어서, 공기전달음 흡수기(63)가 사운드 리시버(62)의 형상에 일치하도록 형성된 사운드리시버의 지지면(63a)을 갖는 것을 특징으로 하는 보호헬멧.
15. 제12항에 있어서, 신호연결선(65)이 전기선인 것을 특징으로 하는 보호헬멧.
16. 제15항에 있어서, 전기선(65)의 적어도 일부 구간이 공기전달음 흡수기(63) 내부에서 나선형으로 뻗는 것을 특징으로 하는 보호헬멧.
17. 제15항에 있어서, 사운드 리시버(62)가 케이블 채널(62a)을 포함하고, 전기선의 적어도 일부 구간이 케이블 채널(62a) 안으로 안내되는 것을 특징으로 하는 보호헬멧.
18. 제17항에 있어서, 케이블 채널(62a)이 사운드 리시버(62) 내부에서 나선형으로 뻗는 것을 특징으로 하는 보호헬멧.
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21. 제1항에 있어서, 전자기기(80)가 회로기판(81), 신호프로세서(82), 전압원(83), 신호 수신기(84), 신호 송신기(85) 및 신호 증폭기(87) 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 보호헬멧.
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