KR102285842B1

KR102285842B1 - 부동 탄성중합체 슬리브를 갖는 호흡기

Info

Publication number: KR102285842B1
Application number: KR1020167015634A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 엠 블롬버그
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2014-11-11
Publication date: 2021-08-05
Also published as: CN105722557A; AU2014348868B2; AU2014348868A1; JP2016538047A; EP3068498A1; RU2649827C1; CN105722557B; WO2015073414A1; RU2016119246A; AU2017258864A1; KR20160086893A; US11571591B2; CN111317933A; CN111317933B; US20150136142A1; US20200376306A1; PE20160640A1; AU2017258864B2; CA2930418A1; US9814913B2

Abstract

탄성중합체 슬리브를 갖는 호흡기 장치가 제공된다. 예시적인 실시예에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 호흡기 장치는 강성 노즐 요소, 및 탄성중합체 슬리브를 갖는 수납부를 포함하는 본체를 포함한다. 탄성중합체 슬리브는 채널을 한정하고, 탄성중합체 슬리브는 노즐 요소가 채널 내로 삽입될 때 노즐 요소 주위에서 변형되도록 구성된다.

Description

부동 탄성중합체 슬리브를 갖는 호흡기{RESPIRATOR WITH FLOATING ELASTOMERIC SLEEVE}

본 발명은 호흡기 장치(respirator device), 특히 노즐 요소 주위에서 변형되도록 구성된 탄성중합체 슬리브(elastomeric sleeve)를 갖는 수납부(receiver)를 포함하는 호흡기 장치에 관한 것이다.

호흡 보호 장치는 통상적으로 마스크 본체, 및 마스크 본체에 부착되는 하나 이상의 필터 카트리지를 포함한다. 마스크 본체는 코와 입 위에서 사람의 안면 상에 착용되고, 일부 경우에 머리, 목, 또는 다른 신체 부위들을 덮는 부분들을 포함할 수 있다. 필터 카트리지 내에 배치된 필터 매체를 통과한 후에 착용자에게 이용가능한 청정 공기가 만들어질 수 있다. 음압(negative pressure) 호흡 보호 장치에서, 공기는 흡기(inhalation) 동안에 착용자에 의해 발생된 음압에 의해 필터 카트리지를 통해 흡인된다. 동력식 공기 장치에서, 팬(fan) 또는 다른 동력식 유닛이 사용자에게 공기를 전달하는 것을 도울 수 있다. 외부 환경으로부터의 공기는 필터 매체를 통과하여 마스크 본체의 내부 공간으로 들어가는데, 내부 공간에서 공기가 착용자에 의해 흡기될 수 있다.

호흡기에 필터 카트리지 또는 요소를 부착하기 위해 다양한 기술이 사용되어 왔다. 필터 카트리지는 통상적으로, 예를 들어 나사 결합, 베이어닛(bayonet) 결합 또는 다른 결합을 통해 마스크 본체의 입구 포트에 연결된다. 착용자를 위한 공기를 여과하기 위해 2개의 카트리지들이 제공되는 이중 카트리지 호흡 보호 장치의 경우에, 필터 카트리지들은 종종 카트리지들이 착용자의 머리의 측부들에서 외향으로 연장되도록 마스크의 중심 부분으로부터 멀리, 마스크의 각각의 뺨 부분에 근접하게 위치되는 공기 입구들에 연결된다. 통상적으로 각각의 공기 입구에 흡기 체크 밸브가 제공되어, 공기가 예를 들어 필터 카트리지로부터, 중심 부분으로부터 멀고 마스크 본체의 각각의 뺨 부분에 근접하는 공기 입구를 통해 호흡 구역 내로 전달될 수 있게 한다.

본 발명은 탄성중합체 슬리브를 포함하는 수납부를 갖는 본체, 및 외측 표면을 갖는 강성 노즐 요소를 포함하는 장치를 제공한다. 탄성중합체 슬리브는 채널을 한정하고, 탄성중합체 슬리브는 노즐 요소가 채널 내로 삽입될 때 노즐 요소의 외측 표면 주위에서 변형되도록 구성된다.

본 발명은 본체 및 필터 카트리지를 포함하는 호흡기 장치를 추가로 제공한다. 본체는 필터 카트리지 수납부, 및 외측 표면 및 채널을 한정하는 내측 표면을 갖는 탄성중합체 슬리브를 포함한다. 필터 카트리지는 외측 표면을 갖는 강성 노즐 요소를 포함한다. 탄성중합체 슬리브의 외측 표면의 적어도 일부분은 강성 구성요소와 접촉하지 않고, 탄성중합체 슬리브는 노즐 요소가 채널 내로 삽입될 때 노즐 요소의 외측 표면 주위에서 확장되도록 구성된다.

상기의 발명의 내용은 각각의 개시된 실시예 또는 모든 구현예를 설명하려는 것은 아니다. 하기 도면 및 상세한 설명이 예시적인 실시예를 더욱 구체적으로 예시한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 추가로 설명될 수 있는데, 도면에서 동일한 구조는 여러 도면 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호에 의해 지칭된다.
도 1은 본 발명에 따른 예시적인 호흡기 장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 예시적인 호흡기 카트리지의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 예시적인 수납부의 부분도.
도 4는 본 발명에 따른 예시적인 수납부의 부분도.
도 5는 본 발명에 따른 예시적인 노즐 및 수납부의 부분 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 예시적인 노즐 및 수납부의 부분 단면도.
전술된 도면은 개시된 발명 요지의 다양한 실시예를 설명하지만, 다른 실시예가 또한 고려된다. 모든 경우에, 본 개시 내용은 개시된 발명 요지를 제한하는 것이 아니라 대표적인 것으로서 제시하고 있다. 본 발명의 원리의 범주 및 사상에 속하는 다수의 다른 변형 및 실시예가 당업자에 의해 창안될 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 수납부를 포함하는 본체 및 강성 노즐 요소를 포함하는 호흡기 장치를 제공한다. 수납부는 채널을 한정하는 탄성중합체 슬리브를 포함한다. 노즐 요소가 탄성중합체 슬리브의 채널 내로 삽입될 때, 탄성중합체 슬리브는 노즐 주위에서 시일(seal)을 형성하도록 노즐 요소의 외측 표면 주위에서 변형된다. 예를 들어, 필터 카트리지가, 원치 않는 오염물 및 부스러기의 유입을 방지하는 강건한 시일을 제공하면서, 이렇게 본체에 용이하게 결합될 수 있다.

도 1은 결합해제된 필터 카트리지(120)를 포함하는 예시적인 호흡기 장치(100)의 사시도이다. 예시적인 호흡기 장치(100)는 코와 입을 덮고 내부 공기 공간을 한정하도록 사용자에 의해 착용될 수 있는 반면형(half mask) 호흡기일 수 있다. 호흡기 장치(100)는 마스크 본체와 같은 본체(110), 및 본체(110)의 반대 측부들에 위치된 하나 이상의 필터 카트리지(120)를 포함한다. 본체(110)는, 예를 들어 본체(110)의 반대 측부들에서, 필터 카트리지(120)의 일부분을 수용하도록 구성된 하나 이상의 수납부(140)를 포함한다. 본체(110) 및 필터 카트리지(120)는, 필터 카트리지(120)와 본체(110) 사이에 공기 유동 채널을 형성하기 위하여 수납부(140)가 필터 카트리지(120)와 상호작용하도록, 유체 유동가능하게 결합될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 본체(110)는 동력식 공기 정화 호흡기와 같은 동력식 공기 호흡기 장치의 하우징 또는 구성요소, 또는 헤드 장착식 호흡기 장치 본체일 수 있고/있거나 수납부는 호스 또는 다른 공기 전달 구성요소와 유체 유동가능하게 결합될 수 있다.

본체(110)는 하나 이상의 강성 부분(111) 및 탄성중합체 안면 접촉 부분(112)을 포함할 수 있다. 호기된(exhaled) 공기가 내부 공기 공간으로부터 퍼지되는(purged) 것을 허용하도록 호기 밸브(113)가 본체(110) 상에 위치될 수 있다. 호흡기 장치(100)는 또한 본체(110)를 사용자의 머리 상에 지지할 수 있는 하니스 조립체(harness assembly)(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.

필터 카트리지(120)는 하나 이상의 래치(latch), 나삿니(thread), 커넥터 또는 당업계에 공지된 다른 적합한 상호보완적인 특징부에 의해서 본체(110) 및/또는 수납부(140)에 고정될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 호흡기 장치(100)는 수납부(140)에 필터 카트리지(120) 및/또는 노즐 요소(130)를 고정하는 캔틸레버 래치(150)를 포함한다. 도 1 내지 도 5의 실시예에서, 캔틸레버 래치(150)는 필터 카트리지(120)와 일체형이고 노즐 요소(130)와 실질적으로 평행하거나 함께 연장된다. 수납부(140) 또는 본체(110)는 본체(110)와 필터 카트리지(120) 사이에서 견고한 기계적 연결부를 제공하도록 캔틸레버 래치(150)와 상호작용하는 개구(114) 및/또는 정합 표면(115)을 포함한다.

캔틸레버 래치(150)는 본체(110)와의 결합을 용이하게 하기 위하여 하나 이상의 특징부를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 캔틸레버 래치(150)는 캔틸레버 래치(150)의 길이 또는 일부 실시예에서 말단부를 따라 위치된 누름 버튼(152) 및 고정 돌출부(151)를 포함한다. 고정 돌출부(151)는 필터 카트리지(120)를 본체(110)에 고정하는 것을 돕기 위하여 정합 표면(115)과 상호작용하도록 구성될 수 있다. 누름 버튼(152)은 본체(110)로부터 필터 카트리지(120)를 분리하도록 구성된다. 사용자는 누름 버튼(152)에 힘 또는 압력을 가하여 캔틸레버 래치(150)를 변형시켜 정합 표면(115)으로부터 고정 돌출부(151)를 분리할 수 있다. 필터 카트리지(120)는 이어서 수납부(140)로부터 결합해제되거나 제거될 수 있다.

도 2는 예시적인 필터 카트리지(120)를 도시한다. 필터 카트리지(120)는 예를 들어 주위 공기가 본체(110)와 사용자의 안면 사이의 내부 공기 공간 내로 이동하기 전에 주위 공기를 여과한다. 예시적인 실시예에서, 필터 카트리지(120)는, 제1 및 제2 주 표면(121, 122)들 및 제1 주 표면(121)과 제2 주 표면(122) 사이에서 적어도 부분적으로 연장되는 측벽(123)을 갖는 본체 부분(124)을 포함한다. 제1 및 제2 주 표면(121, 122)들 및/또는 측벽(123) 중 하나 이상은 공기가 필터 카트리지(120)로 들어가는 것을 허용하도록 유체 투과성이다. 일부 예시적인 실시예에서, 필터 카트리지(120)는 외측 하우징이 없거나 하우징에 의해 부분적으로 둘러싸인 주 필터 매체를 포함할 수 있다.

노즐 요소(130)는 필터 카트리지(120)의 본체 부분(124)으로부터 연장된다. 예시적인 실시예에서, 노즐 요소(130)는 본체 부분(124)과 일체형이고 측벽(123)으로부터 연장된다. 일부 예시적인 실시예에서, 노즐 요소(130)는 본체 부분(124)에 해제가능하게 또는 영구적으로 결합될 수 있는 별개의 구성요소이다. 다양한 예시적인 실시예에서, 노즐 요소(130)는 제1 또는 제2 주 표면(121, 122)으로부터 연장될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 노즐 요소(130)는 선단부(leading end, 131), 기부 단부(base end, 132), 외측 표면(133), 및 외측 표면(133)의 반대편에 있는 내측 표면(134)을 포함한다. 내측 표면(134)은 공기 유동 채널(135)을 한정한다. 기부 단부(132)와 선단부(131) 사이의 임의의 특정 위치에서, 외측 표면(133)은 주변부(P)에 의해 경계지어지는 단면적(A)을 갖는다. 일부 예시적인 실시예에서, 노즐 요소(130)의 형상은 주변부(P)와 단면적(A)이 노즐 요소(130)의 길이에 걸쳐 실질적으로 균일하도록 기부 단부(132)와 선단부(131) 사이에서 변하지 않는다. 대안적으로, 노즐 요소(130)의 형상은, 예를 들어 기부 단부(132)에 더 가까운 위치와 비교할 때 선단부(131)가 더 작은 주변부(P) 및/또는 단면적(A)을 나타내도록 변할 수 있다. 약간 더 작은 선단부(131)를 갖는 노즐 요소(130)가 본 명세서에 기술된 바와 같이 수납부(140) 내로의 노즐 요소의 삽입을 용이하게 할 수 있다.

도 3 및 도 4는 강성 외측 부분(141) 및 탄성중합체 슬리브(170)를 포함하는 예시적인 수납부(140)를 도시한다. 수납부(140)는 노즐 요소(130)가 강성 외측 부분(141)과 탄성중합체 슬리브(170)에 의해 한정된 채널(147) 내로 활주할 수 있도록 필터 카트리지(120)와 결합하도록 구성된다. 예시적인 실시예에서, 강성 외측 부분(141)은 본체(110)와 필터 카트리지(120) 사이에서 주요한 구조적 지지 및 안정성을 제공할 수 있고, 탄성중합체 슬리브(170)는 외부 환경으로부터 원치 않는 오염물 또는 부스러기의 유입을 방지하도록 노즐 요소(130) 주위에 시일을 제공한다.

탄성중합체 슬리브(170)는 제1 단부 부분(171), 제2 단부 부분(172), 외측 표면(173) 및 부분적으로 채널(147)을 한정하는 내측 표면(174), 및 제1 단부 부분(171)과 제2 단부 부분(172) 사이에서의 채널(147)의 방향으로의 종방향 길이(l)(도 5)를 포함한다. 길이(l)를 따른 임의의 특정 위치에서, 내측 표면(174)은 채널(147)의 단면적(a)을 한정하고, 외측 표면(173)은 외측 주변부(p)를 한정한다. 일부 예시적인 실시예에서, 탄성중합체 슬리브(170)의 형상은 주변부(p) 및/또는 단면적(a)이 임의의 특정 위치에서 실질적으로 균일하도록 길이(l)에 걸쳐 변하지 않는다. 대안적으로, 탄성중합체 슬리브(170)의 형상은 예를 들어 제2 단부 부분(172)에 더 가까운 위치에 비해 제1 단부 부분이 더 작은 주변부(p) 및/또는 단면적(a)을 나타내도록 길이(l)에 걸쳐 변할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 노즐 요소(130)는 노즐 요소(130)가 탄성중합체 슬리브(170) 내로 삽입될 때 간섭이 일어나도록 탄성중합체 슬리브(170)보다 비교적 더 크다. 약간 더 작은 선단부(131)를 갖는 탄성중합체 슬리브(170)는 예를 들어 본 명세서에서 추가로 기술되는 바와 같이 내측 표면(174)과 노즐 요소(130) 사이의 밀봉을 용이하게 할 수 있다.

탄성중합체 슬리브(170)는 부동(floating)이거나 그렇지 않으면 외향 탄성 변형 또는 확장을 제한하는 강성 구성요소와 직접 접촉하지 않는 적어도 일부분을 포함한다. 예를 들어, 외측 표면(173)의 적어도 일부분은 외향 탄성 변형 또는 확장을 제한하는 강성 구성요소와 직접 접촉하지 않는다. 예시적인 실시예에서, 제1 단부 부분(171)은 부동 단부이고 본체(110)의 강성 구성요소와 결합되지 않는다. 탄성중합체 슬리브(170)는 외향 탄성 변형 또는 확장을 제한할 수 있는 강성 구성요소에 의해 지지되지 않는 중간 부분(177)을 추가로 포함한다. 강성 구성요소에 의해 지지되지 않는 적어도 일부분을 포함하는 탄성중합체 슬리브는 탄성중합체 슬리브가 휘어지고/지거나 관절운동되는 것을 허용한다. 탄성중합체 슬리브(170)는 따라서 본체(110)와 필터 카트리지(120) 사이의 가능한 상대 운동에도 불구하고 강건한 시일이 유지될 수 있도록 노즐 요소(130)의 이동을 추적하거나 따를 수 있다.

예시적인 실시예에서, 탄성중합체 슬리브(170)는 탄성중합체 슬리브(170)가 하나 이상의 리브(rib)(175)를 포함하도록 변화하는 벽 두께를 갖고/갖거나 등고선 형상(contoured shape)을 갖는 섹션들을 포함한다. 리브(175)는 노즐 요소(130)의 외측 표면(133)과 접촉하도록 구성된 내측 표면(174)의 위치에 위치될 수 있다. 리브(175)는 요구되는 시일을 제공하도록 외측 표면(133)과의 연속적인 접촉을 용이하게 할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 노즐 요소(130)와 탄성중합체 슬리브(170) 사이의 최대 간섭은 리브(175)의 위치에 집중될 수 있다. 제한된 간섭 영역의 제공은 일관된 시일을 확보하면서 본체(110)와 필터 카트리지(120)를 결합시키기 위하여 사용자가 가해야만 하는 힘을 감소시킬 수 있다.

도 5는 노즐 요소(130)가 수납부(140)에 의해 한정된 채널 내에 위치되도록 수납부(140)와 결합된 예시적인 노즐 요소(130)를 도시한다. 탄성중합체 슬리브(170)는 필터 카트리지(120)가 수납부(140) 내로 삽입될 때 노즐 요소(130)의 외측 표면(133)에 순응할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 비교적 작은 탄성중합체 슬리브(170) 내로의 비교적 큰 노즐 요소(130)의 삽입은 탄성중합체 슬리브(170)가, 예를 들어 노즐 요소(130)의 외측 표면(133) 주위에서의 확장에 의한 것과 같이 변형되게 한다. 예시적인 실시예에서, 탄성중합체 슬리브는 외측 표면(173)의 주변부(p)(도 4) 및/또는 내측 표면(174)에 의해 한정된 단면적(a)이, 노즐 요소(130)가 탄성중합체 슬리브(170) 내에 위치되지 않은 때와 비교될 때, 노즐 요소(130)가 탄성중합체 슬리브(170) 내에 위치된 때 더 커지도록 확장된다.

노즐 요소(130) 주위에서의 탄성중합체 슬리브(170)의 탄성 변형 또는 확장은 탄성중합체 슬리브를 그의 중립 상태로 복원시키도록 작용하는 복원력을 초래한다. 그러한 힘은 탄성중합체 슬리브(170)가 노즐 요소(130)의 외측 표면(133) 주위에 클램핑되게 하고 탄성중합체 슬리브(170)와 외측 표면(133) 사이의 연속적인 접촉을 촉진시키게 한다.

예시적인 실시예에서, 탄성중합체 슬리브(170)의 적어도 일부분이 본체(110)의 강성 구성요소와 접촉하지 않는 구성에서 탄성중합체 슬리브(170)의 탄성 변형 또는 확장은, 예를 들어 노즐 요소(130)와 본체(110)의 강성 구성요소 사이에서 탄성중합체 슬리브가 압축된다면 일어날 수 있는 압축과 반대로, 탄성중합체 슬리브(170) 주위에 인장을 초래한다. 예시적인 실시예에서, 탄성중합체 슬리브(170)는 노즐 요소(130)가 수납부(140)와 결합된 때 후프 텐션(hoop tension)을 나타낸다. 일부 예시적인 실시예에서, 탄성중합체 슬리브(170)는 탄성중합체 슬리브(170)의 공기 유동 축(x) 및 반경방향 두께(y) 둘 모두에 수직인 방향(z)으로 인장 상태에 일부분을 갖는 것으로 기술될 수 있다.

탄성중합체 슬리브(170)는 필터 카트리지(120)가 본체(110)와 결합될 때 수납부(140)의 특징부와 직접적으로 또는 간접적으로 밀봉 결합된다. 예시적인 실시예에서, 탄성중합체 슬리브는 수납부(140)의 내부 표면 또는 플랜지(144)와 접촉하는 밀봉 표면(176)을 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 하나 이상의 커넥터(145)가 수납부(140)와 탄성중합체 슬리브를 밀봉 결합시킬 수 있다. 예시적인 실시예에서, 밀봉 표면(176) 및 커넥터(145)는 밀봉 결합이 채널(147) 내로의 노즐 요소(130)의 삽입에 의해 촉진되도록 플랜지(144)에 인접하여 위치된다. 예시적인 실시예에서, 탄성중합체 슬리브(170) 및/또는 커넥터(145)는 본체(110)에 영구적으로 결합된다. 다른 예시적인 실시예에서, 탄성중합체 슬리브(170) 및/또는 커넥터(145)는 제거되고 교체될 수 있다.

탄성중합체 슬리브(170)는 필터 카트리지 주위에서 반복적으로 탄성 변형될 수 있는 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 탄성중합체 슬리브(170)는 미국 미시시피주 아드리안 소재의 웨커 케미칼 코포레이션(Wacker Chemical Corp.)으로부터 입수 가능한 엘라스토실(ELASTOSIL) 3003/60A와 같은 열경화성 실리콘 재료로 제조된다. 다른 적합한 재료는 열가소성 가황물(thermoplastic vulcanate, TPV), 열가소성 탄성중합체(thermoplastic elastomer, TPE), 성형가능한 고무, 우레탄, 성형가능한 탄성중합체, 이들의 조합, 및 당업계에 공지된 다른 적합한 재료를 포함한다.

탄성중합체 슬리브는 필터 카트리지(120)와 본체(110) 사이에서 적합한 치수 공차 및 상대 운동을 허용하면서 노즐 요소(130) 주위에서 일관된 시일을 허용하기에 충분한 길이를 갖는다. 예시적인 실시예에서, 탄성중합체 슬리브(170)는 탄성중합체 슬리브(170)의 벽 두께(t)보다 상당히 큰 채널(147)의 종방향으로의 길이(l)를 갖는다. 다양한 예시적인 실시예에서, 탄성중합체 슬리브(170)는 6 mm 내지 14 mm, 8 mm 내지 12 mm, 또는 약 10 mm의 길이(l), 및 0.5 mm 내지 2 mm, 0.75 mm 내지 1.5 mm, 또는 약 1.0 mm의 벽 두께(t)를 갖는다. 일부 예시적인 실시예에서, 벽 두께(t)는 길이(l)에 걸쳐 실질적으로 균일하고 다른 예시적인 실시예에서 벽 두께(t)는 길이(l)에 걸쳐 변한다.

노즐 요소(130) 및 수납부(140)의 형상, 위치설정 및 구성은 필터 카트리지(120)가 착용자의 안면 또는 머리에 가깝게 위치하고 본체(110)에 대하여 움직임이 거의 또는 전혀 없는 것을 허용하도록 선택될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 노즐 요소(130)의 외측 표면(133)과 수납부(140)의 강성 외측 부분은 구성요소들 사이에서 회전을 방지하는 비-원형 형상을 나타낼 수 있다. 다양한 실시예에서, 노즐 요소(130)는 기다란 난형(oval) 형상, 타원 형상, 불규칙 형상, 원형 형상 또는 다른 적합한 형상을 나타낸다. 기다란 난형 형상은, 예를 들어 회전을 방지하고, 연속적인 시일이 제공되도록 노즐 요소(130) 주위에서의 탄성중합체 슬리브(170)의 확장을 용이하게 한다. 노즐 요소(130)는 수납부(140) 내로 충분한 거리로 연장된다. 노즐 요소(130) 및 수납부(140)의 상호보완적인 형상은 안정한 연결을 제공하고 의도하지 않은 결합해제를 방지한다. 노즐 요소(130)와 수납부(140) 사이의 충분한 결합은 상대 운동을 최소화하고, 필터 카트리지(120)와 본체(110) 사이의 강건한 연결의 인식을 제공한다.

필터 카트리지(120) 및 수납부(140)는 결합된 때 필터 카트리지(120)와 수납부(140) 사이의 상대 이동을 최소화하도록 추가적인 특징부를 제공할 수 있다. 필터 카트리지(120) 및 수납부(140)는 노즐 요소(130)와 수납부(140)를 정렬하기 위해 상호작용하는 돌출부, 채널 또는 당업계에 공지된 다른 적합한 정렬 특징부와 같은 하나 이상의 정렬 특징부를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 예를 들어, 돌출부의 형태인 제1 정렬 특징부(138)와, 채널, 슬롯 또는 홈의 형태인 제2 정렬 특징부(148)가 노즐 요소(130)와 수납부(140)의 결합 동안에 상호작용한다. 제1 및 제2 정렬 특징부(138, 139)들은 삽입 동안에 노즐 요소(130)와 수납부(140)를 정렬시키는 것, 및 결합된 때 상대 운동을 방지하도록 구성요소들을 고정하는 것을 도울 수 있다.

노즐 요소(130)는 외측 표면(133)으로부터 외향으로 연장되는 하나 이상의 리브(137)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 리브(137)는 노즐 요소와 수납부(140) 사이에서 밀착 끼워맞춤을 제공하기 위하여 수납부(140)의 강성 외측 부분(141)과 상호작용하도록 하는 치수로 될 수 있다. 리브(137)는 연장된 영역에 걸쳐 간섭 끼워맞춤 없이 노즐 요소(130)와 수납부(140) 사이의 견고한 기계적 결합을 용이하게 할 수 있고, 따라서 본체(110)에 노즐 요소(130)를 결합시킬 때 사용자에 의해 가해지는 힘을 제한할 수 있다.

도 6은 다른 예시적인 호흡 장치(600)의 부분 단면도를 도시한다. 예시적인 호흡기 장치(600)는 전술된 호흡기 장치(100)의 특징부와 유사한 특징부를 포함하고, 본체(610)의 구성요소와 결합하는 제1 단부(671)를 포함하는 탄성중합체 슬리브(670)를 갖는다.

예시적인 실시예에서, 탄성중합체 슬리브(670)는 제1 단부 부분(671), 제2 단부 부분(672), 외측 표면(673), 및 부분적으로 채널(647)을 한정하는 내부 표면(674)을 포함한다. 제1 단부 부분(671)은 본체(110)의 구성요소와 결합한다. 예시적인 실시예에서, 외측 표면(673)은 본체(610)에 의해 한정된 내부 공간 내부에서 제2 챔버(617)로부터 제1 챔버(616)를 분할하는, 예를 들어 하나 이상의 내부 벽과 직접적으로 또는 간접적으로 접촉한다.

탄성중합체 슬리브(670)는 부동이거나 그렇지 않으면 외향 탄성 변형 또는 확장을 제한하는 강성 구성요소와 직접 접촉하지 않는 적어도 일부분을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 탄성중합체 슬리브(670)는 외향 탄성 변형 또는 확장을 제한할 수 있는 강성 구성요소에 의해 지지되지 않는 중간 부분(677)을 포함한다. 공간(678)이 중간 부분(677)에 근접한 외측 표면(673)에 인접하여 존재한다. 강성 구성요소에 의해 지지되지 않는 적어도 일부분을 포함하는 탄성중합체 슬리브(670)는 탄성중합체 슬리브가 휘어지고/지거나 관절운동되는 것을 허용한다. 탄성중합체 슬리브(670)는 따라서 본체(610)와 필터 카트리지(620) 사이의 가능한 상대 운동에도 불구하고 강건한 시일이 유지될 수 있도록 노즐 요소(630)의 이동을 추적하거나 따를 수 있다.

탄성중합체 슬리브(670)는 필터 카트리지(620)가 수납부(640) 내로 삽입될 때 노즐 요소(630)의 외측 표면(633)에 순응할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 비교적 작은 탄성중합체 슬리브(670) 내로의 비교적 큰 노즐 요소(630)의 삽입은 탄성중합체 슬리브(670)가 노즐 요소(630)의 외측 표면(633) 주위에서 탄성적으로 변형되거나 확장되게 한다. 예시적인 실시예에서, 탄성중합체 슬리브는 중간 부분(670)에서의 외측 표면(673)의 주변부(p) 및/또는 내측 표면(674)에 의해 한정된 단면적(a)이, 노즐 요소(130)가 탄성중합체 슬리브(670) 내에 위치되지 않은 때와 비교될 때, 노즐 요소(630)가 탄성중합체 슬리브(670) 내에 위치된 때 더 커지도록 확장된다.

노즐 요소(630) 주위에서의 탄성중합체 슬리브(670)의 탄성 변형 또는 확장은 탄성중합체 슬리브를 그의 중립 상태로 복원시키도록 작용하는 복원력을 초래한다. 그러한 힘은 탄성중합체 슬리브(670)가 노즐 요소(630)의 외측 표면(633) 주위에 클램핑되게 하고 탄성중합체 슬리브(670)와 외측 표면(633) 사이의 연속적인 접촉을 촉진시키게 한다.

예시적인 실시예에서, 탄성중합체 슬리브(670)의 적어도 일부분이 본체(610)의 강성 구성요소와 접촉하지 않는 상태에서 탄성중합체 슬리브(670)의 확장은, 예를 들어 노즐 요소(630)와 본체(610)의 강성 구성요소 사이에서 탄성중합체 슬리브가 압축된다면 일어날 수 있는 압축과 반대로, 탄성중합체 슬리브(670) 주위에 인장을 초래한다. 예시적인 실시예에서, 탄성중합체 슬리브(670)는 노즐 요소(630)가 수납부(640)와 결합된 때 후프 텐션을 나타낸다. 일부 예시적인 실시예에서, 탄성중합체 슬리브(670)는 탄성중합체 슬리브(670)의 공기 유동 축(x) 및 반경방향 두께(y) 둘 모두에 수직인 방향(z)으로 인장 상태에 일부분을 갖는 것으로 기술될 수 있다.

본 명세서에 개시된 바와 같은 탄성중합체 슬리브를 갖는 호흡기 장치가 몇몇 특징 및 이점을 제공한다. 부동이거나 그렇지 않으면 외향 확장을 제한하는 강성 구성요소와 직접 접촉하지 않는 적어도 일부분을 포함하는 탄성중합체 슬리브가 호흡 보호 장치의 본체와 노즐 요소 사이에 시일을 생성하는 데 상당한 이점을 제공한다. 탄성중합체 슬리브는 휘어지고 관절운동될 수 있으며, 따라서 노즐 요소가 수납부에 대하여 이동하거나 관절운동될지라도 노즐 요소와의 밀봉 접촉을 유지할 수 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 탄성중합체 슬리브가 사용자에 의해 요구되는 삽입력을 최소화하면서 적절한 시일을 제공한다. 필터 카트리지는 회전 없이 견고한 연결을 생성하도록 수납부 내로 용이하게 삽입될 수 있다. 탄성중합체 슬리브가 노즐 요소 주위에서 확장되게 하도록 삽입 동안에 사용자에 의해 가해진 힘은, 예를 들어 강성 지지 구성요소에 대항하여 밀봉 요소를 압축함으로써 시일이 형성되는 경우에 필요한 힘과 비교될 때 최소한일 수 있다.

이제 본 발명이 본 발명의 여러 실시예들을 참조하여 설명되었다. 전술한 상세한 설명 및 예는 단지 명확한 이해를 위해 제시되었다. 어떠한 불필요한 제한도 이로부터 이해되지 않는다. 설명된 실시예들에서 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 많은 변경이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백하게 될 것이다. 그러므로, 본 발명의 범주는 본 명세서에 설명된 정확한 상세 사항과 구조가 아니라, 오히려 특허청구범위의 표현으로 설명된 구조 및 이 구조의 균등물에 의해 제한되어야 한다. 임의의 상기 실시예에 대해 기술된 임의의 특징 또는 특성이 개별적으로 또는 임의의 다른 특징 또는 특성과 조합되어 포함될 수 있고, 오직 명확성을 위해 상기 순서 및 조합으로 제공된다.

Claims

탄성중합체 슬리브(elastomeric sleeve)와 강성 외측 부분(rigid outer portion)을 갖는 수납부(receiver)를 포함하는 본체로서, 상기 강성 외측 부분은 상기 본체에서 개구부를 규정하고, 상기 강성 외측 부분이 상기 개구부와 상기 탄성중합체 슬리브 사이에 위치되도록 상기 탄성중합체 슬리브가 상기 강성 외측 부분에 인접하는, 상기 본체; 및
외측 표면을 갖는 강성 노즐 요소(rigid nozzle element)를 포함하고,
상기 탄성중합체 슬리브의 내측 표면과 상기 강성 외측 부분의 내측 표면은 상기 개구부로부터 연장되는 채널을 한정하고, 상기 탄성중합체 슬리브는 상기 노즐 요소가 상기 채널 내로 삽입될 때 상기 노즐 요소의 외측 표면 주위에서 변형되도록 구성되는, 호흡기 장치.
탄성중합체 슬리브(elastomeric sleeve)를 갖는 수납부(receiver)를 포함하는 본체; 및
외측 표면을 갖는 강성 노즐 요소(rigid nozzle element)를 포함하고,
상기 탄성중합체 슬리브는 채널을 한정하고, 상기 탄성중합체 슬리브는 상기 노즐 요소가 상기 채널 내로 삽입될 때 상기 노즐 요소의 외측 표면 주위에서 변형되도록 구성되고,
상기 탄성중합체 슬리브는 제1 단부 부분 및 제2 단부 부분을 갖고, 상기 본체는 상기 본체의 내부 공간의 제1 챔버와 제2 챔버를 분할하는 내부 벽을 포함하고, 상기 탄성중합체 슬리브의 제1 단부 부분은 상기 내부 벽과 접촉하는, 호흡기 장치.
제1항에 있어서, 상기 탄성중합체 슬리브는 열경화성 재료로 제조되는, 호흡기 장치.
제1항에 있어서, 상기 본체는 동력식 공기 호흡기 장치의 하우징인, 호흡기 장치.
필터 카트리지 수납부, 및 채널을 한정하는 내측 표면과 외측 표면을 갖는 탄성중합체 슬리브를 포함하는 본체; 및
외측 표면을 갖는 강성 노즐 요소를 포함하는 필터 카트리지를 포함하고,
상기 탄성중합체 슬리브의 외측 표면의 적어도 일부분은 강성 구성요소와 접촉하지 않고, 상기 탄성중합체 슬리브는 상기 노즐 요소가 상기 채널 내로 삽입될 때 상기 노즐 요소의 외측 표면 주위에서 확장되도록 구성되는, 호흡기 장치.
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