KR102332024B1 - 호흡기 음압 적합성 검사 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

착용자를 위한 통기성 공기 구역을 한정하고 차단 밸브를 갖는 호흡 마스크 본체가 제공된다. 예시적인 실시예에서, 마스크 본체는 하나 이상의 호흡 공기 공급원 구성요소를 수용하도록 구성되는 하나 이상의 입구 포트를 포함한다. 차단 밸브는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 작동가능하고, 폐쇄 위치에 있을 때 차단 밸브는 하나 이상의 입구 포트와 통기성 공기 구역 사이의 유체 연통을 방지하며, 차단 밸브는 인가된 힘의 부재시에 개방 위치로 복귀한다.

Description

호흡기 음압 적합성 검사 장치 및 방법{RESPIRATOR NEGATIVE PRESSURE FIT CHECK DEVICES AND METHODS}

본 개시 내용은 호흡 보호 장치(respiratory protection device) 및 방법, 특히 차단 밸브(shut-off valve)를 포함하는 호흡 보호 장치, 및 차단 밸브를 포함하는 호흡 보호 장치의 음압 적합성 검사(negative pressure fit check)를 수행하는 방법에 관한 것이다.

호흡 보호 장치는 통상적으로 마스크 본체(mask body), 및 마스크 본체에 부착되는 하나 이상의 필터 카트리지(filter cartridge)를 포함한다. 마스크 본체는 코와 입 위에서 사람의 안면 상에 착용되고, 일부 경우에 머리, 목, 또는 다른 신체 부위를 덮는 부분을 포함할 수 있다. 필터 카트리지 내에 배치된 필터 매체를 통과한 후에 착용자에게 이용가능한 청정 공기가 만들어진다. 음압 호흡 보호 장치에서, 공기는 흡기(inhalation) 동안 착용자에 의해 발생된 음압에 의해 필터 카트리지를 통해 흡인된다. 외부 환경으로부터의 공기는 필터 매체를 통과하여 마스크 본체의 내부 공간으로 진입하고, 내부 공간에서 공기가 착용자에 의해 흡기될 수 있다.

착용자에게 호흡가능한 공기를 효과적으로 전달하기 위해, 호흡 보호 장치는 바람직하게는 여과되지 않은 공기가 마스크에 진입하는 것을 방지하기 위해 적절한 시일(seal)을 제공한다. 호흡 보호 장치에 의해 제공되는 시일의 완전성을 시험하기 위한 다양한 기술이 제안되었다. 양압 시험(positive pressure test)에서, 착용자가 마스크 내로 호기하는 동안에 호흡 보호 장치의 호기 밸브(exhalation valve)가 차단된다. 누출(leak)이 존재하지 않으면 마스크 내의 공기가 호기 밸브를 통해 배출될 수 없음으로 인한 증가된 내부 압력에 의해 적절한 시일이 신호로 알려질 수 있다. 대안적으로, 착용자가 마스크를 착용한 상태에서 흡기하는 동안에 필터 카트리지 포트(port)가 차단되는 음압 시험(negative pressure test)이 제안되었다. 누출이 존재하지 않으면 공기가 마스크에 진입할 수 없음으로 인한 감소된 내부 압력에 의해 적절한 시일이 신호로 알려질 수 있다.

본 개시 내용은, 착용자를 위한 통기성 공기 구역(breathable air zone)을 한정하고 하나 이상의 호흡 공기 공급원 구성요소(breathing air source component)를 수용하도록 구성되는 하나 이상의 입구 포트(inlet port)를 갖는 마스크 본체, 및 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 작동가능한 차단 밸브를 포함하는 호흡 마스크(respiratory mask)를 제공한다. 차단 밸브는 플랜지(flange) 및 플랜지로부터 연장되는 스팬(span)으로 형성되는 액추에이터(actuator)를 포함하고, 스팬은, 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 작동될 때, 액추에이터가 액추에이터에 가해지는 인가된 힘에 응답하여 촉각 피드백(tactile feedback)을 제공하도록 가변 두께(varying thickness)를 나타낸다.

본 개시 내용은, 착용자를 위한 통기성 공기 구역을 한정하고 하나 이상의 호흡 공기 공급원 구성요소를 수용하도록 구성되는 하나 이상의 입구 포트를 갖는 마스크 본체, 및 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 작동가능하고 제1 위치, 중간 위치 및 제3 위치 사이에서 전이되는(transition) 액추에이터를 포함하는 차단 밸브를 포함하는 호흡 마스크를 추가로 제공한다. 인가된 힘에 응답하여, 액추에이터는 제1 위치로부터 중간 위치로 전이되어 전이 중에 증가하는 응답력(response force)을 생성하고, 중간 위치로부터 제3 위치로 전이되어 전이 중에 감소하는 응답력을 생성한다.

본 개시 내용은, 착용자를 위한 통기성 공기 구역을 한정하고 2개 이상의 호흡 공기 공급원 구성요소를 수용하도록 구성되는 2개 이상의 입구 포트를 갖는 마스크 본체, 및 액추에이터 및 액추에이터를 마스크 본체에 고정시키는 리테이너(retainer)를 포함하는 차단 밸브를 포함하는 호흡 마스크를 추가로 제공한다. 리테이너는 액추에이터를 향하는 표면을 한정하고 액추에이터의 움직임에 수직한 평면을 한정하는 림(rim)을 포함한다. 액추에이터는 차단 밸브의 개방 위치에서 상기 평면의 제1 측에 있고 차단 밸브의 폐쇄 위치에서 상기 평면의 제2 측에 있는 적어도 일부분을 포함하는 스팬을 한정한다.

상기 요약은 각각의 개시된 실시예 또는 모든 구현예를 기술하고자 하는 것은 아니다. 하기 도면 및 상세한 설명이 예시적인 실시예를 더욱 구체적으로 예시한다.

본 개시 내용은 첨부된 도면을 참조하여 추가로 설명될 수 있으며, 도면에서 동일한 구조는 여러 도면 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호에 의해 지칭된다.
도 1a는 본 개시 내용에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 전방 사시도.
도 1b는 본 개시 내용에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 단면도.
도 1c는 개방 위치에 있는 차단 밸브를 도시하는, 본 개시 내용에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 단면 사시도.
도 1d는 폐쇄 위치에 있는 차단 밸브를 도시하는, 본 개시 내용에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 단면 사시도.
도 2a는 개방 위치에 있는 차단 밸브를 도시하는, 본 개시 내용에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 단면 사시도.
도 2b는 폐쇄 위치에 있는 차단 밸브를 도시하는, 본 개시 내용에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 단면 사시도.
도 3a는 개방 위치에 있는 차단 밸브를 도시하는, 본 개시 내용에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 사시도.
도 3b는 폐쇄 위치에 있는 차단 밸브를 도시하는, 본 개시 내용에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 사시도.
도 4a는 개방 위치에 있는 차단 밸브를 도시하는, 본 개시 내용에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 사시도.
도 4b는 폐쇄 위치에 있는 차단 밸브를 도시하는, 본 개시 내용에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 사시도.
도 5a는 본 개시 내용에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 전방 사시도.
도 5b는 개방 위치에 있는 차단 밸브를 도시하는, 본 개시 내용에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 사시도.
도 5c는 폐쇄 위치에 있는 차단 밸브를 도시하는, 본 개시 내용에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 사시도.
도 6a는 본 개시 내용에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 사시도.
도 6b는 본 개시 내용에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 분해도.
도 6c는 본 개시 내용에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 분해도.
도 7은 본 개시 내용에 따른 예시적인 호흡 보호 장치에 사용되는 액추에이터에 대한 힘 응답 곡선을 도시하는 그래프.
도 8a는 본 개시 내용에 따른 호흡 보호 장치를 위한 개방 위치에 있는 예시적인 액추에이터의 단면도.
도 8b는 본 개시 내용에 따른 호흡 보호 장치를 위한 중간 위치에 있는 예시적인 액추에이터의 단면도.
도 8c는 본 개시 내용에 따른 호흡 보호 장치를 위한 폐쇄 위치에 있는 예시적인 액추에이터의 단면도.
도 9a는 본 개시 내용에 따른 호흡 보호 장치를 위한 예시적인 액추에이터의 단면도.
도 9b는 본 개시 내용에 따른 호흡 보호 장치를 위한 예시적인 액추에이터의 단면도.
도 9c는 본 개시 내용에 따른 호흡 보호 장치를 위한 예시적인 액추에이터의 단면도.
도 9d는 본 개시 내용에 따른 호흡 보호 장치를 위한 예시적인 액추에이터의 단면도.
도 10a는 본 개시 내용에 따른 호흡 보호 장치를 위한 개방 위치에 있는 예시적인 액추에이터의 단면도.
도 10b는 본 개시 내용에 따른 호흡 보호 장치를 위한 중간 위치에 있는 예시적인 액추에이터의 단면도.
도 10c는 본 개시 내용에 따른 호흡 보호 장치를 위한 폐쇄 위치에 있는 예시적인 액추에이터의 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 개시 내용의 원리의 범주 및 사상에 속하는 다수의 다른 변형 및 실시예가 당업자에 의해 창안될 수 있음을 이해하여야 한다.

본 개시 내용은, 착용자를 위한 통기성 공기 구역을 한정하고 하나 이상의 호흡 공기 공급원 구성요소를 수용하도록 구성되는 하나 이상의 입구 포트를 갖는 마스크 본체를 포함하는 호흡 보호 장치를 제공한다. 착용자가 음압 적합성 시험을 용이하게 수행하도록 허용하기 위해 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 작동가능한 차단 밸브가 제공된다. 폐쇄 위치에서, 차단 밸브는 하나 이상의 입구 포트들 각각과 통기성 공기 구역 사이의 유체 연통을 방지한다. 착용자에 의한 흡기는 호흡 보호 장치가 적절히 맞추어지고 적절한 시일이 달성되면 마스크 내에 내부 음압을 생성한다.

도 1a 내지 도 1d는 코와 입을 덮고 착용자에게 호흡가능한 공기를 제공할 수 있는 예시적인 호흡 보호 장치(100)를 예시한다. 호흡 보호 장치(100)는 제1 입구 포트(103) 및/또는 제2 입구 포트(104)와 같은 하나 이상의 입구 포트를 포함하는 마스크 본체(120)를 포함한다. 하나 이상의 호흡 공기 공급원 구성요소가 마스크 본체(120)의 하나 이상의 입구 포트에 위치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 호흡 공기 공급원 구성요소(101, 102)가 제공되고, 제1 및 제2 입구 포트(103, 104)에 부착되도록 구성되는 필터 카트리지를 포함한다. 필터 카트리지(101, 102)는 외부 환경으로부터 수용된 공기를, 이러한 공기가 착용자에게로의 전달을 위해 마스크 본체 내의 내부 공간 내로 통과하기 전에 여과한다.

마스크 본체(120)는 강성 또는 반-강성 부분(120a) 및 유연성 안면 접촉 부분(compliant face contacting portion)(120b)을 포함할 수 있다. 마스크 본체의 유연성 안면 접촉 부분은 예를 들어 마스크 본체가 사람의 코와 입 위에 편안하게 지지되도록 허용하기 위해 그리고/또는 마스크 본체(120) 내부로의 공기의 바람직하지 않은 유입을 제한하도록 착용자의 안면과의 적절한 시일을 제공하기 위해 유연하게 제조된다. 안면 접촉 부재(120b)는 마스크가 착용자의 코 위에 그리고 착용자의 볼에 맞대어져 편안하고 안락하게 맞추어질 수 있도록 내향만곡 커프(inturned cuff)를 가질 수 있다. 강성 또는 반-강성 부분(120a)은 마스크 본체(120)에 대해 구조적 완전성을 제공하여, 그것이 예를 들어 필터 카트리지(101, 102)와 같은 호흡 공기 공급원 구성요소를 적절히 지지할 수 있게 한다. 다양한 예시적인 실시예에서, 마스크 본체 부분(120a, 120b)은 일체로 또는 후속하여 영구적인 또는 제거가능한 방식으로 함께 결합되는 개별적으로 형성된 부분으로서 제공될 수 있다.

호기 포트(130)는 착용자에 의한 호기 동안 공기가 마스크 본체 내의 내부 공간으로부터 배기(purge)되게 한다. 예시적인 실시예에서, 호기 포트(130)는 마스크 본체(120) 상의 중심에 위치된다. 호기 밸브는 호기 포트에 맞추어져서, 호기시에 마스크 본체(120) 내에 생성되는 양압으로 인해 공기가 배출되게 하지만, 외부 공기의 유입을 방지한다. 일부 예시적인 실시예에서, 호기 포트(130)는 마스크 본체(120) 상의 하부 위치에, 예를 들어 착용자의 코와 입 아래에 위치된다.

마스크를 착용자의 코와 입 주위의 제위치에 지지하기 위해 하니스(harness) 또는 다른 지지체(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 착용자의 머리 뒤를 통과하는 하나 이상의 스트랩(strap)을 포함하는 하니스가 제공된다. 일부 실시예에서, 스트랩은 착용자의 머리, 안전모(hard hat)를 위한 서스펜션(suspension), 또는 다른 머리 커버링(head covering) 상에 지지되는 크라운 부재(crown member)에 부착될 수 있다.

마스크 본체(120)의 하나 이상의 입구 포트는 하나 이상의 호흡 공기 공급원 구성요소를 수용하도록 구성된다. 2개 이상의 호흡 공기 공급원 구성요소를 포함하는 예시적인 실시예에서, 도 1a에 도시된 바와 같이, 마스크 본체(120)는 마스크 본체(120)의 양 측부 상에 제1 및 제2 입구 포트(103, 104)를 포함하고, 마스크 본체(120)의 볼(cheek) 부분에 근접할 수 있다. 제1 및 제2 입구 포트(103, 104)는 제1 및 제2 호흡 공기 공급원 구성요소(101, 102)가 마스크 본체(120)에 확고하게 부착될 수 있도록 상보형 정합 특징부(complementary mating feature)(도시되지 않음)를 포함한다. 당업계에 알려진 바와 같은 다른 적합한 연결부가 제공될 수 있다. 정합 특징부는 호흡 공기 공급원 구성요소(101, 102)가 호흡 공기 공급원 구성요소의 사용 수명의 종료시에 또는 상이한 호흡 공기 공급원 구성요소의 사용을 원할 경우에 제거되고 교체될 수 있도록 제거가능 연결부를 생성할 수 있다. 대안적으로, 연결부는 예를 들어 호흡 공기 공급원 구성요소가 호흡 공기 공급원 구성요소를 손상시키지 않고서는 제거될 수 없도록 영구적일 수 있다.

호흡 보호 장치(100)는 유체 흡입 연통 구성요소(fluid intake communication component)를 폐쇄하기 위한 차단 밸브(150)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 차단 밸브(150)는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 작동가능하다. 폐쇄 위치에서, 차단 밸브(150)는 필터 카트리지(101 및/또는 102)와 같은 하나 이상의 호흡 공기 공급원 구성요소들 각각과 마스크 본체(120)의 통기성 공기 구역 사이의 유체 연통을 방지한다.

차단 밸브(150)는 착용자가 마스크 본체의 주연부 주위에서의 누출의 존재의 표시(indication)를 제공하는 음압 적합성 검사를 수행하도록 허용한다. 차단 밸브(150)가 폐쇄 위치에 있을 때, 공기는 마스크 본체(120)의 통기성 공기 구역으로 진입하는 것이 방지된다. 차단 밸브가 폐쇄 위치에 있는 상태에서의 착용자에 의한 흡기는 마스크 내에 음압을 생성할 것이고, 예시적인 실시예에서, 마스크 본체와 착용자의 안면 사이에 적절한 시일이 달성되어 있으면, 착용자의 더 큰 흡기 곤란을 야기할 수 있거나 유연성 안면 접촉 부재가 내향으로 편향되게(deflect inward) 할 수 있다. 적절한 시일이 달성되지 않으면, 흡기는 외부 환경으로부터의 공기가 마스크 본체의 주연부와 착용자의 안면 사이에서 통기성 공기 구역으로 진입하는 결과를 가져올 수 있다. 이러한 방식으로, 호흡 보호 장치(100)를 착용한 착용자에 의해 음압 적합성 검사가 용이하게 수행되어, 호흡 보호 장치(100)와 착용자의 안면 및/또는 머리 사이에 적절한 시일이 달성되는지 여부를 결정할 수 있다.

도 1b는 마스크 본체(120)의 중간 부분을 통한 예시적인 마스크 본체(120)의 대표적인 단면도를 도시한다. 예시적인 마스크 본체(120)는 제1 챔버(chamber)(121)와 제2 챔버(122)를 포함한다. 통기성 공기 구역이 제2 챔버(122)에 의해 한정된다. 일부 실시예에서, 필터 카트리지와 같은 제1 및 제2 호흡 공기 공급원 구성요소(101, 102)는 제1 및 제2 입구 포트(103, 104)에 부착될 수 있다. 제1 및 제2 입구 포트(103, 104)는 제1 챔버(121)와 유체 연통한다. 따라서, 제1 호흡 공기 공급원 구성요소(101)를 통과한 후에 제1 입구 포트(103)를 통해 마스크 본체(120)에 진입하는 공기는 제2 호흡 공기 공급원 구성요소(102)를 통과한 후에 제2 입구 포트(104)를 통해 마스크 본체(120)에 진입하는 공기와 연통한다. 따라서, 제1 및 제2 호흡 공기 공급원(101, 102)으로부터의 공기는 마스크 본체(120)의 제2 챔버(122)에 의해 한정되는 통기성 공기 구역에 전달되기 전에 제1 챔버(121) 내에서 혼합되도록 허용된다.

예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 챔버(121, 122)는 유체 흡입 연통 구성요소(140)를 갖는 내벽(inner wall)(124)에 의해 분리된다. 유체 흡입 연통 구성요소(140)는 제1 및 제2 챔버들(121, 122) 사이의 유체 연통을 제공하기 위해 하나 이상의 개구를 포함한다. 유체 흡입 연통 구성요소(140)는 더욱 상세히 후술되는 바와 같이, 제1 및 제2 챔버들(121, 122) 사이의 유체 연통을 선택적으로 허용하기 위한 흡기 밸브를 포함할 수 있다.

제1 챔버(121)는 마스크 본체(120)의 하나 이상의 벽에 의해 한정되고, 임의의 원하는 형상을 나타낼 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 챔버(121)는 마스크 본체(120)의 외벽(outer wall)인 외벽(123)과 내벽(124)에 의해 부분적으로 한정된다. 제1 챔버(121)는 외벽(123)을 통해 연장되는 제1 및 제2 입구 포트(103, 104)와 같은 하나 이상의 입구 포트를 제외하고는 외부 환경으로부터 실질적으로 밀봉된다.

마스크 본체(120)의 벽에 의해 적어도 부분적으로 한정되고 마스크 본체(120), 또는 강성 또는 반-강성 부분(120a)과 일체로 형성되는 챔버는 마스크 본체(120)의 구조 내에, 마스크 본체와는 별개의 챔버와 관련될 수 있는 추가의 부피 또는 중량을 최소화시키도록 구성될 수 있는 챔버를 제공한다. 또한, 챔버는 호흡 보호 장치의 프로파일이 크게 증가되지 않도록 착용자의 머리에 아주 근접하게 제공되어, 착용자에게 목 통증 또는 다른 불편을 초래하는 것으로 인지될 수 있는 착용자의 머리로부터 멀어지는 큰 관성 모멘트(moment of inertia)를 최소화시킬 수 있다.

제2 챔버(122)가 유사하게 마스크 본체(120)의 하나 이상의 벽에 의해 한정되고, 착용자의 코와 입 주위에 통기성 공기 구역을 한정하는 임의의 적합한 형상을 나타낼 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 챔버(122)는 내벽(124), 외벽(123)의 일부분, 및 호흡 보호 장치(100)가 사용을 위해 착용자 상에 위치될 때의 착용자의 안면 및/또는 머리의 일부분에 의해 부분적으로 한정된다. 다양한 실시예에서, 내벽(124)이, 제1 챔버(121)를 부분적으로 한정하는 내벽(124)의 전방에 있는 외벽(123)의 일부분 및 제2 챔버(122)를 부분적으로 한정하는 착용자의 안면에 더 가까운 외벽(123)의 일부분을 포함하여, 외벽(123)에 의해 한정되는 내부 공간을 제1 챔버(121)와 제2 챔버(122)로 분리한다.

예시적인 실시예에서, 제1 챔버(121)는 제1 및/또는 제2 입구 포트(103, 104)와 같은 하나 이상의 입구 포트로부터의 공기를, 예를 들어 마스크 본체(120) 내의 상이한 위치로 지향시키는 덕트(duct)로서 기능할 수 있다. 많은 전통적인 호흡 마스크가 청정 공기를 카트리지로부터 입구 포트를 통해 그리고 입구 포트의 위치에서 마스크 본체 내로 전달하지만, 제1 챔버(121)는 하나 이상의 입구 포트(103, 104)가 유체 흡입 연통 구성요소(140)와는 대체로 독립적으로 위치되도록 허용한다. 예시적인 실시예에서, 입구 포트(103, 104)는 마스크 본체(120)의 볼 부분 부근에 위치되고, 유체 흡입 연통 구성요소(140)는 중심에 위치된다. 예를 들어, 유체 흡입 연통 구성요소는 마스크를 통해 연장되고 마스크 본체(120)를 가상의 좌측 반부 및 우측 반부로 분할하는 중심축, 예컨대 축(190)에 근접하게 위치된다. 그러한 구성요소는 구성요소의 일부 부분이 축(190)의 양측에 위치되는 경우에 중심에 위치된다고 말할 수 있다. 하나 이상의 입구 포트(103, 104)가 볼 부분 부근에 위치되는 한편 유체 흡입 연통 구성요소(140)가 중심에 위치되는 구성은 호흡 공기 공급원 구성요소가 바람직한 위치 및/또는 배향으로 수용되도록 허용할 수 있으며, 예를 들어 시야에 대한 방해를 최소화시키거나 카트리지의 질량 중심을 마스크 본체(120) 및/또는 착용자의 안면에 아주 근접하게 유지시키도록 착용자의 안면을 따라 후방으로 연장되도록 허용할 수 있다. 그러나, 유체 흡입 연통 구성요소(140)는 착용자의 코와 입에 아주 근접하게 청정 공기를 전달하도록 여전히 중심에 위치될 수 있고, 예시적인 실시예에서 상부 중심 위치에 제공된다. 따라서, 제1 챔버(121)는, 예를 들어 제1 및 제2 호흡 공기 공급원 구성요소가 원하는 인체공학적 특성을 제공하도록 위치될 수 있게 하고, 유체 흡입 연통 구성요소(140)가 착용자에게 바람직한 공기유동을 제공하도록 위치될 수 있게 한다. 또한, 제1 챔버(121)는 제1 및 제2 입구 포트가 단일 유체 흡입 연통 구성요소와 유체 연통하도록 허용한다. 2개 이상의 호흡 공기 공급원 구성요소와 단일 유체 흡입 연통 구성요소를 갖는 호흡 보호 장치는 제조 비용을 감소시키고 더욱 강건한 호흡 보호 장치를 제공할 수 있다. 고비용의 유체 흡입 연통 구성요소가 최소화될 수 있고, 비교적 취약한 다이어프램(diaphragm) 또는 플랩(flap)의 사용이 감소될 수 있다.

도 1c 및 도 1d는 호흡 보호 장치(100)의 예시적인 차단 밸브(150)를 도시하는 부분 단면도를 제공한다. 전술된 바와 같이, 마스크 본체(120)는 내벽(124)에 의해 분리되는 제1 및 제2 챔버(121, 122)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 내벽(124)은 제1 챔버(121)와 제2 챔버(122) 사이의 유체 연통을 허용하기 위해 흡기 포트(141)를 포함하는 유체 흡입 연통 구성요소(140)를 포함한다. 유체 흡입 연통 구성요소(140)는 흡기 동안 공기가 제1 챔버(121)로부터 제2 챔버(122) 내로 흡인되도록 허용하지만, 공기가 제2 챔버(122)로부터 제1 챔버(121) 내로 통과하는 것을 방지한다. 예시적인 실시예에서, 유체 흡입 연통 구성요소(140)는 다이어프램 또는 플랩(143)을 포함한다. 다이어프램 또는 플랩(143)은 예를 들어 하나 이상의 중심 핀(pin) 또는 플랜지에 의해 중심 위치(144)에 고정될 수 있거나, 당업계에 알려진 바와 같이 주연부 에지 또는 다른 적합한 위치에 고정될 수 있다. 예를 들어 착용자가 호기 중일 때와 같이 마스크 본체(120)의 제2 챔버(122) 내에 음압의 부재시에, 다이어프램은 밀봉 링(sealing ring)(145)과 같은 유체 흡입 연통 구성요소의 표면을 향해 편의된다(biased). 착용자에 의한 흡기 동안, 제2 챔버(122) 내의 음압, 즉 외부 대기의 압력보다 낮은 압력은 다이어프램 또는 플랩(143)이 개방 위치에 있게 하여, 공기가 제1 챔버(121)로부터 제2 챔버(122)에 진입하도록 허용할 수 있다. 즉, 다이어프램 또는 플랩(143)은 공기가 제2 챔버(122) 내로 통과하여 착용자에 의해 흡기될 수 있도록 밀봉 링(145)으로부터 멀어지게 이동하거나 휘어진다. 다양한 예시적인 실시예에서, 유체 흡입 연통 구성요소(140)는 제2 챔버(122) 내의 압력이 음압일 때 제1 챔버(121)로부터 제2 챔버(122)로의 유체 연통을 선택적으로 허용하기 위해 다수의 흡기 포트 및/또는 2개 이상의 다이어프램 또는 플랩(143)을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 마스크 본체(120)의 차단 밸브(150)는 액추에이터(151)와 밀봉 패드(sealing pad)(152)를 포함한다. 폐쇄 위치에서, 밀봉 패드(152)는 내벽(124)과 접촉하여 흡기 포트(141)를 차단하여, 2개 이상의 호흡 공기 공급원과 제2 챔버(122)에 의해 한정되는 통기성 공기 구역 사이의 유체 연통을 방지한다. 차단 밸브(150)가 폐쇄 위치에 있을 때, 호흡 공기 공급원 구성요소(101, 102)로부터의 공기는 제1 챔버(121)와 유체 연통하지만, 유체 흡입 연통 구성요소(140)를 통해 제2 챔버(122)에 의해 한정되는 통기성 공기 구역으로 진입하는 것이 방지된다. 예시적인 실시예에서, 밀봉 패드(152)는 흡기 포트(141)를 둘러싸는 밀봉 표면(sealing surface)(146)과 접촉한다. 밀봉 표면(146)은 흡기 포트(141)의 주연부 주위에서 적절한 시일이 달성되도록 허용하기 위해 내벽(124)으로부터 외향으로 연장되는 리지(ridge) 또는 돌출부의 형태일 수 있다.

밀봉 패드(152)는 밀봉 패드가 밀봉 표면(146)과의 접촉시에 휘어질 수 있도록 연성 또는 탄성 재료로 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 밀봉 패드(152)는 밀봉 표면(146)과의 적절한 시일을 용이하게 하기 위해 비스듬한 또는 플랜지형 립(lip)(도시되지 않음)과 같은 안착 특징부(seating feature)를 포함한다. 밀봉 패드(152)의 전부 또는 일부분이 또한 밀봉 표면(146)과 접촉할 때 관절운동하거나 회전할 수 있다. 휘어지고/지거나 관절운동하거나 회전할 수 있는 밀봉 패드는 흡기 포트(141) 주위에서 적절한 시일의 형성을 용이하게 할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 샤프트(shaft)(154)가 밀봉 패드(152)를 안내하고, 밀봉 패드(152)가 개방 및 폐쇄 위치들 사이에서 선형으로 이동함에 따라 밀봉 패드(152)를 흡기 포트(141)와 적절한 정렬 상태로 유지시킨다. 밀봉 패드(152)는 또한 밀봉 패드(152)의 회전 또는 오정렬을 방지하는 역할을 하는 보스(boss), 플랜지, 또는 다른 돌출부(153)를 포함할 수 있다. 샤프트(154)는 내벽(124)으로부터, 예컨대 유체 흡입 연통 구성요소(140)의 중심 부분으로부터 연장된다. 다양한 다른 예시적인 실시예에서, 샤프트(154)는 예를 들어 마스크 본체(120)의 다른 부분으로부터 연장될 수 있다.

차단 밸브(150)는 개방 위치(도 1c)와 폐쇄 위치(도 1d) 사이에서 전환하도록 작동될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 액추에이터(151)는 밀봉 패드(152)가 밀봉 표면(146)과 접촉할 때까지 밀봉 패드(152)가 유체 흡입 연통 구성요소(140)를 향해 이동하게 하기 위해 선형으로 내향으로 눌릴 수 있는, 오버-몰딩된(over-molded) 탄성중합체 푸시-버튼(push-button), 활주가능 버튼 등과 같은 버튼이다. 도 1c에 도시된 개방 위치에서, 공기는 다이어프램 또는 플랩(143)에 의해 허용되는 경우에 흡기 포트(141)를 통해 제2 챔버(122)에 의해 한정되는 통기성 공기 구역 내로 통과할 수 있다. 도 1d에 도시된 폐쇄 위치에서, 밀봉 패드(152)는 밀봉 표면(146)과 밀봉 맞물림 상태에 있어 공기가 흡기 포트(141)를 통과하는 것을 방지한다. 액추에이터(151)가 착용자에 의해 해제될 때, 액추에이터(151)는 밀봉 패드(152)를 밀봉 표면(146)과의 밀봉 맞물림 상태로부터 벗어나게 편의시키는 탄성 부재로 인해 개방 위치로 복귀한다.

예시적인 실시예에서, 탄성중합체 버튼 형태의 액추에이터(151)는 예를 들어 인가된 힘의 부재시에 밀봉 패드를 밀봉 표면(146)과의 밀봉 맞물림 상태로부터 벗어나게 개방 위치를 향해 편의시키는 탄성 부재로서의 역할을 한다. 액추에이터(151)는, 마스크 본체(120)의 외벽(123)(도 1a, 도 1b)에 부착되어 액추에이터(151)를 지지하고/하거나 차단 밸브(150)를 개방 위치로 편의시키는 가요성 웨브(flexible web)(156)를 포함할 수 있다. 웨브는 예를 들어 도 1d에 도시된 바와 같이, 액추에이터(151)가 착용자에 의해 내향으로 눌릴 때 탄성 변형될 수 있는 가요성 또는 유연성 재료로 형성된다. 폐쇄 위치에서, 가요성 웨브(156)는 휘어지고/지거나 변형되어 밀봉 패드(152)가 밀봉 표면(146)을 향해 이동하도록 허용한다. 가요성 웨브(156)의 휘어짐 및/또는 변형은 바람직하게는 차단 밸브(150)가 개방 위치에 있는 원래의 구성으로 가요성 웨브(156)가 반복적으로 복귀할 수 있도록 탄성 방식(elastic regime)으로 제한된다.

가요성 웨브 대신에 또는 그에 더하여 다른 탄성 부재가 제공될 수 있다. 다양한 예시적인 실시예에서, 당업계에 알려진 바와 같은 코일 스프링(coil spring), 판 스프링(leaf spring), 탄성중합체 밴드(elastomeric band) 또는 다른 적합한 탄성 부재가 액추에이터(151) 및/또는 밀봉 패드(152)를 개방 위치로 편의시키기 위해 제공될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 스프링 하중식(spring loaded) 부재가 밀봉 패드(152)의 표면 상에 제공되어 액추에이터(151)와 차단 밸브(150)를 밀봉 표면(146)으로부터 멀어지게 그리고 개방 위치를 향해 편의시킬 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 코일 스프링(159)이 샤프트(154) 주위에 제공되어 액추에이터(151)와 밀봉 패드(152)를 밀봉 표면(146)으로부터 멀어지게 그리고 개방 위치로 편의시킨다. 코일 스프링은 전술된 탄성중합체 웨브와 같은 하나 이상의 추가의 탄성 부재 대신에 또는 그에 더하여 액추에이터(151)와 밀봉 패드(152)를 편의시키는 힘을 제공할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 액추에이터(151)는 예를 들어 마스크 본체(120) 상에 액추에이터를 오버-몰딩함으로써 액추에이터(151)와 마스크 본체(120) 사이에 시일이 형성되도록 마스크 본체(120)에 부착된다. 다른 적합한 시일이 외부 환경으로부터의 공기 및 오염물질이 액추에이터(151)에 근접한 마스크 본체(120)에 진입할 수 없도록 하는 적절한 시일을 제공하기 위해 당업계에 알려진 바와 같은 개스킷(gasket), 플랜지, 접착제, 억지 끼워맞춤(interference fit), 성형 기술, 음파 용접, 및 다른 적합한 기술을 사용하여 제공될 수 있다. 외부 환경으로부터 공기 및 오염물질의 유입을 방지하는 적절한 시일의 존재가 바람직한데, 왜냐하면 마스크 본체(120) 내부의 차단 밸브(150)의 부분을 둘러싸는 체적이 통기성 공기 구역(122)과 유체 연통하기 때문이다. 따라서, 액추에이터(151)에 근접한 충분한 시일이, 차단 밸브(150)가 개방, 폐쇄, 또는 중간 위치에 있을 때 통기성 공기 구역(122)에서의 공기의 통기성을 보호한다.

유체 흡입 연통 구성요소(140)와 차단 밸브(150)는 착용자의 자유롭게 호흡하는 능력을 방해할 수 있는 압력 강하에 미치는 부정적인 영향을 최소화시키도록 구성된다. 다양한 예시적인 실시예에서, 밀봉 패드(152)는 차단 밸브(150)가 개방 위치에 있을 때 밀봉 표면(146)으로부터 대략 8 mm 내지 1 mm, 대략 6 mm 내지 2 mm, 또는 대략 3 mm에 위치된다. 즉, 밀봉 패드(152)는 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 대략 8 mm 내지 1 mm, 또는 대략 6 mm 내지 2 mm, 또는 대략 3 mm를 이동한다. 그러한 거리는 개방 위치에 있을 때 공기가 통과하기에 충분한 공간을 제공하면서 비교적 소형일 수 있는 차단 밸브를 제공한다.

다양한 예시적인 실시예에서, 차단 밸브(150)는 마스크 내의 음압으로 인해 폐쇄 위치에 유지될 수 있다. 즉, 음압 적합성 검사를 수행하는 동안에, 착용자는 액추에이터(151)를 내향으로 누름으로써 액추에이터(151)를 폐쇄 위치로 이동시키고 흡기한 다음에 액추에이터(151)를 해제시킬 수 있다. 착용자가 액추에이터(151)를 해제시킨 후에, 탄성 부재는 밀봉 패드(152) 상에 인가되는 제2 챔버(122) 내의 음압을 극복하지 못할 수 있다. 따라서, 차단 밸브(150)는 착용자가 호기할 때까지 또는 제2 챔버(122) 내의 압력이 더 이상 탄성 부재의 힘을 극복하기에 충분하지 않을 때까지 폐쇄 위치에 유지될 수 있다. 착용자에 의해 액추에이터(151)가 해제된 후에도 차단 밸브(150)가 폐쇄 위치에 유지되도록 허용하는 탄성 부재는 더욱 정확한 적합성 검사를 허용할 수 있는데, 왜냐하면 착용자가 마스크 본체(120)와 착용자의 안면 사이의 시일에 영향을 줄 수 있는 힘을 액추에이터(151) 상에 인가하고 있지 않기 때문이다. 그러나, 탄성 부재가 마스크 본체(120)의 통기성 공기 구역 내의 음압으로 인해 차단 밸브(150)가 폐쇄 위치에 유지되도록 허용하는 동안에도, 차단 밸브는 착용자에 의한 액추에이터(151)에 대한 추가의 입력 없이 개방 위치로 자동으로 복귀할 수 있다. 예를 들어 착용자의 호기로부터 생성되는 마스크 본체 내의 압력의 증가는 차단 밸브(150)를 착용자가 자유롭게 호흡할 수 있는 개방 위치로 복귀하게 할 수 있다. 그러한 특징은 착용자가 차단 밸브(150)를 개방 위치로 복귀시키기 위한 액추에이터(151)에 대한 추가의 입력 없이 안전하게 호흡하도록 허용한다.

다른 예시적인 실시예에서, 차단 밸브(150)는 제2 챔버(122) 내의 압력에 관계없이 폐쇄 위치에 유지될 수 있고, 착용자에 의한 추가의 입력시에 개방 위치로 복귀할 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 자가-정렬(self-aligning) 밀봉 패드를 갖는 차단 밸브(250)의 예시적인 실시예를 예시한다. 예시적인 실시예에서, 차단 밸브(250)는 액추에이터(251)와 밀봉 패드(252)를 포함한다. 폐쇄 위치에서, 밀봉 패드(252)는 내벽(224)과 접촉하여 흡기 포트(241)를 차단하여, 2개 이상의 호흡 공기 공급원과 제2 챔버(222)에 의해 한정되는 통기성 공기 구역 사이의 유체 연통을 방지한다. 차단 밸브(250)가 폐쇄 위치에 있을 때, 호흡 공기 공급원 구성요소(201, 202)(도시되지 않음)로부터의 공기는 제1 챔버(221)와 유체 연통하지만, 유체 흡입 연통 구성요소(240)를 통해 제2 챔버(222)에 의해 한정되는 통기성 공기 구역으로 진입하는 것이 방지된다. 예시적인 실시예에서, 밀봉 패드(252)는 흡기 포트(241)를 둘러싸는 밀봉 표면(246)과 접촉한다. 밀봉 표면(246)은 흡기 포트(241)의 주연부 주위에서 적절한 시일이 달성되도록 허용하기 위해 내벽(224)으로부터 외향으로 연장되는 리지 또는 돌출부의 형태일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 밀봉 표면(246)은 흡기 포트(241)의 외주연부를 둘러싸는 제1밀봉 표면 부분(246a) 및 흡기 포트(241)의 내주연부를 둘러싸는 제2 밀봉 표면 부분(246b)을 포함한다.

밀봉 패드(252)는 밀봉 패드(252)가 밀봉 표면(246)과의 접촉시에 휘어질 수 있도록 연성 또는 탄성 재료로 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 밀봉 패드(252)는 밀봉 표면(246)과의 적절한 시일을 용이하게 하기 위해 비스듬한 또는 플랜지형 립과 같은 안착 특징부(255)를 포함한다. 밀봉 패드(252)의 전부 또는 일부분이 또한 밀봉 표면(246)과 접촉할 때 관절운동하거나 회전할 수 있다. 휘어지고/지거나 관절운동하거나 회전할 수 있는 밀봉 패드는 흡기 포트(241) 주위에서 적절한 시일의 형성을 용이하게 할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 밀봉 패드(252)는 액추에이터(251)에 부착되고 그에 의해 지지된다. 예를 들어, 밀봉 패드(252)는, 유체 흡입 연통 구성요소(240)로부터 돌출되는 샤프트 상에서 이동하기보다는, 액추에이터(251)에 의해 안내된다. 일부 예시적인 실시예에서, 밀봉 패드(252)와 액추에이터(251)는 단일 구성요소로서 일체로 형성될 수 있다. 안착 특징부(245)는 밀봉 표면(246)과의 적절한 정렬 및/또는 적절한 시일을 용이하게 한다. 일부 실시예에서, 안착 특징부(245)는 밀봉 패드(252)를 밀봉 표면(246)과 정렬시키기 위해 상보형 특징부를 포함할 수 있다.

차단 밸브(250)는 개방 위치(도 2a)와 폐쇄 위치(도 2b) 사이에서 전환하도록 작동될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 액추에이터(251)는 밀봉 패드(252)가 밀봉 표면(246)과 접촉할 때까지 밀봉 패드(252)가 유체 흡입 연통 구성요소(240)를 향해 이동하게 하기 위해 착용자에 의해 내향으로 눌릴 수 있는, 오버-몰딩된 탄성중합체 푸시-버튼, 활주가능 버튼 등과 같은 버튼이다. 도 2a에 도시된 개방 위치에서, 공기는 다이어프램 또는 플랩(243)에 의해 허용되는 경우에 흡기 포트(241)를 통해 제2 챔버(222)에 의해 한정되는 통기성 공기 구역 내로 통과할 수 있다. 도 2b에 도시된 폐쇄 위치에서, 밀봉 패드(252)는 밀봉 표면(246)과 밀봉 맞물림 상태에 있어 공기가 흡기 포트(241)를 통과하는 것을 방지한다. 밀봉 패드(252)의 적어도 일부분이 액추에이터(251)에 인가되는 힘으로 인해 휘어지고/지거나 압축되며, 그러한 휘어짐 및/또는 압축이 적절한 시일을 용이하게 할 수 있다. 액추에이터(251)가 착용자에 의해 해제될 때, 액추에이터(251)는 밀봉 패드(252)를 밀봉 표면(246)과의 밀봉 맞물림 상태로부터 벗어나게 편의시키는 탄성 부재로 인해 개방 위치로 복귀할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 예를 들어 차단 밸브(150)에 관하여 전술된 바와 같이, 차단 밸브(250)는 착용자가 호기할 때까지 또는 제2 챔버(222) 내의 압력이 더 이상 탄성 부재의 힘보다 크지 않을 때까지 마스크 내의 음압으로 인해 폐쇄 위치에 유지될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 탄성중합체 버튼 형태의 액추에이터(251)는 밀봉 패드(252)를 밀봉 표면(246)과의 밀봉 맞물림 상태로부터 벗어나게 개방 위치를 향해 편의시키는 탄성 부재로서의 역할을 한다. 액추에이터(251)는, 마스크 본체(220)의 외벽(223)에 부착되어 액추에이터(251)를 지지하고/하거나 차단 밸브(250)를 개방 위치로 편의시키는 가요성 웨브(256)를 포함할 수 있다. 가요성 웨브(256)는 액추에이터(251)가 착용자에 의해 내향으로 눌릴 때 탄성 변형될 수 있는 가요성 또는 유연성 재료로 형성된다. 폐쇄 위치에서, 가요성 웨브(256)는 휘어지고/지거나 변형되어 밀봉 패드(252)가 밀봉 표면(246)을 향해 이동하도록 허용한다. 가요성 웨브(256)의 휘어짐 및/또는 변형은 바람직하게는 차단 밸브가 개방 위치에 있는 원래의 구성으로 가요성 웨브(256)가 반복적으로 복귀할 수 있도록 탄성 방식으로 제한된다.

가요성 웨브(256) 대신에 또는 그에 더하여 다른 탄성 부재가 제공될 수 있다. 다양한 예시적인 실시예에서, 당업계에 알려진 바와 같은 코일 스프링, 판 스프링, 탄성중합체 밴드 또는 다른 적합한 탄성 부재가 액추에이터(251)와 밀봉 패드(252)를 개방 위치로 편의시키기 위해 제공될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 스프링 하중식 부재가 밀봉 패드(252)의 표면 상에 제공되어 액추에이터(251)와 차단 밸브(250)를 밀봉 표면(246)으로부터 멀어지게 그리고 개방 위치로 편의시킬 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 선회식(pivoting) 밀봉 패드를 갖는 차단 밸브(350)의 예시적인 실시예를 예시한다. 예시적인 실시예에서, 차단 밸브(350)는 액추에이터(351)와 밀봉 패드(352)를 포함한다. 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 전술된 호흡 보호 장치(100)와 유사하게, 차단 밸브(350)는 예를 들어 제1 챔버(321), 및 제2 챔버(322)에 의해 한정되는 통기성 공기 구역을 포함하는 호흡 보호 장치 내에 통합될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 챔버(321, 322)는 유체 흡입 연통 구성요소(340)를 포함하는 내벽(324)에 의해 분리된다. 유체 흡입 연통 구성요소(340)는 제1 및 제2 챔버들(321, 322) 사이의 유체 연통을 제공하기 위해 하나 이상의 개구를 포함한다. 유체 흡입 연통 구성요소(340)는 제1 및 제2 챔버들(321, 322) 사이의 유체 연통을 선택적으로 허용하기 위한 흡기 밸브를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 유체 흡입 연통 구성요소(340)는 예를 들어 유체 흡입 연통 구성요소(140)를 참조하여 전술된 바와 같이, 흡기 동안 공기가 제1 챔버로부터 제2 챔버 내로 흡인될 수 있지만 공기가 제2 챔버로부터 제1 챔버 내로 통과하는 것을 방지하도록 하는 다이어프램 또는 플랩(도시되지 않음)을 포함한다.

예시적인 실시예에서, 차단 밸브(350)는 액추에이터(351)와 밀봉 패드(352)를 포함한다. 폐쇄 위치에서, 밀봉 패드(352)는 내벽(324)과 접촉하여 흡기 포트(341)를 차단하여, 2개 이상의 호흡 공기 공급원과 제2 챔버(322)에 의해 한정되는 통기성 공기 구역 사이의 유체 연통을 방지한다. 차단 밸브(350)가 폐쇄 위치에 있을 때, 호흡 공기 공급원 구성요소(도시되지 않음)로부터의 공기는 제1 챔버(321)와 유체 연통하지만, 유체 흡입 연통 구성요소(340)를 통해 제2 챔버(322)에 의해 한정되는 통기성 공기 구역으로 진입하는 것이 방지된다. 예시적인 실시예에서, 밀봉 패드(352)는 흡기 포트(341)를 둘러싸는 밀봉 표면(346)과 접촉한다. 밀봉 표면(346)은 흡기 포트(341)의 주연부 주위에서 적절한 시일이 달성되도록 허용하기 위해 내벽(324)으로부터 외향으로 연장되는 리지 또는 돌출부의 형태일 수 있다.

차단 밸브(350)는 개방 위치(도 3a)와 폐쇄 위치(도 3b) 사이에서 전환하도록 작동될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 액추에이터(351)는 밀봉 패드(352)가 밀봉 표면(346)과 접촉할 때까지 밀봉 패드(352)가 선회 위치(359)에서 선회하게 하기 위해 착용자에 의해 내향으로 눌릴 수 있는, 오버-몰딩된 탄성중합체 푸시-버튼, 활주가능 버튼 등과 같은 버튼이다. 도 3a에 도시된 개방 위치에서, 공기는 예를 들어 다이어프램 또는 플랩에 의해 허용되는 경우에 흡기 포트(341)를 통해 제2 챔버(322)에 의해 한정되는 통기성 공기 구역 내로 통과할 수 있다. 도 3b에 도시된 폐쇄 위치에서, 밀봉 패드(352)는 밀봉 표면(346)과 밀봉 맞물림 상태에 있어 공기가 흡기 포트(341)를 통과하는 것을 방지한다. 밀봉 패드(352)의 적어도 일부분이 액추에이터(351)에 인가되는 힘으로 인해 휘어지고/지거나 압축될 수 있으며, 그러한 휘어짐 및/또는 압축이 적절한 시일을 용이하게 한다. 액추에이터(351)가 착용자에 의해 해제될 때, 액추에이터(351)는 액추에이터(351)를 개방 위치로 편의시키는 탄성 부재로 인해 개방 위치로 복귀할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 예를 들어 차단 밸브(150)에 관하여 전술된 바와 같이, 차단 밸브(350)는 착용자가 호기할 때까지 또는 제2 챔버(322) 내의 압력이 더 이상 탄성 부재의 힘보다 크지 않을 때까지 마스크 내의 음압으로 인해 폐쇄 위치에 유지될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 탄성중합체 버튼 형태의 액추에이터(351)는 밀봉 패드(352)를 밀봉 표면(346)과의 밀봉 맞물림 상태로부터 벗어나게 개방 위치를 향해 편의시키는 탄성 부재로서의 역할을 한다. 액추에이터(351)는, 마스크 본체(320)의 외벽(도시되지 않음)에 부착되어 액추에이터(351)를 지지하고/하거나 차단 밸브(350)를 개방 위치로 편의시키는 가요성 웨브(356)를 포함할 수 있다. 웨브(356)는 예를 들어 도 3b에 도시된 바와 같이, 액추에이터(351)가 착용자에 의해 내향으로 눌릴 때 탄성 변형될 수 있는 가요성 또는 유연성 재료로 형성된다. 일부 예시적인 실시예에서, 액추에이터(351)는 밀봉 패드(352)에 부착되지 않는다. 가요성 웨브(356)와 같은 탄성 부재가 액추에이터(351)를 개방 위치로 편의시키고, 스프링 부재(357)와 같은 하나 이상의 추가 부재가 밀봉 패드(352)를 개방 위치로 편의시킨다. 스프링 부재(357)는 당업계에 알려진 바와 같은 코일 스프링, 판 스프링, 탄성중합체 밴드, 또는 적합한 탄성 부재를 포함하는, 밀봉 패드(352)를 개방 위치로 편의시키는 임의의 적합한 스프링을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 액추에이터(351)는 밀봉 패드(352)에 부착되고, 가요성 웨브와 같은 탄성 부재 및/또는 스프링 부재(357)는 액추에이터(351) 및 밀봉 패드(352) 둘 모두를 개방 위치를 향해 편의시킨다.

밀봉 패드(352)는 밀봉 패드(352)의 적어도 일부분이 밀봉 표면(346)과의 접촉시에 휘어지거나 압축될 수 있도록 연성 또는 탄성 재료의 적어도 일부분을 포함할 수 있다. 밀봉 패드(352)의 적어도 일부분은 액추에이터(351)로부터의 힘이 밀봉 표면(346)과 접촉하는 밀봉 패드(352)의 전체 부분에 전달될 수 있도록 강성 또는 반-강성일 수 있다. 액추에이터(351)가 밀봉 패드(352)를 폐쇄 위치로 이동시킬 때의 밀봉 패드(352)의 과도한 휘어짐은 밀봉 패드(352)와 밀봉 표면(346) 사이에 갭(gap)을 생성할 수 있으며, 이러한 갭은 정확한 음압 적합성 검사의 수행을 방해하는 공기의 유입을 허용할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 선회식 밀봉 패드 및 회전가능 액추에이터를 갖는 차단 밸브(450)의 예시적인 실시예를 예시한다. 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 전술된 호흡 보호 장치(100)와 유사하게, 차단 밸브(450)는 예를 들어 제1 챔버(421), 및 제2 챔버(422)에 의해 한정되는 통기성 공기 구역을 포함하는 호흡 보호 장치 내에 통합될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 챔버(421, 422)는 유체 흡입 연통 구성요소(440)를 포함하는 내벽(424)에 의해 분리된다. 유체 흡입 연통 구성요소(440)는 제1 및 제2 챔버들(421, 422) 사이의 유체 연통을 제공하기 위해 하나 이상의 개구를 포함한다. 유체 흡입 연통 구성요소(440)는 제1 및 제2 챔버들(421, 422) 사이의 유체 연통을 선택적으로 허용하기 위한 흡기 밸브를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 유체 흡입 연통 구성요소(440)는 예를 들어 유체 흡입 연통 구성요소(140)를 참조하여 전술된 바와 같이, 흡기 동안 공기가 제1 챔버로부터 제2 챔버 내로 흡인될 수 있지만 공기가 제2 챔버로부터 제1 챔버 내로 통과하는 것을 방지하도록 하는 다이어프램 또는 플랩(도시되지 않음)을 포함한다.

예시적인 실시예에서, 차단 밸브(450)는 회전가능 액추에이터(451)와 밀봉 패드(452)를 포함한다. 폐쇄 위치에서, 밀봉 패드(452)는 내벽(424)과 접촉하여 흡기 포트(441)를 차단하여, 2개 이상의 호흡 공기 공급원과 제2 챔버(422)에 의해 한정되는 통기성 공기 구역 사이의 유체 연통을 방지한다. 차단 밸브(450)가 폐쇄 위치에 있을 때, 호흡 공기 공급원 구성요소(도시되지 않음)로부터의 공기는 제1 챔버(421)와 유체 연통하지만, 유체 흡입 연통 구성요소(440)를 통해 제2 챔버(422)에 의해 한정되는 통기성 공기 구역으로 진입하는 것이 방지된다. 예시적인 실시예에서, 밀봉 패드(452)는 흡기 포트(441)를 둘러싸는 밀봉 표면(446)과 접촉한다. 밀봉 표면(446)은 흡기 포트(441)의 주연부 주위에서 적절한 시일이 달성되도록 허용하기 위해 내벽(424)으로부터 외향으로 연장되는 리지 또는 돌출부의 형태일 수 있다.

차단 밸브(450)는 개방 위치(도 4a)와 폐쇄 위치(도 4b) 사이에서 전환하도록 작동될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 액추에이터(451)는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전될 수 있는 회전가능 액추에이터이다. 회전가능 액추에이터(451)가 제1 위치에 있을 때, 차단 밸브(450)는 개방 위치에 있고, 회전가능 액추에이터(451)가 제2 위치에 있을 때, 차단 밸브(450)는 폐쇄 위치에 있다. 예시적인 실시예에서, 회전가능 액추에이터(451)는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 90도 회전된다. 다른 예시적인 실시예에서, 회전가능 액추에이터(451)는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 45도, 180도, 또는 다른 적합한 각도로 회전된다. 회전가능 액추에이터(451)는 캠(cam)(458)을 포함한다. 회전가능 액추에이터(451)의 회전은 캠(458)이, 밀봉 패드(452)가 밀봉 표면(446)과 접촉할 때까지 밀봉 패드(452)를 밀봉 표면(446)을 향해 밀어내게 하고 선회 위치(459)에서 선회하게 한다. 도 4b에 도시된 폐쇄 위치에서, 밀봉 패드(452)는 밀봉 표면(446)과 밀봉 맞물림 상태에 있어 공기가 흡기 포트(441)를 통과하는 것을 방지한다. 밀봉 패드(452)의 적어도 일부분이 액추에이터(451)에 인가되는 힘으로 인해 휘어지고/지거나 압축될 수 있으며, 그러한 휘어짐 및/또는 압축이 적절한 시일을 용이하게 한다. 예시적인 실시예에서, 회전가능 액추에이터(451)는 회전가능 액추에이터가 착용자에 의해 해제될 때 탄성 부재(도시되지 않음)로 인해 개방 위치로 복귀한다. 탄성 부재는 예를 들어 비틀림 스프링, 또는 당업계에 알려진 바와 같은 다른 적합한 탄성 부재일 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 회전가능 액추에이터(451)는 착용자에 의한 추가의 입력시에만 개방 위치로 복귀하고, 예를 들어 착용자가 액추에이터(451)를 제1 위치로 회전시킬 때까지 차단 밸브(450)가 폐쇄 위치에 있도록 제2 위치에 유지된다. 스프링 부재(457)는 밀봉 패드(452)를 개방 위치로 편의시킨다. 스프링 부재(457)는 당업계에 알려진 바와 같은 코일 스프링, 판 스프링, 탄성중합체 밴드, 또는 적합한 탄성 부재를 포함하는, 밀봉 패드(452)를 개방 위치로 편의시키는 임의의 적합한 스프링을 포함할 수 있다.

밀봉 패드(452)는 밀봉 패드(452)의 적어도 일부분이 밀봉 표면(446)과의 접촉시에 휘어지거나 압축될 수 있도록 연성 또는 탄성 재료의 적어도 일부분을 포함할 수 있다. 밀봉 패드(452)의 적어도 일부분은 액추에이터(451)로부터의 힘이 밀봉 표면(446)과 접촉하는 밀봉 패드(452)의 전체 부분에 전달될 수 있도록 강성 또는 반-강성일 수 있다. 개방 및 폐쇄 위치 사이에서 사전결정된 각도를 통해 회전할 수 있고 밀봉 패드(452)가 폐쇄 위치로 이동하게 하는 캠(458)을 갖는 회전가능 액추에이터(451)는 밀봉 패드(452)가 폐쇄 위치로 이동될 때마다 밀봉 패드(452)에 균일한 힘이 전달되게 한다. 따라서, 원하는 시일을 생성하기에 적절한 힘이 용이하고 일관성 있게 달성된다.

회전가능 액추에이터는 음압 적합성 검사의 수행 동안 마스크 본체의 맞춤에 미치는 보다 적은 영향 및 사용의 용이함을 포함하는 여러 이점을 제공하는 것으로 여겨진다. 회전가능 액추에이터의 회전은 착용자의 안면을 향하는 방향으로 힘을 요구하지 않으며, 따라서 마스크 본체와 착용자의 안면 사이의 자연스러운 접촉을 변경시키지 않을 수 있다. 따라서, 정확한 음압 적합성 검사가 달성될 수 있다.

도 5a 내지 도 5c는 코와 입을 덮고 착용자에게 호흡가능한 공기를 제공할 수 있는 예시적인 호흡 보호 장치(500)를 예시한다. 호흡 보호 장치(500)는 제1 및 제2 입구 포트(503, 504)를 포함하는 마스크 본체(520)를 포함한다. 제1 및 제2 호흡 공기 공급원 구성요소(도시되지 않음)가 마스크 본체(520)의 대향하는 측부들 상에 위치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 호흡 공기 공급원 구성요소는 제1 및 제2 입구 포트(503, 504)에 부착되도록 구성되는 필터 카트리지이다. 필터 카트리지는 외부 환경으로부터 수용된 공기를, 이러한 공기가 착용자에게로의 전달을 위해 마스크 본체 내의 내부 공간 내로 통과하기 전에 여과한다.

마스크 본체(520)는 강성 또는 반-강성 부분(520a) 및 유연성 안면 접촉 부분(520b)을 포함할 수 있다. 마스크 본체의 유연성 안면 접촉 부분은 예를 들어 마스크 본체가 사람의 코와 입 위에 편안하게 지지되도록 허용하기 위해 그리고/또는 마스크 본체(520) 내부로의 공기의 바람직하지 않은 유입을 제한하도록 착용자의 안면과의 적절한 시일을 제공하기 위해 유연하게 제조된다. 안면 접촉 부재(520b)는 마스크가 착용자의 코 위에 그리고 착용자의 볼에 맞대어져 편안하고 안락하게 맞추어질 수 있도록 내향만곡 커프를 가질 수 있다. 강성 또는 반-강성 부분(520a)은 마스크 본체(520)에 대해 구조적 완전성을 제공하여, 그것이 예를 들어 필터 카트리지와 같은 호흡 공기 공급원 구성요소를 적절히 지지할 수 있게 한다. 다양한 예시적인 실시예에서, 마스크 본체 부분(520a, 520b)은 일체로 또는 후속하여 영구적인 또는 제거가능한 방식으로 함께 결합되는 개별적으로 형성된 부분으로서 제공될 수 있다.

호기 포트(530)는 착용자에 의한 호기 동안 공기가 마스크 본체 내의 내부 공간으로부터 배기되게 한다. 예시적인 실시예에서, 호기 포트(530)는 마스크 본체(520) 상의 중심에 위치된다. 호기 밸브는 호기 포트에 맞추어져서, 호기시에 마스크 본체(520) 내에 생성되는 양압으로 인해 공기가 배출되게 하지만, 외부 공기의 유입을 방지한다.

제1 및 제2 입구 포트(503, 504)는 제1 및 제2 호흡 공기 공급원 구성요소를 수용하도록 구성된다. 도 5a에 도시된 예시적인 실시예에서, 마스크 본체(520)는 마스크 본체(520)의 양 측부 상에 제1 및 제2 입구 포트(503, 504)를 포함하고, 마스크 본체(520)의 볼 부분에 근접할 수 있다. 제1 및 제2 입구 포트(503, 504)는 제1 및 제2 호흡 공기 공급원 구성요소(도시되지 않음)가 마스크 본체(520)에 확고하게 부착될 수 있도록 상보형 정합 특징부를 포함한다. 당업계에 알려진 바와 같은 다른 적합한 연결부가 제공될 수 있다. 정합 특징부는 호흡 공기 공급원 구성요소가 호흡 공기 공급원 구성요소의 사용 수명의 종료시에 또는 상이한 호흡 공기 공급원 구성요소의 사용을 원할 경우에 제거되고 교체될 수 있도록 제거가능 연결부를 생성할 수 있다. 대안적으로, 연결부는 예를 들어 호흡 공기 공급원 구성요소가 호흡 공기 공급원 구성요소를 손상시키지 않고서는 제거될 수 없도록 영구적일 수 있다.

호흡 보호 장치(500)는 다수의 유체 흡입 연통 구성요소를 폐쇄하기 위한 차단 밸브(550)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 차단 밸브(550)는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 작동가능하다. 폐쇄 위치에서, 차단 밸브(550)는 입구 포트(503, 504)에 있는 호흡 공기 공급원 구성요소 둘 모두와 마스크 본체(520)의 통기성 공기 구역 사이의 유체 연통을 방지한다.

차단 밸브(550)는 착용자가 마스크 본체의 주연부 주위에서의 누출의 존재의 표시를 제공하는 음압 적합성 검사를 수행하도록 허용한다. 차단 밸브(550)가 폐쇄 위치에 있을 때, 공기는 마스크 본체(520)의 통기성 공기 구역으로 진입하는 것이 방지된다. 차단 밸브가 폐쇄 위치에 있는 상태에서의 착용자에 의한 흡기는 마스크 내에 음압을 생성할 것이고, 일부 예시적인 실시예에서, 마스크 본체와 착용자의 안면 사이에 적절한 시일이 달성되어 있으면, 유연성 안면 접촉 부재가 내향으로 편향되게 할 수 있다. 적절한 시일이 달성되지 않으면, 흡기는 외부 환경으로부터의 공기가 마스크 본체의 주연부와 착용자의 안면 사이에서 통기성 공기 구역으로 진입하는 결과를 가져올 수 있다. 이러한 방식으로, 호흡 보호 장치(500)를 착용한 착용자에 의해 음압 적합성 검사가 용이하게 수행되어, 호흡 보호 장치(500)와 착용자의 안면 및/또는 머리 사이에 적절한 시일이 달성되는지 여부를 결정할 수 있다.

필터 카트리지와 같은 제1 및 제2 호흡 공기 공급원 구성요소는 제1 및 제2 입구 포트(503, 504)에 부착될 수 있다. 따라서, 제1 호흡 공기 공급원 구성요소를 통과한 후에 제1 입구 포트(503)를 통해 마스크 본체(520)에 진입하는 공기는 제1 유체 흡입 연통 구성요소(540a)를 통해 통기성 공기 구역(522)으로 진입할 수 있고, 제2 호흡 공기 공급원 구성요소를 통과한 후에 제2 입구 포트(504)를 통해 마스크 본체(520)에 진입하는 공기는 제2 유체 흡입 연통 구성요소(540b)를 통해 통기성 공기 구역(522)으로 진입할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 호흡 공기 공급원 구성요소(501, 502)로부터의 공기는 별개의 유체 흡입 연통 구성요소(540a, 540b)를 통해 통기성 공기 구역(522)으로 진입한다. 제1 및 제2 유체 흡입 연통 구성요소들(540a, 540b) 각각은 제1 및 제2 입구 포트(503, 504)와 통기성 공기 구역(522) 사이의 유체 연통을 제공하기 위해 하나 이상의 개구를 포함한다. 제1 및 제2 유체 흡입 연통 구성요소(540a, 540b)는 제1 및 제2 입구 포트(503, 504)와 통기성 공기 구역(522) 사이의 유체 연통을 선택적으로 허용하기 위해 흡기 밸브를 각각 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 차단 밸브(550)는 액추에이터(551)와 제1 및 제2 밀봉 패드(552a, 552b)를 포함한다. 액추에이터가 눌릴 때, 제1 및 제2 밀봉 패드(552a, 552b)는 제1 및 제2 흡기 포트를 차단하여, 2개 이상의 호흡 공기 공급원과 통기성 공기 구역(522) 사이의 유체 연통을 방지한다. 예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 밀봉 패드(552a, 552b)는, 액추에이터(551)에 의해 접촉되어 밀봉 패드(552a, 552b)가 제1 및 제2 흡기 포트를 차단하게 하는 작동 표면(547a, 547b)을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 밀봉 패드(552a, 552b)는 각각 제1 및 제2 흡기 포트(541a, 541b)를 둘러싸는 제1 및 제2 밀봉 표면(546a, 546b)과 접촉한다. 밀봉 표면(546a, 546b)은 흡기 포트(541a, 541b)의 주연부 주위에서 적절한 시일이 달성되도록 허용하기 위해 마스크 본체(520)의 내부 표면 또는 제1 및 제2 유체 흡입 연통 구성요소(540a, 540b)로부터 외향으로 연장되는 리지 또는 돌출부의 형태일 수 있다.

차단 밸브(550)는 개방 위치(도 5b)와 폐쇄 위치(도 5c) 사이에서 전환하도록 작동될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 액추에이터(551)는 제1 및 제2 밀봉 패드(552a, 552b)가 제1 및 제2 유체 흡입 연통 구성요소(540a, 540b)의 밀봉 표면(546a, 546b)과 접촉할 때까지 제1 및 제2 밀봉 패드(552a, 552b)가 선회 위치(559a, 559b)(도시되지 않음)를 중심으로 선회하게 하기 위해 착용자에 의해 내향으로 눌릴 수 있는, 오버-몰딩된 탄성중합체 푸시-버튼, 활주가능 버튼 등과 같은 버튼이다. 도 5b에 도시된 개방 위치에서, 공기는 다이어프램 또는 플랩(도시되지 않음)에 의해 허용되는 경우에 흡기 포트(541a, 541b)를 통해 통기성 공기 구역(522) 내로 통과할 수 있다. 도 5c에 도시된 폐쇄 위치에서, 밀봉 패드(552a)는 밀봉 표면(546a)과 밀봉 맞물림 상태에 있어 공기가 흡기 포트(541a)를 통과하는 것을 방지한다. 액추에이터(551)가 착용자에 의해 해제될 때, 액추에이터(551)는 액추에이터(551)를 개방 위치로 편의시키는 탄성 부재로 인해 개방 위치로 복귀한다. 일부 예시적인 실시예에서, 예를 들어 차단 밸브(150)에 관하여 전술된 바와 같이, 차단 밸브(550)는 착용자가 호기할 때까지 또는 통기성 공기 구역(522) 내의 압력이 더 이상 탄성 부재의 힘보다 크지 않을 때까지 마스크 내의 음압으로 인해 폐쇄 위치에 유지될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 탄성중합체 버튼 형태의 액추에이터(551)는 액추에이터(551)를 개방 위치를 향해 편의시키는 탄성 부재로서의 역할을 한다. 액추에이터(551)는, 마스크 본체(520)의 외벽(523)에 부착되어 액추에이터(551)를 지지하고/하거나 차단 밸브(550)를 개방 위치로 편의시키는 가요성 웨브(556)를 포함할 수 있다. 가요성 웨브(556)는 예를 들어 도 5c에 도시된 바와 같이, 액추에이터(551)가 착용자에 의해 내향으로 눌릴 때 탄성 변형될 수 있는 가요성 또는 유연성 재료로 형성된다. 폐쇄 위치에서, 가요성 웨브(556)는 예를 들어 휘어지고/지거나 변형되어, 밀봉 패드(552a, 552b)가 작동 탭(actuation tab)(547a, 547b)과 접촉함으로써 선회하게 한다. 탄성중합체 웨브의 휘어짐 및/또는 변형은 바람직하게는 차단 밸브가 개방 위치에 있는 원래의 구성으로 탄성중합체 웨브가 반복적으로 복귀할 수 있도록 탄성 방식으로 제한된다.

예시적인 실시예에서, 액추에이터(551)는 액추에이터(551)와 마스크 본체(520) 사이에 시일이 형성되도록 마스크 본체(520)에 부착된다. 예를 들어, 액추에이터(551)의 일부분이 마스크 본체(520)에 결합되어, 예를 들어 오버-몰딩에 의해 적절한 시일을 제공할 수 있다. 다른 적합한 시일이 당업계에 알려진 바와 같은 개스킷, 플랜지, 접착제, 억지 끼워맞춤, 성형 기술, 음파 용접, 및 다른 적합한 기술을 사용하여 제공될 수 있다. 액추에이터(551)에 근접한 충분한 시일이, 차단 밸브(550)가 개방, 폐쇄, 또는 중간 위치에 있을 때 외부 환경으로부터의 여과되지 않은 공기의 유입을 방지한다.

액추에이터(551)의 가요성 웨브 대신에 또는 그에 더하여 다른 탄성 부재가 제공될 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 액추에이터(551)는 밀봉 패드(552a, 552b)에 부착되지 않는다. 가요성 웨브(556)와 같은 탄성 부재가 액추에이터(551)를 개방 위치로 편의시키고, 스프링 부재(558a, 558b)와 같은 하나 이상의 추가 부재가 밀봉 패드(552a, 552b)를 개방 위치로 편의시킨다. 스프링 부재(558a, 558b)는 당업계에 알려진 바와 같은 코일 스프링, 판 스프링, 탄성중합체 밴드, 또는 적합한 탄성 부재를 포함하는, 밀봉 패드(552a, 552b)를 개방 위치로 편의시키는 임의의 적합한 스프링을 포함할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 액추에이터(551)는 밀봉 패드(552a, 552b)에 부착되고, 가요성 웨브와 같은 탄성 부재 및/또는 하나 이상의 스프링 부재(558a, 558b)는 액추에이터(551) 및 밀봉 패드(552a, 552b) 둘 모두를 개방 위치를 향해 편의시킨다.

도 6a 내지 도 6c는 코와 입을 덮고 착용자에게 호흡가능한 공기를 제공할 수 있는 예시적인 호흡 보호 장치(600)를 예시한다. 호흡 보호 장치(600)는 제1 및 제2 입구 포트(603, 604)를 포함하는 마스크 본체(620)를 포함한다. 제1 및 제2 호흡 공기 공급원 구성요소(도시되지 않음)가 마스크 본체(620)의 대향하는 측부들 상에 위치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 호흡 공기 공급원 구성요소는 제1 및 제2 입구 포트(603, 604)에 부착되도록 구성되는 필터 카트리지이다. 필터 카트리지는 외부 환경으로부터 수용된 공기를, 이러한 공기가 착용자에게로의 전달을 위해 마스크 본체 내의 내부 공간 내로 통과하기 전에 여과한다.

마스크 본체(620)는 강성 또는 반-강성 부분(620a) 및 유연성 안면 접촉 부분(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 마스크 본체의 유연성 안면 접촉 부분은 예를 들어 마스크 본체가 사람의 코와 입 위에 편안하게 지지되도록 허용하기 위해 그리고/또는 마스크 본체(620) 내부로의 공기의 바람직하지 않은 유입을 제한하도록 착용자의 안면과의 적절한 시일을 제공하기 위해 유연하게 제조된다. 위에서 논의된 실시예와 유사하게, 안면 접촉 부재는 마스크가 착용자의 코 위에 그리고 착용자의 볼에 맞대어져 편안하고 안락하게 맞추어질 수 있도록 내향만곡 커프를 가질 수 있다. 강성 또는 반-강성 부분(620a)은 마스크 본체(620)에 대해 구조적 완전성을 제공하여, 그것이 예를 들어 필터 카트리지와 같은 호흡 공기 공급원 구성요소를 적절히 지지할 수 있게 한다. 다양한 예시적인 실시예에서, 마스크 본체 부분(620a)과 유연성 안면 접촉 부분은 일체로 또는 후속하여 영구적인 또는 제거가능한 방식으로 함께 결합되는 개별적으로 형성된 부분으로서 제공될 수 있다.

제1 및 제2 입구 포트(603, 604)는 제1 및 제2 호흡 공기 공급원 구성요소를 수용하도록 구성된다. 도 6a에 도시된 예시적인 실시예에서, 마스크 본체(620)는 마스크 본체(620)의 양 측부 상에 제1 및 제2 입구 포트(603, 604)를 포함하고, 마스크 본체(620)의 볼 부분에 근접할 수 있다. 제1 및 제2 입구 포트(603, 604)는 제1 및 제2 호흡 공기 공급원 구성요소(도시되지 않음)가 마스크 본체(620)에 확고하게 부착될 수 있도록 상보형 정합 특징부를 포함한다. 당업계에 알려진 바와 같은 다른 적합한 연결부가 제공될 수 있다. 정합 특징부는 호흡 공기 공급원 구성요소가 호흡 공기 공급원 구성요소의 사용 수명의 종료시에 또는 상이한 호흡 공기 공급원 구성요소의 사용을 원할 경우에 제거되고 교체될 수 있도록 제거가능 연결부를 생성할 수 있다. 대안적으로, 연결부는 예를 들어 호흡 공기 공급원 구성요소가 호흡 공기 공급원 구성요소를 손상시키지 않고서는 제거될 수 없도록 영구적일 수 있다.

도 6c는 마스크 본체(620)의 중간 부분을 통한 마스크 본체(620)의 대표적인 단면도를 도시한다. 마스크 본체(620)는 내벽(623)에 의해 분리되는 제1 챔버(621)와 제2 챔버(622)를 포함한다. 통기성 공기 구역이 제2 챔버(622)에 의해 한정된다. 제1 및 제2 입구 포트(603, 604)는 제1 챔버(621)와 유체 연통한다. 따라서, 제1 호흡 공기 공급원 구성요소를 통과한 후에 제1 입구 포트(603)를 통해 마스크 본체(620)에 진입하는 공기는 제2 호흡 공기 공급원 구성요소를 통과한 후에 제2 입구 포트(604)를 통해 마스크 본체(620)에 진입하는 공기와 연통한다. 따라서, 제1 및 제2 입구 포트(603, 604)로부터의 공기는 마스크 본체(620)의 제2 챔버(622)에 의해 한정되는 통기성 공기 구역에 전달되기 전에 제1 챔버(621) 내에서 혼합되도록 허용된다. 이를 위해, 내벽(623)은 제1 챔버(621)와 제2 챔버(622) 사이의 유체 연통을 허용하는 개구(624)를 포함하거나 한정한다. 일 실시예에서, 개구(624)에는 적합한 흡기 밸브(625)가 설치될 수 있다. 흡기 밸브(625)는 개구(624)에 맞추어져서, 흡기시에 마스크 본체(620) 내에 생성되는 음압으로 인해 공기가 제2 챔버(622)에 진입하게 하지만, 호기시에 호기된 공기가 제1 챔버(622)에 진입하는 것을 방지한다.

호기 포트(630)는 착용자에 의한 호기 동안 공기가 마스크 본체 내의 내부 공간으로부터 배기되게 한다. 예시적인 실시예에서, 호기 포트(630)는 마스크 본체(620) 상의 중심에 위치된다. 호기 밸브는 호기 포트에 맞추어져서, 호기시에 마스크 본체(620) 내에 생성되는 양압으로 인해 공기가 배출되게 하지만, 외부 공기의 유입을 방지한다. 예시된 실시예에서, 호기시에 마스크 본체(620) 내에 생성되는 양압으로 인해 공기가 제2 챔버(622)로부터 배출되도록 추가로 허용하는 2차 호기 포트(631)가 마스크 본체(620)의 하부 부분에 제공된다. 호기 포트(630) 및 2차 호기 포트(631) 각각은 공기가 제2 챔버(622)로부터 배출되게 하지만 외부 공기의 유입을 방지하는 적합한 체크 밸브(check valve)를 구비할 수 있다.

호흡 보호 장치(600)는 제1 챔버(621)와 제2 챔버(622) 사이의 유체 연통을 방지하기 위한 차단 밸브(650)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 차단 밸브(650)는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 작동가능하다. 폐쇄 위치에서, 차단 밸브(650)는 마스크 본체(620)의 제1 챔버(621)(즉, 입구 포트(603, 604)에 있는 호흡 공기 공급원 구성요소 둘 모두로부터의 유체)와 제2 챔버(622) 사이의 유체 연통을 방지한다. 개방 위치에서, 차단 밸브(650)는 제1 챔버(621)와 제2 챔버(622) 사이의 유체 연통을 허용한다.

차단 밸브(650)는 착용자가 마스크 본체의 주연부 주위에서의 누출의 존재의 표시를 제공하는 음압 적합성 검사를 수행하도록 허용한다. 차단 밸브(650)가 폐쇄 위치에 있을 때, 공기는 마스크 본체(620)의 제2 챔버(622)에 의해 한정되는 통기성 공기 구역으로 진입하는 것이 방지된다. 차단 밸브가 폐쇄 위치에 있는 상태에서의 착용자에 의한 흡기는 마스크 내에 음압을 생성할 것이고, 일부 예시적인 실시예에서, 마스크 본체와 착용자의 안면 사이에 적절한 시일이 달성되어 있으면, 유연성 안면 접촉 부재가 내향으로 편향되게 할 수 있다. 적절한 시일이 달성되지 않으면, 흡기는 외부 환경으로부터의 공기가 마스크 본체의 주연부와 착용자의 안면 사이에서 통기성 공기 구역으로 진입하는 결과를 가져올 수 있다. 이러한 방식으로, 호흡 보호 장치(600)를 착용한 착용자에 의해 음압 적합성 검사가 용이하게 수행되어, 호흡 보호 장치(600)와 착용자의 안면 및/또는 머리 사이에 적절한 시일이 달성되는지 여부를 결정할 수 있다.

필터 카트리지와 같은 제1 및 제2 호흡 공기 공급원 구성요소는 제1 및 제2 입구 포트(603, 604)에 부착될 수 있다. 제1 및 제2 입구 포트(603, 604)로부터, 제1 호흡 공기 공급원 구성요소를 통과한 후에 제1 입구 포트(603)를 통해 마스크 본체(620)에 진입하는 공기는 제1 유체 흡입 연통 구성요소(640a)를 통해 제1 챔버(621)에 진입할 수 있고, 제2 호흡 공기 공급원 구성요소를 통과한 후에 제2 입구 포트(604)를 통해 마스크 본체(620)에 진입하는 공기는 제2 유체 흡입 연통 구성요소(640b)를 통해 제1 챔버(621)에 진입할 수 있다. 따라서, 특히, 제1 및 제2 입구 포트(603, 604)로부터의 공기는 별개의 유체 흡입 연통 구성요소(640a, 640b)를 통해 제1 챔버(621)에 진입한다. 제1 및 제2 유체 흡입 연통 구성요소들(640a, 640b) 각각은 제1 및 제2 입구 포트(603, 604)와 제1 챔버(621) 사이의 유체 연통을 제공하기 위해 하나 이상의 개구를 포함한다.

예시적인 실시예에서, 차단 밸브(650)는 액추에이터(651), 시일(652), 및 리테이너(653)를 포함한다. 액추에이터(651)와 시일(652)은 적합한 연결부를 통해 함께 결합된다. 리테이너(653)는 액추에이터(651)와 시일(652) 사이에 위치되고, 액추에이터(651)를 마스크 본체(620)에 고정시킨다. 액추에이터(651)가 눌릴 때, 시일(652)이 내벽(623)을 향해 작동되어, 궁극적으로 개구(624)를 차단하여 제1 챔버(621)와 제2 챔버(622) 사이의 유체 연통을 방지한다. 예시적인 실시예에서, 시일(652)은 접촉 밀봉 표면(654)을 한정한다. 예시적인 실시예에서, 밀봉 표면(654)은 개구(624)를 둘러싼다. 예시된 바와 같이, 밀봉 표면(654)은 내벽(623)을 향해 외향으로 연장되는 외측 리지 또는 돌출부를 포함한다. 폐쇄 위치로의 차단 밸브(650)의 이동시에, 이러한 돌출부가 편향되어, 개구(624)의 주연부 주위에서 밀봉 표면(654) 사이의 개선된 시일을 허용한다.

아래에서 더욱 상세히 논의되는 바와 같이, 차단 밸브(650)는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 전환하도록 작동될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 액추에이터(651)는 밀봉 표면(654)이 밀봉 표면 내벽(623)과 접촉하여 개구(624)를 밀봉하게 하기 위해 착용자에 의해 내향으로 눌릴 수 있는, 탄성중합체 푸시-버튼, 활주가능 버튼 등과 같은 버튼이다. 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 전이될 때, 액추에이터(651)는 조작자에 의해 감지될 수 있는 촉각 피드백을 생성할 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(651)는 인가된 힘에 응답하여 좌굴(buckle) 또는 뒤틀릴 수 있는 가요성 본체로 형성될 수 있다. 개방 위치에서, 공기는 흡기 밸브(625)에 의해 허용되는 경우에 개구(624)를 통과할 수 있다. 폐쇄 위치에서, 밀봉 표면(654)은 내벽(623)과 밀봉 맞물림 상태에 있어 공기가 개구(624)를 통과하는 것을 방지한다. 액추에이터(651)가 착용자에 의해 해제될 때, 액추에이터(651)는 액추에이터(651)를 개방 위치로 편의시키는 탄성 구조체로 인해 개방 위치로 복귀한다. 시일(652)은 또한 제1 챔버(621)와 제2 챔버(622) 사이의 유체 연통의 방지를 형성하는 데 도움을 주기 위해 원하는 대로 탄성중합체 재료로 형성될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 액추에이터(651)는 액추에이터(651)와 마스크 본체(520) 사이에 시일이 형성되도록 마스크 본체(620)에 부착된다. 예를 들어, 액추에이터(651)는 마스크 본체(620)의 돌출부(662)와 리테이너(653) 사이에 위치되는 외향으로 연장되는 플랜지(660)를 포함한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 플랜지(660)는 U-형상이지만, 다른 형상이 사용될 수 있다. 다른 적합한 시일이 당업계에 알려진 바와 같은 개스킷, 플랜지, 접착제, 억지 끼워맞춤, 성형 기술, 음파 용접, 및 다른 적합한 기술을 사용하여 제공될 수 있다. 액추에이터(651)에 근접한 충분한 시일이, 차단 밸브(650)가 개방, 폐쇄, 또는 중간 위치에 있을 때 외부 환경으로부터의 여과되지 않은 공기의 유입을 방지한다. 리테이너(653)와 돌출부(662) 사이의 협동은 개방 위치로부터 폐쇄 위치로의 액추에이터(651)의 이동 동안 고정되는 액추에이터(651)의 영역(664)(프랜지(660)의 전부는 아니더라도 대부분)을 제공한다. 액추에이터의 외측 표면(665)에서 액추에이터(651)를 누르는 것은 영역(664)이 마스크 본체(620)와 내벽(623)에 대해 고정되어 유지되는 상태에서 외측 표면(665)이 내벽(623)을 향해 이동하게 한다.

액추에이터(651)는 시일 검사가 실시되고 있음을 지시하기 위해 조작자에게 촉각 피드백을 제공할 수 있다. 액추에이터(651)의 탄성은 외측 표면(665)에 대한 인가된 힘의 부재시에, 액추에이터(651)가 개방 위치로 복귀하도록 한다. 촉각 피드백을 제공하기 위해, 일 실시예에서, 액추에이터(651)는 외측 표면(665)에 대한 인가된 힘에 응답하여, 도 7의 그래프(700)에 개략적으로 예시된 것과 유사한 힘 응답을 나타낸다. 특히, 액추에이터(651)는 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 선형 경로를 따라 이동한다(즉, 변위됨). 액추에이터(651)의 위치에 따라, 대응하는 응답력이 제공된다. 그래프(700)는 힘을 나타내는 수직축(702)과 액추에이터(651)의 변위를 나타내는 수평축(704)을 포함한다. 하중 경로(loading path) 또는 곡선(706)은 외측 표면(665)을 내벽(623)을 향해 변위시키기 위해 외측 표면(665)에 가해지는 최소 힘을 나타낸다.

초기에, 하중 곡선(706)은 초기 위치(708)에서 시작된다. 위치(708)에서는, 힘이 액추에이터(651)에 인가되지 않으며, 따라서 액추에이터의 응답력이 0이다. 액추에이터(651)가 눌림에 따라, 하중 곡선(706)은 제1 중간 위치(710)에 도달할 때까지 양의 기울기를 나타낸다. 제1 중간 위치(710)에서, 액추에이터(651)는 좌굴 또는 뒤틀려, 조작자에게 촉각 피드백을 제공하는 "팝(pop)" 또는 "클릭(click)"(또한 "오일 캐닝(oil canning)"으로 지칭됨)을 생성한다. 초기 위치(708)로부터 제1 중간 위치까지의 하중 곡선(706)의 일부분이 증가하는 응답력을 나타내는, 액추에이터(651)의 제1 전이로 지칭될 수 있다. 하중 곡선(706)에 의해 지시되는 바와 같이, 응답력은 중간 위치(710) 후에 제2 중간 위치(712)에 도달할 때까지 감소한다. 하중 곡선의 이러한 부분은 감소하는 응답력을 나타내는 제2 전이로 지칭될 수 있다. 제2 중간 위치(712)에 도달한 후에, 하중 곡선(706)은 증가하며, 이는 밀봉 표면(654)과 내벽(623) 사이의 접촉을 나타낸다. 하중 곡선(706)은 밀봉 표면(654)과 내벽(623) 사이에 시일이 형성됨에 따라(즉, 밀봉 표면(654)의 편향으로 인해) 정지 위치(714)에 도달할 때까지 증가할 것이며, 이는 표면(654)과 내벽(623) 사이의 시일이 완성됨을 나타낸다. 하중 경로(706)의 이러한 부분은 증가하는 응답력을 나타내는 제3 전이로 지칭될 수 있다. 액추에이터(651)의 해제시에, 복귀 곡선 또는 경로(716)가, 힘이 액추에이터(651)에 인가되고 있지 않음을 나타내는, 응답력이 0인 초기 위치(708)로 복귀한다. 복귀 곡선(716)은 하중 곡선(706)과 유사하되, 액추에이터(651)가 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동함에 따라 약간 더 작은 응답력을 나타낸다.

하중 곡선(706)과 복귀 곡선(716)의 위의 이해를 염두에 두고서, 도 8a 내지 도 8c는 개방 위치(도 8a), 중간 위치(도 8b) 및 폐쇄 위치(도 8c)에 있는 액추에이터(651)를 예시한다. 참조의 기준을 위해, 액추에이터(651)는 도 8a 내지 도 8c에서 탄성중합체 푸시 버튼으로서 구현되는 가요성 웨브 또는 본체로 형성되며, 여기서 외측 표면(665)은 조작자의 손가락과의 접속을 위해 마스크 본체(620)의 외측 표면 위로 적어도 부분적으로 연장되는 돔형(dome-like) 구조체를 형성한다. 대안적인 실시예에서, 외측 표면(665)은 완전히 마스크 본체(620)의 외측 표면 아래에 형성될 수 있다. 어느 경우에도, 액추에이터(651)는 플랜지(660)로부터 내향으로 연장되는 스팬(720)을 포함하거나 한정한다. 액추에이터(651)가 눌리는 동안에, 스팬(720)은 플랜지(660)가 거의 고정되어 유지되는 상태에서 내벽(623)을 향해 이동한다. 시일(652)의 개구(724)와 협동하여 액추에이터(651)를 시일(652)에 고정시키는 돌출부(722)가 스팬(720)으로부터 연장된다. 이러한 연결로 인해, 스팬(720)과 시일(652)은 외측 표면(665)에 대한 인가된 힘에 응답하여 서로 협력하여 병진한다.

리테이너(653)는 스팬(720)의 외주연부를 향하는 표면(732)에서 종단되는 림(730)을 한정한다. 표면(732)은 평면(734)을 한정한다. 예시적인 일 실시예에서, 액추에이터(651)의 작동 동안, 스팬(720)의 적어도 일부분(돌출부(722) 제외)이 평면(734)을 통과한다. 특정한 일 실시예에서, 액추에이터(651)가 도 8c에 예시된 폐쇄 위치에 도달할 때 외측 표면(665)의 일부분(736)(예컨대, 팁(tip))이 평면(734)을 통과한다. 환언하면, 액추에이터가 도 8a의 개방 위치에 있을 때, 스팬(720)의 적어도 일부분이 평면(734)의 제1 측에 있다. 폐쇄 위치에서, 이러한 부분은 제1 측 반대편의 평면(734)의 제2 측에 위치된다. 이러한 부분은 액추에이터(651)의 외측 표면(665) 상에 또는 외측 표면(665)으로부터 내부에 배치될 수 있다.

액추에이터(651)는 원하는 특성을 나타내기 위해 구조적 특징부를 포함할 수 있다. 예시적인 특성은 액추에이터(651)를 변위시키는 데 필요한 낮은 힘, 인가된 힘의 부재시에 개방 위치로의 자동 복귀, 조작자에게 유의미한 촉각 피드백을 제공하는 것, 마스크 본체(620)에 관한 낮은 프로파일, 마스크 본체(620)와의 적절한 시일을 제공하는 것, 힘의 적극적인 저하를 제공하는 것 및 다른 것을 포함한다. 일례에서, 액추에이터(651)를 변위시키는 데 필요한 힘은 약 0.1 파운드-피트 내지 5.0 파운드-피트의 범위 내에 있을 수 있다. 더욱 특정한 범위에서, 힘은 대략 0.25 파운드-피트 내지 0.75 파운드-피트의 범위 내에 있고, 특정 실시예에서 약 0.5 파운드-피트이다. 추가의 예에서, 액추에이터(651)는 상이한 위치에서 가변 두께를 나타내는 재료로 형성될 수 있다. 추가의 예에서, 액추에이터(651)에 대해, 실리콘, 에틸렌 프로필렌 다이엔 단량체 고무, 천연 고무, 열가소성 탄성중합체 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 포함하는 탄성중합체 재료와 같은 상이한 재료가 선택될 수 있다. 다양한 예시적인 실시예에서, 액추에이터(651)의 재료는 낮은 표면 에너지의 표면을 제공하도록 선택된다. 액추에이터(651)는 사용 환경 내의 먼지 및 오염물질이 반발되거나 달리 액추에이터(651) 상에 축적되지 않거나 달리 액추에이터(651)의 작동을 방해하지 않을 수 있도록 낮은 표면 에너지의 실리콘으로 제조될 수 있다. 특정한 일 실시예에서, 실리콘은 폴리다이메틸실록산이다. 액추에이터(651)에 대한 표면 에너지 값의 범위는 제곱 미터당 약 10 내지 30 밀리줄(milliJoule)일 수 있고, 제곱 미터당 15 내지 25 밀리줄의 더욱 특정한 범위 내에 있을 수 있다.

일 실시예에서, 스팬(720)은 스팬(720)에 대한 변위의 방향과 평행한 평면 내의 단면에서 볼 때 상이한 두께를 나타내는 2개 이상의 섹션(section)을 포함한다. 상이한 두께는 원하는 대로 테이퍼 형성되는(tapering) 방식으로 또는 보다 불연속적인 방식으로 달성될 수 있다. 특히 스팬(720)을 참조하면, 스팬(720)은 제1 중앙 섹션(740), 제2 중간 섹션(742) 및 제3 외측 섹션(744)을 포함한다. 제1 섹션(740)은 제1 두께(750)(섹션(740)의 폭을 따른 위치에서 선택됨)를 포함한다. 유사한 방식으로, 제2 섹션(742)은 제2 두께(752)(섹션(742)의 폭을 따른 위치에서 선택됨)를 포함하고, 제3 섹션은 제3 두께(754)(섹션(744)의 폭을 따른 위치에서 선택됨)를 포함한다.

일 실시예에서, 제1 두께(750)는 섹션(740) 내의 최대 두께로서 선택되고, 제2 두께(752)는 섹션(742) 내의 최소 두께로서 선택되며, 제3 두께는 섹션(744) 내의 최대 두께로서 선택된다. 스팬(720)을 가로지른 두께의 변동이 본 명세서에 개시되도록 의도되기 때문에, 다른 두께가 원하는 대로 선택될 수 있다. 두께의 위치에 상관없이, 일례는 제2 두께(752)보다 큰 제1 두께(750)와 제3 두께(754)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 액추에이터(651)가 나타내는 변형(strain)이 제2 섹션(742)에 집중된다.

제2 섹션(742)은 액추에이터(651) 내에 절결부(cut-out)를 형성함으로써 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 섹션(742)은 형상이 환상(annular)인 반면에, 다른 실시예는 감소된 두께의 별개의 부분을 포함하는 제2 섹션(742)을 포함한다. 다양한 실시예에서, 제2 섹션(742)은 단면이 약 1.5 mm 내지 3.5 mm의 예시적인 범위 내의 직경에 의해 한정되는 반원으로서 형성된다. 어느 경우에도, 제2 섹션(742)은 액추에이터(651)가 도 8c에 예시된 폐쇄 위치에 있을 때 제1 섹션(740) 또는 제3 섹션(742)보다 큰 변형을 나타낼 것이고, 또한 제1 섹션(740) 또는 제3 섹션(742)에 비해 감소된 강성을 갖는다.

일 실시예에서, 제3 섹션(744)은 스팬(720)으로부터 림(730)의 표면(732)을 향해 연장되는 리브(rib) 또는 돌출부(760)를 형성한다. 리브(760)가 선택적이지만, 리브(760)는 액추에이터(651)의 작동 동안 변형되어, 위에 언급된 (제1 중간 위치(710)로부터 제2 중간 위치(712)로의) 제2 전이 중에 힘의 보다 급격한 저하를 가져와, 증가된 촉각 피드백을 제공한다. 대안적인 실시예에서, 원하는 대로 복수의 리브가 촉각 피드백을 증가시키기 위해 이용될 수 있다.

당업자에 의해 인식될 바와 같이, 원하는 특성을 나타내도록 액추에이터(651)에 다양한 방식으로 변화가 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 섹션(742)(그리고 따라서 최소 두께(752))의 위치설정은 다양한 특성을 나타내도록 선택될 수 있다. 액추에이터(651)에 대한 응답을 변경시킬 수 있는 다른 변수는 액추에이터(651)의 직경(예컨대, 플랜지(660)의 외부 치수 및/또는 스팬(720)의 외경), 액추에이터(651)의 외측 표면(665)의 형상(예컨대, 돔, 평평함, 역전된 돔), 외측 표면(665)의 호의 높이(돔 형상을 이용할 때, 액추에이터(651)의 작동 방향으로 스팬(720)과 플랜지(660) 사이의 연결 지점으로부터 팁(736)까지의 높이), 개방 위치로부터 폐쇄 위치로의 액추에이터(651)의 변위, 섹션(742)의 절결부 직경 대 스팬(720)의 최대 두께의 비의 선택 및 다른 것을 포함할 수 있다. 또한, 액추에이터(651)와 마스크 본체(62)의 외측 표면 사이의 간격을 최소화시키는 것이 바람직할 수 있다. 액추에이터(651)와 마스크 본체(620)의 외측 표면 사이의 갭 또는 틈은 바람직하지 않게도 오염물질 및/또는 잔해를 포획할 수 있다. 따라서, 외측 표면(665)과 유사한 돔 형상이 외측 표면(665)과 마스크 본체(620)의 외측 표면 사이의 간격을 최소화시키는 데 유리할 수 있다. 특히, 외측 표면(665)은 액추에이터(651)의 작동시에 압축 상태에 놓인다. 액추에이터(651)의 변위를 위에 언급된 바와 같은 외측 표면(665)의 호의 높이의 2배 미만으로 제한함으로써, 마스크 본체(620)의 외측 표면으로부터 외측 표면(665)의 간격이 최소화된다. 감소된 두께 섹션(thickness section)(742)의 절결부 직경 대 액추에이터(651)의 최대 직경에 대한 비의 선택은 약 1.50 내지 0.33의 범위 내에 있을 수 있다. 특정한 예를 들어 말하면, 섹션(742)에 대한 절결부 직경이 2 mm로 선택되는 경우에, 액추에이터(651)의 최소 두께는 3.00 mm 내지 0.67 mm의 범위 내에 있을 수 있다.

도 9a 내지 도 9d는 위에서 논의된 장치(600)와 같은 호흡 보호 장치와 함께 사용하기 위한 액추에이터의 4가지 상이한 실시예를 예시한다. 도 9a는 구조가 액추에이터(651)와 유사한 액추에이터(800)를 예시한다. 액추에이터(800)에서, 감소된 두께 섹션(802)이 액추에이터(800)의 스팬(804) 내에 제공된다. 섹션(802)은 도 8a의 제2 섹션(742)에 비해 스팬(802) 내로 보다 깊게 연장되어, 제2 섹션(742)보다 작은 두께를 갖는다. 또한, 섹션(802)은 제2 섹션(742)의 폭과 비교할 때 더 작은 폭을 갖는다. 도 9b에서, 액추에이터(810)는 액추에이터(810)의 돌출부(816)에 근접하여 스팬(814) 내에 위치되는 감소된 두께 섹션(812)을 포함한다. 액추에이터(651)의 섹션(742)과 비교할 때, 섹션(812)은 섹션(742)보다 액추에이터(810)의 중심에 더 가깝게 위치된다. 도 9c에서, 액추에이터(820)는 감소된 두께의 제1 내측 섹션(822)과 감소된 두께의 제2 외측 섹션(824)을 포함한다. 내측 섹션(822)은 액추에이터(820)의 돌출부(826)에 근접하게 위치되는 반면에, 외측 섹션(824)은 내측 섹션(822)으로부터 이격되고 액추에이터(820)의 플랜지(828)에 더 가깝게 위치된다. 도 9d에서, 액추에이터(830)는 중심 영역(834)으로부터 액추에이터(830)의 주연부에 위치되는 플랜지(836)까지 연장되는 감소된 두께 섹션(832)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 감소된 두께 섹션은 그의 길이를 따라 균일한 두께를 갖는다.

장치(600)와 같은 호흡 보호 장치에 유용한 액추에이터(900)에 대한 다른 실시예가 도 10a 내지 도 10c에 예시된다. 특히, 도 10a는 제1 개방 위치에 있는 액추에이터(900)를 예시하고, 도 9b는 제2 중간 위치에 있는 액추에이터(900)를 예시하며, 도 9c는 제3 폐쇄 위치에 있는 액추에이터(900)를 예시한다. 액추에이터(900)는 플랜지(904)와 결합되는 외측 표면(903)을 한정하는 스팬(902)을 포함한다. 마스크 본체와 결합될 때, 플랜지(904)는 외측 림(906)에서 마스크 본체에 고정된다. 림(906)으로부터, 플랜지(904)는 제1 섹션(908)에서 하향으로 그리고 제2 섹션(910)에서 상향으로 연장되어 스팬(902)과 결합된다. 하부 U-형상의 섹션(912)이 제1 섹션(908)을 제2 섹션(910)과 연결한다. 시일(914)이 스팬(902)과 결합되고, 내벽(916)과 협동하여 유체 연통이 챔버(918)에 이르는 것을 방지한다.

작동 동안, 외측 표면(903)에 대한 인가된 힘에 응답하여, 도 10b에 예시된 바와 같이, 시일(914)이 내벽(916)을 향해 이동한다. 시일(914)이 벽(916)을 향해 이동함에 따라, 응력이 플랜지(904)에 가해지기 시작한다. 특히, 플랜지(904)는 펴지기 시작하여, 제1 섹션(908)과 제2 섹션(910) 사이에 보다 큰 각도를 형성한다. 도 10c에서, 액추에이터(900)는 시일(914)이 내벽(916)과 접촉하여 챔버(918)로의 유체 유동을 방지하는 폐쇄 위치에 있다. 액추에이터(900)가 착용자가 음압 적합성 시험을 수행하도록 허용하는 데 사용하기에 효과적일 수 있지만, 개구(920)가 스팬(902)의 에지와 림(906) 사이에 생성된다. 잔해 및 다른 오염물질이 개구(920)를 통해 용이하게 들어갈 수 있고, 플랜지(904)의 제1 섹션(908)과 제2 섹션(910) 사이에 적재될 수 있다. 많은 양의 잔해 및/또는 오염물질이 있는 응용에서, 이러한 배열은 바람직하지 않을 수 있다.

본 개시 내용에 따른 호흡 마스크는 여러 이점을 제공한다. 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 작동가능한 차단 밸브는 착용자가 음압 적합성 시험을 용이하게 수행하도록 허용한다. 예를 들어 입구 포트를 폐쇄하는 차단 밸브는 종래의 양압 적합성 장치에 비해 마스크의 주연부와 사용자의 안면 사이의 적절한 시일의 존재를 확인하기에 보다 효과적이고 재현가능한 적합성 검사를 제공하는 것으로 여겨진다. 따라서, 본 개시 내용에 따른 호흡 마스크는 예를 들어 많은 종래의 장치에서 접근 불가능하였고 용이하게 폐쇄되지 않았던 입구 밸브를 폐쇄하는 것에 대한 해법을 제공할 수 있다. 전술된 바와 같은 호흡 마스크는 예를 들어 마스크가 하나 초과의 호흡 공기 공급원 구성요소 또는 더 많은 입구 포트를 포함할 수 있더라도 단일 밸브를 폐쇄함으로써 음압 적합성 시험이 수행되도록 허용하고, 착용자가 다수의 액추에이터를 맞물리게 하거나 각각의 입구 포트 또는 호흡 공기 공급원 구성요소에 대한 개별 시험을 수행할 것을 요구하지 않는다. 본 명세서에 기술된 바와 같은 차단 밸브는 반면형 호흡기(half-face respirator), 전면형 호흡기(full-face respirator), 동력식 또는 양압 호흡기, 및 다른 적합한 호흡 보호 장치에 적합할 수 있다.

전술한 상세한 설명 및 예는 단지 명확한 이해를 위해 제시되었다. 불필요한 제한이 이로부터 이해되는 것은 아니다. 기술된 실시예에서 본 개시 내용의 범주로부터 벗어남이 없이 많은 변경이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 상기 실시예들 중 임의의 실시예에 대해 기술된 임의의 특징 또는 특성이 개별적으로 또는 임의의 다른 특징 또는 특성과 조합되어 포함될 수 있고, 단지 명확함을 위해 상기 순서 및 조합으로 제시된다. 따라서, 본 개시 내용의 범주는 본 명세서에 기재된 정확한 상세 사항 및 구조로 제한되는 것이 아니라, 오히려 청구범위의 표현에 의해 기술된 구조 및 그러한 구조의 등가물에 의해 제한되어야 한다.

Claims (25)

1. 호흡 마스크(respiratory mask)로서,
   착용자를 위한 통기성 공기 구역(breathable air zone)을 한정하고, 하나 이상의 호흡 공기 공급원 구성요소(breathing air source component)를 수용하도록 구성되는 하나 이상의 입구 포트(inlet port)를 갖는, 마스크 본체; 및
   폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 작동가능한 차단 밸브(shut-off valve)
   를 포함하고,
   상기 차단 밸브는 플랜지(flange) 및 상기 플랜지로부터 연장되는 스팬(span)으로 형성되는 액추에이터(actuator)를 포함하고, 상기 스팬은, 상기 개방 위치로부터 상기 폐쇄 위치로 작동될 때, 상기 액추에이터가 상기 액추에이터에 가해지는 인가된 힘에 응답하여 촉각 피드백(tactile feedback)을 제공하도록 가변 두께(varying thickness)를 나타내는, 호흡 마스크.
2. 호흡 마스크로서,
   착용자를 위한 통기성 공기 구역을 한정하고, 하나 이상의 호흡 공기 공급원 구성요소를 수용하도록 구성되는 하나 이상의 입구 포트를 갖는, 마스크 본체; 및
   폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 작동가능하고, 제1 위치, 중간 위치 및 제3 위치 사이에서 전이되는(transition) 액추에이터를 포함하는, 차단 밸브
   를 포함하고,
   인가된 힘에 응답하여, 상기 액추에이터는 상기 제1 위치로부터 상기 중간 위치로의 제1 전이를 한정하여 상기 제1 전이 중에 증가하는 응답력(response force)을 생성하고, 상기 액추에이터는 상기 중간 위치로부터 상기 제3 위치로의 제2 전이를 추가로 한정하여 상기 제2 전이 중에 감소하는 응답력을 생성하는, 호흡 마스크.
3. 호흡 마스크로서,
   착용자를 위한 통기성 공기 구역을 한정하고, 2개 이상의 호흡 공기 공급원 구성요소를 수용하도록 구성되는 2개 이상의 입구 포트를 갖는, 마스크 본체; 및
   폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 작동가능하고, 액추에이터 및 상기 액추에이터를 상기 마스크 본체에 고정시키는 리테이너를 포함하는, 차단 밸브
   를 포함하고,
   상기 리테이너는 상기 액추에이터를 향하는 표면을 한정하고 상기 액추에이터의 움직임에 수직한 평면을 한정하는 림(rim)을 포함하고, 상기 액추에이터는 상기 차단 밸브의 개방 위치에서 상기 평면의 제1 측에 있고 상기 차단 밸브의 폐쇄 위치에서 상기 평면의 제2 측에 있는 적어도 일부분을 포함하는 스팬을 한정하는, 호흡 마스크.
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