KR102416723B1

KR102416723B1 - 호흡근 강화기기

Info

Publication number: KR102416723B1
Application number: KR1020200136369A
Authority: KR
Inventors: 권유홍
Original assignee: (주)지에이치이노텍
Priority date: 2020-10-20
Filing date: 2020-10-20
Publication date: 2022-07-06
Also published as: WO2022085930A1; US20230347208A1; KR20220052440A

Abstract

본 발명은 호흡근 강화기기로써, 보다 상세하게 사용자의 안면에 적어도 일부를 감싸는 마스크 몸체와 상기 마스크 몸체의 일측에 구비되어 상기 마스크 몸체의 외부로부터 흡입되는 공기를 제어하는 압력부와 상기 마스크 몸체의 일측에 구비되어 사용자의 호흡 패턴을 측정하는 센서부와 상기 마스크 몸체의 양측 단부에 연장되어 형성되고, 상기 마스크 몸체를 상기 사용자의 안면에 밀착시키는 밴드부와 상기 마스크 몸체의 일측에 탈부착 가능하게 결합되는 커버부를 포함하고, 상기 커버부는, 공기 중의 입자를 필터링하는 여과부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

호흡근 강화기기{Breathing training device}

본 발명은 호흡근 강화기기로써 더욱 자세하게는, 압력부를 통하여 압력 조절식으로 호흡훈련을 수행할 수 있으며, 필요에 따라 선택적으로 호흡기 보호용으로 활용가능하고, 정보통신기술을 적용하여 실시간으로 사용자의 호흡량을 측정하여 데이터를 획득할 수 있으며, 획득된 데이터를 바탕으로 호흡 훈련을 안내할 수 있는 호흡근 강화기기에 관한 것이다.

일반적으로 마스크는 보건 위생상 병균, 먼지 등의 흡입이나 비산을 막기 위해서 코와, 입의 호흡기를 가리는 물건으로서 병원이나 유해 작업환경에서 근무하는 종사자들이 착용하여 호흡기를 통해 인체 내로 유해물질이 흡입되는 것을 방지하거나 기온이 낮은 겨울철에 감기에 걸렸을 때 일종의 방한 대용으로 착용하며, 황사로부터 사용자를 보호하기 위해 사용되기도 한다.

일례로, 대한민국등록특허 제10-1893251호(2017.08.23.)에서는 미세먼지 등의 차단을 위하여 일회용으로 사용되는 것으로 귀에 걸기 위한 걸이끈이 마스크 본체와의 조립의 용이성을 제공하는 걸이끈과 마스크의 연결을 위한 결합체가 조립되는 마스크에 관해 개시하고 있다.

최근에는 이러한 용도와 더불어 심폐지구력을 향상시키기 위한 다목적 마스크가 개발되고 있는 추세이며, 이러한 추세에 맞춰 좀 더 다양한 환경의 사용자 건강을 위한 마스크 장치의 개발과 이를 이용하여 심폐지구력 향상을 통한 건강관리 시스템에 대한 연구가 필요한 실정이다.

또한, 종래의 경우에는 호흡기를 가리는 용도의 마스크나, 심폐지구력을 향상시키기 위한 마스크가 별도로 각각 구성되어 있어 필요에 따라 선택적으로 혼용가능한 마스크가 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1893251호(2017.08.23.)

본 발명은 상술한 바와 같은 선행 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 압력부를 통하여 압력 조절식으로 호흡훈련을 수행할 수 있으며, 필요에 따라 선택적으로 호흡기 보호용으로 활용가능하고, 정보통신기술을 적용하여 실시간으로 사용자의 호흡량을 측정하여 데이터를 획득할 수 있으며, 획득된 데이터를 바탕으로 호흡 훈련을 안내할 수 있는 호흡근 강화기기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 호흡근 강화기기에 있어서, 사용자의 안면에 적어도 일부를 감싸는 마스크 몸체와 상기 마스크 몸체의 일측에 구비되어 상기 마스크 몸체의 외부로부터 흡입되는 공기를 제어하는 압력부와 상기 마스크 몸체의 일측에 구비되어 사용자의 호흡 패턴을 측정하는 센서부와 상기 마스크 몸체의 양측 단부에 연장되어 형성되고, 상기 마스크 몸체를 상기 사용자의 안면에 밀착시키는 밴드부와 상기 마스크 몸체의 일측에 탈부착 가능하게 결합되는 커버부를 포함하고, 상기 커버부는, 공기 중의 입자를 필터링하는 여과부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상기 압력부는, 기설정된 압력값을 초과하는 압력으로 흡기가 수행되는 경우 상기 마스크 몸체의 외부로부터 흡입되는 공기를 유동시키고, 기설정된 압력값 이하의 압력으로 흡기가 수행되는 경우 상기 마스크 몸체의 외부로부터 흡입되는 공기를 차단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상기 센서부는, 상기 센서부의 측정값을 단말기로 전송하는 통신부와 상기 통신부로부터 전송된 상기 측정값을 기반으로 상기 사용자의 호흡 패턴을 분석하는 어플리케이션을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상기 마스크 몸체는, 상기 압력부와 센서부를 각각 고정시키는 고정부와 상기 고정부가 상기 마스크 몸체에 결합될 수 있도록 하는 결합홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 호흡근 강화기기에 있어서, 마우스피스부와 일단부가 상기 마우스피스부에 결합되어 외부로부터 흡입되는 공기를 제어하는 압력부와 상기 압력부의 타단부에 결합되는 흉벽진동부를 포함하고, 상기 마우스피스부는, 사용자의 입에 물리는 마우스피스 본체와 일단부는 상기 마우스피스 본체의 단부에 결합되고, 타단부는 상기 압력부의 적어도 일부를 감싸는 방식으로 상기 압력부를 고정하는 마우스피스 커넥터를 포함하며, 상기 흉벽진동부는, 중공으로 형성되며, 외부와 연통되는 연통구를 포함하는 흉벽진동부 본체와 상기 흉벽진동부 본체의 일단부에 구비되어 상기 압력부의 적어도 일부를 감싸는 방식으로 상기 압력부를 고정하는 흉벽진동부 커넥터와 상기 흉벽진동부 본체의 타단부에 구비되는 진동발생부를 포함하고, 상기 진동발생부는, 상기 사용자의 호기 시 상하로 진동하는 진동구와 상기 진동구의 하부에 구비되어, 상기 진동구가 하방으로 이탈하는 것을 방지하는 진동구 받침대와 상기 진동구의 상부에 구비되어, 상기 사용자의 호기를 배출하는 배출구를 포함하는 캡과 상기 흉벽진동부 본체의 내부에 구비되어, 상기 사용자의 흡기 시 상기 연통구가 개방되도록 하고, 상기 사용자의 호기 시 상기 연통구가 폐쇄되도록 하는 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 호흡근 강화기기에 있어서, 마우스피스부와 상기 마우스피스부의 일측에 결합되어 외부로부터 흡입되는 공기를 제어하는 압력부를 포함하고, 상기 마우스피스부는, 사용자의 입에 물리는 마우스피스 본체와 일단부는 상기 마우스피스 본체의 단부에 결합되고, 타단부는 상기 압력부의 적어도 일부를 감싸는 방식으로 상기 압력부를 고정하는 마우스피스 커넥터와 상기 압력부의 적어도 일부를 감싸도록 형성되는 압력부 캡을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 상기 마우스피스부는, 상기 압력부의 외주면을 감싸도록 형성되는 압력부 커넥터를 더 포함하고, 상기 압력부는, 2개로 상기 압력부 커넥터의 길이방향의 중심축을 기준으로 선대칭으로 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 호흡근 강화기기는 실내운동뿐만 아니라 조깅, 라이딩 등과 같은 야외운동을 수행할 경우에도 사용자의 호흡기를 보호함과 동시에 호흡운동을 동반한 조깅, 라이딩 등과 같은 운동을 수행할 수 있어 운동의 효율을 향상시킬 수 있는 호흡근 강화기기를 제공하는데 그 효과가 있다.

또한, 본 발명의 호흡근 강화기기는 어플리케이션을 통하여 사용자가 보다 더 호흡운동 및 측정을 지루하지 않게 지속적으로 진행할 수 있으며, 아이들의 경우 관심을 가지고 호흡운동 및 측정이 이루어질 수 있도록 하는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 호흡근 강화기기는 조립식으로 필요에 따라 선택적으로 구성을 탈부착할 수 있다. 즉, 본 발명의 호흡근 강화기기는 센서부 2개를 각각 사용자의 입과 코에 대응되는 위치에 조립하여 사용자의 입과 코 중 어느 하나로 흡입되는 흡기와 나머지 하나로 배출되는 호기의 양을 비교할 수 있으며, 호흡측정 시, 사용자의 흡기와 호기를 나누어 측정함으로써 사용자의 흡기와 호기에 대한 보다 더 정확한 측정이 가능한 이점이 있다. 다른 한편으로, 센서부 및 압력부를 결합하지 않고 여과부만 결합함으로써 일반적인 호흡기 보호용 마스크로 활용할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 호흡근 강화기기는 압력부 2개를 각각 사용자의 입과 코에 대응되는 위치에 조립하여 사용자의 입과 코 중 어느 하나로 흡입되는 흡기와 나머지 하나로 배출되는 호기를 구분하고, 호흡운동 시, 사용자의 흡기와 호기를 나누어 운동함으로써 사용자의 흡기와 호기 중 상대적으로 호흡양이 적은 부분을 선택하여 집중적으로 운동할 수 있도록 하는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 호흡근 강화기기는 흡기근 근력 및 지구력 향상, 횡격막 두께 증가, 심박출량 증가, 최대 산소 소비량 증가, 탈진까지 걸리는 시간 증가, 젖산 분해 능력 향상 등의 효과가 있다.

또한, 본 발명의 호흡근 강화기기는 호흡 운동 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 호흡근 강화기기는 종래의 유로조절식(Flow resistive)과 달리 압력조절식(Threshold resistive) 호흡기로 단순 유로 기기에 비해 35% 내지 40% 높은 호흡운동 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명의 효과는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 전면 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 후면 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 압력부 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 프레임부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 조절커버의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 메인필러의 구성을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 서브필러의 구성을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 레귤레이터의 구성을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 스프링의 구성을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 차단막의 구성을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 실링부재의 구성을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 압력부의 구성을 나타낸 측도면이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 압력부의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 흡기 시 압력부의 작용을 나타낸 단면도이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 호기 시 압력부의 작용을 나타낸 단면도이다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 센서부의 제어흐름을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 어플리케이션의 구성을 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 어플리케이션의 구성을 나타낸 도면이다.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 밴드부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 평시 밴드부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 운동 시 밴드부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 23은 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 밴드부에 있어서, 귀걸림부와 연장부가 분리된 모습을 나타낸 도면이다.
도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 호흡근 강화기기의 운동 시 밴드부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 호흡근 강화기기의 운동 시 밴드부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 호흡근 강화기기의 압력부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 호흡근 강화기기의 압력부의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 28은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 호흡근 강화기기의 마우스피스부와 흉벽진동부 사이에 압력부가 구비된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 29는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 호흡근 강화기기의 마우스피스부와 흉벽진동부 사이에 압력부가 구비된 모습을 나타낸 단면도로, 사용자가 흡기를 수행할 경우를 나타낸 도면이다.
도 30은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 호흡근 강화기기의 마우스피스부와 흉벽진동부 사이에 압력부가 구비된 모습을 나타낸 단면도로, 사용자가 호기를 수행할 경우를 나타낸 도면이다.
도 31은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 호흡근 강화기기의 마우스피스부와 압력부가 결합된 모습을 나타낸 도면이다.
도 32는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 호흡근 강화기기의 마우스피스부와 2개의 압력부가 결합된 모습을 나타낸 도면이다.
도 33은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 호흡근 강화기기의 2개의 압력부가 마스크 몸체에 결합될 수 있도록 압력부홀이 2개 형성된 모습을 나타낸 도면이다.
도 34 및 35는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 호흡근 강화기기의 흡기 차단부가 구비된 모습을 나타낸 도면이다.
도 36 및 37은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 호흡근 강화기기의 레귤레이터가 반대방향으로 구비되며 필터가 고정된 구비된 모습을 나타낸 도면이다.
도 38 및 39는 본 발명의 일실시예에 따른 호흡근 강화기기의 센서부의 구성을 나타낸 도면이다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 호흡근 강화기기에 있어서, 사용자의 안면에 적어도 일부를 감싸는 마스크 몸체(100)와, 상기 마스크 몸체(100)의 일측에 구비되어 상기 마스크 몸체(100)의 외부로부터 흡입되는 공기를 제어하는 압력부(200)와, 상기 마스크 몸체(100)의 일측에 구비되어 사용자의 호흡 패턴을 측정하는 센서부(300)와, 상기 마스크 몸체(100)의 양측 단부에 연장되어 형성되고, 상기 마스크 몸체(100)를 상기 사용자의 안면에 밀착시키는 밴드부(400)와, 상기 마스크 몸체(100)의 일측에 탈부착 가능하게 결합되는 커버부(500)를 포함한다.

먼저, 상기 마스크 몸체(100)가 마련된다. 상기 마스크 몸체(100)는 상기 사용자의 안면에 밀착되어 사용자의 입과 코를 커버함으로써, 외부와 내부를 구획하는 역할을 수행한다. 이때, 상기 마스크 몸체(100)는 패킹(130)을 포함할 수 있다. 상기 패킹(130)은 상기 마스크 몸체(100)의 일측에 고정될 수 있다. 여기서 상기 마스크 몸체(100)의 일측은 상기 마스크 몸체(100)에서부터 상기 사용자의 안면을 향하는 방향을 의미한다.

상기 패킹(130)은 상기 마스크 몸체(100)가 상기 사용자의 안면에 밀착 시 상기 마스크 몸체(100)와 상기 사용자의 안면 사이에 삽입 또는 개입될 수 있다. 또한, 상기 패킹(130)은 상기 사용자의 안면에 접촉 시 상기 사용자의 안면에 대응되는 형상으로 변형되는 탄성재질로 형성될 수 있다. 즉, 상기 패킹(130)이 상기 사용자의 안면에 대응되도록 변형되어 상기 마스크 몸체(100)와 상기 사용자의 안면 사이에 틈이 발생되는 것을 최소화할 수 있다.

그리고, 상기 패킹(130)은 상기 마스크 몸체(100)에 탈부착 가능하게 장착될 수 있다. 일례로, 상기 패킹(130)은 상기 마스크 몸체(100)에 일부가 삽입 장착되거나, 상기 마스크 몸체(100)의 내주면에 부착 고정될 수 있다. 따라서, 상기 사용자의 신체 사이즈에 따라 상기 패킹(130)을 교체하여 착용할 수 있도록 한다.

또한, 상기 마스크 몸체(100)는 상기 압력부(200)와 센서부(300)를 각각 고정시키는 고정부(110)와, 상기 고정부(110)가 상기 마스크 몸체(100)에 결합될 수 있도록 하는 결합홈(120)을 포함한다. 이때, 상기 결합홈(120)은 복수개로 일례로, 상기 사용자의 코 전방과 입 전방에 구비되어 상기 압력부(200)가 상기 사용자의 코와 입 부근에 위치될 수 있도록 한다.

보다 상세하게, 상기 마스크 몸체(100)의 타측에는 상기 결합홈(120)이 구비될 수 있다. 여기서, 상기 마스크 몸체(100)의 타측은 상기 마스크 몸체(100)에서부터 상기 사용자의 안면을 향하는 방향의 반대방향을 의미한다. 상기 결합홈(120)은 상기 마스크 몸체(100)의 외주면에서부터 상기 마스크 몸체(100)의 타측으로 돌출되어 형성되며, 상기 고정부(110)가 상기 마스크 몸체(100)에 결합되어 고정될 수 있는 틀 역할을 수행하는 것이다.

또한, 상기 결합홈(120)에는 상기 고정부(110)가 삽입되어 고정된다. 즉, 상기 고정부(110)는 상기 결합홈(120)에 대응되는 형상으로 마련되어 상기 고정부(110)에 삽입되어 고정될 수 있도록 형성된다.

이때, 상기 고정부(110)는 상기 압력부(200)와 센서부(300)가 각각 구획되도록 고정하며, 상기 압력부(200)는 상기 사용자의 코와 입 부분에 대응되는 위치에 고정된다. 보다 상세하게, 상기 고정부(110)는 상기 압력부(200)가 삽입되어 고정될 수 있도록 형성되는 압력부홀(111)과 상기 압력부홀(111)의 상부에 이격되어 형성되며, 상기 센서부(300)가 삽입되어 고정될 수 있도록 형성되는 센서부홀(112)을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 압력부(200)는 상기 압력부홀(111)에 삽입되어 고정되고, 상기 센서부(300)는 상기 센서부홀(112)에 삽입되어 고정된다.

이때, 상기 압력부홀(111)은 상기 고정부(110)가 상기 결합홈(120)에 삽입되어 고정되었을 경우, 상기 사용자의 호흡기에 인접하게 위치되어 상기 압력부(200)가 상기 사용자의 호흡기에 인접하게 위치되도록 하는 것이다. 또한, 상기 압력부(200)의 상단에 일정간격 이격되어 상기 센서부(300)가 위치되도록 하여 상기 사용자의 호흡이 균일하게 유동할 수 있도록 한다. 다시 말하면, 상기 압력부(200)와 센서부(300)가 상하로 나란하게 배열됨으로써, 상기 사용자의 호흡이 상기 압력부(200)와 센서부(300) 중 어느 하나로 집중되지 않도록 하는 것이다. 이를 통하여, 상기 사용자의 호흡운동이 보다 더 정확하게 이루어질 수 있으며, 상기 사용자의 호흡패턴을 보다 더 정확하게 측정할 수 있는 이점이 있다.

다른 한편으로, 상기 압력부(200)와 센서부(300)는 동일한 직경을 가지도록 형성되어, 상기 압력부(200)와 센서부(300)를 서로 교환하여 활용할 수도 있다. 일례로, 상기 압력부(200)가 2개로 마련되어 상기 압력부홀(111)과 센서부홀(112)에 각각 삽입되어 고정되도록 함으로써 호흡운동에 초점을 맞출 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 2개의 압력부(200) 중 상대적으로 상부에 위치한 압력부(200)로는 코에 의한 호흡을 중점적으로 트레이닝하고, 상대적으로 하부에 위치한 압력부(200)로는 입에 의한 호흡을 중점적으로 트레이닝할 수 있는 것이다. 반대로, 상기 센서부(300)가 2개로 마련되어 상기 압력부홀(111)과 센서부홀(112)에 각각 삽입되어 고정되도록 함으로써 호흡패턴 측정에 초점을 맞출 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 2개의 센서부(300) 중 상대적으로 상부에 위치한 센서부(300)로는 코에 의한 호흡 패턴을 중점적으로 측정하고, 상대적으로 하부에 위치한 센서부(300)로는 입에 의한 호흡패턴을 중점적으로 측정할 수 있는 것이다. 즉, 필요에 따라 선택적으로 상기 압력부(200)와 센서부(300)를 탈부착함으로써, 호흡운동 또는 호흡패턴 측정을 보다 더 세부적으로 정확하게 수행할 수 있는 이점이 있는 것이다.

결과적으로, 상기 센서부(300)를 필요에 따라 선택적으로 2개 사용하여 상기 사용자의 흡기와 호기의 양을 비교할 수 있으며, 호흡측정 시, 상기 사용자의 흡기와 호기를 나누어 측정함으로써 상기 사용자의 흡기와 호기에 대한 보다 더 정확한 측정이 가능하다. 또한, 상기 압력부(200)를 필요에 따라 선택적으로 2개 사용하여 호흡운동 시, 상기 사용자의 흡기와 호기를 나누어 운동함으로써 상기 사용자의 흡기와 호기 중 상대적으로 호흡양이 적은 부분을 선택하여 집중적으로 운동할 수 있도록 한다.

다음으로, 상기 압력부(200)가 마련된다. 상기 압력부(200)는 상기 마스크 몸체(100)의 타측 중앙부에 구비되어 상기 마스크 몸체(100)의 외부로부터 흡입되는 공기를 제어하는 역할을 수행한다. 즉, 상기 압력부(200)는 상기 사용자의 흡기 시, 상기 마스크 몸체(100)의 외부로부터 상기 마스크 몸체(100)의 내부로 유동하는 공기의 양을 조절하는 역할을 수행하는 것이다. 다시 말하면, 상기 압력부(200)가 구비되지 않은 경우에 비하여, 상기 압력부(200)가 구비되는 경우, 상기 사용자의 흡기로 인하여 상기 마스크 몸체(100)의 외부로부터 상기 마스크 몸체(100)의 내부로 유동하는 공기의 양이 감소됨을 의미한다.

보다 구체적으로, 상기 압력부(200)는 기설정된 압력값을 초과하는 압력으로 흡기가 수행되는 경우 상기 마스크 몸체(100)의 외부로부터 흡입되는 공기를 유동시키고, 기설정된 압력값 이하의 압력으로 흡기가 수행되는 경우 상기 마스크 몸체(100)의 외부로부터 흡입되는 공기를 차단한다.

도 4를 참조하면, 상기 압력부(200)는 내부에 빈 공간이 형성되는 원기둥 형상의 프레임부(210)와, 상기 프레임부(210)의 일측 단부를 감싸는 형태로 구비되는 조절커버(220)와, 상기 프레임부(210)의 내부에 구비되며 상기 조절커버(220)의 내주면에 결합되는 메인필러(230)와, 상기 메인필러(230)의 단부에 결합되는 서브필러(240)와, 내부에 중공이 형성되며 상기 중공에 상기 메인필러(230)가 삽입되어 상기 메인필러(230)와 결합되는 레귤레이터(250)와, 일단부는 상기 레귤레이터(250)에 간섭되고 타단부는 상기 서브필러(240)에 간섭되는 스프링(260)과, 상기 메인필러(230)의 단부 일측에 회동가능하게 결합되며 상기 서브필러(240)와 평행하게 구비되는 차단막(270)과, 상기 서브필러(240)와 프레임부(210) 사이에 구비되는 실링부재(280)를 포함한다.

도 5를 참조하면, 상기 프레임부(210)는 ‘ㄷ’자 단면을 가지며 내부에 중공이 형성되고, 상기 중공에는 상기 서브필러(240)가 삽입된다. 또한, 상기 프레임부(210)는 상기 고정부(110)에 삽입되어 고정되며, 상기 프레임부(210)의 내부로 이물질이 침투하는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

여기서, 상기 프레임부(210)는 상기 프레임부(210)의 내주면에 돌출되어 형성되며 상기 레귤레이터(250)가 직선 이송될 수 있도록 안내하는 레일부(211)와, 상기 프레임부(210)의 외주면에 돌출되도록 구비되는 복수개의 조절돌기(212)를 포함한다. 일례로, 상기 레일부(211)는 후술할 레일홈(251)과 결합되어 상기 사용자의 흡기와 호기에 의해 상기 레귤레이터(250)가 직선 이송되도록 안내하는 역할을 수행한다. 또한, 상기 복수개의 조절돌기(212)는 상기 프레임부(210)의 외주면을 따라 방사형으로 일정간격 이격되어 배열될 수 있다. 이때, 상기 복수개의 조절돌기(212)는 후술할 탄성돌기(221)와 간섭됨으로써 상기 조절커버(220)를 선택적으로 고정시키는 역할을 수행한다.

도 6을 참조하면, 상기 조절커버(220)는 ‘ㄷ’자 단면을 가지며 상기 프레임부(210)의 일측 단부를 감싸도록 구비된다. 이때, 상기 조절커버(220)의 내주면은 나선홈(도면 미도시) 또는 나선돌기(도면 미도시)가 마련된다. 즉, 상기 조절커버(220)는 상기 프레임부(210)의 일측 외주면에 형성되는 나선돌기(도면 미도시) 또는 나선홈(도면 미도시)에 인접된 상태에서 회전하면서 결합될 수 있는 것이다.

여기서, 상기 조절커버(220)는 상기 조절커버(220)의 단부로부터 돌출되어 형성되는 탄성돌기(221)를 포함한다. 일례로, 상기 탄성돌기(221)는 상기 조절돌기(212)를 향하는 방향으로 상기 조절커버(220)의 외주면으로부터 돌출되어 형성된다. 따라서, 상기 탄성돌기(221)는 상기 조절돌기(212)와 인접한 조절돌기(212) 사이에 안착되어 상기 조절커버(220)를 고정시키는 역할을 수행한다. 상기 조절커버(220)를 상기 프레임부(210)에 고정시키기 위하여 상기 조절커버(220)를 회전시킬 때는, 상기 탄성돌기(221)의 탄성에 의해 상기 복수개의 조절돌기(212)의 상부방향으로 휘어지도록 한다. 즉, 상기 탄성돌기(221)는 변형이 가능한 탄성소재로 형성되는 것이다.

또한, 상기 조절커버(220)는 상기 메인필러(230)를 고정시킬 수 있도록 방사형으로 배열되는 복수개의 끼움홈(222)을 포함한다. 이때, 상기 복수개의 끼움홈(222)에는 후술할 끼움돌기(231)가 삽입됨으로써, 상기 조절커버(220)와 메인필러(230)가 고정된다. 이때, 상기 복수개의 끼움홈(222)은 상기 메인필러(230)가 직선이송되더라도 상기 끼움돌기(231)가 상기 끼움홈(222)으로부터 이탈하지 않도록 길이방향으로 길게 형성된다.

또한, 상기 조절커버(220)는 상기 사용자의 흡기 또는 호기가 유동할 수 있도록 상기 조절커버(220) 중심을 기준으로 방사형으로 배열되는 복수개의 커버살(223)을 포함한다. 즉, 상기 복수개의 커버살(223)은 상기 조절커버(220)의 강성을 확보함과 동시에 상기 사용자의 흡기 또는 호기가 유동할 수 있도록 상기 조절커버(220)의 외주면에 빈공간이 형성되도록 한다.

도 7을 참조하면, 상기 메인필러(230)는 상기 프레임부(210)의 내부에 삽입되며, 상기 조절커버(220)와 결합된다. 이때, 상기 메인필러(230)는 상기 메인필러(230)의 외주면에 돌출되어 형성되며 방사형으로 배열되는 복수개의 끼움돌기(231)를 포함한다. 상기 복수개의 끼움돌기(231)는 각각 상기 복수개의 끼움홈(222)에 대응되는 형상으로 형성되어 삽입됨으로써, 상기 메인필러(230)가 상기 조절커버(220)에 결합되도록 한다. 여기서, 상기 메인필러(230)는 상기 사용자의 흡기 시 상기 스프링(260)을 수축시키는 방향으로 직선 이송되고, 상기 사용자의 호기 시 상기 스프링(260)을 이완시키는 방향으로 직선 이송된다.

또한, 상기 메인필러(230)는 후술할 관통홀(241)에 삽입되어 상기 관통홀(241)의 내주면에 형성된 나사산에 회전 결합되는 샤프트(232)를 포함한다. 상기 샤프트(232)는 상기 메인필러(230)의 중앙부에 상기 서브필러(240)를 향하는 방향으로 돌출되어 형성된다. 이때, 상기 샤프트(232)의 외주면에는 상기 관통홀(241)과 회전결합될 수 있도록 나사산이 형성될 수 있다.

또한, 상기 메인필러(230)는 상기 사용자의 흡기 또는 호기가 유동할 수 있도록 상기 메인필러(230) 중심을 기준으로 방사형으로 배열되는 복수개의 메인필러살(233)을 포함한다. 즉, 상기 복수개의 메인필러살(233)은 상기 메인필러(230)의 강성을 확보함과 동시에 상기 사용자의 흡기 또는 호기가 유동할 수 있도록 상기 메인필러(230)에 빈공간이 형성되도록 한다.

또한, 상기 복수개의 메인필러살(233)은 상기 샤프트(232)의 단부를 향할수록 점차적으로 상기 샤프트(232)의 중심을 향해 모이도록 경사지게 형성된다. 이에 따라, 상기 사용자의 호기 시 상기 차단막(270)이 휘어져 상기 복수개의 메인필러살(233)의 외주면에 인접하게 된다.

도 8을 참조하면, 상기 서브필러(240)는 원반형상으로 마련되어, 상기 메인필러(230)의 직선 이송에 따라 동일한 방향으로 직선 이송된다. 또한, 상기 서브필러(240)는 상기 서브필러(240)의 중앙부를 관통하여 형성되는 관통홀(241)과, 상기 서브필러(240)의 외주면에는 상기 실링부재(280)가 이탈하지 않도록 마련되는 실링홈(242)을 포함한다. 이때, 상기 서브필러(240)는 상기 사용자의 흡기 또는 호기에 의해 상기 프레임(210)의 중공으로부터 상기 서브필러(240)의 적어도 일부가 인입 또는 인출될 수 있다.

또한, 상기 서브필러(240)는 상기 사용자의 흡기 또는 호기가 유동할 수 있도록 상기 서브필러(240) 중심을 기준으로 방사형으로 배열되는 복수개의 서브필러살(243)을 포함한다. 즉, 상기 복수개의 서브필러살(243)은 상기 서브필러(240)의 강성을 확보함과 동시에 상기 사용자의 흡기 또는 호기가 유동할 수 있도록 상기 서브필러(240)에 빈공간이 형성되도록 한다.

도 9를 참조하면, 상기 레귤레이터(250)는 내부에 중공이 형성되며 상기 레귤레이터(250)의 중공은 상기 메인필러(230)의 외주면과 대응되는 형상으로 형성된다. 즉, 상기 레귤레이터(250)의 중공에는 상기 메인필러(230)가 삽입되어 고정된다. 이때, 상기 레귤레이터(250)는 상기 레귤레이터(250)의 외주면을 따라 상기 레귤레이터(250)의 중심을 기준으로 방사형으로 배열되는 복수개의 레일홈(251)을 포함한다. 즉, 상기 복수개의 레일홈(251) 중 적어도 어느 하나에는 상기 레일부(211)가 삽입되어, 상기 메인필러(230)의 직선 이송에 따라 동일한 방향으로 직선 이송되도록 한다.

또한, 상기 레귤레이터(250)는 상기 스프링(260)이 안착될 수 있도록 상기 레귤레이터(250)의 내주면에서부터 중심방향으로 돌출 연장되어 형성되는 간섭부(252)를 포함한다.

도 10을 참조하면, 상기 스프링(260)은 상기 서브필러(240)와 레귤레이터(250) 사이에 구비된다. 즉, 상기 스프링(260)의 일단부는 상기 간섭부(252)에 안착되고, 상기 스프링(260)의 타단부는 상기 서브필러(240)의 측면에 안착되는 것이다. 여기서, 상기 스프링(260)은 상기 조절커버(220)가 상기 프레임부(210)에 결합됨에 따라 상기 메인필러(230)가 상기 레귤레이터(250)를 일방향으로 밀면서 압축된다.

도 11을 참조하면, 상기 차단막(270)은 원반형상으로 상기 서브필러(240)와 레귤레이터(250) 사이에 구비되며, 상기 차단막(270)의 중앙부에 구비되는 삽입홀(271)을 포함한다. 상기 삽입홀(271)은 상기 샤프트(232)에 삽입되어 상기 차단막(270)이 고정되도록 한다. 또한, 상기 차단막(270)은 상기 서브필러(240)의 적어도 일부를 가린 상태로 구비된다. 다시 말하면, 상기 서브필러살(243) 사이에 빈 공간을 막는 역할을 수행하는 것이다. 이때, 상기 차단막(270)은 얇은 판형상으로 탄성재질로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 차단막(270)은 상기 사용자의 호기 시 휘어지며, 호기가 끝나면 원상태로 복귀될 수 있는 것이다. 즉, 상기 차단막(270)의 탄성력보다 더 강한 압력으로 상기 사용자가 호기하도록 유도함으로써, 호흡 운동 중 호기 운동을 수행할 수 있도록 한다. 여기서, 상기 차단막(270)은 상기 사용자의 호기 시 상기 메인필러살(233)의 외주면에 인접하는 방향으로 휘어지게 된다. 상기 차단막(270)은 일례로, 실리콘 재질로 형성될 수 있다.

도 12를 참조하면, 상기 실링부재(280)는 고무재질로 상기 서브필러(240)와 프레임부(210) 사이에 틈을 차단하는 역할을 수행한다. 이때, 상기 실링부재(280)는 상기 서브필러(240)의 외주면을 따라 구비된다. 즉, 상기 실링부재(280)는 상기 실링홈(242)에 안착된 상태로 구비되는 것이다.

이때, 도 13을 참조하면, 상기 조절커버(220)가 상기 프레임부(210)와 인접한 거리에 따라 상기 스프링(260)의 압축상태를 조정할 수 있다. 즉, 상기 조절커버(220)를 상기 프레임부(210)에 결합할 시, 상기 조절커버(220)의 회전수에 따라 상기 조절커버(220)와 프레임부(210) 사이의 거리를 조절함으로써, 상기 스프링(260)의 압축정도를 조정할 수 있는 것이다. 일례로, 상기 조절커버(220)와 프레임부(210)가 결합된 상태에서 일방향으로 상기 조절커버(220)를 회전시키면, 상기 조절커버(220)가 상기 메인필러(230)를 상기 프레임부(210) 방향으로 밀어 상기 메인필러(230)가 직선 이송되게 된다. 상기 메인필러(230)가 상기 프레임부(210)를 향하는 방향으로 직선 이송되면, 상기 레귤레이터(250) 또한 동일한 방향으로 이송되게 된다. 이에 따라, 상기 스프링(260)이 압축되는 것이다. 즉, 상기 사용자의 흡기가 보다 더 용이하게 수행될 수 있어 호흡운동량이 감소하는 것이다. 반대로, 상기 조절커버(220)와 프레임부(210)가 결합된 상태에서 타방향으로 상기 조절커버(220)를 회전시키면, 상기 조절커버(220)가 상기 메인필러(230)를 상기 프레임부(210)의 반대방향으로 당겨 상기 메인필러(230)가 직선 이송되게 된다. 상기 메인필러(230)가 상기 프레임부(210)를 향하는 방향의 반대방향으로 직선 이송되면, 상기 레귤레이터(250) 또한 동일한 방향으로 이송되게 된다. 이에 따라, 상기 스프링(260)이 인장되는 것이다. 즉, 상기 사용자의 흡기가 보다 더 어려워짐으로 호흡운동량이 증가하게 되는 것이다. 결과적으로, 상기 조절커버(220)의 회전을 통하여 상기 스프링(260)의 상태를 변화시킴으로써, 상기 사용자의 호흡강도를 조절할 수 있는 이점이 있다.

이와 같은 구성을 통하여, 도 14 내지 도 16을 참조하면, 상기 스프링(260)의 탄성력보다 더 강한 압력으로 상기 사용자가 흡기할 경우에만 외부의 공기가 상기 압력부(200)를 통과할 수 있도록 하여, 호흡 운동 중 흡기 운동을 수행할 수 있도록 한다.

보다 상세하게, 상기 압력부(200)를 상기 고정부(110)에 결합한 상태로 상기 사용자가 본 발명의 호흡근 강화기기를 착용하면, 상기 압력부(200)에 의해 공기의 흐름이 제어된다. 먼저, 상기 사용자의 흡기 시에는 외부의 공기가 유입되다가 상기 차단막(270)에 의해 정지된다. 이때, 상기 사용자가 상기 스프링(260)의 탄성력을 초과하는 압력으로 흡기를 수행할 경우, 상기 서브필러(240)가 상기 프레임부(210)의 중공에서부터 인출되면서 상기 서브필러(240)와 프레임부(210) 사이에 유로가 형성된다. 즉, 상기 스프링(260)의 탄성력을 초과하는 압력으로 흡기를 수행하는 경우에만, 상기 서브필러(240)의 적어도 일부가 상기 프레임부(210)의 중공으로부터 인출되면서 유로가 형성되어 외부의 공기가 내부로 유동할 수 있는 것이다. 이후, 상기 사용자가 흡기를 멈추면, 상기 스프링(260)의 탄성력에 의해 상기 서브필러(240)가 상기 프레임부(210)의 중공으로 인입되어 원상복귀 된다.

또한, 상기 사용자의 호기 시에는 내부의 공기가 유동하다가 상기 차단막(270)에 의해 정지된다. 이때, 상기 사용자가 상기 차단막(270)의 탄성력을 초과하는 압력으로 호기를 수행할 경우, 상기 차단막(270)이 휘어지면서 상기 차단막(270)과 서브필러(240) 사이에 유로가 형성된다. 즉, 상기 차단막(270)의 탄성력을 초과하는 압력으로 호기를 수행하는 경우에만, 상기 차단막(270)이 상기 메인필러(230) 방향으로 휘어지면서 상기 서브필러(240)의 적어도 일부가 개방되어 유로가 형성됨으로써 내부의 공기가 외부로 유동할 수 있는 것이다.

남자	10대	20대	30대	40대	50대	60대
MIP(cmH₂0)	115.9	111.8	107.7	103.6	99.5	95.4
30%MIP	34.77	33.54	32.31	31.08	29.85	28.62

여자	10대	20대	30대	40대	50대	60대
MIP(cmH₂0)	101.9	95.8	89.7	83.6	77.5	71.4
30%MIP	30.57	28.74	26.91	25.08	23.25	21.42

	달리기 선수	수영 선수
MIP(cmH₂0)	134	115
80%MIP	107.2	92

또한, 표 1 및 2 에서는 연령대별 평균 호흡 압력값이 나타나 있으며, 그에 알맞은 운동 수치가 제시되어 있다. 일반인의 경우 30%, 운동선수의 경우 80%의 압력값이 적절한 것으로, 상기 스프링(260)을 통하여 20 내지 100cmH₂0 범위로 압력값을 조절할 수 있도록 한다.

결과적으로, 상기 스프링(260)과 차단막(270)을 이용하여 호흡운동을 수행할 수 있으며, 상기 스프링(260)과 차단막(270)의 교체를 통하여 호흡운동의 강도를 조절할 수 있는 이점이 있다. 또한, 상기 스프링(260)과 차단막(270) 중 어느 하나만 결합함으로써, 흡기 운동과 호기 운동 중 어느 하나를 집중적으로 운동시킬 수 있다. 일례로, 상기 압력부(200)에 상기 스프링(260)은 결합하고, 상기 차단막(270)은 결합하지 않는 경우 상기 사용자는 흡기 운동을 중점적으로 수행할 수 있다. 반대로, 상기 압력부(200)에 상기 차단막(270)은 결합하고, 상기 스프링(260)은 결합하지 않는 경우 상기 사용자는 호기 운동을 중점적으로 수행할 수 있다.

다음으로, 상기 센서부(300)가 마련된다. 도 17을 참조하면, 상기 센서부(300)는 상기 고정부(110)에 탈부착되며, 상기 사용자의 호흡 패턴을 측정하여 전송하는 역할을 수행한다. 또한, 상기 센서부(300)는 상기 사용자의 흡기나 호기의 압력 및 유량을 측정하는 역할을 수행하며, 상기 사용자의 흡기나 호기의 압력 및 유량을 측정할 수 있다면 어떠한 형태로든 구비될 수 있다. 일례로, 상기 센서부(300)는 상기 사용자의 폐활량을 측정하는 압력센서일 수 있다.

이때, 상기 센서부(300)는 상기 센서부(300)의 측정값을 단말기로 전송하는 통신부(310)와, 상기 통신부(310)로부터 전송된 상기 측정값을 기반으로 상기 사용자의 호흡 패턴을 분석하는 어플리케이션(320)을 포함한다. 상기 통신부(310)는 블루투스, 와이파이, NFC 등을 이용하여 무선통신을 수행할 수 있다. 상기 어플리케이션(320)은 상기 측정값을 바탕으로 상기 사용자의 호흡을 분석하고, 사익 사용자에게 적합한 운동일정을 제공한다. 또한, 분석결과와 운동일정을 디스플레이한다.

또한, 상기 센서부(300)는 상기 센서부(300)의 충전상태, 작동상태 등을 나타내는 발광부(도면 미도시)와 상기 센서부(300)에 전력을 공급하는 공급부(도면 미도시)를 포함할 수 있다.

보다 상세하게, 상기 발광부는 LED 등으로 형성되어 상기 센서부(300)의 충전상태나, 작동상태 등에 따라 색을 달리하여 발광함으로써 상기 센서부(300)의 상태를 상기 사용자가 눈으로 용이하게 확인할 수 있도록 한다. 일례로, 평시에는 발광하지 않다가 상기 사용자가 흡기 또는 호기를 측정 시, 상기 발광부가 기설정된 색으로 발광함으로써, 상기 사용자의 흡기 또는 호기가 측정되고 있는지 확인할 수 있도록 한다.

또한, 상기 통신부(310)는 하나 이상의 외부 장치와 무선 신호를 송수신할 수 있도록 마련되며, 대표적으로, 블루투스 칩, 와이파이 칩, NFC 칩, 무선 통신 칩(LTE 칩) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 통신부(310)는 근거리 통신 방식인 블루투스 칩을 이용하여 외부 단말기와 통신을 수행하지만, 이는 한 예시로 원거리 통신 방식을 이용하여 상기 단말기와 통신을 수행할 수도 있다.

또한, 상기 공급부는 전원 제공을 위해 내장된 충전 가능한 하나 이상의 배터리로 형성되거나, 외부 전력을 유선으로 공급받을 수 있는 전원 모듈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 어플리케이션(320)이 마련된다. 상기 어플리케이션(320)은 상기 센서부(300)의 측정값을 바탕으로 상기 사용자의 호흡을 분석하고, 상기 사용자에게 적합한 운동일정을 제공하는 역할을 수행한다.

또한, 상기 어플리케이션(320)은 상기 통신부(310)로부터 전송된 상기 사용자의 호흡정보를 바탕으로 상기 사용자의 스마트폰과 같은 단말기에 운동일정 관리, 운동상태 피드백, 운동결과 분석, 호흡운동에 의한 칼로리 소모량 등이 출력될 수 있도록 한다. 이때, 상기 어플리케이션(320)은 분석결과와 운동일정 등을 출력하는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 상기 센서부(300)에 의해 산출된 값을 통해 상기 사용자의 폐활량을 디지털수치로 표기할 수 있으며, 상기 어플리케이션(320)에 의해 상기 사용자의 스마트폰과 같은 디바이스에 운동일정 관리, 운동상태 피드백, 운동결과 분석내용을 출력할 수 있다.

또한, 상기 어플리케이션(320)은 상기 사용자가 상기 어플리케이션(320)의 운동일정 관리, 운동상태 피드백, 운동결과 분석 등을 실시간으로 전달받아 확인할 수 있다. 일례로, 상기 사용자가 상기 스마트 앱을 실행하여 로그인을 한 이후, 호흡 운동을 실행할 수 있고, 최대흡기압 및 최대호기압을 측정할 수 있으며, 상기 사용자의 사용기록을 조회할 수 있다.

도 18 및 도 19를 참조하면, 상기 사용자는 상기 어플리케이션(320)의 화면을 통해 상기 사용자 정보, 압력값 및 운동타입을 등록한다. 이때, 상기 사용자 정보는 복수개로 구분되어 저장할 수 있으며, 상기 운동타입은 일례로 헬스, 조깅, 자전거 등일 수 있다. 상기 사용자 정보를 등록한 후, 상기 사용자는 GPS, 소모 칼로리, 호흡패턴 등의 탭을 실행하여 호흡운동 및 호흡측정을 진행한다. 여기서, 상기 센서부(300)는 상기 센서부(300)의 위치를 측정하는 지피에스(GPS)센서를 포함할 수 있다.

일례로, 상기 사용자가 호흡패턴 탭을 실행한 경우 최고기록, 평균기록과 같은 정보를 확인할 수 있고, 일례로, 최근 5회 호흡운동 및 측정값이 출력될 수 있도록 한다. 또한, 가로축은 시간, 세로축은 압력에 해당하는 그래프를 산출하여 평균값을 산출할 수 있도록 하여, 최근 호흡운동 및 측정값을 한눈에 볼 수 있도록 한다. 그리고, 산출된 그래프를 파일로 자동 저장하여 송수신할 수 있도록 한다. 마지막으로, 산출된 그래프를 분석하여 상기 사용자의 장점 및 단점을 출력하고, 최적의 호흡을 수행한 그래프 형상을 재현할 수 있는 방안을 제시한다.

또한, 상기 사용자가 소모 칼로리 탭을 실행한 경우 현재까지 저장된 호흡운동 및 측정값을 시간별로 볼 수 있도록 한다. 일례로, 운동시간 30sec를 클릭할 시, 최대흡기압력, 흡기압력평균, 최대호기압력, 호기압력평균, 총 운동시간과 같은 정보를 확인할 수 있다. 이때, 호흡운동 및 측정은 3초 이상 운동하면 자동으로 기록이 저장되도록 한다.

또한, 상기 사용자가 GPS 탭을 실행한 경우 상기 사용자의 이동거리 및 이동경로를 확인할 수 있으며, 상기 사용자의 운동시간 별 위치를 파악할 수 있다.

결과적으로, 상기 어플리케이션(320)을 통하여 상기 사용자가 보다 더 호흡운동 및 측정을 지루하지 않게 지속적으로 진행할 수 있으며, 아이들의 경우 관심을 가지고 호흡운동 및 측정이 이루어질 수 있도록 하는 이점이 있다.

다음으로, 상기 밴드부(400)가 마련된다. 상기 밴드부(400)는 상기 마스크 몸체(100)의 양측 단부에서부터 연장되어 형성된다. 이때, 상기 밴드부(400)는 상기 마스크 몸체(100)를 상기 사용자의 안면에 밀착시킴으로써, 상기 마스크 몸체(100)가 상기 사용자의 안면에 고정될 수 있도록 한다.

일례로, 도 20 내지 도 23을 참조하면, 상기 밴드부(400)는 스트랩 버클타입으로 형성될 수 있다. 보다 상세하게, 상기 밴드부(400)는 상기 마스크 몸체(100)의 양단부에 각각 연장되어 형성되며 상기 사용자의 귀에 걸려 고정될 수 있도록 하는 귀걸림부(410)와 상기 귀걸림부(410)의 끝단부에 탈부착되는 연장부(420)로 구성될 수 있다. 이때, 상기 귀걸림부(410)와 연장부(420)는 버클(421)을 통하여 탈부착될 수 있다. 이를 통하여, 평시에는 상기 귀걸림부(410)만을 이용하여 상기 마스크 몸체(100)가 상기 사용자의 안면에 고정되도록 하고, 운동시에는 상기 연장부(420)를 부착하여 상기 연장부(420)가 상기 사용자의 뒷통수를 감싸는 방식으로 상기 마스크 몸체(100)가 상기 사용자의 안면에 보다 더 밀착되도록 한다.

또한, 도 24를 참조하면, 상기 연장부(420)는 밸크로(422)를 통하여 상기 귀걸림부(410)와 보다 더 용이하게 탈부착될 수 있다.

또한, 도 25를 참조하면, 상기 귀걸림부(410)와 연장부(420)는 일체형으로 형성되어 탈부착에 소요되는 시간 및 제작에 소요되는 비용을 감소시킬 수 있다.

다음으로, 상기 커버부(500)가 마련된다. 상기 커버부(500)는 상기 고정부(110)의 외주면을 감싸는 방식으로 상기 고정부(110)에 탈부착될 수 있으며, 상기 고정부(110)에 탈부착될 수 있다면 어떠한 형태로든 형성될 수 있다.

여기서, 상기 커버부(500)는 공기 중의 입자를 필터링하는 여과부(510)를 포함한다. 상기 여과부(510)는 일례로 헤파필터일 수 있으며, 필요에 따라 선택적으로 상기 여과부(510)를 상기 커버부(500)에 탈부착함으로써, 상기 사용자의 호흡기를 보호할 수 있다. 즉, 미세먼지의 농도가 높은 날의 경우, 상기 여과부(510)를 상기 커버부(500)에 부착한 상태로 호흡운동을 진행함으로써, 상기 사용자의 호흡기를 미세먼지로부터 보호할 수 있도록 하는 것이다.

다음으로, 도 26 및 27을 참조하면, 압력부(1200)는 바디(1210), 커버(1220), 필러(1230), 레귤레이터(1240), 스프링(1250), 디스크 프레임(1260) 및 실리콘(1270)으로 구성될 수 있다.

먼저, 상기 바디(1210)는 상기 마스크 몸체(100)에 상기 압력부(1200)가 고정될 수 있도록 한다. 또한, 상기 커버(1220)는 상기 사용자가 상기 커버(1220)를 회전시킴으로써, 상기 레귤레이터(1240)의 위치를 조절할 수 있도록 한다. 또한, 상기 필러(1230)는 상기 레귤레이터(1240)의 회전축 역할을 수행한다. 또한, 상기 레귤레이터(1240)는 상기 커버(1220)의 회전을 따라 상기 필러(1230)를 중심으로 회전되어 상기 스프링(1250)의 탄성을 조절하는 역할을 수행한다. 또한, 상기 스프링(1250)은 상기 레귤레이터(1240)와 디스크 프레임(1260) 사이에서 탄성에 의한 압력을 생성하는 역할을 수행한다. 또한, 상기 디스크 프레임(1260)은 상기 실리콘과 결합하여 실링을 유지하며, 상기 사용자가 상기 스프링(1250)의 압력을 초과하는 압력으로 흡기를 수행할 시 일방향으로 이송되면서 유로가 개방되게 된다. 또한, 상기 실리콘(1270)은 상기 사용자의 흡기 시 상기 디스크 프레임(1260)에 붙어 실링을 유지하며, 상기 사용자의 호기 시 특별한 저항 없이 호기가 배출되도록 한다. 즉, 상기 압력부(1200)는 호기훈련에 최적화된 구성으로 제작에 소요되는 비용을 최소화하면서, 호기훈련을 집중적으로 수행할 수 있도록 한다.

다음으로, 상기 압력부(200)는 별도로 마우스피스부(600)와 결합되어 호흡운동을 수행할 수 있다. 또한, 상기 압력부(200)는 상기 마우스피스부(600)와 흉벽진동부(700) 사이에 구비되어 흡기 시 압력을 통한 흡기근 강화운동을 수행하고, 호기 시 흉벽 진동을 통한 객담을 배출할 수 있도록 한다.

보다 상세하게, 도 28 내지 도 30을 참조하면, 상기 마우스피스부(600)는 상기 사용자의 입에 물리는 마우스피스 본체(610)와, 상기 마우스피스 본체(610)의 단부에 결합되는 마우스피스 커넥터(620)를 포함한다. 상기 마우스피스 커넥터(620)의 일단부는 상기 마우스피스 본체(610)에 결합되고, 타단부는 상기 압력부(200)의 적어도 일부를 감싸는 방식으로 상기 압력부(200)를 고정한다.

또한, 상기 흉벽진동부(700)는 중공으로 형성되는 흉벽진동부 본체(710)와, 상기 흉벽진동부 본체(710)의 일단부에 구비되어 상기 압력부(200)의 적어도 일부를 감싸는 방식으로 상기 압력부(200)를 고정하는 흉벽진동부 커넥터(720)와, 상기 흉벽진동부 본체(710)의 타단부에 구비되는 진동발생부(730)를 포함한다. 여기서, 상기 진동발생부(730)는 상기 사용자의 호기 시 상하로 진동하는 진동구(731)와, 상기 진동구(731)의 하부에 구비되어 상기 진동구(731)가 하방으로 이탈하는 것을 방지하는 진동구 받침대(732)와, 상기 진동구의 상부에 구비되어, 상기 진동구(731)가 상방으로 이탈하는 것을 방지하며, 상기 사용자의 호기 배출구가 형성되는 캡(733)과, 상기 흉벽진동부 본체(710)의 내부에 구비되는 실리콘(734)을 포함한다. 또한, 상기 흉벽진동부 본체(710)에는 외부와 연통되는 연통구(735)가 마련되며, 상기 실리콘(734)은 탄성소재로 평시에는 상기 연통구(735)를 밀폐하는 역할을 수행한다. 즉, 상기 사용자의 흡기 시 상기 실리콘(734)이 젖혀 지면서 상기 연통구(735)가 개방되며, 호기 시 상기 실리콘(734)이 상기 흉벽진동부 본체(710)와 밀착되면서 상기 연통구(735)가 밀폐되게 된다.

또한, 상기 흉벽진동부 본체(710)의 일단부는 상기 흉벽진동부 커넥터(720)에 결합되며, 타단부는 상방으로 휘어지게 형성된다. 즉, 상기 진동구(731)는 상기 진동구 받침대(732)에 의해 하방으로 이탈하지 않도록 지지된다. 이와 같은 상태에서 도 29를 참조하면, 흡기 시 상기 흉벽진동부 본체(710)의 내부에 공기가 상기 사용자의 입으로 유동하고, 상기 압력부(200)가 작용하여 호흡운동을 수행한다. 이때, 상기 진동구(731)에 의해 상기 캡(733)을 통하여 외부의 공기가 상기 흉벽진동부 본체(710)로 유동하지 않고 밀폐된 상태를 유지한다. 이후, 도 30을 참조하면, 호기 시 상기 진동구(731)가 상하방향으로 진동하면서 호기가 상기 캡(733)을 통과하여 외부로 배출된다. 이와 같은 과정에서 상기 진동구(731)의 진동으로 인한 흉벽 진동으로 객담이 배출되는 것이다. 상기 흉벽진동부(700)와 같이 종래의 호흡 재활기구와 달리 상기 압력부(200)를 적용하면, 가벼운 무게와 컴팩트한 구성을 통한 부피의 감소를 통하여 용이하게 휴대가능하다는 이점이 있다.

다음으로, 도 31을 참조하면, 상기 마우스피스부(600)는 상기 압력부(200)의 외주면을 적어도 일부 감싸도록 형성되는 압력부 캡(630)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 압력부(200)의 일단부는 상기 마우스피스 커넥터(620)에 결합되고, 타단부는 상기 압력부 캡(640)에 결합되는 것이다. 이때, 상기 압력부 캡(630)은 회전가능하게 결합되며, 상기 압력부 캡(630)이 회전하게 되면 상기 조절커버(220)가 회전하여 압력을 조절할 수 있도록 한다. 결과적으로, 휴대하기 용이하도록 상기 마우스피스부(600)와 압력부(200)만을 결합하여 상기 사용자의 흡기운동을 수행할 수 있다.

다음으로, 도 32를 참조하면, 상기 마우스피스부(600)는 상기 압력부(200)의 외주면을 적어도 일부 감싸도록 형성되는 압력부 커넥터(640)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 압력부 커넥터(640)의 일단부는 압력부(200-1)와 결합되고, 타단부는 또 다른 압력부(200-2)와 결합되는 것이다. 여기서, 상기 압력부(200)는 2개로 서로 대향되는 방향으로 상기 마우스피스부(600)와 결합되는 것이다. 즉, 상기 2개의 압력부(200)는 상기 압력부 커넥터(640)의 길이방향의 중심축을 기준으로 선대칭으로 구비되는 것이다. 이때, 상기 압력부 커넥터(640)는 회전가능하게 결합되며, 상기 압력부 캡(640)이 회전하게 되면 상기 조절커버(220)가 회전하여 압력을 조절할 수 있도록 한다. 결과적으로, 휴대하기 용이하도록 상기 마우스피스부(600)와 2개의 압력부(200)만을 결합하여 상기 사용자의 호기 및 흡기운동을 수행할 수 있다.

다음으로, 도 33을 참조하면, 상기 마스크 몸체(100)는 상기 2개의 압력부(200)가 상기 마스크 몸체(100)에 결합될 수 있도록 상기 압력부홀(111)이 2개 구비될 수 있다. 이때, 상기 마스크 몸체(100)는 상기 고정부(110)와 일체형으로 형성되며, 상기 마스크 몸체(100)상기 2개의 압력부홀(111)은 각각 상기 사용자의 코와 입에 인접하게 구비될 수 있다.

다음으로, 도 34 및 도 35를 참조하면, 상기 압력부(1300)는 흡기 차단부(1330)와 실리콘막(1340)을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 흡기 차단부(1330)와 실리콘막(1340)은 상기 사용자의 흡기 시 프레임부(1310)와 밀착되어 유체의 유동을 간섭하는 실링 역할을 수행한다. 또한, 상기 사용자의 호기 시 상기 실리콘막(1340)은 휘어져 상기 프레임부(1310)와 이격되어 상기 사용자의 호기가 외부로 배출되도록 한다.

다음으로, 도 36 및 도 37을 참조하면, 상기 압력부(1400)는 상기 압력부(200)와 비교하여 레귤레이터(1430)가 조절커버(1420)에 이격되게 구비되어 필터(1440)를 고정시켜주는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 상기 필터(1440)를 상기 압력부(1400) 내부에 구비할 수 있도록 하여 필요에 따라 선택적으로 상기 필터(1440)를 조립가능하게 하는 것이다.

다음으로, 도 38 및 도 39를 참조하면, 상기 센서부(300)는 센싱부(330), 집적회로(340), 하우징(350)을 더 포함할 수 있으며, 상기 사용자의 호흡 패턴을 앱으로 전송시킬 수 있다.

결과적으로, 본 발명의 호흡근 강화기기는 실내운동뿐만 아니라 조깅, 라이딩 등과 같은 야외운동을 수행할 경우에도 상기 사용자의 호흡기를 보호함과 동시에 호흡운동을 동반한 조깅, 라이딩 등과 같은 운동을 수행할 수 있어 운동의 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 상기 압력부(200)를 상기 마우스피스부(600)와 흉벽진동부(700) 사이에 결합하여 흡기 시 압력을 통한 흡기근 강화운동을 수행하고, 호기 시 흉벽 진동을 통한 객담을 배출할 수 있도록 한다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 마스크 몸체
110 : 고정부
111 : 압력부홀
112 : 센서부홀
120 : 결합홈
130 : 패킹
200 : 압력부
210 : 프레임부
211 : 레일부
212 : 조절돌기
220 : 조절커버
221 : 탄성돌기
222 : 끼움홈
223 : 커버살
230 : 메인필러
231 : 끼움돌기
232 : 샤프트
233 : 메인필러살
240 : 서브필러
241 : 관통홀
242 : 실링홈
243 : 서브필러살
250 : 레귤레이터
251 : 레일홈
252 : 간섭부
260 : 스프링
270 : 차단막
271 : 삽입홀
280 : 실링부재
300 : 센서부
310 : 통신부
320 : 어플리케이션
330 : 센싱부
340 : 집적회로
350 : 하우징
400 : 밴드부
410 : 귀걸림부
420 : 연장부
421 : 버클
422 : 밸크로
500 : 커버부
510 : 여과부
1200 : 압력부
1210 : 바디
1220 : 커버
1230 : 필러
1240 : 레귤레이터
1250 : 스프링
1260 : 디스크 프레임
1270 : 실리콘
1300 : 압력부
1310 : 프레임부
1320 : 커버
1330 : 흡기 차단부
1340 : 실리콘막
1400 : 압력부
1410 : 프레임부
1420 : 조절커버
1430 : 레귤레이터
1440 : 조절커버
2300 : 센서부
600 : 마우스피스부
610 : 마우스피스 본체
620 : 마우스피스 커넥터
630 : 압력부 캡
640 : 압력부 커넥터
700 : 흉벽진동부
710 : 흉벽진동부 본체
720 : 흉벽진동부 커넥터
730 : 진동발생부
731 : 진동구
732 : 진동구 받침대
733 : 캡
734 : 실리콘
735 : 연통구

Claims

사용자의 안면에 적어도 일부를 감싸는 마스크 몸체;
상기 마스크 몸체의 일측에 구비되어 상기 마스크 몸체의 외부로부터 흡입되는 공기를 제어하는 압력부;
상기 마스크 몸체의 일측에 구비되어 사용자의 호흡 패턴을 측정하는 센서부;
상기 마스크 몸체의 양측 단부에 연장되어 형성되고, 상기 마스크 몸체를 상기 사용자의 안면에 밀착시키는 밴드부; 및
상기 마스크 몸체의 일측에 탈부착 가능하게 결합되는 커버부;를 포함하고,
상기 커버부는,
공기 중의 입자를 필터링하는 여과부;를 포함하며,
상기 압력부는,
내부에 빈 공간이 형성되는 원기둥 형상의 프레임부;
상기 프레임부의 일측 단부를 감싸는 형태로 구비되는 조절커버;
상기 프레임부의 내부에 구비되며 상기 조절커버의 내주면에 결합되는 메인필러;
상기 메인필러의 단부에 결합되는 서브필러;
내부에 중공이 형성되며 상기 중공에 상기 메인필러가 삽입되어 상기 메인필러와 결합되는 레귤레이터;
일단부는 상기 레귤레이터에 간섭되고 타단부는 상기 서브필러에 간섭되는 스프링;
상기 메인필러의 단부 일측에 회동가능하게 결합되며 상기 서브필러와 평행하게 구비되는 차단막; 및
상기 서브필러와 프레임부 사이에 구비되는 실링부재;를 포함하고,
상기 사용자가 상기 스프링의 탄성력을 초과하는 압력으로 흡기를 수행할 경우, 상기 서브필러가 상기 프레임부의 중공에서부터 인출되면서 상기 서브필러와 프레임부 사이에 유로가 형성되어 외부의 공기가 내부로 유동하고,
상기 사용자가 상기 차단막의 탄성력을 초과하는 압력으로 호기를 수행할 경우, 상기 차단막이 휘어지면서 상기 차단막과 서브필러 사이에 유로가 형성되어 내부의 공기가 외부로 유동하는 것을 특징으로 하는 호흡근 강화기기.
제1항에 있어서,
상기 센서부는,
상기 센서부의 측정값을 단말기로 전송하는 통신부; 및
상기 통신부로부터 전송된 상기 측정값을 기반으로 상기 사용자의 호흡 패턴을 분석하는 어플리케이션;을 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡근 강화기기.
제1항에 있어서,
상기 마스크 몸체는,
상기 압력부와 센서부를 각각 고정시키는 고정부; 및
상기 고정부가 상기 마스크 몸체에 결합될 수 있도록 하는 결합홈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡근 강화기기.
마우스피스부;
일단부가 상기 마우스피스부에 결합되어 외부로부터 흡입되는 공기를 제어하는 압력부; 및
상기 압력부의 타단부에 결합되는 흉벽진동부;를 포함하고,
상기 마우스피스부는,
사용자의 입에 물리는 마우스피스 본체; 및
일단부는 상기 마우스피스 본체의 단부에 결합되고, 타단부는 상기 압력부의 적어도 일부를 감싸는 방식으로 상기 압력부를 고정하는 마우스피스 커넥터;를 포함하며,
상기 흉벽진동부는,
중공으로 형성되며, 외부와 연통되는 연통구;를 포함하는 흉벽진동부 본체;
상기 흉벽진동부 본체의 일단부에 구비되어 상기 압력부의 적어도 일부를 감싸는 방식으로 상기 압력부를 고정하는 흉벽진동부 커넥터; 및
상기 흉벽진동부 본체의 타단부에 구비되는 진동발생부;를 포함하고,
상기 진동발생부는,
상기 사용자의 호기 시 상하로 진동하는 진동구;
상기 진동구의 하부에 구비되어, 상기 진동구가 하방으로 이탈하는 것을 방지하는 진동구 받침대;
상기 진동구의 상부에 구비되어, 상기 사용자의 호기를 배출하는 배출구를 포함하는 캡; 및
상기 흉벽진동부 본체의 내부에 구비되어, 상기 사용자의 흡기 시 상기 연통구가 개방되도록 하고, 상기 사용자의 호기 시 상기 연통구가 폐쇄되도록 하는 실리콘;을 포함하고,
상기 압력부는,
내부에 빈 공간이 형성되는 원기둥 형상의 프레임부;
상기 프레임부의 일측 단부를 감싸는 형태로 구비되는 조절커버;
상기 프레임부의 내부에 구비되며 상기 조절커버의 내주면에 결합되는 메인필러;
상기 메인필러의 단부에 결합되는 서브필러;
내부에 중공이 형성되며 상기 중공에 상기 메인필러가 삽입되어 상기 메인필러와 결합되는 레귤레이터;
일단부는 상기 레귤레이터에 간섭되고 타단부는 상기 서브필러에 간섭되는 스프링;
상기 메인필러의 단부 일측에 회동가능하게 결합되며 상기 서브필러와 평행하게 구비되는 차단막; 및
상기 서브필러와 프레임부 사이에 구비되는 실링부재;를 포함하고,
상기 사용자가 상기 스프링의 탄성력을 초과하는 압력으로 흡기를 수행할 경우, 상기 서브필러가 상기 프레임부의 중공에서부터 인출되면서 상기 서브필러와 프레임부 사이에 유로가 형성되어 외부의 공기가 내부로 유동하고,
상기 사용자가 상기 차단막의 탄성력을 초과하는 압력으로 호기를 수행할 경우, 상기 차단막이 휘어지면서 상기 차단막과 서브필러 사이에 유로가 형성되어 내부의 공기가 외부로 유동하는 것을 특징으로 하는 호흡근 강화기기.
마우스피스부; 및
상기 마우스피스부의 일측에 결합되어 외부로부터 흡입되는 공기를 제어하는 압력부;를 포함하고,
상기 마우스피스부는,
사용자의 입에 물리는 마우스피스 본체;
일단부는 상기 마우스피스 본체의 단부에 결합되고, 타단부는 상기 압력부의 적어도 일부를 감싸는 방식으로 상기 압력부를 고정하는 마우스피스 커넥터;
상기 압력부의 적어도 일부를 감싸도록 형성되는 압력부 캡; 및
상기 압력부의 외주면을 감싸도록 형성되는 압력부 커넥터;를 포함하고,
상기 압력부는, 2개로 상기 압력부 커넥터의 길이방향의 중심축을 기준으로 선대칭으로 구비되는 것을 특징으로 하는 호흡근 강화기기.
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