KR102458611B1 - 마스크 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 마스크 장치는, 사용자의 안면을 커버하는 마스크 몸체; 상기 마스크 몸체에 결합되며, 상기 마스크 몸체의 내부 압력을 측정하는 압력 센서; 상기 마스크 몸체에 설치되며, 상기 마스크 몸체의 내부의 공기를 강제 순환시키는 다수의 모터; 및 상기 다수의 모터를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 압력 센서에서 감지된 압력에 기초하여 사용자의 호흡 주기를 분석하고, 상기 분석된 호흡 주기를 이용하여 들숨 시간인지 여부를 판단하고, 상기 들숨 시간 여부에 따라서 상기 다수의 모터의 구동을 다르게 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

마스크 장치 및 그 제어방법{MASK APPARATUS AND CONTROLLING METHOD THEREOF}

본 발명은 마스크 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 마스크(Mask)는 병균, 먼지 등의 흡입 및 비산을 막기 위해 사용자의 코와 입을 가리는 장치이다. 마스크는 사용자의 코와 입을 가리기 위해 사용자의 얼굴에 밀착된다. 마스크는 사용자의 코와 입으로 유입되는 공기에 포함된 병균, 먼지 등을 필터링하고, 필터링된 공기가 사용자의 입과 코로 유입되도록 한다.

공기와 공기에 포함된 병균, 먼지 등은 필터로 형성된 마스크의 몸체를 통과하면서 병균, 먼지 등은 마스크의 몸체에 의해 필터링된다. 그러나, 공기가 마스크의 몸체를 통과 후 사용자의 코와 입으로 유입되거나, 마스크의 몸체를 통과한 후 외부로 유출되는 과정에서 사용자의 호흡이 원활하지 않은 문제가 있다.

최근에는 이러한 문제를 해소하기 위하여 팬, 모터 및 필터가 구비된 마스크가 개발되고 있다.

선행문헌 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0100605호(공개일: 2019년08월29일)에는 “차압센서가 구비된 전동식 방진 마스크”가 개시된다.

상기 선행문헌에 개시된 방진 마스크는 마스크 본체와, 상기 마스크 본체에 형성된 필터와, 상기 필터를 통해 유입된 공기의 유량을 제어하는 팬모터, 및 상기 마스크 본체 내부의 압력 변화를 측정하는 차압 센서를 포함한다.

구체적으로, 상기 방진 마스크는 상기 차압 센서로부터 측정된 압력 차에 대한 크기값을 기초로 동작 모드를 설정하고, 설정된 동작 모드에 따라 상기 팬모터의 최대 출력 또는 최소 출력을 가변시킬 수 있다. 따라서, 사용자의 호흡 상태에 따라 동작 모드가 실시간으로 결정되고, 결정된 동작 모드에 따라 모터의 출력이 제어되므로 마스크의 착용 환경이 개선될 수 있다.

그러나, 상기 선행문헌에 개시된 방진 마스크는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 종래의 마스크는 착용자가 호흡하는지 또는 대화하는지 여부에 따라 모터의 회전속도를 제어할 뿐, 들숨 또는 날숨을 고려하지 않는다. 즉, 들숨이 일어날 때와, 날숨이 일어될 때의 팬의 회전속도가 동일하게 제어되므로, 실제로 사용자가 호흡 시 불편한 문제가 있다.

둘째, 종래의 마스크는 날숨에 의한 부산물(분말, 수증기, 이산화탄소 등)이 마스크의 내부에 축적되며 외부로 배출되기 어려운 구조를 가진다. 이에 따라, 마스크 장시간 사용 시, 마스크의 내부가 습해지고 이산화탄소 수치가 증가하여 머리가 어지러운 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자의 호흡이 편해질 수 있는 마스크 장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 마스크 내부의 공기 순환이 효과적으로 이루어질 수 있는 마스크 장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 사용자의 호흡에 불편함을 주지 않으면서도 공기 순환이 잘 이루어질 수 있는 마스크 장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치는, 마스크 몸체에 결합되며, 상기 마스크 몸체의 내부 압력을 측정하는 압력 센서와, 상기 마스크 몸체에 설치되며, 상기 마스크 몸체의 내부의 공기를 강제 순환시키는 다수의 모터, 및 상기 다수의 모터를 제어하는 제어부를 포함한다.

이때, 상기 제어부는, 상기 압력 센서에서 감지된 압력에 기초하여 사용자의 호흡 주기를 분석하고, 상기 분석된 호흡 주기를 이용하여 들숨 시간인지 여부를 판단하고, 들숨 시간 여부에 따라서 상기 다수의 모터의 구동을 다르게 제어할 수 있다.

예를 들어, 상기 제어부는, 들숨 시간인 것으로 판단되면, 상기 다수의 모터가 각각 양압(Positive Pressure)을 형성하도록 제어하고, 들숨 시간이 아닌 것으로 판단되면, 상기 다수의 모터 중 일부의 모터가 양압을 형성하도록 제어하고, 나머지 일부의 모터가 음압(Negative Pressure)을 형성하도록 제어할 수 있다.

또는 상기 제어부는, 들숨 시간인 것으로 판단되면, 상기 다수의 모터가 제1회전방향으로 회전하도록 제어하고, 들숨 시간이 아닌 것으로 판단되면, 상기 다수의 모터 중 일부의 모터가 제1회전방향으로 회전하도록 제어하고, 나머지 일부의 모터가 제2회전방향으로 회전하도록 제어할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 사용자의 호흡 상태에 따라서 다수의 모터의 구동이 다르게 제어됨으로써, 들숨 및 날숨이 편해지는 장점이 있다. 또한, 들숨이 일어나지 않는 시간에는 마스크 몸체의 내부 공기를 순환시키도록 모터를 제어함으로써, 날숨에 의한 부산물이 누적되는 것이 방지되고 이산화탄소의 수치가 저감될 수 있는 장점이 있다.

구체적으로, 상기 다수의 모터는, 상기 마스크 몸체의 내부로 공기가 유입되는 공기 유입부에 설치되는 제1모터 및 상기 마스크 몸체의 외부로 공기가 배출되는 공기 배출부에 설치되는 제2모터를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제어부는, 들숨 시간인 것으로 판단되면, 상기 공기 유입부 및 상기 공기 배출부를 유동하는 공기에 양압이 걸리도록, 상기 제1모터 및 상기 제2모터의 구동을 제어하고, 들숨 시간이 아닌 것으로 판단되면, 상기 공기 유입부를 유동하는 공기에 양압이 걸리도록, 상기 제1모터의 구동을 제어하고, 상기 공기 배출부를 유동하는 공기에 음압이 걸리도록, 상기 제2모터의 구동을 제어할 수 있다.

또는, 상기 다수의 모터는, 상기 마스크 몸체의 내부로 공기가 유입되는 제1공기 유입부에 설치되는 제1모터 및 상기 마스크 몸체의 내부로 공기가 유입되는 제2공기 유입부에 설치되는 제2모터를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제어부는, 들숨 시간인 것으로 판단되면, 상기 제1공기 유입부 및 상기 제2공기 유입부를 유동하는 공기에 양압이 걸리도록, 상기 제1모터 및 상기 제2모터의 구동을 제어하고, 들숨 시간이 아닌 것으로 판단되면, 상기 제1공기 유입부를 통과하는 공기에 양압이 걸리도록, 상기 제1모터의 구동을 제어하고, 상기 제2공기 유입부를 통과하는 공기에 음압이 걸리도록, 상기 제2모터의 구동을 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 압력 센서에서 감지된 압력값들 중에서, 최대 압력값과 최소 압력값을 이용하여 호흡 주기를 분석할 수 있다. 여기서, 상기 호흡 주기는, 들숨이 일어나는 들숨 시간, 날숨이 일어나는 날숨 시간, 및 들숨 시간과 날숨 시간의 사이에서 호흡이 일어나지 않는 무호흡 시간을 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 압력 센서를 통하여 최대 압력값이 감지되면, 기준시간 동안 압력 변화값을 확인하고, 기준시간 동안 압력 변화값이 기준값을 초과한 것으로 판단되면, 들숨 시간이 도래한 것으로 판단할 수 있다. 이때, 상기 제어부는, 들숨 시간이 도래한 것으로 판단되면, 상기 다수의 모터가 모두 양압을 형성하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 압력 센서를 통하여 최소 압력값이 감지되는지 여부를 판단하고, 최소 압력값이 감지된 것으로 판단되면, 들숨 시간이 종료된 것으로 판단할 수 있다. 이때, 상기 제어부는, 들숨 시간이 종료된 것으로 판단되면, 상기 다수의 모터 중 일부의 모터가 양압을 형성하도록 제어하고, 나머지 일부의 모터가 음압을 형성하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 제어방법은, 압력 센서를 이용하여 마스크의 내부 압력을 감지하는 단계와, 감지된 압력에 기초하여 사용자의 호흡 주기를 분석하는 단계와, 상기 분석된 호흡 주기를 이용하여 들숨 시간인지 여부를 판단하는 단계, 및 들숨 시간 여부에 따라서 다수의 모터의 구동을 다르게 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 구성에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 마스크의 내부 압력에 따라 사용자의 호흡 상태(들숨, 날숨, 무호흡)를 판단하고, 판단된 정보에 기초하여 다수의 모터가 제어될 수 있다.

구체적으로, 들숨 시간에는 다수의 모터가 각각 각각 양압(Positive Pressure)을 형성하고, 들숨 시간이 아닌 것으로 판단되면, 다수의 모터 중 일부의 모터가 양압을 형성하도록 제어하고, 나머지 일부의 모터가 음압(Negative Pressure)을 형성할 수 있다.

즉, 들숨 시간에는 외부의 공기가 마스크의 내부로 신속하게 유입되고, 날숨 시간에는 마스크의 내부의 공기가 외부로 신속하게 배출되므로, 들숨 및 날숨이 편해지는 장점이 있다.

둘째, 날숨 시간뿐 아니라 무호흡 시간에도 마스크의 내부의 공기가 외부로 배출되므로 공기의 순환이 이루어질 수 있다. 공기의 순환이 잘 되면, 날숨에 의한 부산물이 누적되는 것이 방지되고 마스크 내부의 이산화탄소의 수치가 저감될 수 있는 장점이 있다.

셋째, 사용자가 공기를 내쉬는 과정에서, 외부 공기가 마스크의 내부로 역류되는 것이 방지되므로, 역류 방지를 위한 별도의 체크 밸브가 생략될 수 있는 장점이 있다.

넷째, 호흡을 돕기 위한 다수의 팬 제어에 의해서 공기의 유동 방향이 손쉽게 전환될 수 있으므로, 동일한 팬 종류에도 적용될 수 있고 별도의 공기유로가 필요하지 않아 비용이 절감되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 좌측 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 우측 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 배면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 저면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 분해 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치를 작동 시 공기의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 블록 구성을 보여주는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 제어방법을 보여주는 순서도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 1회 호흡 주기에 대한 압력 변화 싸이클을 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 들숨 시 모터 구동에 의한 공기 흐름을 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 날숨 시 모터 구동에 의한 공기 흐름을 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 제어방법을 상세히 보여주는 순서도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 들숨 시 모터 구동에 의한 공기 흐름을 보여주는 도면이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 날숨 시 모터 구동에 의한 공기 흐름을 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 좌측 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 우측 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 배면도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 저면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치(1)는 마스크 몸체(10)와, 상기 마스크 몸체(10)에 결합되는 마스크 몸체 커버(20)를 포함할 수 있다.

상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)는 분리 가능하게 결합될 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)를 결합하면, 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)의 사이에는 내부 공간이 형성될 수 있다. 상기 내부 공간에는 상기 마스크 장치(1)를 구동하기 위한 구성들이 배치될 수 있다. 상기 내부 공간은 상기 마스크 몸체(10)의 전면과 상기 마스크 몸체 커버(20)의 배면 사이에 위치할 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)는 상기 마스크 장치(1)의 배면을 형성하고, 상기 마스크 몸체 커버(20)는 상기 마스크 장치(1)의 전면을 형성할 수 있다.

상기 마스크 장치(1)의 후방은 사용자의 얼굴과 마주하는 마스크 장치(1)의 배면이 위치하는 방향을 정의하며, 상기 마스크 장치(1)의 전방은 외부로 노출되는 마스크 장치(1)의 전면이 위치하는 방향으로 상기 후방의 반대 방향으로 정의한다.

상기 마스크 장치(1)는 실링 브라켓(30)과 실링부(40)를 더 포함할 수 있다.

상기 실링 브라켓(30)은 상기 마스크 몸체(10)의 배면에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 상기 실링 브라켓(30)은 상기 실링부(40)를 상기 마스크 몸체(10)의 배면에 고정시킬 수 있다. 상기 실링 브라켓(30)을 상기 마스크 몸체(10)의 배면으로부터 분리 시, 상기 실링부(40)는 상기 마스크 몸체(10)로부터 이탈될 수 있다.

상기 실링부(40)는 상기 실링 브라켓(30)에 의해 상기 마스크 몸체(10)의 배면에 지지되며, 상기 실링부(40)와 상기 마스크 몸체(10)의 사이에 호흡을 위한 호흡 공간이 정의될 수 있다. 상기 실링부(40)는 사용자의 얼굴에 밀착되며, 사용자의 코와 입을 감싸서 외부 공기가 상기 호흡 공간으로 유입되는 것을 제한할 수 있다.

상기 마스크 몸체 커버(20)에는 제1필터 장착부(21)와 제2필터 장착부(22)가 포함될 수 있다. 상기 제1필터 장착부(21)는 상기 마스크 몸체 커버(20)의 우측에 위치하고, 상기 제2필터 장착부(22)는 상기 마스크 몸체 커버(20)의 좌측에 위치할 수 있다. 사용자의 얼굴에 장착된 마스크 장치(1)를 기준으로, 좌측 방향(좌측)과 우측 방향(우측)을 정의한다. 또한, 사용자의 얼굴에 장착된 마스크 장치(1)를 기준으로, 상측 방향(상방)과 하측 방향(하방)을 정의한다.

상기 제1필터 장착부(21)에는 제1필터 커버(25)가 장착되고, 상기 제2필터 장착부(22)에는 제2필터 커버(26)가 장착될 수 있다. 상기 제1필터 장착부(21)와 상기 제2필터 장착부(22)의 내측에는 필터가 배치되며, 상기 제1필터 커버(25)와 상기 제2필터 커버(26)는 상기 필터를 커버할 수 있다.

상기 제1필터 커버(25)와 상기 제2필터 커버(26)는 상기 제1필터 장착부(21)와 상기 제2필터 장착부(22)에 각각 분리 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1필터 커버(25)와 상기 제2필터 커버(26)는 상기 제1필터 장착부(21)와 상기 제2필터 장착부(22)에 끼움 결합될 수 있다.

상기 제1필터 커버(25)에는 제1공기 유입구(251)가 형성될 수 있다. 상기 제2필터 커버(26)에는 제2공기 유입구(261)가 형성될 수 있다. 상기 제1공기 유입구(251) 및 상기 제2공기 유입구(261)는 다수 개로 제공될 수 있다.

상기 제1필터 장착부(21)에 상기 제1필터 커버(25)가 장착된 상태에서, 상기 제1공기 유입구(251)는 외부 공간으로 노출되도록 형성될 수 있다. 상기 제2필터 장착부(22)에 상기 제2필터 커버(26)가 장착된 상태에서, 상기 제2공기 유입구(261)는 외부 공간으로 노출되도록 형성될 수 있다. 상기 제1공기 유입구(251) 및 상기 제2공기 유입구(261)는 상기 제1필터 커버(25) 및 상기 제2필터 커버(26)의 상면 및 측면 중 하나 이상에 형성될 수 있다.

상기 필터 커버(25,26)를 기준으로, 상기 필터 장착부(21,22)를 마주하는 면을 저면으로 정의하고, 외부 공간으로 노출되는 면을 상면으로 정의하고, 상기 저면과 상기 상면을 연결하는 면을 측면으로 정의한다.

상기 제1공기 유입구(251) 및 상기 제2공기 유입구(261)가 상기 필터 커버(25,26)의 측면에 제공될 경우에, 상기 필터 커버(25,26)의 측면 하부는 상기 필터 장착부(21,22)에 지지되며, 상기 필터 커버(25,26)의 측면 상부에 상기 제1공기 유입구(251) 및 상기 제2공기 유입구(261)가 형성될 수 있다.

본 실시 예에서 상기 제1공기 유입구(251)는 상기 마스크 장치(1)의 상방을 향하는 제1필터 커버(25)의 측면에 제공되는 제1공기 유입구(251a), 상기 마스크 장치(1)의 전방을 향하는 제1필터 커버(25)의 측면에 제공되는 제1공기 유입구(251b), 및 상기 마스크 장치(1)의 하방을 향하는 제1필터 커버(25)의 측면에 제공되는 제1공기 유입구(251c)를 포함할 수 있다.

상기 제2공기 유입구(261)는 상기 마스크 장치(1)의 상방을 향하는 제2필터 커버(26)의 측면에 제공되는 제2공기 유입구(261a), 상기 마스크 장치(1)의 전방을 향하는 제2필터 커버(26)의 측면에 제공되는 제2공기 유입구(261b), 상기 마스크 장치(1)의 하방을 향하는 제2필터 커버(26)의 측면에 제공되는 제2공기 유입구(261c)를 포함할 수 있다.

한편, 상기 제1필터 커버(25) 및 상기 제2필터 커버(26) 중 어느 하나에는 상기 마스크 장치(1)의 작동을 제어하기 위한 조작부(195)를 설치하기 위한 개구가 형성될 수 있다. 상기 조작부(195)는 상기 마스크 장치(1)의 전원을 온/오프 하는 조작 스위치로 제공될 수 있다. 상기 조작부(195)는 상기 필터 커버(25,26)의 개구를 통해 상기 마스크 장치(1)의 전방으로 노출될 수 있다.

상기 마스크 몸체(10)는 걸이 장착부(108)를 포함할 수 있다. 상기 걸이 장착부(108)는 상기 마스크 몸체(10)의 좌측과 우측에 각각 제공될 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)의 우측에 제공되는 걸이 장착부를 제1걸이 장착부(108a)라 정의하고, 상기 마스크 몸체(10)의 좌측에 제공되는 걸이 장착부를 제2걸이 장착부(108b)라 정의한다.

상기 제1걸이 장착부(108a)와 상기 제2걸이 장착부(108b)는 상기 마스크 몸체(10)의 상하 방향으로 이격되게 다수 개로 제공될 수 있다. 상기 제1걸이 장착부(108a)는 상기 마스크 몸체(10)의 우측 상방 및 우측 하방에 제공되고, 상기 제2걸이 장착부(108b)는 상기 마스크 몸체(10)의 좌측 상방 및 좌측 하방에 제공될 수 있다.

상기 걸이 장착부(108)에는 사용자의 얼굴에 상기 마스크 장치(1)를 착용하기 위한 끈 또는 줄 등이 장착될 수 있다. 끈 또는 줄 등은 상기 제1걸이 장착부(108a)와 상기 제2걸이 장착부(108b)를 연결하거나, 상하 방향으로 이격된 복수의 제1걸이 장착부(108a)와 상하 방향으로 이격된 복수의 제2걸이 장착부(108b) 각각을 연결할 수 있다.

상기 걸이 장착부(108)는 상기 마스크 몸체(10)의 일부가 절개되어 형성될 수 있다. 그렇기에, 상기 걸이 장착부(108)를 통해서 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)의 내부 공간으로 공기가 유입될 수도 있다. 상기 걸이 장착부(108)를 통해 상기 내부 공간으로 유입된 외부 공기는 상기 마스크 장치(1)의 내부 공간에 배치되는 전자 부품들을 공기 냉각할 수 있다.

상기 걸이 장착부(108)를 통해 상기 마스크 몸체(10)의 내부 공간으로 유입된 외부 공기는 상기 걸이 장착부(108)를 통해 다시 외부 공간으로 배출되며, 상기 외부 공기가 상기 호흡 공간으로 유입되는 것을 제한하기 위해 상기 마스크 장치(1)의 내부는 밀봉 구조를 가질 수 있다.

상기 마스크 몸체(10)는 호흡 공간으로 여과된 공기를 토출하기 위한 공기 토출구(129)를 포함할 수 있다. 상기 공기 토출구(129)로부터 상기 호흡 공간으로 공급되는 여과된 공기를 사용자가 들이마시며 호흡할 수 있다. 상기 공기 토출구(129)는 상기 제1공기 유입구(251)로 유입되어 여과된 공기를 상기 호흡 공간으로 토출하는 제1공기 토출구(129a)와, 상기 제2공기 유입구(261)로 유입되어 여과된 공기를 상기 호흡 공간으로 토출하는 제2공기 토출구(129b)를 포함할 수 있다.

상기 제1공기 토출구(129a)는 상기 마스크 몸체(10)의 중심을 기준으로 우측에 배치되고, 상기 제2공기 토출구(129b)는 좌측에 배치될 수 있다. 상기 제1공기 유입구(251)로 유입된 공기는 필터를 통과한 후 상기 제1공기 토출구(129a)로 유동할 수 있다. 상기 제2공기 유입구(261)로 유입된 공기는 필터를 통과한 후 상기 제2공기 유입구(261)로 유동할 수 있다.

상기 마스크 몸체(10)는 사용자가 내쉬는 공기를 외부 공간으로 배출하기 위한 공기 유출구(154,155)를 포함할 수 있다. 상기 공기 유출구(154,155)는 상기 마스크 몸체(10)의 하부 에 위치할 수 있다.

상기 공기 유출구(154,155)는 상기 마스크 몸체(10)가 개구되어 형성되는 제1공기 유출구(154)와, 상기 마스크 몸체(10)의 저면에 형성되는 제2공기 유출구(155)를 포함할 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)의 사이에는 상기 제1공기 유출구(154)를 통과하여 상기 제2공기 유출구(155)를 향해 유동하는 공기가 통과하기 위한 유동 공간이 형성될 수 있다.

상기 제1공기 유출구(154) 및 상기 제2공기 유출구(155) 중 하나 이상에는 체크 밸브가 형성될 수 있다. 상기 체크 밸브에 의해 외부 공기가 상기 호흡 공간으로 역류되는 것이 방지될 수 있다. 상기 체크 밸브는 상기 제1공기 유출구(154)와 상기 제2공기 유출구(155)를 연결하는 유동 공간에 위치할 수 있다.

상기 마스크 몸체(10)는 센서 장착부(109)를 포함할 수 있다. 상기 센서 장착부(109)에는 상기 호흡 공간으로부터 정보를 획득하기 위한 센서가 장착될 수 있다. 상기 센서 장착부(109)는 상기 마스크 몸체(10)의 상부에 위치할 수 있다. 사용자가 호흡 시 상기 호흡 공간의 압력 변화가 일정하게 감지될 수 있는 위치를 고려하여 상기 센서 장착부(109)가 상기 마스크 몸체(10)의 상부에 위치할 수 있다.

상기 마스크 몸체(10)는 커넥터 홀(135)을 포함할 수 있다. 상기 커넥터 홀(135)은 상기 마스크 장치(1)로 전원을 공급하기 위한 커넥터(미도시)가 설치되는 개구로 이해할 수 있다. 상기 커넥터 홀(135)은 상기 마스크 몸체(10)의 좌측 및 우측 중 어느 하나에 위치할 수 있다. 본 실시 예에서 상기 조작부(195)와 상기 커넥터는 후술할 전원 모듈(19)에 연결되어 있기에, 상기 커넥터 홀(135)은 상기 전원 모듈(19)이 설치되는 위치에 해당되는 마스크 몸체(10)의 좌측 및 우측 중 어느 하나에 제공될 수 있다.

이하에서는, 상기 마스크 장치(1)의 구성들을 분해 사시도에 기초하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 분해 사시도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 마스크 장치(1)는 마스크 몸체(10)와, 마스크 몸체 커버(20)와, 실링 브라켓(30)과, 실링부(40)를 포함할 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)가 서로 결합되어 상기 마스크 장치(1)의 몸체를 형성할 수 있다.

상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)의 사이에는 상기 마스크 장치(1)를 작동하기 위한 구성들이 수용되기 위한 내부 공간이 형성될 수 있다. 상기 실링 브라켓(30)과 상기 실링부(40)는 상기 마스크 몸체(10)의 배면에 결합되어 사용자의 얼굴과 상기 마스크 몸체(10)의 사이에 호흡 공간을 형성하며, 상기 호흡 공간으로 외부 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다.

상기 마스크 몸체(10)는 커버 결합홈(101)을 포함할 수 있다. 상기 커버 결합홈(101)은 상기 마스크 몸체(10)의 전면 가장자리에 형성될 수 있다. 상기 커버 결합홈(101)은 단차에 의해 형성될 수 있다. 상기 커버 결합홈(101)은 상기 마스크 몸체 커버(20)의 가장자리에 대응되게 형성될 수 있다. 상기 커버 결합홈(101)은 상기 마스크 몸체(10)의 전면 일부가 후방으로 함몰되어 형성될 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)의 커버 결합홈(101)을 향해 상기 마스크 몸체 커버(20)를 이동시켜서 상기 커버 결합홈(101)에 상기 마스크 몸체 커버(20)를 삽입할 수 있다.

상기 마스크 몸체(10)는 제1커버 결합부(102)를 포함할 수 있다. 상기 제1커버 결합부(102)에는 상기 마스크 몸체 커버(20)의 상부가 지지될 수 있다. 상기 제1커버 결합부(102)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 제1커버 결합부(102)는 상기 마스크 몸체(10)의 상부에 위치할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1커버 결합부(102)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 후크가 결합되는 후크 걸림부로 형성될 수 있다. 상기 마스크 몸체 커버(20)에는 상기 제1커버 결합부(102)에 결합되는 후크가 형성될 수 있다. 상기 제1커버 결합부(102)는 다수로 제공되며, 상기 후크도 상기 제1커버 결합부(102)에 대응되게 다수로 제공될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 제1커버 결합부(102)는 상기 마스크 몸체(10)의 중심을 기준으로 좌측과 우측에 각각 제공될 수 있다. 상기 제1커버 결합부(102)는 상측 커버 결합부라 칭할 수 있다.

상기 마스크 몸체(10)는 제1브라켓 결합부(103)를 포함할 수 있다. 상기 제1브라켓 결합부(103)는 상기 실링 브라켓(30)의 상부가 지지될 수 있다. 상기 제1브라켓 결합부(103)는 상기 마스크 몸체(10)의 배면에 형성될 수 있다. 상기 제1브라켓 결합부(103)는 상기 마스크 몸체(10)의 상부에 위치할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1브라켓 결합부(103)는 상기 마스크 몸체(10)의 배면에서 후방으로 돌출되는 후크 형상으로 형성될 수 있다. 상기 실링 브라켓(30)에는 상기 제1브라켓 결합부(103)에 결합되는 제1몸체 결합부(304)가 형성될 수 있다. 상기 제1브라켓 결합부(103)는 다수로 제공되며, 상기 제1몸체 결합부(304)도 상기 제1브라켓 결합부(103)에 대응되게 다수로 제공될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 제1브라켓 결합부(103)는 상기 마스크 몸체(10)의 중심을 기준으로 좌측과 우측에 각각 제공될 수 있다. 상기 제1브라켓 결합부(103)는 상측 브라켓 결합부라 칭할 수 있다.

상기 마스크 몸체(10)는 지지 리브(104)를 포함할 수 있다. 상기 지지 리브(104)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에서 전방으로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 지지 리브(104)는 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)를 결합 시 상기 마스크 몸체 커버(20)에 접촉될 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)는 상기 지지 리브(104)에 의해 전후 방향으로 외력에 저항할 수 있다. 상기 지지 리브(104)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 다수로 제공될 수 있다.

상기 마스크 몸체(10)는 제2커버 결합부(106)를 포함할 수 있다. 상기 제2커버 결합부(106)에는 상기 마스크 몸체 커버(20)의 하부가 지지될 수 있다. 상기 제2커버 결합부(106)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 제2커버 결합부(106)는 상기 마스크 몸체(10)의 하부에 위치할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2커버 결합부(106)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 후크로 형성될 수 있다. 상기 마스크 몸체 커버(20)에는 상기 제2커버 결합부(106)에 결합되는 후크 걸림부가 형성될 수 있다. 상기 제2커버 결합부(106)는 다수로 제공되며, 상기 후크 걸림부도 상기 제2커버 결합부(106)에 대응되게 다수로 제공될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 제2커버 결합부(106)는 상기 마스크 몸체(10)의 중심을 기준으로 좌측과 우측에 각각 제공될 수 있다. 상기 제2커버 결합부(106)는 하측 커버 결합부라 칭할 수 있다.

상기 마스크 몸체(10)는 제2브라켓 결합부(107)를 포함할 수 있다. 상기 제2브라켓 결합부(107)에는 상기 실링 브라켓(30)의 하부가 지지될 수 있다. 상기 제2브라켓 결합부(107)는 상기 마스크 몸체(10)가 개구되어 형성될 수 있다. 상기 제2브라켓 결합부(107)는 상기 마스크 몸체(10)의 하부에 위치할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2브라켓 결합부(107)는 상기 마스크 몸체(10)가 개구되는 관통홀로 형성될 수 있다. 상기 실링 브라켓(30)에는 상기 제2브라켓 결합부(107)에 결합되는 제2몸체 결합부(305)가 형성될 수 있다. 상기 제2브라켓 결합부(107)는 다수로 제공되며, 상기 제2몸체 결합부(305)도 상기 제2브라켓 결합부(107)에 대응되게 다수로 제공될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 제2브라켓 결합부(107)는 상기 마스크 몸체(10)의 중심을 기준으로 좌측과 우측에 각각 제공될 수 있다. 상기 제2브라켓 결합부(107)는 하측 브라켓 결합부라 칭할 수 있다.

상기 마스크 몸체(10)는 센서 장착부(109)를 포함할 수 있다. 상기 센서 장착부(109)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 센서 장착부(109)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면이 전방으로 돌출되어 형성되고, 내부에 센서가 설치되는 설치 공간을 가지도록 형성될 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)에는 상기 설치 공간과 상기 호흡 공간을 연통하는 홀이 형성되며, 상기 설치 공간에 배치된 센서는 상기 홀을 통해 상기 설치 공간으로 유입된 공기로부터 상기 호흡 공간의 정보를 획득할 수 있다. 본 실시 예에서 상기 센서는 압력 센서로 제공되며, 상기 호흡 공간의 압력 정보를 감지할 수 있다.

상기 마스크 몸체(10)는 팬 모듈 장착부(110)를 포함할 수 있다. 상기 팬 모듈 장착부(110)는 제1팬 모듈(16)이 장착되는 제1팬 모듈 장착부(110a)와 제2팬 모듈(17)이 장착되는 제2팬 모듈 장착부(110b)를 포함할 수 있다. 상기 제1팬 모듈 장착부(110a) 및 상기 제2팬 모듈 장착부(110b)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 형성될 수 있다.

상기 제1팬 모듈 장착부(110a)는 상기 마스크 몸체(10)의 우측에 배치되고, 상기 제2팬 모듈 장착부(110b)는 상기 마스크 몸체(10)의 좌측에 배치될 수 있다. 상기 제1팬 모듈(16) 및 상기 제2팬 모듈(17)은 상기 제1팬 모듈 장착부(110a) 및 상기 제2팬 모듈 장착부(110b)에 각각 분리 가능하게 결합될 수 있다.

상기 마스크 몸체(10)는 에어 덕트부(120)를 포함할 수 있다. 상기 에어 덕트부(120)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 에어 덕트부(120)의 내부에는 공기가 통과할 수 있는 유로가 형성될 수 있다. 상기 에어 덕트부(120)는 상기 제1팬 모듈 장착부(110a)에 연결되는 제1에어 덕트부(120a)와, 상기 제2팬 모듈 장착부(110b)에 연결되는 제2에어 덕트부(120b)를 포함할 수 있다.

상기 제1에어 덕트부(120a)와 상기 제2에어 덕트부(120b)는 상기 마스크 몸체(10)의 중심을 향하는 제1팬 모듈 장착부(110a)의 일측 및 제2팬 모듈 장착부(110b)의 타측에 배치될 수 있다. 상기 제1에어 덕트부(120a)와 상기 제2에어 덕트부(120b)는 상기 제1팬 모듈 장착부(110a)와 상기 제2팬 모듈 장착부(110b)의 사이에 위치할 수 있다. 상기 에어 덕트부(120)의 일단부는 상기 팬 모듈(16,17)과 연통되어 공기가 유입되고, 상기 에어 덕트부(120)의 타단부는 상기 공기 토출구(129)와 연통되어 유입된 공기가 토출될 수 있다.

상기 에어 덕트부(120)에는 제어 모듈(18)을 장착하기 위한 제어 모듈 장착부(128)가 포함될 수 있다. 상기 에어 덕트부(120)의 일부가 상기 제어 모듈(18)이 안착될 수 있는 평면으로 형성되며, 상기 평면을 상기 제어 모듈 장착부(128)로 정의한다. 상기 제어 모듈 장착부(128)는 상기 제1에어 덕트부(120a)에 제공되는 제1제어 모듈 장착부(128a)와 상기 제2에어 덕트부(120b)에 제공되는 제2제어 모듈 장착부(128b)를 포함할 수 있다. 상기 제1제어 모듈 장착부(128a)와 상기 제2제어 모듈 장착부(128b)에는 하나의 제어 모듈(18)이 고정되거나, 복수의 제어 모듈이 각각 고정될 수 있다.

상기 마스크 몸체(10)는 전원 모듈(19)을 장착하기 위한 전원 모듈 장착부(130)를 포함할 수 있다. 상기 전원 모듈 장착부(130)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 전원 모듈 장착부(130)는 상기 마스크 몸체(10)의 좌측과 우측 중 어느 하나에 제공될 수 있다.

상기 전원 모듈 장착부(130)는 상기 제어 모듈 장착부(128)의 측방에 위치할 수 있다. 상기 전원 모듈 장착부(130)는 상기 제어 모듈 장착부(128)와 상기 마스크 몸체(10)의 좌측 및 우측 중 어느 하나의 단부의 사이에 제공될 수 있다. 상기 전원 모듈 장착부(130)가 제공되는 마스크 몸체(10)의 좌측 및 우측 중 어느 하나에 인접하게 상기 커넥터 홀(135)이 위치할 수 있다.

상기 마스크 몸체(10)는 배터리를 장착하기 위한 배터리 장착부(140)를 포함할 수 있다. 상기 배터리 장착부(140)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 배터리 장착부(140)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에서 전방으로 돌출되어 상기 배터리를 감싸도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 배터리 장착부(140)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에서 전방으로 복수의 가이드 리브가 돌출되어 형성될 수 있다. 전방으로 돌출되는 복수의 가이드 리브의 일부는 서로를 마주하는 방향으로 절곡되면, 상기 복수의 가이드 리브와 상기 마스크 몸체(10)의 전면 사이에 상기 배터리가 수용되는 배터리 수용 공간이 형성될 수 있다. 상기 배터리는 상하 방향으로 이동하여 상기 배터리 장착부(140)의 배터리 수용 공간에 삽입 또는 분리될 수 있다. 상기 배터리 장착부(140)에 삽입된 배터리의 하부는 후술할 공기 배출부(150)에 지지될 수 있다.

상기 마스크 몸체(10)는 공기 배출부(150)를 포함할 수 있다. 상기 공기 배출부(150)는 상기 마스크 몸체(10)의 하부에 형성될 수 있다. 상기 공기 배출부(150)는 상기 제1공기 유출구(154)로부터 상기 제2공기 유출구(155)를 향해 유동하는 공기가 통과하는 유동 공간을 형성할 수 있다. 상기 공기 배출부(150)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면이 전방으로 돌출되어 형성될 수 있다.

상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)를 결합 시, 상기 공기 배출부(150)는 상기 마스크 몸체 커버(20)에 접촉되며, 상기 마스크 몸체(10)의 내부 공간과 상기 유동 공간이 구분되도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 공기 배출부(150)는 유동 공간을 정의하는 상면, 저면, 양측면을 포함할 수 있다. 상기 공기 배출부(150)의 전면은 상기 마스크 몸체 커버(20)에 의해 정의되고, 상기 공기 배출부(150)의 배면은 상기 마스크 몸체(10)에 의해 정의된다. 상기 공기 배출부(150)의 상면에는 상기 배터리가 지지될 수 있다.

상기 공기 배출부(150)의 저면은 개구되며, 상기 제2공기 유출구(155)가 형성될 수 있다. 상기 공기 배출부(150)의 저면은 상기 마스크 몸체(10)의 저면과 연결되며, 상기 마스크 몸체(10)의 저면은 상기 마스크 몸체(10)의 전면이 상기 공기 배출부(150)를 향해 돌출되어 형성되는 보강 리브의 일면으로 정의될 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)의 저면에는 상기 커버 결합홈(101)이 형성되며, 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)의 하측 단부가 결합되도록 할 수 있다. 상기 공기 배출부(150)의 배면은 개구되며, 상기 제1공기 유출구(154)가 형성될 수 있다. 상기 공기 배출부(150)의 양측면은 절곡되게 형성될 수 있다.

상기 마스크 몸체 커버(20)는 필터 장착부(21,22)를 포함할 수 있다. 상기 필터 장착부(21,22)는 상기 마스크 몸체 커버(20)의 전면이 배면을 향하는 방향으로 함몰되어 형성될 수 있다. 함몰되어 형성된 필터 장착부(21,22)의 내측에는 필터(23,24)가 수용되며, 상기 필터(23,24)가 수용된 상태에서 상기 필터 장착부(21,22)에 필터 커버(25,26)가 장착될 수 있다.

상기 필터 장착부(21,22)의 저면에는 공기 흡입구(211,221)가 형성될 수 있다. 상기 공기 흡입구(211,221)는 후술할 팬 모듈(16,17)의 흡입구와 연통될 수 있다. 상기 공기 흡입구(211,221)는 하방으로 경사지는 경사면을 가질 수 있다. 상기 필터 장착부(21,22)의 측면에는 상기 필터 커버(25,26)를 고정하기 위한 필터 커버 장착홈(212)이 형성될 수 있다.

상기 필터 커버(25,26)에는 상기 필터 커버 장착홈(212)에 삽입되는 결합 돌기가 형성될 수 있다. 상기 필터 장착부(21,22)의 상면은 개구되어, 상기 필터(23,24) 및 상기 필터 커버(25,26)가 삽입될 수 있다. 상기 필터 장착부(21,22)는 상기 마스크 몸체 커버(20)의 전면을 상면으로, 상기 마스크 몸체 커버(20)의 배면을 저면으로, 상기 상면과 상기 저면을 연결하는 면을 측면으로 정의한다.

상기 필터 장착부(21,22)의 저면은 후술할 팬 모듈(16,17)의 흡입구와 밀착하게 접촉될 수 있다. 상기 필터 장착부(21,22)와 상기 팬 모듈(16,17)의 사이에는 밀봉을 위한 밀봉재가 제공될 수 있다. 상기 밀봉재는 상기 공기 흡입구(211,221)와 상기 팬 모듈(16,17)의 흡입구를 감싸서 외부 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다.

상기 필터 장착부(25,26)는 상기 마스크 몸체 커버(20)의 우측에 제공되는 제1필터 장착부(21)와 상기 마스크 몸체 커버(20)의 좌측에 제공되는 제2필터 장착부(22)를 포함할 수 있다. 상기 제1필터 장착부(21)에 형성되는 공기 흡입구를 제1공기 흡입구(211)라 정의하고, 상기 제2필터 장착부(22)에 형성되는 공기 흡입구를 제2공기 흡입구(221)라 정의할 수 있다.

상기 필터(23,24)는 상기 제1필터 장착부(21)의 내측에 수용되는 제1필터(23)와 상기 제2필터 장착부(22)의 내측에 수용되는 제2필터(24)를 포함할 수 있다.

상기 필터 커버(25,26)는 상기 제1필터 장착부(21)에 장착되는 제1필터 커버(25)와 상기 제2필터 장착부(22)에 장착되는 제2필터 커버(26)를 포함할 수 있다. 상기 제1필터 커버(25)에는 다수의 제1공기 유입구(251)가 형성되어 외부 공기가 유입되고, 상기 제2필터 커버(26)에는 다수의 제2공기 유입구(261)가 형성되어 외부 공기가 유입될 수 있다.

상기 마스크 장치(1)의 몸체 내부에는 팬 모듈(16,17)과, 제어 모듈(18)과, 전원 모듈(19)이 포함될 수 있다. 상기 팬 모듈(16,17)과, 상기 제어 모듈(18)과, 상기 전원 모듈(19)은 상기 마스크 몸체(10)의 전면과 상기 마스크 몸체 커버(20)의 배면 사이에 형성되는 내부 공간에 수용될 수 있다. 상기 제어 모듈(18)은 제1전자 회로 부품이라 칭하고, 상기 전원 모듈(19)은 제2전자 회로 부품이라 칭할 수 있다.

상기 팬 모듈(16,17)은 팬과 팬 모터, 및 상기 팬과 상기 팬 모터를 수용하는 팬 하우징을 포함할 수 있다. 상기 팬 하우징에는 상기 팬으로 공기가 유입되는 흡입구와 상기 팬에 의해 강제 유동하는 공기가 토출되는 토출구를 포함할 수 있다. 상기 팬은 원심 팬으로 제공될 수 있다.

본 실시 예에서 상기 팬 모듈(16,17)은 상기 마스크 몸체 커버(20)의 전방으로 공기를 흡입하여 상기 마스크 몸체(10)의 측방으로 토출할 수 있다. 상기 팬 모듈(16,17)은 상기 제1팬 모듈 장착부(110a)에 장착되는 제1팬 모듈(16)과, 상기 제2팬 모듈 장착부(110b)에 장착되는 제2팬 모듈(17)을 포함할 수 있다.

상기 제1팬 모듈(16)은 상기 제1공기 흡입구(211)와 연통되며, 상기 제1공기 흡입구(211)를 향해 상기 제1공기 유입구(251)로 유입되어 상기 제1필터(23)를 통과한 공기가 흡입되도록 할 수 있다. 상기 제2팬 모듈(17)은 상기 제2공기 흡입구(221)와 연통되며, 상기 제2공기 흡입구(221)를 향해 상기 제2공기 유입구(261)로 유입되어 상기 제2필터(24)를 통과한 공기가 흡입되도록 할 수 있다. 상기 제1팬 모듈(16)은 상기 제1에어 덕트부(120a)와 연통되어 상기 호흡 공간으로 공기를 토출하고, 상기 제2팬 모듈(17)은 상기 제2에어 덕트부(120b)와 연통되어 상기 호흡 공간으로 공기를 토출할 수 있다.

상기 제어 모듈(18)은 상기 마스크 장치(1)의 작동을 제어할 수 있다. 상기 제어 모듈(18)은 상기 제어 모듈 장착부(128)에 고정될 수 있다. 상기 제어 모듈(18)은 상기 배터리 또는 상기 전원 모듈(19)로부터 전원을 공급받아 작동할 수 있다. 상기 제어 모듈(18)은 통신 모듈을 포함하여, 다양한 정보를 송수신할 수 있다.

상기 제어 모듈(18)은 데이터 저장 모듈을 포함하여, 다양한 정보를 저장할 수 있다. 상기 제어 모듈(18)은 상기 팬 모듈(16,17)의 작동을 제어할 수 있다. 상기 제어 모듈(18)은 센서로부터 감지되는 정보에 기초하여 상기 팬 모듈(16,17)의 작동을 제어할 수도 있다. 상기 제어 모듈(18)은 상기 전원 모듈(19), 상기 팬 모듈(16,17), 배터리와 전기적으로 연결되어 연동할 수 있다.

상기 전원 모듈(19)은 외부로부터 전원을 공급받을 수 있다. 상기 전원 모듈(19)은 상기 배터리를 충전할 수 있다. 상기 전원 모듈(19)은 커넥터와 조작부(195)를 포함할 수 있다. 상기 전원 모듈(19)은 상기 조작부(195)에 의해 상기 마스크 장치(1)의 전원을 제어할 수 있다. 상기 전원 모듈(19)은 상기 제어 모듈(18), 상기 팬 모듈(16,17), 상기 배터리와 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다.

상기 실링부(40)는 상기 실링 브라켓(30)에 의해 상기 마스크 몸체(10)의 배면에 결합되어 사용자의 얼굴에 밀착될 수 있다. 상기 실링부(40)에 의해 상기 마스크 몸체(10)의 배면은 사용자의 얼굴로부터 이격되게 배치될 수 있다.

상기 실링 브라켓(30)은 폐루프를 형성하는 링 형상으로 형성될 수 있다. 상기 실링 브라켓(30)은 상기 실링부(40)가 분리 가능하게 결합되도록 구성될 수 있다. 상기 실링 브라켓(30)을 상기 마스크 몸체(10)로부터 분리하여, 상기 실링부(40)를 세척할 수 있다. 상기 실링부(40)를 상기 실링 브라켓(30)에 결합한 후, 상기 실링 브라켓(30)을 상기 마스크 몸체(10)에 결합하면, 상기 실링부(40)가 상기 마스크 몸체(10)에 단단히 고정될 수 있다.

상기 실링 브라켓(30)은 상기 실링부(40)가 결합되는 실링 삽입부(301)를 포함할 수 있다. 상기 실링 삽입부(301)는 상기 실링부(40)가 끼움 결합되는 삽입 돌기로 형성될 수 있다. 상기 실링 삽입부(301)는 내측에서 외측을 향해 연장되어 형성될 수 있다. 상기 실링 삽입부(301)는 내측에서 외측을 향해 두께가 작아지게 형성될 수 있다. 상기 실링 삽입부(301)와 후술할 고정 가이드(302)에 의해 상기 실링 브라켓(30)의 몸체가 형성될 수 있다.

상기 실링 브라켓(30)은 고정 가이드(302)를 포함할 수 있다. 상기 고정 가이드(302)는 상기 실링 삽입부(301)의 내측 단부에 형성될 수 있다. 상기 고정 가이드(302)는 상기 실링 삽입부(301)에 삽입되는 실링부(40)의 고정 위치를 가이드 할 수 있다. 상기 실링부(40)가 상기 고정 가이드(302)에 접촉되면, 상기 실링부(40)가 상기 실링 브라켓(30)에 밀착하게 결합될 수 있다. 상기 고정 가이드(302)는 상기 실링 삽입부(301)보다 두께가 커지게 형성될 수 있다. 상기 실링 삽입부(301)의 외측으로부터 내측을 향해 두께가 커지고, 상기 실링 삽입부(301)보다 두께가 커진 고정 가이드(302)에 의해 상기 실링부(40)의 이동이 제한될 수 있다.

상기 실링 브라켓(30)은 상기 제1브라켓 결합부(103)에 결합되는 제1몸체 결합부(304)를 포함할 수 있다. 상기 제1몸체 결합부(304)는 상기 실링 브라켓(30)의 상부에 제공될 수 있다. 상기 제1몸체 결합부(304)는 상기 제1브라켓 결합부(103)에 대응되는 위치 및 개수로 제공될 수 있다. 상기 제1몸체 결합부(304)는 상측 몸체 결합부라 칭할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1몸체 결합부(304)는 후크 형상으로 형성되는 제1브라켓 결합부(103)가 걸림 고정되는 걸림 고정 형상으로 형성될 수 있다.

상기 실링 브라켓(30)은 제2브라켓 결합부(107)에 결합되는 제2몸체 결합부(305)를 포함할 수 있다. 상기 제2몸체 결합부(305)는 상기 실링 브라켓(30)의 하부에 제공될 수 있다. 상기 제2몸체 결합부(305)는 상기 제2브라켓 결합부(107)에 대응되는 위치 및 개수로 제공될 수 있다. 상기 제2몸체 결합부(305)는 하측 몸체 결합부라 칭할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2몸체 결합부(305)는 상기 실링 삽입부(301)로부터 전방으로 돌출되는 후크 형상으로 형성될 수 있다.

상기 실링 브라켓(30)은 상기 마스크 몸체(10)에 결합되는 브라켓 삽입부(306)를 포함할 수 있다. 상기 브라켓 삽입부(306)는 상기 마스크 몸체(10)에 형성되는 절개부(127)에 삽입될 수 있다. 상기 절개부(127)는 상기 에어 덕트부(120)와 연통되어 공기가 통과하는 개구로 이해할 수 있다. 상기 절개부(127)의 일측에 상기 브라켓 삽입부(306)가 삽입될 수 있다. 상기 절개부(127)의 일측에 상기 브라켓 삽입부(306)가 삽입되면, 상기 절개부(127)의 타측은 상기 에어 덕트부(120)를 통과한 공기가 토출되는 상기 공기 토출구(129)로 정의될 수 있다.

상기 브라켓 삽입부(306)가 상기 절개부(127)의 일측에 삽입되어 상기 절개부(127)의 일측을 차폐하면, 상기 팬 모듈(16,17)에서 토출된 공기는 상기 에어 덕트부(120)와 상기 브라켓 삽입부(306)의 사이를 통과하여 상기 절개부(127)의 타측인 상기 공기 토출구(129)로 유동할 수 있다. 상기 브라켓 삽입부(306)는 상기 에어 덕트부(120)의 일측면을 형성하면서, 상기 실링 브라켓(30)을 상기 마스크 몸체(10)에 고정하는 기능을 제공할 수 있다.

상기 실링 브라켓(30)의 상부는 상기 제1몸체 결합부(304)에 의해 상기 마스크 몸체(10)의 상부에 고정되고, 상기 실링 브라켓(30)의 하부는 상기 제2몸체 결합부(305)에 의해 상기 마스크 몸체(10)의 하부에 고정되고, 상기 실링 브라켓(30)의 중간부는 상기 브라켓 삽입부(306)에 의해 상기 마스크 몸체(10)의 중간부에 고정될 수 있다.

상기 실링부(40)는 탄성을 가지는 재질로 형성될 수 있다. 상기 실링부(40)는 사용자의 얼굴에 밀착되어 사용자의 얼굴에 대응되게 변형될 수 있다. 상기 실링부(40)는 폐루프를 형성하는 링 형상으로 형성될 수 있다. 상기 실링부(40)는 사용자의 코와 입을 커버할 수 있도록 형성될 수 있다.

상기 실링부(40)는 사용자의 얼굴에 접촉되는 배면과, 상기 마스크 몸체(10)에 접촉되는 전면과, 상기 배면과 상기 전면을 연결하며 내측이 중공으로 형성되는 측면을 포함할 수 있다. 상기 실링부(40)의 전면 내측에는 제1개구가 포함되고, 상기 실링부(40)의 배면 내측에는 제2개구가 포함될 수 있다. 상기 실링부(40)를 상기 마스크 몸체(10)에 결합 시, 상기 제1개구의 내측에는 상기 공기 토출구(129)와 상기 공기 유출구(154,155)가 위치할 수 있다. 사용자의 얼굴과 상기 실링부(40)가 접촉 시 상기 제2개구의 내측에는 사용자의 코와 입이 위치할 수 있다.

사용자의 얼굴과 상기 마스크 몸체(10)의 사이에 상기 실링부(40)가 위치하며, 상기 실링부(40)의 전면, 배면, 상기 전면과 상기 배면을 연결하는 측면의 내측에 호흡을 위한 호흡 공간이 정의된다.

상기 실링부(40)는 브라켓 삽입홈(401)을 포함할 수 있다. 상기 브라켓 삽입홈(401)은 상기 실링 브라켓(30)의 실링 삽입부(301)에 삽입되도록 구성될 수 있다. 상기 브라켓 삽입홈(401)은 상기 실링부(40)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 브라켓 삽입홈(401)은 상기 전면의 내측 단부에 형성될 수 있다. 상기 실링부(40)의 전면에 형성된 브라켓 삽입홈(401)은 상기 실링 브라켓(30)의 실링 삽입부(301)에 삽입되어 상기 실링부(40)와 상기 실링 브라켓(30)이 서로 결합될 수 있다.

상기 실링부(40)는 상기 제1몸체 결합부(304) 및 상기 브라켓 삽입부(306)가 안착되는 안착홈(404,406)과, 상기 제2몸체 결합부(305)가 관통하는 관통홀(405)을 포함할 수 있다. 상기 안착홈(404,406)과 상기 관통홀(405)은 상기 실링부(40)의 전면에 형성될 수 있다.

상기 안착홈(404,406)은 상기 제1몸체 결합부(304)에 대응되는 개수 및 위치에 형성되는 제1안착홈(404)과, 상기 브라켓 삽입부(306)에 대응되는 개수 및 위치에 형성되는 제2안착홈(406)을 포함할 수 있다. 상기 관통홀(405)은 상기 제2몸체 결합부(305)에 대응되는 개수 및 위치에 형성될 수 있다.

상기 안착홈(404,406)과 상기 관통홀(405)에 상기 제1몸체 결합부(304), 상기 제2몸체 결합부(305), 및 상기 브라켓 삽입부(306)가 삽입되면, 상기 실링부(40)와 상기 실링 브라켓(30)이 밀착하게 결합될 수 있다.

상기 마스크 장치(1)는 배기팬 모듈(160)을 더 포함할 수 있다.

상기 배기팬 모듈(160)은 상기 마스크 몸체(10)의 내부의 공기를 상기 마스크 몸체(10)의 외부로 배출시키기 위한 구성일 수 있다. 상기 배기팬 모듈(160)은 팬, 모터 및 회전축을 포함할 수 있다.

상기 배기팬 모듈(160)은 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 커버(20)의 사이에 형성된 공간에 위치될 수 있다. 상기 배기팬 모듈(160)은 상기 마스크 몸체(10)의 내부의 공기가 외부로 배출되는 공기 배출부(150)의 내측에 설치될 수 있다.

상기 배기팬 모듈(160)은 원심팬 또는 축류팬이 적용될 수 있다. 상기 배기팬 모듈(160)은 정회전 또는 역회전이 가능하며, 상기 호흡 공간의 공기가 상기 공기 배출부(150)를 통해 외부로 용이하게 배출되도록 할 수 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치를 작동 시 공기의 흐름을 나타내는 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 마스크 장치(1)는 필터 커버(25,26)에 형성되는 공기 유입구(251,261)를 통해 외부 공기를 흡입할 수 있다. 상기 마스크 장치(1)로 흡입되는 외부 공기의 유동 방향은 화살표 "A"로 나타낸다. 상기 공기 유입구(251,261)가 다양한 방향에서 공기를 흡입할 수 있도록 다수로 구성되기에, 외부 공기의 유입량이 증가될 수 있다.

예를 들어, 상기 공기 유입구(251,261)는 상기 마스크 장치(1)의 상방에서 공기를 흡입하는 공기 유입구(251a,261a), 상기 마스크 장치(1)의 전방에서 공기를 흡입하는 공기 유입구(251b,261b), 상기 마스크 장치(1)의 하방에서 공기를 흡입하는 공기 유입구(251c,261c)를 포함할 수 있다. 상기 공기 유입구(251,261)가 형성되는 필터 커버(25,26)는 상기 마스크 장치(1)의 양측에 각각 배치되기에, 외부 공기를 상기 마스크 장치(1)의 양측으로부터 원활하게 흡입할 수 있다.

상기 공기 유입구(251,261)를 통해 유입된 외부 공기는 상기 필터 커버(25,26)와 필터 장착부(21,22)의 내측에 위치하는 필터(23,24)에 의해 이물질이 여과될 수 있다. 상기 필터(23,24)는 상기 필터 커버(25,26)를 상기 마스크 장치(1)로부터 분리 시 교체 가능하다.

상기 필터(23,24)를 통과한 공기는 공기 흡입구(211,221)를 통해 팬 모듈(16,17)의 흡입구로 유입될 수 있다. 상기 공기 흡입구(211,221)가 형성되는 필터 장착부(21,22)와 상기 팬 모듈(16,17)은 서로 밀착하게 접촉되어 있기에 여과된 공기가 누설되거나, 외부 공기가 유입되는 것이 방지될 수 있다.

상기 팬 모듈(16,17)의 토출구를 통해 배출되는 공기는 에어 덕트부(120)를 통과한 후 공기 토출구(129)를 통해 호흡 공간으로 유입될 수 있다. 상기 공기 토출구(129)를 통해 호흡 공간으로 유입되는 공기의 유동 방향을 화살표 "B"로 나타낸다. 상기 호흡 공간은 상기 마스크 몸체(10)와 상기 실링부(40)에 의해 정의될 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)를 사용자의 얼굴에 장착하면, 상기 실링부(40)가 상기 마스크 몸체(10)와 사용자의 얼굴에 밀착되어 외부 공간과 구분되는 독립된 호흡 공간을 형성할 수 있다.

상기 공기 토출구(129)를 통해 공급되는 여과된 공기를 사용자가 들이쉬고, 사용자가 내쉬는 공기는 공기 유출구(154,155)를 통해 외부 공간으로 배출될 수 있다. 상기 공기 유출구(154,155)는 호흡 공간과 연통되는 제1공기 유출구(154)와 외부 공간과 연통되는 제2공기 유출구(155)를 포함하며, 상기 제1공기 유출구(154)과 상기 제2공기 유출구(155)는 유동 공간에 의해 서로 연통될 수 있다. 사용자가 내쉬는 공기는 제1공기 유출구(154)를 통해 상기 유동 공간으로 유동할 수 있다. 상기 제1공기 유출구(154)를 통해 상기 유동 공간으로 유동하는 공기의 유동 방향을 화살표 "C"로 나타낸다.

상기 제1공기 유출구(154)를 통해 상기 유동 공간으로 유동한 공기는 상기 제2공기 유출구(155)를 통해 외부 공간으로 배출될 수 있다. 상기 제2공기 유출구(155)를 통해 외부 공간으로 유동하는 공기의 유동 방향을 화살표 "D"로 나타낸다. 상기 제1공기 유출구(154) 및 상기 제2공기 유출구(155) 중 하나 이상에는 체크 밸브가 제공되며, 외부 공기가 상기 호흡 공간으로 역류하는 것을 방지할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 블록 구성을 보여주는 블록도이다.

도 8을 참조하면, 상기 마스크 장치(1)는 압력 센서(14), 전원부(170), 제1모터(180), 제2모터(190) 및 제어부(200) 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.

상기 압력 센서(14)는 상기 마스크 장치(1)의 내부 압력을 감지한다.

여기서, 상기 마스크의 내부 압력은, 마스크 착용자(사용자)의 안면과 상기 실링부(30)에 의해 정의되는 호흡 공간의 압력을 의미할 수 있다.

상기 압력 센서(14)는 상기 마스크 장치(1)의 내부로 유입되는 공기의 유량 또는 바람세기 등을 이용하여, 밀폐된 공간의 압력 또는 공기압을 측정하는 공기압 센서일 수 있다. 또는 상기 압력 센서(14)는 밀폐된 공간의 압력 변화를 측정하는 차압 센서가 적용될 수 있다. 상기 압력 센서(14)는 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

상기 압력 센서(14)는 상기 마스크 장치(1)의 전원이 온 될 경우 작동될 수 있다. 또는 상기 압력 센서(14)는 사용자의 제어 명령에 의해 작동하여 마스크의 내부 압력을 감지할 수 있다. 상기 압력 센서(14)에서 측정된 정보는 상기 제어부(200)로 전달될 수 있다.

상기 전원부(170)는 상기 압력 센서(14), 상기 제1모터(180), 상기 제2모터(190) 및 상기 제어부(200)로 전원을 제공하는 기능을 한다.

상기 전원부(170)는 상기 마스크 장치(1)에 장착되는 배터리 또는 전원 모듈로서 제공될 수 있다. 상기 전원부(170)는 외부의 전원공급장치에 의하여 유선 또는 무선으로 전원이 충전될 수 있다.

상기 제1모터(180)는 상기 마스크 몸체(10)에 설치되며, 상기 마스크 몸체(10)의 내부의 공기를 강제 순환시키는 기능을 한다. 상기 제1모터(180)는 정회전 또는 역회전이 가능하며, 이에 따라 모터축이 제1회전방향 또는 제2회전방향으로 회전될 수 있다.

일례로, 상기 제1회전방향은 시계방향일 수 있고, 상기 제2회전방향은 반시계방향일 수 있다. 즉, 상기 제1회전방향과 상기 제2회전방향은 반대되는 방향일 수 있다.

상기 제1모터(180)는 외부의 공기가 상기 마스크 몸체(10)의 내부로 유입되는 공기 유입부에 설치될 수 있다.

본 실시 예에서, 상기 제1모터(180)는 앞서 설명된 제1팬 모듈(16) 및/또는 제2팬 모듈(17)을 회전시키는 구성일 수 있다. 즉, 상기 제1모터(180)는 상기 마스크 몸체(10)의 양측에 각각 구비될 수 있다.

상기 제1모터(180)가 제1회전방향으로 회전되면, 상기 제1모터(180)가 설치된 공기 유입부를 유동하는 공기에 양압(Positive Pressure)이 걸리게 된다.

여기서 양압이란 대기압보다 소정 압력 높은 압력 상태를 의미할 수 있다. 이에 따라, 상기 팬 모듈(16,17)을 통하여 외부의 공기가 상기 마스크 몸체(10)의 내부인 상기 호흡 공간으로 용이하게 유입될 수 있다.

상기 제2모터(190)는 상기 마스크 몸체(10)에 설치되며, 상기 마스크 몸체(10)의 내부의 공기를 강제 순환시키는 기능을 한다. 상기 제2모터(190)는 정회전 또는 역회전이 가능하며, 이에 따라 회전축이 제1회전방향 또는 제2회전방향으로 회전될 수 있다.

일례로, 상기 제1회전방향은 시계방향일 수 있고, 상기 제2회전방향은 반시계방향일 수 있다. 즉, 상기 제1회전방향과 제2회전방향은 반대되는 방향일 수 있다.

상기 제2모터(190)는 상기 마스크 몸체(10)의 내부의 공기가 외부로 배출되는 공기 배출부에 설치될 수 있다.

본 실시 예에서, 상기 제2모터(190)는 앞서 설명된 배기팬 모듈(160)을 회전시키는 구성일 수 있다. 즉, 상기 제2모터(190)는 상기 마스크 몸체(10)의 공기 배출부(150)에 구비될 수 있다.

상기 제2모터(190)가 제1회전방향으로 회전되면, 상기 제2모터(190)가 설치된 공기 배출부를 유동하는 공기에 양압이 걸리게 된다. 이에 따라, 상기 배기팬 모듈(160)을 통하여 외부의 공기가 상기 마스크 몸체(10)의 내부인 상기 호흡 공간으로 유입될 수 있다.

또한, 상기 제2모터(190)가 제2회전방향으로 회전되면, 상기 제2모터(190)가 설치된 공기 배출부를 유동하는 공기에 음압(Negative Pressure)이 걸리게 된다.

여기서 음압이란 대기압보다 소정 압력 낮은 압력 상태를 의미할 수 있다. 이에 따라, 상기 호흡 공간의 공기가 상기 배기팬 모듈(160)을 통하여 외부로 용이하게 배출될 수 있다.

상기 제어부(200)는 상기 압력 센서(14)에서 감지된 정보를 분석하고, 분석된 정보를 통해 상기 제1모터(180) 및 상기 제2모터(190)를 제어한다.

구체적으로, 상기 제어부(200)는 호흡 상태 판단부(210)와, 모터 방향 제어부(220) 및 모터 속도 제어부(230)를 포함할 수 있다.

상기 호흡 상태 판단부(210)는 상기 압력 센서(14)에서 감지된 정보를 분석하여 사용자의 호흡 상태를 판단한다.

상기 호흡 상태 판단부(210)는 상기 압력 센서(14)에서 감지된 압력값들 중에서, 최대 압력값과 최소 압력값을 이용하여 호흡 상태 또는 호흡 주기를 판단할 수 있다.

구체적으로, 상기 호흡 상태 판단부(210)는 상기 압력 센서(14)에서 감지된 압력값들 중에서, 최대 압력값과 최소 압력값을 검출하여 1회 호흡 주기를 판단할 수 있다.

여기서, 상기 호흡 주기는 실제로 사용자가 숨을 들이쉬는 들숨 시간, 숨을 내쉬는 날숨 시간 및 들숨 시간과 날숨 시간의 사이에서 호흡이 일어나지 않는 무호흡 시간을 포함할 수 있다. 그리고 상기 호흡 상태 판단부(210)는 상기 최대 압력값에 해당하는 시점과, 상기 최소 압력값에 해당하는 시점 사이의 시간차를 이용하여 다음 호흡 주기를 예측할 수 있다.

또한, 상기 호흡 상태 판단부(210)는 상기 최대 압력값과 상기 최소 압력값의 차이값을 계산하고, 계산된 차이값을 기준값과 비교하여 호흡 상태를 판단할 수 있다. 예를 들어, 계산된 차이값이 기준값 보다 작으면, 안정적인 호흡 상태인 것으로 판단하고, 계산된 차이값이 기준값 보다 크면, 운동 호흡 상태인 것으로 판단할 수 있다.

상기 모터 방향 제어부(220)는 상기 제1모터(180) 및 상기 제2모터(190)의 회전방향을 제어할 수 있다. 상기 모터 방향 제어부(220)는 상기 호흡 상태 판단부(210)에서 판단된 호흡 상태(들숨 상태, 날숨 상태, 무호흡 상태)에 따라서 상기 제1모터(180) 및 상기 제2모터(190)의 회전방향을 동일하게 하거나 다르게 설정할 수 있다.

상기 모터 속도 제어부(230)는 상기 제1모터(180) 및 상기 제2모터(190)의 회전속도를 제어할 수 있다. 상기 모터 속도 제어부(230)는 상기 호흡 상태 판단부(210)에서 판단된 호흡 상태(들숨 상태, 날숨 상태, 무호흡 상태)에 따라서 상기 제1모터(180) 및 상기 제2모터(190)의 회전속도를 동일하게 하거나 다르게 설정할 수 있다.

본 실시 예에서는 상기 모터 방향 제어부(220)와 상기 모터 속도 제어부(230)가 독립적으로 구성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지는 않으며, 상기 모터 방향 제어부(220)와 상기 모터 속도 제어부(230)는 하나의 모터 제어부로 모듈화될 수 있다. 즉, 하나의 모터 제어부는 상기 제1모터(180)와 상기 제2모터(190)의 회전방향과 회전속도를 함께 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 마스크 장치(1)는 접지부 및 스위치부를 더 포함할 수 있다.

상기 접지부는 상기 제1모터(180) 및 상기 제2모터(190)의 전선이 접지되는 부분으로 이해될 수 있다. 상기 제1모터(180) 및 상기 제2모터(190)는 상기 접지부 및 상기 전원부(170)에 의해 양극과 음극이 각각 연결될 수 있다.

이때, 상기 접지부의 극성은 음극(-)이 될 수 있고, 상기 전원부(170)의 극성은 양극(+)이 될 수 있다.

상기 스위치부는 상기 접지부와 상기 전원부(170)를 선택적으로 연결하는 기능을 할 수 있다. 상기 스위치부는 온 또는 오프되어, 상기 접지부와 상기 전원부(170)의 연결을 스위칭해줄 수 있다. 따라서, 상기 스위치부의 구성에 의하여 상기 제1모터(180) 및 상기 제2모터(190)의 온/오프가 제어될 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 제어방법을 보여주는 순서도이고, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 1회 호흡 주기에 대한 압력 변화 싸이클을 보여주는 도면이고, 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 들숨 시 모터 구동에 의한 공기 흐름을 보여주는 도면이고, 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 날숨 시 모터 구동에 의한 공기 흐름을 보여주는 도면이다.

먼저, 도 9를 참조하면, 단계 S11에서 상기 마스크 장치(1)는 상기 압력 센서(14)를 이용하여 마스크의 내부 압력을 감지한다.

여기서, 마스크의 내부 압력은, 사용자의 안면과 상기 실링부(30)에 의해 정의되는 호흡 공간의 압력을 의미할 수 있다.

상기 마스크 장치(1)는 상기 압력 센서(14)를 통해 일정시간 동안 마스크의 내부 압력을 감지할 수 있다.

이때, 상기 팬 모듈(16,17)이 작동될 수 있다. 상기 팬 모듈(16,17)은 정해진 RPM으로 팬이 회전되어, 상기 마스크 장치(1)의 호흡 공간 내에서 호흡이 원활하게 되도록 할 수 있다.

상기 팬 모듈(16,17)이 작동되면, 외부의 공기는 상기 필터 커버(25,26) 및 상기 필터(23,24)를 통과한 후 상기 팬 모듈(16,17)로 흡입될 수 있다. 그리고 상기 팬 모듈(16,17)로 흡입된 공기는, 상기 에어 덕트부(120) 및 상기 공기 토출구(129a,129b)를 통과하여 상기 호흡 공간으로 유입될 수 있다. 그러면, 상기 호흡 공간으로 유입된 공기를 사용자가 들이마시고 내쉴 수 있게 된다.

이때, 사용자는 상기 호흡 공간 내에서 호흡기를 통해 공기를 들이마시면(들숨), 상기 호흡 공간의 공기가 사용자의 호흡기로 유입되어 상기 호흡 공간의 압력이 낮아질 수 있다. 반대로, 사용자는 상기 호흡 공간 내에서 호흡기를 통해 공기를 내쉬면(날숨), 상기 호흡 공간으로 공기가 토출되어 상기 호흡 공간의 압력이 높아질 수 있다.

상술한 바와 같이 상기 호흡 공간 내의 압력은 사용자의 호흡 상태(들숨, 날숨)에 따라 낮아지거나 높아질 수 있다. 그리고 이러한 호흡 공간 내의 압력은 상기 압력 센서(14)에 의해서 감지될 수 있다.

단계 S12에서 상기 마스크 장치(1)는 감지된 압력에 기초하여 사용자의 호흡 주기를 분석한다.

예를 들어, 도 10과 같이 상기 마스크 장치(1)는 일정시간 동안 상기 압력 센서(14)에서 감지된 압력 데이터를 수집한다. 상기 압력 데이터는 실시간으로 측정된 압력값을 포함하고, 이에 따라 1회 호흡(1회 들숨 및 1회 날숨)에 걸리는 시간, 1회 호흡 주기 및 1회 호흡 시 최대 압력값(Pmax)과 최소 압력값(Pmin), 및 다음 호흡 주기 등을 확인할 수 있다.

앞서 설명된 바와 같이, 사용자가 공기를 들이마시면(들숨), 상기 호흡 공간의 공기가 사용자의 호흡기로 유입되어 상기 호흡 공간의 압력이 점점 낮아지고, 사용자가 공기를 내쉬면(날숨), 사용자의 호흡기에서 상기 호흡 공간으로 공기가 토출되어 상기 호흡 공간의 압력이 점점 높아질 수 있다.

결국, 상기 호흡 공간의 압력이 가장 높은 제1시점(Tmax)이 날숨이 끝나는 지점이고, 상기 호흡 공간의 압력이 가장 낮은 제2시점(Tmin)이 들숨이 끝나는 지점인 것으로 예측할 수 있다.

또한, 상기 호흡 주기는 무호흡 시간을 더 포함할 수 있다.

상기 무호흡 시간은 실제로 사용자가 숨을 쉬지 않는 시간을 의미할 수 있다. 상기 무호흡 시간은 들숨 시간과 날숨 시간 사이, 또는 날숨 시간과 들숨 시간에서 호흡이 일어나지 않는 대기시간을 의미할 수 있다.

즉, 날숨이 끝나는 제1시점(Tmax) 직후에 무호흡이 이루어지고, 들숨이 끝나는 제2시점(Tmin) 이후에 무호흡이 이루어질 수 있다.

정리하면, 사람의 1회 호흡 주기는 날숨 시간, 무호흡 시간, 들숨 시간, 무호흡 시간이 반복적으로 이루어지는 싸인파(Sine wave) 그래프를 가질 수 있다.

단계 S13에서 상기 마스크 장치(1)는 분석된 호흡 주기를 이용하여 들숨 시간인지 여부를 판단한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 사용자의 들숨은 최대 압력값(Pmax)이 감지되고, 소정 시간(무호흡 시간)이 경과된 이후에 이루어질 수 있다. 그리고 들숨이 시작되면, 호흡 공간의 압력이 급격히 떨어지면서 압력 변화값이 크게 증가될 수 있다.

이러한 원리에 의하여, 날숨이 종료된 이후 측정된 압력의 변화값이 크게 변동되는 시점(Ts)이 들숨이 시작하는 시점으로 이해될 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 최대 압력값(Pmax)이 감지되고, 기준시간 동안 압력 변화값이 기준값을 초과할 경우, 들숨이 시작하는 것으로 판단할 수 있다. 상기 기준값은 사용자의 들숨이 시작되는지 여부를 판단하기 위한 기울기 값으로 이해될 수 있다.

단계 S14에서 상기 마스크 장치(1)는 들숨 시간 여부에 따라서 다수의 모터의 구동을 다르게 제어한다.

구체적으로, 상기 마스크 장치(1)는 현재 시간이 사용자의 들숨 시간인 것으로 판단되면, 다수의 모터가 모두 양압(Positive Pressure)을 형성하도록 제어한다.

예를 들어, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 마스크 장치(1)는 외부의 공기가 상기 마스크 몸체(10)의 내부(S)로 유입되는 적어도 하나 이상의 공기 유입부를 포함할 수 있다. 그리고 상기 적어도 하나 이상의 공기 유입부에는 제1모터(180)가 설치될 수 있다.

또한, 상기 마스크 장치(1)는 상기 마스크 몸체(10)의 내부(S)의 공기가 마스크 장치(1)의 외부로 배출되는 공기 배출부를 포함할 수 있다. 그리고 상기 공기 배출부에는 제2모터(190)가 설치될 수 있다.

상기 마스크 장치(1)는 들숨 시간인 것으로 판단되면, 상기 제1모터(180) 및 상기 제2모터(190)가 각각 양압을 형성하도록 제어한다. 예를 들어, 상기 제1모터(180) 및 상기 제2모터(190)는 제1회전방향으로 각각 회전되어, 상기 공기 유입부 및 상기 공기 배출부를 유동하는 공기에 양압을 형성할 수 있다.

그러면, 상기 제1모터(180) 및 상기 제2모터(190)의 구동에 의하여, 상기 마스크 몸체(10)의 외부의 공기가 상기 마스크 몸체(10)의 내부(S)로 신속하게 유입되고, 사용자(U)는 상기 마스크 몸체(10)의 내부(S)로 유입된 공기를 흡입할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 들숨이 이루어지는 시간에 호흡이 편해지는 장점이 있다.

반대로, 상기 마스크 장치(1)는 날숨 시간인 것으로 판단되면, 상기 제1모터(180)가 양압을 형성하도록 제어하고, 상기 제2모터(190)가 음압(Negative Pressure)을 형성하도록 제어한다. 예를 들어, 상기 제1모터(180)는 제1회전방향으로 회전되어, 상기 공기유입부를 통과하는 공기에 양압을 형성할 수 있다. 그리고 상기 제2모터(190)는 제2회전방향으로 회전되어, 상기 공기 배출부를 통과하는 공기에 음압을 형성할 수 있다.

그러면, 상기 제1모터(180)의 구동에 의하여, 상기 마스크 몸체(10)의 외부의 공기가 상기 마스크 몸체(10)의 내부(S)로 신속하게 유입되고, 상기 제2모터(190)의 구동에 의하여, 상기 마스크 몸체(10)의 내부(S)의 공기가 상기 공기 배출부로 신속하게 배출될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 날숨이 이루어지는 시간에 호흡이 편해지는 장점이 있다.

또한, 사용자가 호흡을 하지 않는 무호흡 시간에는 상기 제1모터(180)의 구동에 의하여, 외부의 공기가 상기 마스크 몸체(10)의 내부(S)로 유입되고, 유입된 공기는 상기 제2모터(190)의 구동에 의하여 외부로 자연스럽게 배출될 수 있다. 따라서, 날숨 부산물이 마스크 내부(S)에 누적되는 것이 방지되고, 공기 순환에 의하여 이산화탄소의 수치가 낮아지는 장점이 있다.

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 제어방법을 상세히 보여주는 순서도이다.

도 13을 참조하면, 단계 S21에서 상기 마스크 장치(1)의 전원이 온 되면, 단계 S22에서 상기 마스크 장치(1)는 상기 압력 센서(14)를 이용하여 마스크의 내부 압력을 감지한다.

단계 S23에서 상기 마스크 장치(1)는 감지된 압력에 기초하여 사용자의 호흡 주기를 분석한다.

앞서 설명된 바와 같이, 상기 마스크 장치(1)는 상기 압력 센서(14)에서 감지된 압력 데이터를 이용하여 호흡 주기를 판단한다. 상기 압력 데이터는 실시간으로 측정된 압력값을 포함하고, 이에 따라 1회 호흡(1회 들숨 및 1회 날숨)에 걸리는 시간, 1회 호흡 주기, 1회 호흡 시 최대 압력값(Pmax)과 최소 압력값(Pmin), 및 다음 호흡 주기 등을 확인할 수 있다.

단계 S24에서 상기 마스크 장치(1)는 제1모터(180)가 양압을 형성하도록 구동시키고, 제2모터(190)가 음압을 형성하도록 구동시킨다.

예를 들어, 도 12와 같이 상기 마스크 장치(1)는 외부의 공기가 상기 마스크 몸체(10)의 내부(S)로 유입되는 공기 유입부에 설치된 제1모터(180)를 제1회전방향으로 회전시켜, 상기 공기 유입부를 유동하는 공기에 양압을 형성할 수 있다.

그리고 상기 마스크 장치(1)는 상기 마스크 몸체(10)의 내부(S)의 공기가 외부로 배출되는 공기 배출부에 설치된 제2모터(190)를 제2회전방향으로 회전시켜, 상기 공기 배출부를 유동하는 공기에 음압을 형성할 수 있다.

이러한 구성에 의하여, 상기 마스크 몸체(10)의 외부로부터 유입된 공기는, 상기 마스크 몸체(10)의 내부(S)를 유동하여 상기 마스크 몸체(10)의 외부로 토출될 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크 몸체(10)의 내부의 공기가 강제 순환됨으로써, 날숨에 의한 부산물이 외부로 용이하게 배출될 수 있다.

또한, 사용자가 공기를 내쉬는 과정에서, 외부 공기가 마스크의 내부로 역류되는 것이 방지되므로, 역류 방지를 위한 별도의 체크 밸브가 생략될 수 있는 장점이 있다.

단계 S24에서 이루어지는 모터 구동모드를 "날숨 구동모드"로 이름할 수 있다.

단계 S25에서 상기 마스크 장치(1)는 최대 압력값(Pmax)이 감지되는지 여부를 판단하고, 최대 압력값이 감지된 경우, 단계 S26에서 압력 변화값이 기준값을 초과하는지 여부를 판단한다.

구체적으로, 상기 마스크 장치(1)는 날숨이 끝나는 시점을 판단하기 위하여, 최대 압력값(Pmax)이 감지되는지 여부를 판단할 수 있다. 이러한 이유는, 날숨이 끝나는 시점에서 상기 마스크 장치(1)의 내부 압력이 가장 높기 때문이다.

그리고 상기 마스크 장치(1)는 들숨이 시작되는 시점을 판단하기 위하여, 기준시간 동안 압력 변화값이 기준값을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 이러한 이유는, 날숨이 끝난 이후에 내부 압력이 급격히 감소하는 시점이 들숨이 시작하는 시점이기 때문이다. 즉, 날숨이 종료된 시점부터 소정 시간(무호흡 시간) 경과 후, 압력이 급격히 감소할 경우 들숨이 시작된 것으로 예상할 수 있다.

최대 압력값(Pmax)이 감지되고, 압력 변화값이 기준값을 초과한 경우, 단계 S27에서 상기 마스크 장치(1)는 제1모터(180) 및 제2모터(190)가 모두 양압을 형성하도록 구동시킨다.

구체적으로, 상기 마스크 장치(1)는 최대 압력값(Pmax)이 감지되고, 압력 변화값이 기준값을 초과하면, 들숨이 이루어지는 들숨 시간인 것으로 판단하고, 상기 제1모터(180) 및 제2모터(190)가 양압을 형성하도록 한다.

예를 들어, 도 11과 같이 상기 마스크 장치(1)는 공기 유입부에 설치된 제1모터(180)와, 공기 배출부에 설치된 제2모터(190)를 각각 제1회전방향으로 회전시켜, 상기 공기 유입부 및 상기 공기 배출부를 유동하는 공기에 양압을 형성할 수 있다.

이에 따라, 상기 공기 유입부 및 상기 공기 배출부를 통해 외부의 공기가 상기 마스크 몸체(10)의 내부(S)로 신속하게 유입되고, 사용자는 상기 마스크 몸체(10)의 내부(S)로 유입된 공기를 들이마실 수 있게 된다.

단계 S27에서 이루어지는 모터 구동모드를 "들숨 구동모드"로 이름할 수 있다.

단계 S28에서 상기 마스크 장치(1)는 최소 압력값(Pmin)이 감지되는지 여부를 판단한다.

구체적으로, 상기 마스크 장치(1)는 들숨이 끝나는 시점을 판단하기 위하여, 최소 압력값(Pmin)이 감지되는지 여부를 판단할 수 있다. 이러한 이유는, 들숨이 끝나는 시점에서 상기 마스크 장치(1)의 내부 압력이 가장 낮기 때문이다.

그리고 상기 마스크 장치(1)는 들숨이 끝나는 시점부터, 상기 들숨 구동모드를 상기 날숨 구동모드로 전환하여 상기 마스크 몸체(10)의 내부에 축적된 이물질 및 이산화탄소를 외부로 배출시키도록 유도할 수 있다.

최소 압력값(Pmin)이 감지된 경우, 단계 S29에서 상기 마스크 장치(1)는 마스크 전원 오프 명령이 입력되는지 여부를 판단하고, 마스크 전원 오프 명령이 입력되었으면, 단계 S30에서 상기 마스크 장치(1)의 전원을 오프시킨다.

만일, 마스크 전원 오프 명령이 입력되지 않았으면, 상기 마스크 장치(1)는 단계 S24로 진입하여 앞서 설명된 날숨 구동모드로 동작할 수 있다.

즉, 들숨 시간이 지나면, 호흡을 하지 않는 무호흡 시간이 도래하고 이때부터 날숨 구동모드를 수행하여, 마스크 몸체(10)의 내부에 축적된 이물질 및 이산화탄소를 외부로 배출시키도록 유도할 수 있다.

또한, 상기 무호흡 시간이 지나면, 날숨 시간이 도래하고 이때 날숨 구동모드를 유지함으로써, 날숨이 편해지는 장점이 있다.

도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 들숨 시 모터 구동에 의한 공기 흐름을 보여주는 도면이고, 도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 날숨 시 모터 구동에 의한 공기 흐름을 보여주는 도면이다.

본 발명의 다른 실시 예는, 앞서 설명된 제1모터(180)와 제2모터(190)의 설치 위치에 있어서 차이가 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제1모터(180)는 마스크 몸체(10)의 제1공기 유입구에 위치되고, 제2모터(190)는 제2공기 유입구에 위치되는 것을 특징으로 한다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마스크 장치(1)는 제1모터(180)와 제2모터(190)를 포함한다.

상기 제1모터(180)는 상기 마스크 몸체(10)에 설치되며, 상기 마스크 몸체(10)의 내부의 공기를 강제 순환시키는 기능을 한다. 상기 제1모터(180)는 정회전 또는 역회전이 가능하며, 이에 따라 모터축이 제1회전방향 또는 제2회전방향으로 회전될 수 있다.

일례로, 상기 제1회전방향은 시계방향일 수 있고, 상기 제2회전방향은 반시계방향일 수 있다. 즉, 상기 제1회전방향과 상기 제2회전방향은 반대되는 방향일 수 있다.

상기 제1모터(180)는 외부의 공기가 상기 마스크 몸체(10)의 내부로 유입되는 제1공기 유입부에 설치될 수 있다.

본 실시 예에서, 상기 제1모터(180)는 앞서 설명된 제1팬 모듈(16)을 회전시키는 구성일 수 있다. 즉, 상기 제1모터(180)는 상기 마스크 몸체(10)의 우측에 구비될 수 있다.

상기 제1모터(180)가 제1회전방향으로 회전되면, 상기 제1모터(180)가 설치된 제1공기 유입부를 유동하는 공기에 양압(Positive Pressure)이 걸리게 된다.

여기서 양압이란 대기압보다 소정 압력 높은 압력 상태를 의미할 수 있다.

이에 따라, 상기 제1팬 모듈(16)을 통하여 외부의 공기가 상기 마스크 몸체(10)의 내부(S)인 상기 호흡 공간으로 유입될 수 있다.

상기 제2모터(190)는 상기 마스크 몸체(10)에 설치되며, 상기 마스크 몸체(10)의 내부의 공기를 강제 순환시키는 기능을 한다. 상기 제2모터(190)는 정회전 또는 역회전이 가능하며, 이에 따라 모터축이 제1회전방향 또는 제2회전방향으로 회전될 수 있다.

상기 제2모터(190)는 외부의 공기가 상기 마스크 몸체(10)의 내부로 유입되는 제2공기 유입부에 설치될 수 있다.

본 실시 예에서, 상기 제2모터(190)는 앞서 설명된 제2팬 모듈(17)을 회전시키는 구성일 수 있다. 즉, 상기 제2모터(190)는 상기 마스크 몸체(10)의 좌측에 구비될 수 있다.

상기 제2모터(190)가 제1회전방향으로 회전되면, 상기 제2모터(190)가 설치된 제2공기 유입부를 유동하는 공기에 양압이 걸리게 된다.

이에 따라, 상기 제2팬 모듈(17)을 통하여 외부의 공기가 상기 마스크 몸체(10)의 내부(S)인 상기 호흡 공간으로 유입될 수 있다.

또한, 상기 제2모터(190)가 제2회전방향으로 회전되면, 상기 제2모터(190)가 설치된 제2공기 유입부를 통과하는 공기에 음압(Negative Pressure)이 걸리게 된다.

여기서 음압이란 대기압보다 소정 압력 낮은 압력 상태를 의미할 수 있다.

이에 따라, 상기 마스크 몸체(10)의 내부(S)의 공기가 상기 제2팬 모듈(17)을 통하여 외부로 배출될 수 있다.

한편, 상기 마스크 장치(1)는 들숨 시간 여부에 따라서 다수의 모터의 구동을 다르게 제어한다.

구체적으로, 상기 마스크 장치(1)는 현재 시간이 사용자의 들숨 시간인 것으로 판단되면, 다수의 모터가 모두 양압을 형성하도록 구동시킨다.

도 14에 도시된 바와 같이 상기 마스크 장치(1)는 들숨 시간인 것으로 판단되면, 상기 제1모터(180) 및 상기 제2모터(190)가 각각 양압을 형성하도록 제어한다. 예를 들어, 상기 제1모터(180) 및 상기 제2모터(190)는 제1회전방향으로 각각 회전되어, 상기 제1공기 유입부 및 상기 제2공기 유입부를 유동하는 공기에 양압을 형성할 수 있다.

그러면, 상기 제1모터(180) 및 상기 제2모터(190)의 구동에 의하여, 상기 마스크 몸체(10)의 외부의 공기가 상기 마스크 몸체(10)의 내부(S)로 신속하게 유입되고, 사용자(U)는 상기 마스크 몸체(10)의 내부(S)로 유입된 공기를 흡입할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 들숨이 이루어지는 시간에 호흡이 편해지는 장점이 있다.

반대로, 도 15에 도시된 바와 같이 상기 마스크 장치(1)는 날숨 시간인 것으로 판단되면, 상기 제1모터(180)가 양압을 형성하도록 제어하고, 상기 제2모터(190)가 음압을 형성하도록 제어한다. 예를 들어, 상기 제1모터(180)는 제1회전방향으로 회전되어, 상기 제1공기 유입부를 유동하는 공기에 양압을 형성할 수 있다. 그리고 상기 제2모터(190)는 제2회전방향으로 회전되어, 상기 제2공기 유입부를 유동하는 공기에 음압을 형성할 수 있다.

그러면, 상기 제1모터(180)의 구동에 의하여, 상기 마스크 몸체(10)의 외부의 공기가 상기 마스크 몸체(10)의 내부(S)로 신속하게 유입되고, 상기 제2모터(190)의 구동에 의하여, 상기 마스크 몸체(10)의 내부(S)의 공기가 상기 제2공기 유입부로 신속하게 배출될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 날숨이 이루어지는 시간에 호흡이 편해지는 장점이 있다.

또한, 사용자가 호흡을 하지 않는 무호흡 시간에는 외부의 공기가 상기 마스크 몸체(10)의 내부(S)로 유입되고, 유입된 공기는 외부로 자연스럽게 배출될 수 있다. 따라서, 날숨 부산물이 마스크 내부에 누적되는 것이 방지되고, 공기 순환에 의하여 이산화탄소의 배출이 용이해지는 장점이 있다.

이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.

Claims (20)

1. 사용자의 안면을 커버하는 마스크 몸체;
   상기 마스크 몸체에 결합되며, 상기 마스크 몸체의 내부 압력을 측정하는 압력 센서;
   상기 마스크 몸체에 설치되며, 상기 마스크 몸체의 내부의 공기를 강제 순환시키는 다수의 모터; 및
   상기 다수의 모터를 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 압력 센서에서 감지된 압력값들 중에서, 최대 압력값과 최소 압력값을 이용하여 사용자의 호흡 주기를 분석하고,
   상기 분석된 호흡 주기를 이용하여 들숨 시간인지 여부를 판단하고,
   여기서 상기 호흡 주기는, 들숨이 일어나는 들숨 시간, 날숨이 일어나는 날숨 시간, 및 들숨 시간과 날숨 시간의 사이에서 호흡이 일어나지 않는 무호흡 시간을 포함하고,
   들숨 시간 여부에 따라서 상기 다수의 모터의 구동을 다르게 제어하는 것을 특징으로 하는 마스크 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   들숨 시간인 것으로 판단되면, 상기 다수의 모터가 각각 양압(Positive Pressure)을 형성하도록 제어하고,
   들숨 시간이 아닌 것으로 판단되면, 상기 다수의 모터 중 일부의 모터가 양압을 형성하도록 제어하고, 나머지 일부의 모터가 음압(Negative Pressure)을 형성하도록 제어하는 마스크 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   들숨 시간인 것으로 판단되면, 상기 다수의 모터가 제1회전방향으로 회전하도록 제어하고,
   들숨 시간이 아닌 것으로 판단되면, 상기 다수의 모터 중 일부의 모터가 제1회전방향으로 회전하도록 제어하고, 나머지 일부의 모터가 제2회전방향으로 회전하도록 제어하는 마스크 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 다수의 모터는,
   상기 마스크 몸체의 내부로 공기가 유입되는 공기 유입부에 설치되는 제1모터; 및
   상기 마스크 몸체의 외부로 공기가 배출되는 공기 배출부에 설치되는 제2모터를 포함하고,
   상기 제어부는,
   들숨 시간인 것으로 판단되면, 상기 공기 유입부 및 상기 공기 배출부를 유동하는 공기에 양압이 걸리도록, 상기 제1모터 및 상기 제2모터의 구동을 제어하고,
   들숨 시간이 아닌 것으로 판단되면, 상기 공기 유입부를 유동하는 공기에 양압이 걸리도록, 상기 제1모터의 구동을 제어하고, 상기 공기 배출부를 유동하는 공기에 음압이 걸리도록, 상기 제2모터의 구동을 제어하는 마스크 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 다수의 모터는,
   상기 마스크 몸체의 내부로 공기가 유입되는 제1공기 유입부에 설치되는 제1모터; 및
   상기 마스크 몸체의 내부로 공기가 유입되는 제2공기 유입부에 설치되는 제2모터를 포함하고,
   상기 제어부는,
   들숨 시간인 것으로 판단되면, 상기 제1공기 유입부 및 상기 제2공기 유입부를 유동하는 공기에 양압이 걸리도록, 상기 제1모터 및 상기 제2모터의 구동을 제어하고,
   들숨 시간이 아닌 것으로 판단되면, 상기 제1공기 유입부를 통과하는 공기에 양압이 걸리도록, 상기 제1모터의 구동을 제어하고, 상기 제2공기 유입부를 통과하는 공기에 음압이 걸리도록, 상기 제2모터의 구동을 제어하는 마스크 장치.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 압력 센서를 통하여 최대 압력값이 감지되면, 기준시간 동안 압력 변화값을 확인하고,
   기준시간 동안 압력 변화값이 기준값을 초과한 것으로 판단되면, 들숨 시간이 도래한 것으로 판단하는 마스크 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   들숨 시간이 도래한 것으로 판단되면, 상기 다수의 모터가 모두 양압을 형성하도록 제어하는 마스크 장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 압력 센서를 통하여 최소 압력값이 감지되는지 여부를 판단하고,
   최소 압력값이 감지된 것으로 판단되면, 들숨 시간이 종료된 것으로 판단하는 마스크 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    들숨 시간이 종료된 것으로 판단되면, 상기 다수의 모터 중 일부의 모터가 양압을 형성하도록 제어하고, 나머지 일부의 모터가 음압을 형성하도록 제어하는 마스크 장치.
11. 압력 센서를 이용하여 마스크의 내부 압력을 감지하는 단계;
    감지된 압력에 기초하여 사용자의 호흡 주기를 분석하는 단계;
    상기 분석된 호흡 주기를 이용하여 들숨 시간인지 여부를 판단하는 단계; 및
    들숨 시간 여부에 따라서 다수의 모터의 구동을 다르게 제어하는 단계를 포함하고,
    감지된 압력에 기초하여 사용자의 호흡 주기를 분석하는 단계는,
    상기 압력 센서에서 감지된 압력값들 중에서, 최대 압력값과 최소 압력값을 이용하여 호흡 주기를 분석하는 단계를 포함하고,
    상기 호흡 주기는, 들숨이 일어나는 들숨 시간, 날숨이 일어나는 날숨 시간, 및 들숨 시간과 날숨 시간의 사이에서 호흡이 일어나지 않는 무호흡 시간을 포함하는 마스크 장치의 제어방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    들숨 시간 여부에 따라서 다수의 모터의 구동을 다르게 제어하는 단계는,
    들숨 시간인 것으로 판단되면, 상기 다수의 모터가 각각 양압(Positive Pressure)을 형성하도록 제어하고,
    들숨 시간이 아닌 것으로 판단되면, 상기 다수의 모터 중 일부의 모터가 양압을 형성하도록 제어하고, 나머지 일부의 모터가 음압(Negative Pressure)을 형성하도록 제어하는 단계를 포함하는 마스크 장치의 제어방법.
13. 제 11 항에 있어서,
    들숨 시간 여부에 따라서 다수의 모터의 구동을 다르게 제어하는 단계는,
    들숨 시간인 것으로 판단되면, 상기 다수의 모터가 제1회전방향으로 회전하도록 제어하고,
    들숨 시간이 아닌 것으로 판단되면, 상기 다수의 모터 중 일부의 모터가 제1회전방향으로 회전하도록 제어하고, 나머지 일부의 모터가 제2회전방향으로 회전하도록 제어하는 단계를 포함하는 마스크 장치의 제어방법.
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 다수의 모터는,
    상기 마스크 몸체의 내부로 공기가 유입되는 공기 유입부에 설치되는 제1모터; 및
    상기 마스크 몸체의 외부로 공기가 배출되는 공기 배출부에 설치되는 제2모터를 포함하고,
    들숨 시간 여부에 따라서 다수의 모터의 구동을 다르게 제어하는 단계는,
    들숨 시간인 것으로 판단되면, 상기 공기 유입부 및 상기 공기 배출부를 유동하는 공기에 양압이 걸리도록, 상기 제1모터 및 상기 제2모터의 구동을 제어하고,
    들숨 시간이 아닌 것으로 판단되면, 상기 공기 유입부를 유동하는 공기에 양압이 걸리도록, 상기 제1모터의 구동을 제어하고, 상기 공기 배출부를 유동하는 공기에 음압이 걸리도록, 상기 제2모터의 구동을 제어하는 단계를 포함하는 마스크 장치의 제어방법.
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 다수의 모터는,
    상기 마스크 몸체의 내부로 공기가 유입되는 제1공기 유입부에 설치되는 제1모터; 및
    상기 마스크 몸체의 내부로 공기가 유입되는 제2공기 유입부에 설치되는 제2모터를 포함하고,
    들숨 시간 여부에 따라서 다수의 모터의 구동을 다르게 제어하는 단계는,
    들숨 시간인 것으로 판단되면, 상기 제1공기 유입부 및 상기 제2공기 유입부를 유동하는 공기에 양압이 걸리도록, 상기 제1모터 및 상기 제2모터의 구동을 제어하고,
    들숨 시간이 아닌 것으로 판단되면, 상기 제1공기 유입부를 통과하는 공기에 양압이 걸리도록, 상기 제1모터의 구동을 제어하고, 상기 제2공기 유입부를 통과하는 공기에 음압이 걸리도록, 상기 제2모터의 구동을 제어하는 단계를 포함하는 마스크 장치의 제어방법.
16. 삭제
17. 제 11 항에 있어서,
    상기 압력 센서를 통하여 최대 압력값이 감지되면, 기준시간 동안 압력 변화값을 확인하는 단계를 더 포함하고,
    기준시간 동안 압력 변화값이 기준값을 초과한 것으로 판단되면, 들숨 시간이 도래한 것으로 판단하는 마스크 장치의 제어방법.
18. 제 17 항에 있어서,
    들숨 시간이 도래한 것으로 판단되면, 상기 다수의 모터가 모두 양압을 형성하도록 제어하는 마스크 장치의 제어방법.
19. 제 11 항에 있어서,
    상기 압력 센서를 통하여 최소 압력값이 감지되는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하고,
    최소 압력값이 감지된 것으로 판단되면, 들숨 시간이 종료된 것으로 판단하는 마스크 장치의 제어방법.
20. 제 19 항에 있어서,
    들숨 시간이 종료된 것으로 판단되면, 상기 다수의 모터 중 일부의 모터가 양압을 형성하도록 제어하고, 나머지 일부의 모터가 음압을 형성하도록 제어하는 마스크 장치의 제어방법.

Images