KR102572412B1 - 용접 보호기용 자동 차광 필터 조립체 및 용접 보호기 - Google Patents

Abstract

용접 보호기용 자동 차광 필터 조립체, 및 자동 차광 필터 조립체를 포함하는 용접 보호기. 자동 차광 필터 조립체는 스위칭가능 광 필터가 내부에 배열되는 개구를 형성하는 하우징을 갖는다. 스위칭가능 광 필터는, 스위칭가능 광 필터의 반대 측면들 상에 배열되고 스위칭가능 광 필터의 주연부에 인접하여 원주방향으로 각각 연장되는 제1 및 제2 탄성 개스킷에 의해 보유된다. 본 발명은 용접 보호기의 강건성을 최대화하는 것을 돕고, 조립을 용이하게 한다.

Description

용접 보호기용 자동 차광 필터 조립체 및 용접 보호기

본 발명은 용접 보호기(welding protector)용 자동 차광 필터 조립체(automatic darkening filter assembly), 및 자동 차광 필터 조립체를 포함하는 용접 보호기에 관한 것이다. 스위칭가능 광 필터를 제자리에 유지하기 위해 2-부분 개스킷이 제공된다.

자동 차광 필터는 흔히 입사 광에 응답하여 명-투과-상태(light-transmission-state)(또는 명-상태)로부터 암-투과-상태(dark-transmission-state)(또는 암-상태)로 자동으로 변하는 스위칭가능 필터를 구비한다. 스위칭은 일반적으로 개인 보호 장비 상에, 또는 그것의 일부로서 위치된 광검출기(photodetector)의 사용을 통해 달성된다. 광검출기는 필터링될 입사 광의 존재를 인식하고, 전자 모듈이, 스위칭가능 필터에 인가될 때, 필터가 명-상태로부터 암-상태로 변하게 하는 제어 전압을 생성한다.

편광 필름들 사이에 위치된 액정 셀(liquid-crystal cell)을 포함하는 자동 광 필터가 설계되었다. 호넬(Hornell)의 미국 특허 제4,240,709호는 한 쌍의 상호 교차 편광기(polarizer) 사이에 개재된 단일 트위스트 네마틱 액정 셀(single-twisted, nematic, liquid-crystal cell)을 구비하는 스위칭가능 필터를 기술한다. 액정 셀은 투명 전극 및 정렬 층을 포함하는 광학적으로 투명한 유리 기판(substrate)이다. 액정 분자들은 전압이 전자 모듈의 제어 하에서 액정 셀에 걸쳐 인가될 때 그것들 자체를 특정 방향으로 배향시킨다. 많은 구매가능한 제품이 이러한 종류의 스위칭가능 필터를 사용한다.

보호 실드(protective shield)에서의 자동-차광 필터의 사용은 상당한 인체공학적 이득을 제공한다. 이전에, 용접공은 예를 들어 그의 눈이 토치 광으로부터 보호되는 것을 보장하기 위해 그가 용접 아크를 발생시킬 때 그의 용접 실드를 아래로 "기울게 하여야" 했다. 자동 용접 필터는 이러한 동작을 제거하는데, 왜냐하면 용접 실드가 계속해서 제 위치에 유지될 수 있기 때문이다.

미국 특허출원공보 제2014/0007312호

본 발명은 용접 보호기용 자동 차광 필터 조립체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 본 발명의 자동 차광 필터 조립체를 포함하는 용접 보호기에 관한 것이다.

본 명세서에서 지칭되는 바와 같은 용접 보호기는, 예를 들어 용접 헬멧, 용접 실드 또는 용접 고글(welding goggle)일 수 있다.

자동 차광 필터 조립체는 스위칭가능 광 필터가 내부에 배열되는 개구, 예를 들어 윈도우를 형성하는 하우징을 포함한다. 스위칭가능 광 필터는 전형적으로 암-상태와 명-상태 사이에서 전기적으로 스위칭될 수 있도록 구성된다. 암-상태에서, 스위칭가능 광 필터를 통한 임의의 광 투과가 명-상태에 비해 감소된다. 명-상태에서 차광 필터의 투과율은 약 1% 내지 약 20%의 범위 내, 보다 특별히 약 5% 내지 약 10%의 범위 내일 수 있는 반면, 암-상태에서 차광 필터의 투과율은 약 0.0005% 내지 약 0.1%의 범위 내일 수 있다.

스위칭가능 광 필터는 제1 및 제2 탄성 개스킷에 의해 제 위치에 유지되거나 보유된다. 제1 및 제2 개스킷은 스위칭가능 광 필터의 반대 측면들에 적어도 부분적으로 배열된다. 제1 및 제2 개스킷 각각은 스위칭가능 광 필터의 주연부에 인접하게 원주방향으로(특히, 전체적으로 원주방향으로) 연장된다. 특히, 스위칭가능 광 필터는 전형적으로 2개의 반대 주 표면(major surface)인 눈 대면 표면 및 용접 아크 대면 표면을 갖는다. 눈 대면 표면은 스위칭가능 광 필터의 눈 대면 측면을 형성하고, 용접 아크 표면은 스위칭가능 광 필터의 용접 아크 측면을 형성한다. 따라서, 눈 대면 표면 및 용접 아크 표면은 용접 필터의 반대 측면들을 형성한다.

제1 개스킷은 눈 대면 표면 상에 적어도 부분적으로 배열될 수 있고, 제2 개스킷은 스위칭가능 광 필터의 용접 아크 대면 표면 상에 적어도 부분적으로 배열될 수 있다. 바람직하게는, 제1 개스킷의 적어도 일부분은 스위칭가능 광 필터의 눈 대면 표면의 가장자리 상에서 (바람직하게는 전체적으로) 원주방향으로 연장되고, 제2 개스킷의 적어도 일부분은 스위칭가능 광 필터의 용접 아크 대면 표면의 가장자리 상에서 (바람직하게는 전체적으로) 원주방향으로 연장된다.

본 발명은 자동 차광 필터 조립체의 조립을 용이하게 한다는 점에서 유리하다. 또한, 본 발명은 자동 차광 필터 조립체 또는 자동 차광 필터 조립체를 사용하는 용접 보호기의 기계적 내충격성을 최대화하는 것을 돕는다는 점에서 유리하다. 예를 들어, 자동 차광 필터 조립체 또는 용접 보호기의 거친 취급 또는 떨어뜨림으로부터의 스위칭가능 광 필터의 손상이 최소화된다. 또한, 본 발명은 제1 및 제2 개스킷이 먼지 및/또는 수분이 스위칭가능 광 필터의 에지에 도달하는 것을 방해한다는 점에서 자동 차광 필터 조립체의 수명을 최대화하는 것을 돕는다.

일 실시예에서, 스위칭가능 광 필터는 제1 개스킷과 제2 개스킷 사이에 클램핑되거나 구속된다. 특히, 스위칭가능 광 필터가 사이에 배열된 제1 및 제2 개스킷은, 하우징에 의해 장력 하에 유지되는 샌드위치 형상체를 형성할 수 있다. 장력은 제1 및 제2 개스킷의 압축에 의해 지지된다.

일 실시예에서, 하우징은 제1 및 제2 하우징 부품을 포함한다. 제1 및 제2 개스킷은 바람직하게는 제1 하우징 부품과 제2 하우징 부품 사이에 배열된다. 제1 및 제2 하우징 부품은 바람직하게는 예를 들어 스냅 또는 나사 연결에 의해 서로 장착된다. 다른 연결이 적절히 가능하다. 바람직하게는, 제1 및 제2 하우징 부품은 스위칭가능 광 필터와 중첩된다. 이는 바람직하게는 제1 하우징 부품의 적어도 일부분, 제1 개스킷의 적어도 일부분, 스위칭가능 필터의 일부분, 제2 개스킷의 적어도 일부분, 및 제2 하우징 부품의 적어도 일부분이 조합되어 샌드위치 형상체를 형성함을 의미한다. 이러한 샌드위치 형상체에서, 스위칭가능 광 필터는 제1 및 제2 하우징 부품에 의해 유지되고, 따라서 스위칭가능 광 필터에는 제1 및 제2 하우징 하우징 부품에 의한 기계적 지지가 제공된다.

일 실시예에서, 제1 개스킷은 제1 하우징 부품에 고정 부착되고, 제2 개스킷은 제2 하우징 부품에 고정 부착된다. 제1 개스킷과 제1 하우징 부품 사이의 부착은 포지티브 로킹(positive locking)(또는 형상 맞춤(form-fit)) 및/또는 재료 접합을 포함할 수 있고, 제2 개스킷과 제2 하우징 부품 사이의 부착은 포지티브 로킹(또는 형상 맞춤) 및/또는 재료 접합을 포함할 수 있다. 특히, 제1 및 제2 개스킷과 제1 및 제2 하우징 부품 사이 각각의 부착은 2-구성요소 사출 성형에 의해 얻어질 수 있다. 한편으로, 제1 및 제2 개스킷의 사출 성형 재료와, 다른 한편으로, 제1 및 제2 하우징 부품의 사출 성형 재료는, 재료 접합이 2-구성요소 사출 성형 동안에 자동적으로 생성되도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 개스킷은 SBS(스티렌 부타디엔 스티렌) 및 SEBS(스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌)를 기반으로 하는 유형의 열가소성 탄성중합체로 제조될 수 있고, 제1 및 제2 하우징 부품은 폴리아미드로 제조될 수 있다. 폴리아미드는 바람직하게는 먼저 성형되고 열가소성 탄성중합체에 의해 오버몰딩된다. 따라서, 2개의 사출 성형 재료 사이의 재료 접합이 달성될 수 있다.

추가의 기계적 강도를 제공하고 제1 및 제2 하우징 부품이 시간 경과에 따라 장력 하에서 변형되는 것을 막기 위해, 폴리아미드에는 유리 섬유 충전제가 제공될 수 있다.

일 실시예에서, 제1 및 제2 개스킷은 10 쇼어(shore) A 내지 50 쇼어 A, 더 바람직하게는 30 쇼어 A 내지 40 쇼어 A, 가장 바람직하게는 약 40 쇼어 A의 경도를 나타낸다. 쇼어 경도는 전형적으로 제1 및 제2 개스킷을 성형하는 데 사용되는 사출 성형 재료에 의해 제공된다. 바람직하게는, 제1 및 제2 개스킷은 실질적으로 비-다공성이다. 따라서, 제1 및 제2 개스킷은 성형에 사용되는 재료와 동일하거나 대체로 동일한 경도를 얻는다.

일 실시예에서, 제1 및 제2 하우징 부품은 조합되어 프레임을 형성한다. 프레임은 대체로 U자형 프로파일을 가질 수 있고, 스위칭가능 광 필터의 에지 주위에서 연장될 수 있다. 바람직하게는, 프레임은 제1 및 제2 개스킷의 압축을 통한 클램프 끼워맞춤에 의해 스위칭가능 광 필터를 프레임 내에 유지한다. 따라서, 스위칭가능 광 필터와 하우징의 약간의 상대 이동, 예를 들어 상이한 재료의 상이한 열팽창에 기인하는 이동이 가능해지는 반면, 스위칭가능 광 필터는 그 외에는 이동에 대항하여 견고하게 보유된다. 이는 스위칭가능 광 필터와 하우징 사이에 발생할 수 있는 높은 장력으로부터의 손상(예를 들어, 균열)의 위험을 최소화한다.

일 실시예에서, 스위칭가능 광 필터는 만곡된다. 이는 바람직하게는 눈 대면 표면 및 용접 아크 대면 표면이 원통 형상의 부분들에 대응한다는 것을 의미한다. 또한, 눈 대면 표면 및 용접 아크 대면 표면은 바람직하게는 동심이다. 원통 형상의 반경은 70 mm 내지 150 mm의 범위, 더욱 바람직하게는 80 mm 내지 100 mm, 가장 바람직하게는 85 mm 또는 약 85 mm의 범위 내에 있을 수 있다. 이와 관련하여, 반경은 눈 대면 표면과 용접 아크 대면 표면 사이의 평균 반경을 지칭한다.

일 실시예에서, 스위칭가능 광 필터는 액정 분자들을 위한 정렬 층 및 투명 전극 층을 각각 포함하는 2개의 투명한 (바람직하게는 실질적으로 무색인) 기판을 갖는 액정 셀을 포함한다. 2개의 투명 기판은 바람직하게는 유리로 제조된다. 이는 액정들의 고온 안정성 및 밀폐 봉지(hermetic encapsulation)를 제공한다. 스위칭가능 광 필터는 바람직하게는 적어도 2개의 편광기들을 추가로 갖고, 적어도 2개의 편광기들은 그들의 편광 방향들이 서로에 대해 각도적으로 오프셋되어 배향되는 상태로 배열된다. 바람직하게는, 스위칭가능 광 필터는 적어도 2개의 액정 셀 및 3개의 편광기를 추가로 갖는다.

일 실시예에서, 자동 차광 필터 조립체는 전자 회로 및 하나 이상의 광 센서, 예를 들어 광검출기를 추가로 포함할 수 있다. 전자 회로는 바람직하게는 액정 셀들이 광 센서(들)에 의해 인식되는 광에 따라 암-상태와 명-상태 사이에서 스위칭하게 하도록 구성된다. 특히, 전자 회로는 바람직하게는, 광 센서(들)가 미리 결정된 광 세기 초과의 광을 검출할 때 액정 셀들이 암-상태로 스위칭하게 하고, 그렇지 않으면 액정 셀들이 명-상태로 스위칭하게 하도록 구성된다. 따라서, 광 센서(들)가 미리 결정된 광 세기 초과의 광을 검출하지 않는 경우에, 전자 회로는 액정 셀을 명-상태로 스위칭한다. 따라서, 명-상태는 바람직하게는 디폴트(default) 상태이다. 이는 용접공이 통상적인 광 조건 하에서 자동 차광 필터 조립체를 통해 볼 수 있게 한다. 동시에, 용접공이 예를 들어 용접 아크로부터의 유해한 광 세기의 노출로부터 자동적으로 보호된다.

일 실시예에서, 자동 차광 필터 조립체는 용접 보호기의 용접 실드 내에 장착된다. 예를 들어, 용접 보호기는 자동 차광 필터 조립체가 (교환가능하게) 보유될 수 있는 윈도우를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 또는 제2 하우징 부품은 용접 실드를 형성할 수 있다.

스위칭가능 광 필터가 내부에 배열되는 윈도우를 갖는 용접 실드를 갖는 용접 보호기가 추가로 개시된다. 스위칭가능 광 필터는 윈도우보다 더 작다. 스위칭가능 광 필터와 용접 실드의 윈도우 사이의 원주방향 간극은 탄성 칼라(collar)에 의해 폐쇄된다. 탄성 칼라는 전술된 바와 같은 탄성 재료, 예를 들어 고무 재료 또는 열가소성 탄성중합체로 제조된다.

칼라는 용접 실드의 윈도우 내에 칼라를 보유하기 위한 외측 보유 구조체를 가질 수 있다. 칼라는 칼라 내에 스위칭가능 광 필터를 보유하기 위한 내측 보유 구조체를 추가로 가질 수 있다. 외측 보유 구조체는, 예를 들어 윈도우를 형성하는 용접 실드의 에지와 맞물리기 위한 홈을 형성할 수 있고, 내측 보유 구조체는 예를 들어 스위칭가능 광 필터의 에지와 맞물리기 위한 홈을 형성할 수 있다. 칼라는 바람직하게는 외측 및 내측 보유 구조체를 서로 연결하는 대체로 평평한 링-형상 부분을 갖는다. 용접 실드의 평평한 링-형상 부분의 변형으로 인해, 용접 실드의 충격은 스위칭가능 광 필터로 전달되지 않거나 상당히 감쇠된다. 따라서, 스위칭가능 광 필터는 용접 실드 상에 가해질 수 있는 기계적 힘으로부터 보호된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 보호기, 특히 용접 헬멧의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 용접 보호기의 분해도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 차광 필터 조립체의 분해도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 차광 필터 조립체의 부분 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 차광 필터 조립체의 추가의 부분 단면도.
도 6a는 용접 헬멧의 사진.
도 7a는 도 6a에 도시된 헬멧의 단면도.

도 1은 본 예에서 용접 헬멧인 용접 보호기(1)를 도시한다. 그러나, 본 발명은 용접 헬멧과의 사용으로 제한되는 것이 아니라, 마찬가지로 적절한 구성으로 용접 실드 또는 용접 고글(welding goggle)과 함께 사용될 수 있다.

용접 보호기(1)는, 용접 동안에 발생할 수 있음에 따라 방사선, 고온의 재료의 비산 및 티끌로부터 용접공의 안면(및 다른 머리 부분)을 보호하기 위한 보호 실드 부분(2)을 갖는다. 용접 보호기(1)는 용접공이 용접 동안에 용접 아크를 관찰할 수 있게 하는 자동 차광 필터 조립체(3)를 추가로 갖는다. 본 예에서, 자동 차광은 자동 차광 필터 조립체(3)가 명-상태와 암-상태 사이에서 전기적으로 스위칭가능하게 하는 2개의 액정 셀에 기초한다. 암-상태로 스위칭될 때, 자동 차광 필터 조립체(3)는 상당한 양의 광이 통과하여 투과되는 것을 차단한다. 이는 사용자가 용접 아크로부터의 유해한 광 방사선에 노출될 위험 없이 자동 차광 필터 조립체(3)를 통해 보는 것에 의해 용접 아크를 관찰할 수 있게 한다. 명-상태에서, 자동 차광 필터 조립체(3)는 상당한 양의 광이 통과하여 투과되도록 허용한다. 따라서, 명-상태에서의 자동 차광 필터 조립체(3)는 사용자가 주변 광 조건하에서(용접 아크의 부존재시) 볼 수 있게 한다.

자동 차광 필터는 전형적으로 광학적으로 순차적으로 배열된 2개 이상의 액정 셀을 포함한다. 이는 (암-상태에서의) 암화 효과(darkening effect)의 증대를 제공하여서, 광 방사선으로부터의 충분한 눈 보호를 제공한다. 또한, 자동 차광 필터는 전형적으로 하나 이상의 광 센서, 및 액정 셀이 광 센서(들)에 의해 인식되는 광에 따라 스위칭되게 하는 전자 회로를 포함한다.

도 2는 용접 보호기(1)를 분해도로 도시한다. 분해도가 단지 예시의 유형이라는 것과, 서로 이격된 것으로 보이는 소정 구성요소들이 통상적으로는 도 1에 도시된 바와 같이 서로 접촉하여 장착된다는 것에 유의한다. 자동 차광 필터 조립체(3)는 보호 실드 부분(2)의 윈도우(4) 내에 장착된다. 또한, 용접 보호기(1)는 용접 아크-대면 보호 커버(5) 및 눈-대면 보호 커버(6)를 갖는다. 이들 보호 커버(5, 6)는 용융된 또는 고온의 재료의 비산 및 티끌이 자동 차광 필터 조립체(3)에 직접 도달하는 것을 방지하고, 따라서 자동 차광 필터 조립체(3)를 손상으로부터 보호하는 것을 제공한다. 이들 보호 커버(5, 6)는 교환가능할 수 있다. 따라서, 용융된 또는 고온의 재료의 비산 또는 티끌로부터의 임의의 손상이, 전형적으로 자동 차광 필터 조립체(3)보다 덜 고가인 보호 커버(5, 6) 상에서 일어날 수 있다. 본 예에서의 용접 보호기(1)는 커버 프레임(7)을 추가로 가지며, 커버 프레임은 보호 실드(2)와 커버 프레임 및/또는 자동 차광 필터 조립체(3) 사이의 임의의 간극을 폐쇄하기 위한 것이다. 본 예에서, 용접 보호기(1)는 용접공의 머리 상에 용접 보호기(1)를 고정하기 위한 헤드밴드 설비(headband arrangement)(8)를 추가로 갖는다.

도 3은 자동 차광 필터 조립체(3)를 더 상세히 도시한다. 자동 차광 필터 조립체(3)는 스위칭가능 광 필터(9)를 갖는다. 상세히 예시되지는 않았지만, 스위칭가능 광 필터(9)는 (언급된 바와 같이) 2개의 액정 셀을 포함한다. 각각의 액정 셀은 2개의 투명 기판을 갖는다. 본 예에서, 투명 기판은 유리 기판이다. 각각의 투명 기판은 투명 전극 층, 특히 투명 기판 상에 배치된 인듐 주석 산화물(ITO) 층, 및 전극 층 상에 배치된 정렬 층(alignment layer)을 포함한다. 투명 기판들 사이에서, 액정이 투명 기판들의 정렬 층들과 직접 접촉하여 배치된다. 각각의 투명 기판 상에, 편광기가 전극 및 정렬 층의 반대 측면에 배치된다. 정렬 층들은 전극 층들에 전압이 인가되지 않을 때 액정 분자들을 결정된 방향으로 배향시키도록 배열된다. 또한, 편광기들은 전압의 부재시 광이 액정 셀을 통과할 수 있도록 배열된다. (기술된 것과 동일한 유형의) 제2 액정 셀은 일 면이 편광기들 중 하나의 편광기 상에 있는 상태로 배열되고, 반대 면 상에서 제3 편광기를 지닌다. 따라서, 스위칭가능 광 필터(9)는 2개의 액정 셀 및 3개의 편광기를 갖는다. 제3 편광기는 액정 셀의 전극 층에 인가되는 전압의 부재시에 광이 스위칭가능 광 필터(9)를 통과할 수 있도록 배열된다. 전형적으로, 스위칭가능 광 필터(9)는 적어도 하나의 추가의 불변의(전환가능하지 않은) 광 필터, 예를 들어 UV 광 필터를 갖는다. 자동 차광 필터 조립체(3)는 전반적으로 만곡된 구성을 가지며, 2개의 만곡된 2개의 액정 셀을 포함한다. 따라서, 용접기에 대해, 최대화된 시야(field of vision)가 제공된다.

자동 차광 필터 조립체(3)는 스위칭가능 광 필터(9)를 스위칭하기 위한 전자 회로(광 센서(16)를 포함함)를 포함하는 인쇄 회로 기판(10)을 추가로 갖는다. 인쇄 회로 기판(10)은 자동 차광 필터 조립체가 사용자에 의해 작동될 수 있게 하는 제어부, 특히 푸시 버튼을 갖는다. 예를 들어, 자동 차광 필터 조립체(3)는 암-상태와 명-상태 사이에서 자동 스위칭을 활성화시키기 위한 버튼을 포함한다. 다른 버튼들, 예를 들어 암-상태에서 광 투과 수준을 조정하기 위한 하나 이상의 버튼이 제공될 수 있다. 이와 관련하여, 암-상태에서 자동 차광 필터(3)를 통한 광 투과가 용접공이 용접 아크를 관찰할 수 있지만 (상당히) 감소된 휘도에서 관찰할 수 있도록 단지 감소된다(그리고 완전히 차단되지 않는다)는 것에 유의한다. 암-상태에서의 광 투과 수준의 조정은, 예를 들어 상이한 용접 기술 또는 용접 응용으로 인해, 상이한 광 강도들의 용접 아크들에 대한 적응을 허용한다. 따라서, 용접 보호기는 가스 용접(autogenous welding)을 포함한 다양한 상이한 용접 기술 및 응용에 사용될 수 있다.

또한, 자동 차광 필터 조립체(3)는 제1 하우징 부품(11a) 및 제2 하우징 부품(11b)을 갖는 하우징(11)을 갖는다. 제1 및 제2 하우징 부품(11a, 11b)은 스위칭가능 광 필터(9)를 유지하기 위한 프레임을 형성하도록 장착된다. 하우징(11)은 인쇄 회로 기판 및 전원, 예를 들어 배터리를 수용하기 위한 공간을 추가로 제공한다. 제1 하우징 부품(11a) 및 제2 하우징 부품(11b) 각각에는 제1 개스킷(12a) 및 제2 개스킷(12 b)이 제공된다. 본 예에서의 제1 및 제2 개스킷(12a, 12b)은 약 40의 쇼어 A 경도를 갖는 열가소성 탄성중합체, 바람직하게는 SBS(스티렌 부타디엔 스티렌) 및 SEBS(스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌)를 기반으로 하는 열가소성 탄성중합체로 제조된다. 하우징(11)(특히, 제1 및 제2 하우징 부품(11a, 11b)들)은 섬유 강화 폴리아미드로 제조된다. 제1 하우징 부품(11a) 및 제1 개스킷(12a)뿐만 아니라 제2 하우징 부품(11b) 및 제2 개스킷(12b)은 2-구성요소 사출 성형에 의해 제조된다. 이는 제1 하우징 부품(11a)이 먼저 사출 성형되고 제1 개스킷(12a)이 제1 하우징 부품(11a) 상에 직접 사출 성형됨을 의미한다. 마찬가지로, 제2 하우징 부품(11b)이 먼저 사출 성형되고 제2 개스킷(12b)이 제2 하우징 부품(11b) 상에 직접 사출 성형된다. 따라서, 제1 및 제2 개스킷(12a, 12b)은 제1 및 제2 하우징 부품(11a, 11b)에 각각 꼭 맞게 부착된다.

본 예에서의 자동 차광 필터 조립체(3)는, 각각이 버튼 셀 배터리를 위한 2개의 삽입체(13)를 추가로 갖는다. 당업자는 하나 이상의 배터리가 다른 수단에 의해 자동 차광 필터 조립체(3)에 통합될 수 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 배터리 또는 배터리들은 리셉터클 내에 수용될 수 있거나 내장될 수 있다. 또한, 다른 유형의 배터리가 사용될 수 있다.

본 예에서의 자동 차광 필터 조립체(3)는 자동 차광 필터 조립체(3)를 작동시키기 위한 임의의 제어부(예를 들어, 푸시 버튼)를 마킹하기 위한 라벨(14)을 추가로 갖는다. 또한, 라벨(14)은 사용자를 위한 설명서, 예를 들어 특정 용접 응용에 대한 암-상태에서의 광 투과율 수준의 조정에 관한 지시를 가질 수 있다.

자동 차광 필터 조립체(3)는 예를 들어 용접 헬멧 또는 용접 실드와 같은 상이한 용접 보호기들에 사용될 수 있는 자급식(self-contained) 조립체 유닛을 형성한다.

도 4는 자동 차광 필터 조립체(3)의 일부분의 단면을 도시한다. 특히, 제1 및 제2 개스킷(12a, 12b)은 제1 및 제2 하우징 부품(11a, 11b)에 각각 보유된다. 본 예에서, 제1 및 제2 개스킷(12a, 12b)은 재료 접합에 의해 제1 및 제2 하우징 부품(11a, 11b)에서 보유되며, 특히 2-구성요소 사출 성형에 의해 얻어진다. 그러나, 본 예에서, 제1 및 제2 개스킷(12a, 12b)은 제1 및 제2 하우징 부품(11a, 11b)에서 각각 형상 맞춤에 의해 추가로 보유된다. 형상 맞춤은 제1 하우징 부품(11a)의 홈과 맞물리는 제1 개스킷(12a)의 제1 리지(ridge)(13a)에 의해, 그리고 추가로 제2 하우징 부품(11b)의 홈과 맞물리는 제2 개스킷(12b)의 제2 리지(13b)에 의해 제공된다. 따라서, 제1 및 제2 개스킷(12a, 12b)은 제1 및 제2 하우징 부품(11a, 11b)과 각각 꼭 맞게 고정된다. 따라서, 제1 및 제2 하우징 부품(11a, 11b)의 소정 변형은 제1 및 제2 개스킷(12a, 12b)에 의해 보상될 수 있다. 따라서, 스위칭가능 광 필터(9) 상의 제1 및 제2 하우징 부품(11a, 11b)으로부터의 변형의 전달이 최소화될 수 있다. 따라서, 스위칭가능 광 필터는 그러한 변형으로부터 보호된다. 특히, 유리 기판을 포함하는 스위칭가능 광 필터는 파단되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 상대적으로 연성인 제1 및 제2 개스킷(12a, 12b)은 충격 흡수 특성을 제공하여, 예를 들어 용접 보호기의 취급 또는 떨어뜨림으로 인한 충격으로부터 스위칭가능 광 필터가 또한 보호되도록 한다. 본 예에서, 제1 개스킷(12a)은 림(rim)(15a)(도 5에서 볼 수 있음)을 갖는다. 림(15a)은 스위칭가능 광 필터(9)를 적어도 부분적으로(또는 전체적으로) 둘러싼다. 따라서, 스위칭가능 광 필터(9)는 림(15a) 내에 포획되어 유지된다. 도시된 바와 같이, 림(15a)은 제2 개스킷(12b)과 상호작용하여 스위칭가능 광 필터(9)를 위한 추가의 에지 시일(edge seal)을 제공한다. 따라서, 먼지 및 수분이 스위칭가능 광 필터(9)의 에지에 도달함에 방해를 받는다. 스위칭가능 광 필터(9)가 액정 셀 내의 액정들을 포획하는 에지 시일을 갖지만, 제1 및 제2 개스킷에 의해 제공되는 추가의 에지 시일은 스위칭가능 광 필터(9)의 수명을 최대화하는 것을 돕는다.

도 5는 자동 차광 필터 조립체(3)의 일부분의 추가의 단면을 도시한다. 본 예에서, 제1 개스킷(12a)은 3개의 원주방향 리지(14)를 갖고, 제2 개스킷(12b)은 대체로 평평하다. 이는 제1 개스킷(12a)에, 제2 개스킷(12b)에 비해 다소 더 큰 탄성을 제공한다. 따라서, 스위칭가능 광 필터(9)는 제1 및 제2 개스킷(12a, 12b)에 의해 원주방향으로 클램핑된다. 또한, 클램핑 힘은 제1 개스킷에 제공되는 리지들로 인해 제1 및 제2 개스킷(12a, 12b)의 원주를 따라 비교적 균일하다. 마찬가지로, 3개의 리지 대신에, 1개, 2개 또는 3개 초과의 리지가 제1 및/또는 제2 시일에 제공될 수 있음에 유의한다.

도 6a는 스위칭가능 광 필터(102)가 배열되는 용접 실드(103)를 갖는 용접 보호기(100)를 도시한다. 탄성 칼라(101)가 스위칭가능 광 필터(102)와 용접 실드(103) 사이의 원주방향 간극 내에 배열되어, 스위칭가능 광 필터(102)가 용접 실드(103)와 직접 접촉하지 않게 한다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 칼라는 용접 실드(103)의 에지(105)와 맞물리기 위한 홈(104)을 갖는다. 용접 실드(103)의 에지(105)는 용접 실드 내에 윈도우를 형성한다. 칼라(101)는 스위칭가능 광 필터(102)의 에지(107)와 맞물리기 위한 홈(106)을 추가로 갖는다. 스위칭가능 광 필터(102)에는, 예를 들어 편광기, UV 및/또는 IR 필터와 같은 추가의 필터가 설비될 수 있다. 칼라는 홈(104, 106)들을 형성하는 칼라(101)의 부분들을 서로 연결하는 대체로 평평한 링-형상 부분(108)을 갖는다. 평평한 링-형상 부분은 용접 실드(103)를 스위칭가능 광 필터(102)로부터 기계적으로 분리시킨다. 따라서, 스위칭가능 광 필터는 용접 실드 상에 가해질 수 있는 기계적 힘으로부터 보호된다.

Claims (15)

1. 용접 보호기(welding protector)용 자동 차광 필터 조립체(automatic darkening filter assembly)로서,
   스위칭가능 광 필터가 내부에 배열되는 개구를 형성하고, 상기 용접 보호기의 보호 실드 부분의 윈도우 내에 장착되도록 구성되는 하우징을 포함하고,
   상기 스위칭가능 광 필터는, 상기 스위칭가능 광 필터의 반대 측면들에 배열되고 상기 스위칭가능 광 필터의 주연부에 인접하여 원주방향으로 각각 연장되는 제1 및 제2 탄성 개스킷에 의해 보유되며, 상기 제1 및 제2 탄성 개스킷은 상기 하우징에 보유되는, 자동 차광 필터 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭가능 광 필터는 상기 제1 탄성 개스킷과 상기 제2 탄성 개스킷 사이에 클램핑되는, 자동 차광 필터 조립체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하우징은 제1 및 제2 하우징 부품을 포함하고, 상기 제1 및 제2 개스킷은 상기 제1 하우징 부품과 상기 제2 하우징 부품 사이에 배열되는, 자동 차광 필터 조립체.
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