KR102621067B1 - 마스크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 마스크 장치는, 배면에 형성되는 제 1 개구와, 전면에 형성되는 압력 센서 장착부 및 상기 압력 센서 장착부의 전면을 정의하는 제 2 개구를 포함하는 리어 바디; 상기 제 1 개구와 상기 제 2 개구를 연결하는 연결 공간; 상기 제 2 개구를 차폐하는 메인 제어 기판; 상기 메인 제어 기판의 일부가 관통되어 상기 연결 공간과 연통되는 마이크 홀; 및 상기 메인 제어 기판의 전면에서 상기 마이크 홀과 대향하는 지점에 배치되는 마이크로폰을 포함한다.

Description

마스크 장치{Mask apparatus}

본 발명은 마스크 장치에 관한 것이다.

마스크는, 사용자의 코와 입을 가려서, 사용자가 숨을 들이쉴 때 공기 중에 포함된 병균이나 먼지를 포함하는 유해 물질이 걸러지도록 하고, 사용자가 숨을 내쉴 때 배출되는 바이러스 또는 구취가 주위 사람에게 전파되는 것을 최소화할 수 있는 위생 용품으로 정의될 수 있다.

최근에는, 확산성과 전염성이 매우 강한 바이러스가 창궐함에 따라 전염을 최소화하기 위하여 개개인은 안전을 위하여 마스크를 착용하고 외출할 것을 권고하고 있는 실정이다.

현재 시중에는 다양한 종류와 형태의 마스크가 출시되고 있으며, 특히 공기 중에 포함된 유해 물질이 마스크 착용자의 호흡기로 직접 유입되는 것을 최소화하기 위하여, 필터 모듈이 장착된 마스크가 많이 판매되고 있다.

또한, 사용자가 숨을 들이쉬거나 내쉴 때, 마스크를 통과하는 공기의 유동을 원활하게 하기 위하여, 팬이 장착된 마스크도 많이 판매되고 있다.

선행문헌 유럽특허 EP3398657A(2021년04월21일)에는 에어커튼을 이용하는 건강 마스크가 개시된다.

상기 선행문헌에 개시된 마스크에는, 필터와 팬이 구비된 마스크 바디가 포함되며, 상기 마스크 바디의 안쪽에는 마이크로폰이 구비되고, 상기 마스크 바디와 사람의 귀를 연결해주는 귀걸이부에는 음성 출력부가 구비된다.

특히, 사용자가 마스크를 착용한 상태에서 대화 시, 상기 마이크로폰에 의해 음성이 증폭된 후 증폭된 음성이 상기 음성 출력부를 통해 외부로 출력된다.

이때, 상기 마이크로폰은 사람의 음성을 명료하게 입력하기 위하여, 사람의 입에 해당하는 마스크 바디의 안쪽에 설치된다.

그러나, 상기 선행문헌의 경우 마이크로폰이 사람의 입에 인접한 지점에 위치되는 구조이므로, 비말에 포함된 수분 또는 이물질이 마이크로폰의 내부로 침투되어 마이크로폰이 오염되거나 고장이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 마이크로폰이 마스크 바디의 안쪽에 단순히 설치되는 구조이므로, 외부에서 작용하는 힘이나 충격에 의하여 마이크로폰이 분리되거나 파손되는 문제가 있다.

EP3398657A(2021년04월21일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된다.

본 발명의 실시예에 따른 마스크 장치는, 배면에 형성되는 제 1 개구와, 전면에 형성되는 압력 센서 장착부 및 상기 압력 센서 장착부의 전면을 정의하는 제 2 개구를 포함하는 리어 바디; 상기 제 1 개구와 상기 제 2 개구를 연결하는 연결 공간; 상기 제 2 개구를 차폐하는 메인 제어 기판; 상기 메인 제어 기판의 일부가 관통되어 상기 연결 공간과 연통되는 마이크 홀; 및 상기 메인 제어 기판의 전면에서 상기 마이크 홀과 대향하는 지점에 배치되는 마이크로폰을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 압력 센서 장착부는, 상기 리어 바디의 전면에서 전방으로 돌출되는 제 1 부분과, 상기 제 1 부분의 양측에서 각각 하측으로 연장되는 한 쌍의 제 2 부분과, 상기 한 쌍의 제 2 부분을 연결하는 제 3 부분을 포함할 수 있다.

상기 마스크 장치는 상기 압력 센서 장착부의 내측에 안착되는 방수 필름과, 상기 메인 제어 기판에 고정되며 상기 방수 필름을 가압하는 가압 커버를 더 포함할 수 있다. 상기 가압 커버는, 상기 메인 제어 기판의 배면에 고정된 상태에서, 상기 압력 센서 장착부의 내측에 삽입되어 상기 방수 필름을 가압할 수 있다.

상기 가압 커버는, 상기 메인 제어 기판에 고정되며 상기 제 2 개구를 커버하는 커버부와, 상기 커버부에서 후방으로 연장되어 상기 방수 필름을 가압하는 가압부를 포함할 수 있다. 상기 커버부에는, 상기 마이크 홀과 상기 연결 공간을 연결하는 센서 개구가 형성된다. 상기 가압부는, 상기 센서 개구와 연결되는 내측 공간을 형성하도록, 상기 커버부의 가장자리를 따라 둘러질 수 있다.

상기 마스크 장치는 상기 메인 제어 기판의 배면에 설치되는 압력 센서를 더 포함할 수 있다. 상기 압력 센서는, 상기 연결 공간 내에서 상기 방수 필름의 전방에 배치된다. 상기 압력 센서는, 상기 제 1 개구 보다 상기 제 2 개구에 더 인접하게 배치될 수 있다.

상기 제 2 개구는, 상기 제 1 개구 보다 높은 지점에 위치되고, 상기 제 1 개구의 단면적은, 상기 연결 공간의 단면적 보다 작게 형성된다.

상기 마스크 장치는, 상기 리어 바디와, 상기 리어 바디의 전면에 결합되는 프런트 바디를 포함하고, 흡입구와 토출구가 형성되는 마스크 바디를 더 포함한다.

또한 상기 마스크 장치는, 상기 리어 바디의 배면에 결합되어 사용자의 안면에 밀착되고, 내측에 호흡 공간이 형성되는 페이스 가드를 더 포함한다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장치에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 마스크 장치의 흡입구와 토출구가 모두 사용자의 안면을 덮는 마스크 바디의 배면에 형성되므로, 마스크 장치의 흡입구가 마스크 바디의 전면 또는 마스크 바디 이외의 다른 부분에 형성되는 경우에 비하여, 유동 저항이 현저히 감소되는 효과가 있다.

둘째, 사용자가 마스크 장치를 착용한 상태에서 흡입구가 외부에 노출되지 않으므로, 흡입구를 가리기 위한 별도의 커버 부재가 필요 없는 장점이 있다. 나아가, 별도의 커버 부재가 마스크 장치의 전면에 장착될 필요가 없으므로, 외력에 의하여 커버 부재가 파손되거나 분리되는 현상이 발생하지 않는 효과가 있다.

셋째, 흡입구가 마스크 바디의 배면에 형성되므로, 마스크 바디의 전면이 전방 또는 위를 향하도록 마스크 장치를 벗어놓으면, 먼지나 기타 이물질이 흡입구를 통하여 마스크 장치 내부로 유입되는 현상을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

넷째, 리어 바디의 배면에는 공기가 유입되는 제 1 개구가 형성되고, 리어 바디의 전면에는 제 1 개구와 연통되는 제 2 개구를 가지는 압력 센서 장착부가 형성되며, 마이크로폰이 설치된 메인 제어 기판이 상기 제 2 개구를 차폐하도록 배치된다.

이때, 상기 제 1 개구를 통해 유입된 음성은 상기 메인 제어 기판에 형성된 마이크 홀을 통하여 상기 마이크로폰에 입력될 수 있다. 따라서, 사용자의 음성이 마이크로폰에 정확히 입력될 수 있고, 마이크로폰의 유지 및 관리가 용이해지는 장점이 있다.

다섯째, 상기 압력 센서 장착부의 내측에는, 공기 중에 포함된 수분 및 이물질을 걸러주기 위한 방수 필름이 제공되므로, 호흡 공간으로부터 유입되는 수분 또는 이물질에 의해서 마이크로폰이 고장나는 것이 방지되는 장점이 있다.

여섯째, 상기 메인 제어 기판의 배면에는, 상기 방수 필름을 가압함과 동시에 상기 제 2 개구를 커버하는 가압 커버가 제공되므로, 수분 또는 이물질이 상기 제 2 개구와 상기 메인 제어 기판 사이의 공간으로 유입되는 것이 방지되고, 상기 방수 필름이 흔들림 없이 안정적으로 지지되는 장점이 있다.

일곱째, 상기 압력 센서 장착부의 내측에 해당하는 메인 제어 기판의 배면에는, 호흡 공간의 압력을 측정하기 위한 호흡 센서가 설치되므로, 상기 호흡 공간으로부터 유입되는 공기의 압력을 정확히 측정할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장치의 정면도.
도 2는 상기 마스크 장치의 배면 사시도.
도 3은 상기 마스크 장치의 분해 사시도.
도 4는 프런트 바디가 분리된 마스크 장치의 전면 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장치를 구성하는 프런트 바디의 배면 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장치를 구성하는 리어 바디의 전면 사시도.
도 7은 상기 리어 바디의 배면 사시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장치의 횡단면도.
도 9는 상기 마스크 장치의 종단면도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 메인 제어 모듈의 전면도.
도 11은 상기 메인 제어 모듈의 배면도.
도 12는 프런트 바디와 메인 제어 모듈이 분리된 마스크 장치의 부분 전면도.
도 13은 가압 커버가 메인 제어 기판에 장착된 모습을 보여주는 메인 제어 모듈의 배면도.
도 14는 상기 가압 커버의 사시도.
도 15는 메인 제어 모듈이 리어 바디에 장착된 모습을 보여주는 마스크 장치의 부분 단면도.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장치의 정면도이고, 도 2는 상기 마스크 장치의 배면 사시도이며, 도 3은 상기 마스크 장치의 분해 사시도이고, 도 4는 프런트 바디가 분리된 마스크 장치의 전면 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장치(10)는, 마스크 바디(11)와, 상기 마스크 바디(11)의 배면에 고정 또는 분리 가능하게 결합되는 페이스 가드(14)와, 상기 마스크 바디(11)의 내부에 장착되는 에어 클리닝 모듈(30)을 포함한다.

상세히, 상기 마스크 바디(11)는, 전면 외형을 이루는 프런트 바디(12)와, 상기 프런트 바디(12)의 배면에 결합되어 배면 외형을 이루는 리어 바디(13)를 포함한다. 상기 프런트 바디(12)의 전면은 상기 마스크 장치(10)의 전면을 형성하고, 상기 리어 바디(13)의 배면은 사용자(또는 착용자)의 안면과 마주한다.

또한, 상기 페이스 가드(14)는 상기 리어 바디(13)의 배면에 결합되어 사용자의 안면에 밀착되며, 신축성을 가지는 실리콘 또는 고무 소재로 성형될 수 있다. 상기 페이스 가드(14)의 내측에는 호흡 공간이 형성되며, 사용자가 상기 마스크 장치(10)를 착용하면, 사용자의 코와 입이 상기 호흡 공간에 수용된다. 따라서, 상기 에어 클리닝 모듈(30)을 통과하면서 정화된 외부 공기가 상기 호흡 공간으로 안내되어, 사용자가 들이마시게 되고, 사용자가 내쉴 때 발생하는 공기도 상기 호흡 공간으로 배출된다.

상기 프런트 바디(12)와 상기 리어 바디(13) 사이에는 소정의 공간이 형성되며, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 리어 바디(13)의 전면에 각종 전장 부품이 장착된다. 그리고, 상기 각종 전장 부품은 상기 프런트 바디(12)에 의하여 차폐되어 외부로 노출되지 않는다.

또한, 상기 에어 클리닝 모듈(30)은, 상기 리어 바디(13)에 형성된 수용부(133 : 도 6 참조)에 놓이는 팬 모듈(31)과, 상기 팬 모듈(31)의 후방에 놓이는 필터(33)를 포함한다. 상기 팬 모듈(31)은 축방향으로 공기를 흡입하여 반경 방향으로 토출하는 원심팬을 포함한다.

상기 에어 클리닝 모듈(30)은, 상기 필터(33)의 후방에 놓이는 필터 하우징(34)을 더 포함하고, 상기 필터 하우징(34)에는 외부 공기가 흡입되는 흡입구가 형성된다. 상기 필터 하우징(34)은 상기 리어 바디(13)에 회동 가능하게 결합될 수 있고, 상기 흡입구는 도시된 바와 같이 흡입 그릴(343) 형태로 제공될 수 있다.

상세히, 상기 필터 하우징(34)은, 상기 필터(33)의 세 측면을 감싸는 필터 프레임(341)과, 상기 필터 프레임(341)의 배면에 형성되는 필터 커버(342)를 포함한다. 상기 필터 커버(342)에는 상기 흡입 그릴(343)이 포함된다.

상기 흡입 그릴(343)은 다수의 흡입 슬릿(3431)과, 인접하는 흡입 슬릿들(343) 사이에 배치되는 다수의 구획 리브(3432)로 이루어지는 구조로 이해될 수 있다. 상기 흡입 그릴(343)은, 하나의 커다란 흡입구가 상기 다수의 구획 리브들(3432)에 의하여 다수의 폭이 좁고 긴 흡입 슬릿들(3431)로 분할되는 구조로 이해될 수도 있다. 그리고, 상기 다수의 폭이 좁고 긴 흡입 슬릿들(3431)은 보강 리브(3422)에 의하여 상부 슬릿과 하부 슬릿으로 구획될 수 있다. 이하에서, 외부 공기의 흡입을 위하여 상기 마스크 장치(10)의 배면에 형성되는 흡입구는, 상기 흡입 그릴(343)을 비롯한 다양한 형태의 구멍을 포함하는 것으로 정의하며, 상기 마스크 바디(11)의 흡입구와 상기 흡입 그릴(343)은 동일한 의미로 해석되어야 함을 밝혀둔다.

그리고, 상기 흡입구로부터 상기 리어 바디(13)의 중심 방향으로 이격되는 지점에는 토출구(101)가 형성된다. 상기 팬 모듈(31)의 작동에 의하여 상기 흡입구 또는 흡입 그릴(343)을 통하여 흡입되는 외부 공기는 상기 필터(33)와 상기 팬 모듈(31)을 차례로 통과한 뒤 상기 토출구(101)를 통하여 상기 호흡 공간으로 토출된다.

상기 흡입구, 즉 흡입 그릴(343)은 상기 페이스 가드(14)의 외측에 배치되고, 상기 토출구(101)는 상기 페이스 가드(14)의 내측에 배치된다. 즉, 상기 흡입 그릴(343)은 상기 호흡 공간의 외측에 위치하고, 상기 토출구(101)는 상기 호흡 공간의 내측에 위치하여, 흡입되는 외부 공기와 사용자가 내뱉는 공기가 서로 혼합되지 않는다.

한편, 상기 에어 클리닝 모듈(30)은, 상기 팬 모듈(31)의 후방에 배치되는 유동 가이드(32)를 더 포함한다.

또한, 상기 마스크 장치(10)는, 메인 제어 모듈(15)과, 전원 모듈(16)과, 인디케이터 모듈(18)과, 무선 통신 모듈(17)과, 스피커 모듈(19)과, 배터리(20), 및 배기 밸브(21) 중 적어도 하나를 더 포함한다.

상세히, 상기 메인 제어 모듈(15)은 상기 팬 모듈(31)과 상기 스피커 모듈(19) 및 후술하게 될 압력 센서와 마이크 등의 작동을 제어하기 위한 모듈이다. 상기 메인 제어 모듈(15)은 상기 리어 바디(13)의 전면 중앙의 상부에 배치될 수 있다.

상기 전원 모듈(16)은, 상기 마스크 장치(10)에 장착되는 전장 부품들로 전원을 공급하기 위한 제어 모듈이다. 상기 전원 모듈(16)은 상기 리어 바디(13)의 전면 우측 하단에 배치될 수 있다.

상기 전원 모듈(16)에는, 전원 공급 및 데이터 전송을 위한 케이블의 단자가 삽입되는 케이블 커넥터와, 마스크 장치(10)의 작동 상태를 알려주기 위해 사용되는 엘이디 모듈이 장착될 수 있다. 그리고, 상기 엘이디 모듈에서 조사되는 빛은 상기 인디케이터 모듈(18)을 통하여 확산 및 가이드되어 마스크 장치(10)의 외부로 방출된다.

상기 무선 통신 모듈(17)은 블루투스를 비롯한 다양한 형태의 근거리 무선 통신 모듈 중 어느 하나일 수 있다. 상기 무선 통신 모듈(17)은 상기 리어 바디(13)의 전면 좌측 하단에 배치될 수 있다. 상기 무선 통신 모듈(17)은 상기 리어 바디(13)와 교차하는 방향, 일례로 수평하게 상기 리어 바디(13)의 전면에 장착될 수 있다. 상기 무선 통신 모듈(17)은, 상기 리어 바디(13)의 전면에서 돌출되는 한 쌍의 기판 삽입 리브(1315)에 의하여 수평한 상태로 상기 리어 바디(13)의 전면에 장착될 수 있다. 상기 무선 통신 모듈(17)의 양 측단부는 상기 한 쌍의 기판 삽입 리브(1315)에 의하여 지지된다.

상기 스피커 모듈(19)은 상기 무선 통신 모듈(17)의 하측에 해당하는 상기 리어 바디(13)의 전면 좌측 하단에 배치될 수 있다.

상기 배터리(20)는 상기 리어 바디(13)의 전면 중앙에 배치될 수 있고, 상기 배기 밸브(21)는 상기 리어 바디(13)의 전면 중앙의 하측에 형성된 배기구를 차폐하도록 배치될 수 있다. 즉, 사용자가 숨을 내쉴 때 상기 배기 밸브(21)는 상기 배기구를 개방하고, 사용자가 숨을 들이쉴 때 상기 배기 밸브(21)는 상기 배기구를 차폐할 수 있다. 상기 배기 밸브(21)는 휘어짐이 가능하고 납작한 플랩 형태로 제공될 수 있다.

여기서, 상기 마스크 바디(11)의 전면, 후면, 좌측, 및 우측은, 사용자가 마스크 장치(10)를 착용한 상태를 기준으로 정의됨을 밝혀둔다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장치를 구성하는 프런트 바디의 배면 사시도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장치(10)를 구성하는 프런트 바디(12)는 상기 마스크 장치(10)의 전면 외관을 형성한다.

상기 프런트 바디(12)의 전면에는 별도의 부품이 장착되지 않고 매끈하게 단일체로 이루어지는 것이 외관상 깔끔하게 보이는 장점이 있다. 상기 프런트 바디(12)의 좌측과 우측에 흡입구가 형성되는 경우, 상기 마스크 장치(10)를 벗어서 상기 흡입구가 위를 향하도록 놓으면, 상기 흡입구를 통하여 이물질이 마스크 장치(10) 내부로 유입될 가능성이 높은 단점이 있다.

뿐만 아니라, 상기 흡입구를 차폐하여 이물질 유입을 최소화하기 위하여 별도의 커버를 장착하는 경우, 상기 커버의 가장자리와 상기 프런트 바디(12)의 전면 사이에는 외부 공기의 유입이 가능하도록 갭이 형성될 필요가 있다. 즉, 상기 별도의 커버가 상기 프런트 바디(12)의 전면으로부터 돌출되는 형태로 상기 프런트 바디(12)의 전면에 결합되어야 하는 제한이 따르게 된다.

그 결과, 상기 별도의 커버가 외력에 의하여 파손되거나, 주변 장애물에 걸려서 상기 프런트 바디(12)로부터 분리될 가능성이 높다. 이러한 이유로부터, 상기 프런트 바디(12)에는 가능하면 외부 공기 흡입을 위한 흡입구가 형성되지 않도록 하여, 상기 프런트 바디(12)의 전면에 별도의 부품이 추가로 장착되어 돌출되지 않도록 설계하는 것이 외관상 유리할 뿐 아니라, 내구성 확보를 위해서도 유리하다.

이러한 측면을 고려하여, 본 발명의 실시예에 따른 상기 프런트 바디(12)의 전면에는 외부 공기 흡입을 위한 흡입구가 형성되지 않을 뿐 아니라, 커버를 포함하는 추가 부품이 전혀 장착되지 않아, 전면이 매끄럽고 연속된 단일면을 형성하도록 설계되었다. 다만, 사용자의 음성이 외부로 출력되도록 하기 위하여 하부 일측에 스피커 홀(123)이 형성된다.

한편, 상기 프런트 바디(12)의 배면에는 다수의 돌기 구조가 형성된다.

상세히, 상기 프런트 바디(12)의 배면 중앙의 상단에는 하나 또는 다수의 기판 고정 리브(125)가 돌출된다. 상기 하나 또는 다수의 기판 고정 리브(125)는, 상기 프런트 바디(12)의 가장자리가 상기 리어 바디(13)의 전면 가장자리에 결합되면, 상기 리어 바디(13)에 장착되는 상기 메인 제어 모듈(15)의 전면을 가압하여, 상기 메인 제어 모듈(15)이 요동하는 것을 방지한다.

상기 프런트 바디(12)의 배면에는 밸브 지지 리브(121)가 수평하게 돌출된다. 상기 밸브 지지 리브(121)는, 상기 프런트 바디(12)가 상기 리어 바디(13)에 결합될 때, 배기 밸브(21)의 상단이 위치하는 지점에 형성되어, 상기 배기 밸브(21)의 전면 상단을 가압한다. 일례로, 상기 밸브 지지 리브(121)는 상기 프런트 바디(12)의 배면 중앙으로부터 하측으로 소정 거리 이격되는 지점에서 소정의 폭을 가지고 후방으로 소정 길이 연장될 수 있다.

또한, 상기 프런트 바디(12)의 배면에는 한 쌍의 마그넷 가압 리브(126)가 돌출될 수 있다. 상세히, 상기 리어 바디(13)의 배면에는 상기 페이스 가드(14)가 장착되며, 상기 페이스 가드(14)의 전면에 마그넷이 장착되고, 상기 리어 바디(13)의 전면에도 상기 마그넷과 인력을 작용하는 마그넷이 장착된다. 그 결과, 상기 페이스 가드(14)는 마그넷의 자력에 의하여 상기 리어 바디(13)의 배면에 탈부착 가능하게 장착된다.

이때, 상기 리어 바디(13)의 전면에는 상기 마그넷의 장착을 위한 한 쌍의 하부 마그넷 장착부(135 : 도 6 참조)가 형성된다. 그리고, 상기 한 쌍의 마그넷 가압 리브(126)는 상기 한 쌍의 하부 마그넷 장착부(135)에 장착되는 한 쌍의 마그넷을 각각 가압하는 기능을 한다.

또한, 상기 프런트 바디(12)의 배면에는 상기 무선 통신 모듈(17)을 구성하는 기판의 전단부에 접촉하는 기판 가압 리브(127)가 돌출된다. 상세히, 상기 프런트 바디(12)와 상기 리어 바디(13)가 서로 결합되면, 상기 기판 가압 리브(127)는 상기 무선 통신 모듈(17)을 구성하는 기판의 전단부를 가압하여, 상기 무선 통신 모듈(17)이 요동하거나 상기 기판 삽입 리브(1315)로부터 탈거되지 않도록 기능한다.

또한, 상기 스피커홀(123)의 가장자리에 해당하는 상기 프런트 바디(12)의 배면에는 상기 스피커 모듈(19)의 전단부 가장자리를 감싸서 지지하는 지지 리브(122)가 형성된다. 상기 지지 리브(122)는 상기 스피커 모듈(19)의 전면부 형상에 대응하는 형상으로 둘러질 수 있다.

또한, 상기 프런트 바디(12)의 배면에는 상기 전원 모듈(16)의 전면을 가압하는 기판 고정 리브(124)가 돌출된다. 상기 기판 고정 리브(124)는, 상기 전원 모듈(16)을 구성하는 기판의 전면을 가압하여, 상기 전원 모듈(16)이 요동하거나 상기 리어 바디(13)로부터 탈거되지 않도록 기능한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장치를 구성하는 리어 바디의 전면 사시도이고, 도 7은 상기 리어 바디의 배면 사시도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장치(10)를 구성하는 리어 바디(13)는, 사용자의 안면을 덮는 안면 커버부(131)와, 상기 안면 커버부(131)의 가장자리에서 전방으로 절곡되는 융착부(132)를 포함한다.

상세히, 상기 융착부(132)는, 상기 안면 커버부(131)의 상면 가장자리, 양 측면 가장자리, 및 하면 가장자리를 따라 연속적으로 형성된다. 그리고, 상기 안면 커버부(13)의 하면 가장자리를 따라 절곡되어 전방으로 연장되는 상기 융착부(132)의 전후 방향 폭이 가장 크다.

상기 융착부(132) 중, 상기 안면 커버부(131)의 하면 가장자리에 형성되는 부분은 특별히 연장턱으로 정의될 수 있다. 상기 연장턱은, 상기 리어 바디(13)의 양 측단으로부터 중앙으로 갈수록 전후 방향 폭이 증가하는 형태로 볼록하게 라운드지는 형상을 이룬다.

연장턱으로 정의되는 상기 융착부(132)의 중앙에는 하면 배기구(1362)가 형성되고, 상기 하면 배기구(1362)로부터 상기 리어 바디(13)의 측단부 쪽으로 이격되는 지점에 버튼홀(1321)이 형성될 수 있다. 상기 버튼홀(1321)에는 전원 버튼이 삽입된다. 상기 버튼홀(1321)의 좌측 및 우측 가장자리로부터 이격되는 지점에는 인디케이션 홀(1322)이 각각 형성된다.

상기 전원 모듈(16)에 실장된 발광 수단으로부터 조사되는 빛은 상기 한 쌍의 인디케이션 홀(1322)을 통하여 외부로 방출된다. 상기 발광 수단은 LED 모듈을 포함한다.

상기 한 쌍의 인디케이션 홀(1322) 중 어느 하나를 통하여 외부로 빛이 방출되면 상기 마스크 장치(10)의 전원이 온된 상태임을 의미할 수 있다. 그리고, 상기 한 쌍의 인디케이션 홀(1322) 중 다른 하나를 통하여 방출되는 빛의 색깔에 따라 상기 배터리(20)의 잔량을 예측할 수 있다.

상기 버튼홀(1321)로부터 상기 리어 바디(13)의 측단부 쪽으로 더 이격되는 지점에는 단자 삽입구(1323)가 형성된다. USB(Universal Serial Bus) 케이블이 상기 단자 삽입구(1323)를 관통하여 상기 전원 모듈(16)에 형성된 단자 연결부(terminal connector)에 삽입될 수 있다. 상기 USB 케이블을 통하여 상기 배터리(20)가 충전되고, 상기 USB 케이블을 통하여 전송되는 데이터에 의하여 상기 마스크 장치(10)의 버전 또는 기능이 업데이트 또는 업그레이드될 수 있다.

상기 리어 바디(13)에는 상기 에어 클리닝 모듈(30)을 수용하기 위한 수용부(133)가 형성된다. 상기 수용부(133)는 상기 리어 바디(13)의 중심으로부터 좌측과 우측에 각각 형성되며, 상기 한 쌍의 수용부(133)는 상기 리어 바디(13)의 중심을 지나는 수직선을 기준으로 대칭된다.

상기 수용부(133)는, 상기 안면 커버부(131)의 전면으로부터 전방으로 돌출됨으로써, 상기 에어 클리닝 모듈(30)을 수용하는 공간을 형성한다. 상기 수용부(133)는, 상기 에어 클리닝 모듈(30), 구체적으로 상기 팬 모듈(31)이 안착되는 안착면(1331)과, 상기 안면 커버부(131)의 측단부에서 상기 안착면(1331)의 외측 가장자리를 연결하는 체결면(1335)과, 상기 안착면(1331)의 내측 가장자리에서 상기 안면 커버부(131)의 전면을 연결하는 에어 가이드면(1334)을 포함한다.

또한, 상기 수용부(133)는, 상기 안착면(1331), 에어 가이드면(1334), 및 체결면(1335)의 상단들과 상기 안면 커버부(131)의 전면을 연결하는 상면(1332)을 더 포함한다. 그리고, 상기 수용부(133)는, 상기 안착면(1331), 에어 가이드면(1334), 및 체결면(1335)의 하단들과 상기 안면 커버부(131)의 전면을 연결하는 하면(1333)을 더 포함한다.

상기 체결면(1335)에는 하나 또는 다수의 체결 수단, 일례로 체결 후크가 형성된다.

상기 안착면(1331)에는 팬 장착홀(1336)이 형성되고, 상기 상면(1332)과 상기 하면(1334)은 수평하게 연장되고, 서로 평행하게 연장될 수 있다.

상기 체결면(1335)은 상기 리어 바디(13)의 바깥쪽을 향하여 볼록하게 라운드지되, 상기 안면 커버부(131)로부터 상기 안착면(1331)으로 갈수록 상기 리어 바디(13)의 중심을 향하여 경사지게 형성될 수 있다.

상기 에어 가이드면(1334)은, 상기 안착면(1331)으로부터 상기 안면 커버부(131)를 향하여 볼록하게 라운드지게 연장되어, 상기 팬 모듈(31)에 의하여 흡입되는 공기가 상기 에어 가이드면(1334)을 따라 상기 토출구(101) 쪽으로 부드럽게 안내되도록 설계될 수 있다.

다른 예로서, 상기 에어 가이드면(1334)은, 상기 안착면(1331)의 안쪽 가장자리에서 소정 곡률로 라운드지는 라운드부와, 상기 라운드부의 단부에서 상기 안면 커버부(131)를 평평하되 경사지게 연결하는 경사부로 이루어질 수 있다.

상기 수용부(133)는, 상기 리어 바디(13)의 중심으로부터 좌측에 형성되는 좌측 수용부와, 상기 리어 바디(13)의 중심으로부터 우측에 형성되는 우측 수용부를 포함한다. 상기 좌측 수용부와 우측 수용부는 상기 리어 바디(13)의 중심으로부터 소정 간격 이격되고, 상기 좌측 수용부와 우측 수용부 사이의 공간에 상기 배터리(20)가 장착된다.

상기 리어 바디(13)의 전면에는 배터리 장착부(138)가 형성될 수 있다. 상세히, 상기 배터리 장착부(138)는, 한 쌍의 배터리 안착 리브(1381)와, 배터리 지지 리브(1382)를 포함한다.

상기 한 쌍의 배터리 안착 리브(1381)는, 상기 안면 커버부(131)의 전면 또는 상기 에어 가이드면(1334)의 가장자리에서 전방으로 돌출되고, 수직 방향으로 평행하게 연장된다. 상기 한 쌍의 배터리 안착 리브(1381)는 상기 배터리(20)의 배면을 지지한다.

상기 배터리 지지 리브(1382)의 일 단부는 좌측의 에어 가이드면(1334)과 우측의 에어 가이드면(1334) 중 어느 일측에서 연장되고, 타 단부는 좌측의 에어 가이드면(1334)과 우측의 에어 가이드면(1334) 중 다른 일측에 연결된다.

상기 배터리 지지 리브(1382)는 n자 형상으로 이루어져서, 상기 배터리(20)의 전면과 양 측면을 지지한다. 따라서 상기 배터리 지지 리브(1382)에 의하여 상기 배터리(20)가 상기 리어 바디(13)로부터 분리되는 현상이 방지될 수 있다.

또한, 상기 배터리 지지 리브(1382)의 중심부는 전방으로 돌출되어 크기가 다른 배터리를 선택적으로 장착 가능하게 한다.

상세히, 상기 배터리 지지 리브(1382)는, 상기 한 쌍의 에어 가이드면(1334)으로부터 전방으로 연장되는 한 쌍의 연장부와, 가로 방향으로 연장되어 상기 한 쌍의 연장부를 연결하는 연결부를 포함하는 것으로 설명될 수 있다.

그리고, 상기 연결부의 일부가 전방으로 절곡 및 연장되어, 상기 배터리 지지 리브(1382)가 제 1 배터리 지지부(1382a)와 제 2 배터리 지지부(1382b)로 이루어지는 것으로 설명될 수 있다. 상세히, 상기 제 1 배터리 지지부(1382a)는 상대적으로 폭이 넓고 두께가 얇은 배터리를 지지하는데 사용되고, 상기 제 2 배터리 지지부(1382b)는 상대적으로 폭이 좁고 두께가 두꺼운 배터리를 지지하는데 사용될 수 있다.

상기 제 2 배터리 지지부(1382b)는, 상기 제 1 배터리 지지부(1382a)를 구성하는 연결부의 일부분이 전방으로 다수 회 절곡되어 형성되는 것으로 설명될 수 있다. 또는, 상대적으로 크기가 큰 n자 형상의 제 1 배터리 지지부(1382a)의 전면에서 상대적으로 크기가 작은 n자 형상의 제 2 배터리 지지부(1382b)가 돌출 형성되는 것으로 설명될 수 있다.

상기 배터리 장착부(138)의 하측에 해당하는 상기 안면 커버부(131)의 전면으로부터 배기 유로 가이드(136)가 전방으로 돌출된다. 상세히, 상기 배기 유로 가이드(136)는 상기 배터리 장착부(138)의 하측에 형성되어, 상기 배터리 장착부(138)에 장착된 배터리(20)의 하단부가 상기 배기 유로 가이드(136)의 상면에 의하여 지지된다. 그 결과, 상기 배터리(20)가 상기 배터리 장착부(138)에 끼워진 상태에서 중력에 의하여 하측으로 빠지는 현상이 방지될 수 있다.

상기 배기 유로 가이드(136)는 대략 터널 형태의 종단면을 형성할 수 있고, 상기 배기 유로 가이드(136)의 내측에 해당하는 상기 안면 커버부(131)에는 전면 배기구(1361)가 형성될 수 있다.

상기 전면 배기구(1361) 및 상기 하면 배기구(1362) 중 적어도 하나는, 다수의 그릴 또는 구획 리브에 의하여 다수의 작은 배기구로 분할되는 배기 그릴 형태로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 전면 배기구(1361)는 상기 배기 밸브(21)에 의하여 선택적으로 개폐된다.

상기 안면 커버부(131)의 전면 중앙 상단에는 상부 마그넷 장착부(134)가 형성되고, 상기 안면 커버부(131)의 전면 하단에는 한 쌍의 하부 마그넷 장착부(135)가 형성된다.

상세히, 상기 하부 마그넷 장착부(135)는 상기 배기 유로 가이드(136)의 좌측 가장자리와 우측 가장자리에 각각 형성된다. 그리고, 상기 하부 마그넷 장착부(135)에 장착되는 마그넷은, 상기 프런트 바디(12)의 배면에서 돌출되는 상기 한 쌍의 마그넷 가압 리브(126 : 도 5 참조)에 의하여 가압된다.

상기 리어 바디(13)의 좌측단부와 우측 단부에는 스트랩 연결부(137)가 각각 형성된다. 상세히, 상기 스트랩 연결부(137)는, 사용자의 귀에 걸리거나 사용자의 후두부를 감싸는 스트랩 또는 밴드의 단부가 연결되는 부분이다. 상기 스트랩 연결부(137)는 상기 리어 바디(13)의 좌측단 상부와 하부, 우측단 상부와 하부에 각각 형성된다.

한 쌍의 스트랩 중 어느 하나의 양 단부는 좌측 상단과 하단에 구비되는 스트랩 연결부(137)에 각각 연결되고, 다른 하나의 양 단부는 우측 상단과 하단에 구비되는 스트랩 연결부(137)에 각각 연결될 수 있다. 그러면, 상기 한 쌍의 스트랩은 사용자의 양 쪽 귀에 각각 걸리도록 할 수 있다.

다른 방법으로서, 한 쌍의 스트랩 중 어느 하나의 양 단부는 좌측 상단과 우측 상단에 구비되는 스트랩 연결부(137)에 각각 연결되고, 다른 하나의 양 단부는 좌측 하단과 우측 하단에 구비되는 스트랩 연결부(137)에 각각 연결될 수 있다. 그러면, 상기 한 쌍의 스트랩은 사용자의 후두부에 둘러질 수 있다.

상기 네 개의 스트랩 연결부(137) 각각은, 상기 리어 바디(13)의 전면에서 함몰되되, 가로 방향(리어 바디의 폭 방향)으로 연장되는 스트랩 홈(1373)과, 상기 스트랩 홈(1373)의 어느 지점에 형성되는 스트랩 홀(1374)과, 상기 스트랩 홈(1373)의 상면과 하면을 연결하는 스트랩 바(1372)와, 상기 스트랩 홀(1374)의 가장자리에 해당하는 상기 리어 바디(13)의 배면에서 연장되는 통 형상의 방수 리브(1371)를 포함한다.

한편, 상기 리어 바디(13)의 전면에는 메인 제어 모듈 장착부(139)가 형성된다.

상세히, 상기 메인 제어 모듈 장착부(139)는, 상기 안면 커버부(131)의 전면에서 전방으로 돌출되는 기판 고정 후크(1391)와, 상기 메인 제어 모듈(13)의 배면을 지지하는 기판 안착 리브(1393) 및 기판 지지 리브(1392)를 포함한다.

상세히, 상기 기판 고정 후크(1391)는, 상기 수용부(133)의 상측에 위치하는 한 쌍의 제 1 기판 고정 후크(1391a)와, 마주보는 상기 한 쌍의 수용부(133) 사이에 위치하는 한 쌍의 제 2 고정 후크(1391b)를 포함할 수 있다.

상기 한 쌍의 제 1 기판 고정 후크(1391a)는, 좌측 수용부의 상면으로부터 상측으로 이격되는 지점과, 우측 수용부의 상면으로부터 상측으로 이격되는 지점에 배치될 수 있다. 상기 한 쌍의 제 1 기판 고정 후크(1391a)는 상기 메인 제어 모듈(15)의 좌측 및 우측 단부를 고정하는 기능을 한다.

또한, 상기 한 쌍의 제 2 기판 고정 후크(1391b)는, 상기 한 쌍의 수용부(133)의 내측 상단에 해당하는 지점에 각각 위치할 수 있다. 상세히, 상기 한 쌍의 제 2 기판 고정 후크(1391b) 중 어느 하나는, 우측 수용부의 상측 모서리와 상기 안면 커버부(131)의 전면이 만나는 지점에 형성될 수 있다. 그리고, 상기 한 쌍의 제 2 기판 고정 후크(1391b) 중 다른 하나는, 좌측 수용부의 상측 모서리와 상기 안면 커버부(131)의 전면이 만나는 지점에 형성될 수 있다.

상기 한 쌍의 제 2 기판 고정 후크(1391b)는 상기 메인 제어 모듈(15)을 구성하는 제어 기판의 하단부를 고정하는 기능을 한다.

그리고, 상기 기판 안착 리브(1392)는 상기 한 쌍의 제 2 기판 고정 후크(1391b) 사이에 해당하는 상기 안면 커버부(131)의 전면으로부터 돌출되어, 상기 메인 제어 모듈(15)을 구성하는 제어 기판의 하단부 배면을 지지할 수 있다.

또한, 상기 메인 제어 모듈(15)의 상단부 배면은 상기 상부 마그넷 장착부(134)의 전단부에 의하여 지지될 수 있다. 상기 메인 제어 모듈(15)은, 상기 상부 마그넷 장착부(134)와 기판 안착 리브(1393)에 의하여 상기 안면 커버부(131)로부터 이격된 상태로 놓이고, 상기 기판 고정 후크(1391)에 의하여 흔들림 없이 안정적으로 상기 리어 바디(13)에 결합되는 효과가 있다.

한편, 상기 안면 커버부(131)의 전면 상부 중앙에는 압력 센서 장착부(또는 호흡 센서 장착부)(130)가 형성될 수 있다. 상기 압력 센서 장착부(130)에 장착되는 압력 센서(후술함)는 상기 페이스 가드(14) 내측에 정의되는 호흡 공간 내부의 압력을 감지한다. 즉, 호흡 공간 내부의 압력 변화에 따라 사용자가 현재 숨을 들이쉬는 중인지 내쉬는 중인지 여부가 판단될 수 있다. 상기 압력 센서는 호흡 센서로 정의될 수도 있으며, 용어는 다르더라도 동일한 기능을 수행하는 센서로 이해되어야 함을 밝혀둔다.

상기 압력 센서 장착부(130)는, 상기 리어 바디(13)의 전면에 제공되되, 상기 메인 제어 모듈(15)이 상기 메인 제어 모듈 장착부(139)에 장착되면, 상기 메인 제어 모듈(15)의 배면에 실장된 압력 센서(또는 호흡 센서)가 위치하는 지점에 위치한다. 따라서, 상기 메인 제어 모듈(15)이 상기 메인 제어 모듈 장착부(139)에 장착되면, 상기 압력 센서는 상기 압력 센서 장착부(130) 내에 수용된다. 그리고, 상기 압력 센서 장착부(130)의 전단부는 상기 메인 제어 모듈(15)의 제어 기판 배면에 밀착된다.

또한, 상기 압력 센서 장착부(130)의 바닥을 정의하는 부분은 상기 리어 바디(13)의 후방으로 돌출되고, 후방으로 돌출되는 부분의 하면에는 통공(1301)이 형성된다. 상기 통공(1301)에 의하여, 상기 리어 바디(13)의 배면과 상기 페이스 가드(14)에 의하여 정의되는 호흡 공간과 상기 압력 센서 장착부(130)의 내부 공간이 서로 연통하게 된다. 그 결과, 사용자가 숨을 내쉴 때 발생하는 공기의 일부가 상기 통공(1301)을 통하여 상기 압력 센서 장착부(130)의 내부 공간으로 흘러 들어간다. 그리고, 상기 압력 센서 장착부(130)에 수용된 상기 압력 센서에서 상기 압력 센서 장착부(130) 내부의 압력을 감지하게 된다. 그리고, 감지된 압력값은 상기 메인 제어 모듈(15)의 마이콤(후술함)으로 전송되어, 사용자의 호흡 상태가 판단된다.

한편, 상기 상부 마그넷 장착부(134)의 직후면에 해당하는 상기 리어 바디(13)의 배면과, 상기 한 쌍의 하부 마그넷 장착부(135)의 직후면에 해당하는 상기 리어 바디(13)의 배면에는 마그넷 장착홈(1314)이 각각 형성된다.

상기 마그넷 장착홈(1314)은, 상기 상부 마그넷 장착부(134)의 직후면에 형성되는 제 1 마그넷 장착홈(1311)과, 상기 하부 마그넷 장착부(134)의 직후면에 형성되는 제 2 마그넷 장착홈(1312) 및 제 3 마그넷 장착홈(1313)을 포함한다.

상기 제 1 내지 제 3 마그넷 장착홈(1311 ~ 1313)에는 상기 페이스 가드(14)에 장착된 세 개의 마그넷이 각각 자기력에 의하여 부착된다. 그리고, 사용자가 상기 자기력보다 큰 힘으로 상기 페이스 가드(14)를 잡아당기면, 상기 페이스 가드(14)는 상기 리어 바디(13)로부터 쉽게 분리 가능하다.

한편, 이미 설명한 바와 같이, 상기 수용부(133)를 구성하는 안착면(1331)에는 팬 장착홀(1336)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 팬 장착홀(1336)로부터 상기 안착면(1331)의 외측 가장자리 쪽으로 이격되는 지점에는 하나 또는 다수의 유동 가이드 체결홀(1331a)이 형성된다. 상기 유동 가이드(32)는 상기 유동 가이드 체결홀(1331a)을 관통하는 체결부재에 의하여 상기 수용부(133)에 고정된다.

그리고, 상기 수용부(133)를 구성하는 체결면(1335)에는 유동 가이드 후크(1339)와 필터 후크(1338)가 각각 전후 방향으로 이격되어 형성된다. 상기 필터 후크(1338)보다 상기 유동 가이드 후크(1339)가 상기 안착면(1331)에 더 가까이 위치한다.

그리고, 상기 필터 후크(1338)의 후방에 해당하는 상기 리어 바디(13)의 배면 측단에는 파지홈(1337)이 형성된다. 상세히, 상기 융착부(132)와, 상기 체결면(1335)이 만나는 지점에 상기 파지홈(1337)이 형성되는 것으로 설명될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장치의 횡단면도이고, 도 9는 상기 마스크 장치의 종단면도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 사용자가 전원 버튼을 눌러서 상기 팬 모듈(31)을 작동시키면, 상기 마스크 장치(10)의 배면 좌측과 우측에 형성된 흡입 그릴(343)(또는 흡입구)을 통하여 외부 공기가 상기 마스크 장치(10) 내부로 유입된다.

상기 흡입 그릴(343)을 통하여 유입되는 외부 공기는 상기 필터(33)를 통과하면서 정화된다. 그리고, 상기 필터(33)를 통과한 공기는 상기 팬 모듈(31)의 축 방향으로 흡입된 후 반경 방향으로 토출된다.

상기 팬 모듈(31)의 전면은, 도 8에 보이는 바와 같이, 상기 안착면(1331)에 안착되고, 상기 팬 모듈(31)의 배면은 개방된다. 그리고, 개방된 상기 팬 모듈(31)의 배면은 상기 유동 가이드(32)에 의하여 차폐되고, 상기 유동 가이드(32)에는 상기 팬모듈(31)의 흡입구로 기능하는 연통홀이 형성된다. 상기 필터(33)를 통과한 공기는 상기 연통홀을 통과하여 상기 팬 내부로 유입된다.

또한, 상기 유동 가이드(32)의 측면과, 상기 에어 가이드면(1334) 사이에 에어 덕트(102)가 정의된다. 그리고, 상기 에어 덕트(102)의 입구는 상기 팬 모듈(31)의 출구(또는 토출구)와 연통하고, 상기 에어 덕트(102)의 출구는 상기 토출구(101)와 연통한다.

그리고, 상기 토출구(101)는, 상기 페이스 가드(14)와 상기 리어 바디(13)의 배면에 의하여 정의되는 상기 호흡 공간 내에 위치한다. 따라서, 상기 팬 모듈(31)에 의하여 흡입되는 외부 공기는 상기 호흡 공간으로 토출되어, 사용자가 흡입 가능하게 한다.

그리고, 상기 에어 가이드 면(1334)은 상기 팬 모듈(31)의 출구로부터 상기 토출구(101)를 향하여 부드럽게 라운드지게 형성되어, 상기 팬 모듈(31)의 반경 방향으로 토출되는 공기가 상기 토출구(101)를 향하여 흐르는 과정에서 유동 방향의 급격한 전환이 없다.

상세히, 원심팬의 경우, 축방향으로 흡입되어 반경 방향으로 토출되도록 하는 것은 원추형(cone) 또는 절단된 원추형(truncated cone) 허브의 형상에서 기인한다. 즉, 원심팬의 축방향으로 흡입되는 공기는, 상기 허브의 라운드진 면을 따라 부드럽게 유동 방향이 90도로 전환된다.

여기서, 상기 팬 모듈(31)을 구성하는 허브의 라운드지는 방향과, 상기 에어 가이드면(1334)의 라운드지는 방향이 같기 때문에, 팬 모듈(31)로 흡입되는 공기는 한 방향으로만 부드럽게 유동 전환을 하게 된다.

만일, 상기 흡입 그릴(343)이 상기 프런트 바디(12)에 형성된다면, 상기 팬 모듈(31)의 흡입구는 상기 프런트 바디(12)를 향하게 되고, 그 결과, 팬 모듈을 구성하는 허브의 라운드지는 방향과 상기 에어 가이드면(1334)의 라운드지는 방향이 반대가 된다. 그 결과, 상기 팬 모듈(31)로부터 토출되는 공기는 상기 에어 덕트(102)의 입구에 해당하는 상기 에어 가이드면(1334)의 시작 부분에 부딪혀서 유동 저항 및 유동 소음을 발생시킨다.

즉, 상기 팬 모듈(31)의 축방향으로 흡입되는 공기는 실질적으로 S 자 형태의 유동을 형성하게 되어, C 자 또는 n 자 형태의 유동을 형성하는 본 발명 구조에 비하여 유동 손실이 크게 된다.

한편, 사용자가 내쉴 때 사용자의 입과 코를 통하여 배출되는 공기는 상기 호흡 공간에 모이게 된다. 그리고, 상기 호흡 공간에 모인 공기의 미세한 일부는 상기 통공(1301)을 통하여 상기 압력 센서 장착부(130) 내부로 유입된다.

그리고, 상기 호흡 공간에 모인 공기의 대부분은 하강하여 상기 전면 배기구(1361) 및 상기 하면 배기구(1362)를 통하여 외부로 배출된다. 여기서, 사용자가 숨을 내쉴 때 발생하는 공기의 압력에 의하여 상기 배기 밸브(20)가 전방으로 휘어지면서 상기 전면 배기구(1361)가 개방된다. 그리고, 사용자가 숨을 들이마실 때는 상기 호흡 공간 내부의 압력이 대기압보다 낮아지면서 상기 배기 밸브(20)가 원위치로 되돌아와서 상기 전면 배기구(1361)를 차폐하게 된다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 메인 제어 모듈의 전면도이고, 도 11은 상기 메인 제어 모듈의 배면도이다.

도 4, 도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장치(10)에 제공되는 메인 제어 모듈(15)은, 상기 리어 바디(13)의 전면 중앙부의 상측에 장착된다.

상세히, 상기 메인 제어 모듈(15)은, 메인 제어 기판(151)과, 상기 메인 제어 기판(151)의 전면과 배면에 각각 실장되는 다수의 전장 부품을 포함한다. 상기 메인 제어 기판(151)의 전면에 실장되는 다수의 전장 부품은, 마이콤(152), 마이크로폰(153), 커패시터(154) 및 다수의 커넥터(155) 중 적어도 하나를 포함한다.

그리고, 상기 메인 제어 기판(151)의 배면에 실장되는 다수의 전장 부품은, 온보딩(on-boarding) 커넥터(156), 압력 센서(157), EMI 쉴드 캔(158) 중 적어도 하나를 포함한다.

상기 마이콤(152)은, 상기 압력 센서(157)(또는 호흡 센서)의 동작 및 상기 압력 센서(157)에서 전송되는 호흡 공간 내부의 압력 변화 값에 근거하여 상기 팬 모듈(31)의 작동을 제어한다.

또한, 상기 마이콤(152)은, 상기 마이크로폰(153)을 통해서 입력되는 사용자의 음성 신호가 상기 스피커 모듈(19)을 통하여 외부로 출력되도록 한다.

상기 다수의 커넥터(155)에는, 팬 모듈 전원 커넥터와, 배터리 전원 커넥터, 및 상기 전원 모듈(16)의 피시비와 상기 무선 통신 모듈(17)의 피시비를 연결하는 피시비 연결 커넥터 등이 각각 연결될 수 있다.

상기 전원 모듈(16)은, USB 단자를 통해서 공급되는 직류 전원을 각종 전장 부품으로 공급하는 기능을 수행하며, 상기 전원 모듈(16)의 피시비에는 디스플레이 엘이디들이 실장된다. 상기 디스플레이 엘이디들로부터 조사되는 빛은 상기 인디케이션 홀(1322)을 통하여 상기 마스크 장치(10)의 외부로 방출된다. 그리고, 상기 인디케이션 홀(1322)을 통하여 방출되는 빛의 색상 변화 또는 빛의 온/오프 또는 점멸 등을 통하여, 사용자는 상기 배터리(20)의 잔량 또는 상기 마스크 장치(10)의 온/오프 상태를 확인할 수 있다.

또한, 상기 전원 모듈(16)에는 전원 스위치가 실장되고, 상기 전원 스위치는 버튼 홀(1321)에 장착되는 전원 버튼에 의하여 온 또는 오프된다.

상기 온보딩 커넥터(156)는 소프트웨어 업데이트용 커넥터로 이해될 수 있고, 상기 EMI 쉴드캔(158)은 상기 메인 제어 모듈(15)에서 발생하는 노이즈를 차단하는 수단으로 이해될 수 있다.

상기 압력 센서(157)는, 상기 메인 제어 모듈(15)이 상기 리어 바디(13)의 전면 중앙에 장착되면, 상기 리어 바디(13)의 전면에 돌출되는 압력 센서 장착부(130)의 내측 공간에 수용된다.

상기 마이크로폰(153)은, 상기 압력 센서(157)의 반대편에 해당하는 지점에 배치되고, 상기 마이크로폰(153)에 인접하는 지점에는 상기 메인 제어 기판(151)을 관통하는 마이크 홀(159)이 형성된다. 사용자가 상기 마스크 장치(10)를 착용한 상태에서 말을 하면, 음성 신호가 상기 마이크 홀(159)을 통하여 상기 마이크로폰(153)에 입력된다. 그리고, 상기 마이콤(152)의 제어에 따라, 상기 마이크로폰(153)에 입력된 음성 신호는 상기 스피커 모듈(19)로 전송된다.

상기 마이크 홀(159)은, 상기 압력 센서(159)로부터 상방으로 이격된 지점에 형성된다. 그리고 상기 마이크 홀(159)의 개구된 일측은 상기 마이크로폰(153)에 의해 차폐되거나 커버될 수 있다.

상기 호흡 공간에서 발생된 음파는, 상기 리어 바디(13)의 배면에 형성된 개구를 통하여 상기 압력 센서 장착부(130)의 내측 공간으로 전달될 수 있다. 그리고 음파는 상기 마이크 홀(159)을 통하여 상기 마이크로폰(153)에 입력될 수 있다.

상기 메인 제어 기판(151)은, 상기 한 쌍의 수용부(133)의 상면(1332)을 따라 수평하게 연장되는 하단부(1501)와, 상기 하단부(1501)의 일 측단에서 상측으로 수직하게 연장되는 제 1 측단부(1502)와, 상기 제 1 측단부(1502)의 상단에서 상기 리어 바디(13)의 우측 상단부 윤곽을 따라 비스듬히 경사지게 연장되는 제 1 경사부(1503)와, 상기 제 1 경사부(1503)의 상단에서 수평하게 연장되는 상단부(1504)와, 상기 상단부(1504)의 단부에서 상기 리어 바디(13)의 좌측 상단부 윤곽을 따라 비스듬히 경사지게 연장되는 제 2 경사부(1505)와, 상기 제 2 경사부(1505)의 하단에서 수직하게 연장되어 상기 하단부(1501)의 타 측단에 연결되는 제 2 측단부(1506)를 포함할 수 있다.

상기 메인 제어 기판(151)은, 상기 상단부(1504)와 상기 하단부(1501)를 이등분하는 수직선에 대하여 좌우 대칭되는 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 메인 제어 모듈(15)의 메인 제어 기판(151)은 양면 기판으로서, 상기 메인 제어 기판(151)의 전면 뿐만 아니라 배면에도 전장 부품이 실장되어 마스크 장치(10)의 작동이 제어되도록 한다. 따라서, 상기 메인 제어 모듈(15)의 컴팩트화가 가능하기 때문에, 단일의 기판을 상기 리어 바디(13)의 전면 중앙의 상단에 장착 가능한 장점이 있다.

도 12는 프런트 바디와 메인 제어 모듈이 분리된 마스크 장치의 부분 전면도이고, 도 13은 가압 커버가 메인 제어 기판에 장착된 모습을 보여주는 메인 제어 모듈의 배면도이고, 도 14는 상기 가압 커버의 사시도이고, 도 15는 메인 제어 모듈이 리어 바디에 장착된 모습을 보여주는 마스크 장치의 부분 단면도이다.

도 12 내지 도 15를 참조하면, 상기 메인 제어 모듈(15)이 상기 리어 바디(13)의 전면 중앙에 장착되면, 상기 메인 제어 기판(151)의 배면은 상기 압력 센서 장착부(130)의 전단에 접촉하여 지지된다. 이때, 상기 메인 제어 기판(151)에 설치된 압력 센서(157)는, 상기 압력 센서 장착부(130)의 내측 공간(130d)에 수용되며, 상기 호흡 공간의 압력을 측정할 수 있게 된다.

상기 압력 센서 장착부(130)는, 상기 리어 바디(13)의 전면 상부 중앙에서 내측 공간(130d)을 형성하도록 전방으로 돌출된다. 일례로, 상기 압력 센서 장착부(130)는 내부가 비어있는 사각 프레임 형상을 가질 수 있다.

상세히, 상기 압력 센서 장착부(130)는, 상기 리어 바디(13)의 전면에서 지면과 수평한 방향 또는 가로방향으로 돌출되는 제 1 부분(130a)과, 상기 제 1 부분(130a)의 양측에서 각각 하측으로 연장되는 한 쌍의 제 2 부분(130b), 및 상기 한 쌍의 제 2 부분(130b)을 수평하게 연결하는 제 3 부분(130c)을 포함할 수 있다.

상기 제 1 부분(130a)은 상기 압력 센서 장착부(130)의 상면을 형성하고, 상기 제 2 부분(130b)은 상기 압력 센서 장착부(130)의 양측면을 형성하고, 상기 제 3 부분(130c)은 상기 압력 센서 장착부(130)의 저면을 형성할 수 있다. 그리고 상기 압력 센서 장착부(130)의 안쪽 바닥에는, 후술될 방수 필름(150)이 부착되는 안착면이 형성될 수 있다.

또한, 상기 압력 센서 장착부(130)는 상기 제 1 부분 내지 제 3 부분(130a ~ 130c)의 전단부에 의해 마련된 장착 개구를 포함한다. 상기 장착 개구는, 상기 압력 센서 장착부(130)의 전면을 정의할 수 있다.

상기 장착 개구는 "제 2 개구"라 이름할 수 있다.

상기 압력 센서 장착부(130)에 해당하는 상기 리어 바디(13)의 배면에는, 상기 호흡 공간의 공기가 유입되는 유입 개구(1515)가 형성된다. 그리고 상기 리어 바디(13)에는 상기 유입 개구(1515)와 상기 장착 개구를 연결하는 연결 공간(1317)이 더 형성된다.

상기 연결 공간(1317)은 상기 리어 바디(13)의 일부분이 절개되어 형성될 수 있다. 상기 연결 공간(1317)은 상기 압력 센서 장착부(130)의 내측 공간(130d)을 포함하는 용어로 이해될 수 있다. 상기 연결 공간(1317)에는 상기 방수 필름(150)이 배치될 수 있다.

상기 압력 센서(157)는 상기 연결 공간(1317) 내에서 상기 방수 필름(150)의 전방에 배치될 수 있다. 또한, 상기 압력 센서(157)는 상기 유입 개구(1515) 보다 상기 장착 개구에 더 인접하게 배치된다.

상기 장착 개구는, 상기 유입 개구(1515) 보다 높은 지점에 위치될 수 있다.

또한, 상기 유입 개구(1515)의 단면적은, 상기 연결 공간(1317)의 단면적 보다 작게 형성될 수 있다. 이러한 이유는, 상기 유입 개구(1515)의 단면적을 상대적으로 더 좁게하여, 공기 중 포함된 수분 또는 이물질이 상기 연결 공간(1317)으로 유입되는 것을 최소화하기 위함이다. 또한, 상기 유입 개구(1515)의 단면적을 상대적으로 더 좁게하여, 호흡 시 발생하는 급격한 압력 변화를 최소화할 수 있다.

정리하면, 상기 호흡 공간에서 상기 유입 개구(1515)로 유입된 공기는, 상기 연결 공간(1317)을 통하여 상기 마이크 홀(159)로 유입되거나 상기 압력 센서(157)의 내부로 유입될 수 있다. 이 과정에서, 공기에 포함된 수분 또는 이물질이 상기 방수 필름(150)에 의해 걸러지게 되고, 순수 공기만이 상기 마이크 홀(159) 또는 압력 센서(157) 측으로 유입될 수 있다.

한편, 상기 리어 바디(13)는, 상기 리어 바디(13)의 일부분을 이루되, 상기 제 1 부분(130a)의 하단에서 하측으로 연장되어 상기 유입 개구(1515)를 형성하는 차단벽(1319)을 포함할 수 있다.

상기 차단벽(1319)은, 상기 호흡 공간의 공기 중 수분 또는 이물질이 상기 유입 개구(1515)로 손쉽게 유입되는 것을 방지하는 기능을 한다. 이를 위하여, 상기 유입 개구(1515)는 상기 차단벽(1319)의 하단 전방에 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 차단벽(1319)은 상기 제 1 부분(130a)의 하단에 해당하는 상기 리어 바디(13)의 일부분이 하측으로 절곡됨으로써, 상기 유입 개구(1515)를 형성할 수 있다.

상기 유입 개구는 "제 1 개구"라 이름할 수 있다.

상기 마스크 장치(10)는 상기 압력 센서 장착부(130)의 내측 공간(130d)에 제공되는 방수 필름(150)과, 상기 메인 제어 기판(151)에 설치되어 상기 방수 필름(150)을 가압하는 가압 커버(140)를 더 포함할 수 있다.

상기 방수 필름(150)은, 상기 압력 센서 장착부(130)의 내측 안착면에 부착되어, 상기 호흡 공간으로부터 유입되는 수분 또는 이물질이 상기 마이크로폰(153) 및 상기 압력 센서(157) 측으로 이동되는 것을 방지하는 기능을 한다.

상세히, 상기 방수 필름(150)은 상기 호흡 공간으로부터 유입되는 공기는 통과시키고, 상기 호흡 공간으로부터 유입되는 수분 또는 이물질의 이동을 차단함으로써, 상기 압력 센서(157) 및 상기 마이크 홀(159)에 수분 또는 이물질이 쌓이는 것을 방지한다. 이에 따라, 상기 압력 센서(157) 및 상기 마이크로폰(153)이 수분 침투 등에 의해 고장나는 것이 방지되고, 상기 호흡 공간의 압력을 정확히 측정할 수 있는 장점이 있다.

상기 방수 필름(150)은 다공성의 얇은 막으로 구성될 수 있다. 일례로, 상기 방수 필름(150)은 고어텍스(goretex) 재질로 형성될 수 있다. 상기 방수 필름(150)은 미세한 구멍을 뚫은 플루오르(fluor) 수지의 막으로 구성될 수 있다. 또는, 상기 방수 필름(150)은 유기체 다공성 물질로 구성될 수 있다. 상기 방수 필름(150)은 멤브레인(membrane) 물질로 구성될 수 있다.

상기 가압 커버(140)는, 상기 메인 제어 기판(151)의 배면에 고정된 상태에서, 상기 압력 센서 장착부(130)의 내측에 삽입되어 상기 방수 필름(150)을 가압하는 기능을 한다. 상기 가압 커버(140)는 상기 압력 센서 장착부(130)의 개구된 전면을 커버할 수 있다.

상기 메인 제어 기판(151)이 상기 리어 바디(13)에 장착되면, 상기 가압 커버(140)의 전면은, 상기 메인 제어 기판(151)의 배면에 밀착되고, 상기 가압 커버(140)의 배면은, 상기 방수 필름(150)과 밀착된다. 따라서, 상기 방수 필름(150)이 상기 압력 센서 장착부(130)의 내측에서 흔들림 없이 안정적으로 지지될 수 있다.

상기 가압 커버(140)는, 상기 압력 센서 장착부(130)의 전면에 배치되며 상기 압력 센서 장착부(130)의 장착 개구를 커버하는 커버부(141)와, 상기 커버부(141)의 배면에서 후방으로 연장되며 상기 방수 필름(150)을 가압하는 가압부(142)를 포함한다. 상기 커버부(141)와 상기 가압부(142)는 일체로 형성될 수 있다.

상기 가압 커버(140)는, 상기 압력 센서 장착부(130)와, 상기 메인 제어 기판(151)의 사이의 공간을 기밀하기 위하여, 탄성 재질로 형성될 수 있다. 일례로, 상기 가압 커버(140)는 실리콘 또는 고무 재질로 형성될 수 있다.

상세히, 상기 커버부(141)는, 전면이 상기 메인 제어 기판(151)의 배면에 결합되고, 배면이 상기 압력 센서 장착부(130)의 전단부에 지지될 수 있다. 상기 커버부(141)는 상기 압력 센서 장착부(130)의 전면에 대응하는 크기로 형성되는 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 그리고 상기 커버부(141)의 일측에는, 상기 압력 센서(157)가 통과하는 센서 개구(1411)가 형성될 수 있다.

상기 센서 개구(1411)는, 상기 커버부(141)의 하부 중심에 형성될 수 있다. 상기 센서 개구(1411)의 내측에는 상기 압력 센서(157)가 위치될 수 있다. 상기 센서 개구(1411)는 사각 형상으로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

상가 가압부(142)는, 상기 압력 센서 장착부(130)의 내측에 삽입되어, 상기 방수 필름(150)을 가압하는 기능을 한다. 상기 가압부(142)는 상기 커버부(141)이 배면으로부터 후방으로 돌출되어 형성된다. 일례로, 상기 가압부(142)는 상기 커버부(141)의 배면 가장자리를 따라 둘러지게 형성될 수 있다. 상기 가압부(142)는 상기 커버부(141)의 배면에서 폐곡선 형상으로 돌출될 수 있다. 상기 가압부(142)는 상기 커버부(141)의 단면적보다 작은 단면적을 가질 수 있다.

또한, 상기 센서 개구(1411)는 상기 가압부(142)의 내측 공간과 연결될 수 있다. 상기 가압부(142)의 단면적은, 상기 센서 개구(1411)의 단면적 보다 크게 형성된다.

한 실시예에 따르면, 상기 가압부(142)는, 상기 커버부(141)의 배면 상부에서 수평 방향으로 연장되는 상단부(142a)와, 상기 상단부(142a)의 양측에서 하방으로 연장되는 한 쌍의 측단부(142b) 및 상기 한 쌍의 측단부(142b)를 수평하게 연결하는 하단부(142c)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 가압부(142)는 하부에서 상부로 갈수록 수평 단면적이 커지도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 상단부(142a)는, 상기 하단부(142c)의 돌출 길이보다 더 길게 연장될 수 있다.

이러한 구성에 의하여, 상기 가압 커버(140)가 상기 압력 센서 장착부(130)에 비스듬히 삽입되면, 상기 가압부(142)의 후단부가 상기 압력 센서 장착부(130)의 내측에 위치된 상기 방수 필름(150)의 테두리를 가압할 수 있다. 그리고 상기 커버부(141)는 상기 압력 센서 장착부(130)의 전단부에 접하면서, 상기 압력 센서 장착부(130)의 장착 개구를 커버할 수 있다.

상기 메인 제어 기판(151)과, 상기 가압 커버(140) 및 상기 방수 필름(150)이 순차적으로 가압되는 구조를 가지므로, 상기 방수 필름(150)이 상기 압력 센서 장착부(130)의 내측에서 흔들림 없이 견고하게 지지될 수 있다.

Claims (15)

1. 배면에 형성되는 제 1 개구와, 전면에 형성되는 압력 센서 장착부 및 상기 압력 센서 장착부의 전면을 정의하는 제 2 개구를 포함하는 리어 바디;
   상기 제 1 개구와 상기 제 2 개구를 연결하는 연결 공간;
   상기 제 2 개구를 차폐하는 메인 제어 기판;
   상기 메인 제어 기판의 일부가 관통되어 상기 연결 공간과 연통되는 마이크 홀; 및
   상기 메인 제어 기판의 전면에서 상기 마이크 홀과 대향하는 지점에 배치되는 마이크로폰을 포함하고,
   상기 압력 센서 장착부는,
   상기 리어 바디의 전면에서 전방으로 돌출되는 제 1 부분과,
   상기 제 1 부분의 양측에서 각각 하측으로 연장되는 한 쌍의 제 2 부분과,
   상기 한 쌍의 제 2 부분을 연결하는 제 3 부분을 포함하는 마스크 장치.
2. 삭제
3. 배면에 형성되는 제 1 개구와, 전면에 형성되는 압력 센서 장착부 및 상기 압력 센서 장착부의 전면을 정의하는 제 2 개구를 포함하는 리어 바디;
   상기 제 1 개구와 상기 제 2 개구를 연결하는 연결 공간;
   상기 제 2 개구를 차폐하는 메인 제어 기판;
   상기 메인 제어 기판의 일부가 관통되어 상기 연결 공간과 연통되는 마이크 홀; 및
   상기 메인 제어 기판의 전면에서 상기 마이크 홀과 대향하는 지점에 배치되는 마이크로폰을 포함하고,
   상기 압력 센서 장착부의 내측에 안착되는 방수 필름과,
   상기 메인 제어 기판에 고정되며, 상기 방수 필름을 가압하는 가압 커버를 더 포함하는 마스크 장치.
4. 삭제
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 가압 커버는, 상기 메인 제어 기판의 배면에 고정된 상태에서, 상기 압력 센서 장착부의 내측에 삽입되어 상기 방수 필름을 가압하는 마스크 장치.
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 가압 커버는,
   상기 메인 제어 기판에 고정되며 상기 제 2 개구를 커버하는 커버부와,
   상기 커버부에서 후방으로 연장되어 상기 방수 필름을 가압하는 가압부를 포함하는 마스크 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 커버부에는, 상기 마이크 홀과 상기 연결 공간을 연결하는 센서 개구가 형성되는 마스크 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 가압부는, 상기 센서 개구와 연결되는 내측 공간을 형성하도록, 상기 커버부의 가장자리를 따라 둘러지는 마스크 장치.
9. 삭제
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 센서 장착부의 내측에 안착되는 방수 필름을 더 포함하고,
    상기 압력 센서는, 상기 연결 공간 내에서 상기 방수 필름의 전방에 배치되는 마스크 장치.
11. 삭제
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 개구는, 상기 제 1 개구 보다 높은 지점에 위치하는 마스크 장치.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 개구의 단면적은, 상기 연결 공간의 단면적 보다 작게 형성되는 마스크 장치.
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 리어 바디와, 상기 리어 바디의 전면에 결합되는 프런트 바디를 포함하고, 흡입구와 토출구가 형성되는 마스크 바디를 더 포함하는 마스크 장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 리어 바디의 배면에 결합되어 사용자의 안면에 밀착되고, 내측에 호흡 공간이 형성되는 페이스 가드를 더 포함하는 마스크 장치.

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