KR20110102768A - 호흡저항을 최소화한 운동용 방진마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운동시 미세유해입자가 호흡기로 흡입되는 것을 방지할 수 있도록 착용하는 운동용 방진마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방진마스크에 사용되어 공기가 일방향으로 흐를 수 있도록 하는 원웨이밸브의 직경을 크게 형성하여 호흡저항을 줄일 수 있음은 물론, 원웨이밸브 말단의 접촉부위에 넓은 면적을 갖는 돌출부를 형성하여 호흡저항을 줄이기 위해 밸브의 직경을 크게 하더라도 넓은 접촉면적을 갖는 돌출부의 기밀성에 의해 타방향의 공기의 흐름을 확실히 차단할 수 있는 것을 특징으로 하는 호흡저항을 최소화한 운동용 방진마스크에 관한 것이다.

Description

호흡저항을 최소화한 운동용 방진마스크{An Exercising Fine Dust-Protection Mask Minimizing Respiratory Resistance}

본 발명은 운동시 미세유해입자가 호흡기로 흡입되는 것을 방지할 수 있도록 착용하는 운동용 방진마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방진마스크에 사용되어 공기가 일방향으로 흐를 수 있도록 하는 원웨이밸브의 직경을 크게 형성하여 호흡저항을 줄일 수 있음은 물론, 원웨이밸브 말단의 접촉부위에 넓은 면적을 갖는 돌출부를 형성하여 호흡저항을 줄이기 위해 밸브의 직경을 크게 하더라도 넓은 접촉면적을 갖는 돌출부의 기밀성에 의해 타방향의 공기의 흐름을 확실히 차단할 수 있는 것을 특징으로 하는 호흡저항을 최소화한 운동용 방진마스크에 관한 것이다.

봄철이 되면 중앙아시아로부터 발생하여 날아오는 황사나 삼림에서 발생하는 꽃가루 등으로 인해 대기오염이 증가하게 되며 또한, 최근에는 자동차 매연을 비롯한 각종 산업체로부터의 미세분진 양도 매년 급증하고 있어 호흡기 계통의 질환은 물론 각종 알레르기성 증상을 호소하는 사람들의 수도 매년 증가하는 추세이고 특히 생활의 질이 향상됨에 따라 운동 및 야외 레저활동을 즐기는 사용자들이 날로 증가하면서 그 피해도 매년 증가하는 추세이다.

이러한 미세유해입자로 인한 호흡기 계통의 질환을 예방하는 가장 손쉬운 방법은 마스크를 착용하는 것이다. 그러나, 운동시에는 평소보다 많은 호흡량의 증가가 있는데 종래의 방진마스크는 미세유해입자를 여과하기 위한 효율만을 주 중점대상으로 하고 있기 때문에 야외에서 종래의 방진마스크를 착용하고 운동을 하게 되면 큰 호흡저항으로 인해 많은 불편함을 안게 된다. 특히, 호흡저항으로 인해 필요한 산소를 원활하게 공급받지 못하게 되면 운동능력의 저하를 가져옴은 물론 기존의 순환기나 호흡기 질환이 있는 사람의 경우 기존 질환을 악화시키는 부작용을 초래하게 된다.

종래의 방진마스크에서 호흡저항이 주로 발생하는 부위는 필터부위와 밸브부위라 할 수 있다

종래의 방진마스크에 사용되는 필터부위의 경우 외부공기에서 미세유해입자를 제거하는 효율에만 중점을 두고 있기 때문에 여과율을 극대화하는 필터의 구조 위주로 형성되어 있을 뿐 운동시에 필터부위에서 발생하는 호흡저항으로 인한 문제와 이를 최소화할 수 있는 구조와는 무관하다 할 것인바, 상기 필터부위에서 발생하는 호흡저항을 줄일 수 있도록 하기 위해 필터부위와 외부공기의 접촉면적을 극대화할 수 있도록 하는 구조에 대해서는 개시되어 있지 않다.

또한, 필터부위의 접촉면적을 극대화하면서도 동시에 필터를 용이하게 교체할 수 있도록 하거나 필터부위의 구조를 단순화하여 제작의 용이성이나 사용상의 편리성을 추구할 수 있도록 하는 구조 역시 개시되어 있지 않다.

종래의 방진마스크에 사용되는 밸브(원웨이밸브)부위는 도 6에 도시된 바와 같이 단지 원웨이밸브 말단에 형성된 '|'자 형태의 맞닿는 부위(이하, '접촉부위')를 형성하여 이의 개폐에 의해 공기가 일 방향으로 흐를 수 있도록 하는 것(즉, 도 6의 (1)에 도시된 바와 같이 밸브의 외부에서 밸브 내측으로 공기의 흐름(양압)이 작용하는 경우에는 상기 접촉부위가 닫혀 공기의 흐름을 차단하고, 도 6의 (2)에 도시된 바와 같이 밸브의 내측에서 외부로 공기의 흐름(음압)이 작용하는 경우에는 밸브의 양단이 당겨지면서 상기 접촉부위가 열려 공기의 흐름이 유지될 수 있도록 함)이나, 이와 같은 종래의 구조는 이상적인 환경에서 상기 접촉부위의 양단이 서로 정확하게 접촉할 수 있는 한 별문제가 발생하지는 않으나, 격한 운동 시 호흡의 빈도가 잦아지고 들숨과 날숨의 흡입압력이 높아지게 되는 경우 도 6의 (3)에 도시된 바와 같이 상기 접촉부위의 '|'자 형태의 맞닿는 부위가 정확하게 접촉하지 못하게 되면 밸브의 내측에서 외부로 공기의 흐름(음압)이 작용하는 경우에는 공기가 새게 되어 한 방향으로만 공기를 흐르게 하는 원웨이밸브의 제 기능을 다할 수 없게 되는 문제가 있으며, 특히 원웨이밸브를 유연성을 증가시키기 위해 실리콘 재질의 얇은 두께로 형성하고자 하는 경우 또는 밸브의 직경을 증가시키는 경우 상기와 같은 문제가 더욱 증대되는 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 운동시 착용하는 방진마스크의 특성상 호흡저항을 최소화할 수 있어 운동능력을 감쇄시키지 않는 호흡저항을 최소화한 운동용 방진마스크를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 마스크에 사용되어 공기가 일방향으로 흐를 수 있도록 하는 원웨이밸브의 직경을 크게 형성하여 호흡저항을 줄일 수 있는 호흡저항을 최소화한 운동용 방진마스크를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 원웨이밸브 말단의 접촉부위에 넓은 면적을 갖는 돌출부를 형성하여 호흡저항을 줄이기 위해 밸브의 직경을 크게 하더라도 타방향의 공기의 흐름을 확실히 차단할 수 있는 호흡저항을 최소화한 운동용 방진마스크를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 방진마스크에 사용되는 정화통의 필터부의 접촉면적을 최대화함으로써 호흡저항을 줄일 수 있는 호흡저항을 최소화한 운동용 방진마스크를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 방진마스크에 사용되는 정화통의 필터부가 넓은 접촉면적을 갖으면서도 간단한 구조로 형성되도록 하여 제작이 용이함은 물론 가볍고 부피를 작게 할 수 있어 착용감이 좋고 운동에 방해되지 않도록 할 수 있는 호흡저항을 최소화한 운동용 방진마스크를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 정화통의 필터의 교체가 용이하게 이루어질 수 있음은 물론 필터를 견고하게 고정결합시킬 수 있는 호흡저항을 최소화한 운동용 방진마스크를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 정화통을 마스크에 직접 부착해야 하는 방식이 아니라 운동상태에 따라 사용자의 의복 어느 곳에도 쉽게 부착할 수 있도록 하여 정화통이 운동에 장애가 되지 않도록 할 수 있는 호흡저항을 최소화한 운동용 방진마스크를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 호흡저항을 최소화한 운동용 방진마스크는 다음과 같은 구성을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 호흡저항을 최소화한 운동용 방진마스크는 사용자의 안면에 착용하는 마스크와, 외부공기 중의 유해입자를 걸러내어 여과된 공기를 제공하는 정화통과, 상기 마스크와 정화통을 연결하여 상기 정화통에서 제공되는 여과된 공기를 사용자가 흡입할 수 있도록 하는 연결부와, 상기 마스크 내의 사용자가 날숨으로 내쉰 공기를 배출할 수 있도록 하는 배기부를 포함하며, 상기 연결부와 배기부에는 각각 한 방향으로만 공기가 흐를 수 있도록 하는 원웨이밸브를 포함하고, 상기 원웨이밸브는 말단이 '|'자 형태로 맞닿는 접촉부위를 형성하여 개폐가 용이하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 호흡저항을 최소화한 운동용 방진마스크에 있어서 상기 원웨이밸브는 상기 접촉부위가 일정 부분 돌출된 돌출부를 형성하여 상기 돌출부 전체에 걸쳐 넓은 접촉면적을 갖도록 함으로써, 호흡저항을 줄일 수 있게 상기 원웨이밸브의 두께를 얇게 하고 직경을 크게 하더라도 상기 접촉부위가 공기를 새지않게 확실히 차단할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 운동시 착용하는 방진마스크의 특성상 호흡저항을 최소화할 수 있어 운동능력을 감쇄시키지 않는 효과를 갖는다.

본 발명은 마스크에 사용되어 공기가 일방향으로 흐를 수 있도록 하는 원웨이밸브의 직경을 크게 형성하여 호흡저항을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 원웨이밸브 말단의 접촉부위에 넓은 면적을 갖는 돌출부를 형성하여 호흡저항을 줄이기 위해 밸브의 직경을 크게 하더라도 타방향의 공기의 흐름을 확실히 차단할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 방진마스크에 사용되는 정화통의 필터부의 접촉면적을 최대화함으로써 호흡저항을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 방진마스크에 사용되는 정화통의 필터부가 넓은 접촉면적을 갖으면서도 간단한 구조로 형성되도록 하여 제작이 용이함은 물론 가볍고 부피를 작게 할 수 있어 착용감이 좋고 운동에 방해되지 않도록 할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 정화통의 필터의 교체가 용이하게 이루어질 수 있음은 물론 필터를 견고하게 고정결합시킬 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 정화통을 마스크에 직접 부착해야 하는 방식이 아니라 운동상태에 따라 사용자의 의복 어느 곳에도 쉽게 부착할 수 있도록 하여 정화통이 운동에 장애가 되지 않도록 할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡저항을 최소화한 운동용 방진마스크의 사시도
도 2는 본 발명에 사용되는 정화통의 분해사시도
도 3은 본 발명에 사용되는 정화통의 여과챔버, 필터부, 필터고정수단의 측면도
도 4는 본 발명에 사용되는 정화통의 여과챔버, 필터부, 필터고정수단의 단면도
도 5는 본 발명에 사용되는 정화통의 케이스의 사시도
도 6은 종래 원웨이밸브의 사시도
도 7은 본 발명에 사용되는 연결부의 원웨이밸브의 사시도
도 8은 본 발명에 사용되는 원웨이밸브의 다른 실시예의 사시도
도 9는 원웨이밸브의 측면형상을 도시한 참고도

이하에서는 본 발명에 따른 호흡저항을 최소화한 운동용 방진마스크의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡저항을 최소화한 운동용 방진마스크의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 사용되는 정화통의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 사용되는 정화통의 여과챔버, 필터부, 필터고정수단의 측면도이고, 도 4는 본 발명에 사용되는 정화통의 여과챔버, 필터부, 필터고정수단의 단면도이고, 도 5는 본 발명에 사용되는 정화통의 케이스의 사시도이고, 도 6은 종래 원웨이밸브의 사시도이고, 도 7은 본 발명에 사용되는 연결부의 원웨이밸브의 사시도이고, 도 8은 본 발명에 사용되는 원웨이밸브의 다른 실시예의 사시도이고, 도 9는 원웨이밸브의 측면형상을 도시한 참고도이다.

도 1 내지 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡저항을 최소화한 운동용 방진마스크는 사용자의 안면에 착용하는 마스크(10)와, 외부공기 중의 유해입자를 걸러내어 여과된 공기를 제공하는 정화통(30)과, 상기 마스크(10)와 정화통(30)을 연결하여 상기 정화통(30)에서 제공되는 여과된 공기를 사용자가 흡입할 수 있도록 하는 연결부(50)와, 상기 마스크(10) 내의 사용자가 날숨으로 내쉰 공기를 배출할 수 있도록 하는 배기부(70)를 포함하여 형성될 수 있다.

상기 마스크(10)는 운동을 하는 사용자가 안면에 착용하는 구성으로, 사용자가 운동 중 외부공기를 흡입하지 않고 후술할 정화통(30)에서 제공되는 여과된 공기를 흡입할 수 있도록 외부공기를 차단하고 정화통(30)에서 제공되는 여과된 공기만이 사용자의 호흡기에 공급될 수 있도록 하게 된다. 상기 마스크(10)에는 사용자의 안면에 착용될 수 있도록 하는 착용부재와, 후술할 연결부(50)가 연결됨은 물론, 필요에 따라 후술할 배기부(70)가 연결될 수 있다.

상기 정화통(30)은 외부공기 중의 유해입자를 걸러내어 여과된 공기를 상기 마스크(10)에 제공하는 구성으로, 후술할 연결부(50)와 연결되며 여과된 공기가 흐르는 통로가 되는 여과챔버(320)와 넓은 면적을 갖는 다수 개의 필터부(330)를 포함하여 외부공기가 여과되는 필터의 면적을 넓혀 호흡저항을 줄일 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 여과챔버(320)는 후술할 연결부(50)와 연결되며 후술할 필터부(330)에서 여과된 공기가 흐르는 통로가 되는 부분으로, 여과된 공기가 유입되는 다수 개의 유입부(321)와 상기 유입부(321)로 유입된 여과된 공기를 상기 마스크(10)로 보낼 수 있도록 후술할 연결부(50)에 연결되는 유출부(323)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 여과챔버(320)에는 후술할 필터고정수단(340)이 결합함은 물론 정화통(30)의 케이스(310) 역시 상기 여과챔버(320)에 결합하거나 또는 상기 여과챔버(320)를 수용할 수 있는데, 이에 대해서는 필터고정수단(340) 및 케이스(310)에 대한 설명에서 후술하도록 한다.

상기 유입부(321)는 후술할 필터부(330)에서 여과된 공기가 유입될 수 있도록 하기 필터부(330), 보다 구체적으로는 하기 필터지지부(331)와 연결되는 부분으로, 하기 봉지형 필터(333)가 결합될 수 있도록 상기 여과챔버(320)의 몸체에서 하측으로 일정부분 돌출되어 형성될 수 있다. 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이 상기 유입부(321)는 하기 필터부(330)의 개수에 대응되도록 다수 개가 형성되며 그 내부는 상기 여과챔버(320) 몸체 및 유출부(323)와 연통되어 있어 하기 필터부(330)에서 유입되는 여과된 공기가 유출부(323)를 통해 연결부(50)와 마스크(10)로 흐를 수 있도록 되어 있다. 상기 유입부(321)의 하측으로는 후술할 필터지지부(331)가 형성되며 또한 상기 유입부(321)의 측면에는 후술할 봉지형 필터(333)가 결합하며 상기 유입부(321)와 봉지형 필터(333)의 견고한 결속을 위해 후술할 필터고정수단(340)이 체결되게 된다. 본 발명에서는 후술할 필터부(330)가 넓은 면적을 갖으면서 다수 개가 형성되므로 이에 대응되어 상기 유입부(321)가 다수 개가 형성되는 반면에 후술할 유출부(323)는 하나가 형성되므로 사용자가 흡입할 수 있는 충분한 양의 여과된 공기가 공급될 수 있어 운동 중 불편을 최소화할 수 있게 된다.

상기 유출부(323)는 상기 유입부(321)로 유입된 여과된 공기를 상기 마스크(10)로 보낼 수 있도록 후술할 연결부(50)에 연결되는 부분으로, 하기 연결부(50)가 결합할 수 있도록 상기 여과챔버(320)의 몸체에서 상측으로 일정부분 돌출되어 형성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 상호 간에 연통되는 상기 유입부(321)와 유출부(323)에서 상기 유입부(321)는 다수 개가 형성되는 반면에 상기 유출부(323)는 하나가 형성되므로 사용자가 흡입할 수 있는 충분한 양의 여과된 공기가 공급될 수 있어 운동 중 불편을 최소화할 수 있게 된다.

상기 필터부(330)는 상기 정화통(30) 내부로 유입된 외부공기를 여과하는 부분으로, 상기 유입부(321)에서 연장되며 일정 형태의 지지골격을 형성하는 다수 개의 필터지지부(331)와, 상기 필터지지부(331)와 유입부(321)를 둘러싸며 필터지지부(331)에 의해 견고하게 지지되는 봉지형 필터(333)를 포함하는 간단한 구조로 형성됨으로써 제작 및 사용에 편리성을 도모함은 물론 가볍고 부피를 줄일 수 있어 운동 중 불편함을 최소화할 수 있게 된다. 특히, 상기 필터부(330)는 후술할 봉지형 필터(333)가 넓은 접촉면적(여과면적)을 갖을 수 있도록 다수 개가 형성될 수 있다.

상기 필터지지부(331)는 상기 유입부(321)에서 연장되며 일정 형태의 지지골격을 형성하여 후술할 봉지형 필터(333)가 씌워져 지지될 수 있도록 하는 부분으로, 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이 상기 유입부(321)의 하측에서 일정 길이 연장되어 위로 개구된 'ㄷ'자 형태를 이룰 수 있는데, 상기 필터지지부(331)는 면을 이루는 것이 아니라 철선 등과 같은 재료를 이용해 골격선만을 이루도록 형성됨으로써 상기 필터지지부(331)에 씌워지는 후술할 봉지형 필터(333)가 외부공기를 여과할 수 있는 넓은 접촉면적을 갖을 수 있도록 할 수 있어 상대적으로 필터부(330)의 호흡저항을 줄일 수 있게 된다. 즉, 필터의 호흡저항이란 필터의 투과성이 일정하다는 전제하에서 필터가 공기와 접촉하여 여과하는 필터의 접촉면적이 클수록 호흡저항을 줄일 수 있게 되므로, 동일한 필터를 사용하더라도 접촉면적을 넓힐 수 있으면 그만큼 호흡저항을 줄일 수 있기 때문에 본 발명에서는 후술할 봉지형 필터(333)가 씌워져 지지되는 상기 필터지지부(331)가 면을 이루지 않고 골격선만을 이루도록 함으로써 그에 씌워지는 봉지형 필터(333)가 외부공기를 여과할 수 있는 넓은 접촉면적(즉, 봉지형 필터(333)의 4개의 측면과 하면을 포함한 5개의 면 전부가 외부공기를 여과할 수 있는 접촉면적이 됨)을 갖을 수 있도록 하여 호흡저항을 줄일 수 있는 특징을 갖게 된다. 또한, 상기와 같은 필터지지부(331)의 구조는 제작이 간편한 단순한 구조이면서도 후술할 봉지형 필터(333)를 씌워 사용하기에 용이함은 물론 가볍고 부피를 줄일 수 있어 운동 중 불편함을 최소화할 수 있게 된다. 상기 필터지지부(331)는 다수 개가 형성되어 다수 개의 봉지형 필터(333)가 넓은 접촉면적을 통해 외부공기를 여과할 수 있도록 하는데, 인접한 필터지지부(331) 사이에 외부공기가 원활하게 유입될 수 있는 정도의 이격간격을 형성할 수 있는 한 다수 개의 필터지지부(331)의 개수를 별도로 한정하는 것은 아니다.

상기 봉지형 필터(333)는 상기 필터지지부(331)와 유입부(321)를 둘러싸며 필터지지부(331)에 의해 견고하게 지지되어 외부공기를 여과하는 부분으로, 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이 상기 필터지지부(331)를 아래에서부터 씌워 상기 유입부(321)까지 둘러쌈으로써 후술할 케이스(310)의 통기공(311)을 통해 유입된 외부공기가 상기 봉지형 필터(333)를 통과함으로써 여과되게 된다. 따라서, 상기 봉지형 필터(333)와 외부공기가 접촉하는 접촉면적이 커질수록 보다 많은 양의 외부공기가 여과될 수 있고 그에 따라 마스크(10)를 사용하는 사용자의 호흡저항 역시 줄일 수 있게 되는데, 본 발명에서는 앞서 설명한 바와 같이 상기 필터지지부(331)가 면을 이루지 않고 골격선만을 이루도록 함으로써 그에 씌워지는 상기 봉지형 필터(333)가 외부공기를 여과할 수 있는 넓은 접촉면적(즉, 봉지형 필터(333)의 4개의 측면과 하면을 포함한 5개의 면 전부가 외부공기를 여과할 수 있는 접촉면적이 됨)을 갖을 수 있도록 하여 호흡저항을 줄일 수 있는 특징을 갖게 된다. 마스크(10)를 착용한 사용자가 호흡 특히, 들숨을 하게 되면 상기 봉지형 필터(333)의 외부에 있던 외부공기가 상기 봉지형 필터(333)를 통과하여 여과된 후 상기 유입부(321), 유출부(323), 연결부(50)를 통해 사용자의 호흡기로 들어가게 되는데 이 경우 사용자가 들숨 시 들이마시는 흡입압력에 의해 상기 봉지형 필터(333)의 양측면이 서로 맞닿게 되면 호흡저항이 커짐은 물론 외부공기를 여과하는 양 역시 줄어들게 되므로, 이를 방지할 수 있도록 하기 위해 상기 필터지지부(331) 자체를 봉지형 필터(333)의 양측면이 일정 간격 이상 이격될 수 있게 일정 간격 이격된 공간을 형성하도록 형성함은 물론, 상기 봉지형 필터(333)를 신축성이 작은 재질로 형성하고, 또한 상기 봉지형 필터(333)가 상기 유입부(321)에 견고하게 결속되도록 하는 것이 중요하다. 이를 위해 상기 정화통(30)은 상기 봉지형 필터(333)를 견고하게 결합고정시킬 수 있는 별도의 구성(일 예로, 필터고정수단(340))을 추가로 포함할 수 있다.

상기 정화통(30)은 상기 필터지지부(331)가 삽입될 수 있는 다수 개의 필터삽입공(341)을 포함하여 상기 필터지지부(331)에 끼워져 상기 여과챔버(320)에 결속됨으로써 상기 봉지형 필터(333)를 견고하게 고정시키는 필터고정수단(340)을 추가로 포함할 수 있다.

상기 필터고정수단(340)은 하부로부터 상기 필터지지부(331)에 끼워져 상기 여과챔버(320)에 결속됨으로써 상기 봉지형 필터(333)를 견고하게 고정시키는 구성으로, 상기 필터고정수단(340)의 중앙부에는 다수의 상기 필터지지부(331)가 끼워질 수 있도록 다수의 필터삽입공(341)이 형성되며, 상기 필터고정수단(340)의 외측면에는 상기 여과챔버(320)에 결속될 수 있도록 결속부(343)가 형성될 수 있다.

상기 필터삽입공(341)은 다수의 상기 필터지지부(331)가 끼워질 수 있도록 상기 필터고정수단(340)의 중앙부에 형성되는 다수의 관통공으로, 상기 필터고정수단(340)을 하부로부터 상기 필터지지부(331)에 끼울 수 있기 위해서는 상기 필터지지부(331)가 상기 필터고정수단(340)을 관통할 수 있어야 하는바, 이를 위해 상기 필터삽입공(341)이 상기 필터고정수단(340)의 중앙부에 형성되게 된다. 따라서, 상기 필터고정수단(340)은 상기 필터삽입공(341) 각각에 상기 필터지지부(331) 및 그에 의해 지지되는 봉지형 필터(333)를 삽입하면서 하부로부터 상기 필터지지부(331)에 끼워져 상기 여과챔버(320)의 유입부에 결속하게 된다. 이때, 상기 필터삽입공(341)은 상기 유입부(321)의 크기와 정확하게 일치하는 크기로 형성될 필요가 있는데, 이는 상기 필터삽입공(341)이 상기 유입부(321)에 압입되어 끼워짐으로써 상기 유입부(321)를 둘러싸는 상기 봉지형 필터(333)를 견고하게 고정결합시킬 수 있도록 하기 위함이다. 또한, 상기 필터삽입공(341)이 상기 봉지형 필터(333)를 보다 견고하게 고정결합할 수 있도록 하기 위해 상기 필터삽입공(341)의 말단에 별도의 돌기(3411)를 형성하고 상기 봉지형 필터(333)의 말단에 역시 별도의 돌출부(3331)를 형성하여 상기 돌기가 봉지형 필터(333)의 돌출부에 걸리게 하여 봉지형 필터(333)가 보다 견고하게 결합될 수 있도록 할 수도 있다.

상기 결속부(343)는 상기 여과챔버(320)에 결속될 수 있도록 상기 필터고정수단(340)의 외측면에 형성되는 구성으로, 이에 대응하여 상기 여과챔버(320)의 외측면에는 상기 결속부(343)가 결합할 수 있도록 결속돌기(325)가 형성될 수 있다. 상기 결속부(343)는 도 2에 도시된 바와 같이 상하로 접힐 수 있는 날개와 같은 형상으로 형성될 수 있는데, 상기 필터고정수단(340)을 상기 여과챔버(320)에 결합한 경우 상기 결속부(343)를 위로 접어 상기 결속부(343)가 상기 여과챔버(320)의 결속돌기(325)에 결합할 수 있도록 하여 상기 필터고정수단(340)을 상기 여과챔버(320)에 견고하게 결합할 수 있게 된다.

상기 정화통(30)은 상기 필터부(330) 등을 수용하여 이들을 보호할 수 있도록 하는 케이스(310)를 추가로 포함할 수 있는데, 상기 케이스(310)는 외부공기가 유입될 수 있는 다수의 통기공(311)과, 사용자의 의복에 부착가능한 클립(313)을 포함할 수 있다.

상기 통기공(311)은 외부공기가 유입될 수 있도록 상기 케이스(310)의 외면에 관통되어 형성되는 구성으로, 외부공기가 원활하게 외부에서 상기 케이스(310) 내로 유입될 수 있도록 다수 개의 통기공(311)이 상기 케이스(310)의 여러 면(바람직하게는 4개의 측면과 하면을 포함한 모든 면)에 걸쳐 형성될 수 있다.

상기 클립(313)은 상기 케이스(310)의 외부에 형성되어 상기 케이스(310) 즉, 정화통(30) 자체를 사용자가 의복 등에 부착할 수 있도록 하는 구성으로, 본 발명에 따른 운동용 방진마스크는 운동 시에 주로 사용하는 마스크인 만큼 정화통(30)을 사용자가 손으로 파지하거나 안면의 마스크(10)에 부착하게 되면 운동활동에 지장을 초래하게 되므로 이를 방지할 수 있도록 정화통(30)을 다양하게 의복의 어느 부위에라도 용이하게 부착할 수 있도록 상기 케이스(310)의 외면에 상기 클립(313)을 형성하여 상기 정화통(30)이 운동활동에 불편함을 초래하지 않도록 운동에 지장이 되지 않는 부위에 부착하여 사용할 수 있도록 할 수 있다.

상기 연결부(50)는 상기 마스크(10)와 정화통(30)을 연결하여 상기 정화통(30)에서 제공되는 여과된 공기를 사용자가 흡입할 수 있도록 하는 구성으로, 한 방향으로만 공기가 흐를 수 있도록 하는 원웨이밸브(510)를 포함한다.

상기 원웨이밸브(510)는 말단이 '|'자 형태로 맞닿는 접촉부위(511)를 형성하여 개폐가 용이하도록 할 수 있는데 특히, 본 발명에서는 상기 접촉부위(511)가 일정 부분 돌출된 돌출부(5111)를 형성하여 상기 돌출부(5111) 전체에 걸쳐 넓은 접촉면적을 갖도록 함으로써, 호흡저항을 줄일 수 있게 상기 원웨이밸브(510)의 두께를 얇게 하고 직경을 크게 하더라도 상기 접촉부위(511)가 공기를 새지않게 확실히 차단할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다. 참고로, 도 6 등에 도시된 상기 원웨이밸브(510)의 측면형상은 원뿔 형태의 모양을 취하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니고 그 경사도는 밸브의 기능을 최적화하는 데 적절한 각도를 취하며 도 9에 도시된 바와 같이 예각에서부터 평면까지 포함하여 제작될 수 있다.

먼저 상기 접촉부위(511)에 대해 살펴보면, 종래의 원웨이밸브(510)에 형성되는 접촉부위(511, 이는 앞서 배경기술에서 설명한 바와 같이 일방향(①방향)으로 공기가 흐를 시에는 개구되고 타방향(②방향)으로 공기가 흐를 시에는 폐쇄되어 공기의 흐름을 일방향(①방향)으로만 유지되도록 조절함)는 도 6에 도시된 바와 같이 단지 원웨이밸브(510) 말단에 형성된 '|'자 형태의 맞닿는 부위에 불과하기 때문에 이상적인 환경에서 상기 접촉부위(511)의 양단이 도 6의 (1)에서와 같이 서로 정확하게 접촉할 수 있는 한 별문제가 발생하지는 않으나, 격한 운동 시 호흡의 빈도가 잦아지고 들숨과 날숨의 흡입압력이 높아지게 되는 경우 상기 접촉부위(511)의 '|'자 형태의 맞닿는 부위가 도 6의 (3)에서와 같이 정확하게 접촉하지 못하게 되면 개구된 공간(a)이 발생하게 되고 이를 통해 타방향(②방향)의 공기가 유입될 수 있어 일방향(①방향)으로만 공기를 흐르게 하는 원웨이밸브의 제 기능을 다할 수 없게 되는 문제가 있으며, 특히 원웨이밸브를 유연성을 증가시키기 위해 실리콘 재질의 얇은 두께로 형성하고자 하는 경우나 밸브의 직경을 증가시키는 경우 상기와 같은 문제가 더욱 증대되는 문제가 발생하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 기존 원웨이밸브의 접촉부위(511)에서 발생하는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 상기 접촉부위(511)에 일정 부분 돌출된 상기 돌출부(5111)를 형성하게 된다.

상기 돌출부(5111)는 상기 접촉부위(511)가 일정 부분 돌출되어 넓은 접촉면적을 갖도록 하는 부분으로, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 접촉부위(511)에 일정 부분 돌출된 상기 돌출부(5111)를 형성하게 되면, 상기 돌출부(5111)에서는 상기 접촉부위(511)의 양단이 넓은 접촉면적 즉, 서로 넓게 접촉할 수 있으므로 잦은 개폐와 높은 호흡압력하에서 도 7의 (2)에 도시된 바와 같이 상기 접촉부위(511)(즉, 상기 돌출부(5111))의 양단이 서로 정확하게 맞닿지 않게 되는 경우더라도 상기 돌출부(5111)의 넓은 접촉면적으로 인해 개구된 공간은 발생하지 않게 되고 따라서 공기가 새지 않도록 확실히 차단할 수 있어 타방향(②방향)의 흐름은 차단하고 일방향(①방향)으로만 공기를 흐를 수 있도록 하는 원웨이밸브의 제기능을 다할 수 있게 된다. 특히, 운동용 방진마스크의 호흡저항을 줄일 수 있게 하기 위해서는 상기 마스크(10)에 여과된 공기를 제공하는 상기 연결부(50)(또는 날숨으로 배출된 공기를 배출하는 배기부(70))의 원웨이밸브를 얇은 두께의 재질로 형성함은 물론 직경을 크게 형성하여야 할 필요가 있는데, 이와 같이 원웨이밸브의 두께를 얇게 하면서 그 직경을 크게 형성하는 경우에는 (상기 돌출부(5111)가 형성되지 않은 종래의)접촉부위(511)의 양단이 서로 정확하게 접촉되지 못하게 되는 상황이 더욱 빈번하게 발생하게 될 것이므로, 본원발명에서는 상기 접촉부위(511)에 상기 돌출부(5111)를 형성하여 상기 돌출부(5111)의 넓은 접촉면적으로 인해 상기 접촉부위(511)(즉, 상기 돌출부(5111))의 양단이 서로 정확하게 맞닿지 않게 되는 경우더라도 공기가 새지 않도록 확실히 차단할 수 있어 상기 원웨이밸브의 직경을 보다 크게 형성할 수 있게 되고 그에 따라 호흡저항을 줄일 수 있는 특징을 갖게 된다.

한편, 상기 원웨이밸브(510)의 다른 실시예의 경우 호흡저항을 줄일 수 있도록 밸브의 두께를 줄이거나 직경을 보다 크게 형성할 수 있도록 하기 위해 중요부위만의 두께를 보강하는 형태로 형성될 수 있는데, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 원웨이밸브(510)의 상기 돌출부(5111)의 양단에서 각각 수직으로 이어지는 부위(a) 및 중앙부에서 각각 수직으로 이어지는 부위(b)를 다른 부분에 비해 보강하게 되면(즉, 보다 두껍게 형성하게 되면), 상기 a, b부위가 주가 되어 상기 돌출부(5111)의 개폐가 정확하게 이루어질 수 있도록 작용하게 되므로 상기 a, b부위를 제외한 나머지 부분은 상대적으로 작은 두께로 형성하거나 밸브 전체의 직경을 보다 크게 형성할 수 있게 된다. 즉, 원웨이밸브(510)의 개폐에 지장을 주지 않는 범위 내에서 원웨이밸브(510)의 두께를 줄이거나 직경을 보다 크게 형성할 수 있도록 함으로써 본원발명에서 추구하고자 하는 호흡저항을 줄일 수 있는 효과를 도모할 수 있게 된다.

상기 배기부(70)는 상기 마스크(10)의 일측에 별도로 형성되어 사용자가 내쉰 공기를 외부로 배출할 수 있도록 하는 구성으로, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 마스크(10)에 상기 연결부(50)와 함께 상기 배기부(70)가 각각 형성되는 경우에 사용자는 상기 연결부(50)를 통해 공급되는 여과된 공기를 들숨으로 들이마시게 되고 날숨으로 배출되는 공기는 상기 배기부(70)를 통해 외부로 배출하게 된다. 이와 같이 상기 연결부(50)와 배기부(70)에서는 각각 일 방향으로만 공기가 흐를 수 있게 되므로, 상기 연결부(50)에서와 마찬가지로 상기 배기부(70)에도 원웨이밸브(710)가 포함하는데, 상기 원웨이밸브(710)는 앞서 설명한 상기 연결부(50)에 사용되는 원웨이밸브(510)와 동일한 구성으로 그에 형성되는 접촉부위(711)와 돌출부(7111) 역시 상기 연결부(50)의 원웨이밸브(510)의 접촉부위(511) 및 돌출부(5111)와 동일한 형태 및 기능을 갖는 것이므로 이하에서는 중복기재를 피하기 위해 별도의 설명은 생략하도록 한다.

이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동용 방진마스크는 연결부(50)와 배기부(70)에 각각 사용되어 공기가 일방향으로 흐를 수 있도록 하는 원웨이밸브(510,710)의 직경을 크게 형성할 수 있어 호흡저항을 줄일 수 있음은 물론, 원웨이밸브(510,710) 말단의 접촉부위(511,711)에 넓은 면적을 갖는 돌출부(5111,7111)를 형성하여 호흡저항을 줄이기 위해 밸브의 직경을 크게 하더라도 넓은 접촉면적을 갖는 돌출부(5111,7111)의 기밀성에 의해 타방향의 공기의 흐름을 확실히 차단할 수 있는 특징이 있다. 또한, 본 발명에 따른 운동용 방진마스크는 외부공기를 여과하기 위해 사용되는 정화통(30)의 필터부(330)의 접촉면적을 최대화함으로써 호흡저항을 줄일 수 있고, 상기 필터부(330)가 넓은 접촉면적을 갖으면서도 간단한 구조로 형성되도록 하여 제작이 용이함은 물론 가볍고 부피를 작게 할 수 있어 착용감이 좋고 운동에 방해되지 않도록 할 수 있으며, 정화통(30)을 마스크(10)에 직접 부착해야 하는 방식이 아니라 운동상태에 따라 사용자의 의복 어느 곳에도 쉽게 부착할 수 있어 사용의 편의성을 높일 수 있는 특징이 있다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10: 마스크 30: 정화통 50: 연결부 70: 배기부
310: 케이스 311: 통기공 313: 클립
320: 여과챔버 321: 유입부 323: 유출부 325: 결속돌기
330: 필터부 331: 필터지지부 333: 봉지형 필터
340: 필터고정수단 341: 필터삽입공 343: 결속부
510: 원웨이밸브 511: 접촉부위 5111: 돌출부
710: 원웨이밸브 711: 접촉부위 7111: 돌출부

Claims (2)

1. 사용자의 안면에 착용하는 마스크와,
   외부공기 중의 유해입자를 걸러내어 여과된 공기를 제공하는 정화통과,
   상기 마스크와 정화통을 연결하여 상기 정화통에서 제공되는 여과된 공기를 사용자가 흡입할 수 있도록 하는 연결부와,
   상기 마스크 내의 사용자가 날숨으로 내쉰 공기를 배출할 수 있도록 하는 배기부를 포함하며,
   상기 연결부와 배기부에는 각각 한 방향으로만 공기가 흐를 수 있도록 하는 원웨이밸브를 포함하고, 상기 원웨이밸브는 말단이 '|'자 형태로 맞닿는 접촉부위를 형성하여 개폐가 용이하도록 하는 것을 특징으로 하는 호흡저항을 최소화한 운동용 방진마스크.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 원웨이밸브는
   상기 접촉부위가 일정 부분 돌출된 돌출부를 형성하여 상기 돌출부 전체에 걸쳐 넓은 접촉면적을 갖도록 함으로써, 호흡저항을 줄일 수 있게 상기 원웨이밸브의 두께를 얇게 하고 직경을 크게 하더라도 상기 접촉부위가 공기를 새지않게 확실히 차단할 수 있는 것을 특징으로 하는 호흡저항을 최소화한 운동용 방진마스크.

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