KR20160148014A

KR20160148014A - 이중 회전축을 갖는 이어 머프 부착물

Info

Publication number: KR20160148014A
Application number: KR1020167033772A
Authority: KR
Inventors: 헨릭 노르딘; 시그발드 닐슨; 에밀 엔손
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
Priority date: 2014-05-02
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2016-12-23
Also published as: PL3136899T3; RU2654421C1; CN106231940A; BR112016025592B1; EP3136899A1; KR102386680B1; WO2015167924A1; CN106231940B; US10959477B2; US20170049179A1; AU2015253572B2; BR112016025592A2; EP3136899B1; AU2015253572A1

Abstract

본 설명은 이어 머프 부착 조립체를 제공한다. 예시적인 이어 머프 부착 조립체(100)는 하우징(110), 이어 머프(130), 제1 및 제2 단부 영역을 갖는 아암(120)으로서, 제1 단부 영역은 하우징 내에 위치되고 제2 단부 영역은 이어 머프에 부착되는, 아암, 및 하우징과 아암의 제1 단부 영역에 결합되는 스프링(150)을 포함한다. 아암은 제1 회전축을 중심으로 제1 위치와 중간 위치 사이에서, 그리고 제2 회전축을 중심으로 중간 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능하다.

Description

이중 회전축을 갖는 이어 머프 부착물{EAR MUFF ATTACHMENT HAVING DUAL AXIS OF ROTATION}

본 발명은 제1 및 제2 축을 중심으로 작동 위치(active position)와 대기 위치(standby position) 사이에서 회전하는 이어 머프(ear muff) 부착 메커니즘에 관한 것이다.

청력 보호 및 소음 차단 장치의 사용이 잘 알려져 있고, 다양한 유형이 고려되었다. 그러한 장치는 내이(inner ear) 내로의 음파의 통과를 물리적으로 차단하기 위해 사용자의 귀 위에 배치되는 이어 머프를 포함한다. 이어 머프는 전형적으로 흡음기(sound absorber) 또는 라이너(liner)를 포함하는 컵-형상의 쉘(cup-shaped shell)을 포함한다. 이어 머프는 헤드 밴드(head band), 스트랩(strap), 헬멧(helmet) 또는 다른 헤드피스(headpiece)에 의해 사용자의 머리 상에 또는 그 둘레에 지지될 수 있다. 안전모(hard hat) 및 다른 헤드 기어(head gear)와 같은 헬멧이 헬멧에 부착되는 그리고 사용자의 귀 위의 또는 그로부터 떨어진 다양한 위치들 사이에서 조절가능할 수 있는 아암(arm)을 포함하는 이어 머프와 함께 착용될 수 있다. 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 코.(3M Co.)로부터 입수가능한 쓰리엠 펠터(3M PELTOR) X 시리즈 헬멧 장착형 이어 머프와 같은 다양한 헬멧 장착형 이어 머프가 입수가능하다.

종래의 헬멧 장착형 장치는 흔히 작동 위치로 회전시키기 위해 대기 위치로 회전시키는 데에 필요한 힘과 동일한 수준의 힘을 필요로 한다. 따라서, 과도한 힘이 이어 머프를 작동 위치로 이동시키는 것을 피하기 위해 그리고 대기 위치에 있을 때 조립체의 사전-응력을 받은 구성요소에 의해 가해지는 힘을 제한하기 위해, 이어 머프의 운동 범위가 흔히 의도적으로 제한된다. 본 설명에 따른 이어 머프 부착 조립체는 이어 머프를 작동 위치로 이동시키기 위한 최대 힘이 이어 머프를 대기 위치로 이동시키기 위한 최대 힘과 상이하도록(예컨대, 그보다 작도록) 구성될 수 있다. 사용하기 용이하고 대기 위치에 있을 때 사전-응력을 받은 구성요소의 힘을 최소화시키는 이어 머프 부착 조립체를 제공하면서 원하는 힘 수준과 운동 범위가 제공될 수 있다.

본 설명은 하우징, 이어 머프, 제1 및 제2 단부 영역을 갖는 아암으로서, 제1 단부 영역은 하우징 내에 위치되고 제2 단부 영역은 이어 머프에 부착되는, 아암, 및 하우징과 아암의 제1 단부 영역에 결합되는 스프링을 포함하는 이어 머프 부착 조립체를 제공한다. 아암은 제1 회전축을 중심으로 제1 위치와 중간 위치 사이에서, 그리고 제2 회전축을 중심으로 중간 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능하다.

본 설명은 또한 헬멧 및 하우징에 부착되는 제1 및 제2 이어 머프 조립체를 포함하는 이어 머프 부착 조립체를 제공한다. 제1 및 제2 이어 머프 조립체 각각은 제1 회전축을 한정하는 제1 레버 시트(lever seat)를 갖는 하우징, 제1 및 제2 단부 영역을 포함하는 아암으로서, 제1 단부 영역은 제2 회전축을 한정하는 제2 레버 시트를 갖고 제2 단부 영역은 이어 머프를 포함하는, 아암, 및 하우징과 하우징 내의 아암의 제1 단부 영역에 결합되는 스프링을 포함한다. 아암은 제1 회전축을 중심으로 제1 위치와 중간 위치 사이에서, 그리고 제2 회전축을 중심으로 중간 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능하다. 이어 머프는 아암이 제1 위치에 있을 때 작동 위치에 있고, 아암이 제2 위치에 있을 때 대기 위치에 있다.

본 발명의 상기 요약은 본 발명의 각각의 개시된 실시예 또는 모든 구현예를 기술하고자 하는 것은 아니다. 하기 도면 및 상세한 설명이 예시적인 실시예를 더욱 구체적으로 예시한다.

본 설명은 첨부된 도면을 참조하여 추가로 설명될 것이고, 동일한 구조물은 여러 도면에 걸쳐 동일한 도면 부호에 의해 참조된다.
도 1은 본 설명에 따른, 헬멧 및 예시적인 이어 머프 부착 조립체(100)의 사시도.
도 2는 본 설명에 따른, 헬멧 및 예시적인 이어 머프 부착 조립체(100)의 분해도.
도 3a, 도 3b, 및 도 3c는 제1, 중간, 및 제2 구성에 있는 예시적인 이어 머프 부착 조립체(100)의 대표적인 개략도.
전술된 도면은 개시된 발명 요지의 다양한 실시예를 제시하지만, 다른 실시예가 또한 고려된다. 모든 경우에, 이러한 설명은 개시된 발명 요지를 제한하는 것이 아니라 대표적인 것으로서 제시한다. 이러한 설명의 원리의 범주 및 사상에 속하는 다수의 다른 변형 및 실시예가 당업자에 의해 창안될 수 있음을 이해하여야 한다.

본 설명은 사용자가 이어 머프를 작동 위치와 대기 위치 사이에서 이동시키도록 허용하는 이어 머프 부착 조립체를 제공한다. 이어 머프 부착 조립체는 하우징, 이어 머프, 및 하우징 및 이어 머프와 결합되는 아암을 포함한다. 아암은 제1 회전축을 중심으로 제1 위치와 중간 위치 사이에서, 그리고 제2 회전축을 중심으로 중간 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능하다. 제1 및 제2 축을 중심으로 하는 회전은 작동 위치로의 회전에 필요한 힘이 사용자가 이어 머프를 대기 위치로 회전시키는 데에 필요한 힘과 상이하도록 허용한다. 예를 들어, 이어 머프를 사용자의 귀로부터 떨어진 곳에 위치시킬 때보다 작은 힘이 이어 머프를 사용자의 귀 위에 위치시키는 데에 필요할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 이어 머프 부착 조립체는 사용자가 이어 머프를 작동 위치와 대기 위치 사이에서 더욱 용이하게 이동시키도록 허용하면서 구성요소 상의 응력을 감소시켜 조립체의 가용 수명을 최대화시킨다.

도 1 및 도 2는 하우징(110), 아암(120) 및 이어 머프(130)를 포함하는 예시적인 이어 머프 부착 조립체(100)를 도시한다. 아암(120)은 이어 머프(130)가 예를 들어 작동 위치와 대기 위치 사이에서 조절 및/또는 토글링될(toggled) 수 있도록, 제1 위치와 중간 위치 사이에서 그리고 중간 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능하다. 작동 위치에서, 이어 머프(130)는 사용자의 귀를 적어도 부분적으로 덮도록 구성된다. 대기 모드에서, 이어 머프(130)는 사용자의 머리와의 접촉으로부터 떨어져 그리고/또는 접촉으로부터 벗어나 상승된 위치에 있다. 사용자는 예를 들어 청력 보호를 필요로 하는 영역에 들어가거나 그로부터 떠날 때, 또는 사용자에 의해 요구될 수 있는 대로, 작동 위치와 대기 위치 사이에서 전환할 수 있다. 대기 위치로의 조절은 사용자가 이어 머프를 휴대하거나 보관할 필요 없이 이어 머프(130)를 청력 보호가 제공되는 작동 위치로 이동시키기 위해 이어 머프(130)가 용이하게 이용가능하도록 허용한다.

하우징(110)은 예를 들어 도 1에 도시된 헬멧(50)과 같은, 헬멧, 안전모, 스트랩, 헤드 밴드, 또는 다른 머리 지지물에 직접적으로 또는 간접적으로 부착될 수 있다. 헬멧(50)은 이어 머프 부착 조립체(100)와 동시에 착용되고 그에 대한 지지를 제공할 수 있다. 하우징(110)은 헬멧(50)의 외측 표면에 부착되고, 아암(120)은 이어 머프(130)가 바람직하게는 사용자의 귀를 덮기 위해 위치될 수 있도록 헬멧(50)의 에지 주위에서 대체로 하향으로 연장된다. 제2 하우징(110)과 이어 머프 조립체(100)가 유사하게 헬멧(50)의 반대측에 부착된다.

예시적인 실시예에서, 하우징(110)은 어댑터(adapter)(140)를 통해 헬멧(50)에 부착된다. 어댑터(140)는 헬멧(50)의 상보형 특징부(51), 예컨대 슬롯(slot), 개구, 돌출부, 또는 다른 적합한 특징부에 의해 수용되는 탭 또는 돌출부(141)를 포함한다. 어댑터(140)와 하우징(110)은 영구적인 또는 해제가능한 결합을 제공하도록 상호작용하는 상보형 특징부를 포함한다. 예를 들어, 하우징(110)은 어댑터(140)의 하나 이상의 슬롯(142) 내에 활주가능하게 수용되어 마찰식으로 또는 기계적으로 유지되는 플랜지(flange)(117)를 포함한다. 다양한 예시적인 실시예에서, 헬멧(50), 하우징(110), 및/또는 어댑터(140)는 또한 스냅-끼워맞춤(snap-fit) 구성요소, 리벳, 기계적 체결구, 접착제, 또는 당업계에 알려진 바와 같은 다른 적합한 부착 구성요소와 같은 다양한 다른 적합한 구성요소를 사용하여 연결될 수 있다.

이어 머프(130)는 사용자의 귀 및/또는 머리의 적어도 일부분을 덮도록 구성된다. 예시적인 실시예에서, 이어 머프(130)는 컵 형상을 나타내고, 쿠션(137)과 흡음기(도시되지 않음)를 포함한다. 쿠션(137)은 이어 머프(130)가 음파가 유입되는 것을 방지하기 위해 적절한 시일(seal)을 형성하는 작동 위치에 있을 때 사용자의 머리 및/또는 귀와 접촉하도록 구성된다.

아암(120)은 하우징(110)으로부터 외향으로 연장되고, 이어 머프(130)를 지지하도록 구성된다. 아암(120)은 하우징(110)에 근접한 제1 단부 영역(121) 및 제1 단부 영역(121)으로부터 이격되는 제2 단부 영역(122)을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 제1 단부 영역(121)은 하우징(110) 내의 개구(112)를 통해 연장되고, 하우징(110) 내의 스프링(150)과 결합된다. 아암(120)의 제2 단부 영역(122)은 이어 머프(130)에 부착된다. 예시적인 실시예에서, 아암(120)은 아암(120)의 제2 단부 영역(122)이 이어 머프(130)의 제1 및 제2 측부 상의 부착 위치(131, 132)에서 이어 머프(130)에 연결되는 2개 이상의 부분을 포함하도록 "Y" 또는 분지형(branched) 형상을 갖는다. 다른 예시적인 실시예에서, 아암(120)의 제2 단부 영역(122)은 이어 머프(130)의 외측 면(134) 상의 부착 위치(133), 또는 하나 이상의 다른 위치에 부착될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 아암(120)의 제2 단부 영역(122)은 이어 머프(130)에 회전가능하게 부착된다. 회전가능한 부착은 편안한 맞춤 및 사용자의 머리 및/또는 귀와의 강건한 시일을 가능하게 하기 위해 이어 머프(130)가 아암(120)에 대해 회전 또는 선회하도록 허용한다. 일부 예시적인 실시예에서, 아암(120)은 다양한 사용자 머리 크기 및/또는 원하는 위치설정을 수용하기 위해 이어 머프(130)의 수직 위치가 조절될 수 있도록, 예를 들어 마찰식으로 결합되는 동심 부분(120a, 120b)에 의해 조절가능한 길이를 가질 수 있다.

아암 및 하우징은 아암(120) 및 이어 머프(130)가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 반복적으로 이동될 수 있도록 충분한 강성과 내구성을 제공하는 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 아암(120)은 아세탈로 제조되고, 하우징(110)은 유리 섬유 강화 폴리아미드와 같은 폴리아미드로 제조된다.

이어 머프 부착 조립체(100)는 하우징(110) 및 아암(120)과 결합되는 스프링(150)을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 스프링(150)은 원통형 단면을 갖는 그리고 대체로 타원형 또는 링(ring) 형상으로 휘어지는 탄성 금속 와이어(resilient metal wire)로부터 형성된다. 제1 스프링 결합 부분(151)이 하우징 스프링 유지 특징부(113)에서 하우징(110)과 결합된다. 하우징 스프링 유지 특징부(113)는 스프링(150)이 이어 머프 부착 조립체(100)의 정상적인 사용 동안 결합된 위치로 유지될 수 있도록 리세스(recess)(113a), 또는 스프링(150)과 상보적인 다른 특징부를 포함할 수 있다. 제2 스프링 결합 부분(152)이 아암 스프링 유지 특징부(123)에서 아암(120)의 제1 단부 영역(121)과 결합된다. 아암 스프링 유지 특징부(123)는 스프링(150)이 이어 머프 부착 조립체(100)의 정상적인 사용 동안 결합된 위치로 유지될 수 있도록 리세스(123a), 또는 스프링(150)과 상보적인 다른 특징부를 포함할 수 있다. 다양한 예시적인 실시예에서, 스프링(150)은 코일 스프링(coil spring), 판 스프링(leaf spring), 또는 당업계에 알려진 바와 같은 다른 적합한 스프링을 포함할 수 있고/있거나, 하우징(110) 및/또는 아암(120)과 일체화될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 스프링(150)은 스프링(150)이 제1 및 제2 스프링 결합 부분(151, 152)에서 하우징(110) 및/또는 아암(120)에 대해 회전할 수 있도록 아암(120) 및 하우징(110)과 회전가능하게 결합된다. 즉, 제1 및 제2 스프링 결합 부분(151, 152)은 예를 들어 제1 및 제2 스프링 축(30, 40)을 중심으로 회전할 수 있다.

스프링(150)은 스프링(150)의 압축 또는 활성화(activation)에 기인하는 스프링력(spring force)(Fs)을 가한다. 예시적인 실시예에서, 스프링력(Fs)은 중립 또는 초기 스프링 길이(Li)로부터, 예를 들어 제1 및 제2 결합 위치(151, 152) 사이의 스프링 길이(Ls)로의 스프링(150)의 압축에 기인한다. 스프링(150)의 압축 또는 활성화는 아암(120)을 제1 또는 제2 위치를 향해 이동시키도록 작용할 수 있는 스프링력(Fs)이 아암(120)의 제1 단부 영역(121)에 인가되는 결과를 가져온다. 일부 예시적인 실시예에서, 스프링력(Fs)은 스프링(150)의 압축량과 스프링 상수(spring constant)(K)의 곱에 비례하며, 따라서 아암(120)이 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동함에 따른 스프링 길이(Ls)에 따라 변화한다.

스프링력(Fs)과 이어 머프 부착 조립체(100)의 기하학적 구조 및 구성은 아암(120)의 위치에 기초하여 변화하는 힘(F)이 제2 단부 영역(122)과 이어 머프(130)에 가해지는 결과를 가져온다. 예를 들어, 작동 위치에 있을 때, 힘(F)이 이어 머프(130)를 사용자의 귀를 향해 민다. 힘(F)은 이어 머프(130)를 작동 위치로 유지시키도록 작용하고, 소리가 사용자의 귀에 유입되는 것을 물리적으로 방지하기 위해 이어 머프(130)와 사용자의 귀 및/또는 머리 사이의 시일을 가능하게 한다. 아암(120)이 제1 위치와 중간 위치 사이에서 이동됨에 따라, 힘(F)이 아암(120)과 이어 머프(130)를 제1 위치로 복귀시키도록 작용한다. 유사하게, 아암(120)이 제2 위치와 중간 위치 사이에서 이동됨에 따라, 힘(F)이 아암(120)과 이어 머프(130)를 제2 위치로 복귀시키도록 작용한다. 예시적인 실시예에서, 힘(F)은 중간 위치에서 대략 0이다. 즉, 예시적인 실시예에서, 힘(F)은 아암(120)이 중간 위치의 양측으로 통과함에 따라 대략 0이고 방향을 전환한다. 힘(F)은 주로 스프링(150)과 이어 머프 부착 조립체(100)의 구성요소 구성 및 기하학적 구조에 기인하고, 본 명세서에 기술된 바와 같이 이어 머프(130)에 원하는 힘을 생성하도록 구성될 수 있다.

도 3a 내지 도 3c는 각각 제1 위치, 중간 위치, 및 제2 위치에 있는 아암(120)을 갖는 예시적인 이어 머프 부착 조립체(100)의 개략적인 단면도를 도시한다. 아암(120)은 제1 회전축(10)을 중심으로 제1 위치(도 3a)와 중간 위치(도 3b) 사이에서, 그리고 제2 회전축(20)을 중심으로 중간 위치(도 3b)와 제2 위치(도 3c) 사이에서 회전가능하다. 아암(120)의 회전은 중간 위치에서 제1 회전축(10)으로부터 제2 회전축(20)으로 전환되거나 플리핑된다(flip).

예시적인 실시예에서, 제1 회전축(10)은 하우징(110)의 제1 레버 시트(115)에 의해 한정된다. 제1 레버 시트(115)는 아암(120)의 상보적인 형상의 아암 돌출부(124)를 수용하도록 구성되는 제1 함몰부(depression) 또는 리세스(116)를 갖는다. 아암 돌출부(124)는 아암(120)이 제1 위치와 중간 위치 사이에서 이동함에 따라 아암 돌출부(124)를 통과하는 제1 축(10)을 중심으로 제1 리세스(116) 내에서 회전 또는 선회할 수 있다. 제2 회전축(20)은 아암(120)의 제2 레버 시트(125)에 의해 한정된다. 제2 레버 시트(125)는 상보적인 형상의 하우징 돌출부(114)를 수용하도록 구성되는 제2 함몰부 또는 리세스(126)를 갖는다. 제2 함몰부 또는 리세스(126)는 아암(120)이 중간 위치와 제2 위치 사이에서 이동함에 따라 하우징 돌출부(114)를 통과하는 제2 축(20)을 중심으로 하우징 돌출부(114) 위에서 회전 또는 선회할 수 있다.

다양한 대안적인 예시적인 실시예에서, 아암(120)이 제1 레버 시트를 포함할 수 있고 하우징(110)이 제2 레버 시트를 포함할 수 있거나, 아암(120) 또는 하우징(110)이 제1 및 제2 회전축(10, 20)을 한정하는 제1 및 제2 레버 시트 둘 모두를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 회전축은 당업계에 알려진 바와 같은 다른 적합한 형상 및/또는 특징부에 의해 한정될 수 있다.

도 3a는 이어 머프(130)(도시되지 않음)가 작동 위치에 있는 제1 위치에서의 이어 머프 부착 조립체(100)의 아암(120)을 도시한다. 스프링(150)이 스프링력(Fs)을 아암(120)의 제1 단부 영역(121)에 가하여, 이어 머프(130)가 사용자의 머리 및/또는 귀에 대해 가압되게 하는 힘(F)이 아암(120)의 제2 단부 영역(122)과 이어 머프(130)에 인가되는 결과를 가져온다. 힘(F)은 이어 머프(130)를 작동 위치로 유지시키면서 이어 머프(130)와 사용자의 머리 및/또는 귀 사이의 적절한 시일을 제공하도록 작용한다. 사용자가 예를 들어 힘(F)을 극복하고 아암(120)을 중간 위치를 지나 회전 또는 선회시킴으로써 이어 머프(130)를 그들의 귀로부터 떨어지게 그리고 작동 위치 밖으로 이동시킬 수 있다.

도 3b는 제1 회전축(10)과, 각각 스프링(150)이 하우징(110) 및 아암(120)과 결합되는 제1 및 제2 스프링 결합 위치(151, 152)가 실질적으로 정렬되는 예시적인 중간 위치에서의 아암(120)을 도시한다. 이러한 중간 위치에서, 스프링(150)은 최대 압축을 나타내고, 최대 스프링력(Fs)을 가한다. 스프링력(Fs)은 제1 및 제2 회전축(10, 20)을 통해 연장되는 방향으로 작용한다. 따라서, 아암(120)의 제2 단부 영역 및/또는 이어 머프(130)에 가해지는 힘(F)이 실질적으로 0이다. 즉, 도 3b에 도시된 중간 위치에서, 스프링력(Fs)은 아암(120)을 회전시키도록 작용하는 힘을 생성하지 않는다. 중간 위치로부터 멀어지는 아암(120)의 이동은 제1 또는 제2 위치를 향하는 힘(F)을 생성한다. 예를 들어, 제1 위치로부터 멀어지게 중간 위치를 지나 이동하는 것은 아암(120)에 인가되는 스프링력(Fs)의 방향이 대체로 하우징(110)으로부터 외향으로 지향되는 방향으로부터 대체로 하우징(110)을 향해 지향되는 방향으로 플리핑되거나 전환되게 한다. 힘(F)은 유사하게 힘(F)이 아암(120)과 이어 머프(130)를 제2 위치를 향해 이동시키게 작용하도록 플리핑되거나 전환되고, 아암(120)의 회전은 제1 회전축(10)을 중심으로 하는 회전으로부터 제2 회전축(20)을 중심으로 하는 회전으로 전환된다.

도 3c는 이어 머프(130)가 대기 위치에 있으며 이어 머프(130)가 상승되고 사용자의 머리와의 접촉으로부터 떨어져 그리고/또는 접촉으로부터 벗어나 위치되는 예시적인 제2 위치에서의 아암(120)을 도시한다. 스프링(150)은 이어 머프(130)가 대기 위치로부터 멀어지는 이동에 저항하게 하는 스프링력(Fs)을 아암(122)의 제1 단부 영역(121)에 가한다. 제1 단부 영역(121), 또는 아암(120)의 다른 부분이 하우징(110)의 정지부(stop)(118) 또는 다른 표면에 대해 가압되어, 대기 위치를 넘어서는 아암(120)의 추가의 회전을 방지한다. 따라서, 대기 위치에 놓여 있을 때, 힘(F)은 0이다. 사용자는 예를 들어 이어 머프(130)를 대기 위치 밖으로 이동시키고 아암(120)을 대기 위치로 복귀시키도록 작용하는 힘(F)을 극복하고 아암(120)을 중간 위치를 지나 회전 또는 선회시킴으로써 이어 머프(130)를 그들의 귀를 향해 그리고 작동 위치로 이동시킬 수 있다. 아암(120)이 중간 위치를 통과할 때, 힘(F)의 방향이 플리핑되거나 전환되고, 이어 머프(130)가 작동 위치로 밀린다.

아암(120)의 제2 단부 영역(122)과 이어 머프(130)에 가해지는 힘(F)은 아암(120)의 위치 및 스프링(150)의 압축 또는 활성화와 관련된다. 예시적인 실시예에서, 힘(F)은 아암(120)의 제2 단부 영역(122)의 운동에 평행한 그리고 회전축에 직교하는 방향으로 작용하는 것으로 기술될 수 있다. 아암(120)이 "Y자" 또는 분지형 구성을 갖는 실시예에서, 힘(F)은 예를 들어 각각의 부착 위치에 작용하는 성분을 포함할 수 있으며, 따라서 힘(F)은 이어 머프(130)에 작용하는 전체 힘이다.

도 3a 내지 도 3c의 예시적인 실시예에서, 근사적인 힘(F)이 하기의 관계를 사용하여, 스프링력(Fs), 회전축과 힘(F)의 위치 사이의 유효 길이(A), 아암 회전축과 제2 스프링 결합 위치(152) 사이의 길이(B), 스프링(150)의 초기 길이(Li), 스프링(150)의 압축 길이(Ls), 아암(120)의 회전축과 제1 스프링 결합 위치(151) 사이의 길이(D), (D)와 (B) 사이에 형성되는 각도(α), 및 길이 (C), (H1), 및 (H2)에 기초하여 계산될 수 있다:

F = (Fs) * (H2)/(H1)

Fs =(Li-Ls) * K

H1 = cos(α)*A

H2 = sin(arccos(C/Ls)*D)

C = D ― [cos(α)*B]

길이 (H1), (H2), (Ls), 및 (C)는 아암(120)이 제1 위치와 중간 위치 사이에서 이동함에 따라 변화하고, 스프링력(Fs)과 힘(F)은 유사하게 아암(120)이 회전하고 선회함에 따라 변화한다. 길이 (A), (B), 및 (D)는 아암이 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동하는 동안에 일정하게 유지된다. 아암(120)이 중간 위치를 지나 이동할 때, 아암(120)이 제1 축(10)을 중심으로 하는 회전으로부터 제2 축(20)을 중심으로 하는 회전으로 전환되거나 플리핑되고, 길이 (A), (B), 및 (D)가 동시에 변한다. 이러한 방식으로, 스프링력(Fs)이 동일한 각각의 위치에 대해서도, 힘(F)이 또한 아암(120)이 제1 위치와 중간 위치 사이에 있는지 또는 중간 위치와 제2 위치 사이에 있는지에 따라 변화한다. 따라서, 이어 머프 부착 조립체(100)는 이어 머프(130)를 제1 위치로부터 중간 위치로 이동시키는 데에 필요한 힘(F)이 이어 머프(130)를 제2 위치로부터 중간 위치로 이동시키는 데에 필요한 힘(F)보다 크도록 허용한다. 2개의 회전축을 갖고 이어 머프를 제2 또는 대기 위치로부터 이동시키는 데에 필요한 보다 작은 힘을 생성하는 이어 머프 부착 조립체가 또한 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동되는 거리의 보다 큰 융통성을 허용한다. 예를 들어, 중간 위치와 제2 위치 사이의 힘(F)이 보다 작기 때문에, 원한다면, 이어 머프가 대기 위치에서 사용자의 머리로부터 보다 큰 거리에 위치될 수 있다.

다양한 예시적인 실시예에서, 길이(B)는 약 3 mm 내지 25 mm, 8 mm 내지 17 mm, 또는 약 11.5 mm일 수 있고, 길이(D)는 약 10 mm 내지 30 mm, 15 mm 내지 25 mm, 또는 약 22 mm일 수 있으며, 이어 머프 부착 조립체는 작동 및/또는 대기 위치에서 각도(α)가 5° 내지 35°, 15° 내지 30°, 또는 약 25°일 수 있도록 구성될 수 있다. 그러한 값을 갖는 이어 머프 부착 장치는 본 명세서에 기술된 바와 같은 원하는 힘(F), 스프링력(Fs), 및 아암(120)의 운동 범위를 생성하는 구성을 허용한다.

그러한 기하학적 구조를 갖는 이어 머프 부착 조립체는 제1 위치와 중간 위치 사이의 최대 힘(Fmax1) 및 제2 위치와 중간 위치 사이의 최대 힘(Fmax2)을 생성한다. 제1 위치와 중간 위치 사이의 최대 힘(Fmax1)은 사용자가 이어 머프(130)를 제1, 작동 위치로부터 제2, 대기 위치로 이동시키기 위해 가해야 하는 최대 힘을 나타내고, 제2 위치와 중간 위치 사이의 최대 힘(Fmax2)은 사용자가 이어 머프(130)를 제2, 대기 위치로부터 제1, 작동 위치로 이동시키기 위해 가해야 하는 최대 힘을 나타낸다. 이어 머프 부착 조립체(100)는 (Fmax1)과 (Fmax2) 사이의 원하는 차이(variation)를 갖도록 구성될 수 있다. 다양한 예시적인 실시예에서, (Fmax2)는 (Fmax1)의 25% 내지 85%, (Fmax1)의 45 내지 85%, 또는 (Fmax1)의 약 75%이다. 하나의 예시적인 실시예에서, 이어 머프 부착 조립체(100)는 12.8 mm의 초기 스프링 길이(Li) 및 200 N/mm의 스프링 상수(K)를 갖는다. 아암(120)이 제1 위치와 중간 위치 사이에 있고 제1 축(10)을 중심으로 회전할 때, 이어 머프 부착 조립체(100)는 100 mm의 길이(A1), 11.5 mm의 길이(B1), 및 22 mm의 길이(D1)를 갖는다. 아암(120)이 제2 위치와 중간 위치 사이에 있고 제2 축(20)을 중심으로 회전할 때, 이어 머프 부착 조립체(100)는 103.8 mm의 길이(A2), 7.7 mm의 길이(B2), 및 18.2 mm의 길이(D2)를 갖는다. 그러한 기하학적 구조를 갖는 이어 머프 부착 조립체는 대략 18.1 N의, 제1 위치와 중간 위치 사이의 최대 힘(Fmax1) 및 13.3 N의, 제2 위치와 중간 위치 사이의 최대 힘(Fmax2)을 생성한다.

본 명세서에 기술된 바와 같은 이어 머프 부착 조립체는 종래 장치에 비해 여러 가지 특징과 이점을 제공한다. 2개의 회전축을 갖는 이어 머프 부착 조립체는 이어 머프를 대기 위치로 이동시키는 데에 필요한 힘보다 훨씬 작은 힘으로 이어 머프가 작동 위치로 이동되도록 허용하는 조립체를 가능하게 한다. 이어 머프를 이동시키는 데에 필요한 힘은 사용자가 이어 머프를 작동 위치로부터 대기 위치로 이동시키기 위해 가해야 하는 최대 힘이, 사용자가 이어 머프를 대기 위치로부터 작동 위치로 이동시키기 위해 가해야 하는 최대 힘에 비해 작거나 바람직한 값을 나타내도록 보정될 수 있다. 사용자는 아암(120)과 스프링력(Fs)을 용이하고 편안하게 회전 또는 선회시킬 수 있다. 또한, 예시적인 이어 머프 부착 조립체는 아암이 원하는 힘(F)을 나타내면서 보다 큰 운동 범위를 갖도록 구성될 수 있고, 이어 머프는 사용자의 머리로부터 보다 큰 거리에 있는 대기 위치에 있을 수 있다. 또한, 2개의 회전축을 갖는 이어 머프 부착 조립체는 아암과 이어 머프가 대기 위치에 있을 때 스프링 구성요소에 의해 가해지는 힘을 최소화시키면서 위의 이점이 달성되도록 허용한다. 그러한 구성은 이어 머프 부착 조립체의 하우징 및/또는 다른 구성요소 상의 응력을 감소시키고, 내구성 있고 강건한 조립체를 제공한다.

지금까지 본 개시 내용이 그의 여러 실시예를 참조하여 기술되었다. 전술한 상세한 설명 및 예는 단지 명확한 이해를 위해 제시되었다. 이로부터의 어떠한 불필요한 제한도 없음이 이해되어야 한다. 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 기술된 실시예에서 많은 변화가 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범주는 본 명세서에 기술된 정확한 상세 사항과 구조가 아니라, 오히려 청구범위의 표현으로 기술된 구조 및 이 구조의 균등물에 의해 제한되어야 한다. 임의의 상기 실시예에 대해 기술된 임의의 특징 또는 특성이 개별적으로 또는 임의의 다른 특징 또는 특성과 조합되어 포함될 수 있고, 오직 명확성을 위해 상기 순서 및 조합으로 제공된다. 즉, 본 설명은 본 명세서에 기술된 예시적인 실시예 및 구성요소 각각의 다양한 특징의 모든 가능한 조합과 배열을 고려하고, 각각의 구성요소는 특정 응용에 요구되는 바와 같은 임의의 다른 구성요소와 조합되거나 함께 사용될 수 있다.

Claims

이어 머프(ear muff) 부착 조립체로서,
하우징;
이어 머프;
제1 및 제2 단부 영역을 포함하는 아암(arm)으로서, 상기 제1 단부 영역은 상기 하우징 내에 위치되고, 상기 제2 단부 영역은 상기 이어 머프에 부착되는, 아암; 및
상기 하우징과 상기 아암의 상기 제1 단부 영역에 결합되는 스프링
을 포함하고,
상기 아암은 제1 회전축을 중심으로 제1 위치와 중간 위치 사이에서, 그리고 제2 회전축을 중심으로 상기 중간 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능한, 이어 머프 부착 조립체.
제1항에 있어서, 상기 하우징은 상기 제1 회전축을 한정하는 레버 시트(lever seat)를 포함하는, 이어 머프 부착 조립체.
제1항에 있어서, 상기 아암은 상기 제2 회전축을 한정하는 레버 시트를 포함하는, 이어 머프 부착 조립체.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 회전축은 평행한, 이어 머프 부착 조립체.
제1항에 있어서, 상기 아암의 상기 제1 단부 영역은 상기 스프링과 회전가능하게 결합되는, 이어 머프 부착 조립체.
제1항에 있어서, 상기 스프링은 상기 하우징과 회전가능하게 결합되는, 이어 머프 부착 조립체.
제1항에 있어서, 상기 스프링은 코일 스프링(coil spring), 판 스프링(leaf spring), 및 와이어 스프링(wire spring)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 스프링인, 이어 머프 부착 조립체.
제1항에 있어서, 상기 스프링은 상기 하우징과 일체화되는, 이어 머프 부착 조립체.
제1항에 있어서, 상기 스프링은 상기 아암과 일체화되는, 이어 머프 부착 조립체.
제1항에 있어서, 상기 이어 머프는 상기 아암이 상기 제1 위치에 있을 때 사용자의 귀를 덮도록 구성되는 작동 위치(active position)에 있고, 상기 이어 머프는 상기 아암이 상기 제2 위치에 있을 때 사용자의 귀로부터 떨어진 대기 위치(standby position)에 있는, 이어 머프 부착 조립체.
제1항에 있어서, 상기 스프링은 상기 아암이 상기 제1 위치, 상기 중간 위치, 및 상기 제2 위치 사이에서 이동함에 따라 변화하는 스프링력(spring force)(Fs)을 상기 아암에 가하고, (Fs)는 상기 아암이 중간 위치에 있을 때 최대인, 이어 머프 부착 조립체.
제10항에 있어서, 상기 아암은 상기 제2 단부 영역에 힘(F)을 가하고, 상기 제1 위치와 상기 중간 위치 사이에서 가해지는 제1 최대 힘(Fmax1)이 상기 중간 위치와 상기 제2 위치 사이에서 가해지는 제2 최대 힘(Fmax2)보다 큰, 이어 머프 부착 조립체.
제1항에 있어서, 상기 이어 머프는 상기 아암의 상기 제2 단부에 제거가능하게 부착되는, 이어 머프 부착 조립체.
제1항에 있어서, 상기 이어 머프는 상기 아암의 상기 제2 단부에 조절가능하게 부착되는, 이어 머프 부착 조립체.
이어 머프 부착 조립체로서,
제1 회전축을 한정하는 제1 레버 시트를 포함하는 하우징;
제1 및 제2 단부 영역을 포함하는 아암으로서, 상기 제1 단부 영역은 상기 제1 회전축에 평행한 제2 회전축을 한정하는 제2 레버 시트를 포함하고, 상기 제2 단부 영역은 이어 머프를 포함하는, 아암; 및
상기 하우징과 상기 하우징 내의 상기 아암의 상기 제1 단부 영역에 결합되는 스프링
을 포함하고,
상기 아암은 상기 제1 회전축을 중심으로 제1 위치와 중간 위치 사이에서, 그리고 상기 제2 회전축을 중심으로 상기 중간 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능한, 이어 머프 부착 조립체.
이어 머프 장치로서,
헬멧(helmet); 및
하우징에 부착되는 제1 및 제2 이어 머프 부착 조립체
를 포함하고,
상기 제1 및 제2 이어 머프 부착 조립체 각각은
제1 회전축을 한정하는 제1 레버 시트를 포함하는 하우징;
제1 및 제2 단부 영역을 포함하는 아암으로서, 상기 제1 단부 영역은 제2 회전축을 한정하는 제2 레버 시트를 포함하고, 상기 제2 단부 영역은 이어 머프를 포함하는, 아암; 및
상기 하우징과 상기 하우징 내의 상기 아암의 상기 제1 단부 영역에 결합되는 스프링
을 포함하고,
상기 아암은 상기 제1 회전축을 중심으로 제1 위치와 중간 위치 사이에서, 그리고 상기 제2 회전축을 중심으로 상기 중간 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능한, 이어 머프 장치.
제16항에 있어서, 상기 헬멧에 부착가능하고 상기 하우징의 정합 특징부(mating feature)를 활주가능하게 수용하도록 구성되는 슬롯(slot)을 갖는 어댑터(adapter)를 추가로 포함하는, 이어 머프 장치.
제16항에 있어서, 상기 아암의 상기 제1 단부 영역은 상기 스프링과 회전가능하게 결합되는, 이어 머프 장치.
제16항에 있어서, 상기 스프링은 상기 하우징과 회전가능하게 결합되는, 이어 머프 장치.
제16항에 있어서, 상기 스프링은 상기 하우징과 일체화되는, 이어 머프 장치.
제16항에 있어서, 상기 스프링은 상기 아암과 일체화되는, 이어 머프 장치.
제16항에 있어서, 상기 이어 머프는, 상기 아암이 상기 제1 위치에 있을 때 사용자의 귀를 덮도록 구성되는 결합된 위치에 있고, 상기 아암이 상기 제2 위치에 있을 때 사용자의 귀 위의 결합된 위치에 있는, 이어 머프 장치.