KR20190116436A - 호흡용 보호구의 양압 배기 밸브 - Google Patents

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Abstract

면체의 내부가 소정의 압력에 달했을 때 개방하는 호흡용 보호구의 양압 배기 밸브로서, 밸브체와, 밸브체에 상시 맞닿아 밸브체를 밸브폐쇄 방향으로 가압하는 스프링을 포함하고, 밸브체와 스프링이 형성하는 진동체의 자려 진동이 억제된 양압 배기 밸브를 제공한다. 면체의 내부가 소정의 압력에 달했을 때 개방하는 호흡용 보호구의 양압 배기 밸브로서, 밸브체와, 밸브체에 상시 맞닿아 밸브체를 밸브폐쇄 방향으로 가압하는 제1 스프링과, 밸브체로부터 간극을 두고 밸브체에 대치하고, 밸브체와 제1 스프링이 형성하는 진동체가 자려 진동했을 때 밸브체와 맞닿아 자려 진동을 억제하는 제동체를 구비한다.

Description

호흡용 보호구의 양압 배기 밸브
본 발명은, 면체(面體; mask body)의 내부가 소정의 압력에 달했을 때 개방하는 호흡용 보호구의 양압 배기 밸브(positive pressure exhalation valve)에 관한 것이다.
면체의 내부가 소정의 압력에 달했을 때 개방하는 호흡용 보호구의 양압 배기 밸브가 특허문헌 1에 개시되어 있다.
일본 공개특허 제2014-161356
양압 배기 밸브는, 밸브체와, 밸브체에 상시 맞닿아 밸브체를 밸브폐쇄 방향으로 가압하는 스프링을 구비하고 있다. 호흡용 보호구 사용 시에, 밸브체와 스프링이 형성하는 진동체에 어떠한 외란(外亂)이 생겨, 상기 진동체가 자려(自勵) 진동[self-vibration]하는 경우가 있다. 일단 자려 진동이 시작되면, 진폭이 시간 경과적으로 증가하여, 이상음(異音)이 발생하고, 호흡용 보호구 사용자에게 불쾌감을 준다.
본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 면체의 내부가 소정의 압력에 달했을 때 개방하는 호흡용 보호구의 양압 배기 밸브로서, 밸브체와, 밸브체에 상시 맞닿아 밸브체를 밸브폐쇄 방향으로 가압하는 스프링을 포함하고, 밸브체와 스프링이 형성하는 진동체의 자려 진동이 억제된 양압 배기 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에 있어서는, 면체의 내부가 소정의 압력에 달했을 때 개방하는 호흡용 보호구의 양압 배기 밸브로서, 밸브체와, 밸브체에 상시 맞닿아 밸브체를 밸브폐쇄 방향으로 가압하는 제1 스프링과, 밸브체로부터 간극을 두고 밸브체에 대치하고, 밸브체와 제1 스프링이 형성하는 진동체가 자려 진동했을 때 밸브체와 맞닿아 자려 진동을 억제하는 제동체(制動體; stopping body)를 포함하는, 양압 배기 밸브를 제공한다.
밸브체가 제1 스프링에 의해 상시 밸브폐쇄 방향으로 가압되므로, 양압 배기 밸브는 면체 내압(內壓)이 소정의 압력에 달하지 않는 한 밸브를 개방하지 않는다. 밸브체로부터 간극을 두고 밸브체에 대치한 제동체는, 호흡용 보호구의 통상 작동 시에는, 밸브체와 맞닿지 않아, 양압 배기 밸브의 작동에 간섭하지 않는다. 호흡용 보호구, 나아가서는 밸브체와 제1 스프링이 형성하는 진동체에 어떠한 외란이 생겨, 상기 진동체가 자려 진동을 일으키는 경우가 있다. 자려 진동이 일단 시작되면, 진동 진폭이 시간 경과적으로 증가하고, 밸브체가 제동체와 맞닿는다. 밸브체가 제동체와 맞닿으면, 진동체에 제동력이 생겨, 자려 진동이 정지하고, 자려 진동에 기인하는 이상음이 정지한다.
본 발명의 바람직한 태양(態樣)에 있어서는, 제동체는 기둥형 탄성체이다.
제동체를 기둥형 탄성체로 함으로써, 양압 배기 밸브의 구조가 단순화되어, 양압 배기 밸브의 제조 비용이 저하된다.
본 발명의 바람직한 태양에 있어서는, 제동체는 제2 스프링이다.
기둥형 탄성체의 스프링 상수(spring constant)는 일반적으로 제1 스프링의 스프링 상수보다도 훨씬 더 크므로, 밸브체의 변위(變位)는 기둥형 탄성체에 의해 규제된다. 이 결과, 호흡용 보호구 사용자의 호흡이 통상의 정도를 초과하여 격한 경우, 밸브체가 제동체와 맞닿아 이동을 규제되고, 양압 배기 밸브가 격한 호흡에 알맞는 정도까지 밸브 개방할 수 없다는 문제점을 초래할 가능성이 생긴다. 제동체를 제2 스프링으로 하고, 제2 스프링의 스프링 상수를 적정값으로 하여, 밸브체가 제2 스프링와 맞닿은 후에도 변위 가능하게 함으로써, 진동체의 자려 진동을 억제하고, 또한 호흡용 보호구 사용자의 호흡이 격한 경우에, 양압 배기 밸브의 개도(開度; degree of opening)를 호흡에 알맞는 정도까지 증가시키는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 바람직한 태양에 있어서는, 제2 스프링의 스프링 상수는 제1 스프링의 스프링 상수보다도 큰 값으로 설정되어 있다.
제2 스프링의 스프링 상수를 제1 스프링의 스프링 상수보다도 큰 값으로 설정하고, 제2 스프링으로부터 밸브체와 제1 스프링으로 형성되는 진동체에 인가되는 제동력을 크게 함으로써, 상기 진동체의 자려 진동을 효과적으로 정지시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 태양에 있어서는, 제2 스프링은 코일 스프링이며, 제2 스프링의 밸브체로부터 이격되는 측의 단부(端部)는 지지 부재에 형성된 클로우(claw)에 걸어맞추어져 있고, 상기 단부의 선단은 절곡되어 상기 지지 부재에 형성된 구멍에 삽통(揷通)되어 있다.
코일 스프링은 입수가 용이하며, 제2 스프링에 적합하다. 제2 스프링으로서 코일 스프링을 사용하는 경우, 코일 스프링의 밸브체로부터 이격되는 측의 단부를 지지 부재에 걸 필요가 있다. 코일 스프링의 밸브체로부터 이격되는 측의 단부를 지지 부재에 형성된 클로우에 걸어맞추는 것은, 효과적인 걸림 방법이다. 코일 스프링 단부의 클로우와의 걸어맞춤부는, 상기 단부의 평탄부로 한정할 필요가 있다. 상기 걸어맞춤부가 평탄부를 벗어나 경사부로 되면, 코일 스프링이 경사지고, 밸브체에 편(片)접촉하게 되어, 자려 진동 억제 기능이 손상된다. 상기 단부의 선단을 절곡하여, 상기 지지 부재에 형성한 구멍에 삽통하고, 코일 스프링과 클로우과의 주위 방향 상대(相對) 위치를 고정함으로써, 확실하게, 코일 스프링 단부의 평탄부를 클로우와 걸어맞출 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 양압 배기 밸브를 구비하는 호흡용 보호구의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 관한 양압 배기 밸브를 구비하는 호흡용 보호구의 분해사시도이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 관한 양압 배기 밸브의 단면도(斷面圖)이다.
본 발명의 실시예에 관한 호흡용 보호구의 양압 배기 밸브를 설명한다.
도 1∼도 3에 나타낸 바와 같이, 호흡용 보호구(A)는 면체(B)를 구비하고 있다. 면체(B)의 한쪽의 측부에 원형 개구(B1)가 형성되고, 개구(B1)에 원환형(圓環狀)의 배기 밸브 받이 부재(C)가 면체(B)의 내측으로부터 삽통되어 면체(B)에 고정되어 있다.
양압 배기 밸브(1)가, 개구(B1)를 면체(B)의 외측으로부터 덮는 동시에, 원환형의 실링 부재(D)를 통해, 배기 밸브 받이 부재(C)에 스냅식으로 끼워져 고정되어 있다.
양압 배기 밸브(1)는, 배기 밸브 시트(2)를 구비하고 있다. 배기 밸브 시트(2)는, 원환형의 밸브 시트 형성체(2a)와, 주위 방향으로 서로 간격을 두고 밸브 시트 형성체(2a)에 복수 형성된, 밸브 시트 형성체(2a)를 배기 밸브 받이 부재(C)에 스냅식으로 끼우기 위한 복수의 클로우(2b)와, 밸브 시트 형성체(2a)가 형성하는 원환(圓環)의 중심에 설치되어 후술하는 밸브체의 밸브축이 삽통되는 통형(筒形) 베어링(2c)과, 통형 베어링(2c)과 밸브 시트 형성체(2a)를 연결하는 복수의 암부(arm portion)(2d)와, 한 쌍의 바요넷식(bayonet type) 접속 기구의 휘메일부(雌部; female member)의 클로우(2e)와, 한 쌍의 록 기구(機構)의 휘메일부의 오목부(2f)를 구비하고 있다.
양압 배기 밸브(1)는, 밸브체(3)를 구비하고 있다. 밸브체(3)는, 실리콘 고무로 형성된 원반형(圓盤狀)의 유연한 밸브 본체(3a)와, 밸브 본체(3a)와 동심(同心)으로 설치된 경질(硬質) 플라스틱제의 밸브축(3b)과, 밸브 본체(3a)와 동심으로 설치된 원환형의 경질 플라스틱제의 스프링 받이(3c)를 구비하고 있다. 스프링 받이(3c)는 원환판부(圓環板部)(3c1)와, 원환판부(3c1)의 내주부에 형성된 원통부(3c2)를 구비하고 있다. 밸브 본체(3a)와 밸브축(3b)과 스프링 받이(3c)와는 인서트 성형에 의해 일체로 형성되어 있다.
양압 배기 밸브(1)는, 제1 코일 스프링(4)을 구비하고 있다. 제1 코일 스프링(4)의 양 단부는, 길이 방향으로 직교하여 연장되는 서로 평행한 평탄면을 형성하고 있다. 제1 코일 스프링(4)의 일단부(一端部)는 스프링 받이(3c)의 원통부(3c2)에 외측으로부터 끼워맞추어 원환판부(3c1)와 맞닿아 있다.
양압 배기 밸브(1)는, 제1 코일 스프링(4)과 동심으로 설치된 제2 코일 스프링(5)을 구비하고 있다. 제2 코일 스프링(5)은 제1 코일 스프링(4)보다도 소경이면서 또한 제1 코일 스프링(4)보다도 짧게 형성되어 있다. 제2 코일 스프링(5)은 제1 코일 스프링(4)의 내측에 설치되어 있다. 제2 코일 스프링(5)의 스프링 상수는 제1 코일 스프링 스프링(4)의 스프링 상수보다도 큰 값으로 설정되어 있다. 제2 코일 스프링(5)은 밸브체(3)와 제1 코일 스프링(4)이 형성하는 진동체의 제동체로서 기능한다. 제2 코일 스프링(5)의 양 단부는, 길이 방향으로 직교하여 연장되는 서로 평행한 평탄면을 형성하고 있다. 제2 코일 스프링(5)의 일단부는 밸브 본체(3a)의 스프링 받이 원통부(3c2)의 내측에서 연장되는 부위로부터 소정의 간극을 두고 상기 부위에 대치하고 있다. 제2 코일 스프링(5)의 타단부의 선단(5a)은 길이 방향으로 절곡되어 있다.
양압 배기 밸브(1)는, 스프링 가압 부재(6)를 구비하고 있다. 스프링 가압 부재(6)는 원뿔 사다리꼴의 주위 측벽(6a)과, 정상벽(6b)과, 주위 측벽(6a)으로부터 연장되는 한 쌍의 각부(角部)의 선단부가 형성하는 바요넷식 접속 기구의 메일부(雄部; male member)의 클로우(6c)와, 주위 측벽(6a)으로부터 연장되는 다른 한 쌍의 각부의 선단부가 형성하는 록 기구의 한 쌍의 메일부의 클로우(6d)와, 정상벽(6b)의 이면(裏面; back surface)에 형성된 원통부(6e)와, 주위 방향으로 서로 간격을 두고 정상벽(6b)의 이면에 형성된 3개의 제2 스프링 걸림 클릭(6f)과, 정상벽(6b)에 형성된 제2 스프링 위치결정용의 소경(小徑) 관통공(6g)을 구비하고 있다.
스프링 가압 부재(6)와 배기 밸브 시트(2)는, 서로 걸어맞춤 이탈 가능한 휘메일부의 클로우(2e)과 메일부의 클로우(6c)에 의해 형성된, 눌러 비트는 바요넷식 접속 기구에 의해 착탈(着脫) 가능하게 접속되어 있고, 서로 걸어맞춤 이탈 가능한 메일부의 클로우(6d)과 휘메일부의 오목부(2f)에 의해 형성된 록 기구에 의해, 접속 상태가 안정적으로 유지되고 있다.
제1 코일 스프링(4)의 타단부가, 스프링 가압 부재(6)의 정상벽(6b) 이면의 원통부(6e)에 외측으로부터 끼워맞추어, 정상벽(6b) 이면과 맞닿아 있다. 밸브체(3)와 스프링 가압 부재(6)에 의해 양 단부가 협지된 제1 코일 스프링(4)이, 밸브체(3)를 밸브폐쇄 방향으로 가압하여, 밸브 본체(3a)를 밸브 시트 형성체(2a)와 맞닿게 하고 있다.
정상벽(6b) 이면의 3개의 걸림 클릭(6f)에 제2 스프링(5)의 평탄면을 형성하는 타단부가 걸어맞추어지고, 정상벽(6b)의 소경 관통공(6g)에 제2 스프링(5)의 타단부의 선단(5a)이 삽통된 상태에서, 제2 코일 스프링(5)이 스프링 가압 부재(6)에 걸려져 있다. 전술한 바와 같이, 제2 코일 스프링(5)의 일단부는 밸브 본체(3a)의 스프링 받이 원통부(3c2)의 내측에서 연장되는 부위로부터 소정의 간극을 두고 상기 부위에 대치하고 있다. 상기 간극의 소정값은, 양압 배기 밸브(1)의 통상 작동 시의 밸브체(3)의 변위와 자려 진동 발생시의 밸브체의 변위를, 실기(實機) 시험에 의해 파악하여, 결정되어 있다.
양압 배기 밸브(1)는, 커버 부재(7)를 구비하고 있다. 커버 부재(7)는 원뿔 사다리꼴의 주위 측벽(7a)과, 복수의 암 부재(arm member)를 통해 주위 측벽에 고정된 정상판(7b)을 구비하고 있다. 정상판(7b)과 주위 측벽(7a)과의 사이에는, 상기 암 부재에 의해 복수 개로 분할된 환형(環形) 간극(7c)이 형성되어 있다.
커버 부재(7)는 힌지 기구(8)를 통해 개폐할 수 있도록 배기 밸브 시트(2)에 연결되어 있다. 스냅식 끼움 기구(9)를 통해, 커버 부재(7)의 폐쇄 상태가 해제 가능하게 유지된다.
양압 배기 밸브(1)의 작동을 설명한다.
호흡용 보호구(A)는 면체(B)의 내압을 항상 양압으로 유지하면서, 사용자가 흡기했을 때에만 전동 팬(fan)을 통해 외기가 면체(B)에 공급되는 전동 팬이 장착된 호흡용 보호구이다.
사용자의 호기(呼氣) 시에, 면체(B)의 내부가 소정의 압력에 달하면, 밸브체(3)가 제1 코일 스프링(4)의 가압(付勢)에 저항하여, 밸브 개방 방향으로 이동하고, 양압 배기 밸브(1)는 밸브를 개방한다. 이 결과, 면체(B) 내의 호기가 외부 환경에 배출된다.
호흡용 보호구(A)가 평온(平穩)하게 사용되고 있고, 또한 사용자의 호흡이 특별히 격하지 않은 경우에는, 사용자의 호기 시에 밸브체(3)는 제2 코일 스프링(5)에 맞닿지 않아, 밸브체(3)는 제1 코일 스프링(4)의 가압력과 면체 내압에 의한 가압력을 받아, 개폐 작동한다.
호흡용 보호구(A)에, 나아가서는 밸브체(3)와 제1 코일 스프링(4)이 형성하는 진동체에, 어떠한 외란이 생겨, 상기 진동체가 자려 진동하는 경우가 있다. 일단 자려 진동이 시작되면, 진폭이 시간 경과적으로 증가하여, 이상음이 발생하고, 호흡용 보호구(A)의 사용자에게 불쾌감을 준다. 그러나, 양압 배기 밸브(1)에 있어서는, 밸브체(3)와 제1 코일 스프링(4)이 형성하는 진동체의 자려 진동의 진폭이 증가하면, 제동체인 제2 코일 스프링(5)에 밸브체(3)가 맞닿고, 제2 코일 스프링(5)으로부터 상기 진동체에 제동력이 생겨, 자려 진동이 정지하고, 이상음이 정지한다. 상기 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 양압 배기 밸브(1)에 있어서는, 밸브체(3)와 제1 코일 스프링(4)이 형성하는 진동체의 자려 진동이 억제되어 있다.
제2 코일 스프링(5)에는, 양압 배기 밸브(1)의 통상 작동 시에는 밸브체(3)와 맞닿지 않아, 양압 배기 밸브(1)의 통상 작동에 간섭하지 않고, 양압 배기 밸브의 통상 작동을 저해하지 않는다는 장점이 있다.
제2 코일 스프링(5)의 스프링 상수는 제1 코일 스프링(4)의 스프링 상수보다도 큰 값으로 설정되어 있으므로, 제2 코일 스프링(5)으로부터 밸브체(3)와 제1 코일 스프링(4)으로 형성되는 진동체에 인가되는 제동력은 크다. 이 결과, 상기 진동체의 자려 진동을 효과적으로 정지시킬 수 있다.
제동체인 제2 코일 스프링(5)의 스프링 상수를 적절하게 설정하고, 밸브체(3)가 제2 코일 스프링(5)에 맞닿은 후에도 밸브 개방 방향으로 변위 가능하게 하는 것이 바람직하다. 밸브체(3)와 제1 코일 스프링(4)이 형성하는 진동체의 자려 진동을 억제하고, 또한 호흡용 보호구 사용자의 호흡이 특별히 격한 경우에, 양압 배기 밸브(1)의 개도(degree of opening)를 호흡에 알맞는 정도까지 증가시키는 것이 가능하게 된다.
입수가 용이한 제2 코일 스프링(5)은, 밸브체(3)와 제1 코일 스프링(4)이 형성하는 진동체의 제동체로서 사용하는 것에 적합하다. 이 경우, 제2 코일 스프링(5)의 밸브체(3)로부터 이격되는 타단부를 스프링 가압 부재(6)에 걸 필요가 있다. 제2 코일 스프링(5)의 밸브체(3)로부터 이격되는 타단부를 스프링 가압 부재(6)에 형성된 클로우(6f)에 걸어맞추는 것은, 효과적인 걸림 방법이다. 제2 코일 스프링(5)의 타단부의 클로우(6f)과의 걸어맞춤부는, 상기 타단부의 평탄부로 한정할 필요가 있다. 상기 걸어맞춤부가 평탄부를 벗어나 경사부로 되면, 제2 코일 스프링(5)이 경사지고, 밸브체(3)에 편접촉하게 되어, 자려 진동 억제 기능이 손상된다. 상기 타단부의 선단(5a)을 절곡하여, 스프링 가압 부재(6)에 형성한 소경공(小徑孔)(6g)에 삽통하고, 제2 코일 스프링(5)과 클로우(6f)과의 주위 방향 상대 위치를 고정함으로써, 확실하게, 코일 스프링 타단부의 평탄부를 클로우(6f)과 걸어맞출 수 있다.
제2 코일 스프링(5) 대신에, 밸브체(3)와 제1 코일 스프링(4)으로 형성되는 진동체의 제동체로서, 경질 또는 연질의 기둥형 탄성체를 사용해도 된다. 제동체를 기둥형 탄성체로 함으로써, 양압 배기 밸브(1)의 구조가 단순화되어, 양압 배기 밸브(1)의 제조 비용이 저하된다. 그러나, 기둥형 탄성체의 스프링 상수는 일반적으로 제1 코일 스프링(4)의 스프링 상수보다도 훨씬 더 크므로, 밸브체(3)가 일단 기둥형 탄성체와 맞닿으면, 밸브체(3)의 변위는 기둥형 탄성체에 의해 규제된다. 이 결과, 호흡용 보호구 사용자의 호흡이 특별히 격한 경우, 밸브체(3)가 기둥형 탄성체와 맞닿아 이동을 규제되고, 양압 배기 밸브(1)가 격한 호흡에 알맞는 정도까지 밸브 개방할 수 없다는 문제점을 초래할 가능성이 생긴다.
[산업 상의 이용 가능성]
본 발명은, 호흡용 보호구의 양압 배기 밸브에 널리 이용 가능하다.
A: 호흡용 보호구
B: 면체
C: 배기 밸브 받이 부재
D: 실링 부재
1: 양압 배기 밸브
2: 배기 밸브 시트
3: 밸브체
4: 제1 코일 스프링
5: 제2 코일 스프링
6: 스프링 가압 부재
7: 커버 부재

Claims (5)

  1. 면체(面體; mask body)의 내부가 소정의 압력에 달했을 때 개방하는 호흡용 보호구의 양압 배기 밸브(positive pressure exhalation valve)로서,
    밸브체;
    상기 밸브체에 상시 맞닿아 밸브체를 밸브폐쇄 방향으로 가압하는 제1 스프링; 및
    상기 밸브체로부터 간극을 두고 밸브체에 대치하고, 상기 밸브체와 상기 제1 스프링이 형성하는 진동체가 자려 진동(self-vibration)했을 때 상기 밸브체와 맞닿아 자려 진동을 억제하는 제동체(制動體; stopping body);
    를 포함하는, 양압 배기 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제동체는 기둥형 탄성체인, 양압 배기 밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제동체는 제2 스프링인, 양압 배기 밸브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제동체는 제2 스프링의 스프링 상수(spring constant)가 제1 스프링의 스프링 상수보다 큰 값으로 설정되어 있는, 양압 배기 밸브.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제2 스프링은 코일 스프링이며, 상기 코일 스프링의 밸브체로부터 이격되는 측의 단부(端部)는 지지 부재에 형성된 클로우(claw)에 걸어맞추어져 있고, 상기 단부의 선단부는 절곡되어 상기 지지 부재에 형성된 구멍에 삽통(揷通)되어 있는, 양압 배기 밸브.
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