KR20200005902A - 페이스 마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 수중 레저 또는 재난 환경에서 사용되는 페이스 마스크에서 전방을 투시하는 렌즈부에 센서를 통해 수집된 다양한 정보들을 디스플레이하여 착용자에게 표시하고, 경고하기 위한 페이스 마스크에 관한 것이다. 본 발명에 따른 페이스 마스크는 안면을 밀폐하는 프레임, 프레임의 전방에 배치되어 전방을 투시하는 렌즈부, 신체 정보 및 외부 정보를 수집하는 센서부, 센서부에 의해 수집된 정보를 렌즈부에 출력하는 출력부, 센서부로부터 수집된 신체 정보 및 외부 정보를 전달받아 출력부가 출력하도록 제어하고, 신체 정보 및 외부 정보를 통해 획득한 가공 정보를 출력부가 출력하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

페이스 마스크{face mask}

본 발명은 페이스 마스크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 수중 레저 또는 재난 환경에서 사용되는 페이스 마스크에서 전방을 투시하는 렌즈부에 센서를 통해 수집된 다양한 정보들을 디스플레이하여 착용자에게 표시하고, 경고하기 위한 페이스 마스크에 관한 것이다.

급속한 경제 성장에 따른 인구의 도시의 집중화 현상이 발생되었으며, 이로 인하여 도시 건물의 밀집화, 고층화, 용도의 다변화에 따라 화재가 증가하고 있고, 운행중인 선박이 좌초되거나 침몰하는 등의 수중 환경에서의 재난이 증가하는 추세이다.

따라서 이와 같은 각종 재난 환경에서 안전한 탈출 및 인명을 구조하기 위한 개인구조 장비가 등장하고 있다.

이러한 개인구조 장비에는 공기호흡기, 방화복, 소방용 장화 등 여러 가지가 있으나 화재로 인한 진압, 비상탈출, 수중 환경에서의 호흡 등 급박한 상황 속에서 가장 유용한 장비인 호흡구의 성능 향상을 위한 일환으로서 페이스 마스크의 개발이 진행되고 있다.

한편 한국공개특허 제2005-0037718호에는 재난 환경에서 사용되는 "공기호흡기용 풀페이스 마스크" 에 관하여 개시하고 있다.

개시된 공기호흡기용 풀페이스 마스크는 시야확보를 위한 투시공이 관통형성되고, 공기호흡기와 소통가능하게 연결되는 호흡공이 관통형성되며, 투시공의 둘레를 따라 홈형태의 끼움테가 마련되는 마스크본체, 마스크본체의 끼움테에 결합되어 투시공을 투시가능하게 차폐하는 렌즈, 렌즈의 테두리를 상기 끼움테에 삽입된 상태로 고정하면서 렌즈를 마스크본체에 분리가능하게 고정하는 틀체형태의 렌즈홀더, 마스크본체의 호흡공에 결합된 상태로 공기호흡기와 연결되고, 공기호흡기의 공기를 마스크 본체의 내부로 공급하면서 마스크본체의 공기를 외부로 배기하는 연결구 및 호흡공의 외측에서 결속되면서 연결구를 호흡공에 결합된 상태로 고정하는 고정밴드를 포함한다.

개시된 공기호흡기용 풀페이스 마스크는 넓은 시야 확보를 하도록 구성되어 있으나, 착용자의 안전과 관련하여 정보를 제공하는 수단이 없는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 각종 수중 레저 또는 재난 환경에서 사용되는 페이스 마스크에서 전방을 투시하는 렌즈부에 센서를 통해 수집된 다양한 정보들을 디스플레이하여 착용자에게 표시하고, 경고하기 위한 페이스 마스크를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 페이스 마스크는 안면을 밀폐하는 프레임, 상기 프레임의 전방에 배치되어 전방을 투시하는 렌즈부, 신체 정보 및 외부 정보를 수집하는 센서부, 상기 센서부에 의해 수집된 정보를 상기 렌즈부에 출력하는 출력부, 상기 센서부로부터 수집된 상기 신체 정보 및 상기 외부 정보를 전달받아 상기 출력부가 출력하도록 제어하고, 상기 신체 정보 및 상기 외부 정보를 통해 획득한 가공 정보를 상기 출력부가 출력하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명에 따른 페이스 마스크에 있어서, 상기 센서부는 상기 프레임에 구비되어, 산소포화도, 심박 또는 체온을 포함하는 상기 신체 정보를 수집하는 제1 센서부, 상기 프레임에 결합되어, 외부 온도, 수심, 수압, 수온, 방향 또는 실린더 압력을 포함하는 상기 외부 정보를 수집하는 제2 센서부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 페이스 마스크에 있어서, 상기 제1 센서부는 상기 프레임의 기밀을 유지하기 위하여 안면과 접촉하는 패킹부에 구비되는 웨어러블 장치인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 페이스 마스크에 있어서, 상기 제2 센서부는 상기 프레임의 외측면에 형성되는 슬롯에 탈부착 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 페이스 마스크에 있어서, 상기 제어부는 상기 외부 정보 또는 상기 신체 정보를 통해 위험 상황을 예측하고, 상기 위험 상황을 알리는 상기 가공 정보를 상기 출력부가 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 페이스 마스크는 전방을 투시하는 렌즈부에 센서부를 통해 수집된 신체 정보, 외부 정보 및 가공 정보를 디스플레이하고 착용자에게 표시하여 사용자가 마스크를 사용함에 있어 최적의 신체상태의 유지 및 사용하도록 하며, 각종 위험 상황을 경고함으로써, 수중 또는 각종 재난 상황에서 착용자의 안전을 확보할 수 있다.

본 발명에 따른 페이스 마스크는 압축공기가 유입 또는 유출되는 출입구가 형성된 실린더 몸체와, 출입구에 설치되어 압축공기의 유입 또는 유출의 개폐 및 압력을 조절하도록 하는 밸브장치를 포함하되, 밸브장치는, 내측에 공간이 형성된 바디와, 바디의 하측에 설치되어 공간을 폐쇄하는 캡부와, 상단은 바디의 상단을 관통하여 설치되고, 하단은 캡부의 중앙을 관통하여 설치되어 공간 내에서 상하로 이동하도록 하는 니들부를 포함하며, 니들부에는 공간 내에서 상하로 이동하는 이동범위를 제한하도록 돌출부가 형성되며, 돌출부와 캡부 사이에는 탄성부재가 설치된 것을 특징으로 하여, 압축공기의 유입 또는 유출을 자동 개폐할 수 있고, 유출 시 압력을 감압하도록 하여 실린더 자체적으로 압축된 공기를 보존할 수 있으며, 풀 페이스 마스크와 결합 시 유출 압력을 감압하도록 조절할 수 있다. 또한, 밸브장치는 교체 가능하여 고장 및 수리를 용이하게 할 수 있으며, 편리성을 증대시킬 수 있고, 이중으로 결합된 볼트 장치는 실린더와 마스크의 결합을 신속하게 할 수 있으며, 외부의 충격으로부터 이격 또는 파손을 방지할 수 있다. 또한, 실린더는 탈착 및 교체하여 사용하거나 일반 스노클과 호환하여 사용할 수 있으며, 방독필터와 호환하여 사용할 경우 화생방 또는 화재 시 비상탈출 용도로 사용할 수 있고, 재난 현장에서 응급용품, 안전용품으로 사용할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 페이스 마스크는 프레임과, 프레임의 상부에 일체로 설치되는 실린더와, 프레임의 내측 상부에 설치되어 실린더에서 유입되는 압축공기의 압력을 조절하는 레귤레이터부와, 프레임의 하부에 설치되어 프레임 내부로 유입된 물을 강제로 배출시키도록 하는 유입수 배출부와, 프레임의 일측에 설치되어 외부의 공기가 유입되는 공기 유입부를 포함하며, 실린더는, 압축공기가 유입 또는 유출되는 출입구가 형성된 실린더 몸체와, 출입구에 설치되어 압축공기의 유입 또는 유출의 개폐 및 압력을 조절하도록 하는 밸브장치를 포함하되, 밸브장치는, 내측에 공간이 형성된 바디와, 바디의 하측에 설치되어 공간을 폐쇄하는 캡부와, 상단은 바디의 상단을 관통하여 설치되고, 하단은 캡부의 중앙을 관통하여 설치되어 공간 내에서 상하로 이동하도록 하는 니들부를 포함하며, 니들부에는 공간 내에서 상하로 이동하는 이동범위를 제한하도록 돌출부가 형성되며, 돌출부와 캡부 사이에는 탄성부재가 설치된 것을 특징으로 하여, 사용 시 실린더와 연결된 부분이 부러질 위험이 없으며, 무게와 부피를 줄일 수 있어 비용을 저렴하게 할 수 있고, 장기간 보관이 가능하며, 사용자의 편리성을 증대시킬 수 있다.

프레임의 상부에는 하우징이 더 설치되고, 하우징은 프레임과 실린더의 결합 부위를 보호하는 것을 특징으로 하여, 실린더의 설치를 용이하게 할 수 있으며, 실린더와 연결볼트 장치를 차폐하여 보호하며, 미관상 깔끔한 느낌을 전달해줄 수 있다.

밸브장치는 교체 및 호환 가능한 것을 특징으로 하여, 고장 및 수리를 용이하게 할 수 있으며, 사용 시 착용감의 증대와 함께 기능성과 편리성을 증대시킬 수 있다.

프레임의 측면에는 액션캠 또는 조명을 설치할 수 있도록 브라켓부가 더 설치되는 것을 특징으로 하여, 사용자가 필요 시 촬영을 가능하게 할 수도 있고, 어두울 때에도 용이하게 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 페이스 마스크의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 페이스 마스크를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실린더의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 밸브장치의 단면도이다.
도 6은 도 5의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 실린더 및 밸브 장치의 분해 단면도이다.
도 8은 도 7의 결합 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 하우징의 단면도 및 평면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 실린더와 하우징의 결합 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 싱글 실린더를 적용한 제어 로직이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 더블 실린더를 적용한 제어 로직이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 밸브장치와 기존 실린더의 호환 시 단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 압축공기 흡및 및 배출 작동도이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

먼저 본 발명의 실시예에 따른 페이스 마스크의 내부 구성에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 페이스 마스크의 내부 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 페이스 마스크를 나타낸 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 페이스 마스크(1)는 센서부(110, 170), 출력부(120), 저장부(130), 제1 및 제2 통신부(140. 160) 및 제어부(150)를 포함한다.

센서부(110, 170)는 신체 정보와 외부 정보를 수집할 수 있다. 이러한 센서부(110, 170)는 제1 센서부(110) 및 제2 센서부(170)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저 제1 센서부(110)는 후술할 프레임(2)에 구비되어 페이스 마스크(1)를 착용하는 착용자의 신체 정보를 수집할 수 있다. 바람직하게 제1 센서부(110)는 도시되지는 않지만 프레임(2)의 기밀을 유지하기 위하여 안면과 접촉하는 패킹부에 구비될 수 있다. 즉 제1 센서부(110)는 안면과 접촉하여 착용자의 산소포화도, 심박 또는 체온을 포함하는 신체 정보를 수집할 수 있다. 여기서 신체 정보는 이에 한정된 것이 아니고, 각종 재난 상황에 맞는 다양한 신체 정보가 될 수 있다. 여기서 제1 센서부(110)는 웨어러블 장치로 구성될 수 있다.

제2 센서부(170)는 프레임(2)에 결합되어 페이스 마스크(1)를 착용하는 착용자의 주위 외부 정보를 수집할 수 있다. 여기서 외부 정보는 외부 온도, 수심, 수압, 수온, 방향 또는 실린더(3)의 압력 등이 될 수 있다. 예컨데 제2 센서부(170)는 수압계, 수심계, 수온계, 나침반 및 압력계 등 다양한 센서로 구성될 수 있다. 이러한 제2 센서부(170)는 프레임(2)의 외측면에 형성되는 슬롯(170a)에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 즉 제2 센서부(170)는 착용자의 손목이나, 발목 또는 목에 착용 가능하도록 구성될 수 있으며, 필요에 따라 프레임(2)의 슬롯(170a)에 결합하여 사용하도록 구성될 수 있다.

출력부(120)는 센서부(110, 170)에 의해 수집되는 신체 정보 및 외부 정보를 렌즈부(21)에 출력할 수 있다. 즉 출력부(120)는 투명한 재질로 이루어지는 렌즈부(21)에 증강 현실 이미지를 출력하여 착용자로 하여금 전방을 주시한 상태로 상술한 신체 정보 및 외부 정보를 확인하도록 할 수 있는 헤드-업-디스플레이(Head-up-display)가 될 수 있다. 이러한 출력부(120)는 신체 정보 및 외부 정보를 텍스트 형태로 렌즈부(21)에 출력하거나, 외부 정보 또는 신체 정보를 통해 제어부(150)에 의해 위험 상황이 예측되면, 위험 상황을 알리는 가공 정보를 출력할 수 있다. 여기서 가공 정보는 위험을 알리는 점멸 신호 등 다양한 형태로 렌즈부(21)에 출력될 수 있다.

저장부(130)는 데이터를 저장하기 위한 구성으로, 센서부(110, 170)로부터 수집되는 신체 정보 및 외부 정보를 저장할 수 있다. 또한 저장부(130)는 화재 환경 또는 수중 환경 등 각종 재난 환경에 맞는 알고리즘을 저장하여 제어부(150)에 의해 신체 정보 및 외부 정보에 따른 위험 상황 등을 예측하도록 지원할 수 있다.

제1 및 제2 통신부(140, 160)는 제어부(150)와 제2 센서부(170) 사이에 데이터 송수신을 수행하도록 지원할 수 있다. 즉 제1 통신부(140)는 프레임(2) 내부에 구비될 수 있으며, 제2 통신부(160)는 제2 센서부(170) 내부에 구비될 수 있다. 예컨데 제1 및 제2 통신부(140, 160)는 블루투스(bluetooth), 지그비(zigbee), 와이파이(WiFi) 등 근거리 무선 통신을 통해 서로 데이터 송수신을 수행할 수 있다. 하지만 이에 한정된 것은 아니고, 다양한 무선 통신 방식이 사용될 수 있다. 한편 제2 센서부(170)가 슬롯(170a)에 결합되면, 제1 및 제2 통신부(140, 160)는 서로 전기적으로 연결되어 데이터 송수신을 수행하도록 구성될 수 있다.

제어부(150)는 센서부(110, 170)로부터 수집된 신체 정보와 외부 정보를 전달받아 출력부(120)가 출력하도록 제어하고, 신체 정보와 외부 정보를 통해 획득한 가공 정보를 출력부(120)가 출력하도록 제어할 수 있다. 여기서 제어부(150)는 외부 정보 또는 신체 정보를 통해 위험 상황을 예측하고, 위험 상황을 알리는 가공 정보를 출력부(120)가 출력하도록 제어할 수 있다. 여기서 가공 정보는 위험 상황을 알리는 경보 신호에 한정된 것은 아니고, 신체 정보 및 외부 정보를 통해 예측할 수 있는 다양한 정보가 될 수 있다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 페이스 마스크의 외부 구성에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 도 2의 정면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실린더의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 밸브장치의 단면도이고, 도 6은 도 5의 평면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 실린더 및 밸브 장치의 분해 단면도이고, 도 8은 도 7의 결합 단면도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 하우징의 단면도 및 평면도이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 실린더와 하우징의 결합 단면도이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 싱글 실린더를 적용한 제어 로직이고, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 더블 실린더를 적용한 제어 로직이고, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 밸브장치와 기존 실린더의 호환 시 단면도이고, 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 압축공기 흡및 및 배출 작동도이다.

도 2 내지 도 14를 참조하면, 실린더(3)는 압축공기가 유입 또는 유출되는 출입구(32)가 형성된 실린더 몸체(31)와, 출입구(32)에 설치되어 압축공기의 유입 또는 유출의 개폐 및 압력을 조절하도록 하는 밸브장치(4)를 포함하되, 밸브장치(4)는, 내측에 공간(410)이 형성된 바디(41)와, 바디(41)의 하측에 설치되어 공간(410)을 폐쇄하는 캡부(42)와, 상단은 바디(41)의 상단을 관통하여 설치되고 하단은 캡부(42)의 중앙을 관통하여 설치되어 상기 공간(410) 내에서 상하로 이동하도록 하는 니들부(43)를 포함하며, 니들부(43)에는 공간(410) 내에서 상하로 이동하는 이동범위를 제한하도록 돌출부(431)가 형성되며, 돌출부(431)와 캡부(42) 사이에는 탄성부재(6)가 설치된 것을 특징으로 한다.

페이스 마스크(1)는 프레임(2)과, 프레임(2)의 상부에 일체로 설치되는 실린더(3)와, 프레임(2)의 내측 상부에 설치되어 실린더(3)에서 유입되는 압축공기의 압력을 조절하는 레귤레이터부와, 프레임(2)의 하부에 설치되어 프레임(2) 내부로 유입된 물을 강제로 배출시키도록 하는 유입수 배출부(23)와, 프레임(2)의 일측에 설치되어 외부의 공기가 유입되는 공기 유입부(24)를 포함하며, 실린더(3)는 압축공기가 유입 또는 유출되는 출입구(32)가 형성된 실린더 몸체(31)와, 출입구(32)에 설치되어 압축공기의 유입 또는 유출의 개폐 및 압력을 조절하도록 하는 밸브장치(4)를 포함하되, 밸브장치(4)는, 내측에 공간(410)이 형성된 바디(41)와, 바디(41)의 하측에 설치되어 공간(410)을 폐쇄하는 캡부(42)와, 상단은 바디(41)의 상단을 관통하여 설치되고, 하단은 캡부(42)의 중앙을 관통하여 설치되어 공간(410) 내에서 상하로 이동하도록 하는 니들부(43)를 포함하며, 니들부(43)에는 공간(410) 내에서 상하로 이동하는 이동범위를 제한하도록 돌출부(431)가 형성되며, 돌출부(431)와 캡부(42) 사이에는 탄성부재(6)가 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 페이스 마스크(1)에 사용되는 공기는 압축공기 또는 산소를 포함하는 것이다.

페이스 마스크(1)의 뼈대를 이루고 있는 프레임(2)은 얼굴의 둘레를 감싸도록 형성된다. 프레임(2)은 내부 프레임과 외부 프레임을 포함하며, 내부 프레임의 재질은 알루미늄 합금 재질이며, 외부 프레임은 플라스틱 사출 성형되어 형성되며, 내부 프레임의 커버 역할을 한다. 내부 프레임의 내측 상부에는 후술할 레귤레이터부가 내장되어 있고, 외부 프레임의 상단에는 하우징(30)이 결합되어, 페이스 마스크(1)를 견고하게 잡아줄 수 있다는 이점이 있다. 또한, 외부 프레임의 좌측 및 우측에는 액션캠 또는 플래시를 장착할 수 있도록 브라켓(20)이 설치된다.

프레임(2)의 전방 상부에는 렌즈부(21)가 설치된다. 렌즈부(21)는 육안으로 투시 가능하도록 하며, 이러한 렌즈부(21)는 볼록렌즈로 구성하나, 주시선이 머무는 곳, 즉 눈 앞의 렌즈는 평면렌즈로 구성하는 것이 바람직하다. 그리하여 페이스 마스크(1)의 렌즈부(21)로 외부 사물을 볼 때, 사용자와 외부 사물 사이의 거리감을 해소할 수 있다는 이점이 있다.

프레임(2)의 전방 하부에는 유입수 배출부(23)가 설치된다 유입수 배출부(23)는 렌즈부(21)의 하부에 설치되어 물 속에서 잠수 중 페이스 마스크(1) 내로 유입된 물이 있을 경우 외부로 강제로 배출시키도록 한다.

렌즈부(21)와 유입수 배출부(23) 사이에는 호흡기 개폐부(25)가 설치된다. 호흡기 개폐부(25)는 유입되는 공기를 흡입하는 장치를 의미하는 것으로, 다이아프램 방식을 사용하여 자동식으로 유입되거나 사용자가 버튼을 누르는 수동식으로 유입될 수 있다.

호흡기 개폐부(25)와 렌즈부(21) 사이에는 이퀄라이징 밸브부가 설치된다. 이퀄라이징 밸브부는 용도에 의해 선택적으로 선택할 수 있다. 이퀄라이징 밸브부는 수압에 의한 고막의 압력 밸런스를 맞출 수 있도록 코를 막아서 압력평형을 유지하도록 하는 장치이다.

렌즈부(21)와 유입수 배출부(23) 사이에는 고무부재가 더 설치된다. 고무부재는 렌즈부(21)의 하부와 유입수 배출부(23) 상부를 연결하도록 설치된다. 페이스 마스크(1)의 경우, 렌즈부(21)가 사용자의 코에 닿지 않도록 지지하는 역할을 하고, 하프 페이스 마스크의 경우, 렌즈부(21)를 밀착 및 고정하는 역할을 한다.

프레임(2)의 내측 상부에는 레귤레이터 내장 공간이 형성되며, 레귤레이터 내장 공간에 상기 레귤레이터부가 설치된다. 레귤레이터부는 후술할 실린더(3)에서 유입되는 압축공기의 압력을 조절하도록 하며, 레귤레이터부에는 압력게이지와 저압력 경보장치를 부착하도록 한다.

프레임(2)의 상단에는 하우징(30)이 더 설치된다. 더 정확하게는, 하우징(30)은 프레임(2)의 상단 후미에 설치되며, 후술할 실린더(3)와 프레임(2)이 체결되는 부위를 보호하며, 프레임(2) 측 취부볼트에 후술할 실린더(3)가 결합되어 취부볼트와 후술할 실린더(3)는 이중 결합된 것이다. 또한, 프레임(2)과 후술할 실린더(3)는 볼트와 너트로 체결되는데, 하우징(30)는 프레임(2)과 후술할 실린더(3)를 결합하도록 하는 볼트와 너트를 보호하는 역할을 하며, 후술할 실린더(3)를 외부의 충격에 의해 후술할 실린더(3)가 파손되거나 이격되는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한, 페이스 마스크(1)의 미관을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

하우징(30)의 일단에는 지지대(310)가 설치된다. 지지대(310)의 중앙에는 외측으로 돌출되도록 돌출부재(300)가 형성되는데, 이러한 돌출부재(300)의 중심축은 후술할 밸브장치(4)의 니들몸체(430)의 중심축과 동일 선상에 위치하여, 하우징(30)과 실린더(3) 결합 시, 돌출부재(300)가 후술할 니들몸체(430)를 자동적으로 누르게 되어 실린더(3)의 내의 압축공기를 페이스 마스크(1) 내부로 유입되도록 한다.

실린더(3)는 하우징(30)에 결합되어 일체로 설치된다. 이러한 실린더(3)는 싱글 실린더 또는 더블 실린더를 적용할 수 있다. 실린더(3)는 압축공기가 유입 또는 유출되는 출입구(32)가 형성된 실린더 몸체(31)와, 출입구(32)에 설치되어 압축공기의 유입 또는 유출의 개폐 및 압력을 조절하도록 하는 밸브장치(4)를 포함한다.

실린더 몸체(31)에는 압축공기 또는 산소가 저장되며, 출입구(32) 내면에는 나사산이 형성된다. 그리하여 후술할 밸브장치(4)가 실린더 몸체(31)의 내측에 설치되고, 프레임(2)과 볼트 체결된 후 하우징(30)에 삽입되어 이중 결합되는 것이다. 출입구(32)의 하단에는 후술할 밸브장치(4)와의 견고한 결합과 실린더(3) 내 압축공기의 누출을 방지하기 위해서 오링(33)이 설치된다.

밸브장치(4)는 바디(41)와 캡부(42)와 니들부(43)를 포함하며, 실린더 몸체(31)에 설치되어 상하 이동 가능하도록 설치된다.

바디(41)는 내측에 공간(410)이 형성된다. 공간(410)은 후술할 니들부(43)가 설치되며, 외측에는 나사산이 형성되어 실린더 몸체(31)의 출입구(32)에 설치된다. 바디(41)의 상단에서 내측으로 홈부(411)가 형성된다. 홈부(411)는 후술할 니들부(43)를 누를 수 있을 만큼의 깊이를 갖는다.

캡부(42)는 바디(41)의 하측에 설치되며, 공간(410)의 하부를 폐쇄하도록 설치된다. 이러한 캡부(42)는 볼트 조립식으로 바디(41)의 하측에 설치된다. 이때, 캡부(42)의 하단과 실린더 몸체(31)의 하단은 동일 선상에 위치하도록 한다. 또한, 캡부(42)의 중앙에는 구멍이 형성되며, 후술할 니들부(43)가 관통하여 설치된다. 캡부(42)에는 공기구멍(420)이 더 형성된다. 공기구멍(420)은 실린더 몸체(31) 내의 압축공기가 공간(410) 내로 이동하거나 공간(410) 내의 압축공기가 실린더 몸체(31)로 이동하도록 하는 역할을 한다.

니들부(43)는 바디(41)의 내측에 설치되며, 더 정확하게는 공간(410)에 설치된다. 니들부(43)는 원통형상의 니들몸체(430)와 니들몸체(430)에 일체로 형성되어 니들부(43)의 상하 이동 범위를 제한하도록 하는 돌출부(431)를 포함한다. 니들몸체(430)의 상단은 바디(41)의 상단을 관통하여 설치되고, 니들몸체(430)의 하단은 캡부(42)의 중앙에 형성된 구멍을 관통하여 설치되어 공간(410) 내에서 상하로 이동하도록 한다.

돌출부(431)는 니들몸체(430)의 외주면에 일체로 형성되며, 상부에서 하부로 갈수록 원주가 넓어지는 형태를 한다. 이러한 돌출부(431)의 상단의 위치는 공간(410)의 상단과 동일 선상에 위치하며, 돌출부(431)의 하단의 위치는 공간(410)의 하단보다 높은 곳에 위치하는 것이 바람직하다. 그리하여 공간(410) 내에서 니들몸체(430)의 상하 이동 범위를 제한하게 되는 것이다. 또한, 니들몸체(430)는 하우징(30)내에 설치되고 프레임(2)에 설치된 볼트와 연결될 때 자동으로 눌리게 되어 실린더(3) 내부의 압축공기가 페이스 마스크(1) 내부로 유입되도록 한다.

돌출부(431)와 캡부(42) 사이에는 탄성부재(6)가 설치된다. 탄성부재(6)는 스프링인 것이 일반적이며, 탄성부재는 니들부(43)에 탄성을 가하여 사용자가 누르지 않을 시, 니들부(43)가 공간(410)의 상단을 폐쇄하도록 설치된다. 이러한 돌출부(431)와 공간(410)의 내측 상단 사이에는 공간(410)을 밀폐할 수 있도록 오링(5)이 설치된다.

이러한 밸브장치(4)는 실린더(3) 내에서 외부로 유출되는 공기의 압력을 감소하도록 하고, 체결 볼트로 연결하여 분리 시 자동 개폐가 가능하도록 설치된다. 또한, 실린더(3) 외부로의 돌출부위가 없어 구조가 간편하고, 비용을 절감할 수 있으며, 안전도를 향상시킬 수 있으며, 밸브장치(4)와 실린더 몸체(31)는 나사 결합으로 결합되어 있어 고장 또는 성능 저하 시, 수리 또는 교체를 용이하게 할 수 있다는 이점이 있다.

이러한 페이스 마스크(1)는 실린더(3)와 하우징(30) 결합 시, 밸브장치(4)가 개방되어 압축공기가 페이스 마스크(1) 내부로 전달되도록 하고, 실린더(3)와 하우징(30) 분리 시, 밸브장치(4)가 폐쇄되도록 하여, 자동 개폐 밸브 장치를 이룬다.

이하 전술한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 페이스 마스크(1)의 작용을 설명한다.

도 11에 도시된 바와 같이, 싱글 실린더 적용 시, 제1밸브(V1)를 열고, 제2밸브(V2)를 닫게 되면 실린더를 사용하게 되고, 제1밸브(V1)를 닫고 제2밸브(V2)를 오픈하게 되면 스노클과 방독 필터를 사용할 수 있게 되며, 제1밸브(V1)를 닫고 제2밸브(V2)를 오픈하게 되면 실린더(3-1)를 연속적으로 개방하여 페이스 마스크(1) 내로 유입된 물이 많을 경우 물을 배출하는 용도로 사용하게 된다.

도 12에 도시된 바와 같이, 더블 실린더 적용 시, 제1밸브(V1)를 열고 제2밸브(V2)를 열고 제1밸브(V1)와 제3밸브(V3)를 닫으면 제2실린더(3-2)를 사용하게 되며, 제1밸브(V1)와 제2밸브(V2)를 닫고 제3밸브(V3)를 열게 되면 제2실린더(3-2)의 스노클과 방독필터를 사용하게 되며, 제1밸브(V1)와 제2밸브(V2)를 열고 제3밸브(V3)를 닫게 되면 제1실린더(3-1)와 제2실린더(3-2)를 동시에 사용할 수 있게 되고, 제1밸브(V1)와 제2밸브(V2)를 닫고 제3밸브(V3)를 열게 되면 제2실린더(3-2)를 연속적으로 개방하여 페이스 마스크(1) 내로 유입된 물이 많을 경우 물을 배출하는 용도로 사용하게 된다.

한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

1: 페이스 마스크 2: 프레임
20: 브라켓부 21: 렌즈부
23: 유입수 배출부 24: 공기 유입부
25: 호흡기 개폐부 3: 실린더
30: 하우징 300: 돌출부재
310: 지지대 31: 실린더 몸체
32: 출입구 33: 오링
4: 밸브장치 41: 바디
410: 공간 411: 홈부
42: 캡부 43: 니들부
430: 니들몸체 431: 돌출부
5: 오링 6: 탄성부재
110 : 제1 센서부 120 : 출력부
130 : 저장부 140 : 제1 통신부
150 : 제어부 160 : 제2 통신부
170 : 제2 센서부

Claims (5)

1. 안면을 밀폐하는 프레임;
   상기 프레임의 전방에 배치되어 전방을 투시하는 렌즈부;
   신체 정보 및 외부 정보를 수집하는 센서부;
   상기 센서부에 의해 수집된 정보를 상기 렌즈부에 출력하는 출력부;
   상기 센서부로부터 수집된 상기 신체 정보 및 상기 외부 정보를 전달받아 상기 출력부가 출력하도록 제어하고, 상기 신체 정보 및 상기 외부 정보를 통해 획득한 가공 정보를 상기 출력부가 출력하도록 제어하는 제어부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스 마스크.
2. 제1항에 있어서,
   상기 센서부는,
   상기 프레임에 구비되어, 산소포화도, 심박 또는 체온을 포함하는 상기 신체 정보를 수집하는 제1 센서부;
   상기 프레임에 결합되어, 외부 온도, 수심, 수압, 수온, 방향 또는 실린더 압력을 포함하는 상기 외부 정보를 수집하는 제2 센서부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스 마스크.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 센서부는 상기 프레임의 기밀을 유지하기 위하여 안면과 접촉하는 패킹부에 구비되는 웨어러블 장치인 것을 특징으로 하는 페이스 마스크.
4. 제2항에 있어서,
   상기 제2 센서부는 상기 프레임의 외측면에 형성되는 슬롯에 탈부착 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 페이스 마스크.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 외부 정보 또는 상기 신체 정보를 통해 위험 상황을 예측하고, 상기 위험 상황을 알리는 상기 가공 정보를 상기 출력부가 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 페이스 마스크.

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