KR20210101732A - 안전모 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설현장 등에서 사용자의 머리에 착용하는 것으로, 충격흡수 성능을 향상시켜 사용자의 안전을 도모할 수 있는 안전모에 관한 것이다.
본 발명에 따른 안전모는 상면 중앙 부분에 홀이 천공 형성되는 경질의 모체와, 상기 모체 내부에서 사용자의 머리를 고정시키기 위한 착장체와, 상기 모체 내부에 수용되어 충격 감지 시 부피 확장하여 사용자 머리를 감싸는 완충수단을 포함하며, 상기 완충수단은 상기 모체의 내부공간 상측에 구비되며, 가스공급유로가 형성되는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 상측으로 돌출 형성되는 하우징과, 상기 하우징 일측에 구비되어 외부 충격을 감지하기 위한 하나 이상의 가속도 센서를 포함하는 감지부와, 상기 하우징의 내부에 기폭제와 함께 가스 발생을 위한 반응물질이 충진되는 충진부 및 상기 반응물질의 화학반응에 의해 생성되는 가스 공급으로 확장되며, 사용자의 머리 주변을 차폐하는 팽창부를 포함하여 구성된다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 사용자의 머리에 충격이 가해질 경우 완충수단에 의해 사용자 머리를 모두 감싸도록 완충구조가 형성됨에 따라 보다 향상된 완충효과를 제공할 수 있다.

Description

안전모{ A safe cap }

본 발명은 건설현장 등에서 사용자의 머리에 착용하는 것으로, 충격흡수 성능을 향상시켜 사용자의 안전을 도모할 수 있는 안전모에 관한 것이다.

일반적으로 안전모(Safety cap)는 사용자가 작업 시 날아오는 물건이나, 낙하물에 의한 위험성 방지 및 하역 작업이나 고층 작업 등에서 추락 시 사용자의 상해를 방지하기 위하여 머리에 착용하는 모자를 말한다.

상기와 같은 기능의 안전모는 보통 경질 플라스틱의 모체와, 사용자의 머리를 고정하기 위한 착장체로 구성되며, 상기 착장체는 사용자 머리의 안정적 고정을 위해 머리받침끈, 땀방지대, 머리 받침 고리를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 모체의 내측에는 외부에서 가해지는 충격 흡수를 위해 폴리스틸렌이나 폴리프로필렌 재질의 발포 성형폼 등이 더 구비된다.

하지만, 상기와 같은 구조의 종래 안전모는 머리의 외상 방지에 그 효과가 발휘되고 있으나, 중량물 낙하 또는 추락 시 충격 흡수 성능은 만족스러운 수준을 보이지 못하고 있다. 따라서, 일부 안전모에는 공기 주입을 통해 완충성능을 향상시키기 위한 기술들이 개발되고 있다.

일 예로 대한민국 공개특허 10-2010-0060458, “다기능 헬멧”은 다층의 에어백 내피를 포함하도록 구성되어 공기 주입 시 사용자의 머리 크기와 모양에 맞게 팽창되어 사용자의 머리를 보호하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 대한민국 등록실용신안 20-0189660, “안전모자”는 경질 합성수지로 구성되는 캡 내부에 공기가 주입된 에어백을 구비하여 사용자의 머리가 에어백에 의해 완충될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

하지만, 상기와 같은 구조의 헬멧 및 안전모자는 공기가 주입된 상태의 에어백을 머리와 인접 배치하고 있으므로 사용자가 작업 시 활동에 불편함이 야기될 수 있다.

또한, 에어백에 주입된 공기는 시간이 지나면서 미세하게 유출될 수 있으며, 장기간 사용 및 보관 시 완충성능이 저하될 수 있고, 이로 인해 안전성능이 저하되는 문제점을 가진다.

KR 10-2010-0060458 A KR 20-0189660 Y1

본 발명의 목적은 충격이 가해질 경우, 이를 감지하여 사용자 머리를 감싸도록 완충구조가 형성되는 안전모를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 안전모는 상면 중앙 부분에 홀이 천공 형성되는 경질의 모체와, 상기 모체 내부에서 사용자의 머리를 고정시키기 위한 착장체와, 상기 모체 내부에 수용되어 충격 감지 시 부피 확장하여 사용자 머리를 감싸는 완충수단을 포함하며, 상기 완충수단은 상기 모체의 내부공간 상측에 구비되며, 가스공급유로가 형성되는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 상측으로 돌출 형성되는 하우징과, 상기 하우징 일측에 구비되어 외부 충격을 감지하기 위한 하나 이상의 가속도 센서를 포함하는 감지부와, 상기 하우징의 내부에 기폭제와 함께 가스 발생을 위한 반응물질이 충진되는 충진부 및 상기 반응물질의 화학반응에 의해 생성되는 가스 공급으로 확장되며, 사용자의 머리 주변을 차폐하는 팽창부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징 저면에는 상기 가스공급유로와 연통되는 복수의 배출홀이 형성되며, 각 배출홀에는 차폐막이 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 팽창부는 상기 베이스 플레이트의 가장자리를 따라 구비되는 에어백으로 가스 주입 시 적어도 사용자의 아래턱 아래까지 완충구조를 형성할 수 있도록 적층되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 사용자의 머리에 충격이 가해질 경우 그 즉시 상기 완충수단에 의해 사용자 머리를 모두 감싸도록 완충구조가 형성됨에 따라 보다 향상된 완충효과를 제공할 수 있다.

뿐만 아니라, 사용자가 추락하는 경우에도 낙하 충격을 감지하고, 감지 즉시 사용자 머리를 완전히 감싸는 완충구조를 형성함에 따라 충격을 분산시켜 사용자에게 보다 향상된 안전 작업 환경을 제공할 수 있는 이점을 가진다.

도 1 은 본 발명에 따른 안전모의 일실시 예를 보인 도면.
도 2 는 본 발명의 요부구성인 완충수단의 일실시 예를 보인 도면.
도 3 은 본 발명의 요부구성인 완충수단의 상세 구조를 보이기 위한 도 2의 I-I´부 단면도.
도 4 는 본 발명의 요부구성인 완충수단의 완충구조 형성과정을 보이기 위한 도면.
도 5 는 본 발명의 요부구성인 완충수단의 팽창된 모습을 보인 도면.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 기재된다.

또한, 실시 예의 설명에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 설명을 간략히 하거나 생략하였으며, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “구비”또는“연결”된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 구비되거나 연결될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 “구비” 또는“연결”될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1 에는 본 발명에 따른 안전모의 일실시 예를 보인 도면이 도시되어 있고, 도 2 에는 본 발명의 요부구성인 완충수단의 일실시 예를 보인 도면이 도시되어 있으며, 도 3 에는 본 발명의 요부구성인 완충수단의 상세 구조를 보이기 위한 도 2의 I-I´부 단면도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 안전모(100)는 외부에서 충격이 가해졌을 때 그 즉시 사용자 머리를 완전히 덮을 수 있는 형태의 완충구조를 제공한다.

이를 위해 본 발명에 따른 안전모(100)는 플라스틱, 카본 등의 재질로 형성되는 경질의 모체(200)와, 상기 모체(200) 내부에서 사용자 머리를 고정하기 위한 착장체 및 상기 모체(200) 내부에 수용되어 충격 감지 시 부피 확장하여 사용자 머리를 감싸는 완충수단(400)을 포함하여 구성된다.

상기 모체(200)는 열가소성 플라스틱(thermoplastic), 아라미드 섬유(aramid), 폴리카보네이트(polycarbonate), 섬유 유리(fiber glass), 하이브리드 울트라 라이트(hybrid ultra light), 탄소섬유(carbon fibers) 중 어느 하나 또는 하나 이상을 조합하여 성형되며, 성형 시 아래에서 설명할 팽창부(240)가 수용될 수 있도록 내부에 소정 공간이 마련된다.

상기 착장체는 상기 모체(200) 내부에서 사용자 머리를 고정하기 위한 구성으로, 머리받침끈(340), 턱끈(320), 땀방지대(미도시)와 머리 받침 고리(미도시)를 포함하여 구성된다.

상기 완충수단(400)은 상기 모체(200)의 상측 중앙 부분에 구비되며, 설정값 이상의 충격량을 감지하여 사용자 머리 보호를 위한 완충구조를 형성한다.

상세히, 상기 완충수단(400)은 상기 모체(200)의 내부공간 상측에 구비되며, 가스공급유로(223)가 형성되는 베이스 플레이트(210)와, 상기 베이스 플레이트(210)의 상측으로 돌출 형성되는 하우징(222)과, 상기 하우징(222)의 내부에 기폭제(226)와 함께 가스 발생을 위한 반응물질이 충진되는 충진부(228) 및 상기 반응물질이 반응하면서 발생되는 가스에 의해 급격히 확장되는 팽창부(240)를 포함하여 구성된다.

상기 베이스 플레이트(210)는 상기 모체(200)의 내부공간 상면과 대응되는 크기로 형성되어 모체(200) 내부에 고정된다. 이때, 상기 하우징(222)은 모체(220)의 외부로 노출될 수 있도록 모체(220)의 상면 중앙 부분에 상기 하우징(222)과 대응되는 크기의 홀이 형성될 수 있다.

상기 홀을 통해 하우징(222)이 모체(200) 외부로 노출되면, 모체(200)와 하우징(222) 사이에는 기밀을 유지하면서 하우징(222)을 고정하기 위한 하나 이상의 실링(225)이 더 구비될 수 있다.

상기와 같이 장착된 하우징(222)의 내부에는 충진부(228)가 형성된다.

본 실시 예에서 상기 충진부(228) 내부에는 반응물질로 아자이드화 나트륨(NaN₃)이 충진되며 상기 기폭제(226)는 산화철을 수용하는 캡슐로, 캡슐이 터지면서 산화철과 아자이드화 나트륨이 반응하여 질소가스가 생성된다. 또한, 상기 충진부(228) 내부에는 질산칼륨(KNO₃), 이산화규소(SiO₂) 등의 화합물이 더 포함되어 질소가스 발생하는 경우 함께 생성되는 나트륨(Na)의 외부 방출에 따른 위험을 방지한다.

그리고, 상기 하우징(222)의 저면에는 상기 가스공급유로(223)와 연통되는 복수의 배출홀이 더 형성되며, 상기 배출홀에는 각각 복수의 차폐막(212)이 더 구비된다.

상기 각 차폐막(212)은 질소가스에 의해 상기 충진부 내부 압력이 증가하면 찢어지면서 상기 가스공급유로(223)를 개방한다. 상기 가스공급유로(223)가 개방되면 질소가스가 상기 팽창부(240)로 이송되어 머리 보호를 위한 완충구조가 형성될 수 있다.

한편, 상기 감지부(224)는 외부 충격을 감지하며, 상기 기폭제(226)와 전기적으로 연결된다.

상세히, 상기 감지부(224)는 하나 이상의 가속도 센서를 포함하도록 구성되며, 설정값 이상의 충격을 감지할 경우 상기 기폭제(226)로 전기신호를 송신하여 캡슐을 파괴한다.

즉, 본 발명에 따른 안전모(100)는 사용자의 머리에 일정 수준 이상의 충격이 가해질 경우 상기 감지부를 통해 이를 감지하여 완충구조가 형성될 수 있도록 한다.

여기서, 사용자의 머리에 가해지는 충격은 낙하물에 의한 충격이나 하역 또는 고층 작업시 실족에 의한 낙하로 사용자 머리에 가해지는 충격을 모두 포함할 수 있다.

본 실시 예에서 상기 가속도 센서는 압전식 가속도 센서가 적용되며, 일상 작업 상황에서 캡슐이 파괴되지 않도록 압전체 사이에 베릴륨 원반(beryllium disc)을 삽입하여 감지 감도를 줄일 수 있다.

한편, 상기 팽창부(240)는 상기 베이스 플레이트(210)의 저면 및 가장자리를 따라 구비되는 에어백으로 가스가 주입되기 이전에는 상기 모체(200) 내부 상측에 위치되어 외부로 노출되지 않는다.

그리고, 충격 감지에 의해 상기 팽창부(240) 내부로 가스가 주입되는 경우에는 적어도 사용자의 아래턱 아래 부분까지 완충구조를 형성할 수 있도록 에어백의 크기가 결정된다.

또한, 상기 팽창부(240)의 상측은 상기 가스공급유로(223)와 연결되며, 상기 가스공급유로(223)는 좌측과 우측 및 중앙 부분으로 동시에 가스가 공급될 수 있도록 복수의 채널로 형성된다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 가지는 본원 발명의 작용에 대하여 설명한다.

일반적으로 작업현장에서는 사용자의 머리에 중량물이 떨어지거나 하역 또는 고층 작업 중 사용자가 실족하여 낙하하는 경우가 발생될 수 있다.

따라서, 작업장에서는 안전규정의 준수가 필수이며, 본 발명에 따른 안전모(100)를 착용할 경우에는 상기와 같은 사고 상황 시 충격 감지를 통해 사용자의 머리에 가해지는 충격을 효과적으로 경감시킬 수 있다.

상세히, 도 4 에는 본 발명의 요부구성인 완충수단의 완충구조 형성과정을 보이기 위한 도면이 도시되어 있고, 도 5 에는 본 발명의 요부구성인 완충수단의 팽창된 모습을 보인 도면이 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 안전모(100)는 가속도 센서를 이용하여 설정값 이상의 충격이 감지될 경우 작동된다.

상세히, 상기 감지부(224)에 설정값 이상의 충격이 감지될 경우 상기 감지부(224)에서는 전류를 발생시켜 상기 충진부(228) 내부에 수용되는 기폭제(226)의 캡슐을 파괴한다.

상기와 같이 캡슐이 파괴되면, 캡슐 내부에 수용된 산화철이 충진부(228) 내부로 공급되면서 아자이드화 나트륨과 반응하게되며, 이로 인해 상기 충진부(228) 내부에는 질소가스(228a)가 생성된다.

상기와 같이 생성되는 질소가스(228a)는 급격히 부피팽창 하면서 차폐막(212)을 찢고 가스공급유로(223)를 따라 복수의 채널을 통해 이동하며, 연결된 채널을 통해 가스가 공급되는 팽창부(240)는 급격히 확장되면서 도 5 와 같이 사용자의 머리를 모두 감싸는 형태로 완충구조를 형성한다.

따라서, 사용자의 머리주변 전방위에 에어백에 의한 완충구조가 형성됨에 따라 사용자에게 가해지는 충격은 분산 흡수될 수 있으며, 이로 인해 사용자는 중량물 또는 추락에 의한 사고 상황을 줄일 수 있다.

100.......... 안전모 200.......... 모체
210.......... 베이스 플레이트 212.......... 차폐막
222.......... 하우징 223.......... 가스공급유로
224.......... 감지부 225.......... 실링
226.......... 기폭제 228.......... 충진부
228a......... 질소가스 240.......... 팽창부
320.......... 턱끈 340.......... 머리받침끈
400.......... 완충수단

Claims (3)

1. 상면 중앙 부분에 홀이 천공 형성되는 경질의 모체;
   상기 모체 내부에서 사용자의 머리를 고정시키기 위한 착장체;
   상기 모체 내부에 수용되어 충격 감지 시 부피 확장하여 사용자 머리를 감싸는 완충수단;을 포함하며,
   상기 완충수단은,
   상기 모체의 내부공간 상측에 구비되며, 가스공급유로가 형성되는 베이스 플레이트와,
   상기 베이스 플레이트의 상측으로 돌출 형성되는 하우징과,
   상기 하우징 일측에 구비되어 외부 충격을 감지하기 위한 하나 이상의 가속도 센서를 포함하는 감지부와,
   상기 하우징의 내부에 기폭제와 함께 가스 발생을 위한 반응물질이 충진되는 충진부 및
   상기 반응물질의 화학반응에 의해 생성되는 가스 공급으로 확장되며, 사용자의 머리 주변을 차폐하는 팽창부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 안전모.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징 저면에는 상기 가스공급유로와 연통되는 복수의 배출홀이 형성되며, 각 배출홀에는 차폐막이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 안전모.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 팽창부는,
   상기 베이스 플레이트의 가장자리를 따라 구비되는 에어백으로 가스 주입 시 적어도 사용자의 아래턱 아래까지 완충구조를 형성할 수 있도록 적층되는 것을 특징으로 하는 안전모.
   

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