KR102226934B1 - 보안 구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 작업자를 보호하는 보안 구조체로서, 작업자의 양안을 커버하도록 외측을 향해 볼록한 윈도우를 포함하고, 윈도우는 투과부를 포함하며, 투과부는 작업자의 얼굴을 향하는 내측면 및 내측면의 반대편인 외측면을 포함하되, 투과부의 외측면의 제1곡률반지름과 투과부의 내측면의 제2곡률반지름은 서로 상이하고 투과부의 중앙 부분의 두께는 투과부의 가장자리 부분의 두께 보다 큰, 보안 구조체를 개시한다.

Description

보안 구조체{Structure for protecting eyes}
본 발명의 실시예들은 보안 구조체에 관한 것으로, 보다 구체적으로 빛을 투과시키는 윈도우를 포함하는 보안 구조체에 관한 것이다.
아크 용접과 같은 용접 공정시 발생하는 빛이나 고열 등으로부터 작업자를 보호하기 위해 보호 장치를 착용한다. 보호 장치는 작업자의 눈과 그 주변을 커버하거나 사용자의 두부(頭部)를 커버하는 형상 등과 같이 그 모양과 구조가 매우 다양하다.
작업자는 작업 목적 및 환경 등을 고려하여 다양한 종류의 보호 장치 중에서 특정한 형상의 보호 장치를 착용하여 용접 등의 작업을 수행할 수 있다. 작업자는, 용접 부위와 용접시 사용되는 불꽃의 세기 등과 같은 작업 내용에 따라 보호 장치를 바꾸어가면서 착용해야 하는 번거로움이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예들은 작업 내용에 따라 용이하게 형상을 변형시킬 수 있으며, 작업자의 신체를 다양하게 보호할 수 있는 용접 보호 시스템을 제공한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예는, 작업자를 보호하는 보안 구조체로서, 상기 작업자의 양안을 커버하도록 외측을 향해 볼록한 윈도우;를 포함하고, 상기 윈도우는 투과부를 포함하며, 상기 투과부는 상기 작업자의 얼굴을 향하는 내측면 및 상기 내측면의 반대편인 외측면을 포함하되, 상기 투과부의 상기 외측면의 제1곡률반지름과 상기 투과부의 상기 내측면의 제2곡률반지름은 서로 상이하고, 상기 투과부의 중앙 부분의 두께는 상기 투과부의 가장자리 부분의 두께 보다 큰, 보안 구조체를 개시한다.
상기 제2곡률반지름은 상기 제1곡률반지름 보다 작을 수 있다.
상기 제2곡률반지름은, 상기 제1곡률반지름, 상기 중앙 부분의 두께, 및 상기 투과부의 굴절률 중 적어도 어느 하나에 의존할 수 있다.
상기 투과부는 아래의 조건을 만족할 수 있다.
(R1-t1+t1/n) -1 < R2 < R1
여기서, R1은 상기 제1곡률반지름을, t1은 상기 투과부의 상기 중앙 부분의 두께를, n은 상기 투과부의 굴절률을, R2는 상기 제2곡률반지름을 나타낸다.
상기 윈도우는 수지재를 포함할 수 있다.
상기 제1곡률반지름의 중심과 상기 제2곡률반지름의 중심은 상호 이격될 수 있다.
상기 윈도우는, 상기 투과부의 내측에 배치된 리브를 더 포함할 수 있다.
상기 리브는 상기 투과부의 상기 내측면과 교차하는 방향을 따라 연장될 수 있다.
상기 윈도우는 상기 투과부 보다 투과율이 작은 불투명부를 더 포함할 수 있다.
상기 불투명부는 상기 투과부를 전체적으로 둘러싸일 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 관한 보안 구조체는 장시간 사용에도 사용자의 안구를 보호하면서 사용자의 시력 저하 및 피로 누적 등을 방지할 수 있다. 전술한 효과는 예시적인 것으로, 실시예들에 따른 효과는 후술하는 내용을 통해 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보안 구조체를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2은 도 1의 II-II선에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우를 발췌하여 도시한 후방 사시도이다.
도 4는 도 3의 IV- IV'선에 따라 취한 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 보안 구조체로서 윈도우와 본체의 결합을 나타낸 단면도들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 투과부의 일 부분을 나타낸 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우가 본체에 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우가 본체에 결합된 상태에서의 단면도이며, 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우의 불투명부를 확대하여 나타낸 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보안 구조체를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 12a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 12b는 도 12a의 윈도우의 XIIb- XIIb' 선에 따라 취한 단면도이다.
도 13a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 13b는 도 13a의 윈도우의 XIIIb- XIIIb'선에 따라 취한 단면도이다.
도 14a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 14b는 도 14a의 윈도우의 XIVb- XIVb'선에 따라 취한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하의 실시예에서, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 영역, 구성요소들 중간에 다른 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보안 구조체를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2은 도 1의 II-II선에 따른 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우를 발췌하여 도시한 후방 사시도이고, 도 4는 도 3의 IV- IV'선에 따라 취한 단면도이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 보안 구조체로서 윈도우와 본체의 결합을 나타낸 단면도들이다.
도 1을 참조하면, 보안 구조체(1)는 작업자의 신체, 예컨대 작업 시 발생하는 외부의 이물이나 빛 등으로부터 작업자의 눈을 보호하거나, 작업자의 얼굴을 보호할 수 있다. 보안 구조체(1)는 본체(110), 및 본체(110)에 결합되는 투명한 윈도우(120)를 포함할 수 있다.
본체(110)는 소정의 강성을 지닌 고분자 수지를 포함할 수 있다. 예컨대, 본체(110)는 소정의 강도를 갖는 소재, 예컨대 플라스틱 등으로 형성될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 용접시 발생할 수 있는 스파크와 같은 요소에 저항성이 있는 소재라면 다양하게 사용할 수 있다. 본체(110)는 본체(110)의 내측에 구비된 고정부재(미도시)를 통해 작업자의 두부에 고정될 수 있으며, 고정부재는 헤드 기어와 같이 복수의 리브들을 포함하는 구조를 가질 수 있으며, 작업자의 두부와 직접 접촉하는 내측면의 적어도 일부에는 섬유재나 쿠션재와 같은 부드러운 소재를 포함한 요소가 배치될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본체(110) 중 사용자의 눈과 대응되는 영역에는 개구(110OP)가 구비될 수 있으며, 개구(110OP)는 윈도우(120)로 커버될 수 있다. 윈도우(120)는 본체(110)에 탈착 가능한 구조로서, 본체(110)와 윈도우(120) 중 어느 하나는 결합 돌기를 구비하고 나머지 하나는 홈이 결합되어 돌기가 홈에 끼워지는 방식으로 결합될 수 있다.
윈도우(120)는 작업 상황을 육안으로 확인할 수 있도록 빛이 투과할 수 있는 소재, 예컨대 투명한 소재를 포함할 수 있다. 예컨대, 윈도우(120)는 폴리카보네이트나 아크릴과 같은 수지재를 포함할 수 있으며, 사출 성형으로 성형될 수 있다.
작업자가 용접과 같이 순간적으로 매우 밝은 빛이 발생하는 작업을 수행하는 경우, 보안 구조체(1)는 흑화 필터부(130, 도 2)를 포함할 수 있다. 흑화 필터부(130)는 윈도우(120)의 내측에 배치되며, 윈도우(120)와 중첩할 수 있다. 흑화 필터부(130)는 예컨대, 액정의 정렬 방향에 따라 흑화도가 조절될 수 있는 액정패널(LCD panel)을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 흑화 필터부(130)의 흑화도는 작업자의 선택 또는 요청에 따라 수동으로 조절될 수 있다. 또는, 흑화 필터부(130)의 흑화도는 용접 광의 밝기에 따라 자동으로 조절될 수 있다. 용접 광의 밝기에 따라 자동으로 조절되는 경우는 보안 구조체(1)의 외측면 상에는 광 센서들이 배치될 수 있다. 광 센서가 감지한 빛의 세기는, 콘트롤러에 전달되고, 콘트롤러는 수신한 빛의 세기에 대한 신호에 기초하여 흑화 필터부(130)의 흑화도를 제어할 수 있다.
도 3을 참조하면, 윈도우(120)는 투과부(121), 및 투과부(121) 양측에 각각 배치된 제1날개부(123)와 제2날개부(125)를 포함할 수 있다. 투과부(121)의 면적은 윈도우(120) 면적의 약 70% 이상이거나, 75%이상이거나, 80%이상이거나, 85%이상일 수 있다.
제1날개부(123) 및 제2날개부(125)는 투과부(121)와 다른 곡률을 가질 수 있다. 일 실시예로 도 4에 도시된 바와 같이, 투과부(121)의 외측면(121OS)의 제1곡률반지름(R1)은, 제1날개부(123)의 외측면(123OS)의 곡률반지름(RS2) 보다 크고, 제2날개부(125)의 외측면(125OS)의 곡률반지름(RS2) 보다 클 수 있다. 제1날개부(123)의 외측면(123OS)의 곡률반지름(RS2) 및 제2날개부(125)의 외측면(125OS)의 곡률반지름(RS2)은 동일할 수 있다.
투과부(121)의 외측면(121OS)과 투과부(121)의 내측면(121IS)의 곡률은 서로 다를 수 있다. 예컨대, 투과부(121)의 외측면(121OS)의 제1곡률반지름(R1)은 투과부(121)의 내측면(121IS)의 제2곡률반지름(R2) 보다 큰 값을 가질 수 있다. 투과부(121)의 중심 부분의 제1두께(t1)는, 투과부(121)의 가장자리 부분의 제2두께(t2) 보다 크게 형성될 수 있다. 여기서 중심 부분의 제1두께(t1)는 도 4에 도시된 가상의 중심선(CL)을 지나는 부분의 두께를 나타내며, 가상의 중심선(CL)은 도 4에 도시된 바와 같이 좌우방향을 따라 연장된 투과부(121)의 정 가운데를 지나는 가상의 선을 나타낸다.
제1날개부(123)의 외측면(123OS) 및 제2날개부(125)의 외측면(125OS)은, 각각 투과부(121)의 외측면(121OS)에 대하여 단차를 이룰 수 있다. 도 4의 확대도에 도시된 바와 같이, 제1날개부(123)의 외측면(123OS)은, 투과부(121)의 외측면(121OS) 보다 전방을 향해 더 돌출된 위치에 놓일 수 있다. 따라서 제1날개부(123)의 외측면(123OS)과 투과부(121)의 외측면(121OS) 사이에는 단차부(SP)가 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제2날개부(125)의 외측면(125OS)은 투과부(121)의 외측면(121OS) 보다 전방을 향해 더 돌출된 위치에 놓일 수 있다. 따라서 제2날개부(125)의 외측면(125OS)과 투과부(121)의 외측면(121OS) 사이에는 단차부(SP)가 형성될 수 있다.
투과부(121)의 수평방향으로의 폭(W1)은 100mm 내지 200mm이거나, 120mm 내지 180mm이거나, 130mm 내지 180mm이거나, 140mm 내지 170mm일 수 있다. 투과부(121)의 수평방향으로의 폭(W1)은 수평방향 (또는 좌우방향)을 따라 배치된 단차부(SP)들 사이의 거리로 이해할 수 있다.
제1날개부(123)의 일 측에는 제1사이드 단부(127)가 위치할 수 있다. 제1사이드 단부(first side-end portion, 127)는 제1날개부(123)를 가운데 두고 투과부(121)의 반대편에 위치한다. 제1사이드 단부(127)는 제1날개부(123)의 일측으로부터 연장되되, 제1사이드 단부(127)의 외측면(127OS)과 제1날개부(123)의 외측면(123OS) 사이의 제1각도(α)는 둔각일 수 있다.
마찬가지로, 제2날개부(125)의 일 측에는 제2사이드 단부(129)가 위치할 수 있다. 제2사이드 단부(129)는 제2날개부(125)를 가운데 두고 투과부(121)의 반대편에 위치한다. 제2사이드 단부(129)는 제2날개부(125)의 일측으로부터 연장되되, 제2사이드 단부(129)의 외측면(129OS)과 제2날개부(125)의 외측면(125OS) 사이의 제1각도(α)는 둔각일 수 있다.
제1사이드 단부(127)와 제1날개부(123)의 결합 위치 주변에는 윈도우(120)의 내측을 향해 연장된 적어도 하나의 제1돌기(P1)가 위치할 수 있다. 일 실시예로, 적어도 하나의 제1돌기(P1)는 도 3에 도시된 바와 같이 수직방향 (또는 상하방향)을 따라 상호 이격되어 배치될 수 있다.
유사하게, 제2사이드 단부(129)와 제2날개부(125)의 결합 위치 주변에는 윈도우(120)의 내측을 향해 연장된 적어도 하나의 제2돌기(P2)가 위치할 수 있다. 일 실시예로, 적어도 하나의 제2돌기(P2)는 도 3에 도시된 바와 같이 수직방향 (또는 상하방향)을 따라 상호 이격되어 배치될 수 있다.
전술한 바와 같이, 윈도우(120)는 본체(110, 도 1 및 도 2)에 탈착될 수 있는데, 윈도우(120)가 본체(110)에 용이하게 끼워지도록 제1돌기(P1)는 도 4의 확대도에 도시된 바와 같이 곡면(P1-C)을 가질 수 있다. 마찬가지로, 제2돌기(P2)도 곡면을 포함할 수 있다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 윈도우(120)는 본체(110)를 향해 진행하면서 윈도우(120)를 누르는 힘에 의해 본체(110)와 결합될 수 있다. 이 때, 제1돌기(P1)는 본체(110)에 구비된 결합 편(117)의 아래에 형성된 리세스(117R)에 수용될 수 있다. 제1돌기(P1)는 곡면(P1-C)을 따라 미끄러지듯이 결합 편(117)의 일측 면에 접촉한 채 이동하면서 리세스(117R)에 수용될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 윈도우(120)가 본체(110)에 결합된 상태에서, 결합 편(117)은 제1돌기(P1)와 제1날개부(123)의 내측면 사이에 위치할 수 있다. 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명한 제1돌기(P1)가 본체(110)에 결합되는 구조는 제2돌기(P2)에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
보안 구조체(1)를 착용한 사용자는 윈도우(120)를 통해 윈도우(120)의 외측에 배치된 사물 또는 사람 등을 인지할 수 있다. 윈도우(120)는 전술한 바와 같이 폴리카보네이트나 아크릴과 같은 수지재로 형성되며, 전술한 물질을 포함하는 윈도우(120)는 공기와 굴절률이 다르기 때문에, 사용자가 윈도우(120)를 통해 보게되는 이미지는 왜곡된 상태일 수 있고, 사용자의 양안의 피로도가 증가할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따르면 투과부(121)가 후술할 특징을 갖도록 설계함으로써 전술한 문제를 해소할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 투과부의 일 부분을 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 투과부(121)의 외측면(121OS)의 제1곡률반지름(R1, 단위: mm)은 내측면(121IS)의 제2곡률반지름(R2) 보다 큰 값을 가질 수 있다. 예컨대, 제1곡률반지름(R1)은 100mm 내지 200mm의 범위에서 선택될 수 있다.
제1곡률반지름(R1, 단위: mm) 제2곡률반지름(R2, 단위: mm), 및 제1두께(t1, 단위: mm)는 아래의 수학식 1을 만족할 수 있다.
(R1-t1+t1/n) -1 < R2 < R1 -----(수학식1)
여기서, n은 투과부(121)의 굴절률을 나타낸다.
제1곡률반지름(R1, 단위: mm), 제2곡률반지름(R2, 단위: mm), 및 제1두께(t1, 단위: mm)가 전술한 식을 만족하는 경우, 투과부(121)의 중심을 지나는 가상의 중심선(CL)로부터 소정의 거리 오프셋된 부분을 통과하는 제2빛(L2)도 제1빛(L1)과 마찬가지로 사용자의 눈(EY)을 향해 평행하게 진행하므로, 사용자는 맨눈으로 외부를 시인하는 것과 유사한 경험을 할 수 있으며, 장시간 작업에도 불구하고 눈의 피로를 줄일 수 있다.
투과부(121)의 중심 부분의 제1두께(t1)는 투과부(121)의 가장자리 부분의 제2두께(t2) 보다 큰 값을 가질 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다. 예컨대, 제1두께(t1)는 1mm < t1 < 2.6mm 이거나, 1.5mm < t1 < 2.6mm 이거나, 2.0mm < t1 < 2.6mm 이거나, 2.1mm ≤ t1 ≤ 2.5mm 이거나, 2.1mm ≤ t1 ≤ 2.4mm 일 수 있다. 제2두께(t2)는 최소 1.0mm일 수 있다. 예컨대, 제2두께(t2)는 1.0mm ≤ t2 ≤ 1.5mm 일 수 있다. 제1두께(t1)가 전술한 하한을 벗어나는 경우 윈도우(120)의 성형이 어려워 불량률이 증가하고, 전술한 상한을 벗어나는 경우 윈도우(120)의 중량 증가하여 경량의 보안 구조체(1)를 구현하는 것이 어려울 수 있다.
제1곡률반지름(R1)의 중심(이하, 제1중심이라 함, C1)은 제2곡률반지름(R2)의 중심(이하, 제2중심이라 함, C2)과 동일한 가상의 선, 예컨대 투과부(121)의 중심을 지나는 가상의 중심선(CL) 상에 위치하되, 서로 이격될 수 있다. 제1중심(C1)과 제2중심(C2) 사이의 거리(C)는 제1두께(t1)보다 작을 수 있다. 제1중심(C1)과 제2중심(C2) 사이의 거리(C)가 제1두께(t1)와 같거나 제1두께(t1)보다 큰 경우, 투과부(121)를 통해 사용자에게 시인되는 이미지의 왜곡이 심하게 발생되며 사용자의 눈을 피로하게 할 수 있다.
제1곡률반지름(R1)의 중심(이하, 제1중심이라 함, C1)은 제2곡률반지름(R2)의 중심(이하, 제2중심이라 함, C2)과 동일한 가상의 선, 예컨대 투과부(121)의 중심을 지나는 가상의 중심선(CL) 상에 위치하되, 서로 이격될 수 있다. 제1중심(C1)과 제2중심(C2) 사이의 거리(C)는 제1두께(t1)보다 작을 수 있다. 제1중심(C1)과 제2중심(C2) 사이의 거리(C)가 제1두께(t1)와 같거나 제1두께(t1)보다 큰 경우, 투과부(121)를 통해 사용자에게 시인되는 이미지의 왜곡이 심하게 발생되며 사용자의 눈을 피로하게 할 수 있다.
도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우가 본체에 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7a를 참조하면, 윈도우(120')는 앞서 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명한 윈도우(120)와 동일한 특징을 포함하되, 투과부(121)의 내측에 위치하는 적어도 하나의 리브(121-R)를 더 포함할 수 있다.
적어도 하나의 리브(121-R)는 투과부(121)의 내측면과 교차하는 방향을 따라, 예컨대 투과부(121)의 안쪽을 향해 소정의 폭을 갖도록 연장될 수 있다. 일 실시예로, 도 7a은 투과부(121)의 상부 및 하부에 각각 리브(121-R)가 배치된 것을 도시한다. 각각의 리브(121-R)는 투과부(121)의 상측 에지 및 하측의 에지를 따라 연장될 수 있다.
각각의 리브(121-R)는 투과부(121)와 일체로 사출 성형될 수 있다. 보안 구조체(1)를 착용한 사용자가 용접과 같이 고온의 열이 발생하는 작업을 수행하는 경우, 리브(121-R)는 작업 중 발생하는 복사열에 의해 윈도우(120')가 변형되는 것을 방지할 수 있으며, 윈도우(120') 자체에 소정의 강도를 부여할 수 있다.
윈도우(120')는 앞서 도 1 및 도 2 등을 참조하여 설명한 바와 같이, 본체(110)에 결합할 수 있다. 도 7b를 참조하면, 윈도우(120')의 리브(121-R)는 본체(110)에 구비된 홈(110G)에 각각 수용될 수 있다.
도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명한 리브(121-R)의 특징은 도 8을 참조하여 후술할 윈도우에도 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우가 본체에 결합된 상태에서의 단면도이며, 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우의 불투명부를 확대하여 나타낸 단면도들이다.
도 8의 윈도우(120'')는 앞서 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명한 윈도우(120)와 동일한 특징을 포함할 수 있는 바, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다. 윈도우(120'')는 투과부(121)에 인접하게 배치된 불투명부(122)를 포함할 수 있다. 불투명부(122)는 투과부(121)와 제1날개부(123) 사이, 그리고 투과부(121)와 제2날개부(125) 사이에 위치할 수 있다. 투과부(121)는 불투명부(122)에 의해 전체적으로 둘러싸일 수 있다.
도 9를 참조하면, 윈도우(120'')는 본체(110)와 결합될 수 있다. 예컨대, 윈도우(120'')는 본체(110)와의 결합을 위한 제1돌기(P1) 및 제2돌기(P2)를 포함할 수 있으며, 이들의 결합 관계는 앞서 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명한 바와 같다. 예컨대, 본체(110)는 적어도 한 쌍의 결합 편(117)을 구비할 수 있는데, 하나의 결합 편(117)은 제1돌기(P1)와 제1날개부(123) 사이에 위치하고, 다른 하나의 결합 편(117)은 제2돌기(P2)와 제2날개부(125) 사이에 위치할 수 있다.
윈도우(120'')는 도 9에 도시된 바와 같이 본체(110)의 개구(110OP)를 커버하도록 배치될 수 있는데, 개구((110OP OP)는 본체(110)의 프레임부(113)에 의해 정의될 수 있다. 개구(OP)의 폭(W3)은 투과부(121)의 폭(또는 불투명부 사이의 폭, W2) 보다 클 수 있다. 따라서, 본체(110)의 개구(110OP)를 정의하는 프레임부(113)의 내측벽(113E)은 불투명부(122)로 커버될 수 있다
프레임부(113)에는 흑화 필터부(130)가 수용될 수 있는데, 이 때 조립 공차에 의해 프레임부(113)의 내측벽(113E)과 흑화 필터부(130) 사이에는 미세한 틈이 형성될 수 있다. 용접과 같은 작업시 열이나 빛이 전술한 틈을 통해 사용자에게 전달될 수 있으나, 본 발명의 실시예는 불투명부(122)가 프레임부(113)의 내측벽(113E)과 흑화 필터부(130) 사이에 형성된 미세한 틈을 커버하도록 배치되는바, 전술한 문제를 방지할 수 있다.
불투명부(122)는 용접 작업시 발생되는 빛을 차단하거나 반사할 수 있으며, 용접 작업시 복사열을 반사할 수 있다. 일 실시예로, 불투명부(122)는 요철면을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 10a에 도시된 바와 같이 불투명부(122)의 내측면(122IS, 또는 배면)에 요철면이 형성될 수 있다. 전술한 요철 구조에 의해 불투명부(122)의 투과도는 투과부(121)의 투과도에 비하여 작은 값을 가질 수 있으며, 용접 작업시 발생하는 빛은 난반사될 수 있다. 도 10a에는 불투명부(122)의 내측면(122IS)에 요철이 형성된 것을 개시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예로서, 불투명부(122)의 외측면(122OS)에 미세 요철이 형성될 수 있음은 물론이다.
다른 실시예로, 불투명부(122)는 도 10b에 도시된 바와 같이, 필름(122IF)을 포함할 수 있다. 필름(122IF)은 불투명부(122)에 해당하는 윈도우(120")의 내측면 상에 점착층을 통해 부착될 수 있다. 도 10b는 필름(122IF)이 불투명부(122)의 내측면 상에 위치하는 것을 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예로서, 필름(122IF)이 불투명부(122)의 외측면 상에 위치할 수 있다.
도 1 내지 도 10b를 참조하여 설명한 보안 구조체(1)는, 본체(110) 중 전술한 개구(110OP, 도 2 등)를 제외한 나머지 영역이 사용자의 안면을 커버하는 면적을 갖는 것을 중심으로 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보안 구조체를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보안 구조체(2)로서, 보안 구조체(2)에 구비된 본체(210)가 사용자의 두부의 일부, 에컨대 이마로부터 정수리를 지나 후두부의 일부를 커버하도록 연장된 구조인 것을 도시한다. 이 경우, 윈도우(120''')는 사용자의 안면을 전체적으로 커버하는 면적을 가질 수 있다. 윈도우(120''')는 앞서 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명한 특징, 예컨대 윈도우(120''')를 통해 외부의 물체를 인식하는 사용자의 눈의 피로를 줄이는 특징을 구비할 수 있음은 물론이다. 또한, 도 7a를 참조하여 설명한 리브를 구비한 특징도 구비할 수 있음은 물론이다.
도 1 내지 도 11을 참조하여 설명한 윈도우(120, 120', 120'', 120''')는, 좌우 방향으로의 단면이 도 4에 도시된 바와 같은 곡면의 투과부를 가질 수 있으며, 상하 방향으로의 단면이 도 2에 도시된 바와 같이 비교적 편평한 투과부를 가지는 것을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예로서, 도 12a 내지 도 14b를 참조하여 후술하는 바와 같이 윈도우는 좌우방향뿐만 아니라 상하 방향으로의 단면이 커브진 곡면일 수 있다.
도 12a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 12b는 도 12a의 윈도우의 XIIb- XIIb' 선에 따라 취한 단면도이다. 도 12a 및 도 12b에 도시된 윈도우(220)는 좌우방향으로의 단면이 앞서 도 4 및 도 6을 참조하여 설명한 바와 같은 특징을 구비할 수 있다.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 윈도우(220)는 상하 방향으로의 단면이 곡면을 포함하되, 해당 곡면은 환상면체(toroid) 상에 놓인 수 있다. 윈도우(220)의 상하 방향으로의 단면도 상에서, 윈도우(220)의 내측면의 제3곡률반지름(R3)은 앞서 도 4 및 도 6에서 설명한 제1곡률반지름(R1) 및 제2곡률반지름(R2) 보다 큰 값을 가질 수 있다.
도 13a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 13b는 도 13a의 윈도우의 XIIIb- XIIIb'선에 따라 취한 단면도이다.
도 13a 및 도 13b에 도시된 윈도우(220')는 좌우방향으로의 단면이 앞서 도 4 및 도 6을 참조하여 설명한 바와 같은 특징을 구비할 수 있다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 윈도우(220')는 상하 방향으로의 단면이 곡면을 포함하되, 원환체(toric) 상에 놓일 수 있다. 윈도우(220')의 상하 방향으로의 단면도 상에서, 윈도우(220')의 내측면의 제3곡률반지름(R3)은 앞서 도 4 및 도 6에서 설명한 제1곡률반지름(R1) 및 제2곡률반지름(R2) 보다 큰 값을 가질 수 있다. 또는, 윈도우(220')의 내측면의 제3곡률반지름(R3)은 앞서 도 4 및 도 6에서 설명한 제1곡률반지름(R1) 및 제2곡률반지름(R2) 보다 작은 값을 가질 수 있다.
도 14a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 14b는 도 14a의 윈도우의 XIVb- XIVb'선에 따라 취한 단면도이다.
도 14a 및 도 14b에 도시된 윈도우(220'')는 좌우방향으로의 단면이 앞서 도 4 및 도 6을 참조하여 설명한 바와 같은 특징을 구비할 수 있다.
도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이 윈도우(220'')는 상하 방향으로의 단면이 곡면을 포함하되, 구(sphere) 상에 놓일 수 있다. 윈도우(220'')의 상하 방향으로의 단면도 상에서, 윈도우(220'')의 내측면의 제3곡률반지름(R3'')은 앞서 도 4 및 도 6에서 설명한 제1곡률반지름(R1) 또는 제2곡률반지름(R2)과 실질적으로 동일한 값을 가질 수 있다.
도 1 내지 도 14를 참조하여 설명한 윈도우(120, 120', 120", 120''', 220)는 본체(110, 210)에 결합하되, 본체(110, 210)가 도 1 및 도 11에 도시된 바와 같이 사용자의 전두부를 커버할 수 있는 것을 나타낸다. 예컨대, 보안 구조체는 도 1에 도시된 바와 같은 용접면(Welding Helmet)을 포함하거나, 도 11에 도시된 바와 같이 보안면(face shield)를 포함할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예로서, 전술한 특징들을 갖는 윈도우는 고글 타입 또는 안경 타입의 본체에 결합될 수 있으며, 이와 같이 사용자의 전두부를 커버하지 않는 보안 구조체도 본 발명의 실시예에 해당할 수 있다. 예컨대, 고글 타입이나 안경 타입의 본체에 결합되는 윈도우는 도 3 내지 도10b를 참조하여 설명한 바와 같은 특징(들) 및/또는 도 12a 내지 도 14b를 참조하여 설명한 바와 같은 특징(들)을 포함할 수 있다. 따라서, 사용자의 시력 저하나 피로 누적을 방지하는 것과 같은 안구 보호의 기능 및/또는 본체와의 결합력을 증가시키거나 외부 요소(힘이나 열)에 의한 윈도우의 변형을 방지하는 등의 효과를 동일하게 달성할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
120, 120', 120", 120''', 220: 윈도우
121: 투과부
123: 제1날개부
125: 제2날개부

Claims (10)

  1. 작업자를 보호하는 보안 구조체로서,
    상기 작업자의 양안을 커버하도록 외측을 향해 볼록한 윈도우;를 구비하되,
    상기 윈도우는 투과부를 포함하며,
    상기 투과부는 상기 작업자의 얼굴을 향하는 내측면 및 상기 내측면의 반대편인 외측면을 포함하되, 상기 투과부의 상기 외측면의 제1곡률반지름과 상기 투과부의 상기 내측면의 제2곡률반지름은 서로 상이하고, 상기 투과부의 중앙 부분의 두께는 상기 투과부의 가장자리 부분의 두께 보다 크고,
    상기 윈도우의 내측면 상에는 상기 내측면으로부터 돌출되되, 상기 윈도우의 폭 방향을 따라 연장된 적어도 하나의 리브가 배치되며
    상기 윈도우는 상기 투과부보다 투과율이 작은 불투명부를 더 포함하고,
    상기 불투명부는 요철면을 포함하는, 보안 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2곡률반지름은 상기 제1곡률반지름 보다 작은, 보안 구조체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2곡률반지름은,
    상기 제1곡률반지름, 상기 중앙 부분의 두께, 및 상기 투과부의 굴절률 중 적어도 어느 하나에 의존하는, 보안 구조체.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 투과부는 아래의 조건을 만족하는, 보안 구조체.
    (R1-t1+t1/n) -1 < R2 < R1
    여기서, R1은 상기 제1곡률반지름을, t1은 상기 투과부의 상기 중앙 부분의 두께를, n은 상기 투과부의 굴절률을, R2는 상기 제2곡률반지름을 나타낸다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우는 수지재를 포함하는, 보안 구조체
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1곡률반지름의 중심과 상기 제2곡률반지름의 중심은 상호 이격된, 보안 구조체
  7. 제1항에 있어서,
    상기 리브는, 상기 투과부와 대응하는, 보안 구조체.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 불투명부는 상기 투과부를 전체적으로 둘러싸는, 보안 구조체.
  10. 삭제
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