УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЫХАНИЯ С СОПРОТИВЛЕНИЕМ
DEVICE FOR BREATHING WITH RESISTANCE

Перекрестная ссылка на родственную заявку
Настоящая заявка представляет собой международную (PCT) заявку, имеющую приоритет одновременно находящейся на рассмотрении предварительной заявки на патент США того же заявителя № 62/385546, озаглавленной «RESISTANCE BREATHING DEVICE», имеющей дату подачи 9 сентября 2016 г., которая включена путем ссылки здесь во всей ее полноте.
Область техники
Настоящее изобретение относится к надеваемым устройствам для дыхания. В частности, настоящее изобретение относится к надеваемым устройствам для дыхания, обеспечивающим сопротивление вдоху воздуха.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Люди, которые тренируются для физической подготовки или спортивного соревнования, могут желать улучшать эффективность их сердечно-сосудистых систем для улучшенного здоровья и выносливости. В частности, люди могут желать тренировать их сердечно-сосудистые системы путем выполнения тренировки или осуществления видов деятельности, при этом ограничивая их способность вдыхать воздух и кислород.
Раскрытие изобретения
В варианте выполнения устройство для дыхания с сопротивлением включает лицевую маску, внешний слой, вставку, регулируемый выдвижной элемент, регулировочное колесико и узел клапана выпуска воздуха. Лицевая маска имеет внутреннюю поверхность, наружную поверхность, противоположную внутренней поверхности, отверстие, продолжающееся через лицевую маску от наружной поверхности до внутренней поверхности, и периметр. Лицевая маска выполнена с возможностью покрытия рта и носа пользователя так, что периметр образует воздухонепроницаемое уплотнение с лицом пользователя и вокруг рта и носа пользователя, и лицевая маска образует внутреннюю область между внутренней поверхностью лицевой маски и лицом пользователя. Внешний слой покрывает лицевую маску и имеет пару ремешков с взаимно сцепляющимися концами для закрепления лицевой маски на лице пользователя. Вставка имеет внутреннюю поверхность, наружную поверхность, противоположную внутренней поверхности вставки, и по меньшей мере одно входное отверстие, продолжающееся через нее. Вставка расположена в отверстии лицевой маски. Регулируемый выдвижной элемент имеет внутреннюю поверхность, наружную поверхность, противоположную внутренней поверхности регулируемого выдвижного элемента, и по меньшей мере одно входное отверстие, продолжающееся через него. Регулируемый выдвижной элемент расположен смежно со вставкой так, что внутренняя поверхность регулируемого выдвижного элемента примыкает к наружной поверхности вставки. Регулируемый выдвижной элемент является перемещаемым линейно вдоль линейной оси в отношении вставки между первым положением и вторым положением. Когда регулируемый выдвижной элемент находится в его первом положении, первый участок по меньшей мере одного входного отверстия регулируемого выдвижного элемента покрывает первый участок по меньшей мере одного входного отверстия вставки. Когда регулируемый выдвижной элемент находится в его втором положении, второй участок по меньшей мере одного входного отверстия регулируемого выдвижного элемента покрывает второй участок по меньшей мере одного входного отверстия вставки. Второй участок по меньшей мере одного входного отверстия регулируемого выдвижного элемента больше по размеру, чем первый участок по меньшей мере одного входного отверстия регулируемого выдвижного элемента. Регулировочное колесико прикреплено с возможностью перемещения к вставке так, что регулировочное колесико является перемещаемым с возможностью вращения в отношении вставки между первым положением и вторым положением. Первое положение регулировочного колесика соответствует первому положению регулируемого выдвижного элемента. Второе положение регулировочного колесика соответствует второму положению регулируемого выдвижного элемента. Когда регулировочное колесико перемещается между его первым положением и его вторым положением, регулируемый выдвижной элемент перемещается между его первым положением и его вторым положением. Узел клапана выпуска воздуха выполнен с возможностью предотвращения прохождения воздуха через него из внешней окружающей среды во внутреннюю область и выполнен с возможностью позволять воздуху проходить через него из внутренней области лицевой маски во внешнюю окружающую среду.
В варианте выполнения регулируемый выдвижной элемент включает первое множество зубьев, регулировочное колесико включает второе множество зубьев, и регулируемый выдвижной элемент и регулировочное колесико расположены смежно друг с другом так, что первое множество зубьев регулируемого выдвижного элемента сцепляется со вторым множеством зубьев регулировочного колесика. В варианте выполнения регулировочное колесико вращается вокруг оси вращения для перемещения между его первым положением и его вторым положением. Ось вращения перпендикулярна линейной оси.
В варианте выполнения устройство для дыхания с сопротивлением также включает фиксатор, имеющий внутреннюю поверхность, наружную поверхность, противоположную внутренней поверхности фиксатора, и по меньшей мере одно входное отверстие. Фиксатор покрывает регулируемый выдвижной элемент так, что внутренняя поверхность фиксатора примыкает к наружной поверхности регулируемого выдвижного элемента так, чтобы поддерживать регулируемый выдвижной элемент в его положении смежно со вставкой, и так, что по меньшей мере одно входное отверстие фиксатора покрывает по меньшей мере одно входное отверстие вставки. В варианте выполнения регулируемый выдвижной элемент включает множество канавок, образованных в наружной поверхности регулируемого выдвижного элемента и разнесенных вдоль линейной оси, фиксатор включает гребень, выступающий из внутренней поверхности фиксатора, гребень фиксатора расположен в первой из множества канавок регулируемого выдвижного элемента, когда регулируемый выдвижной элемент находится в его первом положении, и гребень фиксатора расположен во второй из множества канавок регулируемого выдвижного элемента, когда регулируемый выдвижной элемент находится в его втором положении. В варианте выполнения гребень фиксатора расположен смежно с по меньшей мере одним входным отверстием фиксатора. В варианте выполнения гребень фиксатора и множество канавок регулируемого выдвижного элемента имеют такие размер и форму, что, когда гребень расположен в одной из множества канавок, указанный гребень и одна из множества канавок взаимодействуют для сопротивления перемещению регулируемого выдвижного элемента вдоль линейной оси. В варианте выполнения по меньшей мере одно входное отверстие фиксатора является по существу прямоугольным по форме.
В варианте выполнения по меньшей мере одно входное отверстие регулируемого выдвижного элемента является по существу прямоугольным по форме. В варианте выполнения по меньшей мере одно входное отверстие регулируемого выдвижного элемента имеет закругленные углы. В варианте выполнения по меньшей мере одно входное отверстие вставки является по существу прямоугольным по форме. В варианте выполнения размер по меньшей мере одного входного отверстия регулируемого выдвижного элемента равен размеру по меньшей мере одного входного отверстия вставки. В варианте выполнения по меньшей мере одно входное отверстие вставки имеет правильную трапециевидную форму. В варианте выполнения правильная трапециевидная форма включает закругленные углы. В варианте выполнения по меньшей мере одно входное отверстие вставки меньше по меньшей мере одного входного отверстия регулируемого выдвижного элемента.
В варианте выполнения вставка включает первую боковую сторону, вторую боковую сторону, противоположную первой боковой стороне, первый боковой кронштейн, продолжающийся от наружной поверхности вставки вблизи первой боковой стороны, и второй боковой кронштейн, продолжающийся от наружной поверхности вставки вблизи второй боковой стороны. Первый и второй боковые кронштейны взаимодействуют для определения допустимого диапазона перемещения регулируемого выдвижного элемента вдоль линейной оси. В варианте выполнения устройство для дыхания с сопротивлением также включает лицевую пластину, имеющую внутреннюю поверхность и наружную поверхность, противоположную внутренней поверхности лицевой пластины. Лицевая пластина покрывает вставку и ориентирована так, что внутренняя поверхность лицевой пластины обращена к вставке. В варианте выполнения лицевая маска сформована поверх вставки.
В варианте выполнения вставка включает по меньшей мере одно выпускное отверстие, расположенное со смещением от по меньшей мере одного входного отверстия вставки. Каждое из по меньшей мере одного выпускного отверстия включает смещающий элемент, продолжающийся поперек одного из по меньшей мере одного выпускного отверстия вставки, и стержень, продолжающийся от центра смещающего элемента и в сторону от вставки. Стержень включает первый участок, смежный с центром смещающего элемента, и второй участок, противоположный первому участку стержня. Первый участок стержня имеет первый диаметр. Второй участок стержня имеет второй диаметр, который больше первого диаметра. В варианте выполнения узел клапана выпуска воздуха включает по меньшей мере одно выпускное отверстие вставки и по меньшей мере одну гибкую мембрану. По меньшей мере одна гибкая мембрана имеет первую сторону, вторую сторону, противоположную первой стороне, профиль, дополняющий по меньшей мере одно выпускное отверстие вставки, штырь, продолжающийся от первой стороны, и центральное отверстие, продолжающееся через штырь и первую и вторую стороны и имеющее такие размер и форму, чтобы принимать первый участок стержня вставки. По меньшей мере одна гибкая мембрана расположена смежно со вставкой так, что первый участок стержня каждого из по меньшей мере одного выпускного отверстия вставки расположен в центральном отверстии соответствующей одной из по меньшей мере одной гибкой мембраны так, что вторая сторона каждой из по меньшей мере одной гибкой мембраны примыкает к смещающему элементу соответствующего одного из по меньшей мере одного выпускного отверстия вставки, и так, что второй участок стержня каждого из по меньшей мере одного выпускного отверстия примыкает к штырю соответствующей одной из по меньшей мере одной гибкой мембраны так, чтобы удерживать по меньшей мере одну гибкую мембрану смежно со вставкой.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сделана ссылка на нижеследующее подробное описание примерного варианта выполнения, рассмотренного в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых:
Фиг. 1 представляет собой вид спереди устройства для дыхания с сопротивлением в соответствии с примерным вариантом выполнения настоящего изобретения, причем указанное устройство показано как надетое на пользователя;
Фиг. 2 представляет собой вид спереди в перспективе устройства для дыхания с сопротивлением, показанного на Фиг. 1, но причем указанное устройство показано как снятое с пользователя;
Фиг. 3 представляет собой вид сзади в перспективе устройства для дыхания с сопротивлением, показанного на Фиг. 2;
Фиг. 4А представляет собой вид спереди в перспективе первого варианта выполнения вставки устройства для дыхания с сопротивлением, показанного на Фиг. 2;
Фиг. 4B представляет собой вид сзади в перспективе вставки на Фиг. 4A;
Фиг. 4С представляет собой вид спереди в перспективе второго варианта выполнения вставки устройства для дыхания с сопротивлением, показанного на Фиг. 2;
Фиг. 5А представляет собой разобранный вид спереди в перспективе выбранных элементов устройства для дыхания с сопротивлением, показанного на Фиг. 2;
Фиг. 5B представляет собой разобранный вид сзади в перспективе элементов, показанных на Фиг. 5A;
Фиг. 6А представляет собой собранный вид спереди в перспективе некоторых из элементов, показанных на Фиг. 5А, причем указанные элементы сконфигурированы в первом положении;
Фиг. 6B представляет собой собранной вид спереди в перспективе элементов, показанных на Фиг. 6А, причем указанные элементы сконфигурированы во втором положении;
Фиг. 6С представляет собой собранный вид спереди в перспективе элементов, показанных на Фиг. 6А, причем указанные элементы сконфигурированы в третьем положении.
НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг. 1-6С иллюстрируют примерное устройство 10 для дыхания с сопротивлением (ниже «устройство 10»). В варианте выполнения устройство 10 включает внешний слой 12, покрывающий расположенную по центру, воздухонепроницаемую лицевую маску 14. В варианте выполнения лицевая маска 14 имеет размер, форму и выполнена с возможностью покрытия носа и рта пользователя. В варианте выполнения лицевая маска 14 включает периметр 16 (который показан на Фиг. 3), который выполнен с возможностью обеспечения воздухонепроницаемого уплотнения с лицом пользователя. В варианте выполнения лицевая маска 14 изготовлена из резины. В варианте выполнения лицевая маска 14 изготовлена из термопластичного эластомера («TPE»). В варианте выполнения лицевая маска 14 изготовлена из TPE, распространяемого Teknor Apex Company, г. Потакет, шт. Род-Айленд, США, под торговой маркой MONPRENE. В варианте выполнения лицевая маска 14 изготовлена из силикона. В варианте выполнения лицевая маска 14 изготовлена из стирол-этилен/пропилен-стирол («SEPS»). В варианте выполнения лицевая маска 14 изготовлена из стирол-этилен/бутилен-стирол («SEBS»). В варианте выполнения лицевая маска 14 изготовлена из другого подходящего материала, известного в уровне техники, выбранного так, что периметр 16 обеспечивает воздухонепроницаемое уплотнение с лицом пользователя.
Теперь со ссылкой на Фиг. 2 и 3 в варианте выполнения лицевая маска 14 включает внутреннюю поверхность 18 и наружную поверхность 20, существенный участок которой покрыт внешним слоем 12. Теперь со ссылкой на Фиг. 4 в варианте выполнения лицевая маска 14 включает отверстие 22, продолжающееся от внутренней поверхности 18 до наружной поверхности 20. В варианте выполнения отверстие 22 окружено кромкой 24. В варианте выполнения кромка 24 включает канавку 26, образованную в ней и продолжающуюся около нее всей.
Теперь со ссылкой на Фиг. 4А и 4B в варианте выполнения устройство 10 включает вставку 30, который имеет такие размер и форму, чтобы удерживаться в отверстии 24 лицевой маски 14. В варианте выполнения вставка 30 имеет профиль, подобный скругленному треугольнику. В варианте выполнения вставка 30 имеет профиль, подобный капле. В варианте выполнения вставка 30 имеет профиль, подобный профилю области, покрывающей нос и рот человека. Вставка 30 включает верхний конец 32, нижний конец 34, противоположный верхнему концу 32, первую боковую сторону 36 и вторую боковую сторону 38, противоположную первой боковой стороне 36. Внешний участок 40 имеет такие размер и форму, чтобы быть дополняющим отверстие 22 лицевой маски 14, и продолжается вокруг профиля вставки 30. Внешний участок 40 является по существу плоским и включает внутреннюю поверхность 42 и наружную поверхность 44, противоположную внутренней поверхности 42. В варианте выполнения множество перфораций 46 продолжается через внешний участок 40.
Продолжая ссылаться на Фиг. 4А и 4B, вставка 30 включает внутренний участок 48, расположенный во внешнем участке 40. Внутренний участок 48 является по существу плоским и расположен в плоскости, по существу параллельной плоскости внешнего участка 40, но смещен от плоскости внешнего участка 40 в направлении в сторону от наружной поверхности 44 внешнего участка 40. Внутренний участок 48 включает внутреннюю поверхность 50 и наружную поверхность 52, противоположную внутренней поверхности 50. Первый переходный участок 54 образован между внешним участком 40 и внутренним участком 48 и включает внутреннюю поверхность 56 и наружную поверхность 58, противоположную внутренней поверхности 56.
Продолжая ссылаться на Фиг. 4А и 4B, вставка 30 включает посадочный участок 60, который продолжается от местоположения вблизи верхнего конца 32 вставки 30 до местоположения вблизи первой и второй боковых сторон 36, 38 вставки 30. Посадочный участок 60 смещен от внутреннего участка 48 в направлении в сторону от наружной поверхности 52 внутреннего участка 48. Посадочный участок 60 включает внутреннюю поверхность 62 и наружную поверхность 64, противоположную внутренней поверхности 62. Посадочный участок 60 имеет такой контур, что внутренняя поверхность 62 является вогнутой, а наружная поверхность 64 является выпуклой. Выемка 66 образована в наружной поверхности 64 посадочного участка 60 в местоположении вблизи верхнего конца 32 вставки 30. Второй переходный участок 68 образован между внутренним участком 48 и посадочным участком 60 и включает внутреннюю поверхность 70 и наружную поверхность 72, противоположную внутренней поверхности 70.
Продолжая ссылаться на Фиг. 4А и 4B, вставка 30 включает первый и второй участки 74, 76 периметра, которые выступают из внутреннего участка 48 в направлении в сторону от наружной поверхности 52 внутреннего участка 48. Первой участок 74 периметра продолжается от вблизи второго переходного участка 68 в местоположении вблизи первой боковой стороны 36 вставки 30 и проходит в направлении, но не достигает, нижнего конца 34 вставки 30. Второй участок 76 периметра продолжается от вблизи второго переходного участка 68 в местоположении вблизи второй боковой стороны 38 вставки 30 и проходит в направлении, но не достигает, нижнего конца 34 вставки 30. Пространство 78 образовано между первым и вторым участками 74, 76 периметра.
Продолжая ссылаться на Фиг. 4А и 4B, вставка 30 включает канавку 80, продолжающуюся по, по существу, всему ее периметру. Канавка 80 образована в местоположении вблизи наружной поверхности 52 внутреннего участка 48. Канавка 80 начинается в пересечении первого участка 74 периметра и пространства 78 между первым и вторым участками 74, 76 периметра и продолжается по периметру вставки 30, проходя первую боковую сторону 36, верхний конец 32 и вторую боковую сторону 38 до окончания в пересечении второго участка 76 периметра и пространства 78 между первым и вторым участками 74, 76 периметра. В варианте выполнения выемка 66 посадочного участка 60 прерывает канавку 80.
Продолжая ссылаться на Фиг. 4А и 4B, вставка 30 включает входное отверстие 82, продолжающееся через и по существу находящееся по центру в отношении внутреннего участка 48. В варианте выполнения входное отверстие 82 имеет по существу прямоугольную форму. В варианте выполнения входное отверстие 82 имеет по существу прямоугольную форму с закругленными углами. В варианте выполнения входное отверстие 82 имеет первый конец 84, который является ближайшим к первой боковой стороне 36 вставки 30, второй конец 86, который является ближайшим ко второй боковой стороне 38 вставки 30, первую сторону 88, которая является ближайшей к верхнему концу 32 вставки 30, и вторую сторону 90, которая является ближайшей к нижнему концу 34 вставки 30. В варианте выполнения ширина входного отверстия 82 от первого конца 84 до второго 86 больше высоты входного отверстия 82 от первой стороны 88 до второй стороны 90.
Продолжая ссылаться на Фиг. 4А и 4B, вставка 30 также включает верхний кронштейн 92, выступающий из наружной поверхности 52 внутреннего участка 48. Верхний кронштейн 92 продолжается в направлении поперек вставки 30 от первой боковой стороны 36 по направлению ко второй боковой стороне 38. Верхний кронштейн 92 смещен от входного отверстия 82 в направлении к верхнему концу 32 вставки 30.
Продолжая ссылаться на Фиг. 4А и 4B, вставка 30 включает первый и второй нижние кронштейны 94, 96, выступающие из наружной поверхности 52 внутреннего участка 48. Каждый из нижних кронштейнов 94, 96 продолжается в направлении поперек вставки 30 от первой боковой стороны 36 по направлению ко второй боковой стороне 38. Каждый из нижних кронштейнов 94, 96 смещен от входного отверстия 82 на одинаковое расстояние в направлении к нижнему концу 34 вставки 30. Первый нижний кронштейн 94 продолжается от местоположения вблизи пересечения первого конца 84 и второй стороны 90 входного отверстия 82 и в направлении к первой боковой стороне 36 вставки 30. Второй нижний кронштейн 96 продолжается от местоположения вблизи пересечения второго конца 86 и второй стороны 90 входного отверстия 82 и в направлении ко второй боковой стороне 38 вставки 30. Пространство 98 образовано между первым и вторым нижними кронштейнами 94, 96.
Продолжая ссылаться на Фиг. 4А и 4B, вставка 30 также включает первый и второй боковые кронштейны 100, 102, выступающие из наружной поверхности 52 внутреннего участка 48. Каждый из первого и второго боковых кронштейнов 100, 102 продолжается в направлении от первого конца 32 ко второму концу 34. Первый боковой кронштейн 100 смещен от входного отверстия 82 в направлении к первой боковой стороне 36 вставки 30. Второй боковой кронштейн 102 смещен от входного отверстия 82 в направлении ко второй боковой стороне 38 вставки 30.
Продолжая ссылаться на Фиг. 4А и 4B, верхний кронштейн 92, нижние кронштейны 94, 96 и боковые кронштейны 100, 102 (совместно «кронштейны») взаимодействуют для образования прямоугольника 104, имеющего ширину (т.е. которая измеряется между первым боковым кронштейном 100 и вторым боковым кронштейном 102), которая больше его высоты (т.е. которая измеряется между верхним кронштейном 92 и любым из нижних кронштейнов 94, 96). Специалистам в уровне техники будет очевидно, что прямоугольник 104 представляет собой воображаемую структуру, образованную здесь в описательных целях, а не физический элемент вставки 30.
Продолжая ссылаться на Фиг. 4А и 4B, вставка 30 включает первый, второй и третий штыри 106, 108, 110. Первый и второй штыри 106, 108 выступают из верхнего кронштейна 92 в направлении в сторону от наружной поверхности 52 внутреннего участка 48 вставки 30 и расположены на противоположных сторонах входного отверстия 82. В варианте выполнения первый и второй штыри 106, 108 выступают из оснований, выступающих в сторону от верхнего кронштейна 92 в направлении к верхнему концу 32 вставки 30. Третий штырь 110 выступает из наружной поверхности 52 внутреннего участка 48 вставки 30 и находится по существу по центру в пространстве 98 между первым и вторым нижними кронштейнами 94, 96. В варианте выполнения третий штырь 110 включает нижний участок 112, имеющий первый диаметр, и верхний участок 114, имеющий второй диаметр, который меньше первого диаметра. В варианте выполнения диаметр верхнего участка 114 третьего штыря 110, диаметр первого штыря 106 и диаметр второго штыря 108 по существу равны друг другу.
Продолжая ссылаться на Фиг. 4А и 4B, вставка 30 включает выпускное отверстие 116, продолжающееся через внутренний участок 48. В варианте выполнения выпускное отверстие 116 смещено от указанного входного отверстия 82 и расположено между верхним кронштейном 92 и посадочным участком 60. В варианте выполнения выпускное отверстие 116 является круглым. В варианте выполнения смещающий элемент 118 продолжается поперек выпускного отверстия 116. В варианте выполнения смещающий элемент 118 включает центр 120. В варианте выполнения стержень 122 продолжается от центра 120 смещающего элемента 118 в направлении перпендикулярно и наружу от наружной поверхности 52 внутреннего участка 48. В варианте выполнения стержень 122 включает первый участок 124, смежный с наружной поверхностью 52 внутреннего участка 48, и свободный второй участок 126, противоположный первому участку 124. В варианте выполнения диаметр первого участка 124 меньше диаметра второго участка 126.
Теперь со ссылкой на Фиг. 4С показан альтернативный вариант выполнения вставки 130. В варианте выполнения вставка 130 может быть использована вместо вставки 30. Вставка 130 по существу идентична вставке 30 за исключением того, что будет описано ниже. Вставка 130 включает входное отверстие 132, имеющее форму правильной трапеции, в отличие от прямоугольного входного отверстия 82 вставки 30. В варианте выполнения входное отверстие 132 имеет форму правильной трапеции с закругленными углами. В варианте выполнения входное отверстие 132, имеющее форму правильной трапеции, может быть образовано усечением прямоугольной формы (т.е. формы входного отверстия 82, которое описано выше). Фиг. 4С иллюстрирует вставку 130, включающую в себя входное отверстие 132. Входное отверстие 132 включает первую сторону 134 и вторую сторону 136, которые параллельны друг другу. Первая сторона 134 может быть аналогична первой стороне 88 входного отверстия 82, но может быть короче по длине, как будет описано ниже. Вторая сторона 136 входного отверстия 132 может быть аналогична второй стороне 90 входного отверстия 82. Диагональный конец 138 продолжается от конца второй стороны 134 и образует угол в 45 (сорок пять) градусов со второй стороной 136, оканчиваясь на первой стороне 134. Перпендикулярный конец 140 продолжается от противоположного конца второй стороны 136 в направлении, перпендикулярном первой стороне 134. Перпендикулярный конец 138 может быть аналогичен второму концу 86 входного отверстия 82. Очертание 142 обозначает профиль входного отверстия 82 вставки 30 при наложении на входное отверстие 132. Специалистам в уровне техники будет очевидно, что очертание 142 представляет собой структуру в справочных целях, а не физический элемент вставки 130. Область 144 между входным отверстием 132 и очертанием 142 представляет уменьшение площади поперечного сечения входного отверстия 132 по сравнению с входным отверстием 82 вставки 30.
Теперь со ссылкой на Фиг. 5А и 5B в варианте выполнения устройство 10 включает регулируемый выдвижной элемент 150. Регулируемый выдвижной элемент 150 включает по существу прямоугольный корпус 152. В варианте выполнения корпус 152 имеет закругленные углы. В варианте выполнения корпус 152 имеет первый конец 154, второй конец 156, противоположный первому концу 154, первую сторону 158, вторую сторону 160, противоположную первой стороне 158, внутреннюю поверхность 162 и наружную поверхность 164, противоположную внутренней поверхности 162. В варианте выполнения прямоугольный корпус 152 имеет такие размер и форму, чтобы располагаться с возможностью скольжения в пределах прямоугольника 104, образованного кронштейнами 92, 94, 96, 100, 102 вставки 30.
Продолжая ссылаться на Фиг. 5А и 5B, отверстие 166 продолжается через корпус 152 от внутренней поверхности 162 до наружной поверхности 164. В варианте выполнения отверстие 166 смещено так, что оно находится ближе ко второму концу 156, чем к первому концу 154. В варианте выполнения отверстие 166 имеет профиль, который по существу идентичен профилю входного отверстия 82 вставки 30. Множество зубьев 168 образовано во второй стороне 160 корпуса 152. Множество канавок 170 образовано в наружной поверхности 164 корпуса 152. В частности, канавки 170 расположены в участке наружной поверхности 164, расположенном между отверстием 166 и первым концом 154. В варианте выполнения каждая из канавок 170 имеет по существу прямоугольный (например, прямоугольный с закругленными углами) профиль и по существу полукруглое поперечное сечение. В варианте выполнения регулируемый выдвижной элемент 150 включает семь (7) канавок 170.
Продолжая ссылаться на Фиг. 5А и 5B, в варианте выполнения прямоугольный корпус 152 регулируемого выдвижного элемента 150 имеет высоту (т.е. которая измеряется от первой стороны 158 до второй стороны 160), которая дополняет высоту прямоугольника 104 вставки 30 так, что регулируемый выдвижной элемент 150 может быть размещен в пределах прямоугольника 104 и может удерживаться в желаемом положении в отношении верхнего кронштейна 92 и нижних кронштейнов 94, 96. В варианте выполнения прямоугольный корпус 152 имеет ширину (т.е. которая измеряется от первого конца 154 до второго конца 156), которая меньше ширины прямоугольника 104 вставки 30 (т.е. которая измеряется от первого бокового кронштейна 100 до второго бокового кронштейна 102) так, что, когда регулируемый выдвижной элемент 150 размещен в пределах прямоугольника 104, он может скользить по ширине прямоугольника 104, которая ограничена боковыми кронштейнами 100, 102. Такое движение может называться как проходящее вдоль горизонтальной (т.е. линейной) оси, продолжающейся параллельно верхнему кронштейну 92 и нижним кронштейнам 94, 96 и перпендикулярно первому и второму боковым кронштейнам 100, 102.
Продолжая ссылаться на Фиг. 5А и 5B, устройство 10 включает фиксатор 190. Фиксатор 190 имеет по существу плоский корпус 192, включающий в себя внутреннюю поверхность 194 и наружную поверхность 196, противоположную внутренней поверхности 194. В варианте выполнения корпус 192 включает по существу прямоугольный основной участок 198, имеющий первый конец 200, второй конец 202, противоположный первому концу 200, первую сторону 204 и вторую сторону 206, противоположную первой стороне 204. В варианте выполнения первый и второй полукруглые выступы 208, 210 продолжаются от первой стороны 204. В варианте выполнения треугольный выступ 212, имеющий закругленные углы, продолжается от второй стороны 206. Отверстие 214 продолжается через корпус 192 фиксатора 190 в положении по существу по центру. В частности, отверстие 214 расположено так, что, когда фиксатор 190 прикреплен к вставке 30 (как будет описано более подробно ниже), отверстие 214 будет покрывать входное отверстие 82 вставки 30. Отверстие 214 имеет профиль, который по существу идентичен профилю входного отверстия 82 вставки 30. Отверстие 214 имеет первый конец 216 вблизи первого конца 200 прямоугольного основного участка 198 корпуса 192. Первое, второе и третье отверстия 218, 220, 222 продолжаются через корпус 192 фиксатора 190. Первое и второе отверстия 218, 220 расположены в полукруглых выступах 208, 210 и находятся по существу по центру в них, при этом третье отверстие 222 расположено в треугольном выступе 212. Каждое из отверстий 218, 220, 222 имеет такие размер и форму, чтобы принимать соответствующий один из первого, второго и третьего штырей 106, 108, 110 вставки 30.
Продолжая ссылаться на Фиг. 5А и 5B, в варианте выполнения первая и вторая щели 224, 226 продолжаются от первого конца 216 отверстия 214. Первая и вторая щели 224, 226 продолжаются через корпус 192 от внутренней поверхности 194 до наружной поверхности 196 и продолжаются по направлению, но не достигают, первого конца 200 прямоугольного основного участка 198 корпуса 192. В варианте выполнения первая щель 224 расположена вблизи первой стороны 204 прямоугольного основного участка 198, при этом вторая щель 226 расположена вблизи второй стороны 206 прямоугольного основного участка 198. Рычаг 228 образован между первой и второй щелями 224, 226. Рычаг 228 имеет первый конец 230 вблизи первого конца 200 прямоугольного основного участка 198 и свободный второй конец 232 вблизи отверстия 214. Гребень 234 выступает из внутренней поверхности 194 вдоль второго конца 232 рычага 228. Гребень 234 имеет такие размер и форму, чтобы выборочно зацеплять одну из канавок 170 регулируемого выдвижного элемента 150.
Продолжая ссылаться на Фиг. 5А и 5B, устройство 10 включает регулировочное колесико 240. Регулировочное колесико 240 включает по существу круглый корпус 242, имеющий внутреннюю поверхность 244 и наружную поверхность 246, противоположную внутренней поверхности 244. Отверстие 248 продолжается через корпус 242 и расположено концентрически с ним. Отверстие 248 имеет такие размер и форму, чтобы принимать нижний участок 112 третьего штыря 110 вставки 30 дополняющим образом так, что регулировочное колесико 240 не может перемещаться поперек наружной поверхности 44 внутреннего участка 48 вставки 30, но может вращаться в отношении вставки 30. Такое вращение может быть описано как вращение вокруг оси вращения, продолжающейся через третий штырь 110 и перпендикулярной наружной поверхности 52 внутреннего участка 48 вставки 30. Ось вращения перпендикулярна и смещена от горизонтальной оси, вдоль которой регулируемый выдвижной элемент 150 может перемещаться, как описано выше. Корпус 242 включает первую сторону 250 и вторую сторону 252, противоположную первой стороне 250. Множество зубьев 254 продолжается от первой стороны 250 корпуса 212 и имеет такие размер и форму, чтобы сцепляться с зубьями 168, образованными в корпусе 152 регулируемого выдвижного элемента 150. Множество захватов 256 продолжается от второй стороны 252 корпуса 242 и имеет такие размер и форму, чтобы позволять пользователю устройства 10 вращать регулировочное колесико таким образом, который будет описан более подробно ниже. В варианте выполнения знаки напечатаны на наружной поверхности 246 корпуса 242.
Продолжая ссылаться на Фиг. 5А и 5B, устройство 10 включает гибкую, воздухонепроницаемую, дискообразную диафрагму 260. В варианте выполнения диафрагма 260 имеет внутреннюю поверхность 262 и наружную поверхность 264, противоположную внутренней поверхности 262. В варианте выполнения профиль диафрагмы 260 дополняет профиль выпускного отверстия 116 вставки 30. Трубчатый штырь 266 продолжается от центра 268 наружной поверхности 264. Центральное отверстие 270 продолжается через диафрагму 260 от внутренней поверхности 262 и через трубчатый штырь 266. В варианте выполнения центральное отверстие 270 имеет такие размер и форму, чтобы принимать первый участок 124 стержня 122 вставки 30 так, чтобы позволять устанавливать диафрагму 260 на вставке 30. В варианте выполнения трубчатый штырь 266 образован за одно целое с диафрагмой 260 и продолжается в общем перпендикулярно от наружной поверхности 264. В другом варианте выполнения трубчатый штырь 266 представляет собой компонент, отдельный от диафрагмы 260. В варианте выполнения диафрагма 260 изготовлена из силикона.
Продолжая ссылаться на Фиг. 5А и 5B, в варианте выполнения устройство 10 включает лицевую пластину 280. Лицевая пластина 280 включает внешнюю пластину 282, имеющую внутреннюю поверхность 284, наружную поверхность 286, противоположную внутренней поверхности 284, верхний конец 288, нижний конец 290 и периметр 292, образующий профиль, который в общем подобен профилю вставки 30. В варианте выполнения внешняя пластина 282 является по существу плоской. В варианте выполнения внешняя пластина 282 изогнута так, что внутренняя поверхность 284 является вогнутой, а наружная поверхность 286 является выпуклой. Пластина 294 периметра продолжается от периметра 292 и в сторону от внутренней поверхности 284 внешней пластины 282 на первое расстояние. Пластина 294 периметра имеет внутреннюю поверхность 296 и наружную поверхность 298, противоположную внутренней поверхности 296. Пластина 294 периметра дополнительно включает зазор 300 вблизи нижнего конца 290 внешней пластины 282, в пределах которого пластина 294 периметра продолжается в сторону от внутренней поверхности 284 внешней пластины 282 на второе расстояние, которое меньше первого расстояния. В варианте выполнения гребень 302 продолжается от внутренней поверхности 296 пластины 294 периметра. В варианте выполнения гребень 302 продолжается вокруг всей пластины 294 периметра в местоположении, удаленном от внешней пластины 282. В варианте выполнения гребень 302 имеет размер, форму и расположен так, чтобы зацеплять канавку 80 вставки 30 и тем самым удерживать лицевую пластину 280 и вставку 30 вблизи друг друга. В варианте выполнения щели 304 продолжаются через внешнюю пластину 282 от ее внутренней поверхности 284 до наружной поверхности 286. В варианте выполнения щели 304 расположены вблизи нижнего конца 290 внешней пластины 282. В варианте выполнения лицевая пластина 280 имеет контур для обеспечения эстетически привлекательного внешнего вида устройства 10. В варианте выполнения щели 304 имеют такие размер и форму, чтобы скрывать внутренние элементы устройства 10 (т.е. вставку 30, регулируемый выдвижной элемент 150, фиксатор 190, регулировочное колесико 240 и диафрагму 260) от обзора.
В варианте выполнения вставка 30 (или, альтернативно, вставка 130), регулируемый выдвижной элемент 150, фиксатор 190, регулировочное колесико 240 и лицевая пластина 280 изготовлены из поликарбонатного («PC») пластика. В варианте выполнения вставка 30 (или, альтернативно, вставка 130), регулируемый выдвижной элемент 150, фиксатор 190, регулировочное колесико 240 и лицевая пластина 280 изготовлены из полиамида. В варианте выполнения вставка 30 (или, альтернативно, вставка 130), регулируемый выдвижной элемент 150, фиксатор 190, регулировочное колесико 240 и лицевая пластина 280 изготовлены из полипропиленового пластика. В варианте выполнения вставка 30 (или, альтернативно, вставка 130), регулируемый выдвижной элемент 150, фиксатор 190, регулировочное колесико 240 и лицевая пластина 280 изготовлены из другого материала, выбранного так, что они способны использоваться так, как описано здесь. В варианте выполнения каждое из вставки 30 (или, альтернативно, вставки 130), регулируемого выдвижного элемента 150, фиксатора 190, регулировочного колесика 240 и лицевой пластины 280 изготовлено из материала, который отличается друг от друга. В варианте выполнения по меньшей мере одно из вставки 30, регулируемого выдвижного элемента 150, фиксатора 190, регулировочного колесика 240 и лицевой пластины 280 изготовлено из просвечивающего материала. В варианте выполнения по меньшей мере одно из вставки 30 (или, альтернативно, вставки 130), регулируемого выдвижного элемента 150, фиксатора 190, регулировочного колесика 240 и лицевой пластины 280 изготовлено из непрозрачного материала.
Снова со ссылкой на Фиг. 2 и 3 в варианте выполнения внешний слой 12 включает ремешки 310, 312, продолжающиеся в противоположных направлениях в сторону от центрального участка 314. В варианте выполнения центральный участок 314 включает отверстие 316, которое имеет такие размер и форму, чтобы окружать лицевую маску 14 и удерживать лицевую маску 14 в нем, как будет описано более подробно ниже со ссылкой на сборку устройства 10. В варианте выполнения внешний слой 12 изготовлен из тканевого материала. В варианте выполнения внешний слой 12 изготовлен из эластичного материала. В варианте выполнения размер внешнего слоя 12 является регулируемым (например, длины ремешков 310, 312 являются регулируемыми). В варианте выполнения ремешки 310, 312 включают в себя соответствующие концы 318, 320. В варианте выполнения концы 318, 320 ремешков 310, 312 включают соответствующие застежки-липучки 322, 324, чтобы позволять прикреплять концы 318, 320 друг к другу, тем самым чтобы позволять закреплять устройство 10 на голове пользователя (см., например, Фиг. 1). В других вариантах выполнения концы 318, 320 ремешков 310, 312 включают в себя другие закрепляющие средства, известные в уровне техники, такие как зажимы, защелки с тугой посадкой, кнопки или т.п. В варианте выполнения ремешки 310, 312 включают в себя вырезы 326, 328 для посадки вокруг ушей пользователя для дополнительного закрепления устройства 10 на лице пользователя.
Теперь со ссылкой на Фиг. 5А-6С описана сборка устройства 10. Раскрытие здесь будет ссылаться на устройство 10, включающее в себя вставку 30, показанную на Фиг. 4А и 4B, но специалистам в уровне техники будет очевидно, что вставка 130, показанная на Фиг. 4С, может быть использована вместо вставки 30. В варианте выполнения лицевая маска 14 и вставка 30 образованы за одно целое друг с другом с помощью процесса формования поверх. Когда лицевая маска 14 и вставка 30 образованы таким образом, вся периферия внешнего участка 40 вставки 30 располагается в канавке 26 кромки 24 лицевой маски 14, и материал лицевой маски 14 продолжается через каждую из перфораций 46, которые образованы во внешнем участке 40 пластины 30 вставки. Эластичная природа лицевой маски 14, связанная с формованием поверх, которое описано выше, удерживает вставку 30 в отверстии 22 (и, в частности, в канавке 26) в сцеплении, которое является воздухонепроницаемым и конструктивно крепким. Однако для ясности иллюстрации лицевая маска 14 не показана на Фиг. 4A-6C.
Продолжая ссылаться на Фиг. 5А-6С, регулируемый выдвижной элемент 150 размещается в пределах прямоугольника 104 вставки 30 так, что внутренняя поверхность 162 корпуса 152 регулируемого выдвижного элемента 150 обращена к наружной поверхности 52 внутреннего участка 48 вставки 30. Положение регулируемого выдвижного элемента 150 ограничивается кронштейнами 92, 94, 96, 100, 102 вставки 30. Канавки 170 наружной поверхности 164 корпуса 152 регулируемого выдвижного элемента 150 обращены в сторону от вставки 30.
Продолжая ссылаться на Фиг. 5А-6С, регулировочное колесико 240 размещается на третьем штыре 110 вставки 30 так, что нижний участок 112 третьего штыря 110 принимается в отверстии 248 регулировочного колесика 240, и так, что внутренняя поверхность 244 корпуса 242 регулировочного колесика 240 обращена к наружной поверхности 52 внутреннего участка 48 вставки 30. Когда регулировочное колесико 240 располагается таким образом, первая сторона 250 регулировочного колесика 240 продолжается через пространство 98 между первым и вторым нижними кронштейнами 94, 96 вставки 30, позволяя зубьям 254 регулировочного колесика 240 сцепляться с зубьями 168 регулируемого выдвижного элемента 150. Также, когда регулировочное колесико 240 располагается таким образом, вторая сторона 252 регулировочного колесика 240 продолжается через пространство 78 между первым и вторым участками 74, 76 периметра вставки 30, позволяя захватам 256 регулировочного колесика продолжаться за пределы нижнего конца 34 вставки 30. Как описано выше со ссылкой на регулировочное колесико 240, регулировочное колесико 240 способно вращаться вокруг третьего штыря 110, но не может перемещаться поперек наружной поверхности 52.
Продолжая ссылаться на Фиг. 5А-6С, фиксатор 190 размещается на собранной комбинации вставки 30, регулируемого выдвижного элемента 150 и регулировочного колесика 240. Каждое из первого, второго и третьего отверстий 216, 218, 220 фиксатора 190 принимает соответствующий один из первого, второго и третьего штырей 106, 108, 110 вставки 30. Внутренняя поверхность 194 корпуса 192 фиксатора 190 примыкает к наружной поверхности 164 корпуса 152 регулируемого выдвижного элемента 150, наружной поверхности 246 корпуса 242 регулировочного колесика 240 и кронштейнам 92, 94, 96, 100, 102 вставки 30. Гребень 234 на втором конце 232 рычага 228 фиксатора 190 принимается одной из канавок 170 регулируемого выдвижного элемента 150. Фиксатор 190 закрепляется в требуемом положении с помощью процесса, включающего использование термической клепки или ультразвуковой сварки, для закрепления первого, второго и третьего штырей 106, 108, 110 вставки в соответствующих из первого, второго и третьего отверстий 216, 218, 220 фиксатора 190. В результате такого процесса образуются соединения 340 (см. Фиг. 6А-6С) и закрепляют первый, второй и третий штыри 106, 108, 110 вставки 30 в соответствующих из первого, второго и третьего отверстий 216, 218, 220. Когда фиксатор 190 закрепляется таким образом, регулируемый выдвижной элемент 150 и регулировочное колесико 240 удерживаются в требуемом положении фиксатором 190 так, что они не могут перемещаться в сторону от вставки 30. В частности, соединения 340 поддерживают фиксатор 190, регулируемый выдвижной элемент 150 и вставку 30 в достаточно плотном выравнивании друг с другом так, что они образуют по существу воздухонепроницаемое уплотнение друг с другом. Следовательно, воздух не может проходить вокруг регулируемого выдвижного элемента 150 и через входное отверстие 82 фиксатора 30.
Продолжая ссылаться на Фиг. 5А-6С, диафрагма 260 сцепляется со вставкой 30 путем вставки стержня 122 вставки 30 через отверстие 270 в штыре 266 диафрагмы 260 так, что внутренняя поверхность 262 диафрагмы 260 примыкает к смещающему элементу 118 вставки 30. Когда диафрагма 260 располагается таким образом, первый участок 124 стержня 122 находится в отверстии 270 диафрагмы, при этом больший второй участок 126 стержня 12 примыкает к штырю 266 диафрагмы 260. Следовательно, как только диафрагма 260 сцепляется со стержнем 122, примыкание второго участка 126 стержня 122 и штыря 266 диафрагмы 260 удерживает внутреннюю поверхность 262 диафрагмы 260 на смещающем элементе 118 вставки 30 и предотвращает удаление диафрагмы 260 из вставки 30.
Продолжая ссылаться на Фиг. 5А-6С, лицевая пластина 280 сцепляется со вставкой 30 путем сцепления гребня 302 лицевой пластины 280 с канавкой 80 вставки 30. Во время такого сцепления выступ 306 лицевой пластины 280 может быть выровнен с выемкой 66 в наружной поверхности 64 посадочного участка 60 вставки 30 для облегчения надлежащего выравнивания лицевой пластины 280 со вставкой 30. Лицевая пластина 280 может быть постоянно прикреплена к вставке 30 (например, посредством использования соединений 340, описанных выше со ссылкой на Фиг. 6А-6С), или может быть удаляемой с нее.
Как отмечено выше, в варианте выполнения вставка 30 и лицевая маска 14 сформованы поверх и образованы за одно целое друг с другом. В другом варианте выполнения вставка 30 и лицевая маска 14 могут быть отдельно образованы и впоследствии сцеплены друг с другом. В таком варианте выполнения собранная комбинация вставки 30, регулируемого выдвижного элемента 150, регулировочного колесика 240, фиксатора 190, диафрагмы 260 и лицевой пластины 280 сцепляется с лицевой маской 14 путем размещения вставки 30 в отверстии 22 лицевой маски 14 и расположения всей периферии внешнего участка 40 вставки 30 в канавке 26 кромки 24 лицевой маски 14, причем в этом положении лицевая маска 14 образует воздухонепроницаемое уплотнение вокруг вставки 30. Клей или уплотнитель может быть размещен в канавке 26 для достижения крепкого и постоянного уплотнения вокруг вставки 30. В другом варианте выполнения, включающем в себя отдельно образованные вставку 30 и лицевую маску 14, вставка 30 и лицевая маска 14 могут быть сцеплены друг с другом, как описано выше, до сцепления остальных элементов устройства 10 со вставкой 30.
Теперь со ссылкой на Фиг. 2 и 3 внешний слой 12 покрывает лицевую маску 14, которая имеет собранную комбинацию вставки 30, регулируемого выдвижного элемента 150, регулировочного колесика 240, фиксатора 190, диафрагмы 260 и лицевой пластины 280, удерживаемую в ней. Отверстие 316 внешнего слоя 12 растягивается и натягивается на собранную комбинацию вставки 30, регулируемого выдвижного элемента 150, регулировочного колесика 240, фиксатора 190, диафрагмы 260 и лицевой пластины 280 до тех пор, пока внешний слой 12 не будет примыкать к лицевой маске 14. Внешний слой 12 затем может возвращаться к его расслабленному (т.е. нерастянутому) размеру так, что отверстие 316 сжимается вокруг наружной поверхности 58 первого переходного участка 54 вставки 30 и удерживается между лицевой маской 14 и пластиной 294 периметра лицевой пластины 280. Следовательно, внешний слой 12 удерживает остальные элементы устройства 10 в отверстии 316.
Теперь со ссылкой на Фиг. 1 и 6А-6С использование примерного устройства 10 пользователем согласно примерному варианту выполнения будет теперь описано. Первоначально устройство 10 закрепляется на лице пользователя путем размещения лицевой маски 14 поверх рта и носа пользователя, пропускания ремешков 310, 312 вокруг обеих сторон головы пользователя так, что вырезы 326, 328 перекрывают уши пользователя, и прикрепления концов 318, 320 друг к другу с использованием застежек-липучек 322, 324. Пользователь может регулировать застежки-липучки 322, 324 для обеспечения того, что лицевая маска 14 натягивается на лицо пользователя с достаточным усилием так, что ее периметр 16 плотно прижимается к лицу пользователя и вокруг рта и носа пользователя. За счет такого действия воздухонепроницаемое уплотнение создается между лицом пользователя и лицевой маской 14, тем самым обеспечивая, что воздух может только проходить внутрь и наружу для вдоха и выдоха пользователя через различные отверстия, образованные в пластине 30 вставки.
Теперь со ссылкой на Фиг. 6А-6С регулировка примерного устройства 10 пользователем будет теперь описана. В частности, Фиг. 6А, 6B и 6С иллюстрируют определенные элементы устройства 10 (т.е. вставку 30, регулируемый выдвижной элемент 150, регулировочное колесико 240 и фиксатор 190), при этом остальные элементы устройства 10 (включая наиболее актуальную лицевую пластину 280) исключены для ясности. Фиг. 6А показывает первое положение регулируемого выдвижного элемента 150 в отношении вставки 30. Конкретно, регулируемый выдвижной элемент 150 расположен так, чтобы примыкать к первому боковому кронштейну 100 настолько по направлению к первой боковой стороне 36 вставки 30, насколько регулируемый выдвижной элемент 150 может перемещаться в пределах прямоугольника 104 вставки 30. Когда регулируемый выдвижной элемент 150 расположен таким образом, гребень 234 рычага 228 фиксатора 190 лежит в одной из канавок 170 регулируемого выдвижного элемента 150, которая является ближайшей к отверстию 166 регулируемого выдвижного элемента 150. Также, когда регулируемый выдвижной элемент 150 расположен таким образом, все отверстие 166 регулируемого выдвижного элемента 150 перекрывает соответствующие все из входного отверстия 82 вставки 30 и отверстия 214 фиксатора 190 (т.е. которые выровнены друг с другом за счет неподвижного положения фиксатора 190 в отношении вставки 30). Следовательно, сравнительно большой объем воздуха может проходить через выровненную комбинацию отверстия 214 фиксатора 190, отверстия 166 регулируемого выдвижного элемента 150 и входного отверстия 82 вставки 30.
Теперь со ссылкой на Фиг. 6B в некоторых обстоятельствах пользователь может желать уменьшать объем воздуха, который может проходить в лицевую маску 14. В этом случае пользователь может управлять регулировочным колесиком 240, при этом захваты 256 содействуют способности пользователя в выполнении этого, и может вращать регулировочное колесико 240 в направлении по часовой стрелке, если смотреть с точки зрения, показанной на Фиг. 6А-6С. Такое вращение регулировочного колесика 240 и, следовательно, его зубьев 254 запускает соответствующее движение зубьев 168 регулируемого выдвижного элемента 150, тем самым заставляя регулируемый выдвижной элемент 150 перемещаться по направлению ко второй боковой стороне 38 вставки 30. Когда регулируемый выдвижной элемент 150 перемещается по направлению ко второй боковой стороне 38 вставки 30, меньший участок отверстия 166 регулируемого выдвижного элемента 150 будет перекрывать соответствующие меньшие участки входного отверстия 82 вставки 30 и отверстия 214 фиксатора 190. Следовательно, соответственно меньший объем воздуха будет способен проходить через выровненную комбинацию отверстия 214 фиксатора 190, отверстия 166 регулируемого выдвижного элемента 150 и входного отверстия 82 вставки 30. Теперь со ссылкой на Фиг. 6B регулируемый выдвижной элемент 150 показан в промежуточном положении, в котором гребень 234 рычага 228 фиксатора 190 лежит в пределах промежуточной одной из канавок 170 регулируемого выдвижного элемента, и промежуточный участок отверстия 166 регулируемого выдвижного элемента 150 перекрывает промежуточные участки входного отверстия 82 вставки 30 и отверстия 214 фиксатора 190.
Теперь со ссылкой на Фиг. 6С, если пользователь желает обеспечивать еще меньшую степень потока воздуха в лицевую маску 14, пользователь может продолжать вращать регулировочное колесико 240 до тех пор, пока регулируемый выдвижной элемент 150 не будет приведен в движение до такой степени, что он проходит настолько, насколько возможно, по направлению ко второй боковой стороне 38 вставки 30, и примыкает ко второму боковому кронштейну 102 вставки 30. Когда регулируемый выдвижной элемент 150 расположен таким образом, гребень 234 рычага 228 фиксатора 190 лежит в одной из канавок 170 регулируемого выдвижного элемента 150, которая является ближайшей к первому концу 154 корпуса 152 регулируемого выдвижного элемента 150. Также, когда регулируемый выдвижной элемент 150 расположен таким образом, только очень маленький участок отверстия 166 регулируемого выдвижного элемента 150 перекрывает соответствующие очень маленькие участки входного отверстия 82 вставки 30 и отверстия 214 фиксатора 190 (т.е. которые остаются выровненными друг с другом за счет неподвижного положения фиксатора 190 в отношении вставки 30). Следовательно, меньший объем воздуха может проходить через выровненную комбинацию отверстия 214 фиксатора 190, отверстия 166 регулируемого выдвижного элемента 150 и входного отверстия 82 вставки 30.
Теперь со ссылкой на Фиг. 1-6С, когда пользователь вдыхает, в лицевой маске 14 создается уменьшенное давление воздуха по сравнению с окружающей атмосферой. Это уменьшенное давление воздуха толкает диафрагму 260 к смещающему элементу 118, причем в этом положении диафрагма 260 полностью перекрывает и уплотняет выпускное отверстие 116 вставки 30. За счет такого уплотнения воздух не может проходить из окружающей среды пользователя внутрь лицевой маски 14 через выпускное отверстие 116 вставки 30. В результате только воздух, который может проходить из окружающей среды пользователя внутрь лицевой маски 14, представляет собой воздух, который может проходить через выровненную комбинацию отверстия 214 фиксатора 190, отверстия 166 регулируемого выдвижного элемента 150 и входного отверстия 82 вставки 30. Как описано выше, пользователь устройства 10 может конфигурировать размер участка отверстия 166 регулируемого выдвижного элемента 150, который перекрывает отверстие 214 фиксатора 190 и входное отверстие 82 вставки 30, путем регулировки положения регулировочного колесика 240 для запуска соответствующего движения регулируемого выдвижного элемента 150 в отношении вставки 30. В связи с этим путем регулировки положения регулировочного колесика 240 пользователь устройства 10 может управлять количеством воздуха, которое устройство 10 позволяет ему или ей вдыхать.
Как рассмотрено выше, вставка 130, имеющая трапециевидное входное отверстие 132, может быть использована вместо вставки 30, имеющей прямоугольное входное отверстие 82. В таком варианте выполнения количество воздуха, которое может проходить через выровненную комбинацию отверстия 214 фиксатора 190, отверстия 166 регулируемого выдвижного элемента 150 и входного отверстия 132 вставки 30, когда устройство расположено так, как показано на Фиг. 6А, будет меньше, чем то, которое описано выше со ссылкой на Фиг. 6А, из-за уменьшенной области входного отверстия 132 вставки 130 по сравнению с входным отверстием 82 вставки 30 (т.е. которая представлена областью 144, показанной на Фиг. 4С). В связи с этим вариант выполнения устройства для дыхания с сопротивлением, включающего в себя вставку 130, может обеспечивать более большую степень сопротивления вдоху, когда оно сконфигурировано с возможностью обеспечения вдоха максимально допустимого количества воздуха через него, чем устройство 10, включающее в себя вставку 30.
Продолжая ссылаться на Фиг. 1-6С, когда пользователь выдыхает, увеличенное давление воздуха создается в лицевой маске 14 по сравнению с окружающей атмосферой. Это увеличенное давление воздуха толкает диафрагму 260 в сторону от смещающего элемента 118 вставки 30, причем в этом положении диафрагма 260 не уплотняет выпускное отверстие 116 вставки 30. Из-за такого отсутствия уплотнения выдыхаемый воздух может свободно проходить изнутри лицевой маски 14 в окружающую среду пользователя через выпускное отверстие 116 вставки 30 и щели 304 лицевой пластины 280. Так как комбинация диафрагмы 260, смещающего элемента 118 и выпускного отверстия 116 взаимодействует с возможностью позволять пользователю выдыхать свободно через них, при этом предотвращая вдох воздуха через них, эта комбинация элементов может рассматриваться как образующая узел клапана выпуска воздуха.
Устройство 10 для дыхания с сопротивлением ограничивает объем воздуха, который может вдыхаться пользователем во время вентиляции, объемом воздуха, который может проходить через участки отверстия 166 регулируемого выдвижного элемента 150, которое перекрывает выровненную комбинацию отверстия 214 фиксатора 190 и входного отверстия 82 вставки 30.
Следовательно, устройство 10 для дыхания с сопротивлением ограничивает кислород, доступный для тела пользователя, когда устройство 10 надето на пользователя. Пользователи, которые надевают устройство 10 для дыхания с сопротивлением во время физической тренировки, могут получать улучшенные преимущества из такой физической тренировки за счет такого ограничения. Более того, так как пользователь может выбирать положение регулируемого выдвижного элемента 150, как описано выше, и тем самым выбирать размеры участков отверстия 166 регулируемого выдвижного элемента 150, которое перекрывает выровненную комбинацию отверстия 214 фиксатора 190 и входного отверстия 82 вставки 30, пользователь может выбирать степень ограничения вдоха кислорода для обеспечения устройством 10 для дыхания с сопротивлением.
В зависимости от положения регулируемого выдвижного элемента 150 в отношении вставки 30 и в отношении фиксатора 190, который прикреплен к вставке 30, гребень 234 рычага 228 фиксатора 190 будет либо находиться в одной из канавок 170 регулируемого выдвижного элемента 150, либо будет примыкать к участку наружной поверхности 164 регулируемого выдвижного элемента 150, которая находится между двумя канавками 170. Когда гребень 234 расположен в одной из канавок 170, сравнительно большая величина усилия будет требоваться, чтобы вызывать боковое движение регулируемого выдвижного элемента 150 в отношении вставки 30, так как прилагаемое усилие должно также приводить в движение гребень 234 и, следовательно, рычаг 228 фиксатора 190, вверх (т.е. в сторону от регулируемого выдвижного элемента 150 и вставки 30) для обеспечения такого бокового движения. И наоборот, когда гребень 234 расположен между двумя из канавок 170, рычаг 228 уже отогнут в сторону от регулируемого выдвижного элемента 150 и вставки 30 и сравнительно небольшая величина усилия будет требоваться, чтобы вызывать боковое движение регулируемого выдвижного элемента 150 в отношении вставки 30. Следовательно, положение регулируемого выдвижного элемента 150 и соответствующее положение регулировочного колесика 240 будет ощущаться «устойчивым» для пользователя, когда гребень 234 находится в одной из канавок 170, и будет ощущаться «неустойчивым» для пользователя, когда гребень 234 не находится в одной из канавок 170. Это тактильное ощущение может служить в качестве руководства для пользователя устройства 10 при регулировке положения регулировочного колесика 240, особенно когда устройство 10 уже было закреплено на голове пользователя и не может быть легко видно пользователю.
В качестве дополнительного результата вышесказанного, каждая из канавок 170 может обеспечивать установку отдельного положения для регулируемого выдвижного элемента 150 и регулировочного колесика 240, каждое из которых соответствует различной степени перекрытия отверстия 166 регулируемого выдвижного элемента 150 со входным отверстием 82 вставки 30 и отверстием 214 фиксатора 190, и каждое из которых, в свою очередь, соответствует объему воздуха, который может проходить через выровненную комбинацию отверстия 214 фиксатора 190, отверстия 166 регулируемого выдвижного элемента 150 и входного отверстия 82 вставки 30. Следовательно, пользователь может более легко конфигурировать устройство 10 для обеспечения желаемой степени потока воздуха в лицевую маску 14 (например, такой же степени, которая использовалась на предыдущей тренировке; большего ограничения потока воздуха в лицевую маску 14, чем на предыдущей тренировке) посредством только тактильного ощущения без необходимости снятия устройства 10 для визуального осмотра.
Будет понятно, что варианты выполнения, описанные здесь, являются всего лишь примерными и что специалист в области техники может выполнять много изменений и преобразований без отклонения от замысла и объема изобретения. Все такие изменения и преобразования предназначены для включения в объем изобретения, который изложен в представленной приложенной формуле изобретения.