KR101040962B1

KR101040962B1 - 다기능 장갑

Info

Publication number: KR101040962B1
Application number: KR1020100137663A
Authority: KR
Inventors: 박정만
Original assignee: 박정만
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2011-06-16

Abstract

본 발명에 따른 다기능 장갑은 열전소자모듈을 이용하여 열교환된 공기를 장갑 안으로 주입하기 위한 공기주입부를 포함한다. 공기주입부는 외피와 내피 사이에 설치되고 장갑 내부에 연통된 공기유입구와 공기배출구를 형성한 공기튜브와 공기튜브의 도중에 설치되어 유입된 공기를 열교환시키는 열교환 코일을 구비한다. 본 발명에 따른 다기능 장갑은 열전소자모듈에서 열교환된 냉각 공기 또는 가열 공기를 장갑 안에 공급하므로 여름철에도 땀이 배기지 않고 산뜻한 착용감을 제공할 수 있을 뿐 아니라 겨울철에는 온기를 제공할 수 있어 방한용으로 사용할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 다기능 장갑은 착용자의 휴대 단말과 사전 설정된 블루투스 통신모듈의 교신 상태에 따라 휴대 단말의 분실을 경고할 수 있고, 온도 센서의 측정 온도에 따라 열전소자모듈의 작동을 제어하여 장갑 안 온도를 안정적으로 유지할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 다기능 장갑은 발광부를 설치하여 응원 도구로 사용하거나 야간에 장갑 착용자를 용이하게 식별할 수 있는 장점이 있다.

Description

다기능 장갑{Multi Functional Gloves}

열전소자로 발생시킨 공기를 장갑 내부로 주입하여 땀 찬 손의 습기를 제거하거나 온기를 제공함으로서 계절에 상관없이 여러 분야에 편리하게 사용할 수 있도록 하는 것이다.

일반적으로 스포츠, 레져 활동이나 야외 작업 시 손 보호용이나 방한용 장갑을 널리 사용하고 있다. 오토바이나 작업 차량을 운전하거나 등산 낚시, 스키 등 추운 날씨에 손을 보호하기 위해 방한용 보온 장갑을 사용하며, 장갑 안에 발열선을 코팅하여 만든 발열체에 의해 발생된 열을 제공하여 보온성을 강화한 기능성 장갑이 개발된 바 있다.

기존 장갑은 더운 날씨에 착용시 손에 땀이 배기게 되어 제한적으로 사용될 수 밖에 없었는데, 교통 정리를 위한 교통 경찰관이나 화기를 다루는 작업 환경에서 작업자가 불가피하게 착용하는 경우에는 수시로 장갑을 벗고 다시 끼어야 하는 불편이 따르게 된다.

그러므로 여름철과 같이 기온이 높아도 손에 땀이 차지 않도록 하여 산뜻한 느낌이 들도록 착용감을 좋게 하는 기능이 절실하게 요구되는 실정이나, 이러한 기능성 장갑은 개시된 바 없다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일측면은 열전소자를 이용하여 냉각 공기나 가열 공기를 선택적으로 장갑 내부에 공급하여 산뜻한 착용감을 제공하고 춥거나 더운 환경에 구애됨이 없이 편리하게 사용하는 것이다.

이와 같은 본 발명의 실시예예 따른 다기능 장갑은, 손 모양 외피와 내피; 상기 외피와 내피 사이에 설치되고 장갑 내부에 연통된 공기유입구와 공기배출구를 형성한 공기튜브와 상기 공기튜브의 도중에 설치되어 유입된 공기를 열교환시키는 열교환 코일을 구비하고, 상기 공기유입구로 유입되어 냉각 또는 가열된 공기를 상기 공기배출구를 통해 장갑 안으로 주입하는 공기주입부; 상기 열교환 코일에 유입된 공기를 냉각 또는 가열시키는 열전소자모듈;을 포함한다.

상기 열전소자모듈은 상기 장갑에 일체로 마련된 하우징과, 상기 하우징에 수납된 열전소자 기판들과, 상기 열전소자 기판들에 전기적으로 연결되어 전원을 공급하는 전원부와, 상기 열전소자 기판들에 각각 면접촉하는 복수개 전열판과, 상기 열전소자 기판들과 전원부 사이에 연결되어 냉각 기능 또는 가열 기능에 대응하여 상기 열전소자 기판에 공급되는 전원 방향을 전환하는 기능 설정 스위치와, 상기 기능 설정 상태와 전원 상태를 표시하기 위한 램프를 구비하는 표시부를 포함하며,

상기 복수개 전열판 중 어느 하나에 면접촉된 상기 열교환 코일에 열을 전도한다.

상기 공기주입부는 상기 공기튜브의 도중에 설치된 송풍실에 마련된 송풍기를 포함한다.

상기 공기주입부는 공기 주머니에 마련되어 외력에 의해 신축 가능한 스폰지를 이용하여 공기를 펌핑하는 공기펌프를 포함한다.

상기 장갑 착용자의 휴대단말과 교신하는 블루투스 통신모듈과, 상기 장갑 안의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 장갑 외피에 설치되어 발광하는 발광부 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 온도센서의 측정 온도로 상기 전원부의 동작을 제어하거나 상기 블루투스 통신모듈에 의한 교신 상태에 따라 상기 휴대단말의 분실 여부를 상기 표시부를 통해 경고하거나 상기 발광부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 전원부는 충전 가능한 충전 배터리를 사용하고, 상기 충전 배터리에 외부 전원을 공급하는 충전 단자를 구비한 충전부를 포함한다.

이상과 같이 본 실시예에 따른 다기능 장갑은 열전소자모듈에서 열교환된 공기를 장갑 안에 공급하므로 더운 날씨에 땀이 배기지 않고 산뜻한 착용감을 제공할 수 있을 뿐 아니라 추운 겨울에도 온기를 제공하여 방한용으로 사용할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 다기능 장갑은 착용자의 휴대 단말과 사전 설정된 블루투스 통신모듈의 교신 상태에 따라 휴대 단말의 분실을 경고할 수 있고, 온도 센서의 측정 온도에 따라 열전소자모듈의 작동을 제어하여 장갑 안 온도를 안정적으로 유지할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 다기능 장갑은 발광부를 설치하여 응원 도구로 사용하거나 야간에 장갑 착용자를 용이하게 식별할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다기능 장갑의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다기능 장갑의 열전소자모듈의 외관을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다기능 장갑의 열전소자모듈의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다기능 장갑의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기펌프의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다기능 장갑의 블록 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다기능 장갑의 발광부를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 다기능 장갑(10)은 손 모양 외피(11)와 내피(12)를 봉합하여 장갑 내부에 손을 집어 넣는 수용 공간을 갖추고 있는데, 이러한 장갑 구성은 통상적인 장갑과 흡사하다.

다기능 장갑(10)은 장갑 내부로 냉각 공기나 가열 공기를 제공하기 위한 열전소자모듈(30)이 일체로 마련된다.

열전소자모듈(30)은 외피(11)와 내피(12) 사이에 매립된 공기주입부(20)와 장갑 손목부에 노출되게 설치된 하우징(31)을 포함한다. 하우징(31)은 직물 재질의 장갑에 설치하는 점을 고려하여 유연한 재질의 수지로 제작할 수 있다.

공기주입부(20)는 하우징(31)과 손가락부(13) 및 손바닥부(14)를 순환하는 신축성있는 연질의 공기튜브(21)를 포함하며, 공기튜브(21)에는 장갑 내부에 연통하는 복수개 공기배출구(22)와 복수개 공기유입구(23)를 형성한다.

공기배출구(22)는 착용한 사람의 손가락에 공기를 주입하기 용이하도록 손가락부(13)에 형성하는 것이 바람직하며, 공기유입구(23)는 착용한 사람이 손을 오므릴 때 움푹하게 들어가는 손바닥부(14)에 형성하는 것이 바람직하다. 공기 유입구(23)를 통해 유입된 장갑 내부 공기는 하우징(31) 내부를 거쳐 공기배출구(22)를 통해 배출되며, 이러한 공기 순환 과정을 통해 다기능 장갑(10)을 착용한 사람은 산뜻한 착용감을 느낄 수 있다.

하우징(31)에는 외기에 노출되고 열자소자의 구성품을 수용하는 수납홈(32)과, 착용자에 의해 작동되는 전원 스위치(36) 및 기능설정 스위치(37), 그리고 동작 상태를 표시하는 복수개의 램프로 구성된 표시부(38)가 마련된다.

도 3을 참고하여, 열전소자모듈(30)은 펠티에 소자라고 하는 2종류의 금속재질의 열전소자 기판(34)(35)이 포함되며, 열전소자 기판(35)은 기능설정 스위치(37)를 매개로 전원부(39)에 전기적으로 연결된다. 이 열전소자 기판(34)(35)의 일단을 접속시키고 여기에 전류를 흘려보내면, 전류 방향에 따라 한쪽 기판은 흡열하고, 다른쪽 기판은 발열을 일으킨다. 이때 2종류의 금속 기판 대신 전기전도 방식이 다른 비스무트(Bi), 텔루르(Te) 등 반도체를 사용하면 효율성 높은 흡열 또는 발열 작용을 하는 펠티에 소자를 얻을 수 있다.

상부 열전소자 기판(34) 위에 설치된 제1전열판(33a) 및 하부 열전소자 기판(35) 아래에 설치된 제2전열판(33b)은 각각 판상으로 만들어져 열전소자 기판들(34)(35)에서 발생된 열을 전도하는 역할을 한다. 또한 제1전열판(33a) 위에 열교환 코일(24)이 위치하고, 제2전열판(33b) 아래에 방열을 위한 히트싱크(33c)가 위치한다.

열교환 코일(24)은 손바닥부(14)로부터 연장된 공기튜브(21)의 일단과 손가락부(13)로부터 연장된 공기튜브(21)의 일단을 연결하며, 이렇게 공기튜브(21)의 도중에 형성되는 열교환 코일(24)은 열전도율이 우수하고 미세 직경의 동파이프로 제작되는데 하우징(31) 내부에 위치한 제1전열판(33a)의 상면에 면접촉하도록 지그재그 형태로 고정 설치된다.

열교환 코일(24)에 연장된 공기튜브(21) 안에 송풍실(25)이 마련되며, 송풍기(26)는 송풍실(25)에 설치되어 전원부(39)로부터 전원 공급 시 구동하게 된다. 송풍기(26) 구동에 의해 손바닥부(14)의 공기유입구(23)를 통해 유입된 공기는 열교환 코일(24)을 경유하여 손가락부(13)의 공기배출구(22)를 통해 장갑 안으로 주입된다.

전원 스위치(36)는 착용자에 의해 온(on) 또는 오프(off)되며, 전원 스위치(36)의 작동에 의해 전원부(39)가 열전소자 기판들(34)(35) 및 송풍기(26)를 구동하기 위한 구동 전원을 공급 또는 차단한다. 여기서 전원부(39)는 배터리로 구현할 수 있으며, 후술하는 바와 같이 충전 단자를 통해 외부 전원을 공급받아 충전할 수 있는 충전용 배터리를 사용할 수 있다.

기능설정 스위치(37)는 냉각 기능 또는 가열 기능을 설정하기 위한 것으로, 전원부(37)에 전기적으로 연결되어 기능 설정에 따라 열전소자 기판에 공급하는 전류 방향을 전환할 수 있도록 스위칭한다. 냉각 기능을 설정 시 장갑 안으로 냉각된 공기를 주입하는 한편 가열 기능 설정 시 장갑 안으로 가열된 공기를 주입할 수 있다. 이때 표시부(38)의 램프들은 전원 스위치(36)의 작동에 따른 온 또는 오프 상태와 기능설정 스위치(37)의 작동에 따라 냉각 기능, 가열 기능의 설정 상태를 표시한다.

기능설정 스위치(37)를 통해 전원부(39)의 구동 전원을 공급받은 열전소자 기판(34)(35)는 전원의 방향에 따라 제1전열판(33a) 또는 제2전열판(33b)으로 냉각 또는 가열이 이루어진다.

여름철과 같이 더운 날씨에 기능설정 스위치(37)에 의해 냉각 기능 설정 시 상부 열전소자 기판(34)에서 흡열이 발생함에 따라 제1전열판(33a)에 면접촉한 열교환 코일(24)을 통과하는 공기는 열교환에 의해 냉각된다. 이때 송풍기(26)가 구동되므로 장갑 안의 공기는 공기유입구(23)로 유입된 후 열교환 코일(24)에서 냉각된 후 공기배출구(22)를 통해 장갑 안으로 주입된다. 이와 함께 하부 열전소자 기판(35)에서 발생된 열은 제2전열판(33b)에 면접촉한 히트싱크(33c)를 통해 외부로 방열된다. 히트싱크(33c)가 수납홈(32) 안에 설치되어 외기에 의해 신속하게 방열할 수 있도록 한다. 냉각 기능을 설정 시 송풍기(26)의 구동에 의해 공기 순환하여 착용자의 손가락에 냉각 공기를 주입하는 상태가 지속될 수 있고, 이렇게 냉각된 공기를 주입하는 상태에서 착용자의 손에는 땀이 배기지 않아 산뜻한 착용감을 느끼게 된다.

한편 기온이 낮은 겨울철에 기능설정 스위치(37)에 의해 가열 기능을 설정하는데, 하부 열전소자 기판(35)에서 흡열이 발생하고 상부 열전소자 기판(34)에서 발열이 발생한다. 이에 따라 제1전열판(34) 위에 설치된 열교환 코일(24)를 거쳐가는 공기는 가열되고, 송풍기(26)의 구동에 의해 가열된 공기는 공기배출구(22)를 통해 장갑 안으로 주입된다. 장갑 안으로 가열 공기가 주입됨에 따라 착용자는 온기를 느낄 수 있다.

지금까지 설명한 실시예에 따른 다기능 장갑(10)은 공기튜브(21) 도중에 설치한 송풍기(26)의 구동을 이용하여 열교환 공기를 순환하는 방식을 적용하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며 열교환 공기의 순환을 위한 다른 동력원을 이용하거나 공기 펌프를 이용할 수 있다. 공기 펌프를 이용하는 방식은 도 4 및 도 5에 따라 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다기능 장갑(10a)은 손 모양 외피(11)와 내피(12)를 봉합하고 그 외피(11)와 내피(12) 사이에 공기 주입부(20)의 공기튜브(21)를 매립하여 설치하고 장갑에 열전소자모듈(30)를 일체로 구성하며, 이러한 장갑 구성은 도 1에 예시한 실시예와 기능적으로 유사하다. 다만, 송풍기(26) 대신에 공기 펌프(40)를 이용하여 열교환 공기를 순환하는 구성이 차이가 있다.

공기 펌프(40)는 손바닥부(14)의 가운데에 설치한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 공기 펌프(40)는 유연한 공기주머니(41) 안에 신축성이 우수한 스폰지(42)를 채워서 구성할 수 있다. 장갑 착용자가 손바닥부(14)를 신체 일부에 치거나 양손을 손뼉 치듯이 마주대서 힘을 가할 경우, 외력에 의해 스폰지(42)가 채워진 공기주머니(41)가 공기튜브(21)의 내부 공간(21a)에서 확장한다. 이때 공기 유입구(23)는 착용자의 손바닥에 밀착됨에 따라 내부 공간(21a)에 유입된 공기는 공기 튜브(21)를 통해 하우징(31)을 거쳐 열교환된 후 손가락부(13)에 위치한 공기배출구(22)를 통해 장갑 안으로 주입된다. 공기 펌프(40)를 작동시킬 때 마다 손바닥부(14)에 위치한 공기튜브(21)의 공기유입구(23)를 통해 유입된 공기가 열전소자모듈(30)의 하우징(31)을 거쳐 손가락부(13)에 위치한 공기튜브(21)의 공기배출구(22)를 통해 순환하게 된다.

도 4에 예시한 다기능 장갑(10a)도 앞서 설명한 바와 같이 기능설정 스위치(37)에 의해 설정되는 냉각 기능 또는 가열 기능에 따라 냉각 공기를 장갑 안으로 주입하거나 가열된 공기를 장갑 안으로 주입할 수 있다.

이하 스포츠 경기를 관람하는 사람이 장갑에 마련된 발광부를 이용하여 응원 도구로 사용하거나 착용자가 소지한 휴대 단말(휴대폰, 엠피쓰리 플레이어 등)의 분실 경고를 하거나 오랜 시간 장갑을 끼고 교통 정리하는 교통 경찰관이 사용하기 편리하도록 장갑 안의 온도를 안정적으로 유지하게 하는 등 부가 기능을 수행하는 구성을 중점으로 설명한다.

도 6을 참고하여, 온도 센서(50)는 장갑 안의 온도를 감지하기 위한 것으로, 예를 들어 도 1의 송풍실(25)에 설치하여 측정 온도를 제어부(52)에 제공하는 것으로, 제어부(52)는 온도 센서(50)로 측정한 온도에 따라 전원부(39)를 제어하여 장갑 안으로 열교환된 공기를 주입하는 동작을 제어한다. 예를 들어 설정 온도에 도달하여 냉각 기능 또는 가열 기능을 일시 중단시킬 필요가 있으면 전원부(39)의 전원을 차단하고, 설정 온도에 도달하지 않아 냉각 기능 또는 가열 기능을 수행할 필요가 있으면 전원부(39)에서 전원을 공급할 수 있도록 한다.

블루투스 통신모듈(53)은 착용자가 소지한 휴대 단말(휴대폰, 엠피쓰리 플레이어 등)과 일정 범위내에서 서로 인식할 수 있도록 사전 설정해 두어 휴대 단말과의 교신 상태를 체크하여 제어부(52)에 제공한다. 제어부(52)는 블루투스 통신모듈(53)를 통해 휴대 단말이 일정 범위내에 위치하는가를 파악하고, 만약 휴대 단말을 잃어버리거나 장갑 착용자의 이동에 따라 휴대 단말과의 거리가 멀어지면 이를 인식하여 제어부(52)가 표시부(38)의 램프를 점멸시키는 형태로 제어하여 착용자에게 휴대 단말의 분실을 경고할 수 있다.

도 7에 예시한 바와 같이 다기능 장갑(10c)의 손등부(15)에 일정한 형상으로 마련된 발광부(51)를 설치할 수 있다. 발광부(51)는 복수개 발광 다이오드(52)로 구현할 수 있으며, 제어부(52)가 전원부(39)의 전원을 발광부(51)에 공급하거나 차단하여 발광부(51)를 발광시킴으로써 응원 도구로서 이용하거나 야간에 장갑 착용자를 용이하게 식별할 수 있다.

충전부(54)는 전원부(39)의 충전 배터리를 충전하기 위한 충전 단자를 구비할 수 있다. 전원부는(39)는 충전 배터리를 구비할 수 있으며, 충전부(54)의 충전 단자에 연결된 외부 전원을 충전 배터리에 공급하여 충전할 수 있다.

10 : 장갑 11 : 외피
12 : 내피 20 : 공기 주입부
21 : 공기튜브 22 : 공기배출구
23 : 공기유입구 24 : 열교환 코일
26 : 송풍기 30 : 열전소자모듈
34,35 : 열전소자 기판 40 : 공기펌프

Claims

손 모양 외피와 내피;
상기 외피와 내피 사이에 설치되고 장갑 내부에 연통된 공기유입구와 공기배출구를 형성한 공기튜브와 상기 공기튜브의 도중에 설치되어 유입된 공기를 열교환시키는 열교환 코일을 구비하고, 상기 공기유입구로 유입되어 냉각 또는 가열된 공기를 상기 공기배출구를 통해 장갑 안으로 주입하는 공기주입부;
상기 열교환 코일에 유입된 공기를 냉각 또는 가열시키는 열전소자모듈;을 포함하는 다기능 장갑.
제1항에 있어서,
상기 열전소자모듈은 상기 장갑에 일체로 마련된 하우징과, 상기 하우징에 수납된 열전소자 기판들과, 상기 열전소자 기판들에 전기적으로 연결되어 전원을 공급하는 전원부와, 상기 열전소자 기판들에 각각 면접촉하는 복수개 전열판과, 상기 열전소자 기판들과 전원부 사이에 연결되어 냉각 기능 또는 가열 기능에 대응하여 상기 열전소자 기판에 공급되는 전원 방향을 전환하는 기능 설정 스위치와, 상기 기능 설정 상태와 전원 상태를 표시하기 위한 램프를 구비하는 표시부를 포함하며,
상기 복수개 전열판 중 어느 하나에 면접촉된 상기 열교환 코일에 열을 전도하는 다기능 장갑.
제2항에 있어서,
상기 공기주입부는 상기 공기튜브의 도중에 설치된 송풍실에 마련된 송풍기를 포함하는 다기능 장갑.
제2항에 있어서,
상기 공기주입부는 공기 주머니에 마련되어 외력에 의해 신축 가능한 스폰지를 이용하여 공기를 펌핑하는 공기펌프를 포함하는 다기능 장갑.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 장갑 착용자의 휴대단말과 교신하는 블루투스 통신모듈과, 상기 장갑 안의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 장갑 외피에 설치되어 발광하는 발광부 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
상기 온도센서의 측정 온도로 상기 전원부의 동작을 제어하거나 상기 블루투스 통신모듈에 의한 교신 상태에 따라 상기 휴대단말의 분실 여부를 상기 표시부를 통해 경고하거나 상기 발광부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 다기능 장갑.
제2항에 있어서,
상기 전원부는 충전 가능한 충전 배터리를 사용하고,
상기 충전 배터리에 외부 전원을 공급하는 충전 단자를 구비한 충전부를 포함하는 다기능 장갑.