KR101250345B1 - 변좌용 발열패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 겨울철 등과 같이 기온이 낮을 때에 변좌의 표면을 따뜻하게 가열 및 온열하여 사용에 따른 불쾌감 및 이질감을 줄임으로써 편안하고 쾌적하게 용변을 볼 수 있도록 하는 변좌용 발열패드를 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 변좌에 장착하기 위한 고정수단이 구비된 커버와; 상기 커버에 장착되고 사용자의 움직임을 감지하여 일정 시간 동안의 신호를 출력하는 인체감지센서와; 상기 커버에 장착되어 사용자의 착좌에 따른 압력을 감지하는 접촉센서와; 상기 커버에 내장하되 서로 마주하여 결합되는 상/하부시트 사이에 특정 패턴으로 인접하게 배열되고 양단에 전원과 연결을 위한 단자가 각각 형성된 제1 및 제2카본 발열체가 구비된 발열시트와; 상기 인체감지센서 및 접촉센서의 스위칭 신호에 따라 상기 발열시트의 제1 및 제2카본 발열체에 전원의 공급 및 차단을 각각 제어하는 전원공급조절부를 포함하는 변좌용 발열패드가 개시된다.

Description

변좌용 발열패드{Heating pad for toilet seat}

본 발명은 변좌용 발열패드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 겨울철 등과 같이 기온이 낮을 때에 변좌의 표면을 따뜻하게 가열 및 온열하여 사용에 따른 불쾌감 및 이질감을 줄임으로써 편안하고 쾌적하게 용변을 볼 수 있도록 한 변좌 커버형 발열패드에 대한 것이다.

좌변기의 변좌는 용변 시 앉는 부분으로 통상 합성수지 재질로 이루어져 있기 때문에 사용자의 피부가 접촉될 경우 물기나 차가움 등으로 인해 불쾌감 및 이질감을 느끼게 된다. 또한, 바지나 속옷 혹은 스타킹 등을 내린 상태로 용변을 보는 특성상 화장실의 실내온도가 낮은 경우 사용자의 체온이 급격히 떨어져 추위를 느끼는 불편함이 따르고, 심한 경우 각종 부인병 등을 유발하는 원인으로 작용할 수 있다.

이에 따라 변좌나 시트의 내부에 다양한 형태의 발열체를 내장하여 온열 기능을 부여함으로써 사용자가 변좌에 앉을 때 차가움으로 인한 불쾌감 및 이질감을 최소화하는 등 사용상의 편의성을 증대시킬 수 있도록 하는 변좌 가열장치 및 변좌용 시트가 제안된 바 있다.

예컨대, 대한민국 공개특허 10-2004-0012239호에 변좌의 저면에 카본사를 지그재그 형태로 재봉하여 카본사의 양단에 전원을 인가 시 발열이 일어나도록 하는 좌변기용 받침판 가열장치가 개시되어 있다.

또한, 대한민국 공개특허 10-2006-00117734호에 도전성 카본 페이스트를 이용한 면상발열체를 시트의 내부에 내장하여 보온 및 살균작용을 얻을 수 있도록 하는 좌변기 좌대시트가 개시되어 있다.

그러나 이와 같은 종래의 가열장치 및 시트는 소정의 발열 온도를 유지하도록 하기 위해 지속적으로 전력을 공급하므로 미사용 시에도 많은 전력을 소비하여 불필요한 전력 낭비가 발생하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하고자 사용자의 착좌를 감지하는 센서를 구비하고, 이를 통해 전달되는 감지 신호로 발열체를 작동시켜 변좌를 가열하는 방식이 비데의 좌판 등에 적용되어 알려진 바 있으나, 이는 사용자가 변좌에 앉을 때 센서에 가해지는 힘의 변화나 센서의 정전용량 변화를 감지하여 발열체를 가열하는 방식의 특성상 사용자가 변좌에 앉지 않은 상태에서는 발열체가 가열되지 않아 처음 일정시간 동안은 차가운 느낌을 그대로 전달받으며 불편하게 앉아 있을 수밖에 없는 한계가 있게 마련이다.

이에 본 발명자는 상술한 제반 사항 및 문제점 해결에 역점을 두어 사용자가 일정한 거리에 근접하면 부분적으로 일정시간 동안 예열만 이루어지고, 변좌에 앉으면 전체적인 가열이 이루어질 수 있도록 하는 변좌용 발열패드를 개발하고자 심혈을 기울여 연구하던 중 본 발명을 창안하여 완성하게 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 예열 및 가열이 단계적으로 이루어지고, 용변의 종류에 따라 예열 및 가열을 중단할 수 있도록 하는 변좌용 발열패드를 제공하는 데 있는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 대기 시의 소비전력을 감소시켜 전력 낭비를 최소화할 수 있도록 하는 변좌용 발열패드를 제공하는 데 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 변좌에 장착하기 위한 고정수단이 구비된 커버와; 상기 커버에 장착되고 사용자의 움직임을 감지하여 일정 시간 동안의 신호를 출력하는 인체감지센서와; 상기 커버에 장착되어 사용자의 착좌에 따른 압력을 감지하는 접촉센서와; 상기 커버에 내장하되 서로 마주하여 결합되는 상/하부시트 사이에 특정 패턴으로 인접하게 배열되고 양단에 전원과 연결을 위한 단자가 각각 형성된 제1 및 제2카본 발열체가 구비된 발열시트와; 상기 인체감지센서 및 접촉센서의 스위칭 신호에 따라 상기 발열시트의 제1 및 제2카본 발열체에 전원의 공급 및 차단을 각각 제어하는 전원공급조절부를 포함하는 변좌용 발열패드를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 커버에 장착되어 변좌가 연직방향으로 세워지면 상기 발열시트에 전원 공급을 차단하기 위한 스위칭 신호를 상기 전원공급조절부로 출력하는 위치인식센서를 더 포함하는 변좌용 발열패드를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 커버에 장착되어 상기 커버의 수분량이 일정 범위 이상으로 감지되면 상기 발열시트에 전원을 공급하기 위한 스위칭 신호를 상기 전원공급조절부로 출력하는 수분센서를 더 포함하는 변좌용 발열패드를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 커버에 장착되어 상기 커버의 온도가 소정 온도 이상으로 감지되면 상기 발열시트에 전원 공급을 차단하기 위한 스위칭 신호를 상기 전원공급조절부로 출력하는 온도센서를 더 포함하는 변좌용 발열패드를 제공한다.

상술한 바와 같은 과제 해결 수단 및 구성을 갖춘 본 발명은 인체감지센서에 의해 사용자가 변좌에 앉기 전 상황에서 비교적 낮은 온도로 미리 예열이 이루어지므로 사용자가 용변을 보기 위해 변좌에 앉을 때 차가운 냉기 등으로 인해 순간적인 불쾌감이나 이질감을 느끼지 않는 편의를 도모함은 물론이고, 인체 감지에 따른 작동 후 일정 시간이 지나거나 인체가 재감지되지 않으면 소비전력을 절감시켜 대기 시 등의 전력 낭비를 최소화할 수 있으며, 아울러 예열이 이루어진 상태에서 사용자가 변좌에 앉으면 접촉센서의 작동에 의해 전체적으로 고르게 가열되기 때문에 변좌의 온도를 단시간에 상승시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 남성이 소변을 볼 경우와 같이 변좌가 들어 올려진 상태에는 진자센서가 이를 감지하여 발열체의 예열 및 가열을 자동으로 중단하므로 발열시트에 전력 공급이 차단되어 불필요한 전력 낭비를 막아주고 절전효과를 극대화하는 등 에너지 효율을 대폭 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 수분센서가 일정 범위 이상의 수분 및 습도를 감지하면 자동으로 발열체에 전력을 공급하여 일정 온도로 가열하므로 자동 건조 및 살균 등이 가능하여 더욱 쾌적하고 안락하면서 위생적인 사용환경을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 변좌용 발열패드를 나타낸 평면도,
도 2는 도 1의 A-A선 요부를 확대한 단면도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 변좌용 발열패드를 변좌에 설치한 상태를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 변좌용 발열패드를 나타낸 평면도,
도 5는 도 4의 B-B선 요부를 확대한 단면도,

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.

또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 변좌용 발열패드를 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 요부를 확대한 단면도이며, 도 3은 발열패드를 변좌에 설치한 사용상태를 나타낸 사시도로서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 변좌용 발열패드(P)는 크게 커버(10), 인체감지센서(20), 접촉센서(30), 발열시트(40) 및 전원공급조절부(50)를 포함하여 구성된다.

먼저, 커버(10)는 발열패드(P)의 외형을 이루면서 발열시트(40)를 감싸 보호하며 사용자가 착좌 시 사용자의 피부와 접촉되는 것으로, 세탁이 용이하며 방수가 가능하고 표면이 부드러운 섬유나 피혁 등의 소재 및 변좌(TC)를 안정적으로 감싸거나 씌울 수 있는 성질의 직물로 재봉 등의 방법에 의해 변좌와 대응하는 형태로 형성되며, 변좌(TC)와 대향하는 면에는 변좌에 신속하고 용이하게 탈장착할 수 있도록 함과 더불어 외력에 의해 쉽게 이탈되지 않고 견고하고 안정적으로 장착된 상태를 유지하도록 하는 고정수단(12)이 다수 구비되어 있다.

여기서, 고정수단(12)으로는 변좌(TC)의 표면과 이와 대향하는 커버(10)의 저면에 각각 고정 가능하면서 암수의 형태가 서로 대응 결합되는 밸크로패스너나 영구자석 혹은 변좌를 탄력적으로 감싸서 고정상태를 유지시키는 버클이나 탄력밴드, 결속끈 등을 사용할 수 있다.

인체감지센서(20)는 사용자의 움직임을 감지하여 일정 시간 동안만 전원공급조절부(50)로 스위칭 신호를 출력하는 것으로, 커버(10)의 전방 등 적소에 장착되어 사용자의 근접 여부 및 위치를 실시간으로 감지 및 체크하고, 그에 따라 발열시트에 내장된 제1카본 발열체(43)의 전원 공급 및 차단을 제어하는 스위칭 신호를 기설정된 시간 동안만 전원공급조절부(50)로 출력하여 제1카본 발열체(43)의 가열 여부를 자동으로 조절함으로써 발열패드(P)를 예열시키는 제어기능을 수행하고, 미사용에 따른 대기 시 등 인체가 감지되지 않으면 소비전력을 차단 및 절감시켜 전력 낭비를 최소화하게 된다.

이러한 인체감지센서(20)로는 사용자가 일정한 거리에 근접하면 발열패드(P)를 예열하도록 하는 신호를 안정적으로 출력하고, 커버(10)에 장착이 용이하면서 사용에 따른 접촉 간섭이 없고 세척 시에도 쉽게 손상되지 않는 것이라면 어떠한 소재라도 적용 가능하며, 예를 들어 스위치의 검출면에 접근하는 물체 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 즉, 발진회로에서 정파의 고주파를 발진하다가 물체가 센서 감지면 근방에 접근을 하면 발진회로의 발진 진폭이 감쇄 또는 정지하며, 이런 변화를 전기적 신호로 전환하여 물체의 유무를 검출하는 작동원리를 이용하여 기계적인 접촉 없이 물체가 정해진 감지거리 내에 들어오면 온/오프 출력을 내보내는 스위치를 적용할 수 있고, 또 인체가 방출하는 적외선 파장을 검출하는 적외선 센서를 비롯하여 자기, 와전류, 홀 효과, 광학, 초음파, 유도성, 용량성과 같은 여러 형태의 근접센서를 채용할 수도 있다.

접촉센서(30)는 사용자의 착좌에 따른 물리적 접촉이나 압력을 감지하여 전원공급조절부(50)로 스위칭 신호를 출력하는 것으로, 커버(10)의 상면 등의 면접촉이 수월한 적정 위치에 장착되어 사용자의 하중으로 착좌 여부를 체크하여 작동하고, 그에 따라 제2카본 발열체(44)의 전원 공급 및 차단을 제어하는 스위칭 신호를 전원공급조절부(50)로 출력하여 제2카본 발열체(44)의 가열 여부를 자동으로 조절함으로써 발열패드(P)를 전체적으로 고르게 가열시키는 제어기능을 수행하게 된다.

이러한 접촉센서(30)로는 상술한 인체감지센서(20)와 마찬가지로 커버(10)에 장착이 용이하면서 사용에 따른 접촉 간섭이 없고 세척 시에도 쉽게 손상되지 않는 것이 바람직하며, 예를 들어 물리적인 접촉에 의해 켜지거나 꺼지는 마이크로 스위치를 채용할 수 있고, 또 압력이 가해지면 상층 필름(PVDF)의 진동이 변화를 받게 되고, 그 결과 압전 효과로 교류 전압출력에 발생하는 변동을 검출하여 접촉 상태를 알 수 있는 압전 폴리 비닐 훌로라이드(Polyvinylidene Fluoride:PVDF) 필름을 이용할 수도 있다.

여기서, 접촉센서(30)는 사용자가 변좌(TC)의 일부분에만 앉는 경우에도 사용자의 착좌를 효과적으로 감지할 수 있도록 커버(10)상에 다수 또는 고르게 분포되게 배치하는 것이 더욱 바람직하다.

발열시트(40)는 커버(10)에 내장되어 전원공급조절부(50)로부터 공급되는 전원에 의해 일정 온도 범위로 발열되는 것으로, 열이 고르게 분포될 수 있도록 변좌 및 커버(10)와 대응하는 형태로 형성되며, 바람직하게는 서로 마주하여 결합되는 상/하부시트(41/42) 사이에 지그재그 형태 등 특정 패턴으로 인접하게 제1 및 제2카본 발열체(43/44)가 배열되어 있고, 그 각각의 양단에는 전원공급조절부(50)와 연결되어 전류를 공급하는 기능의 단자가 형성되어 있다.

그리고 상/하부시트(41/42)는 제1 및 제2카본 발열체(43/44)를 전기적으로 절연시키는 절연성과 제1 및 제2카본 발열체(43/44)로부터 발생되는 고온의 열을 견딜 수 있는 내열성을 갖는 유리섬유, 합성섬유, 천연섬유, 합성피혁, 천연피혁 및 합성수지 등으로 형성될 수 있다.

또한, 제1 및 제2카본 발열체(43/44)는 고유저항이 일정하고 신축성이 있으며, 외부의 전원이 인가되면 고온의 열을 견디면서 고온의 열을 발생시킬 수 있으며, 내구성이 우수하여 산화현상이 일어나지 않는 것으로 구비되어 있다. 예를 들면, 탄소섬유나 폴리에스타 실 또는 면사에 도전성 카본블랙(Carbon Black)을 특수한 공법으로 점착시킨 미세한 굵기의 카본섬유 다발을 하나의 군으로 하여 형성할 수 있다.

여기서, 발열시트의 제2카본 발열체(44)는 제1카본 발열체(43)와 비교하여 설치면적당 열선의 수가 적어도 배수 이상으로 배열되는 것이 바람직하다.

이러한 발열시트(40)는 상/하부시트(41/42)들 사이에 제1 및 제2카본 발열체(43/44)와 각각의 단자를 일정 패턴을 이루도록 배열한 후 점착제를 도포하여 서로 접합 고정할 수 있다. 이때, 사용되는 점착제로는 100~150℃ 정도의 열이 가해지면 용융되며, 가공 후 40~60℃ 사이에서 24~48시간 정도 건조하면 완전히 경화되지 않는 겔 상태 즉, 유연성을 안정적으로 유지하면서 견고한 접합력을 발휘하는 성질을 갖는 점착제가 바람직하다.

한편, 발열시트의 제1 및 제2카본 발열체(43/44)는 심사의 외주면을 나선형으로 감싸지고 전기적 특성에 의해 발열되는 카본사와, 이 카본사의 외주면을 나선형으로 감싸 피복하는 절연사로 이루어질 수도 있다. 이는 심사의 외주면에 카본사와 절연사가 나선형으로 감겨 있기 때문에 전기저항이 증가하여 전기효율성을 향상시킬 수 있고, 자연스럽게 접거나 구부릴 수 있는 유연성을 확보하여 외력에 의한 변형 시 카본사가 유동되므로 꺾임이 줄어들어 단락을 방지할 수 있는 등 품질의 향상은 물론이고 취급이 용이한 이점이 있다.

또한, 발열시트의 상/하부시트(41/42)는 높은 전기저항 특성을 가지며 다량의 원적외선이 방출되는 발열성 필름일 수도 있으며, 이때, 제1 및 제2카본 발열체(43/44)는 탄소분말과 접착 수지 및 경화제가 혼합된 잉크를 실크스크린 인쇄 방식에 의하여 상/하부시트(41/42) 중 어느 하나의 면에 인쇄하여 형성할 수 있다.

전원공급조절부(50)는 센서들의 전원 공급 및 차단을 위한 스위칭 신호에 따라 발열시트의 제1 및 제2카본 발열체(43/44)에 전원의 공급 및 차단을 각각 제어하는 것으로, 콘센트 등에 인접하게 커버(10)와 일정 거리를 두고 설치되어 일측이 플러그 등을 통해 콘센트와 전기적으로 접속되며, 타측이 제1 및 제2카본 발열체(43/44)의 단자에 전기적으로 연결되어 인체감시센서를 비롯한 각각의 센서의 신호에 따라 전기를 공급 및 차단하며, 마이크로프로세서 등을 통해 작동시간, 온도 등의 전반적인 작동을 제어 및 오작동을 방지하는 기능을 수행하게 된다.

여기서, 전원공급조절부(50)는 발열시트(40)가 30 내지 40℃로 유지되도록 전기 공급을 제어하는 것이 바람직하며, 발열시트(40)에 전원 공급을 제어하기 위한 통상의 컨트롤러 형태로 구비함으로써 외부전원과 콘센트와 플러그 등의 매개체를 통해 접속할 수 있으며, 또 사용자가 별도의 온도 선택 스위치를 조작하여 가열온도의 범위를 단계별로 자유로이 조절할 수도 있음은 물론이다.

진자센서(60)는 진자운동을 통해 변좌(TC)의 사용 상태를 감지하여 불필요한 전력소모를 방지하는 것으로, 커버(10)의 전방부 등 적소에 장착되어 변좌(TC)가 연직방향으로 세워지면 제1 및 제2카본 발열체(43/44)의 전원 공급을 차단하기 위한 스위칭 신호를 전원공급조절부(50)로 출력 및/또는 제어함으로써 제1 및 제2카본 발열체(43/44)의 가열 여부를 자동으로 조절 및 제어하는 기능을 수행하게 된다.

이러한 진자센서(60)로는 예를 들어, 변좌(TC)가 세워진 상태에서는 자석이 내장된 진자추가 비스듬히 기울어지게 되고, 용변을 위해 변좌(TC)를 변기의 상면에 대하여 수평하게 내리면 진자추가 그 자체의 중량에 의해 비스듬한 상태에서 수직 상태로 복원되는 진자 운동함에 따라 별도의 내장센서와 거리가 변화되고, 이로 인해 전류가 변화되어 변좌(TC)의 사용 형태를 판단 가능한 것을 적용할 수 있다.

즉, 진자센서(60)는 변좌(TC)를 사용하지 않거나 남성이 소변을 보는 경우 등 사용자가 용변을 보는 형태를 구별하여 불필요하게 발열시트(40)가 예열 및 가열되는 것을 방지하게 된다.

수분센서(70)는 발열패트(P)가 항상 쾌적하고 위생적인 상태를 유지하도록 하는 것으로, 커버(10)의 적소에 장착되어 커버(10)의 수분 및 습도를 실시간으로 감지하여 전원공급조절부(50)로 신호를 보내고, 이를 전원공급조절부(50)가 기설정된 기준습도와 비교 및 판단하여 기준값 이상이면 제1 및 제2카본 발열체(43/44)로 전류를 인가하거나 혹은 커버(10)에 함유된 수분 및 습도가 기설정된 일정범위 이상으로 감지되면 이를 체크하고, 제1 및 제2카본 발열체(43/44)에 전원을 공급하기 위한 스위칭 신호를 전원공급조절부(50)로 출력 및 제어함으로써 제1 및 제2카본 발열체(43/44)의 가열 여부를 자동으로 조절하는 기능을 수행하게 된다.

여기서, 수분센서(70)의 스위칭 신호에 의한 가열은 제2카본 발열체(44)만 이루어지는 것이 오작동 방지 측면에서 바람직할 것이다.

이러한 수분센서(70)로는 상술한 인체감지센서(20)와 마찬가지로 커버(10)에 장착이 용이하면서 사용에 따른 접촉 간섭이 없고 세척 시에도 쉽게 손상되지 않는 것이 바람직하며, 커버 속의 수증기 양을 측정 및 공기 중의 화학반응에 의한 색 변화, 이온량 변화, 기전력/전류변화 및 상대 습도에 따른 물리량 변화 등으로 대기 중의 습도를 검출하는 습도센서를 채용할 수 있고, 또 고분자 재료에 의한 전기저항식과 정전용량식 센서를 적용할 수 있다.

온도센서(80)는 발열시트(40)의 발열에 따른 온도 변화를 감지하여 가열을 방지하기 위한 것으로, 커버(10)의 적소에 장착되어 발열패드(P)의 전체적인 온도를 감지하여 전원공급조절부(50)로 신호를 실시간으로 보내고, 이를 전원공급조절부(50)가 기설정된 기준온도와 비교 및 판단하여 기준값 이상이면 제1 및 제2카본 발열체(43/44)로 전류가 흐르지 못하도록 차단하거나 혹은 발열패드(P)의 전체적인 온도가 기설정된 기준온도 이상으로 감지되면 상기 제1 및 제2카본 발열체(43/44)의 전원 공급을 차단하기 위한 스위칭 신호를 전원공급조절부(50)로 출력 및 제어함으로써 제1 및 제2카본 발열체(43/44)의 가열 온도를 자동으로 조절하는 기능을 수행하게 된다.

이러한 온도센서(80)로는 상술한 인체감지센서(20)와 마찬가지로 커버(10)에 장착이 용이하면서 사용에 따른 접촉 간섭이 없고 세척 시에도 쉽게 손상되지 않는 것이 바람직하며, 미세한 온도 변화에 따라 급격한 저항 변화가 생기는 온도 제어용 센서나 온도가 높아지면 저항값이 감소하는 부저항온도계수의 특성이 있는 회로용 소자 등 측정대상에 직접 접촉시켜서 온도값을 측정하는 접촉식 센서를 적용할 수 있고, 또 온도가 증가함에 따라 저항값이 증가하는 PTC나 저항값이 감소하는 NTC 등을 채용할 수도 있다.

한편, 상술한 각각의 센서는 발열시트(40)로부터 방출되는 고온의 열기에 의해 손상되거나 오작동을 일으키는 것을 방지할 수 있도록 발열시트(40)와 대향하는 면에 별도의 단열재(미도시)를 구비하는 것이 바람직하며, 또 발열시트(40)의 저면과 커버(10)의 내측면 사이에는 발열시트(40)의 발열 시 발생하는 열기가 변기 쪽으로 누출되는 것을 차단하여 방열에 의한 열손실을 최소화하는 단열재(미도시)를 추가로 장착할 수 있음은 물론이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 변좌용 발열패드(P)의 작동 및 작용상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 인체감지센서(20)에 의해 사용자가 감지되지 않으면 절전모드로 자동 전환되어 전기 사용량이 최소화되는 상태를 유지하게 된다.

그리고 사용자가 용변을 보기 위해 변기 및/또는 변좌(TC)에 근접하면 인체감지센서(20)가 이를 감지하여 발열시트의 제1카본 발열체(43)에 기설정된 시간 동안만 전원 공급을 위한 신호를 전원공급조절부(50)로 보내고, 이에 의한 전원공급조절부(50)의 제어신호에 따라 제1카본 발열체(43)에 전원이 인가되면 일정 시간 동안만 열전도로 가열되어 발열패드(P)에 대한 예열이 이루어지게 되므로 최초 변좌(TC)에 앉을 때 순간적인 이질감이나 불쾌감을 해소하는 사용상의 편의성을 확보할 수 있게 된다.

그리고 사용자가 변좌(TC)에 앉으면 접촉센서(30)가 이를 감지하여 발열시트의 제2카본 발열체(44)에 전원 공급을 위한 신호를 전원공급조절부(50)로 보내고, 이에 의한 전원공급조절부(50)의 제어신호에 따라 제2카본 발열체(44)에 전원이 인가되면 신속하게 가열되어 발열패드(P) 전체에 대한 발열 및 온열작용이 일어나므로 편안하고 쾌적하게 용변을 볼 수 있게 된다. 이때, 온도센서(80)는 제1 및 제2카본 발열체(43/44)의 발열에 따른 온도 변화를 실시간으로 감지하여 발열패드(P)가 최적조건 이상으로 가열되는 것을 미연에 방지하여 화상이나 화재 등의 안전사고를 예방하게 된다.

이후, 사용자가 용변을 마치고 일어나면 접촉센서(30)를 누르는 하중이 자연스럽게 제거되므로, 이와 동시에 접촉센서(30)는 발열시트의 제2카본 발열체(44)에 전원 공급을 차단하는 신호를 전원공급조절부(50)로 보내고, 이에 의해 전원공급조절부(50)는 제2카본 발열체(44)에 공급되는 전원을 차단하므로 불필요한 전력 소모를 방지할 수 있게 된다.

만일, 변좌(TC)가 연직방향으로 세워진 상태이거나 사용자가 남성이면서 소변을 보기 위해 변좌(TC)를 들어올리는 경우에는 진자센서(60)가 이를 감지하여 발열시트의 제1 및 제2카본 발열체(43/44)에 전원 공급을 차단하기 위한 신호를 전원공급조절부(50)로 보내고, 이에 의한 전원공급조절부(50)의 제어신호에 따라 발열시트(40)는 발열이 일어나지 않게 된다. 이때, 인체감지센서(20)는 사용자를 감지하여 전원공급조절부(50)로 발열시트의 제1카본 발열체(43)에 일정 시간 동안의 전원 공급을 위한 신호를 보낼 수도 있지만 전원공급조절부(50)는 진자센서(60)의 스위칭 신호를 우선적으로 처리하여 발열시트의 제1카본 발열체(43)가 발열되지 않도록 제어하게 된다.

그리고 수분센서(70)는 발열패드(P) 특히 커버(10)의 수분 및 습도를 실시간으로 감지하여 전원공급조절부(50)로 스위칭 신호를 보내므로 발열패드(P)가 사용환경이나 외부요인에 의해 축축하거나 눅눅한 것을 방지하여 항상 쾌적하고 위생적인 상태를 유지할 수 있게 된다.

한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 변좌용 발열패드를 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 4의 B-B선 요부를 확대한 단면도로서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 변좌용 발열패드(P)는 크게 패드몸체(10-1), 인체감지센서(20), 접촉센서(30), 발열시트(40) 및 전원공급조절부(50)를 포함하여 구성된다.

특히 패드몸체(10-1)는 발열패드(P')의 외형을 이루면서 발열시트(40)를 감싸 보호하며 사용자가 착좌 시 사용자의 피부와 접촉되는 것으로, 표면이 부드러우며 내열성, 방수성, 내구성 및 절연성이 우수한 FRP, CFRP, PP, PVC, 폴리우레탄, 합성수지 등의 소재로 사출성형과 같은 방법에 의해 변좌(TC)와 대응하는 형상 및 상하 분리형 또는 단일체 형태로 형성된다.

그리고 인체감지센서(20)와 접촉센서(30), 발열시트(40) 및 온도센서(80)는 패드몸체(10-1)의 내부공간 중 센싱 및 발열 적소에 각각 장착된다.

여기서, 각각의 센서는 발열시트(40)로부터 방출되는 고온의 열기에 의해 손상되거나 오작동을 일으키는 것을 방지할 수 있도록 발열시트(40)와 대향하는 면에 별도의 단열재(미도시)를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 패드몸체(10-1)의 후방에는 변기에 장착하기 위한 고정부(15)가 일체로 형성되어 있고, 이 고정부(15)에 변기덮개가 힌지 결합방식으로 회전 가능하게 일체형으로 구비되어 하나의 물품을 이룰 수도 있다.

또한, 발열시트(40)의 저면과 패드몸체(10-1) 사이에는 발열시트(40)의 발열 시 발생하는 열기가 변기 쪽으로 누출되는 것을 차단하여 방열에 의한 열손실을 최소화하는 단열재(미도시)를 추가로 장착할 수 있음은 물론이다.

따라서 본 발명의 다른 실시 예에 따른 변좌용 발열패드(P')는 상술한 실시 예와 같이 별도의 고정수단을 이용하여 변좌(TC)에 직접 얹히거나 깔아서 사용할 필요 없이 변기에서 기존의 변좌를 분리하여 변좌만을 혹은 변기덮개를 포함하는 변좌 전체를 교체하는 방식으로 간편하게 사용할 수 있다.

여기서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 변좌용 발열패드 중 상술한 실시 예와 동일 또는 유사한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하며, 그에 대한 반복적인 설명은 생략한다.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 명백할 것이다.

10: 커버
12: 고정수단
20: 인체감지센서
30: 접촉센서
40: 발열시트
41: 상부시트
42: 하부시트
43: 제1카본 발열체
44: 제2카본 발열체
50: 전원공급조절부
60: 진자센서
70: 수분센서
80: 온도센서
P: 발열패드
TC: 변좌

Claims (6)

1. 변좌에 장착하기 위한 고정수단이 구비된 커버;
   상기 커버에 장착되고 사용자의 움직임을 감지하여 일정 시간 동안의 스위칭 신호를 출력하는 인체감지센서;
   상기 커버에 장착되어 사용자의 착좌에 따른 압력을 감지하는 접촉센서;
   상기 커버에 내장하되 서로 마주하여 결합되는 상/하부시트 사이에 특정 패턴으로 인접하게 배열되고 양단에 전원과 연결을 위한 단자가 각각 형성된 제1 및 제2카본 발열체가 구비된 발열시트;
   상기 인체감지센서 및 접촉센서의 스위칭 신호에 따라 상기 발열시트의 제1 및 제2카본 발열체에 전원의 공급 및 차단을 각각 제어하는 전원공급조절부;
   상기 커버에 장착되어 변좌가 연직방향으로 세워지면 상기 발열시트에 전원 공급을 차단하기 위한 스위칭 신호를 상기 전원공급조절부로 출력하는 진자센서;
   상기 커버에 장착되어 상기 커버의 수분량이 일정 범위 이상으로 감지되면 상기 발열시트에 전원을 공급하기 위한 스위칭 신호를 상기 전원공급조절부로 출력하는 수분센서; 및
   상기 커버에 장착되어 상기 커버의 온도가 소정 온도 이상으로 감지되면 상기 발열시트에 전원 공급을 차단하기 위한 스위칭 신호를 상기 전원공급조절부로 출력하는 온도센서;
   를 포함하는 변좌용 발열패드.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 변좌 형상으로 이루어진 패드몸체;
   상기 패드몸체에 장착되고 사용자의 움직임을 감지하여 일정 시간 동안의 스위칭 신호를 출력하는 인체감지센서;
   상기 패드몸체에 장착되어 사용자의 착좌에 따른 압력을 감지하는 접촉센서;
   상기 패드몸체에 내장하되 서로 마주하여 결합되는 상/하부시트 사이에 특정 패턴으로 인접하게 배열되고 양단에 전원과 연결을 위한 단자가 각각 형성된 제1 및 제2카본 발열체가 구비된 발열시트;
   상기 인체감지센서 및 접촉센서의 스위칭 신호에 따라 상기 발열시트의 제1 및 제2카본 발열체에 전원의 공급 및 차단을 각각 제어하는 전원공급조절부;
   상기 패드몸체에 장착되어 변좌가 연직방향으로 세워지면 상기 발열시트에 전원 공급을 차단하기 위한 스위칭 신호를 상기 전원공급조절부로 출력하는 진자센서; 및
   상기 패드몸체의 온도가 소정 온도 이상으로 감지되면 상기 발열시트에 전원 공급을 차단하기 위한 스위칭 신호를 상기 전원공급조절부로 출력하는 온도센서;
   를 포함하는 변좌용 발열패드.
6. 삭제

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