KR101546516B1 - 엘이디를 이용한 온열 패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘이디를 이용한 온열 패드에 관한 것으로서, 휘어짐이 가능한 유연성 인쇄회로기판에 다수의 엘이디가 배치된 엘이디 발열 발광층, 상기 엘이디 발열 발광층 위에 상기 엘이디 빛이 투과되는 소재로 이루어져 있고 상기 엘이디 조명에 대응하는 위치에는 상기 엘이디 빛이 새어나오도록 홀이 가공되어 있는 상부투과층, 상기 엘이디에 의하여 발열되는 열을 보온하기 위하여 상기 엘이디 발열 발광층 아래에 배치되는 보온층, 및 상기 엘이디 발열 발광층 아래에 배치된 보온층을 커버하기 위한 외부 원단층을 포함한다.

Description

엘이디를 이용한 온열 패드{Heating pad using light emitting diode}

본 발명은 엘이디를 이용한 온열 패드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 엘이디에 의한 발열을 인쇄 회로기판에 회로라인과 방열기능을 하도록 설계하여서 온열 매체로 사용하고, 특정 엘이디의 파장을 이용하여 의료용 또는 치료용 목적으로 사용할 수 있도록 하며 엘이디는 전력의 20%를 발광하고 80%를 열로 소멸됨에서 착안하여 저전력 발열체로 이용함으로써 전기요금이 저렴한 찜질기, 허리 벨트, 온열마스크, 피부개선용 미용마스크, 매트류 등과 같은 제품으로서 활용 가능한 엘이디를 이용한 발열 패드에 관한 것이다.

최근에 건강 증진에 대한 욕구가 증가하면서 건강 증진을 위한 여러 가지 노력을 기울이고 있다. 이와 같은 건강 증진을 위한 노력의 일환으로 충분한 수면을 할 수 있도록 도와주는 온열매트가 널리 이용되고 있다.

일반적으로 온열 매트는 내부에 열선 또는 면상발열체 등을 구비하고 이를 제어하는 콘트롤부를 이용하여 원하는 온도로 발열하고, 이에 더불어 매트 내부에 저주파 또는 초장파, 그리고 의료용 돌등으로 원적외선 발생부를 구비하여 혈액 순환을 도와 사용자가 숙면을 취할 수 있도록 도와주고, 저주파를 발생시켜 저주파 치료 기능을 제공하는 의료용 온열기도 있다.

그리고 온열매트의 온도제어를 위해서는 콘트롤부에서 열판의 열을 제어할 수 있도록 열판에 센서를 부착하여 온도 변화에 따른 센서의 바이너리 값의 변화값을 이용하여 컨트롤러에 설정된 온도로 일정하게 발열할 수 있도록 씨피유 또는 메모리가 구비되는데, 종래기술을 보면 온도센서가 매트에서 지그재그로 배치되는 열선들 사이에 온도센서가 배치된다.

또한, 종래의 온열 매트에 사용되는 열판의 경우 열선과 온도센서를 고정시키는 견면 또는 합성수지등 기타 장애물에 의해 열선의 발열 온도가 균일하지 못하게 되고, 그에 따라 온열매트는 설정된 온도를 일정하게 유지하도록 발열되지 못하게 되는 문제점이 있다.

또한, 충분한 발열량을 얻으려고 하는 경우에는 과도한 많은 전력이 소모되거나 다량의 전자파에 노출되는 문제점이 발생할 뿐만 아니라 경우에 따라서는 과열되어 사용자에게 화상을 입히거나 화재를 유발하는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 그의 목적은 엘이디에 의한 발열을 온열 매체로 사용하고, 특정 엘이디의 파장을 이용하여 미용과 의료용 또는 치료용 목적으로 사용할 수 있도록 함으로써 저전력 발열체로 전기요금이 저렴한 찜질기, 허리 벨트, 매트류, 미용마스크 등과 같은 제품으로서 활용 가능한 엘이디를 이용한 발열 패드를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 엘이디를 이용한 온열 패드는, 휘어짐이 가능한 유연성 인쇄회로기판에 다수의 엘이디가 배치된 엘이디 발열 발광층; 상기 엘이디 발열 발광층 위에 상기 엘이디 빛이 투과되고 외부충격으로부터 파손을 방지하는 소재로 이루어져 있고 상기 엘이디 조명에 대응하는 위치에는 상기 엘이디 빛이 새어나오도록 홀이 가공되어 있는 상부층; 상기 엘이디에 의하여 발열되는 열을 보온하기 위하여 상기 엘이디 발열 발광층 아래에 배치되는 보온층; 및 상기 엘이디 발열 발광층 아래에 배치된 보온층을 커버하기 위한 외부 원단층을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 엘이디를 이용한 온열 패드에 있어서, 상기 다수의 엘이디가 배치된 엘이디 발열 발광층은 상기 다수의 엘이디와 상기 인쇄회로기판을 밀봉하여 감싸는 우레탄 코팅이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 엘이디를 이용한 온열 패드에 있어서, 상기 엘이디가 배치된 발열 발광층을 구성하는 유연성 인쇄회로기판의 후면에는 엘이디 연결회로패턴이 판상으로 형성되어 상기 다수의 엘이디에 전원을 공급하는 동시에 발열체로서 작용하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 엘이디를 이용한 온열 패드에 있어서, 상기 상부층은 상기 엘이디 조명에 대응하는 위치에 의료용 옥돌을 구비하고 상기 의료용 옥돌에 홀을 가공하여 상기 엘이디 빛이 새어나오도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 엘이디를 이용한 온열 패드에 있어서, 상기 엘이디 조명은 파장이 440∼990 마이크로미터 사이의 범위에 있는 광이 상기 상부층의 홀을 통하여 나오도록 한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따른 엘이디를 이용한 온열 패드는, 특정 엘이디의 파장을 이용하여 의료용 또는 치료용 목적으로 사용할 수 있을 뿐만 전자파의 노출에도 안심하고 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 엘이디를 이용한 발열장치로서 발열로 소모되는 전력을 방열을 목적으로 하는 회로연결장치인 동판을 설치하여 발열면적의 고른 온도를 구현할 수 있다.

또한, 본 발명은 저전력 발열체로 전기요금이 저렴한 엘이드를 사용함으로써 친환경적이고 경제적인 제품을 생산할 수 있는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디를 이용한 온열 패드의 개략적인 단면도이다.
도2는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 엘이디를 이용한 온열 패드의 개략 단면도이다.
도3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 엘이디를 이용한 온열 패드의 단면도이다.
도4는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 엘이디를 이용한 온열 패드의 단면도이다.
도5는 본 발명에 따른 엘이디를 이용한 온열 패드의 후면 PCB 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 엘이디를 이용한 온열 패드에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디를 이용한 온열 패드의 개략적인 단면도이고, 도2는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 엘이디를 이용한 온열 패드의 개략 단면도이다.

도3, 도4는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 엘이디를 이용한 온열 패드의 단면도이고, 도5는 본 발명에 따른 엘이디를 이용한 온열 패드의 후면 PCB 구성도이다.

도1, 도2를 참조하면, 본 발명에 따른 엘이디를 이용한 온열 패드는, 발열판이 구비된 엘이디 발열 발광층(20), 상기 발열 발광층(20) 위에 엘이디 빛을 투과하는 상부투과층(10), 상기 발열 발광층(20) 하부로 소모되는 발열을 최소화하기 위해 배치되는 보온층(30) 및 외부 원단층(40)을 포함하여 구성된다.

상기 발열 발광층(20)은 휘어짐이 가능한 유연성 인쇄회로기판(PCB)에 다수의 엘이디(25)가 배치되어 엘이디(25)에서 나오는 열과 빛을 패드에 공급하게 된다.

또한, 상기 상부투과층(10)은 상기 엘이디 발열 발광층(20) 위에 상기 엘이디(25) 빛이 투과되는 소재 또는 구멍을 낸 소재로 이루어져 있고 상기 엘이디(25) 소자에 대응하는 위치에는 상기 엘이디 빛이 새어나오도록 홀(15)이 가공되어 있다.

그리고, 상기 엘이디(25)에 의하여 발열되는 열을 보온하기 위하여 상기 엘이디 발열 발광층(20) 아래에는 보온층(30)이 배치된다.

또한, 상기 외부 원단층(40)은 상기 엘이디 발열 발광층(20) 아래에 배치된 보온층(30)을 커버하기 위한 것이다.

상기 상부 투과층(10)은 온열 패드에 실제 피부나 온열 효과를 주기 위한 부분이 닿는 곳으로 하부에 배치된 엘이디(25) 소자로부터 발열된 열과 빛이 동시에 전달되는 부분이다.

상기 상부 투과층(10)은 엘이디 빛을 투과시키는 소재로서 사용가능하고 일정한 메쉬 구조의 천이나 기타 재질도 가능하다.

상기 상부 투과층(10)은 빛투과 소재 또는 메쉬를 사용한 퀼팅 원단을 사용함으로써 빛을 투과 할 수 있으며 의료용 돌을 퀼팅된 면에 작은 알갱이 상태로 담아 제조 할 수도 있고, 빛을 불투과 하는 원단을 사용 시 원단에 구멍을 내어 빛을 투과 시키고, 의료용 돌을 사용하는 경우 돌에 구멍을 내어 투과가 가능하다.

상기 의료용 돌은 게르마늄, 토르말린, 세라믹, 옥등과 같은 재료가 사용된다.

또한, 상기 엘이디 빛을 투과시키는 상부 투과층(10)에는 원적외선이나 기타 음이온을 발생하는 옥돌이나 의료기용 소재가 부착될 수 있다.

상기 경우에 상기 엘이디(25) 소자에 대응하는 위치에는 상기 엘이디 빛이 새어나오도록 배치되는 홀(15)은 상기 옥돌이나 의료기용 소재에 형성될 수 있다.

또한, 상기 엘이디(25)에 의하여 발열되는 열을 보온하기 위하여 상기 엘이디 발열 발광층(20) 아래에는 배치되는 보온층(30)으로는 견면, 부직포, 가교 등으로 구성될 수 있다.

또한, 발열체의 하부층에 보온층(30)의 보온제를 배치하여 외부로 소멸되는 발열량을 상부층에 집중시켜 발열 효과를 극대화함으로써 전력의 소모를 최소화한다.

또한, 상기 외부 원단층(40)은 발열 발광층(20) 및 보온층(30)을 감싸서 외부 피복으로서 레자 또는 가죽 그리고 다양한 천이 사용된다.

도1을 참조하면, 상기 발열 발광층(20)에 엘이디(25) 소자가 장착된 상태를 나타내고 있다.

상기 발열 발광층(20)에 배치되는 다수의 엘이디(25) 소자에는 동작 전원이 연결된다.

이때, 상기 동작 전원의 연결에는 엘이디(25)가 배치된 발열 발광층 후면부(28)에 동판으로 프린트된 판상의 회로 패턴이 형성되어 있고 상기 회로패턴과 관통되는 납땜 연결에 의하여 다수의 엘이디 소자에 전원이 공급되도록 하고 상기 엘이디(25)는 발열 발광층 전면부(27)에 배치되도록 한다.

또한, 도5는 상기 발열 발광층(20)의 엘이디(25) 소자에 전원을 공급하기 위한 상기 회로 패턴이 형성된 PCB 후면부가 도시되어 있다.

도5에서, 상기 PCB 후면에는 발열 발광층(20) 상부에서 엘이디 소자(25)를 그 중심에 위치시키고 상기 엘이디 소자가 발광함에 따라 발열하게 되는 일정한 영역의 발열판(22)이 발열 발광층(20)의 구역을 이루게 된다.

본 발명은 엘이디의 특성상 저전력 고발광을 함에 있어 발광으로 소모되는 전력이 20%에 불과하며 나머지 80%가 발열로 소모된다는 점에 착안한 것이며, 이에 발열로 소모되는 전력 부분을 발열체로 구현하기 위하여 PCB에 다수의 엘이디를 연결하여 전원을 공급하기 위한 연결 회로 패턴을 판상으로 형성하여 최대한 넓게 배치하여 발열과 방열을 하게 함으로써 발열체를 구현한다.

또한, 제품의 구조상 연결회로의 발열 방열 면적을 최대화함으로써 발열체의 발열온도를 발열면적에 고르게 분포시킬 수 있게 된다.

상기 발열판(22)에는 이웃하는 발열판(22)과 회로패턴이 형성되어 엘이디 연결 패턴(26)이 마련되어 있다.

또한, 상기 엘이디 연결 패턴(26)들은 엘이디에 동작 전원을 공급하기 위하여 모두 AC 또는 DC 전원부(미도시)에 컨트롤부(미도시)를 매개하여 연결되도록 한다.

따라서, 상기 엘이디(25)가 배치된 발열 발광층(20)을 구성하는 유연성 인쇄회로기판(PCB)에는 엘이디 연결회로패턴이 형성되어 상기 다수의 엘이디에 전원을 공급하는 배선과 발열체로 동시에 기능하게 된다.

도3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 엘이디를 이용한 온열 패드의 단면도로서, 상기 발열 발광층(20)을 보호하기 위한 것이다.

도3을 참조하면, 상기 다수의 엘이디(25)가 배치된 엘이디 발열 발광층(20)은 상기 다수의 엘이디와 상기 인쇄회로기판을 밀봉하여 감싸는 우레탄 코팅(200)이 형성되어 있다.

상기 우레탄 코팅(200)은 상기 엘이디와 상기 인쇄회로기판을 감싸게 되어 보온성을 높이고, 엘이디나 회로패턴에 충격이 가해지는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기 발열체에 보완된 우레탄 층은 보온과 발열의 극대화를 위한 장치이며 이는 발열체가 외부 충격과 구부림 등으로 파손되는 것을 보완하기 위함이기도 하며 물 또는 액체류, 먼지등 불순물과 같은 이물질에 의한 발열체의 오염으로 인한 고장을 방지하고자 하는 것이다.

도4는 도3에 도시된 바와 같이 상기 다수의 엘이디와 상기 인쇄회로기판이 배치된 발열 발광층(20) 밀봉하여 감싸는 우레탄 코팅(200)이 형성된 상태로 도2와 같이 상기 발열 발광층(20) 위에 엘이디 빛을 투과하는 상부투과층(10), 상기 발열 발광층(20) 하부에 배치되는 보온층(30) 및 외부 원단층(40)을 포함하여 구성된 상태를 나타낸다.

한편, 본 발명에 따른 엘이디를 이용한 온열 패드는 엘이디의 발열을 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 상부투과층(10)은 상기 엘이디 발열 발광층(20) 위에 상기 엘이디(25) 빛이 투과되는 소재로 이루어져 있고 상기 엘이디(25) 소자에 대응하는 위치에는 상기 엘이디 빛이 새어나오도록 홀(25)이 가공되어 있다.

또한, 의료용 엘이디를 다수 사용함으로써 치료 또는 통증완화 피부트러블 등을 치유케 할 수 있으며 이때, 상기 엘이디 빛은 파장이 440∼990 마이크로미터 사이의 범위에 있는 광이 상기 상부 투과층의 홀을 통과하여 나오도록 함으로써 특정 파장에 의한 의료 효과를 추가로 기대할 수 있도록 한다.

상기 본 발명에 따른 엘이디를 이용한 온열 패드는 엘이디에 전원을 공급하여 엘이디의 발열과 빛을 이용하여 찜질기, 허리벨트, 매트류, 개인 온열기류 등에 다양한 제품으로 제조되어 이용될 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 상부투과층 15 : 홀
20 : 발열 발광층 22 : 발열판
25 : 엘이디 26 : 엘이디 연결패턴
27 : 발열 발광층 전면부 28 : 발열 발광층 후면부
30 : 보온층 40 : 외부 원단층
200 : 우레탄코팅

Claims (5)

1. 휘어짐이 가능한 유연성 인쇄회로기판의 전면에 다수의 엘이디가 배치된 엘이디 발열 발광층;
   상기 엘이디 발열 발광층 위에 엘이디 빛이 투과되는 소재로 이루어져 있고 상기 엘이디가 배치되어 대응하는 위치에는 엘이디 빛이 새어나오도록 홀이 가공되어 있는 상부 투과층;
   상기 엘이디에 의하여 발열되는 열을 보온하기 위하여 상기 엘이디 발열 발광층 아래에 배치되는 보온층; 및
   상기 엘이디 발열 발광층 아래에 배치된 보온층을 커버하기 위한 외부 원단층을 포함하며,
   상기 인쇄회로기판의 후면에는 발열 발광층 상부에서 엘이디를 그 중심에 위치시키고 엘이디가 발광함에 따라 발열하게 되는 일정 영역의 발열판이 발광 발열층의 구역을 이루고, 상기 발열판은 이웃하는 발열판과 연결 패턴이 판상으로 넓게 형성하여 배치되고 발열체로 작용하는 것을 특징으로 하는 엘이디를 이용한 온열 패드.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 다수의 엘이디가 배치된 엘이디 발열 발광층은 상기 다수의 엘이디와 상기 인쇄회로기판을 밀봉하여 감싸는 우레탄 코팅이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엘이디를 이용한 온열 패드.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 상부 투과층은 엘이디 조명에 대응하는 위치에 의료용 옥돌을 구비하고 상기 의료용 옥돌에 홀을 가공하여 상기 엘이디 빛이 새어나오도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 엘이디를 이용한 온열 패드.
5. 제 1 항에 있어서,
   엘이디 조명은 파장이 440∼990 마이크로미터 사이의 범위에 있는 광이 상기 상부 투과층의 홀을 통하여 나오도록 한 것을 특징으로 하는 엘이디를 이용한 온열 패드.

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