KR101564142B1 - 솔레노이드형 졸음방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안경 다리에 부착하여 사용할 수 있는 졸음방지장치에 관한 것으로, 안경 다리에 탈부착이 가능한 케이스 내에 내장 되거나 안경 다리와 일체로 형성된 케이스 내에 내장 되고 콘트롤러에 의하여 전류의 흐름이 단속되는 코일; 상기 케이스 내에 내장되고, 상기 코일에 전류가 흐를 때만 자화되어 상기 코일 중앙에 흡입되는 가동철심; 상기 케이스 내에 내장되고, 상기 코일에 전류가 흐르지 않을 때 상기 가동철심을 복귀시키는 스프링; 안경 착용자의 관자놀이와 일정 간격 이격된 채 상기 케이스 외부 배치되고, 로드에 의하여 상기 가동철심에 연결되어 상기 코일의 가동철심 흡입력이나 상기 스프링의 복원력으로 관자놀이를 타격하는 타격판;을 포함한다.

Description

솔레노이드형 졸음방지장치{SOLENOID APPARATUS PREVENTING SLEEPINESS}

본 발명은 안경 다리에 부착하여 사용할 수 있는 졸음방지장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 솔레노이드에 의하여 동작하는 관자놀이 타격기를 구비하여 관자놀이를 운전자의 졸음 상태에 따라 가변적으로 두드려 자극할 수 있는 솔레노이드형 졸음방지장치에 관한 것이다.

한국 특허등록 10-0930964호에는, 안경테의 양측에 마련되어 안경테를 사용자의 안면에 얹기 위한 한 쌍의 안경다리와, 한 쌍의 안경다리에 마련되어 사용자의 관자놀이 부근을 자극하기 위한 자극체와, 자극체에 진동을 주기 위한 진동소자와, 진동소자에 전원을 공급하기 위한 배터리와, 그리고 진동소자와 배터리를 선택적으로 전기적으로 연결시키기 위한 다수의 작동 버튼들을 포함하는 졸음 방지 안경이 기재되어 있다. 한국 특허등록 10-0930964호에 의하면, 위 진동소자가 케이스 내에 구비된 여자코일과 제1자계생성수단으로 이루어지고, 여자코일에 저주파 신호가 인가되면 제1자계생성수단과 여자코일 사이에 발생되는 반발력에 의해 제1자계생성수단이 상하로 진동하게 되고 이 에너지는 판스프링을 통해 케이스로 전달된다. 또한, 케이스에 전달된 진동은 탄성을 갖는 고무 등의 재질로 만들어진 자극체에 전달되고, 위 자극체는 안경을 착용할 경우 관자놀이에 접촉되어 있고, 위 자극체가 진동소자에 의해 가해지는 진동을 관자놀이에 전달한다. 또한, 다수의 작동 버튼에 의해 진동소자가 작동되도록 진동소자는 다리의 상측면에 마련되는 다수의 작동 버튼과 전기적으로 연결되어 있고, 다수의 작동 버튼에 의해 조건에 맞게 진동모드 및/또는 음향모드가 설정되거나, 문지름 등을 포함한 다양한 진동형태가 선택되거나, 또는 끄기와 켜기가 설정된다.

그러나, 한국 특허등록 10-0930964호 발명은 다음과 같은 문제점을 가지고 있어, 실질적으로 졸음 방지 효과를 발휘하지 못하거나, 사용이 불편한 단점이 있다.

관자놀이는 눈과 귀 사이를 말하며, 한의학에서는 사람의 몸에 침을 놓는 자리의 하나로 쳐서 태양혈(太陽穴)이라고도 부른다. 관자놀이 근처에는 측두동맥이 지나가는 곳으로 이곳을 적절히 타격할 경우, 뇌혈관으로의 혈류가 개선되어 졸음을 줄일 수 있다. 한국 특허등록 10-0930964호 발명에 의하면, 케이스 내에 구비된 여자코일과 제1자계생성수단에 의하여 진동이 발생하고, 이진동은 케이스 및 고무 등으로 된 자극체에 순차 전달되며, 자극체는 관자놀이 부근에 접촉되어 있어 관자놀이에서 진동을 느끼게 된다. 그러나, 이러한 구조로 관자놀이에 진동을 가할 경우, 케이스 및 자극체에서 진동은 대부분 약화되거나 흡수되고, 관자놀이에 충분한 충격량을 가진 타격을 하기 어렵다.

한국 특허등록 10-0930964호 발명은 작동 버튼을 일단 켜 놓으면, 운전자의 상태와 상관없이, 계속적으로 동일한 진동 또는 진동/음향을 발생시키도록 구성되어 있다. 그러나, 실제 있어서 운전자는 운전 도중 지속적으로 졸음 상태에서 빠져 있기보다는, 운전 중간 중간에 간헐적으로 졸음 상태에 빠져 있는 경우가 대부분이다. 또한, 졸음 상태에 빠진 경우도 가볍게 졸리지만 자각 및 인지가 가능한 상태와, 심하게 졸려 눈이 감기고 고개가 숙여지는 등 자각 및 인지가 불가능한 경우가 있을 수 있다. 한국 특허등록 10-0930964호 발명에서 처럼 작동 버튼을 켜면 운전도중 계속적으로 동일한 진동 또는 진동/음향이 발생되는 경우, 인체의 감각은 짧은 시간에 인체에 가해지는 진동 또는 진동/음향에 적응되고 익숙해지기 때문에, 진동 또는 진동/음향이 졸음을 방지하는 기능을 발휘하지 못하게 된다. 또한, 한국 특허등록 10-0930964호 발명에 의하면 작동 버튼을 켜 놓은 상태에서 졸립지 않은 경우나 일시적으로 졸음이 덜한 경우에도 작동 버튼을 끄기 전까지 지속적으로 일정한 진동 또는 진동/음향이 발생하기 때문에, 운전자에게 불편함과 불쾌감을 줄 수 있다.

본 발명은 상술한 종래 졸음 방지 안경의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 제1과제는, 관자놀이에 케이스 내에서 발생한 진동을 전달하는 것이 아니라, 관자놀이를 직접 타격하여 뇌혈류를 개선함으로써 졸음을 방지할 수 있는 솔레노이드형 졸음방지장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 제2과제는 운전자가 고개를 숙일 정도로 졸음에 빠진 경우와, 그렇지 않은 경우를 구분하여, 운전자가 고개를 숙일 정도로 졸음에 빠진 경우에는 강하고 빠르게 관자놀이를 타격할 수 있는 솔레노이드형 졸음방지장치를 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 제1과제는, 안경 다리에 탈부착이 가능하거나 안경 다리에 일체로 형성된 케이스 내에 내장 되고 콘트롤러에 의하여 전류의 흐름이 단속되는 코일과, 상기 케이스 내에 내장되고, 상기 코일에 전류가 흐를 때만 자화되어 상기 코일 중앙에 흡입되는 가동철심과, 상기 케이스 내에 내장되고, 상기 코일에 전류가 흐르지 않을 때 상기 가동철심을 복귀시키는 스프링과, 안경 착용자의 관자놀이와 일정 간격 이격된 채 상기 케이스 외부 배치되고, 로드에 의하여 상기 가동철심에 연결되어 상기 코일의 가동철심 흡입력이나 상기 스프링의 복원력으로 관자놀이를 타격하는 타격판을 포함하는 솔레노이드형 졸음방지장치에 의하여 해결될 수 있다.

상술한 본 발명의 제2과제는, 상기 콘트롤러에 콘트롤러 기판이 일정 각도 기울었을 때 전기 신호를 출력하는 기울기 센서를 구비하고, 상기 코일에 투입하는 전류의 크기 또는 주파수를 콘트롤러가 기울지 않았을 때보다 기울었을 때 더 크게 함으로써 해결할 수 있다.

상술한 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 관자놀이에 케이스 내에서 발생한 진동을 전달하는 것이 아니라, 가동철심에 연결된 로드를 케이스 외부에 노출시키고, 이곳에 관자놀이를 직접 일정거리에서 타격할 수 있는 타격판을 구비하여, 관자놀이를 직접 타격함으로써, 관자놀이 부근의 뇌혈류를 개선할 뿐만 아니라, 충분한 피부 자극을 주게 되어 운전자가 수면에 빠지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한 본 발명에 의하면, 운전자가 고개를 숙일 정도로 졸음에 빠져 매우 위급한 상황에 처한 경우, 이전보다 더 빠르고 강한 타격을 함으로써, 졸음 상태에서 즉시 깨어나게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 관자놀이 타격기와 수평상태를 유지하는 콘트롤러의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 관자놀이 타격기와 기울어진 콘트롤러의 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 관자놀이 타격기와 콘트롤러를 케이스 본체에 내장하고, 케이스 본체를 케이스 연결부와 분리하여 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 케이스 본체와 케이스 연결부의 결합 사시도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 솔레노이드형 졸음방지장치의 사용상태도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 관자놀이 타격기와 밧데리를 안경 다리 일체형 케이스에 내장하고 타격판이 관자놀이를 타격하기 전 상태를 보여주는 부분 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 관자놀이 타격기와 밧데리를 안경 다리 일체형 케이스에 내장하고 타격판이 관자놀이를 타격하는 상태를 보여주는 부분 단면도이다.
도 11은 도 9 및 도 10에 도시된 솔레노이드형 졸음방지장치의 사용 상태도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 솔레노이드형 졸음방지장치의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

우선, 도 5와 도 9를 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 솔레노이드형 졸음방지장치는, 그 주요 구성요소인 코일(5, 105), 가동철심(7, 107) 및 스프링(11, 111)이, 안경 다리(43)에 탈부착이 가능한 케이스 내에 내장 되거나, 안경 다리(143)와 일체로 형성된 케이스 내에 내장 되고, 관자놀이를 타격하는 타격판(13, 113)은 케이스 외부에 노출되어 관자놀이를 향하여 직선 왕복 운동한다.

<제1실시 예>

도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 제1실시 예를 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시 예에 따른 솔레노이드형 졸음방지장치는, 통 형상 보빈(6)과, 상기 보빈 외부에 권취된 코일(5)과, 상기 보빈 내부에 마련된 가동철심(7)과, 상기 보빈(6), 코일(5) 및 가동철심(7)을 내부에 수용하는 요크(3)와, 상기 가동철심(7)에서 연장된 로드(9)와, 상기 로드(9) 선단에 부착된 타격판(13)을 포함한다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 코일(5)은 안경 다리(43)에 탈부착이 가능한 케이스 내에 내장 되고 코일(5)에 흐르는 전류의 흐름은 콘트롤러(17)에 의하여 단속된다. 상기 가동철심(7)은 상기 케이스 내에 내장되고, 상기 코일(5)에 전류가 흐를 때만 자화되어 상기 코일 중앙에 흡입된다. 코일(5)에 전류를 흘려 주면, 코일(5) 주변에 자속이 발생하고, 자속 저항이 최소화되는 방향으로 가동철심(7)이 이동하기 때문이다. 상기 스프링(11)은 상기 케이스 내에 내장되고, 상기 요크(3)와 타격판(13) 사이의 로드(9) 외부에 배치되어 상기 코일(5)에 전류가 흐르지 않을 때 상기 가동철심(7)을 원래 위치로 복귀시킨다. 상기 타격판(13)은 안경 착용자의 관자놀이와 일정 간격 이격된 채 상기 케이스 외부 배치되고, 로드(9)에 의하여 상기 가동철심(7)에 연결되어 상기 코일(5)에 전류가 흐르지 않을 때 상기 스프링(11)의 복원력으로 관자놀이를 타격한다. 따라서, 상기 요크(3)와, 보빈(6)과, 가동철심(7)과, 코일(5)과, 스프링(11)과, 타격판(13)은 관자놀이 타격기(1)를 구성하는 것이다. 상기 타격판(13)에는 금속 소재의 자극핀(15)을 더 부착하여, 관자놀이 타격기(1)가 가동될 때 운전자 피부에 금속 자극핀(15)의 차가운 촉감이 전달되게 하는 것이 바람직하다.

상기 콘트롤러(17)는 상기 코일(5)에 가동철심을 자화시킬 수 있는 전류를 공급한다. 이를 위해 상기 콘트롤러(17)는 밧데리(21)와, 전류 드라이버(19)와, 상기 밧데리(21)의 전력을 상기 전류 드라이버(19)를 통해 상기 코일(5)에 특정 크기 및 주파수로 공급하도록 제어하는 마이크로콘트롤러 유닛(27)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로콘트롤러 유닛(27)은 상기 전류 드라이버(19)가 펄스 전류 또는 구형파 전류를 상기 코일(5)에 공급하도록 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 콘트롤러(17)에는 콘트롤러 기판(29)이 일정 각도 기울었을 때 신호를 출력하는 기울기 센서(tilt sensor)(23)를 구비하고, 상기 코일에 투입하는 전류의 크기 또는 주파수를 콘트롤러가 기울지 않았을 때보다 기울었을 때 더 크게 하는 것이 바람직하다. 기울기 센서로는 PCT 국제공개번호 WO 2011/079808나, 한국 공개특허 10-2010-0117348나, 한국공개특허 10-2013-0011451에 개시된 기울기 센서나 이와 균등한 것을 사용할 수 있다. 도 1에는 콘트롤러 기판(29)이 수평상태를 유지할 경우의 콘트롤러 전류 출력을 보여주고 있다. 도 1에는 펄스 주기 t1, 크기 0.5A의 전류를 출력하는 경우를 예시적으로 도시하였지만, 콘트롤러 기판(29)의 수평상태를 유지할 경우 또는 일정 각도 이내에서 기울어진 경우에는 전류를 출력하지 않을 수도 있다(이때, 전류 펄스 주기는 무한대, 전류 크기는 0.0A). 도 2에서는 콘트롤러 기판(29)이 특정 각도(예를 들어 10°) 이상으로 기울어져 있는 상태를 보여준다. 이때 콘트롤러(17)는 상기 코일(5)에, 예를 들어, 펄스 주기 t2, 크기 1.0A의 전류를 출력한다. 여기에서 펄스 주기 t2는 펄스 주기 t1보다 짧다. 또한, 출력 전류의 크기도 콘트롤러 기판(29)이 수평인 경우에 비하여 더 크게 한다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 케이스는 케이스 본체(30)와 케이스 연결부(31)를 각각 별도로 성형한 후, 케이스 본체(30)에 상기 관자놀이 타격기(1) 및 콘트롤러(17)를 수용하고, 상기 케이스 연결부(31)에 의하여 안경다리(43)에 결합할 수 있다. 이를 위하여, 상기 케이스 본체(30)에는 그루브(groove)(32)를 형성하고, 상기 케이스 연결부(31)에는 상기 그루브(32)에 결합되는 텅(tongue)을 형성할 수 있다. 또한, 상기 케이스 연결부(31)는 실리콘, 고무 등 연질 소재로 형성하고, 안경다리(43)가 삽입될 수 있는 관통공(35)을 형성할 수 있다. 케이스 연결부(31)를 연질 소재로 형성할 경우 상기 관통공(35)의 크기가 일정한 경우에도 다양한 단면 굵기의 안경다리(43)를 삽입할 수 있다. 도 5는 이렇게 안경다리에 조립된 본 발명에 따른 솔레노이드형 졸음방지장치를 보여준다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 솔레노이드형 졸음방지장치(37)를 부착한 안경을 착용할 경우, 타격판(15) 및 자극핀(13)은 관자놀이에 접촉하지 않고 일정 거리 이격된다. 또한, 본 발명에 따른 솔레노이드형 졸음방지장치(37)의 스위치(25)를 온시킨 상태에서, 도 7에서와 같이, 운전자가 고개를 들고 안경다리가 수평을 유지할 경우, 솔레노이드형 졸음방지장치(37) 내부의 기울기 센서(23)도 수평을 유지하기 때문에, 이에 해당하는 전류가 상기 코일(5)에 가해지고, 도 8에서와 같이, 운전자가 졸음에 빠져 고개가 숙여질 경우, 솔레노이드형 졸음방지장치(37) 내부의 기울기 센서(23)도 기울어, 수평일 때보다 더 빠르거나 큰 전류가 코일(5)에 가해진다. 그 결과, 관자놀이 타격기(1)가 동작하여 상응하는 빠르기와 크기의 타격을 운전자의 관자놀이에 가하여 졸음을 ?게 된다.

<제2실시 예>

도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 솔레노이드형 졸음방지장치의 케이스를 안경다리에 일체화한 제2실시 예를 보여준다. 도면에는 타격기 케이스(123)를 안경다리(143) 내측 선단에 형성하고, 밧데리 케이스(125)를 안경다리(143)의 외측 선단에 형성한 경우를 예시적으로 도시하였다. 이때, 콘트롤러는 타격기 케이스(123) 또는 밧데리 케이스(125) 내에 설치하거나, 안경다리에 새로운 공간을 형성하여 설치할 수 있다.

제2실시 예에서, 관자놀이 타격기(101)가 요크(3)와, 보빈(117)과. 코일(105)과, 타격판(113)과, 로드(109)를 구비한 점과 이들의 기능은 제1실시 예에서와 동일하다. 다만, 제2실시 예서 관자놀이 타격기(101)는 가동철심(107)을 보빈(117) 외측까지 인출하고, 가동철심(107) 선단에 플랜지(119)를 형성하고, 플랜지(119)와 요크(103) 사이에 스프링(111)을 구비하여, 코일(105)에 전류가 흐르지 않을 경우, 스프링(111)에 의하여 타격판(113)이 후퇴하고, 코일(105)에 전류가 흐를 경우, 코일(105)의 가동철심(107) 흡입력에 의하여 타격판(113)이 전진하는 데 차이가 있다. 도 9는 코일(105)에 전류가 흐르지 않을 경우를, 도 10은 코일(105)에 흐를 경우를 나타낸다.

1 : 관자놀이 타격기 3 : 요크
5 : 코일 6 : 보빈
7 : 가동철심 9 : 로드
11 : 스프링 13 : 타격판
15 : 자극핀 17 : 콘트롤러
19 : 전류드라이브 21 : 밧데리
23 : 기울기 센서 25 : 스위치
27 : 마이크로콘트롤러유닛 29 : 기판
30 : 케이스 본체 31 : 케이스 연결부
32 : 그루브(groove) 33 : 텅(tongue)
35 : 관통공 37 : 솔레노이드형 졸음방지장치
41 : 안경 43 : 다리
101 : 관자놀이 타격기 103 : 요크
105 : 코일 107 : 가동철심
109 : 로드 111 : 스프링
113 : 타격판 115 : 자극핀
117 : 보빈 119 : 플랜지
121 : 밧데리 123 : 타격기 케이스
125 : 밧데리 케이스 127 : 인출선
143 : 다리

Claims (2)

1. 안경 다리에 탈부착이 가능한 케이스 내에 내장 되거나 안경 다리와 일체로 형성된 케이스 내에 내장 되고 콘트롤러에 의하여 전류의 흐름이 단속되는 코일;
   상기 케이스 내에 내장되고, 상기 코일에 전류가 흐를 때만 자화되어 상기 코일 중앙에 흡입되는 가동철심;
   상기 케이스 내에 내장되고, 상기 코일에 전류가 흐르지 않을 때 상기 가동철심을 복귀시키는 스프링;
   안경 착용자의 관자놀이와 일정 간격 이격된 채 상기 케이스 외부 배치되고, 로드에 의하여 상기 가동철심에 연결되어 상기 코일의 가동철심 흡입력이나 상기 스프링의 복원력으로 관자놀이를 타격하는 타격판;을 포함하고,
   상기 타격판에는 금속 소재의 자극핀을 더 부착하여, 관자놀이 타격기가 가동될 때 운전자 피부에 금속 자극핀의 차가운 촉감이 전달되게 한 것을 특징으로 하는 솔레노이드형 졸음방지장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 콘트롤러에는 콘트롤러 기판이 일정 각도 기울었을 때 전기 신호를 출력하는 기울기 센서를 구비하고, 상기 코일에 투입하는 전류의 크기 또는 주파수를 콘트롤러가 기울지 않았을 때보다 기울었을 때 더 크게 하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드형 졸음방지장치.
   

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