KR101565107B1 - 냉난방 기능을 가진 유아용 카시트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량 내부의 온도에 따라 유아에게 냉각된 공기를 송풍하거나 따뜻한 열기를 제공하여 유아가 상시적으로 쾌적한 온도 환경 속에 있을 수 있도록 한 유아용 카시트에 관한 것으로, 본 발명에 따른 유아용 카시트는, 차량의 좌석에 놓여지며, 전방면에 복수개의 냉기분사공이 관통되게 형성되어 있는 카시트프레임과; 상기 카시트프레임의 내부에 상기 냉기분사공과 연통되게 형성되며, 냉각된 공기가 유동하는 통로를 형성하는 냉풍유로와; 상기 카시트프레임의 내부에서 상기 냉풍유로에 분리되게 형성되어 가열된 공기가 유동하는 통로를 형성하는 온풍유로와; 상기 냉풍유로와 온풍유로를 통해 공기를 송풍시키는 송풍유닛과; 상기 냉풍유로의 내측에 열을 흡수하는 흡열부가 배치되고 상기 온풍유로의 내측에 열을 방출하는 방열부가 배치되도록 상기 카시트프레임 내부의 하부에서 상기 냉풍유로와 온풍유로를 분리하는 격벽체에 설치되는 열전소자 모듈과; 상기 카시트프레임의 전방면에 설치되어 외부에서 인가되는 전원에 의해 발열하는 필름히터와; 상기 필름히터의 전방면에 설치되고, 유연한 수지로 된 외피재의 내부에 열전달을 위한 액상 또는 겔상의 열매체가 봉지되어 있으며, 상기 냉기분사공과 대응하는 위치에 복수개의 통기공이 관통되게 형성되어 있는 열전달쿠션과; 상기 송풍유닛과 열전소자 모듈과 필름히터에 전원을 인가하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 유아용 카시트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 내부의 온도에 따라 유아에게 냉각된 공기를 송풍하거나 따뜻한 열기를 제공하여 유아가 상시적으로 쾌적한 온도 환경 속에 있을 수 있도록 한 유아용 카시트에 관한 것이다.
일반적으로 신생아나 영아 및 유아와 같은 어린아이들이 차량을 이용하여 이동하고자 하는 경우에는 필수적으로 유아용 카시트를 사용하는 것이 보편적이다. 즉, 차량용 시트는 성인의 신체 조건에 알맞도록 제작되어 있으므로 신생아를 포함하는 어린아이들이 상기의 차량 시트에 앉게 될 경우 지나치게 넓은 좌석과 등받이 및 안전벨트가 너무 높은 위치에서 가로질러 체결된다. 이에 따라 차량 시트에 어린아이가 앉게 될 경우 급출발이나 급제동 또는 차량 등의 추돌이나 충돌 등의 상황에서 안전벨트가 어린아이의 몸을 안전하게 지탱해주지 못하고 오히려 목 졸림 등의 흉기로 작용할 수 있기 때문에 보편적으로는 어린아이의 신체 구조와 알맞게 제작된 유아용 카시트를 사용하는 것이 바람직한 것이다.
이와 같은 유아용 카시트는 다양한 구조와 형태를 갖고 있는데, 통상적인 유아용 카시트의 경우 합성수지재를 사출 성형하여 된 프레임의 표면에 부드러운 면직물로 된 시트커버를 씌워 제작되고, 상기 프레임으로부터 고정되는 벨트부재는 시트커버 상에 앉은 어린아이의 몸이 견고하게 고정 밀착될 수 있도록 구성된다.
그러나 상기와 같은 유아용 카시트는 동절기와 같이 차량 내부 온도가 낮은 경우에는 별도의 열선이 구비되어 있지 아니하므로 이를 이용하는 어린이가 추위와 불편함을 호소하며, 여름철에는 차량 내부 온도가 높아 차량의 공조기를 작동시키더라도 차량 내부 전체가 냉각될 때까지는 상당한 시간이 경과하므로 그 동안 불쾌감을 호소하는 문제가 있다.
즉, 일반적인 차량 내 시트는 동절기에 대비하여 좌석 및 등받이부에 열선이 내장된 상태로 제작되는 반면 상기와 같은 유아용 카시트는 동절기와 같은 경우 자체의 발열이 전혀 이루어지지 아니하므로 그에 따른 불편함을 호소하게 되는 것이다. 특히, 일반적으로 신생아와 같은 어린아이는 인체 면역체계가 약화된 상태이어서 급격한 온도 변화에 무척 예민하게 반응하게 되고, 급격하게 온도가 변한 상황에서 장시간 노출되면 감기 등을 앓게 되어 매우 곤란함을 겪게 되며, 상기와 같은 예민한 반응 및 감기와 같은 질병은 신생아와 같은 어린아이에게 육체적 건강 및 정신적인 건강에 극히 이롭지 않은 것이 당연한 것이다.
이러한 문제를 해결하기 위한 것으로 국내 등록실용 제20-0343913호 및 공개특허 제10-2011-0053869호 등에는 유아용 카시트에 발열패드나 면상발열체를 설치하여 유아용 카시트 자체에서 유아에게 난방 기능을 제공할 수 있도록 한 것이 개시되어 있다.
그러나 이러한 난방 기능을 갖는 종래의 유아용 카시트는 난방 기능만 제공할 뿐 냉방 기능은 제공하지 못하는 문제가 있으며, 발열체의 열이 거의 직접적으로 유아의 신체에 전달되는 구조이기 때문에 장시간동안 발열하게 되면 화상이나 열로 인한 불쾌감 등의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 난방 기능과 함께 냉방 기능을 가지며, 발열체의 열이 유아의 신체에 직접적으로 전달되지 않고 액상의 열전달매체를 통해 전달되도록 함으로써 편안하고 쾌적한 온열을 제공함과 동시에 화상 방지 효과를 제공할 수 있으며, 전자파 발생을 최소화할 수 있는 유아용 카시트를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유아용 카시트는, 차량의 좌석에 놓여지며, 전방면에 복수개의 냉기분사공이 관통되게 형성되어 있는 카시트프레임과; 상기 카시트프레임의 내부에 상기 냉기분사공과 연통되게 형성되며, 냉각된 공기가 유동하는 통로를 형성하는 냉풍유로와; 상기 카시트프레임의 내부에서 상기 냉풍유로에 분리되게 형성되어 가열된 공기가 유동하는 통로를 형성하는 온풍유로와; 상기 냉풍유로와 온풍유로를 통해 공기를 송풍시키는 송풍유닛과; 상기 냉풍유로의 내측에 열을 흡수하는 흡열부가 배치되고 상기 온풍유로의 내측에 열을 방출하는 방열부가 배치되도록 상기 카시트프레임 내부의 하부에서 상기 냉풍유로와 온풍유로를 분리하는 격벽체에 설치되는 열전소자 모듈과; 상기 카시트프레임의 전방면에 설치되어 외부에서 인가되는 전원에 의해 발열하는 필름히터와; 상기 필름히터의 전방면에 설치되고, 유연한 수지로 된 외피재의 내부에 열전달을 위한 액상 또는 겔상의 열매체가 봉지되어 있으며, 상기 냉기분사공과 대응하는 위치에 복수개의 통기공이 관통되게 형성되어 있는 열전달쿠션과; 상기 송풍유닛과 열전소자 모듈과 필름히터에 전원을 인가하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 본 발명에 따르면, 냉방 기능을 수행할 때에는 열전소자 모듈을 이용하여 냉기를 생성하고, 냉기를 외부로 분사하여 냉방 기능을 수행하고, 난방 기능을 수행할 때에는 필름히터 및 열전달쿠션을 이용하여 유아의 신체에 온기를 제공한다.
따라서, 난방 기능시에는 열전달쿠션을 통해 유아의 신체 전체에 균일하게 온기를 제공할 수 있으며, 특히 열전달쿠션이 푹신푹신한 성질을 갖기 때문에 유아를 포근하게 감싸면서 열을 전달할 수 있다.
또한 본 발명의 유아용 카시트는 냉방 기능과 난방 기능을 모두 갖추고 있기 때문에 차량 내부의 온도에 따라 원하는 기능을 선택적으로 수행하여 유아의 신체 주변을 원하는 온도 환경으로 유지할 수 있으므로, 급격한 온도 변화에 따른 유아의 불편함과 질병 발생 등을 억제할 수 있다.
특히 여름철에는 유아의 신체가 접하고 있는 등 부분과 엉덩이, 허벅지 부분에 냉기를 공급하여 땀띠를 예방할 수 있고, 겨울철에는 유아의 신체 전체에 균일하게 열을 전달하여 감기를 예방할 수 있는 등의 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유아용 카시트의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 유아용 카시트의 단면도이다.
도 3은 도 1의 유아용 카시트의 주요구성을 나타낸 정면도이다.
도 4는 도 1의 유아용 카시트를 구성하고 있는 필름히터의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유아용 카시트의 일부분을 나타낸 요부 단면도이다.
도 6은 도 5의 유아용 카시트의 작동 상태를 나타낸 요부 단면도이다.
도 2는 도 1의 유아용 카시트의 단면도이다.
도 3은 도 1의 유아용 카시트의 주요구성을 나타낸 정면도이다.
도 4는 도 1의 유아용 카시트를 구성하고 있는 필름히터의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유아용 카시트의 일부분을 나타낸 요부 단면도이다.
도 6은 도 5의 유아용 카시트의 작동 상태를 나타낸 요부 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유아용 카시트의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유아용 카시트는 카시트의 골조를 형성하는 카시트프레임(10)과, 카시트프레임(10) 내부에 형성되는 냉풍유로(21) 및 온풍유로(22), 상기 냉풍유로(21) 및 온풍유로(22)를 통해 공기를 강제로 송풍시키는 송풍유닛, 상기 냉풍유로(21) 및 온풍유로(22)에 설치되는 열전소자 모듈(30), 상기 카시트프레임(10)의 전방면에 설치되어 외부에서 인가되는 전원에 의해 발열하는 필름히터(50), 상기 필름히터(50)의 전방면에 설치되어 필름히터(50)의 열을 전달하는 열전달쿠션(60), 상기 열전달쿠션(60)의 전방면에 설치되어 온도를 감지하여 컨트롤러(71)로 전달하는 전도성 섬유로 된 온도센서(80), 상기 송풍유닛과 열전소자 모듈(30)와 필름히터(50)에 전원을 인가하는 컨트롤러(71)를 포함한 구성으로 이루어진다. 상기 컨트롤러(71)는 배터리(71)와 전기적으로 연결되어 배터리(71)의 전원을 상기 송풍유닛과 열전소자 모듈(30)과 필름히터(50)에 선택적으로 인가하여 송풍유닛과 열전소자 모듈(30)과 필름히터(50)의 작동을 제어한다.
상기 카시트프레임(10)은 카시트의 기본 골조를 이루는 부분으로서, 플라스틱과 같은 단단한 수지재로 만들어진다. 상기 카시트프레임(10)의 전방면에는 상기 냉풍유로(21)와 연통되어 냉기를 분사하는 복수개의 냉기분사공(11)이 내외측으로 관통되게 형성되어 있다.
상기 카시트프레임(10)의 배면에는 상기 냉풍유로(21)와 온풍유로(22)가 나란하게 형성된다. 상기 냉풍유로(21)와 온풍유로(22) 사이에는 냉풍유로(21)와 온풍유로(22)를 분리하는 격벽체(26)가 설치된다. 상기 냉풍유로(21)와 온풍유로(22)의 전방면에는 외부에서 공기가 유입되는 유입구(23)가 형성되어 있고, 상기 온풍유로(22)의 후단부에는 가열된 공기가 외부로 배출되는 배출구(24)가 형성되어 있다.
상기 배출구(24)를 통해 배출되는 따뜻한 공기는 차량의 내부로 토출될 경우 차량 내부의 온도를 높이게 되므로, 차량의 외부로 배출되는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 온풍유로(22)의 배출구(24)에 배출덕트(25)의 일단부를 탈착 가능하게 연결하고, 상기 배출덕트(25)를 차량의 후방 좌석 중앙에 트렁크 룸으로 연통되게 형성되어 있는 통로(P)를 통과하도록 설치하여, 온풍유로(22)를 통해 배출되는 온풍을 상기 배출덕트(25)를 통해 차량의 트렁크 룸으로 유도하여 배출시킬 수 있다. 상기 배출덕트(25)는 여름철에 냉각 기능을 사용할 때에만 카시트프레임(10)의 배출구(24)에 연결하여 사용하고, 겨울철 등 냉각 기능을 사용할 필요가 없을 때에는 카시트프레임(10)에서 분리하여 보관할 수 있다. 상기 배출덕트(25)는 잘 휘어질 수 있도록 주름관으로 된 것이 바람직하다.
상기 냉풍유로(21)와 온풍유로(22)의 전방부에는 상기 송풍유닛이 설치된다. 여기서 상기 송풍유닛은 상기 컨트롤러(71)로부터 전원을 인가받는 모터(41)와, 상기 모터(41)에 축결합되어 회전하면서 공기를 송풍시키는 팬(42)을 포함한다.
상기 열전소자 모듈(30)은 펠티에 효과를 이용하여 흡열 및 발열 작용을 하는 공지의 열전소자를 이용한 것으로, 상기 컨트롤러(71)에서 전류가 인가됨에 따라 열을 흡수하는 흡열부(31)와 열을 방출하는 방열부(32)로 구성된다. 상기 열전소자 모듈(30)은 공지의 N형 반도체 소자와 P형 반도체 소자들로 이루어진 열전소자를 이용하여 구성될 수 있는데, 예를 들어 상기 열전소자 모듈(30)은 N형 반도체 소자와 P형 반도체 소자들로 이루어진 복수의 반도체 열전소자들이 교대로 배열되며, 상기 반도체 열전소자들의 상부 및 하부 표면은 상부 기판 및 하부 기판에 형성되어 있는 상부 금속 전극 및 하부 금속 전극에 교대로 접속되어 모든 반도체 열전소자들이 전기적으로 직렬 접속되고, 상기 상부 기판 및 하부 기판에 열전도성이 우수한 금속 재질의 열전달 핀(fin)이 부착된 구조로 이루어질 수 있다.
상기 열전소자 모듈(30)의 흡열부(31)는 상기 격벽체(26) 면 중 상기 냉풍유로(21)의 내측을 향한 면에 배치되어 냉풍유로(21)를 통해 유동하는 공기에서 열을 흡수하고, 상기 방열부(32)는 상기 격벽체(26) 면 중 상기 온풍유로(22)의 내측을 향한 면에 배치되어 상기 온풍유로(22)를 통해 유동하는 공기에 열을 방출한다. 따라서 상기 카시트프레임(10)의 전단부의 유입구(23)를 통해 냉풍유로(21)와 온풍유로(22) 각각으로 유입된 공기는 냉풍유로(21) 측에 설치된 열전소자 모듈(30)의 흡열부(31)에 의해 열을 빼앗겨 냉각됨과 동시에 온풍유로(22) 측에 설치된 열전소자 모듈(30)의 방열부(32)에 의해 열을 전달받아 가열된다.
상기 필름히터(50)는 소정의 두께를 갖는 필름 형태로 되어 상기 컨트롤러(71)로부터 전원을 인가받아 발열하는 발열체로서, 띠(stirp) 형태로 되어 상기 카시트프레임(10)의 전방면에 설치된다. 상기 필름히터(50)는 상기 카시트프레임(10)의 냉기분사공(11)을 피하여 부착될 수도 있지만, 이와 다르게 냉기분사공(11)에 형성된 부분에도 설치될 수도 있는데, 이 경우 냉기분사공(11)과 대응하는 위치에는 냉기분사공(11)과 연통되는 구멍이 형성되어 냉기분사공(11)을 통해 외부로 분사되는 냉기가 필름히터(50)에 의해 방해를 받지 않도록 해야 한다.
상기 필름히터(50)는 난방 작용 시 유아가 화상을 입는 것을 원천적으로 방지할 수 있도록 하기 위하여 특정한 온도 영역에서 정확한 온도조절이 가능하고, 시간에 따른 전력 및 온도의 자기제어가 가능한 SR(Self-Regulation) 발열체로 이루어진다. 즉 상기 필름히터(50)는 주위의 정해진 영역 온도가 외부의 영향 등으로 설정된 온도값보다 낮아지게 되면 고온으로 발열하여 필름히터(50) 주위의 정해진 영역 온도가 설정된 온도로 신속하게 도달하도록 하고, 필름히터(50) 주위의 정해진 영역 온도가 높아지면 오프 동작하면서 필름히터(50) 주위의 정해진 영역 온도가 낮추어지도록 자동으로 제어된다.
이러한 전력 및 온도의 자기제어가 가능한 필름히터(50)는 전기저항물질 성분과 절연바인더 성분 및 온도조절물질 성분이 혼합된 페이스트(paste)를 경화시켜 제작한 일정 두께의 필름 또는 코팅막에 의해 구현되며, 온도가 일정값 이상이 되면 저항값이 급격히 증가하는 특성을 갖는다. 도 3을 참조하면, 상기 필름히터(50)의 표면에는 전도로(conduction path)(51)가 형성되며, 상기 컨트롤러(71)와 연결된 단자부(52)의 전원선(53)이 전도로(51)에 위치되어, 필름히터(50)가 전도로(51)를 통해 전원을 전도받아 대략 40~70℃의 범위로 발열하게 된다.
상기 필름히터(50)는 전기저항물질 성분이 55 내지 75 중량%이고, 절연바인더 성분이 5 내지 16 중량%이며, 온도조절물질 성분이 10 내지 40 중량%로 구성된다. 상기 전기저항물질 성분의 함량이 50 중량% 미만인 경우에는 발열체의 발열 성능을 구현하기에 미흡하므로 바람직하지 못하고, 75 중량%를 초과하는 경우에는 온도조절의 안정성이 저하되기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 절연바인더 성분의 함량이 5 중량% 미만인 경우에는 조성물의 결합력이 저하되기 때문에 바람직하지 못하고, 16 중량%를 초과하는 경우에는 저항 성분 등 기타 조성물의 성분 함량이 적어서 발열성능이 저하되기 때문에 바람직하지 못하다. 그리고, 온도조절물질 성분의 함량이 10 중량% 미만인 경우에는 특정 온도로 조절하는 기능을 실현하기에 부족하기에 바람직하지 못하고, 40 중량%를 초과하는 경우에는 저항 성분 등 기타 성분들의 함량이 너무 적게 되어 바람직하지 못하다.
상기 전기저항물질 성분은 니켈(Ni)과 알루미늄(Al)을 포함하는 분말 혼합물에 몰리브덴(Mo), 보론(B), 규소(Si) 군 중에서 하나 이상이 선택되는 교정 성분(corrective ingredients)을 포함한다.
상기 절연바인더 성분은 폴리에스테르(polyester), 에폭시(epoxy)수지, 에폭시-페놀 라커(epoxy phenol laquer) 조성물 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진다.
상기 필름히터(50)는 온도조절물질 성분을 통하여 통전된 상태에서 약 40~70℃로 조절하는 역할을 한다. 이와 같이 온도조절물질 성분으로서 특정한 물질이 적절한 함량으로 포함되어야 필름히터(50)의 과열을 방지하고, 적절한 전력을 소모하는데 기여하는 것이다. 상기 필름히터(50)의 온도조절물질 성분으로는 납성분이 없는 유리(lead-free-glass) 분말 혼합물 상태로 페이스트를 이루도록 하는데, 이와 같은 유리 분말 혼합물은 SiO₂, BaO, B2O₃, Al2O₃로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 이상의 산화물인 것이 바람직하다.
상기와 같은 자가온도조절 기능을 갖는 필름히터(50)를 사용하게 되면, 온도센서(80)를 사용하지 않고도 필름히터(50)의 자가온도조절 기능으로 발열 온도를 제어할 수 있다.
한편 상기 열전달쿠션(60)은 상기 필름히터(50)의 전방면에 설치되어 필름히터(50)의 열을 유아에게 전달하는 작용을 한다. 상기 열전달쿠션(60)은 상기 필름히터(50)의 열이 직접적으로 유아에게 전달되지 않도록 하여 유아가 필름히터(50)로부터 화상을 입지 않도록 함과 동시에 부드러운 쿠션감을 제공하여 유아에게 안정감을 제공할 수 있도록 구성된다. 이를 위해 상기 열전달쿠션(60)은 유연한 수지로 된 외피재(61)의 내부에 열전달을 위한 액상 또는 겔상의 열매체(62)가 봉지되어 구성되며, 상기 냉기분사공(11)과 대응하는 위치에 복수개의 통기공(63)이 관통되게 형성된 구조로 이루어진다.
상기 열전달쿠션(60)의 열매체(62)는 축열유체 내부에 열전달 성능을 향상시키기위한 탄소나노튜브(CNT)와 실리카퓸이 혼합되어 만들어진다. 상기 탄소나노튜브는 열전달 성능을 향상시켜 열전달쿠션(60)이 단시간 내에 원하는 온도로 가열되도록 하는 작용을 한다. 또한 상기 실리카퓸은 탄소나노튜브가 축열유체 내부에서 균일하게 분산된 상태를 유지하도록 하는 작용을 한다. 상기 탄소나노튜브는 응집성이 강하기 때문에 탄소나노튜브만 축열유체에 혼합하게 되면 탄소나노튜브가 축열유체에 고르게 분포하지 않아 열전달 성능 향상의 기대 효과를 얻기 어렵지만, 실리카퓸을 함께 혼합하면 실리카퓸으로 인해 높은 분산성을 얻을 수 있어 탄소나노튜브가 축열유체 내에 균일하게 분포하여 열전달 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 필름히터(50)의 발열에 의해 상기 열전달쿠션(60)은 대략 20℃~30℃ 의 온도범위를 유지하는 것이 바람직하다.
상기 열전달쿠션(60)의 전방면에는 바로 직물로 된 커버가 덮일 수도 있지만, 이 실시예와 같이 온도센서(80)가 설치될 수 있다. 상기 온도센서(80)는 유아가 착석했을 때 주변 온도를 감지하여 상기 컨트롤러(71)가 자동으로 상기 열전소자 모듈(30)을 작동시켜 냉방 기능을 수행하거나, 혹은 필름히터(50)를 작동시켜 난방 기능을 수행할 수 있게 하는 기능을 한다.
이러한 온도센서(80)는 카시트프레임(10)의 배면이나 기타 다른 위치에 설치될 수도 있지만, 유아의 신체와 직접 접촉하게 되는 열전달쿠션(60)의 전방면에 설치됨으로써 유아의 신체 부근 온도를 정확히 감지하여 유아에게 필요한 냉난방 기능을 제공할 수 있다.
상기 온도센서(80)는 전도성 섬유로 된 메쉬(mesh) 구조로 이루어져 열전달쿠션(60)의 전방면 전체 또는 일부를 덮도록 설치된다. 상기 온도센서(80)는 열전달쿠션(60)과 직물 커버(미도시) 사이에 배치될 수 있지만, 더욱 정확한 외부 온도 환경의 측정을 위해 커버 외면에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 컨트롤러(71)는 상기 카시트프레임(10)의 일측에 설치될 수 있다. 상기 컨트롤러(71)를 통해 열전소자 모듈(30)과 필름히터(50)에 전원을 인가하기 위하여 컨트롤러(71)의 일측에 별도의 배터리(71)가 설치되거나, 차량의 단자부에 접속되는 컨넥터를 구비한 전원케이블이 상기 컨트롤러(71)에 접속될 수 있다. 상기 컨트롤러(71)에는 운전자나 보호자가 카시트의 냉난방 기능을 선택하여 작동시킬 수 있도록 스위치버튼 등의 조작부가 구성될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 유아용 카시트는 다음과 같이 작동한다.
먼저 냉방 기능을 수행하고자 할 경우, 카시트를 차량 뒷좌석에 안정적으로 설치한 다음, 카시트프레임(10)의 온풍유로(22)의 배출구(24)에 배출덕트(25)의 일단부를 연결하고 상기 배출덕트(25)를 차량 뒷좌석의 중앙에 마련되어 있는 일명 '스키스루(ski-through)'라고 하는 통로(P)를 통해 트렁크 룸 쪽으로 연장한다.
이와 같이 카시트를 차량의 뒷좌석에 설치한 다음, 컨트롤러(71)를 통해 냉방 온도를 설정하여(냉방 작동시 컨트롤러에 냉방 온도가 자동으로 설정될 수도 있음) 냉방 작동을 개시한다.
이렇게 하면 상기 컨트롤러(71)에서 열전소자 모듈(30)에 전원이 인가됨과 동시에 송풍유닛의 모터(41)에 전원이 인가되어 팬(42)이 회전한다. 상기 팬(42)이 회전함에 따라 카시트프레임(10)의 전단부에 형성된 유입구(23)를 통해 냉풍유로(21) 및 온풍유로(22) 내측으로 공기가 유입되어 송풍된다. 이 때 냉풍유로(21)로 유입된 공기는 열전소자 모듈(30)의 흡열부(31)에 의해 열을 빼앗겨 냉각되고, 온풍유로(22)로 유입된 공기는 열전소자 모듈(30)의 방열부(32)에 의해 열을 전달받아 가열된다.
상기 냉풍유로(21)에서 열전소자 모듈(30)에 의해 냉각된 공기는 카시트프레임(10)의 전방면에 형성되어 있는 복수개의 냉기분사공(11)을 통해 외부로 토출되면서 냉방 작용을 한다.
이 때, 상기 온도센서(80)는 유아 주변의 온도를 감지하여 컨트롤러(71)에 실시간으로 전송한다. 상기 컨트롤러(71)는 상기 온도센서(80)에 의해 측정된 온도가 설정 온도 범위 이하로 내려가면, 자동으로 상기 열전소자 모듈(30) 및 송풍유닛의 작동을 중지시켜 냉방 작동을 중단하고, 온도가 다시 설정 온도 범위 이상으로 상승하면 다시 열전소자 모듈(30) 및 송풍유닛을 가동하여 냉방 작동을 재개한다.
그리고, 난방 기능을 수행하고자 할 경우, 컨트롤러(71)를 통해 난방 온도를 설정하여(난방 작동시 컨트롤러에 난방 온도가 자동으로 설정될 수도 있음) 난방 작동을 개시하면, 컨트롤러(71)는 필름히터(50)에 전원을 인가하여 필름히터(50)를 발열시킨다.
상기 필름히터(50)의 열은 열전달쿠션(60)으로 전달되어 열전달쿠션(60) 내의 열매체(62)가 가열되고, 유아의 신체가 열전달쿠션(60)으로부터 열을 전달받아 따뜻함을 느끼게 된다. 이 때 열전달쿠션(60)은 푹신푹신한 성질을 가지고 있으며 전체적으로 온화한 열기를 가지고 있기 때문에 유아가 아늑함과 포근함을 느낄 수 있게 된다.
한편 전술한 실시예에서는 냉방 기능을 수행할 때 카시트프레임(10)의 전방면에 형성된 냉기분사공(11)을 통해서만 냉기가 토출되어 냉방 작용을 하는 것으로 설명하였지만, 도 5 및 도 6에 다른 실시예로 나타낸 것과 같이 카시트프레임(10)의 냉풍유로(21)의 상단부에 분사구(91)를 구비한 냉기샤워헤드(90)를 카시트프레임(10)의 외측으로 슬라이딩 가능하게 설치하여, 상기 냉기샤워헤드(90)의 분사구(91)를 통해서도 냉기를 분사함으로써 냉방 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 냉기샤워헤드(90)는 하부면이 개방된 관 형태로 이루어지며, 상단부에 하측으로 관통된 복수개의 분사구(91)를 구비하여, 상기 냉풍유로(21)를 통해 공급된 냉기를 상기 분사구(91)를 통해 유아의 머리 부분 상측에서 직접 분사하는 기능을 한다.
상기 냉기샤워헤드(90)가 카시트프레임(10)의 상측으로 슬라이딩하여 카시트프레임(10)의 외측으로 인출되었을 때 냉기샤워헤드(90)가 자중에 의해 다시 카시트프레임(10) 내부로 들어가버리지 않도록 하기 위하여, 냉기샤워헤드(90)의 하단부와 상기 카시트프레임(10)의 상단부 각각에 제1자성체(92) 및 제2자성체(93)를 설치하여 냉기샤워헤드(90)가 외부로 인출되었을 때 상기 제1자성체(92) 및 제2자성체(93)가 서로 접촉하면서 자력에 의해 고정되게 할 수 있다.
여기서 상기 제1자성체(92) 및 제2자성체(93)는 서로 다른 극성을 갖는 자석으로 이루어질 수도 있으나, 제1자성체(92) 및 제2자성체(93) 중 어느 하나는 자석이고, 다른 하나는 자석에 잘 붙는 금속일 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 냉방 기능을 수행할 때에는 열전소자 모듈(30)을 이용하여 냉기를 생성하고, 냉기를 외부로 분사하여 냉방 기능을 수행하고, 난방 기능을 수행할 때에는 필름히터(50) 및 열전달쿠션(60)을 이용하여 유아의 신체에 온기를 제공한다.
따라서, 난방 기능시에는 열전달쿠션(60)을 통해 유아의 신체 전체에 균일하게 온기를 제공할 수 있으며, 특히 열전달쿠션(60)이 푹신푹신한 성질을 갖기 때문에 유아를 포근하게 감싸면서 열을 전달할 수 있다.
또한 본 발명의 유아용 카시트는 냉방 기능과 난방 기능을 모두 갖추고 있기 때문에 차량 내부의 온도에 따라 원하는 기능을 선택적으로 수행하여 유아의 신체 주변을 원하는 온도 환경으로 유지할 수 있으므로, 급격한 온도 변화에 따른 유아의 불편함과 질병 발생 등을 억제할 수 있다. 특히 여름철에는 유아의 신체가 접하고 있는 등 부분과 엉덩이, 허벅지 부분에 냉기를 공급하여 땀띠를 예방할 수 있고, 겨울철에는 유아의 신체 전체에 균일하게 열을 전달하여 감기를 예방할 수 있다.
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
10 : 카시트프레임 11 : 냉기분사공
21 : 냉풍유로 22 : 온풍유로
23 : 유입구 24 : 배출구
25 : 배출덕트 26 : 격벽체
30 : 열전소자 모듈 31 : 흡열부
32 : 방열부 41 : 모터
42 : 팬(fan) 50 : 필름히터
60 : 열전달쿠션 61 : 외피재
62 : 열매체 70 : 컨트롤러
71 : 배터리 80 : 온도센서
90 : 냉기샤워헤드 91 : 분사구
92 : 제1자성체 93 : 제2자성체
21 : 냉풍유로 22 : 온풍유로
23 : 유입구 24 : 배출구
25 : 배출덕트 26 : 격벽체
30 : 열전소자 모듈 31 : 흡열부
32 : 방열부 41 : 모터
42 : 팬(fan) 50 : 필름히터
60 : 열전달쿠션 61 : 외피재
62 : 열매체 70 : 컨트롤러
71 : 배터리 80 : 온도센서
90 : 냉기샤워헤드 91 : 분사구
92 : 제1자성체 93 : 제2자성체
Claims (7)
- 차량의 좌석에 놓여지며, 전방면에 복수개의 냉기분사공(11)이 관통되게 형성되어 있는 카시트프레임(10)과;
상기 카시트프레임(10)의 내부에 상기 냉기분사공(11)과 연통되게 형성되며, 냉각된 공기가 유동하는 통로를 형성하는 냉풍유로(21)와;
상기 카시트프레임(10)의 내부에서 상기 냉풍유로(21)에 분리되게 형성되어 가열된 공기가 유동하는 통로를 형성하는 온풍유로(22)와;
상기 냉풍유로(21)와 온풍유로(22)를 통해 공기를 송풍시키는 송풍유닛과;
상기 냉풍유로(21)의 내측에 열을 흡수하는 흡열부(31)가 배치되고 상기 온풍유로(22)의 내측에 열을 방출하는 방열부(32)가 배치되도록 상기 카시트프레임(10) 내부의 하부에서 상기 냉풍유로(21)와 온풍유로(22)를 분리하는 격벽체(26)에 설치되는 열전소자 모듈(30)과;
상기 카시트프레임(10)의 전방면에 설치되어 외부에서 인가되는 전원에 의해 발열하는 필름히터(50)와;
상기 필름히터(50)의 전방면에 설치되고, 유연한 수지로 된 외피재(61)의 내부에 열전달을 위한 액상 또는 겔상의 열매체(62)가 봉지되어 있으며, 상기 냉기분사공(11)과 대응하는 위치에 복수개의 통기공(63)이 관통되게 형성되어 있는 열전달쿠션(60)과;
상기 송풍유닛과 열전소자 모듈(30)과 필름히터(50)에 전원을 인가하는 컨트롤러(71)와;
상기 냉풍유로(21)의 상단부에 카시트프레임(10)의 외측으로 슬라이딩 가능하게 설치되며, 상기 냉풍유로(21)로부터 공급된 냉기를 외부로 토출하는 분사구(91)가 형성되어 카시트프레임(10)의 상단부에서 외측으로 냉기를 분사하는 냉기샤워헤드(90)와;
상기 냉기샤워헤드(90)의 하단부와 상기 카시트프레임(10)의 상단부 각각에 설치되어 냉기샤워헤드(90)가 외부로 인출되었을 때 서로 접촉하면서 자력에 의해 고정되어 냉기샤워헤드(90)가 외부로 인출된 상태를 유지하는 제1자성체(92) 및 제2자성체(93);를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 기능을 가진 유아용 카시트. - 제1항에 있어서, 상기 열전달쿠션(60)의 전방면에 설치되어 온도를 감지하여 컨트롤러(71)로 전달하는 전도성 섬유로 된 온도센서(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 기능을 가진 유아용 카시트.
- 제1항에 있어서, 상기 열전달쿠션(60)의 열매체(62)는 축열유체 내부에 탄소나노튜브와 실리카퓸이 혼합된 것을 특징으로 하는 냉난방 기능을 가진 유아용 카시트.
- 제1항에 있어서, 일단이 상기 카시트프레임(10)의 외부에서 상기 온풍유로(22)의 끝단부에 탈착 가능하게 연결되어, 차량의 후방 좌석에 트렁크 룸으로 연통되게 형성되어 있는 통로(P)를 통해 온풍을 차량의 외부로 배출하는 배출덕트(25)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 기능을 가진 유아용 카시트.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 필름히터(50)는 전기저항물질 성분과 절연바인더 성분 및 온도조절물질 성분이 혼합된 페이스트(paste)가 경화되어 이루어져, 정해진 영역의 온도가 일정하게 유지되도록 하는 온도 자가조절 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 냉난방 기능을 가진 유아용 카시트.
- 제6항에 있어서, 상기 필름히터(50)는, 전기저항물질 성분이 55 내지 75 중량%이고, 절연바인더 성분이 5 내지 16 중량%이며, 온도조절물질 성분이 10 내지 40 중량%이며;
상기 전기저항물질 성분은 니켈(Ni)과 알루미늄(Al)을 포함하는 분말 혼합물에 몰리브덴(Mo), 보론(B), 규소(Si) 군 중에서 하나 이상이 선택되는 교정 성분(corrective ingredients)을 포함하고;
상기 절연바인더 성분은 폴리에스테르(polyester), 에폭시(epoxy)수지, 에폭시-페놀 라커(epoxy phenol laquer) 조성물 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지고;
상기 온도조절물질 성분은 SiO₂, BaO, B2O₃, Al2O₃로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 이상의 산화물이며;
상기 필름히터(50)의 표면에는 전도로(conduction path)(51)가 형성되며, 상기 전도로에는 상기 컨트롤러(71)에 연결된 전원선(53)이 위치되어 전원을 전도받아 발열하는 것을 특징으로 하는 냉난방 기능을 가진 유아용 카시트.
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| KR1020150106071A KR101565107B1 (ko) | 2015-07-27 | 2015-07-27 | 냉난방 기능을 가진 유아용 카시트 |
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| KR1020150106071A KR101565107B1 (ko) | 2015-07-27 | 2015-07-27 | 냉난방 기능을 가진 유아용 카시트 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020150106071A KR101565107B1 (ko) | 2015-07-27 | 2015-07-27 | 냉난방 기능을 가진 유아용 카시트 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101565107B1 (ko) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101873857B1 (ko) * | 2017-05-15 | 2018-07-03 | 주식회사 소브 | 냉온 분리를 이용한 차량용 냉온장 컵홀더 |
| CN108544993A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-09-18 | 马太珍 | 温控儿童汽车座椅及其使用方法 |
| US10618438B2 (en) | 2016-10-21 | 2020-04-14 | Faurecia Automotive Seating, Llc | Vehicle seat with a thermal device |
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| KR102227553B1 (ko) | 2019-10-30 | 2021-03-12 | 주식회사 티엠아이 | 유아용 시트 |
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| KR20210117050A (ko) | 2020-03-18 | 2021-09-28 | 엘지전자 주식회사 | 유아용 시트부 및 그 제어 방법 |
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| KR100834502B1 (ko) | 2007-01-23 | 2008-06-03 | 자동차부품연구원 | 축열패드를 이용한 차량용 냉난방 시트 |
-
2015
- 2015-07-27 KR KR1020150106071A patent/KR101565107B1/ko active IP Right Grant
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