KR101872118B1 - 에어 매트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기의 공급에 의해 변형되는 에어 셀에 의해 착석감이 좋고 공기의 분출에 의해 쾌적한 환경을 조성할 수 있는 에어 매트를 개시한다. 본 발명은 플렉시블 상판, 플렉시블 하판, 공기 공급 장치와 냉각 유닛으로 구성되어 있다. 플렉시블 상판은 공기의 공급에 의해 팽창할 수 있도록 윗면에 서로 간격을 두고 융기되어 있으며 공기의 흐름이 가능하도록 서로 연결되어 있는 체임버를 갖는 복수의 에어 셀과, 공기를 분사할 수 있도록 윗면에 배치되어 있는 공기 분사 튜브를 갖는다. 플렉시블 하판은 에어 셀들의 체임버를 폐쇄하도록 플렉시블 상판의 아랫면에 접합되어 매트 본체를 구성한다. 공기 공급 장치는 공기 분사 튜브들에 연결되어 공기를 공급한다. 냉각 유닛은 공기 공급 장치의 하우징에 장착되어 송풍실로 유입되는 공기를 냉각한다. 본 발명에 의하면, 공기의 공급에 의해 팽창 및 수축하는 에어 셀들에 의해 착석감을 향상시킬 수 있으면서도 온풍이나 냉풍 등의 공기를 분출할 수 있는 구조에 의해 사용 편의성을 크게 향상시킬 수 있다. 특히, 공기의 분출에 의해 땀 등의 습기가 제거되어 위생적인 환경을 유지시킴으로써, 피부염증 등의 발생을 방지할 수 있는 유용한 효과가 있다.

Description

에어 매트{AIR SITTING MAT}

본 발명은 매트(Mat)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기의 주입에 의해 변형되는 복수의 에어 셀(Air cell)에 의해 착석감이 좋고 공기의 분출에 의해 쾌적한 환경을 조성할 수 있는 에어 매트에 관한 것이다.

매트는 앉거나 누울 때 밑에 까는 깔개로 다양한 형태와 소재로 구성되어 있다. 에어 매트는 쿠션감(Cushion feel)을 향상시키기 위해 공기를 주입하여 변형할 수 있는 형태로 만든 것으로 에어 쿠션(Air cushion), 에어 매트리스(Air mattress)로 부르고도 있다. 또한, 사용자가 앉을 때 사용하는 것은 에어 방석(Air sitting mat)라 부르고도 있다.

한국 등록특허 제10-0694484호 "에어 방석 및 그 제조 방법"에 개시되어 있는 상판, 하판과 에어 펌프(Air pump)를 구비한다. 복수의 공기주머니가 공기의 공급에 의해 팽창 및 수축할 수 있도록 상판에 돌출되어 있고, 공기주머니들은 공기이동로에 의해 연결되어 있다. 상판과 하판은 수지조성물에 의해 일체형으로 접합되어 있다. 에어 펌프는 공기이동로에 연결되어 있는 공기주입구를 통해 공기를 공급하게 된다. 공기주머니들이 공기의 공급에 의해 팽창되어 있는 상태에서 사용자가 착석하게 되면, 공기주머니들은 사용자의 엉덩이에 눌려 변형되면서 엉덩이를 지지하게 된다.

상기한 바와 같은 에어 매트는 일반적인 방석에 비해 상당히 고가임에도 불구하고 공기주머니들에 의해 사용자의 엉덩이를 지지할 수 있는 기능만 보유하여 사용이 기피되고 있는 문제가 있다. 따라서 온풍이나 냉풍 등의 공기를 송풍할 수 있는 기능성이 우수한 에어 매트가 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 요구를 충족할 수 있는 새로운 에어 매트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 에어 매트가 제공된다. 본 발명에 따른 에어 매트는, 공기의 공급에 의해 팽창할 수 있도록 윗면에 서로 간격을 두고 융기되어 있으며 공기의 흐름이 가능하도록 서로 연결되어 있는 체임버를 갖는 복수의 에어 셀과, 공기를 분사할 수 있도록 윗면에 배치되어 있는 공기 분사 튜브를 갖는 플렉시블 상판과; 복수의 에어 셀의 체임버를 폐쇄하도록 플렉시블 상판의 아랫면에 접합되어 매트 본체를 구성하는 플렉시블 하판과; 공기의 유입을 위한 에어그릴이 내측의 송풍실과 연결되도록 장착되어 있으며 공기 분사 튜브에 연결되어 공기를 공급하도록 외면 한쪽에 공기 배출구가 형성되어 있는 하우징과, 송풍실 안에 공기의 송풍을 위해 장착되어 있는 송풍기를 갖는 공기 공급 장치와; 하우징에 분리할 수 있도록 장착되어 있으며 에어그릴을 통해 유입되는 공기와의 열교환에 의해 공기를 냉각시킬 수 있는 냉각 매체를 저장하는 냉각 탱크와, 냉각 탱크의 바닥에 공기와 냉각 매체를 열교환시킬 수 있도록 형성되어 있고 공기의 흐름을 위한 공기 통로가 형성되어 있는 복수의 냉각 튜브와, 냉각 탱크의 아래쪽에 배치되도록 하우징에 장착되어 응축수를 집수하는 드레인 팬을 갖는 냉각 유닛을 포함한다.

또한, 본 발명의 에어 매트는 매트 본체 안에 밀봉되도록 장착되어 있는 오픈 셀 폼과 사용자에 의해 공기를 분사할 수 있도록 작동되는 공기 분사 밸브를 더 포함한다. 공기 공급 장치는 에어그릴이 송풍실과 연결되도록 장착되어 있는 하우징, 필터와 송풍기로 구성되어 있다. 공기 공급 장치는 에어 셀들에 공기를 공급하는 에어 펌프와, 공기의 가열을 위한 전기히터를 포함한다.

본 발명에 따른 에어 매트는, 공기의 공급에 의해 팽창 및 수축하는 에어 셀들에 의해 착석감을 향상시킬 수 있으면서도 온풍이나 냉풍 등의 공기를 분출할 수 있는 구조에 의해 사용 편의성을 크게 향상시킬 수 있다. 특히, 공기의 분출에 의해 땀 등의 습기가 제거되어 위생적인 환경을 유지시킴으로써, 피부염증 등의 발생을 방지할 수 있는 유용한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 에어 매트의 방석 커버를 부분적으로 절제하여 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제1 실시예의 에어 매트에서 매트 본체를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제1 실시예의 에어 매트에서 매트 본체의 플렉시블 상판 및 하판을 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 4은 본 발명에 따른 제1 실시예의 에어 매트에서 매트 본체를 나타낸 평단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제1 실시예의 에어 매트에서 에어 셀을 작용을 설명하기 위해 나타낸 단면도이다.
도 6는 본 발명에 따른 제1 실시예의 에어 매트에서 공기 분사 튜브의 작용을 설명하기 위해 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제1 실시예의 에어 매트에서 공기 공급 장치를 부분적으로 절제하여 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 제1 실시예의 에어 매트에서 공기 공급 장치를 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 제2 실시예의 에어 매트의 방석 커버를 부분적으로 절제하여 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 제2 실시예의 에어 매트의 매트 본체를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 제2 실시예의 에어 매트에서 공기 공급 장치를 부분적으로 절제하여 나타낸 사시도이다.
도 12는 본 발명에 따른 제2 실시예의 에어 매트에서 공기 공급 장치를 부분적으로 나타낸 사시도이다.
도 13은 본 발명에 따른 제3 실시예의 에어 매트를 나타낸 사시도이다.
도 14는 본 발명에 따른 제3 실시예의 에어 매트를 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 15는 본 발명에 따른 제3 실시예의 에어 매트를 나타낸 단면도이다.
도 16은 본 발명에 따른 제3 실시예의 에어 매트에서 오픈 셀 폼의 다른 실시예를 부분적으로 절제하여 나타낸 사시도이다.
도 17은 본 발명에 따른 제3 실시예의 에어 매트에서 공기 분사 밸브를 부분적으로 절제하여 나타낸 사시도이다.
도 18은 본 발명에 따른 제3 실시예의 에어 매트에서 공기 분사 밸브를 나타낸 단면도이다.
도 19는 본 발명에 따른 제3 실시예의 에어 매트에서 공기 분사 밸브의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하, 본 발명에 따른 에어 매트에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 8에 본 발명에 따른 에어 매트의 제1 실시예가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 제1 실시예의 에어 매트(10)는 플렉시블 상판(Flexible top plate: 20)을 구비한다. 복수의 에어 셀(Air cells: 22)이 플렉시블 상판(20)의 윗면에 서로 간격을 두고 융기되어 있다. 에어 셀(22)들은 팽창 및 수축할 수 있도록 구성되어 있으며, 절두원뿔형(Frustoconical)으로 구성되어 있다. 에어 셀(22)들은 모서리가 라운드(Round)로 형성되어 있는 사각뿔통 형태로 구성되어 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 에어 셀(22)들은 모서리가 라운드로 형성되어 있는 삼각뿔통, 사각통 등으로 구성되거나 원뿔통, 원통 등으로 구성될 수도 있다.

에어 셀(22)들은 아래쪽이 트인 체임버(Chamber: 22a)를 갖는다. 에어 셀(22)들의 상부는 아래를 향하여 움푹하게 들어간 요면(Concave: 22b)으로 형성되어 있다. 에어 셀(22)들의 상부가 요면(22b)으로 형성되는 것에 의해 에어 셀(22)들의 팽창 및 수축이 개선된다. 복수의 통로 튜브(Passage tube: 24)가 에어 셀(22)들 중 서로 이웃하는 에어 셀들의 체임버(22a) 사이에 공기의 흐름이 가능하도록 연결되어 있다. 통로 튜브(24)들은 아래쪽이 트이도록 형성되어 있는 공기 통로(Air passage: 24a)를 갖는다. 공기 주입구(26)가 통로 튜브(24)들 중 어느 하나의 통로 튜브(24)에 연결되어 있다.

복수의 공기 분사 튜브(Air injection tube: 28)가 플렉시블 상판(20)의 윗면 가운데에 형성되어 있다. 공기 분사 튜브(28)는 아래쪽이 트인 공기 통로(28a)와, 공기 통로(28a)와 연결되어 공기를 분사하도록 공기 분사 튜브(28)들의 윗면에 형성되어 있는 복수의 분사 구멍(Injection hole: 28b)을 갖는다. 공기 분사 튜브(28)들 각각은 공기 공급 튜브(Air supply tube: 30)로부터 분기되어 있다. 공기 공급 튜브(30)는 아래쪽이 트이도록 형성되어 있는 공기 통로(30a)를 갖는다. 튜브 커넥터(Tube connector: 32)가 공기 공급 튜브(30)의 말단에 연결되어 있다. 튜브 커넥터(32)는 공기 주입구로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 제1 실시예의 에어 매트(10)는 플렉시블 상판(20)의 아랫면에 접합되어 매트 본체(40)를 형성하는 플렉시블 하판(Flexible bottom plate: 42)을 구비한다. 하판(42)는 상판(20)의 아랫면에 접합되어 에어 셀(22)들의 체임버(22a), 통로 튜브(24)들의 공기 통로(24a), 공기 분사 튜브(28)들의 공기 통로(28a)와 공기 공급 튜브(30)의 공기 통로(30a)를 폐쇄시킨다. 상판(20)과 하판(42)는 유연성을 갖는 합성수지를 소재로 사술성형에 의해 제조되어 있다. 상판(20)과 하판(42)는 고주파 융착이나 초음파 융착에 의해 밀봉되도록 접합되어 있다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 제1 실시예의 에어 매트(10)는 접합되어 있는 매트 본체(40)를 수납할 수 있는 방석 커버(50)를 구비한다. 방석 커버(50)는 매트 본체(40)를 수납하는 수납공간(52)과, 수납공간(52)을 여닫을 수 있도록 방석 커버(50)의 테두리를 따라 부착되어 있는 지퍼(Zipper: 54)를 갖는다. 방석 커버(50)의 통풍을 위해 메시(Mesh: 56)가 방석 커버(50)의 윗면에 부착되어 있다. 매트 본체(40)의 통풍을 위해 복수의 통기구멍(58)이 방석 커버(50)의 측면에 형성되어 있다. 도 1 내지 도 4에 매트 본체(40)는 사용자가 착석할 수 있는 에어 방석의 형태로 구성되어 있는 것이 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 매트 본체(40)는 매트리스 형태로 구성될 수도 있다.

도 1, 도 7과 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 제1 실시예의 에어 매트(10)는 통로 튜브(24)들과 공기 분사 튜브(28) 중 어느 하나에 연결되어 공기를 공급하는 공기를 공급하는 공기 공급 장치(60)를 구비한다. 공기 공급 장치(60)는 하우징(Housing: 62), 필터(Filter: 64)와 송풍기(Blower: 66)로 구성되어 있다.

하우징(62)은 내측에 송풍실(62a)을 갖는 상자 형상으로 구성되어 있다. 공기의 유입을 위한 에어그릴(Air grill: 62b)이 하우징(62)의 윗면 한쪽에 송풍실(62a)과 연결되도록 장착되어 있다. 공기 배출구(62c)가 에어그릴(62b)과 반대쪽에 배치되도록 하우징(62)의 외면 다른 쪽에 형성되어 있다. 공기 배출구(62c)는 플렉시블 호스(Flexible hose: 68)에 의해 튜브 커넥터(32)에 연결되어 있다.

필터(64)는 에어그릴(62b)의 내면에 장착되어 에어그릴(62b)을 통과하는 공기 중의 이물질을 여과한다. 필터(64)는 미립자를 여과할 수 있는 헤파필터(HAPA filter, High efficiency particulate arrestance filter)로 구성될 수 있다. 송풍기(66)는 하우징(62)의 송풍실(62a)에 장착되어 있다. 송풍기(66)는 전기모터(66a)와, 전기모터(66a)의 구동에 의해 회전되는 임펠러(Impeller: 66b)로 구성되어 있다.

에어 펌프(70)가 송풍실(62a)에 장착되어 있다. 에어 펌프(70)는 플렉시블 호스(72)에 의해 공기 주입구(26)에 연결되어 있다. 압력계(74)가 공기 압력을 측정할 수 있도록 플렉시블 호스(72)에 장착되어 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 에어 셀(22)들의 팽창을 위한 공기의 공급은 공기 주입구(26)에 연결되는 에어 컴프레서(Air compressor)나 수동 에어펌프에 의해 실시할 수도 있다.

본 발명에 따른 제1 실시예의 에어 매트(10)는 하우징(62) 안에 장착되어 송풍기(66)의 작동에 의해 송풍되는 청정공기를 가열하는 전기히터(Electric heater: 80)를 구비한다. 전기히터(80)는 송풍기(66)의 작동에 의해 송풍되는 공기를 가열한다. 온도센서(82)가 송풍실(62a)의 온도를 감지할 수 있도록 송풍실(62a) 안에 장착되어 있다. 온도센서(82)는 전기히터(80)의 과열 시 전력의 공급을 차단하는 서미스터(Thermistor)로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 제1 실시예의 에어 매트(10)는 송풍기(66)와 전기히터(80)의 작동을 제어할 수 있도록 하우징(62)의 윗면 다른 쪽에 장착되어 있는 컨트롤 패널(Control panel: 90)을 구비한다. 컨트롤 패널(90)은 컨트롤러(Controller: 92), 파워 스위치(Power switch), 버튼(Button), 발광다이오드 인디케이터(Light Emitting Diode indicator, LED indicator), 오디오 장치(Audio device), 디스플레이(Display) 등으로 구성되어 있다. 컨트롤러(92)는 마이크로프로세서(Microprocessor)로 구성되어 있다. 오디오 장치는 스피커(Speaker)나 버저(Buzzer)로 구성될 수 있다. 송풍기(66)와 전기히터(80)의 작동을 위한 상용전력의 공급을 위한 파워 코드(Power cord: 94)가 컨트롤러(92)에 연결되어 있다. 파워 코드(94)는 실내의 전원접속기구에 접속되어 공기 공급 장치(60)의 작동에 요구되는 전력을 공급한다. 전력의 공급을 위해 충전 배터리(96)가 파워 코드(94)와 연결되도록 하우징(62) 안에 장착되어 있다. 충전 배터리(96)가 전원으로 사용되는 것에 의해 제1 실시예의 에어 매트(10)를 휴대하여 간편하게 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 제1 실시예의 에어 매트(10)는 송풍실(62a) 안으로 유입되는 공기를 냉각시킬 수 있도록 하우징(62)의 한쪽에 장착되어 있는 냉각 유닛(Cooling unit: 100)을 구비한다. 냉각 유닛(100)은 냉각 탱크(Cooling tank: 102), 복수의 냉각 튜브(Cooling tube: 104)와 드레인 팬(Drain pan: 106)으로 구성되어 있다.

냉각 탱크(102)는 하우징(62)으로부터 분리할 수 있도록 결합되는 카트리지(Cartridge) 형태로 구성되어 있으며, 송풍실(62a)과 연결되도록 형성되어 있는 공기 유입구(102a)를 갖는다. 에어그릴(62b)은 공기 유입구(102a)에 분리할 수 있도록 결합되어 있다. 냉각 매체(102b)로 냉수, 냉각수, 얼음 등이 냉각 탱크(102) 안에 저장된다.

냉각 튜브(104)들은 냉각 탱크(102) 안에 공기의 흐름 방향을 따라 배치되도록 냉각 탱크(102)의 바닥으로부터 연장되어 있다. 냉각 튜브(104)들은 송풍실(62a)과 공기 유입구(102a)를 연결하도록 형성되어 있는 공기 통로(104a)를 갖는다. 드레인 팬(106)은 냉각 탱크(102)에서 발생되는 응축수를 받아 집수할 수 있도록 하우징(62)에 장착되어 있다. 드레인 팬(106)은 서랍식(Drawer type)으로 여닫을 수 있도록 하우징(62)에 결합되어 있다.

지금부터는, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 에어 매트에 대한 작용을 설명한다.

도 1, 도 7과 도 8을 참조하면, 사용자는 플렉시블 호스(68)를 공기 주입구(26)에 연결한 후, 컨트롤 패널(90)의 조작에 의해 송풍기(66)를 작동시킨다. 에어펌프(70)가 작동되면, 외부의 공기가 에어그릴(62b)과 필터(64)를 거치면서 청정공기로 정화되어 송풍실(62a)로 유입된다. 청정공기는 플렉시블 호스(72), 통로 튜브(24)들의 공기 통로(24a)를 통해 에어 셀(22)들의 체임버(22a)에 공급된다. 에어 셀(22)들은 공기의 공급에 의해 팽창된다. 사용자는 압력계(74)를 통해 공기의 압력을 측정하여 에어펌프(70)의 작동을 제어할 수 있다. 사용자는 에어 셀(22)들의 팽창이 완료되면, 에어펌프(70)의 작동을 정지시킨다.

한편, 에어 셀(22)들이 팽창되어 있는 상태에서 사용자가 착석하게 되면, 도 5에 점선 "A", "B"와 "C"로 나타낸 바와 같이 에어 셀(22)들은 엉덩이(2)에 눌리면서 변형되어 엉덩이(2)를 안정적으로 지지하게 된다. 에어 셀(22)들은 요면(22b)의 형성에 의해 원활하게 변형되면서 엉덩이(2)를 인체공학적으로 지탱하여 사용자에게 편안한 쿠션감을 주게 된다.

도 1, 도 6 내지 도 8을 참조하면, 플렉시블 호스(68)가 튜브 커넥터(32)에 연결되어 있는 상태에서 송풍기(66)가 작동되면, 청정공기는 공기 배출구(62c), 플렉시블 호스(68), 공기 공급 튜브(30)의 공기 통로(30a)를 통해 공기 분사 튜브(28)들의 공기 통로(28a)에 공급된다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 청정공기는 노즐구멍(28b)들을 통해 분사되면서 메시(52)를 통과하여 사용자에게 뿜어지게 된다. 사용자의 엉덩이(2) 주위로 공기가 분사되는 것에 의해 사용자에게 시원함을 주게 되고, 땀, 습기를 제거하여 땀띠 등의 피부질환을 예방해 주게 된다. 특히, 무더운 여름철에 냉방기의 온도를 낮춰 가동하여도 사용자가 시원한 바람을 직접 쐬는 효과를 얻을 수 있으므로, 냉방기의 가동에 따른 에너지의 소비를 줄일 수 있다.

도 6과 도 7을 참조하면, 사용자는 하우징(62)로부터 냉각 탱크(102)를 분리하고, 냉각 탱크(102) 안에 냉수, 얼음 등의 냉각 매체(102b)를 저장한 후, 냉각 탱크(102)를 하우징(62) 안에 결합한다. 외부의 공기는 송풍기(66)의 작동에 의해 에어그릴(62b)을 통과한 후, 냉각 튜브(104)들의 공기 통로(104a)를 지나 송풍실(62a)로 유입된다. 공기는 공기 통로(104a)를 지나면서 냉각 매체(102b)와의 열교환에 의해 냉각된다. 이러한 냉각 유닛(100)의 냉각 기능에 의해 날씨가 더운 날에는 제1 실시예의 에어 매트(10)에 착석한 사용자에게 냉풍을 송풍하여 쾌적한 환경을 제공하고, 땀띠 등의 피부질환을 효과적으로 예방할 수 있다. 냉각 매체(102b)와 공기의 열교환 시 발생되는 응축수는 드레인 팬(106)에 받쳐져 집수된다. 사용자는 하우징(62)을 드레인 팬(106)을 분리하여 응축수를 간편하게 제거할 수 있다.

전기히터(80)가 컨트롤 패널(90)의 조작에 의해 작동되면, 송풍기(66)의 작동에 의해 송풍실(62a)로 유입되는 청정공기가 가열된다. 온도센서(82)는 송풍실(62a) 안의 온도를 감지하여 컨트롤러(92)에 입력한다. 컨트롤러(92)는 온도센서(82)로부터 입력되는 온도를 처리하여 미리 설정되어 있는 온도 이상으로 과열되지 않도록 전기히터(80)의 작동을 제어한다. 전기히터(80)의 작동에 의해 가열된 열풍은 공기 분사 튜브(28)들의 노즐구멍(28b)들을 통해 분사된 후, 메시(52)를 통과하여 사용자에게 온기를 느끼게 한다. 이러한 송풍기(66)와 전기히터(80)의 팬히터(Fan heater) 기능에 의한 제1 실시예의 에어 매트(10)의 난방으로 사용자에게 최적의 환경을 제공할 수 있다.

도 9 내지 도 11에 본 발명에 따른 에어 매트의 제2 실시예가 도시되어 있다. 도 9 내지 도 11을 참조하면, 제2 실시예의 에어 매트(10A)와 앞에서 설명한 제1 실시예의 에어 매트(10)의 다른 점은 공기 공급 장치(60)가 매트 본체(20)의 한쪽 가장자리에 일체형으로 구성되어 있는 것에 있다. 제2 실시예의 에어 매트(10A)에 있어서 앞에서 설명한 제1 실시예의 에어 매트(10)와 동일한 구성은 동일한 부호를 부여하고 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

제2 실시예의 에어 매트(10A)에 있어서 공기 공급 장치(60)의 하우징(62)은 폭이 좁고 길이가 긴 막대형으로 구성되어 매트 본체(40)의 한쪽 가장자리를 따라 일체형으로 결합되어 있다. 공기 주입구(26)는 하우징(62)의 아랫면에 형성되어 있는 구멍(62d)을 통해 노출되어 있다. 사용자는 공기 주입구(26)에 에어 컴프레서나 수동 에어펌프를 연결하여 에어 셀(22)들에 공기를 주입할 수 있다. 공기 배출구(62c)는 플렉시블 호스(68)에 의해 공기 공급 튜브(30)에 연결되어 있다. 송풍기(66)의 작동에 의해 에어 그릴(62b)을 통해 송풍실(62a)로 유입되는 공기는 공기 배출구(62c), 플렉시블 호스(68), 공기 공급 튜브(30)를 통해 공기 분사 튜브(28)들로 공급된 후, 노즐구멍(28b)들을 통해 분사된다. 이와 같은 제2 실시예의 에어 매트(10A)는 공기 공급 장치(69)가 매트 본체(40)의 한쪽 가장자리에 일체형으로 구성되는 것에 의해 에어 매트(10A)의 사용 편이성과 휴대성이 향상된다.

도 12에 본 발명에 따른 제2 실시예의 에어 매트에서 공기 공급 장치의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 12를 참조하면, 제2 실시예의 에어 매트(10A)는 공기 공급 장치(60)의 하우징(62) 안에 장착되어 열을 흡수 및 방출하는 열전소자(Thermoelectric device: 110)를 구비한다. 열전소자(110)는 앞에서 설명한 전기히터(80)의 가열 기능과 냉각 유닛(100)의 냉각 기능을 대신한다.

열전소자(110) 또는 펠티에소자(Peltier device)는 N형 소자(N-type element: 112)와 P형 소자(P-type element: 114)의 양쪽을 전기전도판(116, 118)에 의해 접속하여 전류를 흐르게 하면, N형 소자(112)의 전자는 전류의 방향과 반대로 흐르고, P형 소자(114)의 정공은 전류와 같은 방향으로 흐른다. 따라서 전자와 정공이 떠나는 부분은 열을 흡수하고, 전자와 정공이 모이는 부분은 열을 방출한다. 도 12에 열전소자(110)는 N형 및 P형 소자(112, 114)들이 분할형(Segmented)으로 구성되어 있는 것이 도시되어 있으나, 열전소자(110)는 이종 재료의 소자를 적층하는 적층형(Cascaded type)으로 구성될 수 있다.

열전소자(50)는 열을 흡수하는 흡열부(Heat absorption side or Cold side: 120)와 열을 방출하는 방열부(Heat rejection side or Hot side: 122)를 구비한다. 흡열부(120)는 주위 온도를 하강시키며, 방열부(122)는 주위 온도를 상승시키게 된다. 흡열부(120)와 방열부(122) 각각은 절연체(Electrical insulator)로 세라믹(Ceramic)을 구비한다. 몇몇 실시예에 있어서, 절연체는 삭제될 수 있다. 이 경우, 흡열부(120)는 전기전도판(116) 측이 되고, 방열부(122)는 전기전도판(118) 측이 된다. 양극 도선(124)과 음극 도선(126) 각각이 전기전도판(118)에 연결되어 있다.

이와 같이 열전소자(110)가 전기히터와 냉각유닛을 대신하여 하우징(62) 안에 장착되어 송풍기(66)의 작동에 의해 송풍되는 공기를 가열 또는 냉각시켜 온풍 또는 냉풍을 공급하므로, 공기 공급 장치(60)의 구성이 간단해져 소형화 및 경량화가 용이하게 가능해진다.

도 13 내지 도 18에 본 발명에 따른 에어 매트의 제3 실시예가 도시되어 있다. 도 13 내지 도 18을 참조하면, 제3 실시예의 에어 매트(10B)와 앞에서 설명한 제1 및 제2 실시예의 에어 매트(10, 10A)와 가장 다른 점은 오픈 셀 폼(Open cell form: 130)과 하나 이상의 공기 분사 밸브(Air injection valve: 140)가 채택되는 것에 있다. 제3 실시예의 에어 매트(10B)에 있어서 앞에서 설명한 제1 및 제2 에어 매트(10, 10A)와 동일한 구성은 동일한 부호를 부여하고 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

도 3 내지 도 15를 참조하면, 제3 실시예의 에어 매트(10B)에 있어서 방석 본체(40)는 에어 셀(22)들의 체임버(22a)들과 연결되도록 플렉시블 상판(20)과 플렉시블 하판(42) 사이에 형성되어 있는 공기 통로(24c)를 갖는다. 에어 셀(22)들은 플렉시블 상판(20)의 윗면에 서로 간격을 두고 사각통 형상으로 융기되어 있다. 공기 분사 튜브(28)가 플렉시블 상판(20)의 가운데에 형성되어 있다. 공기 분사 튜브(28)는 에어 펌프(70)의 작동에 의해 공급되는 공기의 흐름을 위한 공기 통로(28a)와, 공기 통로(28a)와 연결되도록 윗면에 형성되어 있는 하나 이상의 구멍(28c)을 갖는다.

오픈 셀 폼(130) 또는 스펀지(Sponge)는 오픈 셀 또는 기공(Pore)을 갖도록 다공성 소재(Porous material), 예를 들면 폴리우레탄(Polyurethane Sponge)의 발포성형(Foaming)에 의해 제조할 수 있다. 오픈 셀 폼(130)은 플렉시블 상판(20)과 플렉시블 하판(42) 사이에 배치되어 있는 베이스 플레이트(Base plate: 132)와, 에어 셀(22)들의 체임버(22a)에 수용되도록 베이스 플레이트(132)의 윗면에 간격을 두고 융기되어 있는 복수의 댐핑 포스트(Damping post: 134)를 구비한다. 오픈 셀 폼(130)의 우수한 통기성에 의해 플렉시블 상판(20)과 플렉시블 하판(42) 사이에 개재되어 있는 베이스 플레이트(132)는 에어 셀(22)들의 체임버(22a)를 연결하는 공기 통로로서의 역할을 한다. 공기 주입구(136)는 매트 본체(40)를 통과하여 베이스 플레이트(132)에 연결되어 있다. 에어 펌프(70)의 작동에 의해 공급되는 공기는 플렉시블 호스(72), 공기 주입구(136)와 오픈 셀 폼(130)을 통해 에어 셀(22)들의 체임버(22a)에 공급된다.

빈 공간(138)이 에어 셀(22)들의 체임버(22a)와 댐핑 포스트(134)들 사이의 위쪽에 형성되어 있다. 사용자의 압박에 의한 오픈 셀 폼(130)의 압축변형 시 오픈 셀로부터 배출되는 공기는 빈 공간(138)에 수용되면서 에어 셀(22)들의 수축을 완화시켜 쿠션감을 주게 된다.

제3 실시예의 에어 매트(10B)에 있어서 공기 주입구(136)는 오픈 셀 폼(130)의 압축팽창 시 공기를 흡입하여 방석 본체(40) 안에 자가 충전시킬 수 있도록 구성되어 있다. 공기 주입구(136)가 플렉시블 호스(72)와 분리되어 열려 있는 상태에서 사용자가 에어 셀(22)들을 누르면, 체임버(22a)와 오픈 셀 폼(130)들의 오픈 셀들에 충전되어 있던 공기가 공기 주입구(136)를 통해 배출된다. 따라서 방석 본체(40)를 접거나 말아 방석 본체(40)의 부피를 감소시킴으로써, 방석 본체(40)를 간편하게 휴대 및 보관할 수 있다.

한편, 압축되어 있던 오픈 셀 폼(130)들이 복원되는 경우, 오픈 셀 폼(130)의 오픈 셀들이 팽창되면서 공기가 충전되게 된다. 이때, 공기 주입구(136)가 열려 있으면, 외부 공기가 공기 주입구(136)를 통해 흡입되면서 방석 본체(40) 안에 자체적으로 충전된다. 공기의 충전이 완료되면, 사용자는 공기 주입구(136)를 닫아 방석 본체(40)의 팽창 상태를 유지시킨다. 이와 같이 오픈 셀 폼(130)의 압축팽창에 의한 자가 충전 기능에 의해 에어 매트(10B)의 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.

도 16에 빈 공간(138)의 형성을 위한 돌기(134a, 134b)가 댐핑 포스트(134)의 상단에 더 돌출되어 있는 것이 도시되어 있다. 돌기(134a, 134b)의 상단은 체임버(22a)의 위쪽 내면에 지지되어 사용자의 압박에 의한 에어 셀(22)들이 수축을 완화시켜 쿠션감을 향상시키게 된다.

도 13, 도 14, 도 17과 도 18을 참조하면, 공기 분사 밸브(140)는 사용자의 압박 시 개방되어 공기를 분사할 수 있도록 공기 분사 튜브(28)에 장착되어 있다. 공기 분사 밸브(140)는 밸브 보디(Valve body: 142), 벨로우즈(Bellows: 144), 스템(Stem: 146), 스프링(148)과 푸시 버튼(Push button: 150)으로 구성되어 있다.

도 17과 도 18에 명확히 도시되어 있는 바와 같이, 밸브 보디(142)는 공기 분사 튜브(28)의 구멍(28c)을 통해 노출되도록 공기 통로(28a) 안에 장착되어 있다. 밸브 보디(142)는 공기 통로(28a)와 연결되도록 형성되어 있는 유입 구멍(Inlet port: 142a)과, 유입 구멍(142a)과 연결되도록 외면 아래쪽에 형성되어 있는 밸브실(Valve chest: 142b)과, 밸브실(142b)과 연결되도록 안쪽에 형성되어 있는 밸브 구멍(Valve port: 142c)과, 구멍(28c) 밖에 배치되도록 외면 위쪽에 형성되어 있으며 밸브 구멍(142c)과 연결되어 있는 유출 구멍(Outlet port: 142d)을 갖는다. 밸브실(142b)의 아래쪽은 트여 있다. 밸브 시트(Valve seat: 142e)가 밸브 구멍(142c)의 가장자리에 형성되어 있다.

벨로우즈(144)는 밸브실(142b)을 폐쇄하도록 밸브 보디(142)의 아래쪽에 결합되어 있다. 벨로우즈(144)는 그 탄성에 의해 사용자의 압박 시 압축변형되고, 압박의 해제 시 복원된다. 스템(146)은 밸브 구멍(142c)을 통해 밸브실(142b) 안에서 운동할 수 있도록 장착되어 있다. 스템(146)은 밸브 시트(142e)에 밀착되어 밸브 구멍(142c)을 개폐할 수 있도록 외면 한쪽에 장착되어 있는 플러그(Plug: 146a)를 갖는다.

스프링(148)은 플러그(146a)가 밸브 시트(142e)에 밀착되어 밸브 구멍(142c)을 폐쇄하는 방향으로 편향시킬 수 있도록 스템(146)에 장착되어 있다. 스프링(148)은 코일 스프링(Coil spring)으로 구성되어 있다. 푸시 버튼(150)은 사용자가 누를 수 있도록 밸브 보디(142)의 위쪽에 결합되어 있다. 푸시 버튼(150)은 벨로우즈(152)로 구성되어 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 푸시 버튼(150)은 사용자의 압박 시 탄성 변형할 수 있는 플렉시블 캡(Flexible cap), 속이 빈 플렉시블 볼(Flexible ball) 등과 같은 다양한 형태로 구성될 수 있다.

도 18에 도시되어 있는 바와 같이, 사용자가 에어 매트(10B)에 앉거나 누우면서 벨로우즈(152)를 누르면, 벨로우즈(152)가 압축변형되면서 밸브 보디(142)를 눌러 하강시키게 된다. 하강되는 밸브 보디(142)는 벨로우즈(144)를 눌러 압축변형시키게 된다. 벨로우즈(144)의 압축변형에 의해 스템(146)이 상승되고, 플러그(146a)가 밸브 시트(142e)로부터 떨어져 밸브 구멍(142)을 열어주게 된다. 송풍기(66)의 작동에 의해 공급되는 공기는 플렉시블 호스(68)를 통해 공기 분사 튜브(28)의 공기 통로(28a)에 공급된다. 공기는 유입 구멍(142a)과 밸브 구멍(142c)을 지나 유출 구멍(142a)을 통해 사용자에게 분사된다. 이와 같이 공기 분사 밸브(140)는 사용자가 푸시 버튼(150)을 누르는 주위에 공기를 분사하여 효율을 높일 수 있다.

한편, 벨로우즈(152)의 누름 동작이 해제되면, 벨로우즈(144, 152)가 팽창되어 복원되고, 스템(146)이 복귀된다. 스템(146)이 복귀되면, 플러그(146a)가 밸브 시트(142e)에 밀착되면서 밸브 구멍(142c)을 닫아주게 된다. 공기 분사 밸브(140)가 폐쇄되어 있는 상태에서 송풍기(66)가 지속적으로 작동되면, 공기 통로(24a) 안의 압력이 높아져 전기모터(66a)의 부하, 즉 소비 전류가 커지게 된다. 컨트롤러(92)는 전기모터(66a)의 부하가 설정 값보다 커지면 전기모터(66a)를 정지시킨다. 따라서 사용자가 에어 매트(10B)를 사용하지 않을 때 송풍기(66)의 불필요한 작동을 방지하여 전력 소비를 줄일 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 송풍기(66)는 에어 매트(10B)에 장착되는 센서, 스위치 등에 의해 사용자를 감지하여 에어 메트(10B)를 사용할 때만 작동되도록 구성될 수 있다.

도 19에 본 발명에 따른 제3 실시예의 에어 매트에서 공기 분사 밸브의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 19를 참조하면, 공기 분사 밸브(160)는 사용자의 압박 시 개방되어 공기를 분사할 수 있도록 공기 분사 튜브(28)에 장착되어 있다. 공기 분사 밸브(160)는 밸브 보디(162), 스템(164)과 푸시 버튼(166)으로 구성되어 있다.

밸브 보디(162)는 공기 분사 튜브(28)의 구멍(28c)을 통해 노출되도록 공기 통로(28a) 안에 장착되어 있다. 밸브 보디(162)는 공기 통로(28a)와 연결되도록 형성되어 있는 유입 구멍(162a)과, 유입 구멍(162a)과 연결되도록 외면 아래쪽에 형성되어 있는 밸브실(162b)과, 밸브실(162b)과 연결되도록 안쪽에 형성되어 있는 밸브 구멍(162c)과, 구멍(28c) 밖에 배치되도록 외면 위쪽에 형성되어 있으며 밸브 구멍(162c)과 연결되어 있는 유출 구멍(162d)을 갖는다. 밸브 시트(162e)가 밸브 구멍(162c)의 가장자리에 형성되어 있다.

스템(164)은 밸브 구멍(162c)을 통해 밸브실(162b) 안에 운동할 수 있도록 장착되어 있다. 스템(164)은 밸브 시트(162e)에 밀착되어 밸브 구멍(162c)을 개폐할 수 있도록 외면 한쪽에 장착되어 있는 플러그(164a)를 갖는다. 스템(164)의 상단은 밸브 구멍(162c) 밖으로 연장되어 있다. 푸시 버튼(150)은 사용자가 누를 수 있도록 밸브 보디(162)와 스템(164)에 결합되어 있다.

푸시 버튼(150)은 플러그(164a)가 밸브 시트(162e)에 밀착되어 밸브 구멍(162c)을 폐쇄하는 방향으로 편향시킬 수 있도록 탄성을 갖는 플렉시블 캡(168)으로 구성되어 있다. 플렉시블 캡(168)의 아래쪽 가장자리는 밸브 보디(162)의 외면 위쪽에 결합되어 있다. 플렉시블 캡(168)의 중앙은 스템(164)의 상단에 결합되어 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 플렉시블 캡(168)은 벨로우즈로 구성될 수도 있다.

사용자가 에어 매트(10C)에 앉거나 누우면서 플렉시블 캡(168)을 누르면, 플렉시블 캡(168)가 압축변형되면서 스템(164)을 하강되고, 플러그(164a)가 밸브 시트(162e)로부터 떨어져 밸브 구멍(162)을 열어주게 된다. 플렉시블 캡(168)의 누름 동작이 해제되면, 플렉시블 캡(168)이 팽창되어 복원되고, 스템(164)이 복귀된다. 스템(164)이 복귀되면, 플러그(164a)가 밸브 시트(162e)에 밀착되면서 밸브 구멍(162c)을 닫아주게 된다.

이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

10, 10A, 10B: 에어 매트 20: 플렉시블 상판
22: 에어 셀 24: 통로 튜브
28: 공기 분사 튜브 30: 공기 공급 튜브
40: 매트 본체 42: 플렉시블 하판
50: 방석 커버 56: 메시
60: 공기 공급 장치 62: 하우징
64: 필터 66: 송풍기
68: 플렉시블 호스 70: 에어 펌프
72: 플렉시블 호스 80: 전기히터
90: 컨트롤 패널 92: 컨트롤러
102: 냉각 탱크 104: 냉각 튜브
106: 드레인 팬 110: 열전소자
130: 오픈 셀 폼 132: 베이스 플레이트
134: 포스트 140, 160: 공기 분사 밸브
142, 162: 밸브 보디 144: 벨로우즈
146, 164: 스템 150, 166: 푸시 버튼

Claims (15)

1. 공기의 공급에 의해 팽창할 수 있도록 윗면에 서로 간격을 두고 융기되어 있으며 공기의 흐름이 가능하도록 서로 연결되어 있는 체임버를 갖는 복수의 에어 셀과, 공기를 분사할 수 있도록 윗면에 배치되어 있는 공기 분사 튜브를 갖는 플렉시블 상판과;
   상기 복수의 에어 셀의 체임버를 폐쇄하도록 상기 플렉시블 상판의 아랫면에 접합되어 매트 본체를 구성하는 플렉시블 하판과;
   공기의 유입을 위한 에어그릴이 내측의 송풍실과 연결되도록 장착되어 있으며 상기 공기 분사 튜브에 연결되어 공기를 공급하도록 외면 한쪽에 공기 배출구가 형성되어 있는 하우징과, 상기 송풍실 안에 공기의 송풍을 위해 장착되어 있는 송풍기를 갖는 공기 공급 장치와;
   상기 하우징에 분리할 수 있도록 장착되어 있으며 상기 에어그릴을 통해 유입되는 공기와의 열교환에 의해 공기를 냉각시킬 수 있는 냉각 매체를 저장하는 냉각 탱크와, 상기 냉각 탱크의 바닥에 공기와 상기 냉각 매체를 열교환시킬 수 있도록 형성되어 있고 공기의 흐름을 위한 공기 통로가 형성되어 있는 복수의 냉각 튜브와, 상기 냉각 탱크의 아래쪽에 배치되도록 상기 하우징에 장착되어 응축수를 집수하는 드레인 팬을 갖는 냉각 유닛을 포함하는 에어 매트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 매트 본체 안에 밀봉되도록 장착되어 있는 오픈 셀 폼을 더 포함하고,
   상기 오픈 셀 폼은 상기 플렉시블 상판과 상기 플렉시블 하판 사이에 배치되어 있는 베이스 플레이트와, 상기 복수의 에어 셀의 체임버에 수용되도록 상기 베이스 플레이트의 윗면에 융기되어 있는 복수의 포스트를 구비하는 에어 매트.
3. 제2항에 있어서,
   상기 오픈 셀 폼의 압축팽창에 의해 공기를 흡입하여 자가 충전시킬 수 있도록 상기 매트 본체의 한쪽에 상기 베이스 플레이트와 연결되도록 장착되어 있는 공기 주입구를 더 포함하고,
   상기 복수의 에어 셀의 체임버와 상기 복수의 포스트 사이의 위쪽에 빈 공간이 형성되어 있는 에어 매트.
4. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 에어 셀 중 서로 이웃하는 에어 셀들의 체임버 사이에 공기의 흐름이 가능하도록 복수의 통로 튜브가 연결되어 있으며, 상기 복수의 에어 셀의 상부에 아래를 향하여 움푹하게 들어간 요면이 형성되어 있는 에어 매트.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 공기 분사 튜브는 공기의 흐름을 위한 공기 통로와, 상기 공기 통로와 연결되어 있는 구멍을 가지며,
   상기 구멍에 사용자의 누름 시 공기를 분사할 수 있도록 공기 분사 밸브가 더 장착되어 있는 에어 매트.
6. 제5항에 있어서,
   상기 공기 분사 밸브는,
   상기 구멍을 통해 노출되도록 상기 공기 통로 안에 장착되어 있고, 상기 공기 통로와 연결되도록 형성되어 있는 유입 구멍과, 상기 유입 구멍과 연결되도록 형성되어 있는 밸브실과, 상기 밸브실과 연결되도록 형성되어 있는 밸브 구멍과, 상기 구멍 밖에 배치되도록 형성되어 있으며 상기 밸브 구멍과 연결되어 있는 유출 구멍을 갖는 밸브 보디와;
   상기 밸브 보디의 아래쪽에 결합되어 있는 벨로우즈와;
   상기 밸브실 안에 운동할 수 있도록 장착되어 있고, 상기 밸브 구멍을 개폐할 수 있는 플러그를 갖는 스템과;
   상기 플러그가 상기 밸브 구멍을 폐쇄하는 방향으로 편향시킬 수 있도록 상기 스템에 장착되어 있는 스프링과;
   사용자가 누를 수 있도록 상기 밸브 보디의 위쪽에 결합되어 있는 푸시 버튼을 구비하는 에어 매트.
7. 제6항에 있어서,
   상기 푸시 버튼은 사용자의 누름 시 수축할 수 있는 벨로우즈로 이루어지는 에어 매트.
8. 제5항에 있어서,
   상기 공기 분사 밸브는,
   상기 구멍을 통해 노출되도록 상기 공기 통로 안에 장착되어 있고, 상기 공기 통로와 연결되도록 형성되어 있는 유입 구멍과, 상기 유입 구멍과 연결되도록 형성되어 있는 밸브실과, 상기 밸브실과 연결되도록 형성되어 있는 밸브 구멍과, 상기 구멍 밖에 배치되도록 형성되어 있으며 상기 밸브 구멍과 연결되어 있는 유출 구멍을 갖는 밸브 보디와;
   상기 밸브 구멍을 통해 밸브실 안에 운동할 수 있도록 장착되어 있고, 상기 밸브 구멍을 개폐할 수 있는 플러그를 갖는 스템과;
   사용자가 누를 수 있도록 상기 밸브 보디와 상기 스템에 결합되어 있으며, 상기 플러그가 상기 밸브 구멍을 폐쇄하는 방향으로 편향시킬 수 있도록 탄성을 갖는 푸시 버튼을 구비하는 에어 매트.
9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 공기 공급 장치는 상기 에어그릴의 내측에 공기를 여과할 수 있도록 장착되어 있는 필터를 구비하는 에어 매트.
10. 제9항에 있어서,
    상기 하우징에 장착되어 있으며, 상기 복수의 통로 튜브 중 어느 하나에 공기를 공급할 수 있도록 연결되어 있는 에어 펌프와;
    상기 송풍실로 유입되는 공기를 가열할 수 있도록 하우징에 장착되어 있는 전기히터를 더 포함하는 에어 매트.
11. 삭제
12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 매트 본체의 한쪽 가장자리에 일체형으로 장착되어 있는 에어 매트.
13. 삭제
14. 삭제
15. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 에어 셀의 형태를 구속할 수 있도록 상기 매트 본체를 수용하는 수납공간과, 상기 수납공간을 여닫을 수 있도록 테두리를 따라 장착되어 있는 지퍼와, 통풍을 위해 윗면에 부착되어 있는 메시를 갖는 방석 커버를 더 포함하는 에어 매트.

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