KR101954508B1

KR101954508B1 - 에어 매트

Info

Publication number: KR101954508B1
Application number: KR1020170011314A
Authority: KR
Inventors: 조영만
Original assignee: 주식회사 신영트레이딩
Priority date: 2017-01-24
Filing date: 2017-01-24
Publication date: 2019-03-05
Also published as: KR20180087065A

Abstract

본 발명은 쿠션감이 좋고 공기의 분출에 의해 쾌적한 환경을 조성할 수 있는 에어 매트를 개시한다. 본 발명은 베이스 트레이, 격자 프레임, 복수의 쿠션, 어퍼 및 로워 커버, 공기 공급 장치로 구성되어 있다. 베이스 트레이, 어퍼 및 로워 커버는 가요성을 가지며, 격자 프레임과 쿠션은 오픈 셀 폼으로 구성되어 있다. 위쪽이 트인 수납공간이 베이스 트레이에 형성되어 있다. 격자 프레임은 수납공간의 상부에 수용되어 있다. 복수의 장착구멍과 복수의 연결구멍이 격자 프레임에 형성되어 있다. 쿠션들은 장착구멍들의 위아래로 돌출되도록 장착구멍들 각각에 결합되어 있다. 어퍼 커버는 격자 프레임과 격자 프레임의 위쪽으로 돌출되어 있는 쿠션들을 감싸도록 배치되어 있다. 연결구멍들과 연결되도록 복수의 공기 분출 구멍이 어퍼 커버에 형성되어 있다. 로워 커버는 격자 프레임과 격자 프레임의 아래쪽으로 돌출되어 있는 쿠션들을 감싸 어퍼 커버와의 사이에 에어 체임버를 형성하도록 어퍼 커버에 접합되어 있다. 연결구멍들과 연결되도록 복수의 통기구멍이 로워 커버에 형성되어 있다. 로워 커버는 베이스 트레이의 바닥면과의 사이에 복수의 통기구멍과 연결되는 공기 통로를 형성하도록 아랫면 가장자리가 베이스 트레이의 윗면 가장자리에 접합되어 있다. 공기 공급 장치는 공기 통로에 연결되어 공기를 공급한다. 본 발명에 의하면, 어퍼 및 로워 커버에 융기되도록 내장되어 있는 쿠션에 의해 쿠션감을 향상시킬 수 있으면서도 온풍이나 냉풍 등의 공기를 분출할 수 있는 구조에 의해 사용 편의성을 크게 향상시키고, 땀 등의 습기가 제거되어 피부염증 등의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

에어 매트{AIR MAT}

본 발명은 매트(Mat)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압력 분산(Pressure dispersion)과 쿠션감(Cushion feel)이 좋고 공기의 분출에 의해 쾌적한 환경을 조성할 수 있으며 자가 충전 구조(self-inflating structure)에 의해 공기를 간편하게 주입할 수 있는 에어 매트에 관한 것이다.

매트는 앉거나 누울 때 밑에 까는 깔개로 다양한 형태와 소재로 구성되어 있다. 에어 매트는 쿠션감을 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 공기 주머니가 공기의 공급에 의해 팽창 및 수축할 수 있도록 상판에 돌출되어 있고, 공기 주머니들은 공기 이동로에 의해 연결되어 있다. 상판과 하판은 수지조성물에 의해 일체형으로 접합되어 있다. 에어 펌프는 공기 이동로에 연결되어 있는 공기주입구를 통해 공기를 공급하게 된다. 공기 주머니들이 공기의 공급에 의해 팽창되어 있는 상태에서 사용자가 착석하게 되면, 공기 주머니들은 사용자의 엉덩이에 눌려 변형되면서 엉덩이를 지지하게 된다.

상기한 바와 같은 에어 매트는 일반적인 방석에 비해 상당히 고가임에도 불구하고 공기 주머니들에 의해 사용자의 엉덩이를 지지할 수 있는 기능만 보유하여 사용이 기피되고 있는 문제가 있다. 또한, 공기 주머니들이 공기압의 차이에 의해 꿀렁거리면서 엉덩이를 안정적으로 지지하는데 미흡한 문제가 있다. 따라서 사용자의 신체를 안정적으로 지지하면서도 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, 위쪽이 트인 수납공간이 형성되어 있고, 가요성을 갖는 베이스 트레이와; 수납공간의 상부에 수용되어 있으며, 복수의 장착구멍과 복수의 연결구멍이 형성되어 있고, 오픈 셀 폼으로 이루어지는 격자 프레임과; 복수의 장착구멍의 위아래로 돌출되도록 복수의 장착구멍 각각에 결합되어 있으며, 오픈 셀 폼으로 이루어지는 복수의 쿠션과; 격자 프레임과 격자 프레임의 위쪽으로 돌출되어 있는 복수의 쿠션을 감싸도록 배치되어 있고, 복수의 연결구멍과 연결되도록 복수의 공기 분출 구멍이 형성되어 있으며, 가요성을 갖는 어퍼 커버와; 격자 프레임과 격자 프레임의 아래쪽으로 돌출되어 있는 복수의 쿠션을 감싸 어퍼 커버와의 사이에 에어 체임버를 형성하도록 어퍼 커버에 접합되어 있고, 복수의 연결구멍과 연결되도록 복수의 통기구멍이 형성되어 있으며, 베이스 트레이의 바닥면과의 사이에 복수의 통기구멍과 연결되는 공기 통로를 형성하도록 아랫면 가장자리가 베이스 트레이의 윗면 가장자리에 접합되어 있고, 가요성을 갖는 로워 커버와; 공기 통로에 연결되어 공기를 공급하는 공기 공급 장치를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 에어 매트에 있어서, 어퍼 커버는 격자 프레임의 위쪽으로 돌출되어 있는 복수의 쿠션의 위쪽 부분을 수용하도록 형성되어 있는 복수의 포켓을 가지며, 로워 커버는 격자 프레임의 아래쪽으로 돌출되어 있는 복수의 쿠션의 아래쪽 부분을 수용하도록 형성되어 있는 복수의 포켓을 갖는다. 격자 프레임과 복수의 쿠션의 압축팽창에 의해 공기가 에어 체임버에 자가 충전될 수 있도록 어퍼 커버와 로워 커버 사이에 장착되어 있고 에어 체임버에 연결되어 있는 밸브구멍과, 밸브구멍을 여닫을 수 있는 마개를 갖는 에어 밸브와, 송풍실로 유입되는 공기를 가열할 수 있도록 공기 공급 장치의 하우징에 장착되어 있는 전기히터를 더 포함한다.

본 발명에 따른 에어 매트는, 어퍼 및 로워 커버에 융기되도록 내장되어 있는 쿠션에 의해 쿠션감을 향상시킬 수 있으며, 쿠션의 오픈 셀(Open cell)들에 충전되는 공기에 의해 압력 분산을 향상시킬 수 있다. 또한, 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 에어 매트를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 에어 매트를 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 에어 매트에서 어퍼 및 로워 커버, 격자 프레임과 쿠션을 나타낸 사시도이다.
도 4 본 발명에 따른 에어 매트를 부분적으로 절제하여 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 에어 매트를 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 5의 A-A선 단면도이다.
도 7은 도 6에서 공기 분출 구멍을 통한 공기의 분출을 설명하기 위해 부분적으로 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 5의 B-B선 단면도이다.
도 9는 도 5의 C-C선 단면도이다.
도 10은 도 5의 D-D선 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 에어 매트에서 공기 공급 장치의 구성을 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 12는 본 발명에 따른 에어 매트의 제어를 설명하기 위해 나타낸 블록도이다.
도 13는 본 발명에 따른 에어 매트의 다른 실시예를 부분적으로 나타낸 사시도이다.
도 14는 본 발명에 따른 에어 매트의 다른 실시예의 작동을 설명하기 위해 나타낸 단면도이다.
도 15는 본 발명에 따른 에에 매트의 또 다른 실시예를 부분적으로 나타낸 사시도이다.

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 6을 참조하면, 본 발명에 따른 에어 매트(10)는 베이스 트레이(Base tray: 20)를 구비한다. 베이스 트레이(20)는 위쪽이 트이도록 형성되어 있는 수납공간(22)을 갖는다. 베이스 트레이(20)는 가요성(Flexibility)을 갖도록 플렉시블 플라스틱(Flexible plastic), 예를 들면 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic polyurethane, TPU), 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene) 등으로 구성될 수 있다. 베이스 트레이(20)는 사용자가 방석으로 사용하기 적당한 크기의 사각형으로 형성되어 있다.

본 발명에 따른 에어 매트(10)는 베이스 트레이(20)의 안쪽에 장착되어 있는 격자 프레임(Grid frame: 30)과, 격자 프레임(30)의 위아래로 돌출되도록 격자 프레임(30)에 결합되어 있는 복수의 쿠션(Cushion: 40)을 구비한다. 격자 프레임(30)은 수납공간(22)의 상부에 수용되어 있다. 복수의 장착구멍(32)과 복수의 연결구멍(34)이 격자 프레임(30)에 형성되어 있다. 쿠션(40)들 각각은 격자 프레임(30)의 위아래로 돌출되도록 장착구멍(32)들 각각에 끼워져 결합되어 있다. 격자 프레임(30)의 위쪽으로 돌출되어 있는 쿠션(40)들의 위쪽 부분은 베이스 트레이(20)의 위쪽으로 돌출되어 있다. 격자 프레임(30)의 아래쪽으로 돌출되어 있는 쿠션(40)들의 아래쪽 부분은 수용공간(22)에 수용되어 있다.

베이스 트레이(20)와 쿠션(40)들 각각은 오픈 셀 폼(Open cell form) 또는 스펀지(Sponge)으로 구성되어 있다. 오픈 셀 폼은 오픈 셀 또는 기공(Pore)을 갖도록 다공성 소재(Porous material), 예를 들면 폴리우레탄(Polyurethane)의 발포성형(Foaming)에 의해 제조될 수 있다. 쿠션(40)들은 사각기둥으로 형성되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 쿠션(40)들은 원기둥, 삼각기둥, 육각기둥 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 격자 프레임(30)과 쿠션(40)들은 일체형으로 구성될 수도 있다.

본 발명에 따른 에어 매트(10)는 격자 프레임(30)과 쿠션(40)들을 감싸도록 베이스 트레이(20)의 위쪽에 배치되어 있으며 가요성을 갖는 어퍼 커버(Upper cover: 50)를 구비한다. 복수의 포켓(Pocket: 52)이 격자 프레임(30)의 위쪽으로 돌출되어 있는 쿠션(40)들의 위쪽 부분을 수용할 수 있도록 어퍼 커버(50)에 형성되어 있다. 포켓(52)들은 아래가 트인 캡 형태(Cap shape)로 형성되어 있다. 복수의 공기 분출 구멍(54) 각각이 연결구멍(34)들 각각과 연결되도록 어퍼 커버(50)에 형성되어 있다.

본 발명에 따른 에어 매트(10)는 격자 프레임(30)과 쿠션(40)들을 감싸도록 어퍼 커버(50)의 아랫면에 접합되어 있으며 가요성을 갖는 로워 커버(Lower cover: 60)를 구비한다. 복수의 포켓(62)이 격자 프레임(30)의 아래쪽으로 돌출되어 있는 쿠션(40)들의 아래쪽 부분을 수용할 수 있도록 로워 커버(60)에 형성되어 있다. 포켓(62)들은 컵 형태(Cup shape)로 형성되어 있다. 복수의 보스(Boss: 64)들이 연결 구멍(34)들 각각에 끼워지도록 로워 커버(60)에 형성되어 있다. 복수의 통기구멍(64a) 각각이 공기 분출 구멍(54)들 각각에 정렬되도록 보스(64)들의 중앙에 형성되어 있다. 보스(64)들의 윗면은 초음파 융착, 고주파 융착 등의 열융착(Thermal bonding)에 의해 어퍼 커버(50)의 아랫면에 접합되어 있다.

로워 커버(60)의 윗면 가장자리는 어퍼 커버(50)와의 사이에 밀봉되어 있는 에어 체임버(Air chamber: 66)를 형성하도록 어퍼 커버(50)의 아랫면 가장자리에 열융착되어 있다. 로워 커버(60)의 아랫면 가장자리는 수납공간(22)을 밀봉하도록 베이스 트레이(20)의 윗면 가장자리에 열융착되어 있다. 포켓(62)들은 베이스 트레이(20)의 바닥면과 로워 커버(60)의 아랫면 사이에 통기구멍(64a)들과 연결되는 공기 통로(68)를 형성하도록 수납공간(22)에 수용되어 있다. 어퍼 및 로워 커버(50, 60) 각각의 포켓(52, 62)들은 서로 대향되도록 배치되어 쿠션(40)들을 수용하는 에어 셀(Air cell) 또는 에어 포켓(Air pocket)을 형성하게 된다.

본 발명에 따른 에어 매트(10)에 있어서 격자 프레임(30)과 쿠션(40)들의 조립체를 어퍼 및 로워 커버(50, 60)로 감싸고, 어퍼 및 로워 커버(50, 60)를 열융착에 의해 접합시켜 에어 체임버(66)를 형성한 후, 어퍼 커버(50) 또는 로워 커버(60)의 가장자리 아랫면을 열융착에 의해 베이스 트레이(20)의 가장자리에 접합시켜 공기 통로(68)를 형성할 수 있다. 또한, 베이스 트레이(20), 로워 커버(60)와 어퍼 커버(50)를 순차적으로 적층한 후, 베이스 트레이(20), 로워 커버(60)와 어퍼 커버(50) 각각의 가장자리가 밀봉되도록 1회의 열융착에 의해 접합시킬 수도 있다.

도 1, 도 2, 도 5와 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 에어 매트(10)는 에어 체임버(66)와 연결되도록 어퍼 커버(50)와 로워 커버(60) 사이에 장착되어 있는 에어 밸브(Air valve: 70)를 구비한다. 에어 밸브(70)는 밸브구멍(72)과, 밸브구멍(72)을 여닫는 마개(74)를 갖는다. 몇몇 실시예에 있어서, 공기는 에어 펌프(Air pump)나 에어 컴프레서(Air compressor)에 의해 에어 체임버(66)에 주입될 수 있다.

도 1, 도 2, 도 4, 도 5, 도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 에어 매트(10)는 공기 통로(68)에 연결되어 공기를 공급하는 공기를 공급하는 공기 공급 장치(80)를 구비한다. 공기 공급 장치(80)는 하우징(Housing: 82), 필터(Filter: 84)와 송풍기(Blower: 86)로 구성되어 있다. 하우징(82)은 내측에 송풍실(82a)을 갖는 상자 형상으로 구성되어 있다. 공기의 유입을 위한 에어 그릴(Air grill: 82b)이 하우징(82)의 윗면 한쪽에 송풍실(82a)과 연결되도록 장착되어 있다. 에어 그릴 커버(Air grill cover: 82c)가 힌지(Hinge: 82d)를 중심으로 회전되어 에어 그릴(82b)을 여닫을 수 있도록 하우징(82)의 윗면에 장착되어 있다. 공기 배출구(82e)가 하우징(82)의 한쪽 측면에 형성되어 있다.

필터(84)는 에어 그릴(82b)과 에어 그릴 커버(82c) 사이에 장착되어 에어 그릴 커버(82c)를 통과하는 공기 중의 이물질을 여과한다. 필터(84)는 미립자를 여과할 수 있는 헤파필터(HAPA filter, High efficiency particulate arrestance filter)로 구성될 수 있다. 송풍기(86)는 하우징(82)의 송풍실(82a)에 장착되어 있다. 송풍기(86)는 전기모터(86a)와, 전기모터(86a)의 구동에 의해 회전되는 임펠러(Impeller: 86b)로 구성되어 있다.

튜브 커넥터(Tube connector: 90)가 베이스 트레이(20)의 한쪽에 장착되어 있다. 튜브 커넥터(90)는 공기 통로(68)에 연결되어 있는 제1 포트(Port: 90a)와 에어 체임버(66)에 연결되어 있는 제2 포트(90b)를 갖는다. 제1 에어 라인(Air line: 92)이 공기 배출구(82e)와 제1 포트(90a) 사이에 연결되어 있다. 제2 에어 라인(94)이 하우징(82) 안과 제2 포트(90b) 사이에 연결되어 있다. 제3 에어 라인(96)이 제2 포트(90b)와 에어 체임버(66)의 한쪽에 결합되어 있는 공기 배출구(98) 사이에 연결되어 있다. 제1 내지 제3 에어 라인(92, 94, 96) 각각은 플렉시블 호스(Flexible hose)로 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 제2 에어 라인(94)은 공기 배출구(98)를 통해 에어 체임버(66)와 직접 연결될 수 있다.

본 발명에 따른 에어 매트(10)는 하우징(82) 안에 장착되어 송풍기(86)의 작동에 의해 송풍되는 청정공기를 가열하는 전기히터(Electric heater: 100)를 구비한다. 전기히터(100)는 송풍기(86)의 작동에 의해 송풍되는 공기를 가열한다. 온도센서(102)가 송풍실(82a)의 온도를 감지할 수 있도록 송풍실(82a) 안에 장착되어 있다. 온도센서(102)는 전기히터(100)의 과열 시 전력의 공급을 차단하는 서미스터(Thermistor)로 구성될 수 있다.

도 1, 도 2, 도 11과 도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 에어 매트(10)는 송풍기(86)와 전기히터(100)의 작동을 제어할 수 있도록 하우징(82)에 장착되어 있는 제어 장치(Control device: 110)를 구비한다. 제어 장치(110)는 컨트롤 패널(Control panel: 112), 컨트롤러(Controller: 114)와 압력센서(Pressure sensor: 116)로 구성되어 있다. 제어 장치(110)는 온도센서(102)를 포함한다.

컨트롤 패널(112)은 하우징(82)의 윗면에 장착되어 있으며, 컨트롤러(Controller: 114), 파워 스위치(Power switch), 버튼(Button), 발광다이오드 인디케이터(Light Emitting Diode indicator, LED indicator), 오디오 장치(Audio device), 디스플레이(Display) 등으로 구성되어 있다. 컨트롤러(114)는 마이크로프로세서(Microprocessor)로 구성되어 있다. 오디오 장치는 스피커(Speaker)나 버저(Buzzer)로 구성될 수 있다. 컨트롤러(114)는 하우징(82) 안에 장착되어 있다. 컨트롤러(114)는 전기모터(86a), 전기히터(100), 온도센서(102)와 압력센서(116) 각각에 연결되어 있다. 압력센서(116)는 제2 에어 라인(94)과 연결되어 있으며, 제2 에어 라인(94)을 통해 배출되는 공기압을 감지하여 컨트롤러(114)에 입력한다.

송풍기(86), 전기히터(100)와 제어장치(110)의 작동을 위한 상용전력의 공급을 위한 파워 코드(Power cord: 120)가 컨트롤러(114)에 연결되어 있다. 파워 코드(120)는 실내의 전원접속기구에 접속되어 전력을 공급한다. 전력의 공급을 위해 충전 배터리(122)가 파워 코드(120)와 연결되도록 하우징(82) 안에 장착되어 있다. 충전 배터리(122)가 전원으로 사용되는 것에 의해 에어 매트(10)를 휴대하여 간편하게 사용할 수 있다.

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

도 1, 도 2, 도 5와 도 8을 참조하면, 마개(74)가 열려 있는 상태에서 사용자가 에어 매트(10)를 누르면, 오픈 셀 폼으로 구성되어 있는 격자 프레임(30)과 쿠션(40)들이 압축되면서 오픈 셀들에 충전되어 있던 공기가 에어 체임버(66)로부터 밸브구멍(72)을 통해 외부로 배출된다. 배출이 완료되면 마개(74)를 닫아준다. 따라서 본 발명에 따른 에어 매트(10)는 튜브 커넥터(90)에 연결되어 있는 제1 및 제2 에어 라인(92, 94)을 분리한 후, 접거나 말아 부피를 감소시켜 간편하게 휴대 및 보관할 수 있다.

한편, 마개(74)가 열려 있는 상태에서 압축되어 있던 격자 프레임(30)과 쿠션(40)들이 팽창되면, 격자 프레임(30)과 쿠션(40)들의 오픈 셀들에 공기가 충전되면서 공기의 흡입력이 발생된다. 따라서 외부 공기가 밸브구멍(72)을 통해 에어 체임버(66)로 유입되어 자체적으로 충전된다. 사용자는 공기가 에어 체임버(66)에 완전 충전되면 마개(74)에 의해 밸브구멍(72)을 닫아준다. 이와 같이 격자 프레임(30)과 쿠션(40)들의 압축팽창에 의해 공기가 자가 충전되므로, 에어 매트(10)의 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.

도 1, 도 10과 도 12를 참조하면, 사용자가 컨트롤 패널(112)의 조작에 의해 전원을 온(On)시킨 후, 에어 매트(10)에 앉게 되면, 쿠션(40)들이 눌리면서 압력 분산이 이루어짐과 동시에 압축되면서 엉덩이를 안정적으로 지지하여 사용자에게 편안한 쿠션감을 주게 된다. 쿠션(40)들의 압축 시 오픈 셀 폼의 오픈 셀에 충전되어 있던 공기가 에어 체임버(66)로부터 공기 배출구(98), 제3 에어 라인(96), 제2 포트(90b)와 제2 에어 라인(94)을 통해 배출된다. 압력센서(116)는 제2 에어 라인(94)을 통해 배출되는 공기압을 감지하여 컨트롤러(114)에 입력한다. 컨트롤러(114)는 압력센서(116)로부터 입력되는 공기압이 설정값 이상이면 송풍기(86)를 작동시키고, 공기압이 설정값 미만이면 송풍기(86)와 전기히터(100)의 작동을 정지시킨다. 몇몇 실시예에 있어서, 송풍기(86)와 전기히터(100)는 에어 매트(10)에 장착되는 센서, 스위치 등에 의해 사용자를 유무를 감지하여 에어 메트(10)를 사용할 때만 작동되도록 구성될 수도 있다.

도 1, 도 7, 도 9, 도 11과 도 12를 참조하면, 송풍기(86)가 작동되면, 외부의 공기가 에어 그릴 커버(82c), 필터(84)와 에어 그릴(82b)을 거치면서 필터(84)에 의해 청정공기로 여과되어 송풍실(82a)로 유입된다. 청정공기는 공기 배출구(82e)과 제1 에어 라인(92)을 통해 공기 통로(68)에 유입된 후, 공기 분출 구멍(54)들을 통해 엉덩이의 주위에 분출된다. 이와 같이 사용자의 엉덩이 주위로 공기가 분출되는 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.

전기히터(100)가 컨트롤 패널(112)의 조작에 의해 작동되면, 송풍기(86)의 작동에 의해 송풍실(82a)로 유입되는 청정공기가 가열된다. 온도센서(102)는 송풍실(82a) 안의 온도를 감지하여 컨트롤러(114)에 입력한다. 컨트롤러(114)는 온도센서(102)로부터 입력되는 온도를 처리하여 미리 설정되어 있는 온도 이상으로 과열되지 않도록 전기히터(100)의 작동을 제어한다. 전기히터(100)의 작동에 의해 가열된 열풍은 공기 분출 구멍(54)들을 통해 분출되어 사용자에게 온기를 느끼게 한다. 이러한 송풍기(86)와 전기히터(100)의 팬히터(Fan heater) 기능에 의한 매트(10)의 난방으로 사용자에게 최적의 환경을 제공할 수 있다.

도 13과 도 14에 본 발명에 따른 에어 매트의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 13과 도 14를 참조하면, 다른 실시예의 에어 매트(10A)가 앞에서 설명한 에어 매트(10)와 다른 점은 공기 분사 밸브(Air injection valve: 130)가 채택되는 것에 있다. 에어 매트(10, 10A)의 동일한 구성은 동일한 부호를 부여하고 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

공기 분사 밸브(130)는 커플러(Coupler: 132), 노즐(Nozzle: 134)과 탄성 튜브(Elastic tube: 136)로 구성되어 있다. 커플러(132)는 보어(Bore: 132a)가 형성되어 있는 보스(132b)와, 보스(132b)의 외면에 형성되어 있는 플랜지(Flange: 132c)를 갖는다. 커플러(132)는 플렉시블 플라스틱, 고무, 합성고무 등에 의해 가요성을 갖도록 구성되어 있다. 플랜지(132c)는 공기 분출 구멍(54)들 각각에 결합되어 있다. 보스(132b)는 공기 통로(68)와 보어(132a)가 연결되도록 연결 구멍(34) 안에 수용되어 있다. 노즐(134)은 공기를 분사할 수 있도록 보어(132a) 안에 결합되어 있다. 탄성 튜브(136)는 공기 통로(68) 안에 배치되도록 보스(132b)의 외면에 결합되어 있다. 탄성 튜브(136)는 보어(132b)와 연결되도록 형성되어 있는 밸브실(136a)과, 탄성변형에 의해 밸브실(136a)을 여닫을 수 있도록 외면에 길이 방향을 따라 형성되어 있는 복수의 슬릿(Slit: 136b)을 갖는다. 탄성 튜브(136)의 하부는 베이스 트레이(20)의 바닥면에 지지되는 반구형으로 형성되어 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 탄성 튜브(136)는 압축팽창에 의해 공기를 흡입할 수 있는 구멍이 형성되어 있는 벨로즈(Bellows)로 구성되거나 눌림에 의해 슬롯(136b)들이 벌어질 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

사용자가 에어 매트(10A)가 앉으면, 탄성 튜브(136)가 눌러져 압축변형 된다. 탄성 튜브(136)가 압축변형되면 슬릿(136b)들이 벌어지면서 송풍기(86)의 작동에 의해 공기 통로(68)로 공급되는 공기가 슬릿(136b)들을 통해 밸브실(136a)로 유입된 후, 노즐(134)을 통해 사용자에게 분사된다. 이와 같이 공기 분사 밸브(130)는 사용자가 에어 매트(10A)를 누르는 주위에 공기를 분사하여 공기 분사 효율을 높일 수 있다. 한편, 사용자에 의한 탄성 튜브(130)의 누름이 해제되면, 탄성 튜브(130)가 탄성복원력에 의해 복원되고, 벌어졌던 슬릿(136b)들이 오므라들면서 밸브실(136a)를 닫아주게 된다.

도 15에 본 발명에 따른 에어 매트의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 15를 참조하면, 또 다른 실시예의 에어 매트(10B)는 공기 공급 장치(80)의 하우징(82) 안에 장착되어 열을 흡수 및 방출하는 열전소자(Thermoelectric device: 140)를 구비한다. 열전소자(140)는 앞에서 설명한 전기히터(100)의 가열 기능을 대신하고, 냉각 기능을 보유한다.

열전소자(140) 또는 펠티에소자(Peltier device)는 N형 소자(N-type element: 142)와 P형 소자(P-type element: 144)의 양쪽을 전기전도판(146, 148)에 의해 접속하여 전류를 흐르게 하면, N형 소자(142)의 전자는 전류의 방향과 반대로 흐르고, P형 소자(144)의 정공은 전류와 같은 방향으로 흐른다. 따라서 전자와 정공이 떠나는 부분은 열을 흡수하고, 전자와 정공이 모이는 부분은 열을 방출한다. 도 12에 열전소자(140)는 N형 및 P형 소자(142, 144)들이 분할형(Segmented)으로 구성되어 있는 것이 도시되어 있으나, 열전소자(140)는 이종 재료의 소자를 적층하는 적층형(Cascaded type)으로 구성될 수 있다.

열전소자(140)는 열을 흡수하는 흡열부(Heat absorption side or Cold side: 150)와 열을 방출하는 방열부(Heat rejection side or Hot side: 152)를 구비한다. 흡열부(150)는 주위 온도를 하강시키며, 방열부(152)는 주위 온도를 상승시키게 된다. 흡열부(150)와 방열부(152) 각각은 절연체(Electrical insulator)로 세라믹(Ceramic)을 구비한다. 몇몇 실시예에 있어서, 절연체는 삭제될 수 있다. 이 경우, 흡열부(150)는 전기전도판(146) 측이 되고, 방열부(152)는 전기전도판(148) 측이 된다. 양극 도선(154)과 음극 도선(156) 각각이 전기전도판(148)에 연결되어 있다.

이와 같이 열전소자(140)가 전기히터를 대신하여 하우징(82) 안에 장착되어 송풍기(86)의 작동에 의해 송풍되는 공기를 가열 또는 냉각시켜 온풍 또는 냉풍을 공급하므로, 공기 공급 장치(80)의 구성이 간단해져 소형화 및 경량화가 용이하게 가능해진다.

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: 베이스 트레이
30: 격자 프레임 40: 쿠션
50: 어퍼 커버 52: 포켓
54: 공기 분출 구멍 60: 로워 커버
62: 포켓 66: 에어 체임버
68: 공기 통로 70: 에어 밸브
80: 공기 공급 장치 82: 하우징
84: 필터 86: 송풍기
90: 튜브 커넥터 100: 전기히터
102: 온도 센서 110: 제어 장치
112: 컨트롤 패널 114: 컨트롤러
116: 압력 센서 130: 공기 분사 밸브
132: 커플러 134: 노즐
136: 탄성 튜브 140: 열전소자

Claims

위쪽이 트인 수납공간이 형성되어 있고, 가요성을 갖는 베이스 트레이와;
상기 수납공간의 상부에 수용되어 있으며, 복수의 장착구멍과 복수의 연결구멍이 형성되어 있고, 오픈 셀 폼으로 이루어지는 격자 프레임과;
상기 복수의 장착구멍의 위아래로 돌출되도록 상기 복수의 장착구멍 각각에 결합되어 있으며, 오픈 셀 폼으로 이루어지는 복수의 쿠션과;
상기 격자 프레임과 상기 격자 프레임의 위쪽으로 돌출되어 있는 상기 복수의 쿠션을 감싸도록 배치되어 있고, 상기 복수의 연결구멍과 연결되도록 복수의 공기 분출 구멍이 형성되어 있으며, 가요성을 갖는 어퍼 커버와;
상기 격자 프레임과 상기 격자 프레임의 아래쪽으로 돌출되어 있는 상기 복수의 쿠션을 감싸 상기 어퍼 커버와의 사이에 에어 체임버를 형성하도록 상기 어퍼 커버에 접합되어 있고, 상기 복수의 연결구멍과 연결되도록 복수의 통기구멍이 형성되어 있으며, 상기 베이스 트레이의 바닥면과의 사이에 상기 복수의 통기구멍과 연결되는 공기 통로를 형성하도록 아랫면 가장자리가 상기 베이스 트레이의 윗면 가장자리에 접합되어 있고, 가요성을 갖는 로워 커버와;
상기 공기 통로에 연결되어 공기를 공급하는 공기 공급 장치를 포함하는 에어 매트.
제1항에 있어서,
상기 어퍼 커버는 상기 격자 프레임의 위쪽으로 돌출되어 있는 상기 복수의 쿠션의 위쪽 부분을 수용하도록 형성되어 있는 복수의 포켓을 가지며, 상기 로워 커버는 상기 격자 프레임의 아래쪽으로 돌출되어 있는 상기 복수의 쿠션의 아래쪽 부분을 수용하도록 형성되어 있는 복수의 포켓을 갖는 에어 매트.
제2항에 있어서,
상기 로워 커버는 상기 복수의 연결구멍 각각에 끼워지도록 형성되어 있는 복수의 보스를 가지며, 상기 복수의 통기구멍 각각은 상기 복수의 공기 분출 구멍과 상기 공기 통로를 연결하도록 상기 복수의 보스의 중앙에 형성되어 있고, 상기 복수의 보스 각각은 상기 어퍼 커버의 아랫면에 열융착되어 있는 에어 매트.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 격자 프레임과 상기 복수의 쿠션의 압축팽창에 의해 공기가 상기 에어 체임버에 자가 충전될 수 있도록 상기 어퍼 커버와 상기 로워 커버 사이에 장착되어 있고, 상기 에어 체임버에 연결되어 있는 밸브구멍과, 상기 밸브구멍을 여닫을 수 있는 마개를 갖는 에어 밸브를 더 포함하는 에어 매트.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공기 공급 장치는,
송풍실과, 상기 송풍실로 외부의 공기를 유입할 수 있도록 윗면에 장착되어 있는 에어 그릴과, 상기 에어 그릴 위에 여닫을 수 있도록 장착되어 있는 에어 그릴 커버와, 상기 공기 통로와 제1 에어 라인에 의해 연결할 수 있는 공기 배출구가 외면 한쪽에 형성되어 있는 하우징과;
상기 에어 그릴과 상기 에어 그릴 커버 사이에 공기의 여과를 위해 장착되어 있는 필터와;
상기 송풍실에 장착되어 있는 송풍기로 이루어지는 에어 매트.
제5항에 있어서,
상기 에어 체임버와 상기 하우징 사이에 연결되어 있는 제2 에어 라인과;
상기 제2 에어 라인을 통해 배출되는 공기압을 감지하는 압력센서와;
상기 압력센서로부터 입력되는 상기 공기압이 설정값 이상이면 상기 송풍기를 작동시키고, 상기 공기압이 설정값 미만이면 상기 송풍기를 정지시키도록 구성되어 있는 컨트롤러를 더 포함하는 에어 매트.
제6항에 있어서,
상기 송풍실로 유입되는 공기를 가열할 수 있도록 상기 하우징에 장착되어 있는 전기히터를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 공기압이 설정값 미만이면 상기 전기히터를 정지시키도록 구성되어 있는 에어 매트.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공기 공급 장치는,
송풍실과, 상기 송풍실로 외부의 공기를 유입할 수 있도록 윗면에 장착되어 있는 에어 그릴과, 상기 에어 그릴을 여닫을 수 있도록 윗면에 장착되어 있는 에어 그릴 커버를 가지며, 상기 공기 통로와 제1 에어 라인에 의해 연결할 수 있는 공기 배출구가 외면 한쪽에 형성되어 있는 하우징과;
상기 에어 그릴과 상기 에어 그릴 커버 사이에 공기의 여과를 위해 장착되어 있는 필터와;
상기 송풍실에 장착되어 있는 송풍기와;
상기 하우징 안에 장착되어 있으며, 전류의 인가에 의해 공기로부터 열을 흡수하는 흡열부와 열을 방출하는 방열부를 갖는 열전소자로 이루어지는 에어 매트.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
사용자의 누름 시 공기를 분사할 수 있도록 상기 복수의 공기 분출 구멍 각각에 장착되어 있는 공기 분사 밸브를 더 포함하는 에어 매트.
제9항에 있어서,
상기 공기 분사 밸브는,
상기 복수의 공기 분출 구멍에 장착되어 있고, 상기 공기 통로와 연결되도록 상기 복수의 연결 구멍 안에 수용되는 보어가 형성되어 있는 보스를 갖는 커플러와;
상기 보어 안에 공기를 분사할 수 있도록 장착되어 있는 노즐과;
상기 공기 통로 안에 배치되도록 상기 보스의 외면에 결합되어 있으며, 상기 보어와 연결되도록 형성되어 있는 밸브실과, 상기 밸브실을 탄성변형에 의해 여닫을 있도록 외면에 형성되어 있는 복수의 슬릿을 갖는 탄성 튜브로 이루어지는 에어 매트.