KR102217906B1 - 송풍장치 및 이를 포함하는 매트리스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 송풍장치 및 이를 포함하는 매트리스에 관한 것으로 특히, 송풍장치 자체를 리모컨(10)과 전원 공급 및 메인 제어부(20) 및 냉/온풍기(40)로 구성하고, 이들 구성요소 중 상기 냉/온풍기(40)만 매트리스(50) 내의 두 스프링 부재(52) 사이에 비교적 간편하고 견고하게 설치하여 사용할 수 있도록 한 것이다.
따라서, 하나의 송풍장치를 이용하여 매트리스 내부 전체에 걸쳐 사용자가 원하는 온도의 온풍 또는 냉풍을 고르게 공급하여 전체적으로 쾌적한 수면 환경을 조성할 수 있다.

Description

송풍장치 및 이를 포함하는 매트리스{Blower and mattress including the same}

본 발명은 송풍장치 및 이를 포함하는 매트리스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 매트리스 내에 비교적 간편하게 설치하여 매트리스 내부 전체에 걸쳐 사용자가 원하는 온도의 온풍 또는 냉풍을 고르게 공급하여 전체적으로 쾌적한 수면 환경을 조성할 수 있도록 발명한 송풍장치 및 이를 포함하는 매트리스에 관한 것이다.

일반적으로 침실용 침대는 나무, 황토 등의 흙을 이용한 매트리스, 스프링, 고무질 등 탄성부재를 이용한 매트리스 등 여러 형태의 매트리스를 침대의 프레임 상에 배치하여 사용한다.

이러한 매트리스는 사용자의 수면시 보다 쾌적하고 안락하게 수면을 유도할 수 있도록 하는 것을 주 목적으로 하고 있다.

이와 같이 침대에 사용되는 침대용 매트리스는 편안함은 있지만 그 자체로는 난방기능이 없으므로, 난방기능을 추가하고자 하는 노력들이 있었다.

그러한 노력의 일환으로 통상적인 전기장판이나 전기담요를 매트리스 위에 깔고, 그 위에 이불을 깔아서 보온 기능을 추가하고자 하였으나, 이러한 경우 침대의 부드러운 쿠션을 따라 전기장판이나 전기담요의 변형이 심해져 발열선이 손상되어 화재 등이 발생하거나 전기장판이나 전기담요 위에 까는 이불이 매트리스로부터 흘러내리는 단점이 있었다.

또한, 발열선이 보호되고 보온 기능을 강조한 돌침대가 개발되어 온돌방과 같은 효과를 낼 수 있는 장점이 있었으나, 바닥이 지나치게 딱딱하여 편안함을 중요시하는 사용자를 만족시키기에는 부족함이 있었다.

또, 종래에는 전열선 또는 온수 및 냉수를 통하여 매트리스 자체의 온도 조절이 가능하도록 구비된 매트리스의 종류가 개발 중이나, 전열선을 이용하는 경우 전자파에 의한 사용자의 건강을 해칠 우려 및 화재 발생 우려가 있는 한편, 온수 및 냉수의 경우 배관 설치가 어렵고 배관 누수의 경우 감전의 위험이 도사리고 있다.

또한, 침실은 휴식 및 숙면을 취하고자 하는 공간의 특성상 공기의 원활한 흐름이 이루어지지 않고 밀폐되어 있는 경우가 많은데, 보온의 효과와 더불어 별도의 공기정화 설비 없이 쾌적한 공기가 존재할 수 있는 침실환경이 절실히 요구되는 현실이다.

더불어, 대부분의 침대용 매트리스는 겉 표면이 패딩 처리된 누비층이 형성되어 있고, 내부는 쿠션재가 포함된 탄성체가 넣어져 있으며, 내부는 밀폐되어 있어 구조적으로 통풍이 원활하지가 않아 습한 공간이 된다.

특히, 한여름철에 침대 매트리스를 이용한 수면시 외부 습도 또는 사용자로부터 배출되는 땀 등과 같은 노폐물에 의하여 매트리스 자체가 눅눅하게 되는 한편, 그로 인해 세균이 발생하여 사용자의 건강을 해칠 수 있는 문제점이 있다.

이에 따라, 종래에도 침대 매트리스 내부에 온풍을 공급하여 온풍이 매트리스의 외피 상부로 올라오게 하는 제품도 개발되어 온풍에 따른 제습 기능 및 난방의 효과가 존재하나, 온풍장치로부터 송풍되는 난방공기가 매트리스 상부로 집중되지 못하고 전, 후면 및 측면과 하부면으로 새어 나가 정작 매트리스가 따뜻해지는데 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 온풍장치를 장시간 가동해야 매트리스가 따뜻해지므로 열효율이 낮고 경제적이지 못한 문제점 때문에 일반적인 전열선을 사용한 전기장판이나 전기담요 방식과 비교하여 에너지 효율면에서 동일하거나 다소 떨어지는 경향이 있었다.

또한, 종래의 온풍장치가 구비된 대부분의 침대용 매트리스는 온풍장치가 외장형으로 설치되어 있으므로 매트리스와 분리되어 있어 매트리스 하부 틀의 형태나 설치되는 장소의 공간적 제한을 많이 받아 사용 및 관리가 불편하고, 온풍장치가 매트리스와 결합 되어 있는 결합형도 안정적으로 결합 되지 못하는 단점이 있었다.

더불어, 매트리스 온도를 측정하는 온도센서가 매트리스와 일체화되지 못하여 실제 측정면이 아닌 기기 주변에 위치하거나 센서 자체가 없으므로 인하여 사용자가 필요로 하는 온도를 정확히 유지하지 못하는 현상이 있었다.

나아가, 숙면을 취해야만 하는 침대의 특성상 온풍장치로부터 발생하는 소음으로 인해 숙면을 취하지 못하는 문제점도 있었다.

국내 등록특허공보 제10-1851621호(2018년 04월 18일) 국내 등록특허공보 제10-1455617호(2014년 10월 22일) 국내 등록실용신안공보 제20-0467271호(2013년 05월 29일) 국내 등록특허공보 제10-1071367호(2011년 09월 30일)

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 송풍장치를 간단한 구조로 형성하여 매트리스 내의 스프링 사이에 비교적 간편하고 견고하게 설치하여 사용할 수 있고, 또한 매트리스 내부 전체에 걸쳐 사용자가 원하는 온도의 온풍 또는 냉풍을 고르게 공급하여 전체적으로 쾌적한 수면 환경을 조성할 수 있는 송풍장치 및 이를 포함하는 매트리스를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 냉/온풍기의 내부에 설치되는 온풍 및 냉풍 발생부의 케이스 입구에 송풍팬에서 토출되는 공기를 제 1 및 제 2 히터 측으로 곧바로 유입시키지 않고 일시 정체시킨 후 유입시켜 줄 수 있는 공명음 발생 방지겸 공기확산용 공간부를 구비시켜 주는 방식을 통해 냉/온풍기의 온풍 및 냉풍 발생부 내에서 발생하는 공명 소음을 방지하고, 냉/온풍기의 내,외부 케이스에 대한 냉각 효율을 대폭 증대할 수 있는 송풍장치 및 이를 포함하는 매트리스를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 온풍 및 냉풍 발생부 내에 제 1 및 제 2 히터를 설치하고, 온풍 및 냉풍 발생부의 입,출구에 각각 제 1 및 제 2 온도검출센서를 설치하여, 리모컨을 통해 선택되는 운전모드 등에 대응하여 제 1 및 제 2 히터를 동시에 또는 어느 하나만 작동시키는 방식을 통해 사용자가 원하는 온도의 온풍을 매트리스 내부에 지속적으로 공급시킬 수 있음은 물론 침대가 설치된 침실 내의 온도가 아닌 송풍팬에서 온풍 및 냉풍 발생부 측으로 강제로 유입시켜 주는 매트리스 내 공기의 유입온도와 온풍 및 냉풍 발생부를 통과하여 가열된 후 실제 매트리스 내로 배출시켜 주는 온풍온도(즉, 배출온도) 사이의 온도차를 정확히 판단한 다음 그 결과에 대응하여 제 1 및 제 2 히터는 물론 송풍팬의 회전속도를 펄스 폭 변조(PWM ; Pulse Width Modulation) 방식을 통해 제어해 줌으로써 매트리스 내부 전체에 걸쳐 사용자가 원하는 온도의 온풍을 보다 정확히 공급할 수 있어 보다 쾌적한 수면 환경을 조성할 수 있는 송풍장치 및 이를 포함하는 매트리스를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 온풍 및 냉풍 발생부와 전원 공급 및 메인 제어부 내에 각각 과열 방지용 온도퓨즈 또는 바이메탈와 써지 및 낙뇌 보호기를 설치하여 제 1 및 제 2 히터가 정해진 온도 이상으로 과열될 경우 전원 공급 및 메인 제어부의 출력신호에 무관하게 제 1 및 제 2 히터에 공급되는 교류전원전압을 차단하여 과열로 인해 발생할 수 있는 화제 등을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 전원선로를 통해 낙뇌 또는 높은 써지 전압이 유입될 경우 수 ㎲ 내지 수십 ㎲의 짧은 시간 이내에 전원전압을 완전 차단시켜 냉/온풍기를 포함하여 상기 냉/온풍기의 구동을 위해 설치되는 전원 공급 및 메인 제어부와 리모컨 내의 각종 부품이 낙뇌 및 써지 전압에 의해 손상 및 파손되는 것 등을 사전에 방지할 수 있어 제품 자체의 상품성과 온풍 및 냉풍 작동에 작동에 따른 신뢰도 및 안전성을 대폭 향상시킬 수 있는 송풍장치 및 이를 포함하는 매트리스를 제공하는데 있다.

그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 중 상기 송풍장치는, 사용자가 전원 온/오프와 온풍 및 냉풍 운전모드, 자동/수동 작동모드 및 히터들의 강,약 구동모드를 선택할 수 있도록 하는 유선 또는 무선의 리모컨과; 냉/온풍기의 전반적인 제어기능을 수행하는 마이컴을 구비하고 상기 리모컨과 냉/온풍기 사이에 설치된 상태에서 사용자에 의해 조작되는 상기 리모컨의 출력신호와 냉/온풍기 내에 설치된 제 1 및 제 2 온도검출센서의 출력신호에 대응하여 송풍팬과, 온풍 및 냉풍 발생부 내에 설치된 제 1 및 제 2 히터의 구동을 자동제어하는 전원 공급 및 메인 제어부와; 공기 흡입구와 온풍 및 냉풍 배출구를 구비한 사각 함체형 외부 케이스 내에 사각봉 형상의 발열부 케이스, 송풍팬, 제 1 및 제 2 히터를 구비한 온풍 및 냉풍 발생부를 포함하여 상기 온풍 및 냉풍 발생부의 입구와 출구측에 각각 제 1 및 제 2 온도검출센서가 설치된 형태를 갖고, 상기 전원 공급 및 메인 제어부에서 PWM 방식으로 출력되는 구동신호에 대응하여 송풍팬을 포함한 제 1 및 제 2 히터가 작동되며 사용자가 원하는 온도의 온풍 또는 냉풍을 발생시켜 주는 냉/온풍기;로 구성한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 리모컨은 전원 온/오프 스위치와 냉풍 모드 선택 스위치, 강 및 약 스위치, 수동 및 자동 모드 선택 스위치를 구비시킨 것을 특징으로 한다.

또, 사용자가 상기 리모컨에 설치된 스위치들 중 상기 자동 모드 선택 스위치를 "온"시킬 경우, 상기 전원 공급 및 메인 제어부 내 마이컴에서는 상기 제 1 및 제 2 히터를 통해 가열되는 온풍온도가 정해진 기준설정온도(예를 들어 42±0.5℃)를 유지하도록 상기 제 1 및 제 2 히터를 포함한 송풍팬의 구동을 제어하고, 또 수동 모드 선택 스위치를 "온"시킨 상태에서 강 스위치 또는 약 스위치를 "온"시킬 경우에는 온풍온도가 제 1 설정온도(예를 들러 45±0.5℃) 또는 제 2 설정온도(예를 들어 37±0.5℃)를 각각 유지하도록 상기 제 1 및 제 2 히터를 포함한 송풍팬의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전원 공급 및 메인 제어부 내 마이컴에서는 자동 또는 수동 모드에서 상기 제 1 및 제 2 히터와 송풍팬의 구동을 제어하던 중 온풍온도가 해당 모드에서 설정된 온도 이상으로 상승되어 제 1 및 제 2 히터의 구동을 차단할 경우, 냉/온풍기 내 잠열을 제거하고 히터들의 열 충격을 흡수하기 위해 상기 송풍팬을 정해진 시간(t: 예를 들어 4~6분) 동안 더 작동시키는 것을 특징으로 한다.

또, 사용자가 상기 리모컨에 설치되어 있는 스위치들 중 냉풍 모드 선택 스위치를 "온"시킨 경우, 상기 전원 공급 및 메인 제어부 내 마이컴에서는 공기에 포함되어 있는 수분을 포함한 온풍 및 냉풍 발생부 내 잠열을 제거하여 매트리스가 눅눅해 지는 것을 방지하기 위하여 냉/온풍기에서 배출되는 공기의 온도가 매트리스 내 대기온도보다 1~2℃ 낮아질 때까지 송풍팬을 지속적으로 구동시켜 매트리스 내 공기를 순환시키도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전원 공급 및 메인 제어부는, 상기 리모컨의 전원 온/오프 스위치가 "온"되어 교류전압이 입력되면 이를 송풍팬과 마이컴을 포함하여 직류전압에 의해 구동되는 전기 및 전자부품의 구동에 필요한 직류전압으로 정류시켜 주는 정전압 정류부와; 사용자의 조작에 대응하여 리모컨으로부터 입력되는 신호와 제 1 및 제 2 온도검출센서에서 실시간으로 검출되는 온풍 및 냉풍 발생부의 입,출구 온도차를 검출하고, 자체 내에 기억되어 있는 제어프로그램을 수행하며 송풍팬은 물론 제 1 및 제 2 히터의 구동에 필요한 PWM 제어신호를 출력시켜 주는 마이컴과; 상기 마이컴의 출력신호에 대응하여 송풍팬의 회전수를 PWM 방식으로 제어하는 송풍팬 구동 제어부와; 상기 마이컴의 출력신호에 대응하여 제 1 및 제 2 히터 구동부의 입력부 구동을 PWM 방식으로 제어하는 제 1 및 제 2 히터 구동 제어부와; 입력부와 출력부가 전기적으로 상호 절연된 형태를 갖고 상기 제 1 및 제 2 히터 구동 제어부의 출력신호에 대응하여 온/오프 작동되며 제 1 및 제 2 히터의 구동에 필요한 교류전압의 공급을 직접적으로 제어하는 제 1 및 제 2 히터 구동부와; 제 1 및 제 2 온도검출센서를 통해 실시간으로 검출되어 오는 아날로그신호의 온도검출신호를 디지털신호로 변화시켜 마이컴으로 전달해 주는 검출온도 전달부;로 구성한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 냉/온풍기 내의 온풍 및 냉풍 발생부는 전,후면이 트여진 사각봉 형상을 갖되, 입구측인 전면 개구부에는 전원 공급 및 메인 제어부의 출력신호에 대응하여 작동하는 송풍팬이 착탈 가능하게 설치된 형태를 갖고, 복수의 스페이서를 통해 외면이 상기 외부 케이스의 내면과 일정거리를 유지하게 내설되는 발열부 케이스와; 절연체인 2개의 운모판을 "X"자 형태로 결합시키되, 각 운모판의 양단부를 따라 정해진 간격을 두고 복수의 히터 삽입홈을 형성시킨 형태를 갖고, 상기 운모판의 외측 4단면이 열 전도 차단용 운모판 내의 4모서리에 위치되게 하여 상기 발열부 케이스 내에 설치되는 히터 고정구와; 상기 발열부 케이스의 내면과 히터 고정구의 외면 사이에 설치되어 제 1 및 제 2 히터에서 발생되는 열이 상기 발열부 케이스 측으로 열 전도되는 것을 차단하는 열 전도 차단용 운모판과; 코일 전체가 상기 히터 고정구의 히터 삽입홈 내로 삽입될 수 있도록 하여 상기 히터 고정구의 외측에서 전,후방부로 분리되어 각각 권취된 형태를 갖고, 상기 전원 공급 및 메인 제어부의 출력신호에 대응하여 어느 하나 또는 동시에 발열 작동을 하며 발열부 케이스 내부를 통과하는 공기를 사용자가 원하는 온풍온도로 가열시켜 주는 제 1 및 제 2 히터;로 구성한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 히터 고정구는 발열부 케이스의 출구 측으로 치우치게 설치함과 동시에 상기 발열부 케이스의 상면 또는 저면에는 송풍팬으로부터 배출되는 공기의 압력을 줄여주기 위한 공간면적 확대용 경사판을 형성시켜 주어, 상기 송풍팬의 출구와 발열부 케이스의 입구 사이에 상기 온풍 및 냉풍 발생부 내에서 공명음이 발생되는 것을 방지함과 동시에 발열부 케이스의 내부를 통과하는 공기를 고르게 확산시켜 주기 위한 공명음 발생 방지겸 공기확산용 공간부가 더 구비되게 한 것을 특징을 한다.

또한, 상기 제 1 온도검출센서는 송풍팬에서 온풍 및 냉풍 발생부로 유입시키는 공기온도를 정확히 검출할 수 있도록 냉/온풍기의 외부 케이스 내에서 온풍 및 냉풍 발생부의 입구에 설치하고, 제 2 온도검출센서는 온풍 및 냉풍 발생부를 통과하며 가열된 공기(온풍)온도를 정확히 검출할 수 있도록 온풍 및 냉풍 발생부의 출구에 설치한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 전원 공급 및 메인 제어부 내에는 전원선로를 통해 낙뇌 또는 높은 써지 전압이 유입될 경우 수 ㎲ 내지 수십 ㎲의 짧은 시간 이내에 전원전압을 완전 차단시켜 주는 써지 및 낙뇌 보호기를 더 설치한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 온풍 및 냉풍 발생부 내에는 상기 제 1 및 제 2 히터가 정해진 온도 이상으로 과열될 경우 전원 공급 및 메인 제어부의 출력신호에 무관하게 제 1 및 제 2 히터에 공급되는 교류 전원전압을 차단하는 과열 방지용 온도퓨즈 또는 바이메탈을 더 설치한 것을 특징으로 한다.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 중 송풍장치를 포함하는 매트리스는, 직물 커버에 의하여 외부가 덮혀지고 내부에는 다수의 스프링 부재가 설치된 구성을 갖는 매트리스의 전면 또는 후면 중앙에 냉/온풍기 삽입구를 형성하고, 상기 매트리스의 냉/온풍기 삽입구를 통해서는 상기에서 각각 제시한 송풍장치 중 상기 냉/온풍기를 착탈 가능하게 삽입 설치하되, 상기 냉/온풍기는 서로 인접한 두 스프링 부재 사이에 형성된 공간부에 삽입 설치하며, 상기 리모컨과 전원 공급 및 메인 제어부는 매트리스의 외부에 설치한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 냉/온풍기의 외부 케이스 외면 중 필터가 구비된 공기 흡입구와 온풍 및 냉풍 배출구를 제외한 부분에는 충격흡수와 소음방지 기능은 물론 서로 인접한 두 스프링 부재의 외면과 탄력적으로 밀착되게 접촉되어 냉/온풍기의 유동방지 기능을 수행하는 압축 견면 또는 펠트(Felt)를 더 설치한 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 송풍장치 및 이를 포함하는 매트리스에 의하면, 첫째 송풍장치를 간단한 구조로 형성하여 매트리스 내의 스프링 사이에 비교적 간편하고 견고하게 설치하여 사용할 수 있고, 또한 매트리스 내부 전체에 걸쳐 사용자가 원하는 온도의 온풍 또는 냉풍을 고르게 공급하여 전체적으로 쾌적한 수면 환경을 조성할 수 있다.

둘째, 본 발명에서는 냉/온풍기의 내부에 설치되는 온풍 및 냉풍 발생부의 케이스 입구에 송풍팬에서 토출되는 공기를 제 1 및 제 2 히터 측으로 곧바로 유입시키지 않고 일시 정체시킨 후 유입시켜 줄 수 있는 공명음 발생 방지겸 공기확산용 공간부를 구비시켜 주는 방식을 통해 냉/온풍기의 온풍 및 냉풍 발생부 내에서 발생하는 공명 소음을 방지하고, 냉/온풍기의 내,외부 케이스에 대한 냉각 효율을 대폭 증대할 수 있다.

셋째, 본 발명에서는 온풍 및 냉풍 발생부 내에 제 1 및 제 2 히터를 설치하고, 온풍 및 냉풍 발생부의 입,출구에 각각 제 1 및 제 2 온도검출센서를 설치하여, 리모컨을 통해 선택되는 운전모드 등에 대응하여 제 1 및 제 2 히터를 동시에 또는 어느 하나만 작동시키는 방식을 통해 사용자가 원하는 온도의 온풍을 매트리스 내부에 지속적으로 공급시킬 수 있음은 물론 침대가 설치된 침실 내의 온도가 아닌 송풍팬에서 온풍 및 냉풍 발생부 측으로 강제로 유입시켜 주는 매트리스 내 공기의 유입온도와 온풍 및 냉풍 발생부를 통과하여 가열된 후 실제 매트리스 내로 배출시켜 주는 온풍온도(즉, 배출온도) 사이의 온도차를 정확히 판단한 다음 그 결과에 대응하여 제 1 및 제 2 히터는 물론 송풍팬의 회전속도를 펄스 폭 변조(PWM) 방식을 통해 제어해 줌으로써 매트리스 내부 전체에 걸쳐 사용자가 원하는 온도의 온풍을 보다 정확히 공급할 수 있어 보다 쾌적한 수면 환경을 조성할 수 있다.

넷째, 본 발명에서는 온풍 및 냉풍 발생부와 전원 공급 및 메인 제어부 내에 각각 과열 방지용 온도퓨즈 또는 바이메탈와 써지 및 낙뇌 보호기를 설치하여 제 1 및 제 2 히터가 정해진 온도 이상으로 과열될 경우 전원 공급 및 메인 제어부의 출력신호에 무관하게 제 1 및 제 2 히터에 공급되는 교류 전원전압을 차단하여 과열로 인해 발생할 수 있는 화제 등을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 전원선로를 통해 낙뇌 또는 높은 써지 전압이 유입될 경우 수 ㎲ 내지 수십 ㎲의 짧은 시간 이내에 전원전압을 완전 차단시켜 냉/온풍기를 포함하여 상기 냉/온풍기의 구동을 위해 설치되는 전원 공급 및 메인 제어부와 리모컨 내의 각종 부품이 낙뇌 및 써지 전압에 의해 손상 및 파손되는 것 등을 사전에 방지할 수 있어 제품 자체의 상품성과 온풍 및 냉풍 작동에 작동에 따른 신뢰도 및 안전성을 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 공정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

도 1은 본 발명이 적용된 송풍장치의 일부 분해 사시도.
도 2는 도 1 중 송풍팬과 냉/온풍기의 결합상태 정 단면도.
도 3은 본 발명이 적용된 송풍장치의 냉/온풍기 중 온풍 및 냉풍 발생부의 일부 분해 사시도.
도 4는 본 발명이 적용된 송풍장치의 전기적인 블럭 구성도.
도 5는 본 발명의 송풍장치가 적용된 매트리스의 일부 사시도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들은 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용된 송풍장치의 일부 분해 사시도를 나타낸 것이고, 도 2는 도 1 중 송풍팬과 냉/온풍기의 결합상태 정 단면도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명이 적용된 송풍장치의 냉/온풍기 중 온풍 및 냉풍 발생부의 일부 분해 사시도를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명이 적용된 송풍장치의 전기적인 블럭 구성도를 나타낸 것이다.

또한, 도 5는 본 발명의 송풍장치가 적용된 매트리스의 일부 사시도를 나타낸 것이다.

이에 따르면 본 발명의 송풍장치는,

사용자가 전원 온/오프와 온풍 및 냉풍 운전모드, 자동/수동 작동모드 및 히터들의 강,약 구동모드를 선택할 수 있도록 하는 유선 또는 무선의 리모컨(10)과;

냉/온풍기의 전반적인 제어기능을 수행하는 마이컴(24)을 구비하고 상기 리모컨(10)과 냉/온풍기(40) 사이에 설치된 상태에서 사용자에 의해 조작되는 상기 리모컨(10)의 출력신호와 냉/온풍기(40) 내에 설치된 제 1 및 제 2 온도검출센서(45)(46)의 출력신호에 대응하여 송풍팬(42)과, 온풍 및 냉풍 발생부(44) 내에 설치된 제 1 및 제 2 히터(443)(444)의 구동을 자동제어하는 전원 공급 및 메인 제어부(20)와;

공기 흡입구(411)와 온풍 및 냉풍 배출구(412)를 구비한 사각 함체형 외부 케이스(41) 내에 사각봉 형상의 발열부 케이스(441), 송풍팬(42), 제 1 및 제 2 히터(443)(444)를 구비한 온풍 및 냉풍 발생부(44)를 포함하여 상기 온풍 및 냉풍 발생부(44)의 입구와 출구측에 각각 제 1 및 제 2 온도검출센서(45)(46)가 설치된 형태를 갖고, 상기 전원 공급 및 메인 제어부(20)에서 PWM 방식으로 출력되는 구동신호에 대응하여 송풍팬(42)을 포함한 제 1 및 제 2 히터(443)(444)가 작동되며 사용자가 원하는 온도의 온풍 또는 냉풍을 발생시켜 주는 냉/온풍기(40);로 구성한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 리모컨(10)은 전원 온/오프 스위치(11)와 냉풍 모드 선택 스위치(12), 강 및 약 스위치(13)(14), 수동 및 자동 모드 선택 스위치(15)(16)를 구비시킨 것을 특징으로 한다.

또, 사용자가 상기 리모컨(10)에 설치된 스위치들 중 상기 자동 모드 선택 스위치(16)를 "온"시킬 경우, 상기 전원 공급 및 메인 제어부(20) 내 마이컴(24)에서는 상기 제 1 및 제 2 히터(443)(444)를 통해 가열되는 온풍온도가 정해진 기준설정온도(예를 들어 42±0.5℃)를 유지하도록 상기 제 1 및 제 2 히터(443)(444)를 포함한 송풍팬(42)의 구동을 제어하고,

또한, 수동 모드 선택 스위치(15)를 "온"시킨 상태에서 강 스위치(13) 또는 약 스위치(14)를 "온"시킬 경우에는 각각 온풍온도가 제 1 설정온도(예를 들러 45±0.5℃) 또는 제 2 설정온도(예를 들어 37±0.5℃)를 유지하도록 상기 제 1 및 제 2 히터(443)(444)를 포함한 송풍팬(42)의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전원 공급 및 메인 제어부(20) 내 마이컴(24)에서는, 자동 또는 수동 모드에서 상기 제 1 및 제 2 히터(443)(444)와 송풍팬(42)의 구동을 제어하던 중 상기 온풍 및 냉풍 발생부(44)에서 배출되는 온풍온도가 해당 모드에서 설정된 온도 이상으로 상승되어 제 1 및 제 2 히터(443)(444)의 구동을 차단할 경우, 냉/온풍기(40) 내 잠열을 제거하고 히터들의 열 충격을 흡수하기 위해 상기 송풍팬(42)을 정해진 시간(t: 예를 들어 4~6분) 동안 더 작동시키는 것을 특징으로 한다.

또, 사용자가 상기 리모컨(10)에 설치되어 있는 스위치들 중 냉풍 모드 선택 스위치(12)를 "온"시킨 경우, 상기 전원 공급 및 메인 제어부(20) 내 마이컴(24)에서는 공기에 포함되어 있는 수분을 포함한 온풍 및 냉풍 발생부(44) 내 잠열을 제거하여 매트리스가 눅눅해 지는 것을 방지하기 위하여 냉/온풍기(40)에서 배출되는 공기의 온도가 매트리스(50) 내 대기온도보다 1~2℃ 낮아질 때까지 송풍팬(42)을 지속적으로 구동시켜 매트리스(50) 내의 공기를 순환시키도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전원 공급 및 메인 제어부(20)는,

상기 리모컨(10)의 전원 온/오프 스위치(11)가 "온"되어 교류전압이 입력되면 이를 송풍팬(42)과 마이컴(24)을 포함하여 직류전압에 의해 구동되는 전기 및 전자부품의 구동에 필요한 직류전압으로 정류시켜 주는 정전압 정류부(23)와;

사용자의 조작에 대응하여 리모컨(10)으로부터 입력되는 신호와 제 1 및 제 2 온도검출센서(45)(46)에서 실시간으로 검출되는 온풍 및 냉풍 발생부(44)의 입,출구 온도차를 검출하고, 자체 내에 기억되어 있는 제어프로그램을 수행하며 송풍팬(42)은 물론 제 1 및 제 2 히터(443)(444)의 구동에 필요한 PWM 제어신호를 출력시켜 주는 마이컴(24)과;

상기 마이컴(24)의 출력신호에 대응하여 송풍팬(42)의 회전수를 PWM 방식으로 제어하는 송풍팬 구동 제어부(25)와;

상기 마이컴(24)의 출력신호에 대응하여 제 1 및 제 2 히터 구동부(28)(29)의 입력부 구동을 PWM 방식으로 제어하는 제 1 및 제 2 히터 구동 제어부(26)(27)와;

포토 트랜지스터 등으로 구성되는 입력부와 릴레이 또는 무접점 스위칭소자 등으로 구성되는 출력부가 전기적으로 상호 절연된 형태를 갖고, 상기 제 1 및 제 2 히터 구동 제어부(26)(27)의 출력신호에 대응하여 온/오프 작동되며 제 1 및 제 2 히터(443)(444)의 구동에 필요한 교류전압의 공급을 직접적으로 제어하는 제 1 및 제 2 히터 구동부(28)(29)와;

냉/온풍기(40) 내 제 1 및 제 2 온도검출센서(45)(46)를 통해 실시간으로 검출되어 오는 아날로그신호의 온도검출신호를 디지털신호로 변화시켜 마이컴(24)으로 전달해 주는 검출온도 전달부(30);로 구성한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 냉/온풍기(40) 내의 온풍 및 냉풍 발생부(44)는,

전,후면이 트여진 사각봉 형상을 갖되, 입구 측인 전면 개구부에는 전원 공급 및 메인 제어부(20)의 출력신호에 대응하여 작동하는 송풍팬(42)이 착탈 가능하게 설치된 형태를 갖고, 복수의 스페이서(43)를 통해 외면이 상기 외부 케이스(41)의 내면과 일정거리를 유지하게 내설되는 발열부 케이스(441)와;

절연체인 2개의 운모판(442a)을 종단면이 "X"자 형태를 갖게 결합시키되, 각 운모판(442a)의 양단부를 따라 정해진 간격을 두고 복수의 히터 삽입홈(442b)을 형성시킨 형태를 갖고, 상기 운모판(442a)의 외측 4단면이 사각 통 형상을 갖는 열 전도 차단용 운모판(445) 내의 4모서리에 위치되게 하여 상기 발열부 케이스(441) 내에 설치되는 히터 고정구(442)와;

사각 통 형상을 갖고 상기 발열부 케이스(441)의 내면과 히터 고정구(442)의 외면 사이에 설치되어 제 1 및 제 2 히터(443)(444)에서 발생되는 열이 상기 발열부 케이스(441) 측으로 열 전도되는 것을 차단하는 열 전도 차단용 운모판(445)과;

코일 전체가 상기 히터 고정구(442)의 히터 삽입홈(442b) 내로 삽입될 수 있도록 하여 상기 히터 고정구(442)의 외측에서 전,후방부로 분리되어 각각 권취된 형태를 갖고, 상기 전원 공급 및 메인 제어부(20)의 출력신호에 대응하여 어느 하나 또는 동시에 발열 작동을 하며 발열부 케이스(441) 내부를 통과하는 공기를 사용자가 원하는 온풍온도로 가열시켜 주는 제 1 및 제 2 히터(443)(444);로 구성한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 히터 고정구(442)는 발열부 케이스(441)의 출구 측으로 치우치게 설치함과 동시에 상기 발열부 케이스(441)의 상면 또는 저면에는 송풍팬(42)으로부터 배출되는 공기의 압력을 줄여주기 위한 공간면적 확대용 경사판(441a)을 형성시켜 주어, 상기 송풍팬(42)의 출구와 발열부 케이스(441)의 입구 사이에 상기 온풍 및 냉풍 발생부(44) 내에서 공명음이 발생되는 것을 방지함과 동시에 발열부 케이스(441) 내부를 통과하는 공기를 고르게 확산시켜 외부 케이스(41)로의 열전달을 줄이기 위한 공명음 발생 방지겸 공기확산용 공간부(441b)가 더 구비되게 한 것을 특징을 한다.

또한, 상기 제 1 온도검출센서(45)는 송풍팬(42)에서 온풍 및 냉풍 발생부(44)로 유입시키는 공기온도를 정확히 검출할 수 있도록 냉/온풍기(40)의 외부 케이스(41) 내에서 온풍 및 냉풍 발생부(44)의 입구에 설치하고, 제 2 온도검출센서(46)는 온풍 및 냉풍 발생부(44)를 통과하며 가열된 공기(온풍)온도를 정확히 검출할 수 있도록 온풍 및 냉풍 발생부(44)의 출구 측에 설치한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 전원 공급 및 메인 제어부(20) 내에는 전원선로를 통해 낙뇌 또는 높은 써지 전압이 유입될 경우 수 ㎲ 내지 수십 ㎲의 짧은 시간 이내에 전원전압을 완전 차단시켜 주는 써지 및 낙뇌 보호기(31)를 더 설치한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 온풍 및 냉풍 발생부(44) 내에는 상기 제 1 및 제 2 히터(443)(444)가 정해진 온도 이상으로 과열될 경우, 상기 전원 공급 및 메인 제어부(20)의 출력신호에 무관하게 제 1 및 제 2 히터(443)(444)에 공급되는 교류 전원전압을 차단하는 과열 방지용 온도퓨즈 또는 바이메탈(446)을 더 설치한 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 송풍장치를 포함하는 매트리스는,

직물 커버(51)에 의하여 외부가 덮혀지고 내부에는 다수의 스프링 부재(52)가 설치된 구성을 갖는 매트리스(50)의 전면 또는 후면 중앙에 냉/온풍기 삽입구(53)를 형성하고, 상기 매트리스(50)의 냉/온풍기 삽입구(53)를 통해서는 상기에서 각각 제시한 송풍장치 중 상기 냉/온풍기(40)를 착탈 가능하게 삽입 설치하되, 상기 냉/온풍기(40)는 서로 인접한 두 스프링 부재(52) 사이에 형성된 공간부에 삽입 설치하며, 상기 리모컨(10)과 전원 공급 및 메인 제어부(20)는 매트리스(50)의 외부에 설치한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 냉/온풍기(40)의 외부 케이스(41) 외면 중 필터가 구비된 공기 흡입구(411)와 온풍 및 냉풍 배출구(412)를 제외한 부분에는, 충격흡수와 소음방지 기능은 물론 서로 인접한 두 스프링 부재(52)의 외면과 탄력적으로 밀착되게 접촉되어 냉/온풍기(40)의 유동방지 기능을 수행하는 압축 견면 또는 펠트(47)를 더 설치한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 송풍장치 및 이를 포함하는 매트리스에 대한 작용효과를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명이 적용된 송풍장치는 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 송풍장치 자체를 리모컨(10)과 전원 공급 및 메인 제어부(20) 및 냉/온풍기(40)로 구성하고, 이들 구성요소 중 상기 냉/온풍기(40)만 매트리스(50) 내의 두 스프링 부재(52) 사이에 비교적 간편하고 견고하게 설치하여 사용할 수 있고, 또한 매트리스(50) 내부 전체에 걸쳐 사용자가 원하는 온도의 온풍 또는 냉풍을 고르게 공급하여 전체적으로 쾌적한 수면 환경을 조성할 수 있도록 한 것을 주요기술 구성요소로 한다.

이때, 상기 리모컨(10)은 사용자가 전원 온/오프와 온풍 및 냉풍 운전모드, 자동/수동 작동모드 및 히터들의 강,약 구동모드를 선택할 수 있도록 전원 온/오프 스위치(11)와 냉풍 모드 선택 스위치(12), 강 및 약 스위치(13)(14), 수동 및 자동 모드 선택 스위치(15)(16)를 구비한 것으로, 후술하는 전원 공급 및 메인 제어부(20)과는 유선 또는 무선통신을 수행할 수 있다.

또, 상기 전원 공급 및 메인 제어부(20)는 기본적으로 냉/온풍기의 전반적인 제어기능을 수행하는 마이컴(24)을 구비하고, 상기 리모컨(10)과 냉/온풍기(40) 사이에 설치된 상태에서 사용자에 의해 조작되는 상기 리모컨(10)으로부터 유선 또는 무선으로 전달되어 오는 출력신호와 냉/온풍기(40) 내에 설치되어 있는 제 1 및 제 2 온도검출센서(45)(46)의 출력신호에 대응하여 송풍팬(42)과, 온풍 및 냉풍 발생부(44) 내에 설치된 제 1 및 제 2 히터(443)(444)의 구동을 자동제어하는 기능을 수행한다.

이때, 상기 전원 공급 및 메인 제어부(20)는 기본적으로 정전압 정류부(23)와 마이컴(24), 송풍팬 구동 제어부(25), 제 1 및 제 2 히터 구동 제어부(26)(27), 제 1 및 제 2 히터 구동부(28)(29), 검출온도 전달부(30)를 구비함은 물론 상기 리모컨(10)과의 유,무선 통신을 위하여 도시 생략한 유선 또는 무선 통신모듈을 구비한 형태를 갖는다.

이와 같은 전원 공급 및 메인 제어부(20)의 구성요소 중 상기 정전압 정류부(23)는 사용자가 상기 리모컨(10)에 설치되어 있는 전원 온/오프 스위치(11)를 "온"시킴으로 인해 입력되는 높은 교류전압(예를 들어 220V)이 트랜스(21)를 거쳐 낮은 교류전압(예를 들어 10.5V)으로 변환된 다음 브리지 다이오드(22)를 통해 정해진 직류전압(예를 들어 8.5V)으로 정류된 후 입력되는 직류전압을 송풍팬(42)과 마이컴(24)을 포함하여 직류전압에 의해 구동되는 각종 전기 및 전자부품의 구동에 필요한 직류전압(예를 들어 5V)으로 정전압 정류시켜 주는 기능을 수행한다.

또한, 상기 마이컴(24)은 송풍장치의 전반적인 제어프로그램 및 각종 설정 데이트 등이 기억된 형태를 갖고, 사용자의 조작에 대응하여 리모컨(10)으로부터 입력되는 신호와 제 1 및 제 2 온도검출센서(45)(46)에서 실시간으로 검출되는 온풍 및 냉풍 발생부(44)의 입,출구 온도차를 검출하고, 자체 내에 기억되어 있는 제어프로그램을 수행하며 송풍팬(42)은 물론 제 1 및 제 2 히터(443)(444)의 구동에 필요한 펄스 폭 변조 방식(PWM; 즉 ON, OFF시간을 조정해서 속도를 제어하는 방식으로, 전체 주기에 대한 "온"시간인 듀티 시간을 조절하는 방식)의 제어신호를 출력시켜 주는 기능을 수행한다.

예를 들어, 사용자가 상기 리모컨(10)에 설치된 스위치들 중 전원 온/오프 스위치(11)를 "온"시킨 다음 상기 자동 모드 선택 스위치(16)를 "온"시킬 경우, 상기 전원 공급 및 메인 제어부(20) 내 마이컴(24)에서는 상기 제 1 및 제 2 히터(443)(444)를 통해 가열되는 온풍온도가 정해진 기준설정온도(예를 들어 42±0.5℃)를 유지하도록 후술하는 냉/온풍기(40) 내의 제 1 및 제 2 히터(443)(444)를 포함한 송풍팬(42)의 구동을 제어한다.

또, 사용자가 상기 리모컨(10)에 설치되어 있는 스위치들 중 수동 모드 선택 스위치(15)를 "온"시킨 후 강 스위치(13)를 "온"시킬 경우에는, 온풍온도가 상기 기준설정온도(예를 들어 42±0.5℃)보다 높게 설정된 제 1 설정온도(예를 들러 45±0.5℃)를 유지하도록 냉/온풍기(40) 내의 제 1 및 제 2 히터(443)(444)를 포함한 송풍팬(42)의 구동을 제어한다.

또한, 사용자가 상기 리모컨(10)에 설치되어 있는 스위치들 중 수동 모드 선택 스위치(15)를 "온"시킨 후 약 스위치(14)를 "온"시킬 경우에는, 온풍온도가 상기 기준설정온도(예를 들어 42±0.5℃)보다 낮게 설정된 제 2 설정온도(예를 들어 37±0.5℃)를 유지하도록 냉/온풍기(40) 내의 제 1 및 제 2 히터(443)(444)를 포함한 송풍팬(42)의 구동을 제어한다.

또, 상기 전원 공급 및 메인 제어부(20) 내 마이컴(24)에서는, 자동 또는 수동 모드에서 냉/온풍기(40) 내에 구비된 제 1 및 제 2 히터(443)(444)와 송풍팬(42)의 구동을 PWM 방식으로 제어하던 중 온풍 및 냉풍 발생부(44)에서 배출되고 있는 온풍온도가 해당 모드에서 설정된 온도 이상으로 상승되어 제 1 및 제 2 히터(443)(444)의 구동을 차단할 경우, 송풍팬(42)의 구동도 곧바로 차단하지 않고 정해진 시간(t: 히터들을 충분히 냉각시킬 수 있는 시간으로 예를 들어 4~6분) 동안 더 작동시켜 준다.

따라서, 냉/온풍기(40) 내에 잔존하는 열(즉, 잠열)을 제거해 줄 수 있음과 동시에 히터들의 열 충격을 흡수시켜 줄 수 있어 히터들을 포함한 냉/온풍기(40) 자체의 수명을 대폭 연장시켜 줄 수 있다.

또한, 사용자가 상기 리모컨(10)에 설치되어 있는 스위치들 중 냉풍 모드 선택 스위치(12)를 "온"시킨 경우 상기 전원 공급 및 메인 제어부(20) 내 마이컴(24)에서는, 냉/온풍기(40)에서 배출되는 공기의 온도가 매트리스(50) 내 대기온도보다 1~2℃ 낮아질 때까지 송풍팬(42)을 지속적으로 구동시키며 매트리스(50) 내의 공기를 순환시켜 준다.

따라서, 매트리스(50) 내의 공기에 포함되어 있는 수분을 제거하여 습도를 크게 낮출 수 있음과 동시에 온풍 및 냉풍 발생부(44) 내 잠열(즉, 온풍 모드로 작동할 한 후 히터에 남아 있는 잠열)을 제거할 수 있으므로 매트리스가 눅눅해 지는 것을 방지(즉, 뽀송뽀송한 형태를 유지)할 수 있어 쾌적한 수면 환경을 조성할 수 있다.

한편, 상기 전원 공급 및 메인 제어부(20)의 구성요소 중 상기 송풍팬 구동 제어부(25)는, 상기 마이컴(24)에서 PWM 방식으로 출력되는 송풍팬 구동신호에 대응하여 송풍팬(42)의 회전수를 자동제어하는 기능을 수행한다.

또, 상기 제 1 및 제 2 히터 구동 제어부(26)(27)는 상기 마이컴(24)에서 PWM 방식으로 출력되는 히터 구동신호에 대응하여 각각 제 1 및 제 2 히터 구동부(28)(29)의 입력부에 대한 구동을 제어하는 기능을 수행한다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 히터 구동부(28)(29)는 도시 생략한 포토 트랜지스터 등으로 구성되는 입력부와 릴레이 또는 무접점 스위칭소자 등으로 구성되는 출력부가 전기적으로 상호 절연된 형태를 갖고, 상기 제 1 및 제 2 히터 구동 제어부(26)(27)의 출력신호에 대응하여 온/오프 작동되며, 제 1 및 제 2 히터(443)(444)의 구동에 필요한 교류전압의 공급을 직접적으로 제어하는 기능을 수행한다.

또, 상기 검출온도 전달부(30)는 냉/온풍기(40) 내에 설치된 제 1 및 제 2 온도검출센서(45)(46)를 통해 실시간으로 검출되어 오는 아날로그신호의 온도검출신호를 디지털신호로 변화시켜 마이컴(24)으로 전달해 주는 기능을 수행한다.

한편, 상기 냉/온풍기(40)는 공기 흡입구(411)와 온풍 및 냉풍 배출구(412)를 구비한 사각 함체형 외부 케이스(41) 내에 사각봉 형상의 발열부 케이스(441), 송풍팬(42), 제 1 및 제 2 히터(443)(444)를 구비한 온풍 및 냉풍 발생부(44)를 포함하여 상기 온풍 및 냉풍 발생부(44)의 입구와 출구측에 각각 제 1 및 제 2 온도검출센서(45)(46)가 설치된 형태를 갖는다.

이와 같은 냉/온풍기(40)는, 상기 전원 공급 및 메인 제어부(20)에서 PWM 방식으로 출력되는 구동신호에 대응하여 송풍팬(42)을 포함한 제 1 및 제 2 히터(443)(444)가 작동되며 사용자가 원하는 온도의 온풍 또는 냉풍을 발생시켜 주는 기능을 수행한다.

이때, 상기 냉/온풍기(40) 내의 온풍 및 냉풍 발생부(44)는, 기본적으로 발열부 케이스(441)와 히터 고정구(442), 제 1 및 제 2 히터(443)(444)으로 구성된 형태를 갖는다.

이와 같은 온풍 및 냉풍 발생부(44)의 구성요소 중 상기 발열부 케이스(441)는, 전,후면이 트여진 사각봉 형상을 갖도록 성형하되, 입구 측인 전면 개구부에는 전원 공급 및 메인 제어부(20)의 출력신호에 대응하여 작동하는 송풍팬(42)이 착탈 가능하게 설치된 형태를 갖고, 상기 외부 케이스(41)로의 열 전달을 최소화하기 위해 복수의 스페이서(43)를 통해 외면이 상기 외부 케이스(41)의 내면과 일정거리를 유지하게 내설한 형태를 갖는다.

또한, 상기 히터 고정구(442)는 열 차단효과가 매우 높고 절연체인 2개의 운모판(442a)을 종단면이 "X"자 형태를 갖게 결합시키되, 각 운모판(442a)의 양단부를 따라 정해진 간격을 두고 복수의 히터 삽입홈(442b)을 형성시킨 형태를 갖고, 상기 운모판(442a)의 외측 4단면이 후술하는 열 전도 차단용 운모판(445) 내의 4모서리에 위치되게 하여 내설된 형태를 갖는다.

또, 상기 열 전도 차단용 운모판(445)은 제 1 및 제 2 히터(443)(444)가 고정 설치되는 상기 히터 고정구(442)를 감싸도록 사각 통 형상을 갖고, 상기 발열부 케이스(441)의 내면과 히터 고정구(442)의 외면 사이에 설치된 형태를 갖는다.

이와 같은 열 전도 차단용 운모판(445)은 후술하는 제 1 및 제 2 히터(443)(444)에서 각각 발생되는 열이 상기 발열부 케이스(441) 측으로 열 전도되는 것지 않도록 하는 기능 즉, 열 전도 차단 기능을 수행한다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 히터(443)(444)는 각각 대략 100W를 갖는 코일형 히터로써, 코일 전체가 상기 히터 고정구(442)의 각 운모판(442a)에 형성된 히터 삽입홈(442b)들 내로 삽입될 수 있도록 하여 상기 히터 고정구(442)의 외측에서 전,후방부로 분리되어 각각 권취된 형태를 갖는다.

이와 같은 제 1 및 제 2 히터(443)(444)는 온풍 작동 모드에서 상기 전원 공급 및 메인 제어부(20)의 출력신호에 대응하여 어느 하나 또는 동시에 발열 작동을 하며, 발열부 케이스(441) 내부를 통과하는 공기를 사용자가 원하는 온풍온도로 가열시켜 주는 기능을 수행한다.

이때, 본 발명에서는 상기 제 1 및 제 2 히터(443)(444)가 외측에 권취된 형태를 갖는 히터 고정구(442)를 발열부 케이스(441) 내에 설치함에 있어서, 상기 발열부 케이스(441)의 출구 측으로 치우치게 설치하여 상기 송풍팬(42)의 출구와 발열부 케이스(441)의 입구 사이에 공명음 발생 방지겸 공기확산용 공간부(441b)가 형성되도록 하되, 상기 발열부 케이스(441)의 상면 또는 저면에 공간면적 확대용 경사판(441a)을 형성시켜 주었다.

따라서, 상기 송풍팬(42)으로부터 배출된 후 상기 온풍 및 냉풍 발생부(44)의 발열부 케이스(441) 내로 유입된 공기가 제 1 및 제 2 히터(443)(444) 측으로 곧바로 유입되지 않고 상면 또는 저면에 공간면적 확대용 경사판(441a)이 구비된 상기 발열부 케이스(441) 내 입구의 공명음 발생 방지겸 공기확산용 공간부(441b) 내에서 공기압이 크게 줄어듬과 동시에 고르게 넓게 확산된 상태에서 제 1 및 제 2 히터(443)(444)가 설치되어 있는 발열부 케이스(441)의 내를 고르게 통과하게 되므로 상기 온풍 및 냉풍 발생부(44) 내에서 공명음이 발생되는 것을 완벽히 방지할 수 할 수 있을 뿐만 아니라 냉/온풍기(40)의 외부 케이스(41) 및 발열부 케이스(441)에 대한 냉각 효율을 대폭 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 제 1 온도검출센서(45)를 설치할 때, 상기 송풍팬(42)에서 온풍 및 냉풍 발생부(44)로 유입시키는 공기온도를 정확히 검출할 수 있도록 냉/온풍기(40)의 외부 케이스(41) 내에서 온풍 및 냉풍 발생부(44)의 입구에 설치하고, 제 2 온도검출센서(46)는 온풍 및 냉풍 발생부(44)를 통과하며 가열된 공기(온풍)온도를 정확히 검출할 수 있도록 온풍 및 냉풍 발생부(44)의 출구 측에 설치하여 주었다.

따라서, 리모컨(10)을 통해 선택되는 운전모드 등에 대응하여 제 1 및 제 2 히터(443)(444)를 동시에 또는 어느 하나만 작동시키는 방식을 통해 사용자가 원하는 온도의 온풍을 매트리스 내부에 지속적으로 공급시킬 수 있음은 물론 침대가 설치된 침실 내의 온도가 아닌 송풍팬(42)에서 온풍 및 냉풍 발생부(44) 측으로 강제로 유입시켜 주는 매트리스 내 공기의 유입온도와 온풍 및 냉풍 발생부(44)를 통과하여 가열된 후 실제 매트리스 내로 배출시켜 주는 온풍온도(즉, 배출온도) 사이의 온도차를 마이컴(24)에서 정확히 판단한 다음 그 결과에 대응하여 제 1 및 제 2 히터(443)(444)는 물론 송풍팬(42)의 회전속도를 펄스 폭 변조(PWM) 방식을 통해 제어해 줄 수 있으므로 매트리스 내부 전체에 걸쳐 사용자가 원하는 온도의 온풍을 보다 정확히 공급할 수 있어 보다 쾌적한 수면 환경을 조성할 수 있다.

또, 본 발명에서는 상기 전원 공급 및 메인 제어부(20) 내의 전원설로 상에 써지 및 낙뇌 보호기(31)를 더 설치하여 줌으로써, 전원선로를 통해 낙뇌 또는 높은 써지 전압이 유입될 경우 써지 및 낙뇌 보호기(31)가 수 ㎲ 내지 수십 ㎲의 짧은 시간 이내에 파손되며 전원전압을 완전 차단시켜 주게 되므로 히터들의 과열로 인해 발생할 수 있는 화제 등을 미연에 방지할 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명에서는 상기 온풍 및 냉풍 발생부(44) 내에 과열 방지용 온도퓨즈 또는 바이메탈(446)을 더 설치하여 줌으로써, 상기 제 1 및 제 2 히터(443)(444)가 발열 작동하던 중 정해진 온도 이상으로 과열될 경우, 상기 전원 공급 및 메인 제어부(20)의 출력신호에 무관하게 상기 과열 방지용 온도퓨즈 또는 바이메탈(446)가 자동 "오프"되며 제 1 및 제 2 히터(443)(444)에 공급되는 교류 전원전압을 완전히 차단시켜 주게 되므로 상기 냉/온풍기(40)의 구동을 위해 설치되는 전원 공급 및 메인 제어부(20)와 리모컨(10) 내의 각종 부품이 낙뇌 및 써지 전압에 의해 손상 및 파손되는 것 등을 사전에 방지할 수 있어 제품 자체의 상품성과 온풍 및 냉풍 작동에 작동에 따른 신뢰도 및 안전성을 대폭 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명이 적용된 송풍장치를 포함하는 매트리스는 도 5에 도시한 바와 같이, 상기에서 지금까지 제시한 송풍장치에 포함되어 있는 구성요소 중 냉/온풍기(40)를 직물 커버(51)에 의하여 외부가 덮혀지고 내부에는 다수의 스프링 부재(52)가 설치된 구성을 갖는 매트리스(50) 내의 스프링 부재(52) 사이에 비교적 간편하고 견고하게 설치하여 매트리스 내부 전체에 걸쳐 사용자가 원하는 온도의 온풍 또는 냉풍을 고르게 공급하여 전체적으로 쾌적한 수면 환경을 조성할 수 있도록 한 것을 주요기술 구성요소로 한다.

즉, 직물 커버(51)에 의하여 외부가 덮혀지고 내부에는 다수의 스프링 부재(52)가 설치된 구성을 갖는 매트리스(50)의 전면 또는 후면 중앙에 냉/온풍기 삽입구(53)를 형성하고, 상기 매트리스(50)의 냉/온풍기 삽입구(53)를 통해서는 상기에서 각각 제시한 송풍장치 중 상기 냉/온풍기(40)를 착탈 가능하게 삽입 설치하되, 상기 냉/온풍기(40)는 서로 인접한 두 스프링 부재(52) 사이에 형성된 공간부에 삽입 설치하고, 상기 리모컨(10)과 전원 공급 및 메인 제어부(20)는 매트리스(50)의 외부에 설치한 것을 주요기술 구성요소로 한다.

이때, 상기 냉/온풍기(40)를 매트리스(50) 내에 구비된 두 스프링 부재(52) 사이에 삽입 설치하여 사용할 경우, 냉/온풍기(40) 자체가 서로 인접한 두 스프링 부재(52) 사이에서 유동될 우려가 있을 뿐만 아니라 침대의 사용시 외부에서 가해지는 압력 및 충격에 의해 금속판으로 이루어진 상기 냉/온풍기(40)의 외부 케이스(41)와 스프링 부재(52)들이 상호 부딪히며 소음이 발생되 우려가 있음은 물론 상기 냉/온풍기(40)의 외부 케이스(41)가 손상될 우려가 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기 냉/온풍기(40)의 외부 케이스(41) 외면 중 필터가 구비된 공기 흡입구(411)와 온풍 및 냉풍 배출구(412)를 제외한 부분에 신축성과 탄력성 등이 매우 우수한 특성을 가진 압축 견면 또는 펠트(47)를 더 설치하여 주었다.

그러므로 상기 냉/온풍기(40)가 상기 압축 견면 또는 펠트(47)를 통해 서로 인접한 두 스프링 부재(52)의 외면과 탄력적으로 밀착/접촉된 형태를 유지하게 되므로 상기 냉/온풍기(40)의 유동을 완벽히 방지할 수 있을 뿐만 아니라 침대의 사용중 발생되는 충격을 원활히 흡수할 수 있어 냉/온풍기(40)의 손상을 완벽히 방지할 수 있음은 물론 소음발생도 완벽히 방지할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 유선 또는 무선의 리모컨
11 : 전원 온/오프 스위치 12 : 냉풍 모드 선택 스위치
13 : 강 스위치 14 : 약 스위치
15 : 수동 모드 선택 스위치 16 : 자동 모드 선택 스위치
20 : 전원 공급 및 메인 제어부
21 : 트랜스 22 : 브릿지 다이오드
23 : 정전압 정류부 24 : 마이컴
25 : 송풍팬 구동 제어부 26 : 제 1 히터 구동 제어부
27 : 제 2 히터 구동 제어부 28 : 제 1 히터 구동부
29 : 제 2 히터 구동부 30 : 검출온도 전달부
31 : 써지 및 낙뇌 보호기
40 : 냉/온풍기 41 : 외부 케이스
411 : 공기 흡입구 412 : 온풍 및 냉풍 배출구
42 : 송풍팬 43 : 스페이서
44 : 온풍 및 냉풍 발생부 441 : 발열부 케이스
441a : 공간면적 확대용 경사판
441b : 공명음 발생 방지겸 공기확산용 공간부
442 : 히터 고정구
442a : 운모판 442b : 히터 삽입홈
443 : 제 1 히터 444 : 제 2 히터
445 : 열 전도 차단용 운모판
446 : 과열 방지용 온도퓨즈 또는 바이메탈
45 : 제 1 온도검출센서 46 : 제 2 온도검출센서
47 : 압축 견면 또는 펠트
50 : 매트리스
51 : 직물 커버 52 : 스프링 부재
53 : 냉/온풍기 삽입구

Claims (12)

1. 전원 온/오프 스위치와 냉풍 모드 선택 스위치, 강 및 약 스위치, 수동 및 자동 모드 선택 스위치를 구비하고 사용자가 전원 온/오프와 온풍 및 냉풍 운전모드, 자동/수동 작동모드 및 히터들의 강,약 구동모드를 선택할 수 있는 유선 또는 무선의 리모컨과;
   냉/온풍기의 전반적인 제어기능을 수행하는 마이컴을 구비하고 상기 리모컨과 냉/온풍기 사이에 설치된 상태에서 사용자에 의해 조작되는 상기 리모컨의 출력신호와 냉/온풍기 내에 설치된 제 1 및 제 2 온도검출센서의 출력신호에 대응하여 송풍팬과, 온풍 및 냉풍 발생부 내에 설치된 제 1 및 제 2 히터의 구동을 자동제어하는 전원 공급 및 메인 제어부와;
   공기 흡입구와 온풍 및 냉풍 배출구를 구비한 외부 케이스 내에 사각봉 형상의 발열부 케이스, 송풍팬, 제 1 및 제 2 히터를 구비한 온풍 및 냉풍 발생부를 포함하여 상기 온풍 및 냉풍 발생부의 입구와 출구측에 각각 제 1 및 제 2 온도검출센서가 설치된 형태를 갖고, 상기 전원 공급 및 메인 제어부에서 PWM 방식으로 출력되는 구동신호에 대응하여 송풍팬을 포함한 제 1 및 제 2 히터가 작동되며 사용자가 원하는 온도의 온풍 또는 냉풍을 발생시켜 주는 냉/온풍기;로 구성하되,
   상기 전원 공급 및 메인 제어부는,
   상기 리모컨의 전원 온/오프 스위치가 "온"되어 교류전압이 입력되면 이를 송풍팬과 마이컴을 포함하여 직류전압에 의해 구동되는 전기 및 전자부품의 구동에 필요한 직류전압으로 정류시켜 주는 정전압 정류부와;
   사용자의 조작에 대응하여 리모컨으로부터 입력되는 신호와 제 1 및 제 2 온도검출센서에서 실시간으로 검출되는 온풍 및 냉풍 발생부의 입,출구 온도차를 검출하고, 자체 내에 기억되어 있는 제어프로그램을 수행하며 송풍팬은 물론 제 1 및 제 2 히터의 구동에 필요한 PWM 제어신호를 출력시켜 주는 마이컴과;
   상기 마이컴의 출력신호에 대응하여 송풍팬의 회전수를 PWM 방식으로 제어하는 송풍팬 구동 제어부와;
   상기 마이컴의 출력신호에 대응하여 제 1 및 제 2 히터 구동부의 입력부 구동을 PWM 방식으로 제어하는 제 1 및 제 2 히터 구동 제어부와;
   입력부와 출력부가 전기적으로 절연된 형태를 갖고 상기 제 1 및 제 2 히터 구동 제어부의 출력신호에 대응하여 온/오프 작동되며 제 1 및 제 2 히터의 구동에 필요한 교류전압의 공급을 직접적으로 제어하는 제 1 및 제 2 히터 구동부와;
   제 1 및 제 2 온도검출센서를 통해 실시간으로 검출되어 오는 아날로그신호의 온도검출신호를 디지털신호로 변화시켜 마이컴으로 전달해 주는 검출온도 전달부;로 구성한 것을 특징으로 하는 송풍장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   사용자가 상기 리모컨에 설치된 스위치들 중 상기 자동 모드 선택 스위치를 "온"시킬 경우, 상기 전원 공급 및 메인 제어부 내 마이컴에서는 상기 제 1 및 제 2 히터를 통해 가열되는 온풍온도가 정해진 기준설정온도(예를 들어 42±0.5℃)를 유지하도록 상기 제 1 및 제 2 히터를 포함한 송풍팬의 구동을 제어하고, 또 수동 모드 선택 스위치를 "온"시킨 상태에서 강 스위치 또는 약 스위치를 "온"시킬 경우에는 온풍온도가 제 1 설정온도(예를 들러 45±0.5℃) 또는 제 2 설정온도(예를 들어 37±0.5℃)를 각각 유지하도록 상기 제 1 및 제 2 히터를 포함한 송풍팬의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 송풍장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 전원 공급 및 메인 제어부 내 마이컴에서는 자동 또는 수동 모드에서 상기 제 1 및 제 2 히터와 송풍팬의 구동을 제어하던 중 온풍온도가 해당 모드에서 설정된 온도 이상으로 상승되어 제 1 및 제 2 히터의 구동을 차단할 경우, 냉/온풍기 내 잠열을 제거하고 히터들의 열 충격을 흡수하기 위해 상기 송풍팬을 정해진 시간(t) 동안 더 작동시키는 것을 특징으로 하는 송풍장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   사용자가 상기 리모컨에 설치되어 있는 스위치들 중 냉풍 모드 선택 스위치를 "온"시킨 경우, 상기 전원 공급 및 메인 제어부 내 마이컴에서는 공기에 포함되어 있는 수분을 포함한 온풍 및 냉풍 발생부 내 잠열을 제거하여 매트리스가 눅눅해 지는 것을 방지하기 위하여 냉/온풍기에서 배출되는 공기의 온도가 매트리스 내 대기온도보다 1~2℃ 낮아질 때까지 송풍팬을 지속적으로 구동시켜 매트리스 내 공기를 순환시키도록 한 것을 특징으로 하는 송풍장치.
   
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 냉/온풍기 내의 온풍 및 냉풍 발생부는,
   전,후면이 트여진 사각봉 형상을 갖되, 입구측인 전면 개구부에는 전원 공급 및 메인 제어부의 출력신호에 대응하여 작동하는 송풍팬이 착탈 가능하게 설치된 형태를 갖고, 복수의 스페이서를 통해 외면이 상기 외부 케이스의 내면과 일정거리를 유지하게 내설되는 발열부 케이스와;
   절연체인 2개의 운모판을 "X"자 형태로 결합시키되, 각 운모판의 양단부를 따라 정해진 간격을 두고 복수의 히터 삽입홈을 형성시킨 형태를 갖고, 상기 운모판의 외측 4단면이 상기 발열부 케이스 내의 4모서리에 위치되게 하여 상기 발열부 케이스 내에 설치되는 히터 고정구와;
   발열부 케이스의 내면과 히터 고정구의 외면 사이에 설치되어 제 1 및 제 2 히터에서 발생되는 열이 상기 발열부 케이스 측으로 열 전도되는 것을 차단하는 열 전도 차단용 운모판과;
   코일 전체가 상기 히터 고정구의 히터 삽입홈 내로 삽입될 수 있도록 하여 상기 히터 고정구의 외측에서 전,후방부로 분리되어 각각 권취된 형태를 갖고, 상기 전원 공급 및 메인 제어부의 출력신호에 대응하여 어느 하나 또는 동시에 발열 작동을 하며 발열부 케이스 내부를 통과하는 공기를 사용자가 원하는 온풍온도로 가열시켜 주는 제 1 및 제 2 히터;로 구성한 것을 특징으로 하는 송풍장치.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 히터 고정구는,
   발열부 케이스의 출구 측으로 치우치게 설치함과 동시에 상기 발열부 케이스의 상면 또는 저면에는 송풍팬으로부터 배출되는 공기의 압력을 줄여주기 위한 공간면적 확대용 경사판을 형성시켜 주어, 상기 송풍팬의 출구와 발열부 케이스의 입구 사이에 상기 온풍 및 냉풍 발생부 내에서 공명음이 발생되는 것을 방지함과 동시에 발열부 케이스의 내부를 통과하는 공기를 고르게 확산시켜 주기 위한 공명음 발생 방지겸 공기확산용 공간부가 더 구비되게 한 것을 특징을 하는 송풍장치.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1 온도검출센서는 송풍팬에서 온풍 및 냉풍 발생부로 유입시키는 공기온도를 정확히 검출할 수 있도록 냉/온풍기의 외부 케이스 내에서 온풍 및 냉풍 발생부의 입구에 설치하고,
   제 2 온도검출센서는 온풍 및 냉풍 발생부를 통과하며 가열된 공기(온풍)온도를 정확히 검출할 수 있도록 온풍 및 냉풍 발생부의 출구에 설치한 것을 특징으로 하는 송풍장치.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 전원 공급 및 메인 제어부 내에는,
   전원선로를 통해 낙뇌 또는 높은 써지 전압이 유입될 경우 수 ㎲ 내지 수십 ㎲의 짧은 시간 이내에 전원전압을 완전 차단시켜 주는 써지 및 낙뇌 보호기를 더 설치한 것을 특징으로 하는 송풍장치.
   
10. 청구항 6에 있어서,
    상기 온풍 및 냉풍 발생부 내에는,
    상기 제 1 및 제 2 히터가 정해진 온도 이상으로 과열될 경우 전원 공급 및 메인 제어부의 출력신호에 무관하게 제 1 및 제 2 히터에 공급되는 교류 전원전압을 차단하는 과열 방지용 온도퓨즈 또는 바이메탈을 더 설치한 것을 특징으로 하는 송풍장치.
    
11. 다수의 스프링 부재가 설치된 매트리스의 전면 또는 후면 중앙에 냉/온풍기 삽입구를 형성하고,
    상기 매트리스의 냉/온풍기 삽입구를 통해서는 상기 청구항 1 내지 청구항 4, 청구항 6항 내지 청구항 10에서 제시한 송풍장치들 중 어느 한 항에 포함된 냉/온풍기를 착탈 가능하게 삽입 설치하되, 상기 냉/온풍기는 서로 인접한 두 스프링 부재 사이에 형성된 공간부에 삽입 설치하며,
    송풍장치의 리모컨과 전원 공급 및 메인 제어부는 매트리스의 외부에 설치한 것을 특징으로 하는 송풍장치를 포함하는 매트리스.
    
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 냉/온풍기의 외부 케이스 외면 중 공기 흡입구와 온풍 및 냉풍 배출구를 제외한 부분에는, 충격흡수와 소음방지 기능은 물론 서로 인접한 두 스프링 부재의 외면과 탄력적으로 밀착되게 접촉되어 냉/온풍기의 유동방지 기능을 수행하는 압축 견면 또는 펠트(Felt)를 더 설치한 것을 특징으로 하는 송풍장치를 포함하는 매트리스.

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