KR20110046738A - 온열치료기의 열원에 관한 과열방지 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온열찜질효과 및 온열마사지 효과를 제공하는 온열치료기의 열원에 관한 과열방지 회로에 관한 것이다.

본 발명에 의한 온열치료기의 과열방지 회로는 다수의 열원 중에서 어느 하나의 열원이 과열되었을 경우, 1차적으로 FET에 의해 전원부의 전기에너지 공급을 제어하고, 2차적으로 마스터 FET부에 의해서 전원부의 전기에너지 공급을 제어하게 된다. 상기 마스터 FET부는 마스터 FET 제어부와 마스터 FET를 포함하고 있고, 상기 열원으로 공급되는 전기에너지 전체를 공급/차단할 수 있도록 한다.

본 발명에 의한 온열치료기의 과열방지 회로는 최종적으로 주제어부에서 작동불능상태에 처해 있는 경우에도, 자동적으로 상기 열원에 대한 전기에너지의 공급을 차단할 수 있는 안전제어부를 추가로 포함할 수 있다. 상기의 안전제어부는 상기의 클럭신호라인에 연결된 멀티바이브레이터부와, 상기 멀티바이브레이터부에서 생성된 신호를 전달하는 멀티라인과, 상기의 멀티라인 및 상기의 제어신호라인에서 입력된 신호를 논리곱으로 연산시키는 앤드 게이트를 포함하고 있다.

온열치료기, 전원제어회로, 온도감지, 과열방지, 화재 예방, 화상방지

Description

온열치료기의 열원에 관한 과열방지 회로{Power Control Circuit for Heat Sourses in the Hyperthermo-therapeutic Apparatus}

본 발명은 온열치료기에 사용되고 있는 열원의 과열방지 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 온열치료기의 내부도자와 외부도자 등에 사용되고 있는 열원이 고온으로 과열될 경우 이를 자동적으로 차단할 수 있고, 또한 메인제어부의 작동불능 상태에서도 열원으로 인가되는 전원을 자동적으로 차단할 수 있는 온열치료기의 열원에 대한 과열방지 회로에 관한 것이다. l

온열치료기는 전기에너지를 이용하여 발열체를 고온으로 발열시키고, 고온으로 발열된 상태에서 옥 성분의 온구기로 하여금 원적외선을 발산하도록 유도함과 동시에, 사용자의 신체 부위에 접촉시키거나 마사지하면서 온열찜질 효과 및 마사지효과를 제공하는 제품이다.

오늘날 온열치료기는 종래의 수동형에서 자동형으로 발전되어 왔고, 휴대용에서 침대형으로 대체되고 있으며, 그리고 다시 좌식형으로 진화되어가고 있는 중이다.

온열치료기에 있어서, 오늘날 가장 대표적인 제품은 침대형 온열치료기이다. 침대형 온열치료기는 기본적인 형태를 침대형 프레임으로 구성하고, 이 침대형 프레임 위에 사용자의 상체를 온열 찜질할 수 있는 주매트와, 사용자의 하체부위를 온열 찜질할 수 있는 보조매트를 장착시킨 것으로서, 사용자가 상기 주매트와 보조매트의 위에 누워있는 상태에서 온열찜질, 지압, 그리고 원적외선 방사효과 등을 누릴 수 있도록 한 제품이다.

침대형 온열치료기는 상기의 주매트의 내부에 소정의 온구기를 내장하고 있으며, 모터에 의해 상기 온구기를 주매트의 내부에서 왕복 이동할 수 있도록 하면서, 전원에 의해 고온으로 가열된 세라믹 도자를 이용하고 있으므로, 사용자는 주매트에 누워있는 상태에서 그 아래쪽에 있는 온구기에 의해 사용자의 경추, 요추 및 척추부위를 집중적으로 치료할 수 있게 되는 것이다.

또한, 침대형 온열치료기는 상기 주매트의 내부에 고온의 열을 이용하여 온열찜질효과 및 원적외선 방사효과를 제공하는 내부도자를 사용하고 있을 뿐만 아니라, 사용자가 자신의 손으로 붙잡고 팔, 다리, 배, 어깨 등 신체의 여러 부위에 접촉시켜 사용할 수 있는 외부도자를 커넥터에 착탈가능하게 결합시키고 있다. 상기의 내부도자는 상기 주매트의 내부에 위치하여 왕복이동하게 되고, 위치센서의 장착으로 사용자가 직접 왕복 마사지구간을 설정할 수 있으며, 인체공학적인 설계로 척추의 형태를 따라 부드럽게 굴곡 이동할 수 있게 된다. 또한, 상기의 외부도자는 긴 전선을 따라 온열치료기의 본체에 연결되어 사용될 수 있고, 사용자가 외부에서 자유롭게 이동하면서 자신의 신체 부위에 접촉시켜 사용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 침대형 온열치료기는 사용자의 하체에 대한 온열찜질 효과 및 원적외선 방사효과를 제공하는 보조 매트를 포함하고 있다.

일반적으로 온열치료기는 한방의 온열찜질효과와 양방의 마사지효과를 조합한 것으로 평가될 수 있고, 고온의 열을 받아 원적외선을 발산하게 되고 이것을 신체에 조사함으로써, 신체의 기능을 활성화시키는 것으로 평가될 수 있다.

또한, 온열치료기는 전기에너지를 공급하여 고온의 열을 발생시키는 과정에서, 내부도자 또는 외부도자에 과량의 전기에너지가 공급될 경우, 사용자의 신체에 화상을 초래하게 되는데, 특히 신체의 기능이 약화되어 고온의 열을 즉각적으로 감지하지 못하는 환자 또는 노년층의 경우에는 이러한 현상이 더욱 심각하게 발생될 수 있다.

이러한 부작용을 방지하기 위하여, 종래의 온열치료기는 안전장치로서 내부도자 또는 외부도자의 열원의 주위에 그 도자의 온도를 측정하기 위하여 온도센서를 부착하고, 또한 상기 열원에 공급되는 전기에너지의 제어를 원활하게 수행하기 위하여 전계효과트랜지스터(FET: Field Effet Transister)를 사용하고 있다.

이때, 상기의 온도센서는 상기 도자의 온도를 감지하여 메인제어부(MCU)로 보내고, 메인 제어부(MCU)에서는 상기 도자의 과열 여부를 판단하게 된다. 상기 도자의 과열 여부는 사용자의 신체에 화상을 일으킬 정도에 이르기 전의 온도를 미리 설정하고, 그 설정된 온도를 초과할 경우를 과열 상태로 정의한 것이다. 예컨대, 외부도자의 경우에는 60 ℃를 전후하여 과열 상태로 정의할 수 있다. 만약, 상기의 온도센서에 의해 메인 제어부에서 도자의 특정한 열원이 미리 설정된 온도를 초과 하여 과열된 것이라고 판단되었을 경우에는, 상기의 메인제어부는 그 특정부위에 대한 전기에너지의 공급을 중단하도록 차단신호를 발송하게 되고, 이로써 상기 도자에 인가되는 전기에너지를 차단하게 된다.

그런데, 종래의 온열치료기에 있어서는, 불행하게도 상기의 전계효과트랜지스터(FET)가 정상적으로 작동되지 않는 상황을 맞이하는 경우가 발생될 수 있었다. 이러한 경우, 상기의 메인제어부에서는 정상적으로 전기에너지 공급중단신호를 발송하게 되지만, 상기의 전계효과트랜지스터(FET)가 작동되지 않으므로, 전기에너지는 계속적으로 공급되어지고, 그 결과 사용자의 신체에 화상을 일으키게 될 염려가 있었다.

또한, 종래의 온열치료기에 있어서는, 메인제어부가 고장을 일으키게 되고, 그 상태에서 도자의 열원에 전기에너지가 계속적으로 공급되어지는 경우에는, 메인제어부가 작동될 수 없어서, 실질적으로 상기의 열원에서는 계속적으로 과열상황이 진행되고 있음에도 불구하고, 그러한 상황을 종료시키거나 차단시킬 수 있는 수단이 별도로 존재하지 않았었다.

따라서, 종래의 온열치료기에 있어서는, 과열상황이 계속됨으로 인하여, 사용자의 신체에 화상을 일으키게 되고, 더욱 심할 경우에는 화재를 발생시키는 위험성을 안고 있기도 하였다.

본 발명은, 상기와 같이 종래의 온열치료기가 갖는 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 온열치료기의 열원이 미리 설정된 온도를 초과한 상태에서, 그 열원에 해당하는 FET에서 고장을 일으키고 있거나, 또는 메인 제어부에서 고장을 일으키고 있을 경우에도, 자동적으로 상기의 열원에 인가되는 전원을 차단함으로써, 사용자의 신체를 잠재적인 화상으로부터 보호하고, 온열치료기의 추가적인 고장을 미연에 예방할 수 있는 온열치료기의 열원에 관한 과열방지 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위하여, 사용자에게 온열찜질효과 및 온열마사지 효과를 제공하는 온열치료기의 내부에 장착되는 도자의 열원부에 관한 회로를 더욱 개량한 것이다.

본 발명에 의한 온열치료기의 과열방지 회로는 도자의 열원부의 과열상태를 감지하게 되는 메인 제어부를 포함하고 있다. 상기의 메인제어부는 열원부의 온도센서들로부터 전달되어 온 열원들의 온도를 받아들여 각각의 열원들의 과열 여부를 판단하고, 과열로 판단될 경우 1차적으로 해당되는 열원의 전계효과트랜지스터들에 대해 전원차단의 제어신호를 발송하며, 소정의 시간이 경과되었음에도 불구하고 여전히 과열로 판단될 경우에는, 2차적으로 마스터 전계효과트랜지스터부에 대해 전 원차단의 제어신호를 발송한다.

본 발명에 의한 온열치료기의 과열방지 회로는 전원부의 전기에너지를 공급받아 발열되어지는 열원부를 포함하고 있다. 상기의 열원부는 온열치료기의 내부도자와 외부도자에 설치되어 있고 전기에너지에 의해 고온의 열을 내는 열원들과, 상기의 열원들의 온도를 각각 감지하는 온도센서들과, 상기의 메인제어부의 신호에 의해 ON/OFF 신호를 발생시켜서 각각의 전계효과트랜지스터에 입력시키는 FET 제어부와, 상기의 FET 제어부의 신호에 따라 전기에너지의 공급여부를 턴온/턴오프시키는 각각의 전계효과트랜지스터들을 포함하고 있다. 상기의 열원부는 통상의 온열치료기에서 사용되고 있는 것을 그대로 활용할 수 있다.

본 발명에 의한 온열치료기의 과열방지 회로는 상기의 메인제어부로부터 2차적으로 제어신호를 받아 작동하는 마스터 전계효과트랜지스터부를 포함하고 있다. 상기의 마스터 전계효과트랜지스터부는 상기의 메인제어부의 2차적인 제어신호에 의해 ON/OFF 신호를 발생시키는 마스터 FET 제어부와, 상기의 마스터 FET 제어부의 신호에 따라 전원부의 전기에너지의 공급여부를 턴온/턴오프시키는 마스터 전계효과트랜지스터를 포함하고 있다.

또한, 본 발명에 의한 온열치료기의 과열방지 회로는 더욱 바람직한 실시예로서, 상기의 메인 제어부를 더욱 개량한 것으로서, 상기의 메인 제어부가 정상적인 제어신호를 전달하는 제어신호라인과 클럭신호를 전달하는 클럭신호라인을 별도로 형성하고 있으며, 상기의 제어신호라인과 상기의 클럭신호라인을 안전제어부에 연결시키고 있으며, 상기의 안전제어부는 상기의 마스터 전계효과트랜지스터부에 연결시키고 있다.

본 발명에 있어서, 상기의 안전제어부는 상기의 클럭신호라인에 연결된 멀티바이브레이터부와, 상기 멀티바이브레이터부에서 생성된 신호를 전달하는 멀티라인과, 상기의 멀티라인 및 상기의 제어신호라인에서 입력된 신호를 논리곱으로 연산시키는 앤드 게이트를 포함하고 있다. 또한, 상기의 안전제어부는 상기의 앤드 게이트에서 연산된 제어신호를 상기의 마스터 전계효과트랜지스터부의 마스터 FET 제어부에 연결시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 온열치료기에 있어서, 고온을 발생시키는 열원이 미리 설정된 온도 이상으로 과열될 경우, 1차적으로 각각의 열원에 대응되는 전계효과트랜지스터에 전원에너지 차단신호를 발송하게 됨으로써, 상기의 열원이 고온으로 발열되는 것을 방지하게 된다.

또한, 본 발명은 상기의 열원이 계속적으로 고온상태를 유지할 경우에는, 2차적으로 마스터 전계효과트랜지스터부를 작동시켜서 상기의 열원으로 공급되는 전기에너지를 차단하고, 이를 통하여 상기의 열원이 고온으로 발열되는 것을 차단하게 된다.

또한, 본 발명은 메인 제어부가 작동불능상태에 놓여 있음에도 불구하고 계속적으로 상기의 열원으로 전기에너지가 공급될 경우에는, 3차적으로 상기의 안전제어부가 상기의 마스터 전계효과트랜지스터부를 작동시키도록 하고, 이를 통하여 상기의 열원으로 공급되는 전기에너지를 자동적으로 차단할 수 있게 되는 장점이 있다.

따라서, 본 발명은 어떠한 경우에도 온열치료기의 열원이 설정된 온도를 초과하여 고온으로 발열될 수 없도록 하며, 이를 통하여 사용자가 화상을 입거나, 열원의 과열로 인한 잠재적인 화재를 미연에 방지할 수 있는 특장점을 누리게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

본 발명은 온열치료기에 사용되는 열원의 과열방지를 위한 회로를 제공한다.

도 1 은 본 발명의 과열방지 회로를 적용하는데 적합한 온열치료기로서, 침대형 온열치료기를 예시해 놓은 사용 상태도이다. 따라서, 본 발명은 침대형 온열치료기에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 수동형 온열치료기 또는 좌식 온열치료기 등에도 마찬가지로 사용될 수 있다.

침대형 온열치료기는 사용자가 치료를 위해 누울 수 있는 침대프레임(1)을 포함하고 있다. 그의 상단 측면에 설치된 거치대에는 사용자가 각종의 제어신호를 입력하는 LCD 리모콘(2)이 착탈가능하게 장착될 수 있다. 상기 침대프레임(1)의 위쪽에는 주매트(3)가 올려놓여져 있고, 상기 주매트(3)의 내부에는 고온의 열에 의해 사용자에게 온열찜질효과와 지압효과를 제공하는 내부도자(도시되지 않음)를 장착하고 있다. 또한, 상기 침대프레임(1)의 측면에는 커넥터가 형성되어 있고, 상기 커넥터에 연결된 전선을 통하여 사용자의 외부 신체에 온열찜질효과를 제공하는 외부도자(4)가 결합되어 있다. 한편, 상기 주매트(3)의 아래쪽에는 사용자의 하체부위에 온열찜질효과를 제공하는 보조매트(5)가 결합되어 있다. 또한, 침대형 온열치료기는 외부에서 전기에너지를 공급하는 전원입력부(6)와, 상기 LCD 리모콘의 제어신호에 따라 작동되어지고 전기에너지의 공급 및 차단을 제어하는 메인제어부(20)를 상기 주매트(3)의 내부에 포함하고 있다.

침대형 온열치료기는 침대프레임(1)의 전원입력부(6)에 전원공급시스템으로 열원에 적합한 전기에너지를 일정하게 공급하는 SMPS 전원공급장치(스위치)를 장착하고 있는데, 이를 통하여 안정적인 전원공급이 가능하고, 불규칙한 전압으로 인한 제품고장 및 수명단축을 최소화할 수 있다.

침대형 온열치료기는 상기의 LCD 리모콘(2)에 자신이 선호하는 조작조건을 입력함으로써, 주매트(3)의 내부에서 왕복이동하는 내부도자(3)의 위치를 정밀하게 제어할 수 있고, 원하는 온도로 상승시키거나 하강시켜서 적절한 온열찜질 기능을 선택할 수 있으며, 또 사용자의 신장에 따라 사용점 위치가 조절되어 자신의 신체에 꼭 맞는 마사지를 받을 수 있다.

또한, 침대형 온열치료기는 사용자가 거치대에 설치된 LCD 리모콘(2)을 이용하여 LCD 화면을 통해 내부도자(3) 및 종아리 지압구 등의 제품 작동상태를 쉽게 눈으로 확인할 수 있다. 상기 보조매트(5)는 그 내부에 설치된 지압구를 왕복시키거나 그 내부에 장착된 원적외선 방사판넬에 의해 온열찜질효과 및 원적외선 방사효과를 누릴 수 있다.

또한, 침대형 온열치료기는 별도의 외부도자(4)를 연결시켜 사용할 수 있는데, 이는 내부도자와는 달리 사용자가 파지하여 자유롭게 움직여서 사용할 수 있으므로, 자신의 신체에 따라 알맞게 팔, 다리, 어깨, 목 등의 부위에 밀착시켜 유용하게 사용할 수 있다.

도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 관한 열원부의 과열방지 회로를 도시해 놓은 블록도이다. 본 발명에 있어서, 바람직한 실시예로서 상기 열원부의 열원이 4개인 경우를 가정하여 살펴보기로 한다.

본 발명에 의한 온열치료기의 과열방지 회로는 온열치료기의 각종 부품들과 서로 연결되어 있고, 상기 각종의 부품들에 대하여 전기적 제어신호를 발생시키고 제어신호를 발송함으로써 제어하는 메인제어부(20)를 포함하고 있다.

본 발명에 있어서, 상기의 메인제어부(10)는 열원부(20)의 각 열원들(22a)(22b)(22c)(22d)이 발생하는 온도를 특정함으로써 과열 여부를 판단한다. 상기의 각 열원들(22a)(22b)(22c)(22d)은 그에 인접한 각각의 온도센서들(24a)(24b)(24c)(24d)에 의해서 그의 온도가 감지되어지고, 감지된 온도는 상기의 메인제어부(10)로 전송된다. 상기의 메인제어부(10)는 미리 설정된 온도와 비교하여, 상기 각 열원들(22a)(22b)(22c)(22d)의 현재의 상태가 과열인지의 여부를 판단한다. 상기의 미리 설정된 온도는 사용자가 화상을 입지 않는 범위 내에서 선택되는 것이 바람직하고, 통상적으로 60 ℃를 전후하여 정해진다.

본 발명에 있어서, 상기의 메인제어부(10)는 상기 각 열원 들(22a)(22b)(22c)(22d) 중에서 어느 하나 또는 그 이상이 과열로 판단될 경우 1차적으로 해당되는 열원(22)의 전계효과트랜지스터들(26a)(26b)(26c)(26d)에 대해 전원차단의 제어신호를 발송한다. 이를 통하여, 통상적인 방법과 동일하게, 상기의 해당되는 열원(22)으로 공급되는 전기에너지를 차단하게 된다.

그렇지만, 상기의 메인제어부(10)는 소정의 시간이 경과되었음에도 불구하고 여전히 상기의 각 열원들(22a)(22b)(22c)(22d)이 과열로 판단될 경우에는, 2차적으로 하기의 마스터 전계효과트랜지스터부(30)에 대해 전원차단의 제어신호를 발송하게 된다. 상기 소정의 시간은 프로그램적으로 설정된 것으로서, 2분, 3분, 5분, 또는 10분으로 설정할 수 있다.

본 발명에 의한 온열치료기의 과열방지 회로는 전원부(50)의 전기에너지를 공급받아 발열되어지는 열원부(20)를 포함하고 있다.

본 발명에 있어서, 상기의 열원부(20)는 온열치료기에 있어서 사용자에게 온열찜질효과를 제공하는 각종의 발열체로서의 도자들을 포함하고 있으며, 이를 열원(22)으로 표현할 수 있다. 이러한 열원은 온열치료기의 내부에 설치되는 내부 도자와 온열치료기의 외부의 커넥터에 결합되어 사용되는 외부 도자로 구분될 수 있으나, 온열찜질효과를 제공하는 기능에 있어서는 서로 동일하다. 상기의 열원은 온열치료기에 사용되는 각종의 열원들(22a)(22b)(22c)(22d)로 구체화될 수 있고, 이것은 사용자의 허리 및 등 부분을 온열찜질하는 상하이동체(도시되지 않음)의 땅콩모양의 도자이거나, 사용자가 손으로 파지하여 사용자의 신체부위에 밀착시켜 사용 하는 3구 온열기의 도자들이거나, 6구 온열기의 도자들 또는 9구 온열기의 도자들일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기의 열원부(20)는 상기의 열원들(22a)(22b)(22c)(22d)의 온도를 각각 감지하는 온도센서들(24a)(24b)(24c)(24d)을 포함하고 있다. 상기의 온도센서들(24a)(24b)(24c)(24d)은 감지된 각각의 온도값을 상기의 메인제어부(10)에 실시간으로 전송한다.

본 발명에 있어서, 상기의 열원부(20)는 상기의 메인제어부(10)의 신호에 의해 ON/OFF 신호를 발생시키는 FET 제어부(27)를 포함하고 있다. 상기의 FET 제어부(27)는 상기 메인제어부(10)의 신호에 따라 ON/OFF 신호를 발생시키고, 그 신호를 다시 각각의 전계효과트랜지스터들(26a)(26b)(26c)(26d)에 입력시킨다. 상기의 FET 제어부(27)는 각각의 전계효과트랜지스터들(26a)(26b)(26c)(26d)에 대해 각각 대응되어진다. 상기의 각각의 전계효과트랜지스터들(26a)(26b)(26c)(26d)은 상기 FET 제어부(27)의 신호에 따라 전기에너지의 공급여부를 턴온/턴오프시키게 된다. 이와 같은 열원부(20)는 통상의 온열치료기에서 사용되고 있는 것을 그대로 활용할 수 있다.

본 발명에 의한 온열치료기의 과열방지 회로는 상기의 메인제어부(10)로부터 2차적으로 제어신호를 받아 작동하는 마스터 전계효과트랜지스터부(30)를 포함하고 있다.

본 발명에 있어서, 상기의 마스터 전계효과트랜지스터부(30)는 상기의 메인 제어부(10)의 2차적인 제어신호에 의해 ON/OFF 신호를 발생시키는 마스터 FET 제어부(34)를 포함하고 있다. 상기의 마스터 FET 제어부(34)는 상기의 메인 제어부(10)에 연결되어 있으며, 그로부터 제어신호를 받게 된다. 상기의 마스터 FET 제어부(34)는 메인 제어부(10)의 신호에 따라 ON/OFF 신호를 발생시키고, 이것을 다시 마스터 전계효과트랜지스터(32)에 보내준다. 상기의 마스터 전계효과트랜지스터(32)는 상기의 마스터 FET 제어부(34)의 신호에 따라 턴온/턴오프 시켜서, 전원부(50)의 전기에너지가 상기의 열원(22)으로 공급되는 것을 ON/OFF 시키게 된다.

또한, 본 발명에 의한 온열치료기의 과열방지 회로는 더욱 바람직한 실시예로서, 상기의 메인제어부(10)가 작동불능 상태에 놓여있을 경우에도, 상기의 열원에 자동적으로 전기에너지의 공급이 차단될 수 있는 안전회로를 제공한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 관한 온열치료기의 과열방지 회로를 도시해 놓은 블록도이고,

도 4a는 도 3의 안전제어부에 관한 구체적인 블록도이며, 도 4b는 상기 안전제어부에 관한 상세 회로도를 예시한 것이다.

본 발명에 의한 온열치료기의 과열방지 회로는 상기의 메인제어부(10)와 상기의 마스터 전계효과트랜지스터부(30)의 사이에 안전제어부(40)를 더욱 포함하고 있다.

본 발명에 있어서, 상기의 메인 제어부(10)는 정상적인 제어신호를 전달하는 제어신호라인(12)과 클럭신호를 전달하는 클럭신호라인(14)을 별도로 형성하고 있으며, 상기의 제어신호라인(12)과 상기의 클럭신호라인(14)은 각각 안전제어부(40)에 입력되어진다. 상기의 안전제어부(40)는 상기의 마스터 전계효과트랜지스터부(30)에 연결되어 있다.

본 발명에 있어서, 상기의 안전제어부(30)는 상기의 메인제어부(10)의 클럭신호라인(14)에 연결되어 있는 멀티바이브레이터부(42)와, 상기 메인제어부(10)의 통상적인 제어신호라인(12) 및 상기 멀티바이브레이터부(42)에서 나오는 신호를 전달하는 멀티라인(44)에 연결되어 있고 이들을 논리곱시키는 앤드게이트(46)를 포함하고 있다.

본 발명에 있어서, 상기의 멀티바이브레이터부(42)는 상기의 메인제어부(10)의 모든 신호를 받는 것이 아니고, 단지 메인제어부(10)에서 발생되는 클럭신호만을 받게 되는 점에서 기술적인 특징을 가지고 있다. 상기의 멀티바이브레이터부(42)는 비안정, 단안정, 또는 쌍안정 타입 중에서 어느 하나를 선택적으로 사용할 수 있다. 그 중에서도, 상기의 멀티바이브레이터부(42)는 단안정 멀티바이브레이터를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기의 멀티바이브레이터부(42)는 리트리거블 단안정 멀티바이브레이터가 더욱 바람직하다. 이는 상기의 메인제어부(10)에서 전달되어 오는 신호가 주기적인 클럭신호이므로, 상기의 메인제어부(10)가 정상적으로 작동될 경우에는 계속적 주기적으로 균일한 신호를 받게 되지만, 상기의 메인제어부(10)가 비정상적으로 작동되거나 작동불능 상태에 빠지게 될 경우에는 상기의 클럭신호가 정상적으로 발생되지 않게 되고, 이 경우 단안정 타입이 가장 정 확하게 비정상상태를 정상상태와 구분할 수 있기 때문이다.

또한, 상기의 안전제어부(40)는 상기의 앤드 게이트(46)에서 연산된 제어신호를 상기의 마스터 전계효과트랜지스터부(30)의 마스터 FET 제어부(34)에 연결시키는 것이 바람직하다. 상기의 안전제어부(40)는 필요할 경우, 상기의 FET 제어부(27)에 연결시킬 수 있고, 그 경우 각각의 FET(26a)(26b)(26c)(26d)를 개별적으로 제어할 수도 있다.

본 발명에 있어서, 상기의 안전제어부(30)에 의한 신호는 상기의 마스터 FET 제어부(34)로 전달되어지고, 상기의 마스터 FET 제어부(34)는 상기 안전제어부(30)의 신호에 따라 상기 마스터 전계효과트랜지스터(32)를 작동시키게 되고, 이는 다시 상기의 전원부(50)로 하여금 전기에너지를 공급하거나 차단하도록 한다.

이하, 이와 같이 구성된 본 발명의 작용관계를 살펴보기로 한다.

1). FET 에 의한 열원의 과열방지 회로:

열원부(20)의 열원들(22a)(22b)(22c)(22d)이 발열하게 되면, 그에 인접한 온도센서들(24a)(24b)(24c)(24d)이 그 온도를 감지하여, 메인제어부(10)로 통지하게 된다. 예컨대, 그 중에서 어느 하나의 열원(22b)이 과열되어지면, 그에 인접한 온도센서(24b)가 그 온도를 감지하여 상기의 메인제어부(10)에 전송하게 되는데, 상기의 메인제어부(10)는 그 온도가 설정온도(예컨대, 60℃)를 초과한 것으로 판단되어지면, 상기의 열원(22b)에 대한 차단신호를 상기의 FET 제어부(27)에 전송한다. 상기의 FET 제어부(27)는 메인제어부(10)의 차단신호에 의거하여 해당 FET(26b)를 턴오프 시킨다. 이 경우, 상기의 FET 제어부(27)는 해당되는 FET(26)에 대해 각각 설치되어 있는 것이 바람직하다. 본 발명의 도면에서는 이를 간단히 도시하기 위하여 단일의 제어부로 나타내고 있다. 상기의 FET(26b)는 전원부(50)로부터 전기에너지가 상기의 열원(22b)에 공급되는 것을 차단하게 된다.

이러한 과정을 거쳐서 온열치료기 중의 어느 하나의 열원이 과열되어지면, 그 열원에 대한 전기에너지의 공급을 차단함으로써, 해당하는 열원의 온도를 낮추게 되고, 다시 하한값의 온도에 도달하게 되면, 다시 메인제어부(10)는 전원공급을 명령함으로써, 상기의 열원이 적정한 온도를 유지하면서 온열찜질 효과를 제공할 수 있도록 하는 것이다.

그렇지만, 만약 상기의 FET가 고장을 일으키거나 작동불량 현상을 일으키게 될 경우, 해당 열원에 대한 전기에너지의 공급을 차단해야 함에도 불구하고, 전기에너지의 ON/OFF 기능을 제대로 수행할 수 없게 되는 문제가 남아 있게 된다.

2). 2단 FET 시스템에 의한 열원의 과열방지 회로:

위와 동일하게 작동되는 온열치료기에 있어서, 상기 열원부(20)의 열원들(22a)(22b)(22c)(22d) 중에서 역시 열원(22b)이 과열되어 있고, 그에 대응되는 FET(26b)가 고장을 일으키고 있는 경우를 예시적으로 살펴보기로 한다.

이때, 상기의 열원(22b)이 과열되어 있으므로, 그에 인접한 온도센서(24b)가 그 온도를 감지하여 상기의 메인제어부(10)에 전송하게 되고, 상기의 메인제어 부(10)는 그 온도를 근거로 하여 과열로 판단되어지면, 상기의 열원(22b)에 대한 차단신호를 상기의 FET 제어부(27)에 전송한다. 그러나, 상기의 FET 제어부(27) 내지는 해당 FET(26b)가 고장을 일으키고 있으므로, 상기의 전원부(50)로부터 전기에너지는 여전히 상기의 열원(22b)으로 공급되어지게 된다. 따라서, 상기의 열원(22b)은 과열상태에 있음에도 불구하고, 계속적으로 전기에너지가 공급되어 더욱 높은 온도로 올라가게 되고, 그에 인접한 온도센서(24b)는 그 상승된 온도를 상기의 메인제어부(10)로 전송하게 된다.

한편, 상기의 메인제어부(10)는 해당 열원(22b)에 대하여 차단신호를 보냈음에도 불구하고, 상기의 열원(22b)의 온도가 저하되기는 커녕 계속 상승하게 될 경우에는, 2차적으로 차단신호를 마스터 FET부(30)로 보내게 된다. 메인제어부(10)로부터 2차 차단신호를 받은 마스터 FET 제어부(34)는 다시 OFF 신호를 보내고, 상기의 마스터 FET(34)는 전원부(50)를 OFF 시킴으로써, 상기의 전원부(50)에서 상기의 열원부(20)로 전기에너지가 공급되는 것을 차단하게 된다.

물론, 이 경우, 상기의 마스터 FET(34)가 해당되는 열원들(22a)(22b)(22c)(22d)에 대하여 각각 전기에너지를 차단하도록 배치할 수도 있지만, 전체적인 열원부(20)에 대한 전기에너지의 공급을 차단하도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 경우에, 사용자가 온열치료기의 고장 여부를 쉽게 인지할 수 있기 때문이다. 그렇다고 해서, 본 발명이 개별적인 열원에 대한 전기에너지의 차단방식을 권리범위에서 제외시킨다는 의미는 아니다.

이러한 과정을 거쳐서 온열치료기 중의 어느 하나 또는 다수의 열원에 대한 FET가 고장을 일으킬 경우에 있어서도, 마스터 FET부(30)의 작용에 의해, 상기의 열원에 의한 과열 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 되는 것이다.

3). 안전제어부 시스템에 의한 열원의 과열방지 회로:

한편, 최악의 상황으로서, 메인제어부(10)가 작동불량을 일으키게 될 경우로서, 어떤 열원이 과열을 발생시키고 있음에도 불구하고, 상기의 메인제어부(10)가 정상적으로 작동되지 못함으로써, 해당 열원에 대한 전기에너지의 공급을 차단시키지 못하게 될 가능성이 마지막 숙제로서 남겨져 있게 된다.

이러한 경우, 종래의 온열치료기는 상기의 메인제어부(10)가 작동불능상태에 있음에도 불구하고, 전원공급 신호(예컨대,「HIGH」 신호 또는「ON」신호)를 계속적으로 보내고 있으므로, 상기의 열원부(20)에는 계속적으로 전기에너지가 공급되어지게 되고, 이로 인하여 상기의 열원(22b)은 과열로 치닫게 되고, 사용자는 화상을 입게 될 가능성이 있었다. (일반적으로, 사용자들은 과열되었을 경우, 쉽게 인지하는 편이지만, 노약자들의 경우 신체기능의 저하로 인하여, 고온의 열을 쉽게 감지하지 못하여, 피부 손상 내지 화상을 입게 될 가능성이 더 높았다.)

그러나, 본 발명에 있어서는, 아래와 같은 안전제어부(40)의 회로 구성에 의해 이러한 염려를 완전히 해소할 수 있게 된다.

본 발명은 상기의 메인제어부(10)가 작동불능상태에 있음에도 불구하고, 전원공급 신호(예컨대,「HIGH」 신호 또는「ON」신호)를 계속적으로 보내고 있을 경우, 상기의 메인제어부(10)의 2가지 측면을 이용함으로써, 온열치료기의 안전효과 를 달성하게 된다. 즉, 상기의 메인제어부(10)는 작동불능상태에 있으므로, 정상적인 클럭이 발생되지 않는 측면을 이용하고, 또한 여전히 정상적인 전원공급신호를 발생시키고 있는 점을 이용하는 것이다.

본 발명은 상기의 메인제어부(10)에서 발생된 전원공급 신호(예컨대,「HIGH」 신호 또는「ON」신호)를 상기의 제어신호라인(12)을 통하여 그대로 송신하되, 직접 상기의 앤드 게이트(46)로 송신하게 된다.

한편, 본 발명은 상기의 메인제어부(10)가 작동불능상태에 있는 이상, 클럭신호가 정상적으로 발생되지 않거나 클럭 신호가 단절되어지게 된다. 이때, 상기의 클럭신호를 받아들이게 되는 멀티바이브레이터부(42)는 전원차단 신호(예컨대,「LOW」 신호 또는「OFF」신호)를 발생하게 되고, 상기의 멀티라인(44)을 통하여 상기의 앤드 게이트(46)로 입력하게 된다.

본 발명은 상기의 앤드 게이트(46)에서 논리곱을 연산함으로써, 전원차단 신호(예컨대,「LOW」 신호 또는「OFF」신호)를 발생하게 되고, 그 차단신호를 상기의 마스터 FET부(30)로 보내게 된다. 상기의 마스터 FET부(30)는 전원부(50)로 하여금 전기에너지를 공급하지 못하도록 하고, 상기의 열원부(20)에 대한 전기에너지를 실질적으로 차단하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기의 메인제어부(10)가 실질적으로 고장을 일으키거나 작동불능 상태에 빠져 있으면서, 그 상태에서 전기에너지의 공급신호를 계속적으로 발생하고 있는 최악의 상황에 놓여있을 경우에도, 상기의 안전제어부(40)의 작용에 의해 자동적으로 전원공급을 차단할 수 있는 것이다.

본 발명은 첨부된 도면에 있어서, 가장 간단한 예시도로서 하나의 메인제어부(10)에 대하여, 하나의 마스터 FET부(30)와, 하나의 전원부(50) 및 하나의 안전제어부(40)를 제시하여 설명하였지만, 이는 단순한 예시일 뿐이고, 이를 변형하여 다양한 형태를 구사할 수 있음을 언급해둔다. 이러한 변형 내지 모방은 이 기술분야의 통상전문가에 의해 극히 용이하게 실시될 수 있는 것이고, 본 발명의 동등한 실시예 중의 하나에 속함은 명백한 사실이다.

도 1 은 본 발명의 과열방지 회로를 적용하는데 적합한 온열치료기의 사용상태 예시도이고,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 온열치료기의 과열방지 회로를 도시해 놓은 블록도이며,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 관한 온열치료기의 과열방지 회로를 도시해 놓은 블록도이며,

도 4a는 도 3의 안전제어부에 관한 구체적인 블록도이고, 도 4b는 상기 안전제어부에 관한 상세 회로도를 예시한 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 주제어부, 12 : 제어신호라인

14 : 클럭신호라인, 20 : 열원부,

30 : 마스터 FET부, 32 : 마스터 FET,

34 : 마스터 FET제어부, 40 : 안전제어부,

42 : 멀티바이브레이터부, 44 : 멀티라인,

46 : 앤드 게이트, 50 : 전원부

Claims (6)

1. 온열치료기의 내부도자와 외부도자에 설치되어 있고 전기에너지에 의해 고온의 열을 내는 열원들(22a)(22b)(22c)(22d)과, 상기의 열원들의 온도를 각각 감지하는 온도센서들(24a)(24b)(24c)(24d)과, 과열 여부에 관한 제어신호에 의해 ON/OFF 신호를 발생시키는 FET 제어부(27)와, 상기의 FET 제어부(27)의 신호에 따라 전기에너지의 공급여부를 턴온/턴오프시키는 각각의 전계효과트랜지스터들(26a)(26b)(26c)(26d)을 포함하고 있는 열원부(20)와; 상기 열원부(20)의 과열상태를 판단하고, 과열상태로 판단될 경우 전기에너지 차단신호를 발송하는 메인 제어부(10)와; 상기의 메인 제어부(10)의 신호에 따라 전기에너지를 공급/차단하는 전원부(50); 를 포함하고 있는 온열치료기의 회로에 있어서,

   상기의 메인제어부(10)는 열원부(20)의 온도센서로부터 입력된 온도에 의해 각각의 열원의 과열 여부를 판단하고, 과열로 판단될 경우 1차적으로 해당되는 열원의 전계효과트랜지스터에 대해 전원차단의 제어신호를 발송하며, 소정의 시간이 경과되었음에도 불구하고 여전히 과열로 판단될 경우에는, 2차적으로 전원차단의 제어신호를 마스터 전계효과트랜지스터부(30)에 대해 발송하며,

   상기의 마스터 전계효과트랜지스터부(30)는 상기의 메인제어부(10)의 2차적인 제어신호를 받아들여 ON/OFF 신호를 발생시키는 마스터 FET 제어부(34)와, 상기의 마스터 FET 제어부(34)의 신호에 따라 전원부(50)의 전기에너지의 공급여부를 턴온/턴오프시키는 마스터 전계효과트랜지스터(32)를 포함하고 있는 것을 특징으로 한, 온열치료기의 과열방지 회로.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 열원부(20)의 과열상태를 감지하게 되는 메인 제어부(10)는 정상적인 제어신호를 전달하는 제어신호라인(12)과 클럭신호를 전달하는 클럭신호라인(14)을 별도로 형성하고 있으며, 상기의 제어신호라인(12)과 상기의 클럭신호라인(14)을 안전제어부(40)에 연결시키며,

   상기의 안전제어부(40)는 상기의 클럭신호라인(14)에 연결된 멀티바이브레이터부(42)와, 상기 멀티바이브레이터부(42)에서 생성된 신호를 전달하는 멀티라인(44)과, 상기의 멀티라인(44) 및 상기의 제어신호라인(12)에서 입력된 신호를 논리곱으로 연산시키는 앤드 게이트(46)를 포함하고 있으며,

   또한, 상기의 안전제어부(40)는 상기의 앤드 게이트(46)에서 연산된 제어신호를 상기의 FET 제어부(27)로 전송하는 것을 특징으로 한, 온열치료기의 과열방지 회로.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기의 안전제어부(40)는 상기의 앤드 게이트(46)에서 연산된 제어신호를, 상기의 FET 제어부(27)를 배제하고, 그 대신 상기의 마스터 FET 제어부(34)로 전송 하는 것을 특징으로 한, 온열치료기의 과열방지 회로.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기의 안전제어부(40)에 사용된 멀티바이브레이터부(42)는 비안정, 단안정, 또는 쌍안정 타입 중에서 어느 하나를 선택적으로 사용하는 것을 특징으로 한, 온열치료기의 과열방지 회로.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 멀티바이브레이터부(42)는 단안정 멀티바이브레이터를 사용하는 것을 특징으로 한, 온열치료기의 과열방지 회로.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기의 멀티바이브레이터부(42)는 리트리거블 단안정 멀티바이브레이터인 것을 특징으로 한, 온열치료기의 과열방지 회로.

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