KR20120007154A

KR20120007154A - 발열신발

Info

Publication number: KR20120007154A
Application number: KR1020100067744A
Authority: KR
Inventors: 양재호
Original assignee: 주식회사 엘유티
Priority date: 2010-07-14
Filing date: 2010-07-14
Publication date: 2012-01-20

Abstract

본 발명은 발열을 위한 수단과 전원공급을 제어하는 수단이 깔창 내부에 방수가 가능하게 완전히 매입됨으로써 수분침투에 의한 고장발생을 방지하고 세척 등의 관리가 용이하도록 한 발열신발에 관한 것이다. 이 발열신발은 뒷굽 쪽에 배터리수용부를 갖춘 중창과; 배터리수용부 내에 설치된 배터리와; 중창 위를 덮도록 신발 내부에 수용되며 방수 및 완충이 가능한 소재에 의해 마련된 깔창과, 깔창에 매입되며 배터리와 전기적으로 연결된 발열장치를 포함하고, 발열장치는 깔창의 전반부에 매입된 면상발열부재와, 깔창의 후반부에 매입되며 그 하부가 배터리의 접점들과 접하도록 노출된 전원접점부들과, 전원접점부들 및 면상발열부재와 전기적으로 연결된 상태로 깔창의 중반부에 매입되며 신발 내부온도 및 착용여부를 감지하여 전원공급을 제어하는 제어유닛을 포함한다.

Description

발열신발{Heating Shoes}

본 발명은 발열신발에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전원공급에 의해 발열하는 발열수단을 갖춘 발열신발에 관한 것이다.

추운 동절기에 등산, 스키 등과 같은 야외 활동을 하거나 냉동실처럼 극히 온도가 낮은 조건에서 일을 할 경우에는 발에 동상이 걸리기 쉬우므로 발을 따뜻하게 보호해야 한다. 통상적으로 이런 환경에서는 두꺼운 방한용 신발을 착용하고 있으나 이런 신발은 두껍고 무거워 활동이 불편한 문제가 있다.

최근에는 이러한 환경에서 착용하기 위한 것으로 대한민국 공개특허 2002-26203호에 개시된 발열신발이 제안된 바 있다. 이 신발은 신발의 뒤쪽 굽에 전원공급을 위한 배터리를 설치하고, 신발 내에 수용되는 깔개에 전원공급에 의해 발열하는 면상발열체를 설치하였다. 또 신발의 착용 시에만 전원이 공급될 수 있도록 깔개 저면의 접점부분에 압력에 의해 동작하는 스위치를 설치하였다. 이는 신발을 착용할 때 배터리로부터 깔개의 면상발열체로 전원이 공급되어 발열함으로써 추운 겨울 야외활동을 하는 착용자 발에 온기를 제공할 수 있도록 한 것이다.

그러나 이러한 발열신발은 착용하는 동안 지속적으로 발열하기 때문에 경우에 따라 신발 내 온도가 필요이상으로 상승하여 발에 땀이 발생하는 등 쾌적한 착용감을 제공하기 어려웠다. 또 이러한 발열신발은 신발 내부로 수분이 침투하거나 세척을 위해 깔개를 물에 노출시킬 경우 면상발열체나 회로에 수분이 침투하여 쉽게 고장이 생기는 문제가 있었고 이로 인해 세척 등의 관리가 어려운 결점이 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 발열을 위한 수단과 전원공급을 제어하는 수단이 깔창 내부에 방수가 가능하게 완전히 매입됨으로써 수분침투에 의한 고장발생을 방지하고 세척 등의 관리가 용이하도록 하는 발열신발을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 신발 내부 온도의 감지를 통해 전원의 공급을 제어함으로써 신발의 내부가 늘 적정온도로 유지될 수 있도록 하는 발열신발을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 신발의 착용 시에만 전원이 공급되도록 하여 배터리 소모를 최소화할 수 있도록 하는 발열신발을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발열신발은 뒷굽 쪽에 배터리수용부를 갖춘 중창과; 상기 배터리수용부 내에 설치된 배터리와; 상기 중창 위를 덮도록 신발 내부에 수용되며 방수 및 완충이 가능한 소재에 의해 마련된 깔창과, 상기 깔창에 매입되며 상기 배터리와 전기적으로 연결된 발열장치를 포함하고, 상기 발열장치는 상기 깔창의 전반부에 매입된 면상발열부재와, 상기 깔창의 후반부에 매입되며 그 하부가 상기 배터리의 접점들과 접하도록 노출된 전원접점부들과, 상기 전원접점부들 및 상기 면상발열부재와 전기적으로 연결된 상태로 상기 깔창의 중반부에 매입되며 신발 내부온도 및 착용여부를 감지하여 전원공급을 제어하는 제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어유닛은 신발 내부의 온도를 감지하는 온도센서와, 신발의 착용여부를 감지하는 착용감지센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 깔창은 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate)소재에 의해 마련되며 상호 접착되는 상부층 및 하부층과, 열가소성 폴리우레탄(Thermo plastic polyurethane, TPU)소재에 의해 마련되어 상기 하부층 뒤쪽 하부에 부착된 보강층을 포함하고, 상기 면상발열부재와 상기 제어유닛은 상부층과 하부층 사이에 방수가 가능하게 매입되며, 상기 보강층은 상기 제어유닛의 하측을 감싸 보호하도록 상기 하부층 뒤쪽으로부터 상기 하부층 중간부분까지를 덮도록 연장된 것을 특징으로 한다.

상기 배터리는 상기 접점들을 제외한 나머지가 상기 중창에 매입되도록 설치되며, 신발의 외측으로 노출되어 외부로부터 접속이 가능한 충전단자를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 발열신발은 발열장치의 면상발열부재와 제어유닛이 깔창 내부에 방수가 가능하도록 완전히 매입되기 때문에 수분침투에 의한 고장발생을 방지할 수 있고 세척 등의 관리가 용이한 효과가 있다.

또 본 발명에 따른 발열신발은 깔창에 내장된 제어유닛이 신발 내부 온도를 감지하여 전원의 공급을 제어하기 때문에 신발내부의 온도를 늘 적절히 유지할 수 있는 효과가 있다.

또 본 발명에 따른 발열신발은 깔창에 내장된 제어유닛이 신발의 착용여부를 감지한 후 전원공급을 제어하기 때문에 배터리의 소모를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또 본 발명에 따른 발열신발은 깔창에 내장된 제어유닛이 그 하측을 감싸 보호하는 보강층에 의해 보호되기 때문에 뒤틀림 변형이 최소화될 수 있고 외부의 충격으로부터 안정적으로 보호될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 발열신발의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 발열신발 깔창의 구성을 분해하여 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 발열신발의 깔창 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 발열신발의 제어동작을 나타낸 플로챠트이다.
도 5는 본 발명에 따른 발열신발의 배터리수용부 단면도로 다른 실시 예를 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 발열신발은 도 1에 도시한 바와 같이, 발을 감싸는 갑피(10)의 하부에 결합되는 중창(20)과, 중창(20)의 바닥에 결합되는 밑창(30), 중창(20)의 위에 위치하도록 신발의 내부에 수용되는 깔창(60)을 구비한다.

깔창(60)에는 전원공급에 의해 발열하는 발열장치(70)가 설치되고, 중창(20)의 뒷굽 쪽에는 깔창(60)의 발열장치(70)로 전원을 공급하는 배터리(50)가 설치된다. 중창(20)에는 배터리(50)를 장착하거나 분리할 수 있도록 상부가 개방된 배터리수용부(21)가 마련된다. 배터리(50)를 신발로부터 분리하여 충전하거나 교체하기 용이하도록 한 것이다.

배터리(50)는 컴퓨터의 유에스비(USB)포트와 연결하거나 별도의 충전장치를 연결하여 충전할 수 있도록 그 외면에 충전단자(51)를 구비한다. 또 배터리수용부(21)에 수용된 상태에서 깔창(60)에 설치된 발열장치(70)와 전기적인 접속이 가능하도록 그 상면에 마련된 접점들(52)을 구비한다.

깔창(60)은 도 2에 도시한 바와 같이, 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate)소재에 의해 마련되며 상호 접착되는 상부층(61) 및 하부층(62)과, 열가소성 폴리우레탄(Thermo plastic polyurethane, TPU)소재에 의해 마련되어 하부층(62)의 하측 중간부분 및 뒤쪽 하부를 감싸는 형태로 부착됨으로써 발의 형태를 유지할 수 있도록 함과 동시에 깔창(60)의 뒷굽 부분을 보강하는 보강층(63)을 포함한다. 이러한 깔창(60)은 도 3에 도시한 바와 같이, 각 부분이 적층상태에서 일체화된 형태로 접착된다.

발열장치(70)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 깔창(60)의 상부층(61)과 하부층(62)이 접착될 때 상부층(61)과 하부층(62)의 사이에 방수가 가능하도록 매입된다. 즉 발열장치(70)를 개재시킨 상태에서 깔창의 상부층(61)과 하부층(62)을 압착시킴으로써 방수가 가능하여 발열장치(70)에 수분의 침투가 생기지 않도록 한 것이다.

발열장치(70)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 깔창(60)의 전반부에 매입된 면상발열부재(71)와, 깔창(60)의 후반부에 매입되며 그 하부가 배터리(50)의 접점들(52)과 접하도록 노출된 전원접점부들(72)과, 전원접점부들(72) 및 면상발열부재(71)와 전선들에 의해 전기적으로 연결된 상태에서 깔창(60)의 중반부에 매입된 제어유닛(73)을 포함한다.

면상발열부재(71)는 탄소를 섬유화하여 만든 면상발열부(71a) 및 면상발열부(71a)의 양측단에 각각 연결되며 제어유닛(73)과 전선을 통해 연결된 전원공급부(71b)를 구비한다. 제어유닛(73)으로부터 양측의 전원공급부(71b)로 전원이 공급됨으로써 면상발열부(71a)의 발열이 생기도록 한 것이다.

제어유닛(73)은 반복적인 굽힘이나 변형에도 견딜 수 있는 FPCB(FLEXIBLE PRINTED CIRCUITS BOARD)형태로 구성될 수 있다. 또 이러한 제어유닛(73)은 신발의 내부온도를 감지하여 전원공급을 제어할 수 있도록 하는 온도센서(73a)와, 신발의 착용여부를 감지하여 전원공급을 제어할 수 있도록 하는 착용감지센서(73b)를 포함한다. 착용감지센서(73b)는 흔들림을 감지하는 것으로 가속도센서나 자이로센서의 형태로 구성되거나 신발 착용에 따른 압력변화를 감지하는 가압센서 형태로 구성될 수 있다.

이러한 제어유닛(73)은 착용감지센서(73b)를 통해 신발의 착용여부를 감지할 수 있기 때문에 사용자가 신발을 착용한 경우에만 면상발열부재(71) 쪽으로 전원이 공급되도록 제어할 수 있다. 또 온도센서(73a)를 통해 신발 내부의 온도를 감지할 수 있기 때문에 신발내부의 온도가 설정한 온도 미만인 경우에만 면상발열부재(71) 쪽으로 전원이 공급되도록 제어할 수 있다.

도 4는 이러한 제어유닛(73)의 제어동작을 나타낸 것이다. 도시한 바와 같이, 제어유닛(73)은 착용감지센서(73b)를 통해 신발의 착용여부를 감지하고(81), 착용상태인지를 판단한다(82). 신발을 착용하지 않은 상태이면 전원을 차단한다(86).

신발을 착용한 상태이면, 온도센서(73a)를 통하여 신발내부온도(T)를 감지하고, 신발내부온도(T)와 설정온도(Tref)를 비교한다. 신발내부온도(T)가 설정온도(Tref) 미만인 것으로 판단되면, 면상발열부재(71) 쪽으로 전원을 공급하여 면상발열부재(71)가 발열하도록 한다(85). 한편, 신발내부온도(T)가 설정온도(Tref) 이상인 경우에는 면상발열부재(71) 쪽으로 전원공급을 차단함으로써 신발내부의 온도가 하강할 수 있도록 한다(86).

이러한 구성은 신발을 착용한 경우에만 전원이 공급되도록 하여 배터리(50) 소모를 최소화하고, 신발 착용 후 신발 내부의 온도가 설정한 적정온도를 유지할 수 있도록 하여 신발 내부의 온도가 과도하게 상승함 없이 쾌적한 착용상태를 유지하기 위함이다.

깔창(60) 내에 설치된 발열장치(70)는 면상발열부재(71) 및 제어유닛(73)이 깔창(60)의 상부층(61)과 하부층(62) 사이에 완전 매입되어 방수가 가능하기 때문에 신발에 물이 스미거나 신발을 세척할 때 깔창(60)을 물로 세척하더라도 발열장치(70)로 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 또 깔창(60)의 중간부분에 설치되는 제어유닛(73)은 도 3에 도시한 바와 같이, 그 하측(하부층의 하측)을 감싸 보호하는 보강층(63)에 의해 보호되기 때문에 뒤틀림 변형이 최소화될 수 있고 외부의 충격으로부터 안정적으로 보호될 수 있다. 따라서 내구성을 높일 수 있다.

신발을 세척할 경우 중창(20)에 설치된 배터리(50)는 분리하여 별도로 보관할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 신발의 다른 실시 예이다. 도 5의 예는 배터리(150)가 신발의 중창(120)에 완전히 매입된 형태이다. 즉 배터리(150)는 접점들(152)을 제외한 나머지가 중창(120)에 완전히 매입됨으로써 신발을 물로 세척하더라도 물로부터 배터리(150)를 보호할 수 있다. 또 배터리(150)의 후단에는 배터리(150)를 충전할 수 있도록 신발의 외측으로 노출된 충전단자(151)가 마련된다. 외부의 충전케이블(155, USB케이블 또는 전용충전기의 케이블)을 충전단자(151)에 연결하여 배터리(150)를 충전할 수 있도록 한 것이다.

20: 중창, 21: 배터리수용부,
50: 배터리, 60: 깔창,
61: 상부층, 62: 하부층,
63: 보강층, 70: 발열장치,
71: 면상발열부재, 72: 전원접점부,
73: 제어유닛.

Claims

뒷굽 쪽에 배터리수용부를 갖춘 중창과; 상기 배터리수용부 내에 설치된 배터리와; 상기 중창 위를 덮도록 신발 내부에 수용되며 방수 및 완충이 가능한 소재에 의해 마련된 깔창과, 상기 깔창에 매입되며 상기 배터리와 전기적으로 연결된 발열장치를 포함하고,
상기 발열장치는 상기 깔창의 전반부에 매입된 면상발열부재와, 상기 깔창의 후반부에 매입되며 그 하부가 상기 배터리의 접점들과 접하도록 노출된 전원접점부들과, 상기 전원접점부들 및 상기 면상발열부재와 전기적으로 연결된 상태로 상기 깔창의 중반부에 매입되며 신발 내부온도 및 착용여부를 감지하여 전원공급을 제어하는 제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 발열신발.
제1항에 있어서,
상기 제어유닛은 신발 내부의 온도를 감지하는 온도센서와, 신발의 착용여부를 감지하는 착용감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열신발.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 깔창은 에틸렌비닐아세테이트 소재에 의해 마련되며 상호 접착되는 상부층 및 하부층과, 열가소성 폴리우레탄 소재에 의해 마련되어 상기 하부층의 하부에 부착된 보강층을 포함하고,
상기 면상발열부재와 상기 제어유닛은 상부층과 하부층 사이에 방수가 가능하게 매입되며,
상기 보강층은 상기 제어유닛의 하측을 감싸 보호하도록 상기 하부층 뒤쪽으로부터 상기 하부층 중간부분까지를 덮도록 연장된 것을 특징으로 하는 발열신발.
제1항에 있어서,
상기 배터리는 상기 접점들을 제외한 나머지가 상기 중창에 매입되도록 설치되며, 신발의 외측으로 노출되어 외부로부터 접속이 가능한 충전단자를 구비하는 것을 특징으로 하는 발열신발.