KR20160142046A

KR20160142046A - Device for automatic ventilation of functional clothes

Info

Publication number: KR20160142046A
Application number: KR1020150077867A
Authority: KR
Inventors: 형창희
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2015-06-02
Filing date: 2015-06-02
Publication date: 2016-12-12

Abstract

본 발명은 기능성 의류의 통풍구를 자동을 개폐하는 자동 공기 순환 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 기능성 의류의 내부 환경을 측정하는 감지부, 상기 감지부로부터 수신되는 측정값을 이용하여 상기 기능성 의류의 내부 환경을 분석하고, 상기 분석 결과에 따라 상기 기능성 의류의 통풍을 위한 제어 신호를 출력하는 제어부, 및 상기 제어 신호에 따라 상기 기능성 의류의 통풍구를 물리적으로 변형하는 액추에이터를 포함한다. The present invention relates to an automatic air circulating apparatus for automatically opening and closing a ventilation opening of a functional garment and a method thereof, A controller for analyzing the environment and outputting a control signal for ventilation of the functional clothes according to the analysis result, and an actuator for physically deforming the ventilation opening of the functional clothes according to the control signal.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an automatic air-

본 발명은 기능성 의류에 관한 것으로, 특히 기능성 의류의 통풍구를 자동을 개폐하는 자동 공기 순환 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a functional garment, and more particularly to an automatic air circulation apparatus for automatically opening and closing a ventilation opening of a functional garment.

운동중인 사람의 옷 입은 상태와 운동의 강도 등에 따라 다르지만, 일반적으로, 사람이 휴식 중인 경우 시간당 0.06리터, 가벼운 운동중인 경우 시간당 0.5리터, 격렬한 운동 시에는 시간당 1리터 이상의 땀 증기가 인체에서 배출된다. 사람이 쾌적함을 유지하기 위해서는 인체에서 배출되는 땀 증기가 외부로 적절히 배출되어야 한다. In general, it is 0.06 liter per hour when a person is resting, 0.5 liters per hour when exercising lightly, and more than one liter of sweat steam is excreted from the human body during intense exercise, though it depends on the condition of the person wearing the exercise and the strength of the exercise. . In order for a person to maintain comfort, the sweat vapors discharged from the human body must be appropriately discharged to the outside.

이를 위해, 기능성 의류는 섬유가 가지는 방수, 방풍 및 투습 기능을 이용하여, 의류 착용시 발생하는 땀 증기를 섬유 자체의 물리적 변화없이 외부로 배출되도록 한다. 예컨대, 고어텍스와 같은 기능성 의류 섬유 소재의 경우, 수많은 미세 구멍 구조를 이용하여 기능성 의류의 외부에서 내부로 물 분자가 통과하는 것을 차단하고, 수증기 분자가 내부에서 외부로 빠져나갈 수 있도록 하는 구조를 가진다. To this end, functional garments utilize the waterproof, windproof and breathable functions of the fibers to allow the sweat vapors generated during wearing the clothes to be discharged to the outside without physical changes of the fibers themselves. For example, in the case of a functional garment fiber material such as Gore-Tex, a structure in which a water molecule is allowed to escape from the inside to the outside by blocking the passage of water molecules from the outside to the inside of the functional clothes by using a number of fine hole structures I have.

하지만, 이러한 섬유 소재가 갖는 투습 기능의 한계로 인해 모든 습기가 외부로 배출되지 못하는 문제가 있다.However, there is a problem that all the moisture can not be discharged to the outside due to the limitation of the moisture permeability function of the fiber material.

이러한 섬유 소재의 투습 기능 한계를 극복하기 위해, 최근 도 1에 도시된 바와 같이 기능성 의류에 지퍼와 같은 개폐 통풍구(air vent)가 구비된다. 이러한 개폐형 통풍구는 신체 중에서 땀이 많이 나고 온도가 높은 곳인 겨드랑이 및 등과 같은 위치에 구비되며, 오토바이복과 같이 외부로부터 공기의 유입이 용이한 어깨와 같은 위치에도 존재한다.In order to overcome the limitation of the moisture permeability of such a textile material, as shown in Fig. 1, a functional garment is provided with an opening vent such as a zipper. Such an opening-and-closing type ventilation hole is provided at a position such as an armpit and the like where the body is sweaty and high in temperature, and exists in the same position as the shoulder where air can easily flow from the outside such as a motorcycle.

예컨대, 격렬한 운동 시 착용하는 외투의 경우, 어깨 또는 겨드랑이 부분에 습기를 신속하게 외부로 배출 및 공기 순환을 위해 통풍용 지퍼가 구비된다. 또한, 아웃도어 의류, 스키복, 오토바이복 등에 각 운동의 특성에 맞도록 여러 부위에 공기 순환을 위한 개폐 통풍구가 구비되어 있다.For example, in the case of a jacket to be worn during vigorous exercise, a shoulder or an underarm portion is provided with a ventilation zipper for quickly discharging moisture to the outside and circulating air. In addition, there are opening and closing ventilation openings for air circulation in various parts to suit the characteristics of each exercise in outdoor clothing, ski suit, motorcycle suit and the like.

이러한 개폐 통풍구는 사용자의 판단에 의한 사용자의 개폐 조작이 필수적이지만, 개폐 통풍구를 언제 열고 닫아야 하는지 알기 어려워 제대로 이용(조작)하는 사용자가 많지 않다. 또한, 맨손으로 하는 운동 외에도 다양한 기구를 이용하는 운동 또는 운동 경기 시, 이러한 개폐 통풍구의 수동 조작은 매우 어렵다. 예컨대, 오토바이용 의류의 경우 옷의 다양한 위치에 외부 공기가 내부로 유입될 수 있는 구조가 많이 구비되어 있으나, 사람이 지속적으로 핸들을 쥐고 있어야 하기 때문에 개폐 통풍구를 조작하기 어렵다. Although the opening / closing operation of the user is required by the judgment of the user, it is hard to know when the opening / closing vent is to be opened and closed, so that many users do not use (operate) properly. Also, in addition to bare-handed exercises, it is very difficult to manually manipulate such opening and closing ventilations during exercise or athletic competition using various apparatuses. For example, in the case of a motorcycle garment, there are many structures in which outside air can be introduced into various positions of clothes, but it is difficult to manipulate the opening / closing vent because a person must keep the handle steadily.

한편, 최근 웨어러블 시장에 대한 관심이 높아지면서, 의류에 온도 및 습도 센서를 부착하고 모니터링을 수행하는 헬스케어 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 예컨대, 플렉서블 기판(Flexible PCB)에 제작된 온도, 습도 및 가스 센서 등의 센서를 의류에 적용하고, 각 센서로부터 얻어지는 정보를 이용하여 주변의 환경을 모니터링하는 헬스케어 시스템이 있다. 그러나 이러한 헬스케어 시스템은 모니터링만을 수행하고, 각 센서로부터 얻어지는 정보를 이용하여 온도 및 습도를 능동적으로 관리하는 기술은 지원하지 않는다.Meanwhile, as interest in the wearable market has increased recently, healthcare researches for attaching temperature and humidity sensors to clothing and performing monitoring have been continuously carried out. For example, there is a health care system in which sensors such as temperature, humidity, and gas sensors fabricated on flexible PCBs are applied to clothes and the surrounding environment is monitored using information obtained from each sensor. However, such a healthcare system does not support technology for performing only monitoring and actively managing temperature and humidity using information obtained from each sensor.

본 발명의 목적은 모니터링된 주변 환경에 따라 기능성 의류의 통풍구를 자동으로 개폐하는 자동 공기 순환 장치를 제공함에 있다. An object of the present invention is to provide an automatic air circulation apparatus that automatically opens and closes a ventilation opening of a functional garment according to a monitored environment.

전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 기능성 의류의 자동 공기 순환 장치는 기능성 의류의 내부 환경을 측정하는 감지부, 상기 감지부로부터 수신되는 측정값을 이용하여 상기 기능성 의류의 내부 환경을 분석하고, 상기 분석 결과에 따라 상기 기능성 의류의 통풍을 위한 제어 신호를 출력하는 제어부, 및 상기 제어 신호에 따라 상기 기능성 의류의 통풍구를 물리적으로 변형하는 액추에이터를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an automatic air circulation apparatus for a functional garment, the apparatus comprising: a sensing unit for measuring an internal environment of the functional garment; And a controller for outputting a control signal for ventilation of the functional clothes according to the analysis result, and an actuator for physically deforming the ventilation opening of the functional clothes according to the control signal.

여기서, 상기 감지부는 상기 기능성 의류의 내부 온도를 측정하는 온도 센서와 상기 기능성 의류의 내부 습도를 측정하는 습도 센서 중 적어도 하나의 센서를 포함한다. Here, the sensing unit may include at least one of a temperature sensor for measuring the internal temperature of the functional garment and a humidity sensor for measuring the internal humidity of the functional garment.

상기 제어부는 사전에 설정된 온도 설정값 및 습도 설정값을 포함한 설정값과 상기 감지부로부터 수신되는 온도 측정값 및 습도 측정값 각각을 비교하고, 상기 비교 결과 온도 측정값과 습도 측정값 중 적어도 하나가 상기 설정값을 초과하면 통풍이 필요한 것으로 판단한다. Wherein the controller compares a set value including a preset temperature set value and a humidity set value with each of a temperature measured value and a humidity measured value received from the sensing unit and determines whether at least one of the temperature measured value and the measured humidity value If it exceeds the set value, it is determined that ventilation is necessary.

상기 액추에이터는 상기 제어 신호에 따라 상기 기능성 의류의 통풍구를 개폐한다. The actuator opens and closes a ventilation hole of the functional garment according to the control signal.

일 예로서, 상기 액추에이터는 압전 소자이다. 이때, 상기 액추에이터는 직조가 가능한 형태의 상기 압전 소자가 상기 기능성 의류의 직물과 함께 제직된 것이거나, 상기 기능성 의류의 직물의 한쪽 면에 상기 압전 소자가 코팅되며, 평행한 압전 소자 각각이 서로 다른 방향으로 굽혀지도록 형성하여 통풍구의 크기를 조절하는 것이다. 또는 상기 액추에이터는 수평면을 기준으로 위쪽과 아래쪽으로 각각 변형이 발생하는 압전 소자들이 상기 기능성 의류의 통풍구의 지지대의 양 옆에 배치된 것이다. In one example, the actuator is a piezoelectric element. At this time, the actuator may be one in which the piezoelectric element of a woven type is woven together with the fabric of the functional garment, or the piezoelectric element is coated on one side of the fabric of the functional garment, and each of the parallel piezoelectric elements is different So as to adjust the size of the ventilation opening. Or the actuators are disposed on both sides of the support of the ventilation openings of the functional clothes, in which the piezoelectric elements deforming upward and downward with respect to the horizontal plane are respectively disposed.

다른 예로서, 상기 액추에이터는 자성을 갖는 소자이다. 이때, 상기 액추에이터는 직조가 가능한 형태의 상기 자성을 갖는 소자가 상기 기능성 의류의 직물과 함께 제직되거나, 상기 기능성 의류의 직물의 한쪽 면에 상기 자성을 갖는 소자가 코팅되며, 제어 신호가 입력되면 서로 평행한 자성을 갖는 소자 간에 서로 반발력이 발생하도록 형성된 것이다. As another example, the actuator is an element having magnetism. At this time, the actuator may be formed by woven together with the fabric of the functional garment, the element having the magnetic property in a form capable of weaving, the element having the magnetic property is coated on one side of the fabric of the functional garment, So that mutual repulsive forces are generated between elements having parallel magnetism.

또 다른 예로서, 상기 액추에이터는 온도에 따라 수축 또는 이완하는 소재이다. 이때, 상기 액추에이터는 상기 온도 따라 수축 또는 이완하는 소재가 상기 기능성 의류의 직물 사이에 배치된 것이다. As another example, the actuator is a material that shrinks or relaxes with temperature. At this time, the actuator is arranged such that a material shrinking or relaxing according to the temperature is disposed between the fabrics of the functional garment.

한편, 전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상에 따른 기능성 의류의 자동 공기 순환 방법은 상기 기능성 의류의 내부의 온도 및 습도를 측정하는 단계, 상기 온도 측정값 및 상기 습도 측정값을 이용하여 상기 기능성 의류의 내부 환경을 분석하고, 상기 분석 결과에 따라 상기 기능성 의류의 통풍을 위한 제어 신호를 출력하는 단계, 및 상기 제어 신호에 따라 상기 기능성 의류의 통풍구를 물리적으로 변형하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for automatically circulating air in a functional garment, the method comprising: measuring temperature and humidity inside the functional garment; measuring the temperature and humidity using the measured temperature and humidity; Analyzing the internal environment of the functional garment and outputting a control signal for ventilation of the functional garment according to the analysis result; and physically deforming the ventilation opening of the functional garment according to the control signal.

여기서, 상기 출력하는 단계는 측정된 상기 온도 측정값과 상기 습도 측정값과 기설정된 온도 설정값 및 습도 설정값 각각을 비교하는 단계 및 상기 비교 결과 온도 측정값과 습도 측정값 중 적어도 하나가 상기 온도 설정값 및 상기 습도 설정값을 초과하면 상기 기능성 의류의 통풍을 위한 상기 제어 신호를 출력하는 단계를 포함한다. The outputting step may include comparing the measured temperature value, the humidity measurement value, and the predetermined temperature set value and the humidity set value, respectively, and comparing the measured temperature value and the humidity measured value with each other, And outputting the control signal for ventilation of the functional clothes if the set value and the humidity set value are exceeded.

일 예로서, 상기 변형하는 단계는 압전 소자의 굽힘 또는 굽힘의 조합을 통해 상기 기능성 의류의 통풍구를 물리적으로 변형한다. As an example, the deforming step physically deforms the vents of the functional garment through a combination of bending or bending of the piezoelectric elements.

다른 예로서, 상기 변형하는 단계는 자성을 갖는 소자의 인력 또는 반발력의 조합을 통해 상기 기능성 의류의 통풍구를 물리적으로 변형한다. As another example, the deforming step physically deforms the vents of the functional garment through a combination of attractive forces or repulsive forces of the elements having magnetism.

또 다른 예로서, 상기 변형하는 단계는 온도에 따라 수축 또는 이완하는 소재를 통해 상기 기능성 의류의 통풍구를 물리적으로 변형한다. As another example, the deforming step physically deforms the vents of the functional garment through a material that contracts or relaxes with temperature.

본 발명에 따르면, 기능성 의류 내부의 환경을 분석하고, 분석 결과를 기반으로 의류 내 쾌적한 상태 유지를 위해 공기 순환용 통풍구를 자동으로 개폐함으로써, 사용자의 조작 없이 기능성 의류에 부가된 공기 배출 및 순환 기능을 자동으로 수행할 수 있다.According to the present invention, by analyzing the environment inside the functional clothes and automatically opening / closing the ventilation openings for air circulation to maintain a comfortable state in the clothes based on the analysis result, air discharge and circulation function Can be performed automatically.

도 1은 종래의 기능성 의류에 구비된 지퍼와 같은 개폐 통풍구를 예시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기능성 의류의 자동 공기 순환 장치 블록도.
도 3은 본 발명의 실싱예에 따른 기능성 의류에서 자동 공기 순환 장치의 구현 위치를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 압전 소자로 구성된 액추에이터를 이용하여 기능성 의류의 직물 격자 크기를 조절하여 통풍을 제어하는 경우를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 자성을 갖는 액추에이터를 이용하여 기능성 의류의 직물 격자 크기를 조절하여 통풍을 제어하는 경우를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 온도 변화에 따라 수축 또는 이완하는 특성을 통해 기능성 의류의 통풍구 개폐를 조절하는 경우를 설명하기 위한 도면.
도 7은 압전 소자로 구성된 액추에이터를 이용하여 기능성 의류의 통풍구의 개폐를 조절하는 경우를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 온도 변화에 따라 수축 또는 이완하는 특성을 통해 기능성 의류의 직물 격자 크기를 조절하여 통풍을 제어하는 경우를 설명하기 위한 도면.1 is a view illustrating an opening / closing vent such as a zipper provided in a conventional functional garment.
2 is a block diagram of an automatic air circulation apparatus of a functional garment according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining an implementation position of an automatic air circulation apparatus in a functional garment according to the present invention;
4 is a view for explaining a case where ventilation is controlled by adjusting the cloth lattice size of the functional garment using an actuator composed of a piezoelectric element according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view for explaining a case where ventilation is controlled by adjusting a cloth lattice size of a functional garment using an actuator having magnetic properties according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a case where opening and closing of a ventilation opening of a functional garment is controlled through a characteristic of contraction or relaxation according to a temperature change according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a case where opening and closing of a ventilation opening of a functional garment is controlled by using an actuator composed of a piezoelectric element.
8 is a view for explaining a case where ventilation is controlled by controlling the fabric lattice size of the functional garment through the characteristic of contraction or relaxation according to the temperature change according to the embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. And is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined by the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that " comprises, " or "comprising," as used herein, means the presence or absence of one or more other components, steps, operations, and / Do not exclude the addition.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가급적 동일한 부호를 부여하고, 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are given to the same or similar components, and in the following description of the present invention, Detailed explanations of the detailed description will be omitted when the gist of the present invention can be obscured.

본 발명의 실시예에 따른 기능성 의류의 자동 공기 순환 장치는 기능성 의류 내부의 환경(예컨대, 온도 및 습도)에 따라 기능성 의류의 통풍을 자동으로 조절하기 위한 것이다. 본 발명에서의 기능성 의류의 통풍(자동 공기 순환 기능)의 원리는 크게 두 가지로 구분할 수 있다. An automatic air circulation apparatus for a functional garment according to an embodiment of the present invention is for automatically adjusting the ventilation of a functional garment according to the environment (for example, temperature and humidity) inside the functional garment. The principle of the ventilation (automatic air circulation function) of the functional clothes in the present invention can be roughly classified into two types.

하나는 사용자의 육안으로 확인이 어렵지만 기능성 의류의 직물의 격자 크기를 조절하는 방법이다. 이 방법은 고어텍스 소재와 같이 투습 기능이 발휘되는 소재와 유사하도록, 직물 구조 내에 수분 입자가 보다 빠르게 배출될 수 있도록 한다. One is a method of adjusting the lattice size of the fabric of a functional garment, which is difficult to identify with the naked eye of the user. This method allows moisture particles to be discharged more quickly within the fabric structure, similar to materials that exhibit moisture permeability, such as Gore-Tex materials.

다른 하나는 기존의 기능성 의류에 구비된 통풍구의 개폐와 같이 사용자의 육안으로 확인이 가능한 방법으로, 기능성 의류에 구현된 통풍구가 자동으로 개폐되는 방법이다. 이 방법은 기존에 사용자의 개입을 필요로 하는 통풍용 지퍼를 대체하는 것으로, 지퍼 대신 복원성을 갖는 통풍구가 내부 환경에 따라 자동으로 개폐되도록 한다. The other is a method in which the ventilation opening implemented in the functional garment is automatically opened and closed by a method that can be confirmed by the user's eyes, such as opening and closing of the ventilation opening provided in the existing functional clothes. This method replaces the conventional ventilation zipper that requires user intervention, so that the ventilation opening having the resilience instead of the zipper is automatically opened or closed according to the internal environment.

이와 같은 동작을 위해, 본 발명의 실시예에 따른 기능성 의류의 자동 공기 순환 장치는 도 2와 같이 구성으로 구현될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 기능성 의류(10)에 구현된 자동 공기 순환 장치(100)는 감지부(110), 분석부(120), 구동부(130) 및 액추에이터(actuator)(140)를 포함한다.For this operation, the automatic air circulation apparatus of the functional garment according to the embodiment of the present invention can be realized as shown in FIG. 2, the automatic air circulation apparatus 100 implemented in the functional garment 10 includes a sensing unit 110, an analysis unit 120, a driving unit 130, and an actuator 140 do.

감지부(110)는 기능성 의류(10) 내부의 환경을 모니터링하기 위한 구성으로서, 기능성 의류(10)의 소정 위치에 장착된 센서이다. 감지부(110)는 온도를 측정하는 온도 센서 및 주변 환경의 습도를 측정하는 습도 센서를 포함한다. 감지부(110)는 온도 센서 및 습도 센서뿐만 아니라, 기능성 의류(10)의 착용자의 쾌적함에 영향을 줄 수 있는 주변 환경을 측정하는 센서를 더 포함할 수도 있다. The sensing unit 110 is a sensor for monitoring the environment inside the functional clothes 10 and mounted at a predetermined position of the functional clothes 10. [ The sensing unit 110 includes a temperature sensor for measuring the temperature and a humidity sensor for measuring the humidity of the surrounding environment. The sensing unit 110 may further include a temperature sensor and a humidity sensor as well as a sensor for measuring a surrounding environment that may affect the comfort of the wearer of the functional garment 10. [

이러한 센서들(온도 센서 및 습도 센서)는 도 3에 도시된 바와 같이 기능성 의류(10)의 내부에 가장 땀이 많이 발생하는 위치(예컨대, 등의 안쪽(S1))에 장착될 수 있다. 또는, 센서들(온도 센서와 습도 센서)는 서로 다른 위치(예컨대, 온도 센서는 어깨 부분, 습도 센서는 겨드랑이 부분)에 장착될 수 있다. These sensors (temperature sensor and humidity sensor) can be mounted at positions where the sweat is most generated in the interior of the functional clothes 10 (for example, the inside S1 on the back) as shown in Fig. Alternatively, the sensors (the temperature sensor and the humidity sensor) may be mounted at different positions (e.g., the shoulder portion of the temperature sensor and the underarm portion of the humidity sensor).

감지부(110)에 의해 측정된 측정값(온도 측정값 및 습도 측정값)는 도전성 신호선을 통해 분석부(120)로 전달될 수 있다. 또는, 감지부(110)에 의해 측정된 측정값은 근거리 무선 네트워크를 통해 분석부(120)에 전달될 수도 있다.The measured values (temperature measured value and humidity measured value) measured by the sensing unit 110 may be transmitted to the analyzer 120 through the conductive signal line. Alternatively, the measurement values measured by the sensing unit 110 may be transmitted to the analysis unit 120 via the short-range wireless network.

분석부(120)는 감지부(110)로부터 수신된 측정값을 분석하여 기능성 의류(10) 내의 환경 상태를 확인하는 기능을 수행한다. 이때, 분석부(120)는 반도체 공정을 통해 개발된 칩이 주로 사용될 수 있다. 기능성 의류(10)의 세탁 시 칩의 손상을 방지하기 위해, 분석부(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 지퍼 고정 장치(A1, A2) 혹은 지퍼 고정 장치의 근처에 위치할 수 있다. 또는, 분석부(120)는 지퍼와 같이 굽힘이 적게 발생하는 곳에 위치할 수 있다.The analysis unit 120 analyzes the measurement value received from the sensing unit 110 and confirms the environmental condition in the functional clothes 10. [ At this time, the analyzer 120 may mainly use a chip developed through a semiconductor process. To prevent damage to the chip during the washing of the functional garment 10, the analysis unit 120 may be located near the zip fastening devices A1 and A2 or the zip fastening device as shown in Fig. Alternatively, the analysis unit 120 may be located at a place where less bending occurs, such as a zipper.

분석부(120)는 온도 측정값과 습도 측정값 중 적어도 하나의 측정값과 기설정된 설정값을 비교하여 통풍의 필요 여부를 판단한다. 이때, 기설정된 설정값은 사전에 기능성 의류(10)의 제조자 또는 착용자에 의해 설정된 온도 설정값과 습도 설정값을 포함한다.The analyzer 120 compares the measured value of at least one of the temperature measurement value and the humidity measurement value with a predetermined set value to determine whether ventilation is required. At this time, the predetermined set value includes the temperature set value and the humidity set value previously set by the manufacturer or wearer of the functional garment 10.

분석부(120)는 온도 측정값과 습도 측정값 각각이 기설정된 온도 설정값과 습도 설정값을 초과하는지 여부에 따라 통풍 필요 여부를 판단한다. The analyzer 120 determines whether or not ventilation is required according to whether each of the temperature measurement value and the humidity measurement value exceeds a preset temperature set value and a humidity set value.

일 예로서, 분석부(120)는 비교 결과 온도 측정값 및 습도 측정값 모두 각각의 설정값(온도 및 습도 설정값)를 초과하면, 통풍이 필요한 것으로 판단한다. 다른 예로서, 분석부(120)는 온도 측정값 및 습도 측정값 중 어느 하나라도 설정값을 초과하면, 통풍이 필요한 것으로 판단한다. As an example, the analyzing unit 120 determines that ventilation is necessary when both the temperature measurement value and the humidity measurement value exceed the respective set values (temperature and humidity set values). As another example, the analyzer 120 judges that ventilation is necessary when any one of the temperature measurement value and the humidity measurement value exceeds the set value.

또한, 분석부(120)는 온도 측정값과 습도 측정값 각각이 온도 및 측정 설정값 이하이면 통풍이 필요하지 않는 것으로 판단한다.In addition, the analyzer 120 determines that ventilation is not necessary if the temperature measurement value and the humidity measurement value are respectively less than the temperature and the measurement set value.

구동부(130)는 분석부(120)에서의 분석 결과를 기반으로 액추에이터(140)를 제어하기 위한 제어 신호를 출력한다. 이때, 구동부(130)는 분석부(120)와 마찬가지로 반도체 공정을 통해 개발된 칩이 주로 사용될 수 있다. 구동부(130) 또한 기능성 의류(10)의 세탁 시, 칩의 손상을 방지하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이 분석부(120)와 함께 지퍼 고정 장치(C1, C2), 지퍼 고정 장치의 근처 또는 지퍼와 같이 굽임이 적게 발생하는 곳에 위치할 수 있다.The driving unit 130 outputs a control signal for controlling the actuator 140 based on the analysis result of the analysis unit 120. At this time, the driver 130 may be mainly a chip developed through a semiconductor process like the analyzer 120. 3, the driving unit 130 and the zipper fixing devices C1 and C2 together with the analyzer 120 as shown in FIG. 3, the vicinity of the zipper fixing device Or where there is less bending, such as a zipper.

구동부(130)는 분석부(120)와 함께 제어부로 구성될 수 있다. 이때, 제어부는 구동부(130)과 분석부(120)을 포함한 단일 칩으로 구성되거나, 칩 레벨 패키지 혹은 플렉서블 기판(Flexible PCB)에 조립되어 구성될 수 있다. 이때, 제어부는 통풍구 주변에 각각 위치하거나, 한 곳에 함께 위치하여 신호 분석과 제어 신호 출력 기능을 수행하고, 전도성 신호선을 통해 액추에이터(140)로 제어 신호를 전달하는 구성도 가능하다. The driving unit 130 may include a controller together with the analysis unit 120. At this time, the control unit may be formed of a single chip including the driving unit 130 and the analysis unit 120, or a chip level package or a flexible PCB. At this time, the control unit may be located around the ventilation hole, or may be positioned together to perform a signal analysis and a control signal output function, and may transmit the control signal to the actuator 140 through the conductive signal line.

예컨대, 감지부(110), 분석부(120) 및 구동부(130)와 더불어 액추에이터(140)로 구성된 자동 공기 순환 장치(100)는 각각의 기능을 결합하여 하나(예컨대, 단일 칩)로 구성하거나, 동일한 기능을 수행하는 구성이 복수 개로 구현되는 등 쾌적한 의류의 상태를 유지하기 위해 다양한 조합 및 운용이 가능하다.For example, the automatic air circulation apparatus 100 including the sensing unit 110, the analysis unit 120, and the driving unit 130 as well as the actuator 140 may be configured as one (for example, a single chip) , And a plurality of configurations that perform the same function are implemented, so that various combinations and operations are possible to maintain a comfortable garment condition.

한편, 구동부(130)는 분석부(120)의 분석 결과 통풍이 필요한 것으로 판단되면, 기능성 의류(10)의 통풍을 위한 제어 신호를 출력한다. 또한, 분석부(120)의 분석 결과 통풍이 필요하지 않는 것으로 판단되면, 구동부(130)는 제어 신호의 출력을 정지할 수 있다. 이때, 구동부(130)에서 출력되는 제어 신호는 전기적 신호로써, 전도성 신호선을 통해 액추에이터(140)로 전달될 수 있다.Meanwhile, when the analysis unit 120 determines that ventilation is required, the driving unit 130 outputs a control signal for ventilation of the functional clothes 10. If it is determined that ventilation is not necessary as a result of the analysis by the analysis unit 120, the driving unit 130 may stop the output of the control signal. At this time, the control signal output from the driving unit 130 may be transmitted as an electrical signal to the actuator 140 through the conductive signal line.

액추에이터(140)는 구동부(130)로부터 수신되는 제어 신호에 따라 기능성 의류(10)의 통풍구를 물리적으로 변형시킨다. 이때, 액추에이터(140)는 제어 신호에 따라, 사용자의 육안으로 확인이 어렵지만 기능성 의류(10)의 직물 격자 크기를 조절하거나, 사용자의 육안으로 확인 가능하도록 도 3에 도시된 바와 같이 기능성 의류(10)에 구현된 통풍구(AC1, AC2)를 개폐한다.The actuator 140 physically deforms the ventilation hole of the functional garment 10 according to a control signal received from the driving unit 130. 3, the actuator 140 is controlled by the control signal to control the size of the fabric grid of the functional clothes 10, which is hard to be visually recognized by the user, And the ventilation openings AC1 and AC2 are opened and closed.

먼저, 기능성 의류(10)의 직물 격자 크기를 조절하는 경우에 대해 구체적으로 설명한다. First, the case of adjusting the fabric grid size of the functional clothes 10 will be described in detail.

일 예로서, 액추에이터(140)는 압전 소자의 굽힘 또는 굽힘의 조합을 통해 기능성 의류(10)의 직물 격자의 구조를 변형시킬 수 있다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 압전 소자로 구성된 액추에이터에 의해 기능성 의류의 직물 격자의 구조가 변형되는 설명하기 위한 도면이다. As an example, the actuator 140 may deform the structure of the fabric grid of the functional garment 10 through a combination of bending or bending of the piezoelectric elements. Fig. 4 is a diagram for explaining how the structure of the fabric lattice of the functional garment is modified by the actuator constituted by the piezoelectric element according to the embodiment of the present invention.

이 경우, 기능성 의류(10)는 도 4의 (a)와 같이 직조가 가능한 스트립 형태의 압전 소자(piezoelectric element)(41, 43)가 구성되어, 섬유(직물)과 함께 제직(weaving)될 수 있다. 또는, 기능성 의류(10)는 직물의 한쪽 면에 압전 소자(41, 43)가 코팅된 형태일 수 있다.In this case, the functional garment 10 is constituted by strip-shaped piezoelectric elements 41 and 43 which can be woven as shown in FIG. 4 (a), and can be weaving together with the fibers have. Alternatively, the functional garment 10 may be in the form that the piezoelectric elements 41 and 43 are coated on one side of the fabric.

압전 소자의 경우, 전기 신호의 크기에 따라 형태의 변형이 발생한다. 이러한 압전 소자의 성질을 이용하여, 구동부(130)로부터 제어 신호가 수신되면, 제어 신호의 전기적 신호 크기(인가 전압의 크기)에 따라 압전 소자의 굽힘이 발생하는 방향이 조절된다. In the case of a piezoelectric element, a shape is deformed depending on the magnitude of the electric signal. When the control signal is received from the driving unit 130 using the property of the piezoelectric element, the direction in which the bending of the piezoelectric element is generated is controlled according to the magnitude of the electrical signal of the control signal (magnitude of the applied voltage).

예컨대, 액추에이터(140)는 도 4의 (a)에서 세로로 직조된 압전 소자(41)를 각각 좌우 방향으로 굽혀지도록 굽힘의 방향을 조절하며, 가로로 직조된 압전 소자(43)를 각각 상하 방향으로 굽혀지도록 굽힘의 방향을 조절한다. 이에 따라, 도 4의 (b)와 같이 기능성 의류(10)의 직조된 직물의 격자(공기 순환 구멍)의 크기가 조절될 수 있다.For example, the actuator 140 adjusts the bending direction so as to bend the piezoelectric elements 41 woven vertically in FIG. 4 (a) so as to bend in the left-right direction, respectively, and horizontally woven piezoelectric elements 43 are vertically To adjust the direction of bending to bend. Accordingly, the size of the lattice (air circulation hole) of the woven fabric of the functional garment 10 can be adjusted as shown in Fig. 4 (b).

다른 예로서, 액추에이터(140)는 인력 또는 반발력의 조합을 통해 기능성 의류(10)의 직물 격자의 구조를 변형시킬 수 있다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 자성을 갖는 액추에이터에 의해 기능성 의류의 직물 격자의 구조가 변형되는 설명하기 위한 도면이다.As another example, the actuator 140 may deform the structure of the fabric grid of the functional garment 10 through a combination of attractive forces or repulsive forces. 5 is a diagram for explaining a structure of a fabric lattice of a functional garment modified by an actuator having magnetism according to an embodiment of the present invention.

이 경우, 도 5의 (a)와 같이 직조가 가능한 형태의 자성을 갖는 물질(51, 53)이 스트립 형태로 구성되어, 직물과 함께 제직될 수 있다. 또는, 기능성 의류(10)의 섬유(직물)의 한쪽 면에 자성을 갖는 물질(51, 53)이 코팅된 형태일 수 있다.In this case, the materials 51 and 53 having magnetic properties such that they can be woven as shown in Fig. 5A are formed in a strip shape, and can be woven together with the fabric. Alternatively, one of the surfaces of the fibers (fabric) of the functional garment 10 may be coated with magnetic materials 51 and 53.

자성을 갖는 물질의 경우, 제어 신호에 의해 인력 또는 반발력이 발생한다. 이러한 전자석의 성질을 이용하는 경우, 액추에이터(140)는 구동부(130)로부터 제어 신호가 수신되면, 제어 신호의 전기적 특성에 따라 자성을 갖는 물질의 인력 또는 반발력이 조절된다. 예컨대, 도 5의 (a)에서 액추에이터(140)는 제어 신호에 따라 세로로 직조된 자성을 갖는 물질(51) 간에 서로 반발력이 발생하도록 조절하며, 가로로 직조된 자성을 갖는 물질(53) 간에 서로 반발력이 발생하도록 조절한다. 이에 따라, 도 5의 (b)와 같이 기능성 의류(10)의 직조된 직물의 격자(공기 순환 구멍)의 크기가 조절될 수 있다.In the case of a material having magnetism, an attractive force or a repulsive force is generated by a control signal. When the control signal is received from the driving unit 130, the actuator 140 adjusts the attractive force or the repulsive force of the magnetic substance according to the electrical characteristics of the control signal. 5 (a), the actuator 140 is controlled to generate repulsive force between the magnetic material 51 having the magnetically woven fabric longitudinally in accordance with the control signal, and between the materials 53 having the magnetically transversely woven So that a repulsive force is generated between them. Thus, the size of the lattice (air circulation hole) of the woven fabric of the functional garment 10 can be adjusted as shown in Fig. 5 (b).

이와 같이, 기능성 의류(10)의 직물 격자의 구조를 변형시켜 조절된 공기 순환 통풍구를 통해 굵은 물입자의 방출이 가능해짐으로써, 신속한 습도 조절 및 온도 조절이 가능해진다.As described above, the structure of the fabric grid of the functional clothes 10 is modified to allow the discharge of coarse water particles through the conditioned air circulation vents, thereby enabling quick humidity control and temperature control.

도 4와 도 5의 경우는 기능성 의류(10)의 직물 격자의 구조를 변형시킴으로써, 수증기가 갖는 분자 구조 크기의 통풍구를 개폐하는 경우이다. 이러한 경우 사용자의 육안으로 통풍구의 개폐를 확인하기 어렵다. 이에, 본 발명은 기능성 의류(10)에 구현된 육안으로 관찰이 가능한 크기의 통풍구를 개폐하는 경우도 제안한다. 4 and 5 show cases in which the ventilation openings of the molecular structure size of water vapor are opened or closed by deforming the structure of the fabric grid of the functional clothes 10. [ In such a case, it is difficult to confirm opening and closing of the ventilation opening with the naked eye of the user. Accordingly, the present invention also proposes a case in which a ventilation hole of a size observable by the naked eye, embodied in the functional garment 10, is opened and closed.

일 예로서, 액추에이터(140)는 온도 변화에 의해 수축하는 소재를 통해 기능성 의류(10)의 통풍구의 개폐를 조절할 수 있다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 온도 변화에 따라 의해 수축이 발생하는 액추에이터에 의해 기능성 의류의 통풍구가 개폐되는 경우를 설명하기 위한 도면이다. For example, the actuator 140 can control the opening and closing of the ventilation opening of the functional clothes 10 through the material contracted by the temperature change. FIG. 6 is a view for explaining a case where a ventilation opening of a functional garment is opened or closed by an actuator that is contracted by a temperature change according to an embodiment of the present invention.

이 경우, 액추에이터(140)는 인공 근육에 사용되는 나이론 소재와 같이 온도 변화에 따라 수축 또는 이완되는 특성을 이용한다. 이때, 수축이 발생하는 소재의 외부에 전도성을 갖는 전극이 도포되며, 전기가 흐를 때 발생하는 열에 의해 내부에 있는 소재가 수축된다.In this case, the actuator 140 uses a property such as a nylon material used for an artificial muscle that contracts or relaxes with a change in temperature. At this time, an electrode having conductivity is applied to the outside of the material causing the contraction, and the material in the inside is contracted by the heat generated when the electricity flows.

예컨대, 수축이 발생하는 소재(나이론 소재)(61)는 도 6에 도시된 바와 같이 통풍구의 지퍼를 대체할 수 있는 지지대와 같은 구조물의 양 옆에 구현될 수 있다. 이때, 수축이 발생하는 소재(나이론 소재)(61, 63)는 도 6의 (a)와 (b)와 같이 수축이 발생하는 방향이 다르도록, 다양한 형태로 구현될 수 있다. For example, the contraction material (nylon material) 61 may be embodied on both sides of a structure, such as a support, which can replace the zipper of the ventilation opening as shown in Fig. At this time, the material (nylon materials) 61 and 63 in which the shrinkage occurs can be implemented in various forms such that the direction in which shrinkage occurs is different as shown in FIGS. 6A and 6B.

다른 예로서, 액추에이터(140)는 압전 소자의 굽힘을 통해 기능성 의류(10)의 통풍구의 개폐를 조절할 수 있다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 압전 소자로 구성된 액추에이터에 의해 기능성 의류의 통풍구가 개폐되는 경우를 설명하기 위한 도면이다.As another example, the actuator 140 can adjust the opening and closing of the ventilation opening of the functional clothes 10 through the bending of the piezoelectric element. 7 is a view for explaining a case in which a ventilation opening of a functional garment is opened and closed by an actuator constituted by a piezoelectric element according to an embodiment of the present invention.

이 경우, 통풍구를 좌우로 개폐하는 도 6의 경우와 달리, 액추에이터(140)는 수평면의 위쪽과 아래쪽으로 각각 변형이 발생하는 압전 소자(71, 73)를 이용하여 통풍구의 간격(개폐)을 조절할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 기능성 의류(10)의 통풍구의 지퍼를 대체할 수 있는 지지대의 좌측에는 위쪽으로 굽힘 변형이 발생하는 압전 소자(71)가 배치되며, 지지대의 우측에는 아래쪽으로 굽힘 변형이 발생하는 압전 소자(73)가 배치될 수 있다. In this case, unlike the case of FIG. 6 in which the ventilation openings are opened and closed in the left and right direction, the actuator 140 adjusts the interval (opening and closing) of the ventilation openings by using the piezoelectric elements 71 and 73 which are deformed upward and downward . As shown in Fig. 7, on the left side of the supporter that can replace the zipper of the ventilation opening of the functional garment 10, a piezoelectric element 71 causing upward bending deformation is disposed, and a bending deformation The piezoelectric element 73 can be disposed.

이때, 압전 소자는 섬유 형태가 아니더라도 플렉서블한 소재를 이용하여 섬유와 같이 제직함으로써 구현이 가능하다. 또한, 외부에서 가해지는 제어 신호(전기적 신호)의 전압에 따라 휘어지는 정도를 조절할 수 있는 압전 소자의 특성에 의해, 기능성 의류(10) 내의 상태에 따라 신속한 통풍이 가능하다.At this time, the piezoelectric element can be realized by using a flexible material and weaving like a fiber, even if it is not a fiber form. In addition, it is possible to quickly ventilate according to the state of the functional clothes 10 by the characteristics of the piezoelectric element that can control the degree of bending according to the voltage of the control signal (electric signal) externally applied.

한편, 도 6에 예시된 온도의 변화에 따라 수축이 발생하는 소재는 섬유 형태로도 제작이 가능하다. 이와 같은 특성을 이용하여 도 4과 같은 직물 격자를 변형하는 구조에 수축이 발생하는 소재를 반영할 경우, 액추에이터(140)는 도 8과 같은 형태로 구현될 수 있다. 도 8의 경우는 도 4에서 이용된 압전 소자를 대체하여 수축이 발생하는 소재(81)를 이용하여 기능성 의류(10)의 직물 격자를 변형시킴으로써, 직물 격자 사이로 통과 시킬 수 있는 입자의 크기를 조절하는 데 이용할 수 있다.On the other hand, the material in which the shrinkage occurs in accordance with the temperature change illustrated in Fig. 6 can be fabricated in a fiber form. When such a characteristic is used to reflect the material in which the contraction occurs in the structure for deforming the fabric lattice as shown in FIG. 4, the actuator 140 can be realized as shown in FIG. In the case of FIG. 8, by replacing the piezoelectric element used in FIG. 4 and deforming the fabric lattice of the functional clothes 10 by using the material 81 in which contraction occurs, the size of particles that can pass through the fabric lattices is adjusted .

이때, 곡면 형태를 위해 중앙에 가장 큰 변화가 발생하고, 가장자리로 갈수록 적은 변화를 발생시키기 위해, 동일한 인가 전압에 저항 변화를 통해 액추에이터(140)의 압전 소자에 인가되는 전압을 크기가 조절될 수 있다. 이 경우, 동일한 인가 전압 및 동일한 압전 소자를 이용하더라도 곡면의 형태를 구성할 수 있다. 이러한 구성은 압전 소자에 인가되는 전압의 크기를 조절하여 공급하는 방식보다 용이하게 구현이 가능하다.At this time, the largest change occurs at the center for the curved surface shape, and the voltage applied to the piezoelectric element of the actuator 140 through the resistance change to the same applied voltage can be adjusted in size have. In this case, a shape of a curved surface can be formed even if the same applied voltage and the same piezoelectric element are used. Such a configuration can be implemented more easily than a method of adjusting the magnitude of the voltage applied to the piezoelectric element.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 기능성 의류 내부의 환경(온도 및 습도)을 분석하고, 분석 결과를 기반으로 의류 내 쾌적한 상태 유지를 위해 공기 순환용 통풍구를 자동으로 개폐함으로써, 사용자의 조작 없이 기능성 의류에 부가된 공기 배출 및 순환 기능을 자동으로 수행할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the environment (temperature and humidity) in the functional clothes is analyzed and the ventilation openings for air circulation are automatically opened and closed to maintain a comfortable state in the clothes based on the analysis results. The air discharge and circulation function added to the functional garment can be automatically performed.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 명세서에 개시된 내용과는 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that the invention may be embodied in other specific forms. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the scope of the claims and their equivalents shall be construed as being included within the scope of the present invention.

10 : 기능성 의류
100 : 자동 공기 순환 장치 110 : 감지부
120 : 분석부 130 : 구동부
140 : 액추에이터10: Functional Clothes
100: Automatic air circulation device 110:
120: Analyzer 130:
140: Actuator

Claims

A sensing unit for measuring an internal environment of the functional garment;
A control unit for analyzing an internal environment of the functional clothes using a measurement value received from the sensing unit and outputting a control signal for ventilation of the functional clothes according to the analysis result; And
An actuator physically deforming the ventilation hole of the functional garment according to the control signal;
And an automatic air circulation device for the functional garment.