KR20170110375A - 열전소자가 구비된 헬멧 - Google Patents

열전소자가 구비된 헬멧 Download PDF

Info

Publication number
KR20170110375A
KR20170110375A KR1020160034680A KR20160034680A KR20170110375A KR 20170110375 A KR20170110375 A KR 20170110375A KR 1020160034680 A KR1020160034680 A KR 1020160034680A KR 20160034680 A KR20160034680 A KR 20160034680A KR 20170110375 A KR20170110375 A KR 20170110375A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wearer
thermoelectric element
helmet
outer shell
liner
Prior art date
Application number
KR1020160034680A
Other languages
English (en)
Inventor
이경수
Original Assignee
주식회사 테그웨이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 테그웨이 filed Critical 주식회사 테그웨이
Priority to KR1020160034680A priority Critical patent/KR20170110375A/ko
Publication of KR20170110375A publication Critical patent/KR20170110375A/ko

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A42HEADWEAR
    • A42BHATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04Parts, details or accessories of helmets
    • A42B3/28Ventilating arrangements
    • A42B3/285Ventilating arrangements with additional heating or cooling means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A42HEADWEAR
    • A42BHATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04Parts, details or accessories of helmets
    • A42B3/06Impact-absorbing shells, e.g. of crash helmets
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A42HEADWEAR
    • A42BHATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04Parts, details or accessories of helmets
    • A42B3/10Linings
    • A42B3/12Cushioning devices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A42HEADWEAR
    • A42BHATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04Parts, details or accessories of helmets
    • A42B3/30Mounting radio sets or communication systems
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02Alarms for ensuring the safety of persons
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/12Manually actuated calamity alarm transmitting arrangements emergency non-personal manually actuated alarm, activators, e.g. details of alarm push buttons mounted on an infrastructure
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/14Central alarm receiver or annunciator arrangements
    • H01L35/30
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/13Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the heat-exchanging means at the junction

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Helmets And Other Head Coverings (AREA)

Abstract

본 발명은 열전소자가 구비된 헬멧에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 헬멧의 내부 형상에 대응하는 일정 곡률을 갖는 열전소자를 헬멧의 내부 영역에 넓게 배치함으로써, 중량 또는 부피의 증가 없이 효율적으로 헬멧 내부의 온도를 유지할 수 있을 뿐 아니라 발열 및 냉각 성능을 향상시킬 수 있으며, 착용자의 움직임에 따라 열전소자의 구동 여부를 결정함으로써, 전기에너지를 절약하고, 응급 상황에서 착용자의 신체적 손상을 최소화 할 수 있는 헬멧에 관한 것이다.

Description

열전소자가 구비된 헬멧{Helmet with Thermoelectric Element}
본 발명은 외부 충격으로부터 착용자의 머리를 보호하기 위한 헬멧에 관한 것으로, 특히 열전소자가 헬멧 내부의 넓은 영역에 걸쳐 구비되어 내부 온도가 쾌적하게 제어될 수 있으며, 사고로 인한 응급 상황에서 착용자의 머리를 일정 온도 이하로 유지시켜 구조될 때까지 착용자의 뇌손상을 최소화할 수 있는 열전소자가 구비된 헬멧에 관한 것이다.
열전소자는 열에너지와 전기에너지를 변환하는 소자로서, 열전모듈, 펠티어소자, TEC(Thermoelectric Cooler) 등의 용어로도 불리고 있으며, 도체간의 접점에 다른 온도를 가해주면 열 흐름에 의해 전류가 발생되는 제백 효과(Seebeck Effect)를 이용하여 전기를 생산하거나, 또는 서로 다른 도체로 이루어진 회로의 양단에 직류전류를 흐르게 하면 한쪽은 가열되고 다른 한쪽은 냉각되는 펠티에 효과(Peltier Effect)를 이용하여 냉각 또는 가열 수단으로 널리 사용되고 있다.
한편, 헬멧은 외부 충격으로부터 착용자의 머리를 보호하기 위한 보호 장구로서, 전투기, 헬리콥터, 자동차 경주 또는 성능 시험용 차량과 같이 사고 가능성이 높은 차량의 운전자, 또는 외부 물체와의 충격 또는 전복시 신체 주요 부위인 머리의 보호가 절대적으로 필요한 오토바이, 자전거 등의 탑승자, 또는 승마, 미식축구, 스키, 스노우 보드, 봅슬레이 등 부상 위험이 있는 운동시 착용자의 머리를 보호하기 위한 용도로 사용되며, 추락 또는 낙하물로부터 작업자의 머리를 보호하기 위해 사용되거나, 또는 전투 또는 훈련 상황에서 병사의 머리를 보호하기 위해 사용되기도 한다.
상기와 같은 헬멧은 착용자의 머리를 보호하기 위해 단단한 아우터 쉘과 충격을 흡수하기 위한 라이너 등을 포함하고 있어, 장시간 착용시 헬멧의 내부 온도가 상승하여 착용자에게 불쾌감을 주며, 특히 온도가 높은 여름철에는 직사광선으로 인해 내부 온도가 급격히 상승하게 되고, 특별한 보온 기능을 갖추고 있지 않기 때문에 추운 겨울에 착용하는데 한계가 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위한 방안으로 도 1에서와 같이 헬멧(10)의 내부에 열전소자(20)를 구비한 냉난방용 헬멧이 제시된 바 있다. 상기 헬멧(10)은 중간에 공간부(13)를 형성하기 위해 외피(11)와 내피(12)로 구성되며, 공간부(13)에는 열매체액이 충입되고, 헬멧(10)의 일측 외피(11)와 공간부(13) 사이에 열전소자(20)가 형성되고, 열전소자(20)를 제어하는 컨트롤박스(30)가 헬멧(10)의 외피(11) 일측에 형성되어 있으며, 전환스위치(31)를 통해 충전지의 전원의 극성을 변경하여 열전소자(20)를 발열 또는 냉각 상태로 전환하면, 열전소자(20)와 접하고 있는 열매체액이 가열 및 냉각되어 헬멧(10)의 내부온도가 조절되도록 하고 있다.
하지만, 상기 헬멧(10)은 열전소자(20)로부터 착용자의 머리로 열전달을 하기 위해 헬멧(10) 내부에 공간부를 형성하고 상기 공간부에 열매체액을 채워 넣어야 하므로, 헬멧의 무게가 증가하여 착용에 부담이 될 뿐만 아니라, 열매체액의 대부분의 열이 내피(12) 내의 충격 흡수 부재를 통과하여 착용자의 머리로 전달되기 보다는 외피(11)를 통해 대기 중으로 방출되기 때문에 냉온 유지 효율이 좋지 않다는 문제점을 가지고 있다.
한국등록특허공보 제10-0955025호(2010. 04. 20. 공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 중량 또는 부피의 증가 없이 효율적으로 헬멧 내부의 온도를 유지할 수 있는 헬멧을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 헬멧의 내부 형상에 대응하는 일정 곡률을 갖는 열전소자를 헬멧의 내부 영역에 넓게 배치함으로써, 발열 및 냉각 성능이 우수한 헬멧을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 열전소자와 방열부를 분할 배치하고, 양자를 열전달부재로 연결하되, 열전달부재가 충격을 흡수할 수 있는 헬멧을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 열전소자가 배치되는 영역을 복수로 분할하고, 각 영역의 온도를 개별적으로 제어함으로써, 열효율과 쾌적성을 높일 수 있는 헬멧을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 아우터 쉘과 방열부에 열발산 효율을 높일 수 있는 구조를 적용함으로써, 발열 및 냉각 성능과 열효율이 향상된 헬멧을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 착용자의 움직임에 따라 열전소자의 구동 여부를 결정함으로써, 전기에너지를 절약할 수 있는 헬멧을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 응급 상황에서 착용자의 신체적 손상을 최소화 할 수 있는 헬멧을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 열전소자를 구비한 헬멧은 최외곽에 위치하는 아우터 쉘, 아우터 쉘의 내측에 위치하여 충격을 흡수하는 라이너, 라이너의 내측에 위치하여 착용자의 머리와 접촉하는 패딩을 포함하는 헬멧에 있어서, 상기 아우터 쉘과 상기 라이너 사이에는 열전소자가 배치되고, 상기 라이너와 상기 패딩 사이에는 방열부가 배치되고, 상기 열전소자와 상기 방열부를 연결하는 열전달부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명의 열전소자를 구비한 헬멧은 최외곽에 위치하는 아우터 쉘, 아우터 쉘의 내측에 위치하여 충격을 흡수하는 라이너, 라이너의 내측에 위치하여 착용자의 머리와 접촉하는 패딩을 포함하는 헬멧에 있어서, 상기 아우터 쉘과 상기 라이너 사이에는 방열부가 배치되고, 상기 라이너와 상기 패딩 사이에는 열전소자가 배치되고, 상기 방열부와 상기 열전소자를 연결하는 열전달부재를 포함하여 구성될 수도 있다.
또한, 상기 열전소자는 상기 아우터 쉘의 내면 형상에 대응하는 일정 곡률을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열전소자는 헬멧 내부의 일부 영역에만 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열전소자는 상기 아우터 쉘의 내면 형상에 대응하는 일정 곡률을 갖되, 복수의 분할된 영역에 각각 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 분할된 영역은 아우터 쉘의 전면에서 후면 방향으로 2개 이상 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 분할된 영역은 착용자의 정수리에 대응하는 아우터 쉘의 위치를 중심으로 반지름 방향으로 2개 이상 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 분할된 영역은 아우터 쉘의 전면에서 후면 방향으로 2개 이상 형성되고, 착용자의 정수리에 대응하는 아우터 쉘의 위치를 중심으로 반지름 방향으로 2개 이상 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방열부는 구리 또는 알루미늄 박판인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방열부는 금속 메쉬 형태인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방열부는 상기 아우터 쉘을 향해 돌출된 방열핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방열핀은 상기 아우터 쉘의 내부에 삽입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 아우터 쉘의 표면에는 복수의 요철이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 패딩은 다공성 또는 메쉬 형태인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 패딩은 탄소 섬유, 고강도 폴리에틸렌 섬유, 삼베 또는 모시 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열전달부재는 굴곡 가능한 탄성 재질인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열전달부재는 금속 와이어 또는 탄소 나노 튜브로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열전달부재는 상기 라이너의 내외면 중심을 연결한 중심선(A)에 일정 경사각을 두고 경사진 형태로 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열전달부재는 중간 부분에 굴곡이 형성된 Z자 형상, 중간 부분에 이중으로 굴곡이 형성된 이중 굴곡 Z자 형상, 또는 코일 스프링 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열전소자를 구비한 헬멧은 착용자의 운동상황을 감지하기 위한 가속도 센서, 착용자의 머리에 가해지는 외부 충격을 감지하기 위한 충격감지 센서, 착용공간 내부의 온도를 감지하기 위한 온도 센서 중 하나, 또는 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 열전소자가 구비된 헬멧은 헬멧의 내부 형상에 대응하는 일정 곡률을 가지고 있으며, 헬멧의 내부에 배치되어 헬멧 내부에 열을 공급하거나, 헬멧 내부의 열을 흡수하기 위한 열전소자, 헬멧 내부의 온도, 착용자의 운동상황 또는 헬멧에 전달되는 외부 충격 중 하나, 또는 둘 이상을 감지하기 위한 센서부, 센서부에서 감지된 신호를 통해 열전소자에 공급되는 전류의 크기 및 방향을 제어하는 제어부 및 열전소자를 구동하기 위한 전류를 공급하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열전소자는 최외곽에 위치하는 아우터 쉘과 아우터 쉘의 내측에 위치하여 충격을 흡수하는 라이너 사이, 또는, 라이너와 라이너의 내측에 위치하여 착용자의 머리와 접촉하는 패딩 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열전소자는 아우터 쉘의 전면에서 후면 방향으로 2개 이상 분할된 영역, 또는, 착용자의 정수리에 대응하는 아우터 쉘의 위치를 중심으로 반지름 방향으로 2개 이상 분할된 영역에 각각 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열전소자는 아우터 쉘의 전면에서 후면 방향으로 2개 이상 분할되고, 착용자의 정수리에 대응하는 아우터 쉘의 위치를 중심으로 반지름 방향으로 2개 이상 분할된 영역에 각각 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 2개 이상 분할된 영역에 각각 배치된 열전소자(210)에 공급되는 전류의 크기를 각각 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 2개 이상 분할된 영역에 각각 배치된 열전소자에 공급되는 전류의 크기를 각각 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 착용공간의 내부 온도(Tin)가 설정 온도(Tset)보다 높은 경우에는 냉각 모드, 착용공간의 내부 온도(Tin)가 설정 온도(Tset)보다 낮은 경우에는 발열 모드를 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉각 모드시 열전소자에 공급되는 전류의 크기는 상기 가속도 센서를 통해 획득한 착용자의 운동 속도의 크기에 반비례하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 가속도 센서에서 획득한 착용자의 가속도값이 일정 크기 이상 변화한 후 착용자가 일정 시간 이상 정지해 있는 경우, 착용공간 내부의 온도를 일정 온도 이하로 급속히 냉각하여 유지하는 응급 구동 모드를 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 충격감지 센서를 통해 외부 충격을 감지하고, 가속도 센서를 통해 착용자가 일정 시간 이상 정지해 있는 경우, 착용공간 내부의 온도를 일정 온도 이하로 급속히 냉각하여 유지하는 응급 구동 모드를 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 착용자의 운동상황 또는 착용자에게 가해지는 외부 충격에 대한 정보를 수신하는 정보 수신부를 더 포함하고, 착용자의 가속도값이 일정 크기 이상 변화하거나, 외부 충격이 있은 후 착용자가 일정 시간 이상 정지해 있는 경우, 착용공간 내부의 온도를 일정 온도 이하로 급속히 냉각하여 유지하는 응급 구동 모드를 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 구조신호 송신부를 더 포함하고, 상기 응급 구동 모드 수행 전 또는 응급 구동 모드 수행 시 구조신호 송신부를 통해 응급 구조 신호를 송신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 헬멧의 내부 형상에 대응하는 일정 곡률을 갖는 열전소자를 헬멧의 내부 영역에 넓게 배치함으로써, 중량 또는 부피의 증가 없이 효율적으로 헬멧 내부의 온도를 유지할 수 있고, 발열 및 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 열전소자와 방열부를 이격 배치하고, 양자를 열전달부재로 연결하되, 열전달부재가 충격을 흡수할 수 있는 형상을 갖게 함으로써, 열효율과 구조적 안정성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 열전소자가 배치되는 영역을 복수로 분할하고, 각 영역의 온도를 개별적으로 제어함으로써, 열효율과 쾌적성을 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 아우터 쉘과 방열부에 열발산 효율을 높일 수 있는 구조를 적용함으로써, 발열 및 냉각 성능과 열효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 착용자의 움직임에 따라 열전소자의 구동 여부를 결정함으로써, 전기에너지를 절약할 수 있고, 응급 상황에서 착용자의 신체적 손상을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 열전소자가 구비된 헬멧의 단면도
도 2는 본 발명 열전소자가 구비된 헬멧의 단면도와 부분 확대도
도 3은 종래의 열전소자와 본 발명의 열전소자 사진
도 4는 열전달부재의 실시예를 설명하기 위한 단면도
도 5는 열전달부재의 변형예를 설명하기 위한 개념도
도 6은 각종 센서부가 포함된 본 발명 열전소자가 구비된 헬멧을 설명하기 위한 개념도
도 7은 열전소자가 아우터 쉘 내부의 일부 영역에 배치된 특징을 설명하기 위한 도면
도 8은 열전소자가 2개의 구역으로 분할 배치된 특징을 설명하기 위한 개념도
도 9는 열전소자가 다수개의 구역으로 분할 배치된 특징을 설명하기 위한 개념도
도 10은 열전소자가 원주 방향으로 다수개의 구역으로 분할 배치된 특징을 설명하기 위한 개념도
도 11은 본 발명 열전소자가 구비된 헬멧의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 단면도
도 12는 본 발명 열전소자가 구비된 헬멧의 구동방법을 설명하기 위한 블록 다이어그램
도 13은 헬멧 내부 온도에 따른 열전소자의 구동방법을 설명하기 위한 순서도
도 14는 가속도 및 충격 감지에 따른 열전소자의 구동방법을 설명하기 위한 순서도
본 발명의 사상 및 기술 범위 내에서 다양한 변경과 여러 가지 실시예가 구현될 수 있으나, 발명의 이해를 돕기 위해 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 통해 본 발명의 사상과 기술적 특징을 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 예시한 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 도면 참조 부호를 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 예시를 설명한다.
도 2는 본 발명 열전소자가 구비된 헬멧의 단면도와 열전소자가 배치되는 영역을 확대한 부분 확대도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명 열전소자가 구비된 헬멧의 일실시예는 헬멧의 최외곽에 위치하는 아우터 쉘(100), 아우터 쉘(100)의 내측에 위치하여 충격을 흡수하는 라이너(220), 라이너(220)의 내측에 위치하여 착용자의 머리와 접촉하는 패딩(300)을 포함하고, 패딩(300)의 내부에 착용자의 머리가 수용되는 착용공간(110)이 형성되며, 필요에 따라 주행풍으로부터 착용자의 시야를 보호하기 위한 안면 개폐구(120)가 형성될 수 있다. 이 때, 상기 아우터 쉘(100)과 상기 라이너(220) 사이에는 열전소자(210)가 배치되고, 상기 라이너(220)와 상기 패딩(300) 사이에는 방열부(230)가 배치되고, 상기 열전소자(210)와 상기 방열부(230)를 연결하는 열전달부재(400)를 포함하여 구성된다.
이 때, 상기 열전소자(210)를 구동하기 위한 전원은 헬멧에 내장된 배터리(미도시)를 통해 공급될 수 있으나, 케이블(710)을 통해 외부에서 공급될 수 있다. 예를 들어, 외부 전원 공급이 어려운 자전거, 승마, 작업용 또는 군사용 헬멧의 경우 헬멧 내에 내장된 배터리를 사용할 수 있으며, 외부 전원 공급이 쉬운 자동차 또는 오토바이용 헬멧의 경우 외부 전원을 통해 열전소자(210)를 구동에 필요한 충분한 전류를 공급받을 수 있다. 경우에 따라 자전거용 또는 군사용 헬멧의 경우에도 착용자가 배터리를 몸에 지닌 상태에서 케이블(710)을 통해 헬멧에 필요한 전원을 공급하도록 구성할 수 있다.
본 발명의 열전소자(210)는 공급되는 전원에 따라 일면에서는 열을 방출하고, 타면에서는 열을 흡수하게 되며, 예를 들어 착용공간(110)의 온도를 낮추기 위해서는 열전소자(210)의 내면, 즉 라이너(220) 측에서 흡열이 일어나고, 열전소자(210)의 외면, 즉 아우터 쉘(100) 측에서 발열이 일어나도록 전원을 공급하게 된다.
이 때, 본 발명의 열전소자(210)는 일정 곡률을 가지고 라이너(220)의 외면에 걸쳐 넓게 배치된다는 점에서 특징을 갖게 된다. 이와 같이 열전소자(210)가 일정 곡률을 가지고 라이너(220)의 외면에 걸쳐 넓게 배치되기 위해서는 유연 재질의 열전소자로 이루어지는 것이 바람직하다. 도 3의 (a)와 같은 종래의 벌크형 열전소자는 상당한 두께를 가지고 있어 헬멧에 사용시 부피와 무게가 크게 증가하게 되고, 단단한 케이스로 싸여 있어 헬멧 내부의 곡면에 대응하여 넓게 배치하는 것이 불가능하다. 반면, 도 3의 (b)와 같은 유연 재질의 열전소자는 종래의 열전소자에 비해 훨씬 얇은 두께를 가지고 있어 헬멧에 사용시 부피와 무게의 증가량이 크지 않으며, 또한 유연 재질로 형성되기 때문에 도 3의 (c) 내지 (e)와 같이 헬멧 내부의 곡면과 복잡한 형상에 쉽게 대응시켜 배치할 수 있으며, 이와 같은 특징으로 인해 본 발명의 열전소자(210)는 종래의 벌크형 열전소자 보다 열을 방출하거나 흡수할 수 있는 유효 면적을 훨씬 더 증가시킬 수 있는 장점을 갖게 된다.
한편, 착용공간(110)의 온도를 낮추거나 높이기 위해서는 아우터 쉘(100)의 내측에 위치한 열전소자(210)의 내면과 착용공간을 열적으로 연결시켜야 하며, 이를 위해서 착용공간(110)과 가까운 위치에 방열부(230)를 형성하고, 열전소자(210)의 일면과 방열부(230)를 열전달부재(400)로 연결하게 된다.
본 발명의 일실시예에서 방열부(230)는 착용자의 머리와 접촉하는 패딩(300)과 라이너(220) 사이에 배치되고, 열전달부재(400)가 라이너(220)를 통과하여 열전소자(210)의 일면과 방열부(230)를 연결하도록 구성된다. 이를 통해 열전소자(210)의 일면에서 흡열이 일어날 경우 방열부(230)를 통해 착용공간(110)의 열이 이동되어 착용공간(110)의 온도가 하강하고, 열전소자(210)의 일면에서 발열이 일어날 경우 방열부(230)를 통해 착용공간(110)으로 열이 방출됨으로써 착용공간(110)의 온도가 상승하게 되는 것이다.
열전소자(210)에 대응되는 방열부(230) 역시 착용자의 머리 전체에 걸쳐 열을 방출하거나 흡수할 수 있도록 라이너(220)의 내면에 걸쳐 넓게 배치될 수 있다. 이를 위해 방열부(230)는 열전도계수가 큰 금속인 구리나 알루미늄 박판을 사용하는 것이 바람직하나, 필요에 따라 다른 금속 또는 비금속 재질을 사용할 수도 있으며, 또 다른 실시예로 금속망 또는 금속 메쉬 형태로 형성할 수도 있다.
한편, 방열부(230)와 착용자의 머리 사이에는 착용자의 머리를 라이너(220)와 밀착시키고, 착용시 편안한 착용감을 주기 위해 패딩(300)을 배치할 수 있다. 본 발명에서의 패딩(300)은 종래 헬멧의 패딩과 달리 열전도성이 좋은 특성을 가져야 한다. 예를 들어 탄소 섬유와 같이 재질 특성상 열전도율이 높은 재료를 사용하거나, 공기가 잘 통할 수 있는 메쉬 형태 등 형태적 특성에 의해 열전달이 잘 이루어질 수 있도록 할 수 있으며, 고강도 폴리에틸렌 섬유와 같은 열전도성이 좋은 합성섬유나 전통적인 삼베 또는 모시 등을 이용하여 열전달이 잘 이루어질 수 있는 구조를 구현할 수도 있다.
본 발명의 열전달부재(400)는 열전소자(210)와 방열부(230) 사이의 열전달을 위해 사용되는 것으로, 열전도성이 뛰어난 다양한 소재로 구성될 수 있으나, 열전달의 기능 이외에도, 외부 충격으로부터 착용자의 머리를 보호하는 라이너(220)의 역할에 방해되어서는 안되는 요구조건을 만족해야 하므로, 금속 와이어 또는 탄소 나노 튜브와 같이 라이너(220)의 변형에 방해되지 않는 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 열전도성과 안전성을 만족시키기 위한 방안으로 특정 재질을 사용하는 방법 이외에 특정 형상을 가질 수 있다. 도 4를 참조하면, 열전달부재(400)의 길이방향 일측은 열전소자(210)에 일면과 접촉하고, 길이방향 타측은 방열부(230)와 접촉하되, 상기 라이너(220)의 내외면 중심을 연결한 중심선(A)에 대해 수직으로 배치되지 않고, 일정 경사각을 두고 경사진 형태로 배치될 수 있다. 즉, 열전달부재(400)가 외부 충격의 방향과 평행한 방향이 아니라 경사진 방향으로 배치되기 때문에 외부 충격이 열전달부재(400)를 통해 착용자의 머리로 전달되는 것을 최소화 할 수 있다. 이 때, 열전달부재(400)의 중심선(A)과의 경사각은 라이너(220)의 두께와 열전달부재(400)의 열전달 특성 및 두께, 재질 등에 따라 결정될 수 있다.
도 5는 열전달부재(400) 부재의 형상에 대한 변형예로 (a)와 같은 중간 부분에 굴곡이 형성된 Z자 형상, (b)와 같은 이중 굴곡된 Z자 형상, (c)와 같은 코일 스프링의 형상으로 형성될 수 있으며, 이외에도 외부 충격을 흡수할 수 있는 다양한 형상이 가능하다.
또한, 본 발명인 열전소자가 구비된 헬멧은 도 6에서와 같이 헬멧의 내부에 착용자의 운동상황을 감지하기 위한 가속도 센서(520), 착용자의 머리에 가해지는 외부 충격을 감지하기 위한 충격감지 센서(530), 착용공간(110) 내부의 온도를 감지하기 위한 온도 센서(510) 중 하나 또는 둘 이상을 구비할 수 있다. 본 발명의 열전소자가 구비된 헬멧은 상기 가속도 센서(520), 충격감지 센서(530) 및 온도 센서(510) 등을 통해 열전소자를 구동하기 위한 구동 모드를 결정하게 되며, 이에 대한 자세한 설명은 본 발명의 구동 방법에서 자세히 설명하기로 한다.
일실시예에서는 헬멧 내부에 가속도 센서(520) 또는 충격감지 센서(530)가 내장되는 것을 예시하였으나, 착용자의 운동상황 또는 착용자에게 가해지는 외부 충격에 대한 정보는 정보 수신부(820)를 통해 착용자가 탑승하고 있는 자동차나 오토바이로부터 획득할 수 있고, 또는 착용자가 휴대하고 있는 스마트폰과 같은 휴대용 전자기기 등을 통해 유선 또는 무선으로 획득할 수도 있다.
본 발명의 열전소자(210)는 아우터 쉘(100)의 내부에 전 영역에 걸쳐 배치될 수 있으나, 헬멧의 내부 구조, 공기 유동 통로 형상에 따라 다양한 형상으로 배치될 수 있다. 도 7은 헬멧의 안면 개폐구(120), 공기 유입구(130)가 형성된 영역을 피해 열전소자(210)가 아우터 쉘(100) 내부 일부 영역에 배치된 형상을 도시하고 있다.
한편, 본 발명의 열전소자(210)는 아우터 쉘(100)의 내부에 1개의 영역이 아닌 2개 이상의 영역으로 분할되어 배치될 수 있다. 도 8은 열전소자(210)가 헬멧의 전면에 배치되는 제1 열전소자(211)와 후면에 배치되는 제2 열전소자(212)로 분할되어 배치된 예를 나타내고 있으며, 주행풍에 의해 열발산이 빨리 일어나는 헬멧의 전면부에 배치된 제1 열전소자(211)와 열발산이 상대적으로 늦게 일어나는 헬멧의 후면부에 배치된 제2 열전소자(212)를 각각 독립적으로 제어하여 열효율을 높일 수 있는 것이다.
분할 배치의 또 다른 실시예로 도 9와 같이 열전소자(210)가 헬멧의 전면에서 후면으로 일정 간격을 두고 다수의 영역으로 분할되어 배치되거나, 도 10의 (a)와같이 착용자의 정수리 부분(화살표 방향)을 중심으로 동심원의 형태로 다수의 영역으로 분할되어 배치될 수 있다. 이 때, 도 10의 (b)와 같이 동심원의 형태 다수 영역 분할 이외에 전면과 후면으로 영역이 추가로 분할될 수 있고, 도면에는 도시하지 않았지만, 원주방향으로 다수의 영역으로 추가 분할될 수 있다.
이와 같이 다수의 영역에 분할 배치된 열전소자(210)를 각각 독립적으로 제어하여, 전류의 크기 이외에 전류가 공급되는 영역의 위치와 넓이를 변수로 하여 착용공간(110) 내의 온도를 제어 할 수 있으므로 열효율을 더욱 높일 수 있는 것이다.
이상, 도 2 내지 도 10을 통해 본 발명 열전소자가 구비된 헬멧의 실시를 위한 구체적인 일실시예를 설명하였다.
한편, 앞서 설명한 실시예에서는 열전소자(210)가 아우터 쉘(100)과 라이너(220) 사이에 배치되고, 라이너(220)와 패딩(300) 사이에 방열부(230)가 배치되는 예를 설명하였으나, 반대로 도 11에서와 같이 열전소자(210)가 라이너(220)와 패딩(300) 사이에 배치되고, 아우터 쉘(100)과 라이너(220) 사이에 방열부(230)가 배치될 수도 있다.
즉, 본 발명 열전소자가 구비된 헬멧의 또 다른 실시예에서는 헬멧의 최외곽에 위치하는 아우터 쉘(100), 아우터 쉘(100)의 내측에 위치하여 충격을 흡수하는 라이너(220), 라이너(220)의 내측에 위치하여 착용자의 머리와 접촉하는 패딩(300)을 포함하고, 패딩(300)의 내부에 착용자의 머리가 수용되는 착용공간(110)이 형성되는 헬멧에 있어서, 상기 아우터 쉘(100)과 라이너(220) 사이에 방열부(230)가 배치되고, 라이너(220)와 패딩(300) 사이에 열전소자(210)가 배치될 수 있다.
상기와 같이 방열부(230)의 위치를 착용자의 머리쪽이 아닌 아우터 쉘(100) 쪽에 배치함으로써, 방열부(230)의 재질과 두께, 형상 등을 좀 더 다양하게 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 11의 (a)에서와 같이 방열부(230)의 일면에서 아우터 쉘(100)을 향해 방열핀(231)이 돌출되도록 형성할 수 있으며, 이를 통해 방열 효율을 높일 수 있고, 방열부(230)가 아우터 쉘(100)의 강도를 일부 보완하도록 설계함으로써 방열부(230) 설치에 따른 중량 증가의 부담을 줄일 수 있는 것이다. 또 다른 방안으로, 도 11의 (a)와 같이 아우터 쉘(100)의 표면에 다수 개의 요철(101)을 형성함으로써 방열 효율을 높일 수 있다.
다음으로 도 12 내지 도 14를 통해 본 발명의 구동 방법에 대해 자세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 12는 본 발명의 열전소자가 구비된 헬멧의 구동 방법을 설명하기 위한 블록 다이어그램이다. 본 발명의 열전소자가 구비된 헬멧은 크게 열전소자(210)를 구동하기 위한 전류를 공급하는 전원부(700), 헬멧 내부에 열을 공급하거나, 헬멧 내부의 열을 흡수하기 위한 열전소자(210), 헬멧 내부의 온도, 착용자의 운동상황 또는 헬멧에 전달되는 외부 충격 등을 감지하기 위한 센서부(500), 센서부에서 감지된 신호를 통해 열전소자(210)에 공급되는 전류의 크기 및 방향을 제어하는 제어부(600)로 구성된다.
이 때, 제어부(600)에는 열전소자(210)에 공급되는 전류의 방향을 전환하기 위한 스위칭부(610)를 별도로 구비할 수 있으며, 착용자가 전복 또는 외부 충격에 의해 정신을 잃었을 경우 구조신호를 송신하는 구조신호 송신부(810)를 부가할 수도 있다. 또한, 도 12의 블록 다이어그램에는 표시되지 않았으나, 착용자가 열전소자(210)의 작동을 온/오프하기 위한 스위치를 별도로 구비할 수 있다.
도 13은 온도 센서(510)에 의해 측정한 내부 온도(Tin)에 따른 본 발명 열전소자가 구비된 헬멧의 구동 모드를 설명하기 순서도이다. 예를 들어 측정된 내부 온도(Tin)가 착용자가 설정한 설정 온도(Tset) 보다 높은 경우에는 착용공간(110)의 온도를 낮추기 위한 냉각 모드를 수행하도록 열전소자(210)의 내면(착용공간을 향한 면)에서 흡열이 이루어지도록 전류를 공급한다. 본 발명 열전소자가 구비된 헬멧은 넓은 영역에 걸쳐 열전소자가 배치될 수 있으므로, 종래 벌크형 열전소자에 비해 열전소자(210)의 외면(착용공간의 반대쪽을 향한 면)에서 발열이 잘 이루어져 냉각 효율이 냉각 효율을 높일 수 있는 것이다. 반대로, 측정된 내부 온도(Tin)가 착용자가 설정한 설정 온도(Tset) 보다 낮은 경우에는 열전소자(210)의 내면에서 발열이 이루어지도록 전류를 공급하는 발열 모드를 수행하게 된다.
다음으로, 착용자의 운동상황을 감지할 수 있는 가속도 센서(520)를 이용한 구동방법을 설명하면, 먼저, 가속도 센서(520)를 통해 착용자가 일정속도 이상으로 주행 또는 운동하고 있다는 것을 감지한 경우에만 열전소자(210)에 전류를 공급함으로써 전기에너지를 절약할 수 있다.
가속도 센서(520)를 이용한 다른 구동 방법으로, 냉각 모드에 있어서, 열전소자(210)에 공급되는 전류의 크기를 착용자의 운동속도에 반비례하도록 설정할 수 있다. 착용자의 운동속도가 빠른 경우에는 열전소자(210)의 발열면에서 열발산이 잘 이루어지며, 주행풍이 공기 유입구(130)를 통해 착용공간 내부로 원활히 공급되므로, 열전소자(210)에 공급되는 전류가 작아도 냉각 효과가 크게 나타날 수 있지만, 착용자의 운동속도가 느린 경우에는 열전소자(210)의 발열면에서 열발산이 잘 이루어지지 않고 주행풍도 착용공간 내부로 잘 공급되지 않으므로, 열전소자(210)에 공급되는 전류가 크게 해야 원하는 냉각 효과를 얻을 수 있는 것이다.
가속도 센서(520)를 이용한 또 다른 구동 방법으로는, 가속도 센서(520)에 일정 크기 이상의 가속도 변화가 발생하는 경우 이를 착용자의 머리에 가해지는 외부 충격으로 판단하여 응급 구동 모드를 수행할 수 있다. 예를 들어, 일정 크기 이상의 가속도 변화가 감지된 후 일정시간 이상 착용자의 움직임이 없는 경우에는 착용자가 심각한 부상을 입은 상태로 판단하고, 구조신호 송신부(810)를 통해 응급 구조 신호를 발생한 후, 구조대가 도착할 때까지 착용공간 내부의 온도를 일정 온도 이하로 냉각시키는 응급 구동 모드를 수행하게 된다. 이와 같이 착용공간 내부를 냉각 유지시킴으로써 외부 출혈, 또는 내부 출혈에 따른 뇌손상을 최소화할 수 있는 것이다. 한편, 응급 구조 모드 구둥 중 착용자가 일정시간 이후에 정신이 들었거나, 응급 구동 모드가 오류로 판단되었을 때는 착용자가 응급 구동 모드를 해지할 수 있다.
도 14는 가속도 센서(520)를 이용한 구동 모드를 설명하기 위한 순서도로서, 가속도(Acc)를 감지하여 착용자가 주행 중인지를 판단하여, 주행 중이 아닌 경우에는 전원을 차단하고, 착용자가 주행 중인 경우에는 착용자가 설정한 온도에 맞춰 열전소자(210)에 필요한 전류를 공급하는 일반 구동 모드를 수행한다. 이 때, 착용자가 주행 중인 상태에서 충격이 감지되고, 일정 시간동안 움직임이 없는 경우에는 앞서 설명한 응급 구동 모드를 수행하고, 외부 충격이 감지되었으나 착용자의 움직임이 있는 경우에는 일반 구동 모드를 계속 수행하게 된다.
한편, 외부 충격 감지 기능은 가속도 센서(520) 대신 충격감지 센서(530)를 부가하여 구현할 수도 있고, 외부기기로부터 정보를 수신하여 구현할 수 도 있는 것이다.
이상 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 설명하였으나, 설명된 실시예에 한정하여 기술적 사상을 한정하거나 해석해서는 안 되며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 통상의 기술자에게 자명한 다양한 변경과 개량의 실시예까지도 본 발명의 보호범위에 속한다 할 것이다.
10 : (종래 열전소자가 구비된) 헬멧
11 : 외피 12 : 내피 13 : 공간부
20 : 열전소자 30 : 컨트롤박스 31 : 전환스위치
32 : 온도스위치 34 : 잭
1000 : (본 발명의) 헬멧
100 : 아우터 쉘
101 : 요철 110 : 착용공간
120 : 안면 개폐구 130 : 공기 유입구
200 : 열전부
210 : 열전소자 211 : 제1 열전소자
212 : 제2 열전소자 220 : 라이너
230 : 방열부 231: 방열핀
300 : 패딩 400 : 열전달부재
500 : 센서부 510 : 온도 센서
520 : 가속도 센서 530 : 충격감지 센서
600 : 제어부 610 : 스위칭부
700 : 전원부 710: 케이블
800 : 통신부
810 : 구조신호 송신부 820 : 정보 수신부

Claims (32)

  1. 최외곽에 위치하는 아우터 쉘(100);
    아우터 쉘(100)의 내측에 위치하여 충격을 흡수하는 라이너(220);
    라이너(220)의 내측에 위치하여 착용자의 머리와 접촉하는 패딩(300);을 포함하는 헬멧에 있어서,
    상기 아우터 쉘(100)과 상기 라이너(220) 사이에는 열전소자(210)가 배치되고,
    상기 라이너(220)와 상기 패딩(300) 사이에는 방열부(230)가 배치되고,
    상기 열전소자(210)와 상기 방열부(230)를 연결하는 열전달부재(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  2. 최외곽에 위치하는 아우터 쉘(100);
    아우터 쉘(100)의 내측에 위치하여 충격을 흡수하는 라이너(220);
    라이너(220)의 내측에 위치하여 착용자의 머리와 접촉하는 패딩(300);을 포함하는 헬멧에 있어서,
    상기 아우터 쉘(100)과 상기 라이너(220) 사이에는 방열부(230)가 배치되고,
    상기 라이너(220)와 상기 패딩(300) 사이에는 열전소자(210)가 배치되고,
    상기 방열부(230)와 상기 열전소자(210)를 연결하는 열전달부재(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 열전소자(210)는 상기 아우터 쉘(100)의 내면 형상에 대응하는 일정 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 열전소자(210)는 헬멧 내부의 일부 영역에만 배치되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 열전소자(210)는 상기 아우터 쉘(100)의 내면 형상에 대응하는 일정 곡률을 갖되, 복수의 분할된 영역에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 복수의 분할된 영역은 아우터 쉘(100)의 전면에서 후면 방향으로 2개 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 복수의 분할된 영역은 착용자의 정수리에 대응하는 아우터 쉘(100)의 위치를 중심으로 반지름 방향으로 2개 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 복수의 분할된 영역은 아우터 쉘(100)의 전면에서 후면 방향으로 2개 이상 형성되고, 착용자의 정수리에 대응하는 아우터 쉘(100)의 위치를 중심으로 반지름 방향으로 2개 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  9. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 방열부(230)는 구리 또는 알루미늄 박판인 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  10. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 방열부(230)는 금속 메쉬 형태인 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  11. 제2 항에 있어서,
    상기 방열부(230)는 상기 아우터 쉘(100)을 향해 돌출된 방열핀(231)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 방열핀(231)은 상기 아우터 쉘(100)의 내부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  13. 제2 항에 있어서,
    상기 아우터 쉘(100)의 표면에는 복수의 요철(101)이 형성된 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  14. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 패딩(300)은 다공성 또는 메쉬 형태인 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  15. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 패딩(300)은 탄소 섬유, 고강도 폴리에틸렌 섬유, 삼베 또는 모시 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  16. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 열전달부재(400)는 굴곡 가능한 탄성 재질인 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 열전달부재(400)는 금속 와이어 또는 탄소 나노 튜브로 구성되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  18. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 열전달부재(400)는 상기 라이너(220)의 내외면 중심을 연결한 중심선(A)에 일정 경사각을 두고 경사진 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  19. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 열전달부재(400)는 중간 부분에 굴곡이 형성된 Z자 형상, 중간 부분에 이중으로 굴곡이 형성된 이중 굴곡 Z자 형상, 또는 코일 스프링 형상인 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  20. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 열전소자를 구비한 헬멧(1000)은 착용자의 운동상황을 감지하기 위한 가속도 센서(520), 착용자의 머리에 가해지는 외부 충격을 감지하기 위한 충격감지 센서(530), 착용공간(110) 내부의 온도를 감지하기 위한 온도 센서(510) 중 하나, 또는 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  21. 헬멧의 내부 형상에 대응하는 일정 곡률을 가지고 있으며, 헬멧의 내부에 배치되어 헬멧 내부에 열을 공급하거나, 헬멧 내부의 열을 흡수하기 위한 열전소자(210);
    헬멧 내부의 온도, 착용자의 운동상황 또는 헬멧에 전달되는 외부 충격 중 하나, 또는 둘 이상을 감지하기 위한 센서부(500);
    센서부에서 감지된 신호를 통해 열전소자(210)에 공급되는 전류의 크기 및 방향을 제어하는 제어부(600); 및
    열전소자(210)를 구동하기 위한 전류를 공급하는 전원부(700);를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 열전소자(210)는 최외곽에 위치하는 아우터 쉘(100)과 아우터 쉘(100)의 내측에 위치하여 충격을 흡수하는 라이너(220) 사이, 또는, 라이너(220)와 라이너(220)의 내측에 위치하여 착용자의 머리와 접촉하는 패딩(300) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 열전소자(210)는 아우터 쉘(100)의 전면에서 후면 방향으로 2개 이상 분할된 영역, 또는, 착용자의 정수리에 대응하는 아우터 쉘(100)의 위치를 중심으로 반지름 방향으로 2개 이상 분할된 영역에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  24. 제22 항에 있어서,
    상기 열전소자(210)는 아우터 쉘(100)의 전면에서 후면 방향으로 2개 이상 분할되고, 착용자의 정수리에 대응하는 아우터 쉘(100)의 위치를 중심으로 반지름 방향으로 2개 이상 분할된 영역에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  25. 제23 항 또는 제24 항에 있어서,
    상기 제어부(600)는 상기 2개 이상 분할된 영역에 각각 배치된 열전소자(210)에 공급되는 전류의 크기를 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  26. 제21 항에 있어서,
    상기 제어부(600)는 착용공간(110)의 내부 온도(Tin)가 설정 온도(Tset)보다 높은 경우에는 냉각 모드, 착용공간(110)의 내부 온도(Tin)가 설정 온도(Tset)보다 낮은 경우에는 발열 모드를 수행하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  27. 제26 항에 있어서,
    상기 냉각 모드시 열전소자(210)에 공급되는 전류의 크기는 상기 가속도 센서(520)를 통해 획득한 착용자의 운동 속도의 크기에 반비례하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  28. 제21 항에 있어서,
    상기 제어부(600)는 가속도 센서(520)에서 획득한 착용자의 가속도값이 일정 크기 이상 변화한 후 착용자가 일정 시간 이상 정지해 있는 경우, 착용공간 내부의 온도를 일정 온도 이하로 급속히 냉각하여 유지하는 응급 구동 모드를 수행하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  29. 제21 항에 있어서,
    상기 제어부(600)는 충격감지 센서(530)를 통해 외부 충격을 감지하고, 가속도 센서(520)를 통해 착용자가 일정 시간 이상 정지해 있는 경우, 착용공간 내부의 온도를 일정 온도 이하로 급속히 냉각하여 유지하는 응급 구동 모드를 수행하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  30. 제21 항에 있어서,
    상기 제어부(600)는 착용자의 운동상황 또는 착용자에게 가해지는 외부 충격에 대한 정보를 수신하는 정보 수신부(820)를 더 포함하고, 착용자의 가속도값이 일정 크기 이상 변화하거나, 외부 충격이 있은 후 착용자가 일정 시간 이상 정지해 있는 경우, 착용공간 내부의 온도를 일정 온도 이하로 급속히 냉각하여 유지하는 응급 구동 모드를 수행하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  31. 제28 항 내지 제30 항 중 선택되는 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제어부(600)는 구조신호 송신부(810)를 더 포함하고, 상기 응급 구동 모드 수행 전 또는 응급 구동 모드 수행 시 구조신호 송신부(810)를 통해 응급 구조 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).
  32. 제31 항에 있어서,
    상기 응급 구조 모드 구둥 중 착용자가 일정시간 이후에 정신이 들었거나, 응급 구동 모드가 오류로 판단되었을 때는 착용자가 응급 구동 모드를 해지할 수 있는 것을 특징으로 하는 열전소자를 구비한 헬멧(1000).





KR1020160034680A 2016-03-23 2016-03-23 열전소자가 구비된 헬멧 KR20170110375A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160034680A KR20170110375A (ko) 2016-03-23 2016-03-23 열전소자가 구비된 헬멧

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160034680A KR20170110375A (ko) 2016-03-23 2016-03-23 열전소자가 구비된 헬멧

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170110375A true KR20170110375A (ko) 2017-10-11

Family

ID=60139030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160034680A KR20170110375A (ko) 2016-03-23 2016-03-23 열전소자가 구비된 헬멧

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170110375A (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200053988A (ko) 2018-11-09 2020-05-19 주식회사 한컴라이프케어 소방용 쿨링헬멧
KR20210012411A (ko) * 2019-07-25 2021-02-03 경북대학교 산학협력단 체온 조절 장치 및 이를 사용하는 체온 조절 방법
KR20210045849A (ko) 2019-10-17 2021-04-27 주식회사 한컴라이프케어 소방용 쿨링헬멧
KR20210103803A (ko) 2020-02-14 2021-08-24 동의대학교 산학협력단 쿨링 헬멧
EP4260748A1 (de) * 2022-04-14 2023-10-18 MAHLE International GmbH Klimatisierungsmodul für einen helm

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200053988A (ko) 2018-11-09 2020-05-19 주식회사 한컴라이프케어 소방용 쿨링헬멧
KR20210012411A (ko) * 2019-07-25 2021-02-03 경북대학교 산학협력단 체온 조절 장치 및 이를 사용하는 체온 조절 방법
KR20210045849A (ko) 2019-10-17 2021-04-27 주식회사 한컴라이프케어 소방용 쿨링헬멧
KR20210103803A (ko) 2020-02-14 2021-08-24 동의대학교 산학협력단 쿨링 헬멧
EP4260748A1 (de) * 2022-04-14 2023-10-18 MAHLE International GmbH Klimatisierungsmodul für einen helm
WO2023198413A1 (de) * 2022-04-14 2023-10-19 Mahle International Gmbh Klimatisierungsmodul für einen helm

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20170110375A (ko) 열전소자가 구비된 헬멧
EP0115498B1 (en) Thermo-electric cooled motorcycle helmet
EP3261473B1 (en) Protective headgear comprising temperature control apparatus
US9226707B2 (en) Device and system to reduce traumatic brain injury
US11247115B2 (en) Fluid-based exoskeletal body armor with climate control
US8961440B2 (en) Device and system to reduce traumatic brain injury
US20180064199A1 (en) Helmet active thermo electric cooling system and method
US20120210490A1 (en) Protective temperature helmet, protective temperature helmet liner
US20110078845A1 (en) Temperature controlled head gear
US9392833B2 (en) Protective helmet
US20070084496A1 (en) Solid state power supply and cooling apparatus for a light vehicle
CA2637396A1 (en) Arrangement for cooling the body of individuals or the like
WO2015058605A1 (zh) 一种佩戴在人体头部无水囊式微型半导体物理降温冰带
CN105559229B (zh) 一种制冷头盔
KR20170110379A (ko) 열전소자가 구비된 헬멧
JP2001303353A (ja) 安全帽
TWM516331U (zh) 具自動安全感測之裝置
CN209807220U (zh) 用于帽子的调温装置
KR100955025B1 (ko) 냉난방용 헬멧
KR200286311Y1 (ko) 냉난방 수단이 구비된 안전모
KR20090011449A (ko) 냉각시스템이 구비된 오토바이용 헬멧
KR102358138B1 (ko) 쿨링 헬멧
JP3142672U (ja) ヘルメット用冷却ユニット
CN213549998U (zh) 一种防护性好的警用头盔
JP2019073811A (ja) ヘルメットおよび温度調節システム

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal