KR20170142657A - 내구성이 향상된 온열 매트. - Google Patents

내구성이 향상된 온열 매트. Download PDF

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KR20170142657A
KR20170142657A KR1020160076495A KR20160076495A KR20170142657A KR 20170142657 A KR20170142657 A KR 20170142657A KR 1020160076495 A KR1020160076495 A KR 1020160076495A KR 20160076495 A KR20160076495 A KR 20160076495A KR 20170142657 A KR20170142657 A KR 20170142657A
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Abstract

본 발명은 내구성이 향상된 온열 매트에 관한 것으로서, 특히 인가된 전력에 의해 일정한 온도 이상으로 유지되는 발열선을 구비하고 직상방의 압력에 의해서도 발열선의 형태가 유지되는 발열매트에 관한 것이다. 본 발명은 발열선이 내장된 온열 매트에 있어서, 발열선이 형성하는 평면의 상부면에 접하는 상부 통기성부재; 및 발열선이 형성하는 평면의 하부면에 접하는 하부 통기성부재;를 포함하고, 발열선은 여러 가닥의 도선이 일체의 납작한 면 형태로 형성되고 상부 통기성부재와 하부 통기성부재의 접합면에 형성된 채널을 통해 직렬 배선으로 인입되며 발열선은 납작한 면이 접합면에 수직으로 채널에 인입되어 직상방 영역으로부터의 압력에 견디는 내구성이 향상된 온열 매트를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 작용하는 압력과 무관하게 본래의 발열선의 모습을 유지할 수 있는 온열 매트를 제공하고 직력 배선의 공정을 통한 온열 매트 제작을 통해 작업이 간편화되며 메쉬 부재의 고정을 통해 발열선에 작용하는 압력을 일정하게 유지시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

내구성이 향상된 온열 매트.{HEATING MAT IMPROVED DURABILITY}
본 발명은 내구성이 향상된 온열 매트에 관한 것으로서, 특히 인가된 전력에 의해 일정한 온도 이상으로 유지되는 발열선을 구비하고 직상방의 압력에 의해서도 발열선의 형태가 유지되는 발열매트에 관한 것이다.
보온을 위하여 널리 이용되는 온열 매트는 통상적으로 전력 인가에 따른 열을 발생시키는 발열체와 발열체를 둘러싸거나 발열체의 상하부에 부착되는 단열재와 단열재의 외부에 형성되는 피복층으로 이루어진다. 이때, 발열체로부터 발열된 열은 일부분이 단열재를 통하여 피복층으로 직접 복사되고 열의 대부분은 피복층으로 전도됨으로써 온열효과를 발생시킨다.
일반적으로 인체는 과도한 운동이나 스트레스 등으로 근육이나 신경 등이 긴장되는 등의 병적인 상태에 빠지는 경우가 많으며, 특히 육체피로는 물론 신경을 많이 쓰는 현대인의 경우 정신 긴장 및 스트레스로 인해 피로물질이 체내에 쌓여 혈류의 흐름에 지장을 준다. 특히 연령이 증가함에 따라 인체의 기능이 퇴화하여 오는 각종 질병, 관절류머티즘, 신경통, 만성염증, 피로회복 등에는 말초혈액 순환의 개선과 신진대사의 촉진을 위하여 전도열이나 복사열을 이용하여 모래, 온욕 등의 온열 요법이 치료효과와 통증완화의 효과가 있는 것이 알려지고 있다. 이에 따라 온열 작용의 각종 찜질 팩과함께 각종 온열 기구가 개발되어 사용되고 있다. 온열 기구로는 구성이 간단하고 사용이 용이한 주머니에 고온의 액체를 넣어 사용하는 것과 발열 수단인 히터를 구성시켜서 전기에 의해 가온되는 온열 기구 등이 사용되고 있다. 그런데 상기한 주머니 형태는 고온으로 가열된 액체가 쉽게 냉각되어 오랜 시간을 사용할 수 없는 단점이 있어, 전기를 사용하는 경우 오랜 시간을 가온상태로 온열 작용을 할 수 있는 온열 매트가 검토되었다.
이와 관련, 종래의 한국공개(등록)특허 제10-2012-0119378호(온열 매트)는 온열 매트는, 접어질 수 있게 형성되는 매트 본체를 포함하고 매트 본체는 전기에너지를 공급받아 발열되는 복수의 발열 영역을 포함하며, 복수의 발열 영역은 절첩선에 의하여 구획될 수 있게 형성된 면상 발열체와 면상 발열체에 적층되는 쿠션층 및 쿠션층을 덮을 수 있게 형성되는 외피층을 개시하고 있다.
그러나 종래의 온열 매트는 인체의 압력이 직상방에서 작용하거나 온열 매트를 접이식으로 구성하는 경우 모양이 휘어지는 등 발열선의 형태가 변화되고, 이 경우 결국 발열선이 단선되는 치명적인 문제점이 발생할 수 있다. 또한 생산과정에서 병렬로 발열선을 구성하는 경우 배선 작업을 여러 번 나눠서 해야하는 불편함이 있으며, 지속적인 사용에 따라 매트의 모양이 변화하여 발열선에 작용하는 압력이 달라지는 문제점이 있다.
한국공개(등록)특허 제10-2012-0119378호
본 발명은 작용하는 압력과 무관하게 본래의 발열선의 모습을 유지할 수 있는 온열 매트를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 배선 작업을 효율적으로 할 수 있도록 기존의 병렬 배선을 개선하는 공정을 갖는 온열 매트를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 지속적인 사용에도 불구하고 발열선에 작용하는 압력을 일정하게 유지하기 위한 온열 매트를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 발열선이 내장된 온열 매트에 있어서, 발열선이 형성하는 평면의 상부면에 접하는 상부 통기성부재; 및 발열선이 형성하는 평면의 하부면에 접하는 하부 통기성부재;를 포함하고, 발열선은 여러 가닥의 도선이 일체의 납작한 면 형태로 형성되고 상부 통기성부재와 하부 통기성부재의 접합면에 형성된 채널을 통해 직렬 배선으로 인입되며 발열선은 납작한 면이 접합면에 수직으로 채널에 인입되어 직상방 영역으로부터의 압력에 견디는 내구성이 향상된 온열 매트를 제공하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 채널은 발열선으로터 발생되는 열을 전달하는 열통로가 형성되어 있고, 열통로는, 수평 간격이 발열선의 납작한 면보다 작게 형성되어 압력에 의해 발열선의 수직 형태가 유지될 수 있다.
바람직하게, 발열선은, 납작한 면이 유지될 수 있는 선상발열체, 면상발열체, 탄소섬유 발열체, SR 발열케이블(self regulating heating cable), 무자계열선 중 어느 하나일 수 있다.
바람직하게, 발열선과 상부 통기성부재 사이 및 발열선과 하부 통기성부재 사이에는 발열선으로부터 발생되는 열을 보존하기 위한 단열부재;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상부 통기성부재의 상부면 또는 하부 통기성부재의 하부면에 망사면을 형성하는 메쉬부재;를 더 포함하고, 메쉬부재는, 망사면을 통해 발열체로부터 발생되는 열을 전달하기 위한 통기성 구조로 형성되고 수직으로 신축성을 향상시키기 위한 탄성 소재로 형성될 수 있다.
바람직하게, 메쉬부재는 망사면이 일정 간격의 격자구조로 이루어지고 격자구조는 소정의 간격으로 지지점이 형성되며 지지점이 상부 통기성부재 또는 하부 통기성부재와 연결되어 압력 전후로 일정한 상태를 유지할 수 있다.
바람직하게, 발열체가 인입되는 입구와 출구는 하나로 구성되고 발열체는 입구와 출구를 통해 직렬 배선될 수 있다.
바람직하게, 접합면은 적어도 하나 이상의 영역으로 구획되고 영역은 발열선이 순차적으로 통과할 수 있도록 형성되어 직상방의 압력으로부터 발열선의 뒤틀림을 방지할 수 있다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 작용하는 압력과 무관하게 본래의 발열선의 모습을 유지할 수 있는 온열 매트를 제공하는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 직력 배선의 공정을 통한 온열 매트 제작을 통해 작업이 간편화되는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 메쉬 부재의 고정을 통해 발열선에 작용하는 압력을 일정하게 유지시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 온열 매트를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 발열선이 수직으로 인입되어 직상방의 압력에도 수직 형태가 유지되는 특성을 보여준다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열선의 배선을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 상부 메쉬부재와 상부 통기성부재의 연결을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 상부 메쉬부재가 하부 통기성부재를 둘러싸여 하부 통기성부재에서 마감처리되는 모습을 나타낸다.
도 6은 도 5의 배면도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직렬 배선의 형태를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 온열 매트(1)를 나타낸다. 도 1 을 참조하면, 발열선(10)이 내장된 온열 매트(1)는 상부 통기성부재(30), 하부 통기성부재(50)를 포함할 수 있다.
상부 통기성부재(30)는 발열선(10)이 형성하는 평면의 상부면에 접하고 하부 통기성부재(50)는 발열선(10)이 형성하는 평면의 하부면에 접할 수 있다.
온열 매트(1)는 통기성부재의 내부에 발열체를 내장한 공기대류 구조를 가질 수 있다. 통기성부재는 상부 통기성부재(30)와 하부 통기성부재(50) 및 채널(40)이 형성될 수 있고, 온열 매트(1)는 채널(40)의 상부가 상부 통기성부재(30) 측으로 개방되고 채널(40)의 하부는 바닥면 측으로 개방되어 있는 구조로 형성될 수 있다.
발열선(10)은 여러 가닥의 도선이 일체의 납작한 면 형태로 형성되고 상부 통기성부재(30)와 하부 통기성부재(50)의 접합면에 형성된 채널(40)을 통해 직렬 배선으로 인입될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 발열선(10)이 수직으로 인입되어 직상방의 압력에도 수직 형태가 유지되는 특성을 보여준다. 도 2를 참조하면, 발열선(10)은 납작한 면이 접합면에 수직으로 채널(40)에 인입되어 직상방 영역으로부터의 압력에 견딜 수 있다.
채널(40)은 발열선(10)으로터 발생되는 열을 전달하는 열통로가 형성되어 있고, 열통로는, 수평 간격이 발열선(10)의 납작한 면보다 작게 형성되어 압력에 의해 발열선(10)의 수직 형태가 유지될 수 있다.
기존의 발열선(10)은 수평으로 인입되어 직상방의 압력이 있는 경우 위아래로 구부러지면서 내부의 도선이 약화되어 열화되는 문제점이 발생할 수 있다. 이러한 수평 인입을 수직 인입으로 바꾸어 배선을 하게 되면 열통로에 배선된 발열선(10)의 형태가 그대로 유지되는 특성이 생길 수 있다.
상기와 같은 구성을 가진 발열체는 발생된 열을 표면으로 복사 및 전도시킴과 동시에 발열체 주위에 형성된 공간부를 통하여 발열체로부터 발생된 열을 매트의 전 영역으로 대류시킴으로써, 종래의 온열 매트(1)의 단점으로 지적된 발열체 부근만이 국부적으로 가열될 우려도 해소될 수 있으며 화재사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
따라서 발열체의 열이 대류방식으로 매트의 전 영역으로 전달되므로 발열체와의 거리에 관계없이 매트의 전영역에서 균일한 온도를 유지할 수 있는 효과가 있으며 표면을 메쉬부재로 이루어진 망사체로 형성하게 되면 사용자에게 온열감과 더불어 청량감을 제공하여 동절기뿐만 아니라 하절기에도 편리하게 온열 요법을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열선(10)의 배선을 나타낸다. 도 3을 참조하면, 발열체가 인입되는 입구와 출구는 하나로 구성하되, 발열체는 입구와 출구를 통해 직렬 배선될 수 있다.
발열체를 직렬 배선하는 경우, 병렬 배선에 비해 그 구조가 간편하고 각 발열체 단에서 발열선(10)의 마무리 작업을 생략할 수 있어 그만큼 공정을 생략할 수 있는 이점이 있다.
발열선(10)은, 납작한 면이 유지될 수 있는 선상발열체, 면상발열체, 탄소섬유 발열체, SR 발열케이블(self regulating heating cable), 무자계열선 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 온열 매트(1)에 적용되는 발열선(10)은 이에 한정되는 것은 아니고 전력에 의해 열을 방출시키고 내구성을 강화시키는 발열선(10)의 형태를 모두 포함할 수 있다.
SR 발열케이블은 전력이 인가되면 발열하는 한쌍의 발열선(10)들을 일정 간격으로 이격시키고, 이 한쌍의 발열선(10)들을 반도전성폴리머(polymer) 수지로 이루어진 폴리머부재를 피복시켜 이루어진 것으로서, 반도전성폴리머 수지는 주로 탄소(carbon)를 포함하고 있어 온도가 증가하면 저항이 증가하게 되어 온도가 일정 온도 이상으로 증가하면 폴리머부재가 절연체처럼 작용하여 전류가 흐르지 않는 특성을 가지고 있어 바람직하다.
온열 매트(1)는 온도조절기를 포함할 수 있다. 발열선(10)의 온도를 조절하기 위한 온도조절기는 발열선(10)으로 인가되는 전류의 양을 조절하여 발열선(10)의 온도를 조절하는 통상의 온도조절회로가 실장될 수 있다. 온도조절기는 온도조절회로를 내장시키는 케이스와 외부의 전원과 연결되어 발열선(10)으로 흐르는 전류를 도통시키는 전선과 발열선(10)의 전원인가의 ON/OFF 스위치를 겸하되 온도의 조절을 위하여 사용자에 의하여 조작되는 다이얼 등이 설치될 수 있다. 상기와 같은 온도조절기의 온도조절회로는 바람직하게는 마이크로프로세서(Micro processor)와 같은 중앙처리유닛(CPU)와, 발열선(10)으로 인가되는 전력량을 제어하는 온도 조절 프로그램이 메모리소자에 내장되어 실행되는 통상의 마이컴(MICOM) 제어보드의 형태로 설치되는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 상부 메쉬부재(70)와 상부 통기성부재(30)의 연결을 나타낸다. 도 4를 참조하면, 상부 메쉬부재(70) 또는 하부 메쉬부재(90)는 망사면이 일정 간격의 격자구조로 이루어지고 격자구조는 소정의 간격으로 지지점이 형성되며 지지점이 상부 통기성부재(30) 또는 하부 통기성부재(50)와 연결되어 압력 전후로 일정한 상태를 유지할 수 있다.
일반적으로 온열 매트(1)에는 인체가 접촉하게 되고, 수면 또는 휴식을 취하는 동안 움직임에 의해 이동이 일어날 수 있다. 이러한 메쉬부재에 형성된 지지점은 움직임에 의해 메쉬부재의 형태가 흐뜨러지는 것을 방지할 수 있도록 소정의 격자 간격으로 상부 또는 하부의 통기성부재에 연결되어 형성될 수 있다.
상부 메쉬부재(70) 또는 하부 메쉬부재(90)는 사용자에게 온열감과 더불어 청량감을 제공할 수 있고 동절기뿐만 아니라 하절기에도 편리하게 온열 요법을 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 상부 메쉬부재(70)가 하부 통기성부재(50)를 둘러싸여 하부 통기성부재(50)에서 마감처리되는 모습을 나타낸다. 도 5를 참조하면, 발열선(10)과 상부 통기성부재(30) 사이 및 발열선(10)과 하부 통기성부재(50) 사이에는 상기 발열선(10)으로부터 발생되는 열을 보존하기 위한 단열부재;를 더 포함할 수 있다.
상부 통기성부재(30)의 상부면 또는 하부 통기성부재(50)의 하부면에 망사면을 형성하는 메쉬부재;를 더 포함하고, 메쉬부재는 망사면을 통해 발열체로부터 발생되는 열을 전달하기 위한 통기성 구조로 형성되고 수직으로 신축성을 향상시키기 위한 탄성 소재로 형성될 수 있다.
도 6은 도 5의 배면도를 나타낸다. 도 6을 참조하면, 온열 매트(1)는 메쉬부재의 마감처리를 통해 측 단의 공정을 생략할 수 있으며, 사용자가 메쉬부재에 접촉하였을 때 마감처리 부분에 대한 불편함을 느끼지 못하도록 할 수 있다. 또한 이동 또는 설치시 측 단의 접촉을 회피하여 마감 부분의 견고함을 증가시켜 메쉬부재의 지속성을 보강할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직렬 배선의 형태를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 접합면은 적어도 하나 이상의 영역으로 구획되고 각 영역은 발열선이 순차적으로 통과할 수 있도록 형성되어 직상방의 압력으로부터 발열선의 뒤틀림을 방지할 수 있다.
도 7을 참조하면, 가로 방향과 세로방향으로 형성된 정사각형의 접합면을 가로방향으로 두 개의 영역으로 나누어 각 영역에서 직렬 배선을 세로방향으로 한 형태를 나타낸다. 본 발명의 다른 실시예에 따라 직렬 배선의 가로방향의 배선 길이는 20~45cm로 하고 각 배선 간격은 5~12cm로 구성할 수 있다. 또한 세로 방향으로는 각 배선 간격을 5~10cm로 구성할 수 있다. 각 영역은 다중 분할 될 수 있고 각 영역으로 분할되어 배선되는 경우 발열선의 간격을 일정하게 유지할 수 있고 뒤틀림을 방지할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
1 : 온열 매트
10 : 발열선 30 : 상부 통기성부재
40 : 채널 50 : 하부 통기성부재
70 : 상부 메쉬부재 90 : 하부 메쉬부재

Claims (8)

  1. 발열선이 내장된 온열 매트에 있어서,
    상기 발열선이 형성하는 평면의 상부면에 접하는 상부 통기성부재; 및
    상기 발열선이 형성하는 평면의 하부면에 접하는 하부 통기성부재;를 포함하고,
    상기 발열선은 여러 가닥의 도선이 일체의 납작한 면 형태로 형성되고 상기 상부 통기성부재와 하부 통기성부재의 접합면에 형성된 채널을 통해 직렬 배선으로 인입되며 상기 발열선은 납작한 면이 상기 접합면에 수직으로 상기 채널에 인입되어 직상방 영역으로부터의 압력에 견디는 내구성이 향상된 온열 매트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널은 상기 발열선으로터 발생되는 열을 전달하는 열통로가 형성되어 있고,
    상기 열통로는,
    수평 간격이 상기 발열선의 납작한 면보다 작게 형성되어 상기 압력에 의해 상기 발열선의 수직 형태가 유지되는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 온열 매트.
  3. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서,
    상기 발열선은,
    상기 납작한 면이 유지될 수 있는 선상발열체, 면상발열체, 탄소섬유 발열체, SR 발열케이블(self regulating heating cable), 무자계열선 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 온열 매트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열선과 상기 상부 통기성부재 사이 및 상기 발열선과 상기 하부 통기성부재 사이에는 상기 발열선으로부터 발생되는 열을 보존하기 위한 단열부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 온열 매트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 통기성부재의 상부면 또는 상기 하부 통기성부재의 하부면에 망사면을 형성하는 메쉬부재;를 더 포함하고,
    상기 메쉬부재는,
    상기 망사면을 통해 상기 발열체로부터 발생되는 열을 전달하기 위한 통기성 구조로 형성되고 수직으로 신축성을 향상시키기 위한 탄성 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 온열 매트.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 메쉬부재는
    상기 망사면이 일정 간격의 격자구조로 이루어지고 상기 격자구조는 소정의 간격으로 지지점이 형성되며 상기 지지점이 상기 상부 통기성부재 또는 하부 통기성부재와 연결되어 상기 압력 전후로 일정한 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 온열 매트.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 발열체가 인입되는 입구와 출구는 하나로 구성되고 발열체는 상기 입구와 상기 출구를 통해 직렬 배선될 수 있는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 온열 매트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 접합면은 적어도 하나 이상의 영역으로 구획되고 상기 영역은 상기 발열선이 순차적으로 통과할 수 있도록 형성되어 상기 직상방의 압력으로부터 상기 발열선의 뒤틀림을 방지하는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 온열 매트.
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