WO2012044007A1 - 매트리스 자동 발열장치 - Google Patents

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WO2012044007A1
WO2012044007A1 PCT/KR2011/006974 KR2011006974W WO2012044007A1 WO 2012044007 A1 WO2012044007 A1 WO 2012044007A1 KR 2011006974 W KR2011006974 W KR 2011006974W WO 2012044007 A1 WO2012044007 A1 WO 2012044007A1
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WO
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heating
unit
mattress
central
peripheral
Prior art date
Application number
PCT/KR2011/006974
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English (en)
French (fr)
Inventor
안정호
Original Assignee
An Jung Ho
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/34—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47C—CHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C21/00—Attachments for beds, e.g. sheet holders, bed-cover holders; Ventilating, cooling or heating means in connection with bedsteads or mattresses
    • A47C21/04—Devices for ventilating, cooling or heating
    • A47C21/048—Devices for ventilating, cooling or heating for heating
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/003—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using serpentine layout
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/014—Heaters using resistive wires or cables not provided for in H05B3/54
    • H05B2203/015—Heater wherein the heating element is interwoven with the textile

Definitions

  • the present invention relates to a mattress automatic heating device that automatically heats a bed mattress partially or entirely, and more particularly, a mattress that automatically heats some or all of the mattress's heating area according to the sleeping person or the sleeping person's position. It relates to an automatic heating device.
  • the bed has been gradually used due to the modernization of living, the communalization of residential culture, and is used as bedding in most homes.
  • the bed consists of a bed body and a mattress installed on the bed body, and the mattress is classified into a spring mattress, a latex mattress, a stone mattress, an ocher mattress, etc., depending on the applied material or cushioning method.
  • Bed with spring mattress or latex mattress has the advantage of cushioning function to give comfort and comfort at bedtime.
  • cushioning function to give comfort and comfort at bedtime.
  • the heated bed simply heats the entire mattress evenly by using a heating element built into the top or inside of the mattress.
  • proper temperature control is impossible for all users. Therefore, it has a disadvantage of being very uncomfortable for users with different sleeping environments.
  • Korean Utility Model Registration Application No. 20-1998-0010429 proposed a 'temperature control device for double bedding electric heating bedding' that allows the heating function to be performed only on the part that you want to heat in a double bed. have.
  • the thermostats for two-person electrothermal bedding is embedded in the heating wire (A) (B) separated in the bed as shown in Figure 1 and each + terminal of the + terminal of the thermostat via the respective switch Connected in common, and the-terminal of the heating wire (A) (B) is configured by connecting to the-terminal of the temperature controller (2) in common.
  • the thermostat of double bedding bedding is divided into two parts based on the center line of the bed, the heating wires (A) and (B) are arranged on both sides, so when one person goes to bed, the bed is laid in the center of the bed. Since the heating wire is not disposed in the part, it is not only able to provide heat, and even when one person goes to bed, power must be supplied to both heating wires (A) and (B), which has a disadvantage of severe waste of energy.
  • the present invention has been conceived to solve the above-mentioned conventional problems, and provides a mattress automatic heating device that can be used safely and conveniently while providing adequate heat without wasting energy depending on the number of people sleeping or sleeping position. Has its purpose.
  • Another object of the present invention is to provide a mattress automatic heating device that can prevent the waste of energy while providing an optimal sleeping environment by performing only a heating action only in the part where the sleeper is located.
  • the heating element for the bed is composed of a central heating unit and a peripheral heating unit which is heated by the power supplied from the power supply, the power supply from the power supply unit and the peripheral heating unit; And a switching unit for switching power supplied from the power supply unit to at least one of the central heating unit and the peripheral heating unit constituting the bed heating element, and a control unit for controlling switching by the switch unit.
  • the central heating unit is arranged to heat the central portion of the thermal area of the mattress, and the peripheral heating unit is arranged to heat the remaining peripheral portions of the thermal area of the mattress except for the central portion.
  • the central heating unit may be disposed in the longitudinal direction from the upper center of the mattress to the lower center of the mattress, and the peripheral heating unit may be disposed adjacent to both sides of the central heating unit.
  • the apparatus may further include sleeper detecting means for sensing a sleeping position of the sleeper at at least one of a position at which the central heating unit is disposed and a position at which the peripheral heating unit is disposed.
  • the load may be configured as a load sensor for sensing the load applied to the central portion in which the additional arrangement and the load applied to the peripheral portion in which the peripheral heating portion is disposed.
  • the control unit receives a detection signal corresponding to a detection result of the sleeper detection means from the sleeper detection means, and the central heating unit and the peripheral heating unit where the sleeper is located according to the received detection signal
  • the switching unit may be controlled to supply the power to at least one of them.
  • the central heating unit may include a plurality of small heating circuits including heating lines arranged to receive power from the power supply unit, independently of the peripheral heating unit, and the peripheral heating unit may be independently of the central heating unit, And a plurality of other small heating circuits formed of heating lines arranged to supply power from the power supply unit, wherein the sleeper detecting means includes the small heating circuit provided in the central heating unit and the other small heating circuits provided in the peripheral heating unit. Each may be provided adjacent to the heat generating circuit.
  • the central heating portion and the peripheral heating portion constituting the bed heating element is made of any one of a planar heating element, a mesh-type heating element and a band-shaped heating element, respectively
  • the planar heating element is a woven fabric by supplying the weft and inclined fiber yarn Any one of the first form, woven fabric, leather, nonwoven fabric and foam, which are woven together after arranging a heating wire provided to supply the power to the central heating unit and the peripheral heating unit in the form of a wave-like structure.
  • the heating wire is placed inside a planar body formed of any one of a fabric, a leather, a nonwoven fabric, and a foam, and the second form in which the heating wire is arranged as an embroidery thread and fixed by embroidery by a lower thread.
  • the mesh type heating element is arranged in a wavy structure with heating wires provided to supply the power to the central heating portion and the peripheral heating portion in a mesh-like planar body woven by supplying fiber yarn in a weft and an inclined manner.
  • the band-shaped heating element is later woven together, and the strip-shaped heating element has a wavy structure in which a heating line provided to supply the power to the central heating portion and the peripheral heating portion to a strip-shaped body woven by supplying fiber yarn in a weft and an inclined structure.
  • the sixth form may be woven together after placement.
  • the heating wire is composed of a center yarn disposed at the center, a plurality of strands of insulation coated conductive yarns woven into the center yarns, and a plurality of strands of outer fiber yarns wound around the outer surface of the conductive yarns, wherein the center yarns, the conductive yarns, and the The outer fibrous yarn may be formed in one bundle.
  • the heating wire having a diameter larger than the diameter of the heating wire, and may be provided with a protective yarn which is disposed in close proximity to the heating wire along the placement path of the heating wire to protect the heating wire during friction, the heating wire is more than the set temperature
  • the heating line and the resistance characteristic may be further provided with a temperature control line disposed along with the heating line along the arrangement path of the heating line, the conductive line.
  • the controller may be configured to control the power applied to the heating line according to the resistance characteristic value applied through the temperature control line to prevent overheating of the heating line.
  • a heat transfer yarn having excellent heat transfer characteristics may be further provided to uniformly and quickly perform heat transfer during heating of the central heating unit and the peripheral heating unit.
  • the heating element in each of the form is a heating wire weaving section in which the heating line is tied to the planar body and integrally constrained, the heating line is the It is preferable to be divided into a heating line exposed section exposed to the outside without being woven on the planar body.
  • the bed heating element may be an integral type in which the central heating unit and the peripheral heating unit are configured as one body, or may be a separate type in which the central heating unit and the peripheral heating unit are separately separated.
  • the sensor unit further comprises a sensor unit disposed adjacent to the central heating unit or the peripheral heating unit, wherein the sensor unit includes at least one strand formed of a conductive linear member having one or more electrode terminals at one side and a connection terminal at the other side.
  • the first sensor line may be formed by twisting the conductive linear member, and the second sensor line may be formed by winding the first sensor line.
  • the detection device preferably comprises at least one of a temperature detection device and a humidity detection device.
  • the apparatus may further include a moisture detection sensor configured to detect liquid or moisture at at least one of a position where the central heating unit is disposed and a position where the peripheral heating unit is disposed.
  • the control unit may receive a detection signal corresponding to a detection result of the moisture detection sensor from the moisture detection sensor and output an alarm according to the received detection signal or at least one of the central heating unit and the peripheral heating unit.
  • the switching unit is controlled to supply the power for a predetermined time.
  • the power supply unit includes a central heating element power supply for supplying a first power corresponding to the power consumption of the central heating unit to the central heating unit, and a second power consumption of the peripheral heating unit to the peripheral heating unit.
  • a peripheral heating element power supply unit for supplying power it is preferable that the supply capacity of the first power supplied to the central heating unit is different from the supply capacity of the second power supplied to the peripheral heating unit.
  • the bed is composed of a power supply unit, the first heating unit and the second heating unit which is heated by the power supplied from the power supply unit to give a heat action.
  • a heating unit a switching unit for switching the power supplied from the power supply unit to one of the first heating unit and the first heating unit constituting the bed heating element, and a control unit controlling switching by the switch unit.
  • the automatic mattress heating device as described above, it is possible to prevent the waste of energy because only one person sleeps in the double bed can be performed only the central portion.
  • the heating part can be controlled according to the position of the sleeper sensed by the sleeper detecting means, so that the heat can be appropriately provided according to the movement of the sleeper, thereby providing an optimal sleeping environment.
  • FIG. 1 is a view for explaining a heating element for a bed according to the prior art
  • FIG. 3 is a view for explaining an automatic mattress heating device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a view for explaining a first modified example of the automatic mattress heating device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining a second modified example of the automatic mattress heating device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining a third modified example of the automatic mattress heating device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining a fourth modified example of the automatic mattress heating device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view for explaining a fifth modified example of the automatic mattress heating device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view for explaining the automatic mattress heating device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIGS. 10 and 11 are views for explaining the automatic mattress heating device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a view for explaining the automatic mattress heating device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a view for explaining the automatic mattress heating device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a view for explaining the automatic mattress heating device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 to 14 and like reference numerals refer to like elements in FIGS. 2 to 14. Meanwhile, the drawings and detailed descriptions of configurations, operations, and effects that can be easily understood by those skilled in the art from general technology in each drawing are briefly or omitted, and are illustrated based on parts related to the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining the technical spirit of the automatic mattress heating device according to the present invention.
  • the mattress automatic heating device 1 includes a bed heating element, a power supply unit 30, and a switching unit 40 including a central heating unit 10 and a peripheral heating unit 20. It is provided with, is installed on the inside or surface of the mattress (2) of the bed to perform the heating action, it is characterized in that it is configured to perform the heating action while heating only the whole or a specific part selectively or automatically.
  • the bed heating element is described as having a central heating unit 10 and the weekly heating unit 20, the bed heating element is heated by the power supplied from the power supply unit 30 to give a thermal action.
  • the mattress automatic heating device 1 according to the present invention can be applied to a variety of beds, such as spring bed, latex bed, stone bed, black bed, but is applied to the spring bed or latex bed that is widely used in the present invention
  • beds such as spring bed, latex bed, stone bed, black bed, but is applied to the spring bed or latex bed that is widely used in the present invention
  • the explanation is based on the example.
  • the power supply unit 30 refers to a power supply device that converts and supplies an appropriate output voltage and current amount to supply power corresponding to the power consumption of the bed heating element by receiving external commercial power.
  • One of the methods of DC power supply can be adopted.
  • the power supply unit 30 of the present invention adopts a DC power supply system that can reduce the generation of electromagnetic waves.
  • the power supply unit 30 When the power supply unit 30 is composed of one, it is configured to have a power supply capacity to supply power corresponding to the total power consumption of the central heating unit 10 and the peripheral heating unit 20, the power supply unit 30 is the center It is configured to individually supply a power supply capacity corresponding to each of the heating element of the heat generating portion 10 and the heating element of the peripheral heating portion 20.
  • the power supply unit 30 may include a central heating element power supply unit for supplying a first power source corresponding to the power consumption of the central heating unit 10 to the central heating unit 10, and a peripheral portion of the peripheral heating unit 20. It is composed of a peripheral heating element power supply for supplying a second power corresponding to the power consumption of the heat generating unit 20.
  • the supply capacity of the first power supplied to the central heating unit 10 and the supply capacity of the second power supplied to the peripheral heating unit 20 may be set differently.
  • the central heating portion 10 is a portion arranged to heat the central portion of the heating area of the mattress 2, the peripheral heating portion 20 to heat the remaining peripheral portion except the center portion of the heating area of the mattress (2). It is part that is arranged.
  • the central heating part 10 is disposed in the longitudinal direction from the upper center of the mattress 2 to the lower center of the mattress 2, and the peripheral heating part 20 is adjacent to both sides of the central heating part 10. To be placed. A detailed structure is demonstrated concretely below.
  • the switching unit 40 is configured to intermittently supply the power supplied from the power supply unit 30 to the central heating unit 10 and the peripheral heating unit 20 at the same time or to selectively supply one of the control unit 50. It operates according to the input signal set by the operator under the control of).
  • the automatic mattress heating device 1 is provided with a button or dial input unit 60 for input of setting the temperature, setting the operating time, setting the operating mode, etc.
  • a temperature sensor (not shown) for sensing a temperature
  • a receiver (not shown) for receiving a signal of a remote controller
  • a display unit (not shown) for displaying a temperature or an operating time may be provided.
  • the apparatus further includes sleeper detecting means 70 that detects a sleeping position of the sleeping person at at least one of a position where the central heating unit 10 is disposed and the surrounding heating unit 20 is disposed.
  • sleeper detecting means 70 that detects a sleeping position of the sleeping person at at least one of a position where the central heating unit 10 is disposed and the surrounding heating unit 20 is disposed.
  • a plurality of sensing means 70 may be provided at positions where the central heating part 10 and the peripheral heating part 20 are formed.
  • the sleeper detecting means 70 detects the position of the sleeper and applies it to the controller 50 so that the switching unit 40 is driven according to the sleeper's position so that the central heating unit 10 and the peripheral heating unit 20 are Allow for selective heat generation.
  • the sleeper detecting means 70 can check the position of the sleeper, it is possible to apply various sensors such as an optical sensor, but in the present invention is composed of a load sensor for detecting the load of the sleeper. That is, the sleeper detecting means 70 is a load applied to the center portion of the mattress 2 in which the central heating portion 10 is disposed and a load applied to the peripheral portion of the mattress 2 in which the peripheral heating portion 20 is disposed. It consists of load sensors that detect each.
  • the controller 50 receives a detection signal corresponding to the detection result of the sleeper detection means 70 from the sleeper detection means 70, and according to the received detection signal, the central heating unit 10 in which the sleeper is located; Recognizing that it is located in at least one of the peripheral heating unit 20, and controls the switching unit 40 to supply power to at least one of the central heating unit 10 and the peripheral heating unit 20.
  • a moisture detection sensor (not shown) may be provided at a position where the central heating unit 10 and the peripheral heating unit 20 are formed to detect moisture or liquid.
  • the moisture sensor detects the sleeper's sweat or the infant's urine and applies it to the controller 50 to alert the user of the detection of water or to dry the water or the central heating unit 10 and the surrounding heating unit ( 20) to perform the function of heating.
  • the controller 50 receives a detection signal corresponding to the detection result of the moisture detection sensor from the moisture detection sensor, and outputs an alarm in accordance with the received detection signal or the central heating unit 10 and the peripheral heating unit 20
  • the switching unit 40 may be controlled to supply power to at least one of the predetermined time periods.
  • the central heating unit 10 and the peripheral heating unit 20 constituting the bed heating element in the automatic mattress heating device according to the present invention is preferably made of any one of a planar heating element, a mesh type heating element and a strip type heating element, which will be described below. Each form is explained in full detail below.
  • FIG 3 is a view for explaining the automatic mattress heating device according to a first embodiment of the present invention.
  • the heating device inclines the heating wire a to the weaving planar body woven by supplying the weaving yarn and the inclined yarn to the central heating unit 10 and the peripheral heating unit 20. It is provided with at least one of the planar heating element 11 formed by weaving together after being arranged in a wave structure.
  • the heating wire (a) may be selected and applied to any kind as long as it is a material that generates heat by an applied power source.
  • the heating wire (a) is made of a wire material in which a conductive yarn and a fiber yarn are spliced together to have a fiber feel. For example, as shown in the enlarged portion of FIG.
  • the heating wire a includes a central yarn a1 disposed at the center, a plurality of strands of insulated coated conductive yarn a2 woven into the central yarn a1, and the conductive yarn ( It consists of the multiple strand outer fiber fiber a3 wound by the outer surface of a2), and the center yarn a1, the conductive thread a2, and the outer fiber yarn a3 are formed in one bundle.
  • the center yarn (a1) is composed of high-strength fiber yarns such as aramid yarn, Kevlar yarn, even if a large tensile force is applied to the heating wire (a) after the core yarn (a1) is broken, the conductive yarn (a2) wound around the core yarn (a1) Since e) increases, it is possible to fundamentally block the breaking of the conductive yarn a2.
  • the conductive yarn (a2) can be applied by selecting a material having a variety of materials and diameters if the current can be applied, in this embodiment stainless steel, titanium wire, having a diameter of about tens to hundreds of micrometers ( ⁇ m), It selects from the metal yarn (usually called an enamel wire) in which the insulation coating layer was formed, such as a copper wire.
  • the number of strands of the conductive yarn (a2) wound on the heating wire (a) can be variously changed according to the desired heat capacity and the like, but in this embodiment, the conductive yarn (a2) is composed of a bundle of 5 to 20 strands.
  • FIG. 4 is a view for explaining a first modified example of the heating device according to the first embodiment of the present invention, and is an enlarged view of a portion of the planar heating element.
  • the planar heating element 11 constituting the central heating unit 10 and the peripheral heating unit 20 is provided with a protective thread b for protecting the heating line during friction.
  • the protective yarn (b) is disposed along with the heating path (a) in the vicinity of the heating wire (a) and is disposed together, and is composed of a fiber yarn having a diameter larger than the diameter (denia) of the heating wire (a).
  • the heat generator of the present invention is provided with a heat transfer yarn (c) having excellent heat transfer characteristics so that heat transfer is evenly and quickly performed when the central heat generating portion 10 and the surrounding heat generating portion 20 are heated.
  • the heat transfer yarn (c) may be a metal yarn or a ceramic yarn having excellent thermal conductivity, and the arrangement method is a process of manufacturing a plane heater that forms the central heating unit 10 and the peripheral heating unit 20 with a loom.
  • the heat transfer yarn (c) is supplied to at least one of the weft (d) and the warp (e) by weaving together to be configured to be included in the planar heating element.
  • FIG. 5 is a view for explaining a second modified example of the automatic mattress heating device according to the first embodiment of the present invention, an enlarged view of a portion of the surface heating element.
  • the sensor device 80 that performs the function of the above-described temperature sensor or humidity sensor can be easily disposed on a planar heating element in the form of fabric paper. Even if lying down, it is formed of a fiber yarn-shaped wire so that no foreign body is generated, and is supplied by weft or incline at the time of weaving the planar heating element and arranged integrally, or arranged in the form of being sewn on the manufactured planar heating element.
  • Such a fiber yarn sensor device 80 is disposed adjacent to the central heating unit 10 and the peripheral heating unit 20, the sensor device 80 is formed at one end of the connection terminal (not shown)
  • a first sensor line 81 having one or more electrode terminals (not shown) formed at the other side thereof, and a second sensor line having one or more electrode terminals (not shown) formed at one end thereof and having at least one electrode terminal (not shown) formed at the other end thereof; 82 and a detection element 83 connected to electrode terminals of the first and second sensor lines 81 and 82.
  • the first sensor 81 is at least one strand formed by twisting a conductive linear member
  • the second sensor line 82 is formed by winding the first sensor line 81.
  • the first and second sensor wires 81 and 82 are wound together with the fiber yarns 84 so as to have a soft touch unique to the fibers.
  • the detection element 83 is a temperature detection element capable of performing a thermal effect as the detection element 83 coupled between the electrode terminals of the first and second sensor lines 81 and 82 when it is intended to be a temperature sensor. It consists of.
  • the temperature detection element is a negative temperature coefficient (NTC) thermistor element having a characteristic of negative resistance temperature coefficient of decreasing resistance as temperature increases, or a PTC having a characteristic of constant resistance temperature coefficient of resistance increasing as temperature increases. (positive temperature coefficient) may be configured as a thermistor element.
  • NTC negative temperature coefficient
  • PTC positive temperature coefficient
  • the detection element 83 constitutes a humidity detection element capable of performing a dehumidifying action between the electrode terminals of the first and second sensor lines 81 and 82 when it is intended to be a humidity sensor.
  • the humidity detecting element may be a resistive humidity detecting material whose resistance varies depending on humidity, or a capacitive humidity detecting material whose capacitance changes depending on humidity.
  • the humidity detecting element may be configured without limitation by various materials and mixtures known to be sensitive materials. have.
  • the resistive humidity detecting material a material whose resistance changes with humidity, such as ceramics or inorganic materials, is used, and the capacitive humidity detecting material uses a moisture sensitive polymer such as PMMA (POLYMETHYL METHACRYLATE).
  • FIG. 6 is a view for explaining a third modified example of the automatic mattress heating device according to the first embodiment of the present invention, and is an enlarged view of a heating line disposed in the planar heating element.
  • the heating device according to the present modified example may be arranged on the heating line a of the central heating unit 10 and the peripheral heating unit 20 to effectively control the heating temperature and prevent a fire due to local overheating.
  • the temperature control line f is further provided.
  • the temperature control line f is for applying a resistance characteristic value that changes according to the temperature change when the heating line a is heated higher than the set temperature, and the temperature control line f together with the heating line a.
  • a linear member disposed and electrically connected to the control unit 50, which is composed of a heating line a and a conductive line having different resistance characteristics.
  • the temperature control line f may be disposed together with the heating line a along the arrangement path of the heating line a.
  • the controller 50 controls the power applied to the heating line a according to the resistance characteristic value applied through the temperature control line f to prevent overheating of the heating line a.
  • the temperature control line f may be formed by winding a conductive wire, that is, a metal yarn having a different resistance value from the heating line a.
  • a conductive wire that is, a metal yarn having a different resistance value from the heating line a.
  • FIG. 7 is a view for explaining a fourth modified example of the automatic mattress heating device according to the first embodiment of the present invention.
  • the planar heating element constituting the central heating unit 10 and the peripheral heating unit 20 is formed in the heating device according to the fourth modified example
  • the planar heating element has a heating line a on the planar body. It is configured to have a heating wire weaving section (g) woven and restrained integrally, and a heating line exposure section (h) that is exposed to the outside without being tied to the planar body.
  • the heating wire exposure section h is formed at predetermined intervals between the heating wire weaving sections g, in the heating wire exposing section h, the heating wires a are not entangled with each other in the planar body, and thus the heating wires are exposed. (a) can be easily found so that the drawn heating lines a can be electrically connected to each other, and a sensor or the like can be conveniently connected.
  • FIG 8 is a view for explaining a fifth modified example of the automatic mattress heating device according to the first embodiment of the present invention.
  • the heating device includes a central heating part 10 and a peripheral heating part 20 formed with a plurality of heating lines a spaced apart from each other at a predetermined interval.
  • the heat generating unit 10 and the surrounding heat generating unit 20 are composed of a plurality of small heat generating circuits 10a and 20a constituted by heating lines a arranged to receive power independently from the power supply unit 30, Adjacent to each of the small heating circuits (10a, 20a) is a sleeper detecting means (70).
  • the sleeper's sleeping position detected by the sleeper detecting means 70 is applied to the controller 50, and the controller 50 drives the switching unit 40 to supply power to the heating line a of the corresponding portion. Since it can be supplied, it is possible to effectively heat the action according to the position and movement of the sleeper.
  • the central heating unit 10 includes a plurality of small heating circuits 10a each including heating lines arranged to receive power from the power supply unit 30 independently of the peripheral heating unit 20.
  • the peripheral heat generating unit 20 includes a plurality of other small heat generating circuits 20a each consisting of heating lines arranged to supply power from the power supply unit 30 independently of the central heat generating unit 10.
  • the sleeper detecting means 70 is provided adjacent to the small heating circuit 10a provided in the central heating unit 10 and the other small heating circuit 20a provided in the peripheral heating unit 20, respectively.
  • FIG. 9 is a view for explaining the automatic mattress heating device according to a second embodiment of the present invention, a view showing only a part of the surface heating element.
  • the heating device 1a may include a heating wire on a planar body formed of a material selected from woven fabric, leather, nonwoven fabric, and foam foam as the central heating unit 10 and the peripheral heating unit 20.
  • the planar heating element 11 formed by fixing (a) by the embroidery method is provided.
  • the heating device 1a according to the second embodiment can be manufactured by using an embroidery machine, that is, the heating line a as the embroidery thread in the state in which a planar body (base fabric) such as a fabric is arranged on the embroidery machine.
  • the heating wire (a) may be configured in such a manner as to be embroidered by the lower thread (i) while supplying the unit 10 and the peripheral heating unit 20 to be formed.
  • FIGS. 10 and 11 are views for explaining the automatic mattress heating device according to a third embodiment of the present invention, a schematic perspective view showing only the main portion enlarged.
  • the heating device 1b includes a planar body formed of a material such as fabric, leather, nonwoven fabric, and foam as the central heating unit 10 and the peripheral heating unit 20.
  • positioning the heating line a inside is provided.
  • the heating line a is disposed inside the planar body, the heating line is not easily damaged even when an external force (especially, an external force acting in a direction perpendicular to the surface) is applied. There is no advantage.
  • a double woven paper having a space provided therein may be used as shown in FIG. 6A. That is, the heating line a is formed in the space provided between the upper surface 11a and the lower surface 11b woven by the weft yarn d, the slope e, and the connecting yarn j of the double woven paper. It can be constructed by placing or inserting after weaving double woven paper.
  • the central heating unit (1) may be formed on the upper surface of the lower foamed foam sheet 11c as shown in FIG. 10) and the heating wire (a) to form the peripheral heating portion 20 and may be configured in such a manner as to attach the upper foam foam face 11d.
  • the heating wire (a) is disposed inside the planar body formed of the foam as described above, it is possible to implement a heating element in which the cushioning and cushioning functions are performed by the foam.
  • FIG. 12 is a view for explaining the automatic mattress heating device according to a fourth embodiment of the present invention, a diagram showing a form in which the central heating unit and the peripheral heating unit is separated.
  • the heating device 1c is a central heating part 10 and a peripheral heating part 20, which is provided in a mesh-like planar body woven by supplying wefts and warp yarns with a weft and an inclination.
  • the heating wire (a) is supplied to at least one of the weft and the inclination to weave together, that is, the heating wire (a) is arranged in a wavy structure and provided with a mesh-type heating element weaving together.
  • the heat generator 1c according to the fourth embodiment is constituted by a mesh-type heat generator, there is an advantage of ensuring sufficient ventilation.
  • the mesh-type heating element has a simple and simple structure in the form of a net, so that the central heating portion 10 and the peripheral heating portion 20 are not integrally arranged in one body, and the overall size of the bed as illustrated in FIG. 12.
  • the central heating portion 10 is configured to be in the form of padding in the center of the peripheral heating portion (20).
  • the heating device 1c when the heating device 1c according to the fourth embodiment intends to perform the heating function for the entire bed, the heating device 1c supplies power to the peripheral heating unit 20 so as to be heated as a whole, and to perform the heating function only at the center part. In this case, it can be used by supplying power to the central heating unit 10.
  • the bed heating element may be described as being composed of a first heat generating portion corresponding to the peripheral heating portion 20 and the second heating portion corresponding to the central heating portion 10.
  • the controller 50 controls the switching unit 40 to supply power supplied from the power supply unit 30 to only one of the first heat generating unit constituting the bed heating element and the first heat generating unit.
  • the first heat generating portion is disposed in front of the mattress 2 to heat the entire heating area of the mattress 2, and the second heat generating portion heats only the central portion of the heat generating area of the mattress 2 in the center of the mattress 2.
  • the second heat generating part may be disposed on the upper surface of the first heat generating part.
  • the central heating unit 10 and the peripheral heating unit 20 may be integrated into one body, and as shown in FIG. 12, the central heating unit 10 and the peripheral heating unit 20 may be individually. It may be a separate type configured to be separated.
  • FIG. 13 is a view for explaining the automatic mattress heating device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the heating device 1d configures the central heating unit 10 and the peripheral heating unit 20 using the band-shaped heating element 11e.
  • the strip heating element 11e may be fixed in a manner of directly attaching to the mattress 2, but in the present embodiment, the strip heating element 11e is sewn onto the cover of the mattress so that the central heating unit 10 and the peripheral heating unit 11 are sewn. What constituted (20) was illustrated.
  • the strip-shaped planar body 11e is supplied with at least one of the weft and the slope to supply the heating wire a to the weave and the warp-shaped strip-shaped planar body and arranged in a wave structure. Later together weave.
  • FIG. 14 is a view for explaining a heat generator according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the heat generating apparatus is a conductive polymer comprising a heat generating circuit (ie, a heating line) using a conductive polymer on the surface of a planar body as the central heat generating unit 10 and the peripheral heat generating unit 20.
  • the planar heating element 12 is provided.
  • the conductive polymer planar heating element 12 applied in the sixth embodiment has carbon, metal nanoparticles (nanoparticles of conductive metals such as silver and copper), metal oxides, and metal oxide particles on the surface of the planar body 12a such as fabric.
  • the conductive polymer formed by mixing a conductive material such as a polymer and the like is formed in such a manner that the heating circuit 12b is formed in accordance with the desired circuit pattern of the central heating unit 10 and the peripheral heating unit 20.
  • the heating circuit 12b is divided into a heating circuit portion 12b1 that performs a heating operation and a power supply circuit portion 12b2 that supplies power to the heating circuit portion 12b1.
  • the heating circuit portion 12b1 generates a heating operation.
  • the power supply circuit portion 12b2 is a portion for supplying power to the heating circuit portion 12b1. Therefore, the conductive polymer has a relatively low resistance value and excellent conductivity such as gold and silver. Apply by forming.
  • the mattress automatic heating device according to the second to sixth embodiments is not described in detail, the components shown in the first to fifth modifications of the first embodiment may be selectively applied.
  • the present invention can provide an optimal sleeping environment to the sleeper while being able to prevent energy waste by performing an active heating action in whole or in part according to the bedtime bedtime or the sleeping position of the bed mattress, or the bedtime movement of the bed mattress. It can be applied to large bed mattresses with two or more persons.

Abstract

본 발명은 침대용 매트리스를 부분적으로 또는 전체적으로 자동 온열해 주는 매트리스 자동 발열장치에 있어서, 특히 취침 인원에 따라 또는 취침자의 위치에 따라 매트리스의 온열면적 중 일부 또는 전부를 자동으로 온열하는 매트리스 자동 발열장치에 관한 것으로, 전원공급부와, 상기 전원공급부로부터 공급되는 전원에 의해 가열되어 온열작용을 부여하는 중앙 발열부와 주변 발열부로 구성되는 침대용 발열체와, 상기 전원공급부로부터 공급되는 전원을 상기 침대용 발열체를 구성하는 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부 중 적어도 하나에 공급하도록 스위칭하는 스위칭부와, 상기 스위치부에 의한 스위칭을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 중앙 발열부는 매트리스의 온열면적 중 중앙부분을 가열하도록 배치되고, 상기 주변 발열부는 상기 매트리스의 온열면적 중 상기 중앙부분을 제외한 나머지 주변부분을 가열하도록 배치되는 것이 특징이며, 취침 인원에 따라 또는 취침자의 위치에 따라 에너지의 낭비 없이 적절하게 온열을 제공하면서도 안전하고 편리하게 사용할 수 있도록 한 발명이다.

Description

매트리스 자동 발열장치
본 발명은 침대용 매트리스를 부분적으로 또는 전체적으로 자동 온열해 주는 매트리스 자동 발열장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 취침 인원에 따라 또는 취침자의 위치에 따라 매트리스의 온열면적 중 일부 또는 전부를 자동으로 온열하는 매트리스 자동 발열장치에 관한 것이다.
침대는 생활의 현대화, 주거문화의 공동 주택화, 등으로 인해 사용인구가 점차적으로 증가되어 대부분의 가정에서 침구로 이용하고 있다. 침대는 침대본체와 그 침대본체에 설치되는 매트리스로 이루어져 있고, 매트리스는 적용되는 소재나 쿠션방식에 따라 스프링 매트리스, 라텍스 매트리스, 돌 매트리스, 황토 매트리스 등으로 다양하게 구분된다.
스프링 매트리스나 라텍스 매트리스를 적용한 침대는 쿠션 기능을 가지고 있어서 취침시에 안락함과 편안함을 줄 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 별도의 온열 수단이 마련되어 있지 않아 동절기에는 매우 추운 단점도 갖고 있다.
그러한 단점으로 인해, 대부분의 매트리스 이용자들은 매트리스 상면에 전기장판과 같은 온열작용을 수행할 수 있는 전열기를 추가로 사용하였다. 그러나, 최근에는 매트리스 자체에 온열기능을 부여하는 발열체가 내장된 온열 침대가 개발되어 전술된 단점을 보완하고 있다.
하지만, 온열 침대는 매트리스 상면이나 내부에 내장된 발열체를 이용하여 단순히 매트리스 전체를 고르게 가열하게 되므로, 2인 이상이 함께 사용하는 큰 사이즈의 침대를 고온의 취침환경을 선호하는 사용자와 그러한 취침환경을 기피하는 사용자가 함께 사용할 경우에는 모든 사용자들에게 적절한 온도 조절이 불가능하게 된다. 따라서, 취침환경이 서로 다른 사용자들이 이용하는데 매우 불편한 단점을 가지고 있다.
이에 따라, 대한민국 실용신안등록출원 출원번호 제20-1998-0010429호에는 2인용 침대에서 온열을 희망하는 부분에만 온열기능을 수행할 수 있도록 한 ‘2인용 전열 침구의 온도조절장치’가 제안된 바 있다.
이러한, 2인용 전열 침구의 온도조절장치는 도 1에 도시된 바와 같이 침대 내부에 각기 분리된 열선(A)(B)를 매설하고 각기의 +단자는 각기의 스위치를 경유하여 온도조절기의 +단자에 공통으로 연결하고, 열선(A)(B)의 -단자는 공통으로 연결하여 온도조절기(2)의 -단자에 연결시켜 구성한 것이다.
그러나, 2인용 전열 침구의 온도조절장치는 침대의 중앙선을 기준으로 2등분 하듯이 양쪽으로 열선(A)(B)이 배열되어 있으므로 1인이 취침할 경우 침대의 중앙 부분에 누워 취침하게 되지만 중앙 부분에는 열선이 배치되어 있지 않으므로 온열을 제공할 수 없을 뿐만 아니라, 1인이 취침할 경우에도 양쪽 열선(A)(B) 모두에 전원을 공급하여야 하므로 에너지 낭비가 심한 단점을 가지고 있다.
이러한 에너지 낭비를 방지하기 위해 일측 열선((A) 또는 (B))에만 전원을 공급하여 사용할 경우 취침자가 침대의 외곽으로 치우쳐 눕게 되므로 취침 중에 바닥으로 낙하 또는 추락하면서 안전사고의 위험성이 높은 한계점을 가지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 착안한 것으로, 취침 인원에 따라 또는 취침자의 위치에 따라 에너지의 낭비 없이 적절하게 온열을 제공하면서도 안전하고 편리하게 사용할 수 있도록 한 매트리스 자동 발열장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 취침자가 위치하는 부분에만 온열작용을 수행하도록 함으로써 최적의 수면환경을 제공하면서도 에너지의 낭비를 방지할 수 있도록 한 매트리스 자동 발열장치를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 매트리스 자동 발열장치는, 전원공급부와, 상기 전원공급부로부터 공급되는 전원에 의해 가열되어 온열작용을 부여하는 중앙 발열부와 주변 발열부로 구성되는 침대용 발열체와, 상기 전원공급부로부터 공급되는 전원을 상기 침대용 발열체를 구성하는 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부 중 적어도 하나에 공급하도록 스위칭하는 스위칭부와, 상기 스위치부에 의한 스위칭을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 중앙 발열부는 매트리스의 온열면적 중 중앙부분을 가열하도록 배치되고, 상기 주변 발열부는 상기 매트리스의 온열면적 중 상기 중앙부분을 제외한 나머지 주변부분을 가열하도록 배치되는 것이 특징이다.
바람직하게는, 상기 중앙 발열부는 상기 매트리스의 상부 중앙에서 상기 매트리스의 하부 중앙까지 길이방향으로 배치되고, 상기 주변 발열부는 상기 중앙 발열부의 양측에 인접하게 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 중앙 발열부가 배치된 위치와 상기 주변 발열부가 배치된 위치 중 적어도 하나에서 취침자의 취침위치를 감지하는 취침자 감지수단을 더 구비할 수 있으며, 상기 취침자 감지수단은 상기 중앙 발열부가 배치되는 상기 중앙부분에 가해지는 하중과 상기 주변 발열부가 배치되는 상기 주변부분에 가해지는 하중을 각각 감지하는 하중 감지센서로 구성될 수 있다. 그에 따라, 상기 제어부는 상기 취침자 감지수단으로부터 상기 취침자 감지수단의 감지 결과에 상응하는 감지신호를 수신하고, 수신된 상기 감지신호에 따라 상기 취침자가 위치하는 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부 중 적어도 하나에 상기 전원을 공급하도록 상기 스위칭부를 제어할 수 있다.
더불어, 상기 중앙 발열부는, 상기 주변 발열부에 독립적으로, 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받도록 배치되는 발열선으로 이루어지는 복수의 작은 발열회로를 구비하고, 상기 주변 발열부는, 상기 중앙 발열부에 독립적으로, 상기 전원공급부로부터 전원을 공급하도록 배치되는 발열선으로 이루어지는 복수의 다른 작은 발열회로를 구비하고, 상기 취침자 감지수단은 상기 중앙 발열부에 구비되는 상기 작은 발열회로와 상기 주변 발열부에 구비되는 다른 작은 발열회로에 인접하게 각각 구비될 수 있다.
바람직하게는, 상기 침대용 발열체를 구성하는 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부는 각각 면상 발열체와 망사형 발열체와 띠형 발열체 중 어느 하나로 이루어지되, 상기 면상 발열체는 섬유사를 위사 및 경사로 공급하여 직조한 직물형 면상체에 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부에 상기 전원을 공급하기 위해 구비되는 발열선을 파상구조로 배치한 후에 함께 제직한 제1형태와, 직물과 피혁과 부직포와 발포폼 중 어느 하나를 소재로 하여 형성된 면상체에 상기 발열선을 자수사로 배치하면서 밑실에 의해 자수방식으로 고정한 제2형태와, 직물과 피혁과 부직포와 발포폼 중 어느 하나를 소재로 하여 형성된 면상체의 내부에 상기 발열선을 배치한 제3형태와, 면상체의 표면에 도전성 폴리머를 이용하여 상기 발열선을 배치한 제4형태 중 어느 하나이고, 상기 망사형 발열체는 섬유사를 위사 및 경사로 공급하여 직조한 그물 구조의 망사형 면상체에 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부에 상기 전원을 공급하기 위해 구비되는 발열선을 파상구조로 배치한 후에 함께 제직한 제5형태이고, 상기 띠형 발열체는 섬유사를 위사 및 경사로 공급하여 직조한 띠형 면상체에 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부에 상기 전원을 공급하기 위해 구비되는 발열선을 파상구조로 배치한 후에 함께 제직한 제6형태일 수 있다. 여기서, 상기 발열선은 중심에 배치되는 중심사, 상기 중심사에 엮여지는 복수 가닥의 절연 피복된 도전사, 그리고 상기 도전사의 외면에 감겨지는 복수 가닥의 외피 섬유사로 구성되고, 상기 중심사와 상기 도전사와 상기 외피 섬유사가 하나의 묶음으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 발열선의 직경 보다 큰 직경을 가지며, 마찰시에 상기 발열선이 보호되도록 상기 발열선의 배치경로를 따라 상기 발열선에 근접되어 동반 배치되는 보호사를 더 구비할 수 있으며, 상기 발열선이 설정된 온도보다 더 가열됨에 따라 변화되는 저항 특성값을 상기 제어부에 인가하기 위해, 상기 발열선과 저항 특성이 다른 도전선으로 구성되면서 상기 발열선의 배치경로를 따라 상기 발열선과 동반 배치되는 온도제어선을 더 구비할 수 있다. 특히, 상기 제어부는 상기 온도제어선을 통해 인가되는 상기 저항 특성값에 따라 상기 발열선으로 인가되는 전원을 제어하여 상기 발열선의 과열을 방지하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부의 가열시에 열전달이 고르고 신속하게 수행되도록 열전달 특성이 뛰어난 열전달사가 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부에 각각 구비되는 발열체를 형성함에 있어서, 상기 각 형태에서의 발열체는 상기 발열선이 상기 면상체에 엮여져 일체로 구속되는 발열선 엮음구간과, 상기 발열선이 상기 면상체에 엮여지지 않고 외부로 노출되는 발열선 노출구간으로 구분되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 침대용 발열체는 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부가 하나의 몸체로 구성되는 일체형이거나, 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부가 개별적으로 분리되어 구성되는 분리형일 수 있다.
바람직하게는, 상기 중앙 발열부 또는 상기 주변 발열부에 인접하게 배치되는 센서부를 더 포함하되, 상기 센서부는 일측에 접속단자와 타측에 하나 이상의 전극단자를 갖는 도전성 선형부재로 형성되는 적어도 한 가닥의 제1센서선과, 일측에 접속단자와 타측에 하나 이상의 전극단자를 갖는 다른 도전성 선형부재로 형성되는 제2센서선과, 상기 제1 및 2 센서선의 상기 전극단자에 접속되는 검출소자로 구성되고, 상기 제1센서선은 상기 도전성 선형부재를 꼬아서 형성되며, 상기 제2센서선은 상기 제1센서선에 감아서 형성될 수 있다. 특히, 상기 검출소자는 온도 검출소자와 습도 검출소자 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 중앙 발열부가 배치된 위치와 상기 주변 발열부가 배치된 위치 중 적어도 하나에서 액체나 수분을 감지하는 수분감지센서를 더 구비할 수 있다. 여기서, 상기 제어부는 상기 수분감지센서로부터 상기 수분감지센서의 감지 결과에 상응하는 감지신호를 수신하고, 수신된 상기 감지신호에 따라 경보를 출력하거나 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부 중 적어도 하나에 정해진 시간 동안 상기 전원을 공급하도록 상기 스위칭부를 제어하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 전원공급부는 상기 중앙 발열부에 상기 중앙 발열부의 전력소비량에 대응하는 제1전원을 공급하는 중앙발열체 전원공급부와, 상기 주변 발열부에 상기 주변 발열부의 전력소비량에 대응하는 제2전원을 공급하는 주변발열체 전원공급부로 구성되고, 상기 중앙 발열부에 공급되는 상기 제1전원의 공급용량은 상기 주변 발열부에 공급되는 상기 제2전원의 공급용량과 서로 다른 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 매트리스 자동 발열장치는, 전원공급부와, 상기 전원공급부로부터 공급되는 전원에 의해 가열되어 온열작용을 부여하는 제1발열부와 제2발열부로 구성되는 침대용 발열체와, 상기 전원공급부로부터 공급되는 전원을 상기 침대용 발열체를 구성하는 상기 제1발열부와 상기 제1발열부 중 하나에 공급하도록 스위칭하는 스위칭부와, 상기 스위치부에 의한 스위칭을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제1발열부는 매트리스의 온열면적을 전체적으로 가열하도록 상기 매트리스의 전면에 배치되고, 상기 제2발열부는 상기 매트리스의 온열면적 중 중앙부분을 가열하도록 상기 매트리스 중앙부분에 상기 제1발열부에 중첩되게 배치되는 것이 또다른 특징이다.
상기와 같은 본 발명에 따른 매트리스 자동 발열장치에 의하면, 2인용 침대에서 1인만이 취침할 경우 중앙 부분에만 온열작용을 수행할 수 있도록 하므로 에너지의 낭비를 방지할 수 있다. 또한, 발열 부분이 양쪽으로 배치된 종래 발열체에서 발생되던 취침자의 추락과 같은 안전사고를 미연에 방지할 수 있으므로 안전하고 편리하게 사용할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 취침자 감지수단에 의해 감지된 취침자의 위치에 따라 온열부위를 제어할 수 있어서 취침자의 움직임에 따라 적절하게 온열을 제공할 수 있으므로 최적의 수면환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 침대용 발열체를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 매트리스 자동 발열장치의 기술적 사상을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치의 제1 변형 예를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치의 제2 변형 예를 설명하기 위한 도면,
도 6는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치의 제3 변형 예를 설명하기 위한 도면,
도 7는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치의 제4 변형 예를 설명하기 위한 도면,
도 8는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치의 제5 변형 예를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치를 설명하기 위한 도면,
도 10 및 11 은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치를 설명하기 위한 도면,
도 12은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치를 설명하기 위한 도면,
도 13은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치를 설명하기 위한 도면,
도 14는 본 발명의 제6 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 14에 의거하여 상세히 설명하고, 도 2 내지 14에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.
첨부된 도면, 도 2는 본 발명에 따른 매트리스 자동 발열장치의 기술적 사상을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 매트리스 자동 발열장치(1)는 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)로 구성되는 침대용 발열체, 전원공급부(30) 및 스위칭부(40)를 구비한 것으로, 침대의 매트리스(2) 내부나 표면 등에 설치하여 온열작용을 수행하되, 선택적 또는 자동적으로 전체 또는 특정 부위만이 가열되면서 온열작용을 수행하도록 구성된 점에 특징을 갖는다. 본 발명에서는 침대용 발열체가 중앙 발열부(10)와 주별 발열부(20)를 구비하는 것으로 설명되며, 침대용 발열체는 전원공급부(30)로부터 공급되는 전원에 의해 가열되어 온열작용을 부여한다.
그리고, 본 발명에 따른 매트리스 자동 발열장치(1)는 스프링 침대, 라텍스 침대, 돌 침대, 흑 침대 등 다양한 침대에 설치하여 적용할 수 있지만, 본 발명에서는 널리 사용되고 있는 스프링 침대나 라텍스 침대에 적용되는 예를 기준으로 설명한다.
전원공급부(30)는 외부의 상용전원을 공급받아 침대용 발열체의 전력소비량에 대응하는 전원을 공급할 수 있도록 적절한 출력 전압과 전류량을 갖도록 변환하여 공급하는 전원공급장치를 의미하는 것으로, 교류전원 공급방식이나 직류전원 공급방식 중 하나를 채택할 수 있다. 본 발명의 전원공급부(30)는 전자파의 발생을 저감할 수 있는 직류전원 공급방식을 채택한다.
전원공급부(30)가 하나로 구성되는 경우 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)의 전체 전력소비량에 대응하는 전원을 공급할 수 있도록 전원공급용량을 갖도록 구성되고, 전원공급부(30)가 중앙 발열부(10)의 발열체와 주변 발열부(20)의 발열체에 각각 대응하는 전원공급용량을 개별적으로 공급할 수 있도록 구성된다. 예로써, 전원공급부(30)는 중앙 발열부(10)에 그 중앙 발열부(10)의 전력소비량에 대응하는 제1전원을 공급하는 중앙발열체 전원공급부와, 주변 발열부(20)에 그 주변 발열부(20)의 전력소비량에 대응하는 제2전원을 공급하는 주변발열체 전원공급부로 구성된다. 특히, 중앙 발열부(10)에 공급되는 제1전원의 공급용량과 주변 발열부(20)에 공급되는 제2전원의 공급용량은 서로 다르게 설정하는 것이 바람직하다.
중앙 발열부(10)는 매트리스(2)의 온열면적 중 중앙부분을 가열하도록 배치되는 부분이고, 주변 발열부(20)는 매트리스(2)의 온열면적 중 중앙부분을 제외한 나머지 주변부분을 가열하도록 배치되는 부분이다. 상세하게, 중앙 발열부(10)는 매트리스(2)의 상부 중앙에서 그 매트리스(2)의 하부 중앙까지 길이방향으로 배치되고, 주변 발열부(20)는 중앙 발열부(10)의 양측에 인접하게 배치된다. 세부 구성에 대하여는 이하에서 구체적으로 설명한다.
스위칭부(40)는 전원공급부(30)로부터 공급되는 전원을 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)에 동시에 공급되도록 하거나 둘 중 하나에 선택적으로 공급되도록 단속하는 구성으로, 제어부(50)의 제어하에 조작자에 의해 설정된 입력신호에 따라 작동된다.
한편, 본 발명에 따른 매트리스 자동 발열장치(1)는 온도의 설정, 작동시간의 설정, 작동모드의 설정, 등의 입력을 위한 버튼이나 다이얼 방식의 입력부(60)을 구비하고, 도면에 구체적으로 도시하지는 않았으나 온도를 감지하는 온도 감지센서(미도시), 리모콘의 신호를 수신하기 위한 수신부(미도시), 온도나 작동시간 등을 표시하기 위한 표시부(미도시) 등을 구비할 수 있다.
그리고, 상기 중앙 발열부(10)가 배치된 위치와 상기 주변 발열부(20)가 배치된 위치 중 적어도 하나에서 취침자의 취침위치를 감지하는 취침자 감지수단(70)을 더 구비하는데, 취침자 감지수단(70)은 상기 중앙 발열부(10)와 상기 주변 발열부(20)의 형성 위치에 다수 개가 구비될 수 있다.
그 취침자 감지수단(70)은 취침자의 위치를 감지하여 제어부(50)에 인가함으로써 취침자의 위치에 따라 스위칭부(40)가 구동되도록 하여 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)가 선택적으로 발열되도록 한다.
취침자 감지수단(70)은 취침자의 위치를 확인할 수 있다면, 광센서 등과 같은 각종 센서를 적용할 수 있지만 본 발명에서는 취침자의 하중을 감지하는 하중 감지센서로 구성되어 있다. 즉, 취침자 감지수단(70)은 중앙 발열부(10)가 배치되는 매트리스(2) 중앙부분에 가해지는 하중과 주변 발열부(20)가 배치되는 매트리스(2) 주변부분에 가해지는 하중을 각각 감지하는 하중 감지센서로 구성된다.
제어부(50)는 취침자 감지수단(70)으로부터 그 취침자 감지수단(70)의 감지 결과에 상응하는 감지신호를 수신하고, 수신된 감지신호에 따라 취침자가 위치하는 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20) 중 적어도 하나에 위치함을 인지하고, 그 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20) 중 적어도 하나에 전원을 공급하도록 스위칭부(40)를 제어한다.
한편, 상기 중앙 발열부(10)와 상기 주변 발열부(20)의 형성 위치에는 수분이나 액체를 감지할 수 있도록 수분감지센서(미도시)가 구비되어 배치될 수 있다. 이러한, 수분감지센서는 취침자의 땀이나, 유아의 소변 등을 감지하여 제어부(50)에 인가함으로써 수분의 감지 여부를 사용자에게 경보하거나 수분의 건조를 위해 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)를 가열하는 기능을 수행하도록 한다. 예로써, 제어부(50)는 수분감지센서로부터 수분감지센서의 감지 결과에 상응하는 감지신호를 수신하고, 수신된 감지신호에 따라 경보를 출력하거나 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20) 중 적어도 하나에 정해진 시간 동안 전원을 공급하도록 스위칭부(40)를 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 매트리스 자동 발열장치에서 침대용 발열체를 구성하는 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)는 이하에서 설명되는 각각 면상 발열체와 망사형 발열체와 띠형 발열체 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하며, 이하에서 그 각 형태에 대해 상세한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 발열장치는 중앙 발열부(10) 및 주변 발열부(20)를 섬유사를 위사 및 경사로 공급하여 직조한 직물형 면상체에 발열선(a)을 위사와 경사 중 적어도 하나로 공급하여 파상구조로 배치한 후에 함께 제직하여 형성한 면상 발열체(11)를 구비한다.
상기 발열선(a)은, 인가되는 전원에 의해 발열되는 소재라면 어떠한 종류의 것도 선택, 적용할 수 있지만, 본 실시 예에서는 섬유촉감을 갖도록 도전사와 섬유사가 합사된 형태의 선재로 구성되어 있다. 예컨대, 발열선(a)은 도 2의 확대부에 나타난 바와 같이 중심에 배치되는 중심사(a1), 이 중심사(a1)에 엮여지는 복수 가닥의 절연 피복된 도전사(a2), 그리고 그 도전사(a2)의 외면에 감겨지는 복수 가닥의 외피 섬유사(a3)로 구성되고, 중심사(a1)와 도전사(a2)와 외피 섬유사(a3)는 하나의 묶음으로 형성된다.
이때, 중심사(a1)는 아라미드사, 케브라사와 같은 고장력 섬유사로 구성되어 발열선(a)에 큰 인장력이 작용되더라도 이 중심사(a1)가 파단된 후에 중심사(a1)에 감김된 도전사(a2)가 늘어나는 구조이므로, 도전사(a2)의 파단을 근본적으로 차단할 수 있게 된다.
또한, 도전사(a2)는 전류의 통전이 가능하다면 다양한 소재와 직경을 갖는 것을 선택하여 적용할 수 있지만, 본 실시 예에서는 수십 내지 수백 마이크로미터(㎛) 정도의 직경을 갖는 스텐레스선, 티타늄선, 동선 등에 절연 피복층이 형성된 금속사(통상 에나멜선이라 한다) 중에서 선택하여 구성한다. 이때, 발열선(a)에 감김되는 도전사(a2)의 가닥 수량은 희망하는 열용량 등에 따라 다양하게 변경할 수 있지만, 본 실시 예에서는 도전사(a2)를 5 내지 20 가닥을 하나의 묶음으로 하여 구성한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발열장치의 제1 변형 예를 설명하기 위한 도면으로, 면상 발열체의 일부를 확대한 도면이다.
도 4를 참조하면, 중앙 발열부(10) 및 주변 발열부(20)를 구성하는 면상 발열체(11)에는 마찰시에 발열선의 보호를 위한 보호사(b)가 배치되어 있다.
보호사(b)는 발열선(a)의 배치경로를 따라 그 발열선(a)에 근접되어 동반 배치되는 것으로, 발열선(a)의 직경(데니아) 보다 큰 직경을 갖는 섬유사로 구성되어 있다.
그리고, 본 발명의 발열체에는 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)의 가열시에 열전달이 고르고 신속하게 수행되도록 열전달 특성이 뛰어난 열전달사(c)가 배치 구비된다. 그 열전달사(c)는 열전도성이 뛰어난 금속사나 세라믹사 등을 적용할 수 있고, 그 배치방법은 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)를 형성하는 면상 발열체를 직기로 제조하는 과정에서 열전달사(c)를 위사(d)와 경사(e) 중 적어도 하나로 공급하여 함께 직조함으로써 면상 발열체에 포함되도록 하여 구성한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치의 제2 변형 예를 설명하기 위한 도면으로, 면상 발열체의 일부를 확대한 도면이다.
제2 변형 예에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 전술한 온도 감지센서나, 습도 감지센서의 기능을 수행하는 센서장치(80)를 직물지 형태의 면상 발열체에 용이하게 배치할 수 있고, 취침자가 눕더라도 이물감이 발생되지 않도록 섬유사 형태의 선재로 형성하여 면상 발열체의 직조시에 위사 또는 경사로 공급하여 일체로 배치하거나, 기 제작된 면상 발열체에 꿰어 매는 형태로 배치한 것이다.
이러한, 섬유사 형태의 센서장치(80)는 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)에 인접하게 배치되며, 그 센서장치(80)는 일측 말단에 접속 단자(미도시)가 형성되고 타측에 하나 이상의 전극 단자(미도시)가 형성된 제1 센서선(81)과, 일측 말단에 접속 단자(미도시)가 형성되고 타측에 하나 이상의 전극 단자(미도시)가 형성된 제2 센서선(82)과, 제1 및 2 센서선(81,82)의 전극 단자와 접속되는 검출소자(83)로 구성되어 있다. 제1 센서서(81)은 도전성을 갖는 선형 부재를 꼬아 형성한 적어도 한 가닥 이상의 선이고, 제2 센서선(82)은 제1 센서선(81)에 감아서 형성된다. 그리고 이때, 제1 및 2 센서선(81,82)에는 섬유사(84) 함께 감김되어 섬유 특유의 부드러운 촉감을 갖도록 한다.
그리고, 검출소자(83)는 온도센서로 구성하고자 하는 경우에 제1 및 2 센서선(81,82)의 전극 단자 사이에 결합되는 검출소자(83)로서 감열 작용을 수행할 수 있는 온도 검출소자로 구성한다. 예컨대, 온도 검출소자는 온도가 높아지면 저항값이 감소하는 부저항온도계수의 특성을 갖는 NTC(negative temperature coefficient) 서미스터 소자 또는 온도가 높아지면 저항값이 증가하는 정저항온도계수의 특성을 갖는 PTC(positive temperature coefficient) 서미스터 소자로 구성될 수 있다.
또한, 검출소자(83)는 습도센서로 구성하고자 하는 경우에 제1 및 2 센서선(81,82)의 전극 단자 사이에 감습 작용을 수행할 수 있는 습도 검출소자를 구성한다. 습도 검출소자는 습도에 따라 저항이 변하는 저항형 습도검출물질, 습도에 따라 정전용량이 변하는 정전용량형 습도 검출물질이 적용될 수 있지만, 감습 물질로 알려진 다양한 소재와 그 혼합물 등으로 제한 없이 구성될 수 있다. 예컨대, 저항형 습도검출물질로는 세라믹이나 무기질과 같이 습도에 따라 저항이 변화는 물질을 이용하고, 정전용량형 습도 검출물질은 PMMA(POLYMETHYL METHACRYLATE)와 같은 감습 폴리머 등을 이용한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치의 제3 변형 예를 설명하기 위한 도면으로, 면상 발열체에 배치되는 발열선을 확대한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 변형 예에 따른 발열장치는 가열온도를 효과적으로 제어하고 국부적인 과열로 인한 화재 등을 방지하기 위해 중앙 발열부(10) 및 주변 발열부(20)의 발열선(a)에 온도제어선(f)이 더 구비되어 있다.
온도제어선(f)은 발열선(a)이 설정된 온도보다 더 가열된 경우 그 온도변화에 따라 변화되는 저항 특성값을 제어부에 인가하기 위한 것으로, 온도제어선(f)은 발열선(a)과 함께 배치되고 제어부(50)와 전기적으로 접속되는 선형부재로서, 발열선(a)과 저항 특성이 다른 도전선으로 구성된다. 온도제어선(f)은 발열선(a)의 배치경로를 따라 그 발열선(a)과 동반 배치될 수 있다. 제어부(50)는 온도제어선(f)을 통해 인가되는 저항 특성값에 따라 발열선(a)으로 인가되는 전원을 제어하여 그 발열선(a)의 과열을 방지한다.
그리고 온도제어선(f)은 도 6에 도시된 바와 같이 발열선(a)과 저항값이 다른 도전선 즉, 금속사를 권취하는 방식으로 구성할 수 있다. 이와 같이 발열선(a)에 온도제어선(f)이 권선되어 있으면 발열선(a)의 특정 부위가 과열될 경우 저항값이 변화되고 이러한 저항값의 변화에 따라 제어부(50)는 전원의 공급을 적절하게 제어하거나 차단함으로써 비상적인 과열과 같은 문제점을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치의 제4 변형 예를 설명하기 위한 도면으로, 면상 발열체의 일부를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 제4 변형 예에 따른 발열장치에서 중앙 발열부(10) 및 주변 발열부(20)를 구성하는 면상 발열체를 형성할 시에, 면상 발열체는 발열선(a)이 면상체에 엮여져 일체로 구속되는 발열선 엮음구간(g)과, 발열선(a)이 면상체에 엮여지지 않고 외부로 노출되는 발열선 노출구간(h)을 갖도록 구성되어 있다.
이와 같이 발열선 엮음구간(g) 사이에 소정 간격으로 발열선 노출구간(h)이 형성되면, 이 발열선 노출구간(h)에서는 발열선(a)이 면상체에 서로 얽어매어진 상태가 아니고 노출되어 있으므로 발열선(a)을 손쉽게 찾을 수 있어서 인출된 발열선(a)을 서로 전기적으로 접속할 수 있고, 센서 등을 편리하게 접속할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치의 제5 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
제5 변형 예에 따른 발열장치는, 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 발열선(a)이 소정 간격으로 이격 배치되어 형성된 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)로 구성되되, 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)는 전원공급부(30)로부터 독립적으로 전원을 공급받도록 배치되는 발열선(a)에 의해 구성되는 복수의 작은 발열회로(10a)(20a)로 이루어지고, 각각의 작은 발열회로(10a)(20a)에 인접하여 취침자 감지수단(70)이 구성되어 있다.
이에 따라, 취침자 감지수단(70)에 의해 감지되는 취침자의 취침위치가 제어부(50)에 인가되고, 제어부(50)는 스위칭부(40)를 구동하여 해당 부위의 발열선(a)에 전원을 공급할 수 있으므로 취침자의 위치 및 움직임에 따라 효과적으로 온열작용을 수행할 수 있다.
다시 말하자면, 중앙 발열부(10)는, 주변 발열부(20)에 독립적으로, 전원공급부(30)로부터 전원을 공급받도록 배치되는 발열선으로 이루어지는 복수의 작은 발열회로(10a)를 구비한다. 또한 주변 발열부(20)는, 중앙 발열부(10)에 독립적으로, 전원공급부(30)로부터 전원을 공급하도록 배치되는 발열선으로 이루어지는 복수의 다른 작은 발열회로(20a)를 구비한다. 그리고 취침자 감지수단(70)은 중앙 발열부(10)에 구비되는 작은 발열회로(10a)와, 주변 발열부(20)에 구비되는 다른 작은 발열회로(20a)에 인접하게 각각 구비된다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치를 설명하기 위한 도면으로, 면상 발열체의 일부만을 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 제2 실시 예에 따른 발열장치(1a)는 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)로서 직물, 피혁, 부직포, 및 발포폼 중에서 선택한 소재로 형성된 면상체에 발열선(a)을 자수방식으로 고정하여 형성한 면상 발열체(11)를 구비한다.
이러한 제2 실시 예에 따른 발열장치(1a)는 자수기를 이용하여 제조할 수 있는 것으로 즉, 자수기에 직물 등의 면상체(베이스 직물)를 배치한 상태에서 자수사로서 발열선(a)을 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)를 형성하도록 공급하면서 발열선(a)은 밑실(i)에 의해 자수방식으로 고정하는 방식으로 구성할 수 있다.
도 10 및 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 매트리스 자동 발열장치를 설명하기 위한 도면들로, 요부만을 확대하여 도시한 개략적인 사시도이다.
도 10 및 11을 참조하면, 제3 실시 예에 발열장치(1b)는 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)로서 직물, 피혁, 부직포, 및 발포폼 등의 소재로 형성된 면상체의 내부에 발열선(a)을 배치하여 형성한 면상 발열체(11)를 구비한다.
이러한, 제3 실시 예에 따른 발열장치(1b)는 면상체의 내부에 발열선(a)이 배치되어 있으므로 외력(특히, 면에 대해 수직방향에서 작용되는 외력)의 작용시에도 발열선이 쉽게 손상되지 않는 장점이 있다.
그리고, 제3 실시 예에 따른 발열장치(1b)를 직물을 소재로 하여 구성하고자 하는 경우에는 도 6a에 도시된 바와 같이 내부에 공간부가 마련된 2중 직물지를 이용할 수 있다. 즉, 2중 직물지의 위사(d), 경사(e) 및 연결사(j)에 의해 직조되는 상면직(11a)과 하면직(11b) 사이에 마련된 공간에 발열선(a)을 그 직조과정에서 배치하거나 2중 직물지의 직조 후에 삽입하는 방식으로 구성할 수 있다.
또한, 제3 실시 예에 따른 발열장치(1b)를 발포폼 면상체를 소재로 하여 구성하고자 하는 경우에는 도 11에 도시된 바와 같이 먼저 하측 발포폼 면상체(11c)의 상면에 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)를 형성하도록 발열선(a)을 배치하고 상측 발포폼 면상체(11d)를 부착하는 방식 등으로 구성할 수 있다. 이와 같이 발포폼으로 형성된 면상체의 내부에 발열선(a)을 배치한 경우에는 발포폼에 의해 완충 및 쿠션작용이 수행되는 발열체를 구현할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치를 설명하기 위한 도면으로, 중앙 발열부와 주변 발열부를 분리한 형태를 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 제4 실시 예에 따른 발열장치(1c)는 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)로서 섬유사를 위사 및 경사로 공급하여 직조한 그물 구조의 망사형 면상체에 발열선(a)을 위사와 경사 중 적어도 하나로 공급하여 함께 제직한 즉, 발열선(a)을 파상 구조로 배치한 후에 함께 제직한 망사형 발열체를 구비한다.
이와 같은 제4 실시 예에 따른 발열장치(1c)는 망사형 발열체로 구성되므로 충분한 통풍성을 확보할 수 있는 장점이 있다. 특히, 망사형 발열체는 그물망 형태로서 조직이 간결, 단순하므로 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)를 하나의 몸체에 일체로 배치 구성하지 않고, 도 12에 예시된 바와 같이 침대 전체 크기 정도로 발열선(a)이 모두 배치된 형태로 주변 발열부(20)를 형성하고, 중앙 발열부(10)는 주변 발열부(20)의 중앙에 덧대는 형태가 되도록 개별적으로 구성한다.
이에 따라 제4 실시 예에 따른 발열장치(1c)는 침대 전체에 온열기능을 수행하고자 하는 경우에 주변 발열부(20)에 전원을 공급하여 전체적으로 가열되도록 하고, 중앙 부분에만 온열기능을 수행하고자 하는 경우에는 중앙 발열부(10)에 전원을 공급하는 방식으로 사용할 수 있다.
도 12의 구성의 본 발명의 기본 구성에 적용한다면, 침대용 발열체는 주변 발열부(20)에 해당하는 제1발열부와 중앙 발열부(10)에 해당하는 제2발열부로 구성되는 것으로 설명될 수 있으며, 제어부(50)는 전원공급부(30)로부터 공급되는 전원을 침대용 발열체를 구성하는 제1발열부와 상기 제1발열부 중 어느 하나에만 공급하도록 스위칭부(40)를 제어한다. 그리고, 제1발열부는 매트리스(2)의 온열면적을 전체적으로 가열하도록 매트리스(2)의 전면에 배치되고, 제2발열부는 매트리스(2)의 온열면적 중 중앙부분만을 가열하도록 매트리스(2) 중앙부분에 배치되되, 특히 제2발열부는 제1발열부의 상면에 중첩되게 배치될 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)가 하나의 몸체로 구성되는 일체형일 수 있고, 도 12에서와 같이 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)가 개별적으로 분리되어 구성되는 분리형일 수도 있다.
도 13은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 제5 실시 예에 따른 발열장치(1d)는 띠형 발열체(11e)를 이용하여 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)를 구성한 것이다. 그리고, 띠형 발열체(11e)는 매트리스(2)에 직접 부착하는 방식으로 고정할 수 있지만, 본 실시 예에서는 매트리스의 커버에 띠형 면상체(11e)를 박음질하여 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)를 구성한 것을 예시하였다.
그리고, 띠형 면상체(11e)는 도 13의 확대부에 나타난 바와 같이 섬유사를 위사 및 경사로 공급하여 직조한 띠형 면상체에 발열선(a)을 위사와 경사 중 적어도 하나로 공급하여 파상구조로 배치한 후에 함께 제직하여 구성한다.
도 14는 본 발명의 제6 실시 예에 따른 발열장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 제6 실시 예에 따른 발열장치는 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)로서 면상체의 표면에 도전성 폴리머를 이용하여 발열회로(즉, 발열선)를 구성한 도전성 폴리머 면상 발열체(12)를 구비한다.
제6 실시 예에서 적용되는 도전성 폴리머 면상 발열체(12)는 직물과 같은 면상체(12a)의 표면에 탄소, 금속나노입자(은, 동 등의 도전성 금속의 나노입자), 금속산화물, 금속산화물입자 등과 같은 도전성 물질과 폴리머를 혼합하여 형성한 도전성 폴리머를 소망하는 중앙 발열부(10)와 주변 발열부(20)의 회로 패튼에 맞게 발열 회로(12b)를 형성하는 방식으로 구성한다. 그리고, 발열 회로(12b)는 발열작용을 수행하는 가열회로부(12b1)와, 이 가열회로부(12b1)에 전원을 공급하는 전원공급회로부(12b2)로 나누어져 있는데, 가열회로부(12b1)는 발열작용을 수행하는 부분이므로 저항값이 비교적 큰 도전성 폴리머를 도포하고, 전원공급회로부(12b2)는 가열회로부(12b1)에 전원을 공급하는 부분이므로 금, 은 등과 같이 비교적 저항값이 낮고 도전성이 뛰어난 도전성 폴리머를 도포하여 형성한다.
한편, 전술한 제2 내지 제6 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치는 구체적으로 설명하지는 않았으나, 전술한 제1 실시 예의 제1 내지 제5 변형 예에 나타난 구성들을 선택적으로 적용할 수 있다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 매트리스 자동 발열장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 침대용 매트리스에 취침하는 취침인원이나 취침자의 취침위치나 취침자의 움직임에 따라 전체적으로 또는 부분적으로 능동적인 온열작용을 수행하여 에너지 낭비를 방지할 수 있으면서 취침자에게 최적의 수면환경을 제공해 줄 수 있는 2인용 이상의 대형 침대용 매트리스에 적용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전원공급부;
    상기 전원공급부로부터 공급되는 전원에 의해 가열되어 온열작용을 부여하는 중앙 발열부와 주변 발열부로 구성되는 침대용 발열체;
    상기 전원공급부로부터 공급되는 전원을 상기 침대용 발열체를 구성하는 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부 중 적어도 하나에 공급하도록 스위칭하는 스위칭부; 그리고
    상기 스위치부에 의한 스위칭을 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 중앙 발열부는 매트리스의 온열면적 중 중앙부분을 가열하도록 배치되고, 상기 주변 발열부는 상기 매트리스의 온열면적 중 상기 중앙부분을 제외한 나머지 주변부분을 가열하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 매트리스 자동 발열장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중앙 발열부는 상기 매트리스의 상부 중앙에서 상기 매트리스의 하부 중앙까지 길이방향으로 배치되고,
    상기 주변 발열부는 상기 중앙 발열부의 양측에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 매트리스 자동 발열장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 중앙 발열부가 배치된 위치와 상기 주변 발열부가 배치된 위치 중 적어도 하나에서 취침자의 취침위치를 감지하는 취침자 감지수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 매트리스 자동 발열장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 취침자 감지수단은 상기 중앙 발열부가 배치되는 상기 중앙부분에 가해지는 하중과 상기 주변 발열부가 배치되는 상기 주변부분에 가해지는 하중을 각각 감지하는 하중 감지센서로 구성되는 것을 특징으로 매트리스 자동 발열장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 취침자 감지수단으로부터 상기 취침자 감지수단의 감지 결과에 상응하는 감지신호를 수신하고, 수신된 상기 감지신호에 따라 상기 취침자가 위치하는 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부 중 적어도 하나에 상기 전원을 공급하도록 상기 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 하는 매트리스 자동 발열장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 중앙 발열부는, 상기 주변 발열부에 독립적으로, 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받도록 배치되는 발열선으로 이루어지는 복수의 작은 발열회로를 구비하고,
    상기 주변 발열부는, 상기 중앙 발열부에 독립적으로, 상기 전원공급부로부터 전원을 공급하도록 배치되는 발열선으로 이루어지는 복수의 다른 작은 발열회로를 구비하고,
    상기 취침자 감지수단은 상기 중앙 발열부에 구비되는 상기 작은 발열회로와 상기 주변 발열부에 구비되는 다른 작은 발열회로에 인접하게 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 매트리스 자동 발열장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 침대용 발열체를 구성하는 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부는 각각 면상 발열체와 망사형 발열체와 띠형 발열체 중 어느 하나로 이루어지되,
    상기 면상 발열체는 섬유사를 위사 및 경사로 공급하여 직조한 직물형 면상체에 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부에 상기 전원을 공급하기 위해 구비되는 발열선을 파상구조로 배치한 후에 함께 제직한 제1형태와, 직물과 피혁과 부직포와 발포폼 중 어느 하나를 소재로 하여 형성된 면상체에 상기 발열선을 자수사로 배치하면서 밑실에 의해 자수방식으로 고정한 제2형태와, 직물과 피혁과 부직포와 발포폼 중 어느 하나를 소재로 하여 형성된 면상체의 내부에 상기 발열선을 배치한 제3형태와, 면상체의 표면에 도전성 폴리머를 이용하여 상기 발열선을 배치한 제4형태 중 어느 하나이고,
    상기 망사형 발열체는 섬유사를 위사 및 경사로 공급하여 직조한 그물 구조의 망사형 면상체에 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부에 상기 전원을 공급하기 위해 구비되는 발열선을 파상구조로 배치한 후에 함께 제직한 제5형태이고,
    상기 띠형 발열체는 섬유사를 위사 및 경사로 공급하여 직조한 띠형 면상체에 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부에 상기 전원을 공급하기 위해 구비되는 발열선을 파상구조로 배치한 후에 함께 제직한 제6형태인 것을 특징으로 하는 매트리스 자동 발열장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 발열선은,
    중심에 배치되는 중심사, 상기 중심사에 엮여지는 복수 가닥의 절연 피복된 도전사, 그리고 상기 도전사의 외면에 감겨지는 복수 가닥의 외피 섬유사로 구성되고, 상기 중심사와 상기 도전사와 상기 외피 섬유사가 하나의 묶음으로 형성된 것을 특징으로 하는 매트리스 자동 발열장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 발열선의 직경 보다 큰 직경을 가지며, 마찰시에 상기 발열선이 보호되도록 상기 발열선의 배치경로를 따라 상기 발열선에 근접되어 동반 배치되는 보호사를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 매트리스 자동 발열장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 발열선이 설정된 온도보다 더 가열됨에 따라 변화되는 저항 특성값을 상기 제어부에 인가하기 위해, 상기 발열선과 저항 특성이 다른 도전선으로 구성되면서 상기 발열선의 배치경로를 따라 상기 발열선과 동반 배치되는 온도제어선을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 매트리스 자동 발열장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 온도제어선을 통해 인가되는 상기 저항 특성값에 따라 상기 발열선으로 인가되는 전원을 제어하여 상기 발열선의 과열을 방지하는 것을 특징으로 하는 매트리스 자동 발열장치.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부의 가열시에 열전달이 고르고 신속하게 수행되도록 열전달 특성이 뛰어난 열전달사가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 매트리스 자동 발열장치.
  13. 제 7 항에 있어서, 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부에 각각 구비되는 발열체를 형성함에 있어서,
    상기 각 형태에서의 발열체는 상기 발열선이 상기 면상체에 엮여져 일체로 구속되는 발열선 엮음구간과, 상기 발열선이 상기 면상체에 엮여지지 않고 외부로 노출되는 발열선 노출구간으로 구분되는 것을 특징으로 하는 매트리스 자동 발열장치.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 침대용 발열체는,
    상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부가 하나의 몸체로 구성되는 일체형이거나, 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부가 개별적으로 분리되어 구성되는 분리형인 것을 특징으로 하는 매트리스 자동 발열장치.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 중앙 발열부 또는 상기 주변 발열부에 인접하게 배치되는 센서부를 더 포함하되,
    상기 센서부는 일측에 접속단자와 타측에 하나 이상의 전극단자를 갖는 도전성 선형부재로 형성되는 적어도 한 가닥의 제1센서선과, 일측에 접속단자와 타측에 하나 이상의 전극단자를 갖는 다른 도전성 선형부재로 형성되는 제2센서선과, 상기 제1 및 2 센서선의 상기 전극단자에 접속되는 검출소자로 구성되고,
    상기 제1센서선은 상기 도전성 선형부재를 꼬아서 형성되며, 상기 제2센서선은 상기 제1센서선에 감아서 형성되는 것을 특징으로 하는 매트리스 자동 발열장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 검출소자는 온도 검출소자와 습도 검출소자 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 매트리스 자동 발열장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 중앙 발열부가 배치된 위치와 상기 주변 발열부가 배치된 위치 중 적어도 하나에서 액체나 수분을 감지하는 수분감지센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 매트리스 자동 발열장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 수분감지센서로부터 상기 수분감지센서의 감지 결과에 상응하는 감지신호를 수신하고, 수신된 상기 감지신호에 따라 경보를 출력하거나 상기 중앙 발열부와 상기 주변 발열부 중 적어도 하나에 정해진 시간 동안 상기 전원을 공급하도록 상기 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 하는 매트리스 자동 발열장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원공급부는 상기 중앙 발열부에 상기 중앙 발열부의 전력소비량에 대응하는 제1전원을 공급하는 중앙발열체 전원공급부와, 상기 주변 발열부에 상기 주변 발열부의 전력소비량에 대응하는 제2전원을 공급하는 주변발열체 전원공급부로 구성되고, 상기 중앙 발열부에 공급되는 상기 제1전원의 공급용량은 상기 주변 발열부에 공급되는 상기 제2전원의 공급용량과 서로 다른 것을 특징으로 하는 매트리스 자동 발열장치.
  20. 전원공급부;
    상기 전원공급부로부터 공급되는 전원에 의해 가열되어 온열작용을 부여하는 제1발열부와 제2발열부로 구성되는 침대용 발열체;
    상기 전원공급부로부터 공급되는 전원을 상기 침대용 발열체를 구성하는 상기 제1발열부와 상기 제1발열부 중 하나에 공급하도록 스위칭하는 스위칭부; 그리고
    상기 스위치부에 의한 스위칭을 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 제1발열부는 매트리스의 온열면적을 전체적으로 가열하도록 상기 매트리스의 전면에 배치되고, 상기 제2발열부는 상기 매트리스의 온열면적 중 중앙부분을 가열하도록 상기 매트리스 중앙부분에 상기 제1발열부에 중첩되게 배치되는 것을 특징으로 하는 매트리스 자동 발열장치.
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