WO2021112269A1 - 에어 센서 - Google Patents

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WO2021112269A1
WO2021112269A1 PCT/KR2019/016870 KR2019016870W WO2021112269A1 WO 2021112269 A1 WO2021112269 A1 WO 2021112269A1 KR 2019016870 W KR2019016870 W KR 2019016870W WO 2021112269 A1 WO2021112269 A1 WO 2021112269A1
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air
connector
impact
silicon
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PCT/KR2019/016870
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김병주
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(주)에어박스
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    • A63B5/20—Skipping-ropes or similar devices rotating in a vertical plane

Definitions

  • the present invention relates to an air sensor, and more particularly, to an air sensor installed at an air inlet of a product filled with air to detect a change in pressure of air filled in the product.
  • skipping rope has a structure consisting of a long string made by extruding a long stretch of flexible synthetic resin and a pair of handles installed at both ends of the rope. After holding the handles with both hands, the rope rotates while rotating the rope around the body It is an exercise that allows the rope to continuously rotate by jumping and crossing the rope before it touches the floor, and counting the movement of jumping and crossing the rotating rope as one motion.
  • jumping rope is an exercise that uses the entire body, including the arms that rotate the rope and the legs used for jumping, it is a popular exercise that can be easily enjoyed by all people of all ages and genders because it can get enough exercise effect by running for just 10 minutes.
  • jumping rope is an up-and-down movement that jumps to the front of the sole. It is effective in strengthening each body function because it gives intense stimulation to the ankles, jangdanji, knees, and waist every time you jump for jumping rope exercise.
  • This stimulation is known to promote the growth of adolescents because it also affects osteoblasts in the bones, but it is also effective in preventing osteoporosis in adults.
  • jumping rope is a continuous movement of rhythmic small jumps, it strengthens the heart and lungs and improves coordination by matching the timing of the hands and feet.
  • Such coordination improves agility, flexibility, agility, balance, endurance, and the like, and stress can be relieved.
  • Jumping rope can be enjoyed as a variety of exercises with only skipping rope. Depending on the jumping method, you can enjoy various types of jumping rope exercise such as jumping with both feet, alternating legs, single jumping, and continuous jumping.
  • skipping rope is that it can be enjoyed at any time with a simple exercise device called jumping rope.
  • jumping rope due to the nature of skipping rope, the person who crosses the rope must jump continuously. There is a problem of noise between floors, which limits the ability to enjoy jumping rope indoors.
  • the volume is expanded to a predetermined size by the air injected through the air inlet, and a plurality of fiber yarns formed therein are made of a double space paper to separate the inner space to a certain height, and a reinforcing part is provided at the bottom It is fixedly coupled, the reinforcing part is formed with a second coupling part, and the first coupling part of the air footrest is coupled to the second coupling part when the user wants to jump, and hold the handle while placing the air board on the water surface.
  • a multifunctional air board is disclosed, wherein the third coupling part of the handle is coupled when it is intended to be used for any one of a kick board or a mat.
  • Patent Document 1 Domestic Registered Patent No. 10-1280223
  • Patent Document 2 Domestic Patent Publication No. 10-2011-0015067
  • An object of the present invention is to provide an air sensor that detects and displays the number of pumped times.
  • An air sensor according to the present invention for achieving the above object is an air sensor provided by being coupled to an air inlet of an air filling product that is filled with air to maintain its shape, and is coupled to the air inlet for air filling a connector provided to allow air in the product to communicate therein; a silicon sensor provided in the connector and operated by the air pressure of the product for air filling; an impact sensor for detecting the impact caused by the operation of the silicon sensor; It may include; a board connected to the impact sensor to indicate the number of times according to the detection signal of the impact sensor.
  • the connector may include a diaphragm provided therein to partition the inner space of the connector, and an inlet and an outlet through which the air pressure of the product for air filling is introduced and discharged, which is formed through the diaphragm, respectively.
  • the inlet may be formed on the diaphragm so that its diameter becomes narrower toward the silicon sensor side
  • the outlet may be formed on the diaphragm so that its diameter becomes narrower toward the air-filling product side.
  • the silicon sensor is provided with a sensor film facing the diaphragm of the connector therein, and the sensor film is extended and contracted toward the impact sensor by air pressure through the inlet of the diaphragm to be sensed by the impact sensor.
  • a separator is provided between the silicon sensor and the impact sensor to isolate the silicon sensor and the impact sensor, and the separator is provided with a lattice hole so that the elongation force of the sensor film of the silicon sensor is transmitted to and detected by the impact sensor.
  • the user who performs jumping rope or jumping exercise in the air filling product can easily recognize the number of jumping and accurately recognize the amount of exercise or learning.
  • the air sensor of the present invention by being detachably installed and provided at the air inlet of the product for air filling stored with air filled therein, when pumping by an external force applied to the product for air filling, it is operated and pumped at every pumping. Since the number of times is accurately displayed, there is an advantage that the user can easily recognize the exact amount of exercise or learning.
  • FIG. 1 is a block diagram of an air sensor according to the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded view of the air sensor according to the present invention.
  • FIG. 3 is a half cross-sectional exploded view of the air sensor according to the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the combined air sensor according to the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the operating state of the air sensor according to the present invention.
  • FIG. 1 to 5 are views showing an air sensor and its configurations according to the present invention.
  • the air sensor 100 is installed at the air inlet of the product for air filling 200 to sense a change in air pressure according to the pumping of the product for air filling 200 to fill the air. It is a device that counts the number of times the product 200 is pumped and displays it as a number.
  • the air sensor 100 includes an upper case 110 and a lower case 120 , and a connector 130 and a silicon sensor 140 provided in the lower case 120 . ), the guide bushing 150, the impact sensor 160 and the like are further included.
  • the upper case 110 is a hemispherical member, and a PCB (printed circuit board, hereinafter referred to as a "board") is horizontally fixed therein.
  • PCB printed circuit board
  • a power switch 112 for turning on/off the power of the air sensor 100, and a lighting lamp indicating whether the air sensor 100 operates when the power switch 112 is turned on (113) is provided. That is, it is preferable that the lighting lamp 113 is turned on when the air sensor 100 is operated and turned off when the air sensor 100 is not operated.
  • a display unit 114 for indicating the number of pumping times of the air-filling product 200 is electrically connected to the upper surface of the substrate 111 and provided on the upper surface of the display unit 114, and a transparent cover 115 is provided on the upper surface of the display unit 114 . is provided to protect the display unit 114 .
  • the cover 115 is fastened to the inner surface of the upper case 110 as a screw, and the outer surface of the cover 115 is provided to form the same surface as the outer surface of the upper case 110 .
  • the substrate 111 is electrically connected to the impact sensor 160 to be described later with a wire, converts the detection signal of the impact sensor 160 into an electrical signal, and the detection signal detected by the impact sensor 160
  • the number of times is displayed as a number through the display unit 114, and it may be linked by wireless communication with a server such as a smartphone, a tablet PC, or a desktop.
  • the lower case 120 is a hemispherical member that is fastened to the lower surface of the upper case 110 , and therein is a sensing part of the air sensor 100 to be described later, that is, a connector 130 , a silicon sensor 140 , and a guide bushing. (150), a mounting portion 121 to which the impact sensor 160 is mounted is provided.
  • the mounting part 121 is formed in a " ⁇ " cross-sectional shape with an open lower surface and is fastened and fixed to the inner surface of the lower case 120 as a screw.
  • the upper end of the connector 130 is inserted and fixed to the mounting part 121 of the lower case 120 as described above, and between the connector 130 and the mounting part 121 .
  • a ring-shaped packing 122 for sealing is interposed therebetween.
  • the connector 130 is formed of a cylindrical tube having an open upper and lower surface thereof, and the upper end of the connector 130 is sealed to the inner surface of the mounting part 121 through a packing 122 as a medium, and the connector 130 .
  • the lower end of the air-filling product 200 is provided to be fastened and fixed as it rotates in one direction while being inserted into the air inlet. As such, when the connector 130 is connected to the air inlet of the air filling product 200, the air filling product 200 and the connector 130 communicate with each other and the air filled in the air filling product 200 is connected to the connector. (130) is introduced into the filling.
  • a diaphragm plate 131 blocking the conduit of the connector 130 is formed, and based on the diaphragm plate 131, the lower connector 130 has an air filling product 200 ) is connected, and the silicon sensor 140, the guide bushing 150, and the impact sensor 160 are sequentially accommodated in the connector 130 of the upper part of the diaphragm 131 .
  • the silicon sensor 140 is a cylindrical tube opened on the upper and lower surfaces, the lower surface of which is formed with a coupling recess 142 corresponding to the coupling protrusion 135 of the diaphragm 131 and fitted into the coupling protrusion 135 to be coupled and fixed. , a sensor film 141 blocking a conduit of the silicon sensor 140 is provided inside the silicon sensor 140 .
  • Such a sensor film 141 is formed of a silicon material having elasticity as a thin film, and is stretched upward by the air pressure of the product 200 for air filling introduced into the connector 130, and then by its own restoring force (elastic force). It returns to its original position and maintains a flat state within the silicon sensor 140 .
  • the air pressure of the air filling product 200 acting in the connector 130 is blocked by the sensor film 141 of the silicon sensor 140 and does not flow into the upper portion of the sensor film 141 , thereby preventing the sensor film 141 .
  • the upper and lower portions of the silicon sensor 140 are provided in a state in which the flow of air is completely blocked.
  • a cylindrical guide bushing 150 is provided on the upper portion of the silicon sensor 140 as described above, and the lower surface of the guide bushing 150 is seated on the upper surface of the silicon sensor 140 .
  • the guide bushing 150 is provided with a separator 151 for dividing the inner space of the guide bushing 150 up and down therein, and a plurality of grid holes 152 are formed in the separator 151 .
  • the reason that the separator 151 is formed in the guide bushing 150 is due to the air pressure acting on the sensor film 141 of the silicon sensor 140 when there is no separator 151 in the guide bushing 150 .
  • the sensor film 141 extends upward and is detected by the impact sensor 160 to be described later, the sensor film 141 sticks to the impact sensor 160 and does not fall off, so a malfunction may occur.
  • a separator 151 is formed in the guide bushing 150 to prevent the sensor film 141 from sticking to the impact sensor 160 in advance.
  • the reason for forming the grid holes 152 on the separator 151 is that the sensor film 141 is curved upward and does not stick to the separator 151 even if it sticks to the separator 151 and does not fall off ( 141) changes the air pressure inside the sealed mounting part 121 through the grating hole 152 and transmits it to the shock sensor 160, so that the air sensor 100 functions properly. made it possible to do it.
  • the impact sensor 160 is fixed to the guide bushing 150 in a seated state, and the impact sensor 160 is a silicon sensor ( 140) generates a detection signal through extension and contraction (tremor) with the sensor film 141 .
  • the magnitude of the elongation force of the sensor film 141 transmitted to the shock sensor 160 is due to an external impact force, and the size of the elongation of the sensor film 141 is determined by the pumping force caused by the external shock acting on it. Therefore, the impact sensor 160 may calculate and measure the jumping height of the user by the extension force transmitted from the sensor film 141 .
  • the inlet 132 and the outlet 133 through which the air pressure of the air filling product 200 acting on the connector 130 can pass through is formed, respectively.
  • the inlet 132 is formed to gradually narrow in diameter from the bottom to the top of the diaphragm 131
  • the outlet 133 is formed to gradually narrow in diameter from the top to the bottom of the diaphragm 131 .
  • the air pressure of the product for air filling 200 that was introduced into the connector 130 by the inlet 132 and the outlet 133 formed in this way is quickly transferred between the diaphragm 131 and the silicon sensor 140 through the inlet 132 .
  • the air pressure applied to the sensor film 141 has a flow that is rapidly discharged through the outlet 133 .
  • the air pressure flows rapidly by the inlet 132 and the outlet 133 of the diaphragm 131 , so that the sensor film 141 can also quickly return to its original state and maintain its shape.
  • the connector 130 of the air sensor 100 After inserting the connector 130 of the air sensor 100 into the air inlet of the air filling product 200 to which the air sensor 100 is to be installed, the connector 130 is rotated in one direction by rotating the air sensor 100 in one direction. Fasten to the air inlet.
  • the connector 130 of the air sensor 100 is fastened and fixed to the air inlet of the product for air filling 200, and the air inlet and the flow path of the connector 130 are connected in communication with each other, so that the Air is introduced into the connector 130 and is filled, and the air filled into the connector 130 is filled with the diaphragm 131 and the silicon sensor 140 through the inlet 132 and the outlet 133 of the diaphragm 131 . It is filled in a state where the space between the sensor films 141 is filled.
  • the power switch 112 of the air sensor 100 is turned on to light the lighting lamp 113 and the display unit 114 is operated.
  • the air pressure of the product 200 for air filling is further introduced into the connector 130 by the load applied to the product 200 for air filling, and the air pressure thus introduced is the diaphragm ( 131 is rapidly introduced into the space between the diaphragm 131 and the sensor film 141 of the silicon sensor 140 through the inlet 132 of the silicon sensor 140 and acts on the sensor film 141 .
  • the sensor film 141 is bent upward by the air pressure acting on it and stretched, and the extension force is applied to the shock sensor 160 through the grating holes 152 formed in the separator 151 of the guide bushing 150.
  • the elongation force, that is, the impact force, of the sensor film 141 transmitted to the shock sensor 160 is determined by the air pressure acting on the sensor film 141 of the silicon sensor 140 , the impact force transmitted to the shock sensor 160 .
  • the user's jumping height can also be calculated and measured.
  • a detection signal is generated in the shock detection sensor 160 and applied to the substrate 111 , and the display unit 114 counts the number of detection signals received in the substrate 111 . It is displayed as a number so that the user can easily recognize it.
  • the user of the air filling product 200 can accurately recognize the amount of exercise or learning because the number of jumping is accurately displayed through the air sensor 100 .
  • the air pressure applied to the sensor film 141 as described above is rapidly discharged through the outlet 133 of the diaphragm 131, so that the sensor film 141, which has been stretched, is quickly returned to its original state by its own restoring force, and the silicon sensor (140) is provided flat inside.
  • separator 152 grating

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Abstract

본 발명은 에어 센서에 관한 것으로서, 내부에 공기가 충진되어 그 형상을 유지하는 에어 충진용 제품의 공기 주입구에 결합되어 구비되는 에어 센서로서, 공기 주입구에 결합되어 에어 충진용 제품 내의 공기가 그 내부로 연통되게 구비되는 커넥터; 커넥터 내에 구비되어 에어 충진용 제품의 공기압에 의해 작동되는 실리콘 센서; 실리콘 센서의 작동에 의한 충격을 감지하는 충격감지센서; 충격감지센서와 연결되어 충격감지센서의 감지신호에 따른 횟수를 나타내는 기판;을 포함하는 에어 센서를 제공한다.

Description

에어 센서
본 발명은 에어 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기가 충진되는 제품의 공기 주입구에 설치되어 제품 내에 충진된 공기의 압력 변화를 감지하는 에어 센서에 관한 것이다.
최근 사람들은 건강 또는 미용을 위한 체중 조절에 대한 관심은 증가하였지만, 컴퓨터가 보급되고 각종 게임이 개발되면서 야외 활동이 줄어들어서 과체중이나 운동부족인 경우가 많다. 그래서, 사람들은 가정이나 사무실 등과 같이 실내에서 줄넘기나 조깅 등 간단한 운동을 한다.
일반적으로, 줄넘기는 유연한 합성수지재로 길게 압출 성형하여 만든 긴 줄과, 줄의 양단에 설치된 한 쌍의 손잡이로 이루어진 구조로, 양손으로 손잡이를 각각 잡은 후, 신체를 중심으로 줄을 회전시키는 동시에 회전되는 줄이 바닥에 닿기 전에 점프하여 줄을 넘음으로써 줄이 계속적으로 회전되도록 하며, 점프하여 회전되는 줄을 넘는 동작을 1회의 동작으로 계산하는 운동이다.
이러한 줄넘기는 줄을 회전하는 팔, 점프시 사용되는 다리를 비롯하여 신체 전부를 골고루 사용하는 운동이기 때문에, 10분간만 뛰어도 충분한 운동 효과를 얻을 수 있으므로 남녀노소 모두 다 쉽게 즐길 수 있는 대중적인 운동이다.
또한, 줄넘기 운동의 특징은 발바닥 앞부분으로 뛰는 상하 운동이라는 점에 있다. 줄넘기 운동을 하기 위해 점프를 할 때마다 발목ㆍ장단지ㆍ무릎ㆍ허리 등에 강도 높은 자극을 주기 때문에, 각 신체 기능 강화에 효과적이다.
이러한 자극은 뼈의 증골 세포에도 영향을 미치므로 청소년의 성장을 촉진하는 것으로 알려져 있지만, 그만큼 성인의 골다공증 예방에도 효과가 크다.
그리고, 줄넘기 운동은 리드미컬한 작은 도약의 연속 운동이기에 심장과 폐를 튼튼하게 하고, 손과 발의 타이밍을 맞추는 협응성을 키워준다. 이러한 협응성은 순발력, 유연성, 민첩성, 평형성, 지구력 등을 향상시키며, 스트레스도 해소될 수 있다.
줄넘기 운동은 줄넘기만 가지고 다양한 운동으로 즐길 수 있는데, 뛰는 방법에 따라서 두발 모아 뛰기, 양발 번갈아 뛰기, 한발 뛰기, 연속 뛰기 등의 여러 가지 줄넘기 운동 방법으로 즐길 수 있다.
줄넘기 운동은, 줄넘기라는 간단한 운동 기구만 있으면 언제든지 간편하게 즐길 수 있다는 장점이 있으나, 줄넘기의 특성상 줄을 넘는 사람이 연속적으로 도약을 해야 하므로 도약시 발생하는 충격음과 줄이 바닥에 닿아 발생되는 충격음으로 인한 층간소음의 문제가 있어 줄넘기 운동을 실내에서 즐기기에는 많은 제약이 따르게 된다.
이러한 점을 감안하여 실내에서도 얼마든지 줄넘기 운동이나 점핑 운동 등을 즐길 수 있도록 한 에어 매트 또는 에어 보드가 국내 등록특허 제10-1280223호(이하 '선행기술문헌1'이라 한다) 및 국내 공개특허 제10-2011-0015067호(이하 '선행기술문헌2'라 한다)에서와 같이 개발되어 제안된 바 있다.
선행기술문헌1,2에서는 에어 주입구를 통해 주입된 공기에 의해 소정의 크기로 부피 팽창되고 내부에 형성된 다수개의 섬유사가 내부 공간을 일정 높이로 이격시키도록 하는 이중공간지로 이루어지며, 하부에는 보강부가 고정결합되고, 보강부에는 제 2 결합부가 형성되며, 제 2 결합부에는 사용자의 도약 운동을 하고자 하는 경우에는 에어 발판의 제 1 결합부가 결합하고, 에어 보드를 수면에 위치시킨 상태에서 손잡이를 잡고 킥 보드(Kick board) 또는 매트 중의 어느 하나의 용도로 사용하고자 하는 경우에는 손잡이의 제 3 결합부가 결합하는 것을 특징으로 하는 다기능 에어 보드가 개시되어 있다.
이러한 에어 보드는 실내의 거실이나 방바닥은 물론 실외의 평평한 지면에 설치한 후, 에어 보드 위로 사용자가 올라서서 줄넘기나 제자리 걷기, 도약과 착지 및 점프 등을 지속적으로 반복 실시하여도 층간소음의 발생을 억제함으로써 실내에서 지속적인 운동을 가능하게 할 수 있게 된다.
하지만, 선행기술문헌1,2에 개시된 종래의 에어 보드를 이용한 줄넘기나 점핑, 반복적인 도약과 착지, 제자리 걷기 등과 같은 운동시엔 운동하는 사용자가 직접 운동을 한 횟수를 직접 세거나 또는 주변의 조력자가 운동 횟수를 세어주어야 하는 불편함이 있다.
(선행기술문헌)
(특허문헌)
(특허문헌 1) 국내 등록특허 제10-1280223호
(특허문헌 2) 국내 공개특허 제10-2011-0015067호
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 내부에 공기가 충진되어 저장된 에어 충진용 제품의 공기 주입구에 구비되어 에어 충진용 제품의 펌핑에 의한 공기의 압력 변화를 감지하여 펌핑된 횟수를 표시하여 나타내는 에어 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에어 센서는, 내부에 공기가 충진되어 그 형상을 유지하는 에어 충진용 제품의 공기 주입구에 결합되어 구비되는 에어 센서로서, 공기 주입구에 결합되어 에어 충진용 제품 내의 공기가 그 내부로 연통되게 구비되는 커넥터; 커넥터 내에 구비되어 에어 충진용 제품의 공기압에 의해 작동되는 실리콘 센서; 실리콘 센서의 작동에 의한 충격을 감지하는 충격감지센서; 충격감지센서와 연결되어 충격감지센서의 감지신호에 따른 횟수를 나타내는 기판;을 포함할 수 있다.
그리고, 커넥터는 그 내부에 구비되어 커넥터의 내부 공간을 구획하는 격판과, 격판에 각각 관통 형성되어 에어 충진용 제품의 공기압이 유입되고 배출되는 유입구와 배출구를 포함할 수 있다.
게다가, 유입구는 격판 상에서 그 직경이 실리콘 센서 측으로 갈수록 좁아지도록 형성되고, 배출구는 격판 상에서 그 직경이 에어 충진용 제품 측으로 갈수록 좁아지도록 형성될 수 있다.
또한, 실리콘 센서는 그 내부에 커넥터의 격판과 마주하는 센서막이 구비되고, 센서막은 격판의 유입구를 통한 공기압에 의해 충격감지센서 측으로 신장되고 수축되어 충격감지센서에 의해 감지되게 구비될 수 있다.
그리고, 실리콘 센서와 충격감지센서 사이에는 실리콘 센서와 충격감지센서를 격리시키는 격리판이 구비되고, 이 격리판에는 실리콘 센서의 센서막의 신장력이 충격감지센서에 전달되어 감지될 수 있도록 한 격자공이 구비될 수 있다.
따라서, 에어 충진용 제품에서 줄넘기나 점핑 운동하는 사용자가 점핑 횟수를 손쉽게 인식하여 운동량이나 학습량을 정확히 인지할 수 있게 된다.
본 발명의 에어 센서에 따르면, 내부에 공기가 충진되어 저장된 에어 충진용 제품의 공기 주입구에 착탈가능하게 설치되어 구비됨으로써, 에어 충진용 제품에 가해지는 외력에 의한 펌핑시 매 펌핑시마다 작동되어 펌핑된 횟수를 정확히 표시하여 나타내므로 사용자가 정확한 운동량이나 학습량을 손쉽게 인지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 에어 센서의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 에어 센서의 분리도이다.
도 3은 본 발명에 따른 에어 센서의 반단면 분리도이다.
도 4는 본 발명에 따른 에어 센서의 결합 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 에어 센서의 작동상태를 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
아울러, 본 발명의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예이다.
그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이에, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략하고, 종래기술과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하며, 중복되는 설명은 생략한다.
첨부도면 도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 에어 센서 및 이의 구성들을 도시한 도면들이다.
본 발명에 따른 에어 센서(100)는 도면에 도시된 바와 같이, 에어 충진용 제품(200)의 공기 주입구에 설치되어 에어 충진용 제품(200)의 펌핑에 따른 공기의 압력 변화를 감지하여 에어 충진용 제품(200)을 펌핑한 횟수를 카운트하여 숫자로 나타내는 장치이다.
이러한 에어 센서(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 케이스(110)와 하부 케이스(120)를 포함하고, 하부 케이스(120)에 구비되는 커넥터(130), 실리콘 센서(140), 가이드부싱(150), 충격감지센서(160) 등을 더 포함한다.
상부 케이스(110)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 반구형의 부재로서, 그 내부에 PCB(인쇄회로기판, 이하 "기판"이라 한다)가 지름 방향으로 횡설되어 고정된다.
이와 같은 기판(111)의 외주연부에는 에어 센서(100)의 전원을 온/오프시키는 전원스위치(112)와, 전원스위치(112)의 온 작동시 에어 센서(100)의 작동 여부를 알리는 점등램프(113)가 구비된다. 즉, 점등램프(113)는 에어 센서(100)의 작동시는 점등되고, 비작동시는 소등되게 구비됨이 바람직하다.
그리고, 기판(111)의 상면에는 에어 충진용 제품(200)의 펌핑 횟수를 숫자로 나타내기 위한 디스플레이부(114)가 전기적으로 연결되어 구비되고, 디스플레이부(114) 상면에는 투명한 커버(115)가 구비되어 디스플레이부(114)를 보호하게 된다. 이러한 커버(115)는 상부 케이스(110)의 내측면에 스크류로서 체결 고정되는 바, 커버(115)의 외측면은 상부 케이스(110)의 외측면과 동일면을 이루도록 구비된다.
또한, 기판(111)은 후술될 충격감지센서(160)와 전선으로 전기적으로 연결되어 충격감지센서(160)의 감지신호를 전기적인 신호로 변환하여 충격감지센서(160)에서 감지된 감지신호의 횟수를 디스플레이부(114)를 통해 숫자로 나타내게 되고, 이를 스마트폰이나 테블릿 PC, 또는 데스크탑 등과 같은 서버와 무선 통신으로 연결하여 연동될 수도 있다.
하부 케이스(120)는 상부 케이스(110)의 하면에 체결되어 구비되는 반구형의 부재로서, 그 내부에는 후술될 에어 센서(100)의 감지부 즉 커넥터(130), 실리콘 센서(140), 가이드부싱(150), 충격감지센서(160)가 장착되는 장착부(121)가 구비된다.
이러한 장착부(121)는 하면이 개구된 "∩"자 단면 형상으로 형성되어 하부 케이스(120)의 내측면에 스크류로서 체결 고정된다.
한편, 상기와 같은 하부 케이스(120)의 장착부(121)에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 커넥터(130)의 상단부가 삽입되어 고정되고, 이 커넥터(130)와 장착부(121) 사이에는 실링을 위한 링 형상의 패킹(122)이 개재되어 구비된다.
이러한 커넥터(130)는 그 상,하면이 개구된 원통관으로 형성되고, 커넥터(130)의 상단부는 장착부(121)의 내측면에 패킹(122)을 매개로 실링되어 구비되며, 커넥터(130)의 하단부는 에어 충진용 제품(200)의 공기 주입구에 삽입된 상태에서 일방향으로 회전됨에 따라 체결 고정되도록 구비된다. 이와 같이 커넥터(130)가 에어 충진용 제품(200)의 공기 주입구에 연결되면, 에어 충진용 제품(200)과 커넥터(130)는 서로 연통되어 에어 충진용 제품(200)에 충진된 공기가 커넥터(130) 내부로 유입되어 충진된다.
그리고, 커넥터(130)의 내부에는 커넥터(130)의 관로(管路)를 가로막는 격판(131)이 형성되고, 이 격판(131)을 기준으로 하부의 커넥터(130)에는 에어 충진용 제품(200)의 공기 주입구가 연결되며, 격판(131) 상부의 커넥터(130)에는 실리콘 센서(140)와 가이드부싱(150) 및 충격감지센서(160)가 차례로 수용되어 구비된다.
특히, 격판(131)의 상면에는 후술될 유입구(132)과 배출구(133)를 그 내부에 수용하는 원형의 결합돌부(135)가 상방향으로 돌출 형성되고, 이 결합돌부(135)에 실리콘 센서(140)가 결합되어 구비된다.
실리콘 센서(140)는 상,하면에 개구된 원통관으로서, 그 하면에는 격판(131)의 결합돌부(135)에 대응한 결합요홈(142)이 형성되어 결합돌부(135)에 끼워져 결합 고정되고, 실리콘 센서(140)의 내부에는 실리콘 센서(140)의 관로(管路)를 차단하는 센서막(141)이 구비된다.
이와 같은 센서막(141)은 박막으로 탄력을 갖는 실리콘 재질로 형성되어, 커넥터(130) 내로 유입되는 에어 충진용 제품(200)의 공기압에 의해 상방향으로 신장되었다가 자체 복원력(탄성력)에 의해 원위치로 복귀되어 실리콘 센서(140) 내에서 평평한 상태를 유지하게 된다.
이로써, 커넥터(130) 내에 작용하는 에어 충진용 제품(200)의 공기압은 실리콘 센서(140)의 센서막(141)에 가로막혀 센서막(141) 상부로 유입되지 못하게 됨으로써 센서막(141)을 기준으로 실리콘 센서(140)의 상부와 하부는 공기의 유동이 완전히 차단된 상태로 구비된다.
상기와 같은 실리콘 센서(140)의 상부에는 원통형의 가이드부싱(150)이 구비되고, 가이드부싱(150)의 하면은 실리콘 센서(140)의 상면에 안착되어 구비된다.
이러한 가이드부싱(150)은 그 내부에 가이드부싱(150)의 내부 공간을 상하로 구획하는 격리판(151)이 구비되고, 이 격리판(151)에는 다수의 격자공(152)이 형성된다.
여기서, 가이드부싱(150) 내에 격리판(151)을 형성한 이유는, 가이드부싱(150) 내에 격리판(151)이 없는 경우 실리콘 센서(140)의 센서막(141)에 작용하는 공기압에 의해 센서막(141)이 상부로 신장되어 후술될 충격감지센서(160)에 감지될 시 센서막(141)이 충격감지센서(160)에 달라붙어 떨어지지 않는 오작동이 발생될 수 있기 때문에, 이를 사전에 방지하기 위해 가이드부싱(150) 내에 격리판(151)을 형성하여 충격감지센서(160)에 센서막(141)의 달라붙음을 사전에 방지토록 한 것이다.
그리고, 격리판(151)에 격자공(152)을 형성한 이유는, 센서막(141)이 위로 만곡되어 격리판(151)에 달라붙어 떨어지지 않더라도 격리판(151)에 달라붙지 않은 센서막(141)의 일측 부위의 신장과 수축력이 격자공(152)을 통해 밀폐된 장착부(121) 내부의 공기압력을 변화시켜 충격감지센서(160)에 전달할 수 있게 됨으로써 에어 센서(100)가 제기능을 다할 수 있도록 한 것이다.
한편, 상기와 같은 가이드부싱(150)의 격리판(151) 상면에는 충격감지센서(160)가 안착된 상태로 가이드부싱(150)에 고정되게 구비되고, 충격감지센서(160)는 실리콘 센서(140)의 센서막(141)과의 신장과 수축(떨림)을 통해 감지신호를 발생하게 된다. 이때, 충격감지센서(160)에 전달되는 센서막(141)의 신장력의 크기는 외부의 충격력에 의한 것으로서, 센서막(141)의 신장의 크기는 이에 작용하는 외부 충격에 의한 펌핑력에 의해 결정되므로 충격감지센서(160)에서는 센서막(141)으로부터 전달되는 신장력에 의해 사용자의 점핑 높이를 연산하여 측정할 수도 있다.
또한, 상기와 같은 커넥터(130)의 격판(131)에는 커넥터(130)에 작용하는 에어 충진용 제품(200)의 공기압이 통할 수 있도록 된 유입구(132)와 배출구(133)가 각각 관통 형성되는데, 유입구(132)는 격판(131)의 하부에서 상부로 갈수록 그 직경이 점차 좁아지도록 형성되고, 배출구(133)는 격판(131)의 상부에서 하부로 갈수록 그 직경이 점차 좁아지도록 형성된다.
이와 같이 형성된 유입구(132)와 배출구(133)에 의해 커넥터(130)에 유입되어 있던 에어 충진용 제품(200)의 공기압이 유입구(132)를 통해 격판(131)과 실리콘 센서(140) 사이로 신속하게 유입되어 센서막(141)을 상부의 충격감지센서(160) 측으로 신장시킬 수 있고, 센서막(141)에 작용된 공기압은 배출구(133)를 통해 신속하게 배출되는 흐름을 갖게 된다.
이로써, 격판(131)의 유입구(132)와 배출구(133)에 의해 공기압의 흐름이 신속하게 이루어짐으로써 센서막(141) 역시도 그 형상을 원상태로 신속하게 복귀되어 유지할 수 있게 된다.
또한, 격판(131)의 하면 중앙부에는 커넥터(130)를 에어 충진용 제품(200)의 공기 주입구에 연결할 시 공기 주입구의 공기 빼기 밸브를 눌러 제품 내의 공기가 커넥터(130) 내로 유입되어 작용할 수 있도록 한 누름돌기(134)가 돌출 형성된다.
이상과 같은 본 발명에 따른 에어 센서의 작동관계를 설명한다.
에어 센서(100)를 설치하고자 하는 에어 충진용 제품(200)의 공기 주입구에 에어 센서(100)의 커넥터(130)를 삽입한 후, 에어 센서(100)를 일방향으로 회전시켜 커넥터(130)를 공기 주입구에 체결 고정한다.
그러면, 에어 센서(100)의 커넥터(130)는 에어 충진용 제품(200)의 공기 주입구에 체결 고정되면서 공기 주입구와 커넥터(130)의 유로가 서로 연통되게 연결됨으로써 에어 충진용 제품(200) 내의 공기가 커넥터(130) 내부로 유입되어 충진되고, 커넥터(130) 내부로 충진된 공기는 격판(131)의 유입구(132)와 배출구(133)를 통해 격판(131)과 실리콘 센서(140)의 센서막(141) 사이의 공간을 채운 상태로 충진된다.
이 상태에서 에어 센서(100)의 전원 스위치(112)를 켜 점등램프(113)를 점등시키고 디스플레이부(114)를 작동시킨 후, 에어 충진용 제품(200)에서 점핑 등과 같은 운동을 하여 에어 충진용 제품(200)을 펌핑하게 되면, 에어 충진용 제품(200)에 가해지는 하중에 의해 에어 충진용 제품(200)의 공기압이 커넥터(130) 내로 더 유입되고, 이와 같이 유입되는 공기압은 격판(131)의 유입구(132)를 통해 격판(131)과 실리콘 센서(140)의 센서막(141) 사이의 공간으로 신속하게 유입되면서 센서막(141)에 작용하게 된다.
그러면, 센서막(141)은 이에 작용하는 공기압에 의해 상방향으로 만곡되어 신장되면서 가이드부싱(150)의 격리판(151)에 형성된 격자공(152)을 통해 충격감지센서(160)에 신장력을 전달하게 된다. 이때, 충격감지센서(160)에 전달되는 센서막(141)의 신장력 즉 충격력은 실리콘 센서(140)의 센서막(141)에 작용하는 공기압에 의해 결정되므로 충격감지센서(160)에 전달되는 충격력에 의해 사용자의 점핑 높이도 연산하여 측정할 수 있게 된다.
상기와 같은 센서막(141)의 신장력에 의해 충격감지센서(160)에서는 감지신호가 발생되어 기판(111)으로 인가되고, 기판(111)에서는 수신되는 감지신호의 횟수를 디스플레이부(114)를 통해 사용자가 손쉽게 인지할 수 있도록 숫자로 나타내게 된다.
이로써, 에어 충진용 제품(200)의 사용자는 점핑한 횟수가 에어 센서(100)를 통해 정확히 표시되어 나타나므로 운동량이나 학습량을 정확히 인지할 수 있게 된다.
한편, 상기와 같이 센서막(141)에 작용된 공기압은 격판(131)의 배출구(133)를 통해 신속하게 배출됨으로써 신장되었던 센서막(141)은 자체 복원력에 의해 신속하게 원상태로 복귀되어 실리콘 센서(140) 내부에 평평하게 구비된다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
(부호의 설명)
100 : 에어 센서 110 : 상부 케이스
111 : 기판 112 : 스위치
113 : 점등램프 114 : 디스플레이부
115 : 커버 120 : 하부 케이스
121 : 장착부 122 : 패킹
130 : 커넥터 131 : 격판
132 : 유입구 133 : 배출구
134 : 누름돌기 135 : 결합돌부
140 : 실리콘 센서 141 : 센서막
142 : 결합요홈 150 : 가이드부싱
151 : 격리판 152 : 격자공
160 : 충격감지센서 200 : 에어 충진용 제품

Claims (5)

  1. 내부에 공기가 충진되어 그 형상을 유지하는 에어 충진용 제품의 공기 주입구에 결합되어 구비되는 에어 센서로서,
    공기 주입구에 결합되어 에어 충진용 제품 내의 공기가 그 내부로 연통되게 구비되는 커넥터;
    커넥터 내에 구비되어 에어 충진용 제품의 공기압에 의해 작동되는 실리콘 센서;
    실리콘 센서의 작동에 의한 충격을 감지하는 충격감지센서;
    충격감지센서와 연결되어 충격감지센서의 감지신호에 따른 횟수를 나타내는 기판;을 포함하는 에어 센서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    커넥터는 그 내부에 구비되어 커넥터의 내부 공간을 구획하는 격판과, 격판에 각각 관통 형성되어 에어 충진용 제품의 공기압이 유입되고 배출되는 유입구와 배출구를 포함하는 에어 센서.
  3. 청구항 2에 있어서,
    유입구는 격판 상에서 그 직경이 실리콘 센서 측으로 갈수록 좁아지도록 형성되고, 배출구는 격판 상에서 그 직경이 에어 충진용 제품 측으로 갈수록 좁아지도록 형성되는 에어 센서.
  4. 청구항 3에 있어서,
    실리콘 센서는 그 내부에 커넥터의 격판과 마주하는 센서막이 구비되고, 센서막은 격판의 유입구를 통한 공기압에 의해 충격감지센서 측으로 신장되고 수축되어 충격감지센서에 의해 감지되는 에어 센서.
  5. 청구항 4에 있어서,
    실리콘 센서와 충격감지센서 사이에는 실리콘 센서와 충격감지센서를 격리시키는 격리판이 구비되고, 이 격리판에는 실리콘 센서의 센서막의 신장력이 충격감지센서에 전달되어 감지될 수 있도록 한 격자공이 구비되는 에어 센서.
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