KR20000076059A - 사람이 잠드는 것을 방지하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

자동차를 운전하는 사람이 잠드는 것을 방지하기 위하여, 본 발명은 관련인의 머리 상의 국부적인 면적을 냉각시키는 것을 제공한다. 양호하게는, 냉각은 냉각된 이동 기체에 의해서 또는 냉각 조립체(6)와 열접촉을 하는 판 부재(10)를 착용함으로써 달성된다. 양호하게는, 이 냉각 조립체(6)는 펠티에르 셀 형태이다. 국부적으로 머리를 냉각시킴으로써, 졸린 사람은 보다 장기간 동안 잠이 깬 상태를 신뢰성있게 유지할 수 있다.

Description

사람이 잠드는 것을 방지하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR PREVENTING PERSONS FROM FALLING ASLEEP}

사람이 잠드는 것을 방지하기 위한 방법 및 장치는 본 기술분야에서 다양한 실시예로 공지되어 있다. 이러한 종류의 장치에 의해, 특히 자동차를 운전하거나 또는 기관차 또는 비행기를 안내하는 사람에 있어서는, 각각 다음 휴식 구역 또는 다음 기차 정류장까지 운전하거나 또는 비행기의 경우에는 각각 파일럿이 다른 자격이 있는 사람으로 교체되고 비행기가 안전하게 착륙할 수 있을 만큼 충분한 시간동안 졸음이 오기 시작하는 것을 연기하는 것이 보장되어야만 한다.

미국 특허 제4,203,098호는 자동차를 운전하는 사람이 잠드는 것을 방지하기 위한 이러한 종류의 장치를 개시하고 있는데, 이 장치는 운전자의 좌석 배면에 체결되는 진동기를 포함하고 있다. 이 진동기는 계기판(dashboard)에 체결되는 맥동장치(pulsator)에 전기적으로 연결되며, 맥동 장치는 진동기를 전기적으로 기동(trigger)시킨다. 이러한 장치로 수행된 시험은 운전자가 시간 경과에 따라 진동에 익숙해져서, 그 결과 이 장치가 장기간에는 효율을 상실하는 위험이 있다는 사실을 보여주고 있다.

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 사람이 잠드는 것을 방지하는 방법과 청구범위 제8항과 제14항의 전제부 각각에 따른 방법을 수행하는 장치에 관한 것이다.

도1은 본 발명 장치의 제1 실시예의 측면도를 도시한다.

도2는 도1에 따른 본 발명 장치의 종단면도를 도시한다.

도3은 본 발명 장치의 제2 실시예의 측면도를 도시한다.

도4는 도3에 따른 본 발명 장치의 종단면도를 도시한다.

도5는 도3에 따른 본 발명 장치의 횡단면도를 도시한다.

도6은 본 발명 장치의 제3 실시예의 종단면도를 도시한다.

도7은 본 발명 장치의 제4 실시예의 종단면도를 도시한다.

따라서, 본 발명의 목적은 효율적으로 작동하고 사람이 장기간에는 장치에 익숙해지는 위험을 회피하는, 사람이 잠드는 것을 방지하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

이 목적은 청구범위 제1항의 특징부에 기술된 방법에 의해 달성된다.

놀랍게도, 잠이 알코올 또는 마취약에 의해서 유발되지 않고, 약물, 건강상의 문제 또는 심각한 수면 부족에 의해서 유발되지도 않는다는 가정하에서, 사람의 머리, 특히 사람의 이마(forehead) 위의 특정 위치가 차가워지면 잠과 싸우는 사람이 확실히 깨어 있는 상태를 유지할 수 있다는 사실을 보여주고 있다.

게다가, 또 다른 시험은 제안된 방법으로 조치된 사람이 장기간에 조차도 이러한 냉각 조치에 익숙해지는 어떠한 신호도 보지 못함을 보여주고 있다.

본 발명에 따른 방법의 양호한 실시예는 종속항인 청구범위 제2항 내지 제7항에 기술되어 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 제안된 방법이 효율적으로 실시될 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

이 목적은 청구범위 제8항의 특징부와 청구범위 제14항의 특징부에 각각 한정된 구성에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 장치의 양호한 실시예는 종속항인 청구범위 제9항 내지 제19항에 기술되어 있다.

다음에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도1과 도2는 자동차를 개장하기 위해 특히 적절한 장치의 제1 실시예를 도시한다. 이 장치는 고글(goggles)과 유사하게 머리 상에 착용가능한 2개의 섀클 부재(2; shackle member)를 갖춘 프레임(1)을 포함하며, 이로써 프레임(1)은 코가 아니라 이마 위에 놓이게 된다. 프레임(1)의 전방 면에는 레일(3)이 제공되는데, 냉각 조립체(4)가 이 레일(3)을 따라 활주가능하도록 연결되어 있다. 실제적인 냉각 요소로서, 펠티에르 셀(6; Peltier cell)이 제공된다. 펠티에르 셀이 제공된 냉각 장치의 일반적인 작동은 본 기술분야에 공지되어 있기 때문에, 다음의 설명들은 본 발명에 필수적인 사항들로 제한된다.

냉각 조립체(4)에는 하우징(5)이 제공되고, 그 후방측에 펠티에르 셀(6)의 따뜻한 측면으로 향하는 팬(8)이 수용된다. 냉각 조립체(4)의 전방측에는 펠티에르 셸(6)의 차가운 측면과 열접촉을 하는 원형 금속 판 부재(10)가 제공된다. 양호하게는, 펠티에르 셀(6)의 따뜻한 측면에는 팬(8)에 의해 냉각되는 열 싱크(11; heat sink)가 제공된다. 전기 에너지의 공급은 섀클 부재(2)중의 하나에 삽입되는 전기 전도체(13)에 의해 달성된다. 전기 전도체(13)에는 자동차의 담배 라이터 소켓에 직접적으로 플러그 인(plug-in)하게 하는 전기 플러그가 제공된다.

하우징(5)의 전방 측면에 제공된 금속 판 부재(10)는 프레임(1)이 머리에 착용되어지면 이 장치의 사용자의 이마(S) 위에 놓이게 된다. 따라서, 금속 판 부재(10)와 사용자의 피부가 직접 접촉함으로써 직접적인 열전달이 이루어진다. 금속 판 부재(10) 대신에, 양호한 열전도성을 갖춘 또 다른 요소가 사용될 수 있다. 금속 판 부재(10)의 치수는 양호하게는 1 cm²와 3 cm²사이이다. 그러나, 시험결과에 의하면 사람이 깨어있는 상태를 확보하는 바람직한 효과를 달성하기 위해서는 금속 판 부재(10)의 넓이가 0.25 cm²와 5 cm²사이로 된다는 사실을 보여주고 있으며, 이로써 최소한의 넓이는 과학적 이유에서라기 보다는 오히려 실질적인 이유로 제한되어 있음을 알 수 있다.

프레임(1)을 선회시킴으로써, 그리고 적절하다면 레일(3)을 따라 냉각 조립체(4)를 변위시킴으로써, 냉각 조립체(4)는 이마(S)의 어떠한 임의의 위치에라도 실질적으로 위치될 수 있다. 바라는 효과가 사라지기 시작할 때에는 냉각 조립체(4)를 변위시키는 것이 특히 현명하다.

예컨데, 이러한 장치는 자동차의 중앙 콘솔(console)에 제공된 장착부 안에 저장될 수 있다. 냉각 조립체의 작동은 장착부에 이 장치를 픽업할(picking-up) 때에 냉각 조립체를 켜는 접촉 스위치 수단을 제공함으로써 자동적으로 달성될 수 있다. 또 다른 가능성은 수동으로 작동되는 스위치를 제공하는 것이다.

도3 내지 도5를 참조하여, 이 장치의 제2 실시예를 상세히 설명한다. 이에 의하면, 도3은 이 장치의 측면도를 도시하는 반면, 도4는 종단면도를 도시하고, 도5는 이 장치의 횡단면도를 도시한다. 전술한 실시예와는 대조적으로, 냉각은 머리 위에 위치된 금속 판 부재에 의해서 달성되는 것이 아니라, 관련되는 사람의 머리를 향하는 공기의 집중 제트에 의해서 영향을 받는다.

이 장치는 펠티에르 셀(21)의 형태로 냉각 조립체가 수용되는 하우징(20)을 포함한다. 또한, 이 장치는 공급 파이프(27; feeder pipe) 및 출구 파이프(28)에 의해서 도시되지 않은 열교환기와 연결된 열 배출 채널(26) 뿐만 아니라 팬(23), 노즐(24), 냉각 채널(25)을 포함한다. 펠티에르 셀(21) 대신에, 종래의 냉각 집합체, 예를 들어 냉동기가 냉각 조립체로서 제공될 수 있는데, 그 경우에 공급 파이프(27) 및 출구 파이프(28)는 대응 냉각 매체를 운반하는 역할을 한다. 대안으로, 냉각 조립체로서는 예를 들어 얼린 소금물과 같은 피냉각 매체가 주기적으로 채워지는 컨테이너를 사용할 수도 있다.

이 장치는 가요성 튜브 부재(30) 상에 장착되고, 그 내부에 열교환기와 연결된 2개의 파이프(27, 28)를 수용한다. 팬(23)과 펠티에르 셀(21)의 작동에 필요한 전기 전도체(32)는 마찬가지로 그 가요성 튜브 부재(30) 안에 수용된다.

이 장치의 실시예의 작동은 다음과 같이 설명될 수 있다:

팬(23)은 펠티에르 셀(21)의 차가운 측면을 따라 냉각 채널(25)을 거쳐 안내되는 순환 공기를 흡인해서 이를 냉각시킨다. 냉각된 공기는 노즐(24)로부터 방출되는데, 이에 의하면 노즐은 공기의 방출 제트가 날카롭게 집중되어 1 cm²와 5 cm²사이인 사용자의 머리 위의 구역을 가격하도록 설계되어 있다.

펠티에르 셀(21)의 따뜻한 측면을 냉각시키기 위하여, 파이프(27, 28)를 통하여 그리고 열교환기를 통하여 순환하는 유체, 양호하게는 물이 제공된다. 열교환기는 객차안의, 예를 들어 운전자의 좌석 아래의 룸의 적절한 위치에 배치될 수 있다.

이 장치가 가요성 튜브 부재(30) 상에 장착된다는 사실 때문에, 전술한 장치및 그에 따른 노즐의 위치는 수동으로 조절될 수 있다. 이러한 방식으로, 냉각 공기의 제트가 사용자의 이마를 가격하는 각도 뿐만 아니라 공기의 제트가 사용자의 이마를 치는 절대 위치 모두 조절될 수 있다. 대안으로 또는 추가적으로, 노즐은 조절 가능하게 설계될 수 있다는 것을 알 수 있다.

이러한 장치는 자동차의 지붕 구조물과 직접적으로 합체될 수 있다. 이에 의하면, 이 장치를 휴지 위치와 작동 위치 사이에서 선회시킬 수 있게 하는 선회 기구가 제공될 수 있다. 휴지 위치에 있어서, 이 장치는 양호하게는 자동차의 지붕에 제공된 리세스 안에 수용될 수 있다.

도3 내지 도5에 따른 실시예의 변형예는 유체 대신 공기가 열 제거용으로 사용되는 설계 형태에서 볼 수 있는데, 그에 의하면 공기가 펠티에르 셀을 따라 직접적으로 안내되므로, 그 결과 공급 파이프(27)와 출구 파이프(28)를 제공할 필요가 없게 된다.

이 장치의 시동은 운전자에 의해 또는 자동적으로 개시될 수 있다. 완전 자동화된 시동의 경우, 운전자를 연속적으로 모니터링하고 졸음의 제1 신호가 관찰되자마자 이 장치를 기동하는 모니터링 수단이 제공되어야만 한다. 이러한 모니터링 장치는 본 기술분야에 공지되어 있기 때문에, 본 명세서에서 이를 추가로 설명할 필요는 없다.

또한, 공기의 제트의 위치 및/또는 공기의 타격 각도의 자동화된 변형을 제공하는 것이 고려될 수 있다. 더욱이, 공기의 제트의 맥동이 제공될 수 있는데, 그에 의하면 맥동 주파수는 몇 십초에서 수 분에 이르는 범위 내에 있어야 한다.

노즐이 직접적으로 또는 가요성 튜브를 경유하여 자동차의 지붕 구조물과 합체되는 설계로 추가적인 모드를 실현할 수 있다. 필요한 냉각 공기는 아마도 이미 자동차 안에 있는 공조 시스템에 의해 공급될 수 있다.

알코올, 마취약, 약물의 영향하에 있지 않고 건강상의 문제 또는 명백한 수면 부족을 겪고 있지 않는 사람을 상대로 시험이 수행되어 왔다. 그 결과, 시험은 본 발명의 장치의 짧은 작동 주기 후에 조차 잠이 깬 상태를 유지시키는 바람직한 효과가 발생함을 보여주었다. 그러나, 냉각 조립체가 졸음이 사라졌다는 신호 없이 상대적으로 긴 주기, 예를 들어 5분 이상 동안 켜져 있으면, 관련인은 이미 심한 과로로 고생하리라고 추정해야 된다. 관련인에게 이러한 사실을 환기시켜주기 위해서, 이 장치에 냉각 조립체의 예정 작동 주기가 초과되자마자 경보 신호를 보내는 경고 장치를 제공하는 것을 제안한다. 이러한 목적을 위해서는, 날카로운 경보음이 적당할 것이다.

도6은 본 장치의 제3 실시예의 종단면도를 도시하는데, 이는 일정한 비율로 축적된 것이 아니라는 사실에 주의해야 한다. 이 장치는 내부에 중공 공간(34)을 한정하는 2중-벽 하우징(33)이 제공된 캡슐 부재(32)를 포함한다. 하우징(33)은 그 전방 측면(39)에서 개방되어 있다. 하우징(33)의 후방 측면에는 중앙 개구(35)가 제공된다. 중공 공간(34)에는 기체가 침투가능한 재료(36), 양호하게는 스폰지 및/또는 다공성 재료가 예를 들어 원면(cotton wool) 또는 솜의 형태로 수용된다. 이 재료(36)는 해제된 후에 기화 또는 승화되는 휘발성 제재로 적셔져서, 그 결과 열이 주변으로부터 회수된다. 최종적으로, 하우징(33)에는 하우징(33)의 전방 측면에 위치된 탄성의 환형 접착 테이프 스트립(38)이 제공된다. 캡슐(32) 전체는 예의 명료화를 위해 도시되지 않은 저장용의 기밀 밀봉형 패키지 내에 수용된다.

이 캡슐(32)의 작동 모드는 다음과 같이 설명될 수 있다:

캡슐(32)은 그 패키지로부터 제거된 후에 관련인의 이마 위에 가압되며, 이곳에서 캡슐은 접착 스트립(38)의 영향하에서 접착된 상태로 남아 있게 된다. 그 결과, 흡수성 재료(36)가 이마와 접촉하게 된다. 개구(35)를 통해서 휘발성 제재는 각기 기화 및 승화할 수 있고, 그 결과 열이 주변으로부터 회수된다. 캡슐(32)이 각기 비교적 견고하게 사람의 이마 위에 놓여 고정되고 캡슐(32)에 2중-벽 절연 하우징(33)이 제공되기 때문에, 열은 관련인의 이마로부터 회수된다. 휘발성 제재로서, 예를 들어 나프탈렌이나 또는 장뇌(camphor)와 같은 승화성 고체 뿐만 아니라 예를 들어 에테르, 클로로포름, 에스테르 또는 저알코올과 같은 기화성 유체가 고려될 수 있다. 고체 매체의 경우에 있어서, 적절하다면 스폰지 및/또는 다공성 기부 재료(36)의 사용이 요구되지 않을 수 있다. 또한, 본 실시예에서 접촉 면적의 크기는 0.25 cm²와 5 cm²사이이다.

도7은 캡슐 부재(32)의 다른 실시예를 도시한다. 그 중공 공간(34)에, 스폰지 및/또는 다공성 기부 재료(36)에 의해 에워싸인 컨테이너(37)가 수용되어 있다. 컨테이너(37)는 휘발성 매체를 저장하기 위한 역할을 하고 외부의 기계적 영향에 의해 파손될 수 있다. 따라서, 컨테이너의 내용물은 스폰지 및/또는 다공성 기부 재료(36) 속으로 유동한다. 양호하게는, 캡슐 부재(32)의 하우징(33)은 탄성 변형가능하도록 설계되어서, 캡슐 부재(32)가 화살표 P의 방향으로 가해지는 압력의 영향 하에서 컨테이너를 강제로 개방하는 정도까지 변형될 수 있다. 또한, 캡슐 부재(32)의 내부 측면에는 기계적 압력을 캡슐 부재(32) 상에 가할 때 컨테이너(37)를 관통하는 선단을 갖는 스파이크(40) 형태의 강제 개방 요소가 제공될 수 있어서, 그 결과 컨테이너의 내용물은 적절하다면 투약 방식으로 해제된다.

따라서, 컨테이너(37)를 강제 개방하는 경우, 단지 소정의 압력만이 캡슐 부재(32)의 하우징(33) 상에 가해져야 한다. 이 경우에, 캡슐 부재(32)를 감싸는 패키징을 반드시 제공할 필요는 없고, 캡슐 부재(32)를 운송 부재 상에 접착시키는 것으로 충분하다. 틀림없이, 캡슐 부재를 내장하고, 그리고 패키지로부터 캡슐 부재를 해제시키는 데 필요한 압력이 동시에 컨테이너(37)를 강제 개방시키기에 충분하도록 설계된 패키지가 제공될 수 있다.

본 명세서에서 이러한 캡슐 부재의 전술한 실시예와 상이한 다른 설계가 첨부된 특허청구범위의 범주 내에서 가능할 수도 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 캡슐 부재에는 또한 필요하다면 열이 더욱 효율적으로 해제될 수 있는 반경방향 개구가 제공될 수도 있다.

냉각 물질로 채워진 플라스터가 제공되는 설계로 본 발명은 간단히 실현될 수 있다. 이러한 플라스터는 필요하다면 관련인에 의해서 이마에 직접적으로 가해질 수도 있다. 최종적으로, 본 발명의 방법은 또한 머리의 국부적인 위치를 특정하게 냉각시킬 수 있는 에어로졸 컨테이너를 가지고 실현될 수도 있다.

Claims (19)

1. 사람, 특히 자동차를 운전하거나 기관차 또는 비행기를 안내하는 사람이 잠드는 것을 방지하기 위한 방법에 있어서, 사람의 머리 상의 특정 위치가 냉각되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 냉각은 주변 열의 회수시 매체의 기화에 의해 또는 승화에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 냉각은 이동 기체에 의해서, 냉각 장치(32) 상에 접착함으로써, 또는 냉각 조립체(6)와 열접촉하는 판 부재(10)를 착용함으로써 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 냉각이 펠티에르 셀 또는 냉동기에 의해서 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 0.25 cm²와 5 cm²사이의 면적이 냉각되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 이동 기체 또는 판 부재(10)의 온도가 -10 ℃와 +10 ℃ 사이인 것을 특징으로 하는 방법.
7. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 신호 또는 경보는 예정된 시간 간격을 초과한 냉각 주기 후에 기동되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 전술한 항들 중 어느 한 항 또는 몇몇 항에 기술된 방법을 수행하기 위한 장치에 있어서, 냉각 집합체(6, 21) 또는 냉각제를 수용하는 폐쇄형 컨테이너를 포함하는 냉각 조립체가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제8항에 있어서, 펠티에르 셀(6, 21) 형태의 냉각 집합체가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제8항에 있어서, 주변 공기에 의해서 펠티에르 셀(6)의 더운 측면을 냉각시키는 팬(8)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제9항에 있어서, 유체 매체에 의해서 펠티에르 셀(21)의 더운 측면과 작동적으로 연결되어 있는 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제10항에 있어서, 펠티에르 셀(6)의 차가운 측면과 열접촉을 하고, 냉각될 사람의 머리 위치에 놓이도록 마련된 판 부재(10)가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제8항 또는 제9항에 있어서, 냉각 조립체(21)를 따라서 주변 공기를 안내하고 이를 조절 가능한 출구 노즐(24)에 의해서 사람의 머리를 향하여 불어주는 내부 팬(23)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제2항, 제3항 또는 제5항의 방법을 수행하기 위한 장치에 있어서, 중공 공간(34)을 한정하는 캡슐 부재(32)를 포함하고, 휘발성 매체가 이 중공 공간(34)내에 수용되는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제14항에 있어서, 휘발성 매체를 수용하게 되어 있는 다공성 및/또는 흡수성 재료(36)가 캡슐 부재(32)의 중공 공간(34)에 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 휘발성 매체를 저장하기 위한 컨테이너(37)는 캡슐 부재(32)의 중공 공간 내에 수용되고, 상기 컨테이너(37)는 외부의 기계적 영향에 의해서 강제 개방되게 되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 캡슐 부재(32)의 하우징(33)은 탄성 변형가능한 것을 특징으로 하는 장치.
18. 제16항 및 제17항에 있어서, 캡슐 부재(32)의 내부 측면에는 컨테이너(37)를 강제 개방시키기 위한 요소(40)가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
19. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 캡슐 부재(32)의 하우징은 열적으로 절연되도록 설계되고, 캡슐 부재(32)의 내부(34)로부터 열을 해제시키기 위한 적어도 하나의 개구(35)가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.