TWI639395B - Smart air conditioning helmet - Google Patents

Abstract

一種智慧空調安全帽，包含在其殼體內裝設一致冷裝置、一導流結構、一40a ：第一溫度傳導材料、以及一控制裝置；致冷裝置具備一致冷晶片、一熱面、及一冷面，控制裝置可對致冷晶片輸送電流使集冷器達到所需之冷度，而導流結構則使進入之空氣流經冷面進行對流式熱交換，並使降溫之冷空氣吹拂使用者的頸肩，而第一溫度傳導材料係設置於殼體之內襯層內緣，並與冷面進行熱傳導而降溫；由於本發明之導流結構無須裝設風扇，且同時應用對流及傳導的方式，讓使用者的頭、頸產生涼爽的感覺，因此本發明具有機構簡化、不吵雜、熱傳效率高、節能，以及達到智慧化空調控制的效果。

Description

智慧空調安全帽

本發明係有關一種安全帽，尤指在殼體內設有可溫控之致冷晶片，且係同時應用對流與傳導的方式，讓使用者頭部產生涼爽感覺之一種智慧空調安全帽。

按，政府為了行車安全，規定騎乘機車者必須配戴安全帽；而安全帽若要達到保護騎乘者的頭部安全，則需提升其抗撞擊性與頭部的密封性，也因此全罩式安全帽乃成為市場的主流；惟查，密封性愈高雖其安全效果越好，但在夏天高溫時，全罩式安全帽猶如一頂烤箱罩在頭頂，且由於悶熱不通風，反易使騎乘者不舒服。尤其根據醫學研究報導，人體受到高溫時許多器官就會逐漸出現異常，而安全帽悶熱不通風，易導致頭昏及注意力不集中等現象，進而影響行車安全。

再按，基於安全考量，政府倡導並鼓勵機車騎士，佩戴全罩式或3/4式安全帽，但全罩式或3/4罩式之安全帽因通風差而具有較為悶熱的缺失。為了改善全罩式或3/4罩式安全帽悶熱的缺失，過去已有甚多專利前案提出改善對策；例如圖1所示，其係引進外部空氣導入安全帽90之內襯層92，以增進通風效果；其中，該安全帽90的硬殼部91設有一風扇92及一通風道93，該通風道93設有複數個出風口94，其吸震部95對應於該出風口94設有複數個出風道96；該風扇92則可抽取外界的空氣送入通風道93內，並經由該出風口94而流入出風道96再吹入該安全帽90之內襯層92內，藉此來對該安全帽內進行散熱之動作。惟查，處在炎熱的夏日，所導入之熱空氣，根本達不到改善悶熱的效果，且其風扇所產生的噪音不但擾人更會影響行車的安全。

緣是，本發明之主要目的，係在提供一種在其殼體內設有致冷裝置，可使機車騎乘者其頭部產生20-25度c左右涼爽感覺的安全帽結構。

本發明之次一目的，係在提供一種其殼體內無需裝設風扇，而係應用對流與傳導方式傳送冷(暖)空氣，以達到機構簡化、不吵雜、節能，且熱傳效率高的安全帽結構。

本發明之又一目的，係在提供一種應用可控制電路對致冷晶片發出升降溫之指令，使其達到智慧化空調效果的安全帽結構。

本發明之再一目的，係在提供一種可供使用者自行設定，以達到所欲空調溫度之安全帽結構。

為達上述目的，本發明所採取的技術手段，包含在其殼體內裝設一致冷裝置、一導流結構、一第一溫度傳導材料、一電池裝置、以及一控制裝置；其中，該殼體具備有一外殼層、及一內襯層；該致冷裝置，則具備一致冷晶片、一熱面及一冷面，用以產生所需之冷度；該導流結構，其具備一導風孔用以引入外部空氣、及上出孔與下出孔用以導出熱空氣與冷空氣；一上流道，係設置於該導風孔連通至該上出孔，且令其通過該熱面，則進入上流道之外部空氣可與該熱面進行熱交換而將致冷晶片所產生之熱量導出殼體外；一下流道，係設置於該導風孔連通至該下出孔，且令其通過該冷面，則進入下流道之外部空氣可與該冷面進行熱交換而形成冷空氣後再導出殼體外；該第一溫度傳導材料，係設置於該內襯層之內緣，並令其與該冷面接觸，則該第一溫度傳導材料將與該冷面進行熱傳導而降溫，同時透過該內襯層讓使用者之頭部產生涼爽的感覺；該電池裝置，其具備一電池、及一連結該致冷裝置之導線，用以輸送直流電給該致冷晶片；該控制裝置，其具備一控制開關、一控制電路板、及至少一溫度感測器，該控制電路板係電性連接該電池與該致冷晶片；藉此，使用者開啟該控制開關，該控制電路板將比對設定溫度與該溫度感測器偵測之差異值，並對該致冷晶片發出升降溫之指令，則外部空氣係由該導風孔進入再流經該上流道與該下流道，並分別與該熱面及該冷面進行熱交換後自該上出孔及該下出孔流出，該第一溫度傳導材料因接觸該冷面受其熱傳導，使該內襯層達到降溫進而讓使用者的頭部感到涼爽的效果。

依據前揭特徵，本發明中該下出孔更進一步製成帶狀而設於該外殼 層之下緣，使該下流道中流經該冷面進行熱交換後之冷空氣可吹拂使用者的頸肩。

依據前揭特徵，本發明中更包括一設定裝置，其具有一輸入單元、與一顯示單元，使用者可藉由該手持操控裝置輸入設定溫度，進一步達到所欲之適溫效果。

依據前揭特徵，本發明中該外殼層之適當處設有一第一連接孔，並 設有內部線路連接該控制電路板，該設定裝置更包括一第二連接孔及一傳輸線，可供插入該第一連接孔，藉以讓使用者進行設定溫度之有線傳輸作業。

依據前揭特徵，本發明中該外殼層內設有一第一無線傳輸單元， 並設有內部線路連接該控制電路板，該設定裝置更包括一第二無線傳輸單元，藉以讓使用者進行設定溫度之無線傳輸作業。

依據前揭特徵，本發明中，更可包括一第二溫度傳導材料，係設置於該內襯層之內緣，並令其與該熱面之外緣面觸接，則該第二溫度傳導材料將與熱面進行熱傳導，將熱空氣經該上流道而由該上出孔排出。

藉助前揭特徵，本發明智慧空調安全帽具有如下之效益： (1) 本發明係於殼體內裝設致冷晶片以冷卻進入導流結構之外部空氣，而非如先前技術中只是將外部空氣導入殼體內，因此本創作中其經熱交換的冷空氣會讓騎乘者其頭部產生涼爽感覺。 (2) 本發明中進入下流道之外部空氣與冷面接觸降溫，並應用對流方式傳送冷空氣吹拂使用者的頸肩，同時第一溫度傳導材料因觸接該冷面受其熱傳導，使該內襯層達到降溫進而讓使用者的頭部感到涼爽；因此本發明之殼體內無需裝設風扇，而係應用對流與傳導方式傳送冷空氣，可達到機構簡化、不吵雜、節能且熱傳效率高的安全帽結構。 (3)本發明中之控制裝置，可比對設定溫度與溫度感測器偵測之差異值，並對致冷晶片發出升降溫之指令，使其達到智慧化空調的效果。 (4)本發明中可應用設定裝置採取有線或無線傳輸方式，由騎乘者自行設定溫度給控制裝置，則安全帽之殼體內即可達到所欲之空調溫度。

首先，請參閱圖2～3所示，為本發明智慧空調安全帽較佳實施例之結構，其係在安全帽的殼體10內裝設一致冷裝置20、一導流結構30、一第一溫度傳導材料40a、一電池裝置50、以及一控制裝置60；其中，該殼體10包含一外殼層11及一內襯層12，該外殼層11具有抗衝擊之強度，用以保護使用者之頭部，該內襯層12係貼附於使用者頭皮之上緣，可讓其配戴舒適；該致冷裝置20，包含一致冷晶片21、一熱面22及一冷面23，其係裝設於安全帽90的頂面該外殼層11與該內襯層12之間，該致冷晶片21，其內部具有複數個N型半導體和P型半導體，係為接通直流電後可快速致冷之市售元件，其致冷原理非本發明主要訴求，在此不予贅述，該熱面22與冷面23則分別組設於該致冷晶片21之上下兩側，用以積存該致冷晶片21所產生之熱溫與冷度。

該導流結構30包含一導風孔31、上出孔32、下出孔33、一上流道 34、與一下流道35；該導風孔31，係設置於該外殼層11之前部區域，用以引入安全帽90之外部空氣A0；該上出孔32與下出孔33，係分別設置於該外殼層11之後部區域，用以導出熱空氣A1及冷空氣A2，本實施例中，該上出孔32設有二個以上，用以加速其熱空氣A1之導出及提升該致冷晶片21的致冷效果，該下出孔33則進一步製成帶狀而設於該外殼層11之下緣，在一較佳實施中，該下出孔33可設於該外殼層11之前中部下緣，如此一來，送出之冷空氣A2被迎面而來的氣流往後送，具有較佳的涼爽效果，但不限定於此，該下出孔33係為多數個，其亦可同時設於該外殼層11之後部下緣。

該上流道34，係設置於該導風孔31連通至該上出孔32之外殼層11內緣，且令其通過該熱面22，則進入上流道34之外部空氣A0，可藉由對流方式與熱面22進行熱交換形成熱空氣A1，而將致冷晶片21所產生之熱量導出殼體10外；該下流道35，係設置於該導風孔31連通至該下出孔33之外殼層11內緣，且令其通過該冷面23，則進入下流道35之外部空氣A0，可藉由對流方式與冷面23進行熱交換形成冷空氣A2，而將致冷晶片21所產生之冷度吹拂使用者的頸肩；本實施例中，該外殼層11與該內襯層12之間填充有保利龍隔層13，用以隔離該上流道34與該下流道35，並阻絕其相互之熱傳導。

該第一溫度傳導材料40a，係設置於該內襯層12之內緣，並令其與該冷面23之外緣面觸接，則該第一溫度傳導材料40a將與冷面23進行熱傳導而降溫，同時透過該內襯層12讓使用者之頭部接觸到冷空氣A2產生涼爽的感覺；該供電裝置50，其具備一電池51、及一連結該控制裝置60之導線52，該電池51係設於該外殼層11與該內襯層12間之適當處，其較佳者係使用可充電式電池，當然亦可使用一般更換式電池，惟可充電式電池之充電方式，或更換式電池之結構，皆為先前技術，容不贅述。而該導線52則將透過控制裝置60輸送直流電給該致冷晶片21；該控制裝置60，其具備一控制開關61、一控制電路板62、及數個溫度感測器63，該控制電路板62係設置於該致冷裝置20之側邊，且電性連接該致冷晶片21，該數個溫度感測器63係分散設置於該內襯層12，用以感測安全帽90內的溫度，本實施例中，該控制開關61可為冷/關/暖三段式的控制開關所構成，但不限定於此。該切換開61被設置於該外殼層11之側邊下方，以方便使用者進行該控制裝置60之啟閉操作。

如圖4所示，本實施例中，更可包括一第二溫度傳導材料40b，係設置於該內襯層12之內緣，並令其與該熱面22之外緣面觸接，則該第二溫度傳導材料40b將與熱面22進行熱傳導，將熱空氣A1經該上流道34而由該上出孔32排出。因此該第二溫度傳導材料40b可以幫助該致冷裝置20有效進行散熱。

再者，前述第一、二溫度傳導材料40a、40b，係可包括由:金屬或石墨等材料所構成，該等材料為傳導溫度的優良導體，進而可以迅速且有效地將致冷裝置20所釋出的冷度及熱溫分別進行傳導至預定區域。

本實施例中，更包括一外部之設定裝置70，其具有一輸入單元71、與一顯示單元72，使用者可藉由該遙控器70輸入設定溫度，並透過該設定裝置70所配置之第二連接孔73與安全帽90設置之第一連接孔64經由傳輸線65進行有線傳輸作業；或者透過設定裝置70所配置之第二無線傳輸單元74與安全帽90設置之第一無線傳輸單元66進行無線傳輸作業。

圖5所示，為本實施例控制單元之控制方塊圖，其中，該控制電路板62係分別與該控制開關61、電池51、致冷晶片21、數個溫度感測器63、第一連接孔64、以及該第一無線傳輸單元66作電性連接，同時，該第二連接孔73與該第一連接孔64經由傳輸線65，及該第二無線傳輸單元74與該第一無線傳輸單元66經由無線傳輸進行連結；藉此，使用者開啟該控制開關61，該控制電路板62將比對使用者透過設定裝置70所設定之溫度，其與該數個溫度感測器63偵測之差異值，並對該致冷晶片21發出升降溫之指令，即該控制電路板62控制該電池51的電力係通電或中斷給該致冷晶片21，則外部空氣A0將由該導流結構30進入，並分別與該熱面22及該冷面23進行熱交換後形成熱空氣A1與冷空氣A2再流出，且該第一溫度傳導材料40a因觸接該冷面23受其熱傳導，達到降溫進而讓使用者的頭部感到涼爽的效果。本實施例中，該設定裝置70可由一遙控器或智慧型手機所構成，因此該設定裝置70除了可作為控制開關外，亦可作為設定溫度以及顯示電池容量等功能。

本發明係於殼體10內裝設致冷晶片21以冷卻進入導流結構30之外部空氣A0，因此本創作中其經熱交換的冷空氣A2會讓騎乘者其頭部產生涼爽感覺。次者，本發明中進入下流道35之外部空氣A0與冷面23接觸降溫，並應用對流方式傳送冷空氣A2吹拂使用者的頸肩，同時第一溫度傳導材料40a因觸接該冷面23受其熱傳導，使該內襯層12達到降溫進而讓使用者的頭部感到涼爽；因此本發明之殼體10內無需裝設風扇，而係應用對流與傳導方式傳送冷空氣A2，可達到機構簡化、不吵雜、且熱傳效率高的安全帽結構。更由於，安全帽內適合的溫度約在20-25度c左右，加上因此本發明係應用對流與傳導方式傳送冷空氣A2而無需裝設風扇，因此該致冷晶片21的尺寸不需很大，所以耗電量很小，故無論是使用充電電池或可更換電池，皆可實施，更具有節能之功效增進。

又者，本發明中之控制裝置60，可比對設定溫度與數個溫度感測器63偵測之差異值，並對致冷晶片21發出升降溫之指令，使其達到智慧化控溫的效果。再者，本發明中可應用設定裝置70採取有線或無線傳輸方式，由騎乘者自行設定溫度給控制裝置60，則安全帽90之殼體10內即可達到所欲之溫度。

綜上所述，本發明所揭示之技術手段，確具「新穎性」、「進步性」及「可供產業利用」等發明專利要件，祈請 鈞局惠賜專利，以勵發明，無任德感。

惟，上述所揭露之圖式、說明，僅為本發明之較佳實施例，其致冷裝置之內側面為冷面，外側面為熱面，但不限定於此，例如將正向電流改為反向電流，則該致冷裝置20之內側面將變為熱面，外側面為冷面，使其成為保暖安全帽。是以，大凡熟悉此項技藝人士，依本案精神範疇所作之修飾或等效變化，仍應包括在本案申請專利範圍內。

10‧‧‧殼體

11‧‧‧外殼層

12‧‧‧內襯層

13‧‧‧保利龍隔層

20‧‧‧致冷裝置

21‧‧‧致冷晶片

22‧‧‧熱面

23‧‧‧冷面

30‧‧‧導流結構

31‧‧‧導風孔

32‧‧‧上出孔

33‧‧‧下出孔

34‧‧‧上流道

35‧‧‧下流道

40a‧‧‧第一溫度傳導材料

40b‧‧‧第二溫度傳導材料

50‧‧‧供電裝置

51‧‧‧電池

52‧‧‧導線

60‧‧‧控制裝置

61‧‧‧控制開關

62‧‧‧控制電路板

63‧‧‧溫度感測器

64‧‧‧第一連接孔

65‧‧‧傳輸線

66‧‧‧第一無線傳輸單元

70‧‧‧設定裝置

71‧‧‧輸入單元

72‧‧‧顯示單元

73‧‧‧第二連接孔

74‧‧‧第二無線傳輸單元

90‧‧‧安全帽

A0‧‧‧外部空氣

A1‧‧‧熱空氣

A2‧‧‧冷空氣

圖1：係習用通風安全帽之結構剖視圖。 圖2：係本發明較佳實施例之結構外觀圖。 圖3：係本發明較佳實施例之結構剖視圖。 圖4：係本發明較佳實施例之局部放大圖。 圖5：係本發明中控制單元之控制方塊圖。

Claims (6)

1. 一種智慧空調安全帽，包含有： 一殼體，其具備有一抗衝擊之外殼層、及一可貼附於頭皮上緣之內襯層； 一致冷裝置，其具備一致冷晶片、一熱面、及一冷面，係裝設於該外殼層與該內襯層之間； 一導流結構，其具備一導風孔、一上流道、一下流道、上出孔、及下出孔，該導風孔係設置於該外殼層之前部區域，該上出孔與該下出孔則分別設置於該外殼層之後部區域，該上流道係設置於該導風孔連通至該上出孔之外殼層內緣，且令其通過該熱面，該下流道係設置於該導風孔連通至該下出孔之外殼層內緣，且令其通過該冷面； 一第一溫度傳導材料，係設置於該內襯層之內緣，並令其與該冷面之外緣面接觸； 一供電裝置，係設置於該外殼層與該內襯層間之適當處，其具備一電池、及一導線；以及 一控制裝置，其具備一控制開關、一控制電路板、及至少一溫度感測器，係裝設於該致冷裝置側邊，且電性連接該電池與該致冷晶片； 藉此，使用者開啟該控制開關，該控制電路板將比對設定溫度與該溫度感測器偵測之差異值，並對該致冷晶片發出升降溫之指令，則外部空氣係由該導風孔進入流經該上流道與該下流道，並分別與該熱面及該冷面進行熱交換後形成熱空氣與冷空氣再自該上出孔及該下出孔流出，該第一溫度傳導材料因觸接該冷面受其熱傳導，使該內襯層達到降溫進而讓使用者的頭部感到涼爽的效果。
2. 如申請專利範圍第1項所述之智慧空調安全帽，其中，該下出孔更進一步製成帶狀而設於該外殼層之下緣，使該下流道中流經該冷面進行熱交換後之冷空氣吹拂使用者的頸肩。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之智慧空調安全帽，其中，更包括一設定裝置，其具有一輸入單元、與一顯示單元，使用者可藉由該設定裝置輸入設定溫度，進一步達到所欲之適溫效果。
4. 如申請專利範圍第3項所述之智慧空調安全帽，其中，該外殼層之適當處設有一第一連接孔，並設有內部線路連接該控制電路板，該設定裝置更包括一第二連接孔與一傳輸線，可供插入該第一連接孔，藉以讓使用者進行設定溫度之有線傳輸作業。
5. 如申請專利範圍第3項所述之智慧空調安全帽，其中，該外殼層內設有一第一無線傳輸單元，並設有內部線路連接該控制電路板，該設定裝置更包括一第二無線傳輸單元，藉以讓使用者進行設定溫度之無線傳輸作業。
6. 如申請專利範圍第1項所述之智慧空調安全帽，其中，更可包括一第二溫度傳導材料，係設置於該內襯層之內緣，並令其與該熱面之外緣面觸接，則該第二溫度傳導材料將與熱面進行熱傳導，將熱空氣經該上流道而由該上出孔排出。