특허청습격사건
프로젝트 개요
기술개발 과제
국문 : 송풍 건조 기능을 갖는 세탁물 바구니 겸 세탁물 건조대
영문 : A Laundry Basket with Drying Rack and Fan Air Circulation Function
과제 팀명
특허청습격사건
지도교수
홍완식 교수님
개발기간
2022년 9월 ~ 2022년 12월 (총 4개월)
구성원 소개
서울시립대학교 신소재공학과 20174500** 허*수(팀장)
서울시립대학교 신소재공학과 20174500** 강*선
서울시립대학교 물리학과 20175500** 손*교
서울시립대학교 신소재공학과 20194500** 이*태
서울시립대학교 신소재공학과 20194500** 이*윤
서론
개발 과제의 개요
개발 과제 요약
해당 개발은 세탁물의 송풍 건조 기능을 갖는 세탁물 보관용 바구니 겸 세탁물 건조대의 개발을 목표로 한다 해당 개발을 통해 기존의 제품들이 가진 단점인 공간 부족을 해결함과 동시에 바구니 부에 내장되어 있는 가림막의 회전을 통한 송풍으로 세탁물의 건조를 용이하게 하는 것에 그 목적이 있다.
개발 과제의 배경
일반적으로 가정집에는 세탁물의 보관 및 건조를 위한 두 가지의 제품이 필요하다. 세탁하기 이전의 의류들을 보관하기 위한 빨래바구니, 세탁이 완료된 후 세탁물들을 건조시키기 위한 건조대가 바로 그 두 제품이다. 하지만 이 두가지의 제품을 동시에 구비하게 되면 사용자의 많은 생활 공간을 차지하게 되는 문제점이 있다. 공간만이 문제가 되는 것이 아니라 세탁물 보관용 바구니와 세탁물 건조대를 동시에 구비하는 것은 경제적으로 부담이 되기도 한다. 또한 종래의 세탁물 건조대는 송풍 건조 기능을 탑재하고 있지 않아 세탁물을 골고루 신속하게 건조할 수 없는 문제점이 있다. 그렇다고 세탁물을 효과적으로 건조하기 위해 따로 송풍기를 구비하는 것 또한 공간적으로, 경제적으로 부담이 된다.
<기존의 빨래 바구니와 건조대>
이와 같은 문제는 주로 생활 공간이 좁은 자취생들에게 특히 두드러진다. 이제 막 사회 생활을 시작하거나 대학생인 자취생들은 경제력이 부족하기 때문에 좁은 방을 선택할 수 밖에 없고, 바구니와 건조대가 동시에 생활 공간을 차지하는 것은 공간적으로도 경제적으로도 부담이 크다.
따라서 종래의 제품들의 문제점을 정리하면 다음과 같다. 종래의 세탁물 바구니는 세탁물을 보관할 수 있으나 건조대로 활용하기 부적합하고, 종래의 세탁물 건조대는 세탁물을 보관할 수 있는 기능이 없다. 따라서, 세탁물 보관용 바구니와 세탁물 건조대의 기능을 동시에 수행할 수 있으며, 추가적으로 송풍 건조 기능을 갖는 발명품이 등장한다면 위의 공간 문제를 효율적으로 해결할 수 있을 것이다.
개발 과제의 목표 및 내용
해당 개발의 목표는 3가지로 정리할 수 있다.
1. 세탁물을 효율적으로 보관할 수 있는 바구니 부
2. 바구니 부와 결합된 건조대 부
3. 세탁물의 효율적인 건조를 위한 송풍기 부
이 3가지가 동시에 한 제품에 존재하는 것을 목표로 한다.
관련 기술의 현황
관련 기술의 현황 및 분석(State of art)
1) 국내 사례
a. 빨래 건조대를 갖는 빨래 바구니 (공개번호 : 10-2015-0145961 )
해당 발명은 빨래를 모으는 바구니와 빨래를 건조시키는 건조대가 일체로 구성되어 있어서, 사용상의 편리함이 있고 보관이 용이하며, 바구니와 건조대를 각각 구비하지 않아도 되므로 바구니와 건조대를 구비하는 비용을 절감할 수 있다.
b. 빨래건조대가 구비된 이동식 다단적층식 수납바구니 (공개번호 : 1020150066388)\
해당 발명은 유아의 의류나 기저귀나 장난감 등을 다단으로 된 수납바구니에 수납하여 보관하면서 이동식으로 사용되고 이러한 수납바구니에 절첩가능한 건조대가 형성됨으로써 별도의 빨래건조대를 사용하지 않고 소량으로 발생되는 유아의 빨래를 수납바구니에서 건조시킴으로 실내의 공간활용을 목표로 하였다.
2) 해외 사례
일본 - 세탁물을 수납할 수 있는 빨래 너는 곳 (공개번호 : 01062198)
해당 발명은 간편하게 휴대가능하며, 필요시 세탁물 건조대로도 사용할 수 있는 세탁물 바구니에 관한 발명이다.
개발과제의 기대효과
기술적 기대효과
종래의 건조대는 송풍 건조 기능을 탑재하고 있지 않아 기후가 습할 경우 세탁물의 건조에 어려움을 겪었다. 따라서 이 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 세탁물의 보관용 바구니 및 세탁물 건조대의 기능을 동시에 갖는 구조의 제작과 가림막의 회전을 통한 송풍으로 세탁물을 신속하게 건조할 수 있게 하는 것에 그 목적이 있다. 또한 압축봉의 길이를 조절하여 원하는 높이에서 발명품을 사용할 수 있도록 하였다.
경제적, 사회적 기대 및 파급효과
기존에 존재하던 세탁물 보관용 바구니는 세탁물을 보관할 수는 있으나 건조대로 활용할 수는 없었다. 따라서 세탁물의 건조 및 보관을 위해서는 두 제품 모두 구비할 필요가 있었고, 이는 생활 공간의 낭비로 이어졌다. 본 발명을 통해 가구의 공간부족 문제를 해소할 수 있다.
기술개발 일정 및 추진체계
개발 일정
구성원 및 추진체계
이경태 : 전체적인 조립과 아이디어 제안 그리고 바구니 부 제작을 담당하였다.
강민선 : 전체적인 조립과 아이디어 제안 그리고 건조대 부 제작을 담당하였다.
손의교 : 전체적인 조립과 아이디어 제안 그리고 송풍기 부 제작을 담당하였다.
허민수 : 전체적인 조립과 아이디어 제안 그리고 탈부착 부 제작과 총괄을 담당하였다.
이상윤 : 전체적인 조립과 아이디어 제안 그리고 전체 도면 제작을 담당하였다.
설계
설계사양
제품의 요구사항
개념설계안
1. 바구니 부/건조대 부 설계
- 세탁물을 보관해야할 필요성이 있을 때는 건조대 부를 접어 바구니 부로 변형 가능하도록 설계한다.
- 칸막이에 의해 세탁물의 분리/보관이 가능하도록 설계한다.
- 바구니의 모서리 부에 압축봉을 설치하여 사용자의 조작에 따라 언제든지 바구니의 높이를 조절 가능하도록 설계한다.
- 건조대 부에 세탁물을 널어 건조가 가능하도록 설계한다.
- 가운데 가림막이 회전하며 만들어내는 송풍에 방해가 가지 않도록 건조대의 날 부분을 조정한다.
2. 송풍부 설계
- 가림막과 결착부 사이에 모터 구동부를 결착하여 건조 기능을 수행한다.
- 가림막을 회전시켜 세탁물의 원활한 건조가 가능하도록 설계한다.
- 가정용 220V 전원을 사용해 배터리 소진에서 자유롭고 일반 가정집에서 사용하기 용이하도록 설계한다.
- 가림막을 세탁물 바구니 부에 꽂는 부와 모터를 결착시키는 부를 동일하게 설계하여 가림막을 꽂을 수 있으면서도 모터도 꽂아넣을 수 있도록 바구니의 바닥을 설계한다.
이론적 계산 및 시뮬레이션
1) 시뮬레이션
빨래 바구니 내의 가림막은 평소 빨래를 보관할 때 색깔별로나 외출복, 활동복 등으로 구별하여 보관할 수 있는 장치가 되어준다. 그러면서도 바구니의 무게가 무겁지 않아 사용자가 바구니를 빨래방 등 외부로 옮기는 것에 큰 제약이 없어야 한다. 빨래를 마치고 난 빨래 바구니는 사용자의 선호에 맞게 네 모서리에 설치된 압축봉을 늘려 바구니 부를 빨래를 널 수 있을 정도로의 높이로 올릴 수 있으며, 4면에 연결된 날개부를 펼쳐 빨래를 널 수 있는 건조대로 사용할 수 있도록 한다. 빨래를 다 널고 난 후에는 빨래의 수분이 한 곳에 뭉쳐 빨래의 원활한 건조를 방해하는 것을 막기 위해 모터부를 빨래 바구니 밑면에 설치하여 가림막과 연결해 가림막이 회전할 수 있도록 장치한다.
2) 이론적 계산
가림막이 직각으로 서있는 것이 아닌 약간 옆으로 틀어지도록 설계하였는데, 이는 빨래가 존재하지 않는 윗부분에 가는 바람을 줄이고 최대한 빨래가 널린 양 옆으로 바람을 몰아주기 위함이었다. 따라서 이 각도를 정하기 위해 빨랫살에 휴지와 같은 가벼운 물체를 놓아두고 가장 멀리 날아가는 각도를 실험적으로 측정해 그에 반영하였다.
상세설계 내용
가. 조립도
바구니부(1)
바구니 부의 조립도는 다음과 같다. 각 바구니의 면마다 4개의 스테인리스 스틸 막대가 설치되어 빨래가 바구니 밖으로 이탈하는 것을 방지하며 가운데에는 무거운 모터박스를 빼고 가림막을 꽂을 수 있도록 장치를 해둔다. 또한 각 모서리에는 사람이 길이를 조절 가능한 압축봉을 설치하여 바구니의 낮은 높이로 인해 빨래를 걸어놓는 일에 불편함이 없도록 하였다.
바구니부(2)
4면에 모두 날개살을 설치하여 접었다 폈다 할 수 있도록 설계하였고, 송풍 부에서 불어오는 바람과 맞서지 않도록 날개 부분 살을 조정하였다. 모터박스를 결합하여 가림막이 회전하라 수 있도록 한다.
송풍부
송풍 부의 경우 위와 같은 모식도를 가진다. 맨 밑에는 바구니부에 부착하여 모터부나 가림판 부를 끼울 수 있도록 하는 수나사부를 제작하고, 모터 박스의 밑부분에는 암나사, 윗부분에는 숫나사 부를 제작한다. 따라서 바구니 밑부분-모터 박스-가림막 순으로 설치하면 송풍부가 완성된다.
나. 부품도
압축봉(1)
압축봉(2)
살
본체
날개
가림막
고정부
모터박스
-사용 모터 : WGM32-2485 DC 24V 웜기어모터 전압 24V, 전류 0.05A 이용 (정격부하기준) 160RPM, 1.7 kg cm
-사용 어댑터 : 24V 2.5A 어댑터 가정용 220V 전원을 이용 배터리 방전에서 자유로움
결과 및 평가
완료 작품의 소개
프로토타입 사진 혹은 작동 장면
포스터
관련사업비 내역서
1. 물품검사(수) 내역서
2. 물품 사진
3. 활동비 지출내역
완료작품의 평가
1. 초기 과제의 목표를 달성하였는가? 초기 과제의 목표는 1인 가구가 증가하는 현 시점에서, 빨래 바구니와 건조대를 따로 사용하여 공간을 차지하는 대신, 이 둘을 합쳐 공간의 효율성을 추구하자는 점이였다. 제작을 통해 바구니와 건조대를 결합하여서 초기 목표를 일정 부분 달성하였다. 그러나 제작을 진행하면서 크기와 같은 부분에 있어 조절이 더 필요해 보인다
2. 프로토타입이 과제를 잘 나타내는가? 프로토타입의 제작 진행 시 여유 시간이 많이 없어서, 하나의 프로토 제작만을 할 수 있었다. 이러한 과정에서 프로토타입이 과제를 어느 정도 잘 표현하였으나, 여러 수정사안에 대해 새로운 프로토타입 제작을 하지 못 하여 과제 표현에 미숙한 모습이 있었다.
3. 심미성이 좋은가? 기존 프로토타입의 경우 3D 프린팅을 통해 출력을 예상하였다. 그러나 예산 문제로 인해 중간에 재료를 목재로 변경하게 되면서 바구니부와 건조대부의 균일성이 떨어지게 되었다. 이러한 점에서 심미성이 좋다고 볼 수는 없을 것이다. 또한 모터부의 경우 직접 제작을 하게 되면서 주문 제작과 같은 것에 비해 심미성이 부족한 모습을 보여주었다.
4. 보는이가 과제를 한눈에 이해할 수 있는가? 건조대 부와 모터 부의 경우 직관적으로 이해할 수 있다. 제작한 프로토 타입을 보게 되면 그 부분에 대해선 직관적으로 생각해 볼 수 있을 것이다. 그러나 압축봉을 이용해 바구니 부의 높이를 높이는 것은 설명하기 전에는 한눈에 이해하기 힘든 점이 존재한다.
5. 조원 모두가 참여하였는가? 조원 모두가 참여하여서 캡스톤 디자인 설계를 진행하였다. 아이디어 제안에서 같이 고민하여, 제작시에는 바구니부, 모터부 등으로 나누어 설계 진행하였다.
향후계획
◇ 캡스톤 디자인 설계를 통해 발명명세서, 특허명세서 작성에 대해 알아보았으며, 아이디어 설계를 통해 실제 제작을 진행하였다. 발표가 마무리 된 후 반추하여 보면 해당 조의 발표 설계의 경우 더 조정해야 할 부분이 존재한다. 충분한 조정 과정을 거친 후 특허 신청을 진행하도록 한다.
◇ 우선 크기에 대해 생각해보기로 한다. 제작과정에 있어 제작을 하지 않고, 규격을 생각한 후 제작하였기 때문에 실생활에서 사용하기에는 규격이 맞지 않는다. 설계 목적 중 하나가 1인 가구가 늘어난 만큼 공간의 활용을 위하여 이와 같은 아이디어를 설계하였는데, 해당 프로토 타입의 경우 해당 목적을 충족하지 못한다는 단점이 존재한다. 지속적인 발전과정을 통해 이와 같은 문제를 해결해 나간다.
◇ 모터부의 경우 소형화에 대해 더 생각해본다. 현 상황에서는 모터부의 높이가 높아, 모터부와 가림막을 결착하게 되면 가림막이 바구니부의 높이보다 더 높은 부분까지 올라오는 현상이 발생한다. 모터부의 소형화를 통해 이 부분에 대해 해결하도록 한다.
◇ 압축봉의 경우 바구니를 건조대로 사용할 때, 높이를 높이기 위해 사용하였는데 현 시점에서 압축봉의 사용이 번거로운 점이 존재한다. 압축봉의 사용이 지금과 같이 불편하면 사용자들의 입장에서는 귀찮은 입장이 커져 압축봉을 사용하지 않을 수 있다. 압축봉의 사용을 편리하게 설계하는 방법, 또는 압축봉 말고 다른 방법을 사용하여 높이를 높일 수 있는 방법을 고안한다
특허 출원 내용
출원예정
