KR101213400B1

KR101213400B1 - 매트리스의 압력조절 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR101213400B1
Application number: KR1020110129271A
Authority: KR
Inventors: 최진영; 박성찬; 유영준; 김성곤; 김동진
Original assignee: 주식회사 세라젬셀루피딕
Priority date: 2011-12-05
Filing date: 2011-12-05
Publication date: 2012-12-21
Also published as: US9271578B2; EP2789577A1; JP2015500085A; JP5906323B2; CN103974895B; AU2012349135A1; AU2012349135B2; WO2013085264A1; CN103974895A; US20140047645A1; EP2789577A4; RU2581631C1

Abstract

본 발명은 구역별로 압력을 조절하여 사용자가 편안함을 느낄 수 있도록 하는 매트리스의 압력조절 방법 및 그 장치를 개시한다.
본 발명은 내부에 유체가 채워지는 밀폐된 내부 공간이 형성된 셀이 적어도 두 구역에 구비된 매트리스에 사용자가 눕기 전의 내부 압력을 측정하는 전단계와, 상기 매트리스에 사용자가 누었을 때 발생되는 상기 셀의 내부 압력 증가를 측정하는 후단계와, 상기 전단계에서 감지된 상기 셀의 내부 압력과 상기 후단계에서 감지된 상기 셀의 내부 압력의 차로인해 발생되는 압력변화값으로 상기 매트리스의 각 셀에 투입되는 유체량을 조절하는 평균압력 조절단계를 실시하는 것이다.

Description

매트리스의 압력조절 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING PRESSURE OF MATTRESS}

본 발명은 매트리스의 압력조절방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자가 매트리스에 눕기전의 압력과 누운 후의 압력변화를 감지하여 매트리스의 압력을 조절할 수 있는 매트리스의 압력조절방법 및 그 장치에 관한 것이다.

수면 장치는 매트리스, 포켓 스프링, 기저유닛(Foundation unit), 침대 프레임, 베개, 매트리스 패드, 리넨(Linen) 등의 모든 잠자리에 관련된 것들을 포함한다. 즉 일반적으로는 사람의 수면에 영향을 주는 어떠한 형태의 수면 제품을 모두 포함한다. 이러한 수면 장치는 누구에게는 적합하지만 다른 사람에게는 부적합할 수 있다. 어떤 사람에게 적합한 수면 장치는 그 사람의 신체적 속성(몸무게, 키, 인체 치수, 체중 분포)과 선호하는 수면 자세, 수면 습관 등의 많은 요소들에 의해 달라진다.

사람의 전체 수면에 영향을 미치는 가장 큰 요인은 지지력과 안락함이다.

첫째, 수면 장치는 적절한 자세 배치로 사람을 유지시킴으로써 그 사람을 지지하는 한편, 그 사람의 체중을 넓은 영역에 걸쳐 고르게 재분산함으로써 계면 압력(Interface pressure)을 완화시킨다. 예컨대, 매트리스는 그 사람의 체중에 의해 아래로 향하는 힘에 대해 내부 스프링에 의해 제공되는 저항력을 통해 지지력을 제공한다.

둘째, 수면 장치는 사람의 신체부위가 접촉되는 영역에 편안한 재료를 위치시킴으로써 사람의 신체에 안락함을 제공한다. 예컨대 딱딱한 패드(Firming pad)와 더 딱딱하고 고밀도의 폼(Form)을 내부 스프링 위에 깔아서 매트리스의 여러 가지 레벨의 딱딱함 내지는 단단함을 제공하도록 제조할 수 있다. 또한 구불구불한 폼이나 저밀도 폼 및 울, 실크 또는 캐시미어와 같은 섬유 재료 등의 부드러운 재료를 내부 스프링 위에 깔아서 매트리스를 여러 레벨의 부드러움 내지 보다 안락한 느낌을 제공하도록 제조할 수 있다.

기존에는 사용자가 앞서 설명한 수면 장치에 만족할 수 있도록 하기 위해서 부분별로 매트리스의 탄성력을 다르게 하여 안락함을 증가시킬 수 있는 방법이나, 안락함을 증가시키는 폼을 사용하였다. 그러나 이러한 종래의 방법은 사용자에게 적합한 지지력과 안락함을 제공하는데 한계가 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 에어 매트리스가 개발되었으나, 에어 매트리스 또한 부분별로 매트리스의 지지압력을 조절하더라도, 어떤 압력조합을 이루는 매트리스가 본인에게 적합한지 판단하기에 어려운 문제점이 있다.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 사용자에게 적합한 압력 조절이 가능하도록 하여 적합한 지지력과 안락함을 증가시키기 위한 매트리스의 압력조절 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 다수개의 에어포켓으로 이루어진 셀이 구역별로 서로 다른 압력을 갖도록 조절함으로써 사용자의 만족감을 향상시킬 수 있는 매트리스의 압력조절 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 밀폐된 셀이 구역별로 형성된 매트리스에 사용자가 눕기 전의 내부 압력과 누운 상태에서 증가된 내부 압력을 측정하고, 이를 바탕으로 사용자의 몸무게를 추정한 후, 전체 평균압력과 부분 압력을 조절하여 사용자의 만족감을 향상시킬 수 있는 매트리스의 압력조절 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 매트리스의 압력조절 방법은 내부에 유체가 채워지는 밀폐된 내부 공간이 형성된 셀이 적어도 두 구역에 구비된 매트리스에 사용자가 눕기 전의 내부 압력을 측정하는 전단계; 상기 매트리스에 사용자가 누었을 때 발생되는 상기 셀의 내부 압력 증가를 측정하는 후단계; 및 상기 전단계에서 감지된 상기 셀의 내부 압력과 상기 후단계에서 감지된 상기 셀의 내부 압력의 차로인해 발생되는 압력변화값로 상기 매트리스의 각 셀에 투입되는 유체량을 조절하는 평균압력 조절단계를 실시하는 것이다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 평균압력 조절단계에서는 상기 전단계와 상기 후단계에서 각 셀 별로 발생되는 압력변화값의 평균압력변화값을 구하고, 다수개의 밀폐된 에어 포켓이 각각 좁은 연결통로에 의해 연통된 구조로 이루어진 상기 셀의 내부 압력을 조절한다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 평균압력변화값은, 상기 각 셀이 밀폐된 상태에서, 사용자가 매트리스 위에 눕고, 상기 셀 별로 증가된 압력값을 합한 후, 상기 셀이 형성된 구역의 개수로 나누어 산출한다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 평균압력변화값은, 상기 전단계는 상기 각 셀이 밀폐된 상태에서 사용자가 눕기 전과 후의 내부 압력을 측정하고, 상기 후단계는 상기 각 셀이 연통된 상태에서 내부 압력을 측정한 후, 상기 후단계에서 측정된 압력값에서 상기 전단계에서 구해진 압력값을 뺀 값으로 산출한다.

삭제

또한, 보다 바람직하게는, 상기 평균압력조절단계 이후에, 각 셀중에서 일부 셀의 압력을 추가 조절하는 부분압력조절단계를 더 포함한다.

삭제

또한, 보다 바람직하게는, 상기 전단계는 상기 각 셀이 밀폐된 상태에서 사용자가 누운 후의 내부 압력을 측정하고, 상기 후단계는 상기 각 셀이 연통된 상태에서 내부 압력을 측정한 후, 상기 후단계에서 측정된 압력값에서 상기 전단계에서 구해진 압력값을 뺀 값으로 평균압력변화를 산출한 상태에서, 엉덩이 부분을 지지하는 셀의 내부 압력 값에서 사용자가 눕기전의 압력값과 평균압력변화값을 뺀 수치가 포함되는 범주에 따라 등급이 나뉘고, 상기 엉덩이 부분 압력 특성값은 해당되는 등급의 수치로 결정된다.

삭제

또한, 보다 바람직하게는, 상기 부분압력조절단계 이후에, 사용자의 요구에 따라 추가적으로 압력을 조절하는 피드백 압력조절단계를 더 포함한다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 피드백 압력조절단계는 상기 매트리스의 각 셀 전체를 일괄적으로 조절한다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 피드백 압력조절단계는 상기 매트리스에서 사용자의 어깨 부분을 지지하는 셀과 사용자의 엉덩이 부분을 지지하는 셀을 조절한다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 피드백 압력조절단계는 사용자의 음성신호를 감지하여 작동된다.

또한, 보다 바람직하게는, 추가적으로 압력을 조절한 후, 그 값을 기준으로 사용자에게 적합한 구역별 지지압력을 갖는 침대 조절을 완료하거나 조절값을 안내하는 침대 조절완료 및 조절값 안내단계를 더 포함한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예인 매트리스의 압력조절 장치는 내부에 유체가 채워지는 밀폐공간을 이루고, 사용자의 어깨와 엉덩이 부위를 각각 지지할 수 있도록 적어도 두 개의 셀이 구비된 매트리스; 상기 셀의 내부에 유체를 공급하는 유압펌프; 상기 셀에 공급되는 유체를 제어하는 밸브; 및 상기 셀 내부에 채워진 유체의 압력을 감지하는 압력센서;를 포함하여, 사용자가 상기 매트리스에 눕기 전과 후에, 각각 상기 압력센서에서 감지되는 압력을 감지하고, 그 압력차에 따라 상기 유압펌프에 의해 상기 셀에 공급되는 유체압력을 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 유압펌프와 상기 매트리스의 각 셀은 연결관에 의해 연결되고, 상기 연결관에는 상기 밸브가 설치되고, 각각의 상기 연결관과 상기 유압펌프 사이에는 댐퍼가 설치된다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 압력센서는 상기 댐퍼와 상기 유압펌프를 연결하는 공급관에 설치된다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 압력센서는 상기 매트리스의 각 셀 내부에 설치된다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 압력센서에서 측정된 압력값을 전달받고 그 압력값에 따라 상기 유압펌프의 작동을 제어하는 제어부가 더 포함된다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 제어부는 상기 밸브의 작동을 제어한다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 밸브는 개폐동작을 구동시키는 초기 구동전압과, 상기 초기 구동전압보다 낮은 유지전압을 가하여 개폐 상태를 유지시킬 수 있는 솔레노이드 밸브로 이루어진다.

또한, 보다 바람직하게는, 사용자에게 적합하도록 상기 매트리스의 각 셀 별 유체압력을 조절한 후, 각 셀별 유체압력을 사용자에게 인식시키는 디스플레이부가 더 포함되어, 사용자가 자신의 신체특성에 맞도록 셀별 압력이 조절된 침대를 선택할 수 있도록 한다.

이와 같이 본 발명에 의한 매트리스의 압력조절 방법 및 그 장치는 내부에 유체가 채워지는 내부 공간이 형성된 셀이 구비되고, 셀이 적어도 두 개 이상 형성된 매트리스에 사용자가 눕기전의 내부 압력과 누운 후 의 내부 압력을 측정하고, 그 압력변화로 사용자에게 적합한 부분별 압력을 결정함으로써, 사용자의 만족감이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 매트리스 압력조절 방법 및 그 장치는 사용자에 적합하도록 신체 각 부위별로 적합한 부분압력을 구하고, 그 부분압력을 바탕으로 사용자에게 알맞은 침대를 고를 수 있도록 도와주므로 사용자의 만족감이 향상될 수 있다.

또한 본 발명에 의한 매트리스 압력조절 방법 및 그 장치는 사용자에게 적합한 매트리스의 부분 압력을 조절한 히우에 추가적으로 압력을 조절하는 피드백 압력조절단계를 실시하여 사용자의 만족감을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명에 의한 매트리스 압력조절 방법 및 그 장치는 매트리스 위에 얹어지는 필로우탑의 특성에 따라 매트리스의 부분별 조절압력을 조절함으로써, 사용자의 만족감이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예인 매트리스 장치를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예인 매트리스 장치를 개략적으로 도시한 상태도,
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예인 매트리스 장치를 개략적으로 도시한 상태도,
도 4는 도 3에 도시된 매트리스 장치를 단면하여 도시한 단면도,
도 5는 매트리스에 사용자가 눕기 전 상태를 도시한 상태도,
도 6은 매트리스에 사용자가 누운 상태를 도시한 상태도,
도 7은 매트리스의 압력 변화를 도시한 그래프,
도 8은 매트리스 압력조절 방법을 단계별로 도시한 플로우 차트,
도 9는 본 발명의 바람직한 제3 실시예인 매트리스 장치을 도시한 상태도,
도 10은 도 9에 도시된 매트리스 압력 조절 방법을 단계별로 도시한 플로우 차트.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예인 매트리스 압력조절 방법 및 그 장치을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예인 매트리스 장치을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예인 매트리스 장치을 개략적으로 도시한 상태도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예인 매트리스 장치을 개략적으로 도시한 상태도이고, 도 4는 도 3에 도시된 매트리스 장치을 단면하여 도시한 단면도이고, 도 5는 매트리스에 사용자가 눕기 전 상태를 도시한 상태도이고, 도 6은 매트리스에 사용자가 누운 상태를 도시한 상태도이고, 도 7은 매트리스의 압력 변화를 도시한 그래프이고, 도 8은 매트리스 압력조절 방법을 단계별로 도시한 플로우 차트로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예인 매트리스 압력조절 장치은 내부에 유체가 채워지는 밀폐공간을 이루는 적어도 두 개의 셀(11)이 구비된 매트리스(10)와, 매트리스(10)에 유체를 공급하는 유압펌프(40)와, 셀(11)에 공급되는 유체를 제어하는 밸브(22)와, 셀(11) 내부에 채워진 유체의 압력을 감지하는 압력센서(23)와, 유압펌프(40)를 통해 공급되는 고압 유체가 저장되는 댐퍼(30)와, 각 셀(11)과 밸브(22)를 연결하는 연결관(20)과, 밸브(22)와 유압펌프(40)를 연결하는 공급관(21)으로 구성된다. 밸브(22)는 각각의 구역(Zone) 별로 설치된 셀(11)에 연결되는 연결관(20)에 각각 연결되도록 설치된다.

셀(11)은 별도의 밀폐된 내부 공간을 이루는 다수개의 에어 포켓(11a)과 각각의 에어 포켓(11a)을 연결하는 연결통로(11b)로 이루어진다.

압력센서(23)는 댐퍼(30)에 연결되며, 댐퍼(30)는 밸브(22)과 유압펌프(40)를 연결하는 사이에 연결되고, 그 댐퍼(30)에 압력센서(23)가 연결되는 것이 바람직하다. 또한 압력센서(23)는 댐퍼(30)에 연결되는 위치에 설치되지 않고 각각의 셀(11) 내부에 장착되는 구조로 구성될 수도 있다. 이때 압력센서(23)는 셀(11) 내부에 채워진 압력을 감지한다.

또한 압력센서(23)에서 측정된 압력값을 전달받고, 그 압력값에 따라 유압펌프(40)의 작동을 제어하는 제어부(50)가 장착된다. 또한 제어부(50)는 각각의 밸브(22)의 작동을 제어하여, 셀(11)에 공급되는 유체의 량을 조절한다.

또한 밸브(22)는 유량의 흐름을 제어하는 유량제어밸브 중 어느 것을 사용하여도 무관하나, 개폐동작을 구동시키는 초기 구동전압과, 초기 구동접압보다 낮은 유지전압을 가하여 개폐 상태를 유지시킬 수 있는 솔레노이드 밸브로 이루어지는 것이 바람직하다.

매트리스(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 일반적인 스프링 매트리스나 기타 쿠션 재질로 이루어진 매트리스(10)의 중간부의 적어도 두곳에 셀(11)이 형성된 구조로 이루어질 수 있다. 이때 각 셀(11)은 사용자의 어깨와 엉덩이 부위를 지지하는 것이 바람직하다.

또한 매트리스(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 각 구역(Zone1, Zone2, Zone3, Zone4, Zone5) 별로 다수개의 셀(11)이 설치된 구조로 형성될 수도 있다. 각 구역은 도시된 바와 같이 다섯 구역만으로 한정되지 않고 사용자의 취향에 따라 적어도 두 구역 이상의 구역으로 이루어질 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이 일측 끝단의 Zone1은 머리 부분을 지지하고, 타측 끝단의 Zone1은 발을 지지하고, Zone2는 어깨 부분을 지지하고, Zone3은 허리 부분의 오목한 부분을 지지하고, Zone4는 엉덩이 부분을 지지하고, Zone4는 다리 부분을 지지하도록 각 셀(11)이 배열된다. 구역(Zone)별로 배열되는 셀(11)의 개수를 조절할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 제1 및 제2 실시예가 작동되는 과정은 다음과 같다.

도 8에 도시된 바와 같이 매트리스의 압력조절 방법은 전단계(S1)와, 후단계(S2)와, 평균압력 조절단계(S3)와, 부분압력 조절단계(S4)와, 피드백 압력 조절단계(S5)를 순차적으로 실시하는 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이 전단계(S1)는 내부에 유체가 채워진 셀(11) 위에 사람이 눕지 않은 상태에서 내부 압력을 측정하는 단계이다. 이때, 밸브(22)는 모두 닫힌 상태를 유지한다. 셀(11)이 밀폐된 상태에서 셀(11) 내부의 압력을 측정하는 것이다. 압력센서(23)가 각 셀(11)의 내부에 장착된 경우에는 밸브(22)를 닫은 상태에서 각 압력센서(23)를 작동시켜 셀(11)의 내부 압력을 측정하는 방법이 사용되고,

압력센서(23)가 댐퍼(30)에만 연결된 경우에는 각 셀(11)에 연결되는 각각의 연결관(20)이 순차적으로 압력센서(23)와 연결될 수 있도록 밸브(22)를 작동시키면서 각 셀(11) 내부의 압력을 측정한 후, 밸브(22)를 닫는다.

전단계(S1)에서 측정된 각 구역별 압력값은 도시된 그래프와 같이 동일한 내부 압력을 갖는다.

다음으로 도 6에 도시된 바와 같이 후단계(S2)는 사용자가 매트리스(10) 위에 누운 상태에서 셀(11)의 내부 압력을 측정한다. 이때, 각 연결관(20)에 설치된 밸브(22)는 모두 닫힌 상태를 유지한다. 또한 압력센서(23)가 각 셀(11)의 내부에 장착된 경우에는 밸브(22)를 닫은 상태에서 각 압력센서(23)를 작동시켜 셀(11) 내부 압력을 측정하는 방법을 사용하고, 압력센서(23)가 한 개만 설치된 경우에는 각 구역( Zone)에 연결된 밸브(22)를 한 개씩 순차적으로 열고 구역(Zone)의 압력이 공급관(21)과 댐퍼(30)를 거쳐 압력센서(23)에 전달되면 그 압력값을 측정한 후, 열려있던 구역의 밸브(22)는 잠그고 다음 차례의 구역에 설치된 밸브(22)를 열어 모든 구역별 내부 압력(Pz1, Pz2, Pz3, Pz4, Pz5)을 측정한다.

사용자가 누운 상태에서 각 셀(11)의 내부 압력 측정이 완료되면 각 밸브(22)는 닫힌 상태를 유지한다.

다음으로 도 7에 도시된 바와 같이 평균압력 조절단계(S3)에서는 전단계(S1)에서 측정된 셀(11)의 내부 압력과 후단계(S2)에서 측정된 셀(11)의 내부 압력의 차로 인해 발생되는 압력변화값(ΔP)을 구할 수 있다. 각 구역별 압력변화값(ΔP)을 근거로 전체 평균압력변화값(ΔPave)을 구하는 방법은 다음의 두가지 방법이 있다.

첫 번째는 각 구역별로 설치된 셀(11)이 모두 밀폐된 상태에서 사용자가 매트리스(10) 위에 눕고, 셀(11)이 설치된 구역별로 증가된 압력값을 측정하고, 측정된 압력값을 모두 합한 후, 셀(11)이 설치된 구역의 개수로 나누어 산출하는 방법이다. 도 2에 도시된 바와 같이 구역이 두 곳이면 2로 나누고, 도 3에 도시된 바와같이 구역이 다섯 곳이면 5로 나누어 평균압력변화값(ΔPave)을 산출하는 방법이다.

두 번째는 전단계(S1)는 각 셀(11)이 밀폐된 상태에서 사용자가 눕기 전의 내부 압력을 측정하고, 후단계(S2)는 각 셀(11)이 밀폐된 상태의 내부압력과 밸브(22)를 모두 열어 구역별로 설치된 셀(11)을 모두 연통시킨 상태에서 내부 압력을 측정한다. 후단계(S2)에서 측정된 압력값에서 전단계(S1)에서 측정된 압력값을 뺀 값으로 평균압력변화값(ΔPave)을 산출하는 방법이다. 두 번째 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 그 이유는 셀(11)의 형상이 다수개의 에어포켓(11a)이 연결통로(11b)에 의해 연결된 구조로 이루어지기 때문에 각 에어포켓(11a)은 자체 탄성력이나 재질 특성에 따라 사용자의 몸무게에 의해 가해지는 압력에 대한 반발력을 가진다. 또한 좁은 연결통로(11b)로 연결된 다수개의 에어포켓(11a)은 사용자와 접촉되는 부위와 접촉되지 않는 부위에서도 미세한 압력차가 발생될 소지가 있다. 이 반발력의 차이와 에어포켓(11a) 별 압력차를 감안하여 전체 셀(11)을 모두 연통시킨 상태에서 전체 압력변화값을 측정하는 것이 바람직하다. 또한 여러번의 실험을 통해 두 번째 방법으로 평균압력변화값(ΔPave)을 산출하는 것이 사용자의 실제 몸무게를 산출하는데 바람직하다는 것을 알 수 있다.

산출된 평균압력변화값(ΔPave)은 다음 수식1을 통해 얻을 수 있다.

W= A + B *ΔPave + C*Cos(D*ΔPave - E)..........(수식1)

이 수식은 Genetic Algorithem을 적용하여 데이터의 최적화 함수를 찾아주는 미국 코넬대학의 프로그램의 이용해 솔루션(Solution)을 도출한 식이다. 이때, A = 1~3, B = 300~600, C = 1~4, D = 400~600, E = 1.00~4.00의 범위값을 갖는다. 바람직하게는 A=2, B=500, C=2, D=500, E=2 의 값을 갖습니다.

사용자의 몸무게(W)가 산출되면 몸무게(W)를 통해 펌리스 레벨(FL)을 구한다. 펌리스 레벨(FL)은 사용자의 몸무게를 통해 얻는 수치로서, 자신의 몸무게에 해당되는 압력값을 알수 있도록 한다.

펌리스 레벨(FL)은 다음 수식2를 통해 얻을 수 있다.

펌리스 레벨(FL)= F*W + 10.0...............................(수식2)

이때, F = 0.1~1.0 의 범위값을 갖는다. 바람직하게는 F=0.5의 값을 갖습니다. 또한 몸무게가 40kg 미만이면 펌리스 레벨(FL)은 30으로 한정하고, 몸무게가 120kg 초과이면 펌리스 레벨(FL)은 70으로 한정한다. 즉, 상기 수식2를 통해 환산할 수 있는 몸무게 범위는 40Kg 이상에서부터 120kg 이하 까지이다.

이러한 과정을 거쳐 평균압력 조절단계가 완료 된다.

다음으로 부분압력조절단계(S4)를 진행한다.

사용자의 어깨 부분을 지지하는 셀(11)의 조절압력은 전체 펌리스 레벨(FL) 값에 어깨 부분 압력 특성값(ΔPz2)을 추가로 합산하여 구하고, 사용자의 엉덩이 부분을 지지하는 셀(11)의 조절압력은 펌리스 레벨(FL) 값에 엉덩이 부분 압력 특성값(ΔPz4)을 합산하여 구한다.

이때, 어깨 부분을 지지하는 셀(11)의 내부 압력(Pz2) 값에서 사용자가 눕기전의 압력값과 평균압력변화값(ΔPave)을 모두 뺀 수치가 포함되는 범주에 따라 등급이 나뉘고, 어깨부분 압력 특성값(ΔPz2)은 해당되는 등급의 수치로 결정된다. 마찬가지로 엉덩이 부분을 지지하는 셀(11)의 내부 압력(Pz4) 값에서 사용자가 눕기전의 압력값과 평균압력변화값(ΔPave)을 모두 뺀 수치가 포함되는 범주에 따라 등급이 나뉘고, 엉덩이 부분 압력 특성값(ΔPz4)은 해당되는 등급의 수치로 결정된다.

이때 등급은 어깨나 엉덩이 부분을 지지하는 셀(11)의 내부 압력(Pz) 값에서 사용자가 눕기전의 압력값과 평균압력변화값(ΔPave)을 뺀 수치에 50을 곱한값을 구하고, 그 값이 0에서 1.5 범주에 포함될 때는 'a'로 표기하고, 그 값을 기준 값으로 한다. 또한 그 값이 기준값에서 3씩 증가되면서 등급을 나눈다. 즉 그 값이 1.5에서 4.5의 범주에 포함될때는 'b'로 표기하고, 그 값이 4.5에서 7.5의 범주에 포함될때는 'c'로 표기하고, 그 값이 7.5에서 10.5에 포함될때는 'd'로 표기하고, 10.5에서 13.5에 포함될 때는 'e'로 표기한다.

상기와 같은 과정을 통해 얻은 펌리스 레벨(FL)과 어깨 부분 압력 특성값(ΔPz2)와 엉덩이 부분 압력 특성값(ΔPz4)을 차례로 표기하여 코드화 시킨다.

이러한 코드는 예를 들어 '47bc'로 표기한다. 이때 '47'은 펌리스 레벨(FL) 값이고, 'b'는 어깨 부분 압력 특성값(ΔPz2)이고, 'c'는 엉덩이 부분 압력 특성값(ΔPz4)이다.

도 3에 도시된 바와 같이 각 구역이 어깨와 엉덩이를 지지하는 구역 이외에 머리, 허리, 다리 및 발을 지지하는 구역이 추가된 경우에는 다음과 같은 방법으로 조절한다. 발이 지지되는 구역은 보통 머리가 지지되는 구역과 동일한 값으로 설정한다.

우선, 허리 부분의 조절압력값은 상기의 펌리스 레벨(FL) 값을 그대로 사용한다.

다음, 머리와 발 부분의 조절압력은 다음의 수식3을 이용해 산출한다.

머리와 발 부분의 조절압력 = FL-(ΔPz2+ΔPz4)*(V1/(V1+V5)).....(수식3)

다음, 다리 부분의 조절압력은 다음의 수식4를 이용해 산출한다.

다리 부분의 조절압력 = FL-(ΔPz2+ΔPz4)*(V5/(V1+V5)).........(수식4)

이때, FL은 펌리스 레벨값이고, ΔPz2는 어깨부분 압력 특성값이고, ΔPz4는 엉덩이 부분 압력 특성값이고, V1은 머리와 발 부분을 지지하는 셀의 내부 체적이고, V5는 다리 부분을 지지하는 셀의 내부 체적이다.

상기와 같이 부분압력 조절단계(S4)가 완료된 이후에 추가적으로 압력을 조절할 수도 있다. 즉 매트리스(10) 위에 필로우탑이 얹어지는 경우, 얹어지는 필로우탑의 특성에 따라 수치(M)이 가감될 수 있다. 즉, 얹어지는 필로우탑의 두께가 두꺼울수록 부분압력 조절단계(S4)에서 설정된 허리부분, 머리 및 발 부분과 다리 부분의 조절압력이 낮아지는 것이 바람직하다.

상기 피드백 압력 조절단계(S5)는 다음의 두가지 방법으로 압력을 조절할 수 있다.

첫 번째 방법은 사용자가 매트리스(10) 위에 누운 상태로 각 구역별 셀(11) 전체를 일관적으로 조절하는 것이다. 즉, 사용자가 좀 더 푹신한 느낌을 원하면 각 셀(11)의 전체 압력을 단계적으로 사용자가 만족감을 느끼는 순간까지 낮추고, 만약 사용자가 좀 더 딱딱한 느낌을 원하면 각 셀(11)의 전체 압력을 단계적으로 사용자가 만족감을 느끼는 순간까지 높이는 방법이다.

두 번째 방법은 사용자가 매트리스(10) 위에 누운 상태로 사용자의 어깨 부분을 지지하는 구역과 사용자의 엉덩이 부분을 지지하는 구역에 설치된 셀(11)을 별도로 또는 함께 조절한다. 즉, 즉, 사용자가 좀 더 푹신한 느낌을 원하면 각 셀(11)의 압력을 단계적으로 사용자가 만족감을 느끼는 순간까지 낮추고, 만약 사용자가 좀 더 딱딱한 느낌을 원하면 각 셀(11)의 압력을 단계적으로 사용자가 만족감을 느끼는 순간까지 높이는 방법이다.

피드백 압력 조절단계(S5)는 사용자의 음성신호를 인식하여 작동되는 것이 바람직하다. 즉, 사용자가 매트리스(10) 위에 누운 상태로 '딱딱하게' 또는 '부드럽게'라고 말하는 음성신호에 반응하여 압력이 조절되는 장치로 이루어진다.

도 9는 본 발명의 바람직한 제3 실시예인 매트리스 장치를 도시한 상태도이고, 도 10은 도 9에 도시된 매트리스 압력 조절 방법을 단계별로 도시한 플로우 차트로서, 본 발명의 바람직한 제3 실시예인 매트리스 장치는 매트리스(10)가 내부에 설치되는 본체(60)와, 사용자가 매트리스(10)에 누운 상태로 볼 수 있도록 본체(60)의 내측 천정에 설치되는 디스플레이부(61)와, 사용자가 본인의 특성(키, 나이, 몸무게, 성별 등등)을 입력할 수 있도록 본체(60)의 일측면에 설치되는 입력부(62)와, 본체(60)의 내부 일측에 형성되는 제어부(63)와, 사용자의 음성신호를 인식하는 마이크(64)로 구성된다. 디스플레이부는 본체(60)의 내측 천정 이외에도 본체(60)의 내측 및 외측 측벽에도 설치가 가능하며, 내측 및 외측 측벽에 설치되는 디스플레이부는 사용자의 신체적 특징을 미리 입력하는 입력수단인 터치패드로서의 기능을 수행할 수도 있다.

그 외 유압펌프(40), 밸브(22), 압력센서(23), 댐퍼(30), 연결관(20) 및 매트리스를 이루는 각 구역별 셀(11)의 구성은 본 발명의 바람직한 제1 및 제2 실시예와 동일하게 구성된다.

상기와 같이 구성된 매트리스 장치는 사용자에게 맞는 매트리스를 추천해줄 수 있는 장치로서, 앞서 설명한 전단계(S1), 후단계(S2), 평균압력 조절단계(S3), 부분압력 조절단계(S4), 및 피드백 압력 조절단계(S5)를 실시한 이후에, 사용자에게 적합한 구역별 지지압력을 갖는 매트리스(10)로 이루어진 침대 조절을 완료허가나 조절값을 안내하는 침대 조절완료 및 조절값 안내단계(S6)가 추가로 실시된다.

침대 조절완료 및 조절값안내단계(S6)는 피드백 압력 조절단계(S5)를 완료하여 얻은 머리, 어깨, 허리, 엉덩이, 다리, 및 발의 부분별 조절압력을 디스플레이부(61)에 디스플레이하여 사용자가 이를 인식하고, 본인에게 맞는 침대를 선택하는데 도움을 줄 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

10 : 매트리스 11 : 셀
11a : 에어포켓 11b : 연결통로
20 : 연결관 21 : 공급관
22 : 밸브 23 : 압력센서
30 : 댐퍼 40 : 유압펌프

Claims

내부에 유체가 채워지는 밀폐된 내부 공간이 형성된 셀(11)이 적어도 두 구역에 구비된 매트리스(10)에 사용자가 눕기 전의 내부 압력을 측정하는 전단계(S1);
상기 매트리스(10)에 사용자가 누었을 때 발생되는 상기 셀(11)의 내부 압력 증가를 측정하는 후단계(S2);
상기 전단계(S1)에서 감지된 상기 셀(11)의 내부 압력과 상기 후단계(S2)에서 감지된 상기 셀(11)의 내부 압력의 차로인해 발생되는 압력변화값(ΔP)으로 상기 매트리스(10)의 각 셀(11)에 투입되는 유체량을 계산하는 평균압력 조절단계(S3); 및
각 셀(11)중에서 일부 셀(11)의 압력을 추가 조절하는 부분압력조절단계(S4); 를 실시하는 것을 특징으로 하는 매트리스의 압력조절 방법.
제 1항에 있어서, 상기 평균압력 조절단계(S3)에서는
상기 전단계(S1)와 상기 후단계(S2)에서 각 셀(11)별로 발생되는 압력변화값(ΔP)의 평균압력변화값(ΔPave)을 구하고, 다수개의 밀폐된 에어 포켓(11a)이 각각 연결통로(11b)에 의해 연통된 구조로 이루어진 상기 셀(11)의 내부 압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 매트리스 압력조절 방법.
제 2항에 있어서, 상기 평균압력변화값(ΔPave)은,
상기 후단계(S2)에서 상기 각 셀(11)이 밀폐된 상태로, 사용자가 매트리스(10) 위에 눕고, 상기 셀(11) 별로 증가된 압력값을 합한 후, 상기 셀(11)이 형성된 구역의 개수로 나누어 산출하는 것을 특징으로 하는 매트리스 압력조절 방법.
제 2항에 있어서, 상기 평균압력변화값(ΔPave)은,
상기 전단계(S1)는 상기 각 셀(11)이 연통된 상태에서 사용자가 눕기 전의 내부 압력을 측정하고, 상기 후단계(S2)는 상기 각 셀(11)이 연통된 상태에서 내부 압력을 측정한 후, 상기 후단계(S2)에서 측정된 압력값에서 상기 전단계(S1)에서 구해진 압력값을 뺀 값으로 산출하는 것을 특징으로 하는 매트리스 압력조절 방법.
제 2항에 있어서,
상기 평균압력변화값(ΔPave)으로 사용자의 몸무게(W)를 구하고자 하는 경우,
W= 2 + 500 *ΔPave + 2*Cos(500*ΔPave - 2)
의 수식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 매트리스 압력조절 방법.
제 5항에 있어서, 상기 사용자의 몸무게가 W 인 경우,
해당 사용자의 펌리스 레벨(FL)= 0.5*W + 10.0
의 수식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 매트리스 압력조절 방법.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 부분압력조절단계(S4)는,
사용자의 어깨 부분을 지지하는 셀(11)의 조절압력은 전체 펌리스 레벨값(FL)에 어깨부분 압력 특성값(ΔPz2)을 추가로 합산하고, 사용자의 엉덩이 부분을 지지하는 셀의 조절압력은 전체 펌리스 레벨값(FL)에 엉덩이부분 압력 특성값(ΔPz4)을 추가로 합산하는 것을 특징으로 하는 매트리스 압력조절 방법.
제 8항에 있어서, 상기 전단계(S1)는 상기 각 셀(11)이 연통된 상태에서 사용자가 눕기 전의 내부 압력(Pz)을 측정하고, 상기 후단계(S2)는 상기 각 셀(11)이 연통된 상태에서 내부 압력을 측정한 후, 상기 후단계(S2)에서 측정된 압력값에서 상기 전단계(S1)에서 구해진 압력값을 뺀 값으로 평균압력변화(ΔPave)를 산출한 상태에서,
어깨 부분을 지지하는 셀의 내부 압력(Pz2) 값에서 사용자가 눕기전의 압력값과 평균압력변화(ΔPave)을 뺀 수치가 포함되는 범주에 따라 등급이 나뉘고, 상기 어깨부분 압력 특성값(ΔPz2)은 해당되는 등급의 수치로 결정되는 것을 특징으로 하는 매트리스 압력조절 방법.
제 8항에 있어서, 상기 전단계는 상기 각 셀이 밀폐된 상태에서 사용자가 눕기 전의 내부 압력(Pz)을 측정하고, 상기 후단계는 상기 각 셀이 연통된 상태에서 내부 압력을 측정한 후, 상기 후단계에서 측정된 압력값에서 상기 전단계에서 구해진 압력값을 뺀 값으로 평균압력변화(ΔPave)를 산출한 상태에서,
엉덩이 부분을 지지하는 셀의 내부 압력(Pz4) 값에서 사용자가 눕기전의 압력값과 평균압력변화값(ΔPave)을 뺀 수치가 포함되는 범주에 따라 등급이 나뉘고, 상기 엉덩이 부분 압력 특성값은 해당되는 등급의 수치로 결정되는 것을 특징으로 하는 매트리스 압력조절 방법.
제 9항 또는 제 10항에 있어서, 상기 등급은
어깨나 엉덩이 부분을 지지하는 셀의 내부 압력(Pz) 값에서 사용자가 눕기전의 압력값과 평균압력변화값(ΔPave)을 뺀 수치에 50을 곱한 값이
0에서 1.5까지를 기준 구간으로 1.5에서 3씩 증가되면서 구분되는 것을 특징으로 하는 매트리스 압력조절 방법.
제 11항에 있어서,
사용자의 몸무게(W)= 2 + 500 *ΔPave + 2*Cos(500*ΔPave - 2)
의 수식에 의해 산출되고, ΔPave는 평균압력변화 값이며,
해당 사용자의 펌리스 레벨(FL)= 0.5*W + 0.1
의 수식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 매트리스 압력조절 방법.
제 12항에 있어서, 머리, 허리, 다리, 발을 지지하는 셀(11)이 추가된 경우,
상기 허리 부분의 조절압력 = FL,
머리와 발 부분의 조절압력 = FL-(ΔPz2+ΔPz4)*(V1/(V1+V5)),
다리 부분의 조절압력 = FL-(ΔPz2+ΔPz4)*(V5/(V1+V5))로 산출되고,
이때 FL은 펌리스 레벨값이고, ΔPz2는 어깨부분 압력 특성값이고, ΔPz4는 엉덩이 부분 압력 특성값이고, V1은 머리와 발 부분을 지지하는 셀의 내부 체적이고, V5는 다리 부분을 지지하는 셀(11)의 내부 체적인 것을 특징으로 하는 매트리스 압력조절 방법.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 부분압력조절단계(S4) 이후에,
사용자의 요구에 따라 추가적으로 압력을 조절하는 피드백 압력조절단계(S5)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매트리스 압력조절 방법.
제 15항에 있어서, 상기 피드백 압력조절단계는 상기 매트리스의 각 셀(11) 전체를 조절하는 것을 특징으로 하는 매트리스 압력조절 방법.
제 15항에 있어서, 상기 피드백 압력조절단계는 상기 매트리스(10)의 셀(11) 구역별로 조절하는 것을 특징으로 하는 매트리스 압력조절 방법.
제 15항에 있어서, 상기 피드백 압력조절단계는 사용자의 음성신호를 감지하여 작동되는 것을 특징으로 하는 매트리스 압력조절 방법.
제 1항에 따른 매트리스 압력조절 방법을 실시하는 매트리스의 압력조절 장치로서,
내부에 유체가 채워지는 밀폐공간을 이루고, 사용자의 어깨와 엉덩이 부위를 각각 지지할 수 있도록 적어도 두 개의 셀(11)이 구비된 매트리스(10);
상기 셀(11)의 내부에 유체를 공급하는 유압펌프(40);
상기 셀(11)에 공급되는 유체를 제어하는 밸브(22); 및
상기 셀(11) 내부에 채워진 유체의 압력을 감지하는 압력센서(23);를 포함하여,
사용자가 상기 매트리스(10)에 눕기 전과 후에, 각각 상기 압력센서(23)에서 감지되는 압력을 감지하고, 그 압력차에 따라 상기 유압펌프(40)에 의해 상기 셀(11)에 공급되는 유체압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 매트리스의 압력조절 장치.
제 19항에 있어서, 상기 유압펌프(40)와 상기 매트리스(10)의 각 셀(11)은 연결관(20)에 의해 연결되고, 상기 연결관(20)에는 흐름을 제어하는 상기 밸브(22)가 연결되고, 상기 밸브(22)와 유압펌프(40)를 연결하는 공급관(21)에는 댐퍼(30)가 연결되는 것을 특징으로 하는 매트리스 압력조절 장치.
제 20항에 있어서,
상기 압력센서(23)는 상기 댐퍼(30)에 연결되는 것을 특징으로 하는 매트리스의 압력조절 장치.
제 19항에 있어서, 상기 압력센서(23)는 상기 매트리스(10)의 각 셀(11) 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 매트리스의 압력조절 장치.
제 19항에 있어서, 상기 압력센서(23)에서 측정된 압력값을 전달받고 그 압력값에 따라 상기 유압펌프(40)의 작동을 제어하는 제어부(50)가 더 포함되고, 상기 제어부(50)는 상기 밸브(22)의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 매트리스의 압력조절 장치.
제 19항에 있어서, 상기 밸브(22)는
개폐동작을 구동시키는 초기 구동전압과, 상기 초기 구동전압보다 낮은 유지전압을 가하여 개폐 상태를 유지시킬 수 있는 솔레노이드 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 매트리스의 압력조절 장치.
제 19항에 있어서,
사용자에게 적합하도록 상기 매트리스(10)의 각 셀(11) 별 유체압력을 조절한 후, 각 셀(11) 별 유체압력을 사용자에게 인식시키는 디스플레이부(61)가 더 포함되어,
사용자가 자신의 신체특성에 맞도록 셀별 압력이 조절된 침대를 선택할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 매트리스의 압력조절 장치.