KR101944223B1

KR101944223B1 - 무소음 숙면유도 장치

Info

Publication number: KR101944223B1
Application number: KR1020180134164A
Authority: KR
Inventors: 김영순
Original assignee: 김영순
Priority date: 2018-11-05
Filing date: 2018-11-05
Publication date: 2019-04-18

Abstract

본 발명은 사용자의 족부에 제공되어, 전면이 사용자의 족부 중 족저에 접촉하고 족부의 족지의 후면을 일부 수용하여 사용자의 족부의 발목을 중심으로 반복적으로 틸팅하는 족부 핸들링 유닛; 족부 핸들링 유닛의 후면에 제공되어 족부 핸들링 유닛이 사용자의 발목을 중심으로 반복적인 틸팅력을 발생시키는 링크 유닛; 링크 유닛에 제공되어, 링크 유닛이 발생시키는 틸팅력을 위한, 회전 동력을 발생시켜 링크 유닛에 제공하는 모터 유닛; 및 사용자에 의해 임의 제어되며, 사용자의 수면 상태에 따라 모터 유닛을 제어하도록 하는 콘트롤 유닛을 포함하는 기술적 사상을 개시한다.

Description

무소음 숙면유도 장치{Apparatus for inducing deep sleep}

본 발명은 무소음의 숙면을 유도하기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 발목을 선택적으로만 관절을 중심으로 움직이도록 하여 발목을 중심으로 발의 혈액 순환을 돕고 이에 따라 발의 숙면혈 및 삼음교혈을 자극하여 사용자로 하여금 자연스럽게 깊은 잠에 빠져들 수 있도록 유도하는 무소음의 숙면유도 장치에 관한 기술분야이다.

잠이 보약이라는 말이 있다. 깊고 편안한 수면 즉, 숙면은 신체의 회복과 면역력 증진은 물론 기억력 강화를 위해서도 매우 중요한 삶의 한 요소에 해당한다.

현대인은 잦은 야근과 회식 그리고 밤에 여가를 즐기는 등의 다양한 요인으로 인해, 나이대에 권장되는 충분한 수면을 취하지 못하는 것이 현실이다.

수면 부족의 문제는 청소년기와 청년기에도 중요함은 물론인데, 수면 부족이 중년에 이르러서는 인체에 다양한 문제로 빠르게 드러나게 된다.

미국에서는 1970년 Stanford University에서 세계 최초로 수면장애센터가 설립된바 있다. 현재 수면장애와 진단 치료에서 세계적 권위자로 인정받고 있는 윌리엄 C. 디멘트 박사가 설립자다. 하지만 당시 의학계는 수면에 대해 주목하지 않았으며 수면 연구도 불필요한 연구로 여겼다고 한다.

하지만 현재 미국 내 수면 클리닉은 3000여 곳에 이를 정도로 수면에 대한 관심도는 전 세계적으로 높아졌다. 수면장애가 갖가지 사회적 문제의 원인으로 지목됐고, 고도화된 현대사회에서 충분하지 못한 수면은 일상이 됐기 때문이다.

올빼미족이라고 하는 우리나라는 수면 부족의 문제가 더욱 심각하다. ‘2015 국민건강통계’를 보면 한국인 평균 수면시간은 6.8시간이라고 한다.

권장되는 성인 수면시간은 7시간 내지 8시간인데, 이보다 적음 것이다. 물론 이는 평균치에 대한 수치이며 도심으로 가면 갈수록 그 수면 부족의 문제는 더욱 심각할 것으로 예상된다.

우리나라는 경제협력개발기구(OECD) 회원국 중에서 두 번째로 일을 많이 하고, 잠은 적게 자는 나라로 꼽힌다. 이에 하루 종일 졸리거나 머리가 멍하고 아침에 일어나기 힘들어하는 사람이 대다수다.

국민건강보험공단에 따르면 수면장애 진료인원은 2012년 35만8838명에서 2016년 49만4915명으로 크게 증가했다. 4년간 37.9%가 증가한 것이다.

수면장애는 중년시기에 더 많다고 한다.

2016년 기준 연령별로 살펴보면 50대가 19.9%로 가장 많다. 특히 40대 이상이 74.4%를 차지해 나이가 들수록 수면장애를 호소하는 환자가 많은 것으로 조사됐다. 수면장애 중에선 불면증과 수면무호흡이 약 70%를 차지한다. 대한수면학회 김성완 회장(경희대병원 이비인후과 교수)은 “나이가 들면서 자율신경계 및 호르몬 변화가 진행되면서 수면 일주기 리듬에 변화가 생겨 수면장애가 증가하게 된다.”고 말했다.

수면이 부족하면 신체 건강이 망가진다. 심근경색, 뇌졸중 등 심뇌혈관질환 위험을 높일 뿐 아니라 당뇨나 고혈압 등 만성질환 위험도 증가시킨다. 그래서 단순히 잠을 잘 못 자고 있다는 인식에서 벗어나야 한다. 특히 중년은 신체 노화가 시작되면서 여러 질환이 증가한다. 이 시기에 수면을 뒷전으로 미루면 건강을 돌보지 않겠다는 이야기와 같다. 전문가들은 각종 보양식이나 건강기능식품 등을 꼼꼼하게 챙기면서 적정한 수면시간을 확보하지 않는 것은 정말 중요한 일은 놓치고 있는 것이라고 지적한다. 부족한 잠을 먼저 채우는 일이 중년 건강의 첫걸음인 셈이다.

수면의 유도를 위한 다양한 기술적 시도는 있어왔다.

보통의 경우는 뇌파를 직접 자극하기 위한 것이거나, 상용화된 제품인 소위 엠씨스퀘어와 같은 경우는 귀에 숙면을 유도하는 음파를 발생시켜, 숙면을 유도하는 것이 대부분이었다.

이들 뇌파 직접 자극의 방식의 경우는 기타 전자기파에 대한 우려와 뇌에 외부의 에너지를 직접 가한다는 불쾌감 때문에 사용자들로 하여금 외면을 사기 일쑤다.

또한 귀에 숙면을 유발하는 음파를 발생시키는 방식은 귀에 이어폰 등을 꽂고 수면에 임해야 한다는 등의 불편함은 또 하나의 불면증의 요인으로 작용할 수 있다는 문제점이 있었다.

관련된 선행 특허문헌으로는 "수면촉진장치(특허 공개번호 제10-2000-0050013호, 이하 특허문헌1이라 한다.)"가 존재한다.

특허문헌1에 따른 발명은 복부진동 및 수면촉진장치에 관한 것으로, 케이스와 상기 케이스의 상면에서 전·후로 움직이는 발 받침대로 이루어진 운동기구로 상기케이스의 측면에 장착되고 "ㄷ"형 단면인 브라켓과 브라켓의 후면을 관통하는 중심축의 선단부에 헬리컬기어가 형성된 모터와 브라켓의 후면 내측에 장착되고, 모터와 연결된 전달 부재와 전달 부재 및 발 받침대에 연결되고, 브라켓의 내부에서 수평적으로 왕복 운동하는 작동부재 및 모터의 회전 및 시간을 제어하는 제어부를 포함하는 기술적 사상을 개시한다.

역시 관련된 선행 특허문헌으로는 "숙면기계(공개번호 제10-2015-0093302호, 이하 특허문헌 2라 한다.)"도 존재한다.

특허문헌2에 따른 발명의 숙면기계는 누구나 누워서 숙면기계의 회전발판에 발을 올려 놓고 시간타이머로 시간을 설정해 놓으면 감속모터가 회전하면서 발을 밀고 당기는 발운동으로 발신경이 하체를 거처 상체를 거처서 머리에 풍지혈을 자극해서 숙면되게 해서 피로를 풀게해서 건강한 삶이 되게 하는 기술적 사상을 개시한다.

마찬가지로 "숙면보조장치(공개번호 제10-2015-0094193호, 이하 특허문헌3이라 한다.)"도 관련된 선행 특허문헌으로서 존재한다.

특허문헌3에 따른 발명의 숙면보조장치는 누워서 숙면보조장치의 회전 발판에 발을 올려놓고 발가락으로 보턴스위치를 누루면 숙면보조장치가 발운동이 되게 해서 발신경이 하체와 상체의 몸을 거처서 머리에 있는 풍지혈을 자극해서 숙면되게 구성되는 기술적 사상을 개시한다.

또한 "수면촉진장치(등록번호 제20-0198810호, 이하 특허문헌4라 한다.)"도 관련된 선행 특허문헌으로서 존재한다.

특허문헌4에 따른 고안은 복부진동 및 수면촉진장치에 관한 것으로서, 케이스와 케이스의 상면에서 전·후로 움직이는 발 받침대로 이루어진 운동기구로 케이스의 저면에 장착되고 'ㄷ'형 단면인 브라켓와 브라켓의 후면을 관통하는 중심축의 선단부에 헬리컬기어가 형성된 모터와 브라켓의 후면 내측에 장착되고, 모터와 연결된 전달 부재와 전달 부재 및 발 받침대에 연결되고, 브라켓의 내부에서 수평적으로 왕복 운동하는 작동부재 및 모터의 회전 및 시간을 제어하는 제어부를 포함하는 기술적 사상을 개시한다.

기존에 개시된 이들 선행기술문헌들의 경우, 구동계에서 자체적으로 발생되는 소음을 차치하더라도, 회전 동력을 전달하는 과정에서 다양한 기계적인 마찰 및 진동 소음을 발생시키는 문제점 들이 있었다.

공개번호 제10-2000-0050013호 공개번호 제10-2015-0093302호 공개번호 제10-2015-0094193호 (실용신안)등록번호 제20-0198810호

본 발명에 따른 숙면유도 장치는 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다음과 같은 해결하고자 하는 과제를 제시한다.

첫째, 사용자의 숙면을 자연스럽게 유발하기 위한 장치를 제공하고자 한다.

둘째, 인체에 직접 닿으면서도 통증이나 기타 이물감이 없는 상태에서 사용자의 숙면을 유발하도록 하는 장치를 제공하고자 한다.

셋째, 사용자가 깨어있는 동안에만 작동하도록 하고 사용자가 수면에 이른 경우에는 그 작동이 자동으로 멈출 수 있도록 하는 숙면 유도 장치를 제공하고자 한다.

넷째, 숙면 유도 장치의 작동 과정에서 기타 2차적 문제 예컨대, 화재 발생과 같은 문제를 야기하지 않도록 하는 장치를 제공하고자 한다.

다섯째, 사용자의 심박 변화를 인지하여, 심박 변화의 측정을 통해 사용자가 수면에 이른 경우에는 작동이 멈추도록 하는 숙면 유도 장치를 제공하고자 한다.

여섯째, 사용자의 체온의 미세한 감지를 통해 작동이 제어될 수 있는 숙면 유도 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 숙면유도 장치는 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.

본 발명에 따른 숙면유도 장치는 사용자의 족부에 제공되어, 전면(front face)이 상기 사용자의 상기 족부 중 족저에 접촉하고 상기 족부의 족지의 후면을 일부 수용하여 상기 사용자의 족부의 발목을 중심으로 반복적으로 틸팅하는 족부 핸들링 유닛; 상기 족부 핸들링 유닛의 후면(rear face)에 제공되어 상기 족부 핸들링 유닛이 상기 사용자의 상기 발목을 중심으로 반복적인 틸팅력을 발생시키는 링크 유닛; 상기 링크 유닛에 제공되어, 상기 링크 유닛이 발생시키는 틸팅력을 위한, 상기 회전 동력을 발생시켜 상기 링크 유닛에 제공하는 모터 유닛; 및 상기 사용자에 의해 임의 제어되며, 상기 사용자의 수면 상태에 따라 상기 모터 유닛을 제어하도록 하는 콘트롤 유닛을 포함하되, 상기 링크 유닛은, 상기 모터 유닛으로부터 발생한 회전 동력을 상기 틸팅력으로 전환시 상기 모터 유닛으로부터 발생되는 소음을 억제시키는 것는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 숙면유도 장치의 상기 족부 핸들링 유닛은, 상기 족부 핸들링 유닛의 전면에 장착되어, 상기 사용자의 상기 족저에 접촉하여 상기 사용자의 체온 변화를 감지하는 체온 센서; 상기 족부 핸들링 유닛의 전면에 장착되어 상기 사용자의 상기 족저에 접촉하여 상기 사용자의 분당 심박수 변화를 감지하는 심박 센서; 및 상기 족부 핸들링 유닛의 일측에 배치되어, 상기 사용자의 호흡시 발생되는 호흡 음파를 수신하여 상기 호흡 음파의 변화를 감지하는 호흡 센서를 포함하되, 상기 콘트롤 유닛은, 상기 족부 핸들링 유닛의 틸팅 반복수를 사용자의 휴식기 평균 심박수에 해당도록 상기 모터 유닛을 제어하되, 상기 체온 센서로부터 상기 체온 변화의 정보, 상기 심박 센서로부터 상기 분당 심박수 변화의 정보 또는 상기 호흡 센서로부터 상기 호흡 음파의 변화의 정보 중 적어도 하나를 수신하여, 상기 사용자가 수면 상태인 것으로 판단되면 상기 모터 유닛의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 숙면유도 장치의 상기 족부 핸들링 유닛은, 전면을 통해 상기 사용자의 상기 족저에 접촉하여 상기 사용자의 발목을 중심으로 틸팅되는 족저 안착부; 상기 족저 안착부의 후면에 제공되어, 지면으로부터 수평하게 형성된 축을 중심으로 상기 족저 안착부를 틸팅시키는 앵클 틸팅부; 및 상기 족저 안착부의 전면 하측에 배치되어, 상기 사용자의 상기 족지의 후면의 일부를 수용하여 상기 족지의 후면을 지지하는 족지 홀딩부를 포함하며, 상기 족지 홀딩부는, C형으로 굴곡되어 상기 C형으로 형성된 양 단부가 상기 족저 안착부의 전면에 고장 부착되는 홀딩 프레임; 상기 홀딩 프레임의 외부를 커버하며, 소프트한 재질로 이루어져 상기 사용자의 상기 족지의 후면을 보호하는 쿠션; 및 상기 홀딩 프레임을 형성하는 상기 C형으로 형성된 양 단부를 상기 족저 안착부에 고정 부착하며, 상기 사용자의 상기 족지의 후면으로부터 상기 사용자의 발목 길이까지의 길이에 맞추어, 상기 사용자의 발목을 중심으로 상기 족저 안착부가 반복적인 틸팅이 이루어지도록 하는 높이 조절부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 숙면유도 장치의 상기 링크 유닛은, 상기 족부 핸들링 유닛의 후면에 제공되어, 회전 운동을 직선운동으로 변경하여 상기 직선 운동을 통해 상기 족부 핸들링 유닛을 틸팅시키는 틸팅 구동부; 상기 모터 유닛에 제공되어, 상기 모터 유닛으로부터 발생되는 회전 운동을 전달받아 회전 운동되는 구동 풀리부; 상기 구동 풀리부의 회전 운동을 전달받아 회전 운동하며, 상기 회전 운동을 상기 틸팅 구동부로 전달하는 틸팅 풀리부; 및 상기 구동 풀리부와 상기 틸팅 풀리부 사이에 제공되어, 상기 구동 풀리부의 회전비와 상기 틸팅 풀리부의 회전비를 조절하고, 상기 구동 풀리부로부터 인가되는 회전 동력을 상기 틸팅 풀리부로 전달하는 연결 풀리부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 숙면유도 장치의 상기 콘트롤 유닛은, 상기 사용자의 지압에 의해 압축되면 상기 모터 유닛이 구동되도록 하며, 상기 사용자의 지압이 해제되면 상기 압축이 해제되면서 상기 모터 유닛의 구동이 정지되도록 하여, 상기 사용자가 수면에 이르면 자동으로 상기 모터 유닛의 작동이 멈추도록 하는 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 숙면유도 장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 족저 즉, 발바닥을 안착시키고 발목을 중심으로 반복적인 틸팅 작업을 수행하는바, 발의 수면혈을 자극하여 자연스럽고 편안한 잠에 이를 수 있도록 한다.

둘째, 발목을 중심으로 발을 반복적으로 틸팅시키도록 사람의 발 크기에 맞추어 높이 조절부가 발 뒤꿈치의 후면과 발목까지의 거리에 맞게 족지 홀딩부의 부착 위치를 임의 조정가능하도록 한다.

셋째, 모터 유닛에 따른 회전 속도를 연결 풀리부가 회전비 조절을 통해 무소음으로 숙면을 유도하도록 하는 효과를 제공한다.

넷째, 사용자의 지압을 통해 사용자의 수면을 인지하고 이에 따라 모터 유닛의 작동 유무를 제어하도록 한다.

다섯째, 사용자의 호흡, 심박, 체온을 감지하여 사용자가 수면에 이르면 모터 유닛의 작동이 멈추도록 하는 효과를 제공한다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무소음 숙면 유도장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무소음 숙면 유도장치의 또 다른 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무소음 숙면 유도장치에서 고무벨트를 체인으로 장착한 것을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무소음 숙면 유도장치의 기어비가 조정된 것을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무소음 숙면 유도장치의 발판 즉, 족저 안착부가 듀얼로 나뉘어진 것을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무소음 숙면 유도장치를 실제 제작한 일 예시를 나타낸 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무소음 숙면 유도장치에 사용자의 족부를 얹은 후 사용을 테스트하는 것을 도시한 일 실시 사진이다.

본 발명에 따른 숙면유도 장치는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 무소음형 숙면유도 장치는 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이, 기본적으로 사용자 즉, 수면에 이르고자 누워 있는 사람의 족저에 접촉하고 족부를 발목을 중심으로 반복적으로 틸팅하고 수면혈을 자극함으로써 사용자로 하여금 숙면에 이르도록 하기 위한 장치에 해당한다.

도 1 내지 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 숙면유도 장치의 경우, 족부 핸들링 유닛(foot handling unit, 100), 링크 유닛(link unit, 200), 모터 유닛(motor unit, 300) 및 콘트롤 유닛(control unit, 400)을 포함할 수 있다.

먼저, 족부 핸들링 유닛(100)의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 족부의 하면에 접촉하면서, 틸팅(tilting)되면서 사용자의 수면혈을 자극하는 구성이다.

사용자가 수면을 취하기 위하여 반듯하게 누우면, 족부 핸들링 유닛(100)은 그 전면이 족부의 족저 즉 발바닥에 접촉하게 되며, 이렇게 접촉한 상태로 사용자의 족부를 발목을 중심으로 틸팅을 반복하게 된다.

이 경우, 족부 핸들링 유닛(100)은 사용자가 누웠을 때 종아리와 족부가 발목(ankle)을 중심으로 형성되는 자연스러운 앵글(angle)에 맞추어 기본 앵글이 형성되고, 이러한 기본 앵글을 형성한 상태로 사용자의 족저에 접촉하고 그 접촉을 유지하게 된다.

족부 핸들링 유닛(100)은 족부의 족저에 접촉한 상태로 그 접촉이 자연스럽게 유지되기 위해서는 족부의 족지 부분을 일정 지지하는 것이 바람직하다. 이에 따라 족부 핸들링 유닛(100)은 족부의 족지 후면을 일부 수용하여 족부의 족저가 족부 핸들링 유닛(100)으로부터 아래 방향으로 미끄러지지 않고 그 상하 위치를 유지될 수 있도록 한다.

뿐만 아니라, 사용자가 수면을 취하기 위하여 누운 상태에서 족부의 족지는 아래로 향하고 엄지 발가락 쪽은 상부를 향하도록 그 방향이 유지된 상태로 족부가 발목을 중심으로 반복적인 틸팅이 이루어져야 하는데, 이를 위하여 족지의 일부는 상술한 바와 같이, 수용된 상태로 틸팅이 이루어져야 지속적인 사용자의 수면혈을 자극하고, 이에 따라 사용자는 수면 및 숙면을 취할 수 있게 된다.

링크 유닛(200)은 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이, 족부 핸들링 유닛(100)의 후면(rear face)에 제공되어, 족부 핸들링 유닛(100)의 지속적인 틸팅작용을 위한 동력을 전달하는 매개체와 같은 역할을 수행한다.

링크 유닛(200)은 후술하게 되는 모터 유닛(300)으로부터 발생되는 회전 동력을 다양한 회전 비율을 이용하여 회전되는 속도와 회전력을 조절할 수 있도록 구성될 수 있다. 아울러 링크 유닛(200)은 상술한 바와 같은 회전 운동을 직선 반복 운동으로 바꾸어서 족부 핸들링 유닛(200)의 반복적인 틸팅 작용을 이끌어내는 역할을 한다.

모터 유닛(300)의 경우, 상술한 바와 같이 족부 핸들링 유닛(100)의 틸팅력에 관한 원천 동력을 제공하는 구성이다.

모터 유닛(300)은 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이, 족부 핸들링 유닛(100)으로부터 일정 거리 이격되어 배치되며, 모터 유닛(300)에서 발생되는 회전 동력을 통해 링크 유닛(200)으로 전달하고, 링크 유닛(200)은 모터 유닛(300)으로부터 전달받은 회전 동력을 직선 반복 운동으로 바꾸어, 직선 반복 운동을 족부 핸들링 유닛(100)으로 전달하게 되는 것이다.

모터 유닛(300)은 입력되는 전류의 세기에 따라 그 회전 속도와 회전 토크가 제어될 수 있고, 그 동작 여부에 명령 역시 후술하게 되는 콘트롤 유닛(400)으로부터 받아서 제어될 수 있다.

콘트롤 유닛(400)의 경우, 사용자에 의해 임의 제어될 수 있는 다양한 입력 수단을 구비할 수 있으며, 이러한 입력 수단에 의한 임의 제어 혹은 자동 제어를 통해 상술한 바와 같은 모터 유닛(300)을 제어하도록 한다.

콘트롤 유닛(400)은 사용자의 수면 상태 즉, 사용자가 수면에 이르렀는지 혹은 그렇지 않은지에 대한 센싱 정보를 통해 자동으로 모터 유닛(300)을 제어할 수도 있다. 센싱 정보를 입수하는 그 수단과 센싱 정보의 종류에 대해서는 후술하도록 한다.

본 발명에 따른 숙면유도 장치의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 체온 센서(140), 심박 센서(150), 호흡 센서(160)를 포함할 수 있다.

체온 센서(140)의 경우, 족부 핸들링 유닛(100)의 전면(front face)의 일측에 부착되면서, 사용자가 족부 핸들링 유닛(100)에 족저를 안착시키게 되면, 족저의 피부에 부착되어 족저의 체온을 감지하게 된다.

체온 센서(140)는 사용자의 족저로부터 인식되는 사용자 체온 정보를 감지하고 이에 대한 체온의 절대적 기준이 아닌, 체온의 변화를 감지하고 이러한 변화에 대한 정보를 콘트롤 유닛(400)으로 전달하게 된다.

체온 센서(140)는 사용자의 족저로부터 인식되는 체온 정보를 절대적 기준값을 기준으로 측정하게 되면 사용자마다 발의 두께나 수족 냉증 등으로 인해 측정되는 다양한 값에 대응할 수 없기 때문에 변화율에 대한 정보를 기준으로 측정하게 된다. 사용자는 수면에 이르지 않은 상태로부터 수면에 이른 상태에 이르게 되면 미세하지만 일정한 온도가 하락하게 되는데, 이러한 온도 하락의 정보에 대한 정보를 입수하게 되는 것이다.

심박 센서(150)의 경우, 족부 핸들링 유닛(100)의 전면(front face) 즉, 사용자의 족저에 접촉되는 부분에 제공 및 장착되어, 사용자의 족저에 접촉하여 사용자의 분당 심박수의 변화를 측정하게 된다.

심박 센서(150) 역시 사용자의 족저로부터 인식되는 사용자 심박 정보를 인식하고 이를 카운팅하게 되는데, 심박 센서(150)는 족저로부터 인식되는 사용자의 분당 심박수에 대한 정보를 절대적 기준 예컨대, 분당 A회라는 것에 기초하지 않고 그 변화율에 기초하여 사용자가 수면에 이르렀는지에 대한 심박수 변화 정보를 제공하게 된다.

심박 센서(150)가 인식하는 심박수의 절대적 정보는 사람마다 그 분당 평균 심박수는 매우 상이할 수 있다. 분당 심박수는 연령에 따라 그 심박수는 점차 변화하며, 같은 연령대에서도 체질에 따라 혹은 평소 운동 습관에 따라 그 차이가 클 수 있다. 그러나 개인마다의 차이는 있을 수 있으나 평상시의 평균 분당 심박수와 수면에 이른 평균 심박수의 변화율은 일정하게 발생되기 때문에, 심박 센서(150)는 이러한 심박수의 변화에 대한 정보를 기준으로 측정하게 되고 이엥 대한 정보를 콘트롤 유닛(400)으로 전송하게 된다.

호흡 센서(160)의 경우, 족부 핸들링 유닛(100)의 일측에 배치되어, 사용자의 호흡시 발생되는 호흡 음파를 수신하고 이에 대한 호흡 음파의 변화를 감지하게 된다.

호흡 센서(160)가 인식하고 측정하는 사용자의 호흡 음파에 대한 정보 역시 그 절대적인 기준을 통해 콘트롤 유닛(400)으로 전달하지 않고, 호흡 음파에 대한 변화율을 측정하고 이에 대한 정보를 콘트롤 유닛(400)으로 전달하게 된다.

호흡 센서(160)의 경우, 개인마다 호흡에 대한 기준 음파는 상이할 수 있기 때문에 호흡시 발생되는 음파의 절대적 기준을 가지고 사용자가 수면에 이르렀음을 판단하게 되면, 사용자의 수면 여부에 대한 판단은 큰 오류를 가질 수 있기 때문에 호흡시 발생되는 음파의 변화를 통해 사용자의 수면 상태 여부에 대한 기초 정보를 제공하게 된다.

호흡 센서(160)의 경우, 사용자가 수면 전에는 다소 불규칙적인 호흡을 발생시키게 되는데, 사용자가 수면에 이르게 되면 일정하고 깊고 다소 느린 호흡을 발생시키게 되는바, 이에 대한 호흡의 패턴의 변화를 호흡시 발생되는 호흡 음파의 변화를 통해 인지하게 된다.

체온 센서(140), 심박 센서(150), 호흡 센서(160)들로부터 사용자의 수면에 이르렀는지에 대한 기초 정보를 적어도 하나 이상을 수신한 콘트롤 유닛(400)은 모터 유닛(300)을 제어하게 된다.

보다 상세히 설명하면, 사용자가 족부를 족부 핸들링 유닛(100)에 접촉시켜 족부 핸들링 유닛(100)을 작동시키게 되면, 콘트롤 유닛(400)은 족부 핸들링 유닛(100)의 틸팅 반복수를 사용자의 휴식기의 분당 평균 심박수에 해당 되도록 모터 유닛(300)을 제어하게 된다.

이러한 틸팅 반복수는 사용자에 대한 평온한 상태에서의 평균 심박수에 대한 것을 나타내는 것으로서, 이러한 틸팅 반복수를 가짐으로써 1차적으로 사용자의 심리적 상태를 평온한 상태로 이를 수 있도록 돕는 것이다.

사용자의 연령대와 운동 조건에 따라 휴식기의 평균 심박수는 아래의 표와 같다.

콘트롤 유닛(400)의 경우, 체온 센서(140)로부터 체온 변화의 정보, 심박 센서(150)로부터 분당 심박수 변화의 정보 또는 호흡 센서(160)로부터 호흡 음파의 변화의 정보 중에서 적어도 하나의 정보를 선택적으로 수신하여, 사용자가 수면 상태에 이른 것으로 판단되면, 모터 유닛(300)의 작동을 멈추도록 한다.

본 발명에 따른 숙면유도 장치의 족부 핸들링 유닛(100)의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 족저 안착부(110), 앵클 틸팅(ankle tilting)부(120), 족지 홀딩부(130)를 포함할 수 있다.

먼저, 족저 안착부(110)의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 그 전면(front face)을 통해 사용자의 족저에 접촉하도록 하고 사용자의 발목을 중심으로 사용자의 족부를 틸팅하도록 사용자의 발목에 맞추어 반복적으로 규칙적으로 틸팅하게 된다.

앵클 틸팅부(120)의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 족저 안착부(110)의 후면에 제공되어 지면(ground)으로부터 수평하게 형성된 축을 중심으로 족저 안착부가 틸팅되도록 한다.

다만, 사용자의 족부를 틸팅하는 그 기준점이 사용자의 족부가 세워진 상태에서 그 족부의 발목 즉 앵클을 중심으로 정확히 틸팅이 이루어져야 하는바, 앵클 틸팅부(120)의 틸팅하는 수평 축은 당연히 사용자의 발목에 대응되는 위치에 놓이도록 배치되어야 한다.

이렇게 앵클 틸팅부(120)가 틸팅하는 기준 축을 사용자의 발목에 맞추도록 하는 세부적 기술적 사상은 후술하도록 한다.

졸지 홀딩부(130)의 경우, 족저 안착부(110)의 전면 하측에 배치되어, 사용자의 족지의 후면에 일부를 수용하여 족지의 후면을 지지하는 구성이다.

여기서 족지 홀딩부(130)를 보다 자세하게 설명하면, 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이, 홀딩 프레임(132), 쿠션(131) 및 높이 조절부(133)를 포함할 수 있다.

먼저, 홀딩 프레임(132)의 경우, C 형 혹은 U형 등의 굽어진 형태로 이루어져, 굽어진 양 단이 상술한 바와 같은 족저 안착부(110)의 전면에 고정 부착되는 구성이다.

홀딩 프레임(132)의 경우, 그 외부에는 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이, 그 외부 표면을 둘러싸는 쿠션(131)이 구비되는 것이 바람직하다.

쿠션(131)의 경우, 소프트한 재질로 이루어져 사용자의 족지 즉, 발뒤꿈치의 아킬레스건 방향의 후면을 보호하게 된다.

상술한 바와 같이, 사용자는 반듯하게 누운 상태가 되면 족부의 족지는 지면을 향하고 엄지발가락 쪽은 상부를 향하게 되는데, 발 바닥 즉, 족저를 홀딩 프레임(132)에 접촉시키게 된다.

이 경우, 사용자의 족부의 무게로 인하여 족지의 후면은 폴딩 프레임(132)과 일정한 압박력이 생기게 되고, 이렇게 되면 일정한 불편한 감을 가질 수 있는바, 쿠션(131)을 홀딩 프레임(132)에 입히고, 이렇게 처리된 쿠션(131)을 통해 사용자의 족지의 불쾌감을 제거할 수 있다.

높이 조절부(133)의 경우, 홀딩 프레임(132)을 형성하는 C 형 혹은 U형의 양 단부를 족저 안착부(110)에 고정부착하되, 이러한 부착의 위치를 조정함으로써, 사용자의 앵클(ankle)을 중심으로 족부의 틸팅이 원활하게 이루어지도록 하는 구성이다.

높이 조절부(133)의 경우, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 볼트와 너트가 구비되되, 홀딩 프레임(132)에 형성된 상하로의 장방향의 개구(미도시)를 통해 볼트와 너트의 조임위치가 조절될 수 있도록 한다. 높이 조절부(133)는 상술한 바와 같이 홀딩 프레임(132)의 양 단부를 고정부착하면서도, 그 볼트와 너트의 조임 및 풀림을 통해 홀딩 프레임(132)의 수직 상하 높이의 위치 조절이 가능하도록 한다.

상술한 바와 같이, 수면혈을 자극하여 사용자의 자연스러운 수면유도가 이루어지기 위해서는 사용자의 족부를 발목(ankle)을 중심으로 정확하게 반복적 틸팅이 이루어질 수 있도록 해야 하는데, 높이 조절부(133)는 사용자마다 다를 수 있는 족지의 후면으로부터 발목까지의 길이와, 홀딩 프레임(132)으로부터 틸팅되는 축까지의 거리가 매칭되도록 하는 구성에 해당하는 것이다.

본 발명에 따른 무소음의 숙면유도 장치의 링크 유닛(200)의 경우, 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이, 틸팅 구동부(210), 구동 풀리부(220), 틸팅 풀리부(230), 및 연결 풀리부(240)를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 링크 유닛(200)은 모터 유닛(300)으로부터 발생된 회전 동력을 직선 반복 운동으로 변화시켜 이를 족부 핸들링 유닛(100)으로 전달하고, 이에 따라 사용자의 족부로 하여금 발목을 중심으로 흔들어서 수면혈이 자극되도록 한다.

링크 유닛(200)의 틸팅 구동부(210)는 도 1에 도시된 바와 같이, 족부 핸들링 유닛(100)의 후면에 제공되어 회전 운동을 직선 운동으로 변경하는 구성이다.

틸팅 구동부(210)를 자세히 살펴보면, 커넥팅 로드(211), 힌지 연결(212), 크랭크 축(213)을 포함할 수 있다.

틸팅 구동부(210)는 크랭크 축(213)을 중심으로 회전되는 회전 동력을 통해, 커넥팅 로드(211)의 직선운동을 이끌어내며, 커넥팅 로드(211)의 일측에 힌지 연결(212)이 족저 안착부(11)의 후면에 제공되어 족저 안착부(110)가 앵클 틸팅부(120)를 중심으로 틸팅되도록 한다.

구동 풀리부(220)의 경우, 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이, 모터 유닛(300)에 제공되어 모터 유닛(300)으로부터 발생되는 회전 동력을 직접 받아 이를 직접 혹은 간접적으로 상술한 바와 같은 틸팅 구동부(210)에 전달하게 되는 구성이다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 구동 풀리부(220)는 후술하게 되는 연결 풀리부(240)를 통해 간접적으로 그 회전 동력을 구동 풀리부(220)로 전달하게 된다.

도 2에서는 연결 풀리부(240) 없이 구동 풀리부(220)는 틸팅 풀리부(230)로 전달하게 된다.

구동 풀리부(220)와 틸팅 풀리부(230) 사이에 연결 풀리부(240)가 매개하게 되면, 구동 풀리부(220)로부터의 회전 속도 및 회전 토크가 임의 조정될 수 있고, 구동 풀리부(220)로부터 발생되는 회전력이 직접 전달되지 않음으로 인해, 족부 핸들링 유닛(100)으로 동력 전달 과정에서 발생될 수 있는 소음 문제가 해결될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 구동 풀리부(220)와 틸팅 풀리부(230) 사이에 연결 풀리부(240)의 매개체는 고무 벨트가 아닌 체인(chain)으로 이루어질 수도 있다.

도 1 및 2에서는 이들 구동 풀리부(220)와 틸팅 풀리부(230) 사이에 연결 풀리부(240)의 매개 수단은 고무 벨트로 이루어지는데, 고무 벨트의 경우에는 소음에 강하며 회전시 발생되는 진동이 적다는 장점이 있다.

반면, 도 3과 같은 체인을 구동 풀리부(220)와 틸팅 풀리부(230) 사이에 연결 풀리부(240)의 매개 수단으로 사용하는 경우에는 풀리와 체인 사이의 슬립이 발생되지 않는 장점이 있게 된다.

연결 풀리부(240)의 경우, 상술한 바와 같이, 구동 풀리부(220)와 틸팅 풀리부(230) 사이에 제공되어 구동 풀리부(220)의 회전비와 틸팅 풀리부(220)의 회전비를 조절하고, 구동 풀리부(220)로부터 인가되는 회전 동력을 틸팅 풀리부(230)로 전달하는 구성이다.

본 발명에 따른 무소음의 숙면유도 장치의 콘트롤 유닛(400)의 경우 입력부(410)를 더 포함할 수 있다.

입력부(410)의 경우, 사용자의 지압에 의하여 압축되면 모터 유닛(300)이 구동되도록 하되, 사용자가 수면에 이르면서 지압을 자연스럽게 해제하게 되면, 모터 유닛(300)의 구동이 정지되도록 한다.

즉, 입력부(410)는 그 지압 유무에 의하여 사용자의 수면 여부를 기계적으로 측정하게 되며, 이를 통해 사용자가 수면에 이르면 지압이 해제되면서 모터 작동을 멈추게 하는 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 족부 핸들링 유닛(100)의 족저 안착부(110)는 상호 분리되어 있어서, 사용자의 족부를 상호 교차적인 틸팅을 통해 사용자의 수족혈을 교차적으로 자극하도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 사용자의 양 족부는 상호 교차적으로 틸팅되기 때문에, 일정한 방향으로 족부가 밀리거나 당겨지는 현상이 방지되고 이에 따라 사용자가 반듯이 누운 상태가 잘 유지될 수 있으며, 이렇게 되면 사용자는 심리적 안정감을 통해 더욱 더 숙면에 이를 수 있게 된다.

사용자의 양 족부의 교차적 틸팅 기능에 있어서, 사용자의 좌측 족부가 하향하고 우측 족부가 상향하는 경우에는 어느 일측 예컨대 좌측 족부의 수면혈의 흐름을 촉진시켜 우측으로 인가시키고, 반대로 사용자의 우측 족부가 하향하고 좌측 족부가 상향하는 경우, 어느 일측 예컨대, 우측 족부의 수면혈을 흐름을 촉진시켜 좌측으로 인가시켜, 수면혈의 순환을 더욱 더 좋게 하도록 하는 기능을 제공한다.

본 발명에 따른 무소음의 숙면유도 장치의 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 링크 유닛(200)에 인접하게 배치된 노이즈 분석부(171) 및 노이즈 캔슬부(172)를 더 포함할 수 있다.

노이즈 분석부(171)의 경우, 그 하위 구성을 살펴 보면, 마이크로폰(microphone)을 통하여 링크 유닛(200)과 모터 유닛(300) 등으로부터 발생되는 각종의 노이즈(noise)를 받아들이게 되며, 이러한 노이즈를 주파수 분석하게 된다.

통상적으로 숙면 유도장치에 도입된 링크 유닛(200)과 모터 유닛(300)으로부터 발생되는 통상적인 노이즈의 경우, 주파수 분석을 하면 대부분 가청주파수 대역의 20~20,000Hz(20Khz)　중 15,000Hz 부터 30,000Hz 정도에 일반적으로 분포되는 것으로 파악되었다.

여기서 통상적인 노이즈라 하면, 링크 유닛(200)과 모터 유닛(300)의 일반적인 사용 연한 내에서 사용되고, 예기치 못한 불량에 따라 발생될 수 있는 노이즈를 제외함을 의미한다. 통상적인 노이즈 외의 노이즈의 경우, 통상적인 노이즈와는 달리 그 앰플리튜드(amplitude)가 튀는 속성을 가지고 있으며, 주파수 대역은 저음의 영역에 많이 치우치는 경향이 있다. 아울러, 링크 유닛(200)과 모터 유닛(300)의 사용 연한에 가까워지거나 이를 넘어서서 사용되는 경우, 시간의 추이에 따라 이들로부터 발생되는 노이즈의 패턴은 고음에서 저음의 영역으로 확대되어 사용자의 귀를 더 자극하는 것으로 파악되었다.

노이즈 캔슬부(171)의 경우, 노이즈 분석부(171)가 상술한 바와 같은 통상적인 노이즈 즉, 15,000Hz 부터 30,000Hz 정도의 음파를 입수하게 되면, 15,000Hz 내지 20,000Hz의 카운터 시그널(counter signal) 즉, 입력되는 노이즈를 상쇄시킬 수 있도록 동일한 주파수 대역을 발생시키되 그 상(phase)은 반대의 음파를 발생시켜 발생되는 노이즈를 상쇄시킨다. 이를 위하여 입수되는 노이즈의 한 주기(period)의 1/2되는 타이밍에 유입된 노이즈와 같은 주파수의 노이즈를 발생시키도록 하는 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 링크 유닛(200)의 각 부위에는 방진 고무 패드(P)를 각각의 축의 하단에 배치하여 발생될 수 있는 진동을 상쇄시키고 이에 따라 사용자의 진동 소음에 따른 스트레스를 해소시킬 수 있도록 한다.

본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.

10: 베이스 프레임 100: 족부 핸들링 유닛
110: 족저 안착부 120: 앵클 틸팅부
121: 틸팅 바아 122: 틸팅 프레임
130: 족지 홀딩부 131: 쿠션
132: 홀딩 프레임 133: 높이조절부
140: 체온 센서 150: 심박 센서
160: 호흡 센서 171: 노이즈 분석부
172: 노이즈 캔슬부 200: 링크 유닛
210: 틸팅 구동부 211: 커넥팅 로드
212: 힌지연결 213: 크랭크 축
220: 구동 풀리부 221: 구동풀리
222: 제1축 230: 틸팅 풀리부
231: 틸팅 풀리 232: 제2축
240: 연결 풀리부 241: 다중 풀리
242: 제3축 300: 모터 유닛
400: 콘트롤 유닛 410: 입력부
420: 속도 조절부

Claims

사용자의 족부에 제공되어, 전면(front face)이 상기 사용자의 상기 족부 중 족저에 접촉하고 상기 족부의 족지의 후면을 일부 수용하여 상기 사용자의 양 족부의 발목을 중심으로 반복적으로 상호 틸팅하는 족부 핸들링 유닛;
상기 족부 핸들링 유닛의 후면(rear face)에 제공되어 상기 족부 핸들링 유닛이 상기 사용자의 상기 발목을 중심으로 반복적인 틸팅력을 발생시키는 링크 유닛;
상기 링크 유닛에 제공되어, 상기 링크 유닛이 발생시키는 틸팅력을 위한, 회전 동력을 발생시켜 상기 링크 유닛에 제공하는 모터 유닛; 및
상기 사용자에 의해 임의 제어되며, 상기 사용자의 수면 상태에 따라 상기 모터 유닛을 제어하도록 하는 콘트롤 유닛을 포함하되,
상기 링크 유닛은,
상기 모터 유닛으로부터 발생한 회전 동력을 상기 틸팅력으로 전환시 상기 모터 유닛으로부터 발생되는 소음을 억제시키며,
상기 족부 핸들링 유닛은,
상기 족부 핸들링 유닛의 전면에 장착되어, 상기 사용자의 상기 족저에 접촉하여 상기 사용자의 체온 변화를 감지하는 체온 센서;
상기 족부 핸들링 유닛의 전면에 장착되어 상기 사용자의 상기 족저에 접촉하여 상기 사용자의 분당 심박수 변화를 감지하는 심박 센서; 및
상기 족부 핸들링 유닛의 일측에 배치되어, 상기 사용자의 호흡시 발생되는 호흡 음파를 수신하여 상기 호흡 음파의 변화를 감지하는 호흡 센서를 포함하되,
상기 콘트롤 유닛은,
상기 족부 핸들링 유닛의 틸팅 반복수를 상기 사용자의 휴식기 평균 심박수에 매칭되도록 임의 설정되도록 상기 모터 유닛을 제어하되,
상기 체온 센서로부터 상기 체온 변화의 정보, 상기 심박 센서로부터 상기 분당 심박수 변화의 정보 또는 상기 호흡 센서로부터 상기 호흡 음파의 변화의 정보 중 적어도 하나를 수신하여, 상기 사용자가 수면 상태인 것으로 판단되면 상기 모터 유닛의 작동을 정지시키며,
상기 족부 핸들링 유닛은,
전면을 통해 상기 사용자의 상기 족저에 접촉하여 상기 사용자의 발목을 중심으로 틸팅되는 족저 안착부;
상기 족저 안착부의 후면에 제공되어, 지면으로부터 수평하게 형성된 축을 중심으로 상기 족저 안착부를 틸팅시키는 앵클 틸팅부; 및
상기 족저 안착부의 전면 하측에 배치되어, 상기 사용자의 상기 족지의 후면의 일부를 수용하여 상기 족지의 후면을 지지하는 족지 홀딩부를 포함하며,
상기 족지 홀딩부는,
C형으로 굴곡되어 상기 C형으로 형성된 양 단부가 상기 족저 안착부의 전면에 고장 부착되는 홀딩 프레임;
상기 홀딩 프레임의 외부를 커버하며, 소프트한 재질로 이루어져 상기 사용자의 상기 족지의 후면을 보호하는 쿠션; 및
상기 홀딩 프레임을 형성하는 상기 C형으로 형성된 양 단부를 상기 족저 안착부에 고정 부착하며, 상기 사용자의 상기 족지의 후면으로부터 상기 사용자의 발목 길이까지의 길이에 맞추어, 상기 사용자의 발목을 중심으로 상기 족저 안착부가 반복적인 틸팅이 이루어지도록 하는 높이 조절부를 포함하며,
상기 링크 유닛은,
상기 족부 핸들링 유닛의 후면에 제공되어, 회전 운동을 직선운동으로 변경하여 상기 직선 운동을 통해 상기 족부 핸들링 유닛을 틸팅시키는 틸팅 구동부;
상기 모터 유닛에 제공되어, 상기 모터 유닛으로부터 발생되는 회전 운동을 전달받아 회전 운동되는 구동 풀리부;
상기 구동 풀리부의 회전 운동을 전달받아 회전 운동하며, 상기 회전 운동을 상기 틸팅 구동부로 전달하는 틸팅 풀리부; 및
상기 구동 풀리부와 상기 틸팅 풀리부 사이에 제공되어, 상기 구동 풀리부의 회전비와 상기 틸팅 풀리부의 회전비를 조절하고, 상기 구동 풀리부로부터 인가되는 회전 동력을 상기 틸팅 풀리부로 전달하는 연결 풀리부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 숙면 유도 장치.
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 콘트롤 유닛은,
상기 사용자의 지압에 의해 압축되면 상기 모터 유닛이 구동되도록 하며, 상기 사용자의 지압이 해제되면 상기 압축이 해제되면서 상기 모터 유닛의 구동이 정지되도록 하여, 상기 사용자가 수면에 이르면 자동으로 상기 모터 유닛의 작동이 멈추도록 하는 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 숙면 유도 장치.