KR102195878B1 - 기능성 프레임을 구비한 송풍 기반의 침대 매트리스 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 기능성 프레임을 구비한 송풍 기반의 침대 매트리스는, 팬과, 상기 팬의 구동을 제어하는 구동부를 구비한 송풍장치; 상기 송풍장치를 수용하는 수용부와, 상기 수용부에서 일정 길이와 패턴을 가진 상태로 상면으로부터 함입 연장되어 상기 송풍장치를 통해 유입된 공기의 이동경로를 제공하는 송풍로를 구비한 매트리스 본체; 복수의 관통공을 구비한 것으로서, 상기 매트리스 본체의 상면을 이루는 상기 송풍로의 상부 공간을 채우는 실링 패널과, 상기 실링 패널의 저면에서 상기 송풍로의 바닥면까지 연장된 레그를 포함한 기능성 프레임;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기능성 프레임을 구비한 송풍 기반의 침대 매트리스에 의하면, 송풍로가 매트리스 본체 내에 형성되어도 편리하게 청소할 수 있으면서 기능성 프레임에 의해 송풍로 발생으로 인한 사용자의 하중으로 매트리스 상면이 중력 방향으로 꺼지는 문제를 방지할 수 있는 효과를 가진다.

Description

기능성 프레임을 구비한 송풍 기반의 침대 매트리스{BLOWN BED MATTRESS WITH FUNCTIONAL FRAME}

본 발명은 기능성 프레임을 구비한 송풍 기반의 침대 매트리스에 관한 것으로서, 보다 상세히는 상온 또는 따스한 온도를 가진 공기를 송풍하는 기능을 제공하되 공기를 이동시키는 송풍로가 매트리스 상면에서부터 개방된 상태에서 내부로 함입된 구조를 가져 관리 및 청소의 편의성을 갖춤과 동시에 개방된 송풍로 주변이 사용자의 하중으로 하부로 꺼지는 문제를 방지하기 위한 기능성 프레임을 구비한 침대 매트리스에 관한 것이다.

침대 매트리스는 일반적으로 일정 두께를 가진 육면체로 이루어진 상태에서 내장재와 이 내장재를 감싸는 커버로 이루어져 있다.

이 내장재는 침대 매트리스의 주요 기능, 즉 사용자의 취침 시 안락감을 위한 쿠션 기능 및 통풍 기능을 제공하는 다양한 기능을 제공한다.

과거에는 이 내장재로서 스폰지와 같은 다공성 발포체가 자주 이용되었으나 현재에는 라텍스폼, 메모리폼과 같은 기능성 쿠션재가 사용되는 것은 물론 형상 유지를 위하여 일정 간격을 두고 복수 개의 스프링이 장착되어 있을 뿐 아니라 서로 다른 재질로 이루어지거나 혼합된 복층 구조로 이루어진 다양한 제품이 출시되고 있다.

이러한 매트리스는 사용자의 취침 시간, 예를 들어 하루의 1/3에 해당되는 적지 않은 시간동안 사용자의 신체와 직접적인 접촉을 하는 특성으로 다른 어떠한 가구보다 다양한 부가적인 기능이 추가된 기능성 제품이 출시되고 있는 상황이다.

예를 들어, 앞에서 잠시 언급한 메모리폼과 같은 재질적 특성에 기인한 기능은 물론 온풍을 토출하여 보온 기능을 제공하는 구조적 기능을 가진 침대 매트리스가 출시된 상태이다.

이같이 송풍에 의한 보온 기능을 제공하는 침대 매트리스에 대한 선행기술로서, 한국 특허 제 2113116호인 송풍장치 및 이를 포함하는 매트리스가 게시되어 있다.

이 선행기술은 매트리스 본체의 일측에 마련된 설치부에 착탈 가능하게 설치되는 송풍 모듈 본체, 상기 송풍 모듈 본체의 내부에 구비되고, 상기 매트리스 본체의 외부 공기를 흡입한 후 상기 매트리스 본체 내부로 유동시키는 송풍팬, 상기 송풍팬의 토출부에 연결되고, 상기 송풍팬으로부터 토출되는 토출 공기를 상기 매트리스 본체 내부로 유동 안내하도록 토출단이 상기 송풍 모듈의 본체 외부로 돌출되게 형성된 가이드 덕트 및 상기 가이드 덕트의 토출단에 착탈 가능하게 구비되고, 상기 가이드 덕트를 통해 유동되는 토출 공기로 향 또는 항균 성분을 기화시켜 공급하는 카트리지 모듈을 포함하고, 상기 카트리지 모듈은, 상기 송풍 모듈 본체의 외부로 돌출된 상기 가이드 덕트의 토출단 내부 일부가 절개되게 형성된 카트리지 설치부에 삽입 안착 방식으로 착탈 결합됨으로써, 사용자의 편의성을 향상시키는 이점을 제공한다고 설명되어 있다.

그런데 이 기술에서 매트리스 내부에 형성된 관통로를 통해 송풍 공기가 이동된 다음 이 관통로에서 미세 구멍을 통해 매트리스 상면으로 이동되는데 이 경우 관통로에 이물질이 끼었을 때 관통로를 쉽사리 청소하기 어렵다는 문제가 따른다. 이를 해결하기 위해 관통로가 매트리스 상면으로 개방되도록, 즉 매트리스 상면에서 관통로가 함입되도록 하여 매트리스 상면에서 관통로를 청소하도록 할 수 있으나 매트리스 상면으로 개방된 관통로에 의해 사용자의 하중으로 관통로 주변의 매트리스 상면이 하방으로 꺼지는 문제가 발생하여 취침 시 이물감을 유발하는 단점이 존재할 수 있다.

따라서, 매트리스 상면 방향으로 개방된 송풍로를 통해 편리하게 청소할 수 있는 환경을 갖추되 이 송풍로로 인해 매트리스 상면의 꺼짐 문제가 발생되지 않도록 하는 수단을 강구할 필요가 대두되는 실정이다.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 송풍 기능을 제공하는 매트리스에서 매트리스 상면으로 개방된 송풍로를 통해 청소의 용이성을 확보함과 동시에 송풍로에 통풍 기능을 하는 기능성 프레임을 삽입함으로써 사용자의 하중으로 꺼짐 문제가 발생되는 것을 방지하는 침대 매트리스를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 기능성 프레임을 실링 패널과 이를 지지하도록 기립 연장된 레그로 구성하여 안정적으로 꺼짐 문제를 방지하도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 레그의 다양한 구조를 제시함과 동시에 레그 하단에 지지부를 추가로 구비하여 지지 기능에 더하여 충격 완화 등의 다양한 기능을 부가하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은 기능성 프레임에 다양한 부가 기능을 겸비하여 침대 매트리스의 활용성을 극대화하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 기능성 프레임을 구비한 송풍 기반의 침대 매트리스는, 팬과, 상기 팬의 구동을 제어하는 구동부를 구비한 송풍장치; 상기 송풍장치를 수용하는 수용부와, 상기 수용부에서 일정 길이와 패턴을 가진 상태로 상면으로부터 함입 연장되어 상기 송풍장치를 통해 유입된 공기의 이동경로를 제공하는 송풍로를 구비한 매트리스 본체; 복수의 관통공을 구비한 것으로서, 상기 매트리스 본체의 상면을 이루는 상기 송풍로의 상부 공간을 채우는 실링 패널과, 상기 실링 패널의 저면에서 상기 송풍로의 바닥면까지 연장된 레그를 포함한 기능성 프레임;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 레그는, 상기 실링 패널의 저면에서 일정 간격으로 이격된 상태에서 상기 송풍로의 바닥면까지 연장된 2개의 기립부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 레그는, 상기 기립부를 잇는 것으로서, 복수 개의 관통공을 구비한 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 기능성 프레임을 구비한 송풍 기반의 침대 매트리스에 의하면,

1) 송풍로가 매트리스 본체 내에 형성되어도 편리하게 청소할 수 있으면서 기능성 프레임에 의해 송풍로 발생으로 인한 사용자의 하중으로 매트리스 상면이 중력 방향으로 꺼지는 문제를 방지할 수 있고,

2) 기능성 프레임을 실링 패널과 레그로 구체화하여 안정적인 꺼짐 방지 기능을 제공할 수 있으며,

3) 레그의 다양한 구조에 의해 매트리스 상면으로부터 제공되는 충격을 흡수하거나 분산할 수 있을 뿐 아니라,

4) 살균, 압력 측정, 제습, 공기청정 등의 다양한 부가 기능을 기능성 프레임에 부가하여 매트리스를 보다 편리하고 유익하게 사용할 수 있도록 하는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 침대 매트리스의 개략적인 구조를 도시한 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 기능성 프레임의 다양한 실시예를 도시한 종단면도.
도 3은 본 발명의 기능성 프레임에 지지부를 추가로 구비한 다양한 실시예를 도시한 종단면도.
도 4는 기능성 프레임에 힌지가 장착된 실시예를 도시한 개념도.
도 5는 송풍 장치 및 기능성 프레임의 세부 구성을 도시한 블록도.
도 6은 실링 패널의 적층 구조를 도시한 단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 침대 매트리스의 개략적인 구조를 도시한 분해 사시도이다.

우선, 본 발명의 침대 매트리스는 공지의 침대에 장착되거나 취침을 위해 바닥에 깔아 독립적으로 사용될 수 있는 것으로서, 잘 알려진 사실과 같이 공지의 침대는 매트리스와 이 매트리스가 장착되는 프레임으로 이루어져 있다.

일반적인 매트리스는 라텍스 등의 쿠션 재질로 이루어진 상태에서 내부에 스프링을 구비하는데, 본 발명에서는 이 매트리스를 매트리스 본체(10)로 명명한다.

본 발명에서는 매트리스 본체(10)의 윗면을 상면이라 하고, 이 상면에서 하방으로 진입되는 방향을 내측 방향이라 정의한다.

본 발명의 매트리스 본체(10)는 공지의 매트리스와 달리 송풍장치(100)를 비롯하여 이 송풍장치(100)에 관련된 여러 세부 구성을 포함하는데 이에 대해 도 1을 참조하여 자세히 설명한다.

우선 송풍장치(100)는 도 1을 보아 알 수 있듯이 매트리스 본체(100)의 일 측에 장착된 것으로서, 그 외관은 육면체의 하우징으로 이루어져 있다. 물론, 하우징은 육면체 이외의 다양한 입체 구조로 이루어지는 것이 가능하다.

이러한 하우징을 매트리스 본체(100)에 장착하기 위하여 매트리스 본체(100)의 일 측에는 이 하우징, 즉 송풍장치(100)가 장착되기 위한 공간인 수용부(20)가 형성된다. 수용부(20)는 매트리스 본체(100)의 일 측에 형성된 스페이스와 같은 공간을 의미한다. 이때, 도면에 도시되어 있지는 않으나 프레임을 포함한 침대에서 이러한 수용부(20)에 송풍장치(100)가 장착된 경우 외부에서 이 송풍장치(100)를 육안으로 확인하면서 조작할 수 있도록 송풍장치(100)가 장착된 수용부(20)에 대응하는 침대의 프레임 측면에도 개방된 공간이 형성되는 것이 가능하다.

송풍장치(100)는 상술한 하우징 내에 적어도 하나의 팬(110)과 구동부(130)를 포함한다.

팬(110)은 외부 공기를 매트리스 본체(10)의 내부, 즉 송풍로(30)로 유입시키는 송풍 기능을 수행한다. 이 팬(110)은 매트리스 본체(10) 및 송풍로(30)의 체적이 클 경우 하우징 내에서 복수 개로 장착되는 것도 가능하다.

구동부(130)는 상술한 팬(110)의 ON/OFF 구동 제어는 물론 바람의 세기를 조절하는 기능을 수행하는 것으로서, 중앙처리장치가 장착된 기판과 같은 하드웨어를 기반으로 팬(110)에 연결된 모터를 구동하는 전자적 기능을 수행하기 위한 소프트웨어가 탑재된 구조로 이루어질 수 있다. 이 구동부(130)의 기본적 구성 및 기능은 잘 알려진 송풍장치의 구동부에서와 같으므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

더불어, 송풍장치(100)는 하우징의 일 측면에 디스플레이 패널을 구비한 다음 이에 터치식 또는 입력식 스위치를 구비하여 스위치의 조작을 통해 구동부(130)를 작동시켜 팬(110)의 ON/OFF, 세기를 조절하는 것이 가능하다. 디스플레이 패널에는 이와 같은 팬(110)의 구동 상태를 시각적으로 표시하는 기능을 가진 것은 물론 후술할 다양한 세부 구성에 대한 구동 상태를 함께 표시할 수 있다.

더불어, 송풍장치(100)는 통신부 및 페어링 수단을 구비하여 사용자가 소지한 스마트폰과 같은 이동통신단말, 즉 사용자 단말과 연결되는 것이 가능하다. 이 경우, 사용자 단말에 설치된 앱을 매개로 사용자 단말을 조작하여 구동부(130)를 구동시킬 수도 있다.

추가적으로, 송풍장치(100)는 히터(121)를 포함하는 것이 가능하다. 이 경우, 외부에서 유입된 공기는 히터(121)에 의해 데워져 온풍 공기가 된다. 이에 대응하여, 구동부(130)는 히터(121)의 on/off는 물론 히터(121)의 온도를 제어하는 기능을 포함할 수 있다.

즉, 본 발명의 송풍장치(100)는 상온의 바람을 매트리스 본체(10)의 상면으로 토출하는 일반 송풍 기능을 제공하여 사용자가 시원함을 느끼도록 하는 것은 물론, 겨울철이나 추운 계절에 온풍 공기를 토출하여 보온 기능을 제공하는 것이 가능하다. 다만, 송풍장치(100)는 에어컨과 같은 냉풍 발생 수단을 구비하지 않는 것이 바람직한데 매트리스 본체(10)의 상면으로 냉풍을 토출할 경우 이 매트리스 본체(10)의 상면과 직접적으로 접촉하고 있는 사용자가 저체온증에 걸릴 위험이 있기 때문이다.

송풍장치(100)를 통해 매트리스 본체(10)로 유입된 공기는 수용부(20)로부터 매트리스 본체(10) 내부로 분기된 송풍로(30)를 따라 이동한다.

송풍로(30)는 송풍장치를 통해 유입된 공기가 이동하는 통로 역할을 제공하는 것으로, 매트리스 본체(10) 전역에 걸쳐 고르게 분포될 수 있거나 아니면 사용자의 두부 측을 제외한 영역에 걸쳐 분포될 수 있다. 이러한 송풍로(30)는 공지의 송풍 기능을 가진 침대 매트리스에서의 송풍로가 터널 구조를 가진 것과 달리 매트리스 본체(10)의 상면으로 개방된 구조를 가진다. 다시 말해, 송풍로(30)는 매트리스 본체(10)의 상면에서부터 내측 방향으로 함입된 구조로서 이를 위에서 바라볼 때 송풍로(30)의 경로가 모두 육안으로 드러난다.

도 1에서는 송풍로(30)가 마치'王'과 같은 패턴을 가지나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 V, II, S, Z 등의 다양한 패턴을 가지는 것이 가능하다.

만일 송풍로(30)가 공지의 터널 구조로 이루어져 있을 때 송풍로(30) 내부에 이물질이 유입될 경우 이를 청소할 수 있는 별다른 방법을 제공하지 못하는 문제가 따르나, 본 발명과 같이 송풍로(30)가 상부 개방 구조로 이루어지면 매트리스 본체(10)를 덮은 이불이나 매트를 걷어낸 다음 송풍로(30)를 육안으로 쉽게 확인하면서 청소할 수 있는 기반을 제공할 수 있다.

다만, 송풍로(30)라는 매트리스 본체(10) 상면에 함입 부위가 발생하면 사용자가 매트리스 본체(10)에 누웠을 때 이 송풍로(30)를 중심으로 이 주변의 다른 부위가 단차가 발생하면서 하방으로 꺼지는 문제가 발생할 수 있을 뿐 아니라, 매트리스 본체(10) 상면이 평탄하지 않기 때문에 사용자가 이물감을 느낄 수 있는 개연성이 따를 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 매트리스 본체(10)는 기능성 프레임(200)을 포함한다.

기능성 프레임(200)은 송풍로(30)의 공기를 매트리스 본체(10)의 상면 쪽으로 배출할 수 있도록 복수 개의 관통공(210)을 구비한 상태에서 매트리스 본체(10)의 상면을 덮거나 송풍로(30)의 상부(즉, 매트리스 본체의 상면 주변 부위)에 끼움 결합되는 구조체를 의미한다. 이러한 기능성 프레임(200)은 스폰지 또는 공지의 매트리스와 같은 다공성 발포체로 이루어지거나 아니면 지지 기능을 겸비하기 위해 이보다 단단한 재질로 이루어지는 것도 가능하다. 더불어, 관통공(210)은 구조상 기능성 프레임(200)의 상면에서 하면 방향, 즉 기립 방향으로 관통된 구조를 가져 송풍로(30)의 공기를 기립 방향인 매트리스 본체(10)의 상면 방향으로 전달한다.

이 기능성 프레임(200)은 송풍로(30)의 연장 패턴과 같은 패턴으로 이루어져 송풍로(30)에 끼움 결합될 수 있는데, 이때 기능성 프레임(100)은 송풍로(30) 전체를 커버하거나 아니면 일부만 커버할 수 있고 하나의 단일체로 이루어지거나 아니면 도 1을 보아 알 수 있듯이 일정 단위 길이를 가지도록 복수 개로 구획된 절편으로 이루어질 수도 있다.

더불어, 송풍로(30)의 교차 지점에 결합되는 기능성 프레임(200)의 평면 형상은 십자 형상으로 이루어지는 것도 가능하다.

즉, 송풍로(30)가 복수 갈래로 분기된 경우 이 교차 지점에서 꺼짐 현상이 더 발생될 수 있기 때문에 송풍로(30)의 교차지점에서는 기능성 프레임(200)이 앞서 언급한 바와 같이 십자 형상으로 채워지는 것이 바람직하다.

이러한 기능성 프레임(200)은 사용자의 하중으로 송풍로(30) 주변이 하방, 즉 중력 방향으로 꺼지는 문제를 방지하는 것이 주요 기능이기 때문에 이를 충족할 경우 반드시 송풍로(30)의 내부 체적에 상응하는 체적을 가질 필요는 없으나, 사용자의 하중으로 기능성 프레임(200) 자체가 송풍로(30)의 바닥면으로 쏠리거나 쳐지는 문제를 방지하기 위하여 구체적으로는 실링 패널(250)과 레그(260)로 이루어져 있다.

실링 패널(250)은 판상체로 이루어져 매트리스 본체(10)의 상면을 이루는 송풍로의 상부 공간을 채우거나 송풍로(30)의 상부 측 개구를 덮는 기능을 수행한다. 즉, 실링 패널(250)이 송풍로(30)의 상부 공간에 채워지거나 이를 덮을 시에 매트리스 본체(10)의 상면은 편평한 상태를 가지게 된다. 상술한 관통공(210)은 이 실링 패널(250)에 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않고 후술할 레그(260)에 형성되는 것도 가능하다. 또한, 앞서 기능성 프레임(200)의 평면 형상이 십자 형상을 가질 수 있다고 설명하였는데, 바로 이 실링 패널(250)의 평면 형상이 이같은 십자 형상으로 이루어질 수 있다.

레그(260)는 실링 패널(250)의 저면에서 송풍로(30)의 바닥면까지 연장된 구조체로서 실링 패널(250)을 지지, 즉 실링 패널(250)이 송풍로(30)의 하측으로 꺼지거나 쳐지는 문제를 방지하는 역할을 수행한다. 즉, 레그(260)는 실링 패널(250)이 송풍로(30)의 전체 공간을 채우지 않고 상부 공간만 채운 상태에서 실링 패널(250)이 중력 방향으로 쏠리는 것을 방지하고 매트리스 본체(10)의 상면이 편평한 상태를 유지할 수 있도록 하는 역할, 다시 말해 실링 패널(250)의 쳐짐 방지 역할을 수행한다.

이러한 실링 패널(250)과 레그(260)의 전체적인 종단 형상은 'T' 형상을 가지는 것이 가장 일반적이라 할 수 있고, 더 나아가 후술하겠지만 레그(260)의 개수가 2개일 경우 'ㄷ'형상을 시계방향으로 90도 회전시킨 형상과 같을 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이 실링 패널(250)의 평면 형상이 십자 형상을 가질 경우, 레그(260)는 이 중심 부위에서 하방을 향해 연장되거나 아니면 총 4개의 분기 부위 각각에서 4개로 하방 연장된 구조를 취하는 것이 가능하다.

이러한 기능성 프레임(200)은 레그(260)의 구조에 따라 다양한 형상을 가질 수 있는데 이는 후술하도록 한다.

정리하면, 본 발명의 침대 매트리스는 공기를 이동시키는 송풍로(30)가 매트리스 본체(10)의 상면으로 개방되어 보다 편리하게 송풍로(30)를 청소, 관리할 수 있는 것은 물론 실링 패널(250)과 레그(260)로 이루어진 기능성 프레임(200)이 송풍로(30)에 탈착 가능하게 끼움 결합되거나 덮을 수 있어 송풍로(30) 발생에 의해 사용자의 하중으로 매트리스 본체(10)가 아래로 꺼지는 문제를 효율적으로 방지할 수 있는 특성을 제공한다.

도 2는 본 발명의 기능성 프레임의 다양한 실시예를 도시한 종단면도이다.

도 2(a)는 레그(260)가 스프링(261)으로 이루어진 것을 도시한 것으로서, 이 경우 실링 패널(250)을 탄성 지지하여 사용자의 하중으로 매트리스 본체(10) 자체가 탄성적으로 유동될 때 이 리듬에 따라 유동되면서 탄력적으로 실링 패널(250)을 지지함에 따라 외부 충격을 완화하는 기능을 수행할 수 있다.

이때, 도 2(a)의 레그(260)는 반드시 스프링(261)으로 이루어질 필요는 없고 실링 패널(250)보다 탄성이 높은 재질로 이루어지면 상술한 탄성 유동 및 외부 충격 완화 기능을 수행할 수 있다.

도 2(b) 및 도 2(c)의 레그(260)는 실링 패널(250)의 저면에서 서로 일정 간격 이격된 상태로 송풍로(30)의 바닥면까지 2개의 개수로 연장된 구조를 도시한 것이다.

이러한 2개의 레그(260)를 구비한 기능성 프레임(200)은 레그(260)의 이격 거리에 따라 도 2(b)와 같이 "ㅠ" 형상을 가지거나 아니면 도 2(c)와 같이 'ㄷ'형상을 시계방향으로 90도 회전시킨 것과 같은 형상을 가질 수 있다.

이러한 기능성 프레임(200)에 의하면, 하나의 레그(260)가 장착된 구조보다 안정적으로 실링 패널(250)을 지지할 수 있는 특성을 제공할 수 있다.

도 2(d)에 따른 기능성 프레임(200)의 실시예는 도 2(b) 및 도 2(c)와 같이 레그(260)가 2개로 이루어진 상태에서 이 레그(260)를 잇는 연결부(270)를 추가로 구비한 구조에 관한 것이다.

이러한 연결부(270)는 송풍로(30)의 바닥면에서 이격될 수도 있으나 보다 안정적으로 실링 패널(250)을 지지하기 위해서 송풍로(30)의 바닥면에 밀착되는 것이 바람직하다.

이때, 연결부(270) 역시 송풍 기능을 방해하지 않도록 관통공(210)이 관통 형성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 기능성 프레임에 지지부를 추가로 구비한 다양한 실시예를 도시한 종단면도이다.

우선 도 3의 다양한 실시예는 레그(260)의 하단에 지지부(280)를 포함한 구조를 도시한 것으로서, 이 지지부(280)는 상술한 연결부(270)와 같이 송풍로(30)의 바닥에서 일정 높이로 이격되거나 아니면 송풍로(30)의 바닥면에 밀착한 구조를 가짐으로써 실링 패널(250) 및 레그(260)를 안정적으로 지지하는 기능을 수행한다.

도 3(a)은 지지부(280)가 레그(260)의 하단에서 양 측 방향으로 동일 길이로 절곡 연장된 구조를 도시한 것으로서, 이 경우 기능성 프레임(200)의 전체적인 형상은 "H"를 시계방향으로 90도 회전시킨 것과 같은 형상을 가진다.

이 구조에 따르면, 앞서 도시한 도 1에서의 기능성 프레임(200)보다 안정적이고 견고하게 송풍로(30)의 바닥면에 지지될 수 있는 특성을 제공할 수 있다.

도 3(b)은 지지부(280)가 레그(260)의 하단에서 양 측 방향으로 동일 길이로 절곡 연장된 것은 도 3(a)의 구조와 같으나 지지부(280)가 수평 방향으로 일자 형상으로 연장된 것이 아니라 위로 볼록한 형태로 곡률지게 연장된 구조에 관한 것이다. 이때, 지지부(280)는 휨성 재질 또는 탄성 재질로 이루어진다.

이러한 구조에 의하면, 지지부(280) 자체가 송풍로(30)의 상 방향에서 제공되는 압력을 흡수하거나 분산시키는 쿠션 기능을 제공하여 사용자의 하중 등의 매트리스 본체(10)의 상면에서 발생된 압력이 송풍로(30)에 집중되어 기능성 프레임(200)까지 송풍로(30)의 하방으로 꺼지도록 하는 문제를 미연에 방지할 수 있다.

도 3(c)의 실시예는, 레그(260)가 수직 방향으로 연장된 것이 아니라 비스듬하게 경사지게 연장된 상태에서 지지부(280)를 추가로 구비한 것으로서, 구체적으로 레그(260)는 실링 패널(250)의 일 측단에서 그 반대의 하측 방향으로 경사지게 연장되고, 지지부(280)는 레그(260)의 하단에서 실링 패널(250)이 연장된 방향을 따라 연장된 구조를 취하여 결과적으로 "Z"와 유사한 형상을 가진다. 이때 역시 지지부(280)는 물론 레그(260)는 휨성 재질 또는 탄성 재질로 이루어질 수 있다.

이러한 구조에 따르면, 매트리스 본체(10)의 상면으로부터 압력이 전달되면 실링 패널(250)과 지지부(280) 사이에서 레그(260)가 탄성적으로 유동(진동)되면서 압력을 분산시키는 기능을 제공할 수 있는바, 다시 말해 레그(260)가 수직 방향이 아닌 경사 방향으로 연장됨으로 수직으로 제공되는 매트리스 본체(10) 상면의 압력 방향과의 각도 차이로 인해 유동성을 보강하여 결과적으로 압력 분산 기능을 강화시킨 것이다.

이와 같은 기능성 프레임(200)의 변형된 다양한 구조를 통해 매트리스 본체(10)의 꺼짐 방지 기능을 강화하거나 외부 압력을 효율적으로 분산시키는 특성을 제공한다.

도 4는 기능성 프레임에 힌지가 장착된 실시예를 도시한 개념도이다.

도 4를 보아 알 수 있듯이, 기능성 프레임(200)에서 2개의 레그(260)가 장착된 경우 이 2개의 레그(260)는 힌지(290)를 매개로 실링 패널(250)의 저면에 연결된다.

이 힌지(290)는 실링 패널(250)의 저면에서 축(봉)과 같은 형상으로 돌출 형성되거나 아니면 실링 패널(250)의 저면의 폭 방향을 따라 연장된 힌지축으로 이루어지는 것이 가능하다. 이러한 2개의 레그(260) 역시 휨성 재질로 이루어질 수 있다.

이와 같은 구조에 의하면, 힌지(290)를 매개로 2개의 레그(260) 각각의 회동 각을 조절하여 레그(260)가 송풍로(30)의 바닥면으로부터 기립된 구조를 취하도록 하거나 아니면 2개의 레그(260)가 "ㅅ"과 같은 형상을 가지도록 하되 자체적인 휨성 성질을 이용하여 레그(260)의 끝단을 송풍로(30)의 내측면 방향으로 휜 다음 레그(260)의 끝단을 송풍로(30)의 내측면에 삽입시켜 고정하는 것이 가능하다. 이때 송풍로(30)의 내측면에는 이 레그(260)의 끝단이 삽입될 수 있는 슬릿이 함입 형성되는 것이 가능하다.

다시 말해, 도 4에 따른 레그(260)는 힌지(290)를 매개로 각도 조절이 가능하여 기립 구조를 취하거나 송풍로(30)의 내측면에 삽입하여 기능성 패널(200)을 지지할 수 있는 다양성을 확보하는 특성을 제공한다.

도 5는 송풍장치 및 기능성 프레임의 세부 구성을 도시한 블록도이다.

상술한 송풍장치(100)는 살균 램프(122)를 구비하는 것이 가능하다. 구체적으로, 송풍장치(100)의 하우징에는 공기의 유입 방향에 수직하게 연장되거나 기타 다양한 방향으로 연장된 봉 형상의 살균 램프(122)가 장착될 수 있다. 살균 램프(122)는 약 260nm의 살균 기능을 가진 파장을 포함한 UV-C와 같은 자외선을 조사하는 기능을 수행하는 램프로서, 송풍로(30)로 유입되는 공기를 살균 처리하는 역할을 수행한다.

이에 대응하여, 송풍장치(100)는 팬(110)의 구동 시 이 살균 램프(122)를 동시에 구동하는 살균램프 관리부(140)를 포함하는 것이 가능하다.

이로써, 공기의 송풍에 의한 온도 조절 기능은 물론 해당 공기의 살균 기능을 제공하여 위생에 만전을 기할 수 있는 기반을 갖출 수 있다.

또한, 기능성 프레임(200), 구체적으로 실링 패널(250)은 복수 개의 압력감지센서(220)를 구비하는 것이 가능하다.

압력감지센서(220)는 사용자의 하중에 의한 압력을 감지하는 기능을 수행하는 것으로서, 송풍로(30)의 전체적인 영역에 걸쳐 복수 개로 분산된 상태로 실링 패널(200)을 매개로 장착될 수 있다.

이에 따르면, 사용자가 매트리스 본체(10)의 전체 영역 중 어느 세부 부위에 편중되어 취침을 하는지 여부, 취침 시 얼마나 많이 움직이는지 여부 등과 같은 사용자의 취침 상태를 파악할 수 있다.

이를 위하여, 송풍장치(100)는 상술한 디스플레이 패널 및 통신부 중 어느 하나와, 압력 기반 관리부(150)를 포함할 수 있다.

디스플레이 패널은 송풍장치(100)의 전면에 장착될 수 있는바, 앞서 언급한 구동부(130)를 조작하고 조작 결과를 시각적으로 표시할 수 있도록 터치스크린으로 이루어지는 것이 가능하다. 또한, 통신부는 사용자가 소지한 스마트폰과 같은 사용자 단말과 접속하기 위한 통신 기능을 제공하여 사용자 단말과 송풍장치(100)가 연동될 수 있는 기반을 제공한다.

압력 기반 관리부(150)는 취침상태정보 생성파트(151) 및 출력파트(152)를 포함한다.

취침상태정보 생성파트(151)는 압력감지센서(220)의 압력 분포를 통해 취침상태정보를 생성하는 기능을 수행한다. 이때 취침상태정보는 복수 개의 압력감지센서(220)를 종합하여 사용자의 움직임 여부 및 정도, 특정 부위의 편중 여부 등을 분석한 정보를 의미한다.

출력파트(152)는 이 취침상태정보를 사용자의 요청이 있을 경우 상술한 디스플레이 패널을 통해 출력하거나 아니면 사용자 단말에 전송하여 사용자 단말에서 표시할 수 있는 기반을 제공한다.

이러한 구성 및 기능에 따르면, 사용자의 취침상태를 사용자에게 알릴 수 있을 뿐 아니라 이 취침상태를 주기적으로 분석하여 수면 습관이나 수면 상태를 개선하기 위한 기초 분석 자료로 활용할 수 있는 기반을 수행하는 것이 가능하다.

도 6은 실링 패널의 적층 구조를 도시한 단면도이다.

도 6에 따른 실링 패널(200)은 2개의 층이 적층된 구조, 구체적으로 기능성 프레임(200)은 베이스층(201)과 기능성 부착층(202)으로 이루어져 있다.

베이스층(201)은 앞서 설명한 실링 패널(250)에 대한 기본 구조로 이해할 수 있는바, 관통공(210)을 가진 다공성 발포체로 이루어질 수 있다.

기능성 부착층(200)은 레그와 접촉되는 층으로서, 역시 관통공(210)을 구비한 상태에서 베이스층(201)의 밑면, 즉 저면에 탈착 가능하게 부착될 수 있는 것으로서 필터 및 제습판 중 어느 하나를 포함한다.

필터는 공기를 정화, 즉 필터링 처리하는 기능을 제공하는 것으로서 공지의 헤파 필터를 비롯하여 복수의 층상 구조로 이루어질 수 있다.

제습판은 전자적 기능 또는 화학적 기능에 의해 공기 중의 습기를 흡수하는 등에 의해 습도를 낮추는 기능을 제공하는 것으로서, 예를 들어 전자적 기능을 구현하기 위한 제습판은 드라이어와 응축기를 구비하여 공기를 냉각시키고 이 냉각 과정에서 공기 중의 습기를 수집하는 원리에 의해 제습 기능을 수행하는 것이다. 이를 위해 수집된 습기를 송풍로(30)의 외부로 배출하는 배출로가 추가로 구비될 수 있다.

아니면, 화학적 처리를 위한 제습판은 제올라이트 내지 실리카겔와 같은 양이온 교환 특성 및 흡착 기능을 가진 물질을 코팅시켜 이 물질의 흡착 기능에 의해 공기 중의 물 분자를 흡착시키는 것이 가능하다.

정리하면, 기능성 부착층은 공기 정화를 위한 필터나 제습판으로 이루어져 공기 정화 기능 또는 제습 기능을 수행할 수 있다.

이를 통해 사용자가 위치한 매트리스 본체(10)의 상면으로 배출되는 공기를 보다 깨끗하고 신선하게 유지하도록 하는 특성을 부여할 수 있다.

이같이 기능성 부착층(202)이 구비된 경우 추가적으로 송풍로(30)의 일 측에는 표면감지센서(240)가 구비될 수 있다.

표면감지센서(240)는 자체적인 발광 수단을 구비한 상태에서 예를 들어 포토 센서의 일종으로 이루어지는 것이 가능한데, 상술한 기능성 부착층(202)을 향한 상태에서 기능성 부착층(202)의 표면 외관 이미지를 촬영한 다음 이 이미지의 픽셀 분포를 통해 균일도 정보를 생성하는 기능을 수행한다.

이에 대응하여, 송풍장치(100)는 기능성 부착층 관리부(170)를 포함하는 것이 가능하다.

구체적으로, 기능성 부착층 관리부(170)는 균일도 파악파트(171)와, 알람 파트(172)로 이루어져 있다.

균일도 파악파트(171)는 기능성 부착층(200)의 초기 출시 상태의 표면에 대한 픽셀 분포를 분석하여 얻어진 기준 균일도 정보와 상기 균일도 정보를 비교하여 기능성 부착층(200)에 먼지가 많이 붙었거나 수분을 머금어 표면이 매끄러워졌는지 여부와 같은 표면 상태를 파악하는 기능을 수행한다. 이에 따라 균일도 파악파트(171)는 기능성 부착층(202)의 현재 표면 상태가 초기 출시 상태와 다를 경우 기능성 부착층(202)의 교체를 결정하는 역할을 겸비한다.

알람 파트(172)는 기능성 부착층(202)의 교체 판단 시 알람 수단을 통해 교체 알람을 발생시키는 기능을 제공한다.

이때 알람 수단은 상술한 디스플레이 패널과 같은 시각적 알람 수단이거나 송풍장치(100)의 하우징 일 측에 장착된 스피커와 같은 청각적 알람 수단으로 이루어지는 것이 가능하다.

이러한 구성 및 기능에 따르면, 단편적인 시간의 흐름에 따라 기능성 부착층(202)을 교체하는 획일성을 벗어나 실제 매트리스가 배치된 사용자 환경에 맞추어 기능성 부착층(202)의 교체시기를 디테일하게 알릴 수 있는 특성을 제공한다.

또한, 기능성 부착층(202)은 추가적인 부가적인 기능을 제공하기 위해, 팩으로 감싸인 스페이스 내에 기능성 혼합물을 포함하는 것이 가능하다. 물론, 이같이 기능성 부착층(200)이 팩으로 감싸인 경우에도 기립 방향을 통해 복수 개의 관통공이 형성될 수 있는데, 다시 말해 팩 내에서 스트로우과 같이 관통공을 포함한 통로 구조체가 복수 개로 형성되고 팩 내에서 이 통로 구조체를 설치하고 남은 공간, 즉 스페이스에 기능성 혼합물을 충진하는 것이 가능하다.

이 기능성 혼합물은 베이스 75 내지 90중량부, 보강재 10 내지 25중량부의 혼합물로 이루어질 수 있다.

여기서, 베이스는 일반적인 매트리스의 소재로 사용되는 쿠션의 충진재가 될 수 있는 물질로서 솜, 라텍스, 메모리폼, EPP(발포폴리프로필렌), EVA(에틸렌초산비닐 공중합체) 등이 될 수 있다. 이때, 베이스와 보강재의 혼합이라 함은 베이스가 쿠션의 모양에 맞추어 제조된 후 베이스 내부에 펠릿 형태의 보강재가 박혀있을 수도 있고, 베이스 또한 펠릿의 형태로 이루어져 보강재와 혼합 교반된 것일 수도 있다.

특히, 보강재는 황토 분말 20 내지 35중량부, 게르마늄 분말 10 내지 20중량부, 맥반석 분말 5 내지 15중량부, 참숯가루 5 내지 15중량부를 포함하는 것이 가능하다.

여기서, 황토 분말은 인체에 좋은 영향을 끼치는 원적외선을 조사할 수 있으며, 원적외선이 인체에 직접적으로 조사될 경우 온열 기능 및 혈액 순환의 촉진을 통한 피로 해방, 정신적 스트레스의 해소 등의 효능을 제공할 수 있다. 또한, 게르마늄은 금속과 비금속의 중간적 성질을 가진 반도체로서 인체 전위의 균형을 잡을 수 있도록 도움을 줄 수 있으며, 맥반석은 인체에 활력을 주는 40여 종의 미네랄이 용출되어 인체의 신진대사 및 피부 건강 및 관리에 도움을 줄 수 있다. 더하여, 참숯가루는 음이온을 증가시킬 수 있어, 부교감 신경에 영향을 줄 수 있으며 몸의 긴장을 이완시켜 주는 효과를 줄 수 있다.

이와 같은 조성의 혼합물로 이루어진 보강재는 분말 형태로 스페이스 내에 충진하거나 펠릿 형태로 충진되는 것이 가능하다.

여기서, 펠릿은 상술한 조성을 통해 반죽을 만든 다음 1 내지 50mm 크기의 펠릿으로 성형하는 과정을 통해 얻어질 수 있다. 이때, 펠릿의 형상은 구형, 원통형 등 다양한 형상이 될 수 있으며, 반죽을 펠릿으로 성형하기 위해서는 별도의 성형 기기를 사용할 수 있다.

이같이 성형된 펠릿은 100 내지 120℃에서 24 내지 48시간 동안 건조시켜 보강재로 완성될 수 있다. 이때, 더욱 바람직하게는 건조의 온도를 105℃로 하는 것이 바람직하며 이를 통해 펠릿의 건조 및 고형화가 진행될 수 있다.

정리하면, 상술한 조성을 포함한 분말 또는 펠릿 형태로 이루어진 보강재는 신체에 원적외선을 효과적으로 조사할 수 있고, 이로 인해 체온을 올려주어 혈액순환을 개선할 수 있으며 신진 대사를 상승시켜 피로 회복을 도울 수 있을 뿐 아니라, 심신 안정, 불면증 완화, 아토피, 피부트러블, 대상포진 등의 증상 완화에 도움이 된다.

추가적으로, 상술한 보강재는 계피 오일 및 티트리 오일을 포함하는 항균제를 추가적으로 포함하여 박테리아 및 세균의 서식을 방지하여 안정성을 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 보강재는 황토 분말 20 내지 30중량부, 게르마늄 분말 10 내지 20중량부, 맥반석 분말 5 내지 15중량부, 참숯가루 5 내지 15중량부, 계피 오일 및 티트리 오일을 포함한 항균제 1 내지 15중량%의 혼합물로 이루어질 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 기능성 프레임을 구비한 송풍 기반의 침대 매트리스의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

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10: 매트리스 본체 20: 수용부
30: 송풍로 31: 제 1 송풍로
32: 제 2 송풍로 40: 도입부
100: 송풍장치 110: 팬
121: 히터 122: 살균 램프
123: 디스플레이 124: 통신부
130: 구동부 140: 살균 램프 관리부
150: 압력 기반 관리부 151: 취침상태정보 생성파트
152: 출력파트 160: 진동 관리부
170: 기능성 부착층 관리부 171: 균일도 파악파트
172: 알람 파트 200: 기능성 프레임
201: 베이스층 202: 기능성 부착층
210: 관통공 220: 압력감지센서
240: 표면감지센서 250: 실링 패널
260: 레그 261: 스프링
270: 연결부 280: 지지부
290: 힌지

Claims (13)

1. 기능성 프레임을 구비한 송풍 기반의 침대 매트리스로서,
   팬과, 상기 팬의 구동을 제어하는 구동부를 구비한 송풍장치;
   상기 송풍장치를 수용하는 수용부와, 상기 수용부에서 일정 길이와 패턴을 가진 상태로 상면으로부터 함입 연장되어 상기 송풍장치를 통해 유입된 공기의 이동경로를 제공하는 송풍로를 구비한 매트리스 본체;
   복수의 관통공을 구비한 것으로서, 상기 매트리스 본체의 상면을 이루는 상기 송풍로의 상부 공간을 채우는 실링 패널과, 상기 실링 패널의 저면에서 상기 송풍로의 바닥면까지 연장된 레그 및, 상기 레그의 하단에서 절곡되어 상기 송풍로의 바닥면을 따라 일정 길이로 연장된 지지부를 포함한 기능성 프레임;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 침대 매트리스.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 레그는,
   상기 실링 패널보다 탄성이 높은 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는, 침대 매트리스.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 레그는,
   상기 실링 패널의 저면에서 일정 간격으로 이격된 상태에서 상기 송풍로의 바닥면까지 2개로 연장된 것을 특징으로 하는, 침대 매트리스.
4. 삭제
5. 제 3항에 있어서,
   상기 2개의 레그 각각은,
   휨성 재질로 이루어진 상태에서,
   힌지를 매개로 상기 실링 패널의 저면에 회동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는, 침대 매트리스.
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,
   상기 송풍장치는, 살균 램프를 구비하고,
   상기 구동부는,
   상기 팬의 구동 시 상기 살균 램프를 구동 제어하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는, 침대 매트리스.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 실링 패널은,
   복수 개의 압력감지센서를 구비하고,
   상기 송풍장치는,
   디스플레이 및 사용자 단말과 통신 가능한 통신부 중 적어도 어느 하나와,
   상기 압력감지센서의 압력 분포를 통해 취침 상태정보를 생성하는 취침상태정보 생성파트 및, 상기 취침상태정보를 상기 디스플레이 및 상기 사용자 단말 중 어느 하나로 전송하는 출력파트를 포함한 압력 기반 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 침대 매트리스.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 실링 패널은,
   베이스층과,
   상기 베이스층의 저면에 탈착 가능한 것으로서, 상기 공기를 정화하는 필터 및 상기 공기의 습기를 흡수하는 제습판 중 어느 하나를 포함한 기능성 부착층으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 침대 매트리스.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 송풍로의 일 측에는,
    상기 기능성 부착층의 표면의 거칠기를 감지하여 거칠기 정보를 생성하는 표면감지센서를 포함하고,
    상기 송풍장치는,
    상기 거칠기 정보를 기준 거칠기 정보와 비교하여 상기 기능성 부착층의 교체 여부를 파악하는 거칠기 파악 파트와, 상기 기능성 부착층의 교체 판단 시 알람 수단을 통해 교체 알람을 발생하는 알람 파트를 포함한 기능성 부착층 관리부를 포함한 것을 특징으로 하는, 침대 매트리스.
11. 제 9항에 있어서,
    상기 기능성 부착층은,
    팩으로 감싸인 스페이스 내에 베이스 75 내지 90중량부, 보강재 10 내지 25중량부로 이루어진 혼합물을 충진하되,
    상기 보강재는,
    황토 분말 20 내지 35중량부, 게르마늄 분말 10 내지 20중량부, 맥반석 분말 5 내지 15중량부, 참숯가루 5 내지 15중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 침대 매트리스.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 보강재는,
    계피 오일 및 티트리 오일을 포함하는 항균제를 추가적으로 포함하여,
    상기 항균제를 포함한 상기 보강재는,
    황토 분말 20 내지 30중량부, 게르마늄 분말 10 내지 20중량부, 맥반석 분말 5 내지 15중량부, 참숯가루 5 내지 15중량부, 상기 항균제 1 내지 15중량부의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는, 침대 매트리스.
13. 삭제

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