KR102462217B1 - 스마트 인솔 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 불규칙적으로 분포된 입자를 구비하여, 외부 자기장의 방향에 따라 상기 입자들은 체인 형태로 정렬하여 기계적 성질이 변화함으로써 두께 및 모양 중 적어도 하나가 변형되는 자기유변부; 상기 자기유변부에 자기장을 제공하도록 상기 자기유변부에 연결되도록 배치되어 상기 자기유변부의 두께 및 모양 중 적어도 하나를 변형 가능하게 하는 자석; 및 상기 자기유변부를 감싸도록 형성되어 상기 자석의 자기장의 외부로의 방출을 방지하는 차폐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 인솔을 제공한다.

Description

스마트 인솔{Smart Insole}

본 발명은 스마트 인솔에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자의 보행 습관에 따라 인솔의 모양을 지속적으로 변형하게 하여 사용자가 편안하게 바른 자세로 보행을 가능하게 하는 스마트 인솔에 관한 것이다.

현대인들의 삶속에 신발을 신고 활동하는 시간은 그렇지 않은 시간에 비해 월등히 길다. 운동시 운동량을 트래킹하거나 다른 스마트 인솔들처럼 보행패턴, 자세를 교정해주는 사례들은 있으나 이 역시 특별한 목적을 가진 시간에 한정되어 있다.

형상 기억 재료를 활용한 신발에 충격을 더 잘 흡수하고 힘을 분산시키는 방법 및 장치가 알려져 있다. 하지만, 이러한 방법 및 장치는 사용자의 보행 습관에 따른 교정 활용이 불가한 문제가 있었다.

또한, 진동 장치를 갖는 깔창에 관한 장치가 알려져 있는데, 이러한 장치는 사용자의 웰빙 또는 건강 상태를 개선하기 위해 사용자의 발과 접촉할 수 있도록 신발에 제거 가능하게 배치되도록 고안되었다. 또한, 주기적인 자극을 통하여 의료 효과를 높일 뿐, 인솔의 모양을 변형하여 자세를 교정하기에는 어려운 문제가 있었다.

따라서, 사용자의 보행 습관을 고려하여, 인솔의 모양을 변형함으로써 자세를 교정할 수 있는 장치의 개발이 요구된다.

특허문헌 제10-2015-0125426호(2015.9.4)

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자의 보행 습관에 따라 인솔의 모양을 지속적으로 변형하게 하여 사용자가 편안하게 바른 자세로 보행을 가능하게 하는 스마트 인솔을 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위해 본 발명의 스마트 인솔은, 불규칙적으로 분포된 입자를 구비하여, 외부 자기장의 방향에 따라 상기 입자들은 체인 형태로 정렬하여 기계적 성질이 변화함으로써 두께 및 모양 중 적어도 하나가 변형되는 자기유변부; 상기 자기유변부에 자기장을 제공하도록 상기 자기유변부에 연결되도록 배치되어 상기 자기유변부의 두께 및 모양 중 적어도 하나를 변형 가능하게 하는 자석; 및 상기 자기유변부를 감싸도록 형성되어 상기 자석의 자기장의 외부로의 방출을 방지하는 차폐부를 포함한다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 자기유변부는 내부에 상기 자석을 수용 가능하도록 이루어지는 수용부를 구비하고, 상기 자석은 상기 수용부에 설치된다.

바람직하게는, 상기 차폐부는, 복수 개로 구비되고, 상기 복수 개의 차폐부 각각은 부채꼴의 단면을 구비하도록 이루어진다.

또한, 상기 복수 개의 차폐부 각각은, 서로 연결되어 원통형의 구조를 형성할 수 있다.

또한, 상기 자기유변부의 두께 및 모양 중 적어도 하나가 변형됨에 의해, 상기 차폐부도 두께 및 모양 중 적어도 하나가 변형될 수 있다.

바람직하게는, 상기 자기유변부는 자기유변탄성체일 수 있다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 자기유변탄성체는 실리콘 고무(Silicone Rubber), 디메틸 실리콘 유체(Dimethyl silicone fluid) 및 카보닐 철 분말(Carbonyl iron powder)을 포함할 수 있다.

일례로, 상기 차폐부는, 디메틸 실록산, 라우로일사르코신 식염수(N-Lauroylsarcosine sodium salt solution) 및 CNT를 배합하여 제조될 수 있다.

본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 따르면, 본 발명의 스마트 인솔은, 사용자의 발 저면에 접촉되어 사용자의 발을 지지 가능하게 하는 발 저면 지지부를 더 포함하고, 상기 발 저면 지지부는 상기 차폐부를 삽입 가능하도록 수용하는 삽입 수용부를 구비할 수 있다.

본 발명은 사용자의 보행 습관에 따라 차폐부의 두께 또는 모양을 지속적으로 변형 가능하여 사용자의 보행 자세를 교정하게 한다.

도 1a는 본 발명의 일 예의 스마트 인솔을 도시하는 단면도.
도 1b는 도 1a의 예에서 복수의 차폐부를 포함하는 예를 도시하는 사시도.
도 2a는 도 1a에서 자석이 설치되지 않는 스마트 인솔을 도시하는 단면도.
도 2b는 도 2a의 예에서 복수의 차폐부를 포함하는 예를 도시하는 사시도.
도 3은 발 저면 지지부를 더 포함하는 스마트 인솔을 도시하는 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1a는 본 발명의 일 예의 스마트 인솔(100)을 도시하는 단면도이고, 도 1b는 도 1a의 예에서 복수의 차폐부(30)를 포함하는 예를 도시하는 사시도이다. 또한, 도 2a는 도 1a에서 자석(20)이 설치되지 않는 스마트 인솔(100)을 도시하는 단면도이며, 도 2b는 도 2a의 예에서 복수의 차폐부(30)를 포함하는 예를 도시하는 사시도이다.

도 1a 내지 도 2b를 참조하여, 본 발명의 스마트 인솔(100)의 구조에 대하여 서술한다.

이하에서 서술하는, 본 발명의 스마트 인솔(100)은 사용자의 보행 습관에 따라 인솔의 모양을 지속적으로 변형하게 하여 사용자가 편안하게 바른 자세로 보행을 가능하게 하는 구성으로 이해될 수 있다.

본 발명의 스마트 인솔(100)은 자기유변부(10), 자석(20) 및 차폐부(30)를 포함한다.

자기유변부(10)는 불규칙적으로 분포된 입자를 구비하여, 외부 자기장의 방향에 따라 상기 입자들은 체인 형태로 정렬하여 기계적 성질이 변화함으로써 두께 및 모양 중 적어도 하나가 변형되도록 이루어진다.

자기유변부(10)는 내부에 수용부(13)를 구비할 수 있다. 수용부(13)는 자석(20)을 수용 가능하도록 이루어질 수 있다.

자기유변부(10)는, 일례로, 비자화 물질에 자화성이 강한 입자를 혼합한 형태의 자기유변물질일 수 있다. 바람직하게는 자기유변부(10)는, 자기유변탄성체(Magnetorheological Elastomer, MRE)일 수 있다.

또한, 자기유변탄성체는 실리콘 고무(Silicone Rubber), 디메틸 실리콘 유체(Dimethyl silicone fluid) 및 카보닐 철 분말(Carbonyl iron powder)을 포함하도록 제조될 수 있어서, 자기장 인가 전에는 초기 두께를 가지고 있다가 자기장 인가 후 자기장의 방향 및 세기에 따라 자성입자가 자화되어 자성입자간의 인력으로 두께 및 모양을 변화시켜 보행 습관을 교정할 인솔(insole)로서 활용될 수 있다.

자석(20)은 자기유변부(10)에 자기장을 제공하도록 상기 자기유변부(10)에 연결되도록 배치되어 상기 자기유변부(10)의 두께 및 모양 중 적어도 하나를 변형 가능하게 한다.

자석(20)은 자기유변부(10)에 삽입 가능하고, 또한 사용자의 필요에 따라 자기유변부(10)로부터 제거될 수 있다.

도 1a를 참조하면, 자기유변부(10)의 수용부(13)에 자석(20)이 삽입 설치되어 있는 예가 도시된다.

또한, 도 1b를 참조하면, 자기유변부(10)의 수용부(13)에 자석(20)이 설치되는 경우에 자력에 의해 후술하는 차폐부(30)의 형상이 변형되는 예가 도시된다. 반대로, 도 2b를 참조하면, 자기유변부(10)의 수용부(13)에 자석(20)이 설치되어 있지 않는 경우에는 후술하는 차폐부(30)의 형상이 변형되지 않는 예가 도시된다.

자기유변부(10)로부터 자석(20)이 제거되는 경우, 혹은 자기유변부(10)에 자석(20)이 설치되지 않는 경우, 동일한 높이를 유지하도록 자석(20)의 높이 만큼의 높이를 유지시켜 주는 높이 유지부(미도시)가 자기유변부(10)에 설치될 수 있다.

자석(20)은 일례로, 영구 자석(20)인 네오디뮴(Neodymium) 자석(20)일 수 있다.

차폐부(30)는 자기유변부(10)를 감싸도록 형성되어 상기 자석(20)의 자기장의 외부로의 방출을 방지하게 한다.

또한, 차폐부(30)는 상부에 사용자의 발바닥이 접촉되는 접촉부(33)를 구비한다.

일례로, 차폐부(30)는, 복수 개로 구비되고, 상기 복수 개의 차폐부(30) 각각은 부채꼴의 단면을 구비할 수 있다.

복수 개의 차폐부(30) 각각은, 서로 연결되어 원통형의 구조를 형성할 수 있다.

차폐부(30)가 복수 개로 구비되는 경우, 각각의 차폐부(30)는 자기유변부(10)를 감싸도록 형성될 수 있다. 또한, 자기유변부(10)에는 자석(20)이 선택적으로 배치 가능할 수 있다.

차폐부(30)가 자기유변부(10)를 감싸면서, 복수 개의 차폐부(30) 각각이 부채꼴의 단면을 구비하도록 형성되어, 자기유변부(10) 및 차폐부(30)는 상하좌우의 방향 모두로 변형 가능하게 된다.

복수 개의 차폐부(30) 각각은, 서로 연결되어 원통형의 구조를 형성할 수 있다.

일례로, 차폐부(30)는, 디메틸 실록산(PDMS), 라우로일사르코신 식염수(N-Lauroylsarcosine sodium salt solution) 및 CNT(conductive aqueous ink, SWCNT 1.00 mg/M)를 배합하여 제조될 수 있다.

이러한 구조에 의해, 차폐부(30)는 자기유변부(10)로부터 외부에 유출되는 자력을 80% 이상 막을 수 있다.

또한, 본 발명의 스마트 인솔(100)은, 차폐부(30)의 저면에 삽입되어 차폐부(30)를 이탈을 방지하며 고정시키는 스토퍼(40)를 더 포함할 수 있다.

도 1a 및 2a에는 기 결정된 폭을 구비하여, 차폐부(30)의 저면에 삽입되어 있는 스토퍼(40)의 일례가 도시된다.

한편, 본 발명의 스마트 인솔(100)은, 사용자의 발 저면에 접촉되어 사용자의 발을 지지 가능하게 하는 발 저면 지지부(50)를 더 포함할 수 있다.

도 3에는 발 저면 지지부(50)를 더 포함하는 스마트 인솔(100)을 도시하는 사시도가 도시되어 있다.

발 저면 지지부(50)는 자기유변부(10)를 감싸도록 형성되는 전술한 차폐부(30)를 삽입 가능하도록 수용하는 삽입 수용부(53)를 구비할 수 있다.

도 3에 도시되는 바와 같이, 삽입 수용부(53)는 사용자의 발 뒷꿈치가 배치되는 발 저면 지지부(50)의 일 측에 구비될 수 있다.

본 발명은 사용자의 보행 습관에 따라 차폐부(30)의 두께 또는 모양을 지속적으로 변형 가능하여 사용자의 보행 자세를 교정하게 한다.

또한, 본 발명은 새로운 재료의 배합을 통해 새로운 차폐부(30)가 제조될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 스마트 인솔(100)은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

100:스마트 인솔
10:자기유변부
13:수용부
20:자석
30:차폐부
33:접촉부
40:스토퍼
50:발 저면 지지부
53:삽입 수용부

Claims (9)

1. 삭제
2. 삭제
3. 불규칙적으로 분포된 입자를 구비하여, 외부 자기장의 방향에 따라 상기 입자들은 체인 형태로 정렬하여 기계적 성질이 변화함으로써 두께 및 모양 중 적어도 하나가 변형되는 자기유변부;
   상기 자기유변부에 자기장을 제공하도록 상기 자기유변부에 연결되도록 배치되어 상기 자기유변부의 두께 및 모양 중 적어도 하나를 변형 가능하게 하는 자석; 및
   상기 자기유변부를 감싸도록 형성되어 상기 자석의 자기장의 외부로의 방출을 방지하는 차폐부를 포함하며,
   상기 차폐부는, 복수 개로 구비되고, 상기 복수 개의 차폐부 각각은 부채꼴의 단면을 구비하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트 인솔.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 복수 개의 차폐부 각각은, 서로 연결되어 원통형의 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 스마트 인솔.
   
5. 불규칙적으로 분포된 입자를 구비하여, 외부 자기장의 방향에 따라 상기 입자들은 체인 형태로 정렬하여 기계적 성질이 변화함으로써 두께 및 모양 중 적어도 하나가 변형되는 자기유변부;
   상기 자기유변부에 자기장을 제공하도록 상기 자기유변부에 연결되도록 배치되어 상기 자기유변부의 두께 및 모양 중 적어도 하나를 변형 가능하게 하는 자석; 및
   상기 자기유변부를 감싸도록 형성되어 상기 자석의 자기장의 외부로의 방출을 방지하는 차폐부를 포함하며,
   상기 자기유변부의 두께 및 모양 중 적어도 하나가 변형됨에 의해, 상기 차폐부도 두께 및 모양 중 적어도 하나가 변형되는 것을 특징으로 하는 스마트 인솔.
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 불규칙적으로 분포된 입자를 구비하여, 외부 자기장의 방향에 따라 상기 입자들은 체인 형태로 정렬하여 기계적 성질이 변화함으로써 두께 및 모양 중 적어도 하나가 변형되는 자기유변부;
   상기 자기유변부에 자기장을 제공하도록 상기 자기유변부에 연결되도록 배치되어 상기 자기유변부의 두께 및 모양 중 적어도 하나를 변형 가능하게 하는 자석; 및
   상기 자기유변부를 감싸도록 형성되어 상기 자석의 자기장의 외부로의 방출을 방지하는 차폐부를 포함하며,
   상기 차폐부는, 디메틸 실록산, 라우로일사르코신 식염수(N-Lauroylsarcosine sodium salt solution) 및 CNT를 배합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 스마트 인솔.
   
9. 불규칙적으로 분포된 입자를 구비하여, 외부 자기장의 방향에 따라 상기 입자들은 체인 형태로 정렬하여 기계적 성질이 변화함으로써 두께 및 모양 중 적어도 하나가 변형되는 자기유변부;
   상기 자기유변부에 자기장을 제공하도록 상기 자기유변부에 연결되도록 배치되어 상기 자기유변부의 두께 및 모양 중 적어도 하나를 변형 가능하게 하는 자석; 및
   상기 자기유변부를 감싸도록 형성되어 상기 자석의 자기장의 외부로의 방출을 방지하는 차폐부를 포함하며,
   사용자의 발 저면에 접촉되어 사용자의 발을 지지 가능하게 하는 발 저면 지지부를 더 포함하고,
   상기 발 저면 지지부는 상기 차폐부를 삽입 가능하도록 수용하는 삽입 수용부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스마트 인솔.

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