KR20020066415A - Air cushion for shock absorption - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 충격 감쇄 성능이 향상된 에어 쿠션에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충격작용시 대기와의 공기 유출입이 선택적으로 제어되도록 함으로써 충격에 대한 동적 저항 특성을 향상시킨 충격 흡수용 에어 쿠션에 관한 것이다.The present invention relates to an air cushion having improved impact attenuation performance, and more particularly, to an impact cushion air cushion having improved dynamic resistance to impact by selectively controlling the inflow and outflow of air with the atmosphere during the impact action.
일반적으로 충격을 받을 경우 쉽게 깨지거나 그 고유성능에 손상받기 쉬운 물품들, 예를들어 개인용 컴퓨터, 프린터 머신, 전자장비, 통신장비, 글라스류 제품, 플라스틱류 제품, 세라믹류 제품 등은 적절하게 고안된 포장 케이스나 운반 케이스 내에 수용되도록 함으로써 적하, 운반, 휴대, 및 사용시 손상을 방지하게 된다.In general, articles that are easily broken when damaged or damaged by their inherent performance, such as personal computers, printer machines, electronic equipment, telecommunication equipment, glass products, plastic products, ceramic products, etc. By being accommodated in a packaging case or a carrying case, damage is prevented during dropping, transportation, carrying, and use.
상기와 같이 충격에 취약한 물품중 적절한 하나의 예로서는, 흔히 "랩탑(Laptop) 컴퓨터" 또는 "노트북(Notebook) 컴퓨터"로 불리우는 휴대용 컴퓨터를 들수 있다. 이러한 노트북 컴퓨터는 잘 아는 바와 같이, 엘씨디 패널(LCD Panel), 하드 디스크 드라이브, 플라스틱 케이스, 각종의 전자요소, 및 각종의 컨넥터 등, 충격에 취약한 구성요소를 포함하고 있으므로, 이것의 포장 케이스나 휴대 케이스(Carrying case, 휴대 가방)에는 반드시 충격을 흡수할 수 있는 구조물을 채용하여야 한다. 특히, 여행중에 노트북 컴퓨터를 사용하고자 휴대 케이스를 휴대하는 경우에는, 휴대 케이스를 손으로 들거나 스트랩을 어깨에 매는 등, 휴대 케이스가 지면으로부터 높은 위치에 있게 되므로, 실수 등에 의하여 휴대 케이스를 놓치게 되면 노트북 컴퓨터에 심한 손상을 주게 되는 것이다.One suitable example of such a shock-sensitive article is a portable computer, commonly referred to as a "Laptop computer" or "Notebook computer". As well known, such notebook computers contain shock-sensitive components such as LCD panels, hard disk drives, plastic casings, various electronic components, and various connectors, and therefore, their packaging cases and portable devices. Carrying case (carrying bag) must adopt structure that can absorb shock. In particular, when carrying a carrying case to use a notebook computer while traveling, the carrying case is in a high position from the ground, such as holding the carrying case by hand or attaching a strap to the shoulder. It will seriously damage your computer.
낙하에 의하여 물품이 받는 충격력은 32 feet/sec²으로 표현되는 중력가속도(G)에 의하여 증가된다. 예컨대, 24인치(inch)의 높이에서 낙하하는 6파운드(lb)의 노트북 컴퓨터는 중력가속도에 의하여 그의 힘이 50배 이상 증가되어 300파운드 이상의 충격하중을 받게 되는 것이다.The impact force the article receives by dropping is increased by the gravitational acceleration (G) expressed in 32 feet / sec². For example, a 6 lb (lb) notebook computer that falls at a height of 24 inches will experience an impact load of more than 300 pounds due to its acceleration being increased by 50 times or more by gravity acceleration.
이러한 문제에 대비하여 미합중국특허 제5,217,119호 및 5,524,754호에는 소정의 완충수단을 구비한 휴대 케이스를 개시하고 있는 바, 휴대 케이스내에 탄성 슬링(Elastic sling)구조의 현가 시스템(Suspension system)을 갖추고 있다. 이는 노트북 컴퓨터가 케이스 바닥으로부터 올라간 위치에서 탄성 슬링에 의하여 지지되도록 함으로써 낙하시 탄성 슬링의 스프링 작용에 의하여 충격을 흡수하게 된다. 하지만, 이러한 현가 시스템은 구조가 복잡하고 비용이 많이 들기 때문에, 예컨대, 휴대 케이스 내에 프린터 머신 등, 다른 다양한 장비를 함께 휴대하고자 하거나, 노트북 컴퓨터가 수용된 상태로 컴퓨터 작업을 수행할 수 있는 휴대 케이스를 제공하고자 하는 등, 특별한 목적이나 특별한 사용자를 위하여서만 제한적으로 제공되고 있다.In preparation for this problem, U.S. Patent Nos. 5,217,119 and 5,524,754 disclose a carrying case with a predetermined cushioning means, and a suspension system of an elastic sling structure is provided in the carrying case. This allows the notebook computer to be supported by the elastic sling in the position raised from the bottom of the case, thereby absorbing the shock by the spring action of the elastic sling upon falling. However, such a suspension system is complicated and expensive, so it is necessary to carry a carrying case that can carry various computer equipment such as a printer machine in a carrying case, or perform computer work with a notebook computer accommodated. For the purpose of providing such information, it is provided only for a special purpose or a special user.
이와는 다른 방법으로 충격을 흡수하기 위한 종래의 기술로서는, 미합중국특허 제4,339,039호 및 제5,139,838호, 그리고 대한민국 등록실용신안 제183638호에 개시된 기술이 있는데, 이들은 모두 포장용 컨테이너 또는 휴대 케이스 내에 비교적 간단한 구조를 이루는 에어 패드를 갖추어, 노트북 컴퓨터 또는 이와 유사한 취약한 물품이 상기 에어 패드내에서 보호되도록 하고 있다.Conventional techniques for absorbing shock in other ways include those disclosed in U.S. Patent Nos. 4,339,039 and 5,139,838, and Korean Utility Model No. 183638, all of which have relatively simple structures in packaging containers or carrying cases. Air pads are provided so that laptop computers or similar vulnerable items are protected within the air pads.
이들중 본 발명과 보다 밀접한 관련이 있는 대한민국 등록실용신안 제183638호와 미합중국특허 제4,339,039호를 살펴보면, 이들은 모두 내부에 플라스틱 폼을 밀봉시킨 에어 패드를 제공하여, 이 에어 패드가 휴대 케이스 또는 포장용 컨테이너 내에서 노트북 컴퓨터 등, 충격에 취약한 물품의 둘레를 밀착지지함으로써 물품에 가해지는 충격을 흡수하도록 하고 있다.Among them, Korean Utility Model Registration No. 183638 and US Patent No. 4,339,039, which are more closely related to the present invention, provide both air pads sealed with plastic foam therein, and the air pads are used in carrying cases or packaging containers. The shock applied to the article is absorbed by closely holding the circumference of the article vulnerable to the impact such as a notebook computer.
먼저, 상기 대한민국 등록실용신안 제183638호는 둘레가 서로 맞닿아 융착접합되는 외피와 내피 내부에 소정압의 공기와 플라스틱 발포재(플라스틱 폼)를 충전한 복수의 에어 패드를 제공하는 구조를 기본 개념으로 채용하고 있다. 이러한 종래의 에어 패드는 외피와 내피 사이에 공기와 발포재를 충전한 상태에서 외피와 내피 둘레를 융착접합하여 완전히 밀봉한 구조이기 때문에, 충격이 작용할 경우 발포재의 에어 셀 중의 공기가 대기로 빠져 나갈 수 없어 완충효과가 미미한 결점이 있다. 바꾸어 말하면, 충격이 작용할 때 에어 셀은 충격하중에 의하여 그의 체적이 감소되면서 즉, 공기와 발포재가 찌그러들면서 충격이 감쇄되는 것인데, 이를 감싸는 외피와 내피가 밀폐되어 있으면 체적 감소량이 적게 되고, 이에 따라 충격 하중 감쇄 효과가 충분히 발휘되지 않는 것이다. 나아가, 에어 패드 내부의 공기압이 지나치게 높으면 오히려 에어 패드 스스로가 반탄력을 가지기 때문에 충격 감쇄 효과는 거의 달성할 수 없게 된다.First, the Republic of Korea Utility Model Registration No. 183638 has a basic concept of providing a plurality of air pads filled with air and a plastic foam material (plastic foam) of a predetermined pressure inside the outer skin and the inner skin that the circumference is in contact with each other fusion-bonded I adopt it. Such a conventional air pad is a structure that is completely sealed by fusion bonding between the outer shell and the inner shell while air and foam are filled between the outer shell and the inner shell. Therefore, when the impact is applied, the air in the air cell of the foam member may escape into the atmosphere. There is a drawback that the buffer effect is insignificant. In other words, when the impact is applied, the air cell decreases its volume by the impact load, that is, the impact is attenuated by the air and foam crushing. The impact load reduction effect is not sufficiently exhibited. Furthermore, when the air pressure inside the air pad is too high, the shock attenuation effect is hardly achieved because the air pad itself has a semi-elastic force.
한편, 미합중국특허 제4,339,039호는 전자장비 등 깨지기 쉬운 물품의 운송시 물품의 손상을 방지하기 위하여 포장용 컨테이너 내부에 설치되는 폼 큐션(Foam cushion)을 제공하고 있다. 이 폼 쿠션의 도면 중 하나를 발췌하여 첨부도면 도 1에 나타내었는 바, 도시된 바와 같이 플랙시블 폼 등의 압축성 폼 재료(2)를 유연한 비다공성(비투과성) 커버(3) 내부에 밀봉하고, 상기 커버(3)의 측면에 복수의 에어 벤트(Air vent,4)를 형성한 구조를 갖는다. 이는 상기 에어 벤트(4)를 통하여 커버(3) 내부가 대기와 연통하도록 한 구조로서, 쿠션(1)에 충격이 가해지면커버(3)와 폼 재료(2)가 압축되면서 내부의 공기가 상기 에어 벤트(4)를 통하여 대기로 배출되고, 이러한 과정에서 충격이 감쇄된다. 그리고 압축되었던 커버(3)와 폼 재료(2)는 상기 에어 벤트(4)를 통한 공기 유입에 의하여 복원되게 된다.On the other hand, U.S. Patent No. 4,339,039 provides a foam cushion that is installed inside the packaging container to prevent damage to the goods during transportation of fragile goods such as electronic equipment. One of the drawings of this foam cushion is shown in the accompanying drawings, and as shown in FIG. 1, a compressible foam material 2 such as a flexible foam is sealed inside a flexible non-porous (non-permeable) cover 3 It has a structure in which a plurality of air vent (4) is formed on the side of the cover (3). This structure is such that the inside of the cover 3 communicates with the atmosphere through the air vent 4, and when the shock is applied to the cushion 1, the cover 3 and the foam material 2 are compressed and the air inside the It is discharged to the atmosphere through the air vent 4, and the impact is attenuated in this process. The cover 3 and the foam material 2 which have been compressed are then restored by the air inlet through the air vent 4.
또한, 첨부도면 도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 쿠션과 유사한 종래의 또 다른 하나의 에어 쿠션을 나타내고 있다. 이는 에어 쿠션이 노트북 컴퓨터(6) 운반용 휴대 케이스(5)에 적용된 예를 나타내고 있다. 에어 쿠션(10)은 도 1에 도시된 쿠션과 마찬가지로 플랙시블 폼 재료(11)를 비침투성 커버(12) 내부에 밀봉하고, 커버(12) 내부와 대기를 연통하는 복수의 에어 벤트(13)를 갖춘 구조로서, 충격이 가해지면 커버(12)와 폼 재료(11)가 압축되면서 내부의 공기가 상기 에어 벤트(13)를 통하여 대기로 배출되며, 이러한 과정에서 충격이 감쇄된다. 그리고 압축되었던 커버(12)와 폼 재료(11)는 상기 에어 벤트(13)를 통하여 내부로 공기가 유입됨으로써 복원되게 된다. 도면중 미설명부호 '14'는 에어 쿠션(10) 설치시 이를 지지하는 '지지판 멤버'이고, '15'는 상기 에어쿠션(10)을 지지판 멤버(14)에 봉합한 '봉합사'이다.2 to 4 show yet another conventional air cushion similar to the cushion shown in FIG. 1. This shows an example in which the air cushion is applied to the carrying case 5 for carrying the notebook computer 6. Like the cushion shown in FIG. 1, the air cushion 10 seals the flexible foam material 11 into the non-invasive cover 12, and includes a plurality of air vents 13 communicating with the inside of the cover 12 and the atmosphere. When the impact is applied, the cover 12 and the foam material 11 is compressed and the air inside is discharged to the atmosphere through the air vent 13, the impact is attenuated in this process. The compressed cover 12 and the foam material 11 are restored by the inflow of air through the air vent 13. In the drawings, reference numeral '14' is a 'support plate member' supporting the air cushion 10 when it is installed, and '15' is a 'suture' which sutures the air cushion 10 to the support plate member 14.
하지만 위의 두 가지의 에어 쿠션은 모두 에어 벤트를 도입하고, 이에 의하여 공기가 유출입되도록 함으로써 완전 밀폐된 쿠션(대한민국 등록실용신안 제183638호)에 비하여 충격 감쇄 효과가 향상되기는 하나, 공기 배출과 유입이 모두 하나의 에어 벤트를 통하여 이루어지도록 하고 있어 충격에 대하여 능동적으로 반응하지 못하는 결점이 있다. 예컨대, 낙하물의 충격에는 일련의 급격한 운동이 일어나는데, 즉 물체가 낙하하여 정지하면서 최초의 충돌이 발생한 다음, 다시 상승되고(bounce), 이어서 두번째의 복귀충돌이 뒤따르며, 이러한 동작은 물체가 멈출 때 까지 반복된다. 이와 같이 급격한 가속에 연이은 반대방향으로의 급격한 감속 및 뒤따르는 감속 사이클(바운딩)은 민감한 물품에 최초의 충격에 이어 계속되는 잠재적인 손상을 주게 된다. 그런데, 상기 두 가지의 에어 쿠션은 공기의 유출입이 하나의 에어 벤트에서 모두 수행되게 된다. 따라서, 만일 에어 벤트의 총단면적을 극히 작게 한 경우에는, 충돌 후 플랙시블 폼이 원래의 형상으로 복원할 시 에어 벤트를 통한 공기 유입이 느려 형상복원이 지연됨으로써 최초 충격 후 뒤따르는 연속적인 충격에 대응하기 어렵다. 형상복원시에는 충격시에 비하여 상대적으로 매우 작은 플랙시블 폼 자체의 복원력만이 사용되기 때문에 에어 벤트의 좁은 오리피스를 통과하는 공기의 마찰저항에 의하여 플랙시블 폼 자체의 복원력에 손실이 발생하는 것이다. 반대로 에어 벤트의 총 단면적을 극히 크게 한 경우에는 형상 복원시 공기의 저항이 적어 연속적인 충격을 흡수할 수 있는 사이즈로 즉시 복원되는 잇점은 있으나, 최초 충격시 에어 벤트의 넓은 단면적을 통하여 내부의 공기가 단시간에 과도하게 배출되어 플랙시블 폼이 큰 저항 없이 과도하게 변형됨으로써 충격의 흡수가 효율적으로 이루어지지 않아 물품이 손상될 우려가 많고, 나아가 최초 충격 후 신속히 복원되더라도 뒤따르는 충격에 의하여 다시 쉽게 변형됨으로써 앞서의 신속한 복원에 따른 효과도 반감되는 것이다. 이 때문에 플랙시블 폼을 정적인 상태에서 물품의 중량을 지지하기 위한 최소의 하중 용량(이하, "정적하중용량"이라 함) 보다 매우 큰 정적하중용량을 가지도록 하기 위하여 경질의 플라스틱 폼으로 구성하여야 하는 폐단도 있다. 플랙시블 폼을 경질의 것으로 구성하면 큰 충격 하중의 흡수면에서는 유리할지라도 작은 충격하중의 흡수에 있어서는 매우 불리한 것이다.However, both of the above air cushions introduce air vents, thereby allowing the air to flow in and out, thereby improving the impact damping effect compared to the fully enclosed cushion (Korean Utility Model No. 183638). All this is done through a single air vent, there is a drawback that does not actively react to the impact. For example, the impact of a falling object takes a series of abrupt movements, i.e. the first collision occurs as the object falls and stops, then bounces again, followed by a second return collision, which occurs when the object stops. Is repeated. Such rapid deceleration followed by deceleration followed by deceleration cycles (bounding) will cause potential damage to the sensitive article following the initial impact. However, the two air cushions are all carried out in the air inlet and out of one air vent. Therefore, if the total cross-sectional area of the air vent is made extremely small, when the flexible foam is restored to its original shape after the impact, the inflow of air through the air vent is slowed, and the restoration of the shape is delayed. Difficult to respond When restoring the shape, only the relatively small restoring force of the flexible foam itself is used as compared with the impact, so that the restoring force of the flexible foam itself is caused by the frictional resistance of the air passing through the narrow orifice of the air vent. On the contrary, if the total cross-sectional area of the air vent is extremely large, there is an advantage that the resistance of the air is restored to a size that can absorb the continuous impact due to the low resistance of the air when the shape is restored. The product is excessively discharged in a short time, and the flexible foam is excessively deformed without large resistance, so that the shock is not efficiently absorbed, which may damage the article. By doing so, the effect of the rapid restoration is halved. For this reason, the flexible foam should be made of rigid plastic foam in order to have a static load capacity that is much larger than the minimum load capacity (hereinafter referred to as "static load capacity") for supporting the weight of the article in the static state. There is also a closing. The rigid form of the flexible foam is very disadvantageous in absorbing small impact loads, although advantageous in terms of absorption of large impact loads.
결국, 실제적으로는 하나의 에어 벤트를 공기 유출용 및 유입용 유통공으로써 동시에 사용할 경우에는 충격시의 공기 배출량과 형상 복원시의 공기 유입량을 모두 최적의 상태로 유지하는 것은 거의 불가능하기 때문에, 어느 한 쪽의 효과를 일방적으로 희생하거나, 둘 다 일정한 효과를 희생하는 범위에서 조정될 수 밖에 없다.As a result, when one air vent is used simultaneously as an air outlet and an inlet distributor, it is almost impossible to maintain an optimal state of both the amount of air discharged at the time of impact and the amount of air introduced at the time of shape restoration. One can unilaterally sacrifice one effect, or both can only be adjusted to the point of sacrificing certain effects.
본 발명은 이러한 종래의 문제를 해소하기 위하여, 공기 배출과 공기 유입을 위한 수단을 배출밸브 시스템과 유입밸브 시스템으로서 별도로 구성하고, 충격하중 작용시와 복원시에 대기와의 공기유통을 선택적으로 제어함으로써 충격 에너지를 효과적으로 흡수할 수 있는 향상된 충격 흡수용 에어 쿠션을 제공함에 그 첫번째 목적이 있다.In order to solve such a conventional problem, the present invention is configured as a discharge valve system and an inlet valve system separately for the air discharge and air inlet, and selectively controls the air flow to the atmosphere at the time of impact load and recovery The first object is to provide an improved shock absorbing air cushion that can effectively absorb the impact energy.
본 발명의 두 번째 목적은 상기 배출밸브 시스템을 통한 공기 배출 속도를 충격의 증가에 따라 민활하게 대응하도록 하여, 시스템을 유통하는 공기 체적에 대하여 동적제한을 구현하도록 함과 동시에, 에어 쿠션이 연속적인 충격을 흡수할 수 있는 원래의 형태로 신속하게 복원되도록 하기 위하여 상기 유입밸브 시스템을 저속 고체적 밸브 시스템으로 구현함에 있다.The second object of the present invention is to smoothly cope with the air discharge rate through the discharge valve system as the impact increases, so as to implement a dynamic limit for the volume of air flowing through the system, while the air cushion is continuous The inlet valve system is implemented as a low speed solid state valve system in order to quickly restore the original form to absorb shock.
본 발명의 세 번째 목적은 상기 배출밸브 시스템과 유입밸브 시스템을 보다간단하고 제어가 용이한 구조로 구현함에 있다.A third object of the present invention is to implement the discharge valve system and the inlet valve system in a simpler and easier structure.
도 1은 포장용 컨테이너등의 내부에 설치되는 종래의 폼 쿠션의 일례를 나타내는 도면BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows an example of the conventional foam cushion installed in packaging containers, etc.
도 2는 노트북 컴퓨터용 휴대 케이스 등의 내부에 적용되는 종래의 에어 쿠션의 다른 예를 나타내는 개략도2 is a schematic view showing another example of a conventional air cushion applied to the inside of a carrying case for a notebook computer, etc.
도 3은 도 2의 에어 쿠션을 상세하게 나타내는 사시도3 is a perspective view showing in detail the air cushion of FIG.
도 4는 도 3의 에어 쿠션의 내부구조를 나타내는 요부 상세 사시도4 is a detailed perspective view of main parts showing the internal structure of the air cushion of FIG.
도 5는 본 발명에 따른 에어 쿠션의 외관을 나타내는 사시도5 is a perspective view showing the appearance of the air cushion according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 에어 쿠션의 구성요소들을 나타내는 분리 사시도6 is an exploded perspective view showing the components of the air cushion according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 에어 쿠션의 전체 횡단면 구조로서, 특히 배출밸브수단의 구성을 상세하게 나타내는 도면7 is a cross-sectional structure of the entire air cushion according to the present invention, in particular showing the configuration of the discharge valve means in detail
도 8은 본 발명에 따른 에어 쿠션의 전체 종단면 구조로서, 특히 유입밸브수단의 구성을 상세하게 나타내는 도면8 is an overall longitudinal cross-sectional structure of an air cushion according to the present invention, in particular showing the configuration of the inlet valve means in detail
도 9는 본 발명의 에어 쿠션을 노트북 컴퓨터용 휴대 케이스에 적용할 경우의 설치예를 나타내는 도면9 is a view showing an example of installation when the air cushion of the present invention is applied to a carrying case for a notebook computer
도 10은 본 발명에 따른 에어 쿠션에 충격하중이 작용할 경우와 본래의 형상과 크기로 복원될 경우의 배출밸브수단 및 유입밸브수단의 작용을 순차적으로 나타내는 도면10 is a view sequentially showing the action of the discharge valve means and the inlet valve means when the impact load acts on the air cushion according to the present invention and when it is restored to its original shape and size
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배출밸브수단을 설명하기 위한 에어 쿠션 사시도Figure 11 is a perspective view of the air cushion for explaining the discharge valve means according to another embodiment of the present invention
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
20 : 에어쿠션30 : 플라스틱 폼재20: air cushion 30: plastic foam material
31 : 밸브박판 수용홈40,80 : 커버31: valve plate receiving groove 40, 80: cover
41,81 : 하부커버42,82 : 상부커버41,81: Lower cover 42,82: Upper cover
43,44,83,84 : 플랜지47 : 개구부43,44,83,84: flange 47: opening
50 : 다공성 공기투과성 바인더52: 봉합사50: porous air permeable binder 52: suture
60 : 밸브박판70 : 지지판60: valve thin plate 70: support plate
90 : 다공성 공기투과성 부분91 : 밸브판90 porous air permeable part 91 valve plate
위와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 충격 흡수용 에어 쿠션은, 커버 내부에 플랙시블 폼재를 수용한 형태로 제공되는데, 상기 플랙시블 폼재는 최초의 크기와 형상을 유지하려고 하는 정적하중요구량(Static load force requirement)과 충격시 작용하는 충격하중(Impact load force)이라는 개념을 도입한다. 앞서 발명의 배경부분에서 이미 설명한 바와 같이, 예를들어 6파운드의 노트북 컴퓨터를 지지하는 플랙시블 폼 재료는 노트북 컴퓨터의 중량에 의하여 변형되지 않는 6파운드 이상의 정적하중용량을 가지는데, 이의 노트북 컴퓨터를 지지하는 플랙시블 폼재의 지지표면이 2 inch x 4 inch 넓이를 가진다면 6파운드(lb)의 정적하중은 1/4 lb/in²으로 분산된다. 또한, 낙하에 의하여 노트북 컴퓨터가 받는 충격력은 산출된 중력가속도(G)에 의하여 그 힘이 50배이상 증가되어 6파운드의 노트북 컴퓨터는 300파운드 이상의 등가중량을 생성하며, 그러므로 충격에 있어서 하중의 분산은 12.5 lb/in²이상으로 증가된다.In order to achieve the above object, the shock-absorbing air cushion according to the present invention is provided in a form in which a flexible foam member is accommodated in a cover, and the flexible foam member is intended to maintain a static load requirement for maintaining an original size and shape ( It introduces the concept of static load force requirement and impact load force acting upon impact. As already explained in the Background of the Invention, for example, a flexible foam material supporting a 6 pound notebook computer has a static load capacity of 6 pounds or more that is not deformed by the weight of the notebook computer. If the supporting surface of the supporting flexible foam member is 2 inches by 4 inches wide, the static load of 6 pounds (lb) is distributed to 1/4 lb / in². In addition, the impact force received by the notebook computer by the drop is increased by more than 50 times by the calculated gravitational acceleration (G), so that the six-pound notebook computer generates an equivalent weight of more than 300 pounds, thus distributing the load in the impact. Is increased above 12.5 lb / in².
위와 같이, 플랙시블 폼재의 정적하중요구량은(1/4 lb/in²)과 충격하중(12.5 lb/in²)간에는 실질적으로 큰 차이가 발생하는데, 이 힘의 차이에 따라 본 발명에서는 서로 유통 단면적이 다른 배출밸브수단과 유입밸브수단을 별도로 구비하여 제공함으로써, 각각의 밸브수단이 충돌시의 하중(300파운드) 그리고, 정적하중 형상으로 복귀되려고 하는 복원력(6파운드)에 능동적,선택적으로 대응하여 제어되도록 하고 있다.As described above, the static load requirement of the flexible foam material (1/4 lb / in²) and the impact load (12.5 lb / in²) occurs substantially a large difference, according to the difference in the present invention in the cross-sectional area By providing other discharge valve means and inlet valve means separately, each valve means actively and selectively responds to the load at the time of collision (300 pounds) and the restoring force (6 pounds) to return to the static load shape. I am trying to.
이러한 개념을 갖는 본 발명의 충격 흡수용 에어 쿠션은 충격하중에 의하여 변형가능하고 정적인 압력하에서는 그의 에어 셀을 본래의 형상과 크기로 복원시킬 수 있는 굴곡가능하면서 탄력적인 플라스틱 폼재와, 상기 플라스틱 폼재를 내부에 밀착 수용하여 밀봉하는 유연한 재질의 비투과성 커버와, 충격이 가해질 때 플라스틱 폼재의 에어 셀 내부 공기를 대기로 배출하는 통로로서 상기 커버에 형성되는 배출밸브수단, 그리고 충돌후 에어 셀이 본래의 크기와 형태로 복원될 시 대기를 에어 셀측으로 유입시키기 위한 통로로서 상기 배출밸브수단과는 별도로 상기 커버에 형성되는 유입밸브수단을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. 상기 배출밸브수단은 상기 커버에 다공성 공기투과성 부분을 포함하도록 하여, 에어 쿠션에 충격이 가해질 때 상기 다공성 공기투과성 부분이 본래 가지고 있는 극히 제한적인 미세한 구멍들을 통하여 내부의 공기가 배출되도록 하고, 배출되는 과정에서의 운동에너지와 열에너지의 변환작용에 의하여 최초 충격에너지를 효과적으로 흡수한다. 그리고, 상기 유입밸브수단은 상기 배출밸브수단에 비하여 상대적으로 공기 유통 단면적이 매우 큰 대용량을 갖춤과 아울러 충격하중 작용시에는 닫혀있고 본래의 상태로 복귀시에는 열리는 일방향 밸브로 구성함으로써, 복귀시 에어 쿠션 내부의 압력과 대기압 사이의 차이가 최소가 되도록 하여 플랙시블 폼재의 복귀능력(정적하중용량)이 손실없이 거의 대부분 사용되도록 함으로써 신속한 복귀가 가능하고, 이에따라 최초 충돌후 뒤따르는 충격력을 효과적으로 흡수한다.The shock-absorbing air cushion of the present invention having such a concept is a flexible and elastic plastic foam member which is deformable by impact load and can restore its air cell to its original shape and size under static pressure, and the plastic foam member A non-permeable cover made of a flexible material for tightly accommodating and sealing the inside, a discharge valve means formed on the cover as a passage for discharging air inside the air cell of the plastic foam material to the atmosphere when an impact is applied, and the air cell after the collision The inlet valve means is formed on the cover separately from the outlet valve means as a passage for introducing the atmosphere to the air cell side when restored to the size and shape of the. The discharge valve means to include a porous air permeable portion in the cover, so that when the shock is applied to the air cushion, the internal air is discharged through the extremely limited fine holes inherent in the porous air permeable portion, and discharged The initial impact energy is effectively absorbed by the conversion of kinetic energy and thermal energy in the process. In addition, the inlet valve means has a relatively large air flow cross-sectional area having a relatively large volume compared to the outlet valve means, and is configured as a one-way valve that is closed when the impact load is applied and is opened when returning to the original state, By minimizing the difference between the pressure inside the cushion and the atmospheric pressure, the return capacity (static load capacity) of the flexible foam material is used almost without loss, enabling quick recovery, thus effectively absorbing the subsequent impact force after the initial collision. .
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면 도 5 내지 도 11에 의거 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 5 내지 도 8에 도시된 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명한다.First, a preferred embodiment of the present invention shown in Figures 5 to 8 will be described.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 충격 흡수용 에어 쿠션(20)은, 충격하중에 의하여 변형가능하고 정적인 압력하에서는 그의 에어 셀(Air cell)을 본래의 형상과 크기로 복원시킬 수 있는 굴곡가능하면서 탄력적인 플라스틱 폼재(30, Plastic foam material)와, 상기 플라스틱 폼재(30)를 내부에 밀착 수용하여 밀봉하는 유연한 재질의 비투과성(Non-porous) 필름 또는 직물로된 커버(40)를 포함한다. 상기 플라스틱 폼재(30)는 그 형상에 어떠한 제한이 없으나 도시된 예와 같이 블럭형태가 일반적이다. 플라스틱 폼재(30)는 개방 또는 폐쇄 셀을 갖는 발포 성형(Foam moulding) 플라스틱재로, 바람직하게는 개방 셀 플라스틱 폼으로 이루어지며, 노트북 컴퓨터등 보호할 물품(Article)의 중량에 의하여 변형이 되지 않는 최소한의 정적하중용량(형체유지강성)을 갖는다. 상기 커버(40)는 일반적으로 상기 플라스틱 폼재(30)의 외곽을 따라 형성되어 상기 플라스틱 폼재(30)와 커버(40) 사이에 가급적 틈새가 존재하지 않도록 한다.As shown, the shock-absorbing air cushion 20 according to the present invention is deformable by the impact load and bendable to restore its air cell to its original shape and size under static pressure. The plastic foam material 30 and a cover 40 made of a non-porous film or fabric made of a flexible material for tightly receiving and sealing the plastic foam material 30 therein. . The plastic foam material 30 is not limited in shape, but is generally in the form of a block as shown. The plastic foam material 30 is a foam molding plastic material having open or closed cells, preferably made of open cell plastic foam, and is not deformed by the weight of an article to be protected such as a notebook computer. It has a minimum static load capacity (body holding rigidity). The cover 40 is generally formed along the periphery of the plastic foam material 30 so that there is no gap between the plastic foam material 30 and the cover 40 as much as possible.
그리고, 본 발명의 에어 쿠션(20)의 커버(40)에는, 에어 쿠션(20)에 충격이 가해질 때 플라스틱 폼재(30)의 에어 셀 내부 공기를 대기로 배출하는 통로인 배출밸브수단이 형성되고, 충돌후 에어 셀이 본래의 크기와 형태로 복원될 시 대기를 에어 셀측으로 유입시키기 위한 통로인 적어도 하나의 유입밸브수단이 상기 배출밸브수단과는 별도로 형성된다.And, the cover 40 of the air cushion 20 of the present invention, the discharge valve means which is a passage for discharging the air inside the air cell of the plastic foam material 30 to the atmosphere when the shock is applied to the air cushion 20 is formed At least one inlet valve means, which is a passage for introducing air to the air cell side when the air cell is restored to its original size and shape after a collision, is formed separately from the discharge valve means.
본 발명의 바람직한 방향에 따라서 상기 커버(40)는 하부커버(41)와 상부커버(42)로 나뉘어져서, 상기 하부커버(41)는 상기 플라스틱 폼재(30)의 바닥에 밀착되도록 배치되고, 상부커버(42)는 상기 플라스틱 폼재(30)의 바닥을 제외한 나머지 부분을 덮고 있다. 또한, 상기 하부커버(41)와 상부커버(42)는 그 단부둘레가 도시된 바와 같이 플랜지(43)(44)로 형성되어 각각의 플랜지(43)(44)가 서로 접촉하고 있으며, 접촉한 상태에서는 본딩 또는 융착 접합으로 서로 완전 밀봉되었던 종래의 형태와는 달리 단순히 맞닿아 있는 상태로 유지된다.According to a preferred direction of the invention the cover 40 is divided into a lower cover 41 and the upper cover 42, the lower cover 41 is arranged to be in close contact with the bottom of the plastic foam material 30, the upper The cover 42 covers the remaining portion of the plastic foam material 30 except for the bottom. In addition, the lower cover 41 and the upper cover 42 is formed as a flange 43, 44 as the end circumference is shown so that each flange 43, 44 is in contact with each other, In the state, unlike the conventional form, which was completely sealed to each other by bonding or fusion bonding, it is simply kept in contact.
위와 같은 커버(40)의 구성에 병행하여 상기 배출밸브수단은, 특히 도 6 및 도 7에서 보다 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 상기 맞닿은 플랜지부(43,44)에 예를들어 직물(천) 또는 필름으로 이루어진 다공성 공기투과성 바인더(50)를 덧대어 봉합한 형태로 이루어진다. 도 6에서는 상기 다공성 공기투과성 바인더(50)를 커버(40)의 플랜지(43,44) 윤곽에 따라 대부분이 접혀져 있는 상태로 도시하고, 일부분만 펼쳐진 상태로 도시하였지만, 실제적으로는 하나의 펼쳐진 직물(천) 또는 필름을 마련하여, 이의 펼쳐진 직물 또는 필름을 도 7에 도시된 바와 같이 커버(40)의 플랜지(43,44) 상하면으로 접어서 봉합하고 최후에는 직물 또는 필름의 양단부를 겹쳐서 봉합하게 된다. 이와 같이 다공성 공기투과성 바인더(50)로 이루어진 본 발명의 배출밸브수단에 있어서, 충격에 의하여 에어 쿠션이 압축될 경우, 플랙시블 폼재(30)의 에어 셀이 함유하고 있는 공기는 상기 맞닿은 플랜지부(43,44) 사이의 틈새(45)를 통과한 후, 상기 다공성 공기투과성 재료(50)가 본래 가지는 미세구멍(51) 및 상기 플랜지부(43,44)와 다공성 공기투과성재료(50)를 봉합할 시 봉합사(52)가 관통하면서 상기 플랜지부(43,44)와 다공성 공기투과성 재료(50)에 형성되는 미세 구멍(53)들을 통하여 배출된다.In parallel with the configuration of the cover 40 as described above, the discharge valve means, in particular, as can be seen more clearly in Figs. Or it is made of a sealed form by padding the porous air permeable binder 50 made of a film. In FIG. 6, the porous air permeable binder 50 is shown in a state where most of the porous air permeable binder 50 is folded along the contours of the flanges 43 and 44 of the cover 40, and only a portion of the porous air permeable binder 50 is actually expanded. (Cloth) or film is provided, and the unfolded fabric or film thereof is folded and sealed by upper and lower flanges 43 and 44 of the cover 40 as shown in FIG. 7, and finally, both ends of the fabric or film are overlapped and sealed. . Thus, in the discharge valve means of the present invention made of a porous air permeable binder 50, when the air cushion is compressed by the impact, the air contained in the air cell of the flexible foam material 30 is the contacting flange portion ( After passing through the gap 45 between the 43 and 44, the micropores 51 and the flanges 43 and 44 and the porous air permeable material 50 of the porous air permeable material 50 are sealed. At some time, the suture 52 penetrates and is discharged through the fine holes 53 formed in the flanges 43 and 44 and the porous air permeable material 50.
상기 유입밸브수단은 에어 쿠션에 충격이 가해질 때에는 닫혀 있고, 에어 쿠션이 복귀될 때에는 열리도록 제어되는 일방향 밸브로 이루어짐과 아울러, 유입밸브수단의 공기 유통 총단면적은 상기 배출밸브수단이 이루는 공기 유통 미세 구멍들의 총 단면적 보다 크게 형성하도록 한다. 그 이유는 첫째로, 에어 쿠션에 충격이 가해질 때에는 유입밸브수단은 닫힌 상태를 유지하여 내부의 공기가 상기 배출밸브수단의 극히 제한된 용량의 통로를 통하여서만 배출되도록 한 것이다. 따라서, 충격하중의 증가에 대응하여 공기의 배출속도도 일정한 비율로 증가됨으로써, 작은 충격으로부터 큰 충격에 이르기 까지 각 충격조건에 적합한 동적(능동적인) 제어능력을 가지게 된다. 만일 배출밸브수단의 공기 유통로 단면적이 극단적으로 큰 경우에는 공기 배출 저항이 사라져서 에어 쿠션의 변형이 대부분 플라스틱 폼재(30)의 강성에만 의존하게 되기 때문에 충격하중의 대소에 따라 민감하게 반응하지 못하고, 이에 따라 전 범위의 충격하중을 효과적으로 흡수하지 못하게 된다. 둘째로는, 충격 후 에어 쿠션이 본래의 크기와 형상으로 복원될 때에는 유입밸브수단의 매우 큰 단면적의 유통로를 통하여 외부의 공기가 저항없이 쉽게 유입되도록 함으로써 에어 큐션이 신속하게 복원되어 최초 충격 후 뒤따르는 충격을 원활하게 흡수할 수 있도록 하는 것이다.The inlet valve means is made of a one-way valve that is closed when an impact is applied to the air cushion, and is opened to be opened when the air cushion is returned, and the total air flow cross-sectional area of the inlet valve means is finely distributed in the air. Make it larger than the total cross-sectional area of the holes. The reason for this is, firstly, that when the shock is applied to the air cushion, the inlet valve means is kept closed so that the air inside is discharged only through the passage of extremely limited capacity of the discharge valve means. Therefore, in response to the increase in the impact load, the rate of discharge of the air is also increased at a constant rate, thereby having a dynamic (active) control capability suitable for each impact condition from a small impact to a large impact. If the cross-sectional area of the discharge valve means is extremely large in cross-section, the air discharge resistance disappears, and most of the deformation of the air cushion depends only on the rigidity of the plastic foam material 30, and thus it does not react sensitively to the magnitude of the impact load. As a result, the full range of impact loads are not effectively absorbed. Secondly, when the air cushion is restored to its original size and shape after the impact, the air cushion is quickly restored by allowing the outside air to easily flow through the flow passage of the very large cross-sectional area of the inlet valve means without any resistance, and thus after the initial impact. It is to be able to absorb the following shocks smoothly.
여기서, 상기 배출밸브의 공기 유통 단면적은 상기 다공성 공기투과성 바인더(50)를 구성한 재료의 치밀도와 바인더(50)를 봉합할 시의 스티치(Stitch) 간격에 의하여 결정된다. 예컨대, 바인더(50) 재료의 치밀도가 크면 공기 유통 용량이 작게 되고, 스티치 간격이 좁으면 즉, 스티치를 많이 형성하면 봉합사에 의한 통과공 수가 증가되어 공기 유통 용량이 커지게 된다.Here, the air circulation cross-sectional area of the discharge valve is determined by the density of the material constituting the porous air permeable binder 50 and the stitch interval when the binder 50 is sealed. For example, if the density of the material of the binder 50 is large, the air flow capacity is small, and if the stitch interval is narrow, that is, if a large number of stitches are formed, the number of through holes by the suture thread is increased, thereby increasing the air flow capacity.
본 발명의 바람직한 방향에 따라서 상기 유입밸브수단은 도 8에 도시된 바와 같이 상기 커버(40)의 바닥부분인 상기 하부커버(41)를 평탄한 것으로 마련하여서 이에 개구부(47)를 형성함과 아울러, 이 개구부(47)를 개폐하는 밸브박판(60)을 갖춘다. 상기 밸브박판(60)은 유연한 비투과성 필름 또는 직물, 바람직하게는 PVC로 이루어져서 상기 하부커버(41)의 내측 바닥에서 상기 개구부(47)를 덮고 있다. 상기 밸브박판(60)의 일단은 하부커버(41) 바닥에 본딩 또는 융착등의 방법으로 부착되고, 나머지의 자유단의 상,하 운동으로 하여금 상기 개구부(47)를 개폐한다. 이러한 밸브박판(60)은 충격에 의하여 에어 셀이 압축될 시 생성되는 에어 쿠션 내부 공기압(Positive pressure)에 의하여 커버(40)의 바닥에 밀착됨으로써 상기 개구부(47)를 폐색하고, 압축된 에어 셀이 본래의 크기와 형상으로 복원될 때 에어 쿠션(20) 내부에 생성되는 부압(Negative pressure)에 의하여 그 자유단이 하부커버(41)의 바닥으로부터 이탈되어(들추어져서) 상기 개구부(47)를 개방시키게 된다. 나아가, 상기 플랙시블 폼재(30)는 그 저면에 상기 밸브박판(60)의 상,하 개폐동작에 따른 여유공간을 제공하는 수용홈(31)이 형성된 구조를 갖는다.According to a preferred direction of the present invention, the inlet valve means is provided with the lower cover 41, which is the bottom portion of the cover 40, as shown in Figure 8 to form an opening 47, The valve thin plate 60 which opens and closes this opening part 47 is provided. The valve thin plate 60 is made of a flexible non-permeable film or fabric, preferably PVC, covering the opening 47 at the inner bottom of the lower cover 41. One end of the valve thin plate 60 is attached to the bottom of the lower cover 41 by a bonding or fusion method, and the opening and closing of the opening 47 is performed by the up and down movement of the remaining free ends. The valve thin plate 60 closes the opening 47 by being in close contact with the bottom of the cover 40 by positive pressure inside the air cushion generated when the air cell is compressed by an impact, thereby closing the opening 47. When it is restored to its original size and shape, the free end is separated from the bottom of the lower cover 41 by the negative pressure generated inside the air cushion 20 to lift the opening 47. Will be opened. Further, the flexible foam material 30 has a structure in which a receiving groove 31 is provided on the bottom thereof to provide a clearance according to the up and down opening and closing operation of the valve thin plate 60.
첨부도면 도 9는 상기와 같이 구성된 본 발명의 충격 흡수용 에어 쿠션(20)을 노트북 컴퓨터용 휴대 케이스에 적용할 경우의 바람직한 형태를 나타내고 있다.9 shows a preferred embodiment when the shock absorbing air cushion 20 of the present invention configured as described above is applied to a portable case for a notebook computer.
충격 흡수용 에어 쿠션(20)은 앞서 종래 기술을 설명하는 도 2의 휴대 케이스(5)에 설치되는 예와 동일한 상태로 도시하였다. 에어 쿠션(20)은 두 개의 독립된 블럭 즉, 휴대 케이스의 바닥에서 노트북 컴퓨터의 무게를 지지하는 제1쿠션(20a)과, 휴대 케이스의 측면에서 노트북 컴퓨터의 측면에 밀착하는 제1쿠션(20b)을 일체로 연결하여 구비한 형태이다.The shock absorbing air cushion 20 is shown in the same state as the example installed in the carrying case 5 of FIG. The air cushion 20 includes two independent blocks, namely, a first cushion 20a for supporting the weight of the notebook computer at the bottom of the carrying case, and a first cushion 20b closely contacting the side of the notebook computer at the side of the carrying case. It is a form provided by connecting integrally.
도면부호 '70'은 '지지판'으로서, 앞서 도 2에서 설명한 바와 마찬가지로 휴대 케이스에 설치시 상기 에어 쿠션 구조체의 임의적 변형을 방지함과 아울러 설치시의 편의를 제공하는 것이다. 주목할 것은 상기 지지판(70)의 표면은 본 발명의 바람직한 방향에 따라서 면직물, 면사편물 또는 유사한 다공성 공기투과성 섬유재로 처리되어 있다는 것이다. 지지판(70)의 표면이 섬유재로 이루어짐으로써, 여기에 에어 쿠션(20)이 밀착할 시 에어 쿠션(20) 하부에 형성된 유입밸브의 개구부(47)를 차단시키지 않음으로써 지지판(70)을 사용하면서도 공기의 유통이 가능하게 한다.Reference numeral '70' denotes a 'support plate', which prevents arbitrary deformation of the air cushion structure when installed in the carrying case as described above with reference to FIG. 2, and provides convenience in installation. Note that the surface of the support plate 70 is treated with cotton fabric, cotton knitted fabric or similar porous air permeable fiber material according to the preferred direction of the present invention. Since the surface of the support plate 70 is made of a fiber material, when the air cushion 20 is in close contact therewith, the support plate 70 is not used by blocking the opening 47 of the inlet valve formed under the air cushion 20. At the same time, it allows air to flow.
첨부도면 도 10은 본 발명에 따른 에어 쿠션(20)의 동작상태를 나타낸다.Figure 10 shows the operating state of the air cushion 20 according to the present invention.
도 10에서 가장 윗부분의 에어 쿠션(20)은 정적하중 상태를, 중간의 것은 충격이 작용할 때의 변형상태를, 가장 아랫부분의 것은 복원시의 상태를 나타낸다.In FIG. 10, the upper part of the air cushion 20 shows a static load state, the middle part shows a deformation state when an impact is applied, and the bottom part shows a state when restoring.
먼저, 가장 윗부분 그림과 같이 정적하중 상태에서는 다공성 공기 투과성 바인더(50)의 미세구멍을 통하여 커버(40) 내부에 대기가 작용하고 있으므로, 플라스틱 폼재(30)의 강성에 의하여 노트북 컴퓨터 등 케이스 내에 수용된 물체가 지탱된다. 이때에 밸브박판(60)은 하부커버(41) 바닥에 자연스럽게 밀착하여 개구부(47)를 폐색하게 된다.First, since the atmosphere acts inside the cover 40 through the micropores of the porous air permeable binder 50 in the static load state as shown in the uppermost part, it is accommodated in the case of a notebook computer or the like due to the rigidity of the plastic foam material 30. The object is supported. At this time, the valve thin plate 60 is in close contact with the bottom of the lower cover 41 to close the opening 47.
다음, 휴대 케이스를 떨어뜨리는 등의 사고로 인해 에어 쿠션(20)에 충격이 가해지면, 중간 그림과 같이, 플라스틱 폼재(30)가 압축되면서 커버(40) 내부의 압력이 상승하게 되고, 이 압력에 의하여 밸브박판(60)이 하부커버(41) 바닥에 밀착되어 개구부(47)를 폐색시킨다. 따라서 에어 쿠션(20) 내부의 승압된 공기는 다공성 공기투과성 바인더(50) 재질 자체가 가지는 미세한 공기 유통로를 통하여서만 대기로 배출될 수 있다. 상기 다공성 공기투과성 바인더(50)의 공기 유통로는 매우 제한적인 미세한 통로를 형성하고 있으므로, 충격력이 클 때에는 배출속도가 빠르게 되고, 충격력이 보다 작을 때에는 배출속도가 보다 느리게 유지되며, 이러한 과정이 진행되는 동안 최초의 충격력이 흡수되는 것이다.Next, when an impact is applied to the air cushion 20 due to an accident such as dropping the carrying case, the pressure inside the cover 40 is increased while the plastic foam material 30 is compressed, as shown in the middle figure. As a result, the valve thin plate 60 comes into close contact with the bottom of the lower cover 41 to close the opening 47. Therefore, the pressurized air inside the air cushion 20 may be discharged to the air only through a fine air flow path that the porous air permeable binder 50 material itself has. Since the air flow path of the porous air permeable binder 50 forms a very restrictive passage, the discharge speed is increased when the impact force is large, and the discharge speed is kept slower when the impact force is smaller, and the process proceeds. The first impact force is absorbed during the process.
다음, 최초의 충격이 해제되면, 가장 아래에 도시된 그림과 같이, 압축되었던 플라스틱 폼재(30)는 미리 부여된 정적하중용량에 의하여 본래의 크기와 형상으로 복원되려는 힘을 발휘한다. 플라스틱 폼재(30)가 복원되기 시작하면 커버(40) 내부에는 부압이 생성되고, 이 부압은 외부의 공기를 흡입하려는 작용을 한다. 이때에 앞선 충격과정에서 대기와 연통하고 있는 다공성 공기 투과성 바인더(50)의 미세 공기 통로들은 매우 미세하면서 적은 용량을 가지고 있으므로, 플랙시블 폼재(30)의 작은 복원력만으로는 상기 미세 공기 유통로들을 통해 공기를 원할히 흡입할 수 없다. 따라서, 커버(40) 내부에 생성된 부압은 상기 밸브박판(60)에 작용하게 되고, 작용되는 부압에 의하여 밸브박판(60)의 자유단이 들춰지게 된다. 밸브박판(60)이 들춰지면 개구부(47)가 열려 외부의 공기가 커버(40) 내측으로 유입된다. 이 경우 상기 개구부(47)는 본 발명에 따라서 대용량으로 설정되어 있기 때문에 이를 통과하는 공기에 방해를 주지 않게 되며, 이에따라 외부의 공기가 일시에 다량 유입됨으로써 매우 신속하게 복원되고, 그 결과 뒤따르는 충격을 흡수할 수 있는 상태를 신속하게 유지할 수 있다. 상기 밸브박판(60)이 상승되어 개구부(47)가 열려지면 거의 대부분의 공기가 이의 개구부(47)를 통하여 유입되고 유통 저항이 큰 바인더(50)의 미세 공기 유통로를 통하여는 거의 유입되지 않는다.Then, when the initial impact is released, the plastic foam material 30, which has been compressed, as shown in the lowermost figure, exerts a force to be restored to its original size and shape by a given static load capacity. When the plastic foam material 30 starts to be restored, a negative pressure is generated inside the cover 40, and this negative pressure acts to suck the outside air. At this time, since the fine air passages of the porous air permeable binder 50 communicating with the atmosphere in the preceding impact process have very small and small capacity, only the small restoring force of the flexible foam material 30 allows the air to flow through the fine air flow passages. Can not be inhaled. Therefore, the negative pressure generated inside the cover 40 acts on the valve thin plate 60, and the free end of the valve thin plate 60 is lifted by the negative pressure applied. When the valve thin plate 60 is lifted, the opening 47 is opened and external air flows into the cover 40. In this case, since the opening 47 is set to a large capacity according to the present invention, the opening 47 does not interfere with the air passing therethrough, and thus is restored very quickly by introducing a large amount of external air at a time, and as a result, the impact that follows. It is possible to quickly maintain a state capable of absorbing. When the valve thin plate 60 is raised to open the opening 47, most of the air is introduced through the opening 47, and little is introduced through the fine air flow path of the binder 50 having a large flow resistance. .
본 발명의 다른 방향에 따라서, 상기 유연한 비투과성 밸브박판(60)은 다공성 공기투과성 필름으로 대체될 수 있다. 이 경우 상기 다공성 공기투과성 밸브박판은 유입밸브수단의 역할도 하면서 또 하나의 배출밸브를 제공하게 된다. 따라서 충격하중 작용시 에어 쿠션(20) 내부의 공기는 다공성 공기투과성 바인더(50) 및 다공성 공기투과성 밸브박판이 가지는 미세 구멍을 모두 통하여 배출되게 되고, 복원시 밸브박판이 들춰져서 개구부(47)가 열리면, 밸브박판의 미세 구멍은 공기 통로로서의 역할을 거의 수행하지 못하고 대부분의 공기가 개구부(47)를 통하여 유입되게 된다.According to another direction of the present invention, the flexible non-permeable valve plate 60 may be replaced with a porous air-permeable film. In this case, the porous air permeable valve plate also serves as an inlet valve means to provide another outlet valve. Therefore, when the impact load acts, the air inside the air cushion 20 is discharged through all the fine holes of the porous air permeable binder 50 and the porous air permeable valve plate, and the valve plate is lifted up to restore the opening 47. When opened, the minute holes of the valve thin plate hardly serve as air passages, and most of the air is introduced through the openings 47.
도 11은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 것으로서, 전술한 실시예에서의 배출밸브수단을 다른 방법으로 구성하고 있다.Fig. 11 shows another embodiment of the present invention, in which the discharge valve means in the above embodiment is constituted by another method.
전술한 실시예에서의 배출밸브수단은 커버(40)를 하부커버(41)와 상부커버(42)로 나누어 이들의 플랜지(43,44)를 단순히 접촉시킨 상태에서, 접촉된플랜지부(43,44)를 다공성 공기투과성 바인더(50)로 봉합처리한 구성으로 이루어져 있다.In the above-described embodiment, the discharge valve means divides the cover 40 into the lower cover 41 and the upper cover 42 so that the flanges 43 and 44 are simply in contact with each other. 44) is composed of a sealant with a porous air permeable binder (50).
이에 비하여, 본 실시예에 따른 에어 쿠션(200)은 비투과성 커버(80)의 측면 일부분을 다공성 공기투과성부(90)로 형성한 구조를 제공한다. 상기 커버(80)는 비투과성 필름 또는 직물로 이루어져서 완전히 밀봉된 상태를 유지한다. 도시된 예에서는 커버(80)를 전술한 실시예와 동일하게 각각 플랜지(83,84)를 갖는 하부커버(81)와 상부커버(82)로 나누어 마련하되, 상기 플랜지(83,84)를 본딩 또는 융착접합 등의 방법으로 완전히 밀봉하고, 밀봉된 커버(80)의 일부를 다공성 공기투과성부(90)로 형성하고 있다. 여기서, 상기 커버(80)를 반드시 하부커버(81)와 상부커버(82)로 나누어 구성하여야만 하는 등의 제한은 없다.In contrast, the air cushion 200 according to the present embodiment provides a structure in which a portion of the side surface of the non-permeable cover 80 is formed of the porous air permeable portion 90. The cover 80 is made of a non-permeable film or fabric to maintain a completely sealed state. In the illustrated example, the cover 80 is divided into a lower cover 81 and an upper cover 82 having flanges 83 and 84, respectively, as in the above-described embodiment, but the flanges 83 and 84 are bonded. Alternatively, the sealing is completely sealed by a fusion bonding method or the like, and a part of the sealed cover 80 is formed of the porous air permeable portion 90. Here, there is no limitation that the cover 80 must be divided into a lower cover 81 and an upper cover 82.
상기 다공성 공기투과성부(90)는 상기 커버(80) 자체의 측면 일부분에 대기와 연통하는 복수의 미세구멍을 천공한 것으로 구성할 수도 있고, 도면에 도시된 예와 같이, 상기 커버(80)의 일부 면적을 절취하여 개구(Opening,85)를 형성하고, 이의 개구(85)에 다공성 공기투과성 필름, 직물(천) 또는 그외의 재료로 된 밸브판(91)을 부착처리하여 구성할 수도 있다.The porous air permeable portion 90 may be formed by puncturing a plurality of micro holes in communication with the atmosphere in a portion of the side surface of the cover 80 itself, as shown in the figure, It may be constructed by cutting a part of the area to form an opening 85, and attaching the valve plate 91 made of a porous air permeable film, a fabric (cloth), or other material to the opening 85.
본 발명의 또 다른 실시예로서, 도면으로는 나타내지 않았지만, 배출밸브수단을 전술한 실시예들과 같은 바인더(50)나 밸브판(91)으로 구성하는 것을 배제하고, 커버 자체를 다공성 공기투과성 필름, 직물(천) 등의 재료로 형성함으로써, 별도의 배출밸브수단 없이 상기 커버 자체가 배출밸브로써 제공되도록 할 수도 있다.As another embodiment of the present invention, although not shown in the drawings, the cover itself is a porous air-permeable film, except that the discharge valve means is constituted by the binder 50 or the valve plate 91 as in the above-described embodiments. By forming a material such as fabric (cloth), the cover itself may be provided as a discharge valve without a separate discharge valve means.
다른 한편으로, 커버가 하부커버와 상부커버로 구성되는 경우에는 하부커버와 상부커버 중 적어도 하나는 다공성 공기투과성 재료로 구성하는 것이다. 즉, 하부커버와 상부커버를 모두 다공성 공기투과성 재료로 구성하거나, 하부커버만을 다공성 공기투과성 재료로 형성하거나, 상부커버만을 다공성 공기투과성 재료로 형성할 수 있다.On the other hand, when the cover is composed of a lower cover and an upper cover, at least one of the lower cover and the upper cover is composed of a porous air permeable material. That is, both the lower cover and the upper cover may be made of a porous air permeable material, or only the lower cover may be formed of a porous air permeable material, or only the upper cover may be formed of a porous air permeable material.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 충격 흡수용 에어 쿠션은 다공성 공기투과성 배출밸브를 구비하고, 이와 별도로 유입밸브를 구비하는 것을 기본적인 구성으로 채용하고 있다. 따라서, 충격이 가해질 시 내부의 압축된 공기는 다공성 공기투과성 재료가 가지는 극히 제한적인 용량의 배출밸브를 통하여 배출됨으로써 충격의 대소에 따라 공기의 배출속도가 변화되면서 감쇄작용이 효과적으로 이루어진다. 또한 복원시에는 상대적으로 대용량을 가지는 유입밸브를 통하여 공기가 흡입되어 공기의 유통저항을 극도로 낮게함으로써 플라스틱 폼재에 미리 부여된 정적하중용량이 모두 복원력으로 작용하게 된다. 이로써 에어 쿠션이 보다 신속하게 복원됨으로써 뒤따르는 충격을 효과적으로 흡수할 수 있는 것이다.As described above, the shock-absorbing air cushion according to the present invention has a porous air permeable discharge valve and a separate inlet valve is employed as a basic configuration. Accordingly, when the impact is applied, the compressed air inside is discharged through the discharge valve of the extremely limited capacity of the porous air permeable material, so that the attenuation action is effectively performed while the discharge speed of the air is changed according to the magnitude of the impact. In addition, at the time of restoration, air is sucked through the inlet valve having a relatively large capacity, and the flow resistance of the air is extremely low, so that all static load capacities previously given to the plastic foam material act as restoring forces. This allows the air cushion to be restored more quickly, thereby effectively absorbing the subsequent shocks.
결국, 본 발명에 의하면, 충격하중 작용시와 복원시, 배출밸브와 유입밸브의 선택적 작동과 용량차이로 인해 충격을 보다 효과적으로 흡수할 수 있으며, 이에따라 노트북 컴퓨터와 같은 깨지기 쉽고 기능에 손상받기 쉬운 물품을 보다 완벽하게 보호할 수 있다.As a result, according to the present invention, the shock absorbing effect can be more effectively absorbed due to the selective operation of the discharge valve and the inlet valve and the capacity difference at the time of restoring the impact load and thus the fragile and functionally damaged items such as notebook computers. Can be more fully protected.
나아가, 본 발명에 따라서는 상기 배출밸브와 유입밸브를 통상적인 첵밸브, 압력조절밸브 등과 같은 기계적 구조 또는 전자적 구조 등, 자체적으로 복잡하면서 에어 쿠션에 적용하기도 곤란한 것들을 채용하지 않고, 구조가 간단하면서 스스로 제어되는 필름, 직물(천) 등으로 구성함으로써 에어 쿠션이라고 하는 고유의 역할에 손상을 주지 않으면서 비용도 저렴하게 제공할 수 있는 것이다.Furthermore, according to the present invention, the discharge valve and the inlet valve are not complicated, such as mechanical structures or electronic structures, such as conventional check valves and pressure regulating valves, which are difficult to apply to the air cushion. The self-controlled film, fabric (cloth), etc. can be provided at low cost without damaging the inherent role of the air cushion.
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