KR200415935Y1 - 수면자세에 따라 머리높이가 자동 조절되는 인체공학적체형맞춤베개 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 측와위와 앙와위사이에서 머리와 어깨의 최적의 배열 상태를 유지하게하여, 어깨, 목, 등, 허리 등의 통증을 방지하고 안락한 수면을 지속할 수 있도록 사람의 신체특성 및 수면습관에 따라 수면시 머리 높이를 자동 조절할 수 있는 인체공학적 체형맞춤베개에 대한 것이다. 본 고안은, 경추의 위치, 어깨의 특성 및 머리무게, 앙와위 또는 측와위의 수면자세 등에 따라 차이가 나는 머리무게의 압력을 머리가 놓이는 베개중앙부위의 머리높이조절판의 기울기를 조정하여 높이로 자동 조절시키는 것과 베개와 신체가 접하는 부위를 인체공학적으로 설계하여 측와위와 앙와위사이에서 머리와 어깨 및 베개의 최적의 배열 상태를 유지하게 하는 체형맞춤베개를 특징으로 하며, 체형맞춤베개는 경추와 어깨가 베개와 맞닿는 부분의 만곡형 처리와 베개하부의 경사 및 다듬이돌 형태의 공간확보, 베개 상부의 좌우측면 및 경추부분의 높이를 중앙부위보다 높게하여 수면 시 베개의 이탈을 자연방지할 수 있게 하는 인체공학적인 설계를 포함하고 있다.

인체공학적 체형맞춤베개, 베개본체부,베개중앙부, 머리높이조절판, 경추지지부, 중앙부, 좌우측면, 만곡처리, 회전축, 탄성체

Description

수면자세에 따라 머리높이가 자동 조절되는 인체공학적 체형맞춤베개{Human Body Engineered Custom-made Pillow automatically elevated by sleep position}

도1은 수면자세에 따른 머리높이

도2는 측와위에서의 잘못된 상황 발생 예시도

도3은 앙와위에서의 잘못된 상황 발생 예시도

도4는 본 고안의 사시도

도5는 본 고안의 전체 단면도

도6은 본 고안의 작용 예시도

도7은 측와위에서의 체형에 따른 높이 차 예시도

도8은 본 고안의 머리높이조절판 단면도

도9는 본 고안의 머리높이조절판 단면도(2)

도10은 본 고안의 머리높이조절판 단면도(3)

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

인체공학적 체형맞춤베개(41), 베개본체부(43),베개중앙부(42), 머리높이조절판(51), 경추지지부(52), 중앙부(53), 좌우측면(54), 만곡처리(55), 회전축(81), 탄성체(83)

본 고안은 신체구조와 수면습관을 고려한 인체공학적 자동높이조절 베개에 관한 것이다. 일반적으로, 베개는 누울때 머리를 편하게 받치는데 쓰는 침구로 사전에서 정의하고 있다. 보통 팥 녹두 등의 곡식이나 쌀겨 메밀껍질 등을 속에 넣어 만드는데, 나무(목침) 대(죽침) 도기(도침) 등으로 만든 것도 있다. 우리나라의 베개는 조선시대 때의 것과 별 차이가 없는데, 백제 무령왕비의 널 속에서 목침이 나온 것으로 미루어 베개의 사용역사는 매우 오래 된 것 같다. 재질에 따라 수침 퇴침 목침 도침 곡침 면침 등이 있으며 베갯모의 무늬에 따라서 구봉침 학침 호침 목단침 연화침 수복침 등으로 구분한다. 아직도 일반적인 베개는 대개 사각형이나 원형의 형상으로 구성된 포대의 내부에 왕겨 메밀 또는 여타 건강 속재료 등의 내용물을 적당히 채워넣어 봉합한 제품들로써, 베개를 수면시 머리를 받쳐주는 보조적인 도구로서만 사용되고 있다. 최근, 건강에 대한 관심의 증가로 누울 때 머리를 편하게 받쳐주는 보조적인 기구 이상으로 신체건강에 중요한 역할을 하고 있다는 것을 알게 되었으며, 메모리폼과 같은 신재료 기술을 활용한 베개(20-0365801), 다양한 속재료를 활용한 향건강성베개 (20-0322099, 20-0195211, 10-0517017 ), 베개의 편의성을 보완하는 베개(20-0346916, 20-0260300, 10-0523002), 수면자세에 대한 분석적인 접근 등으로 지압, 자세교정 등의 기능을 강조한 향기능성베개(20-0369767, 20-0336692, 10-0443162, 10-0492090) 등이 등장하고 있다. 본 고안은 이 중 편의성과 기능성을 기존의 기술과 차별적으로 제공하고 있다.

[특허 10-0443162 패드에 의하여 머리 높이와 경추높이를 조절할 수 있는 베개]는 패드를 이용해 머리와 경추의 높이를 각각 조절할 수 있는 것으로 앙와위를 기준으로 베개의 높이가 고정된다는 점에서 앙와위와 측와위의 머리자세에 따라 베개의 높이를 자동적으로 조절하는 본 고안과 차이가 있다.

[특허 10-0492090 머리자세에 따른 베개높이 자동조절방법 및 그 베개 높이 자동 조절 기구]는 앙와위와 측와위에서 베개에 미치는 압력차를 반영하여 베개높이를 조절하는 측면에서 본 고안과 유사점이 있으나, 베개가 놓이는 베개판 또는 베개자체의 높이를 조절하는 방법이어서 앙와위와 측와위에서 실제 차이가 나는 머리무게의 압력이 베개 전체로 분산됨에 따라 높이 편차에 오차가 발생할 수 있다. 또한 앙와위의 경우에도 경추와 베개의 밀착 정도에 따라 베개가 받는 무게압력이 약 30%의 차이가 있어 베개 내에서 실제 수면 시 머리가 놓이는 중앙부위를 경추부의 이동없이 인체공학적인 측면에서 베개와 머리, 경추, 어깨의 위치 등을 최적의 상태로 밀착시킨 상태에서 높이가 자동조절되어 최적의 배열로 유지시켜주는 본 고안과는 분명 차이가 있다.

영국의 의사 시리악스 박사는, 잠자는 동안 정상적인 척추만곡이 유지돼 근육긴장이 없는 자세로, 바로 누운 자세에서는 경추(목뼈)의 만곡이 유지되고 옆으로 누운 자세에서는 경추와 흉추가 일직선이 돼 근육 긴장이 없고 척추 후 관절에 무리가 가해지지 않는 자세를 올바른 수면자세라고 정의하고 있다. 이런 수면자세를 유지하기 위해선 베개의 역할이 중요하며, 옆으로 누운 자세에는 바로 누운 자세 보다 어깨 높이를 고려해 베개의 높이가 높아야 하며, 척추의 정상적인 정렬을 유지하고 머리 모양에 따라 베개모양이 변할 수 있도록 유연해야 한다고 주장했다. 이렇게 되기 위해서는 단순히 옆으로 누웠을 때 머리 위치가 높아지게만 해서는 부족하며 바로 누웠을 때의 상태와 옆으로 누웠을 때의 상태, 그리고 어깨와 베개, 머리위치의 상관관계 등이 인체공학적인 측면에서 전체적으로 조명되어야 만이 각 개인의 특성에 맞는 올바른 베개가 될 수 있다.

본 고안은 이러한 점을 구현하기 위한 것으로 베개의 중앙 부분에 수면자세에 따른 인체공학적 자동높이조절장치를 장착하여 바로 누울 때와 옆으로 누울 때 머리위치를 개인의 신체적 특성에 맞게 자동적으로 높이가 조정되게 했으며, 바로 누웠을 때 베개와 목, 어깨가 닫는 부위를 어깨곡선을 따라 굴곡을 주어 베개가 목, 경추가 밀착될 수 있도록 하였다. 또한 어깨가 접하는 하단면에 일정한 각을 주어 공간을 형성, 옆으로 누웠을 때 어깨가 무리없이 베개 밑으로 삽입될 수 있게 하여 목과 경추, 흉추가 정상적인 만곡상태를 유지할 수 있도록 했으며, 베개 상단의 좌우측의 높이를 중앙의 후두부와 측두부가 닿는 부분보다 높게 하여 베개의 이탈을 막아 항상 안락감과 올바른 자세를 유지할 수 있도록 한 것이다.

본 고안의 목적은 개인의 신체적 특성, 수면형태를 고려하여 인체공학적인 측면에서 편안한 수면자세를 취할 수 있도록 하고, 머리, 경추, 어깨, 등을 최적의 상태로 배열함으로써 올바른 수면자세를 유지할 수 있게 하는 것이다. 이를 위해 본 고안은 다음과 같이 기존 베개의 문제를 인식하고 기술적 대안을 제시하고 있다. 앙와위의 상태에서 베개의 높이를 최적으로 설정했을 경우측와위의 자세에서 경추와 등의 배열이 바르게 정렬되지 못한다. (도면1) 이는 측와위의 경우 어깨의 높이로 인해 측와위일 때의 머리 압력이 앙와위의 경우보다 낮기 때문에(도면 표) 측와위의 상태에서 앙와위 상태의 높이로 베개를 벨 경우 베개가 낮아 경추부가 휘어지는(12) 현상이 발생한다. 이를 해소하기 위해서는 측와위일 때는 앙와위일 때보다 베개의 높이를 높여주어야한다(h0). 본 고안에서는 측와위일 때의 머리높이를 베개높이의 기준으로 정하고 앙와위일 때 베개가 받는 무게압력을 높이(h0)로 환산하여 자동조절장치를 통해 탄력적으로 낮춤으로써 항상 최적의 머리높이를 지속할 수 있게 한다. 측와위의 경우 통상 어깨가 몸 바로 아래로 위치하지 않으며 아래 부분의 어깨가 자연스럽게 몸 앞쪽으로 빠져서 머리와 경추 및 등을 지탱하게 된다.(도면2) 이 경우 기존 베개의 경우 어깨가 위치할 공간이 없거나 부족한 관계로 베개가 어깨에 밀려 경추부에서 이탈하여 정위치에 위치하지 않을 수 있으며(21) 또 습관적으로 베개 밑으로 어깨와 팔을 집어넣거나(22) 베개를 모로 괴어 이로 인해 베개의 높이가 달라지는 현상이 발생한다.(25) 이로 인해 머리 중심선이 흩어지며(24) 머리, 경추, 등으로 이어지는 몸의 중심선이 휘어지게 되고(23) 깔린 어깨나 팔의 혈류장애로 목이나 어깨결림 등의 현상이 나타날 수 있다. 본 고안은 이의 해소를 위해 베개 하단부의 경사(57)를 45도~60도 정도로 유지하여 앙와위에서 측와위로 전환될 때 어깨의 밀림으로 베개의 이탈을 최소화하고, 베개 하단을 공간으로 처리(56)하여 다듬이돌이나 다림질판을 측와위로 벨 때처럼 어깨의 불편함 없이 자연스러운 편안함을 느낄 수 있게 하였다.앙와위의 경우 베개와 경추 및 어깨가 닿는 부위가 일자인 경우(도면3) 베개에 닿는 후두부와 경추의 위치가 올바르게 놓이지 않게 된다.(31) 이의 해소를 위해 본 고안은 베개와 어깨가 닿는 접면을 어깨선과 같은 만곡처리(32)를 하여 앙와위 일 때 베개가 경추 및 어깨에 최대한 밀착될 수 있도록 하여 어릴 때 어머니나 할머니의 무릎을 벨 때 느끼는 안락함을 구현하였다. 측와위나 앙와위에서 자세가 전환될 때 측두부나 후두부가 닿는 위치가 변화하게 되고 몸의 뒤척임에 따라 베개 이탈 현상이 발생할 수 있다. 이를 위해 본 고안은 양측면을 볼록하게 처리(54)하고 측두부나 후두부가 닿는 부위(53)를 오목하게 처리하여 이를 극복할 수 있게 했다.

본 고안은 수면자세에 따라 머리높이가 자동조절되는 인체공학적 체형맞춤베개(41)에 대한 것이며 인체공학적으로 체형에 맞게 설계된 베개본체부(43)와 수면자세와 상관없이 머리높이가 최적의 배열상태로 유지되는 베개중앙부(42)로 구성되어 있다.(도면4)

베개본체부(43)는 베개와 어깨가 닿는 접면을 어깨선과 같은 만곡처리(55)를 하여 앙와위 일 때 베개가 경추 및 어깨에 최대한 밀착될 수 있도록 하였으며, 베개와 어깨가 닿는 접단면에 45도~60도의 경사(57)를 두어 앙와위나 측와위에서 자세를 전환할 때 어깨에 의해 베개가 밀리지 않게 하고, 또한 베개본체부(43)의 하부에 다듬이돌의 하부 형상과 같은 어깨삽입공간(56)을 두어 앙와위시 목과 경추부가 밀착될 수 있게 하고 측와위시 어깨의 하중과 부담을 최소화 했다. 베개본체부(43)의 좌우측면(54)과 경추부(52)를 볼록하게 처리하고 측두부나 후두부가 닿는 중앙부(53)를 오목하게 처리하여 머리를 편안히 받칠 수 있게 하고 몸의 뒤척임으로 인한 베개이탈을 줄일 수 있게 했다. 베개본체부는 사각형으로만 구성될 필요는 없으며 원통형, 기타 여하한 형상의 베개라 할지라도 본 고안에서 제시한 인체공학적 설계의 특징(55,56,57)을 적용해 응용적으로 구성할 수 있다. 도면10은 이의 베개본체부(43) 모양의 응용예를 보여준다. 베개본체부(43)는 메모리폼과 같은 신재료 뿐만 아니라 대나무, 침목 등 다양한 재료를 이용하여 형성할 수 있으며 외피로 본 고안의 특성을 살린 틀을 베갯잇으로 속을 채워 본 고안의 본체부로 조합할 수도 있다. 베개본체부(43)의 좌우측면(54)에 공간을 두어 다양한 속재료 또는 장치를 이용한 부가기능을 부여할 수도 있다. 도면11은 이의 응용 실시예를 나타내고 있다.

베개중앙부(42)는 다시 경추지지부(52)와 머리높이조절판(51)으로 구성되는데 경추지지부(52)는 머리높이조절판(51)의 중심축의 역할을 하게 되며 머리높이조절판(51)의 자동높이조절 기능에 영향을 받지 않는다. 머리높이조절판(51) 상부의 초기 높이 및 기울기는 측와위를 취했을 때 몸의 중심선의 배열을 최적으로 유지할 수 있는 높이로 설정되며 앙와위에서의 경추높이 및 권장머리높이는 여러 연구에서 제안되고 표준화되고 있는 자료를 활용한다. 경추지지부(52)는 앙와위의 자세에서 최적의 위치로 정해진다. 측와위의 자세에서 머리높이조절판은 측두부를 전체적으로 지지하고 있으며 앙와위의 자세일 때 부가적으로 받는 머리무게 및 자세에 따른 압력의 증가에 반응하여 경추지지부를 회전축으로 머리높이조절판 상부가 하강하여 앙와위 자세에서의 최적의 머리높이로 유지시켜준다.(도면6) 통상적으로 측와위에서의 압력은 앙와위에서의 압력의 60% 정도이지만 후두부의 모양, 어깨의 위치, 베개와의 밀착정도 등에 따라 일정오차가 발생한다. 본 고안은 베개본체부의 인체공학적인 구조로 머리 및 경추부의 위치를 베개에 최대한 밀착시켜줌으로써 오차범위를 줄여 최적의 배열을 유지할 수 있게 한다. 또한 머리높이조절판의 전체 높이를 조절하는 것이 아니라 경추지지부(52)를 회전축으로 기울기를 조절하는 원리여서 자세에 따른 몸의 중심 배열 오차를 수용할 수 있게 한다. 측와위에서의 최적머리높이는 개인마다 다를 수 있으며(도면7), 앙와위에서 받는 머리압력도 신체특성에 따라 다르다. 측와위에서의 최적머리높이에서 앙와위에서의 최적머리높이로 변화함에 있어서 측와위에서의 최적머리높이가 신체특성에 따라 다르고, 또한 신체특성에 따라 머리가 주는 압력의 정도도 달라 고정된 탄성도를 가진 탄성체로서는 신체특성마다 다른 압력의 정도를 반영하여 앙와위에서의 최적의 머리높이로 변환시킬 수가 없다. 예를 들면 측와위 최적머리높이가 20cm인 신체특성을 가진 성인남자 A와 측와위 최적머리높이 25cm의 신체특성을 가진 B가 앙와위에서의 권장머리높이가 15cm로 같고 머리무게가 오차범위 안에 있다고 가정할 때, 동일한 탄성도를 가진 탄성체를 공히 적용하여 머리높이를 조절한다면 최적머리높이가 높은 B의 경우는 앙와위 권장머리높이보다 5cm높은 베개를 사용하게된다. 이런 이유로 머리높이조절판(51)의 탄성도는 신체특성의 차이를 반영, 탄성체의 단위무게당 탄력의 정도를 조정하여 적용되어야 한다. 다시 말하면 측와위와 앙와위의 높이변화가 심한 경우(H1)는 반대의 경우(H2)에 비해 머리높이조절판(51)의 탄력을 낮추어 단위무게당 탄성도를 높여주어야 하는 것이다. 즉 개인별 탄성지수 = (측와위 최적머리높이 - 앙와위 최적머리높이) / 머리높이조절판의 단위무게당 탄성도로 결정된다. 본 고안은 개인별 탄성지수를 감안하여 머리조절판의 탄성체의 탄성도를 직접 조절하는 것과 개인별 탄성지수를 표준화하여 머리조절판의 탄성도를 차별화하여 베개의 종류를 구분하여 적용하는 것을 공히 포함하고 있다.

도면8은 머리높이조절판의 구조 및 작동원리에 대한 것으로서 회전축(81)에 부착된 머리높이조절판(82)을 별도의 탄성체(83)의 탄력을 이용하여 압력에 자동적으로 반응하도록 한 것이다. 이는 빨래집게의 복원력 작용원리와 같은 것으로서 적정압력에 적정탄력을 가지도록 코일의 두께, 강도, 세기 등을 결정하여 탄성체를 구성하고 이를 조절판에 부착, 경추지지부내에 삽입하여 구성한 것이다. 도면9, 도면10은 머리높이조절판의 또다른 구성 예로서 도면9는 회전축(91) 내에 용수철(93)을 넣고 그 위에 조절판(92)을 올려 용수철의 탄력을 이용해 조절판 상부의 높이를 조절할 수 있게 한 것이며 도면10은 조절판(101) 자체가 탄성을 가질 수 있도록 조절판의 아래부분(102)을 탄성체화한 것이다. 다르게는 조절판 자체를 탄성력을 가진 재질로 구성하여 적용할 수 있다.

이상에서와 같이 본 고안이 제시하는 수면자세에 따라 머리높이가 자동조절되는 인체공학적 체형맞춤베개는, 베개와 신체의 접면을 어깨곡선에 맞게 설계하여 머리와 경추의 밀착 정도를 강화하고 베개 상하부 사이에 공간을 두어 측와위에서 어깨가 자연스럽게 위치되게 함으로써 어깨결림이나 특정부위의 부담없이 편한 수면자세를 취할 수 있으며, 앙와위나 측와위에서 다르게 적용되는 머리 높이를 탄성체의 단위무게 당 탄력의 정도를 신체특성의 차이에 맞게 조정하여 머리높이를 자동으로 조절하여 머리, 경추, 등의 신체배열선을 최적상태로 유지하게 해주어 항상 올바른 수면자세를 취할 수 있도록 함으로써 수면건강에 도움을 준다. 또 베개를 본체부와 머리가 닿는 중앙부로 분리하여 본체부의 다양한 기능적 응용이 가능하며, 베개자체의 편의성과 기능성을 강화함으로써 기존 베개의 문제점을 대폭 보완했을 뿐만 아니라 메모리폼과 같은 최신 기술과도 접목이 용이하여 쉽게 상용화하고 대중화 할 수 있는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 인체공학적 체형맞춤베개를 사용함에 있어서,베개와 어깨가 닿는 접면을 어깨선과 같은 만곡처리(55)를 하고, 베개와 어깨가 닿는 접단면에 45도~60도의 경사(57)를 두고, 베개본체부(43)의 하부에 다듬이돌의 하부 형상과 같은 어깨삽입공간(56)을 두고, 베개본체부(43)의 좌우측면(54)과 경추부(52)를 볼록하게 처리하고, 측두부나 후두부가 닿는 중앙부(53)를 오목하게 처리하고, 베개본체부(43)에 삽입되거나 베개본체부(43)와 요철구조로 결합되는 베개중앙부(42)에 경추지지부(52)를 축으로 탄성체(83,93,102)를 통해 기울기가 변화하는 머리높이자동조절판(82,92, 101)이 게재되어 개인별 신체특성에 따라 높이가 자동조절되는 특징을 가진 수면자세에 따라 머리높이가 자동 조절되는 인체공학적 체형맞춤베개
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