KR200451526Y1 - 족저압 측정을 위한 인솔 - Google Patents

Abstract

본 고안은 압력측정을 위한 보행분석용 인솔에 관한 것으로서, 하부쿠션층과; 상기 하부쿠션의 상부에 배치되는 상부쿠션층과; 상기 하부쿠션과 상기 상부쿠션 사이에 배치되는 한 쌍의 테프론층과; 상기 한 쌍의 테프론 소재 사이에 배치되며, 상기 테프론의 전 영역에 걸쳐 고르게 구비되어 족저압을 측정하는 복수개의 압전소자와; 상기 테프론층과 상기 상부쿠션 사이에 배치되는 중간쿠션층을 포함하며, 상기 중간쿠션층에는 상기 복수개의 압전소자의 위치에 대응되게 삽입 배치되며, 상기 중간쿠션층에 비해 적은 탄성을 갖는 재질로 구비되어 상기 압전소자로 압력을 인가하는 압력인가쿠션이 구비되는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 보다 정확하게 착용자의 족저압 분포를 측정할 수 있다.

Description

족저압 측정을 위한 인솔{INSOLE FOR FOOT PRESSURE MEASUREMENT}

본 고안은 족저압 측정을 위한 인솔에 관한 것으로, 구체적으로는 착용자의 족저압 분포를 정확하게 측정할 수 있는 압전소자를 적용한 인솔에 관한 것이다.

최근 발 건강 및 정상과 비정상적인 발의 생역학적 움직임과 올바른 보행에 대한 관심이 증가하면서 맞춤 신발이나 보조기착용, 보행훈련 등을 포함한 다양한 중재를 하려는 이들이 늘고 있다.

맞춤 신발 및 보행훈련을 위해서는 각 개인의 발의 형상과 변형 및 보행습관을 정확히 측정해야할 필요가 있다. 이를 위해 신발 안쪽에 압력센서가 구비된 인솔이 사용된다.

도1은 종래 인솔(1)의 구조를 분해하여 도시한 분해사시도이다. 도시된 바와 같이 종래 인솔(1)은 멀티폼 재질의 상부쿠션(2)과 하부쿠션(3) 사이에 한 쌍의 비닐필름(4)이 배치되고, 비닐필름(4) 사이에 압력센서(5)가 구비되어 착용자의 족저 압을 측정한다.

그런데, 종래 인솔(1)은 압력센서(5)가 전 영역에 걸쳐 고르게 분포되지 않으며 그 개수도 많지 않아 발의 부위별 정확한 측정 데이터를 얻을 수 없는 단점이 있었다.

또한, 착용자의 보행시 상부쿠션(2)과 하부쿠션(3)의 변형에 따라 압력센서(5)로 인가되는 압력이 수직한 방향뿐만 아니라 다양한 방향에서 작용되므로 측정 데이터 값이 많아져 센서의 오작동을 유발할 수 있다.

본 고안의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 전 영역에 걸쳐 정확한 족저압을 측정할 수 있는 인솔을 제공하는 것이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안의 일면은 압전소자를 적용한 인솔에 관한 것이다. 본 고안의 압전소자를 적용한 인솔은, 하부쿠션층과; 상기 하부쿠션의 상부에 배치되는 상부쿠션층과; 상기 하부쿠션과 상기 상부쿠션 사이에 배치되는 한 쌍의 테프론층과; 상기 한 쌍의 테프론 소재 사이에 배치되며, 상기 테프론의 전 영역에 걸쳐 고르게 구비되어 족저압을 측정하는 복수개의 압전소자와; 상기 테프론층과 상기 상부쿠션 사이에 배치되는 중간쿠션층을 포함하며, 상기 중간쿠션층에는 상기 복수개의 압전소자의 위치에 대응되게 삽입 배치되며, 상기 중간쿠션층에 비해 적은 탄성을 갖는 재질로 구비되어 상기 압전소자로 압력을 인가하는 압력인가쿠션이 구비되는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 한 쌍의 테프론층은 접착제에 의해 상호 결합되고, 상기 접착제는 상기 압전소자가 일정 거리 이동될 수 있도록 상기 압전소자의 배치위치로부터 일정 반경범위를 제외한 나머지 영역에 도포된다.

일 실시 예에 따르면, 상기 압전소자에서 측정된 족저압 값을 수신받는 수신부를 더 포함하고, 상기 수신부는 무선통신에 의해 족저압 값을 수신받는다.

일 실시 예에 따르면, 상기 압전소자에서 측정된 압력 값을 수신 받는 수신부를 더 포함하고, 상기 수신부는 상기 압전소자와 유선으로 연결된다.

본 고안의 압전소자를 갖는 인솔에 의하면, 압전소자가 인솔 전 영역에 걸쳐 고르게 분포되므로 착용자의 발 전영역의 압력분포를 정확하게 측정할 수 있다.

또한, 압전소자가 일정 거리 이동가능하게 배치되므로 착용자의 보행에 의해 인솔이 굽혀지더라도 압전소자는 수직압력만 받게 되어 정확한 압력을 측정할 수 있다.

또한, 중간쿠션층과 탄성이 상이한 압력인가쿠션이 압전소자의 위치에 대응되게 배치되어 착용자의 보행시 압력인가쿠션으로 압력이 집중되므로 압전소자가 보다 정확한 압력을 측정할 수 있다.

도 1은 종래 인솔의 구성을 개략적으로 도시한 개략도,
도 2는 본 고안에 따른 인솔의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도,
도 3은 본 고안에 따른 인솔의 결합과정을 개략적으로 도시한 개략도,
도 4는 착용자의 보행시 본 고안에 따른 인솔의 변형을 예시한 예시도,
도 5는 본 고안에 따른 인솔의 압력데이타 전송과정을 도시한 개략도,
도 6은 본 고안의 다른 실시 예에 따른 인솔의 압력데이타 전송과정을 도시한 개략도이다.

본 고안을 충분히 이해하기 위해서 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 고안의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 고안의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 고안을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도2는 본 고안에 따른 인솔(100)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이고, 도3은 인솔(100)의 접착 과정을 도시한 예시도이고, 도4는 착용자의 보행시 인솔(100)의 변형 형태 및 압전소자(140)의 위치를 도시한 단면도이다.

도2에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 인솔(100)은 신발(미도시)의 내부에 삽입되는 하부쿠션층(110)과, 하부쿠션층(110)의 상부영역에 배치되는 상부쿠션층(120)과, 하부쿠션층(110)과 상부쿠션층(120) 사이에 배치되는 한 쌍의 테프론층(130)과, 한 쌍의 테프론층(130) 사이에 배치되는 복수개의 압전소자(140)와, 테프론층(130)과 상부쿠션층(120) 사이에 배치되어 압전소자(140)로 압력을 인가하는 중간쿠션층(150)을 포함한다.

하부쿠션층(110)은 마이크로 코르크(micro cork) 재질로 구비되어 인솔(100) 하부를 지지하고, 상부쿠션층(120)은 멀티폼 또는 메모리폼 재질로 구비되어 인솔(100)의 상부영역을 지지한다.

하부쿠션층(110)과 상부쿠션층(120)은 착용자가 편안한 착용감을 느끼며 보행시 충격을 완화시키기 위해 적당한 두께와 탄력으로 구비되는 것이 바람직하다. 하부쿠션층(110)과 상부쿠션층(120)은 상술한 재질 외에도 공지된 다양한 재질로 구비될 수 있다.

한 쌍의 테프론층(130)은 하부쿠션층(110)과 중간쿠션층(150) 사이에 배치되며 복수개의 압전소자(140)의 위치를 지지한다. 한 쌍의 테프론층(130)은 얇은 비닐 형태로 구비되며, 하부 테프론층(131)과 상부 테프론층(133)을 포함한다.

여기서, 하부 테프론층(131)과 상부 테프론층(133)이 개재된 상태에서 하부쿠션층(110)과 중간쿠션층(150)이 상호 접착되어야 하므로, 하부 테프론층(131)과 상부테프론층(133)은 외주연의 형상이 하부쿠션층(110)과 중간쿠션층(150)의 외주연의 형상에 비해 좁게 형성된다. 즉, 한 쌍의 테프론층(130)의 테두리영역 외측으로 하부쿠션층(110)과 중간쿠션층(150)이 상호 접촉될 수 있도록 한 쌍의 테프론층(130)의 넓이가 하부쿠션층(110)에 비해 좁게 구비된다.

또한, 하부쿠션층(110)과 중간쿠션층(150)을 결합시키는 제1접착제(A)의 결합력을 보다 강화시키기 위해 한 쌍의 테프론층(130)의 테두리는 복잡한 형상을 갖도록 구비된다.

그리고, 한 쌍의 테프론층(130)의 판면 내부에는 제1접착제(A)가 도포되어 하부쿠션층(110)과 중간쿠션층(150)이 접촉되는 접착공(131a,133a)이 각각 구비된다. 접착공(131a,133a)을 통해 하부쿠션층(110)과 중간쿠션층(150)의 내부영역이 상호 접착되어 결합력이 향상될 수 있다.

압전소자(140)는 한 쌍의 테프론층(130)의 사이에 복수개가 일정 간격으로 배치되어 착용자의 족저압을 측정한다. 본 고안에 따른 압전소자(140)는 도2에 도시된 바와 같이 테프론층(130)의 전영역에 걸쳐 고르게 분포되어 착용자의 발전체 영역의 압력을 측정할 수 있다.

압전소자(140)는 보행시 수직으로 가해지는 족저압을 전기적인 신호로 변환하여 수신부(170)로 전송한다. 수신부(170)로 전송된 발전체 영역의 족저압 값을 통해 착용자의 보행패턴 및 발의 형상을 판단할 수 있다.

여기서, 한 쌍의 테프론층(130)은 제2접착제(B)에 의해 상호 접착된다. 이 때, 도3에 도시된 바와 같이 압전소자(140)와, 압전소자(140)로부터 일정 반경(a)의 여유 공간을 제외한 나머지 영역만 제2접착제(B)에 의해 접착된다. 즉, 압전소자(140)가 한 쌍의 테프론층(130) 사이에서 일정 거리 유동할 수 있도록 압전소자(140)의 배치영역은 접착을 하지 않는다.

이에 의해 도4에 도시된 바와 같이 착용자의 보행에 의해 인솔(100)이 굽혀질 때, 굽혀진 영역에 위치한 압전소자(140)는 굽힘 압력에 의해 여유 공간 쪽으로 이동할 수 있다. 따라서, 압전소자(140)에는 항상 수직한 방향으로만 압력이 인가되므로 한 개의 압전소자(140)에 한 개의 압력 값만 측정된다. 이에 의해 다양한 방향으로 압력이 인가되어 너무 많은 데이터가 측정되는 종래 문제를 해결할 수 있다.

한편, 한 쌍의 테프론층(130)은 복수개의 압전소자(140)가 중간쿠션층(150)과 하부쿠션층(110) 사이에서 유동되며 지지되도록 하는 역할을 수행한다. 따라서, 테프론 재질이 아닌 여타 필름 재질로 대체되어 사용될 수도 있다.

중간쿠션층(150)은 착용자가 편한하게 보행할 수 있도록 착용감을 향상시킴과 동시에 상부쿠션층(120)을 통해 전달되는 족저압을 압전소자(140)로 전달한다. 이를 위해 본 고안에 따른 중간쿠션층(150)에는 탄성이 다른 압력인가쿠션(160)이 삽입 배치된다.

즉, 중간쿠션층(150)과 탄성이 다른 압력인가쿠션(160)이 압전소자(140)의 배치위치에 대응되는 곳에 복수개가 삽입된다. 이 때, 압력인가쿠션(160)은 중간쿠션층(150)에 비해 보다 단단한 재질로 구비된다. 이에 의해 압력인가쿠션(160)에 압력이 보다 집중되게 되어 압전소자(140)가 정확한 데이터 값을 측정하도록 한다.

여기서, 중간쿠션층(150)은 네오프렌(neoprene) 소재로 구비되고, 압력인가쿠션(160)은 네오프렌에 비해 탄력이 단단한 멀티폼으로 구비될 수 있다.

도5는 본 고안에 따른 인솔(100)이 족저압 값을 수신부(170)로 인가하는 과정을 개략적으로 도시한 개략도이다.

도시된 바와 같이 본 고안에 따른 인솔(100)은 복수개의 압전소자(140)가 서로 라인(141)에 의해 연결되고, 수신부(170)에 무선통신 방식으로 족저압 값을 전송하도록 구현될 수 있다. 이 때, 압전소자(140)는 블루투스(175) 또는 RFID와 같은 근거리 무선통신에 의해 족저압 값을 전송한다.

이에 의해 착용자는 인솔(100)이 내장된 신발(미도시)을 착용한 상태로 보행할 경우 이격된 거리에 구비된 수신부(170)에서 족저압 값을 수신받아 착용자의 보행패턴을 판단할 수 있다.

도6은 본 고안의 다른 실시 예에 따른 인솔(100)의 족저압 값 전송방식을 도시한 개략도이다.

도시된 바와 같이 본 고안의 다른 실시 예에 따른 인솔(100)은 압전소자(140)와 수신부(180)와 수신라인(143)에 의해 연결되어 족저부압력값을 직접 전송한다. 이 때, 수신라인(143)의 길이를 고려하여 수신부(180)를 발목밴드(181) 등에 부착하여 착용자가 발목(F)에 착용하도록 구현될 수 있다.

이에 의해 착용자가 신발(미도시)을 착용할 때 발목밴드(181)도 함께 착용하여 족저압 값을 측정할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 고안에 따른 인솔(100)의 제조과정과 족저압 측정 과정을 도2 내지 도5를 참조하여 설명한다.

인솔(100)의 제조를 위해서 하부쿠션층(110) 위에 한 쌍의 테프론층(130)을 배치한다. 이 때, 한 쌍의 테프론층(130) 사이에는 복수개의 압전소자(140)를 일정간격으로 배치하고, 압전소자(140) 주위의 일정반경(a)을 제외한 나머지 영역을 제2접착제(B)를 도포하여 한 쌍의 테프론층(130)을 접착한다.

상호 접착된 한 쌍의 테프론층(130)을 하부쿠션층(110) 위에 배치하고, 테프론층(130)의 주위와 접착공(131a,133a)에 제1접착제(A)를 도포하여 하부쿠션층(110)과 중간쿠션층(150)을 접착한다. 이 때, 중간쿠션층(150)의 복수개의 압력인가쿠션(160)은 압전소자(140)의 위치에 대응되게 배치된다.

중간쿠션층(150)과 하부쿠션층(110)의 접착이 완료되면, 중간쿠션층(150)과 상부쿠션층(120)을 접착한다.

이렇게 제조가 완료된 인솔(100)은 신발(미도시) 내부에 삽입한 후 착용자가 보행을 시작하면, 압전소자(140)로 압력이 인가되면서 족저압 값이 수신부(170)로 전송된다.

여기서, 압력인가쿠션(160)이 상대적으로 중간쿠션층(150)에 비해 탄성이 적으므로 압전소자(140)로 압력이 집중되어 보다 정확한 데이터가 측정될 수 있다. 또한, 보행시 인솔(100)이 굽혀지더라도 압전소자(140)가 유동 공간(a) 내부를 이동하여 압력인가쿠션(160)에 수직한 위치에 배치되므로 수직압력값만 측정할 수 있다. 이에 의해 보다 정확한 데이터 값을 측정할 수 있으며 압전소자의 오작동도 줄일 수 있다.

컴퓨터와 같은 수신부(170)에서는 압전소자(140)에서 측정된 각 영역의 족저압 값의 평균값을 산출하여 착용자의 보행 유형이나 특징, 보행시 발의 압력분포도, 발의 변형 및 보행양상에 따른 신체의 균형 등 그 밖에 많은 정보들을 알 수 있다. 이렇게 얻어진 데이터를 이용하여 발의 변형이나 척추 등에 가해지는 충격 등을 감소시킬 수 있는 보행방식을 찾아내어 환자나 보행변형이 있는 사람들에게 알맞은 보행훈련을 유도할 수 있다.

이상에서 설명된 본 고안의 인솔의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 고안이 속한 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 고안은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 고안은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 인솔 110 : 하부쿠션층
120 : 상부쿠션층 130 : 테프론
131 : 하부테프론 131a : 접착공
133 : 상부테프론 140 : 압전소자
150 : 중간쿠션층 160 : 압력인가쿠션
170 : 수신부 180 : 발목밴드
A : 제1접착제 B : 제2접착제

Claims (4)

1. 압력측정을 위한 보행분석용 인솔에 있어서,
   하부쿠션층과;
   상기 하부쿠션의 상부에 배치되는 상부쿠션층과;
   상기 하부쿠션과 상기 상부쿠션 사이에 배치되는 한 쌍의 테프론층과;
   상기 한 쌍의 테프론 소재 사이에 배치되며, 상기 테프론의 전 영역에 걸쳐 고르게 구비되어 족저압을 측정하는 복수 개의 압전소자와;
   상기 테프론층과 상기 상부쿠션 사이에 배치되는 중간쿠션층을 포함하며,
   상기 중간쿠션층에는 상기 복수 개의 압전소자의 위치에 대응되게 삽입 배치되며, 상기 중간쿠션층에 비해 적은 탄성을 갖는 재질로 구비되어 상기 압전소자로 압력을 인가하는 압력인가쿠션이 구비되는 것을 특징으로 하는 압력측정을 위한 보행분석용 인솔
2. 제1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 테프론층은 접착제에 의해 상호 결합되고,
   상기 접착제는 상기 압전소자가 일정 거리 이동될 수 있도록 상기 압전소자의 배치위치로부터 일정 반경범위를 제외한 나머지 영역에 도포되는 것을 특징으로 하는 압력측정을 위한 보행분석용 인솔.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 압전소자에서 측정된 족저압 값을 수신받는 수신부를 더 포함하고,
   상기 수신부는 무선통신에 의해 족저압 값을 수신받는 것을 특징으로 하는 압력측정을 위한 보행분석용 인솔.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 압전소자에서 측정된 압력 값을 수신받는 수신부를 더 포함하고,
   상기 수신부는 상기 압전소자와 유선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 압력측정을 위한 보행분석용 인솔.

Images