KR20110019768A

KR20110019768A - 3차원 맞춤베개

Info

Publication number: KR20110019768A
Application number: KR1020110005177A
Authority: KR
Inventors: 김종돈; 김형태
Original assignee: 김형태; 김종돈
Priority date: 2011-01-19
Filing date: 2011-01-19
Publication date: 2011-02-28

Abstract

발명은 3차원맞춤베개에 관한 것이다. 본 발명은 각 개인의 다양한 체형을 3차원 스캐너를 이용 사용자로부터 1:1 형상정보를 형상의 이미지로 변환하여 인체공학, 운동역학, 생리적 특징이 반영된 '픽 처'(Picture)를 마련되고, 통풍구와 배면에 다용도 공간을 확보하며, 사용자의 편익과 생산자의 책임성 제고를 위하여 성명을 음각하며, 사용자의 체형에 따른 최저의 한계 높이와 각도를 유지하는데 필요한 3차원 공간과 구조를 갖는 완충작용을 하지 않는 골격이 마련되며,
골격의 상면과 측면의 표면이 동일하게 밀착한 가운데, 체중의 압력을 완충 분산시키고 안락성을 제고하며, 집 진드기와 곰팡이의 서식을 차단하고, 원활한 통풍과 체열을 흡수하지 않는 곡면완충패드와 코골이와 수면 무호흡, 일자(거북)목, 양질의 수면을 위한 각각의 곡면완충부가패드와 골격의 마찰음 방지를 위한 점착패드, 곡면완충패드의 곡면과 곡선으로 형성된 베갯잇을 가공하고 제조하여 일체화함으로써,
혈액과 신경의 흐름, 목등뼈, 피부와 근육에 장애를 주지 않는 가운데 목 디스크 보호대를 대체할 수 있고, 호흡 및 목등뼈와 관련된 체형의 불균형을 교정할 수 있고 수술과 약물이나 물리 치료에 매달리는 의존도를 획기적으로 줄일 수 있는 것이다.

Description

3차원 맞춤베개 {3D custom pillow}

본 발명은 3차원 맞춤 베개에 관한 것으로 보다 상세하게는 각 개인의 다양한 체형을 3차원 스캐너를 이용 사용자로부터 1:1 형상정보를 설계 시스템과 연동할 수 있도록 형상의 이미지로 변환한 후, 변환된 이미지에 운동역학 및 생리적 특징을 반영한 '픽 처'(Picture)를 마련하고, 어깨의 곡선과 대칭을 이루도록 하고 통풍구와 배면에 다용도 공간 확보와 사용자의 편익과 생산자의 책임성 제고를 위하여 성명을 음각하며,

사용자의 체형에 따른 최저 한계 높이와 각도를 유지하는데 필요한 3차원 공간과 구조를 갖는 실물데이터를 마련하여, 자동화 공작기계에 전송 완충작용을 하지 않는 소재를 공작기계의 테이블에 장착 가공하여 골격(骨格)을 얻고,

일정한 두께로서 사용자의 안착 곡면에서 가해지는 하중을 보정 하고, 골격의 상면과 측면의 형상곡선에 상응하는 '곡면완충패드'와 코골이와 수면 무호흡, 일자(거북)목을 교정하고 예방하며, 좌우안면안착높이 조절을 위한 '곡면완충부가 패드'를 각각 마련하여, 골격의 상면과 '곡면완충패드' 사이의 정해진 위치에 각 삽입하고, 곡면과 곡선으로 형성된 베갯잇을 결합하여 일체화함으로써,

혈액과 신경의 흐름, 목등뼈, 근육과 피부에 장애를 주지 않는 가운데 목 디스크 보호대로서 대체할 수 있고, 호흡 및 목등뼈와 관련된 체형의 불균형을 교정할 수 있어 수술과 약물이나 물리 치료에 매달리는 의존도를 획기적으로 줄일 수 있는 3차원 맞춤베개(3D custom pillow)에 관한 것이다.

종래의 베개는 현대과학에서도 증명되지 않는 비과학적인 높이와 각도 및 구조와 형태로서, 개개인마다 다른 체형을 올바르게 측정하지 하지 않은 채 만들어져, 그 기능과 역할을 다 할 수 없는 만큼, 많은 문제점이 발생하게 된다.

베개의 높낮이와 각도는 자신이 느끼는 편안함의 여부를 떠나서, 단 1.2 ㎜와 각도의 잘못된 차이로도 경추(목등뼈)와 호흡에 많은 부담을 주어 내가 모르는 사이 목과 어깨와 허리 등 근·골격계와 신경계, 혈액 순환과 호흡은 장애를 받게 된다.

따라서, 종래의 베개는 개인의 올바른 높이와 각도를 유지할 수 없었고, 인체의 곡면과 곡선의 불일치로 베개가 몸에서 이탈하거나, 사소한 뒤척임에도 올바른 자세로 되돌아 안착하지도 않았으며, 인체가 안착할 최대곡면과 곡선을 확보하지 못하고, 공기의 순환이 이루어지지 않는 가운데 체형에 맞지 않는 등의 구조로서, 코골이와 수면무호흡, 일자(거북)목, 경추측만을 예방할 수도 없었다. 한편, 소재는 다양하나 대부분 단순한 주/부자재를 사용함으로써, 체중의 압력이나 안락성을 충족시키지 못하여 베개의 올바른 역할과 기능을 할 수 없었다.

종래의 베개는 '머리의 높이와 수명은 반비례한다.'는 격언의 실천적 의미에서 '안락넷치(12㎝) 수명세치(9㎝)'를, 사람이 서 있을 때 머리가 앞으로 기우는 5도의 각도와 높이를 각각 제시한다.

하지만 잠자리에 올바로 눕거나 옆으로 눕게 되면 체중의 하중에 따라 머리와 좌우 어깨, 척추와 목등뼈의 관절과 근육은 접지하는 평면을 따라 정렬하고, 평면인 깔개(온돌, 요, 침대, 매트리스)의 재질에 따른 수축작용으로 높이와 각도는 변화하며, 흉추후만곡부(등이 굽어 저 올라가는 위치)와 목등뼈의 깊이, 후두부의 돌출 정도, 잠자는 자세와 뒤척임, 코골이와 수면 무호흡, 일자(거북)목 등의 형태와 개인의 수면습관이나 생리적 특징에 따라 베개의 적정한 높이와 각도를 특정하기가 어려웠다.

따라서 격언에서 제시하는 높이와 서있을 때, 제시되는 각도 역시 충족시킬 수 없었다. 이러한 근본적 원인에는 인체의 3차원적 공간을 측정하는데 필요한 간단한 측정기기가 없었다는 사실이다.

종래의 베개는 그 형태에 있어서 원통형, 직사각형, 하트, 초승달 모양의 틀에서 벗어나지 못하고 있다. 개인의 얼굴 형상이 모두 다르듯 인체가 차지할 베개의 공간 역시, 머리의 크기와 볼륨 목의 깊이와 곡면, 비대칭 얼굴, 가슴너비와 두께, 흉추후만곡부과 뒤통수의 돌출부 간 연결되는 곡선의 각도와 길이도 개인마다 다르므로 베개의 형태 역시 달라져야 하나, 체형에 맞지 않는 형태로 인하여 똑바로 눕거나, 옆으로 또는 엎드리고 잠자는 자세에도 맞지 않는 등 문제점이 있었다.

종래의 베개는 체형에 맞는 높이와 각도를 유지하고 통풍, 제습, 방열, 방충, 항균, 안락함을 반영하고자 사용되는 소재는 마치, 자연물의 박물관과도 같다. 예컨대 좁쌀, 메밀, 왕겨, 솜, 숯, 천 조각, 나무 볼, 깃털, 공기, 물, 라텍스, 스펀지, 메모리 폼, 합성수지 등으로 채워지기도 하며 목침(木枕) 도침(陶枕) 골침(骨枕)등 단일소재로는, 일정한 높이와 각도를 유지할 수 없을뿐더러 체중과 곡면으로 가해지는 압력을 완충하고 유지할 수 없는 문제가 있었다.

종래의 베개는 3차원의 곡선과 곡면으로 형성되지 않음으로, 잠자는 자세를 바꾸거나 하룻밤 20~30회를 뒤척이면서 숙면하게 되면, 머리와 어깨의 운동 작용으로 베개가 몸에서 이탈하거나, 사소한 뒤척임에도 올바른 자세로 되돌아 안착하지도 않으며, 통풍과 제습이 원활하지 못하고, 체열을 흡수하여 시원해야 할 머리가 뜨거워지는 등 수면위생에 기여하지 못한 측면이 있었다.

또한, 사용자의 신체 안착 곡면의 형태에 따라 가해지는 체압의 완충문제, 습기와 체열의 흡수, 원활한 통풍, 냄새와 소음, 집 진드기와 항균, 피부와의 트러블, 촉감, 소독과 세탁, 내구성 등 소재와 관련하여 문제점이 있었다.

이러한 제반 문제점을 해결하기 위하여, 본원의 특허 출원인 은 대한민국 공개특허 공개번호 10-2010-00 83685호로 공개된 선행특허의 실시 예에서, 3차원 스캐너의 형상의 표면정보를 설계시스템과 연동 될 수 있도록 변환한 이미지로서, 역 설계하여 구성되는 베개를 제시하고 실시한 바 있으나,

입천장 안쪽의 비교적 연한 부분(연구개)이나 목젖(연구개)이 이완되어 동반하는 코골이나 수면 무호흡, 잘못된 생활 습관이나 교통사고 등에서 발생하는 일자 (거북)목의 형태가 사용자의 생리적 특징에서 나타나는 경우와, 곡면의 하중에 상응하는 완충작용을 하는 소재에 있어서, 올바로 대처하는데 있어 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허 공개번호 10-2008-0000766에서는 머리의 후면과 측면의 형상에 따른 무게를 추산하고 베개의 형상을 선정하며 머리의 무게에 따라 베개가 눌러지는 깊이를 보정하여 얻어지는 적정한 베개 높이를 제시하고 있는데, 잠자는 습관에 따른 자세의 유형을 1,000명을 대상으로 조사한 외국의 자료를 보면, 똑바로 누워서(仰臥位姿勢) 잠자는 경우 75%, 옆으로 누워서(側臥位姿勢) 13%, 엎드리고 잠을 자는 자세(伏臥位姿勢) 2% 의 분포를 보인다. 따라서 형상측정의 기준이 되는 똑바로 눕지 않고 잠자는 사용자일 경우, 본 측정에서 제외될 수밖에 없는 문제점이 발생한다. 특히, 베개의 역할과 기능의 영역이기도 한, 입천장 안쪽의 비교적 연한 부분 (연구개)이나 목젖(연구개)이 이완되어 동반하는 코골이 또는 수면 무호흡과, 잘못된 생활습관이나 교통사고 등에서 발생하는 일자(거북) 목을 예방하고 교정을 하는데 있어서, 개인의 생리적 특징을 반영하기 어려운 측면이 있다. 대한민국 공개특허 공개번호 10-2005-0026113에서 머리의 윤곽과 높이의 측정을 통한 맞춤 베개 시스템기술을 제시하고 있는데 영상촬영기기 또는 3차원 스캐너를 통하여 얻게 되는 표면 이미지 정보만으로는 설계 시스템과 연동할 수 없다. 따라서 표면정보에는 인체공학, 운동역학, 생리적 특징을 반영할 수 없는 문제점과, 장비의 대형화로 이동할 수 없어 사용자(고객)가 설치장소를 방문해야 하고, 침대에 누어서 측정해야 하는 등 불편한 문제점이 있다. 대한민국 특허 출원번호 10-2002-0039282호에서 패드에 의한 머리 높이와 경추 높이를 제시하고 있는데, 이는 베개의 기본이 되는 사용자의 체형에 맞추지 않은 베개의 바닥면에 일정한 높이의 패드를 깔아서, 머리와 목의 높이가 동시에 높아지도록 함으로서, 곡면과 곡선의 공간을 달리하는 머리와 목의 높이와 각도를 차별화하지 않은 문제점과, 사용자로 하여금 설명서를 읽고 패드를 장착하도록 한 것은 비전문가인 사용자에게 베개의 높이를 선택하도록 한 문제점이 있다.

국제학술지 수면연구저널(Journal of Sleep Research International Journal of Sleep Research March 2009) 2009.3월호에서 '베개가 인체에 미치는 영향에 대한 생/의학적 연구자료'와 '문헌'을 찾기 어려운 가운데, 코골이와 수면무호흡의 완화를 위한 수면자세에서 높이와 각도를 제시하고 있는데, 피 실험인 에게 맞춤베개를 제공하지 않은 조건에서 얻어진 높이와 각도의 수치로서 명확하지 않다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구 개발한 것이다.

본 발명의 목적은 각 개인의 다양한 체형을 3차원 스캐너를 이용 사용자로부터 얻어지는 1:1 형상의 표면정보를 설계시스템과 연동할 수 있도록 별도의 컴퓨터프로그램을 이용하여 형상의 이미지로 변환하고, 변환된 이미지를 설계시스템으로 불러와서 운동역학, 생리적 특징과 침실의 환경 등이 반영된 실물데이터인 '픽 처'(Picture, 이하 '픽 처'라고 호칭함)를 얻게 된다.

본 발명은 설계시스템에서 변환한 '픽 처'와는 별도로 다용도 공간과 통풍구, 뒤척임으로 인한 베개의 이탈을 최소화를 위한 어깨의 곡선과 대칭을 이루도록 하는 구조와, 사용자의 편익을 증진하고, 생산자의 책임성을 제고하기 위해, 성명을 음각하는 등 솔리드(Solid)를 마련하고, 각종 수치가 반영된 불러온 '픽 처'로서 잘라내면, 인체가 안착할 최대 곡면의 면적을 확보할 수 있고,

사용자의 체형에 따른 최저 한계 높이와 각도를 유지할 수 있는, 3차원 실물데이터를 얻어, 이를 자동화 공작기기로 전송, 공작기기의 테이블에 가공할 소재를 장착 작동하여 완충작용을 하지 않는 소재로서, 맞춤베개의 뼈대가 될 골격(骨格)이 마련된다.

본 발명은 위와 같이 설계한 골격의 실물데이터에 신체가 안착할 최대면적을 확보하고, 체중의 압력을 완충 분산하는데 필요한 두께 등을 반영한 설계에 따라, 집 진드기와 곰팡이의 서식을 차단하고, 원활한 통풍과 체열을 흡수하지 않으며 골격과 같은 곡면의 공간구조를 갖는 소재로서, 곡면완충패드가 마련된다.

본 발명은 호흡 및 목등뼈와 관련된 코골이 와 수면 무호흡, 일자(거북)목을 교정하고 경추측만을 예방하며, 맞춤베개에 적응하는데 필요한 소정 기간 동안 양질의 숙면을 제공하기 위해 '곡면완충부가패드'를 각각 마련하여 '골격'과 '곡면완충 패드' 그리고 '곡면완충부가패드'와 베갯잇을 일체화함으로써,

혈액과 신경의 흐름, 피부와 근육에 장애를 주지 않는 가운데, 코골이와 수면 무호흡, 일자(거북)목을 교정하고, 경추측만을 예방할 수 있고, 목 디스크 보호대로서 대체할 수 있는 3차원 맞춤베개를 제공하는데 있다.

위에서 기재한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 3차원 스캐너로서 베개를 만들기 위한 촬영은 먼저, 사용자의 잠자리 환경에서 누웠을 때, 측정을 하는 것이 가장 바람직하다. 그러나 광학기기의 한계가 있어 본원에 사용되는 3차원 스캐너는 휴대용 카메라크기로서 설치와 이동성이 탁월하고, 빛의 난반사를 차단하고, 오차를 최소화하기 위하여, 머리에 밀착성이 강한 재질의 헤어 캡을 착용한 후, 등받이 간이의자에 가장 편한 자세로 앉자 사용자의 등과 목, 머리의 배면과 좌우측면의 얼굴과 어깨를 대상으로 스캐닝을 하는 것을 특징으로 한다.

3차원 스캐너 또는 C T의 촬영을 통하여 얻어지는 3차원 형상은 수많은 점군(點群) 정보 혹은 그 점군 정보로부터 작성된 단면이나 표면정보로서, 설계시스템과 연동하여 직접 설계할 수 있는 단일한 컴퓨터프로그램은 아직 존재하지 않는다. 따라서 1:1표면 정보를 별도의 컴퓨터 프로그램을 이용하여 형상의 이미지로 변환하여 실물을 형상화한다.

이와 같이 변환된 형상의 이미지를 설계시스템 상에서, 사용자의 체중에 따른 깔개의 수축편차, 똑바로 누워서 잠자는 자세에서, 척추와 목등뼈 및 정수리와 균형을 이룰 수 있고, 옆으로 누운 자세에서는, 어깨와 좌우안면부의 공간차이를 메워줄 수 있도록 침실의 환경과 생리적 특징을 적용하고 반영하여 '픽 처'(Picture)를 얻게 되는 것을 특징으로 한다.

'픽 처'에 적용되는 생리적 특징에는 사용자의 체중과 수면할 때 이용하는 깔개 위에 누웠을 때, 몸이 잠기는 정도의 수치, 체중의 압력에 따른 척추와 목등뼈 등 관절의 정렬, 옆으로 누웠을 때, 압력의 하중이 좌우 얼굴에 집중되어 목등뼈와 환추에 무리를 주지 않는 높이, 쇄골말단부와 좌우 옆머리 돌기 간 높이, 뒤통수 돌출부에서 매트까지의 높이, 흉추후만곡점(등이 굽어 안으로 올라가는 시발점) 위치에서 뒤통수의 돌출부까지의 길이와 각도, 잠을 잘 때 뒤척임에 대처하고 안락성 제고를 위한 알맞은 높이와 각도가 반영된다.

특히, 사용자가 연구개(Soft palate velum, 안쪽 입천장)와 구개수(Uvula, 목젖)가 이완되어 기류의 흐름에 장애가 발생하여 나타나는 코골이와 수면무호흡은, 환추(Atlas)와 축추(Axis)의 치돌기(Dens)를 정점으로 머리와 호흡기관이 전후좌우로 움직임이므로 안전한 호흡 각도를 찾아 '픽 처'에 적용하는 것을 특징으로 한다.

일자(자라) 목을 정상의 C자 형태의 목으로 교정하는데 있어서, 목이 굽은 최저점(경추만곡점)을 찾아 설계시스템의 원점에 X, Y, Z축을 일치시키고, 정수리(Y축) 방향으로 설정한 다음, 굽힘과 꼬임, 테이퍼(Tapering)를 통하여 적절한 교정 수치를 '픽 처'에 적용하는 것을 특징으로 한다.

맞춤 베개의 구조와 형태에 있어서는, 뒤척이면서 잠을 잘 때 머리와 어깨의 운동 작용으로 베개가 몸에서 이탈하거나, 올바른 위치로 되돌아와서 안착하지 않는 불편한 점들을 해소하기 위하여, 베개의 아랫면을 어깨 라인과 대칭을 이루는 곡선과 곡면으로 형성하고, 통풍구와 다용도 공간 및 사용자의 편익과 생산자의 책임성 제고를 위한 성명을 음각하며, 인체가 안착할 곡면의 면적을 최대화를 기할 수 있는 3차원 공간의 구조와 형태로서 탄성 작용을 하지 않는 소재로서 골격(骨格)을 마련하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 마련된 골격의 상면과 측면에는 신체가 안착할 최대면적을 확보하고, 체형의 곡면에서 가해지는 압력을 완충하고, 분산하는데 필요한 일정한 곡면의 두께 등을 반영한 곡면완충패드는, 집 진드기와 곰팡이의 서식을 차단하고, 원활한 통풍과 체열을 흡수하지 않으며, 안락감을 최적화하고, 신체의 균형 유지에 필요한 안전한 높이와 각도를 유지할 수 있는 곡면완충패드를 특징으로 한다.

코골이 수면무호흡과 일자(거북)목을 교정하고, 양질의 수면을 제공하기 위한 각각의 곡면완충부가패드를 마련, 골격과 곡면완충패드 사이에 삽입 장착하여 교정과 적응이 완료될 때까지 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한 곡면완충패드에 씌울 수 있는 곡선과 곡면을 구현할 수 있는 베갯잇을 마련하여, 베개의 골격과 곡면완충패드 및 곡면완충부가패드를 장착 일체화하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 맞춤 베개를 설명하기 위해 체중의 압력 분포와 수치측정 기준위치를 설명하기 위한 그림이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 설계시스템에서 '픽 처'의 배치기준을 설명하기 위한 그림이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 3차원 스캐너의 촬영은 오차를 최소화를 위해 밀착성이 강한 헤어 캡을 착용하고 스캐닝을 한 형상정보를 설명하기 위한 그림이다.
도 4는 본 발명에 따른 제1실시 예에 형상정보를 형상의 이미지로 변환하고, 변환된 이미지에 인체공학, 운동역학, 생리적 특징을 적용한 '픽 처'의 사시도, 평면도, 상면도, 저면도, 측면도, 단면도, 상세도 및 저면도, 측면도이다.
도 5 는 본 발명에 따른 제1실시 예에 따른 맞춤베개의 부품인 골격을 나타낸 전후면 사시도 이다.
도 6은 본 발명에 따른 제2실시 예에 따른 골격 배면 상하 중앙 여백에 사용자의 편익과 생산자의 책임성을 제고하기 위하여 성명을 음각하고, 이를 설명하기 위한 배면도 와 평면도와 상태도이다.
도 7은 도 6을 설명하기 위한 종단면도 및 측면도와 상세도이다.
도 8은 본 발명에 따른 제1내지 제3실시 예에 따른 골격의 전면과 측면에 씌울 부품인 곡면완충패드의 전후면 사시도 이다.
도 9는 도 8의 평면도
도 10은 도 8의 종단면도, 상면도, 저면도 및 측면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 제1 내지 제4실시 예에 따른 골격과 곡면완충 패드의 결합 상태를 나타내는 사시도 이다.
도 12는 도 11의 평면도 배면도 단면도이다.
도 13은 도 5와 도 8이 결합 된 맞춤 베개에 사용자가 옆으로 누웠을 때 사용상태도 이다.
도 14 는 본 발명에 따른 제2 제4 실시 예에 따른 골격과 곡면완충 패드 사이에 삽입할 코골이, 수면 무호흡의 예방과 교정을 위한 곡면 패드의 사시도 와 종 단면도이다.
도 15는 본 발명에 따른 제2 제4 실시 예에 따른 골격과 곡면완충 패드 사이에 삽입할 일자(거북) 목 교정을 위한 곡면패드의 사시도와 종 단면도이다.
도 16은 본 발명에 따른 제1 제4 실시 예에 따른 골격과 곡면완충 패드 사이에 삽입할 양질의 수면을 위한 좌우안면안착부의 높이조절 곡면 패드의 상면도, 저면도와 평면도 및 측면도이다.
도 17은 본 발명에 따른 제2실시 예에 따른 골격의 배면 하단부분과 깔개와의 마찰음을 방지하기 위한 점착패드를 나타낸 평면도와 상세도이다.
도 18은 본 발명에 따른 제2. 내지 제7. 실시 예에 따른 골격의 마찰음 방지를 위한 점착패드와 곡면완충패드, 코골이 및 수면 무호흡의 예방과 교정을 위한 곡면완충부가패드, 일자(거북)목 교정을 위한 곡면완충부가패드, 양질의 수면을 위한 좌우안면 안착부 높이조절 곡면완충부가패드의 조립과 분해순서를 설명하기 위한 부품조립도 이다.

이하 본 발명은 본원의 선출인 이기도 한 대한민국 공개특허 공개번호 10-2010-0083685호로 공개된 선행특허의 실시 예에서, 사용자 15명에게 맞춤베개를 만들어서 사용자에게 맞는 베개를 선택하도록 교부하자 사용자 모두는 자신을 스캐닝 하여 만들어진 베개를 정확히 선택한바 있으나, 여기에서 나타나는 또 다른 문제점을 개선한 사항은 아래와 같다.

① 3차원 스캐너 촬영에서 얻어지는 1:1 스캐닝 데이터를 설계시스템과 연동할 수 있도록 '형상의 이미지'로 변환하고 변환된 '이미지'에 운동역학, 생리적 특징을 적용하고,

② 골격의 전면을 베개의 이탈을 최소화하기 위해, 어깨의 곡선과 대칭을 이루도록 하고, 골격의 배면을 인체의 압력과 같은 충격을 가할 때, 손상되지 않을 만큼의 지지면적을 제외한 나머지를 다용도 공간화하고, 다수의 통풍구를 마련하여 통풍을 원활하게 하고, 사용자의 편익을 도모하고 생산자에게 책임성을 제고하기 위해 성명을 음각하며, ③ 골격(骨格)의 외곽을 지지하는 밑바닥에는 매트리스 등과의 마찰음을 방지하기 위한 점착패드를 부착하고,

④ 골격의 상면과 측면전체의 곡면 위에 일정한 두께로서 최대 곡면완충면적을 확보 유지하는 가운데 완충작용을 하는 곡면완충패드와, 코골이 수면 무호흡, 일자(거북)목을 교정하고, 경추측만의 진행을 완화하고 예방하며, 맞춤베개에 적응되는 기간까지 양질의 수면을 할 수 있는 별도 부가장치 역시 곡면완충패드와 동일한 소재로서의 곡면완충부가 패드가 마련되며,

⑤ 침실의 환경과 사계절의 변화 또는 열대 건조지역, 아열대(습도가 높은)지역, 추운 지역에서 각 유용하게 사용할 수 있도록, 곡면과 곡선을 구현할 수 있는 소재로서 베갯잇을 마련되는 특징을 가질 수 있도록 각 개선하였다.

이하 본 발명에 첨부된 실시 예의 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 체중의 일반적 압력분포와 수치측정을 위한 기준위치 및 잠자는 3가지 유형의 자세에 따른 베개의 크기를 특정하고, 나타내기 위한 그림으로 이를 상세히 설명하면,

사람이 깔개 위에 똑바로 눕게 되면, 체중 자체의 하중(10)에 의해 가슴등뼈와 목등뼈(14) 및 어깨부분(22)은 등의 관절과 근육은 누워있는 바닥(11)까지 내려가고, 엉덩이를 비롯한 흉추후만곡부(12)와 뒤통수의 돌출부(15)에 무리한 힘이 가해지는 가운데, 관절과 근육은 바닥을 따라 정렬하게 되고, 흉추후만곡점은 가슴등뼈 2번 위치(13)까지 그 영향이 미치며, 뒤통수의 돌출부는 바닥과 충격이 가해지는 반면, 목덜미와 목등뼈(14)는 들떠있게 된다.

한편, 베개의 높이와 크기에 있어, 똑바로 누운 자세에서는 가슴등뼈 2번(13)에서 시작하여 뒤통수의 돌출부에서 2~3㎝ 상단부분(24)까지를 베개의 세로 길이로 하고, 좌우어깨너비를 가로길이로 결정한다. 옆으로 누운 자세에서는, 옆머리 돌기(60)와 좌우쇄골의 말단부간(23) 공간의 높이 반영함으로써 척추와 목등뼈 및 정수리는 수평으로 정렬하게 된다.

이와 같이 인체와 베개의 공간은 복잡하고 다양한 3차원의 곡선과 곡면으로 형성되어 있어, 사용자의 형상의 수치를 측정하기 위해서는 올바른 위치에서 정밀한 수치를 측정해야 하는 것이다.

도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 모형화 시스템에서 배치 기준점을 나타낸 그림(30)이다. 도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 3차원 스캐너로서 검은 색의 모발에서 빛을 난 반사함에 따라, 머리의 곡면을 정밀한 촬영이 어려움으로 밀착성이 강한 소재의 헤어 캡을 착용하고, 촬영한 형상의 표면정보 STL(Standard Template Library)측면의 상태도이다.

이를 상세히 설명하면 3차원 스캐너는 휴대용 카메라크기로서, 설치와 이동이 탁월하고, 머리카락으로 인한 빛의 난반사를 방지하고 오차를 최소화하기 위하여 머리에 밀착성이 강한 헤어 캡을 착용(55)하고, 등받이 간이의자에 가장 편한 자세로 앉자 사용자의 등과 목, 후면의 머리와 좌우측면의 얼굴과 어깨를 대상으로 3차원 스캐닝으로 얻어지는 표면정보로서,

수많은 각종 다각형과 점들로서 이루어져 있어서, 설계시스템과 연동하여 설계할 수 없다. 따라서 별도의 컴퓨터 프로그램에서 형상의 이미지 IGES (International Graphics Exchange Standard)로 변환하여야만 '픽 처'의 자료로써 각종 수치를 적용할 수 있는 것이다.

도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 표면정보를 변환한 이미지에(70) 인체공학, 운동역학, 생리적 특징이 적용된 '픽 처'의 종단면도 및 상태도(71)로서, 코골이와 수면 무호흡, 일자(거북) 목을 예방하고 교정을 위한 최적의 각도를 반영한 상면도 (72) 저면도(73) 사시도(74)와 상세도(75)이다.

이를 상세히 설명하면 변환된 형상의 이미지를 설계 시스템으로 불러와서 형상의 이미지에서 경추만곡점(30)을 찾아 기준좌표 X축 (32) Y축 (33) Z축(31)과 일치시켜 입력하고, 사용자가 수면할 때 이용하는 깔개 위에 누웠을 때(11) 체중의 하중으로 인한 눌리는 수치 및 목등뼈 등 관절이 정렬되는 수치,

옆으로 누웠을 때(16) 압력의 하중이 좌우 얼굴에 집중되어 목등뼈와 환추(Atlas, 環椎)에 무리를 주지 않는 높이, 쇄골말단부(22)와 옆머리 돌기 간(60)높이, 뒤통수 돌출부에서 매트까지의 높이(15) 가슴등뼈 2번과 뒤통수의 돌출부까지의 길이와 각도(13) 뒤척임에 대처하고, 안락성 제고하기 위하여 형상의 이미지에 알맞은 축적을 입력하고, X축 방향으로 소정의 수치를 입력 확장함으로써 운동역학에 따른 알 맞는 '픽 처' 가 마련된다.

또한, 환추(Atlas)와 축추(Axis)의 치돌기(Dens)를 정점으로 호흡기관인 코와 입도 머리와 함께 전후좌우로 움직이므로 호흡 기류의 통로가 되는 연구개 (soft palate velum, 안쪽 입천장)와 구개수(uvula, 목젖)가 이완되어 나타나는 코골이 와 수면 무호흡은, 운동역학이 반영된 사용자의 '픽 처'에서 경추의 만곡점을 찾아 설계시스템 원점좌표와 일치시키고, 기도가 안전하게 열리는 각도를 입력하고, 솔리드(Solid)화된 베개의 골격에서 '픽 처'를 분리하면 사용자의 생리적 특징인 코골이와 수면무호흡을 교정하고, 경추측만을 예방할 수 있는 베개의 골격인 실물데이터가 마련되며,

한편, 도 4의 예에서 제시되는 '픽 처' 규격(70)과 맞춤베개의 골격인 도 5의 예에서 제시되는 규격으로 설명하면 가슴등뼈 2번에서 Y축 230㎝ X 축 길이(가슴 폭) 456.94㎝의 '픽 처'를 설계시스템 원점좌표에 일치시킨 다음, 굽힘과 모서리를 입력하고, 트라이어드(triad) X축에 270도 Z축에 180도 기울기 +10도를 적용하면 '픽 처'의 하단은 1.07㎜ 상단은 7.16㎜가 각각 밖으로 꺾이게 되고, 경추만곡지점은 8.23㎜가 더 깊어지는 반면, 베개에 안착할 경추만곡지점의 높이는 높아짐에 따라, 일자(거북)목은 정상의 'C'자형의 목으로 환원되고 정밀한 높이를 유지할 수 있는 베개의 골격인 실물데이터가 마련된다.

도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 맞춤베개의 골격을 나타낸 사시도이고 도 6은 도 5의 평면도와 배면도, 도 7은 도 5의 단면도 와 상세도, 상면도, 저면도, 측면도이다.

이를 구체적으로 설명하면 '픽 처'(70) 형상 그대로를 설계 시스템에서 역 설계할 수 있다. 그러나 이에 맞게 설계한다면 석고로서 복제한 것과 다를 바 없음으로, 인체공학과 운동역학 생리적 특징 이외 침실의 환경과 잠자는 자세에 따라 인체가 안착할 수 있는 최대의 접촉 곡면을 확보(100)하고, 뒤척이면서 잠을 잘 때, 머리와 어깨의 운동 작용으로 베개가 몸에서 이탈하거나 올바른 자세로 되돌아 안착하지 않는 불편한 점을 해소하기 위하여, 머리와 목등뼈 및 가슴등뼈가 안착할 볼륨의 곡면을 마련(101) 베개의 아랫면을 어깨 라인과 대칭(104)을 이루게 하고,

다수의 통풍구(102)와 다용도 공간(105) 및 사용자의 편익과 생산자의 책임성 제고를 위하여 성명을 마련(103)하는 등 솔리드(Solid)한 다음, 각종 수치가 적용된 '픽 처'를 분리하면 맞춤베개의 실물데이터를 얻게 되고, 컴퓨터와 연결된 자동화기기에 전송 공작기기의 테이블에 가공할 소재를 장착 작동시켜, 사용자의 체형에 따른 최저 한계 높이와 각도를 유지하고 교정하는데 필요한 3차원 공간과 구조를 갖는 골격을 얻게 된다.

상기 골격은 예를 들어, 편백나무, 오동나무, 주목 등 천연소재인 목재를 채택하여 가공한 것이다. 이때 사용되는 소재는 인체와의 직접 또는 간접적으로 접촉할 경우 인체에 유익함이 과학에서 증명되고 항균, 방충, 통풍과 제습, 일정한 높이와 각도의 수치 등을 반영하고 3차원 가공할 수 있는 목재, 석재, 비철금속 또는 합성수지로서 신체접촉 곡면을 최대화하여 하중의 분산과 최저 한계의 높이와 각도를 유지할 수 있는 탄성 작용을 하지 않는 소재로서 골격이 바람직하다.

도 8은 본 발명의 제1과 제2의 실시 예에 따른 완충 곡면 패드를 나타낸 사시도이고, 도 9는 도 8의 평면도와 배면도 도 10은 도 8의 종단면도와 상면도, 저면도, 측면도이고, 도 11은 도 5와 도 8이 결합한 상태를 나타내는 대표도 이자 사시도이며, 도 12는 도 5와 도 8이 결합한 평면도 배면도 단면도이며 도 13은 도 5와, 도 8이 결합한 맞춤 베개에 사용자가 옆으로 누웠을 때 사용 상태도이다.

이를 상세히 설명하면 도 5와 같은 골격의 상면에 신체가 안착할 최대면적을 확보하고, 체중의 압력을 완충 분산하는데 필요한 두께 등을 반영하여, 별도로 형상화한 곡면완충 패드는 일정한 경도, 신율, 인장 강도, 인열 강도를 갖고, 소독과 세탁이 편리하며 집 진드기와 곰팡이를 매개로 한 피부질환을 예방할 수 있는 소재로서 내구성이 탁월한 예컨대, 실리콘(Silicon) 소재로서 15㎜ 두께와 Open Cell 40~50 P. P. I (Pore per Inch) 규격에 머리와 목 어깨부위로 압력을 가할 경우 5~7.5㎜ 내외의 여유가 있어,

좌우측면의 얼굴과 귀(61)에 가해지는 압력을 최소화함으로써 혈액과 신경의 흐름을 원활하게 하고, 체열과 습기를 흡수하지 않는 가운데, 망사 천과 같이 통풍이 잘 이루어져서 땀을 쉽게 마르도록 하고, 베개의 표면을 항상 보송보송하게 유지할 수 있고, 안락감을 느끼게 할 수 있는 등 보건위생에 적합하며, 도 5의 상면 골격의 곡면과 같이 동일한 곡면 위에 밀착하여 씌울 수 있어 곡면완충 패드로서(200)바람직하다.

여기에 사용되는 곡면완충 패드는 예를 들어, 실리콘, 라텍스, 메모리 폼 소재를 채택하여 가공한 것이다. 또한, 정전기가 발생하지 않는 천연직물 또는 기능성 섬유로서 곡선과 곡면을 구현할 수 있는 베갯잇 각 결합하는 것이 바람직하다.

도 14는 본 발명의 제1, 제 2, 제3의 실시 예에 따른 코골이, 수면 무호흡의 예방과 교정을 위한 곡면완충부가패드를 나타낸 사시도(130), 평면도(131) 상면도 (132) 저 면도(133) 측면도(134) 단면도(135) 상세도(136)이다.

이를 상세히 설명하면 아무리 체형과 생리적 특징이 반영한 베개라 할지라도 본원 출원자의 선행출원에서 얻어진 체험에 따르면 맞춤베개를 베는 순간부터 코골이와 수면 무호흡은 멈추고 정상적인 호흡을 할 수 있었고, 맞춤 베개의 적응기간은 평균 2주, 일자(거북)목의 교정은 연령에 따라 다르나 일반적으로 약 3~6개월이 소요된 바가 있었다.

따라서 사용자의 오랜 생활습관에서 비롯된 신체의 불균형을 교정하고 적응하기까지는 일정한 기간과 곡면의 체압으로 가해지는 하중을 완충시키고 안락한 느낌을 줄 수 있도록 하기 위해 별도의 곡면완충부가패드가 필요하다. 코골이와 수면무호흡을 교정하기 위해 각도조절 곡면완충부가패드(130), 일자(거북)목을 교정하기 위해 높이 조절 곡면완충부가패드(150), 맞춤베개의 적응에 필요한 좌우안면 안착부 높이 조절 곡면완충부가패드(170)를 각각 마련, 골격(100)과 곡면완충패드(210) 사이의 각 위치에 삽입하는 것을 특징으로 한다.

특히, 엎드리고 잠자는 습관을 가진 자세에서 사용자는 양팔로 베개를 감싸 안은 상태에서 흉추 2번과 경추3~4번이 안착할 곡면에 흉골 상단부분(59)이, 안면부가 안착할 곡면에는 좌우어깨가, 머리가 안착할 상부부분에는 하악골(턱의 아래 뼈)과 옆머리 돌기(60)가 안착하여 지지하고, 후두부가 안착할 곡면과 베개의 상단 외곽 부분은 텅 비어 있어, 목의 전면(58)을 압박 받지 않는 가운데 호흡기관은 장애를 받지 않고 안정적인 호흡을 할 수 있으므로, 호흡기관에 장애를 받아서 나타나는 질식 등 불행한 사태를 예방할 수 있는 특징이 있다.

도 15는 본 발명의 제1, 제 2, 제3의 실시 예에 따른 일자(거북) 목 교정부가 패드를 나타낸 사시도(150) 평면도(151) 상면도(152) 저 면도(153) 측면도 (154)단면도(155)이다.

도 4에 이어 상세히 설명하면 본래 목의 형태는 'C'자 형태를 하고 있으나 그릇된 생활습관 또는 교통사고 등 충격으로 일자(-) 목의 형태로 변형이 되어 두통이나 뒷목의 뻣뻣함을 야기하게 되는데 이를 정상의 목으로 환원함에 있어, 전항과 같은 방법으로 굽힘과 꼬임, 테이퍼를 지정한 후 이에 알맞은 수치를 적용 후두부와 가슴등뼈(목등뼈 1~3위치까지)부분에 각각 안착할 패드와 후두부에 안착할 패드를 한 쌍으로 구성된 목등뼈 각도 조절 곡면완충부가패드를 마련하여, 도 14에서의 설명과 같이 골격과 곡면완충 패드 사이에 삽입하는 것을 특징으로 한다.

도 16은 본 발명의 제1, 제2, 제3의 실시 예에 따른 양질의 수면을 위한 좌우안면안착부의 높이조절 패드를 나타낸 평면도(170) 상면도(171) 측면도(172)이다.

이를 도 15에 이어 간단히 설명하면 사용자의 베개를 잘못 선택에서 비롯된 자세를 올바른 자세로 환원하는데 있어서, 적응기간이 필요하므로 적응되는 기간까지 양질의 수면을 할 수 있도록 2개를 한 쌍으로 구성된 좌우안면높이 조절 곡면완충부가 패드를 마련하여, 도 14에서의 설명과 같이 골격과 곡면완충 패드 사이의 안면안착부분에 각각 삽입하는 것을 특징으로 한다.

위와 같이 각기 다른 3종의 곡면완충부가 패드의 소재 역시, 신체의 안착할 수 있는 최대 면적을 확보하며, 신체의 곡면에서 가해지는 하중을 돌출되거나 예각이 없는 가운데 떠받쳐주고 지지할 수 있는 곡면완충 패드와 동일한 소재를 사용하는 것이 바람직하다.

도 16은 본 발명의 제1 내지 제3의 실시 예에 따른 상태도 이다.

도 17은 본 발명의 제2실시 예에 따른 골격의 저면 바닥에 점착하여 마찰음 방지를 위한 평면패드(190)로서 평면도와 상세도이다.

도 18은 본 발명의 제2 내지 제6의 실시 예에 따른 부품분해 순서도 이다

12. 흉추후만곡점 13. 가슴등뼈 14. 목등뼈 23. 쇄골말단부 71. 픽 처(Picture) 100. 골격(骨格)

Claims

각 개인의 다양한 체형에 따른 신체적 생리적 특징과 침실의 환경 및 계절 변화를 반영하여 마련되는 3차원맞춤베개에 있어서, 사용자의 체형에 맞는 일정한 높이와 각도 유지를 위한 3차원 공간의 구조를 갖는 골격과 곡면으로 가해지는 압력을 완충 분산시키는 곡면완충패드, 호흡 및 목등뼈와 관련된 신체의 불균형을 교정하고, 양질의 숙면을 제공하는데 있어서, 곡면완충부가패드를 각각 마련하여 베갯잇과 결합 일체화하는 것을 특징으로 하는 3차원맞춤베개.
제1항에 있어서
3차원 스캐너를 이용 사용자로부터 1:1 형상의 표면정보를 형상의 이미지로 변환하고, 형상의 이미지에 운동역학, 생리적 특징을 반영한 '픽 처'(Picture)를 특징으로 하는 3차원맞춤베개.
제1항에 있어서
사용자의 어깨 라인과 베개의 아랫면은 대칭을 이루고, 통풍구와 배면에 다용도 공간과 사용자의 편익과 생산자의 책임성을 제고하기 위한 성명을 음각하며, 머리와 목등뼈가 균형을 이루는데 있어서, 최저 한계 높이와 각도를 일정하게 유지하고, 3차원 공간의 구조를 갖는 완충작용을 하지 않는 소재로서 골격이 마련되고, 골격의 밑바닥 외곽 라인과 깔개의 윗부분과의 마찰음 방지를 위한 점착 패드가 마련된 구조를 특징으로 하는 3차원맞춤베개.
제1항에 있어서
일정한 두께로서 사용자의 안착 곡면에서 가해지는 하중을 보정하며, 골격의 상면과 측면의 형상곡선에 상응하는 '곡면완충패드'와 코골이와 수면 무호흡, 일자 (거북)목을 교정하고, 경추측만을 완화하고 예방하며, 좌우안면안착높이 조절을 위한 '곡면완충부가패드'를 각각 마련되고, 목 디스크 보호대로서 대체할 수 있는 특징을 갖는 3차원맞춤베개.
제1항에 있어서
'곡면완충패드'와 같은 곡선과 곡면을 구현하여, 골격과 곡면완충패드를 함께 씌울 수 있는 베갯잇이 마련되는 특징을 갖는 3차원맞춤베개.