KR20120040122A - 공기 스프링식 매트리스 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 압축 공기가 도입되는 기낭에 사용되는 소재의 인장 강도에 의존하지 않으면서, 기낭의 파열을 방지하면서 내부 공기의 압력을 상승시킬 수 있는 공기 스프링식 매트리스를 제공하는 것이다.
해결 수단으로는, 팽창되기 위해 전기 펌프(3)에 의해 압축 공기가 내부로 도입되는 기낭(2)이 있다. 외측으로부터의 구속 없이 팽창되는 상태에서 기낭(2)의 외부 치수는 커버(6)의 내부 치수보다 크다. 즉, 임의의 단면 방향에 있어서, 커버(6)의 단면의 내주연 길이는 상기 전술된 상태에서 기낭(2)에 외접하는 포락선의 길이보다 길다.

Description

공기 스프링식 매트리스 {AIR SPRING TYPE MATTRESS}

본 발명은 공기 베드에 이용되는 공기 스프링식 매트리스에 관한 것이다.

일반적으로, 공기 베드의 매트리스는, 복수 개의 공기 챔버가 어레이 내에 배열되고 서로 연통되어 실질적으로 편평한 표면을 갖는 직사각형 형상을 형성하는 구조의 기낭 만으로 구성된다. 이러한 구조를 갖는 기낭은, 발 작동식 펌프 또는 모터 구동식 펌프에 연결되고, 압축 공기를 펌프로부터 기낭 내로 도입함으로써 기낭은 매트리스로서 요구되는 두께 및 가요성을 갖는 형태가 되도록 팽창된다.

이러한 기낭의 경도는 기낭 내부에 충전되는 공기의 압력에 따라 결정된다. 그러나, 기낭 내부의 공기의 압력은 기낭 소재의 인장 강도에 따라 제한된다. 즉, 기낭 내에 공기를 도입하는 동안, 기낭은 대기압보다 약간 높은 압력을 유지하면서 팽창되고, 기낭이 완전히 팽창될 때 기낭 내부의 공기의 압력은 대기압을 초과하도록 상승된다. 이후, 이때 기낭의 내부와 외부 간의 압력차는, 기낭 소재를 신장시키는 힘으로서 작용하고, 힘이 기낭 소재의 인장 강도를 초과할 때 기낭은 파열된다. 공기 베드에 사람이 눕는 경우, 그/그녀의 체중은 기낭을 뭉개도록 작용하여 기낭 내부의 공기의 압력의 상승을 야기한다. 이 때문에, 기낭 내부의 공기의 압력은 소정 체중의 사람이 공기 베드에 눕는 경우에 기낭의 내부와 외부 간의 압력 차가 기낭 소재의 파열을 야기하지 않을 정도로 제한된다. 종래에, 공기 베드의 기낭 소재에 있어서는, 기밀성, 경량성 또는 절첩의 용이성을 중요시함으로써 비닐이 일반적으로 사용되었다. 그러나, 비닐은 인장 강도가 떨어지므로, 기낭 내부의 압력을 상승시킴으로써 코일 스프링식의 매트리스의 경도와 동등한 경도를 얻는 것이 곤란하였다.

비특허 문헌 1 및 2는 기낭이 봉투 형태의 시트 내에 삽입되는 형태의 에어 베드가 개시되어 있다는 것을 주목하기로 한다. 시트는 침대에 누워있는 사람의 피부와 접촉하게 되는 시트의 부분의 직물의 쾌적한 느낌을 향상시키기 위해, 그리고 침대에 누워있는 사람으로부터 발생된 땀을 흡수하기 위해 사용된다. 이 때문에, 비특허 문헌 1 및 2는 시트를 사용하여 공기 베드의 경도를 향상시키기 위한 조건에 관한 생각을 전혀 개시하고 있지 않다.

콜맨 컴퍼니(Coleman Company), "Foxy　Lady　Queen　Size　Airbed", [online], [2010년 8월 29일 검색], 인터넷 <URL: http://www.colemanastralia.com.au/ger/foxy-lady/foxy-bedding/foxy-lady-queen-size-aired.aspx> 고다마 다까시(Takashi KODAMA)에 의한, "Ready　Bed", [online], [2010년 8월 29일 검색], 인터넷 <URL: http://item.rakuten.co.jp/ cherrybell/readybedtinker/>

본 발명의 목적은 압축 공기가 내부로 도입되는 기낭에 사용되는 소재의 인장 강도에 의존하지 않으면서, 기낭의 파열을 방지하면서 기낭 내부의 공기의 압력을 상승시켜서, 코일 스프링식 매트리스의 경도와 동등한 매트리스의 경도를 실현할 수 있는 공기 스프링식 매트리스를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 공기 스프링식 매트리스는 실질적으로 편평한 형상을 갖고 내부로 도입되는 공기에 의해 팽창 가능한 기낭과, 실질적으로 편평한 형상을 갖고 기낭이 관통하여 삽입되거나 꺼내지는 개구를 갖는 커버를 포함하고, 커버의 내부 치수는 외측으로부터의 구속 없이 팽창되는 상태의 기낭의 외부 치수보다 작다.

상기 구성된 본 발명에 따르면, 압축 공기가 내부로 도입되는 기낭에 사용되는 소재의 인장 강도에 의존하지 않으면서, 기낭의 파열을 방지하면서 기낭 내부의 공기의 압력을 상승시킬 수 있고, 코일 스프링식 매트리스의 경도와 동등한 매트리스의 경도가 실현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 스프링식 매트리스의 정면도이다.
도 2는 공기 스프링식 매트리스의 평면도이다.
도 3은 기낭의 사시도이다.
도 4는 외측으로부터의 구속 없이, 팽창되는 상태의 기낭의 폭 방향으로의 단면도이다.
도 5는 커버의 사시도이다.
도 6은 커버의 폭 방향으로의 단면도이다.
도 7은 기낭이 커버 내로 삽입되고 압축 공기가 기낭 내로 도입되는 상태에서의 공기 스프링식 매트리스의 폭 방향으로의 단면도이다.

이하, 도면에 기초하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시예의 일례인 공기 스프링식 매트리스(1)의 정면도이다. 공기 스프링식 매트리스(1)는 전기 펌프(3)를 내장한 기낭(2)(도 3 참조)의 전체가 직육면체 형상을 갖는 커버(6)(도 5 참조)에 의해 둘러싸인 구조를 갖는다. 도 2은 공기 스프링식 매트리스의 평면도다. 이하 설명에서는, 도 2를 참조하면 L-L선에 평행한 길이방향은 "수직 방향"으로 정의되고 W-W선에 평행한 짧은 방향은 "폭 방향"으로 정의된다는 것을 주목하기로 한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 기낭(2)은 전기 펌프(3)를 내장한 주머니이고, 전기 펌프(3)에 의해 팽창되는 상태에서 실질적으로 직육면체인 형상을 나타낸다.

전기 펌프(3)는 가정용의 AC 콘센트에 접속되는 전원선(4) 및 유선 원격 제어 스위치(5)를 포함하고, 전기 펌프(3)는 전기 펌프(3)가 기낭(2)의 전방 중앙(수직 방향에 있어서의, 침대에 누워있는 사람의 머리에 근접한 기낭(2)의 단부 표면)을 통하여 삽입되도록 하는 방식으로 기밀식으로 기낭(2)에 부착되고, 전기 펌프(3)의 전방 표면은 기낭(2)의 단부 표면과 같은 높이로 있다. 기낭(2)을 통과하여 부착되는 전기 펌프(3)의 전방 표면에는 공기 흡입/출구 포트(3a)가 제공되어 있다. 전원선이 가정용의 AC 콘센트에 접속된 상태에서, 유선 원격 제어 스위치(5)의 공기 흡입 버튼(5a)이 눌러지면, 전기 펌프(3)는 외부 공기를 공기 흡입/출구 포트(3a)를 통하여 기낭(2) 내로 도입하여, 이에 의해 기낭(2)은 기낭(2) 내부의 압력이 상한값에 도달할 때까지 팽창된다. 또한, 전원선이 가정용의 AC 콘센트에 접속된 상태에서, 유선 원격 제어 스위치(5)의 배기 버튼(5b)이 눌러지면, 전기 펌프(3)는 기낭(2) 내부의 공기를 공기 흡입/출구 포트(3a)를 통하여 배기하여, 이에 의해 기낭(2)은 수축된다.

기낭(2)은 어느 정도 이상의 가요성 및 인장 강도와 고도의 기밀성을 갖는 소재(예컨대, 비닐)로 형성되는 기밀 주머니이고, 단지 전기 펌프(3)에 의해서만 외부 공기를 도입하고 방출하는 것을 가능하게 한다. 폭 방향으로의 단면도인 도 4에 도시된 바와 같이, 기낭(2) 내부는, 기낭(2)의 상부면에 대응하는 상부면 막(2a) 및 기낭(2)의 하부면에 대응하는 하부면 막(2b) 사이에 각각 위치되고 길이방향으로 각각 연장되는 복수 개의 구획 벽(2c)(4개 구획 벽이 도 4의 예에 도시됨)에 의해, 길이방향으로 각각 연장되는 복수 개의 공기 챔버(2d)(5개의 공기 챔버가 도 4의 예에 도시됨)로 분할된다. 복수 개의 공기 챔버(2d)는 각 구획 벽(2c)에 제공되는 슬릿(미도시)에 의해 서로 연통된다. 따라서, 단일 전기 펌프(3)에 의해, 기낭(2) 전체를 팽창시키고 또한 모든 공기 챔버(2d)로부터의 공기를 한꺼번에 배기를 하는 것이 가능하다. 각각의 구획 벽(2c)은, 기낭(2)이 팽창되고 기낭(2) 내부의 압력이 상승될 때 상부면 막(2a)과 하부면 막(2b) 사이의 공간이 추가로 확장되지 않도록 기능한다. 따라서, 기낭(2)이 팽창 상태에 있을 때, 기낭(2)의 전체 형상은 실질적으로 직육면체 형상으로 유지된다. 기낭(2)의 외부 표면은 기낭(2)의 소재가 절첩된 상태에서 경년 변화에 의해 야기되는 용착(deposition)을 방지하도록 기모(raising) 처리가 수행된다.

도 5은 커버(6)의 사시도이고, 도 6은 폭 방향으로의 커버(6)의 단면도이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 커버(6)는 직사각형의 상부면 천(6a), 직사각형의 하부면 천(6b), 및 정사각형 튜브 형상의 측면 천(6c)으로 형성되고, 상부면 천(6a) 및 하부면 천(6b)은 측면 천(6c)의 상부 및 하부 개구 단부에 각각 봉합되어서, 전체적으로 커버는 직육면체의 주머니 형상을 갖는다. 이 커버(6)에 있어서, 상부면 천(6a)과 측면 천(6c) 사이의 시접 및 하부면 천(6b)과 측면 천(6c) 사이의 시접은 전체 주연부에 걸쳐 리브(6d)에 의해 각각 보강된다.

커버(6)를 구성하는 천(6a, 6b, 6c) 각각의 소재에 있어서, 절첩될 수 있는 정도의 가요성을 갖고 또한 인장 강도가 우수하고 또한 신축성이 부족한 소재가 사용된다. 이러한 소재에 있어서, 예컨대, 면으로 제조된 퀼팅(quilting) 천이 있을 수 있다. 또한, 각 리브(6d)는 시접을 보강하는 기능을 갖고 커버(6)가 직육면체 형상을 유지할 수 있도록 커버(6)의 프레임으로서의 기능도 갖고 있으므로, 리브(6d)는 각각의 천(6a,6b, 6c)보다 강성인 천으로 제조되는 것이 바람직하다.

커버(6)의 전방 표면[즉, 매트리스에 누워있는 사람의 머리에 근접한, 길이방향에 있어서의 커버(6)의 단부 표면]에 대응하는 측면 천(6c)의 부분에는, 상부면 천(6a) 사이의 시접에 평행하게 체결구에 의해 폐쇄 가능한 개구(6f)가 제공된다. 개구(6f)는 커버(6)의 전방 표면의 양단부를 약간 넘어서 연장되고, 즉 각 개구 단부는 각 측면으로 약간 연장된다. 따라서, 개구를 상방으로부터 보면, 개구는 U자형으로 형성되어 있다. 개구(6f)는 기낭(2) 전체를 커버(6) 내에 수납하거나 기낭(2)을 커버(6) 내부로부터 취출하기 위해서 제공된다. 또한, 측면 천(6c)에 있어서의 커버(6)의 전방 표면에 대응하는 장소에는, 기낭(2)이 커버(6) 내에 수납된 상태에서 전원선(4) 및 유선 원격 제어 스위치(5)가 각각 슬릿(6e)을 통과하게 하기 위한 슬릿(6e)이 형성되어 있다.

상기에 전술된 기낭(2) 및 커버(6)의 치수를 결정하기 위한 조건이 이하에서 설명될 것이다. 여기서, 기낭(2)의 내부와 외부의 압력차가 기낭(2)의 파열을 야기하지 않을 정도로 외측으로부터의 구속 없이 기낭(2)이 팽창되는 상태에서 기낭(2)의 두께의 최대값은 Dm으로서 정의하고, 상기와 동일한 상태의 기낭(2)의 폭의 최대값은 Wm으로서 정의한다. 또한, 상기 전술된 상태에서, 구획 벽(2c)이 부착되어 있는 하부면 막(2b) 및 상부면 막(2a)의 일부는 만입되어 있지만, 상기 전술된 만입부가 제거되는 기낭(2)의 폭 방향으로의 단면의 외부 치수는 단면에 외접하는 포락선의 길이(EWm)로서 정의된다. 유사하게, 이 상태에서의 기낭(2)의 길이의 최대값은 Lm으로 정의되고, 기낭(2)의 길이방향으로의 단면의 외부 치수는 단면에 외접하는 포락선의 길이(ELm)로서 정의된다. 또한, 커버(6) 전체가 커버(6)를 구성하는 천(6a, 6b, 6c) 각각에 의해서 커버(6)의 편평도를 유지하는 평행 육면체 형상을 나타내는 상태에서, 커버(6)의 폭 방향으로의 내부 치수[상부면 천(6a) 및 하부면 천(6b)의 폭들과 일치]는 Wc로서 정의되고, 동일한 상태에서의 커버(6)의 두께 방향으로의 내부 치수[측면 천(6c)의 높이와 일치]는 Dc로서 정의되고, 동일한 상태에서의 커버(6)의 길이방향으로의 내부 치수[상부면 천(6a) 및 하부면 천(6b)의 길이방향으로의 길이들과 일치]는 Lc로서 정의된다. 또한, 커버(6)의 폭 방향으로의 단면의 내주연 길이는 PWc로서 정의되고, 커버(6)의 길이방향으로의 단면의 내주연 길이는 PLc로서 정의된다.

공기 스프링식 매트리스(1)의 폭 방향(도 2의 W-W선)에 있어서 그리고 또한 길이방향(도 2의 L-L선)에 있어서, 기낭(2)의 외부 치수는 상기 전술된 상태에서의 커버(6)의 내부 치수보다 크고, 이는 본 실시예의 특성 있는 특징부이다. 더 엄격하게 설명하기 위해, 공기 스프링식 매트리스(1)의 폭 방향(도 2의 W-W선)에 있어서 그리고 또한 길이방향(도 2의 L-L선)에 있어서, 상기 전술된 상태에서의 기낭(2)의 각 방향으로의 단면에 외접하는 포락선 각각의 길이(EWm, ELm)는, 커버(6)의 각 방향으로의 단면의 내주연 길이(PWc, PLc) 각각보다 길고, 이는 본 실시예의 특성 있는 특징부이다. 이 경우, 상기 전술된 상태에서의 기낭(2)의 폭의 최대값(Wm)은 커버(6)의 폭 방향으로의 내부 치수(Wc)보다 큰 것이 바람직하고, 또한 상기 전술된 상태에서의 기낭(2)의 길이방향의 길이의 최대값(Lm)은 커버(6)의 길이방향의 내부 치수(Lc)보다도 긴 것이 바람직하고, 상기 전술된 상태에서의 기낭(2)의 두께의 최대값(Dm)은 커버(6)의 두께 방향으로의 내부 치수(Dc)보다 큰 것이 바람직하다.

매트리스가 상기 전술된 조건 모두를 충족하는 경우에, 도 7에 도시된 바와 같이, 기낭(2)의 전체 외부면은 기낭(2)의 파열 바로 직전에 기낭(2)의 팽창 상태에서 커버(6)의 내부면과 가압 접촉하고 있지만, 커버(6)는 인장 강도가 우수하고 또한 신축성이 부족하기 때문에, 기낭(2)의 추가 팽창이 제한된다. 결과적으로, 기낭(2) 내부의 공기의 압력은 추가로 상승될 수 있어서, 공기 스프링식 매트리스(1) 전체의 경도를, 코일 스프링식 매트리스의 경도와 동등한 정도로 만드는 것을 가능하게 한다.

또한, 본 실시예에서, 개구(6f)를 폐쇄/개방하기 위해 체결구가 사용되지만, 개구(6f)를 개방/폐쇄하기 위한 수단은 체결구에 한정되지 않고, 후크 및 루프 체결구["가부시끼 가이샤 구라레(Kabushiki Kaisha Kurare)의 등록 상표"인 매직 테이프(magic tape)]일 수 있고, 후크, 스냅 버튼 또는 끈일 수 있다. 개구(6f)의 치수는 기낭(2)이 완전히 배기된 상태에서 기낭(2)이 커버(6)에 위치되거나 꺼내지게 하기에 충분하다. 또한, 개구(6f)의 위치는 커버(6)의 측면 천(6c)의 전방에 한정되지 않고, 예컨대 하부면 천(6b) 또는 상부면 천(6a)에 제공될 수 있다. 또한, 개구(6f)는 기낭(2) 전체를 노출하는 형태일 수 있다. 예컨대, 개구(6f)는 커버(6)의 측면 천(6c)을 구성하는 4개 측면들 중 3개 면을 가로질러 형성될 수 있거나, 상부면 천(6a)의 전체 테두리(fringing)를 따라 한바퀴 돌도록 형성될 수 있다.

기낭(2) 내로 압축 공기를 도입하는 수단에 대해서, 전기 펌프에 한정되지 않고, 발 작동식 펌프와 같은 수동 작동식 펌프이거나 인간의 입일 수 있다.

1: 공기 스프링식 매트리스
2: 기낭
3: 전기 펌프

Claims (3)

1. 공기 스프링식 매트리스이며,
   실질적으로 편평한 형상을 갖고 공기에 의해 팽창될 수 있는 기낭과,
   실질적으로 편평한 형상을 갖고 기낭이 관통하여 위치되거나 꺼내지는 개구를 갖는 커버를 포함하고,
   커버의 내부 치수는 외측으로부터의 구속 없이 팽창되는 상태에서 기낭의 외부 치수보다 작은 공기 스프링식 매트리스.
2. 제1항에 있어서,
   사전 결정된 단면 방향으로의 커버의 단면의 내주연 길이가, 외측으로부터의 구속 없이 팽창되는 상태에서 사전 결정된 방향을 따라 기낭에 외접하는 포락선의 길이보다 짧은 공기 스프링식 매트리스.
3. 제2항에 있어서,
   매트리스는 임의의 단면 방향에 있어서, 커버의 단면의 내주연 길이가 외측으로부터의 구속 없이 팽창되는 상태에서 단면 방향을 따라 기낭에 외접하는 포락선의 길이보다 짧은 조건을 충족하는 공기 스프링식 매트리스.

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