KR20180070331A - 형상 자동 조절 기능을 가진 베개 - Google Patents

형상 자동 조절 기능을 가진 베개 Download PDF

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박진원
배병찬
남호동
박경환
허준
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코웨이 주식회사
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Abstract

형상 자동 조절 기능을 가진 베개가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 베개는, 베개 몸체를 구성하도록 배열된 복수의 에어백(20); 상기 복수의 에어백(20)에 대한 공기의 주입 또는 배기를 수행하는 에어펌프(30); 상기 에어펌프(30)를 각 에어백(20)과 선택적으로 연통시키는 전환밸브(40); 상기 에어펌프(30)와 상기 전환밸브(40) 사이의 배관(35) 상에 설치되어 상기 에어펌프(30)에 연결된 에어백(20)의 압력을 측정하는 압력센서(50); 및 상기 압력센서(50)에 의해 측정된 압력에 기초하여 상기 에어펌프(30)를 가동하여 각 에어백(20)의 압력을 조절하는 제어부(70);를 포함한다.

Description

형상 자동 조절 기능을 가진 베개{PILLOW OF WHICH THE SHAPE CAN BE AUTOMATICALLY ADJUSTED}
본 발명은 형상 자동 조절 기능을 베개로서, 보다 구체적으로는, 사용자 맞춤식으로 형상이 자동 조절될 수 있는 베개에 관한 것이다.
수면 보조 침구인 베개는 사용자의 두상 내지 경추의 형상에 대한 개별적 특성이 고려되지 않은 평면형 베개가 주류이다.
최근 들어 경추의 형상에 맞게 형상이 구현된 경추베개 등이 출시되고 있지만, 사용자마다 두상 및 경추의 크기 또는 형태적 특성이 다름에도 경추베개의 형상이 일률적이어서 각자의 체형에 최적화된 베개를 골라 사용하기 어렵다는 한계가 있다.
체형에 맞지 않는 베개를 사용하여 경추 및 두부에 압박이 가해지게 되면 편안한 수면을 취하기가 어렵거나 경추에 가해진 압박으로 인해 목 변형, 경추 질환 등이 유발될 수도 있다.
한국특허등록 제823968호(2008.04.22.) 한국특허등록 제1344273호(2013.12.24.)
본 발명의 주된 목적은 베개 몸체 부분의 형상이 구역별로 사용자에게 적합한 형상으로 자동 조절되는 베개를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 베개 몸체를 구성하도록 배열된 복수의 에어백(20); 상기 복수의 에어백(20)에 대한 공기의 주입 또는 배기를 수행하는 에어펌프(30); 상기 에어펌프(30)를 각 에어백(20)과 선택적으로 연통시키는 전환밸브(40); 상기 에어펌프(30)와 상기 전환밸브(40) 사이의 배관(35) 상에 설치되어 상기 에어펌프(30)에 연결된 에어백(20)의 압력을 측정하는 압력센서(50); 및 상기 압력센서(50)에 의해 측정된 압력에 기초하여 상기 에어펌프(30)를 가동하여 각 에어백(20)의 압력을 조절하는 제어부(70);를 포함하는, 형상 자동 조절 기능을 가진 베개를 제공한다.
상기 복수의 에어백(20)은 베개의 전후 방향을 따라 배열될 수 있다.
상기 에어백(20)은 상호 연통된 복수의 에어셀(21)로 이루어진 것일 수 있다.
상기 제어부(70)는 상기 압력센서(50)의 측정압력에 상응하는 사전 설정된 보정압력으로 상기 에어백(20)의 압력을 조절할 수 있다.
상기 제어부(70)에는 복수의 측정압력 및 그에 상응하는 복수의 보정압력이 테이블 형태로 미리 저장될 수 있다.
상기 베개는 다수의 버튼들이 구비된 조작 패널(13)을 더 포함할 수 있다.
상기 조작 패널(13)에는 전기의 공급을 허용 또는 차단하기 위한 전원 버튼(ON/OFF button), 베개의 형상 조절 동작을 개시하기 위한 스타트 버튼(Start button), 및 베개의 형상을 초기 설정 상태로 되돌리기 위한 리셋 버튼(Reset button)이 구비될 수 있다.
상기 베개는 바닥판(11); 및 상기 바닥판(11)의 일부 영역을 커버하는 커버 케이스(12);를 더 포함할 수 있다.
상기 조작 패널(13)은 상기 커버 케이스(12)의 상면에 설치될 수 있고, 상기 에어펌프(30), 상기 전환밸브(40), 및 상기 제어부(70)는 상기 커버 케이스(12)의 내부에 수용될 수 있다.
상기 복수의 에어백(20)을 커버하는 베개 커버(17)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 베개에 의하면, 베개 몸체를 다수 개의 에어백으로 구성하고 사용자의 두상 및 경추에 적합하게 각 에어백의 압력을 보정하는 방식으로 각 에어백의 형상을 조절함으로써 베개를 통해 후두부 및 경추에 가해지는 압력 분포를 적절히 조정할 수 있다. 따라서 본 발명의 베개를 사용하는 사용자에게 편안한 수면을 유도할 수 있고, 부적합한 베개 형상으로 인해 목 변형, 경추 질환 등이 유발되는 것이 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 형상 자동 조절 기능을 가진 베개의 실시예를 보이는 사시도이다.
도 2는 베개 커버가 제거된 상태로 도시한 도 1의 베개의 사시도이다.
도 3은 베개 커버 및 케이스 커버가 제거된 채로 도시한 도 1의 베개의 사시도이다.
도 4는 A-A' 선에 따른 도 2의 단면도로서 에어백 하나의 단면을 보이는 것이다.
도 5a 및 도 5b는 베개의 형상 조절 과정을 설명하기 위한 것으로, 도 5a는 형상이 조절되기 직전의 모습을 나타낸 것이고, 도 5b는 형상이 조절된 이후의 모습을 나타낸 것이다.
이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 형상 자동 조절 기능을 가진 베개의 실시예에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
먼저 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 베개의 구성에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 형상 자동 조절 기능을 가진 베개의 실시예를 보이는 사시도이고, 도 2는 베개 커버가 제거된 상태로 도시한 도 1의 베개의 사시도이고, 도 3은 베개 커버 및 커버 케이스가 제거된 채로 도시한 도 1의 베개의 사시도이며,
도 4는 A-A' 선에 따른 도 2의 단면도로서 에어백 하나의 단면을 보이는 것이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 베개(1)는 베개 프레임(10)을 포함한다.
베개 프레임(10)은 베개의 틀을 이루며 베개 부품들의 장착 공간을 제공한다.
이러한 베개 프레임(10)은 바닥판(11) 및 커버 케이스(12)를 포함한다.
바닥판(11)은 대략 직사각형의 얇은 판 형상을 갖는다. 하지만 바닥판(11)의 형상은 실시예에 따라 원형, 타원형 등 다양하게 변경될 수 있다. 바닥판(11)의 재질은 목재 또는 플라스틱 등 다양하게 선택될 수 있다.
커버 케이스(12)는 바닥판(11)의 후단부 측 일부 영역을 커버한다. 따라서 전술한 바닥판(11)은 커버 케이스(12)에 의해 커버된 제1 영역과 커버 케이스(12)에 의해 커버되지 않은 제2 영역으로 구분된다.
커버 케이스(12)는 직육면체 박스 형상이되 하측 개방된 형상을 갖는다. 그리고 커버 케이스(12)의 전면부에는 도 2에 도시된 바와 같이 그 중앙 영역에 호스(60)의 인출을 위한 개구(opening)가 형성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 바닥판(11)에서 커버 케이스(12)에 의해 커버되지 않은 상기 제2 영역은 천으로 이루어진 베개 커버(17)가 구비된다. 본 실시예에서 베개 커버(17)는 상기 제2 영역의 상측을 커버하는 것으로 예시되지만, 대안적으로 베개 커버(17)는 제2 영역의 상측 및 하측을 모두 커버하는 형태로 제공될 수도 있고, 또한 조작 패널(13)을 제외하고 베개(1) 전체를 둘러싸는 형태로 구비될 수도 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 커버 케이스(12)에는 조작 패널(13)이 구비된다. 조작 패널(13)에는 사용자에 의해 사용되는 다수의 버튼들이 구비된다. 예로써, 조작 패널(13)에는 베개(1)에 대한 전기의 공급을 허용하거나 차단하기 위해 사용되는 전원 버튼(ON/OFF button), 베개(1)의 형상 조절 동작의 개시를 명령하기 위한 스타트 버튼(Start button), 베개(1)의 형상을 초기 설정 상태로 되돌리기 위해 사용되는 리셋 버튼(Reset button) 등이 구비될 수 있다.
본 실시예의 경우 조작 패널(13)은 커버 케이스(12)의 상면에 설치되지만, 실시예에 따라 조작 패널(13)의 설치 위치는 커버 케이스(12)의 측면이나 후면 등 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 본 실시예에서 조작 패널(13)은 베개(1)에 통합된 형태로 제공되나, 베개(1)와 분리되어 리모컨 형태로 제공될 수도 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 커버 케이스(12)의 일 측면을 통하도록 배치된 전원 코드(14)가 구비된다. 전원 코드(14)가 실내의 콘센트에 연결됨으로써 전기 작동을 위한 전기가 베개(1)에 공급된다. 도시하지 않았으나 베개(1)에는 전원 코드(14)에 연결된 충전식 배터리를 구비될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 베개(1)는 복수의 에어백(20), 에어펌프(30), 전환밸브(40), 압력센서(50) 및 제어부(70)를 또한 포함한다.
복수의 에어백(20)은 베개 몸체를 구성하도록 배열된다. 도 4를 참조하면, 각 에어백(20)은 다수의 에어셀(21)이 측방향으로 연결된 형상을 가질 수 있다. 각 에어셀(21)은 원기둥 형상이되 상면이 약간 볼록한 형태일 수 있다. 도 4에서 잘 보여지듯이, 에어백(20) 하나를 구성하는 에어셀들(21)의 내부 공간은 서로 연통된다.
에어백(20)의 길이는 대략 베개(1)의 폭과 같거나 그보다 약간 작게 설계될 수 있다. 그리고 에어백(20)의 높이는 대략 전술한 커버 케이스(12)의 높이와 같게 설계될 수 있다.
그리고, 에어백(20)은 팽창 및 수축 가능하도록 신축성 재질을 갖는다. 따라서 에어백(20)은 내부의 공기 압력이 증가하면 팽창하고 내부의 공기 압력이 감소하면 수축한다. 예로써, 에어백(20)은 고무 또는 플라스틱으로 제조될 수 있다.
복수의 에어백(20)은 베개(1)의 전후 방향을 따라 바닥판(11) 상에 배열된다. 구체적으로 복수의 에어백(20)은 바닥판(11)에서 전술한 제2 영역(커버 케이스 12에 의해 커버되지 않은 영역)에 배열된다.
본 실시예에서는 5개의 에어백(20A, 20B, 20C, 20D, 20E)이 구비된다. 하지만, 에어백의 개수는 실시예에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
에어펌프(30)는 배관(35) 및 호스들(60)을 통해 각 에어백(20)과 연결됨으로써 에어백(20)에 공기를 공급하거나 그로부터 공기를 배기할 수 있다. 에어펌프(30)는 바닥판(11) 상에 설치되며 전술한 커버 케이스(12) 안에 수용된다.
전환밸브(40)의 전측은 복수의 호스(60)를 통해 복수의 에어백(20)에 연결된다. 본 실시예에서 에어백(20)은 5개 구비되므로 호스(60) 역시 5개 구비된다. 전환밸브(40)의 후측은 배관(35)을 통해 에어펌프(30)에 연결된다.
전환밸브(40)는 후술하는 제어부(70)의 제어 신호에 따라 5개의 호스(60) 중 하나를 배관(35)에 유체 연통시킴으로써, 5개의 에어백(20A, 20B, 20C, 20D, 20E) 중 하나가 에어펌프(30)에 선택적으로 유체 연통되도록 한다. 전환밸브(40)는 전술한 커버 케이스(12) 내에 장착된다.
압력센서(50)는 에어펌프(30)와 전환밸브(40) 사이를 연결하는 전술한 배관(35) 상에 설치된다. 압력센서(50)는 에어펌프(30)에 유체 연통된 에어백(20)의 내부 압력을 감지한다. 본 실시예에서 단지 1개의 압력센서(50)가 배관(35) 상에 구비되는 것으로 예시되지만, 대안적인 실시예에서는 호스(60) 각각에 하나씩 구비될 수도 있다.
제어부(70)는 회로 기판 형태로 제공될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(70)는 바닥판(11) 상에 설치되고 전술한 커버 케이스(12) 내에 수용될 수 있다.
제어부(70)는 전원 플러그(14)를 통해 외부 전원과 연결되어 베개(1)의 형상 조절 동작과 관련된 부품들에 전기를 공급한다. 구체적으로, 전술한 에어펌프(30), 전환밸브(40) 및 압력센서(50)는 제어부(70)를 통해 전기를 공급받는다.
또한 제어부(70)는 에어펌프(30) 및 전환밸브(40)의 동작을 제어하여 각 에어백(20)의 형상을 조절한다. 그 과정에서 압력센서(50)에 의해 측정된 압력 데이터가 이용된다.
이하에서는 도 5a 및 도 5b를 참조하여 베개(1)의 형상 조절을 위한 제어부(70)의 제어 동작에 대해 구체적으로 설명한다.
도 5a 및 도 5b는 베개의 형상 조절 과정을 설명하기 위한 것으로, 도 5a는 형상이 조절되기 직전의 모습을 나타낸 것이고, 도 5b는 형상이 조절된 이후의 모습을 나타낸 것이다.
베개(1)의 형상 조절 동작이 개시되기 전에 에어셀들(20)은 각각 기 설정된 기준 압력에 맞춰진 내부 압력을 갖는다. 이때 에어셀들(20)은 모두 기준 압력에 상응하는 동일한 높이를 갖는다. 조작 패널(13)에 구비된 리셋 버튼을 작동시키면 에어백들(20)은 기준 압력을 갖게 되는 초기의 상태로 복귀된다.
도 5a에 도시된 바와 같이 사용자가 스타트 버튼을 누르고 베개(1)를 베고 누우면 베개(1)의 형상 조절 동작이 개시된다. 대안적인 실시예로서, 스타트 버튼 필요 없이 사용자가 베개(1)를 베고 누운 후 몇 초 지나면 형상 조절 동작이 자동으로 개시될 수도 있다.
형상 조절 동작이 개시되면 제어부(70)의 제어 하에 전환밸브(40)를 통해 각 에어백(20)이 순차적으로 에어펌프(30)에 연결된다. 예로써, 제1 에어백(20A), 제2 에어백(20B), 제3 에어백(20C), 제4 에어백(20D), 제5 에어백(20D) 순으로 에어펌프(30)에 연결될 수도 있고, 그 반대의 순서로 연결될 수도 있다.
이때, 에어펌프(30)에 연결된 각 에어백(20)의 압력이 압력센서(50)에 의해 측정되어 그 측정압력 데이터가 제어부(70)에 제공된다.
제어부(70)는 측정압력 데이터에 기초하여 에어펌프(30)를 가동하여 각 에어셀(20)의 내부 압력이 측정압력에 상응하는 보정압력이 되도록 하며, 이에 따라 각 에어셀(20)은 보정압력에 상응하는 높이를 갖게 된다.
여기서, 측정압력에 대한 보정압력은 실험을 통하여 사전에 미리 결정된다. 예로써, 아래의 [표 1]과 같이 다수의 측정압력들 각각에 대해 보정압력이 실험을 통해 사전에 설정될 수 있다. 제어부(70)에는 측정압력들 및 그에 상응하는 복수의 보정압력들이 테이블 형태로 미리 저장될 수 있다.

측정압력
P1
P2
P3
P4
P5
...
Pn

보정압력
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
...
Qn
상기 표 1에서 측정압력을 나타내는 P1, P2, P3, … Pn은 하나의 압력 값이 아니라 압력 범위일 수 있다. 그리고 보정압력 Q1, Q2, Q3, … Qn은 각 측정압력에 대해 실험적으로 결정된 적정 압력 값이다.
예를 들어, 보정압력 Q3은 측정압력 P3에 대한 보정 압력 값이다. 따라서, 사용자가 베개(1)를 베고 누웠을 때 어떤 에어셀(20)에 대해 측정된 측정압력이 Q3이라면 제어부(70)는 그 에어셀(20)의 내부 압력이 보정압력 Q3가 되도록 에어펌프(30)를 가동하며, 그에 따라 해당 에어셀(20)은 보정압력 Q3에 상응하는 높이를 갖도록 변형된다.
이러한 과정을 거쳐 베개(1)의 형상 조절 동작이 마무리되면, 베게(1)의 형상은 예를 들어 도 5b에 도시된 바와 같이 변형된 상태가 된다.
도 5b의 예를 살펴보면, 도 5a에 도시된 초기의 기준 높이와 비교하여, 제1, 제4 및 제5 에어셀(20A, 20D, 20E)의 경우 약간 낮아진 높이의 형상으로 조절된 반면 제2 및 제3 에어셀(20B, 20C)의 경우 그에 비해 더 많이 낮아진 높이의 형상으로 조절된 것이다.
이러한 방식으로 각 에어셀(20)은 사용자의 체형 특히 두상 및 경추 부위에 적합한 형상으로 조절될 수 있다. 이에 따라, 베개(1)의 몸체 부분이 사용자의 체형에 맞춤식으로 구역별로 형상(높이)가 자동 조절될 수 있으므로, 두부 및 경추에 부적합한 압박이 가해져 편안한 수면을 유도하지 못하거나 목 변형, 경추 질환 등의 병을 일으키는 것이 방지될 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1 : 베개
10 : 베개 프레임
11 : 바닥판
12 : 커버 케이스
13 : 조작 패널
17 : 베개 커버
20 : 에어백
21 : 에어셀
30 : 에어펌프
35 : 배관
40 : 전환밸브
50 : 압력센서
60 : 호스
70 : 제어부

Claims (10)

  1. 베개 몸체를 구성하도록 배열된 복수의 에어백(20);
    상기 복수의 에어백(20)에 대한 공기의 주입 또는 배기를 수행하는 에어펌프(30);
    상기 에어펌프(30)를 각 에어백(20)과 선택적으로 연통시키는 전환밸브(40);
    상기 에어펌프(30)와 상기 전환밸브(40) 사이의 배관(35) 상에 설치되어 상기 에어펌프(30)에 연결된 에어백(20)의 압력을 측정하는 압력센서(50); 및
    상기 압력센서(50)에 의해 측정된 압력에 기초하여 상기 에어펌프(30)를 가동하여 각 에어백(20)의 압력을 조절하는 제어부(70);를 포함하는,
    형상 자동 조절 기능을 가진 베개.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 에어백(20)은 베개의 전후 방향을 따라 배열된,
    형상 자동 조절 기능을 가진 베개.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에어백(20)은 상호 연통된 복수의 에어셀(21)로 이루어진,
    형상 자동 조절 기능을 가진 베개.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(70)는 상기 압력센서(50)의 측정압력에 상응하는 사전 설정된 보정압력으로 상기 에어백(20)의 압력을 조절하는,
    형상 자동 조절 기능을 가진 베개.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부(70)에는 복수의 측정압력 및 그에 상응하는 복수의 보정압력이 테이블 형태로 미리 저장된,
    형상 자동 조절 기능을 가진 베개.
  6. 제1항에 있어서,
    다수의 버튼들이 구비된 조작 패널(13)을 더 포함하는,
    형상 자동 조절 기능을 가진 베개.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 조작 패널(13)에는 전기의 공급을 허용 또는 차단하기 위한 전원 버튼(ON/OFF button), 베개의 형상 조절 동작을 개시하기 위한 스타트 버튼(Start button), 및 베개의 형상을 초기 설정 상태로 되돌리기 위한 리셋 버튼(Reset button)이 구비되는,
    형상 자동 조절 기능을 가진 베개.
  8. 제6항에 있어서,
    바닥판(11); 및
    상기 바닥판(11)의 일부 영역을 커버하는 커버 케이스(12);를 더 포함하는,
    형상 자동 조절 기능을 가진 베개.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 조작 패널(13)은 상기 커버 케이스(12)의 상면에 설치되고,
    상기 에어펌프(30), 상기 전환밸브(40), 및 상기 제어부(70)는 상기 커버 케이스(12)의 내부에 수용되는,
    형상 자동 조절 기능을 가진 베개.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 에어백(20)을 커버하는 베개 커버(17)를 더 포함하는,
    형상 자동 조절 기능을 가진 베개.
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