KR20190080837A - 유동화(流動化)되는 구(球)로 충전되는 부양성 매트리스 - Google Patents

Abstract

매트리스 몸체 가장자리를 따라 구로 꽉찬 터널이 빳빳한 망사 밑판과 위판의 신축 망사에 봉합되어 연결되는 매트리스 안(Container)에 수직으로 눌려지는 기둥이 다수 배열되어 구성되고 그 안에 무게가 가벼운 유동화(流動化)되는 작은 구를 충전하여 파스칼 원리에 의한 동태균형의 균등한 무게 분산으로 신체의 굴곡 면의 각도 여하(如何)에 관계없이 모든 신체 접속 면에 균등한 무게의 분산으로 균형을 이루는 유동(체)화되는 구로 충전된 부양성 매트리스를 제공한다.
이는 마치 사해에 떠 있는 것과 같은 안락감을 주면서도 통풍이 잘되고 안방에서 쓸 수 있다. 침대에 장기간 누워 있어야 하는 이의 욕창을 방지하거나 완화한다.

Description

유동화(流動化)되는 구(球)로 충전되는 부양성 매트리스{Fluidizable Spheres Filled Buoyant Mattress}

본 발명은 유동화(流動化)되는 구(球)(50)로 충전(充塡)되는 부양성 매트리스에 관한 것으로서,

보다 구체적으로는 매트리스 내에 충전되는 구(球)(50)가 유(동)체의 역할을 하여 파스칼(Pascal)의 법칙에 따라 매트리스에 눕혀지는 신체의 무게로 신체의 굴곡 형상을 따라 밀착하여 구(50)가 유동하면서 신체의 무게를 신체 접속면 전체로 균등하게 분산하여 부양효과의 안락성(安樂性)을 높이는 ‘유동화 되는 구(球)(50)로 충전되는 부양성 매트리스’이하 ‘부양성 매트리스’라 칭한다.)에 관한 것이다.

특허 제10-1525989(최융재) 2015.05.29. 본 출원인의 일원에 의한 구슬 매트리스 특허에서는 매트리스의 가장자리를 지지하기 위해 구슬을 꽉 채운 튜브(Tube)를 가장자리를 따라 끈으로 고정하고 쿨렁임과 구슬의 쏠림현상을 제어하기 위해서 매트리스 내부를 몇 개의 구간으로 나누고 신체의 무게에 의한 신체 돌출 부위가 바닥을 치는 현상을 완화하기 위해 바닥에 쿠션 판(Cushion)을 대도록하는 복잡성과 이에 따른 기능상 효과가 내부 구간 별로 부분 균형(Partial equilibrium)을 이루는 경향을 보였다.

또한 부양성을 높이기 위해 구가 충전되는 각 구간을 최소화하여 폭을 넓혀야 하는 데 그에 따라 매트리스의 높이가 현저히 높아지지 않으면 엉덩이가 바닥을 치는 경우가 발생하기 때문에, 높인 만큼 충전하는 구(50)의 수량이 늘어나고 폭이 넓어진만큼 부정형(不定形)이어서 사용에도 불편이 따른다.

미국 특허 US Patent 4,425,676 (Crane) 1984,01.17. : 매트리스의 다수의 구간으로 나눠진 구간에 0.5~3mm의 작은 푸라스틱 구나 구슬을 느슨하게 충전하고 위판은 통풍이 되고 밑판을 밀페된 원단으로 만들어 불로워(Blower)로 매트래스 내부의 공기를 강제 통풍시켜 욕창을 방지 또는 완화하며 쿠션을 제공하는 매트리스.

미국 US Pub.No.2015/0047126 A1 (Klink et al.) 2015.02.19. : 밑에서 공기가 주입 될 수 있고 신체가 눕혀지는 위판은 공기가 통하는 컨테이너 (Container)안에 50~150 microns 의 비드(Bead)를 채워 불로워(Blower)의 공기압으로 비드(Bead)를 부양시키는 작용을 통해 유체(Fluid)적인 부양효과를 가져오도록 한다.

미국 특허 US Patent 6,934,990 (Rapisarda) 2005.08.30. : 비중이 0.15~1 인 비유체인 알갱이(Pellets)를 침대를 구성하는 용기(容器)(Box) 내에 넣고 신축성 있는 덮개천으로 위를 마감하여 그 위에 신체가 눕혀져 부양(浮揚) 효과를 얻도록 한다.

한국특허 제10-1525989 (최융재) 2015.05.29. US Patent 4,425,676 (Crane) 1984.01.17. US Pub.No.2015/0047126 A1 (Klink et al.) 2015.02.19. US Patent 6,934,990 (Rapisarda) 2005.08.30.

[잡지문헌] TIME, 2015.07.21. "Can float therapy really treat stress?"

본 발명은 중력에 의한 직하 방향으로만 작용하는 스프링(Spring)이나 스펀지류(Sponge)가 시장을 지배하는 쿠션재(Cushion)를 파스칼의 원리(Pascal’Principle)를 응용하는 구(球)를 유동체(流動體)로 하는 유체동력학에 의한 신체의 어떤 굴곡 형상이든 이를 따라 유동체인 구가 신체의 형상에 따라 전 접속 표면으로 밀착하여 유동하여 신체의 무게가 균등히 분산되는 부양성 제품으로 대체하는 노력의 일환으로 부양성 매트리스를 제공하는 데 그 목적이 있다.

특허 문헌 1에서는 매트리스 내부를 몇 개의 구간으로 나누어 구를 충전하고 매트리스 가장자리의 지지성(支持性)을 확보하기 위해 가장자리를 따라 구가 꽉 채워진 튜브(Tube)를 끈으로 부착하는 방식을 기본으로 만들어져 기본적인 부양효과를 충분히 구현하는 것이었다.

그러나 구가 충전되는 구간이 몇 개에 불과한 만큼 넓은 면적이어서 뉘어지는 신체의 돌출 부위가 쉽게 충전재를 밀어 내고 바닥을 치게 되어 이를 제어하기 위해 매트리스 높이를 높여 150 만여 개에 이르는 많은 구가 소요되는 비용상의 문제점이 제기되었다.

효과 면에서도 무게의 분산이 구간별로 다른 문제점도 있었다.

그리고, 구조가 복잡하여 제조상의 어려움이 있고 세탁의 편리성도 저해되는 문제점도 야기되었다.

특허 문헌 2에서는 매트리스 위판과 분리 막을 통풍이 되는 천으로 다수의 구간으로 나누어 구슬을 충전하고 압축 공기를 주입하여 통풍성을 제고 하고 있다.

그러나 다수의 구간을 나눔으로써 부양성에 제약을 가져오고 구간을 나누는 봉재는 어렵고 각 구간 마다 구를 주입하기도 어려운 문제점을 가지고 있다.

그러함에도 구(球)를 주입하는 개념조차 제시하지 못한 문제점이 있다.

특허 문헌 3은 욕창 또는 장기간 침대에 누워 있어야하는 이들을 위해 만들어지는 부양성 매트리스로 작은 50~150μm의 패래트(Pellet)를 채운 하나의 용기(Container)로 밀페된 벽으로 둘러싸이고 밑판은 압축 공기를 주입할 수 있는 스크린으로 그 반대 위판은 코팅된 원단으로 구성되어 압축 공기로 패래트(Pellets)를 부양시키는 방법을 기본으로 하고 있다.

위판의 코팅된 원단은 피부접촉 부위에 통기가 되지 않고 땀을 발산하지 못한다.

불로워(Blower)로 압축공기를 주입함으로 상당한 소음을 발생시키고 미세 먼지를 대량 발생시키는 문제도 있다.

특허 문헌 4에서는 구간도 나누지 않고 불로워(Blower)에 의한 비드(Beads)의 부양도 없이 물 대비 0.15~1의 비중의 폴리프로필렌(Polypropelene)의 8~12μ 크기의 패래트(Pellets)를 충전하고 스판(Spandex)직물로 덮고있으나, 너무 부정형(不定形)이어서 실제 사용하기에는 신체를 가늠하기 너무 어렵다. 침대에 오르고 내리는 문제도 쉬운 게 아니다.

또 덮개가 없는 경우 충전 비드(Bead)의 비중이 높아야하는데 작은 비드는 비중이 1에 가까우면 유동성이 떨어지는 문제가 발생한다.

위의 특허문헌 3,4의 비드(Bead)를 충전(充塡)하는 매트리스는 침대(Bed)와 결합된 일체형으로 만들어져 있고, 일인용의 무게가 상당하여 누구나 쉽게 사서 사용하기 어려운 문제점이 있다.

잡지 문헌 1에서는 염도를 높인 짠 물을 용기(容器)(Tub)에 담아 부양 효과를 얻고 있다. 부양효과로서는 완벽하지만 짠물에 직접 들어가는 구조여서 여러 시간 이용할 수 없고 욕창, 화상 등 피부 질환 환자가 쓸 수 없는 문제점을 가지고 있다. 잠자는 용도로 적합하지 않다

여직까지의 어떠한 매트리스든 가정용 세탁기에 넣어 빨 수 없는 구조이고, 특히 매트리스가 욕창 환자나 오래 침대에 누워 있어야하는 사용자의 고름이나 땀과 각질이 매트리스 원단과 용기(Container)내(70) 충전재를 오염시키는 경우 새로 전부 재구성할 수밖에 없게 되는 문제점이 있다,

메모리 폼(Memory Foam)이나 라택스(Latex)같은 스펀지류(Sponge)가 소재로 되는 매트리스는 모두 피부 각질과 땀을 신축에 따른 펌프작용으로 매트리스 내에 강력하게 흡입되어 진드기의 온상이 되고 미세 먼지를 발생시키는 비위생적인 환경을 제공하는 근본적인 문제점을 가지고 있다.

메모리 폼과 같은 스펀지류는 빨 수 없을 뿐만 아니라 시간에 따라 탄성을 잃고 다량의 부스러기를 만들어 공기를 오염시키게 되는 비위생적인 것이다.

스프링을 이용하는 매트리스도 스프링과 패드(Pad)의 마찰로 부스러기를 만들어 실내 미세 먼지를 발생시키기는 매한가지다.

침대와 일체형으로 만들어지지 않는 구를 충전하는 매트리스는 고형성(固形性)이 결여되고 종래의 방식대로 커버를 씌우면 벗겨질 수밖에 없는 문제점을 야기한다.

*

본 발명은 위와 같은 문제점을 해소하고 구(球)의 유체 동력학(Fluid Dynamics)에 의해 물을 사용하지 않고도 종합적 동태 균형(General Dynamic Equilibrium)의 부양효과(Floating Effect)와 매트리스에서 절실히 요구되는 통풍성을 동시에 제공하는 데 있다.

동태균형이라 함은 사람은 잠자는 동안 계속 뒤척이게 되는 데 그런 자세의 변환에 저절로 즉각 균형을 이루게 되는 것을 말한다.

본 발명의 다른 목적은 매트리스 가장자리를 따라 터널(Tunnel)(30)을 배열함으로서 쉽고 간단하게 매트리스 가장자리의 지지성(支持性)을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 구가 충전되는 매트리스 내에 눌려지는 기둥을 배열하여 전체적인 동태균형을 이루고 구의 주입 및 빼내기를 편리하게 하는 주입구를 제공하는 데 있다.

또한, 충전되는 구(50)가 신체의 돌출 부위에 밀려 신체의 돌출 부위가 바닥을치는 것을 방지하기 위해 충전(充塡)되는 용기(Container)(70) 의 깊이를 깊게 하여 150 만개 정도의 다량의 구를 충전하여야 했는데 눌려지는 기둥(40)을 다수 배열함으로서 부양성의 저해 없이 깊이를 낮추어 구(球)의 소용량을 줄일 수 있게 해주는 부양성 매트리스를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 기능의 저하가 전혀 발생하지 않는 반영구적인 효과를 내며 매트리스가 낡아 못 쓰게 되면 용기내(容器內)(Container)(70)에 충전된 구(50)는 회수되어 위생처리 된 후 재사용하는 친환경적인 부양성 매트리스를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 구를 빼내서 매트리스 전체를 가정용 세탁기로 세탁할 수 있도록 세탁의 편의성을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 속이 비어 있는 구(球)나 비중이 낮은 나무를 소재로한 구(球)를 매트리스 내(Container)(70)에 충전함으로서 매트리스의 경량화가 가능한 부양성 매트리스를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 침대에 오를 때 신체무게의 가속도의 힘을 계산하여 매트리스를 봉합하는 적정한 봉재사의 규격을 정의하는 부양성 매트리스를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 부양성 매트리스는 무게가 가볍고 단단한 고형성(固形性)이 아니여서 종래의 방식대로 매트리스 커버(Cover)를 씌울 수 없는 데 이를 해결하는 루프(Loop)용도의 웨빙 리본(Webbing Ribon)(34)을 터널 외벽(32)을 따라 수평으로 띄엄띄엄 봉합하여 커버 끈을 루프에 매어 커버를 덮을 수 있는 부양성 매트리스를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 침대와 결합되어 있지 않아 기존의 침대를 그대로 사용할 수 있는 유체화되는 구로 충전되는 부양성 매트리스를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 망사로 구성되는 밑판(10)과 스판 (Spandex)망사로 구성되는 위판(20)이 매트리스 가장자리를 따라 터널로 결합하는 ‘매트리스 안’이하 ‘용기(容器)(Container)’라고 칭한다.)을 채우는 유동화(流動化)되는 속이 빈 구(Fluidizable Hollow Sphere)(50)의 규격을 직경(ø)은 6~8mm; 껍질의 두께(t)는 0.3~0.5mm; 밀도(ρ)는 0.3 g/cm³이하로 최저 12N의 힘으로 눌려지지(Deforming) 않는 강도로 표면의 마찰계수가 낮아 구가 잘 미끄러져 원활한 유체 역할을 할 수 있도록 합성수지로 성형되는 것을 특징으로 한다.

또 다른 속이 빈 구(球)는 직경(ø)이 10~12mm; 밀도(ρ)는 0.2 g/cm³이하로 합성수지로 성형하는 더 가벼운 것을 특징으로 한다.

참고로, 이와 같은 속이 빈 구(球)(50)는 현재 대량 생산의 상업생산이 되고 있지 않으나 본원 출원인들에 의해 생산이 준비되고 있다.

구가 합성수지 발포로 만들어 질 때는 표면이 강화된 매끈한 구(50)로 밀도 (ρ)가 0.3 g/cm³이하로 6 N의 힘으로 눌려지지(Deforming) 않는 약간의 탄성을 가지는 직경(ø)이 6mm~8mm인 것을 특징으로 한다.

나무로 만들어 지는 구(50)는 나무의 밀도(ρ)가 0.3 g/cm³이하인 수종(樹種)을 소재로 직경(ø)이 6~8mm가 되는 것을 특징으로 한다.

다른 나무 구의 크기는 직경(ø)이 10~12mm인 것을 특징으로 작은 직경보다 소요량을 줄여 비용을 현저히 줄일 수 있게 해준다.

작은 구는 피부 접속이 부드럽고 안락성을 높이지만 비용이 높다.

반면 큰 구를 충전하면 비용이 싸지만 피부 접속의 부드러움은 약간 상쇄된다.

부양성 매트리스의 원단을 봉합하는 재봉사는 최저 나일론 210d/6 봉합사(縫合絲)인 것을 특징으로 신체 무게의 가속도에 의한 압력으로도 터지지 않도록 한다.

유동화되는 구를 충전하는 매트리스는 고형성(固形性)이 떨어지고 가벼워서 종래의 방식대로 커버(Cover)를 씌우면 벗겨져 나가고 말기 때문에 매트리스에 끈으로 매서 고정해야 한다. 이를 위해 본 발명에서는 터널 외벽(32)을 따라 수평으로 웨빙 리본(Webbing Ribbon)을 띄엄띄엄 봉합하여 웨빙 루프(Webbing Loop)(34)를 만들어 커버 끈을 맬 수 있는 루프(Loop)고리로 사용하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 인용특허문헌 1과 다른 획기적인 해결 수단의 특징은 :

첫째, 눌려지는 기둥(40):

인용발명 문헌 1에서는 매트리스 내부를 분리 벽으로 몇 개의 구간으로 나눔으로서 매트리스가 출렁거리거나 구(球)가 몰리(Lumpy)거나 함몰되는 현상을 제어하도록 하였으나, 본 발명에서는 다수 개의 눌려지는 기둥(40)을 배열함(도 4)으로서 인용발명 1에서의 독립된 구간의 부분적인 무게 분산을 넘어 분리 벽의 방해 없이 매트리스의 구(50)가 충전되는 용기(Container)(70)전체로 유동화되는 구(50)가 자유롭게 흐를 수 있게 함으로서 명실상부한 종합적인 동태 균형(General Dynamic Equilibrium)의 균등한 무게 분산으로 높은 부양효과(Floating Effect)를 성취할 수 있게 되었다.

뿐만 아니라 구(球)가 부풀어 오르는 것이 적정히 제어되어 용기(容器)(Container)(70)의 높이를 줄일 수 있게 됨에 따라 구의 소요량을 상당히 줄일 수 있게 되었다.

둘째, 터널(Tunnel)(30) :

인용발명 문헌 1에서는 구(球)가 꽉 채워진 튜브(Tube)를 매트리스 가장 자리를 따라 끈으로 매어 가장 자리의 지지성(支持性)을 유지한 반면 본원 발명에서는 가장자리를 따라 터널(Tunnel)(30)을 만들고 여기에 구(球)를 꽉 채워 생산성의 효율을 높이고 가장자리의 지지성(支持性)을 유지하면서 일체적 통일성을 높이도록 하였다.

셋째, 팬 키트(Fan kit)(60) ;

여직까지의 모든 매트리스는 겨울이나 여름을 불문하고 같은 조건에서 사용되는 것이었으나 본원 발명에서는 여름철에는 좀 더 시원하게 겨울철에는 따듯하게 사용 할 수 있도록 몇 개의 소음이 거의 없는 프로그램어불 제어기(Programmable Controller)(61)로 운영되는 적은 용량의 팬(Fan)(60)에 열소자(61)가 결합된 키트(Fan Kit)(60)을 밑판(10)에 DIY로 장착할 수 있도록 별도로 제공한다.

이것이 가능한 것은 직경이 큰 구(球)로 매트리스 내부를 채우기 때문에 빈 공간이 넓고 사통팔달(四通八達)로 뚫려 있어 매끄러운 구(球) 표면으로 통풍이 잘 되고 부양성 매트리스의 소재가 구멍이 뚫려 있는 망사나 3D 매시(Mesh)로 되어 있기 때문이다.

부양효과 :

유동화(流動化)되는 구(球)로 충전(充塡)되는 부양성 매트리스 최고의 덕목은 파스칼의 법칙(Pascal’Law) 즉, 밀폐된 공간내의 정지된 유체에 압력이 어떤 임의의 점에 변화가 생기면 압력의 감소 없이 유체 전 지점으로 퍼져나간다는 것으로 신체의 무게로 유동화(流動化)되는 구(50)가 신체 굴곡 형상을 따라 밀착되어 유동(流動)하여 신체의 무게가 신체의 굴곡 표면 전체로 똑같이 분산되어 매트리스에 닿는 직각으로 똑같은 백터 힘(Vector Force)이 작용한다는 것이다.

이것이 스펀지류의 메모리 폼(Memory Foam)이나 스프링을 이용하는 중력이 직하 방향으로 만 작용하는 쿠션(cushion)과 근본적으로 다른 효과다.

부양성 매트리스에서, 돌출 부위나 움푹 들어간 데나 수직면에도 신체 접속면에 90도로 똑같은 압력으로 분산된다는 것을 도 2에서 벡터(Vector) 화살표가 잘 보여주고 있다.

이렇게 되면 사해에 떠 있는 것과 같은 부양효과를 가지게 되어 신체의 돌출 부위라도 스펀지류나 스프링 매트리스에서와 달리 중력이 작용하는 직하 방향으로 집중되는 압력이 아니라 신체의 굴곡 접속면을 따라 똑같은 벡터로 분산됨으로 부드러운 안락감(安樂感)을 주 게 된다.

동태적 균형(Dynamic Equilibrium);

옆으로 눕는 이(Side Sleeper)에게 체중의 압력이 크게 돌출된 어깨와 팔에 집중되어 압박감을 가지게 되고 심한 경우 여러 가지 질병을 유발하고 있다.

그러나 부양 매트리스에서는 그러한 현상이 일어나지 않는다. 신체의 눌려지는 벡터(Vector)와 매트리스의 구(球)(50)가 받쳐주는 벡터(Vector)가 신체의 전 접속 형상에 관계없이 완전히 일치하는 균형을 이루기 때문이다.

이 균형은 신체를 포근하게 꼭 안아주는 것과 같은 안정감(安定感)을 준다.

잠자는 동안 뒤척일 때 바뀌어 지는 신체 형상에 즉각적으로 균형을 가져오는 동태 균형을 이룬다.

의료적 효과 :

매트리스에 바로 누워(Back Sleeper) 6~8분이 지나면 장기에서 우르르 쾅쾅 큰 소리가 들리는 것으로 보아 장기가 활발한 작용을 한다는 것을 누구나 확인 할 수 있다.

잡지문헌 인용 1에서 부양효과의 스트레스(Stress)에 대한 치료 효과를 잘 설명하고 있다.

위생성 ;

잠자는 동안 스펀지류는 신체의 뒤척이는 압축과 이완(Pressure and Release)에 따른 강력한 펌프(Pump) 작용으로 머리의 비듬, 피부의 각질이 땀과 함께 매트리스에 흡수됨에 따라 여러 가지 균과 팡이류, 진드기의 좋은 서식처를 제공하며 스펀지류 자체도 시간이 지나면 부스러기를 만들어 방안 공기를 크게 오염시키게 된다. 특히 건조한 겨울에 심각하다.

이러한 문제점은 스프링 매트리스도 스프링의 피부 접촉 면을 부드럽게 하기 위해 스펀지 패드 층(Padding)을 덧대고 있어 피해가지 못한다.

여직까지는 종래의 매트리스에서 발생하는 이러한 심각한 문제를 근본적으로 해결하는 방법이 구조상 불가능했다.

본원 발명의 부양 매트리스는 내외피는 물론 속에 충전되어 있는 구(球)도 가정용 세탁기에 넣어 완전한 세탁이 가능하다.

통풍성:

매트리스 위판(2) 원단은 성근 스판(Spandex)망사로 만들어지며, 벽 안팍(32,33)과 밑판(10)도 구멍이 큰 망사나 3D 매시(Mesh)로 구가 충전되는 용기(Container)(70)가 만들어 지고 구(球)(50)로 충전된 내부는 반이 빈 공간으로 사통팔달(四通八達)로 뚫려 있어 통풍이 잘된다.

부가하여 본원 발명에서는 팬 키트(Fan Kit)(60)를 매트리스 밑에 장착할 수 있게 별도로 제공하여 공기를 위로 순환시키기 때문에 매트리스 내부는 통풍성이 좋아 시원하고 팬 키트(60)에는 열소자(61)가 부착되어 있어 겨울철에는 적정한 체온을 유지시켜 줄 수 있게 한다.

경량화:

비중이 낮은 나무 구슬(50)이나 가벼운 속이 빈 구(50)를 충전하여 무게를 줄일 수 있게 되었다.

도1은 본 발명의 구(球)를 유동체로 하는 부양성 매트리스의 X-X’단면도.
도2는 본 발명의 파스칼 법칙에 의한 신체 접속면의 굴곡 형상에 관계없이 균등한 무게 분산을 보여 주는 벡터(Vector).
도3은 본 발명의 모서리가 절개된 입체도.
도4는 본 발명의 눌려지는 기둥의 배열도
도5는 본 발명의 낚시 줄을 이용한 눌려지는 기둥의 평면도.
도6는 본 발명의 웨빙(Webbing) 끈을 이용한 눌려지는 기둥의 구성을 표시하는 평면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 구성을 도 1과 도 3을 참조하여 보면 밑판(10)과 위판(20)이 매트리스(80) 가장자리를 둘러치는 터널(30)에 결합되어 형성되는 용기 안(Container)(70)이 구(50)로 충전되는 데, 밑판(10)은 신축성이 없는 빳빳한(Stiff)한 망사 또는 3D 매시(Mesh)그리고 터널(Tunnel)(30)의 안팍 벽(32,33)은 3D 매시를 소재로 하고 신체가 접속하는 위판(20)은 스판(Spandex) 망사를 소재로 한다.

이렇게 만들어지는 용기 안(容器)(70)에 눌려지는 기둥(40)을 배열(도 4)하여 구로 충전되는 부양성 매트리스는 쿨렁이거나, 쏠리거나, 뭉치거나 부풀어 오르는 현상이 제어되면서 눕혀지는 신체의 굴곡 형상을 따라 유동체가 밀착되어 유동하는 동태균형을 이루면서 신체의 무게가 신체 표면 전체에 균등히 분산되는 부양효과를 얻는다.

본 발명의 핵심인 눌려지는 기둥(40)을 매트리스 위판(20)과 밑판(10)에 하나씩 세우는 것은 너무나 비효율적일 뿐 아니라 제조상 불가능한 것이어서 본 발명에서 제시하는 해법은 :

일실시예의 도 5에 의하면;

눌려지는 기둥(40)이 되는 나일론(Nylon) 낚시줄 No.6(41) 또는 이상을 일정간격으로 넓은 웨빙 테이프(Webbing Tape)(43)를 평행으로 연결해서 매트리스 밑판(10)과 위판(20)에 봉합한다.

또, 다른 일실시예의 도 6에 의하면;

눌려지는 기둥(40)이 되는 웨빙(Webbing) 끈(42)을 넓은 웨빙 테이프(Webbing Tape)(43)를 일정 간격으로 평행으로 놓고 봉합하여 이를 매트리스 밑판(10)과 위판(20)에 봉합한다.

눌려지는 기둥(40)을 위판(20)과 밑판(10)에 봉합할 때는 봉합선(23)을 따라 면 테이프(Tape)(24)를 덧대어 견고한 봉합을 유지하도록 한다.

부양성 매트리스의 사용의 편의를 위하여 면 원단의 평형판(22)을 넓게 가로로 덧 댈 수 있다.

특허문헌 1에서는 매트리스 용기(Container) 내부가 독립된 각 구간으로 밀페 되어 있어서 구간별로 주입 구(31)를 설치할 수밖에 없었지만 본원 발명에서는 구가 충전되는 용기 안(Container)(70)이 사방으로 뚫려 있어 밑판의 한 주입구(31)를 통해 충전할 수 있고 터널(Tunnel)(30)은 밑판의 주입구(31)를 하나 또는 대각선에 위치한 두 개를 통해 충전 할 수 있다. 이때 모든 주입구는 파이프(Pipe) 형태로 만들어 주입할 때 병목 현상이 일어나지 않도록 한다.

이렇게 구를 쉽게 빼고 다시 충전할 수 있게 되어서 가정용 세탁기로 빨 수 있게 되었다.

눌려지는 기둥(40)을 부양성 매트리스 밑판(10)과 위판(20)에 봉합하는 재봉사는 나일론(Nylon) 봉합사(縫合絲) 210D/6 또는 이상을 사용해야하며 부양성 매트리스에 쓰이는 모든 봉재사도 같다. 다만 덧대기는 예외로 한다.

매트리스에 가해지는 압력은 몸무게에 가속도가 가해지는 것이어서 이를 소홀히 하면 재봉사는 터지고 구술은 감당할 수 없게 밖으로 분출한다.

매트리스에 내피가 되는 별도의 용기(Container)를 삽입하게 되는 경우에는 충전된 구를 세탁 할 때 빼거나 다시 충전할 필요도 없이 구가 충전된 내피 용기(Container)를 외피와 분리하여 그대로 세탁기에 넣고 세탁할 수 있다.

매트리스 밑에 소음이 거의 없는 적은 용량의 푸로그램어불 제어기(Programmable Controller)(62)에 의해 제어되는 작은 팬 키트(Fan Kit)(60)을 몇 개 장착하여 여름에는 시원하고 겨울에는 팬에 부착된 열 소자(Heater)(61)를 가동하여 따듯한 온도를 유지할 수 있도록 별도로 제공하여 DIY로 장착할 수 있게 한다. 이는 또 습기를 제거하는 역할을 하기도 한다.

매트리스 용기(Container)안(70)을 채우는 유동화되는 구는 부양성 매트리스에서 사활적 중대성을 가진다.

구의 크기와 비중은 구의 유동성(流動性)에 절대적 영향을 주기 때문에 본 발명에서는 계산과 많은 실험으로 비용을 계산하면서 매트리스의 무게를 감안한 최적의 규격을 제시한다.

속이 빈 구(Fluidizable Hollow Sphere)(50)의 규격을 직경(ø)은 6~8mm; 껍질의 두께(t)는 0.2~0.5mm; 밀도(ρ)는 0.3 g/cm³이하로 최저 12N의 힘으로 눌려지지(Deforming) 않는 강도로 표면의 마찰계수가 낮아 구가 잘 미끄러져 원활한 유체 역할을 할 수 있도록 합성수지로 성형되는 것을 특징으로 한다.

또 다른 속이 빈 구(球)는 직경(ø)이 10~12mm; 밀도(ρ)는 0.2 g/cm³이하로 합성수지로 성형하는 더 가벼운 것을 특징으로 한다.

구가 합성수지 발포로 만들어 질 때는 표면이 강화된 매끈한 구(50)로 밀도 (ρ)가 0.3 g/cm³이하로 6N의 힘으로 눌려지지(Deforming) 않는 약간의 탄성을 가지는 직경(ø)이 6mm~8mm인 것을 특징으로 한다.

나무로 만들어지는 구(50)는 나무의 밀도(ρ)가 0.3 g/cm³이하인 수종(樹種)을 소재로 직경(ø)이 6~8mm가 되는 것을 특징으로 한다.

다른 나무 구의 크기는 직경(ø)이 10~12mm인 것을 특징으로 작은 직경 보다 소요량을 줄여 비용을 현저히 줄일 수 있게 해준다.

작은 구는 피부 접속이 부드럽고 안락성을 높이지만 비용이 높다.

반면 큰 구를 충전하면 비용이 싸지만 피부 접속의 부드러움은 약간 상쇄 된다.

구의 크기와 밀도는 유동성에 영향을 준다.

구의 밀도가 1 g/cm³에 가깝고 직경이 작으면 구의 유동성은 현저히 떨어지고 반대로 너무 가벼우면 높은 유동성(流動性)으로 신체의 압력에 구가 밀려 신체의 돌출 부위가 바닥을 치게 된다.

본 발명은 이러한 특성을 고려한 최적의 구와 부양성 매트리스의 구조를 제시한 것이다.

부양성 매트리스는 형이 고정되는 것이 아니어서 종래의 매트리스처럼 커버(Cover)를 덮으면 벗겨짐으로 이를 끈으로 고정할 수 있도록 웨빙 리본 (Webbing Ribbon)을 터널(30) 외벽(32)을 따라 띄엄띄엄 봉합하여 만들어진 루프(Loop)(34)에 커버의 끈을 맬 수 있도록 한다. 도 3,4 참조.

커버가 면 트리코트(Tricot) 원단이라면 부양성 매트리스의 위판(20)이 스판(Spandex) 망사로 구성되는 개념에 부합 한다.

그럼에도 굳이 평직물을 커버 소재로 쓸 경우에는 일라스틱 밴드(Elastic Band) 끈을 달아 여유 있게 리본 루프(Ribbon Loop)(34)에 맬 수 있도록 한다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서, 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 규격은 최적치를 제시하는 것임으로 후술하는 특허청구 범위뿐만 아니라 구의 제조 기술상의 문제로 다른 규격을 이용한다 해도 같은 원리를 적용하는 같은 범주로 당연히 청구범위에 속한다 할 것이다.

10 : 매트리스 밑판 20 : 매트리스 위판
21 : 터널 캔버스(Canvas) 덧대기 22 : 평형판
23 : 봉재선 24 : 면 웨빙(Webbing)테이프
30 : 터널(Tunnel) 31 : 구의 주입구
32 : 터널 외벽 33 : 터널 내벽
34 : 웨빙 루프(Webbing Loop) 40 : 눌려지는 기둥
41 : 낚시 줄 42 : 웨빙(Webbing) 끈
43 : 웨빙 테이프(Webbing Tape) 44 : 봉합선
50 : 구(球) 60 : 팬 키트 (Fan Kit)
61 : 열 소자 62 : 제어기(Programmable Controller)
70 : 용기(容器)(Container) 80 : 부양성 매트리스

Claims (17)

1. 매트리스 밑판과 위판이 가벼운 구로 꽉 채워진 터널(Tunnel) 벽-상기 터널 벽은 상기 매트리스 가장자리의 지지성을 유지함-을 따라 봉합되는 용기(Container)의 안에 밑판과 위판을 연결하는 눌려지는 기둥이 상기 용기 내부 전반에 다수 배열되고, 상기 용기 안에 구(球)가 충전되는 구성을 포함하고, 상기 기둥은 상기 구가 몰려 상기 위판이 부풀어 오르는 것을 제어하며,
   상기 눌려지는 기둥은 상기 용기 안을 부분 구간으로 나누어 부분 구간으로 무게 분산이 이루어지도록 하는 분리벽과 다르게 상기 용기 안의 구가 상기 용기 안에서 자유롭게 이동할 수 있게 함으로써 상기 용기 안에 균등한 무게 분산의 효과가 있는 것을 특징으로 하는 유동화 되는 구로 충전되는 부양성 매트리스.
2. 청구항 1에 있어서,
   구(球)의 직 경(ø)은 6~8mm로 합성수지로 성형되는 속이 빈 특징을 가지는 유동화 되는 구(Fluidizable Sphere)로 충전되는 부양성 매트리스.
3. 청구항 2에 있어서,
   구(球)의 밀도(ρ)는 0.3 g/cm³이하가 되는 특징을 가지는 유동화되는 구(Fluidizable Sphere)로 충전되는 부양성 매트리스.
4. 청구항 2 또는 3에 있어서.
   구는 최저 12N의 힘으로 눌려지지(Deforming) 않는 강도가 되는 특징의 유동화 되는 구로 충전되는 부양성 매트리스.
5. 청구항 1에 있어서,
   구가 합성수지 발포로 만들어 질 때는 밀도(ρ)가 0.3 g/cm³이하가 되는 특징을 가지는 유동화되는 구로 충전되는 부양성 매트리스.
6. 청구항 5에 있어서,
   최저 6 N 의 힘으로 늘려지지 않는 특징을 가지는 유동화되는 구로 충전되는 부양성 매트리스.
7. 청구항 5에 있어서,
   구의 직경(ø)이 6mm~8mm가 되는 것을 특징으로 하는 유동화 되는 구로 충전되는 부양성 매트리스.
8. 청구항 1에 있어서,
   눌려지는 기둥은 나일론(Nylon) 낚시줄 No.6 또는 이상인 것을 특징으로 하는 유동화되는 구로 충전되는 부양성 매트리스.
9. 청구항 8에 있어서,
   낚시 줄은 넓은 웨빙 테이프(Webbing Tape)를 평행으로 일정한 간격으로 연결되어 매트리스 밑판과 위판에 봉합되는 특징의 유동화되는 구로 충전되는 부양성 매트리스.
10. 청구항 1에 있어서,
    눌려지는 기둥은 웨빙 끈(Webbing)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유동화되는 구로 충전되는 부양성 매트리스.
11. 청구항 10에 있어서,
    웨빙 끈(Webbing)은 넓은 웨빙 테이프(Webbing Tape)를 평행으로 일정한 간격으로 봉합되어 매트리스 밑판과 위판에 봉합되는 특징의 유동화되는 구로 충전되는 부양성 매트리스.
12. 청구항 9 또는 11에 있어서,
    넓은 웨빙 테이프(Webbing Tape)가 매트리스 위판과 밑판에 견고히 봉합되도록 봉합선을 따라 웨빙 테이프(Webbing Tape)가 덧대어지는 것을 특징으로 하는 유동화 되는 구로 충전되는 부양성 매트리스.
13. 청구항 1에 있어서,
    터널(Tunnel) 위판은 두꺼운 면 캔버스(Canvas)를 덧대는 것을 특징으로 하는 유동화되는 구로 충전되는 부양성 매트리스.
14. 청구항 1에 있어서,
    터널의 벽이 3D 매시(Mesh)로 구성되는 것을 특징으로 하는 유동화되는 구로 충전되는 부양성 매트리스.
15. 청구항 1에 있어서,
    매트리스의 커버(Cover) 끈을 맬 수 있도록 루프(Loop) 역활을 하는 웨빙 리본(Webbing Ribbon)을 매트리스 외벽을 따라 평행으로 띄엄띄엄 봉합하는 것을 특징으로 하는 유동화되는 구로 충전되는 부양성 매트리스.
16. 청구항 1에 있어서,
    매트리스의 원단을 봉합하는 재봉사는 최저 나일론 210d/6 봉합사(縫合絲)로 형성되는 것을 특징으로 하는 유동화되는 구로 충전되는 부양성 매트리스.
17. 청구항 1에 있어서,
    매트리스 밑판에 열 소자가 결합된 소용량의 팬을 수개 DIY로 부착할 수 있도록 팬 키트(Fan Kit)를 별도로 제공하는 것을 특징으로 하는 유동화되는 구로 충전되는 부양성 매트리스.

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