KR20230118017A

KR20230118017A - 자동 높이 조절 베개

Info

Publication number: KR20230118017A
Application number: KR1020220103352A
Authority: KR
Inventors: 박송범
Original assignee: 박송범
Priority date: 2022-02-03
Filing date: 2022-08-18
Publication date: 2023-08-10
Also published as: WO2024039072A1

Abstract

본 발명은, 외형을 이루는 베개 몸체부의 내부에 구비되는 것으로, 유체가 저장되는 보조튜브; 상기 보조튜브의 유체가 주입되어 부피가 증대되는 메인튜브; 상기 보조튜브의 유체를 상기 메인튜브로 주입시키는 유체이송장치; 수면 중인 사람의 자세가 옆으로 누운 상태인지 바로 누운 상태인지를 감지하는 자세감지센서; 및 상기 자세감지센서가 감지한 결과에 따라 상기 유체이송장치를 작동시키는 제어부;를 포함하여 수면 상태에서 베개 높이를 자동으로 조절하는 베개이며, 수면 중인 사용자의 자세가 바로 누워 있는지 옆으로 누워 있는지를 자동으로 감지한 후 이에 기초하여 베개의 높이를 자동으로 조절함으로써 잠을 자는 사람의 자세에 맞는 최적의 베개 높이를 제공한다.

Description

자동 높이 조절 베개{automatic height-adjustable pillow}

본 발명은 자동으로 높이 조절이 가능한 베개에 관한 것으로, 구체적으로는 잠을 자고 있는 사람의 자세가 바로 누워 있는지 옆으로 누워 있는지를 감지하여 수면 중의 자세를 고려하여 자동으로 높이가 조절되는 베개에 관한 것이다.

일반적으로 베개는 사람들의 숙면을 위해서 가장 중요한 역할을 하는 것 중 하나이다. 이러한 베개는 하루 중 많은 시간을 사람과 함께하고, 개인의 수면자세 및 신체조건 등에 따라 가장 편안함을 느낄 수 있는 베개의 최적 형태가 다르고, 현대인들의 불면증, 스트레스가 늘어나고, 컴퓨터 보편화 등으로 인해 일상 생활에서 장시간 올바르지 못한 자세로 있는 경우가 많아짐에 따라 다양한 기능이 요구되고 있다.

베개에 대한 이러한 요구에 따라 다양한 기술들이 개발되고 있으며, 공개특허 제2009-0014131호에서는 사람의 머리 측을 받치고, 형상 변형될 수 있는 베개 폼과, 상기 베개 폼의 내부에 위치되어 상기 베개 폼의 형상을 변형시키는 하나 이상의 형상가변유닛을 포함하는 베개가 제공되어 있다.

그러나, 종래 기술은 베개 높이를 변경하는 내용은 있으나, 잠을 자는 사람은 수면 중에 변경되는 자세에 대응하여 높이가 가변되는 내용은 개시하지 않고 있다. 즉, 잠을 자는 동안 자세는 빈번하게 바뀔 수 있고, 이러한 자세의 변화에 대응하여 베개의 높이를 적절히 조절할 필요가 있음에도 종래 기술에서는 수면 중 베개 높이를 조절할 수 없는 문제가 있었다.

본 발명은 수면을 취하는 사용자의 자세를 다양한 센서를 활용하여 감지하고 사용자의 수면 자세를 고려하여 베개의 높이가 자동으로 조절되는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 외형을 이루는 베개 몸체부의 내부에 구비되는 것으로, 유체가 저장되는 보조튜브; 상기 보조튜브의 유체가 주입되어 부피가 증대되는 메인튜브; 상기 보조튜브의 유체를 상기 메인튜브로 주입시키는 유체이송장치; 수면 중인 사람의 자세가 옆으로 누운 상태인지 바로 누운 상태인지를 감지하는 자세감지센서; 및 상기 자세감지센서가 감지한 결과에 따라 상기 유체이송장치를 작동시키는 제어부;를 포함하여 수면 상태에서 베개 높이를 자동으로 조절하는 것을 특징으로 하는 자동 높이 조절 베개를 제공한다.

상기 유체이송장치는, 상기 보조튜브와 상기 메인튜브를 연결하는 이송관(135);과 상기 이송관에 구비되어 유체를 이송하는 이송펌프(130);를 구비한다.

또는, 상기 유체이송장치는, 상기 보조튜브를 가압하는 누름판(240); 일단이 상기 누름판에 연결되어 누름판을 견인하는 와이어(236); 상기 와이어의 타단이 연결되고, 회전에 의해 상기 와이어를 당기는 모터(230); 및 상기 누름판에 구비되어 상기 와이어의 견인 방향과 반대방향으로 탄성력을 가하는 스프링(245);을 포함한다.

또는, 상기 유체이송장치는, 상기 보조튜브를 사이에 두고, 보조튜브의 일측에 위치하는 전자석과, 상기 보조튜브의 타측에 위치하면서 상기 전자석에 의해 인력이 작용하는 금속판을 포함할 수 있다.

상기 높이 조절 베게의 몸체에서 분리된 별도의 보조장치;를 더 구비하고, 상기 보조튜브, 상기 유체이송장치 및 제어부는 상기 보조장치에 수용될 수도 있다.

그리고, 상기 자세감지센서는, 베개의 외형을 이루는 몸체부의 상면 하단부에 횡방향으로 구비되고, 사용자의 경동맥 맥박의 진동을 감지하는 경동맥센서; 사용자의 머리와 어깨를 감지하는 적외선센서; 사용자의 체온을 감지하는 체온감지센서; 사용자 인체와의 접촉을 감지하는 터치센서; 사용자의 수면자세를 촬영하는 자세감지 카메라; 중 어느 하나일 수 있다.

본 발명은 상기 구성에 의해서 수면 중인 사용자의 자세가 바로 누워 있는지 옆으로 누워 있는지를 경동맥 감지센서, 적외선 감지센서, 체온 감지센서 또는 촉각 감지센서 등으로 감지한 후 이에 기초하여 유체를 주입하는 방법으로 베개의 높이를 자동으로 조절함으로써 잠을 자는 사람의 자세에 맞는 최적의 베개 높이를 제공하여 숙면을 취하도록 도와주는 유리한 효과가 발생한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 높이 조절 베개의 내부 구조의 개념적인 모습이며,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 높이 조절 베개의 외부 모습이며,
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 높이 조절 베개의 내부 구조의 작동 모습이며,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동 높이 조절 베개의 내부 구조의 작동 모습이며,
도 6은 본 발명의 자동 높이 조절 베개의 내부 구조의 일부 장치를 별도의 장치를 통해 베게 외부에 배치한 모습이며,
도 7 내지 도 11은 본 발명에 따른 자동 높이 조절 베개를 이용하여 수면을 취하는 모습으로 바로 누운 모습과 옆으로 누운 모습을 보여주고 있다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 또한, 사용된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들이며 이는 사용자 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 높이 자동 조절 베개는 수면 중에 자고 있는 사람(이하, '사용자'라고 함)이 옆으로 누워 있는지 바로 누워 있는지를 자동으로 감지한 후 자세에 따라 베개의 높이가 자동으로 조절되는 것이 특징이다. 이것은 옆으로 누운 경우와 바로 누운 경우에 사용자에게 필요한 베개의 높이가 다름에도 불구하고 지금까지는 사용자의 수면자세에 관계없이 일정한 높이를 유지하고 있는 문제를 해결한 것이다.

본 발명에 따른 베개(100)는 먼저 전체적인 외형을 이루면서 사용자에게 쿠션을 제공하는 몸체부(110)를 가지고 상기 몸체부는 기존에 베개에서 사용되는 다양한 재질이 사용될 수 있다. 그리고, 상기 몸체부의 내부에는 본 발명의 특징인 높이 조절을 위한 장치들이 내장된다.

즉, 외형을 이루는 베개 몸체부(110)의 내부에 구비되는 것으로서, 유체가 저장되는 보조튜브(120)와 메인튜브(150)와 상기 보조튜브와 상기 메인튜브를 연결하는 이송관(135)과 상기 이송관에 구비되어 유체를 이송하는 이송펌프(130)를 구비한다. 여기서, 상기 이송관과 이송펌프를 유체이송장치라고도 한다.

상기 유체이송장치(130, 135)는 상기 보조튜브와 메인튜브 내부의 유체를 일방으로 또는 다른쪽으로 이송함으로써 상기 메인튜브의 부피를 증가시키거나 감소시키는 역할을 한다. 즉, 상기 보조튜브와 메인튜브 내부에는 적절한 용량의 유체(공기 또는 액체)가 내장되어 있고, 상기 이송펌프에 의해 상기 보조튜브 내부의 유체가 상기 메인튜브 내부로 이동하거나 또는 상기 메일튜브 내부의 유체가 상기 보조튜브 내부로 이동하고 이를 통해 상기 메인튜브(130)의 부피를 증감시키고 그 결과 메인튜브를 감싸고 있는 베개 부위의 높이를 높이거나 낮추게 된다.

도 2를 참조하면, 편의상 베개의 상면을 상단부(100-2)와 하단부(100-1)로 구별하면 상기 하단부는 누웠을 때 사용자의 목 또는 어깨가 위치하는 곳으로 아래쪽 부분을 의미하고 상단부는 위쪽 부분을 의미한다. 상기 메인튜브(130)는 상기 베개의 하단부(100-1) 내부에 위치하고 메인튜브의 부피가 증감함에 따라 베개의 아래쪽 부분의 높이가 높아지거나 낮아지게 된다.

그리고, 본 발명은 이러한 베개의 높이 조절이 수면 중인 사람의 자세를 감지하여 자동으로 이루어지는 것이 특징이며, 이를 위해 사용자의 자세가 옆으로 누운 상태인지 바로 누운 상태인지를 감지하는 자세감지센서(170)를 더 포함하고, 제어부(180)는 상기 자세감지센서가 감지한 결과에 따라 유체이송장치를 작동시켜서 베개 높이를 자동으로 조절하게 된다.

본 발명에서의 상기 자세감지센서(170)는 사용자의 자세를 감지하는 역할을 하는 센서로 상기 베개의 몸체부 상면에 배치되되 하단부(100-1)에 배치되는 것이 좋고 적외선센서, 터치센서 등등 다양한 센서가 사용될 수 있다.

그 하나의 예로서 상기 자세감지센서는 수면을 취하는 사용자의 경동맥 맥박의 진동을 감지하는 경동맥센서일 수 있다. 사용자가 잠을 잘 때, 옆으로 눕거나 바른 자세로 누우면, 베개의 경동맥센서가 이를 감지하여 자세를 판정하게 된다. 즉, 바로 누운 경우와 옆으로 누운 경우, 센서와의 거리차로 인해 경동맥의 맥박 신호가 약하거나 강할 수 있는데, 상기 경동맥센서는 이를 구별하여 자세를 감지하는 것이다. 상기 제어부는 경동맥센서의 감지 신호를 입력받아서 상기 유체이송장치를 작동시키는 것이다.

또는, 상기 자세감지센서는, 사용자의 머리와 어깨를 감지하는 적외선센서일 수 있다. 사용자가 바로 누운 경우 베개를 기준으로 볼 때 머리를 중심으로 양쪽 어깨가 차지하는 부분이 양쪽으로 배치된다. 즉, 상기 적외선센서가 양쪽 어깨를 감지하게 된다.그런데, 사용자가 옆으로 누운 경우 머리를 기준으로 양쪽 어깨가 감지되지 않는다. 이런 차이를 이용하여 적외선센서를 활용하여 사용자의 수면자세를 감지하게 된다.

또는, 상기 자세감지센서는, 사용자의 체온을 감지하는 체온감지센서일 수 있다. 사용자가 바로 누우면 뒷머리가 베개에 닿게 되고 옆으로 누우면 옆 얼굴이 베개에 닿게 된다. 옆으로 누운 경우에는 얼굴의 체온을 감지하고 옆으로 누운 경우에는 뒷머리의 체온을 감지하게 되는데 두 경우의 온도 차이를 이용하여 사용자의 수면자세를 판정하게 된다. 또는 바로 누운 상태에서는 머리카락으로 인해 체온을 감지하지 못할 수도 있는데, 적절한 체온을 감지하지 못하는 경우 바로 누운 경우로 판정하게 된다.

또는, 상기 자세감지센서는, 사용자 인체와의 접촉을 감지하는 터치센서일 수 있다. 사용자가 바로 누우면 뒷머리가 베개에 닿게 되고 옆으로 누우면 옆 얼굴이 베개에 닿게 되는데, 옆으로 누운 경우에는 상기 터치센서가 얼굴의 피부를 인식하게 되어 옆으로 누운 것으로 판정하고, 사용자가 바로 누운 경우 터치센서는 뒷머리를 감지하게 되는데 머리카락을 감지한 경우 사용자의 수면자세를 바로 누운 상태로 판정하게 된다. 즉, 터치센서가 접하는 피부와 머리카락의 차이를 이용하여 사용자의 누운 자세를 판정하는 것이다.

또한, 본 발명의 상기 자세감지센서는, 사용자의 수면자세를 촬영하는 자세감지 카메라(도 9의 170-1)일 수 있다. 수면 중 사용자의 자세를 카메라로 촬영하고 이를 기초로 수면자세를 판정하는 것이다. 상기 카메라가 촬영한 수면자세는 유선 또는 무선으로 베게의 높이를 제어하는 제어부(이하 설명)로 전송된다. 제어부는 상기 자세감지센서가 감지한 결과에 따라 베개 높이를 자동으로 조절한다.

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 베개에 사용되는 유체이송장치의 다른 실시예를 도시하고 있다. 본 실시예에서는 유체이송을 위한 유체이송장치만 상이하고 그외 구성은 위에서 설명한 내용과 유사하므로 이들에 대한 설명은 간략히 하도록 한다.

본 실시예에서는 베개(200)는 먼저 전체적인 외형을 이루면서 사용자에게 쿠션을 제공하는 몸체부(210)를 가지고, 상기 몸체부의 내부에는 높이 조절을 위한 장치들이 내장된다. 즉, 유체가 저장되는 보조튜브(220)와 메인튜브(250)와 상기 보조튜브와 상기 메인튜브를 연결하는 이송관(225)과 자세감지센서(270)와 이들을 제어하는 제어부(280)를 구비한다.

본 실시예에서는 유체를 이송하는 이송장치의 구성으로, 보조튜브(220)를 가압하는 누름판(240)과, 일단이 상기 누름판에 연결되어 누름판을 견인하는 와이어(236)와, 상기 와이어의 타단이 연결되고, 회전에 의해 상기 와이어를 당기는 모터(230)와 상기 누름판에 구비되어 상기 와이어의 견인 방향과 반대방향으로 탄성력을 가하는 스프링(245)을 포함한다. 그리고, 사용자의 수면 자세가 바로 누운 상태인지 옆으로 누운 상태인지를 감지하는 센서들은 위에서 설명한 것과 동일하다.

사용자의 자세를 감지하는 센서들에 의해 사용자의 수면자세가 감지되면, 상기 제어부(280)의 제어에 의해 상기 모터(230)가 정방향 또는 역방향으로 회전하게 된다. 상기 모터가 정방향으로 회전하면 상기 와이어(236)가 누름판(240)을 당겨서 누름판이 상기 보조튜브(220)를 누르게 되고, 그러면 보조튜브 내부에 있던 유체가 상기 이송관(225)을 따라 이동하여 메인튜브(250)로 주입된다. 그 결과 메인튜브의 부피가 증가하고 메인튜브가 위치하는 곳의 베개의 높이가 높아진다. 반대로 메인튜브 내부의 유체를 보조튜브로 이동할 경우에는 상기 모터가 역방향으로 회전하게 되어 상기 와이어가 누름판에 가해지는 힘이 없어진다. 그러면, 누름판(240)에 연결된 스프링(245)이 누름판을 반대방향(그림에서 상측방향)으로 당겨서 누름판이 위쪽으로 이동하면서 보조튜브를 팽창시켜서 유체를 보조튜브 내부로 유입되도록 한다. 이를 위해 상기 보조튜브는 상기 누름판과 결착되어 있어서 누름판의 상하 회동 동작에 의해 보조튜브의 부피가 증감하는 것이 좋다.

도 5는 본 발명에 따른 베개에 사용되는 유체이송장치의 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 본 실시예에서는 유체이송을 위한 유체이송장치만 상이하고 그외 구성은 위에서 설명한 내용과 유사하므로 이들에 대한 설명은 간략히 하도록 한다.

본 실시예의 베개(300)는 먼저 전체적인 외형을 이루면서 사용자에게 쿠션을 제공하는 몸체부(310)를 가지고, 상기 몸체부의 내부에는 높이 조절을 위한 장치들이 내장된다. 즉, 유체가 저장되는 보조튜브(320)와 메인튜브(350)와 상기 보조튜브와 상기 메인튜브를 연결하는 이송관(325)과 자세감지센서(370)와 이들을 제어하는 제어부(380)를 구비한다.

본 실시예에서는 유체를 이송하는 이송장치의 구성으로, 보조튜브(320)를 가압하는 보조튜브의 일측에 위치하는 전자석(342)과 보조튜브의 타측에 위치하여 상기 전자석에 의해 인력을 받는 금속판(344)을 포함한다. 본 실시예에서는 상기 제어부가 제어하여 전자석에 전원이 공급되면 상기 금속판을 당기게 되는데, 이때 전자석과 금속판 사이에 있는 보조튜브가 압축되면서 보조튜브 내부의 유체가 메인튜브로 이동하는 것이다. 효과적인 작동을 위해서는 상기 전자석과 보조튜브 사이에 보조플레이트(343)과 위치하고, 또한 적절한 위치에 감속장치(346)를 두어 상기 금속판이 전자석 쪽으로 너무 빠른 속도로 붙는 것을 방지하는 것이 좋다. 감속장치는 상기 금속판의 속도를 제어하는 것이므로 전자석의 자력이 서서히 증가할 수 있도록 조절하는 기구일 수 있다. 또한 상기 보조튜브가 압축된 상태에서 원상태로 팽창할 수 있도록 상기 보조플레이트(343)과 금속판(344) 사이에는 압축 스프링이 더 구비될 수 있다. 이를 통해, 상기 전자석 작용에 의해 보조튜브가 압축되고 상기 압축 스프링 작용에 의해 보조튜브가 다시 팽창할 수 있다.

그리고, 사용자의 수면 자세가 바로 누운 상태인지 옆으로 누운 상태인지를 감지하는 센서들은 위에서 설명한 것과 동일하다. 즉, 사용자의 자세를 감지하는 센서들에 의해 사용자의 수면자세가 감지되면, 상기 제어부(380)의 제어에 의해 상기 전자석이 작동하면서 보조튜브 내부에 있던 유체가 상기 이송관을 따라 이동하여 메인튜브로 주입된다.

도 6는 본 발명의 예시로서, 높이 조절 베게 자체의 몸체에서 분리된 별도의 보조장치(200-1)를 베개에서 약간의 거리를 두고 배치한다. 그리고, 위 도 1, 3, 5 등에서 설명한 보조튜브, 유체이송장치 및 제어부 등은 상기 보조장치(200-1) 내부에 수용되도록 배치할 수 있다. 이를 통해, 수면 중에 상기 유체 이송을 위한 장치의 동작으로 인한 소음 등으로 수면이 방해되는 것을 방지할 수 있게 된다. 자세감지센서가 감지한 신호를 상기 제어부로 전송하는 것은 유선 또는 무선으로 가능하다.

도 10에는 바로 누운 경우의 베개의 높이(d1)가 나타나 있고, 도 11에는 옆으로 누운 경우의 베개의 높이(d2)가 도시되어 있는데, 옆으로 누운 경우의 높이(d2)가 바로 누운 경우의 높이(d1) 보다 더 높은 것을 알 수 있다.

본 발명은 상기 구성에 의해서 수면 중인 사용자의 자세가 바로 누워 있는지 옆으로 누워 있는지를 경동맥 감지센서, 적외선 감지센서, 체온 감지센서 또는 터치감지센서 등으로 감지한 후 이에 기초하여 유체이송장치가 유체를 메인튜브 내부로 유입시키거나 배출시키게 되고 그 결과 베개의 높이가 자동으로 조절되어 잠을 자는 사람의 자세에 맞는 최적의 베개 높이를 제공하여 숙면을 취하도록 하는 효과가 발휘된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

유체가 저장되는 보조튜브;
상기 보조튜브의 유체가 주입되어 부피가 증대되는 메인튜브;
상기 보조튜브의 유체를 상기 메인튜브로 주입시키는 유체이송장치;
수면 중인 사람의 자세가 옆으로 누운 상태인지 바로 누운 상태인지를 감지하는 자세감지센서; 및
상기 자세감지센서가 감지한 결과에 따라 상기 유체이송장치를 작동시키는 제어부;를 포함하여 수면 상태에서 베개 높이를 자동으로 조절하는 것을 특징으로 하는 자동 높이 조절 베개.
제1항에 있어서, 상기 유체이송장치는,
상기 보조튜브와 상기 메인튜브를 연결하는 이송관;과 상기 이송관에 구비되어 유체를 이송하는 이송펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 높이 조절 베개.
제1항에 있어서, 상기 유체이송장치는,
상기 보조튜브를 가압하는 누름판;
일단이 상기 누름판에 연결되어 누름판을 견인하는 와이어;
상기 와이어의 타단이 연결되고, 회전에 의해 상기 와이어를 당기는 모터;
상기 누름판에 구비되어 상기 와이어의 견인 방향과 반대방향으로 탄성력을 가하는 스프링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 높이 조절 베개.
제1항에 있어서, 상기 유체이송장치는,
상기 보조튜브를 사이에 두고, 보조튜브의 일측에 위치하는 전자석과, 상기 보조튜브의 타측에 위치하면서 상기 전자석에 의해 인력이 작용하는 금속판을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 높이 조절 베개.
제1항에 있어서,
상기 높이 조절 베게의 몸체에서 분리된 별도의 보조장치;를 더 구비하고,
상기 보조튜브, 상기 유체이송장치 및 제어부는 상기 보조장치에 수용되는 것을 특징으로 하는 자동 높이 조절 베개.
제1항에 있어서, 상기 자세감지센서는,
베개의 외형을 이루는 몸체부의 상면 하단부에 횡방향으로 구비되고, 사용자의 경동맥 맥박의 진동을 감지하는 경동맥센서; 사용자의 머리와 어깨를 감지하는 적외선센서; 사용자의 체온을 감지하는 체온감지센서; 사용자 인체와의 접촉을 감지하는 터치센서; 사용자의 수면자세를 촬영하는 자세감지 카메라; 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자동 높이 조절 베개.