KR102399625B1 - 수면자세에 따라 머리를 견인하여 경추를 이완시켜 주는 베개 - Google Patents

Abstract

본 고안은 압축부와 팽창부가 구비된 구조체를 베개 속에 내장하여, 수면중 자세가 변화될 때 경추와 주변근육을 늘리고 이완시켜서 스트레스와 통증을 줄여주고, 베개 높이를 수면자세에 맞춰 자동으로 조절되는 베개이다.
바른 자세로 수면할 때에는 어깨와 흉추가 압축부를 압축하면, 내부 공기가 작은 공기구멍을 통해 팽창부로 이동하여 팽창시키고, 팽창하는 힘으로 경추와 후두부 하단을 대각선으로 밀어 올린다.
수면자세가 변경되어 압축부를 누르고 있던 어깨와 흉추가 이탈하면, 압축부가 스펀지의 탄성으로 부풀어 오르면, 체크밸브를 통해 팽창부에 있는 공기를 압축부로 빠르게 흡입하여 압축 이전상태로 복원되어 다음 작동을 준비한 상태가 된다.
상기 압축부와 팽창부의 작용은 수면자세가 변경될 때마다 반복하면서 경추와 주변근육을 늘려주거나 이완시켜서 스트레스와 통증을 해소하는 기능을 한다.
또한, 압축부와 팽창부를 구획하는 칸막이에 설치된 작은 공기구멍과 체크밸브로 통해 유동하는 공기는 어깨와 흉추가 압축부를 누르는 힘과 머리와 경추가 팽창부를 누르는 힘이 균형을 이루는 지점에서 정지되고, 압축부와 팽창부의 외형 변화도 멈춰서 바른 자세로 편한 수면을 취할 수 있게 하는 베개에 관한 것이다.

Description

수면자세에 따라 높낮이가 조절되는 베개{Pillows with adjustable height according to sleep posture}

본 고안은 베개에 관한 것으로, 수면자세에 따라 어깨와 흉추가 바닥을 누르는 힘으로 압축부를 구동하고, 상기 압축부와 연동하여 팽창과 이완을 반복하는 팽창부로 구성된 구조체를 외피로 감싸서 구성되는 베개이다.

상기 베개는 수면자세를 변경할 때마다 내부에 설치된 구조체가 팽창과 이완을 반복하면서 베개 높이를 변경하여 경추와 주변 근육을 풀어주고 연성디스크 환자의 경추를 자극하여 추간판 흡수를 돕는 보존적 물리치료가 가능한 베개에 관한 것이다.

기존에 수면 중 경추와 척추를 일직선이 되게 유도하여 바른 자세로 수면을 취할 수 있게 구성된 베개가 제공되고 있다.

그러나 기존 낮은 베개와 높은 베개를 조합한 요홈이 형성된 베개는 측단에 부착된 돌기가 머리를 감싸거나 움직임을 방해하여 수면의 질을 떨어지게 하는 경우가 있고, 수면자세에 따라 머리를 수직으로 들어올리거나 내려서 경추와 척추를 일직선이 되도록 작동하는 기계장치가 구비된 베개는 단순히 베개의 높낮이만 조절하는 기능을 구비한 것으로 구성이 복잡하여 실용에 어려움이 있었다.
특히, 수면자세에 따라 경추와 척추가 일직선이 되도록 베개 높이를 조절하고, 동시에 수축되어 있는 경추를 견인하여 디스크를 완화하고 주변 근육을 이완시키는 기능을 가진 베개는 제공되지 않았다.

본 고안은 수면 자세에 맞게 베개의 높낮이를 자동으로 변화시켜 바른 자세로 편안하게 숙면을 취할 수 있도록 하고, 경추와 주변 근육을 이완시켜 스트레스와 통증을 줄이며, 수축된 경추를 견인하여 추간판 흡수를 통한 목디스크의 보존적 치료가 가능한 베개를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안은 바른 자세로 수면할 때 양쪽 어깨와 흉추가 동시에 바닥에 닿아 넓은 면적을 누르면 힘이 분산되고, 옆으로 누워 수면할 때는 일측 어깨만 바닥에 닿아 좁은 면적을 누르면 힘이 집중되며, 수면자세를 변경할 때마다 발생하는 어깨와 흉추가 누르는 힘의 변화를 이용하여 베개 높이를 조절하고, 경추를 견인하여 이완시키는 베개에 관한 것이다.

구체적으로, 수면자세에서 어깨와 흉추가 바닥을 누르는 힘으로 펌프 기능을 하는 압축부를 작동하게 하고,

상기 압축부에서 배출되고 흡입되는 공기 또는 유도체에 연동하여 어깨에서 뒷목 방향으로 팽창 또는 수축하는 팽창부를 구성한 것으로,
상기 팽창부의 팽창 및 축소 작용으로 경추를 견인하고, 주변 근육을 반복적으로 늘리고 이완시켜주는 베개이다.

본 고안은 수면중에 어깨와 흉추 등으로 압축부를 누르면 압축부에 있는 공기 또는 유동체가 작은 구멍을 통해 팽창부로 서서히 들어가 팽창시키고, 압축부를 누르지 않으면 팽창부에 있던 공기 또는 유동체가 체크밸브를 통해 빠르게 압축부로 이동하여 팽창부는 수축시키고 압축부는 팽창 복구되는 작용을 반복하면서, 경추와 주변 근육을 서서히 수축, 이완시키는 효과가 있다.

또한, 바른 자세로 누우면 어깨와 흉추가 다수개의 압축부를 동시에 누르면 힘이 분산되어 압축부를 약하게 압축시키고, 상기 압축부와 연동하는 팽창부도 조금 팽창하여 베개를 낮게 유지하며, 옆으로 누우면 일측 어깨로 특정 압축부를 집중적으로 깊고 강하게 압축하면, 상기 압축부와 연동하는 팽창부가 크게 팽창하면서 베개를 높아지게 하는 작용을 반복하면서 수면자세에 맞춰 경추와 척추가 일직선이 되게 베개 높이를 자동으로 조절한다.

삭제

또한, 수면자세가 안정되어 움직이지 않으면 어깨와 흉추와 목과 머리 무게가 균형을 이룰 때, 적정한 베개 높이를 유지할 수 있도록 하여 편안하게 수면할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 압축부와 팽창부와 지지부로 구성된 구조체와 상기 구조체를 외피로 감싸서 구성된 베개의 단면도
도 2는 압축부와 팽창부의 작동에 따른 압축부와 팽창부의 변화를 보여주는 단면도
(가)는 압축부를 누르지 않은 상태의 구조체
(나)는 어깨와 흉추가 압축부를 누른 상태의 구조체
(다)는 어깨가 압축부를 누른 상태의 구조체
도 3은 바른 자세로 누웠을 때, 베개 형상을 보여주는 도면
(가)는 어깨와 흉추가 압축부를 누른 상태에서의 수면자와 구조체 단면도
(나)는 어깨와 흉추가 압축부를 누른 상태의 구조체 사시도
도 4는 옆으로 누웠을 때, 베개 형상을 보여주는 도면
(가) 어깨가 압축부를 누른 상태에서의 수면자와 구조체 단면도
(나) 어깨가 압축부를 누른 상태의 구조체 사시도
도 5는 압축부와 팽창부와 지지부로 구성된 구조체를 외피로 감싸서 구성된 베개의 절개도

본 고안은 수면자세에 따라 경추와 척추가 일직선상에 놓이도록 베개의 높이를 조정하고, 경추를 견인하면서 주변 근육을 이완시키는 베개에 관한 것으로 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 압축부(100)와 팽창부(200)와 지지부(220, 230)로 구성되는 구조체(400)와 상기 구조체(400)를 감싸는 외피(300)로 구성(도 1)된다.

상기 압축부(100)의 구성을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
수면자세에서 어깨(503)와 흉추(504)가 바닥을 누르는 힘으로 펌프기능을 하는 연질의 용기로, 메모리폼(110)이 내장되고 공기 또는 유동체가 들어가 풍선처럼 부풀어 있는 구체로 구성한다.

상기 압축부(100)는 압축과 팽창에 용이하게 탄성을 가진 재료를 이용하여 단면이 둔각삼각기둥과 같은 형상으로 구성하는 것이 바람직하며, 윗면(a)은 짧고, 밑면(b)은 길며, 윗면(a)과 밑면(b)이 만나는 모서리는 완곡하게 곡면(d)으로 형성하고, 윗면(a)과 밑면(b)이 벌어진 부분은 각각의 모서리를 연결하여 빗면(c)으로 구성하는 것이 바람직하며, 팽창부(200) 일단과 공유하는 부분은 압축부(100)와 팽창부(200)를 구획하는 칸막이(120)로 기능 한다.

상기 압축부(100)의 윗면(a)은 수면중에 어깨(503)와 흉추(504) 주변이 닿는 부분으로, 어깨(503)와 흉추(504)가 누르는 힘으로 압축부(100)를 압축하여 내부 공기를 배출하고, 어깨(503)와 흉추(504)가 이탈하여 누르지 않으면 압축부(100)에 내장된 메모리폼(110)이 팽창되면서 팽창부(200)에 있는 공기 또는 유동체를 흡입하는 펌프 기능을 한다.

상기 압축부(100)의 밑면(b)은 윗면(a)과 함께 펌프 기능을 하며, 압축부(100)와 팽창부(200)의 일단을 고정하는 지지부(230)에 부착된다.

상기 압축부(100)의 곡면(d)은 윗면(a)과 밑면(b)이 직접 연결되는 부분을 완곡하게 형성하여 어깨와 흉추(504)의 무게로 압축부(100)를 펌프할 때 관절기능을 한다.

상기 압축부(100)의 빗면(c)은 윗면(a)의 모서리와 밑면(b)의 모서리를 연결하여 형성되며, 상기 빗면(c)에 팽창부(200)의 일단을 부착하면 연접되는 부분에 압축부(100)와 팽창부(200)를 분리시키는 구획 칸막이(120)가 구성된다.

상기 압축부(100)에 메모리폼(110)을 내장한다.

상기 메모리폼(110)은 어깨(503)와 경추(502)가 압축부(100)를 누르면 수축하고, 압축부(100)를 이탈하면 팽창하면서 압축부(100)의 공기펌프 기능을 지원한다.

상기 팽창부(200)의 구성을 살펴보면 다음과 같다.
압축부(100)에서 배출되는 공기 또는 유동체를 흡입하면 팽창되고, 흡입한 공기 또는 유동체를 압축부로 배출하면 축소되게 구성한다.

상기 팽창부(200)를 풍선과 같이 구성하면, 연질의 재료를 사용하면 머리와 목이 이루는 굴곡으로 팽창방향을 일정하게 유지하기 어렵다. 따라서, 팽창부(200) 둘레에 자바라(210)를 설치하여 일정한 방향으로 팽창할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 팽창부(200)를 압축부(100) 일측 상단에 수직으로 팽창하게 구성하여 수면자세에 맞춰 머리(501)와 경추(502)를 수직으로 들어올려 머리(501)와 경추(502)와 흉추(504)가 일직선이 되게 한다.
또한, 압축부(100) 일단을 빗면(a)으로 구성하고, 팽창부(200)의 일단을 어깨에서 뒷목을 향하는 대각선 방향으로 팽창하게 구성하여 머리(501)와 경추(502)를 들어 올리고, 경추(502)를 견인할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 압축부(100)와 팽창부(200)의 작동을 살펴보면 다음과 같다.
수면자세에서 경추(502)와 어깨(503)의 무게로 압축부(100)을 누르면, 압축부(100) 내부에 있는 공기 또는 유동체가 구획칸막이(120)에 설치된 작은 구멍(130)을 통해 팽창부(200)로 조금씩 이동한다.
상기 팽창부(200)로 이동한 공기 또는 유동체는 팽창부(200)를 서서히 팽창시켜서 머리(501)를 대각선 방향으로 밀어올리고 경추(502)를 견인한다.

수면자세가 바뀌어 경추(502)와 어깨(503)가 압축부(100)에서 이탈하면 압축부(100)는 메모리폼(110)의 탄성으로 팽창하고, 팽창부(200)는 머리(501)와 경추(502)의 무게로 압축되면서 팽창부(200)에 있는 공기 또는 유동체를 작은 구멍(130)과 체크밸브(140)를 통해 압축부(100)로 들어간다.
특히, 공기 또는 유동체는 작은 구멍(130) 보다 체크밸브(140)를 통해 압축부(100)로 빠르게 이동하여, 수면자세가 변경되는 동시에 압축부(100)의 압축작용과 팽창부(200)의 팽창작용을 할 수 있는 준비상태가 된다.
상기 압축부(100)와 팽창부(200)의 압축과 팽창작용은 수면자세가 변경될 때마다 반복되면서 경추(502)와 주변 근육을 이완시킨다.

삭제

상기 지지부(220, 230)는 압축부(100)가 처지지 않게 지지하는 지지판(230)과 팽창부(200)의 팽창방향을 유도하는 팽창방향 유도판(220)으로 구성되며, 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
상기 바닥 지지판(230)은 압축부(100) 밑면에 놓이며, 압축부(100)를 받치고 지지할 수 있는 크기로 구성하여, 압축부(100)가 힘을 받을 때 처지지 않게 받쳐주고, 상기 압축부(100)의 일단에 대각선으로 부착된 팽창유도판(220)이 휘어지지 않게 지지한다.
상기 팽창 방향 유도판(220)은 바닥 지지판(230)의 일단에 머리 뒤쪽으로 상향하는 대각선 방향으로 구성된 판재로, 팽창부(200)가 공기 압력을 받아 팽창할 때, 처지지 않게 지지하는 받침 기능과, 어깨에서 뒷머리 쪽으로 상향하는 대각선 방향으로 원활하게 팽창하게 유도하는 기능을 한다.

삭제

상기 압축부(100) 빗면(c)에 팽창부(200) 일단을 부착하면, 압축부(100)과 팽창부(200)가 공유하는 부분으로 구획 칸막이(120)가 된다.

상기 구획 칸막이(120)에 아주 작게 성형한 공기구멍(130)과 팽창부(200)에서 압축부(100)로 개구되는 체크밸브(140)를 설치한다.

상기 공기구멍(130)은 압축부(100)와 팽창부(200)를 유동되게 하지만, 특히 압축부에 있는 공기 또는 유동체를 팽창부로 서서히 유동되게 흐름을 제어하여 팽창부가 서서히 팽창되게 한다.

상기 공기구멍(130)을 크게 설치하면, 압축부(100)와 팽창부(200)에 있는 공기가 빠르게 유동하므로 압축부(100)를 급격하게 압축하면 팽창부(200)도 급격하게 팽창하면서 머리(501)와 경추(502)를 급격하게 들어 올리며,

상기 공기구멍(130)을 작게 설치하면, 압축부(100)와 팽창부(200)에 있는 공기가 느리게 유동하므로 압축부(100)를 급격하게 압축하더라도 팽창부(200)는 서서히 팽창하면서 머리(501)와 경추(502)를 서서히 들어 올린다.

따라서 공기구멍(130)은 작게 설치하여 압축부(100)에 있는 공기가 팽창부(200)로 조금씩 유동하면서 머리(501)와 경추(502)를 서서히 들어올릴 수 있게 하되, 압축부(100)의 압축력과 상기 압축력에 따른 팽창부(200)의 팽창속도를 고려하여 적정한 크기로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 체크밸브(140)는 팽창부(200)에 있는 공기 또는 유동체를 압축부(100)로 빠르게 이동시키거나 압축부(100)에 있는 공기를 팽창부(200)로 이동하지 못하게 제어하는 밸브이다.

구획 칸막이(120)에 설치된 작은 공기구멍(130)은 압축부(1100)에 있는 공기를 팽창부(200)로 조금씩 이동시켜서 팽창부(200)를 서서히 팽창시킬 수 있지만, 팽창부(200)에 있는 공기를 압축부(100)로 조금씩 보내면 압축부(100)도 서서히 팽창하여 다음 압축을 준비하는데 상당한 시간이 소요된다.

상기 문제를 해소하기 위해 구획 칸막이(120)에 팽창부(200)에서 압축부(100)로 열리는 체크밸브(140)를 설치한다.

상기 체크밸브(140)는 수면 중 어깨(503)와 흉추(504)가 압축부(100)를 누르면 닫혀서 압축부(100)에 있는 공기가 팽창부(200)로 흐르지 않게 하고, 수면자세가 바뀌어 어깨(503)와 흉추(504)가 압축부(100)에서 이탈하면, 압축부(100)에 내장된 탄성 스펀지(110)가 부풀어 오르면서 팽창부(200)에 있던 공기를 흡입하여 압축부(100)를 압축 이전 상태로 빠르게 복원시킬 수 있으므로 다음 압축에 신속하게 대응할 수 있다.

상기 압축부(100)와 팽창부(200)의 어느 하나에 공기 또는 유동체량 조절밸브(240)를 설치한다.

상기 조절밸브(240)는 압축부(100)와 팽창부(200) 전체의 공기 또는 유동체량을 조절하기 위한 밸브로, 압축부(100)와 팽창부(200)에 공기를 많이 넣으면 전체 부피가 커져서 팽창부(200)가 높아지고, 적게 넣으면 전체 부피가 작아져서 팽창부(200)가 낮아지므로, 사용자의 체중과 수면자세와 베개 높이에 따른 개인 성향에 맞게 공기량을 조절하여 사용한다.

또한, 공기를 많이 넣으면 압축부(100)의 체적이 커져서 공기 펌핑 용량이 커지므로 팽창부(200)의 체적 변화를 크게 할 수 있고, 공기를 적게 넣으면 압축부(100)의 체적이 작아져서 공기 펌핑 용량이 작아지므로 팽창부(200)의 체적 변화가 적어진다.

따라서 머리(501)와 경추(502) 및 주변 근육에 많은 자극을 주고자 할 때에는 공기를 많이 넣어 팽창부(200)의 체적 변화를 크게 하고, 자극을 적게 주고자 할 때에는 공기를 적게 넣어 팽창부(200)의 체적 변화를 적게 한다.

또한, 수면 중 머리(501)와 어깨(503)와 흉추(504)가 누르는 전체 무게는 수면자세와 관계없이 일정하지만, 같은 무게라도 넓은 면적을 누를 때는 힘이 분산되고, 좁은 면적을 누를 때는 힘이 커진다.

따라서 바른 자세에서 어깨(503)와 흉추(504)가 여러 개의 압축부(100)를 동시에 누르면 힘이 분산되어 조금 압축되고, 옆으로 누운 자세에서 어깨가 특정 압축부(100)만 누르면 많이 압축되므로 옆으로 누운 자세에서 압축부(100)가 바닥에 닿을 정도의 공기량을 유지하는 것이 바람직하다.

상기 압축부(100)와 팽창부(200)와 지지부(220,230)로 구성된 구조체 다수 개를 병렬로 배치한다.[도 2, 도3]

상기 압축부(100)와 팽창부(200)와 지지부(220,230)로 구성된 구조체(400) 1개로 베개를 구성하면, 구조가 단순하고, 내부 공기 또는 유동체량을 조절하기 쉽다.

그러나 공기 또는 유동체 유동이 심해 울렁거리고, 압축부(100)와 팽창부(200) 일단이 동시에 팽창하는 문제가 있으며, 똑바로 누워 잘 때에는 어깨(503)와 흉추(504)가 압축부(100)에 가하는 압력이 커져서 팽창부(200)가 많이 팽창하므로 경추(502)와 흉추(504)가 일직선이 되게 적정 높이를 맞출 수 있지만, 옆으로 누워 잘 때에는 어깨(503) 부분만 압축부(100)를 누르기 때문에 압축부(100)에 가해지는 압력이 낮아지므로 팽창부(200)가 적게 팽창하여 똑바로 누워 잘 때보다 베개 높이가 낮아지는 문제가 있다.

상기와 같은 문제는 다수개의 구조체(400)를 병렬로 배치하여 연접된 구조체의 영향을 받지 않고 개별적으로 작동하게 구성하여 해소한다.

상기와 같이 다수개의 구조체(400)를 병렬로 배치하면, 압력을 받는 압축부(102,103)와 연동하는 팽창부(201,203)만 팽창하고, 압력을 받지 않는 압축부(101)와 팽창부(201)는 팽창되지 않는다.

따라서 똑바로 누워 어깨(503)와 흉추(504)가 압력부(102)를 누르면, 연동하는 팽창부(202)만 팽창하여 높아지고, 수면자세를 변경하여 압축부(101)를 누르지 않으면 연동되는 팽창부(200)만 축소되어 복구된다.

옆으로 누우면 일측 어깨(503)가 어느 하나 이상의 압축부(103)를 집중적으로 깊게 누르게 되므로, 상기 압축부(103)와 연동하는 팽창부(203)는 어깨(503)와 흉추(504)가 동시에 누를 때보다 더 많이 팽창(h-2, h-3)하여 머리를 높여주므로 경추(502)와 흉추(504)가 일직선이 되게 한다.

상기와 같이 구성된 구조체(400)를 병렬로 다수 개 배치하고, 탄성을 가진 외피(300)로 감싸서 수면자세에 따라 높낮이가 조절되는 베개가 완성된다. [도5]

100 : 압축부
a : 윗면, b : 밑면, c : 빗면, d : 곡면
101 : 압축되지 않은 압축부
102 : 어깨와 경추로 압축된 압축부
103 : 어깨로 압축된 압축부
110 : 탄성 스펀지
120 : 구획 칸막이
130 : 공기구멍
140 : 체크밸브
200 : 팽창부
e : 기본팽창, f : 바르게 누운 자세, g : 옆으로 누운 자세
201 : 팽창되지 않은 팽창부
202 : 어깨와 경추로 압축부를 눌렀을 때의 팽창부
203 : 어깨로 압축부를 압축했을 때의 팽창부
210 : 자바라
220 : 팽창 방향 유도판
230 : 지지판
240 : 공기조절 밸브
300 : 외피
400 : 구조체
501 : 머리
502 : 경추
503 : 어깨
504 : 흉추
h-1 : 압축부를 압축하지 않은 상태에서의 베개 높이
h-2 : 어깨와 흉추가 압축부를 누른 상태에서의 베개 높이
h-3 : 어깨가 압축부를 누른 상태에서의 베개 높이

Claims (10)

1. 어깨, 흉추 등 몸통 상부가 누르는 힘으로 높낮이가 조절되는 베개에 있어서,
   연질의 용기 내부에 메모리폼이 내장되고, 공기 또는 유동체를 채워 구성된 압축부와,
   상기 압축부의 일단에 연접된 연질의 용기로, 내부에 메모리폼과 공기 또는 유동체를 채우고, 어깨에서 뒷머리 쪽 대각선 방향으로 팽창되게 구성하여 머리를 밀어올리고 내리는 작용을 반복하면서 경추 및 주변근육을 이완시키는 팽창부와,
   상기 압축부 일단과 팽창부 일단이 연접된 부분에, 압축부에 있는 공기 또는 유동체를 팽창부로 서서히 이동시키는 구멍과, 팽창부에 있는 공기 또는 유동체를 압축부로 빠르게 이동시키는 체크밸브가 구성된 칸막이부와,
   상기 압축부와 팽창부와 칸막이부를 외피로 감싸서 구성된 머리를 견인하여 경추를 이완시키는 베개
2. 제1항에서,
   상기 압축부 또는 팽창부 어느 하나의 일단에 공기 또는 유동체량 조절밸브가 구성된 머리를 견인하여 경추를 이완시키는 베개
3. 제1항에서,
   상기 압축부 하단에 압축부를 받혀주는 판재가 구성된 바닥 지지판과, 상기 바닥 지지판의 머리 쪽 일단에 뒷머리 쪽 대각선 방향으로 기울어진 판재를 부착하여 팽창부의 팽창 방향을 유도하는 팽창방향 유도판으로 지지부가 구성된 머리를 견인하여 경추를 이완시키는 베개
4. 제1항에서,
   상기 압축부와 팽창부로 구성된 구조체 다수 개를 압축부는 압축부에 닿고 팽창부는 팽창부에 닿게 병렬로 배치한 모둠을, 바닥 지지판과 팽창방향 유도판으로 구성된 지지부 위에 설치하고, 외피로 감싸서 구성된 머리를 견인하여 경추를 이완시키는 베개
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