KR102672080B1 - 스마트 매트리스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 수면을 취하는 매트리스 사용자 주변의 온도, 습도, 조명, 소음을 감지할 수 있고, 수면을 취하는 매트리스 사용자의 움직임을 감지할 수 있는, 마스터 컨트롤러(300)가 구비되고;
상기 온도는 온도센서로, 상기 습도는 습도센서로, 상기 조명은 조도센서로, 소음은 소음센서로, 상기 매트리스 사용자의 움직임은 레이다센서로 측정하여, 1차데이터를 마스터 컨트롤러(300)가 수집하며;
마스터 컨트롤러(300)는 1차데이터를 분석하고, 1차데이터를 핸드폰의 앱(App)과 웹 서버에 전송, 앱(App)에서 사용자의 수면패턴그래프를 확인할 수 있고;
상기 마스터 컨트롤러(300)는 분석한 1차데이터를 바탕으로 내부에 설치된 에어컨디셔너를 컨트롤할 수도 있고, 보조컨트롤러(200)로 신호를 보내어서PTC면상필름히터와 송풍팬(181)을 컨트롤 할 수도 있고;
상기 마스터 컨트롤러(300)는 매트리스(100)가 위치된 실내의 벽 또는 매트리스 사용자의 머리맡에 설치되며;
상기 매트리스(100)는, 하단커버(102) 및 전도성 선이 배치된 상단커버(101)가 구비되고;
상기 하단커버(102)의 상부에 삽입되어, 하단커버(102)의 내부에 안착되는 스펀지베이스(170)가 구비되며, 상기 스펀지베이스(170)의 재질은 스펀지이고;
상기 스펀지베이스(170)에는 안착공간(100MU-SP)이 형성되며, 상기 안착공간(100MU-SP)의 외곽을 둘러싸는 직립 돌출된 볼록프레임(170-FM)이 형성되고;
상기 안착공간(100MU-SP)에는, 안착공간적층유니트(100MU)가 삽입되어 안착될 수 있는 것을 특징으로 하는 스마트 매트리스에 관한 것이다.
상기 온도는 온도센서로, 상기 습도는 습도센서로, 상기 조명은 조도센서로, 소음은 소음센서로, 상기 매트리스 사용자의 움직임은 레이다센서로 측정하여, 1차데이터를 마스터 컨트롤러(300)가 수집하며;
마스터 컨트롤러(300)는 1차데이터를 분석하고, 1차데이터를 핸드폰의 앱(App)과 웹 서버에 전송, 앱(App)에서 사용자의 수면패턴그래프를 확인할 수 있고;
상기 마스터 컨트롤러(300)는 분석한 1차데이터를 바탕으로 내부에 설치된 에어컨디셔너를 컨트롤할 수도 있고, 보조컨트롤러(200)로 신호를 보내어서PTC면상필름히터와 송풍팬(181)을 컨트롤 할 수도 있고;
상기 마스터 컨트롤러(300)는 매트리스(100)가 위치된 실내의 벽 또는 매트리스 사용자의 머리맡에 설치되며;
상기 매트리스(100)는, 하단커버(102) 및 전도성 선이 배치된 상단커버(101)가 구비되고;
상기 하단커버(102)의 상부에 삽입되어, 하단커버(102)의 내부에 안착되는 스펀지베이스(170)가 구비되며, 상기 스펀지베이스(170)의 재질은 스펀지이고;
상기 스펀지베이스(170)에는 안착공간(100MU-SP)이 형성되며, 상기 안착공간(100MU-SP)의 외곽을 둘러싸는 직립 돌출된 볼록프레임(170-FM)이 형성되고;
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Description
본 발명은, 본 발명의 매트리스에서 수면을 취하는 사용자의 수면환경과 수면패턴에 따라 매트리스의 표면 온도를 매트리스에 설치된 송풍기와 히터를 사용하여 조절할 수가 있다. 여름철에는 실내에 설치된 에어컨디셔너의 온도와 송풍기의 송풍 속도를 컨트롤하는 강제대류 현상을 이용하고, 겨울에는 히터의 온도를 컨트롤하여 자연대류를 이용한, 사용자의 수면에 적합한 습도에 따르는 최적의 온도 및 기타 환경을 제공할 수 있도록 하는 동시에, 이 매트리스에서 수면하는 사용자가 숙면과 충분한 수면 시간을 보장할 수 있도록 하여 사용자의 건강을 유지, 관리할 수 있도록 하는 앱 또는 인공지능 등 여러 가지 수단을 구비한 스마트 매트리스에 관한 것이다.
시중에는 다양한 종류의 유사한 기능을 가진 매트리스가 출시되어 판매가 되고 있다. 그러나 아래 선행기술문헌의 기재된 바와 같이, 종래의 기능성 매트리스는 가열판(11)이 공기의 유통을 막아 통기성이 나쁘고, 체온에 의한 열기를 발산할 수 없을 뿐만 아니라, 가열판(11)의 열기가 열전도로 직접 사용자의 신체에 도달하게 되어서 국부적인 열 차이가 발생하고, 사용자가 답답함을 느끼게 되어서 사용자의 숙면을 방해하며, 취침 시간도 짧아진다.
매트리스 사용자의 체온은 취침 시간 동안 끊임없이 변화한다. 하지만 종래의 발명 매트리스는 사용자가 취침할 동안 열풍공급장치(7)가 초기에 설정된 온도의 열풍을 계속 공급하여 사용자 체온변화에 대응하지 못하고 사용자의 숙면을 방해하며, 공기펌프(16)에 의한 소음 또한 사용자의 숙면을 방해하고, 취침 시간도 짧아진다.
또한 종래의 발명 매트리스는, 여름에는 체온에 의한 열기를 발산할 수가 없어서, 사용자는 취침할 동안 계속하여 몸을 뒤척이게 되어 사용자의 숙면을 방해하고, 취침 시간도 짧아진다.
또한 종래의 발명 매트리스는 열풍공급장치(7)에서 공급된 열이 단열이 되지 않는 측면을 통하여 외부로 발산되어 열 에너지가 많이 소비되어 겨울철에는 전기요금이 많이 발생하며, 특히 많은 전기 사용과 열 에너지의 사용은 지구 온난화를 가속화하는 요인으로 작용한다.
또한 아래 선행기술문헌에 기재된 바와 같이, 종래의 기능성 매트리스는 가열판(11)과 지지스프링(10)이 일체형으로 제작되어, 분리가 불가하고 세척이 어렵다. 이에 따라 장시간 사용할 경우 매트리스 내부에 유해균과 집먼지 진드기가 번식하여 매트리스 사용자의 건강을 해칠 수 있다.
또한 상기 선행기술문헌의 종래발명은, 가열판(11)과 스프링(10)이 외피에 감싸여 있는 단순한 형태로서, 매트리스를 장기간 사용할 경우, 매트리스 지지 스프링(10)의 복원력이 약화되어, 매트리스 상부면이 하부로 꺼지는 현상이 발생하는 문제점도 있다.
아울러, 종래발명은, 친환경적인 요소로 사용자의 건강을 유지, 관리하는 어떠한 수단도 구체화하지 않고 있다.
그리고, 종래발명은, 매트리스 사용 장소의 실내와 실외 온도와 습도 등 환경적인 요인과, 매트리스 이용자의 수면상태에 따라, 매트리스 온도와 공기의 송풍력과, 실내 에어컨디셔너의 온도를 조절하여 최적의 수면 환경을 조성하려는 수단이 구비되어 있지 않는 문제점이 있다.
그리고, 종래의 발명은, 2인용 매트리스에서 2인의 사용자가 수면을 취할 경우에, 사용자 개개인의 수면패턴이 달라서, 서로가 수면을 방해하게 되고, 특히 남녀 사용자가 함께 동일한 매트리스에서 취침하게 되면, 남녀 사용자의 취침 온도의 차이로 인하여 서로의 수면을 방해하게 되는 문제가 있다.
본 발명 매트리스는 측면이 단열이 우수한 스펀지로 구성되어 있고 하부는 단열이 우수한 스펀지와 단열재시트로 구성된다.
그리고, 스펀지 베이스 내부에는, 단열이 우수한 에어유동분리판(131)이 설치되어, 스펀지 베이스 내부를 길이 방향으로 양분하므로, 매트리스 내부의 길이 방향을 따라, 공기의유동을 원활하게 가이드하는 에어유동로가 형성되고, 에어유동로를 따라 공기의 흐름이 원활하게 되어, 매트리스 표면 공기를 빨아드리게 되어 매트리스 표면의 온도를 조절이 가능하도록 하고자 한다.
그리고, 상기 스펀지 베이스에 형성된 에어유동로에는, 스프링이 채워지고, 그 상부에 에어넷매트가 위치한 구조로 되며, 본 매트리스 하부에 위치한 PTC면상필름히터- PTC그래핀면상필름히터, PTC탄소면상필름히터, 탄소섬유히터 등- 에 의해 가열된 공기는 단열이 우수한 스펀지로 인해 누설되지 않고 자연대류에 의해 내부의 넓은 공간에서 상부의 에어넷매트로 전달되게 하고자 한다.
본 매트리스는 베르누이 정리의 압력의 차이를 이용한, 외부의 공기를 빠른 속도로 에어넷매트 하부를 이동할 수 있도록 저소음의 송풍기를 설치하여, 에어넷매트 내부의 공기가 강제적으로 순환되어 강제대류가 발생하도록 하며, 취침 공간에 설치된 에어컨디셔너를 시간과 온도 변화에 따라 컨트롤하여 실내온도를 조절할 수 있는 탁월한 매트리스를 제안하고자 한다.
그리고 본 발명은 석유화학 수지류(POE, PE, PP 등)로 기공이 30%이상인 에어넷매트를 구성하여, 공기의 유통이 자유롭게 되고, 에어넷매트는 물 세척이 가능할 뿐만 아니라, 쉽게 건조가 가능하도록 하고자 한다.
또한, 본 발명 매트리스는 모든 부품이 모듈화 및 규격화되어, 특정 모듈이 고장이 발생하면, 교환이 용이하도록 하고자 한다.
또한 본 발명의 매트리스는 조립과정에서 볼트, 너트, 조립공구 등, 부수적인 기구가 필요 없이, 본 발명의 매트리스의 부품을 끼워 넣거나 빼면 매트리스의 조립 또는 분해가 쉽게 가능할 수 있도록 하고자 한다.
아울러, 본 발명은 에어넷매트 하부를, 매우 경량의 격자 철망시트 또는 철강 중량의1/4 이하이면서, 그 강도는 철강의 2배 이상인 교량형 탄소섬유 강화형틀을 배치시켜 지지해 줌으로서 기존 발명에서 크게 문제시 되었던 에어넷매트 꺼짐 현상과 스프링 복원력 약화 현상을 방지할 수 있도록 하고자 한다.
위와 같이 본 발명은 분해 조립이 매우 간단하고 용이하게 가능하여, 쉽게 분해 후, 규격화된 단위 부품 등의 물세탁이 가능하게 설계되어, 매트리스를 청결하게 유지할 수 있어서, 이 매트리스의 사용자들의 건강을 유지, 관리하는데 기여하고자 한다.
그리고 본 발명은, 위와 같이 PTC면상필름히터- PTC그래핀면상필름히터, PTC탄소면상필름히터, 탄소섬유히터 등 -에서 발열하는 열량에 의해 황토목분시트와 황토목분바의 황토가 가열되면 원적외선이 발생하는데, 이 원적외선은 사용자 세포의 생리작용을 활발하게 하고, 열에너지를 발생시켜 체내의 유해물질을 방출하는 광전효과가 있으며, 수면자의 혈관을 이완시켜, 본 발명의 매트리스에서 수면을 취하는 사용자의 건강을 유지, 관리하는데 기여하고자 한다.
또한 황토목분시트와 황토목분바에서 나오는 소나무 등의 나무 향기가 수면을 취하는 사용자에게 삼림욕의 효과를 줄 수 있게 하고자 한다.
본 발명의 매트리스의 상단커버에 도전성 선을 배치하여 매트리스 사용자가 취침할 동안 신체를 뒤척이며 발생하는 정전기를 실시간으로 접지, 제거할 수 있는 기능을 추가하고자 하며, 매트리스 사용자가 취침할 동안 발생하는 정전기로 인한 건강상의 손실을 최소화 하고자 한다.
본 발명은, 2인이 동일한 2인용 매트리스에서 취침하는 경우에 각각의 취침 온도를 조절할 수 있도록 분리된 PTC면상히터, 분리된 송풍팬, 분리된 스프링, 그리고 분리된 에어유동통로를 구비하고, 각각의2개의 보조컨트롤러와2개의 마스터 컨트롤러로 사용하여 각각의 2인의 사용자가 숙면을 취할 수 있도록 하고자 한다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 스마트 매트리스는, 수면을 취하는 매트리스 사용자 주변의 온도와 습도와 조명과 소음을 감지하고, 수면을 취하는 매트리스 사용자의 움직임을 감지하는, 마스터 컨트롤러(300)가 구비되고;
상기 온도는 온도센서로, 상기 습도는 습도센서로, 상기 조명은 조도센서로, 소음은 소음센서로, 상기 매트리스 사용자의 움직임은 레이다센서로 측정하여, 1차데이터를 마스터 컨트롤러(300)가 수집하며;
마스터 컨트롤러(300)는 1차데이터를 분석하고, 1차데이터를 핸드폰의 앱(App)과 앱 서버에 전송, 앱에서 사용자의 수면패턴그래프를 확인할 수 있고;
상기 마스터 컨트롤러(300)는 매트리스(100) 사용자의 머리맡 또는 매트리스가 위치한 실내의 벽에 설치되며;
상기 매트리스(100)는, 하단커버(102) 및 전도성 선이 배치된 상단커버(101)가 구비되고;
상기 하단커버(102)의 상부에 삽입되어, 하단커버(102)의 내부에 안착되는 스펀지베이스(170)가 구비되며, 상기 스펀지베이스(170)의 재질은 스펀지이고;
상기 스펀지베이스(170)에는 안착공간(100MU-SP)이 형성되며, 상기 안착공간(100MU-SP)의 외곽을 둘러싸는 직립 돌출된 볼록프레임(170-FM)이 형성되고;
상기 안착공간(100MU-SP)에는, 안착공간적층유니트(100MU)가 삽입되어 안착될 수 있는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 볼록프레임(170-FM)의 상부는 수평면이며;
상기 마스터 컨트롤러(300)와 통신하여, 앱상 매트리스 이용자의 최적의 수면 패턴그래프에 따라, 상기 안착공간적층유니트(100MU)에 구비된 PTC면상필름히터(150)의 온도를 컨트롤하는 보조컨트롤러(200)가 구비되고;
또한, 상기 보조컨트롤러(200)는, 마스터 컨트롤러(300)와 통신하여, 앱상 매트리스 이용자의 최적의 수면패턴그래프에 따라, 스펀지베이스(170)의 볼록프레임(170-FM)에 삽입 설치되어, 매트리스 내부로 에어를 공급할 수 있는 송풍팬(181)의 회전속도를 컨트롤 하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기, 안착공간적층유니트(100MU)는;
단열재시트(160)의 상부에 PTC면상히터(150), 구체적으로는 PTC면상필름히터(150), PTC탄소면상필름히터, 탄소섬유히터 중에서 어느 하나가 적층되고, 상기 PTC면상필름히터(150) 상부에 황토목분시트(140)가 적층되며, 황토목분시트(140)의 상부에 스프링유니트(130-SU)가 적층된 구조인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 스프링유니트(130-SU)의 상부에는 철망시트(120)가 적층되고, 상기 철망시트(120)의 외곽은, 볼록프레임(170-FM)의 상부 수평면에 안착되어 지지되며;
상기 철망시트(120)의 상부에는, POE수지, PP수지, PE수지 중 어느 하나로 제작된 그물망이 형성되어 에어유동이 자유로운 에어넷매트(110)이 적층되고;
상기 에어넷매트(110)의 상부에는 상단커버(101)가 적층되며;
상기 에어넷매트(110)의 내부에는 복수개의 온도센서가 더 설치되어 온도를 감지하며, 감지된 에어넷매트(110)의 온도에 근거하여, 마스터컨트롤러(300)는 보조컨트롤러(200)를 통하여 PTC면상필름히터(150)의 온도를 컨트롤 할 수 있고;
상기 스프링유니트(130-SU)에는;
다수의 장구형단위스프링(130-SPR)이 동일한 가상수평면상에서 직립하여 각각 나열되고;
스프링유니트(130-SU)의 내부에는 다수의 체결선(130-FWR)이 설치되어 있으며;
상기 장구형단위스프링(130-SPR)은, 인접하는 타 장구형단위스프링(130-SPR)과 체결선(130-FWR)에 의해 상호 연결 결합되는 동시에 다수의 장구형단위스프링(130-SPR)은 체결선(130-FWR)과 각각 결합되고;
상기 가상수평면상에 나열된 다수의 장구형단위스프링(130-SPR)의 집합체의 상단부 외곽을 가이드하고 지지하는 상부가이드철선(130-UGW)을 구비하며;
상기 상부가이드철선(130-UGW)에, 다수의 장구형단위스프링(130-SPR)의 상단 일측이 체결수단(130-FIX)에 의해 각각 결합되고;
상기 가상수평면상에 나열된 다수의 장구형단위스프링(130-SPR)의 집합체의 하단부 외곽을 가이드하고 지지하는 하부가이드철선(130-BGW)을 더 구비하며;
상기 하부가이드철선(130-BGW)에, 다수의 장구형단위스프링(130-SPR)의 하단 일측이 체결수단에 의해 각각 결합된 구조를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 스프링유니트(130-SU)는, 스프링유니트(130-SU)를 길이방향으로 양분하여, 스프링유니트(130-SU)의 내부 중앙에 직립하여 설치되는 에어유동분리판(131)이 형성되고;
에어유동분리판(131)의 길이(SL)는, 스프링유니트(130-SU)의 길이(LLL)보다 짧고,
상기 에어유동분리판(131)의 일측은, 보조컨트롤러(200)가 설치된 폭방향 볼록프레임(170-WFM)의 내부면에 밀착되게 설치되어,
스펀지베이스(170)의 안착공간(100MU-SP)에, 안착공간적층유니트(100MU)가 적층된 평면도상에서,
스프링유니트의 길이방향으로 에어가 유동할 수 있는 길이방향에어유동로가 복수개 형성되고;
상기 길이방향에어유동로는, 에어유입유동로(L-APR)와 에어배출유동로(L-APB)로 이루어지고;
상기 에어유입유동로(L-APR)의 출구와, 에어배출유동로(L-APB)의 입구간을 연통연결하는 에어유동통과로(APR)가 구비되며;
상기 에어유동통과로(APR)는, 스프링유니트의 폭방향으로 에어가 유동할 수 있는 에어유동통과로인 것을 특징으로 한다.
그리고, 스펀지베이스(170)는, 평면도상 직사각형의 바닥시트(170-BS)가 구비되고;
상기 바닥시트(170-BS)의 외곽을 따라 상부로 돌출된 볼록프레임(170-FM)이 형성되며;
상기 볼록프레임(170-FM)은, 스펀지베이스의 길이방향(170-LD)으로 형성된 한 쌍의 길이방향 볼록프레임(170-LFM)과, 스펀지베이스의 폭방향(170-WD)으로 형성된 한 쌍의 폭방향 볼록프레임(170-WFM)을 포함하고;
한 쌍의 폭방향 볼록프레임(170-WFM) 중에서, 일측 폭방향 볼록프레임(170-WFM)에는, 송풍유니트(180-UNT)의 설치통로(170-PUR)와 제2고정케이스(180-2)의 설치통로(170-FCR)가 폭방향 볼록프레임을 관통하여 형성되며;
송풍유니트(180-UNT)의 설치통로(170-PUR)와, 제2고정케이스(180-2)의 설치통로(170-FCR)의 사이에는, 보조컨트롤러(200)의 설치홈(170-BCH)이 형성된 폭방향 볼록프레임(170-WFM)이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 스마트 매트리스는,
평면도상 직사각형의 시트 외곽을 따라 상부로 돌출된 볼록프레임(170-FM)이 구비되고, 상기 볼록프레임(170-FM)에는, 송풍팬(181)이 설치되어 있으며;
돌출된 볼록프레임(170-FM)으로 둘러싸져서 형성된 공간 내부에는 다수의 스프링이 안치된 것을 특징으로 한다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 스마트 매트리스는,
에어넷매트(110)의 하부에, 교량형의 탄소섬유강화형틀(700)을 삽입하여, 에어넷매트(110)의 길이 방향으로 설치하고;
탄소섬유강화형틀(700)의 상부에는, 탄소섬유강화형틀(700)의 내외부간을 관통하는 에어유통공(700-AP)이 다수 형성되며;
탄소섬유강화형틀(700)의 내부에는 황토목분바(700GBT)를 삽입하여 설치하고;
상기 황토목분바(700GBT)는, 황토봉(700G)의 외주에 목분(700T)을 코팅한 것이며;
상기 목분(700T)은, 참나무, 소나무, 편백나무, 측백나무의 가루가 혼합된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 송풍유니트(180-UNT)는, 제1고정케이스(180-1), 에어필터(183), 송풍팬(181)으로 이루어지고;
상기 제1고정케이스(180-1)는, 종단면의 외형이 4각형이고, 내부에 중공이 연속 형성되어 횡방향으로 에어가 통과할 수 있는 배관이며;
상기 제1고정케이스(180-1)는, 대폭고정케이스(180-1LR)과 소폭고정케이스(180-1SM)가 횡방향으로 동일 수평면상에서 직렬로 연통연결되고;
대폭고정케이스(180-1LR)의 폭(BB)은, 소폭고정케이스(180-1SM)의 폭(bb)보다 크며(BB 〉bb);
대폭고정케이스(180-1LR)의 높이(h1)와, 소폭고정케이스(180-1SM)의 높이(h2)는 동일(h1=h2)하고;
대폭고정케이스(180-1LR)의 길이(LL)와, 소폭고정케이스(180-1SM)의 길이(SS)도 동일(LL=SS)하며;
대폭고정케이스(180-1LR)와, 소폭고정케이스(180-1SM)가 서로 연통연결되면서 접하는 접면에는 좌우로 단차(180-Step)가 각각 형성되며;
송풍팬(181)은, 소폭고정케이스(180-1SM)의 내부에 억지끼움되어 고정되고,
에어필터(183)는, 대폭고정케이스(180-1LR)의 내부에 삽입되고, 에어필터(183)의 외곽이 좌우의 단차(180-Step)에 접하여 고정되며;
제1고정케이스(180-1)가 삽입되어 설치되는, 스펀지베이스(170)에 형성된 송풍유니트(180-UNT)의 설치통로(170-PUR)에도, 제1고정케이스(180-1)의 좌우에 형성된 단차(180-Step)에 대응되는 제2 단차(170-Step)가, 송풍유니트(180-UNT)의 설치통로(170-PUR)의 좌우에 형성된 폭방향볼록프레임(170-WFM)에 형성된 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명은 안착공간이 형성된 컴팩트한 스펀지 베이스의 구조에 의해, PTC면상필름 히터에서 발열되는 열량이 외부로 누설되지 않고, 매트리스의 상단커버로 그대로 전달되어, 열효율이 매우 탁월하다.
매트리스 사용자의 수면환경과 수면패턴에 따라 매트리스의 표면 온도를 조절하여 사용자가 숙면을 취할 수 있도록 하여 매트리스 사용자들의 건강을 유지, 관리할 수 있게 한다.
매트리스의 상단커버에 배치된 도전성 선은 매트리스 사용자가 취침할 동안 신체를 뒤척이며 발생하는 정전기를 실시간으로 접지, 제거하여, 매트리스 사용자가 취침할 동안 발생하는 정전기로 인한 건강 문제를 최소화할 수 있다.
그리고, 매트리스의 모든 부품이 모듈화 및 규격화되어, 특정 부분에 고장이 발생하면 교환이 용이하다.
또한, 그리고, 매트리스의 모든 부품의 조립 과정에서 볼트나 너트 등 부수적 부품의 필요 없이, 적층 또는 끼워 넣으면 매트리스의 조립이 완성되는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 에어넷매트(110) 하부를, 매우 경량의 격자형 철망시트, 또는 철강 중량의1/4 이하이면서, 그 강도는 철의 2배 이상인 교량형 탄소섬유 강화형틀을 배치시켜 지지해 줌으로써, 기존의 발명에서 크게 문제시 되었던 에어넷매트(110)의 꺼짐 현상을 방지할 수 있다.
그리고 분해 조립이 매우 간단하고 쉽게 가능하여, 쉽게 분해 후, 규격화된 단위 부품들의 물세탁이 가능하게 설계되어, 매트리스의 청결성을 쉽게 유지할 수 있어, 이를 사용하는 매트리스 사용자들의 건강을 유지, 관리할 수 있게 한다.
구체적으로, 면상필름히터에서 발열되는 열량에 의해, 황토목분시트 또는 황토목분바내부의 황토를 가열시키면 원적외선이 나오는데, 이 원적외선은 매트리스 사용자 세포의 생리작용을 활발하게 하고, 열에너지를 발생시켜 유해 물질을 방출하는 광전효과가 있으며, 매트리스 사용자의 혈관을 이완시켜 주는 효과가 있다.
또한, 목분에서 나오는 향기는 수면을 취하는 매트리스 사용자에게 삼림욕의 효과를 줄 수 있다.
도 1은, 본 발명의 스마트 매트리스의 외관 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 1인용 스마트 매트리스의 분해된 사시도이다.
도 3a는, 본 발명의 스마트 매트리스 내부의 스프링유니트(130-SU) 등이 보일 수 있도록 상부의 커버 등을 제거한 상태에서 상부에서 바라본, 본 발명의 스마트 매트리스의 평면도이다.
도 3b는, 도 3a에서 PTC면상필름히터(150)에서 발열된 열이, 스펀지 베이스의 안착공간(100MU-SP)의 내부에서 열손실 없이 상부로 이동되는 것을 도시한 개념도이다.
도 3c는, 도 3b에서 “A”부분의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 스마트 매트리스의 제어 구조를 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 하단커버와 스펀지베이스(170)의 일부 구조를 확대한 것으로, 스펀지베이스(170)에 제1, 제2고정케이스가 장착되는 구조를 도시한 것이다.
도 6a는 본 발명의 스프링유니트(130-SU)의 평면도이다.
도 6b는 본 발명의 장구형단위스프링(130-SPR)의 사시도이다.
도 7은, 본 발명의 스마트 매트리스에서 수면을 취하는 사용자의 수면패턴 그래프의 예시도이다.
도 8은, 본 발명의 송풍유니트(180-UNT)의 내부 결합구조로, 제1고정케이스(180-1)에, 에어필터(183)와 송풍팬(181)이 끼워져 설치된 것을 도시한 단면도이다.
도 9a는, 본 발명의 타 실시예로 에어넷매트(110)의 하부에, 교량형 탄소섬유강화형틀(700)이 삽입되고, 탄소섬유강화형틀(700)의 내부에는 황토목분바(700GBT)가 삽입된 것을 도시한 단면도이다.
도 9b는, 에어넷매트의 하부 구조를 나타낸 사시도이다.
도 9c는, 황토목분바(700GBT)의 사시도이다.
도 9d는, 탄소섬유강화형틀(700)의 사시도이다.
도 10은, 본 발명의 스마트 매트리스를 2인용의 매트리스로 제작하였을 때의 형상을 도시한 것이다.
도 2는, 본 발명의 1인용 스마트 매트리스의 분해된 사시도이다.
도 3a는, 본 발명의 스마트 매트리스 내부의 스프링유니트(130-SU) 등이 보일 수 있도록 상부의 커버 등을 제거한 상태에서 상부에서 바라본, 본 발명의 스마트 매트리스의 평면도이다.
도 3b는, 도 3a에서 PTC면상필름히터(150)에서 발열된 열이, 스펀지 베이스의 안착공간(100MU-SP)의 내부에서 열손실 없이 상부로 이동되는 것을 도시한 개념도이다.
도 3c는, 도 3b에서 “A”부분의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 스마트 매트리스의 제어 구조를 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 하단커버와 스펀지베이스(170)의 일부 구조를 확대한 것으로, 스펀지베이스(170)에 제1, 제2고정케이스가 장착되는 구조를 도시한 것이다.
도 6a는 본 발명의 스프링유니트(130-SU)의 평면도이다.
도 6b는 본 발명의 장구형단위스프링(130-SPR)의 사시도이다.
도 7은, 본 발명의 스마트 매트리스에서 수면을 취하는 사용자의 수면패턴 그래프의 예시도이다.
도 8은, 본 발명의 송풍유니트(180-UNT)의 내부 결합구조로, 제1고정케이스(180-1)에, 에어필터(183)와 송풍팬(181)이 끼워져 설치된 것을 도시한 단면도이다.
도 9a는, 본 발명의 타 실시예로 에어넷매트(110)의 하부에, 교량형 탄소섬유강화형틀(700)이 삽입되고, 탄소섬유강화형틀(700)의 내부에는 황토목분바(700GBT)가 삽입된 것을 도시한 단면도이다.
도 9b는, 에어넷매트의 하부 구조를 나타낸 사시도이다.
도 9c는, 황토목분바(700GBT)의 사시도이다.
도 9d는, 탄소섬유강화형틀(700)의 사시도이다.
도 10은, 본 발명의 스마트 매트리스를 2인용의 매트리스로 제작하였을 때의 형상을 도시한 것이다.
우리는 수면으로 인생의1/3을 보낸다. 수면은 단순한 휴식 차원의 문제가 아니고 신체와 정신 건강에 직접적인 영향을 끼치는 매우 중요한 것이다. 수면은 건강을 돕는 무수한 혜택을 제공하며, 24시간마다 되풀이 되면서 우리를 회복시키는 처방전이다.
충분한 수면은 학습하고, 기억하고, 논리적 판단과 선택을 하는 등 뇌의 다양한 기능들에게 활기를 불어넣고, 우리 면역계를 재정비하여 악성 종양에 맞서 싸우고, 감염을 막고, 온갖 질병 요인들을 물리치고, 인슐린과 당의 균형을 미세 조정하여 몸의 대사 상태를 복구하고, 식욕도 조절하고, 건강한 음식을 채택하도록 하여 체중 조절을 돕고, 영양측면에서 우리에게 건강의 출발점이 되는 장내 미생물을 번성하게 하고, 혈압을 낮추어 심장의 건강을 유지하는 등 심혈관계도 튼튼하게 한다. 반면에 충분한 수면을 취하지 못하게 되면, 신체 건강은 외부 요인에 매우 취약해지고 각종 대사성 질병에 시달리게 되고, 일상 생활에서 잦은 실수와 업무의 능률을 떨어트리는 등, 많은 지장을 초래한다.
본 발명은, 본 발명의 매트리스 사용자의 수면의 질을 향상시켜, 질병으로 인한 사회 문제와 개인의 건강 악화를 최소화 할 수 있도록 하기 위해서 이 매트리스의 개발을 시작하였다. 수면의 질을 결정하는 요소는 매우 다양하다. 외부 요소들은 온도, 습도, 소음, 조명, 바람 등이 있으며, 내부 요인들에는 사용자의 질병의 유무, 매일 변하는 몸의 상태, 스트레스의 유무, 등이 있다. 이러한 요인들 중에 매트리스로 해결이 가능한 요인은 온도와 습도가 있다. 겨울이면 직접적인 열기가 열의 전도로 취침하는 사용자에게 전달되어서, 덮고 있는 이불을 걷어차고, 추워서 다시 덥기를 반복하거나, 여름에는 등에서 느끼는 열기로, 계속하여 몸을 뒤척이며 잠을 청한 경험을 많은 사람이 가지고 있을 것이다. 수면 환경 상태를 측정하여, 습도와 온도의 상관 관계에 따르는 최적의 수면 조건을 자동으로 제공하고, 열의 전도로 직접적인 열기의 전달이 아닌 열기를 품은 공기가 자연대류로 사용자의 신체를 포근하게 감싸고, 송풍기로 강제대류를 발생시켜 체온에 의한 열기를 발산하도록 하여, 매트리스 사용자의 수면의 질 -숙면과 충분한 수면 시간- 을 유지하는데 굉장한 효과가 있을 것으로 기대한다
도 1 내지 도 8에 도시된 도면을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예를 구체적으로 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 수면을 취하는 매트리스 사용자 주변의 온도, 습도, 조명, 소음을 감지할 수 있고, 수면을 취하는 매트리스 사용자의 움직임을 감지할 수 있는, 마스터 컨트롤러(300)가 구비되어 있다.
마스터 컨트롤러(300)는, 수면을 취하는 매트리스 사용자 주변의, 온도는 온도센서로, 상기 습도는 습도센서로, 상기 조명은 조도센서로, 소음은 소음센서로, 상기 매트리스 사용자의 움직임은 레이다센서로 측정하여, 1차데이터를 마스터 컨트롤러(300)가 수집할 수 있다.
상기와 같이 수집된 정보로, 마스터 컨트롤러(300)는 1차데이터를 분석하고, 1차데이터를 휴대폰 등에 설치된 앱과 웹 서버에 전송, 매트리스에서 수면을 취하는 사용자의 맞춤형 수면패턴그래프(도 7 참조)를 앱에서 확인할 수 있다.
상기 마스터 컨트롤러(300)는 매트리스(100) 사용자의 머리맡 또는 매트리스가 위치한 실내의 벽에 설치될 수 있다.
추가적으로, 마스터 컨트롤러(300)는, 매트리스에서 수면을 취하는 사용자의 수면패턴그래프에 대응하여, 매트리스에 설치된 PTC면상필름히터(150)와 실내에 설치된 에어컨디셔너의 온도를 컨트롤하는 기능을 가지고 있다.
한편, 상기 매트리스(100)에는, 하단커버(102) 및 전도성 선이 배치된 상단커버(101)가 구비된다.
상단커버의 전도성 선은, 접지선과 연결되어, 상단커버에서 발생된 정전기가 제거된다.
도2에 도시된 하단커버(102) 및 상단커버(101)는 천으로 구성할 수 있다.
하단커버(102)의 상부로 스펀지베이스(170)를 끼워서, 스펀지베이스를 하단커버에 결합시킬 수 있다.
스펀지베이스(170)를 하단커버(102)에 결합시키기 전에, 스펀지베이스(170)에 형성된, 송풍유니트(180-UNT)의 설치통로(170-PUR)에 송풍유니트(180-UNT)를 설치하고, 또한, 제2고정케이스(180-2)의 설치통로(170-FCR)에는 제2고정케이스(180-2)를 설치하며, 아울러 폭방향 볼록프레임(170-WFM)의 보조컨트롤러(200)의 설치홈(170-BCH)에는, 보조컨트롤러(200)를 미리 결합시키는 것이 바람직하다.
한편, 제2고정케이스(180-2)의 설치통로(170-FCR)에는, 제2고정케이스(180-2)의 내부에 에어필터(183)와 송풍팬(181)을 끼우지 않고, 제2고정케이스(180-2)만 단독으로 설치할 수 있다.
또는 제2고정케이스(180-2)의 내부에 에어필터(183)는 설치하지 않고, 송풍팬(181)을 끼워서, 제2고정케이스(180-2)의 설치통로(170-FCR)에 설치할 수도 있다.
도 3a에 나타난 바와 같이, 제1고정케이스(180-1)에 삽입설치되는 송풍팬(181)은 에어를 매트리스 외부에서 내부로 흡입하도록 설치되고,
제2고정케이스(180-2)에 삽입설치되는 송풍팬(181)은 에어를 매트리스 내부에서 외부로 배출하도록 설치될 수 있다.
한편, 스펀지베이스(170)를 하단커버(102)에 결합시키면, 스펀지베이스(170)에 설치된 송풍유니트(180-UNT)와 제2고정케이스(180-2)에, 대향되는 하단커버(102)에는, 제1메시망(102-AMN)과 제2메시망(102-BMN)이 각각 형성되어 있다.
도 3 a에 도시된 바와 같이, 이는 제1메시망(102-AMN)을 통하여 외부 에어가 유입되어 송풍유니트(180-UNT)를 통과하여 스펀지베이스(170) 내부로 유입될 수 있고,
스펀지베이스(170) 내부를 순환한 에어가 제2고정케이스(180-2)를 통과하여, 제2메시망(102-BMN)을 통과하여 외부로 배출될 수 있다.
도 8 및 도 5에 도시된, 송풍유니트(180-UNT)는, 제1고정케이스(180-1), 에어필터(183), 송풍팬(181)으로 이루어질 수 있다.
상기 제1고정케이스(180-1)는, 종단면의 외형이 4각형이고, 내부에 중공이 연속 형성되어 횡방향으로 에어가 통과할 수 있는 배관이다. 또한 내부의 중공의 종단면의 형상도 4각형으로 되어 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1고정케이스(180-1)는, 폭이 넓은 대폭고정케이스(180-1LR)와, 폭이 좁은 소폭고정케이스(180-1SM)가 횡방향으로 동일 수평면상에서 직렬로 연통연결된다.
대폭고정케이스(180-1LR)의 폭(BB)은, 소폭고정케이스(180-1SM)의 폭(bb)보다 크며(BB 〉bb);
대폭고정케이스(180-1LR)의 높이(h1)와, 소폭고정케이스(180-1SM)의 높이(h2)는 동일(h1=h2)하다.
또한, 대폭고정케이스(180-1LR)의 길이(LL)와, 소폭고정케이스(180-1SM)의 길이(SS)도 동일(LL=SS)하다.
대폭고정케이스(180-1LR)와, 소폭고정케이스(180-1SM)가 서로 연통연결되면서 접하는 접면에는 좌우로 단차(180-Step)가 각각 형성된다.
송풍팬(181)은, 소폭고정케이스(180-1SM)의 내부에 억지끼움되어 고정되고,
에어필터(183)는, 대폭고정케이스(180-1LR)의 내부에 삽입되고, 에어필터(183)의 외곽이 좌우의 단차(180-Step)에 접하여 고정될 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1고정케이스(180-1)가 삽입되어 설치되는, 스펀지베이스(170)에 형성된 송풍유니트(180-UNT)의 설치통로(170-PUR)에도, 제1고정케이스(180-1)의 좌우에 형성된 단차(180-Step)에 대응되는 제2 단차(170-Step)가, 송풍유니트(180-UNT)의 설치통로(170-PUR)의 좌우에 형성된 폭방향볼록프레임(170-WFM)에 형성되어 있다.
매트리스 조립시에는, 제1고정케이스(180-1)에, 에어필터(183)와 송풍팬(181)을 밀어서 끼우고 난 후, 에어필터(183)와 송풍팬(181)이 조립된 제1고정케이스(180-1)를 송풍유니트(180-UNT)의 설치통로(170-PUR)의 외부에서 안쪽으로 밀어서 끼우기만 하면 조립이 완성되고, 분해시에는 조립의 역순으로 진행하여 분해 후 세척 또는 청소가 가능한 것이다.
한편, 도 5에 도시된, 제2 고정케이스(180-2)의 내부에는 아무것도 설치하지 않고, 제2 고정케이스(180-2)만, 스펀지 베이스의 제2고정케이스(180-2)의 설치통로(170-FCR)에 설치할 수 있고, 상황에 따라서, 제2고정케이스(180-2)의 내부에 송풍팬(181)을 설치할 수도 있다.
아울러, 제1고정케이스와 제2고정케이스(180-2)의 외형과 내부구조 그리고 규격은 동일하다.
한편, 하단커버(102)의 상부에 삽입되어, 하단커버(102)의 내부에 안착되는 스펀지베이스(170)가 구비되며, 상기 스펀지베이스(170)의 재질은 스펀지이다.
그리고, 상기 스펀지는, 고탄력 스펀지가 아니고, 고경도 스펀지를 사용하여, 디자인의 용이성과 내구성을 확보할 수 있다.
그리고, 도 2에 도시된, 스펀지베이스(170)에는 안착공간(100MU-SP)이 형성되며, 상기 안착공간(100MU-SP)의 외곽을 둘러싸는 직립 돌출된 볼록프레임(170-FM)이 형성되고; 상기 안착공간(100MU-SP)에는, 안착공간적층유니트(100MU)가 삽입되어 안착될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 스펀지베이스(170)에는 안착공간(100MU-SP)이 형성되고, 상기 안착공간(100MU-SP)에는 PTC면상필름히터(150) 등이 탑재 안착된다.
따라서, 도 3b에 도시된 바와 같이, PTC면상필름히터(150)에서 발열되는 열은, 볼록프레임(170-FM)으로 둘러싸는 내부공간인 안착공간(100MU-SP)에서 외부로 유출되지 않고, 매트리스 상부로 발산되어, 매트리스의 난방을 매우 효율적으로 가능하게 되어, 결국, 에너지 효율이 우수하고, 매우 경량의 탁월한 매트리스의 제작이 가능하게 된다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 볼록프레임(170-FM)의 상부는 수평면으로 되어 있어서, 상기 볼록프레임(170-FM)의 상부 수평면에 안착되는 철망시트(120)를 안정되게 안착시킬 수 있다.
철망시트(120)는 철선으로 엮어진 그물망(철선 매시망)의 형태로 공기 유통이 자유로운 시트이다.
도 4를 참조하여 본 발명의 제어 방법을 설명한다.
본 발명에서는 수면을 취하는 매트리스 사용자 주변의 온도, 습도, 조명, 소음을 감지할 수 있고, 수면을 취하는 매트리스 사용자의 움직임을 감지할 수 있는, 마스터 컨트롤러(300)가 구비된다.
상기 온도는 온도센서로, 상기 습도는 습도센서로, 상기 조명은 조도센서로, 소음은 소음센서로, 상기 매트리스 사용자의 움직임은 레이다센서로 측정하여, 1차데이터를 마스터 컨트롤러(300)가 수집할 수 있다.
상기 마스터 컨트롤러(300)는, 수면을 취하는 매트리스 사용자와 근접한 위치에 설치될 수 있다. 즉, 마스터 컨트롤러(300)는, 매트리스(100)가 배치된 실내의 벽 또는 매트리스 사용자의 머리맡에 설치될 수 있다.
마스터 컨트롤러(300)는 1차데이터를 분석하고, 1차데이터를 핸드폰 또는 개인 PC에 있는 앱(App)과 웹 서버에 전송, 앱에서 사용자의 수면패턴그래프(도 7 참조)를 확인할 수 있다.
수면패턴그래프는 수면을 취하는 특정 매트리스 사용자를 장기적으로 분석하여 그 정보를 참조하여 작성·저장 할 수 있다.
그리고, 상기 마스터 컨트롤러(300)와 통신하여, 앱상 매트리스 이용자의 최적의 수면 패턴그래프에 따라, 상기 안착공간적층유니트(100MU)에 구비된 PTC면상필름히터(150)의 온도를 컨트롤하는 보조컨트롤러(200)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 보조컨트롤러(200)는, 마스터 컨트롤러(300)와 통신하여, 앱상 매트리스 이용자의 최적의 수면패턴그래프에 따라, 스펀지베이스(170)의 볼록프레임(170-FM)에 삽입 설치되어, 매트리스 내부로 에어를 공급할 수 있는 송풍팬(181)의 회전속도를 컨트롤 할 수 있는 것이다.
도 2에 도시된 안착공간적층유니트(100MU)는 다음과 같이 구성된다.
안착공간적층유니트(100MU)는, 단열재시트(160)의 상부에 PTC면상필름히터(150)이 적층되고, 상기 PTC면상필름히터(150)의 상부에 황토목분시트(140)가 적층되며, 황토목분시트(140)의 상부에 스프링유니트(130-SU)가 적층된 구조이다.
상기 황토목분시트(140)는, 일정량의 수분을 함유한 황토와 참나무, 소나무, 편백나무, 측백나무의 섬유사 및 가루를 혼합하여, 형틀에 투입한 후, 고압력으로 압착하여 시트 형태로 제작할 수 있다.
상기 단열재시트(160)는, 단열성이 우수한 재료 등으로 형성할 수 있고, 스펀지베이스(170)의 바닥시트(170-BS) 상부면에 안착되어, PTC면상필름히터(150)에서 발열되는 열이 외부로 누출되는 것은 방지하는 기능을 한다.
상기 PTC란 Positive Temperature Coefficient의 약자로, 발열체가 자기 스스로 온도를 조절하는 히터 제품을 의미한다.
PTC면상필름히터는, 카본 반도체가 발열하면서 원적외선 및 음이온을 방출하는 원적외선 복사열 난방방식으로 에너지 효율이 뛰어난 초절전형 난방용 히터이다. 또한 카본이 필름 양면 전체적으로 도포되어 있어 열 전도성이 우수하며, PTC 기능으로 과열단계인 필름의 50% 이상부터 열전도성이 느려지면서 과열을 스스로 방지하고 카본 자체의 내구성 또한 뛰어나 안정성을 가지고 있는 히터이다.
황토목분시트(140)는, PTC면상필름히터(150)에서 발열된 열이 상부로 잘 전달될 수 있도록, 열전도성이 우수하면서 고온에 잘 견딜 수 있도록 황토와 목분를 첨가하여 제작될 수 있고, 외형은 평면도상 직사각으로 형성된다.
또한, 상기 황토목분시트(140)는, 황토와 목분에 내열재를 첨가하여 제작할 수도 있다.
또는, 본 발명은, 경우에 따라서, 황토목분시트(140)를 이용하지 않고, 황토목분시트(140)를 대체하여, 히터상단보드를 이용하여 제작할 수도 있다.
상기 히터상단보드는, PTC면상필름히터(150)에서 발열된 열이 상부로 잘 전달될 수 있도록, 열전도성이 우수하면서 고온에 잘 견디고, 스프링유니트(130-SU)의 하중을 분산하여 PTC면상필름히터(150)가 손상입지 않는 재료로 제작될 수 있고, 외형은 평면도상 직사각형이고, 보드모양으로 형성된다.
그리고, 황토목분시트(140)의 상부에는, 스프링유니트(130-SU)가 적층된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 스프링유니트(130-SU)의 상부에는 철망시트(120)가 적층되고, 상기 철망시트(120)의 하부면 외곽은, 볼록프레임(170-FM)의 상부 수평면에 안착되어 안정되게 지지된다.
상기 철망시트(120)의 상부에는, 석유화학수지(POE, PP, PE 등)로 그물망이 형성되어 에어유동이 자유로운 에어넷매트(110)이 적층되고; 상기 에어넷매트(110)의 상부에는 상단커버(101)가 적층되며; 상기 에어넷매트(110)의 내부에는 복수개의 온도센서가 더 설치되어 온도를 감지하며, 감지된 에어넷매트(110)의 온도에 근거하여, 마스트컨트롤러의 전원을 온/오프할 수 있다.
상기 철망시트(120)의 하부 외곽은, 볼록프레임(170-FM)의 상부 수평면에 안착되어 안정되게 지지되어서, 철망시트(120) 상부에 적층되는 에어넷매트(110)의 꺼짐이나 상하 굴곡 현상을 방지하는 기능을 수행한다.
에어넷매트(110)는, 도 9b에 도시된 바와 같이, 사용자의 허리를 지지해 줄 수 있고 젖병 재료로도 쓰이는 폴리올레핀 엘라스토머(POE), PP, PE 등을 재료로 하여, 와이어를 형성한 후, 상기 와이어를 엮고, 인접하는 와이어를 서로 열압착하여 제작된 육면체의 매트이다.
상기와 같이 제작된 에어넷매트(110)은 내부가 그물망 구조로 되어, 통기성이 탁월하다.
도 6a, 6b, 도 2에 도시된 바와 같이, 스프링유니트(130-SU)에는;
다수의 장구형단위스프링(130-SPR)이 동일한 가상수평면상에서 직립하여 각각 나열되고;
스프링유니트(130-SU)의 내부에는 다수의 체결선(130-FWR)이 설치되어 있다.
상기와 같이, 스프링의 형상을, 스프링의 허리 부분을 잘록하게 함으로써, 즉
장구형으로 함으로써, 스프링의 탄성력과 복원력이 우수하게 되고, 내구성도 뛰어나게 되어, 스프링의 수명을 길게 할 수 있을 뿐만 아니라, 장구형단위스프링(130-SPR)과 장구형단위스프링(130-SPR)간을 체결하는 것이 쉽고, 또한, 다수의 체결선(130-FWR)과 장구형단위스프링(130-SPR)간을 서로 결합하는 것도 용이하며, 또한 장구형단위스프링(130-SPR)을 상부가이드철선(130-UGW)과 하부가이드철선(130-BGW)에 결합하는 것이 용이하게 되어, 결국 스프링유니트(130-SU)의 전체 결합구조가 견고하면서도, 탄력성이 우수하고, 컴팩트한 구조의 스프링유니트(130-SU)의 제작이 가능하게 되고, 스프링유니트(130-SU)의 손상을 최소화할 수 있는 탁월한 효과가 있다.
또한, 장구형단위스프링(130-SPR)의 형상을 장구형으로 함으로써, 즉, 직립된 스프링의 허리가 오목한 장구형이 되어, 직립되는 2개의 스프링이 접하게 되면, 상기 오목한 부위는 2개의 스프링간에 마찰이 발생하지 않게 되고, 결국 장구형단위스프링(130-SPR)간에 마찰이 최소화되어, 매트리스에서 발생되는 소음을 최소화할 수 있는 우수한 효과도 있다.
상기와 같이, 장구형단위스프링(130-SPR)은, 인접하는 타 장구형단위스프링(130-SPR)과 체결선(130-FWR)에 의해 상호 연결 결합되는 동시에, 다수의 장구형단위스프링(130-SPR)은 체결선(130-FWR)과 각각 결합된다.
상기 체결선(130-FWR)은, 다수의 장구형단위스프링(130-SPR)의 상부와 하부의 위치에 모두 설치될 수 있다.
상기 가상수평면상에 나열된 다수의 장구형단위스프링(130-SPR)의 집합체의 상단부 외곽을 가이드 지지하는 상부가이드철선(130-UGW)을 구비하며;
상기 상부가이드철선(130-UGW)에, 다수의 장구형단위스프링(130-SPR)의 상단 일측이 체결수단(130-FIX)에 의해 각각 결합될 수 있다.
상기 가상수평면상에 나열된 다수의 장구형단위스프링(130-SPR)의 집합체의 하단부 외곽을 가이드 지지하는 하부가이드철선(130-BGW)을 더 구비하며(도 2 참조);
상기 하부가이드철선(130-BGW)에, 다수의 장구형단위스프링(130-SPR)의 하단 일측이 체결수단에 의해 각각 결합된 구조를 포함하고 있는 것을 특징으로 스마트 매트리스를 제안하고자 한다.
도 2, 도 6a, 6b에 도시된 바와 같이, 스프링유니트(130-SU)는, 다수의 장구형단위스프링(130-SPR), 에어유동분리판(131), 상부가이드철선(130-UGW), 하부가이드철선, 체결선(130-FWR), 체결수단(130-FIX) 등을 포함하고 있다.
도 2, 도 6a에 나타나 있는 스프링유니트(130-SU)는,
스프링유니트(130-SU)를 길이방향으로 양분하여, 스프링유니트(130-SU)의 내부 중앙에 직립하여 설치되는 에어유동분리판(131)이 형성된다.
상기 에어유동분리판(131)은, 보조컨트롤러(200)가 설치된 폭방향 볼록프레임(170-WFM)의 내부면에 밀착되어 설치된다.
그리고, 도 3a에 나타난 바와 같이, 보조컨트롤러(200)가 설치된 폭방향 볼록프레임(170-WFM)과, 안착공간(100MU-SP)을 사이에 두고, 마주보고 형성된 볼록프레임(170-WFM)의 내부벽과, 에어유동분리판(131)의 단부 사이에는 에어가 유동할 수 있는 에어통과로(APR)가 형성된다.
즉, 도 3a, 도6a에 나타난 바와 같이, 스프링유니트(130-SU)는, 스프링유니트(130-SU)를 길이방향으로 양분하여, 스프링유니트(130-SU)의 내부 중앙에 직립하여 설치되는 에어유동분리판(131)이 형성되고;
에어유동분리판(131)의 길이(SL)는, 스프링유니트(130-SU)의 길이(LLL)보다 짧고,
상기 에어유동분리판(131)의 일측은, 보조컨트롤러(200)가 설치된 폭방향 볼록프레임(170-WFM)의 내부면에 밀착되게 설치되어,
스프링유니트(130-SU)에는, 스프링유니트의 폭방향으로 에어가 유동할 수 있는 에어유동통과로(APR)가 구비된다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 구조에 의해 송풍팬(181)으로 유입된 에어는, 스프링유니트(130-SU)의 길이방향으로 형성된 에어유입유동로(L-APR)를 따라 이동한 후,
에어유동분리판(131)이 미설치된 에어유동통과로(APR)를 따라 우회전하고, 에어유동통과로(APR)를 통과한 에어는 다시 우회전하여, 스프링유니트(130-SU)의 길이방향으로 형성된 에어배출유동로(L-APB)를 따라 이동하여, 제2 고정케이스(180-2)를 통과하여, 에어는 매트리스 외부로 배출될 수 있다.
상기 에어유동통과로(APR)는, 송풍팬(181)으로 유입된 에어가 스프링유니트(130-SU)의 폭방향으로 에어가 유동하는 통과로이다.
도3a에 도시된 다수의 화살표을 따라 송풍팬에 의해 공급된 공기는 강제대류 현상에 의해, 에어넷매트(110) 상부의 이 매트리스 사용자의 체온에서 발산하는 열기를 빼앗아서 매트리스 외부로 배출될 수 있는 것이다.
도 2, 도 3 및 도 5에 나타난 바와 같이,
스펀지베이스(170)는, 평면도상 직사각형의 바닥시트(170-BS)가 구비되고;
상기 바닥시트(170-BS)의 외곽을 따라 상부로 돌출된 볼록프레임(170-FM)이 형성되고; 상기 볼록프레임(170-FM)은, 스펀지베이스의 길이방향(170-LD)으로 형성된 한 쌍의 길이방향 볼록프레임(170-LFM)과, 스펀지베이스의 폭방향(170-WD)으로 형성된 한 쌍의 폭방향 볼록프레임(170-WFM)을 포함하고 있다.
한 쌍의 폭방향 볼록프레임(170-WFM) 중에서, 일측 폭방향 볼록프레임(170-WFM)에는, 송풍유니트(180-UNT)의 설치통로(170-PUR)와 제2고정케이스(180-2)의 설치통로(170-FCR)가 폭방향 볼록프레임을 관통하여 형성되며;
송풍유니트(180-UNT)의 설치통로(170-PUR)와, 제2고정케이스(180-2)의 설치통로(170-FCR)의 사이에는, 보조컨트롤러(200)의 설치홈(170-BCH)이 형성된 폭방향 볼록프레임(170-WFM)이 형성된다.
상기와 같이, 바닥시트(170-BS)의 외곽을 따라 상부로 돌출된 볼록프레임(170-FM)이 형성된 스펀지베이스(170)의 구조에 의해 외부로 열이 버려지지 않고, 열효율이 높은 매트리스의 구조가 완성될 수 있는 것이다.
즉, 도 2, 도 3에 도시된 바와 같이, PTC면상필름히터(150)에서 발열되는 열은, 볼록프레임(170-FM)으로 둘러싸는 내부공간인 안착공간(100MU-SP)에서 외부로 유출되지 않고, 매트리스 상부로 발산되어, 매트리스의 난방을 매우 효율적으로 가능하게 되어, 결국, 에너지 효율이 탁월한 매트리스의 제작이 가능하게 된다.
한편, 본 발명은, 수면을 취하는 매트리스 사용자의 움직임을 레이다센서로 항상 측정하여, 마스터 컨트롤러(300)가 수집 분석하고, 일정시간 이상 수면을 취하는 매트리스 사용자의 움직임이 감지되지 않을 때는, 마스터 컨트롤러(300)는 휴대폰의 앱으로 긴급 신호를 전송하여, 휴대폰의 앱에 사전에 녹음 및 기록·저장된 비상호출 음성 및 문자를 지인 또는 119에 자동 발신할 수 있다.
한편, 상기 기재와 같이, 본 발명의 매트리스(100)는, 모듈화된 다수의 부품으로 이루어지고; 상기 모듈화된 다수의 부품들은, 볼트나 너트의 조립없이, 모듈화된 다수의 부품들을 서로 끼워 맞추거나, 모듈화된 부품 상면에 다른 모듈화된 부품을 적층시키는 것으로만 매트리스의 컴팩트하게 조립이 가능하며, 분해도 당기거나 들어서 쉽게 분해가 가능하고, 분해된 세부 부품마다 쉽게 청소 및 세척이 가능하다는 탁월한 특징 및 장점이 있다.
또한, 본 발명은 타 실시예로, 평면도상 직사각형의 시트 외곽을 따라 상부로 돌출된 볼록프레임(170-FM)이 구비되고, 상기 볼록프레임(170-FM)에는, 송풍팬(181)이 설치되어 있고; 돌출된 볼록프레임(170-FM)으로 둘러싸져서 형성된 공간 내부에는 다수의 스프링이 안치된 것을 특징으로 하는 스마트 매트리스일 수 있다.
그리고 본 발명은, 도 10에 도시된 바와 같이, 스펀지 베이스(170)를 병렬로 나란히 배치시켜 2인용 스마트 매트리스로 할 수 있다.
2인용 스마트 매트리스로 할 경우에는, 스프링유니트(130-SU)가 2개로 되고,
황토목분시트(140), PTC면상필름히터(150), 단열재시트(160)도 각각 2장이고, 마스터 컨트롤러(300), 보조컨트롤러(200)도 2개가 된다.
그리고, 상단커버(101), 에어넷매트(110), 철망시트(120), 하단커버(102) 등의 폭이 2인용 스펀지베이스의 폭에 대응하여 넓어지게 된다.
그리고, 본 발명은 도 9a에 도시된 바와 같이, 또 다른 실시 예로 아래와 같이 실시 할 수도 있다.
에어넷매트(110)의 하부에, 교량형의 탄소섬유강화형틀(700)을 삽입하여, 에어넷매트(110)의 길이 방향으로 설치하고;
탄소섬유강화형틀(700)의 상부에는, 탄소섬유강화형틀(700)의 내외부간을 관통하는 에어유통공(700-AP)이 다수 형성되며;
탄소섬유강화형틀(700)의 내부에는 황토목분바(700GBT)를 삽입하여 설치하고;
상기 황토목분바(700GBT)는, 황토봉(700G)의 외주에 목분(700T)을 코팅한 것이며;
상기 목분(700T)은, 참나무, 소나무, 편백나무, 측백나무의 가루가 혼합된 것을 특징으로 하는 스마트 매트리스로 실시 할 수 있다.
상기 탄소섬유강화형틀(700)은, 고강도의 탄소섬유(Carbon fiber)와 플라스틱 수지(Plastic matrix)로 구성된 복합소재로, 일반적인 금속소재와 비교하면 밀도는 1/4 이하지만, 강도는 2배 이상인 특징을 가지고 있다.
에어넷매트(110)는, 철망시트(120)가 에어넷매트(110) 하부를 지지하고 있으나, 에어넷매트(110)의 높이(HA)를 높게 형성할 경우에는, 에어넷매트(110)의 특정 부위가 매트리스 사용자의 체중에 의해 하부로 꺼지는 현상이 발생 될 수 있다.
상기 꺼짐 현상을 방지하기 위해서, 상기와 같이 탄소섬유강화형틀(700)을 에어넷매트(110) 하부에 설치하면서 동시에, 탄소섬유강화형틀(700) 내부에는 황토목분바(700GBT)를 설치하여, 수면을 취하는 매트리스 사용자의 건강에 도움을 줄 수 있다.
한편, 황토목분바(700GBT)는 탄소섬유강화형틀(700) 내부에 삽입된 상태에서 있으므로, 황토목분바(700GBT)의 하부는 철망시트(120) 또는 스프링유니트(130-SU)에 의해 지지될 수 있다.
본 발명의 스마트 매트리스에는, 실시예에 따라서, 황토목분바(700GBT)와 탄소섬유강화형틀(700)을 구비시키지 않고, 황토목분시트(140)만 구비시킬 수 있고, 황토목분시트(140)와 황토목분바(700GBT), 탄소섬유강화형틀(700)을 함께 구비시킬 수도 있다.
아울러, 본 발명은, 탄소섬유강화형틀(700)과 철망시트(120)를 함께 설치할 수 있고, 탄소섬유강화형틀(700)이나 철망시트(120) 중 그 중 어느 1개만 선택하여 설치하여도 된다.
그리고, PTC면상필름히터(150)에서 발열되는 열량에 의해, 황토목분바(700GBT) 내부의 황토를 가열시키면 원적외선이 나오는데, 상기 원적외선은 탄소섬유강화형틀(700)의 상부에 형성된 에어유통공(700-AP)를 통과하여, 매트리스 상부로 이동되어, 이 원적외선은 이 매트리스에서 수면을 취하는 사용자 세포의 생리작용을 활발하게 하고, 열에너지를 발생시켜 유해 물질을 방출하는 광전효과가 있으며, 사용자의 혈관을 이완시켜 주는 효과가 있다.
또한, 목분에서 나오는 향기는 수면을 취하는 매트리스 사용자에게 삼림욕의 효과를 줄 수 있다.
100 : 매트리스 101 : 상단커버
102 : 하단커버 110 : 에어넷매트
120 : 철망시트 130-SPR : 장구형단위스프링
131 : 에어유동분리판 140 : 황토목분시트.
150 : PTC면상필름히터. 151 : 전원 케이블
160 : 단열재시트 170 : 스펀지베이스
180-1 : 제1고정케이스 181 : 송풍팬
182 : 커넥터 케이블 183 : 에어필터
200 : 보조컨트롤러 201: 전원케이블
300 : 마스터 컨트롤러 301: 전원케이블
102 : 하단커버 110 : 에어넷매트
120 : 철망시트 130-SPR : 장구형단위스프링
131 : 에어유동분리판 140 : 황토목분시트.
150 : PTC면상필름히터. 151 : 전원 케이블
160 : 단열재시트 170 : 스펀지베이스
180-1 : 제1고정케이스 181 : 송풍팬
182 : 커넥터 케이블 183 : 에어필터
200 : 보조컨트롤러 201: 전원케이블
300 : 마스터 컨트롤러 301: 전원케이블
Claims (7)
- 수면을 취하는 매트리스 사용자 주변의 온도와 습도와 조명과 소음을 감지하고, 수면을 취하는 매트리스 사용자의 움직임을 감지하는, 마스터 컨트롤러(300)가 구비되며;
상기 온도는 온도센서로, 상기 습도는 습도센서로, 상기 조명은 조도센서로, 소음은 소음센서로, 상기 매트리스 사용자의 움직임은 레이다센서로 측정하여, 1차데이터를 마스터 컨트롤러(300)가 수집하며;
마스터 컨트롤러(300)는 1차데이터를 분석하고, 1차데이터를 핸드폰의 앱(App)과 웹 서버에 전송, 앱에서 사용자의 수면패턴그래프를 확인하며;
상기 마스터 컨트롤러(300)는 매트리스(100)가 위치된 실내의 벽 또는 매트리스 사용자의 머리맡에 설치되고;
상기 매트리스(100)는, 하단커버(102) 및 전도성 선이 배치된 상단커버(101)가 구비되며;
상기 하단커버(102)의 상부에 삽입되어, 하단커버(102)의 내부에 안착되는 스펀지베이스(170)가 구비되고, 상기 스펀지베이스(170)의 재질은 스펀지이며;
상기 스펀지베이스(170)에는 안착공간(100MU-SP)이 형성되고, 상기 안착공간(100MU-SP)의 외곽을 둘러싸는 직립 돌출된 볼록프레임(170-FM)이 형성되며;
상기 안착공간(100MU-SP)에는, 안착공간적층유니트(100MU)가 삽입되어 안착되고;
상기 볼록프레임(170-FM)의 상부는 수평면이며;
상기 마스터 컨트롤러(300)와 통신하여, 앱상 매트리스 이용자의 최적의 수면 패턴그래프에 따라, 상기 안착공간적층유니트(100MU)에 구비된 PTC면상필름히터(150)의 온도를 컨트롤하는 보조컨트롤러(200)가 구비되고;
또한, 상기 보조컨트롤러(200)는, 마스터 컨트롤러(300)와 통신하여, 앱상 매트리스 이용자의 최적의 수면패턴그래프에 따라, 스펀지베이스(170)의 볼록프레임(170-FM)에 삽입 설치되어, 매트리스 내부로 에어를 공급할 수 있는 송풍팬(181)의 회전속도를 컨트롤 하며;
상기 안착공간적층유니트(100MU)는;
단열재시트(160)의 상부에 PTC면상필름히터(150)이 적층되고, 상기 PTC면상필름히터(150)의 상부에 황토목분시트(140)가 적층되며, 황토목분시트(140)의 상부에 스프링유니트(130-SU)가 적층된 구조이고;
상기 스프링유니트(130-SU)의 상부에는 철망시트(120)가 적층되고, 상기 철망시트(120)의 외곽은, 볼록프레임(170-FM)의 상부 수평면에 안착되어 지지되며;
상기 철망시트(120)의 상부에는, POE수지로 그물망이 형성되어 에어유동이 자유로운 에어넷매트(110)가 적층되고;
상기 에어넷매트(110)의 상부에는 상단커버(101)가 적층되며;
상기 에어넷매트(110)의 내부에는 복수개의 온도센서가 더 설치되어 온도를 감지하며, 감지된 에어넷매트(110)의 온도에 근거하여, 마스터컨트롤러(300)는 보조컨트롤러(200)를 통하여 PTC면상필름히터(150)의 온도를 컨트롤 할 수 있고;
상기 스프링유니트(130-SU)에는;
다수의 장구형단위스프링(130-SPR)이 동일한 가상수평면상에서 직립하여 각각 나열되고;
스프링유니트(130-SU)의 내부에는 다수의 체결선(130-FWR)이 설치되어 있으며;
상기 장구형단위스프링(130-SPR)은, 인접하는 타 장구형단위스프링(130-SPR)과 체결선(130-FWR)에 의해 상호 연결 결합되는 동시에 다수의 장구형단위스프링(130-SPR)은 체결선(130-FWR)과 각각 결합되고;
상기 가상수평면상에 나열된 다수의 장구형단위스프링(130-SPR)의 집합체의 상단부 외곽을 가이드하고 지지하는 상부가이드철선(130-UGW)을 구비하며;
상기 상부가이드철선(130-UGW)에, 다수의 장구형단위스프링(130-SPR)의 상단 일측이 체결수단(130-FIX)에 의해 각각 결합되고;
상기 가상수평면상에 나열된 다수의 장구형단위스프링(130-SPR)의 집합체의 하단부 외곽을 가이드하고 지지하는 하부가이드철선(130-BGW)을 더 구비하며;
상기 하부가이드철선(130-BGW)에, 다수의 장구형단위스프링(130-SPR)의 하단 일측이 체결수단에 의해 각각 결합된 구조를 포함하고;
상기 스펀지베이스(170)는, 평면도상 직사각형의 바닥시트(170-BS)가 구비되고;
상기 바닥시트(170-BS)의 외곽을 따라 상부로 돌출된 볼록프레임(170-FM)이 형성되고;
상기 볼록프레임(170-FM)은, 스펀지베이스의 길이방향(170-LD)으로 형성된 한 쌍의 길이방향 볼록프레임(170-LFM)과, 스펀지베이스의 폭방향(170-WD)으로 형성된 한 쌍의 폭방향 볼록프레임(170-WFM)을 포함하고;
한 쌍의 폭방향 볼록프레임(170-WFM) 중에서, 일측 폭방향 볼록프레임(170-WFM)에는, 송풍유니트(180-UNT)의 설치통로(170-PUR)와 제2고정케이스(180-2)의 설치통로(170-FCR)가 폭방향 볼록프레임을 관통하여 형성되며;
송풍유니트(180-UNT)의 설치통로(170-PUR)와, 제2고정케이스(180-2)의 설치통로(170-FCR)의 사이에는, 보조컨트롤러(200)의 설치홈(170-BCH)이 형성된 폭방향 볼록프레임(170-WFM)이 형성되고;
상기 송풍유니트(180-UNT)는, 제1고정케이스(180-1), 에어필터(183), 송풍팬(181)으로 이루어지고;
상기 제1고정케이스(180-1)는, 종단면의 외형이 4각형이고, 내부에 중공이 연속 형성되어 횡방향으로 에어가 통과할 수 있는 배관이며;
상기 제1고정케이스(180-1)는, 대폭고정케이스(180-1LR)과 소폭고정케이스(180-1SM)가 횡방향으로 동일 수평면상에서 직렬로 연통연결되고;
대폭고정케이스(180-1LR)의 폭(BB)은, 소폭고정케이스(180-1SM)의 폭(bb)보다 크며(BB 〉bb);
대폭고정케이스(180-1LR)의 높이(h1)와, 소폭고정케이스(180-1SM)의 높이(h2)는 동일(h1=h2)하고;
대폭고정케이스(180-1LR)의 길이(LL)와, 소폭고정케이스(180-1SM)의 길이(SS)도 동일(LL=SS)하며;
대폭고정케이스(180-1LR)와, 소폭고정케이스(180-1SM)가 서로 연통연결되면서 접하는 접면에는 좌우로 단차(180-Step)가 각각 형성되며;
송풍팬(181)은, 소폭고정케이스(180-1SM)의 내부에 억지끼움되어 고정되고,
에어필터(183)는, 대폭고정케이스(180-1LR)의 내부에 삽입되고, 에어필터(183)의 외곽이 좌우의 단차(180-Step)에 접하여 고정되며;
제1고정케이스(180-1)가 삽입되어 설치되는, 스펀지베이스(170)에 형성된 송풍유니트(180-UNT)의 설치통로(170-PUR)에도, 제1고정케이스(180-1)의 좌우에 형성된 단차(180-Step)에 대응되는 제2 단차(170-Step)가, 송풍유니트(180-UNT)의 설치통로(170-PUR)의 좌우에 형성된 폭방향볼록프레임(170-WFM)에도 형성된 것을 특징으로 하는 스마트 매트리스.
- 삭제
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- 제1항에 있어서,
상기 스프링유니트(130-SU)는, 스프링유니트(130-SU)를 길이방향으로 양분하여, 스프링유니트(130-SU)의 내부 중앙에 직립하여 설치되는 에어유동분리판(131)이 형성되고;
에어유동분리판(131)의 길이(SL)는, 스프링유니트(130-SU)의 길이(LLL)보다 짧고,
상기 에어유동분리판(131)의 일측은, 보조컨트롤러(200)가 설치된 폭방향 볼록프레임(170-WFM)의 내부면에 밀착되게 설치되어,
스프링유니트(130-SU)에는, 스프링유니트의 폭방향으로 에어가 유동할 수 있는 에어유동통과로(APR)가 구비된 것을 특징으로 하는 스마트 매트리스.
- 삭제
- 삭제
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