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KR20240096946A - Customized cervical pillow using 3D printing technology and its manufacturing method - Google Patents

Customized cervical pillow using 3D printing technology and its manufacturing method Download PDF

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Publication number
KR20240096946A
KR20240096946A KR1020220177723A KR20220177723A KR20240096946A KR 20240096946 A KR20240096946 A KR 20240096946A KR 1020220177723 A KR1020220177723 A KR 1020220177723A KR 20220177723 A KR20220177723 A KR 20220177723A KR 20240096946 A KR20240096946 A KR 20240096946A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pillow
customized
cervical
user
cervical spine
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Application number
KR1020220177723A
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Korean (ko)
Inventor
김지민
Original Assignee
김지민
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Publication date
Application filed by 김지민 filed Critical 김지민
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Abstract

3D 프린터를 이용한 사용자 맞춤형 경추베개 및 그 제조방법이 개시된다. 3D 프린터를 이용한 개인 맞춤형 경추베개는, 길이방향(L)의 길이가 폭방향(W)의 길이보다 상대적으로 긴 장방형으로 형성되어 바닥에 수평배치되는 베게베이스에 연결되는 후두부받침부; 상기 후두부받침부 하단에 위치하여 경추의 c-curve를 지지하도록 하는 곡면을 형성하는 경추받침부; 상기 받침부의 양측에 각각 구비되되 상기 받침부의 상면보다 높이 돌출된 힐부를 포함하는 베개베이스;를 포함하며, 각 개인의 신체구조를 석고붕대를 이용하여 본을 떠 개인 맞춤형으로 제작된다. 또한 전체 다공성 켈빈셀 구조를 채택하여 배게가 사출된다. A user-customized cervical pillow using a 3D printer and its manufacturing method are disclosed. A personalized cervical pillow using a 3D printer includes an occipital support portion formed in a rectangular shape in which the length in the longitudinal direction (L) is relatively longer than the length in the width direction (W) and connected to a pillow base placed horizontally on the floor; A cervical spine support unit located at the bottom of the occipital support unit and forming a curved surface to support the c-curve of the cervical spine; It includes a pillow base provided on both sides of the support unit and including a heel portion that protrudes higher than the upper surface of the support unit, and is custom-made by modeling the body structure of each individual using a plaster bandage. Additionally, the pillow is injected using a fully porous Kelvin cell structure.

Description

3D 프린팅 기술을 활용한 맞춤형 경추베개 및 그 제조방법{Customized cervical pillow using 3D printing technology and its manufacturing method}Customized cervical pillow using 3D printing technology and its manufacturing method}

본 발명은 3D 프린팅 기술을 활용한 사용자 맞춤형 경추베개 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 사용자의 후두부와 경추를 석고로 본 뜬 형상을 3D 모델링하고, 이를 다공성 허니콤 구조를 채택한 외부 골격에 접합시켜 3D 프린터로 출력하여, 사용자의 체형에 따른 최적의 높이와 각도를 제공하며 훌룡한 열 순환성을 나타내는, 3D 프린터를 이용한 개인 맞춤형 경추베개 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a user-customized cervical pillow using 3D printing technology and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a user-customized cervical pillow using 3D printing technology and a method of manufacturing the same. More specifically, the occiput and cervical spine of the user are 3D modeled using plaster, and this is placed on an external skeleton adopting a porous honeycomb structure. It relates to a personalized cervical pillow using a 3D printer that is bonded and printed with a 3D printer to provide the optimal height and angle according to the user's body type and exhibits excellent heat circulation, and a method of manufacturing the same.

일반적으로, 7개의 등골뼈로 구성되어 C자형을 이루는 척추의 최상부를 경추(Cervical vertebrae)라 하며, 이러한 경추의 형상은 평소 생활 습관이나 업무 환경, 경추 부위의 근육 발달량 등에 따라 차츰 변형되어 목디스크, 거북목 증후군(Turtle neck syndrome) 등의 증상이 나타날 수 있다.In general, the uppermost part of the spine, which is made up of seven vertebrae and forms a C shape, is called the cervical vertebrae. The shape of the cervical spine gradually changes depending on lifestyle habits, work environment, muscle development in the cervical region, etc., resulting in cervical disc herniation. Symptoms such as turtle neck syndrome may appear.

이와 같이 경추의 변형이 발생하거나 개인마다 각기 다른 경추의 형상을 고려하지 않은 일반 베개를 사용하는 경우에는 수면시 베개가 목을 받쳐주는 각도가 권장범위를 벗어나게 되어 목 근육과 경추에 악영향이 발생할 수 있고, 혈액순환에도 방해가 될 수 있으며, 이는 곧 만성통증, 수면장애 등으로 이어져 일상생활에 불편함을 야기하게 된다.In this way, if a deformation of the cervical spine occurs or a general pillow is used that does not take into account the shape of the cervical spine, which varies from person to person, the angle at which the pillow supports the neck during sleep may fall outside the recommended range, which may have a negative effect on the neck muscles and cervical spine. It can also interfere with blood circulation, which can lead to chronic pain, sleep disorders, etc., causing discomfort in daily life.

따라서, 최근에는 일명 ‘경추 베개’라 지칭되는 다양한 형상의 맞춤형 베개가 각광받고 있으며, 이러한 맞춤형 베개에 관련된 종래의 발명으로는 각기 다른 사용자들의 두부 또는 경추 형상에 부합하는 베개를 제공하기 위해 3D 스캐닝 혹은 X-ray 촬영기법을 사용하나 위 방법의 측정 방식과 장비의 구비 등의 실효성 문제가 야기된다. Therefore, recently, customized pillows of various shapes, so-called 'cervical pillows', have been in the spotlight, and conventional inventions related to such customized pillows include 3D scanning to provide pillows that match the head or cervical spine shapes of different users. Alternatively, X-ray imaging techniques are used, but problems with the effectiveness of the above methods arise, such as the measurement method and equipment availability.

인체 두부를 3D 스캐닝할 경우, 내장된 패턴 형태의 빛을 쏴서 굴곡 등을 감지하는 광학 스캐너 특성상 어두운 색은 빛을 흡수하기 때문에 스캐닝하기에 불리한 조건이며 움직임이 조금이라도 허용되지 않는데 사람을 모델로 하다 보니 미세한 움직임을 막는데에 어려움이 있었다.When 3D scanning the human head, due to the nature of the optical scanner that detects bends, etc. by emitting light in the form of a built-in pattern, dark colors are unfavorable conditions for scanning because they absorb light, and no movement is allowed at all, so a person is used as a model. I found it difficult to block small movements.

또한, 종래의 경추베개는 충전재로 솜, 라텍스, 메모리폼(memory foam) 등이 이용되어 머리와 목을 편안하게 감싸지만, 통풍과 제습이 원활하지 못하고, 체열을 흡수하여 시원해야할 머리가 뜨거워지는 등 수면위생에 기여하지 못하며, 세탁이 간편하지 못하다는 문제점이 존재하였다.In addition, conventional cervical pillows use fillings such as cotton, latex, and memory foam to comfortably cover the head and neck, but ventilation and dehumidification are not smooth, and the head, which should be cool, absorbs body heat and becomes hot. There were problems such as not contributing to sleep hygiene and not being easy to wash.

따라서, 경추의 변형이 발생하였거나 경추의 형상을 고려하지 않은 일반 베개의 사용으로 인한 만성통증, 수면장애 등의 문제를 해결함과 동시에 상기와 같은 종래 발명들의 문제점들을 해결하여 사용자의 경추 형상을 고려한 맞춤형 베개를 제공할 수 있는 제조방법에 관한 발명이 요구되는 실정이다.Therefore, it solves problems such as chronic pain and sleep disorders caused by deformation of the cervical spine or use of a general pillow that does not take into account the shape of the cervical spine, and at the same time solves the problems of the above-described conventional inventions, taking into account the shape of the user's cervical spine. There is a need for an invention regarding a manufacturing method that can provide customized pillows.

대한민국 공개특허 공개번호 10-2016284의 “사용자 맞춤형 베개 및 그 제조방법”에는 사용자의 경추 또는 두부 중 적어도 어느 하나를 지지하는 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 맞춤형 베개를 제시하고 있는데, 사용자의 두부를 스캐닝하여, 이를 컴퓨터에 입력하여 패드 형태로 제작한다. 상기 구조는, 패드가 베개에서 탈착될 위험성이 존재하였으며 라텍스 혹은 합성수지 재질로 제작되어 통풍과 제습이 원활하지 못하다는 문제점이 있다.Korean Patent Publication No. 10-2016284, “Customized Pillow and Method of Manufacturing the Same,” proposes a customized pillow characterized by including a pad that supports at least one of the user's cervical spine or head. is scanned, entered into a computer, and produced in the form of a pad. With the above structure, there was a risk of the pad being detached from the pillow, and since it was made of latex or synthetic resin, there was a problem in that ventilation and dehumidification were not smooth. 대한민국 공개특허 공개번호 10-1645927의 “2 in 1 테크니컬 교체식 인체공학 베개”에는 덮개베게부가 서로 다른 두부 안착높이, 서로 다른 상부 구조 또는 서로 다른 고유기능을 구비한 복수의 규격을 가지며, 사용자의 선택에 따라 어느 하나가 상기 베이스 베개부에 끼움결합되면서 교체 사용되는 것을 특징으로 하는 인체공학 베개를 제시한다. 그러나 상기의 발명은 3차원의 곡선과 곡면으로 형성되지 않음으로, 잠자는 자세를 바꾸거나 하룻밤 20~30회를 뒤척이면서 숙면하게 되면, 머리와 어깨의 운동 작용으로 베개가 몸에서 이탈하거 나, 사소한 뒤척임에도 올바른 자세로 되돌아 안착하지도 않으며, 통풍과 제습이 원활하지 못하다는 문제점이 있다.In the “2 in 1 Technical Replaceable Ergonomic Pillow” of Korean Patent Publication No. 10-1645927, the cover pillow part has a plurality of specifications with different head seating heights, different upper structures, or different unique functions, and is designed to accommodate the user's needs. An ergonomic pillow is presented, which is characterized in that one of the pillows is used interchangeably while being fitted into the base pillow part depending on the selection. However, the above invention is not formed with three-dimensional curves and surfaces, so when you change your sleeping position or sleep soundly while tossing and turning 20 to 30 times a night, the pillow may move away from the body due to the movement of the head and shoulders, or minor damage may occur. Even if you toss and turn, it does not return to the correct posture and has problems with poor ventilation and dehumidification. 대한민국 공개특허 공개번호 10-2018-0052447의 "3D 프린터를 이용한 개인 맞춤형 견갑골 고정 베개 및 그 제조방법“에는 3D 프린터를 이용한 개인 맞춤형 견갑골 고정베개 및 그 제조방법이 제시되어, 각기 다른 사용자의 신체사이즈를 고려하여 각 사용자의 목의 형상에 대응하도록 목 받침부를 형성하여, 경추를 안정적으로 지지함은 물론 경추부의 긴장을 이완시키게 될 뿐만 아니라 일자목이나 거북목을 예방하고 교정할 수 있다. 그러나 상기 기술은, 인체 3D 스캐닝의 어려움과, 머리 온도가 상승해 수면의 질이 하락한다는 문제점이 있다.In Korean Patent Publication No. 10-2018-0052447, “Personally customized scapula fixation pillow using a 3D printer and method of manufacturing the same,” a personalized scapula fixation pillow using a 3D printer and its manufacturing method are presented, allowing the body size of each user to be different. By forming a neck support portion to correspond to the shape of each user's neck, it not only stably supports the cervical spine and relieves tension in the cervical spine, but also prevents and corrects straight neck or turtle neck. However, this technology has the problem of difficulty in 3D scanning the human body and a decrease in sleep quality due to increased head temperature.

 국제학술지 수면연구저널 2009.3월호에서 (Journal of Sleep Research International Journal of Sleep Research March 2009)'베개가 인체에 미치는 영향에 대한 생/의학적 연구자료'와 '문헌' 중, 코골이와 수면무호흡의 완화를 위한 수면자세에서 높이와 각도를 제시하고 있는데, 피실험인에게 맞춤베개를 제공하지 않은 조건에서 얻어진 높이와 각도의 수치로서 명확하지 않다는 문제점이 있다. In the Journal of Sleep Research International Journal of Sleep Research March 2009, among the 'biological/medical research data on the effects of pillows on the human body' and 'literature', the alleviation of snoring and sleep apnea was mentioned. The height and angle are presented in the sleeping posture, but there is a problem in that the height and angle values obtained under the condition that a customized pillow was not provided to the test subject are not clear.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 사용자의 후두부 및 경추를 석고로 본 떠 인체 스캐닝의 불리한 점을 해결하고자 하였으며, tetrakaidecahedron의 단위 셀(unit cell)이 규칙적으로 3차원 배열된 Kelvin-open cell 구조를 채택하여 열 순환도를 개선하여 두부 온도가 상승되는 것을 방지하였으며, 사용자의 경추 및 후두부를 스캐닝한 정보를 베개와 접합한 하나의 파일로 프린팅하여 패드가 탈착되지 않고 모든 지점에서 균일한 구조를 가진 베개를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was created to solve the above problems, and was intended to solve the disadvantages of human body scanning by modeling the user's occiput and cervical spine in plaster, and the tetrakaidecahedron's unit cells are regularly arranged in three dimensions. By adopting a Kelvin-open cell structure, thermal circulation has been improved to prevent head temperature from rising, and the information scanned on the user's cervical spine and occiput is printed as a single file bonded to the pillow, preventing the pad from detaching and covering all points. The purpose is to provide a pillow with a uniform structure.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3D 프린팅 기술을 활용한 맞춤형 경추 베개 및 그 제조방법은, 길이방향(L)의 길이가 폭방향(W)의 길이보다 상대적으로 긴 장방형으로 형성되어 바닥에 수평배치되며, 중앙부에는 사용자의 후두부를 지지하도록 하향 오목한 곡면을 형성하는 후두부받침부(111); 상기 후두부받침부 하단에 위치하여 경추의 c-curve를 지지하도록 하는 곡면을 형성하는 경추받침부(112); 상기 받침부의 양측에 각각 구비되되 상기 받침부의 상면(120)보다 높이 돌출된 힐부를 포함하는 베개베이스(110);를 포함한다.The customized cervical pillow and its manufacturing method using 3D printing technology according to the present invention to achieve the above object are formed in a rectangular shape in which the length in the longitudinal direction (L) is relatively longer than the length in the width direction (W), so that the floor It is arranged horizontally, and the occipital support portion 111 forms a downwardly concave curved surface to support the user's occipital region in the central portion; A cervical spine support unit 112 located at the bottom of the occipital support unit and forming a curved surface to support the c-curve of the cervical spine; It includes a pillow base 110 provided on both sides of the support unit and including a heel portion that protrudes higher than the upper surface 120 of the support unit.

상기 후두부받침부는 베개베이스가 닿는 바닥으로부터 후두부의 가장 오목한 지점까지 직선으로 이었을 때 이루는 각도가 5도가 되도록 형성되는 것을 특징으로 한다. The occipital support portion is characterized in that it is formed so that the angle formed when drawn in a straight line from the floor where the pillow base touches to the most concave point of the occipital region is 5 degrees.

상기 경추받침부는 베개베이스가 닿는 바닥으로부터 경추의 가장 볼록한 지점까지 직선으로 이었을 때 이루는 각도가 14도가 되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.The cervical vertebrae support portion is characterized in that it is formed so that the angle formed when drawn in a straight line from the floor where the pillow base touches to the most convex point of the cervical vertebrae is 14 degrees.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 기술을 활용한 사용자 맞춤형 경추베개의 제조방법은, 사용자의 인체 데이터를 추출하는 단계; 상기 추출된 데이터를 Kevin-cell 구조의 베이스에 접합하는 단계; 상기 설계된 베개 형상을 프린팅하는 단계;를 포함한다.A method of manufacturing a user-customized cervical pillow using 3D printing technology according to an embodiment of the present invention to solve the above-described technical problem includes extracting the user's human body data; Concatenating the extracted data to the base of the Kevin-cell structure; It includes; printing the designed pillow shape.

상기 인체 데이터를 추출하는 단계는, 석고붕대를 사용하여 사용자의 경추 및 후두부의 본을 따는 단계; 및 완성된 석고를 3D 스캐닝하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The step of extracting the human body data includes taking a pattern of the user's cervical spine and occipital region using a plaster bandage; And 3D scanning the finished plaster.

상기 Kelvin-cell 구조의 베이스에 추출된 데이터를 접합하는 단계는, 미리 직육면체 프레임으로 제작된 샘플 중앙부에, 인체 데이터를 접목시키고, 연결부위를 매끄러운 곡선으로 처리하는 과정을 포함한다. The step of joining the extracted data to the base of the Kelvin-cell structure includes grafting the human body data to the center of the sample made in advance as a rectangular parallelepiped frame and processing the connection area into a smooth curve.

본 발명은 각기 다른 사용자의 신체사이즈를 고려하여 각 사용자의 목의 형상에 대응하도록 목 받침부를 형성하여, 경추를 안정적으로 지지함은 물론 경추부의 긴장을 이완시키게 될 뿐만 아니라 일자목이나 거북목을 예방하고 교정할 수 있다. The present invention takes into account the body size of each user and forms a neck support portion to correspond to the shape of each user's neck, so that it not only stably supports the cervical spine and relieves tension in the cervical spine, but also relieves straight neck or turtle neck. It can be prevented and corrected.

또한, 인체가 가장 편안함을 느끼는 경추와 후두부의 각도를 고려한 높이 설정이 수면의 질을 크게 향상시킬 수 있게 된다.Additionally, setting a height that takes into account the angle of the cervical spine and occiput where the human body feels most comfortable can greatly improve the quality of sleep.

또한, 개인 맞춤형 베개의 단위 구조체로 사용한 Kevin cell은 전 면이 개방되어 있는 구조 특성상 통기성이 뛰어나며, 이와 동시에 열과 습기 등의 발산이 쉬워 수면의 질을 크게 향상시킬 수 있게 된다.In addition, the Kevin cell used as the unit structure of the personalized pillow has excellent breathability due to its open front structure, and at the same time, it can easily dissipate heat and moisture, greatly improving the quality of sleep.

또한, 평소 잦은 세탁이 필요하며 세탁이 어려운 기존의 솜이나 메모리폼 베개에 비해 세탁주기가 길고 세탁이 간편한 플라스틱 재료를 사용하여, 사용자의 편리함을 도모한다.In addition, it promotes user convenience by using plastic materials that have a long washing cycle and are easy to wash compared to existing cotton or memory foam pillows that require frequent washing and are difficult to wash.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 기술을 활용한 사용자 맞춤형 베개의 전체 출력 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 후두부 및 경추받침부의 측면 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 Kevin-cell의 단위 unit를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 Kevin-cell의 unit셀을 이어붙여 설계된 직육면체 구조물이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 후두부 및 경추받침부의 정면 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 기술을 활용한 사용자 맞춤형 베개의 제조방법의 순서도이다.
도 7은 가장 편안함을 느끼는 베개의 각도를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 석고 스캐닝 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 파란색 부분에 필렛을 적용하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
Figure 1 is a photo of the overall output of a user-customized pillow using 3D printing technology according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a side cross-sectional view of the occipital region and the cervical spine support portion according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram for explaining the unit of Kevin-cell according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a rectangular parallelepiped structure designed by connecting unit cells of Kevin-cell according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a front cross-sectional view of the occipital region and the cervical spine support portion according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a flowchart of a method of manufacturing a customized pillow using 3D printing technology according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram to explain the angle of the pillow that feels most comfortable.
Figure 8 is a diagram for explaining the plaster scanning process.
Figure 9 is a diagram to explain the process of applying fillet to the blue part.

본 발명은 사용자의 경추 부위에 맞춰진 굴곡면을 갖는 베개를, 3D 프린팅 기술을 활용하여 제조하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로써, 본 발명의 핵심적인 특징인 3D 프린팅 기술을 활용하여 사용자의 경추 및 두부를 스캐닝 한 정보를 베개와 접합한 파일로 프린팅하는 과정과, 다공성 적층 구조인 켈빈셀 구조를 채택한 베개와, 사용자의 경추 및 두부 스캐닝 시석고를 발라 굳히는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method and device for manufacturing a pillow with a curved surface tailored to the user's cervical spine using 3D printing technology. The present invention relates to a method and device for manufacturing a pillow having a curved surface tailored to the user's cervical spine region, using 3D printing technology, which is a key feature of the present invention. It is characterized by including a process of printing the head scanned information into a file bonded to the pillow, a pillow adopting a porous laminated Kelvin cell structure, and a process of applying and hardening the user's cervical spine and head scanning plaster.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

[실시예 1][Example 1]

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 맞춤형 베개를 전체 구성을 설명한다.First, the overall configuration of a user-customized pillow according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 맞춤형 베개는 베이스(110)와, 상기 베이스에 선택적으로 결합되는(111),(112)를 포함할 수 있다.A user-customized pillow according to an embodiment of the present invention may include a base 110 and 111 and 112 selectively coupled to the base.

상기 후두부받침부(111)는 상기 베이스(110)의 중앙에 결합되어 사용자의 두개골의 후면을 지지하는 하향 오목한 곡면을 포함할 수 있으며, 상기 후두부받침부(111) 하단에는 경추의 c-curve를 지지하도록 하는 곡면을 형성하는 경추받침부(112)가 존재한다.The occipital support unit 111 may be coupled to the center of the base 110 and include a downwardly concave curved surface supporting the back of the user's skull, and the c-curve of the cervical spine may be formed at the bottom of the occipital support unit 111. There is a cervical support portion 112 that forms a curved surface for support.

상기 베이스(110)의 구조를 보다 상세하게 설명하겠다.The structure of the base 110 will be described in more detail.

상기 베이스(110)는 사용자의 뒤통수부터 경추 하단까지 안착되는 후두부 및 경추 굴곡면(120)와, 상기 안착부(120)의 양측에 각각 구비되어 상기 안착부(120)보다 높이 돌출된 힐부를 포함하는 베개베이스(110)이다. 또한, 길이방향(L)의 길이가 폭방향(W)의 길이보다 상대적으로 긴 장방형으로 형성되어 바닥에 수평배치되며 단위 unit-cell(21)이 결합되어 직육면체 구조(22)를 이루고 있다.The base 110 includes an occipital and cervical curved surface 120 that is seated from the back of the user's head to the bottom of the cervical spine, and a heel portion provided on both sides of the seating portion 120 and protruding higher than the seating portion 120. This is the pillow base 110. In addition, it is formed in a rectangular shape in which the length in the longitudinal direction (L) is relatively longer than the length in the width direction (W), is placed horizontally on the floor, and unit-cells 21 are combined to form a rectangular parallelepiped structure 22.

[실시예 2][Example 2]

다음으로, 도 7을 참조하여 베개의 후두와 경추 각도를 이루는 부분을 설명하겠다.Next, the part of the pillow that forms the angle between the larynx and the cervical spine will be explained with reference to Figure 7.

사람이 누웠을 때 가장 편안함을 느끼는 각도는, 베게 바닥과 뒷머리의 각도가 4~6도, 바닥과 뒷목의 각도가 12~16도 안에 들어가는 범위이다. 이에 따라, 상기 후두부받침부(111)는 베개베이스(110)가 닿는 바닥으로부터 후두부의 가장 오목한 지점까지 직선으로 이었을 때 이루는 각도가 5도가 되도록 형성되고, 상기 경추받침부(112)는 베개베이스가 닿는 바닥으로부터 경추의 가장 볼록한 지점까지 직선으로 이었을 때 이루는 각도가 14도가 되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.The angle at which a person feels most comfortable when lying down is within the range of 4 to 6 degrees between the bottom of the pillow and the back of the head, and 12 to 16 degrees between the bottom and the back of the neck. Accordingly, the occipital support portion 111 is formed so that the angle formed when drawn in a straight line from the floor where the pillow base 110 touches to the most concave point of the occipital region is 5 degrees, and the cervical support portion 112 has a pillow base. It is characterized by being formed so that the angle formed when drawn in a straight line from the bottom of the contact to the most convex point of the cervical spine is 14 degrees.

[실시예 3][Example 3]

이하, 도 3, 도 4를 이용하여 상기 베개에서 인체를 지지하고 여러 유익점을 얻기위해 택한 구조와 소재를 설명하겠다. Hereinafter, using FIGS. 3 and 4, we will explain the structure and material selected in the pillow to support the human body and obtain various benefits.

Kelvin cell 구조는, tetrakaidecahedron의 단위 셀(unit cell)이 규칙적으로 3차원 배열된 구조(22)를 가지고 있다. 8개의 정육각형과 6개의 정사각형으로 조합된 이 모델은 14개의 면과 36개의 모서리 그리고 면들을 연결하는 24개의 정점으로 구성되었으며, 단위 개방 셀(open cell) 모델(21)을 대표 단위요소로 가지고 있다.The Kelvin cell structure has a structure in which the unit cells of tetrakaidecahedron are arranged in a regular three-dimensional manner (22). This model, which is a combination of 8 regular hexagons and 6 squares, consists of 14 faces, 36 edges, and 24 vertices connecting the faces, and has the unit open cell model (21) as the representative unit element. .

베개는 쾌적한 수면을 위해 낮은 온도를 유지할 필요가 있다. 베개 밑 온도 상승 시간은 베개와 머리의 접촉 표면적, 베개 필러 열전도, 베개의 통기성에 따라 달라진다. 이를 고려하여, 상기 베개는 open-cell(개방형)로 되어 있어 베개의 열을 고르게 분산시킬 뿐만 아니라 공기 순환을 촉진하는 데 도움이 된다. Pillows need to maintain a low temperature for a comfortable sleep. The temperature rise time under the pillow depends on the contact surface area between the pillow and the head, the heat conduction of the pillow filler, and the breathability of the pillow. Considering this, the pillow is open-cell, which not only distributes the heat of the pillow evenly but also helps promote air circulation.

또한, 최소한의 표면적으로 공간을 채우기 좋은 모양의 구조체가 반복되어 있으며, 탄성력이 뛰어나 힘이 가해진 후에도 원래 모양으로 빠르게 복원되는 탄성 변형(Elastic deformation)이 일어난다.In addition, the structure is repeated in a shape that fills space with minimal surface area, and has excellent elasticity, causing elastic deformation that quickly restores the original shape even after force is applied.

더불어, 소재는 TPU (Thermoplastic PolyUrethane)이다. TPU는 열가소성 폴리우레탄으로, 고무의 탄성력을 가지고 있다. 3D 베개 사출을 위한 상기 소재의 유익성은 다음과 같다. 우선, 환경호르몬, TVOC 등의 유해 물질이 없는 무독성 소재이기 때문에 사람의 피부와 가까이해도 안전하며; Additionally, the material is TPU (Thermoplastic PolyUrethane). TPU is a thermoplastic polyurethane and has the elasticity of rubber. The benefits of the above material for 3D pillow injection are as follows. First of all, since it is a non-toxic material without harmful substances such as environmental hormones and TVOC, it is safe to be close to human skin;

탄성력이 있어 유연하므로 피부에 닿아도 부드럽고, 적당한 탄성력으로 인해 경추 모양의 굴곡을 유지하면서도 부드러운 사용감을 가질 수 있으며;It is elastic and flexible, so it is soft when it touches the skin. Due to the appropriate elasticity, it can maintain the curve of the cervical spine and have a soft feeling when used;

높은 마모 저항성과 고장력, 뛰어난 인열 파급 저항성, 탁월한 감쇠 특성, 그리고 우수한 저온 유연성으로 인해 여러 번의 세탁과 사용 시에도 원래의 형태를 유지할 수 있다. 베개의 특성상 매일 사용하고, 주기적으로 빨래가 필요하므로 내구성이 좋아야 한다는 점을 충족시킬 수 있다. 특히, 인체와 직접 접촉 시 발생할 수 있는 땀과 기름에 저항성이 뛰어나다. Due to its high abrasion resistance and high strength, excellent tear propagation resistance, excellent damping properties, and excellent low-temperature flexibility, it can maintain its original shape even after multiple washings and uses. Due to the nature of pillows, they are used every day and need to be washed periodically, so they must be durable. In particular, it is highly resistant to sweat and oil that may occur when in direct contact with the human body.

[실시예 4][Example 4]

이하, 도 6, 도 8을 이용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 맞춤형 베개의 제조 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a customized pillow according to an embodiment of the present invention will be described using FIGS. 6 and 8.

본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 맞춤형 베개의 제조방법은, 석고붕대를 사용하여 사용자의 경추 및 후두부의 본을 뜨는 사용자의 단계, 상기 석고를 3D 스캐닝을 진행하는 단계(도 8), 추출된 스캐닝 데이터를 미리 설계한 켈빈셀 구조의 베게베이스(110)에 적용하는 단계;The manufacturing method of a user-customized pillow according to an embodiment of the present invention includes the steps of the user making an impression of the user's cervical spine and occiput using a plaster bandage, the step of 3D scanning the plaster (FIG. 8), and the extracted Applying the scanning data to a pillow base 110 having a pre-designed Kelvin cell structure;

켈빈셀 구조의 베게베이스(110)에 스캐닝 데이터를 적용하는 단계는; The step of applying scanning data to the pillow base 110 of the Kelvin cell structure includes;

석고를 스캔한 데이터와 채택된 구조인 kelvin cell 구조를 합하여 베개 사이즈에 맞게 역설계를 하고, 모델링을 한 후 굴곡이 있는 부분과 평평한 부분을 매끄럽게 연결하기 위해 모깎기인 필렛의 크기를 설정하여 적용하는 단계를 포함한다.By combining the plaster scan data and the adopted structure, the kelvin cell structure, reverse engineering was performed to fit the pillow size, modeling was performed, and the size of the fillet, which is a fillet, was set and applied to smoothly connect the curved and flat parts. It includes steps to:

이후, TPU(열가소성 폴리우레탄)을 사출하는 3D프린터에 설계 정보가 전달되는 단계와, 3D 프린터가 베개를 프린팅하는 단계)가 진행될 수 있다.Afterwards, the design information can be transferred to a 3D printer that injects TPU (thermoplastic polyurethane), and the 3D printer can print the pillow.

이에 따라, 사용자가 자신의 경추 및 두부 형상에 정확하게 부합하는 베개를 빠른시간 내에 제공받을 수 있다.Accordingly, the user can receive a pillow that accurately matches the shape of the user's cervical spine and head within a short period of time.

즉, 본 발명은 사용자 측면에서는 제품만족도가 높아지고 생산자 측면에서는 소품좀 다량 생산에 따라 발생할 수 있는 재고 문제를 손쉽게 해결할 수 있는 탁월한 효과를 가지고 있다.In other words, the present invention has the excellent effect of increasing product satisfaction on the user's side and easily solving inventory problems that may occur due to mass production of small items on the producer's side.

110: 베게베이스
111: 후두부받침부
112: 경추받침부
113: 순서도
120: 후두부 및 경추 굴곡면
20: 굴곡 측단면도
21: 단위 cell
110: pillow base
111: Occipital support
112: Cervical support unit
113: Flow chart
120: Occipital and cervical curved surfaces
20: Curved side cross-sectional view
21: unit cell

Claims (7)

각 개인의 다양한 체형에 따른 신체적 차이에 있어서, 사용자의 체형에 맞는 일정한 높이와 각도 유지를 위한 3차원 공간의 구조를 갖는 후두부 및 경추받침부와, 전면 개방된 open-cell 구조를 채택해 통기성과 열 순환도를 제고하고, 세탁성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 사용자 맞춤형 베개.Regarding the physical differences according to each individual's various body types, the occipital and cervical support parts have a three-dimensional space structure to maintain a constant height and angle suitable for the user's body type, and the open-cell structure is fully open to ensure breathability and A customized pillow that improves thermal circulation and washability. 제1항에 있어서,
열가소성 폴리우레탄(TPU)은 고탄력, 고탄성, 고강도의 특징을 가지고 있어 높은 탄력성으로 인해 출력물이 원래 상태로 쉽게 되돌아 가며 세탁이 용이하다는 것을 특징으로 하는 사용자 맞춤형 베개.
According to paragraph 1,
Thermoplastic polyurethane (TPU) has the characteristics of high elasticity, high elasticity, and high strength. Due to its high elasticity, the printed product easily returns to its original state and is easy to wash. This is a customized pillow.
제1항에 있어서,
열가소성 폴리우레탄 필라멘트(TPU)를 FDM(Fused Deposition Modeling) 프린팅 방식으로 뽑아내어 한 층 한 층 쌓아올리는 것을 특징으로 하는 사용자 맞춤형 베개.
According to paragraph 1,
A customized pillow featuring thermoplastic polyurethane filament (TPU) extracted and stacked layer by layer using FDM (Fused Deposition Modeling) printing.
제1항에 있어서,
최소한의 표면적으로 공간을 채우기 좋은 모양의 구조체가 반복되어 있으 며, 탄성력이 뛰어나 힘이 가해진 후에도 원래 모양으로 빠르게 복원되는 Kevin-cell 구조로 쌓아올려 외부 충격에도 강하며 머리의 하중을 지탱할 수 있는 옆면을 특징으로 하는 사용자 맞춤형 베개.
According to paragraph 1,
The structure is repeated in a shape that fills the space with minimal surface area, and is stacked with a Kevin-cell structure that has excellent elasticity and quickly returns to its original shape even after force is applied. It is strong against external shocks and has a side surface that can support the load of the head. Customized pillow featuring .
제1항에 있어서,
길이방향(L)의 길이가 폭방향(W)의 길이보다 상대적으로 긴 장방형으로 형성되어 바닥에 수평배치되는 베개베이스; 및
중앙부의 하향 오목한 곡면을 형성하는 후두부받침부; 및
상기 후두부받침부 하단에 위치하여 곡면을 형성하는 경추받침부; 및
상기 받침부의 상면보다 높이 돌출된 힐부를 포함하는 베개베이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 맞춤형 베개.
According to paragraph 1,
A pillow base formed in a rectangular shape where the length in the longitudinal direction (L) is relatively longer than the length in the width direction (W) and arranged horizontally on the floor; and
An occipital support portion forming a downwardly concave curved surface in the central portion; and
A cervical spine support portion located at the bottom of the occipital support portion and forming a curved surface; and
A customized pillow comprising a pillow base including a heel portion that protrudes higher than the upper surface of the support portion.
제1항에 있어서,
Kevin-cell 구조는 다공성 구조로 통기성이 높아 머리의 온도를 낮추어 수 면의 질을 향상시키는 것을 특징으로 하는 사용자 맞춤형 베개.
According to paragraph 1,
A customized pillow with a Kevin-cell structure that is porous and highly breathable, lowering head temperature and improving sleep quality.
사용자 맞춤형 베개의 제조방법에 있어서,
석고붕대를 사용하여 사용자의 경추 및 후두부를 랩으로 감싼 뒤, 석고를 발라 굳힌 뒤 이를 3D 스캐닝 하는 단계;
추출된 데이터를 Kelvin-cell 구조의 베이스에 접합하는 단계;
프린터에 설계 정보 전송; 및
설계된 베개를 프린팅 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 맞춤형 베개.
In the method of manufacturing a customized pillow,
Wrapping the user's cervical spine and occiput using a plaster bandage, applying plaster to harden it, and then 3D scanning it;
Concatenating the extracted data to the base of the Kelvin-cell structure;
Transfer design information to printer; and
A customized pillow comprising: printing the designed pillow.
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국제학술지 수면연구저널 2009.3월호에서 (Journal of Sleep Research International Journal of Sleep Research March 2009)'베개가 인체에 미치는 영향에 대한 생/의학적 연구자료'와 '문헌' 중, 코골이와 수면무호흡의 완화를 위한 수면자세에서 높이와 각도를 제시하고 있는데, 피실험인에게 맞춤베개를 제공하지 않은 조건에서 얻어진 높이와 각도의 수치로서 명확하지 않다는 문제점이 있다.

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