PROTECTIVE PAD AND PROTECTOR FOR PREVENTION OF FALL INJURY

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 패드(100) 설계 과정을 나타내는 플로우 차트이다.

도 1을 참조하면, 치수체계 규격화가 수행된다(S100). 치수 데이터는 보호 패드(도 4의 100)를 착용할 것으로 예상되는 사용자들의 데이터를 수집하여 만들어 진다. 일 예로, 보호 패드(100)는 다양한 연령의 고령자들이 사용자들로 설정될 수 있다. 사람은 연령에 따라 체형이 변한다. 또한, 사용자가 거주하는 국가, 인종 등의 구분에 따라 사용자의 체형이 달라진다. 따라서, 치수 데이터는 설정 지역에 거주하는 설정 연령의 사람들의 데이터 수집을 통해 만들어 진다. 일 예로, 본 실시 예의 치수 데이터는 한국에 거주하는 60세 이상의 여성 노인에 관한 데이터를 수집하여 만들어졌다(3차원 인체치수 계측;S110). 치수 데이터는 설정 지역, 설정 연령, 설정 성별에 따라 상이하게 수집될 수 있다. 계측된 인체 치수 데이터는 사용자의 신장 및 엉덩이 둘레에 관한 정보를 포함한다.

도 2는 3차원 인체 치수 데이터를 활용하여 치수 체계를 그룹화하고 대표인체 형상을 선정하는 방법을 나타내는 그래프이다.

도 2를 참조하면, 치수 데이터들은, 신장 및 엉덩이 둘레를 각각 축으로 하는 그래프 상에 도시되며, 일정 영역에 분산되어 분포된다. 기준 신장 및 기준 엉덩이 둘레를 갖는 설계 기준점을 기초로 설계된 보호 패드(100)는 설계 기준점에 대해 일정한 오차를 갖는 신장 또는 엉덩이 둘레를 갖는 사용자가 사용할 수 있다. 따라서, 신장과 엉덩이 둘레를 기준으로 각각의 치수 체계를 수립한다. 본 발명에 따른 실시 예에서 치수 체계는 분포된 치수 데이터를 그룹화하고 군집을 중심으로 치수체계로 결정하는 방법인 Clustering method를 사용한다. 도 2에서 사각형 테두리로 묶은 것이 그룹화를 도시한 것이다. 설정된 그룹에서 대표 인체 형상을 나타내는 설계 기준점을 설정한다. 설계 기준점은 각 그룹의 대표인체형상을 나타내며, 설계하고자 하는 보호패드에 적용할 인체 치수(신장과 엉덩이둘레)를 제공하게 된다. 설계 기준점(도 2에서 두껍고 진하게 표시된 점)은 각 그룹의 사용자의 엉덩이 둘레 최대값과 엉덩이 둘레 최소값의 중간값(식: (엉덩이 둘레의 최대값-엉덩이 둘레의 최소값)/2), 신장의 최대값과 최소값의 중간값(식: 신장의 최대값-신장의 최소값/2)으로 설정한다. 이로써 각각의 치수를 대표하는 대표 인체 형상이 기준점으로 선정된다. 이에 따라, 대다수의 치수 데이터들은 4개의 설계 기준점을 중심으로 한 설정 영역에 포함되는 형태가 되며 치수 데이터들은 설정 개수의 설계 기준점을 기초로 그룹화 된다(치수체계 개발;S120).

도 3은 설계 기준점을 기초로 생성된 대표인체형상의 체형 모델링을 나타내는 도면이다.

규격화된 치수분포를 기준으로 한 설계 기준점을 기초로 도 3과 같이 체형 모델링이 설계된다(대표 인체형상 선정;S200). 체형 모델링은 설계 기준점에 해당되는 기준 신장 및 기준 엉덩이 둘레를 갖는 사용자의 체형을 설정하는 과정에 의해 수행된다. 이때, 기준 신장 및 기준 엉덩이 둘레를 갖는 사용자의 엉덩이 이외 부분의 치수를 포함한 체형 설정에는 통계적 자료가 사용될 수 있다. 또한, 모델링은 3D 모델링 프로그램(RapidForm 2006 software)을 통한 작업을 통해 이루어 질 수 있으며, 치수별 대표인체 형상을 활용하여 수행된다.

도 4는 제1 실시 예에 따른 보호 패드의 구조를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 체형 모델링이 이루어지면, 모델링 된 각각의 체형에 대응되는 보호 패드(100)가 설계된다(S300). 보호 패드(100)는 사용자에게 낙상 사고 발생시 보호가 필요한 영역 커버가 가능한 구조를 갖도록 설계된다. 보호 패드(100)는 엉덩이 보호부(1100) 및 고관절 보호부(1200)를 포함한다. 보호 패드(100)가 사용자에게 착용되면, 엉덩이 보호부(1100)는 사용자의 엉덩이 하부에 위치된다. 보다 상세하게 엉덩이 보호부(1100)는 엉덩이의 볼기 하부(궁둥이)에 위치된다. 고관절 보호부(1200)는 사용자의 허리 아래쪽에 위치된 고관절에 위치된다. 엉덩이 보호부(1100)와 고관절 보호부(1200)를 포함하는 보호 패드(100)는 사용자의 허리 아래쪽 측방의 고관절에서부터 후방의 엉덩이 하부를 걸쳐 감싸는 L자 형태로 제공된다. 그리고 보호 패드(100)를 평면상에 전개하면, 고관절 보호부(1200)는 엉덩이 보호부(1100)의 외측 상방에 위치되는 형태로 제공된다. 또한, 각각의 체형은 엉덩이와 고관절의 이격 거리가 상이하게 제공됨에 따라, 각각의 체형에 대응되는 보호 패드(100)는 상이한 치수를 갖는다.

보호 패드(100)는 상이한 물성을 갖는 하우징(2000) 및 쿠션(1000)을 포함하도록 제공된다. 하우징(2000)은 설정 경도를 갖도록 제공되어, 사용자가 낙상 할 때와 같이 보호 패드(100)에 외력이 작용할 때, 보호 패드(100)가 변형된 후 외력이 작용하기 전으로 복원되고, 외력에 의해 보호 패드(100)가 파손되는 것이 방지되도록 한다. 일 예로, 하우징(2000)은 비닐수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에틸렌 수지 등과 같은 합성 수지가 설정 경도를 갖도록 가공되어 형성될 수 있다. 하우징(2000)은 사용자의 고관절과 엉덩이 영역에 걸친 곡률에 대응하여 사용자와 접촉하는 면(이하 내측면)이 외측으로 볼록한 형상으로 라운드진 형상으로 제공될 수 있다. 엉덩이 보호부(1100)와 고관절 보호부(1200)는 이들 주변의 쿠션(1000)보다 두껍게 제공될 수 있다. 엉덩이 보호부(1100)와 고관절 보호부(1200)는 이들 주변의 쿠션(1000)보다 소프트한 소재로 제공될 수 있다.

보호 패드(100)가 착용되는 방향을 기준으로 하우징(2000)의 상부 중앙에는 아래쪽으로 오목하게 들어간 만입부(2100)가 형성된다. 만입부(2100)는 하우징(2000)에서 라운드진 곡률의 반지름이 작고 라운드 진 정도가 큰 영역에 형성될 수 있다. 따라서, 보호 패드(100)는 엉덩이와 고관절에 대응되는 영역에 대응되는 형상을 가지면서, 만입부(2100)를 통해 착용성이 향상된다.

쿠션(1000)은 하우징(2000) 보다 경도가 낮고, 외력이 작용할 때 하우징(2000)보다 변형이 쉽게 일어나도록 제공된다. 일 예로, 쿠션(1000)은 실리콘, 합성 수지 등으로 제공될 수 있다. 쿠션(1000)은 엉덩이 보호부(1100) 및 고관절 보호부(1200)에 각각 위치되도록 하우징(2000)의 내측면에 위치된다.

상술한 구조를 갖는 보호 패드(100)는 실물 제작에 앞서 3D 프로그램을 통해 설계가 이루어 질 수 있다(S300). 그리고 설계된 보호 패드(100)는 3D 프로그램을 통해, 실물 제작에 앞서 체형 모델링에 착용되어 설계 상태가 점검 될 수 있다(S400).

도 5는 제1 실시 예에 따른 보호 패드를 포함하는 낙상 보호구(10)를 나타내는 사시도이다. 도 6은 제1 실시 예에 따른 보호 패드를 포함하는 낙상 보호구(10)의 평면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 낙상 보호구(10)는 착용부(200) 및 보호 패드(100)를 포함한다.

착용부(200)는 사용자가 보호 패드(100)를 설정 위치에 착용하고, 보호 패드(100)가 설정 위치에서 이탈되는 것이 방지되는 것을 보조 한다. 착용부(200)는 설정 폭을 가지고 양단이 탈착 가능한 형태로 제공된다. 착용부(200)는 착용자의 등 중심에서 우측으로 편향되어 제공되는 제1 센터 백 부재(first center back part)(201)와, 제1 센터 백 부재(201)의 우측으로 연결되어 사용자 허리의 후방 측면을 감싸는 제1 백 사이드 부재(first back side part)(202)와, 제1 백 사이드 부재(202)의 우측으로 연결되어 사용자 허리의 전방 측면을 감싸는 제1 프론트 사이드 부재(first front side part)(203)와, 제1 프론트 사이드 부재(203)의 우측으로 연결되어 사용자의 배 정면을 감싸는 제1 센터 프론트 부재(first center front part)(204)를 포함한다. 또한, 착용부(200)는 착용자의 등 중심에서 좌측으로 편향되어 제공되는 제2 센터 백 부재(second center back part)(206)와, 제2 센터 백 부재(206)의 좌측으로 연결되어 사용자 허리의 후방 측면을 감싸는 제2 백 사이드 부재(second back side part)(207)와, 제2 백 사이드 부재(207)의 좌측으로 연결되어 사용자 허리의 전방 측면을 감싸는 제2 프론트 사이드 부재(second front side part)(208)와, 제2 프론트 사이드 부재(208)의 좌측으로 연결되어 사용자의 배 정면을 감싸는 제2 센터 프론트 부재(second center front part)(209)를 포함한다.

일 예로, 착용부(200)의 양단(일 실시 예에 있어서, 제1 센터 프론트 부재(204) 및 제2 센터 프론트 부재(209))에는 벨크로, 후크와 링 등과 같은 탈착부가 제공될 수 있다. 착용부(200)의 폭 및 형상은 보호 패드(100)의 설계 기준이 된 체형 모델에 대응하여 형성된다. 즉, 낙상 보호구(10)에 제공되는 보호 패드(100)가 복수의 설계 기준점 중 특정 설계 기준점 및 이에 대응되는 체형 모델링에 맞게 설계된 것이면, 착용부(200)도 해당 체형 모델링을 기초로 설계되어, 착용부(200)의 폭은 체형 모델링의 엉덩이 둘레에 대응되는 폭을 가진다. 따라서, 사용자가 설정 설계 기준점을 기초로 설계된 체형 모델링에 대응되는 낙상 보호구(10)를 착용하면, 착용부(200)는 사용자에게 높은 밀착성을 가지고 착용될 수 있다.

보호 패드(100)는 착용부(200)에서 설정 위치에 제공된다. 일 예로, 보호 패드(100)는 착용부(200)에 고정 설치된 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 착용부(200)는 직물 소재로 제공되고, 보호 패드(100)는 착용부(200)의 내측면, 외측면에 고정되거나, 착용부(200)의 내측에 고정 되는 형태로 제공될 수 있다.

도 7 및 도 8은 제1 실시 예에 따른 보호 패드를 포함하는 낙상 보호구를 착용하였을 때 보호 패드의 위치를 나타낸 사용 상태도이다. 도 9는 제2 실시 예에 따른 낙상 보호구의 단면도이다.

도 7 및 도 8에서 착용부(200)는 점선으로 도시한다. 착용부(200)는 보호 패드(100)의 위치되는 체형 모델링을 기초로 설정된다. 따라서, 사용자가 낙상 보호구(10)를 착용하면, 엉덩이 보호부(1100) 및 고관절 보호부(1200)가 각각 엉덩이 및 고관절에 위치되는 형태로 보호 패드(100)는 설정 위치에 위치된다. 보다 상세하게 엉덩이 보호부(1100)는 엉덩이 볼기의 하부에 제공된다. 따라서, 노화된 신체에서 침강이 일어난 부분에 엉덩이 보호부(1100)가 제공됨에 따라, 엉덩이 보호부(1100)가 제공되는 영역이 압박되지 않고, 낙상 보호구(10)가 신체를 균일하게 압박하면서 보호할 수 있다. 나아가 엉덩이 보호부(1100)는 신체를 보정하는 효과를 부수적으로 제공한다. 고관절 보호부(1200)는 사용자의 고관절에 위치되어 고관절을 보호한다. 이로써 엉덩이 하부와 고관절을 자연스럽게 감싸 엉덩이와 고관절을 보호하면서 노화된 신체에 따라 침강되고 상대적으로 돌출된 신체 부분들을 자연스럽게 체형을 보정하고, 신체에 가해지는 압박이 균형되어 노화된 신체에 편안함을 제공할 수 있다.

도 9은 제2 실시 예에 따른 낙상 보호구의 단면도이다.

도 9을 참조하면, 보호 패드(100)는 전체 또는 일부가 착용부(200)에 탈착 가능하게 제공된다.

예를 들어, 착용부(200)에는 보호 패드(100)가 제공될 설정 위치에 내측 수용부(210) 및 외측 수용부(220)가 제공될 수 있다.

내측 수용부(210)는 일 부가 개방된 주머니 형태로 제공된다. 일 예로, 내측 수용부(210)는 상부가 개방된 형태로 제공될 수 있다.

내측 수용부(210)의 개방된 부분은 지퍼, 벨크로 등의 내측 개폐부에 의해 개폐될 수 있다. 보호 패드(100)의 쿠션(1000)은 내측 수용부(210)에 삽입되는 형태로 착용부(200)의 설정 위치에 설치될 수 있다. 그리고, 필요에 따라 쿠션(1000)은 교체될 수 있다.

외측 수용부(220)는 일 부가 개방된 주머니 형태로 제공된다. 일 예로, 외측 수용부(220)는 상부가 개방된 형태로 제공될 수 있다.

외측 수용부(220)의 개방된 부분은 지퍼, 벨크로 등의 외측 개폐부에 의해 개폐될 수 있다. 하우징(2000)은 외측 수용부(220)에 삽입되는 형태로 착용부(200)의 설정 위치에 설치될 수 있다. 하우징(2000)이 외측 수용부(220)에 위치되면, 하우징(2000)과 쿠션(1000)이 서로 설정 위치에서 정렬되도록, 외측 수용부(220)와 내측 수용부(210)는 형성된다. 그리고, 필요에 따라 하우징(2000)은 교체될 수 있다.

또한, 쿠션(1000)은 착용부(200)에 고정된 상태로 제공되고, 하우징(2000)은 외측 수용부(220)에 탈착 가능하게 제공될 수 있다.

또한, 하우징(2000)은 착용부(200)에 고정된 상태로 제공되고, 쿠션(1000)은 내측 수용부(210)에 탈착 가능하게 제공될 수 있다.

도 10은 제3 실시 예에 따른 보호 패드의 단면도이다.

도 10을 참조하면, 착용부(200)에는 보호 패드(100)가 제공될 설정 위치에 내측 수용부(210a) 가 제공될 수 있다.

내측 수용부(210a)는 일 부가 개방된 주머니 형태로 제공된다. 일 예로, 내측 수용부(210a)는 상부가 개방된 형태로 제공될 수 있다.

내측 수용부(210a)의 개방된 부분은 지퍼, 벨크로 등의 내측 개폐부에 의해 개폐될 수 있다. 보호 패드(100)는 쿠션(1000)과 하우징(2000)이 함께 내측 수용부(210a)에 삽입되는 형태로 설치될 수 있다.

도 11은 제4 실시 예에 따른 보호 패드를 나타내는 단면도이다.

도 11을 참조하착용부(200)에는 보호 패드(100)가 제공될 설정 위치에 외측 수용부(220b) 가 제공될 수 있다.

외측 수용부(220b)는 일 부가 개방된 주머니 형태로 제공된다. 일 예로, 외측 수용부(220b)는 상부가 개방된 형태로 제공될 수 있다.

외측 수용부(220b)의 개방된 부분은 지퍼, 벨크로 등의 내측 개폐부에 의해 개폐될 수 있다. 보호 패드(100)는 쿠션(1000)과 하우징(2000)이 함께 외측 수용부(220b)에 삽입되는 형태로 설치될 수 있다.

도 12는 허리 지지부(300)를 나타내는 도면이고, 도 13은 제5 실시 예에 따른 낙상 보호구를 나타내는 사시도이고, 도 14는 제5 실시 예에 따른 보호 패드를 포함하는 낙상 보호구의 평면도이다.

도 12, 도 13 및 도 14를 참조하면, 낙상 보호구(10)는 착용부(200), 보호 패드(100) 및 허리 지지부(300)를 포함한다.

허리 지지부(300)는 사용자가 낙상 보호구(10)를 착용하면, 사용자의 배면 중앙에 위치될 수 있도록 착용부(200)의 중앙에 위치된다. 보다 상세하게 허리 지지부(300)는 제1 센터 백 부재(201)와 제2 센터 백 부재(206)의 사이에 제공되며 착용부(200)의 상부에 제공된다. 도 16에서 참조되듯이, 허리 지지부(300)는 허리 지지부(300)의 내측면은 접하는 사용자의 허리의 굴곡에 대응되는 형상의 내면을 가지며, 허리의 굴곡에 위치되어 척추를 보호할 수 있다. 또한, 자세 교정 효과를 부수적으로 획득할 수 있다.

도 15는 제6 실시 예에 따른 낙상 보호구를 나타내는 도면이다.

도 15를 참조하면, 착용부(200)에는 중앙 수용부(230)가 제공된다. 중앙 수용부(230)는 허리 지지부(300)가 삽입 고정되는 공간을 제공한다. 중앙 수용부(230)는 일부가 개방된 주머니 형태로 제공된다. 일 예로, 중앙 수용부(230)는 상부가 개방된 형태로 제공될 수 있다. 중앙 수용부(230)의 개방된 부분은 지퍼, 벨크로 등의 내측 개폐부에 의해 개폐될 수 있다. 중앙 수용부(230)는 착용부(200)의 내측면 또는 외측면에 위치될 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.