온열 안마 기기 알루미늄 마사지 볼의 두께와 질량에 따른 온열 특성에 대한 연구

Abstract

국내 온열 안마 기기 시장의 점유율이 지속적으로 상승함에 따라 관련 회사들은 소비자의 요구사항을 만족시키기 위해 많은 연구를 하고 있다. 온열 안마 기기는 사용자의 신체 부위에 온열을 제공함으로서 혈액순환을 도우며 근육을 이완시켜 피로를 완화시켜 주기 때문에 온열의 성능은 온열 안마 기기에 있어 중요한 요소이다. 시중에서 사용중인 온열 안마 기기의 마사지 볼은 실리콘, 고무, 세라믹 등의 재질을 사용하여 온열을 사용자에게 전달한다. 실리콘, 고무, 일부 세라믹 재질의 마사지 볼은 열전도도가 낮아 사용자가 원하는 온열을 전달하는데 있어 많은 시간이 소요된다는 단점을 갖는다. 금속과 같은 열전도율이 높은 재질을 사용하여 온열을 기능을 향상시키려는 연구가 진행되어 왔지만 현재 마사지 기기 구조는 마사지 볼이 고정된 프레임의 샤프트 축 기준으로 회전 만 하기 때문에 재질 만을 변경할 경우 열전도율은 향상 되지만 마사지 볼의 높은 경도로 인해 마사지 시 해당 부위에 통증 발생의 문제로 인해 재질 변경에 대해 많은 어려움을 겪고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 온열 마사지 기기에 사용되는 마사지 볼의 재질을 열전도도가 높은 알루미늄을 사용했으며 경도가 높지만 부드러운 마사지를 사용자에게 전달하기 위하여 축 기준으로 전, 후, 좌, 우 회전이 가능한 볼 조인트 조인트 구조를 적용하였다. 이는 기존의 온열 안마 기기 보다 부드러운 마사지와 온열 마사지를 사용자에게 효과적으로 전달할 수 있다. 이러한 부드러운 마사지와 온열 마사지 기능 향상은 혈액순환 과 근육 이완을 효과적으로 사용자에게 제공할 수 있는 중요한 요소이다. 알루미늄 마사지 볼의 온열 성능은 알루미늄 마사지 볼의 두께 와 질량에 따라 결정 되기에 그에 맞는 설계가 중요한 요소 이다. 본 연구에서는 알루미늄 마사지 볼의 두께와 질량에 따른 특성과 온열 마사지 볼의 온도를 더욱 빠르게 상승 시키기 위하여 연구 하였다. Ball1을 설계 하였으며 마사지 볼의 두께와 질량을 선정하여 샘플을 제작하였다. Ball1을 기준으로 실험과 분석을 하였으며 Ball2, Ball3, Ball4을 또한 설계 및 제작하여 동일 조건으로 실험을 진행하였다. 실제 실험을 통하여 마사지 볼의 목표 온도인 53°C에 도달 시간이 Ball1에 비해 Ball4가 320초가 단축되었으며 30분의 온도 기준으로 각 Ball의 온도 측정 시 Ball4이 Ball1에 대비하여 2°C가 향상 된 것을 확인 하였다.. Ball의 두께와 질량에 따라 열용량과 열전도량이 변화를 통해 온열 성능 또한 다른 것을 연구를 통해 알 수 있었다. 결과를 통해서 온열 속도 향상을 위하여 질량 및 두께는 최소화가 필요하며 더 빠른온도 상승 속도를 위하여 추가적인 연구가 필요하며 최적의 값에 대한 구조 설계가 필요하다.