최대응답시간이 늘었다는 것은 별 의미가 없을 듯 합니다. 평균값이 의미있는 값이 되겠죠.
그리고, 응답시간을 단축시키려면 
소스레벨에서의 튜닝, 쿼리 튜닝 등을 하면 직접적인 효과를 볼 수 있겠죠.
Resin에서는 멀티인스턴스로 셋업하여 인스턴스에 대한 소켓에 대한 처리량을 늘리는 방법이 있겠습니다.(처리량이 낮으면 request처리가 큐에 쌓이게 되는 현상이 나타나고 또한 응답시간이 늘어나겠죠)
이 부분은 현재 적용한 상태이네요.(현재 사양을 봐서는 인스턴스를 6개까지 늘리셔도 무방할것 같습니다.)

부하 툴을 이용해서 10user 이상값에서는 cpu, memory상태에 변화가 없다는 것은 
부하를 주고 있는 시스템이나, 부하 툴, 네트웍 상태에 대한 신뢰문제라고 생각되네요. 
일단 부하 툴을 여러 머신에서 셋업하여 부하테스트 실시 하시는 것이 좋을듯 합니다.

thread-min, accept-buffer-size 값을 2배 정도 늘리셔서 다시 테스트해보시죠. 
시스템에 대한 cpu사용량이 높아지는 반면에 처리량을 늘어 날수 있겠네요.(어플리케이션마다 시나리오마다 차이가 있을 수 있음)