マットレス
【課題】体圧分散性を向上させると共に、各セルを所定位置に安定して保持することができる、新規な構造のマットレスを提供すること。
【解決手段】人体を支持する基体としての底部マット２０の体圧作用面上に複数のセル１６が整列配置されていると共に、セル１６の流体室６０の圧力を調節してセル１６の高さを変更設定する圧力調節手段７４が設けられているマットレス１０において、セル１６の流体室６０に流体が送入されてセル１６が膨張されるに従って、セル１６の高さ寸法が上昇すると共にセル１６の整列方向における幅寸法が減少する。一方、セル１６の膨張前において、整列方向で隣接するセル１６の周縁部６４が相互に重なり合うようにした。
【解決手段】人体を支持する基体としての底部マット２０の体圧作用面上に複数のセル１６が整列配置されていると共に、セル１６の流体室６０の圧力を調節してセル１６の高さを変更設定する圧力調節手段７４が設けられているマットレス１０において、セル１６の流体室６０に流体が送入されてセル１６が膨張されるに従って、セル１６の高さ寸法が上昇すると共にセル１６の整列方向における幅寸法が減少する。一方、セル１６の膨張前において、整列方向で隣接するセル１６の周縁部６４が相互に重なり合うようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、介護用ベッド等に用いられるマットレスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、介護用ベッド等における人体の支持部分には、クッション作用を有するマットレスが採用されており、人体を弾性的に支持することで寝心地の改善が図られている。このマットレスは、例えば、ウレタンフォーム等の弾性材によって形成されている。
【０００３】
ところで、寝返りをすることが困難な使用者等が、一般的なマットレスを長期に亘って連続的に使用すると、体圧（人体の荷重による圧力）の反力が使用者の局所に連続して作用することから、血流の悪化等に起因する褥瘡が生じるおそれがある。そこで、褥瘡の発生を防止するために、流体の圧力を利用して使用者の体圧の作用位置を変化させて、実質的に使用者に作用する体圧の反力を分散させることが可能な可動式のマットレスも提案されている。
【０００４】
この可動式のマットレスは、体圧の作用部分（人体の支持部分）が整列配置された複数のセルで構成されており、各セルの流体室に外部から空気等の流体が送入／排出されてセルの内圧が調節されることにより、セルの高さが変更設定されるようになっている。これにより、実質的に使用者の体を支持するセルと支持しないセルを所定時間毎に入れ替えて、使用者の体の一部が体圧の作用で長期に亘って圧迫されるのを防ぐようにすることが可能となる。また、セルの高さを各所で適切に調節することでマットレス表面の形状を人体の凹凸に合わせることが可能となり、体圧の分散化を促進して使用者の体の凸部（臀部等）に荷重が集中的に作用するのを防ぐことも可能となる。例えば、特許第２６１５２０６号公報（特許文献１）に記載のものがそれである。
【０００５】
ところが、このように各セルの流体室に外部から空気等の流体を送入／排出してセルの高さを調節する構造においては、各セルに流体を送入して各セルを膨張させるに連れて、各セルの整列方向における幅寸法が当然に小さくなる。それ故、特許文献１に示すように、セルが膨張した状態では各セルの間に大きな隙間が生ずることとなり、これにより、使用者を支持する支持面の面積が減少して、体圧の分散化が十分に図れないおそれがあった。また、各セル間の隙間が大きくなることにより、各セルが必要以上に傾いて所望の高さ位置にセルを設定できない場合もあった。その結果、マットレス表面の形状を人体の凹凸に上手く沿わせることができず、局所的な圧迫を生じさせて使用者に不快感を与えるおそれもあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２６１５２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、体圧分散性を向上させると共に、各セルを所定位置に安定して保持することができる、新規な構造のマットレスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明の第１の態様は、人体を支持する基体の体圧作用面上に複数のセルが整列配置されていると共に、該セルの内部に形成された流体室の圧力を調節して該セルの高さを変更設定する圧力調節手段が設けられているマットレスにおいて、前記セルの前記流体室に流体が送入されて前記セルが膨張されるに従って、前記セルの高さ寸法が上昇すると共に前記セルの整列方向における幅寸法が減少するようになっている一方、前記セルの膨張前において、前記整列方向で隣接する前記セルの周縁部が相互に重なり合っていることを、特徴とする。
【０００９】
このような第１の態様に従う構造とされたマットレスによれば、セルの膨張前において、セルの整列方向で隣接するセルの周縁部が、相互に重なり合うようになっている。すなわち、セルの膨張に伴う幅寸法の減少を見越してセルの幅寸法を設定し、セルの膨張前には隣接するセルの周縁部同士が重なり合うようになっていることから、セルが膨張して高さ寸法が上昇しても、十分な幅寸法が確保されて、隣接するセル間に大きな隙間が生じることを防止することができる。これにより、各セルの受圧面積を大きく設定すると共に各セル間の隙間を減少乃至は解消することができて、体圧の分散化を向上させることができる。
【００１０】
また、セルの膨張により高さ寸法が上昇した各セル間の隙間が減少乃至は解消されていることから、セルの整列方向で隣接するセル同士が当接して支持し合うことにより各セルの立設状態を安定して保持することができる。これにより、各セルの過度な傾斜や倒れを防止することが可能となり、各セルの所望の高さ位置への設定が高度に安定して実現されることとなる。それ故、各セルの大きな受圧面積とセルの高さ位置の高精度な制御の実現により、マットレス表面の形状を人体の凹凸に上手く沿わせることができて、局所的な圧迫を防止しつつ使用者に快感な寝心地を提供することができる。
【００１１】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載されたマットレスにおいて、前記セルの膨張前における前記周縁部の重なり代が、前記整列方向における前記幅寸法の５−２０％とされているものである。
【００１２】
第２の態様によれば、隣接するセルの周縁部同士が、膨張前に５−２０％の重なり代をもって重なり合うようにされていることから、膨張後の各セル間の隙間を確実に低減乃至は解消できる。また、膨張後に隣接するセル同士が重なり合ってマットレスの支持面に局所的な凹凸が形成されたり、セルの人体の形状に沿った傾動を阻害することも防止でき、一層安定した体圧分散の向上や寝心地の良さを実現できるのである。
【００１３】
本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様に記載されたマットレスにおいて、前記セルの最大膨張時の前記整列方向における最大幅寸法が、前記整列方向における前記セルのピッチ寸法の９０−１００％とされているものである。
【００１４】
第３の態様によれば、各セルの最大膨張時の幅寸法がセルの整列方向のピッチ寸法の９０−１００％に設定されていることから、膨張時のセル間の隙間を極めて小さくするか、無くすことができる。これにより、各セルの受圧面積を一層確実に大きく設定することができ、体圧の分散化を有利に図ることができる。なお、各セルの最大膨張時の幅寸法がピッチ寸法を超えないように設定されていることから、最大膨張時に隣接するセルが重なり合って、マットレスの支持面に局所的な凹凸を形成したり、セルの人体の形状に沿った傾動を阻害することを確実に防止できる。
【００１５】
本発明の第４の態様は、第１〜第３の何れか１つの態様に記載されたマットレスにおいて、前記セルが、少なくとも１組のシートを相互に重ね合わせて周縁部において流体密に固着することにより構成されたセル体を含んで構成されているものである。
【００１６】
第４の態様によれば、１組のシートを相互に重ね合わせて周縁部で流体密に固着したセル体を含んで各セルが構成されていることから、流体の排出時には各セルがシート状に重なり合うように基体上に配設されて、コンパクトな収納が可能となる。また、流体が送入されて各セルが膨張する際には、何れのセルも相互に離隔する方向に幅方向が収縮して高さが増大されるように変形することから、隣接するセル同士が干渉することなく、各セルの膨張動作を速やかに行うことができる。
【００１７】
本発明の第５の態様は、第１〜第４の何れか１つの態様に記載されたマットレスにおいて、前記セル体を２段に重ね合わせると共に、各前記セル体の重ね合わせ面の中央部分に設けられた連通孔を相互に流体密に固着することにより、２段に重ね合された前記セル体により前記セルを構成すると共に、固着された連通孔によって該セルの高さ方向中間部分に形成された括れ部を挟んだ両側で、各セル体が相互に傾動可能とされているものである。
【００１８】
第５の態様によれば、各セルの高さ方向中間部分に括れ部が形成されていることから、括れ部を挟んだ両側のセル体が、括れ部を中心とする首振り状の傾動が許容されている。これにより、各セルが大きな受圧面積でマットレスの表面を支持すると共に、人体表面の凹凸に沿うような傾動が一層有利に可能となって、体圧の分散化と寝心地の向上の何れをも一層有利に実現できるのである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、セルの膨張前において、セルの整列方向で隣接するセルの周縁部が相互に重なり合うようになっていることから、セルの膨張後における隣接するセル間の大きな隙間の発生を防止することができる。これにより、各セルの受圧面積を大きく設定して体圧の分散化を向上させることができる。さらに、セル間の隙間の減少により、各セルの過度な傾斜や倒れを防止することが可能となり、マットレス表面の形状を人体の凹凸に上手く沿わせて、使用者に快感な寝心地を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の１実施形態としてのマットレスを示す平面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図。
【図３】図１に示されたマットレスを構成するセルの最膨張状態での平面図。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ断面図。
【図５】図１に示されたマットレスを構成するセルの最収縮状態での平面図。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ断面図。
【図７】図１に示されたマットレスとそれを支持するベッドの斜視組立図。
【図８】図２に示された断面拡大図。
【図９】本発明の他の実施形態としての断面拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１，図２には、本発明の１実施形態としてのマットレス１０が示されている。マットレス１０は、マットレス本体１２を含んで構成されており、そのマットレス本体１２が、箱状の筐体部１４と、筐体部１４に収容された複数のセル１６とを、備えている。なお、以下の説明において、上下方向とは、原則として、鉛直上下方向である図２中の上下方向を言う。
【００２３】
より詳細には、筐体部１４は、全体が弾性を有するクッション材で形成されており、枠体１８の下側開口部に基体としての底部マット２０が嵌め込まれていると共に、枠体１８の上側開口部にクッション層としての天部マット２２が嵌め込まれて形成されている。
【００２４】
枠体１８は、全体が多孔質のウレタンフォームで形成された弾性を有する部材であって、互いに平行をなすように配置された頭部側ブロック２４と脚部側ブロック２６が一対の側方ブロック２８，２８で連結された構造とされて、上下方向視で矩形枠状を呈している。なお、枠体１８の形成材料は、特に限定されるものではなく、発泡性材料にも限定されないが、人体への接触や後述する背上げ時の変形追従性等を考慮すると、ウレタンフォームのような弾性を有する材料で形成されていることが望ましい。
【００２５】
底部マット２０は、枠体１８に比して上下方向で薄肉とされた矩形板状の部材であって、本実施形態では多孔質のウレタンフォームによって形成されている。また、底部マット２０は、上下方向視の形状が枠体１８の開口部と対応しており、枠体１８の下側開口部に嵌め込まれている。
【００２６】
天部マット２２は、底部マット２０よりも厚肉の矩形板状を有する部材であって、それぞれが多孔質のウレタンフォームで形成された第１クッション層としての表層部３０と、第２クッション層としての裏層部３２とを有する２層構造とされている。また、天部マット２２は、上下方向視の形状が底部マット２０と略同一とされており、枠体１８の上側開口部に嵌め込まれている。なお、表層部３０と裏層部３２は同一の材料で形成されていても良いが、弾性係数等が異なる材料で形成することで、より優れた寝心地が発揮され得る。
【００２７】
また、天部マット２２には、体圧センサ３４が配設されている。体圧センサ３４は、柔軟なシート状とされて、天部マット２２の表層部３０と裏層部３２との間に挟み込まれて配設されており、それら表層部３０と体圧センサ３４と裏層部３２が上下に重ね合わされている。体圧センサ３４の具体的な構造は、特に限定されるものではないが、例えば、特開２０１０−０４３８８１号公報や特開２０１０−０４３８８０号公報に示されているような、シート状の静電容量型センサが好適に採用される。体圧センサ３４は、寝心地に悪影響を及ぼさないために、薄肉であると共に、柔軟性を有することが望ましい。尤も、体圧センサ３４としては、静電容量型センサの他、歪ゲージや磁歪体を用いたロードセル等を用いることも可能である。
【００２８】
なお、特開２０１０−０４３８８１号公報では、縦１６×横１６で配置された検出部によって、２５６箇所の荷重を測定可能とされているが、本実施形態では、体圧センサ３４の検出部の数は、後述するセル１６の数に応じて設定されており、検出部が縦２１×横７で配置されて、１４７箇所の荷重を測定可能とされる。この体圧センサ３４の検出部の数は、必ずしもセル１６の数と同数に限定されるものではなく、例えば、セル１６よりも多くの検出部を設けて、より高精度に体荷重を検出することもでき得る。
【００２９】
このような構造とされた筐体部１４には、複数のセル１６が収容配置されている。セル１６は、図３〜図６に示されているように、平面視（高さ方向視）で角部が円弧上に丸められた略矩形（角丸矩形状）を呈する袋状乃至は風船状とされており、セル体たる上側袋状部３６とセル体たる下側袋状部３８を 2段に重ね合わせて組み合わせた構造とされている。より詳細には、上側袋状部３６は、角丸矩形シート状の天部４０と、角丸矩形シート状で中央部分に開口部４２が形成された上側中間部４４とからなる一組のシートを、外周縁部４６で相互に溶着することにより形成されている。更に、下側袋状部３８は、角丸矩形シート状で中央部分にポート４８が取り付けられた底部５０と、角丸矩形シート状で中央部分に開口部５２が形成された下側中間部５４とを、外周縁部５６で相互に溶着することにより形成されている。そして、上側中間部４４と下側中間部５４を各開口部４２，５２の周縁部で相互に溶着することによりセル１６が形成され、セル１６の高さ方向中間部分に形成された括れ部５８を挟んだ両側で、上側袋状部３６と下側袋状部３８が相互に傾動可能とされている。
【００３０】
上記セル１６を構成するシートの材質として代表的なものとして、熱可塑性エラストマーが挙げられ、より詳細にはポリウレタン系のエラストマーやそれ以外にもオレフィン系やスチレン系やポリアミド系のエラストマー等がある。なお、本実施形態では、セル１６の縦方向寸法と横方向寸法が略等しくなっているが、何れかが長くなっていても良い。また、本実施形態では、上側袋状部３６と下側袋状部３８の大きさと形状は略等しくされているが、相互に異ならされていても良い。
【００３１】
このような構造とされたセル１６の内部には、流体室６０が形成されている。この流体室６０は、上側袋状部３６の内側空間と、下側袋状部３８の内側空間が、それら袋状部３６，３８の開口部４２，５２を利用した連通部６２を通じて相互に連通されることによって、形成されている。また、流体室６０は、外部から略密閉されており、セル１６の底部に貫設された筒状のポート４８を通じて外部に連通されている。そして、ポート４８を通じて流体室６０内に空気等の流体が給排されることにより、流体室６０の圧力が調節されて、セル１６が、図３，図４に示された膨張状態や、図５，図６に示された収縮状態、或いはそれらの中間状態に、切り替えられるようになっている。
【００３２】
すなわち、図５，図６に示す膨張前である最収縮状態のセル１６の流体室６０に対して流体が送入されるに連れてセル１６が膨張されて、図３，図４に示す最膨張状態となる。膨張状態のセル１６は収縮状態のセル１６に比して、中央部分の高さ寸法が大きくなる（Ｈ１＞Ｈ２）と共に、セル１６の整列方向（図３，図５の左右および上下方向）における幅寸法となる外周縁部４６における縦横の長さ寸法が小さくなる（Ｌｈｗ１＜Ｌｈｗ２，Ｌｖｗ１＜Ｌｖｗ２）。換言すれば、膨張状態のセル１６は収縮状態のセル１６に比して、セル１６の高さ方向での投影面積が小さくなる。そして、セル１６の内圧は、図４に示された最膨張状態と図６に示された最収縮状態の２段階にのみ設定されるものではなく、最膨張状態と最収縮状態の間で連続的に或いは段階的に設定されるようになっている。なお、セル１６に給排される流体は、空気に限定されるものではなく、例えば、水等の液体を用いることもできる。
【００３３】
図３，図４から明らかなように、最膨張状態のセル１６は、隣接する最膨張状態のセル１６との間に殆ど隙間を設けないように整列配置されている。即ち、最膨張状態のセル１６は、整列方向（図３の左右および上下方向）における最大幅寸法：Ｌｈｗ１，Ｌｖｗ１が、整列方向のセル１６のピッチ寸法：Ｌｈｐ，Ｌｖｐと略等しいもしくは僅かに短く形成されている。具体的には、最膨張状態のセル１６の整列方向における最大幅寸法：Ｌｈｗ１，Ｌｖｗ１は、同整列方向におけるセル１６のピッチ寸法：Ｌｈｐ，Ｌｖｐの９０−１００％とされていることが好ましい。最大幅寸法：Ｌｈｗ１，Ｌｖｗ１が前記ピッチ寸法：Ｌｈｐ，Ｌｖｐの９０％未満だと、膨張状態における隣接するセル１６間の隙間が大きくなってしまい、体圧分散性が良好に図れないおそれがある。また、セル１６間の隙間が大きいことにより、各セル１６が過度に傾斜したり倒れてしまうおそれがあり、セル１６を安定した立設状態に保持することが難しく、支持面の形状がいびつになるおそれがあるからである。一方、最大幅寸法Ｌｈｗがピッチ寸法Ｌｈｐの１００％を超えると、膨張状態における隣接するセル１６同士が重なり合って各セル１６の傾動が阻害されると共に、人体表面の凹凸に沿った支持面の形成ができないおそれがあるからである。本実施形態では、セル１６の最大幅寸法：：Ｌｈｗ１，Ｌｖｗ１は、整列方向のセル１６のピッチ寸法：Ｌｈｐ，Ｌｖｐと略同一とされている。
【００３４】
また、図５，図６から明らかなように、最収縮状態においては、最膨張状態に比べて縦横の長さ寸法（最大幅寸法）Ｌｈｗ２，Ｌｖｗ２が大きくなるため、隣接する最収縮状態のセル１６との間に、周縁部において重なり代６４が生じる。具体的には、最収縮状態のセル１６の整列方向（図５の左右および上下方向）における隣接する最収縮状態のセル１６との重なり代６４の長さ：Ｌｈｔ，Ｌｖｔは、整列方向のセル１６の最大幅寸法：Ｌｈｗ２，Ｌｖｗ２の５−２０％、となるように設定されることが好ましい。即ち、重なり代６４の比率（Ｌｈｔ／Ｌｈｗ２，Ｌｖｔ／Ｌｖｗ２）が５％未満だと、膨張状態における隣接するセル１６間の隙間が大きくなってしまい、体圧分散性が良好に図れないと共に、各セル１６の過度の傾斜や倒れが制御できず、各セルの安定した立設状態が保てないおそれがあるからである。一方、重なり代６４の比率（Ｌｈｔ／Ｌｈｗ２）が２０％を超えると、膨張状態における隣接するセル１６同士が重なり合って各セル１６の傾動が阻害されると共に、人体表面の凹凸に沿った支持面の形成ができないおそれがあるからである。従って、より好ましくは重なり代６４の比率（Ｌｈｔ／Ｌｈｗ）が１０−２０％とされ、本実施形態では略２０％に設定されている。なお、重なり代６４における、重なりの順番については一例を示しただけであり、これに限定するものではない。
【００３５】
かくの如き構造とされたセル１６は、図７に示されているように、複数が筐体部１４に収容されている。即ち、枠体１８の内周側において、底部マット２０の上面に複数のセル１６が略隣接して整列配置されており、各セル１６の底面が中央部分（ポート４８の周囲）において底部マット２０に固着されて、セル１６が底部マット２０に対して傾動可能に支持されている。具体的には、図８に示されているように、複数のセル１６の下側には取付シート６６が配設されている。この取付シート６６は、下側袋状部３８の底部５０よりも僅かに小さな角丸矩形シート状を呈している。各取付シート６６には、各セル１６のポート４８に対応する位置に貫通穴が設けられており、該貫通穴に各セル１６のポート４８が挿通配置されると共に、各貫通穴の周縁部が各ポート４８の周囲に溶着されることにより、取付シート６６と各セル１６が一体化に連結されている。また、取付シート６６の四角部には、一対の凹凸部材からなるスナップ等の取付部材６８の一方が設けられている。取付部材６８の他方は、底部マット２０上面の略全体に亘って配設されている固定シート６７の適所に配設されており、取付部材６８を介して、取付シート６６が固定シート６７に装着固定されるようになっている。ここで、固定シート６７は、必要に応じて適所で底部マット２０に固定されている。そして、各セル１６のポート４８は、底部マット２０を貫通して配設されている。さらに、セル１６の上面には、天部マット２２が非固着で重ね合わされて、枠体１８の上側開口部に嵌着されている。なお、本実施形態では、図１に示されているように、縦に２１行、横に７列となるように、１４７個のセル１６が配設されている。
【００３６】
各ポート４８は、筐体部１４の外で給排路７０に接続されており、セル１６の流体室６０が給排路７０を通じてポンプ７２と大気の何れかに選択的に連通されるようになっている。なお、流体室６０のポンプ７２への接続と大気への開放は、給排路７０上に設けられた三方弁等の弁手段７４によって切り替えられるようになっている。また、各セル１６の流体室６０は、実質的に相互に独立しており、セル１６間で空気が流動することはない。このような流体室６０の独立性は、給排路７０を各セル１６毎に独立させる等して実現される。
【００３７】
そして、流体室６０がポンプ７２に接続されて流体室６０に空気が送入されることにより、流体室６０の圧力が高められて、セル１６が図３，図４に示されているような膨張状態とされる。一方、流体室６０が大気に開放されて流体室６０の空気が大気中に放出されることにより、流体室６０の圧力が低下して、セル１６が図５，図６に示されているような収縮状態とされる。これによって、図４，図６からも明らかなように、セル１６の上下方向での高さ寸法が、流体室６０の圧力を調節することで変更されるようになっている。なお、流体室６０の圧力を調節する手段としては、弁手段７４を用いる上記手段の他に、流体室６０とポンプ７２を常時接続すると共に、ポンプ７２として空気の送出運転と吸引運転を切替え可能なものを採用して、ポンプ７２の運転を制御することによっても実現される。
【００３８】
さらに、ポンプ７２および弁手段７４は、制御手段７６によって制御されている。この制御手段７６は、天部マット２２の体圧センサ３４から入力される検出信号に基づいて制御信号を生成して、その制御信号をポンプ７２および弁手段７４に出力することで、ポンプ７２の送風量や弁手段７４の切替え等を制御するようになっている。また、本実施形態では、複数のセル１６に対してそれぞれ異なる空気圧を設定することができるようになっており、例えば、各セル１６毎に送風量を異ならせることが可能なポンプ７２を採用しても良いし、弁手段７４の切替タイミングを各セル１６毎に調節することで空気圧を個別に設定することもできる。以上より明らかなように、流体室６０の圧力を個別に調節してセル１６の高さを変更設定するための圧力調節手段７８が、体圧センサ３４、給排路７０、ポンプ７２、弁手段７４、制御手段７６を含んで構成されている。
【００３９】
このような構造とされたマットレス１０は、図７に示されているように、マットレス本体１２がベッド８０の人体支持部８２上に重ね合わされている。そして、マットレス１０上に使用者が横たわると、天部マット２２と複数のセル１６と底部マット２０に使用者の体圧が作用して、ベッド８０の人体支持部８２で支持されるようになっている。また、給排路７０やポンプ７２、弁手段７４、制御手段７６は、ベッド８０の人体支持部８２内やその下方等に設けられる収容スペースに配設される。なお、使用者に作用する重力に基づいた体荷重（体圧）が、下方に向かって作用することから、天部マット２２、セル１６、底部マット２０、人体支持部８２の各上面を、それぞれの体圧作用面と称する。
【００４０】
このような構造とされた本実施形態のマットレス１０では、天部マット２２上に使用者が臥した場合に、マットレス本体１２から使用者に及ぼされる体圧の反力が、局所的に大きくなるのを抑えることができる。
【００４１】
具体的には、先ず、使用者が天部マット２２上に横たわる前に、予め全てのセル１６の流体室６０にポンプ７２から空気が送り込まれており、セル１６の高さ寸法が最大に設定されている。これによって、使用者が横たわる際にセル１６の底付きが防止されて、充分な緩衝性をもって使用者が支持されるようになっている。
【００４２】
また、天部マット２２上に横たわった使用者の体荷重が天部マット２２の体圧センサ３４に及ぼされることから、体圧センサ３４が使用者の体表面の凹凸等に基づいた体圧分布を検出して、体圧分布の検出結果が検出信号として制御手段７６に出力される。なお、体圧センサ３４は、各セル１６に作用する圧力（体圧）の大きさを個別に検出可能とされており、本実施形態では、体圧センサ３４が１４７個のセル１６についてそれぞれ検出信号を得るようになっている。
【００４３】
また、制御手段７６は、体圧センサ３４から送られた検出信号に基づいて制御信号をポンプ７２および弁手段７４に出力する。そして、ポンプ７２の送風量や、弁手段７４による流体室６０のポンプ７２と大気の何れかへの選択的な接続の切替えが、制御信号に基づいて制御されることにより、セル１６の流体室６０の圧力が調節されて、セル１６の高さが変更設定される。
【００４４】
そして、作用する体圧が大きいセル１６において、流体室６０の圧力が低く調節されて、セル１６の高さ寸法が小さくされると共に、作用する体圧が小さいセル１６において、流体室６０の圧力が高く調節されて、セル１６の高さ寸法が大きくされる。これにより、セル１６の高さが人体表面の凹凸に沿うように調節されて、局所的に大きな体圧が作用するのを防ぐことで、体圧の分散化が図られる。
【００４５】
ここで、セル１６は、最収縮状態において、隣接する最収縮状態のセル１６との間に、周縁部において重なり代６４が生じており、前述のとおり、重なり代６４の長さ：Ｌｈｔ，Ｌｖｔは、整列方向のセル１６の幅寸法：Ｌｈｗ２，Ｌｖｗ２の５−２０％（本実施形態では略２０％）となるように形成されている。それ故、各セル１６の膨張状態において、各セル１６間の隙間が減少乃至は解消されており、各セル１６による受圧面積を大きく確保して、体圧の分散性を高めることができる。また、セル１６の整列方向で隣接するセル１６同士が相互に当接して支持し合うことにより各セル１６の立設状態、即ち高さ位置を安定して保持することができる。従って、各セル１６の大きな受圧面積と高さ位置の高精度な制御が可能となり、天部マット２２表面の形状を人体の凹凸に上手く沿わせつつ、局所的な圧迫を防止して、使用者に快感な寝心地を提供することができるのである。
【００４６】
また、最膨張状態のセル１６の整列方向（図３の左右および上下方向）における最大幅寸法：Ｌｈｗ１，Ｌｖｗ１は、整列方向のセル１６のピッチ寸法：Ｌｈｐ，Ｌｖｐの９０−１００％（本実施形態では略１００％）となるように形成されている。それ故、各セル１６の膨張状態において、各セル１６間の隙間が確実に減少乃至は解消されており、上述のとおり、セル１６の大きな受圧面積と高さ位置の高精度な制御の実現による、快適な寝心地の提供が可能となるのである。特に、各セル１６が平面視において角丸矩形を呈していることにより、隣接する各セル１６の間の隙間の発生を一層有利に防止することができて、各セル１６の支持面積を大きく確保することができる。
【００４７】
さらに、本実施形態では、各セル１６が、高さ方向中間部分に形成された括れ部５８を挟んだ両側で、上側袋状部３６と下側袋状部３８が相互に傾動可能な２段構造とされている。従って、各セル１６が括れ部５８において首振り状に傾動することで、その上面（体圧作用面）が天部マット２２の変形（変位）に追従して傾斜するようになる。これにより、天部マット２２の凹凸に対応する形状の支持面が、複数のセル１６の上面によって構成されて、マットレス１０の表面が人体表面の凹凸に沿った形状に高い追従性をもって変形可能とされている。従って、セル１６の上面が使用者の体表面に対してより広い面積で当接されて、体圧の分散化が一層有利に実現される。これにより、使用者の体が局所的に強く圧迫されるのを防いで、褥瘡の発生を抑えることができる。
【００４８】
また、各セル１６は、角丸矩形の一組のシートを周縁部において流体密に固着したセル体を重ね合わせて構成したものである。このように、各セル１６を平面的な部材を重ね合わせて構成したことにより、図６に示す収縮状態でのセル１６を非常にコンパクトに構成することができ、セル１６の取扱性に優れていると共に、セル１６の製造の容易化・低コスト化も実現できる。また、シートの重ね合わせ構造であるセル１６は、膨張時の高さ増大に伴う幅方向の収縮が隣接するセル１６間で相互に離隔する方向となることから、各セル１６の膨張動作を隣接するセル１６同士の干渉なく速やかに行うことができる。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、セル１６の平面視形状は、実施形態の如く角丸矩形状に限定されず、円形、各種の多角形やその角部を丸めた角丸多角形、異形等、任意の形状が採用され得る。
【００５０】
また、上記実施形態では、各セル１６のポート４８が固定シート６７や底部マット２０を貫通して延出するように配設されていたが、図９に示すように、各セル１６のポート４８は、底部マット２０を貫通することなく、固定シート６７上をマットレス本体１２の側方に向かって延出するように配設されていても良い。このようにすれば、マットレス本体１２の側方に、各セル１６の流体室６０に接続する複数の弁手段７４やそれらの制御手段７６を集約して配設することができ、メンテナンス性の向上等を図ることができる。なお、各セル１６のポート４８およびそこから延び出す配管は、取付シート６６の四角部に設けられた取付部材６８の間を挿通されて側方に向かって延び出すことができる。これにより、取付シート６６がポート４８およびそこから延び出す配管の位置決め保持手段としても機能することができるのである。
【００５１】
また、前記実施形態では、使用者がマットレス本体１２上に横たわる前に、全てのセル１６が高さ寸法を最大にする初期状態に設定されるようになっていたが、例えば、使用者が横たわった後、使用者が寝たままの状態で内圧を調整して、セル１６を初期状態に設定しても良いし、使用者が体位を変換した後（寝返りの後等）、セル１６を初期状態に設定しても良い。なお、セル１６の初期状態は、必ずしも高さ寸法を最大にした状態に限定されるものではなく、各セル１６の高さ寸法が予め設定されて任意の高さに調整された状態をいう。
【００５２】
また、セル１６は、必ずしも１組のシートを重ね合わせて周縁部を流体密に固着して構成したセル体で構成される必要はなく、セル１６の膨張に伴い、セル１６の整列方向における幅寸法が減少するものであれば、単一のシートからなる袋状のセル体や、３枚以上のシートを密着して袋状にしたセル体などいずれも採用可能である。さらに、セル１６の平面視における形状と、括れ部５８（連通部６２）の形状は、必ずしも略相似形状である必要はなく、例えば、角丸矩形状を呈するセル１６に円形の括れ部５８（連通部６２）が設けられていても良い。
【００５３】
加えて、本実施形態では、セル１６が上側袋状部３６と下側袋状部３８を有する２段構造とされて、１つの括れ部５８だけが形成されていたが、セル１６は、３段構造以上であっても良く、その場合には２つ以上の括れ部５８が形成され得る。
【符号の説明】
【００５４】
１０：マットレス、１４：筐体部、１６：セル、１８：枠体、２０：底部マット（基体）、３４：体圧センサ、３６：上側袋状部、３８：下側袋状部、４０：天部、４２：開口部、４４：上側中間部、４６：外周縁部、４８：ポート、５０：底部、５２：開口部、５４：下側中間部、５６：外周縁部、５８：括れ部、６０：流体室、６２：連通部、６４：重なり代、７０：給排路、７２：ポンプ、７４：弁手段、７６：制御手段、７８：圧力調節手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、介護用ベッド等に用いられるマットレスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、介護用ベッド等における人体の支持部分には、クッション作用を有するマットレスが採用されており、人体を弾性的に支持することで寝心地の改善が図られている。このマットレスは、例えば、ウレタンフォーム等の弾性材によって形成されている。
【０００３】
ところで、寝返りをすることが困難な使用者等が、一般的なマットレスを長期に亘って連続的に使用すると、体圧（人体の荷重による圧力）の反力が使用者の局所に連続して作用することから、血流の悪化等に起因する褥瘡が生じるおそれがある。そこで、褥瘡の発生を防止するために、流体の圧力を利用して使用者の体圧の作用位置を変化させて、実質的に使用者に作用する体圧の反力を分散させることが可能な可動式のマットレスも提案されている。
【０００４】
この可動式のマットレスは、体圧の作用部分（人体の支持部分）が整列配置された複数のセルで構成されており、各セルの流体室に外部から空気等の流体が送入／排出されてセルの内圧が調節されることにより、セルの高さが変更設定されるようになっている。これにより、実質的に使用者の体を支持するセルと支持しないセルを所定時間毎に入れ替えて、使用者の体の一部が体圧の作用で長期に亘って圧迫されるのを防ぐようにすることが可能となる。また、セルの高さを各所で適切に調節することでマットレス表面の形状を人体の凹凸に合わせることが可能となり、体圧の分散化を促進して使用者の体の凸部（臀部等）に荷重が集中的に作用するのを防ぐことも可能となる。例えば、特許第２６１５２０６号公報（特許文献１）に記載のものがそれである。
【０００５】
ところが、このように各セルの流体室に外部から空気等の流体を送入／排出してセルの高さを調節する構造においては、各セルに流体を送入して各セルを膨張させるに連れて、各セルの整列方向における幅寸法が当然に小さくなる。それ故、特許文献１に示すように、セルが膨張した状態では各セルの間に大きな隙間が生ずることとなり、これにより、使用者を支持する支持面の面積が減少して、体圧の分散化が十分に図れないおそれがあった。また、各セル間の隙間が大きくなることにより、各セルが必要以上に傾いて所望の高さ位置にセルを設定できない場合もあった。その結果、マットレス表面の形状を人体の凹凸に上手く沿わせることができず、局所的な圧迫を生じさせて使用者に不快感を与えるおそれもあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２６１５２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、体圧分散性を向上させると共に、各セルを所定位置に安定して保持することができる、新規な構造のマットレスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明の第１の態様は、人体を支持する基体の体圧作用面上に複数のセルが整列配置されていると共に、該セルの内部に形成された流体室の圧力を調節して該セルの高さを変更設定する圧力調節手段が設けられているマットレスにおいて、前記セルの前記流体室に流体が送入されて前記セルが膨張されるに従って、前記セルの高さ寸法が上昇すると共に前記セルの整列方向における幅寸法が減少するようになっている一方、前記セルの膨張前において、前記整列方向で隣接する前記セルの周縁部が相互に重なり合っていることを、特徴とする。
【０００９】
このような第１の態様に従う構造とされたマットレスによれば、セルの膨張前において、セルの整列方向で隣接するセルの周縁部が、相互に重なり合うようになっている。すなわち、セルの膨張に伴う幅寸法の減少を見越してセルの幅寸法を設定し、セルの膨張前には隣接するセルの周縁部同士が重なり合うようになっていることから、セルが膨張して高さ寸法が上昇しても、十分な幅寸法が確保されて、隣接するセル間に大きな隙間が生じることを防止することができる。これにより、各セルの受圧面積を大きく設定すると共に各セル間の隙間を減少乃至は解消することができて、体圧の分散化を向上させることができる。
【００１０】
また、セルの膨張により高さ寸法が上昇した各セル間の隙間が減少乃至は解消されていることから、セルの整列方向で隣接するセル同士が当接して支持し合うことにより各セルの立設状態を安定して保持することができる。これにより、各セルの過度な傾斜や倒れを防止することが可能となり、各セルの所望の高さ位置への設定が高度に安定して実現されることとなる。それ故、各セルの大きな受圧面積とセルの高さ位置の高精度な制御の実現により、マットレス表面の形状を人体の凹凸に上手く沿わせることができて、局所的な圧迫を防止しつつ使用者に快感な寝心地を提供することができる。
【００１１】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載されたマットレスにおいて、前記セルの膨張前における前記周縁部の重なり代が、前記整列方向における前記幅寸法の５−２０％とされているものである。
【００１２】
第２の態様によれば、隣接するセルの周縁部同士が、膨張前に５−２０％の重なり代をもって重なり合うようにされていることから、膨張後の各セル間の隙間を確実に低減乃至は解消できる。また、膨張後に隣接するセル同士が重なり合ってマットレスの支持面に局所的な凹凸が形成されたり、セルの人体の形状に沿った傾動を阻害することも防止でき、一層安定した体圧分散の向上や寝心地の良さを実現できるのである。
【００１３】
本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様に記載されたマットレスにおいて、前記セルの最大膨張時の前記整列方向における最大幅寸法が、前記整列方向における前記セルのピッチ寸法の９０−１００％とされているものである。
【００１４】
第３の態様によれば、各セルの最大膨張時の幅寸法がセルの整列方向のピッチ寸法の９０−１００％に設定されていることから、膨張時のセル間の隙間を極めて小さくするか、無くすことができる。これにより、各セルの受圧面積を一層確実に大きく設定することができ、体圧の分散化を有利に図ることができる。なお、各セルの最大膨張時の幅寸法がピッチ寸法を超えないように設定されていることから、最大膨張時に隣接するセルが重なり合って、マットレスの支持面に局所的な凹凸を形成したり、セルの人体の形状に沿った傾動を阻害することを確実に防止できる。
【００１５】
本発明の第４の態様は、第１〜第３の何れか１つの態様に記載されたマットレスにおいて、前記セルが、少なくとも１組のシートを相互に重ね合わせて周縁部において流体密に固着することにより構成されたセル体を含んで構成されているものである。
【００１６】
第４の態様によれば、１組のシートを相互に重ね合わせて周縁部で流体密に固着したセル体を含んで各セルが構成されていることから、流体の排出時には各セルがシート状に重なり合うように基体上に配設されて、コンパクトな収納が可能となる。また、流体が送入されて各セルが膨張する際には、何れのセルも相互に離隔する方向に幅方向が収縮して高さが増大されるように変形することから、隣接するセル同士が干渉することなく、各セルの膨張動作を速やかに行うことができる。
【００１７】
本発明の第５の態様は、第１〜第４の何れか１つの態様に記載されたマットレスにおいて、前記セル体を２段に重ね合わせると共に、各前記セル体の重ね合わせ面の中央部分に設けられた連通孔を相互に流体密に固着することにより、２段に重ね合された前記セル体により前記セルを構成すると共に、固着された連通孔によって該セルの高さ方向中間部分に形成された括れ部を挟んだ両側で、各セル体が相互に傾動可能とされているものである。
【００１８】
第５の態様によれば、各セルの高さ方向中間部分に括れ部が形成されていることから、括れ部を挟んだ両側のセル体が、括れ部を中心とする首振り状の傾動が許容されている。これにより、各セルが大きな受圧面積でマットレスの表面を支持すると共に、人体表面の凹凸に沿うような傾動が一層有利に可能となって、体圧の分散化と寝心地の向上の何れをも一層有利に実現できるのである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、セルの膨張前において、セルの整列方向で隣接するセルの周縁部が相互に重なり合うようになっていることから、セルの膨張後における隣接するセル間の大きな隙間の発生を防止することができる。これにより、各セルの受圧面積を大きく設定して体圧の分散化を向上させることができる。さらに、セル間の隙間の減少により、各セルの過度な傾斜や倒れを防止することが可能となり、マットレス表面の形状を人体の凹凸に上手く沿わせて、使用者に快感な寝心地を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の１実施形態としてのマットレスを示す平面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図。
【図３】図１に示されたマットレスを構成するセルの最膨張状態での平面図。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ断面図。
【図５】図１に示されたマットレスを構成するセルの最収縮状態での平面図。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ断面図。
【図７】図１に示されたマットレスとそれを支持するベッドの斜視組立図。
【図８】図２に示された断面拡大図。
【図９】本発明の他の実施形態としての断面拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１，図２には、本発明の１実施形態としてのマットレス１０が示されている。マットレス１０は、マットレス本体１２を含んで構成されており、そのマットレス本体１２が、箱状の筐体部１４と、筐体部１４に収容された複数のセル１６とを、備えている。なお、以下の説明において、上下方向とは、原則として、鉛直上下方向である図２中の上下方向を言う。
【００２３】
より詳細には、筐体部１４は、全体が弾性を有するクッション材で形成されており、枠体１８の下側開口部に基体としての底部マット２０が嵌め込まれていると共に、枠体１８の上側開口部にクッション層としての天部マット２２が嵌め込まれて形成されている。
【００２４】
枠体１８は、全体が多孔質のウレタンフォームで形成された弾性を有する部材であって、互いに平行をなすように配置された頭部側ブロック２４と脚部側ブロック２６が一対の側方ブロック２８，２８で連結された構造とされて、上下方向視で矩形枠状を呈している。なお、枠体１８の形成材料は、特に限定されるものではなく、発泡性材料にも限定されないが、人体への接触や後述する背上げ時の変形追従性等を考慮すると、ウレタンフォームのような弾性を有する材料で形成されていることが望ましい。
【００２５】
底部マット２０は、枠体１８に比して上下方向で薄肉とされた矩形板状の部材であって、本実施形態では多孔質のウレタンフォームによって形成されている。また、底部マット２０は、上下方向視の形状が枠体１８の開口部と対応しており、枠体１８の下側開口部に嵌め込まれている。
【００２６】
天部マット２２は、底部マット２０よりも厚肉の矩形板状を有する部材であって、それぞれが多孔質のウレタンフォームで形成された第１クッション層としての表層部３０と、第２クッション層としての裏層部３２とを有する２層構造とされている。また、天部マット２２は、上下方向視の形状が底部マット２０と略同一とされており、枠体１８の上側開口部に嵌め込まれている。なお、表層部３０と裏層部３２は同一の材料で形成されていても良いが、弾性係数等が異なる材料で形成することで、より優れた寝心地が発揮され得る。
【００２７】
また、天部マット２２には、体圧センサ３４が配設されている。体圧センサ３４は、柔軟なシート状とされて、天部マット２２の表層部３０と裏層部３２との間に挟み込まれて配設されており、それら表層部３０と体圧センサ３４と裏層部３２が上下に重ね合わされている。体圧センサ３４の具体的な構造は、特に限定されるものではないが、例えば、特開２０１０−０４３８８１号公報や特開２０１０−０４３８８０号公報に示されているような、シート状の静電容量型センサが好適に採用される。体圧センサ３４は、寝心地に悪影響を及ぼさないために、薄肉であると共に、柔軟性を有することが望ましい。尤も、体圧センサ３４としては、静電容量型センサの他、歪ゲージや磁歪体を用いたロードセル等を用いることも可能である。
【００２８】
なお、特開２０１０−０４３８８１号公報では、縦１６×横１６で配置された検出部によって、２５６箇所の荷重を測定可能とされているが、本実施形態では、体圧センサ３４の検出部の数は、後述するセル１６の数に応じて設定されており、検出部が縦２１×横７で配置されて、１４７箇所の荷重を測定可能とされる。この体圧センサ３４の検出部の数は、必ずしもセル１６の数と同数に限定されるものではなく、例えば、セル１６よりも多くの検出部を設けて、より高精度に体荷重を検出することもでき得る。
【００２９】
このような構造とされた筐体部１４には、複数のセル１６が収容配置されている。セル１６は、図３〜図６に示されているように、平面視（高さ方向視）で角部が円弧上に丸められた略矩形（角丸矩形状）を呈する袋状乃至は風船状とされており、セル体たる上側袋状部３６とセル体たる下側袋状部３８を 2段に重ね合わせて組み合わせた構造とされている。より詳細には、上側袋状部３６は、角丸矩形シート状の天部４０と、角丸矩形シート状で中央部分に開口部４２が形成された上側中間部４４とからなる一組のシートを、外周縁部４６で相互に溶着することにより形成されている。更に、下側袋状部３８は、角丸矩形シート状で中央部分にポート４８が取り付けられた底部５０と、角丸矩形シート状で中央部分に開口部５２が形成された下側中間部５４とを、外周縁部５６で相互に溶着することにより形成されている。そして、上側中間部４４と下側中間部５４を各開口部４２，５２の周縁部で相互に溶着することによりセル１６が形成され、セル１６の高さ方向中間部分に形成された括れ部５８を挟んだ両側で、上側袋状部３６と下側袋状部３８が相互に傾動可能とされている。
【００３０】
上記セル１６を構成するシートの材質として代表的なものとして、熱可塑性エラストマーが挙げられ、より詳細にはポリウレタン系のエラストマーやそれ以外にもオレフィン系やスチレン系やポリアミド系のエラストマー等がある。なお、本実施形態では、セル１６の縦方向寸法と横方向寸法が略等しくなっているが、何れかが長くなっていても良い。また、本実施形態では、上側袋状部３６と下側袋状部３８の大きさと形状は略等しくされているが、相互に異ならされていても良い。
【００３１】
このような構造とされたセル１６の内部には、流体室６０が形成されている。この流体室６０は、上側袋状部３６の内側空間と、下側袋状部３８の内側空間が、それら袋状部３６，３８の開口部４２，５２を利用した連通部６２を通じて相互に連通されることによって、形成されている。また、流体室６０は、外部から略密閉されており、セル１６の底部に貫設された筒状のポート４８を通じて外部に連通されている。そして、ポート４８を通じて流体室６０内に空気等の流体が給排されることにより、流体室６０の圧力が調節されて、セル１６が、図３，図４に示された膨張状態や、図５，図６に示された収縮状態、或いはそれらの中間状態に、切り替えられるようになっている。
【００３２】
すなわち、図５，図６に示す膨張前である最収縮状態のセル１６の流体室６０に対して流体が送入されるに連れてセル１６が膨張されて、図３，図４に示す最膨張状態となる。膨張状態のセル１６は収縮状態のセル１６に比して、中央部分の高さ寸法が大きくなる（Ｈ１＞Ｈ２）と共に、セル１６の整列方向（図３，図５の左右および上下方向）における幅寸法となる外周縁部４６における縦横の長さ寸法が小さくなる（Ｌｈｗ１＜Ｌｈｗ２，Ｌｖｗ１＜Ｌｖｗ２）。換言すれば、膨張状態のセル１６は収縮状態のセル１６に比して、セル１６の高さ方向での投影面積が小さくなる。そして、セル１６の内圧は、図４に示された最膨張状態と図６に示された最収縮状態の２段階にのみ設定されるものではなく、最膨張状態と最収縮状態の間で連続的に或いは段階的に設定されるようになっている。なお、セル１６に給排される流体は、空気に限定されるものではなく、例えば、水等の液体を用いることもできる。
【００３３】
図３，図４から明らかなように、最膨張状態のセル１６は、隣接する最膨張状態のセル１６との間に殆ど隙間を設けないように整列配置されている。即ち、最膨張状態のセル１６は、整列方向（図３の左右および上下方向）における最大幅寸法：Ｌｈｗ１，Ｌｖｗ１が、整列方向のセル１６のピッチ寸法：Ｌｈｐ，Ｌｖｐと略等しいもしくは僅かに短く形成されている。具体的には、最膨張状態のセル１６の整列方向における最大幅寸法：Ｌｈｗ１，Ｌｖｗ１は、同整列方向におけるセル１６のピッチ寸法：Ｌｈｐ，Ｌｖｐの９０−１００％とされていることが好ましい。最大幅寸法：Ｌｈｗ１，Ｌｖｗ１が前記ピッチ寸法：Ｌｈｐ，Ｌｖｐの９０％未満だと、膨張状態における隣接するセル１６間の隙間が大きくなってしまい、体圧分散性が良好に図れないおそれがある。また、セル１６間の隙間が大きいことにより、各セル１６が過度に傾斜したり倒れてしまうおそれがあり、セル１６を安定した立設状態に保持することが難しく、支持面の形状がいびつになるおそれがあるからである。一方、最大幅寸法Ｌｈｗがピッチ寸法Ｌｈｐの１００％を超えると、膨張状態における隣接するセル１６同士が重なり合って各セル１６の傾動が阻害されると共に、人体表面の凹凸に沿った支持面の形成ができないおそれがあるからである。本実施形態では、セル１６の最大幅寸法：：Ｌｈｗ１，Ｌｖｗ１は、整列方向のセル１６のピッチ寸法：Ｌｈｐ，Ｌｖｐと略同一とされている。
【００３４】
また、図５，図６から明らかなように、最収縮状態においては、最膨張状態に比べて縦横の長さ寸法（最大幅寸法）Ｌｈｗ２，Ｌｖｗ２が大きくなるため、隣接する最収縮状態のセル１６との間に、周縁部において重なり代６４が生じる。具体的には、最収縮状態のセル１６の整列方向（図５の左右および上下方向）における隣接する最収縮状態のセル１６との重なり代６４の長さ：Ｌｈｔ，Ｌｖｔは、整列方向のセル１６の最大幅寸法：Ｌｈｗ２，Ｌｖｗ２の５−２０％、となるように設定されることが好ましい。即ち、重なり代６４の比率（Ｌｈｔ／Ｌｈｗ２，Ｌｖｔ／Ｌｖｗ２）が５％未満だと、膨張状態における隣接するセル１６間の隙間が大きくなってしまい、体圧分散性が良好に図れないと共に、各セル１６の過度の傾斜や倒れが制御できず、各セルの安定した立設状態が保てないおそれがあるからである。一方、重なり代６４の比率（Ｌｈｔ／Ｌｈｗ２）が２０％を超えると、膨張状態における隣接するセル１６同士が重なり合って各セル１６の傾動が阻害されると共に、人体表面の凹凸に沿った支持面の形成ができないおそれがあるからである。従って、より好ましくは重なり代６４の比率（Ｌｈｔ／Ｌｈｗ）が１０−２０％とされ、本実施形態では略２０％に設定されている。なお、重なり代６４における、重なりの順番については一例を示しただけであり、これに限定するものではない。
【００３５】
かくの如き構造とされたセル１６は、図７に示されているように、複数が筐体部１４に収容されている。即ち、枠体１８の内周側において、底部マット２０の上面に複数のセル１６が略隣接して整列配置されており、各セル１６の底面が中央部分（ポート４８の周囲）において底部マット２０に固着されて、セル１６が底部マット２０に対して傾動可能に支持されている。具体的には、図８に示されているように、複数のセル１６の下側には取付シート６６が配設されている。この取付シート６６は、下側袋状部３８の底部５０よりも僅かに小さな角丸矩形シート状を呈している。各取付シート６６には、各セル１６のポート４８に対応する位置に貫通穴が設けられており、該貫通穴に各セル１６のポート４８が挿通配置されると共に、各貫通穴の周縁部が各ポート４８の周囲に溶着されることにより、取付シート６６と各セル１６が一体化に連結されている。また、取付シート６６の四角部には、一対の凹凸部材からなるスナップ等の取付部材６８の一方が設けられている。取付部材６８の他方は、底部マット２０上面の略全体に亘って配設されている固定シート６７の適所に配設されており、取付部材６８を介して、取付シート６６が固定シート６７に装着固定されるようになっている。ここで、固定シート６７は、必要に応じて適所で底部マット２０に固定されている。そして、各セル１６のポート４８は、底部マット２０を貫通して配設されている。さらに、セル１６の上面には、天部マット２２が非固着で重ね合わされて、枠体１８の上側開口部に嵌着されている。なお、本実施形態では、図１に示されているように、縦に２１行、横に７列となるように、１４７個のセル１６が配設されている。
【００３６】
各ポート４８は、筐体部１４の外で給排路７０に接続されており、セル１６の流体室６０が給排路７０を通じてポンプ７２と大気の何れかに選択的に連通されるようになっている。なお、流体室６０のポンプ７２への接続と大気への開放は、給排路７０上に設けられた三方弁等の弁手段７４によって切り替えられるようになっている。また、各セル１６の流体室６０は、実質的に相互に独立しており、セル１６間で空気が流動することはない。このような流体室６０の独立性は、給排路７０を各セル１６毎に独立させる等して実現される。
【００３７】
そして、流体室６０がポンプ７２に接続されて流体室６０に空気が送入されることにより、流体室６０の圧力が高められて、セル１６が図３，図４に示されているような膨張状態とされる。一方、流体室６０が大気に開放されて流体室６０の空気が大気中に放出されることにより、流体室６０の圧力が低下して、セル１６が図５，図６に示されているような収縮状態とされる。これによって、図４，図６からも明らかなように、セル１６の上下方向での高さ寸法が、流体室６０の圧力を調節することで変更されるようになっている。なお、流体室６０の圧力を調節する手段としては、弁手段７４を用いる上記手段の他に、流体室６０とポンプ７２を常時接続すると共に、ポンプ７２として空気の送出運転と吸引運転を切替え可能なものを採用して、ポンプ７２の運転を制御することによっても実現される。
【００３８】
さらに、ポンプ７２および弁手段７４は、制御手段７６によって制御されている。この制御手段７６は、天部マット２２の体圧センサ３４から入力される検出信号に基づいて制御信号を生成して、その制御信号をポンプ７２および弁手段７４に出力することで、ポンプ７２の送風量や弁手段７４の切替え等を制御するようになっている。また、本実施形態では、複数のセル１６に対してそれぞれ異なる空気圧を設定することができるようになっており、例えば、各セル１６毎に送風量を異ならせることが可能なポンプ７２を採用しても良いし、弁手段７４の切替タイミングを各セル１６毎に調節することで空気圧を個別に設定することもできる。以上より明らかなように、流体室６０の圧力を個別に調節してセル１６の高さを変更設定するための圧力調節手段７８が、体圧センサ３４、給排路７０、ポンプ７２、弁手段７４、制御手段７６を含んで構成されている。
【００３９】
このような構造とされたマットレス１０は、図７に示されているように、マットレス本体１２がベッド８０の人体支持部８２上に重ね合わされている。そして、マットレス１０上に使用者が横たわると、天部マット２２と複数のセル１６と底部マット２０に使用者の体圧が作用して、ベッド８０の人体支持部８２で支持されるようになっている。また、給排路７０やポンプ７２、弁手段７４、制御手段７６は、ベッド８０の人体支持部８２内やその下方等に設けられる収容スペースに配設される。なお、使用者に作用する重力に基づいた体荷重（体圧）が、下方に向かって作用することから、天部マット２２、セル１６、底部マット２０、人体支持部８２の各上面を、それぞれの体圧作用面と称する。
【００４０】
このような構造とされた本実施形態のマットレス１０では、天部マット２２上に使用者が臥した場合に、マットレス本体１２から使用者に及ぼされる体圧の反力が、局所的に大きくなるのを抑えることができる。
【００４１】
具体的には、先ず、使用者が天部マット２２上に横たわる前に、予め全てのセル１６の流体室６０にポンプ７２から空気が送り込まれており、セル１６の高さ寸法が最大に設定されている。これによって、使用者が横たわる際にセル１６の底付きが防止されて、充分な緩衝性をもって使用者が支持されるようになっている。
【００４２】
また、天部マット２２上に横たわった使用者の体荷重が天部マット２２の体圧センサ３４に及ぼされることから、体圧センサ３４が使用者の体表面の凹凸等に基づいた体圧分布を検出して、体圧分布の検出結果が検出信号として制御手段７６に出力される。なお、体圧センサ３４は、各セル１６に作用する圧力（体圧）の大きさを個別に検出可能とされており、本実施形態では、体圧センサ３４が１４７個のセル１６についてそれぞれ検出信号を得るようになっている。
【００４３】
また、制御手段７６は、体圧センサ３４から送られた検出信号に基づいて制御信号をポンプ７２および弁手段７４に出力する。そして、ポンプ７２の送風量や、弁手段７４による流体室６０のポンプ７２と大気の何れかへの選択的な接続の切替えが、制御信号に基づいて制御されることにより、セル１６の流体室６０の圧力が調節されて、セル１６の高さが変更設定される。
【００４４】
そして、作用する体圧が大きいセル１６において、流体室６０の圧力が低く調節されて、セル１６の高さ寸法が小さくされると共に、作用する体圧が小さいセル１６において、流体室６０の圧力が高く調節されて、セル１６の高さ寸法が大きくされる。これにより、セル１６の高さが人体表面の凹凸に沿うように調節されて、局所的に大きな体圧が作用するのを防ぐことで、体圧の分散化が図られる。
【００４５】
ここで、セル１６は、最収縮状態において、隣接する最収縮状態のセル１６との間に、周縁部において重なり代６４が生じており、前述のとおり、重なり代６４の長さ：Ｌｈｔ，Ｌｖｔは、整列方向のセル１６の幅寸法：Ｌｈｗ２，Ｌｖｗ２の５−２０％（本実施形態では略２０％）となるように形成されている。それ故、各セル１６の膨張状態において、各セル１６間の隙間が減少乃至は解消されており、各セル１６による受圧面積を大きく確保して、体圧の分散性を高めることができる。また、セル１６の整列方向で隣接するセル１６同士が相互に当接して支持し合うことにより各セル１６の立設状態、即ち高さ位置を安定して保持することができる。従って、各セル１６の大きな受圧面積と高さ位置の高精度な制御が可能となり、天部マット２２表面の形状を人体の凹凸に上手く沿わせつつ、局所的な圧迫を防止して、使用者に快感な寝心地を提供することができるのである。
【００４６】
また、最膨張状態のセル１６の整列方向（図３の左右および上下方向）における最大幅寸法：Ｌｈｗ１，Ｌｖｗ１は、整列方向のセル１６のピッチ寸法：Ｌｈｐ，Ｌｖｐの９０−１００％（本実施形態では略１００％）となるように形成されている。それ故、各セル１６の膨張状態において、各セル１６間の隙間が確実に減少乃至は解消されており、上述のとおり、セル１６の大きな受圧面積と高さ位置の高精度な制御の実現による、快適な寝心地の提供が可能となるのである。特に、各セル１６が平面視において角丸矩形を呈していることにより、隣接する各セル１６の間の隙間の発生を一層有利に防止することができて、各セル１６の支持面積を大きく確保することができる。
【００４７】
さらに、本実施形態では、各セル１６が、高さ方向中間部分に形成された括れ部５８を挟んだ両側で、上側袋状部３６と下側袋状部３８が相互に傾動可能な２段構造とされている。従って、各セル１６が括れ部５８において首振り状に傾動することで、その上面（体圧作用面）が天部マット２２の変形（変位）に追従して傾斜するようになる。これにより、天部マット２２の凹凸に対応する形状の支持面が、複数のセル１６の上面によって構成されて、マットレス１０の表面が人体表面の凹凸に沿った形状に高い追従性をもって変形可能とされている。従って、セル１６の上面が使用者の体表面に対してより広い面積で当接されて、体圧の分散化が一層有利に実現される。これにより、使用者の体が局所的に強く圧迫されるのを防いで、褥瘡の発生を抑えることができる。
【００４８】
また、各セル１６は、角丸矩形の一組のシートを周縁部において流体密に固着したセル体を重ね合わせて構成したものである。このように、各セル１６を平面的な部材を重ね合わせて構成したことにより、図６に示す収縮状態でのセル１６を非常にコンパクトに構成することができ、セル１６の取扱性に優れていると共に、セル１６の製造の容易化・低コスト化も実現できる。また、シートの重ね合わせ構造であるセル１６は、膨張時の高さ増大に伴う幅方向の収縮が隣接するセル１６間で相互に離隔する方向となることから、各セル１６の膨張動作を隣接するセル１６同士の干渉なく速やかに行うことができる。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、セル１６の平面視形状は、実施形態の如く角丸矩形状に限定されず、円形、各種の多角形やその角部を丸めた角丸多角形、異形等、任意の形状が採用され得る。
【００５０】
また、上記実施形態では、各セル１６のポート４８が固定シート６７や底部マット２０を貫通して延出するように配設されていたが、図９に示すように、各セル１６のポート４８は、底部マット２０を貫通することなく、固定シート６７上をマットレス本体１２の側方に向かって延出するように配設されていても良い。このようにすれば、マットレス本体１２の側方に、各セル１６の流体室６０に接続する複数の弁手段７４やそれらの制御手段７６を集約して配設することができ、メンテナンス性の向上等を図ることができる。なお、各セル１６のポート４８およびそこから延び出す配管は、取付シート６６の四角部に設けられた取付部材６８の間を挿通されて側方に向かって延び出すことができる。これにより、取付シート６６がポート４８およびそこから延び出す配管の位置決め保持手段としても機能することができるのである。
【００５１】
また、前記実施形態では、使用者がマットレス本体１２上に横たわる前に、全てのセル１６が高さ寸法を最大にする初期状態に設定されるようになっていたが、例えば、使用者が横たわった後、使用者が寝たままの状態で内圧を調整して、セル１６を初期状態に設定しても良いし、使用者が体位を変換した後（寝返りの後等）、セル１６を初期状態に設定しても良い。なお、セル１６の初期状態は、必ずしも高さ寸法を最大にした状態に限定されるものではなく、各セル１６の高さ寸法が予め設定されて任意の高さに調整された状態をいう。
【００５２】
また、セル１６は、必ずしも１組のシートを重ね合わせて周縁部を流体密に固着して構成したセル体で構成される必要はなく、セル１６の膨張に伴い、セル１６の整列方向における幅寸法が減少するものであれば、単一のシートからなる袋状のセル体や、３枚以上のシートを密着して袋状にしたセル体などいずれも採用可能である。さらに、セル１６の平面視における形状と、括れ部５８（連通部６２）の形状は、必ずしも略相似形状である必要はなく、例えば、角丸矩形状を呈するセル１６に円形の括れ部５８（連通部６２）が設けられていても良い。
【００５３】
加えて、本実施形態では、セル１６が上側袋状部３６と下側袋状部３８を有する２段構造とされて、１つの括れ部５８だけが形成されていたが、セル１６は、３段構造以上であっても良く、その場合には２つ以上の括れ部５８が形成され得る。
【符号の説明】
【００５４】
１０：マットレス、１４：筐体部、１６：セル、１８：枠体、２０：底部マット（基体）、３４：体圧センサ、３６：上側袋状部、３８：下側袋状部、４０：天部、４２：開口部、４４：上側中間部、４６：外周縁部、４８：ポート、５０：底部、５２：開口部、５４：下側中間部、５６：外周縁部、５８：括れ部、６０：流体室、６２：連通部、６４：重なり代、７０：給排路、７２：ポンプ、７４：弁手段、７６：制御手段、７８：圧力調節手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体を支持する基体の体圧作用面上に複数のセルが整列配置されていると共に、該セルの内部に形成された流体室の圧力を調節して該セルの高さを変更設定する圧力調節手段が設けられているマットレスにおいて、
前記セルの前記流体室に流体が送入されて前記セルが膨張されるに従って、前記セルの高さ寸法が上昇すると共に前記セルの整列方向における幅寸法が減少するようになっている一方、
前記セルの膨張前において、前記整列方向で隣接する前記セルの周縁部が相互に重なり合っていることを特徴とするマットレス。
【請求項２】
前記セルの膨張前における前記周縁部の重なり代が、前記整列方向における前記幅寸法の５−２０％とされている請求項１に記載のマットレス。
【請求項３】
前記セルの最大膨張時の前記整列方向における最大幅寸法が、前記整列方向における前記セルのピッチ寸法の９０−１００％とされている請求項１又は２に記載のマットレス。
【請求項４】
前記セルが、少なくとも１組のシートを相互に重ね合わせて周縁部において流体密に固着することにより構成されたセル体を含んで構成されている請求項１〜３の何れか１項に記載のマットレス。
【請求項５】
前記セル体を２段に重ね合わせると共に、各前記セル体の重ね合わせ面の中央部分に設けられた連通孔を相互に流体密に固着することにより、２段に重ね合された前記セル体により前記セルを構成すると共に、固着された連通孔によって該セルの高さ方向中間部分に形成された括れ部を挟んだ両側で、各セル体が相互に傾動可能とされている請求項４に記載のマットレス。
【請求項１】
人体を支持する基体の体圧作用面上に複数のセルが整列配置されていると共に、該セルの内部に形成された流体室の圧力を調節して該セルの高さを変更設定する圧力調節手段が設けられているマットレスにおいて、
前記セルの前記流体室に流体が送入されて前記セルが膨張されるに従って、前記セルの高さ寸法が上昇すると共に前記セルの整列方向における幅寸法が減少するようになっている一方、
前記セルの膨張前において、前記整列方向で隣接する前記セルの周縁部が相互に重なり合っていることを特徴とするマットレス。
【請求項２】
前記セルの膨張前における前記周縁部の重なり代が、前記整列方向における前記幅寸法の５−２０％とされている請求項１に記載のマットレス。
【請求項３】
前記セルの最大膨張時の前記整列方向における最大幅寸法が、前記整列方向における前記セルのピッチ寸法の９０−１００％とされている請求項１又は２に記載のマットレス。
【請求項４】
前記セルが、少なくとも１組のシートを相互に重ね合わせて周縁部において流体密に固着することにより構成されたセル体を含んで構成されている請求項１〜３の何れか１項に記載のマットレス。
【請求項５】
前記セル体を２段に重ね合わせると共に、各前記セル体の重ね合わせ面の中央部分に設けられた連通孔を相互に流体密に固着することにより、２段に重ね合された前記セル体により前記セルを構成すると共に、固着された連通孔によって該セルの高さ方向中間部分に形成された括れ部を挟んだ両側で、各セル体が相互に傾動可能とされている請求項４に記載のマットレス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−２７５３４（Ｐ２０１３−２７５３４Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６５３０９（Ｐ２０１１−１６５３０９）
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
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