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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luftzellenbauteil, eine Luftzelleneinheit und eine Luftmatratze zum Verhindern des Wundliegens (Dekubitus).
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Technischer Hintergrund
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Mit dem Wundliegen (Dekubitus) ist ein lokales Druckgeschwür der Haut gemeint, das in den meisten Fällen dadurch entsteht, dass das lokale Hautgewebe an Knochenvorsprüngen o. Ä., auf denen das Körpergewicht liegt, kontinuierlich unter Druck gesetzt wird und eine Ischämie verursacht wird. Für diejenigen, die wegen Krankheit, Verletzung, Altersschwäche o. Ä. bettlägerig sind oder sich schwer bewegen können, ist die Verhinderung des Wundliegens sehr wichtig.
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Es sind Luftmatratzen zum Verhindern des Wundliegens bekannt, bei denen mehrere hülsenartig ausgeformte Luftzellen, in die Luft eingeschlossen werden, in der Richtung orthogonal zur Längsrichtung des Betts nebeneinander vorgesehen sind (siehe z. B. Patentdokumente 1 bis 4). Bei den Luftmatratzen zum Verhindern des Wundliegens wird der Luftdruck in jeder Luftzelle in der Regel auf einem so niedrigen Druck gehalten, dass der Körper des Benutzers einsinkt, wodurch der Kontaktdruck auf den Körper reduziert und das Wundliegen verhindert wird.
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Patentdokument 1 offenbart eine Luftmatratze, bei der mehrere lange, schmale, beutelartige Luftzellen, die in der Horizontalen orthogonal zur Längsrichtung des Betts liegen, entlang der Längsrichtung des Betts nebeneinander vorgesehen sind, wobei jede der Luftzellen derart gestaltet ist, dass eine Trennplatte, die den beutelartigen Innenraum in vertikaler Richtung halbiert, zwischen den Seitenwänden bis in die Nähe der beiden Enden in der Längsrichtung vorgesehen ist.
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Patentdokument 2 offenbart eine Technik, bei der nebeneinander vorgesehene Luftzellen in mehrere Systeme unterteilt sind, wobei die Luftzellen für jedes System durch aufeinanderfolgendes Aufblasen und Zusammenziehen der Luftzellen in Wellen bewegt werden. Eine Luftmatratze mit dieser aufeinanderfolgenden Änderung des Drucks in den Luftzellen wird als „druckschaltender Typ“ bezeichnet. Die Luftmatratze vom druckschaltenden Typ ist kein medizinisches Gerät, sondern ein Hilfsmittel für die Pflege, das von der sozialen Pflegeversicherung gedeckt wird und als „Hilfsmittel zum Verhindern des Wundliegens“ bezeichnet wird. Außerdem wird eine Luftmatratze, bei der der Druck in den Luftzellen während der Verwendung unverändert bleibt, als „statischer Typ“ bezeichnet.
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Patentdokument 3 offenbart eine aufblasbare Luftmatratze, die in Form einer langen, schmalen Fläche gebildet ist, wobei die Luftmatratze mehrere aufblasbare Luftzellen aufweist, die aufeinanderfolgend in Reihen entlang der Längsachse der Matratze angeordnet sind, wobei jede Luftzelle lang und schmal ausgebildet ist. In Patentdokument 3 ist ferner offenbart, dass eine innere Folie durch Punktschweißen an äußeren Folien fixiert wird, so dass beim Aufblasen der Luftzellen Falten auf der Stützfläche der Luftzellen gebildet werden.
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Patentdokument 4 offenbart Zellen für eine Luftmatte, umfassend: mittlere Zellen, die Luftzufuhröffnungen aufweisen; erste und zweite untere Zellen, die eine kürzere Länge als die mittleren Zellen haben, Luftzufuhröffnungen aufweisen, entlang der Längsrichtung der mittleren Zellen an den unteren Flächen der mittleren Zellen befestigt sind und miteinander in Verbindung stehen; und obere Zellen, die entlang der Längsrichtung der mittleren Zellen an den oberen Flächen der mittleren Zellen befestigt sind und mehrere Paare bilden. Gemäß Patentdokument 4 werden die oberen Zellen mit Luft mit relativ niedrigem Druck gefüllt, während die unteren Zellen mit Luft mit relativ hohem Druck versorgt werden, wobei die oberen Zellen die Kontaktfläche mit dem Benutzer vergrößern und die unteren Zellen die Steifigkeit der Luftmatte erhöhen.
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Dokumente zum Stand der Technik
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Patentdokumente
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- [Patentdokument 1] JP 2005-006939 A
- [Patentdokument 2] JP 2011-160894 A
- [Patentdokument 3] US 5,704,084 A
- [Patentdokument 4] WO 2015/162667 A
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Zusammenfassung der Erfindung
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Zu lösende Aufgabe der Erfindung
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Wenn sich bei einer Luftmatratze, bei deren Verwendung der Innendruck der Luftzellen auf einem niedrigen Druck gehalten wird, das Körpergewicht auf einen Teil des Körpers konzentriert, sinkt dieser Teil des Körpers übermäßig in die Luftmatratze ein, so als ob ein Körperteil an der Folie auf der Oberfläche der Luftzellen hängt (auch als „Hängematteneffekt“ bekannt). In diesem Zustand vergrößert sich der Kontaktdruck am betreffenden Körperteil und es wird für den Benutzer auch schwierig, die Körperposition zu ändern.
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Wenn der Körper des Benutzers in die Luftmatratze einsinkt, besteht außerdem die Gefahr, dass der tief eingesunkene Teil den Boden der Luftmatratze berührt. Dieser Zustand, in dem der Körper den Boden der Luftmatratze berührt, wird als „Bodenkontakt“ bezeichnet. Da es sich beim Bodenkontakt um einen Zustand handelt, in dem der Körper des Benutzers entlang der dünnen Folie der Luftmatratze auf die harte Bodenfläche eines Bettgestells trifft, geht die Funktion zum Verhindern des Wundliegens verloren, was unter dem Gesichtspunkt der Benutzersicherheit nachteilig ist.
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Wenn der Körper erst einmal so weit in die Luftmatratze eingesunken ist, dass ein Bodenkontakt entsteht, ist es außerdem sehr schwierig, den Körper wieder durch Luft zu stützen, weil die Luft in die Luftzellen strömt, auf die das Körpergewicht nicht ausgeübt wird, auch wenn zusätzliche Luft in Luftzellen zugeführt wird.
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Hinsichtlich des Hängematteneffektes wird gemäß Patentdokument 3 durch die an der Stützfläche der Luftzellen gebildeten Falten Spielraum an der Stützfläche für ein tiefes Einsinken des Körpers in die Luftmatratze geschaffen, wodurch der Hängematteneffekt vermieden wird. Gemäß Patentdokument 3 wird jedoch nicht die Gefahr berücksichtigt, dass ein Bodenkontakt beim Einsinken des Körpers in die Luftmatratze entsteht.
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Um einen Bodenkontakt zu verhindern, ist es z. B. auch denkbar, dass die in Patentdokument 4 offenbarten unteren Zellen für die Luftzellen, die den Körper abstützen, vorgesehen werden. Bei den Luftzellen, bei denen, wie z. B. in Patentdokument 3 gezeigt, die innere Folie auf beiden Seiten abwechselnd mit den äußeren Folien punktgeschweißt ist, verlaufen jedoch die Bereiche, die in seitlicher Richtung aufgeblasen werden (siehe z. B. Nebenzellen 20, 21, 22, 23 in 3 gemäß Patentdokument 3), auf beiden Seiten alternierend, so dass die Form der gesamten Luftzellen von oben aus gesehen dazu neigt, mäanderförmig zu der Längsachse der Luftzellen zu sein. Daher ist es schwierig, die unteren Zellen an diesen Luftzellen zu fixieren.
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Angesichts der oben erwähnten Situation liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Luftzellenbauteil, eine Luftzelleneinheit und eine Luftmatratze bereitzustellen, durch die ein Bodenkontakt unabhängig von der Form oder dem Aufbau einer Luftzelle, die eine Stützfläche zum Abstützen eines Körpers aufweist, oder von der Verwendungsform, wie z. B. Innendruck, verhindert werden kann.
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Mittel zum Lösen der Aufgabe
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Um die oben erwähnte Aufgabe zu lösen, stützt ein Luftzellenbauteil gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung in einer Luftmatratze Luftzellen ab, die eine Stützfläche aufweisen, auf die der Körper des Benutzers gelegt wird, und umfasst: mehrere Zellen, die aus flexiblen Folienelementen ausgebildet sind und durch Einschließen von Luft im Inneren hülsenartig aufgeblasen werden, wobei die Zellen parallel zueinander angeordnet sind; und mindestens einen Verbindungsabschnitt, der zwei der besagten Zellen, die zueinander benachbart sind, miteinander verbindet. Wenn Luft in die Zellen eingeschlossen wird, werden konkave Abschnitte, in denen Teile der Luftzellen angeordnet werden können, zwischen Ebenen, die die Außenumfangsflächen der Zellen berühren, und der Oberfläche des mindestens einen Verbindungsabschnitts ausgebildet.
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Wenn beim oben erwähnten Luftzellenbauteil ein Teil der Luftzelle im konkaven Abschnitt angeordnet ist, kann diese Luftzelle von zwei Zellen abgestützt werden, die sich auf beiden Seiten des konkaven Abschnitts befinden.
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Beim oben erwähnten Luftzellenbauteil kann außerdem der mindestens eine Verbindungsabschnitt eine Öffnung aufweisen, durch die eine Luftzufuhrleitung zur Versorgung der Luftzelle mit Luft hindurchgeführt wird.
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Beim oben erwähnten Luftzellenbauteil können die Zellen und der mindestens eine Verbindungsabschnitt auch einteilig durch die flexiblen Folienelemente gebildet werden, wobei Luft zwischen den Zellen zirkulieren kann.
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Beim oben erwähnten Luftzellenbauteil kann der mindestens eine Verbindungsabschnitt jeweils auch ein Schweißabschnitt sein, der durch Schweißen eines Teils eines Beutelkörpers gebildet wird, der aus den flexiblen Folienelementen besteht.
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Eine Luftzelleneinheit gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht aus den folgenden Bauteilen:
- - einem Luftzellenbauteil, das in einer Luftmatratze Luftzellen abstützt, die eine Stützfläche aufweisen, auf die der Körper des Benutzers gelegt wird, umfassend: mehrere Zellen, die aus flexiblen Folienelementen ausgebildet sind und durch Einschließen von Luft im Inneren hülsenartig aufgeblasen werden, wobei die Zellen parallel zueinander angeordnet sind; und
mindestens einen Verbindungsabschnitt, der zwei der besagten Zellen, die zueinander benachbart sind, miteinander verbindet,
wobei, wenn Luft in die Zellen eingeschlossen wird, konkave Abschnitte, in denen Teile der Luftzellen angeordnet werden können, zwischen Ebenen, die die Außenumfangsflächen der Zellen berühren, und der Oberfläche des mindestens einen Verbindungsabschnitts ausgebildet werden; und
- - den Luftzellen, die jeweils im mindestens einen konkaven Abschnitt angeordnet sind, der gebildet wird, wenn Luft in die Zellen eingeschlossen wird.
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Bei der oben erwähnten Luftzelleneinheit können die Luftzellen folgende Bauteile umfassen:
- eine zweite Zelle, die aus flexiblen Folienelementen ausgebildet ist, eine erste und eine zweite Seitenwand aufweist, die sich gegenüberliegen, und durch Einschließen von Luft im Inneren aufgeblasen wird; und
- ein Verbindungselement, das aus einem flexiblen Material ausgebildet ist und die erste und die zweite Seitenwand an mehreren Stellen vom Inneren der zweiten Zelle aus,
- wobei das Verbindungselement folienartig ausgebildet ist und an mehreren Verbindungsabschnitten der Hauptfläche mit der jeweiligen ersten und der zweiten Seitenwand verbunden ist.
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An der Luftmatratze gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zumindest teilweise eine Luftzelleneinheit angeordnet, wobei die Luftzelleneinheit aus den folgenden Bauteilen besteht:
- - einem Luftzellenbauteil, das in der Luftmatratze Luftzellen abstützt, die eine Stützfläche aufweisen, auf die der Körper des Benutzers gelegt wird, umfassend: mehrere Zellen, die aus flexiblen Folienelementen ausgebildet sind und durch Einschließen von Luft im Inneren hülsenartig aufgeblasen werden, wobei die Zellen parallel zueinander angeordnet sind; und
mindestens einen Verbindungsabschnitt, der zwei der besagten Zellen, die zueinander benachbart sind, miteinander verbindet,
wobei, wenn Luft in die Zellen eingeschlossen wird, konkave Abschnitte, in denen Teile der Luftzellen angeordnet werden können, zwischen Ebenen, die die Außenumfangsflächen der Zellen berühren, und der Oberfläche des mindestens einen Verbindungsabschnitts ausgebildet werden; und
- - den Luftzellen, die jeweils im mindestens einen konkaven Abschnitt angeordnet sind, der gebildet wird, wenn Luft in die Zellen eingeschlossen wird.
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Vorteile der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Luftzelle in einem konkaven Abschnitt angeordnet, der beim Einschließen von Luft in mehreren Zellen des Luftzellenbauteils gebildet wird, wodurch die Luftzelle durch die Zellen stabil abgestützt werden kann, ohne die Zellen an der Luftzelle zu fixieren. Daher kann unabhängig von der Form oder dem Aufbau der Luftzelle, die eine Stützfläche zum Abstützen eines Körpers aufweist, oder von der Verwendungsform, wie z. B. Innendruck, ein Bodenkontakt durch die am Luftzellenbauteil vorgesehenen Zellen verhindert werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Draufsicht auf ein Luftzellenbauteil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Bodenansicht des Luftzellenbauteils gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3 ist eine Seitenansicht des Luftzellenbauteils gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 4 ist eine vergrößerte Querschnittdarstellung entlang der Linie A-A gemäß 1.
- 5 ist eine Draufsicht auf das Luftzellenbauteil (Zustand, in dem Luft abgelassen wurde) gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 6 ist eine Querschnittdarstellung, die Luftzellen zeigt, die am Luftzellenbauteil gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befestigt sind.
- 7 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Prinzips der Lastverteilung in einer Luftzelleneinheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 8 ist eine Draufsicht auf eine Luftmatratze gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 9 ist eine Seitenansicht der Luftmatratze gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 10 ist eine Querschnittdarstellung einer zweistufigen Luftzelle gemäß 8.
- 11 ist eine Seitenansicht einer bogenförmigen Luftzelle (Zustand, in dem Luft abgelassen wurde) gemäß 8.
- 12 ist eine Draufsicht auf die bogenförmige Luftzelle (Zustand, in dem Luft eingefüllt wurde) gemäß 8.
- 13 ist eine Seitenansicht einer S-förmigen Luftzelle (Zustand, in dem Luft abgelassen wurde) gemäß 8.
- 14 ist eine Draufsicht auf die S-förmige Luftzelle (Zustand, in dem Luft eingefüllt wurde) gemäß 8.
- 15 ist eine perspektivische Darstellung einer X-förmigen Luftzelle (Zustand, in dem Luft eingefüllt wurde) der Luftzellen gemäß 8.
- 16 ist eine Querschnittdarstellung entlang der Linie B-B gemäß 15.
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Ausführungsform der Erfindung
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Im Folgenden werden ein Luftzellenbauteil, eine Luftzelleneinheit und eine Luftmatratze gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die unten erwähnte Ausführungsform beschränkt. Des Weiteren sind die gleichen Bauteile in den jeweiligen Zeichnungen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. In den Zeichnungen, auf die bei der folgenden Erläuterung Bezug genommen wird, werden Formen, Größen, Verhältnisse und Positionsbeziehungen lediglich schematisch dargestellt, um den Inhalt der vorliegenden Erfindung verständlich zu machen. D.h., die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf die Formen, Größen, Verhältnisse und Positionsbeziehungen beschränkt, die in den jeweiligen Zeichnungen beispielhaft dargestellt sind.
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1 ist eine Draufsicht auf ein Luftzellenbauteil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Bodenansicht des Luftzellenbauteils. 3 ist eine Seitenansicht des Luftzellenbauteils. 4 ist eine vergrößerte Querschnittdarstellung entlang der Linie A-A gemäß 1. 5 ist eine Draufsicht auf das Luftzellenbauteil (Zustand, in dem Luft abgelassen wurde). 6 ist eine Querschnittdarstellung, die Luftzellen zeigt, die auf das Luftzellenbauteil gemäß 4 aufgesetzt sind.
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Bei einem Luftzellenbauteil 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich um ein Bauteil für Luftmatratzen, das Luftzellen abstützt, die eine Stützfläche aufweisen, auf die der Körper des Benutzers gelegt wird. Es wird bei der Verwendung auf einem Bettboden, d.h. auf der Bodenseite der Luftzellen, angeordnet. Wie in 1 bis 5 gezeigt, weist das Luftzellenbauteil 10 mehrere parallel zueinander angeordnete Zellen 101 und mindestens einen Verbindungsabschnitt 102 auf, der zwei benachbarte Zellen 101 miteinander verbindet. Obwohl in 1 bis 5 fünf Zellen 101 dargestellt sind, unterliegt die Anzahl der Zellen 101 keiner besonderen Beschränkung, solange sie zwei oder mehr beträgt. Außerdem ist die Anzahl der Verbindungsabschnitte 102 um eins geringer als die Anzahl der Zellen 101.
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Jede der Zellen 101 ist aus flexiblen Folienelementen, wie z. B. Urethan o. Ä., ausgebildet und wird durch das Einschließen von Luft im Inneren hülsenartig aufgeblasen. Die Breite W des Luftzellenbauteils 10, mit anderen Worten die Länge jeder Zelle 101 in Längsrichtung, entspricht etwa der Länge der auf das Luftzellenbauteil aufgesetzten Luftzelle in Längsrichtung bzw. der Breite (Länge in Querrichtung) der Luftmatratze, muss aber nicht unbedingt identisch zur Länge der Luftzelle in Längsrichtung bzw. die Breite der Luftmatratze sein.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist der Verbindungsabschnitt 102 ebenso wie die Zellen 101 aus einem flexiblen Folienelement ausgebildet. Die Länge L des Verbindungsabschnitts 102 in Längsrichtung ist kleiner als die Breite W des Luftzellenbauteils 10, und die benachbarten Zellen 101 stehen in Verbindung miteinander in beiden äußeren Bereichen des Verbindungsabschnitts 102 in Längsrichtung. D.h., die Luftzirkulation ist zwischen den Zellen 101 möglich.
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Die Breite (Länge in Querrichtung) jeder Zelle 101 und jedes Verbindungsabschnitts 102 wird je nach den Abmessungen der vom Luftzellenbauteil 10 abgestützten Luftzelle entsprechend festgelegt.
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Wie in 2 gezeigt, ist auf der Bodenseite des Luftzellenbauteils 10 eine Luftzufuhrleitung 103 befestigt, um die Zellen 101 mit Luft zu versorgen. Da, wie oben erläutert, die Luftzirkulation zwischen den Zellen 101 möglich ist, ist es möglich, alle in einem Luftzellenbauteil 10 enthaltenen Zellen 101 durch Zufuhr von Luft aus der an einer Stelle vorgesehenen Luftzufuhrleitung 103 aufzublasen. Natürlich ist es auch möglich, die Luftzufuhrleitung 103 an mehreren Stellen vorzusehen.
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Jeder Verbindungsabschnitt 102 weist eine Öffnung 104 auf, die dazu dient, eine Luftzufuhrleitung zur Versorgung einer vom Luftzellenbauteil 10 abgestützten Luftzelle mit Luft hindurchzuführen. Hier ist die Luftzufuhrleitung, die die Luftzelle mit Luft versorgt, im Allgemeinen im Bodenbereich der Luftzelle (Bereich, der der Bodenseite der Luftmatratze entspricht) vorgesehen. Die Position der Öffnung 104 kann an die Position der Luftzufuhrleitung angepasst werden, die an der vom Luftzellenbauteil 10 abgestützten Luftzelle vorgesehen wird, oder umgekehrt kann die Position der Luftzufuhrleitung, die an der Luftzelle vorgesehen wird, anpassend an die Position der Öffnung 104 eingestellt werden. In der vorliegenden Ausführungsform sind außerdem die Positionen der Öffnungen 104 der jeweiligen Verbindungsabschnitte 102 ausgerichtet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Position der Öffnung 104 für jeden Verbindungsabschnitt 102 geändert wird.
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Wie in 3 und 4 gezeigt, werden konkave Abschnitte 105 zwischen Ebenen PL und PL', die die Außenumfangsflächen der Zellen 101 berühren, und den Oberflächen der Verbindungsabschnitte 102 gebildet, in denen Teile der Luftzellen, auf die der Körper des Benutzers gelegt wird, angeordnet werden können, wenn die Zellen 101 durch Einschließen von Luft aufgeblasen werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist das Luftzellenbauteil 10, wie in 5 gezeigt, durch einen flexiblen Beutelkörper 110 einteilig gebildet. Genauer beschrieben wird zunächst der Beutelkörper 110 dadurch ausgebildet, dass zwei flexible Folienelemente 111, 112 übereinandergelegt werden und an einem Umfang 113 geschweißt werden. Der Beutelkörper 110 wird dann in mehrere Bereiche der Zellen 101 unterteilt, indem die jeweiligen Verbindungsabschnitte 102 im übereinandergelegten Zustand der Folienelemente 111, 112 geschweißt werden. Außerdem kann der Verbindungsabschnitt 102 nur am Umfang geschweißt werden, oder es kann der gesamte Verbindungsabschnitt 102 geschweißt werden. In der vorliegenden Ausführungsform sind beide Enden des Verbindungsabschnitts 102 in Längsrichtung ringförmig verschweißt, und beide Enden des Verbindungsabschnitts 102 in Querrichtung sind geradlinig derart stiftgeschweißt, dass die ringförmig verschweißten Abschnitte miteinander verbunden sind. Hierbei unterliegt das Schweißverfahren keiner besonderen Beschränkung, so dass verschiedene bekannte Verfahren, wie z. B. Wärmeschweißen, Ultraschallschweißen usw., verwendet werden können. Weiterhin werden die Öffnungen 104 an den Verbindungsabschnitten 102 gebildet und die Luftzufuhrleitung 103 wird befestigt, wodurch das Luftzellenbauteil 10 fertiggestellt wird. Es ist auch möglich, dass die Öffnungen 104 und ein Befestigungsanschluss für die Luftzufuhrleitung 103 zuvor an den Folienelementen 111, 112 gebildet werden.
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Hier besteht im Allgemeinen bei einer Struktur, bei der ein Beutelkörper durch Schweißen an mehreren Stellen in mehrere Zellbereiche unterteilt wird, die Gefahr, dass in dem unwahrscheinlichen Fall, dass während des Füllens des Beutelkörpers mit Luft die Verschweißung abgelöst wird, die Zellbereiche vereinigt werden und die vereinigte große Zelle weiterhin mit Luft gefüllt und zu stark aufgeblasen wird. Im Gegensatz dazu sind beim Luftzellenbauteil 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Öffnungen 104 auf der Innerseite der Verbindungsabschnitte 102 ausgebildet, so dass selbst im unwahrscheinlichen Falle des Ablösens der Verschweißung an den Verbindungsabschnitten 102 keine Gefahr des zu starken Aufblasens des Luftzellenbauteils 10 besteht, da Luft aus den Öffnungen 104 entweicht.
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6 ist eine Querschnittdarstellung, die Luftzellen zeigt, die am Luftzellenbauteil 10 befestigt sind. Die Art der Luftzelle, die am Luftzellenbauteil 10 befestigt werden kann, unterliegt keiner besonderen Beschränkung, solange die Bodenfläche derart bemessen ist, dass sie in den konkaven Abschnitt 105 (siehe 4) passt. Da die Luftzelle jedoch im Allgemeinen aus einem flexiblen Material besteht, ist es möglich, die Luftzelle in den konkaven Abschnitt einzupassen, auch wenn die Bodenfläche etwas größer bemessen ist als der konkave Abschnitt 105 ist.
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Wie in 6 gezeigt, wird beim Abstützen der Luftzelle 20 durch das Luftzellenbauteil 10 zunächst das Luftzellenbauteil 10 mit Luft gefüllt. Dabei wird der Innendruck jeder Zelle 101 relativ hoch eingestellt, damit jede Zelle 101 den aufgeblasenen Zustand beibehalten kann, auch wenn ein Körper auf die Luftzellen 20 gelegt wird und eine Last entlang der Luftzellen 20 auf das Luftzellenbauteil 10 ausgeübt wird. Anschließend wird die Längsrichtung der Luftzellen 20 parallel zur Längsrichtung der Zellen 101 ausgerichtet, Luftzufuhrleitungen 21, die an den Luftzellen 20 vorgesehen sind, werden durch die Öffnungen 104 der Verbindungsabschnitte 102 hindurchgeführt, und die Hauptkörper der Luftzellen 20 werden in die konkaven Abschnitte 105 angeordnet. Dadurch wird die Luftzelle 20 von zwei benachbarten Zellen 101 abgestützt, die den konkaven Abschnitt 105 bilden. Die Luftzufuhrleitungen 21 der jeweiligen Luftzellen 20 werden von der Bodenseite des Luftzellenbauelements 10 aus mit einer Luftzufuhrquelle (z. B. einer Pumpe) verbunden.
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Wie in 6 gezeigt, weist eine Luftzelleneinheit 11, bei der die Luftzellen 20 vom Luftzellenbauteil 10 abgestützt werden, die folgenden Vorteile auf.
Erstens können die Luftzellen 20 stabil abgestützt werden, da jede Luftzelle 20 im zwischen den benachbarten Zellen 101 gebildeten konkaven Abschnitt 105 angeordnet ist. Da die Luftzufuhrleitungen 21 der jeweiligen Luftzellen 20 in die an den Verbindungsabschnitten 102 ausgebildeten Öffnungen 104 hindurchgeführt werden, kann ferner ausgeschlossen werden, dass die Luftzellen 20 aus dem Luftzellenbauteil 10 herausfallen oder verrutschen. Selbst wenn die Form der Luftzelle 20 so beschaffen ist, dass es schwierig ist, die aufrechte Position beizubehalten, kann die Standposition der Luftzelle 20 deshalb leicht beibehalten werden, da durch das Abstützen der Luftzelle 20 mit den Zellen 101 auf beiden Seiten des konkaven Abschnitts 105 und durch das Hindurchführen der in der Luftzelle vorgesehenen Luftzufuhrleitung 21 durch die Öffnung 104 die Bodenfläche der Luftzelle 20 zur Bodenfläche des konkaven Abschnitts 105 (Verbindungsabschnitt 102) gezogen wird. Folglich können durch die Verwendung des Luftzellenbauteils 10 nicht nur herkömmliche Luftzellen mit einer Hülsenform (Zylinderform), sondern auch Luftzellen verschiedener Formen, wie z. B. Luftzellen, auf deren Oberflächen unebene Falten ausgebildet sind, stabil abgestützt werden.
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Zweitens kann ein Bodenkontakt auch dann verhindert werden, wenn eine lokale Last auf die Luftzellen 20 z. B. aufgrund einer Änderung der Körperhaltung des auf die Luftzellen 20 gelegten Benutzers ausgeübt wird, da die Luftzellen 20 von den ausreichend mit Luft gefüllten Zellen 101 abgestützt werden.
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Hierbei werden die Luftzellen, auf die der Körper des Benutzers gelegt wird, oft auf einem niedrigen Druck bis zu einem Grad gehalten, zu dem der Körper in sie einsinkt, um den Kontaktdruck auf den Körper zu reduzieren. Wenn z. B. das Gewicht des Benutzers durch Heben des Rückens des Bettbodens auf das Gesäß konzentriert wird, können dadurch die Luftzellen, auf denen das Gesäß liegt, teilweise zerquetscht werden. Selbst in einem solchen Fall kann in der vorliegenden Ausführungsform der Körperteil (z. B. das Gesäß) des Benutzers, der auf den besagten Luftzellenteil gelegt wird, durch die Zellen 101 geschützt werden, da die Zellen 101, die die Luftzellen 20 abstützen, ausreichend mit Luft gefüllt sind. D.h., selbst wenn der Innendruck der Luftzelle 20 auf einem niedrigen Druck gehalten wird, kann das Risiko eines Bodenkontakts reduziert werden.
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Drittens kann die auf die Luftzelle 20 ausgeübte Last in zwei Richtungen verteilt werden, da die Luftzelleneinheit 11 eine Fachwerkstruktur aufweist, bei der eine Luftzelle 20 von zwei benachbarten Zellen 101 abgestützt wird. 7 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Prinzips der Lastverteilung durch die Fachwerkstruktur.
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Legt der Benutzer, wie in 7 gezeigt, seinen Körper auf die Luftzellen 20, wird eine Last P1 auf die Luftzellen 20 ausgeübt, mit denen der Körper in Kontakt steht. Wenn sich zu diesem Zeitpunkt die Luftzellen 20 durch die Last P1 verformen, wird normalerweise ein lokaler Kontaktdruck auf den Teil (Spitze) ausgeübt, an dem der Körper am meisten einsinkt. Bei der Luftzelleneinheit 11 bildet sich jedoch die Fachwerkstruktur, bei der eine Luftzelle 20 von den zwei Zellen 101 abgestützt wird, so dass die Last P1 in die Richtungen der zwei Zellen 101 (siehe die Pfeile P2 und P3) verteilt wird. Mit anderen Worten wird der sinkende Körper durch die von den zwei Zellen 101 empfangene Reaktionskraft weiträumig abgestützt, so dass der lokale Kontaktdruck auf den Körper reduziert wird. Hierdurch kann das Wundliegen noch effektiver verhindert werden.
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Mit anderen Worten ermöglicht die Verwendung des Luftzellenbauteils 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform für eine Luftmatratze, dass unabhängig von der Form oder dem Aufbau der Luftzelle, die die Stützfläche zum Abstützen eines Körpers aufweist, oder von der Verwendungsform, wie z. B. Innendruck, ein Bodenkontakt durch die am Luftzellenbauteil 10 vorgesehenen Zellen 101 verhindert wird, und dass das Wundliegen durch die Lastverteilung durch die Fachwerkstruktur noch effektiver verhindert wird.
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Als Nächstes wird ein Konstruktionsbeispiel der Luftmatratze gemäß der vorliegenden Ausführungsform erläutert. 8 ist eine Draufsicht auf die Luftmatratze gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 9 ist eine Seitenansicht der Luftmatratze. Wie in 8 und 9 gezeigt, umfasst eine Luftmatratze 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zweistufige Luftzellen 3, bogenförmige Luftzellen 4A, 4B, 4C, S-förmige Luftzellen 5 und X-förmige Luftzellen 6. Die verschiedenen Luftzellen sind jeweils in mehreren Stücken auf einem Bettboden 1a angeordnet, parallel zur Querrichtung des Bettbodens 1a. Davon haben die bogenförmigen Luftzellen 4A, 4B, 4C den gleichen Aufbau und unterscheiden sich nur in dem Anordnungsbereich des Bettbodens 1a und dem Verfahren zum Steuern des Innendrucks. Die Strukturen der jeweiligen Luftzellenarten werden später erläutert.
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Auf dem Gebiet der Bettgestelle, auf die eine Matratze gelegt wird, gibt es Modelle, die eine „Rückenhebefunktion“, bei der der Kopfbereich des Bettbodens angehoben wird, und eine „Kniehebefunktion“ aufweisen, bei der der Bettboden im Kniebereich bergförmig angehoben wird, um ein Abrutschen des Körpers beim Heben des Rückens zu verhindern. Ein Bettboden mit der Rückenhebefunktion und der Kniehebefunktion umfasst im Allgemeinen zumindest drei Böden, d.h. von der Kopfseite aus, einen Boden für den Rücken, einen Boden für die Hüften, der neben dem Boden für den Rücken angeordnet ist, und einen Boden für die Beine, der neben dem Boden für die Hüften angeordnet ist. Beim Boden für den Rücken kann das kopfseitige Ende angehoben werden, wobei die Grenze zum Boden für die Hüften als Achse dient. Der Boden für die Hüften und der Boden für die Beine können angehoben werden, wobei die Grenze zwischen ihnen (etwa der Bereich, in dem die Knie aufliegen) wie ein Berg geformt ist. Bei der nachfolgend erläuterten Luftmatratze wird ein Bereich, der im Wesentlichen auf dem Boden für den Rücken angeordnet ist, als Bodenbereich für den Rücken, ein Bereich, der im Wesentlichen auf dem Boden für die Hüften angeordnet ist, als Bodenbereich für die Hüften und ein Bereich, der im Wesentlichen auf dem Boden für die Beine angeordnet ist, als Bodenbereich für die Beine bezeichnet.
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Wie in 8 gezeigt, sind im Bodenbereich für den Rücken mehrere (z. B. vier) zweistufige Luftzellen 3 und mehrere (z. B. vier) bogenförmige Luftzellen 4A von der Kopfseite zur Beinseite nebeneinander vorgesehen. Im Bodenbereich für die Hüften sind mehrere (z. B. zwei) bogenförmige Luftzellen 4B, mehrere (z. B. fünf) S-förmige Luftzellen 5 und mehrere (z. B. zwei) X-förmige Luftzellen 6 von der Kopfseite zur Beinseite nebeneinander vorgesehen. Im Bodenbereich für die Beine sind X-förmige Luftzellen 6 und mehrere (z. B. fünf) bogenförmige Luftzellen 4C von der Kopfseite zur Beinseite nebeneinander vorgesehen.
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Wie in 9 gezeigt, sind die zweistufigen Luftzellen 3 und die X-förmigen Luftzellen 6 direkt nebeneinander auf dem Bettboden 1a vorgesehen. Demgegenüber sind die bogenförmigen Luftzellen 4A, 4B, 4C und die S-förmigen Luftzellen 5 nebeneinander auf den am Bettboden 1a angeordneten Luftzellenbauteilen 10 vorgesehen. Die jeweiligen Luftzellenbauteile 10 und die darauf angeordneten bogenförmigen Luftzellen 4A, 4B, 4C bzw. die S-förmigen Luftzellen 5 bilden Luftzelleneinheiten.
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Die in den Bodenbereichen für den Rücken und die Hüften angeordneten Luftzellenbauteile 10 können einteilig ausgebildet oder in mehrere Teile aufgeteilt sein. Zum Beispiel können die bogenförmigen Luftzellen 4A, 4B und die S-förmigen Luftzellen 5 von einem Luftzellenbauteil 10 abgestützt werden, das aus einer Reihe von elf Zellen 101 besteht. Alternativ können ein Luftzellenbauteil 10, das vier bogenförmige Luftzellen 4A abstützt, ein Luftzellenbauteil 10, das zwei bogenförmige Luftzellen 4B abstützt, und ein Luftzellenbauteil 10, das vier S-förmige Luftzellen 5 abstützt, separat vorgesehen werden. Das Gleiche gilt für das im Beinbereich angeordnete Luftzellenbauteil 10. Und zwar können fünf bogenförmige Luftzellen 4C von einem Luftzellenbauteil 10 bestehend aus einer Reihe von sechs Zellen 101 abgestützt werden, oder es können z. B. ein Luftzellenbauteil 10, das zwei bogenförmige Luftzellen 4C abstützt, und ein Luftzellenbauteil, das drei bogenförmige Luftzellen 4C abstützt, separat vorgesehen werden.
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10 ist eine Querschnittdarstellung einer zweistufigen Luftzelle 3. Wie in 10 gezeigt, handelt es sich bei der zweistufigen Luftzelle 3 um eine herkömmliche Ein-Kammer-Luftzelle, die insgesamt aus einem Beutelkörper 30 besteht. An der Innenumfangsfläche des Beutelkörpers 30 ist ein membranartiges Bauelement (eine sogenannte Aufhängung) 31 vorgesehen, welches im Wesentlichen parallel zur Bodenfläche der Luftmatratze gespannt ist. Das membranartige Bauelement 31 ist an einer Position an etwa der Hälfte der Dicke des Beutelkörpers 30 verschweißt und verbindet sich genüberliegende Bereiche der Innenumfangsfläche miteinander. Durch das Vorsehen dieses membranartigen Bauelements 31 kann eine Ausdehnung der zweistufigen Luftzelle 3 in Querrichtung in 3 verhindert werden, auch wenn ein Druck von oberhalb von 3 auf die zweistufige Luftzelle 3 wirkt, so dass die Verdichtungsgröße in Dickenrichtung (vertikaler Richtung in 3) der zweistufigen Luftzelle 3 eingedämmt werden kann.
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11 ist eine Seitenansicht der bogenförmigen Luftzellen 4A, 4B, 4C. 12 ist eine Draufsicht auf dieselbe. Davon zeigt 11 einen Zustand, in dem Luft aus den bogenförmigen Luftzellen 4A, 4B, 4C abgelassen wird, und 12 zeigt einen Zustand, in dem die bogenförmigen Luftzellen 4A, 4B, 4C mit Luft gefüllt sind. Die bogenförmigen Luftzellen 4A, 4B, 4C werden im Nachstehenden gemeinsam auch als bogenförmige Luftzellen 4 bezeichnet.
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Wie in 11 und 12 gezeigt, weist die bogenförmige Luftzelle 4 zwei sich gegenüberliegende Seitenwände 40a, 40b auf. Sie umfasst eine Zelle 40, die durch Einschließen von Luft im Inneren aufgeblasen wird, und ein Verbindungselement 41, das im Inneren der Zelle 40 angeordnet ist.
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Die Zelle 40 ist dadurch hülsenartig ausgeformt, dass die Umfänge aus flexiblen Folienelementen, wie Urethan o. Ä., miteinander verschweißt werden. An den beiden Enden der Zelle 40 stehen Schließteile 43 für die Enden der Folienelemente hervor. An den Schließteilen 43 können Haken 44 o. Ä. befestigt werden, mittels deren die bogenförmigen Luftzellen 4 am Bettgestell fixiert oder miteinander verbunden werden. Außerdem ist am Boden der Zelle 40 eine Luftzufuhröffnung 45 zum Anschluss einer Luftzufuhrleitung vorgesehen.
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Das Verbindungselement 41 ist aus flexiblen Folienelementen, wie Urethan o. Ä., ausgebildet. Das Verbindungselement 41 ist in Form eines Streifens ausgebildet, der etwas schmaler ist als die Seitenwände 40a, 40b. Das Verbindungselement 41 ist in einem Zustand, in dem keine Luft in der bogenförmigen Luftzelle 4 eingeschlossen wird, im Wesentlichen parallel zu den gegenüberliegenden Seitenwänden 40a, 40b der Zelle 40 angeordnet (siehe 11). Wenn also die bogenförmige Luftzelle 4, in die Luft eingeschlossen wird, als Teil der Luftmatratze angeordnet ist, befindet sich das Verbindungselement 41 in einer senkrechten Standposition.
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Das Verbindungselement 41 ist an mehreren Stellen der Hauptfläche mit den zwei gegenüberliegenden Seitenwänden 40a, 40b der Zelle 40 durch Schweißen verbunden. Ein Schweißabschnitt 42a zwischen der einen Seitenwand 40a und dem Verbindungselement 41 und ein Schweißabschnitt 42b zwischen der anderen Seitenwand 40b und dem Verbindungselement 41 sind derart angeordnet, dass sie auf ihren Vorderseiten einander nicht zugewandt sind. D.h., wenn keine Luft in die bogenförmigen Luftzelle 4 eingeschlossen wird, sind der Schweißabschnitt 42a zwischen der einen Seitenwand 40a und dem Verbindungselement 41 und der Schweißabschnitt 42b zwischen der anderen Seitenwand 40b und dem Verbindungselement 41 abwechselnd aufgereiht. Diese Schweißabschnitte 42a, 42b haben eine in vertikaler Richtung der bogenförmigen Luftzelle 4 längliche Form (z. B. rechteckig oder elliptisch).
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Wenn Luft in die bogenförmige Luftzelle 4 eingeschlossen wird, wird die gesamte Zelle 40 aufgeblasen, während die Seitenwände 40a, 40b durch das Verbindungselement 41 aneinander gezogen werden (siehe 12). Dadurch wird die Länge der Zelle 40 in Längsrichtung im Vergleich zum Zustand, in dem keine Luft in sie eingeschlossen wird, geschrumpft, und die obere Fläche (Stützfläche für den Körper des Benutzers) und die Seitenfläche der Zelle 40 werden in diesem Maße teilweise aufgeblasen. An der oberen Fläche der Zelle 40 bilden sich gewölbte konvexe Abschnitte 46 und nutenartig verengte konkave Abschnitte (Falten) 47, so dass sich insgesamt mäanderförmige Unebenheiten (Falten) ergeben. Diese konvexen Abschnitte 46 weisen eine Bogenstruktur auf, bei der die beiden Enden des nach oben gewölbten Abschnitts durch die Schweißabschnitte 42a, 42b abgestützt werden, die wie Brückenpfeiler funktionieren. Daher kann die Form der bogenförmigen Luftzelle 4 bis zu einem gewissen Grad beibehalten werden, selbst wenn eine vertikale Last auf die bogenförmige Luftzelle 4 ausgeübt wird.
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Wenn der Körper auf diese bogenförmigen Luftzellen 4 gelegt wird, kann der Körper durch die an der Stützfläche gebildeten Unebenheiten derart großflächig abgestützt werden, dass die jeweiligen Körperteile umschlossen werden. D.h., bei den bogenförmigen Luftzellen 4 folgen im Unterschied zur Abstützung des Körpers auf einer ebenen Fläche bei herkömmlichen hülsenartigen Luftzellen die Folienelemente der bogenförmigen Luftzellen 4 aufgrund der an der Stützfläche gebildeten Unebenheiten dem Körper lose (sogenanntes „loose fit“), so dass der Körper des Benutzers großflächig abgestützt werden kann. Folglich kann der Kontaktdruck auf die jeweiligen Körperteile reduziert und das Wundliegen verhindert werden. Insbesondere können auch lokal vorstehende Knochenvorsprünge durch die konkaven Abschnitte 47 derart einzeln abgestützt werden, dass sie umschlossen werden, wodurch der Kontaktdruck auf die Knochenvorsprünge reduziert werden kann.
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Bei den bogenförmigen Luftzellen 4 sind ferner die an der Stützfläche gebildeten konvexen Abschnitte 46 bogenförmig ausgebildet, so dass eine Struktur erhalten wird, die bei einer Belastung von oben nur schwer einsinkt (schwer zu zerquetschen ist). Darüber hinaus stützen bei den bogenförmigen Luftzellen 4 die Schweißabschnitte 42a, 42b, die wie Brückenpfeiler funktionieren, die Bögen (konvexe Abschnitte 46) der Stützfläche ab, und diese Struktur wird durch das bandförmige Verbindungselement 41 verstärkt. Daher behalten die bogenförmigen Luftzellen 4 ihre eigene Form bei, indem eine durch die Last verursachte Verformung verhindert wird. Ein übermäßiges Einsinken kann verhindert werden, selbst wenn der Körper des Benutzers auf die bogenförmigen Luftzellen 4 gelegt wird.
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Bei der Luftmatratze 1 sind diese bogenförmigen Luftzellen 4 in einem Bereich, auf den hauptsächlich der Rumpfteil eines Körpers gelegt wird (siehe die Anordnungsstellen der bogenförmigen Luftzellen 4A, 4B in 8) und in einem Bereich, auf den Beine und Füße gelegt werden (siehe die Anordnungsstellen der bogenförmigen Luftzellen 4C in 8), nebeneinander angeordnet. Dadurch können die bogenförmigen Luftzellen 4 an sich, auch wenn ein relativ schwerer Körperteil, wie z. B. der Rumpfteil eines Körpers, auf sie gelegt wird, ein übermäßiges Einsinken verhindern und den Körper stabil abstützen. Selbst wenn Knochenvorsprünge am Körper, wie z. B. an den Füßen (insbesondere an Fersen oder Knöcheln), vorhanden sind, können die Knochenvorsprünge durch die an der Stützfläche gebildeten Unebenheiten umschließend abgestützt werden, während Bereiche um die Knochenvorsprünge durch die bogenförmigen Luftzellen 4 gehalten werden können. Dadurch ist es möglich, einen Druck der Stützfläche der Luftzellen, der sich tendenziell auf die Knochenvorsprünge konzentriert, auf die Bereiche um die Knochenvorsprünge herum zu verteilen.
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Durch das Verhindern des Einsinkens des Körpers in die bogenförmigen Luftzellen 4 wird außerdem der Zustand beibehalten, in dem die konkaven Abschnitte 47 ausreichend an der Stützfläche der bogenförmigen Luftzellen 4 verbleiben, und es kann verhindert werden, dass die Spannung der Stützfläche ansteigt. Folglich kann der lokale Hängematteneffekt an den Knochenvorsprüngen o. Ä. verhindert werden.
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Zudem kann bei der Luftmatratze 1 ein Bodenkontakt zuverlässig verhindert und auch die Lastverteilungswirkung durch die Fachwerkstruktur erhalten werden, da die bogenförmigen Luftzellen 4 durch das Luftzellenbauteil 10 abgestützt werden (siehe 2).
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13 ist eine Seitenansicht einer S-förmigen Luftzelle 5. 14 ist eine Draufsicht auf dieselbe. Davon zeigt 13 einen Zustand, in dem Luft aus der S-förmigen Luftzelle 5 abgelassen wird, und 14 zeigt einen Zustand, in dem die S-förmige Luftzelle 5 mit Luft gefüllt ist.
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Wie in 13 und 14 gezeigt, weist die S-förmige Luftzelle 5 zwei sich gegenüberliegende Seitenwände auf. Sie umfasst eine Zelle 50, die durch Einschließen von Luft im Inneren aufgeblasen wird, und ein Verbindungselement 51, das im Inneren der Zelle 50 angeordnet ist und die zwei gegenüberliegenden Seitenwände 50a, 50b der Zelle 50 miteinander verbindet.
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Die Zelle 50 ist dadurch hülsenartig ausgeformt, dass die Umfänge aus flexiblen Folienelementen, wie Urethan o. Ä., miteinander verschweißt werden. An den beiden Enden der Zelle 50 stehen Schließteile 53 für die Enden der Folienelemente hervor. An den Schließteilen 53 können Haken 54 o. Ä. befestigt werden, mittels deren die S-förmigen Luftzellen 5 am Bettgestell fixiert oder miteinander verbunden werden. Außerdem ist am Boden der Zelle 50 eine Luftzufuhröffnung 55 zum Anschluss einer Luftzufuhrleitung vorgesehen.
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Das Verbindungselement 51 ist aus einem flexiblen Folienelement, wie Urethan o. Ä., ausgebildet. Das Verbindungselement 51 ist in einem Zustand, in dem keine Luft in der S-förmigen Luftzelle 5 eingeschlossen wird, im Wesentlichen parallel zu den gegenüberliegenden Seitenwänden 50a, 50b der Zelle 50 angeordnet (siehe 13). Wenn also die S-förmige Luftzelle 5, in die Luft eingeschlossen wird, als Teil der Luftmatratze angeordnet ist, befindet sich das Verbindungselement 51 in einer senkrechten Standposition.
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Das Verbindungselement 51 ist an mehreren Stellen der Hauptfläche mit den zwei gegenüberliegenden Seitenwänden 50a, 50b der Zelle 50 durch Schweißen verbunden. Ein Schweißabschnitt (Verbindungsabschnitt) 52a zwischen der einen Seitenwand 50a und dem Verbindungselement 51 und ein Schweißabschnitt (Verbindungsabschnitt) 52b zwischen der anderen Seitenwand 50b und dem Verbindungselement 51 sind im Zustand, in dem Luft abgelassen wird (siehe 13) abwechselnd in einer Reihe entlang der Längsrichtung ausgerichtet.
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Wenn Luft in die S-förmige Luftzelle 5 eingeschlossen wird, wird die gesamte Zelle 50 aufgeblasen, während die Seitenwände 50a, 50b durch das Verbindungselement 51 aneinander gezogen werden (siehe 14). Dadurch wird die Länge der Zelle 50 in Längsrichtung im Vergleich zum Zustand, in dem keine Luft in sie eingeschlossen wird, geschrumpft, und die obere Fläche (Stützfläche für den Körper des Benutzers) und die Seitenfläche der Zelle 50 werden in diesem Maße teilweise aufgeblasen. Dadurch hat die S-förmige Luftzelle 5 von der Stirnseite von Längsrichtung aus gesehen eine Form einer S-förmigen Kurve. An der oberen Fläche der Zelle 50 bilden sich gewölbte konvexe Abschnitte 56 und nutenartig verengte konkave Abschnitte (Falten) 57, so dass sich insgesamt mäanderförmige Unebenheiten (Falten) ergeben.
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In Höhenrichtung der S-förmigen Luftzelle 5 ist das Verbindungselement 51 an einer Stelle desselben (Schweißabschnitt 52a oder 52b) mit der Seitenwand 50a oder 50b verbunden. Wenn der Körper auf diese S-förmigen Luftzellen 4 gelegt wird, sinkt der Körper daher mäßig in die S-förmigen Luftzellen 5 ein. Dadurch kann der Körper durch die an der Stützfläche gebildeten Unebenheiten derart großflächig abgestützt werden, dass die jeweiligen Körperteile umschlossen werden. D.h., auch bei den S-förmigen Luftzellen 5 folgen die Folienelemente der S-förmigen Luftzellen 5 aufgrund der an der Stützfläche erzeugten Unebenheiten dem Körper lose („loose fit“), so dass der Körper des Benutzers großflächig abgestützt werden kann. Folglich kann der Kontaktdruck auf die jeweiligen Körperteile reduziert und das Wundliegen verhindert werden. Insbesondere können auch lokal vorstehende Knochenvorsprünge durch die konkaven Abschnitte 57 derart einzeln abgestützt werden, dass sie umschlossen werden.
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Es ist einerseits bekannt, dass etwa 41 % der Fälle des Wundliegens bei bettlägerigen Patienten am Gesäß auftreten. Andererseits ist das Gesäß auch der Bereich, auf den sich das meiste Körpergewicht konzentriert, wenn der Rücken des Betts gehoben wird. Daher sind bei der vorliegenden Ausführungsform die S-förmigen Luftzellen 5 nebeneinander in einem Bereich der Luftmatratze 1 angeordnet, in den hauptsächlich das Gesäß gelegt wird (siehe den Anordnungsbereich der S-förmigen Luftzellen 5 in 8). Das heißt, wenn der Benutzer auf der Luftmatratze 1 schläft, sinkt der Körper mäßig in die S-förmigen Luftzellen 5 ein, wobei der Körper derart abgestützt wird, dass er lose umschlossen wird, wodurch der Kontaktdruck auf den Körper reduziert und das Auftreten des Wundliegens verhindert wird. Auch bei Gewichtskonzentration auf das Gesäß durch eine Hebung des Rückens kann ein übermäßiges Einsinken des Körpers durch die innerhalb der S-förmigen Luftzellen 5 senkrecht angeordneten Verbindungselemente 51 verhindert werden. Weiterhin kann bei der Luftmatratze 1 ein Bodenkontakt zuverlässig verhindert und auch die Lastverteilungswirkung durch die Fachwerkstruktur erhalten werden, da die S-förmigen Luftzellen 5 durch das Luftzellenbauteil 10 abgestützt werden (siehe 2).
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Darüber hinaus ist bei den S-förmigen Luftzellen 5 die Kontaktfläche zwischen der Stützfläche und dem Körper größer als bei allgemeinen hülsenartigen Luftzellen. Daher ist die Informationsmenge, die die Haut des Benutzers von der Stützfläche der S-förmigen Luftzellen 5 erhält, größer als die Informationsmenge bei allgemeinen Luftzellen. Das bedeutet, dass der Benutzer das Gefühl, von der Stützfläche der S-förmigen Luftzellen 5 gestützt zu werden, an vielen Stellen der Haut empfinden kann, wodurch das Schwebegefühl reduziert werden kann. Dadurch kann verhindert werden, dass im Körper Muskelverspannungen hervorgerufen werden.
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Hier kann es bei der Verwendung von herkömmlichen Luftzellen unter einem niedrig gehaltenen Druck vorkommen, dass der Benutzer das Schwebegefühl empfindet und Muskelverspannungen hervorgerufen werden. Wenn beim Benutzer Muskelverspannungen hervorgerufen werden und er den Körper zusammenzieht und anspannt, kann der Hängematteneffekt oder ein Bodenkontakt auftreten, da der Benutzer dadurch den Körper in einen engen Bereich der Luftmatratze legt. Das bedeutet, dass Wundliegen auch durch Muskelverspannungen verursacht werden kann. Bei der Luftmatratze 1, an der die S-förmigen Luftzellen 5 angeordnet sind, ist es dagegen möglich, Muskelverspannungen zu verhindern, indem das Schwebegefühl reduziert wird. Außerdem kann der Benutzer durch die Reduzierung des Schwebegefühls die Luftmatratze 1 zur psychologischen Entlastung nutzen.
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15 ist eine perspektivische Darstellung einer X-förmigen Luftzelle 6. 16 ist eine Querschnittdarstellung entlang der Linie B-B gemäß 15. Wie in 15 gezeigt, handelt es sich bei der X-förmigen Luftzelle 6 um eine Luftzelle, bei der vier Zellen 611, 612, 621, 622, die durch Einschließen von Luft im Inneren hülsenartig aufgeblasen werden, in einem Bereich auf einer Achse parallel zur Längsrichtung dieser Zellen miteinander verbunden sind.
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Genauer beschrieben weist die X-förmige Luftzelle 6 zwei Beutelkörper 61, 62 auf, die aus flexiblen Folienelementen ausgebildet sind, die aus Harzmaterial bestehen. Diese Beutelkörper 61, 62 sind aufgeschichtet und durch einen Schweißabschnitt 63 einteilig ausgebildet, der eine Linie parallel zur Längsrichtung der Beutelkörper 61, 62 bildet. Bei den Zellen 611, 612 handelt es sich um zwei Bereiche, die durch das Trennen des Beutelkörpers 61 durch den Schweißabschnitt 63 entstehen. Bei den Zellen 621, 622 handelt es sich um zwei Bereiche, die durch das Trennen des Beutelkörpers 62 durch den Schweißabschnitt 63 entstehen. Da der Schweißabschnitt 63 im Wesentlichen in der Mitte der Beutelkörper 61, 62 in Querrichtung vorgesehen ist, haben die Zellen 611, 612, 621, 622 im aufgeblasenen Zustand nahezu denselben Durchmesser.
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Wird die X-förmige Luftzelle 6 mit Luft gefüllt, werden die vier Zellen 611, 612, 621, 622 aufgeblasen und kommen in flächigen Kontakt mit benachbarten Zellen. Diese Zellen 611, 612, 621, 622 sind jedoch nur am Schweißabschnitt 63 auf einer Achse in der Mitte des Querschnitts der X-förmigen Luftzelle 6 miteinander verbunden. D.h., die Zellen 611, 612, 621, 622 sind nicht flächig mit benachbarten Zellen verbunden, sondern mit dem Schweißabschnitt 63 als Drehachse beweglich.
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Zwischen beiden Enden des Beutelkörpers 61 in Längsrichtung und dem Schweißabschnitt 63 ist ein Spaltbereich 613 vorgesehen. Dieser Spaltbereich 613 ermöglicht die Luftzirkulation zwischen den Zellen 611, 612. Dadurch sind auch bei Belastung der X-förmigen Luftzelle 6 die Innendrücke der Zellen 611, 612 nahezu gleich. Auch die Struktur des Beutelkörpers 62 ist insgesamt ähnlich wie die des Beutelkörpers 61, und die Luftzirkulation ist zwischen den Zellen 621, 622 möglich.
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Der Zustand der Luftzirkulation zwischen dem Beutelkörper 61 und dem Beutelkörper 62 kann je nach der Anordnung der X-förmigen Luftzelle 6 entsprechend eingestellt werden. In der vorliegenden Ausführungsform zirkuliert die Luft zwischen dem Beutelkörper 61 und dem Beutelkörper 62. Daher ist die Luftzufuhröffnung der X-förmigen Luftzelle 6 nur am Beutelkörper 61 vorgesehen, der dem Bettboden 1a zugewandt ist. Wenn die Luft zwischen dem Beutelkörper 61 und dem Beutelkörper 62 abgesperrt werden soll, sollte auch der Beutelkörper 62 mit einer Luftzufuhröffnung versehen werden. Außerdem können einer oder beide Beutelkörper 61, 62 mit Haken, Knöpfen o. Ä. versehen werden, um die X-förmigen Luftzellen 6 miteinander oder die X-förmigen Luftzellen 6 mit weiteren Luftzellen zu verbinden.
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Wenn diese X-förmigen Luftzellen 6 mit Luft gefüllt werden, werden die Zellen 611, 612, 621, 622 aufgeblasen und kommen in flächigen Kontakt mit benachbarten Zellen. Dadurch wird eine Struktur (Fachwerkstruktur) gebildet, bei der die oberflächenseitigen Zellen 621, 622 entlang der Kontaktfläche durch die bodenflächenseitigen Zellen 611, 612 abgestützt werden, um eine Verteilung des Körperdrucks zu ermöglichen.
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Da die X-förmige Luftzelle 6 eine mehrfach (z. B. viermal) höhere Belastbarkeit als eine herkömmliche hülsenartige Luftzelle hat, kann der Bodenkontakt verhindert werden, auch wenn eine große Last auf einen lokalen Bereich der X-förmigen Luftzelle 6 durch eine Hebung des Rückens o. Ä. ausgeübt wird. Da die oberen Flächen der Zellen 621, 622, die als Stützfläche für den Körper dienen, locker gekrümmt sind, weisen sie außerdem eine Funktion als sogenannte Ankerzellen auf, die eine „Vorwärtsverschiebung“ verhindern, bei der sich der Körper des Benutzers bei einer Hebung des Rückens zur Beinseite hin verschiebt.
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Als Nächstes wird die Regelung des Innendrucks jeder Luftzelle der Luftmatratze 1 unter Bezugnahme auf 8 und 9 erläutert.
Das Luftzellenbauteil 10, das die kopfseitig aufgereihten zweistufigen Luftzellen 3 sowie die bogenförmigen Luftzellen 4A, 4B und die S-förmigen Luftzellen 5 abstützt, ist mit einem ersten statischen System von mehreren Luftzufuhrsystemen verbunden, das Luft mit einem voreingestellten konstanten Wert des Innendrucks liefert.
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Da hauptsächlich der Kopf des Benutzers auf die zweistufigen Luftzellen 3 gelegt wird, ist es hier vorteilhaft, den Innendruck konstant zu halten und sie als Luftzelle vom statischen Typ zu verwenden, um „Übelkeit“ zu vermeiden. Um das Schwebegefühl des Benutzers zu beseitigen, ist es ferner vorteilhaft, den Innendruck der zweistufigen Luftzellen 3 relativ hoch einzustellen, um den Kopf des Benutzers fest abzustützen.
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Des Weiteren wird das Luftzellenbauteil 10 auf einen relativ hohen Innendruck eingestellt, um zu verhindern, dass das Luftzellenbauteil 10 während der Verwendung der Luftmatratze 1 stark komprimiert wird. Dadurch kann auch bei großer Belastung der bogenförmigen Luftzellen 4A, 4B und der S-förmigen Luftzellen 5 der Bodenkontakt durch das Luftzellenbauteil 10 zuverlässig verhindert werden.
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Die bogenförmigen Luftzellen 4B und die X-förmigen Luftzellen 6, die im Bodenbereich für die Hüften angeordnet sind, sind mit einem zweiten statischen System der Luftzufuhrsysteme verbunden, das Luft mit einem voreingestellten konstanten Wert des Innendrucks liefert. Der Innendruck der vom zweiten statischen System zugeführten Luft ist niedriger eingestellt als der Innendruck der vom ersten statischen System zugeführten Luft. Dies bezweckt, dass der Körper des Benutzers derart abgestützt wird, dass er umschlossen wird, indem der Körper des Benutzers während der Verwendung der Luftmatratze 1 bis zu einem gewissen Grad in die bogenförmigen Luftzellen 4B und die X-förmigen Luftzellen 6 einsinkt. Da die bogenförmigen Luftzellen 4B und die X-förmigen Luftzellen 6 an sich eine Struktur aufweisen, bei der sie durch eine Last von oben nur schwer zu zerquetschen sind, kann auch bei einem niedrig eingestellten Innendruck ein übermäßiges Einsinken des Körpers in die bogenförmigen Luftzellen 4B und die X-förmigen Luftzellen 6 verhindert werden.
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Die bogenförmigen Luftzellen 4A, die im Bodenbereich für den Rücken angeordnet sind, die S-förmigen Luftzellen 5, die im Bodenbereich für die Hüften angeordnet sind, und die bogenförmigen Luftzellen 4C, die im Bodenbereich für die Beine angeordnet sind, sind der Reihe nach mit drei Systemen (einem ersten System, einem zweiten System und einem dritten System) der Luftzufuhrsysteme verbunden, deren Innendruck sich periodisch ändert. Der Innendruck der von den jeweiligen Systemen zugeführten Luft ändert sich zwischen einem Standard-Innendruck, der entsprechend dem Gewicht o. Ä. des Benutzers eingestellt ist, und einem Innendruck, der relativ zu diesem Standard gesenkt ist. Auf diese Weise wird der Innendruck der bogenförmigen Luftzellen 4A, der S-förmigen Luftzellen 5 und der bogenförmigen Luftzellen 4C periodisch verändert, so dass nicht durchgehend derselbe Kontaktdruck auf die in diesen Bereichen gelegten Körperteile ausgeübt wird, wodurch das Wundliegen noch effektiver verhindert werden kann.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform sind außerdem die bogenförmigen Luftzellen 4A, die im Bodenbereich für den Rücken angeordnet sind, die S-förmigen Luftzellen 5, die im Bodenbereich für die Hüften angeordnet sind, und die bogenförmigen Luftzellen 4C, die im Bodenbereich für die Beine angeordnet sind, vom druckschaltenden Typ, bei dem der Innendruck verändert wird, während die weiteren Luftzellen vom statischen Typ sind, bei dem der Innendruck konstant gehalten wird. Die Luftmatratze 1 wird dadurch einer Regelung des Innendrucks vom Hybridtyp unterzogen. Es ist jedoch auch möglich, alle Luftzellen der Luftmatratze 1 als statischer Typ auszubilden. Auch in diesem Fall sollte der Innendruck jeder Luftzelle je nach der Struktur der Luftzelle an sich und dem Bereich, in dem sie angeordnet ist, angemessen geregelt werden.
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In der oben erwähnten Ausführungsform wird der Fall erläutert, in dem die Luftmatratze unter Verwendung der Luftzellen mit speziellen Strukturen, wie z. B. der bogenförmigen Luftzellen 4, der S-förmigen Luftzellen 5 und der X-förmigen Luftzellen 6 usw., ausgebildet ist. Die Luftmatratze, auf die das Luftzellenbauteil 10 anwendbar ist, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Luftmatratze kann z. B. dadurch ausgebildet werden, dass das Luftzellenbauteil 10 auf den gesamten Bettboden gelegt wird und herkömmliche hülsenartige Luftzellen oder die Luftzellen 3 gemäß 10 vom Luftzellenbauteil 10 abgestützt werden. Wenn diese Luftmatratze als statischer Typ verwendet wird, bei dem der Innendruck der Luftzellen konstant niedrig gehalten wird, kann der Bodenkontakt durch das Luftzellenbauteil 10 verhindert werden, auch wenn eine große lokale Last auf die Luftmatratze durch eine Hebung des Rückens o. Ä. ausgeübt wird. Wenn diese Luftmatratze als druckschaltender Typ verwendet wird, bei dem der Innendruck der Luftzellen periodisch geändert wird, kann ein Bodenkontakt durch das Luftzellenbauteil 10 verhindert werden, auch in dem unwahrscheinlichen Fall, dass Luft in einigen Luftzellen aufgrund eines Stromausfalls o. Ä. abgelassen wird.
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In der obigen Ausführungsform sind die Luftzellenbauteile 10 und die verschiedenen Luftzellen so angeordnet, dass die Längsrichtung der Zellen 101 parallel zur Querrichtung des Bettbodens verläuft. Es ist jedoch auch möglich, dass die Luftzellenbauteile 10 und die verschiedenen Luftzellen ganz oder teilweise parallel zur Längsrichtung des Bettbodens verlaufen. In diesem Fall sollten die Breite W des Luftzellenbauteils 10 (siehe 1) und die Anzahl der Zellen 101 je nach dem Bereich, in dem das Luftzellenbauteil 10 angeordnet wird, entsprechend eingestellt werden. Als Beispiel kann das Luftzellenbauteil 10 im Bodenbereich für die Beine (siehe 8) so angeordnet werden, dass die Längsrichtung der Zellen 101 parallel zur Längsrichtung des Bettbodens verläuft, und die Bogenzellen 4C können nebeneinander auf den jeweiligen Verbindungsabschnitten 102 des Luftzellenbauteils 10 vorgesehen werden. Alternativ kann das Luftzellenbauteil 10 im Bodenbereich für die Hüften und im Bodenbereich für die Beine so angeordnet werden, dass die Längsrichtung der Zellen 101 parallel zur Längsrichtung des Bettbodens verläuft. Im letzteren Fall sollten unter Berücksichtigung, dass der Bettboden bei einer Hebung des Rückens oder der Knie gebogen wird, das im Bodenbereich für die Hüften angeordnete Luftzellenbauteil 10 und das im Bodenbereich für die Beine angeordnete Luftzellenbauteil 10 separat vorgesehen werden.
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Die oben erläuterte vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben erwähnte Ausführungsform beschränkt, so dass verschiedene Erfindungen angefertigt werden können, bei denen mehrere der in der oben erwähnten Ausführungsform offenbarten Komponenten entsprechend kombiniert werden. Sie kann z. B. durch Auslassen einiger Komponenten aus allen in der obigen Ausführungsform gezeigten Komponenten oder durch entsprechendes Kombinieren der in der obigen Ausführungsform gezeigten Komponenten gebildet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Luftmatratze
- 1a
- Bettboden
- 3
- zweistufige Luftzelle(n)
- 4, 4A, 4B, 4C
- bogenförmige Luftzellen
- 5
- S-förmige Luftzelle(n)
- 6
- X-förmige Luftzelle(n)
- 10
- Luftzellenbauteil(e)
- 11
- Luftzelleneinheit
- 20
- Luftzelle(n)
- 21, 103
- Luftzufuhrleitungen
- 30, 61, 62, 110
- Beutelkörper
- 31
- membranartiges Bauelement
- 40, 50, 101, 611, 621
- Zellen
- 40a, 40b, 50a, 50b
- Seitenwände
- 41,51
- Verbindungselemente
- 42a, 42b, 52a, 52b, 63
- Schweißabschnitte
- 43, 53
- Schließteile
- 44,54
- Haken
- 45,55
- Luftzufuhröffnungen
- 46, 56
- konvexe Abschnitte
- 47, 57
- konkave Abschnitte
- 102
- Verbindungsabschnitt(e)
- 104
- Öffnung(en)
- 105
- konkave(r) Abschnitt(e)
- 111
- Folienelement
- 113
- Umfang
- 613
- Spaltbereich
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2005006939 A [0007]
- JP 2011160894 A [0007]
- US 5704084 A [0007]
- WO 2015/162667 A [0007]