JP2003289990A - 睡眠環境改善装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 就寝中の寝具の湿度を最適にし、快眠が得
られる湿度調整装置を提供することを目的とする。 【構成】 マットレス、布団などの寝具と、前記寝具
内に設けられた空気吸入器と前記空気吸入器から吸い込
んだ空気を外部に導く空気通路と前記空気通路の出口又
は途中に設けられた排気用ポンプとで構成される空気吸
入手段と、前記空気吸入手段の空気吸入動作の作動・停
止を切り替える切替手段とで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発汗による寝具の蒸れ
を防ぎ快適な睡眠環境を作る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の寝具の湿度対策技術では、寝具を
構成する素材やカバーの素材を吸湿性が良く通気性の良
いものを選ぶ方法が一般的であった。しかしこの方法で
は、素材の吸湿・通気性能は発汗量に対して不十分であ
り、環境温度が高いときには蒸れは防ぐことはできなか
った。また、これを解決するために褥そう予防という特
殊な用途では空気マットにあけた小さな穴から空気を噴
出し乾燥するという方法も実用化されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら空気を
噴出す方法では、発汗が多いときには噴出した箇所だけ
室温の空気が当たることから蒸発による局所的な冷え感
を感じるという課題があった。さらに褥そう患者では、
傷口の細菌が噴出した空気とともに室内に噴出されるた
め、院内感染の元となる危険性が危惧されている。さら
に寝具内部に熱容量の大きい水袋などを用いた寝具で
は、仰臥者が仰臥した時にはまだ水袋は温まっておら
ず、室温の空気を直接噴出すことにより、寝具内の湿度
が高く高温の空気がかき混ぜられて水袋表面に当たり冷
やされ結露を生じるという欠点があった。

【０００４】本発明は、従来の寝具の湿度対策技術の課
題を改善でき、就寝中の寝具の湿度を最適にして快眠が
得られる湿度調整装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 本発明では、少なくと
もマットレス、布団などの寝具と、前記寝具内に設けら
れた空気吸入器と前記空気吸入器から吸い込んだ空気を
外部に導く空気通路と前記空気通路の出口又は途中に設
けられた排気用ポンプとで構成される空気吸入手段と、
前記空気吸入手段の空気吸入動作の作動・停止を切り替
える切替手段を備えることにより前記課題を解決しよう
とするものである。

【０００６】

【作用】 請求項１の構成により、寝具内部に貯まった
湿度の高い空気を吸い出すため、身体近辺を流れる空気
は寝床から供給される温まった空気であり、空気の流動
による冷え感は生じない。また温まった空気も空気吸い
込み口から吸い込まれるため、寝具内に比熱の高い比較
的低温の部分があった場合にも、湿度の高い空気は前記
比熱の高い比較的低温の部分との接触は少なく、したが
って結露も少なくすることができる。また空気を噴出す
る方法では、仰臥者が化膿している患部を持っているよ
うな場合では、空気中に細菌を撒き散らすことになり回
収は不可能であるが、請求項１の構成により患部に触れ
た空気中の細菌は吸い取られ集められることになるた
め、除菌や滅菌などの処理を簡単に行うことができる。

【０００７】請求項２の構成により、通常の寝具で用い
られているウレタンフォームや綿そのままでは流れの抵
抗が大きいが、貫通穴により抵抗が少なく、流れが自由
になり、発汗により湿度が高くなっている仰臥者の背中
近辺の空気が容易に吸い出され、代わりに室内から寝床
に流入して寝床内で滞留し温度が上昇して比較的相対湿
度が低くなった空気が送り込まれ易くなるため、効率よ
く寝具内の湿度を低減することができる。これを改善す
るために高通気性ウレタンフォームを用いる方法も十分
可能であるが、空気の流れには多少抵抗が大きく、これ
を解決するためにウレタンの密度を低くすると、必要以
上にやわらかい寝具となってしまい寝姿勢がわるくなる
というさらに大きな課題を招く。またウレタン密度はそ
のままにポンプをより強力にする方法もあるが、騒音レ
ベルや消費電力の上昇などの点を考慮すると請求項２の
構成にする方がより合理的である。

【０００８】請求項３の構成により、発汗量が多く、湿
度の観点からは褥そうになり易い仙骨より上の位置を重
点的に除湿することにより排気ポンプや空気吸入器など
システム全体を小型化でき、効率的な睡眠環境改善装置
を得ることができる。

【０００９】請求項４の構成により、寝具内の温度が低
く比熱の大きい部分と、より温度が高い吸い込み空気が
直接接触することは完全になくなり、結露を防ぐことが
できる。

【００１０】請求項５の構成により、睡眠中も最適の湿
度制御を行うことができる。また排気ポンプの作動時間
も減少することができるため安眠しやすくなると共に電
気料金を節約することができる。

【００１１】請求項６の構成により、仰臥者が褥そう等
で身体の一部に化膿した部分を持つ場合でも、空気吸入
口から吸入された細菌を含む空気は、簡単な構成により
室内に放出されることがないため院内感染を防ぐことが
できる。

【００１２】請求項７の構成により、排気ポンプは、湿
度が低く作動を要しない時にも定常運転を続け、真空貯
め容器に徐々に真空を貯めていく。これにより小型の排
気ポンプを使用することができるため、作動音を小さく
することができ、より快眠に寄与することができる。

【００１３】

【実施例】 以下に実施例を説明する。図１は本発明の
第１の実施例を示す。図１は寝具１全体を覆う寝具カバ
ーを説明を簡単にするため図示していない。寝具１は最
上部の仰臥者に接する部位を通気性に優れた高通気性ウ
レタンフォーム２で構成されている。寝具１の最下部
は、空気吸入器４により寝具内上部の湿った空気を吸入
するときに寝具下部からの空気も吸い込まないように通
気性が前記高通気性ウレタンフォーム２よりも低い通常
のウレタンフォーム３で構成されている。前記ウレタン
の代わりに同様の目的に合致する他の代替材料を用いて
も良い。前記高通気性ウレタンフォーム２と前記ウレタ
ンフォーム３の間には、空気吸入器４が設けられてい
る。前記空気吸入器４は空気通路５によりフィルター７
を通って排気ポンプ６に連通され、前記排気ポンプ６か
ら空気は室内もしくは室外・屋外に排出される。排気ポ
ンプ６としては通常の電動小型真空ポンプを用いるとよ
い。また通常の健康状態である仰臥者が使用する場合
は、前記フィルター７はなくても良い。仰臥者は、入床
した後、蒸れを感じると、前記切替手段である図示して
いないスイッチを入れ、排気ポンプ６を作動させること
により、蒸れをなくすことができる。空気吸入器４は箱
型で上面は網もしくは多数の穴が開いた板状になってい
る。

【００１４】図２は前記空気吸入器４の別の実施例の構
成を示す。図２（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図であ
る。図３に示すように上に多数の小さな空気吸入口９の
開いた連通穴８を持つ筒１０を多数並べて構成されてい
る。筒１０は円形断面のものでもよいが、各筒１０が接
する部位での窪みを仰臥者に感じさせない程度の角半径
にする必要がある。また図４（ａ）、（ｂ）に示すよう
な一体型で実現してもよい。空気の連通穴８により各空
気吸入口９から吸入された空気は空気集積器１１に集め
られた後、空気通路５を通じて排気ポンプ６に送られ
る。前記空気吸入口９は各位置での空気の吸入量を調整
するために各口径を最適に設定するとさらに良い。

【００１５】図５は第２の実施例を示す。前記高通気性
ウレタンフォーム２に多数の縦方向貫通穴１２を設け
た。寝具上部の湿度の高い空気を、より抵抗を小さくし
て吸入するための方策である。したがって、貫通穴１２
を寝具の最上部に設ける場合には、高通気性ウレタンフ
ォーム２の代わりに通常のウレタンフォームを用いても
良い。

【００１６】図６は空気吸入器の第３の実施例を示す。
人体の発汗量を考慮して、前記空気吸入口９は仰臥者の
発汗量の多い上半身の下の位置に位置する部分では密度
を高く、その他の部分では密度をより低く設定されてい
る。密度が高いということは、空気吸入口９のその周辺
に対する面積割合が大きいことを意味し、同じ面積の空
気吸入口であれば単位面積あたりの数が多いことや、当
該位置での空気吸入口１個あたりの面積を大きくするこ
とを意味する。空気吸入器４の空気吸入量は、寝具の最
上部の通気抵抗と、空気吸入口の大きさ、および排気ポ
ンプにより大きく影響される。したがって、空気吸入口
の穴径を均一に十分大きくし、寝具最上部の通気抵抗を
発汗量の多い上半身の下の位置に位置する部分ではその
他の部分より小さくする方法でもよいことは言うまでも
ない。

【００１７】図７は第３の実施例を示す。寝具１は、内
部に体圧分散性能をより向上するために体圧分散材とし
ての水袋１３を設置している。水袋１３は空気を通さな
いため、空気吸入器４は水袋１３の上に置かれる。した
がって体圧分散性能を考慮すると、前記空気吸入器４は
水袋１３の変形にそって抵抗なく変形しなければならな
い。この必要性を満足させるために前記筒１０は薄いゴ
ム管で構成されている。図２（ｂ）に示すように筒１０
の底部１４は断熱効果の高いウレタンフォームで構成さ
れている。水袋１３は内部に水やシリコンオイル等の比
熱が大きい流体を多く封入している。このため水袋１３
の表面温度の変化は遅い。したがって仰臥者が入床する
と、仰臥者により温度と湿度を高められた空気は、筒１
０に開けられた空気吸入口９から吸入されるが、まだ温
度が上昇していない水袋１３とは、ウレタンフォーム製
の底部により断熱されているため、非常に薄く構成され
た筒１０の温度は直ぐに吸入される空気と同じ温度とな
り、水袋１３が存在しても結露は生じない。

【００１８】図８は、構成を簡単にするために、水袋形
状を変えたもので、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）に
断面図を示す。仰臥者の体幹と直角方向に伸びる山型部
１５と谷型部１６が交互に並ぶ櫛形状となっている。谷
型部１６は空気吸入口９および筒１０として用いること
もできる。また図９では、体圧分散用特殊ゴムのブロッ
ク１７を前記特殊ゴムの平板の上に構成した体圧分散材
１８を示す。この場合は、空気は仰臥者の身長方向にも
流れることができる。この形状を水袋で形成する場合
は、ブロックの大きさは大きくなり、ブロックの数は少
なくなるが、形成することはできる。図１０に示す体圧
分散材の例では、体圧分散用の水袋や特殊ゴムに上下に
貫通する複数の穴１９を設けることにより、図１に示す
高通気性ウレタンフォーム２と空気吸入器４の間に体圧
分散材としての水袋１３や特殊ゴム製体圧分散材１８を
置くことができる。これにより、体圧分散材１８と人体
との間に、空気吸入器４が介在しないため、体圧分散機
能を十分確保することができるとともに、仰臥者の背中
の湿度の高い空気も水袋や特殊ゴムに設けられた貫通穴
１９を通じて空気吸入器４に導かれ、排出することがで
きる。水袋では穴を設ける位置に穴径より大きい径の円
形溶着部を設け、その中心に穴を設けるとよい。図１０
（ａ），（ｂ）は図９の例に前記上下貫通穴１９を設け
た例を示す。図１１は空気吸入器４の構成の別の実施例
を示す。空気吸入器４は箱型で、上面は網２０を用いた
構造になっている。このため、仰臥者の背中の高湿度の
空気は前記網構造の上に位置する特殊ゴム製体圧分散材
１８の穴１９を通じて、空気吸入器４に吸い込まれる。
前記網構造にすることによって、空気吸入器４と体圧分
散用特殊ゴムの穴位置の微妙な調整が不要となるため、
使用中に生じる前記空気吸入器４と特殊ゴム製体圧分散
材１８の位置ずれなどの影響を受けず、常に高い吸入効
率が確保できるという利点がある。ここで、網構造とは
空気が通過できる個々の穴面積が穴を囲む部材の面積よ
りも十分大きい構造のことを言う。

【００１９】図１２は、図１０の実施例を用いた場合の
寝具構成を示す。寝具１は上面に高通気性ウレタンフォ
ーム２、下に複数の貫通穴１９を備える体圧分散材１
８、網２０を上面に持つ空気吸入器４、通常のウレタン
フォーム３、空気通路５、排気ポンプ６、および図示し
ない排気ポンプ用スイッチで構成されている。通常のウ
レタンフォーム３は、部位により密度や硬さを変える通
常の寝具技術を適用してもよいことはいうまでもない。
図１３は湿度制御を取り入れた例で、寝具内部におかれ
た湿度センサー２２が、予め定めた第１の湿度設定値以
上の湿度を検出すると比較器２３は信号を発し、制御手
段２５は排気ポンプ６を作動させる。湿度センサー２２
が予め定めた第２の湿度設定値以下を検出すると比較器
２４は信号を発し、制御手段２５は排気ポンプを停止さ
せる。通常湿度設定値は相対湿度５０％〜７０％の間に
設定すると蒸れ感を感じないため好ましいため、第１の
湿度設定値を７０％前後、第２の湿度設定値を５０％前
後にすると良い。

【００２０】図１４は褥そう患者が仰臥している場合
に、室内に細菌を撒き散らすことを防ぐための実施例を
示す。この場合、図１４に示したフィルター７は約２７
〜３２μｍ以上の物質の通過を阻止する性能を持つ除菌
フィルターを利用すると吸入空気に存在する細菌はろ過
される。図１５はフィルターの材質を金属として、金属
フィルタを加熱器２６により加熱することによりフィル
ター内に取り込まれた細菌を殺菌する方法を示してい
る。加熱器２６は、シーズヒータで、フィルター７を交
換するときに取扱い者が手動で電源スイッチを入れて加
熱しても良いし、フィルター取出しスイッチを設けて、
前記フィルター取出しスイッチが押されると、自動的に
一定時間の加熱が行われ、その後温度が一定温度まで下
がったら、フィルター７を取り出せるようにしても良
い。また、タイマーにより予め定めた時間経過するごと
に加熱しても良い。図１６は褥そう予防エアマット２７
に適用した実施例を示す。褥そうの治癒には体圧の開放
を図ることのほか、患部を乾燥させることが重要であ
る。エアマット２７の各エアセル２８の間に空気吸入器
４は設けられている。空気吸入器４としての筒１０はエ
アセル２８の高さより低く設けられているため、仰臥者
が直接筒１０に触れることはない。空気吸入器４として
の筒１０は、褥そうの発生が多い仙骨部、肩甲骨部、踵
部付近に限って設置してもよい。

【００２１】図１７は、より小型で騒音レベルの低いシ
ステムとした実施例を示す。排気ポンプ６と空気吸入器
４の間に切替弁２９と真空貯め容器３０、チェック弁３
１が設けられている。図１８は前記図１７のシステムを
駆動する切替手段のブロック図である。真空貯め容器３
０内の圧力を測定する圧力センサー３２からの信号によ
り、真空貯め容器内の圧力が予め定めた第１の圧力設定
値より大気圧に近い時には比較器３３からの信号によ
り、制御手段２５は、排気ポンプ６を作動させる。ま
た、圧力センサー３２からの信号により、真空貯め容器
内の圧力が予め定めた第２の圧力設定値より真空に近い
時には、比較器３４からの信号により、制御手段２５
は、排気ポンプ６の作動を停止させる。第１の圧力設定
値は第２の圧力設定値よりも大気圧側にある。また、寝
具内部におかれた湿度センサー２２が、予め定めた第１
の湿度設定値以上の湿度を検出すると比較器２３からの
信号により制御手段２５は切替弁２９を作動させ、空気
吸入器４と真空貯め容器３０とを連通させる。湿度セン
サー２２が予め定めた第２の湿度設定値以下を検出する
と比較器２４は信号を発し、制御手段２５は切替弁２９
を停止させ、空気吸入器４と真空貯め容器３０との連通
を遮断する。これにより、排気ポンプは小型のものとす
ることができるため、騒音レベルを下げられるという利
点がある。

【００２２】

【発明の効果】本発明の、少なくともマットレス、布団
などの寝具と、前記寝具内に設けられた空気吸入器と前
記空気吸入器から吸い込んだ空気を外部に導く空気通路
と前記空気通路の出口又は途中に設けられた排気用ポン
プとで構成される空気吸入手段と、前記空気吸入手段の
空気吸入動作の作動・停止を切り替える切替手段を備え
ることによって発汗による蒸れがなく快眠が得られる睡
眠環境改善装置を提供することができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例

【図２】 空気吸入器の実施例を示す

【図３】 筒の断面を示す

【図４】 空気吸入器の第２の実施例

【図５】 本発明の第２の実施例

【図６】 空気吸入器の第３の実施例

【図７】 本発明の第３の実施例

【図８】 水袋形状の実施例

【図９】 特殊ゴム製体圧分散材の実施例

【図１０】 図９の別の実施例

【図１１】 空気吸入器の第４の実施例

【図１２】 本発明の第４の実施例

【図１３】 本発明の湿度制御ブロック図

【図１４】 本発明の細菌排出防止手段

【図１５】 本発明の細菌排出防止手段の別の実施例

【図１６】 本発明の第５の実施例

【図１７】 本発明の第６の実施例

【図１８】 第６の実施例の切替手段制御ブロック図

【符号の説明】

１ 寝具 ２ 高通気性ウレタンフォーム ３ 通常のウレタンフォーム ４ 空気吸入器 ５ 空気通路 ６ 排気ポンプ ７ フィルター ８ 連通穴 ９ 空気吸入口 １０ 筒 １１ 空気集積器 １２ 貫通穴 １３ 水袋 １４ 底部 １５ 山型部 １６ 谷型部 １７ ブロック １８ 体圧分散材 １９ 貫通穴 ２０ 網 ２２ 湿度センサー ２３ 比較器 ２４ 比較器 ２５ 制御手段 ２６ 加熱器 ２７ エアマット ２８ エアセル ２９ 切替弁 ３０ 真空貯め容器 ３１ チェック弁 ３２ 圧力センサー ３３ 比較器 ３４ 比較器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水矢 亨 神奈川県海老名市下今泉705−１ 神奈川 県産業技術総合研究所内 (72)発明者 長尾 達明 神奈川県海老名市下今泉705−１神奈川県 産業技術総合研究所内 (72)発明者 宮澤 以鋼 神奈川県海老名市下今泉705−１ 神奈川 県産業技術総合研究所内 (72)発明者 尾上 正行 神奈川県海老名市下今泉705−１ 神奈川 県産業技術総合研究所内 Ｆターム(参考） 3B096 AC12 AC16 AD07

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともマットレス、布団などの寝具
   と、前記寝具内に設けられた空気吸入器と前記空気吸入
   器から吸い込んだ空気を外部に導く空気通路と前記空気
   通路の出口又は途中に設けられた排気用ポンプとで構成
   される空気吸入手段と、前記空気吸入手段の空気吸入動
   作の作動・停止を切り替える切替手段を備えることを特
   徴とする睡眠環境改善装置。
2. 【請求項２】 前記空気吸入器と寝具上面との間に空気
   流通を容易にする貫通路を設けたことを特徴とする特許
   請求範囲第１項の睡眠環境改善装置。
3. 【請求項３】 前記空気吸入器の空気吸入量を仰臥者の
   仙骨より肩までの上半身の下に位置する部分では、その
   他の部分より多く設定したことを特徴とする特許請求範
   囲第１項の睡眠環境改善装置。
4. 【請求項４】 寝具内に存在する他の部分より比熱の高
   い部分と前記空気吸入器との間に断熱材を設けたことを
   特徴とする特許請求範囲第１項の睡眠環境改善装置。
5. 【請求項５】 前記寝具内の仰臥者の仙骨より肩までの
   上半身の下に位置する部分に湿度センサーを設け、前記
   湿度センサーの信号により、前記切替手段を作動させる
   ための制御手段を設けたことを特徴とする特許請求範囲
   第１項の睡眠環境改善装置。
6. 【請求項６】 前記空気通路の途中に、吸い込まれた空
   気中の細菌を排出しないための細菌排出防止手段を設け
   たことを特徴とする特許請求範囲第１項の睡眠環境改善
   装置。
7. 【請求項７】 前記排気用ポンプと空気吸入器の間に切
   替弁と真空貯め容器を設け、前記切替弁を切替える制御
   手段を設けたことを特徴とする特許請求範囲第１項の睡
   眠環境改善装置。