JP2008289654A - 温度調節マットレス - Google Patents

Abstract

【課題】温度調節部の交換・修理が簡単に行えて、使いやすく、省エネ化が可能な温度調節マットレスを提供する。
【解決手段】マットレス内に、水平方向を枠面とした枠状の断熱材の枠部材２と、その下側に隔壁層４を介して配置された空気通路の配設部材５とを設ける。枠部材２の枠内には通気性繊維層３を収容して熱交換層３ａと成す。空気通路の配設部材５には熱交換層３ａに対応する領域に空気通路６を配設形成し、空気通路の配設部材５には空気循環用ユニット７を着脱自在に固定する。空気循環用ユニット７は、温度調節用の空気を、空気通路６から熱交換層３ａの空気供給部位に供給し、熱交換層３ａの層方向に沿って通過させた後に熱交換層３ａの空気排出部位から空気通路６に戻して循環させる。熱交換層３ａを通過する空気によってマットレス上の身体１０との熱交換を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、睡眠用のベッド等の寝具のマットレスとして、或いは、リハビリテーションや療養、手術台、新生児集中治療用のベッド、ソファーベッド等の非睡眠用のマットレスとして、様々に用いられる、温度調節機能を備えた温度調節マットレスに関するものである。

近年の少子高齢化の進展によって、健全な体調の維持・増進に支障をきたす人々が増加しつつある。また、おおむね健康であっても、膝や足が、夏場においても局部的に冷える等の障害を訴える人々や、更には、これを原因としての睡眠障害を訴える人々が増加しつつある。さらには、最近の社会全体の２４時間化や、生活パターンの夜型化にしたがって、良好な睡眠を維持できず、不眠や何らかの睡眠障害をきたす人々も増加しつつある。

体調に支障を来したり、局部的に冷える人々は、日常生活においては、新陳代謝を高めて血行を促進するために、ヒータを内蔵するサポータを用いたり、温浴をしたり、温湿布やマッサージ器具等を用いて、身体の冷えや痛みを起こす患部の症状を緩和している。

しかし、前記の痛みの症状を緩和するための処置は、一般的には、座位、或いは立位で行われており、就寝中や身体の横臥状態において患部を加温したり、冷やしたりする等の温度調節は行われておらず、加齢により身体の動きが不自由な高齢者や、座位の姿勢が苦痛な人たちにとっては不便であった。また、横臥状態において患部の痛みを緩和する手段は、これまで電気毛布以外にはなかったが、電気毛布は全身を加温する手段であり、夏場にも局部的な冷えを訴える人々には不便なものであった。

また、一般に、電気毛布や、サポータ等の加温手段は、布や、ゴム／布複合体等とヒータを複合したものであり、その機能が加温のみであることから、適正な温度を維持することは困難であること、身体との接触部分の熱容量が大きいことから、低温火傷等の事故が生ずることもあった。

一方、前記社会全体の２４時間化や生活パターンの夜型化にしたがって、良好な睡眠を維持できにくい人々は、睡眠薬を服用したり、就寝前に温浴をとったり、軽い運動を行ったりすること等、就寝前に体温を上昇させることによって、良好な睡眠を得ようとしている。つまり、良好な睡眠をとる手段として、睡眠時に必要な条件である脳を含む深部体温の冷却を効果的に行うため、睡眠前に温度４０℃程度のぬるめの浴槽に入ったり、運動による熱産生を促進したりすることで身体を暖め、末梢血管を拡張させ、熱放散を促進させることで急速に深部体温を下げることで、円滑な入眠を行わせているのである。

しかしながら、高齢者、特に睡眠障害を訴える高齢者にとっては、常に温めの浴槽に入る等のことは現実的に困難なことが多い。また、高齢者の睡眠障害は加齢による末梢組織の温覚、冷覚細胞等が持つ体温検知機能、及びこれを脳視床下部の体温調節中枢に伝える神経組織自体、更にはメラトニン等、入眠時に脳において分泌される体温を下げるホルモンの分泌量そのものが少ないために体温を下げることができないことが原因であることもあり、前記のような対策によっては、十分な効果を得ることができないといった問題もあった。

このような課題に対して、マットレス上に横たわる人等の身体を、全体的に、または、部分的に、暖めたり冷やしたりすることができる温度調整マットレスが提案された（例えば、特許文献１、参照。）。

この温度調整マットレスは、例えば図２４に示すように、マットレス本体４０に、身体１０に対して背中部を横切る態様で温度調整部４１を設け、この温度調整部４１内を、図２５に示す断面図の矢印に示すように、空気が循環するようにしたものである。マットレス本体４０は、人工皮革や織布等の外皮４５で密閉容器状に形成されており、前記空気の循環を行うための空気循環手段４２，４３と、空気循環手段４２，４３によって循環させる空気の加熱（加温）や冷却を行う内部熱交換手段４６が、前記温度調整部４１内の適宜の位置に固定されて形成されている。

この提案の温度調整マットレスによれば、内部熱交換手段４６により加温または冷却させた空気を、空気循環手段４２，４３によって密閉したマットレス本体４０の温度調整部４１の内部で循環させることにより、該温度調整部４１において身体１０に接触するマットレス表面の温度が調節され、マットレス上に横たわる身体に快適な温度環境が提供される。なお、図２５の図中、４７は空気が流通しやすい織物等により形成された空気流通手段、４８はスプリングをそれぞれ示す。

特開２００７−００７３７８号

ところで、近年、地球温暖化に対する関心が高まってきており、また、省エネ化の観点からも、様々な装置において、消費電力の低減化を図ることが重要な課題の一つとなっている。

しかしながら、前記提案の温度調整マットレスは、例えば図２４、図２５に示したように、温度調整部４１が、マットレスの幅方向ほぼいっぱいに形成されているために、マットレス上に横たわる身体１０が接触する可能性が低いマットレス端部領域にも空気を循環させる構成と成しており、その分だけ無駄が生じてしまう。特に、寝返り等ができない要介護者においては、マットレス端部領域に身体１０が接触した状態で寝ている可能性は非常に低く、必要のない領域を加温したり冷却したりして、エネルギーが無駄になる可能性が高かった。

また、前記提案の温度調節マットレスにおいては、空気循環手段４２，４３と内部熱交換手段４６を、温度調整部４１内に固定して形成しているために、ある程度の使用期間が過ぎた後に、空気循環手段４２，４３や内部熱交換手段４６を保守・点検したり、故障の修理をしたりする時には、マットレス全体を、使用者宅等からマットレスごと、メーカーへ輸送し、メーカーで解体・修理をしなければならなかった。そのため、費用が多くかかるとともに、修理・点検の際の作業ミス等でウレタンフォーム等のマットレス構成材料を傷つけてしまうと、マットレス全体を交換しなければならないおそれが生ずる欠点があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、温度調節部の交換・修理が簡単に行えて、使いやすく、省エネ化が可能な温度調節マットレスを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は次に示す構成をもって前記課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、マットレス内に、水平方向を枠面とした枠状の断熱材の枠部材と、その下側に隔壁層を介して配置された空気通路の配設部材とが設けられ、前記枠部材の枠内には通気性繊維層が収容されて該通気性繊維層は熱交換層と成し、前記空気通路の配設部材には前記熱交換層に対応する領域に空気通路が配設形成され、空気の送風と吸入とを行うことにより前記空気通路から前記熱交換層の空気供給部位に空気を供給し、該空気を前記熱交換層の層方向に沿って通過させた後に前記熱交換層の空気排出部位から前記空気通路に戻して空気を循環させる空気循環手段と、該空気循環手段により循環させる空気の温度調節を行う温度調節手段とが設けられ、前記熱交換層を通過する空気によってマットレス上の身体との熱交換を行う構成としたことを特徴とする。

また、第２の発明は、前記第１の発明の構成に加え、前記空気循環手段と温度調節手段とをケース内に収容した空気調節循環用ユニットが気密封止手段を介して空気通路の配設部材に着脱自在に固定されている構成をもって課題を解決する手段としている。

さらに、第３の発明は、前記第２の発明の構成に加え、前記空気調節循環用ユニットのケースには、マットレス外部の空気を吸気する吸気口と、該吸気口から吸気した空気の排気口とが形成され、前記吸気口と排気口がマットレス外部の障害物により覆われて閉塞することを防止する閉塞防止用突起部が前記空気調節循環用ユニットのケースに設けられていることを特徴とする。

さらに、第４の発明は、前記第１または第２または第３の発明の構成に加え、前記熱交換層と枠部材の上には第１のカバーが設けられて該第１のカバーの少なくとも前記熱交換層に対応する領域は熱伝導性部材により形成され、前記第１のカバーの上側には少なくともマットレスの上面を覆う第２のカバーがマットレスに着脱自在に設けられていることを特徴とする。

さらに、第５の発明は、前記第１乃至第４のいずれか一つの発明の構成に加え、前記熱交換層の上部側と下部側の少なくとも一方側に、前記熱交換層の温度を均一化する均熱促進手段が設けられていることを特徴とする。

さらに、第６の発明は、前記第１乃至第５のいずれか一つの発明の構成に加え、前記空気通路はフレキシブル管を有して形成されていることを特徴とする。

さらに、第７の発明は、前記第１乃至第５のいずれか一つの発明の構成に加え、前記空気通路は非通気性の壁部を側壁として形成されており、前記空気通路の内側と外側にはそれぞれ上下方向の付勢力を有するスプリングが水平方向に互いに間隔を介して複数配置されていることを特徴とする。

さらに、第８の発明は、前記第１乃至第７のいずれか一つの発明の構成に加え、熱交換層の層方向に沿って通過させる空気の流量を前記熱交換層内で均一化する空気流量均一化手段が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、マットレス内に、水平方向を枠面とした枠状の断熱材の枠部材を設けて、該枠部材の枠内に収容した通気性繊維層を熱交換層と成しており、前記枠部材の下側に隔壁層を介して配置された空気通路の配設部材に、前記熱交換層に対応する領域に空気通路を配設形成し、該空気通路と前記熱交換層とを通して空気を循環させ、熱交換層を通過する空気によってマットレス上の身体との熱交換を行うため、身体があまり接触しないマットレス端部領域には空気を循環させずに、実質的に必要な領域のみ、空気循環させて熱交換できる。

そのため、循環空気の温度調節手段を形成するファンや熱源・吸熱源等の容量や能力を小さくすることができるので、省エネ化を図ることができ、地球温暖化の促進を抑制することができ、その上で、マットレス上の身体に快適な温度環境を提供することができる。また、熱交換層を形成するための、高価な通気性繊維の使用量を小さくすることができるため、経済的な構成が可能となる。

また、本発明において、空気循環手段と温度調節手段とをケース内に収容した空気調節循環用ユニットが気密封止手段を介して空気通路の配設部材に着脱自在に固定されているものにおいては、空気循環手段と温度調節手段を保守・点検したり、故障の修理をしたりする時には、空気調節循環用ユニットを、ケース毎、空気通路の配設部材から外して対処することができるので、マットレス全体を、使用者宅等から搬送する必要はなく、空気循環手段と温度調節手段の保守・点検や故障の修理等の作業も作業性良く行うことができる。

また、この空気調節循環用ユニットを着脱自在に固定した構成によれば、空気循環手段と温度調節手段を、マットレス内に、着脱できない態様で固定する場合と異なり、修理・点検の際の作業ミス等でウレタンフォーム等のマットレス構成材料を傷つけてしまうこともなく、それによりマットレス全体を交換するといった必要が生じることがなく、長期信頼性が高い温度調節マットレスを実現できる。

さらに、空気調節循環用ユニットを着脱自在に固定した構成の本発明において、マットレス外部の空気を吸気する吸気口と、該吸気口から吸気した空気の排気口とがマットレス外部の障害物により覆われて閉塞することを防止する閉塞防止用突起部が、前記空気調節循環用ユニットのケースに設けられているものにおいては、例えば掛け布団等が外部空気の吸気口や外部空気の排気口にかかることを防止できる。そのため、熱交換手段による熱交換能力の低下や熱交換不能といった異常を防ぐことができるので、特に、熱交換層において冷却機能を果たす場合に有効に効果を発揮できる。

さらに、本発明において、熱交換層と枠部材の上には第１のカバーが設けられて、該第１のカバーの少なくとも前記熱交換層に対応する領域は熱伝導性部材により形成され、前記第１のカバーの上側には少なくともマットレスの上面を覆う第２のカバーがマットレスに着脱自在に設けられているものにおいては、マットレス上に、失禁や、食物をこぼす等の事態が生じた場合には、第２のカバーを交換すればよいので、マットレスを常に清潔に保つことができ、また、第１のカバーの熱交換層に対応する領域を伝導性部材により形成することにより、身体との熱交換機能を大きく低下させることなく快適さを確保できる。

さらに、本発明において、熱交換層の上部側と下部側の少なくとも一方側に、前記熱交換層の温度を均一化する均熱促進手段が設けられているものにおいては、身体との熱交換を行う熱交換層の温度均一性を向上させることができ、マットレス上の身体に、より快適な温度環境を提供することができる。

さらに、本発明において、空気通路はフレキシブル管を有して形成されているものにおいては、簡単な構成で、容易に、かつ、安価に空気通路を形成でき、温度調節マットレスの構造の簡略化や低コスト化を実現できる。

さらに、本発明において、空気通路は非通気性の壁部を側壁として形成されており、前記空気通路の内側と外側にはそれぞれ上下方向の付勢力を有するスプリングが水平方向に互いに間隔を介して複数配置されているものにおいては、簡単な構成で、容易に、かつ、安価に空気通路を形成でき、温度調節マットレスの構造の簡略化や低コストかを実現でき、かつ、スプリングにより、快適に、身体を支持することが可能な快適なマットレスを実現できる。

さらに、本発明において、熱交換層の層方向に沿って通過させる空気の流量を前記熱交換層内で均一化する空気流量均一化手段が設けられているものにおいては、熱交換層内で空気の流量を均一化することにより、熱交換層の温度を均一化でき、より快適なマットレスを実現できる。

以下に本発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。図１、図３には、本発明に係る温度調節マットレスの第１実施形態例の構成が、模式的な分解図により示されており、さらに、図１には、温度調節マットレス１の上に横たわる人体１０と、本実施形態例の動作とが模式的に示されている。また、図２には、本実施形態例の温度調節マットレス１の外観構成が模式的な斜視図により示されている。

本実施形態例の温度調節マットレス１は、図１、図３に示されるように、４層のウレタンフォーム積層体からなるマットレス本体１６と、その上側に設けられる第１と第２のカバー１１，１２と、底側地７１とを有している。マットレス本体１６は、上から順に、水平方向を枠面とした枠状の断熱材の枠部材２と、その下側に隔壁層４を介して配置された空気通路の配設部材５と、その下側の底板部１４とを有して形成されており、底板部１４に底側地７１が固定されている。前記枠部材２の枠内には、通気性繊維層３が収容固定されている。

枠部材２は、例えば硬質高弾性ウレタンフォームにより形成されており、例えば、本実施形態例を介護用ベッドに適用した場合等に、マットレス１に介護者等が腰掛けても、へたりや、永久変形が生じない態様と成している。なお、枠部材２は、樹脂含浸等で処理した硬綿等により形成してもよい。通気性繊維層３は、例えば３次元織物等の空気流通性の高い材料、例えば、ポリエステル等の立体不織布構造、或いはポリアミド／ポリエステル等の繊維を立体的に織って形成した織物により形成されている。

なお、枠部材２と通気性繊維層３は、その硬度や反発性が異なるため、この境界面において身体を横たえた場合、枠部材２と通気性繊維層３との境界面での接触違和感を感じることがある。この違和感を少なくするために、例えば図７の破線Ａに示すように、枠部材２の内側の側面に段部を形成し、この段部に対応させて通気性繊維層３にも段部を形成することにより、枠部材２と通気性繊維層３との境界面において両者を重ね合わせてもよい。

本実施形態例の温度調節マットレス１は、身体１０の全身の温度調節用としての全身タイプのマットレスであり、図１、図２に示すように、前記通気性繊維層３は、マットレス上に横臥する身体１０のうち、マットレスに直接接触する首から下の身体部分に対応する部分に設けられており、通気性繊維層３は、この部分において身体１０との熱交換を行う熱交換層３ａと成している。

熱交換層３ａの大きさは、図４に示す長手方向の長さＬが、枕部分やマットレス端縁部を除いた長さ、例えば１５０ｃｍに形成され、幅方向の長さＷは、人間の肩幅に対応させて、それより大きめの６０ｃｍに形成されている。なお、熱交換層３ａの大きさはこれらの値に限定されるものではなく、適宜設定されるものであり、例えば身体１０の大きさに対応させて個別の大きさに形成してもよい。

前記隔壁層４は、ウレタンフォームや、アルミ等の金属板、又は、綿等の繊維性、或いは合成樹脂材料からなり、隔壁層４には、図１、図３、図４の各図に示すように、円形状の貫通の送気口１７が複数（ここでは３個）形成され、矩形状の貫通の吸気口１８が１つ形成されている。なお、例えば、送気口１７や吸気口１８を長円形状に形成する等、送気口１７や吸気口１８の形状、大きさ、個数は、特に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。

前記空気通路の配設部材５は、例えば、厚みが６０〜８０ｍｍの半硬質ウレタンフォームから構成されており、その上部側に空気通路６を配設形成している。空気通路の配設部材５は、身体１０が横臥した時に、体幹が自然な姿勢に保たれるような、身体１０にとって快適に感じる程度の適宜の弾力性を持っており、寝返りがしやすく、また、適度の柔軟性を持って身体各部にかかる圧力が適切に分散され、局所に大きな圧力がかかることにより、局部的な痛み等が生じない良好な体圧分散性をもつという睡眠環境面の機能性を有している。空気通路の配設部材５は、底板部１４に、接着剤や融着等により一体的に接合されており、底板部１４は、ポリエチレンや、ウレタンフォームにより形成されている。

また、前記空気通路６は、前記熱交換層３ａに対応する領域に形成されており、その先端側が三つ又に分岐した分岐通路６ａと成している。この各分岐通路６ａの先端部に対応する位置に、前記隔壁層４の送気口１７が形成されており、空気通路６の基端側には、空気循環用ユニット７（図１、参照）を収容するユニット収容部１９が形成されている。このため、空気通路の配設部材５は、その一端側に形成された前記ユニット収容部１９に空気循環用ユニット７を保持しやすい硬さに形成されている。

前記空気循環用ユニット７は、図５（ｂ）に示す、空気循環手段８と、該空気循環手段８により循環させる空気の温度調節を行う温度調節手段９とを共にケース内に収容して形成されており、図５（ａ）には、そのケース２０の構成が模式的に示されている。ケース材は上部が柔軟性を持つ材料、例えばゴム状のあるウレタン材、或いはスポンジを織布で覆った構成であり、マットレス上に身体が横たわったときに違物感を感じさせない材料を用いることが好ましい。

空気循環手段８は、空気の送風と吸入とを行うことにより、図１および図８の矢印Ａに示すように、空気通路６から熱交換層３ａの空気供給部位（送気口１７の上部側）に空気を供給し、該空気を前記熱交換層３ａの層方向に沿って通過させた後に、矢印Ａ’に示すように、熱交換層３ａの空気排出部位（吸気口１８の上部側）から前記空気通路６に戻して空気を循環させるものである。この空気循環に際し、熱交換層３ａ上に身体１０が乗っている（例えば横たわっている）場合には、カバー材を介してその身体１０と空気との間で熱交換が行われる。

なお、温度調節マットレス１に１つの空気循環手段８を設ける場合には、マットレス表面全体にわたってその温度分布を均一にすることが重要となる。即ち、一つの空気循環手段８を設けた場合に、温度調整された空気は、本実施形態例のように、頭部側に分岐を持つ空気通路６を設けると、マットレスの幅方向に広がる（分散された状態で熱交換層３ａに導入される）が、脚部側においては空気循環手段８の吸気口１８を、図１９（ｂ）に示すように、点状とすると、温度調整された空気は、この図の矢印Ａに示されるように、熱交換層３ａの最も空気抵抗の低い中央部を通ってこの吸気口１８に向かって吸引される。そのため、マットレス表面温度は、特に脚部において中央部と両側の温度差が大きくなる。

つまり、マットレス内部の空気は、その空気抵抗が小さい部分（図１９（ｂ）では、矢印Ａに示すように、吸気口１８に向かってほぼ三角形の部分）を主に通るため、この三角形内の温度とそれ以外の部分に相違ができてマットレス面での温度均一性がかける場合も生ずる。これを解消するためには、熱交換層３ａ内部、或いは吸気口１８における空気の抵抗を調節すればよい。

本実施形態例では、熱交換層３ａの層方向に沿って通過させる空気の流量を熱交換層３ａ内で均一化する空気流量均一化手段（空気流量均一化構成）として、前記吸気口１８の空気抵抗調節を行えるように、図１に示したように、前記吸気口１８の形状を矩形状に形成し、図１の矢印Ａに示すような空気の流れを形成している。なお、吸気口１８は、矩形状以外にも、長円形状に形成したりして、マットレス幅方向の長さを横に広く形成すると、空気の流れを均一化しやすい。

また、空気流量均一化手段は、図１９（ａ）に示すように、吸気口１８の上部に、メッシュ状の織布で構成した空気抵抗層６４を設けて形成してもよい。このようにすると、熱交換層３ａを層方向に流れる空気流が中央部に集中することを抑制でき、例えば矢印Ａに示すように、空気の流れを形成して、空気の流れを均一化することができる。なお、吸引口１８の形状を湾曲させて、送気口１７からの距離を短くしても同様の効果を奏することができる。

さらに、空気流量均一化手段は、図１９（ｃ）に示すような態様で空気抵抗層６４を設けて形成してもよい。この空気抵抗層６４は、布やプラスチック板に複数の穴部７３を設けて形成したものであり、この穴部７３は、吸気口１８の中央部から吸気口１３へ向かう空気流通抵抗を、吸気口１８の端部側から吸気口１３へ向かう空気流通抵抗よりも高くするように形成されている。また、吸気口１３の直上部分の近辺の通気性繊維層３の密度をマットレス周縁部の繊維層の密度より高め、この構成を空気流量均一化手段としてもよい。

さらに、図１９（ｃ）に示したような空気抵抗層６４を設ける場合には、図１９（ｄ）に示すように、隔壁層４に、空気流通溝となる溝形状の（細長い）吸気口１８を設けると、穴７３があることによりマットレス上に載る人の違和感を覚える場合がある。この場合には、前記吸気口１８にはめ込むように、吸気口１８と同様のサイズに通気性繊維層を加工してブロック状の通気性違和感防止手段７４を形成し、吸気口１８に嵌めこむと違和感が少なくなる。

本実施形態例において、空気循環手段８は、図５（ｂ）に示すように、シロッコファン等からなる送風手段２４を有しており、シロッコファンを回転させて、送風手段２４が送風を開始する際の静圧によって、周囲から空気を吸い込み、ケース２０の吸気口１３から温度調節マットレス１内の空気を吸気し、接続路２５側へ送風する。接続路２５は、例えばゴム製のブーツから成り、この接続路２５を介して、空気循環手段８が温度調節手段９に接続されている。

温度調節手段９は、熱交換素子２７、内部ヒートシンク２８、伝熱体２９、排熱ヒートシンク３０、排熱ファン３１を有しており、図５（ａ）に示すように、熱交換素子２７と内部ヒートシンク２８の配設領域と、排熱ヒートシンク３０と排熱ファン３１の配設領域との間には、吸気口３３から吸引されて排気口３４から排熱される空気との隔壁３５が設けられている。

内部ヒートシンク２８は、アルミや銅等の複数のフィンを有し、ケース２０に設けられた外部空気の吸気口３３と排熱ファン３１によって吸引された室内の空気とを、効率的に熱交換するために、接触面積を高めるように、フィンが、鋸歯状あるいは格子状に形成されている。熱交換素子２７は、ペルチェモジュールにより形成されており、内部ヒートシンク２８内を通る空気の加熱や冷却を行う。この空気の加熱や冷却により、内部ヒートシンク２８を通って空気通路６に送られる空気の温度が加熱されたり冷却されたりするものであり、空気通路６に送られた空気は、前記のごとく、熱交換層３ａを通り、空気循環手段８に戻る経路を通って、常に循環をしている。

なお、熱交換素子２７による加熱または冷却の動作は、利用者が、図２に示すような温度調節操作手段５３を操作することにより適宜行われるものであり、この温度調節操作手段５３により、利用者が、例えば温度調節の有無や、温度調節を行う場合の温度や温度パターン等を適宜指定することにより行われる。

なお、温度の指定は、その値を指定するようにしてもよいし、高、中、低、といった段階を設けてそのいずれかのレベルを指定するようにしてもよい。また、運転開始は３７℃程度の比較的高温で３０分程度、それに引き続く３０分間は冷却モードで運転しマットレス内部温度を３１℃に、その後、徐々に温度を上げて寝床内の適正な温度環境である３３℃に高める等、人間の体温の睡眠リズムに同調したパターンを作り、入眠を支援する等にしてもよい。

また、ペルチェモジュールの構成や動作は周知であるので、その説明は省略するが、ペルチェモジュールは、小型で精度良く温度調節対象物（ここでは、内部ヒートシンク２８内を通る空気）の温度調節を精度良く行うことができる。なお、空気の温度を低下させる必要がない場合には、熱交換素子２７として、ペルチェモジュールの代わりにヒータを適用することもできる。

熱交換素子２７の下部側には銅板等からなる固定体３２が固定され、この固定体３２を介して、熱交換素子２７の熱（例えばペルチェモジュールにより冷却動作を行ったときの放熱）が伝熱体２９に伝えられ、さらに、この熱は、伝熱体２９によって、排熱ヒートシンク３０に伝えられる。

排熱ヒートシンク３０は、アルミや銅等の複数のフィンを有する構成であり、排熱ファン３１は、前記ケース２０に設けられた外部空気の吸気口３３から外気を吸気して、ケース２０の外部空気の排気口３４から排気する空気の流れを形成すると、外部空気が排熱ヒートシンク３０を通る。このことにより、室内の外部空気が、前記のようにして伝熱体２９から排熱ヒートシンク３０に伝えられる熱との熱交換を行い、例えばペルチェモジュールの放熱が効率的に行われる。

なお、空気循環用ユニット７のケース２０は、実際には、図５（ａ）に示す態様ではなく、例えば図６の斜視図や図７の断面図に示すような形状に形成されており、前記吸気口３３と、その反対側に設けられている前記排気口３４がマットレス外部の障害物により覆われて閉塞することを防止する閉塞防止用突起部３７が、前記吸気口３３の近傍と前記排気口３４の近傍位置、具体的には、ケース２０の端部側（図６、図７の右端側）に設けられている。なお、図１に示したように、第１のカバー１１及び第２のカバー１２には、閉塞防止用突起部３７を引き通す開口部８４，８５が設けられている。

また、図６に示すように、閉塞防止用突起部３７には開口部７９が設けられ、閉塞防止用突起部３７はハンドル状に形成されており、後述するように、開口部８３に手を入れて空気循環用ユニット７のケース２０を抜き差ししながら、マットレスへの取り付けや取り外しを行えるように構成されている。

閉塞防止用突起部３７を設けることにより、本実施形態例は、掛け布団等が外部空気の吸気口３３や外部空気の排気口３４にかかることを防止でき、排熱ヒートシンク３０によって、ペルチェモジュールの放熱を促進できる。そのため、温度調節マットレス１により、身体１０を冷却する場合にも、その機能を良好に果たすことができ、夏場等、冷却機能を必要とするときにも、温度調節マットレス１を快適に利用できる。

なお、閉塞防止用突起部３７の形状等は、特に限定されるものではなく、すのこ状のもの等、様々な形状に形成されるものである。また、閉塞防止用突起部３７は、空気循環用ユニット７に付帯している必要はなく、例えばマットレス本体１６の上部からひさし状の板や金属格子等が出ていてもよく、さらに、一体化型とは限らず、取り外し可能なものでもよい。

また、空気調節循環用ユニット７は、図６、図７に示すように、ウレタンゲルや硬質ゴム材、或いは独立気泡の軟質ウレタン等から成る気密封止手段２３を介して、前記空気通路の配設部材５に着脱自在に固定されている。前記の如く、送風手段２４は、空気を送風する際の静圧によって周りの空気を吸い込むが、この静圧は、熱交換層３ａ側からのみならず、マットレス本体１６と空気循環用ユニット７と空気通路の配設部材５に組み込む接合部分の隙間から流入しようとする空気まで吸入しようとするので、マットレス内部の空気の温度・湿度環境を変化させることになってしまう。

このことを防ぐため、つまり、マットレス本体１６（具体的には空気通路の配設部材５における空気循環用ユニット７の固定部）と空気循環用ユニット７の間から空気循環用ユニット７への外気侵入を遮断するために、気密封止手段２３を介して空気循環用ユニット７が空気通路の配設部材５に固定される。

また、本実施形態例では、空気循環用ユニット７の故障が生じた場合の対処や保守のために、空気循環用ユニット７を取り外したり、組付けたりすることを容易とするため、空気循環用ユニット７の側面に、金属フランジ等からなるケース側固定手段３９を設け、一方、空気通路の配設部材５側には外周側にねじ山が設けられた係止用突起３８を設けている。そして、この係止用突起３８のねじ山に螺合するねじ（図示せず）によるねじ止め等によって、空気循環用ユニット７が空気通路の配設部材５に固定される。

つまり、図６に示すように、空気循環用ユニット７を、その先端側から空気通路の配設部材５のユニット収容部１９に挿入し、空気循環用ユニット７の側面側に設けられたケース側固定手段３９の係止用孔３９ａに、空気通路の配設部材５の固定部２１に設けられた係止用突起３８を挿入嵌合し、係止用突起３８にねじ止めする。そうすると、空気循環用ユニット７が空気通路の配設部材５に固定され、空気循環用ユニット７がマットレス本体１６と一体化される。また、前記係止用孔３９ａから係止用突起３８を外し、ユニット収容部１９から空気循環用ユニット７を外すことにより、空気循環用ユニット７をマットレス本体１６から外すことができる。

なお、空気循環用ユニット７は、ユニット収容部１９に収容されると、ケース２０に形成された吸気口１３が前記隔壁層４の吸気口１８の下部側に配置されるように構成されている。また、この配置状態において、ケース２０に形成された送風口２６が、空気通路６と連通する構成と成している。

また、図８に示すように、本実施形態例において、前記熱交換層３ａの下部側には、熱交換層３ａの温度を均一化する均熱促進手段３６が設けられている。このように、熱交換層３ａの上部側に均熱促進手段３６を設けると、熱交換層３ａの表面温度の均熱性を高めることができる。例えば、厚さ３０ｍｍのポリエステル繊維(見掛け密度；４５ｋｇ／ｍ^３)からなる熱交換層３ａの面積が、０.６ｍ×１.５ｍの場合、厚みが０.２ｍｍのアルミニウムテープを設けて、温度３５℃に保った空気を流量０.３ｍ^３／分で流すと、面内均一性を３４±０.６℃内にすることができ、均熱促進手段３６を設けない場合の面内均一性が３４±１℃であるのに対し、面内均一性を向上させることができる。

このことは、特に、空気の流れの長手方向で顕著であり、均熱促進手段３６を設けない場合には、熱交換層３ａを通る空気の流れとマットレス表面との熱交換のみが行われるのに対し、均熱促進手段３６を設けると、さらに、循環空気と均熱促進手段３６との間で熱交換が行われることと、均熱促進手段３６自体の熱伝導により面内分布がよくなることによって、面内均一性が向上すると考えられる。均熱促進手段３６は、ある程度の厚さが必要であり、アルミテープの場合には厚みを０.１ｍｍよりも厚くする必要がある。

なお、均熱促進手段３６の材質はアルミテープに限らず、銅テープ、グラファイト織布等熱伝導率が高い材料であればよい。また、均熱促進手段３６は必ずしも、熱交換層３ａの下部側に設けるとは限らず、柔軟性があれば熱交換層３ａの上部側に設けてもよいし、熱交換層３ａの上部側と下部側の両方に設けてもよい。また、均熱促進手段６３は、前記第１のカバー１１や前記第２のカバー１２内に設けてもよいし、場合によっては省略することもできる。

前記第１のカバー１１は、前記熱交換層３ａと前記枠部材２の上に設けられており、少なくとも熱交換層３ａに対応する領域が熱伝導性部材により形成されている。本実施形態例では、第１のカバー１１は、その全体が、熱伝導性の高い織布により形成されている。第１のカバー１１は、温度調節マットレス１の使用者が、熱交換層３ａや空気循環用ユニット７等に直接接触することを防止するために設けられており、例えば、マットレス本体１６の上面部分のみに縫製や、接着等の一体化手段により固定されている。

第１のカバー１１の形成材料として好ましい材料は、取り扱い上、破損しにくく、内部に通風循環する温度調節された空気と身体との熱交換が容易であること、すなわち、繊維の分子構造中に、或いは繊維織布の被覆材に吸水性官能基を持つことで、水分を含むことで高熱伝導性である材料である。具体的には、熱伝導率が高いレーヨンや、キュプラ、コットン繊維、天然の多糖であるトレハロースを繊維に塗布加工した綿繊維や、グラファイト繊維織布が用いられる。熱伝導率としては０.０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上ある材料が、第１のカバー１１として好ましい。

なお、第１のカバー１１の裏側には、図９に示すように、熱交換層３ａとの間に、サーミスタや熱電対あるいは白金抵抗素子からなる温度検出センサ２２が、縫製等の固定手段で固定されている。そして、この温度検出センサ２２の検出温度に基づき、この検出温度が、前記温度調節操作手段５３により設定される設定温度となるように（つまり、温度調節マットレス１の表面温度が設定温度となるように）、温度調節手段９による循環空気の温度調節が行われるようになっている。もちろん、この検出温度をマットレス上の身体のモニターとし、温度制御は空気循環用ユニット７に収納された温度調節手段９の内部ヒートシンク２８を検知して制御するものでもよい。

前記第２のカバー１２は、マットレスの上面を覆うカバーであり、マットレスに着脱自在に設けられている。つまり、第２のカバー１２は、必要に応じて脱着可能であり、洗濯可能で熱伝導性がよく、吸汗性のある材料、例えば、キルト材等により形成されている。また、過昇温した場合以外に冷却機能が必要とされない冬季には、温度調節マットレス１による温度調節は、加温が主体となるため、この場合は、第２のカバー１２には、特に大きな熱伝導性が必要とされない。そのため、冬季には、第２のカバー１２を、ボアあるいはモヘア材、或いは人工皮革材により形成してもよく、第２のカバー１２が着脱自在である利点を生かし、季節によって、適宜の第２のカバー１２を設けると、より快適な温度環境を提供することができる。

なお、第２のカバー１２にも、必要に応じて、身体１０に接触する部分の温度を検知し、外部環境における温度・湿度と比較して、温度調節手段９による循環空気の調節温度を設定温度とするための温度検出センサ等を設置してもよい。

本実施形態例は以上のように構成されており、図１、図８にそれぞれ示したように、温度調節された空気の循環が行われるが、マットレス内に、断熱材の枠部材２を設けて、この枠部材２の枠内に設けた熱交換層３ａに空気通路６から空気を循環させ、熱交換層３ａを通過する空気によってマットレス１上の身体１０との熱交換を行うため、身体１０があまり接触しないマットレス端部領域には空気を循環させずに、実質的に必要な領域のみ、空気循環させて熱交換できる。

そのため、本実施形態例によれば、空気循環手段８や温度調節手段９を形成するシロッコファンやペルチェモジュール等の容量や能力を小さくすることができるので、省エネ化を図ることができる。そして、本実施形態例は、省エネ化により地球温暖化の促進を抑制することができ、その上で、マットレス１上の身体１０に快適な温度環境を提供することができる。また、熱交換層３ａを形成するための、比較的高価な通気性繊維の使用量を小さくすることができるため、経済的な構成が可能となる。

また、本実施形態例では、枠状の断熱材の枠部材２を設けることにより、例えば介護の必要な高齢者等が用いる場合には、被介護者の食事時等の介護作業を介護者が行うときに、温度調節マットレス１に、介護者が腰を掛けることが容易となる。

さらに、本発実施形態例によれば、空気循環手段８と温度調節手段９とをケース２０内に収容した空気調節循環用ユニット７を、気密封止手段２３を介して空気通路の配設部材５に着脱自在に固定しているので、空気循環手段８と温度調節手段９を保守・点検したり、故障の修理をしたりする時には、空気調節循環用ユニット７を、ケースごと、外して対処することができる。そのため、マットレス全体を、使用者宅等から搬送する必要はなく、空気循環手段８と温度調節手段９の保守・点検や故障の修理等の作業も作業性良く行うことができ、修理・点検の際の作業ミス等でウレタンフォーム等のマットレス構成材料を傷つけてしまうこともなく、長期信頼性が高い温度調節マットレスを実現できる。

さらに、本実施形態例の温度調節マットレス１は、マットレス内部の空気のみを通風循環させ、マットレス内部に設けた空気循環用ユニット７により循環させる空気と熱交換層３ａ上の身体１０との熱交換を行う原理を用いているため、マットレス外に外部熱交換器を置いて部屋内部の空気を取り込み、マットレス内に送風する方法に比べて、結露による電力消費増や、結露水処理のためのドレインパン等の結露対策が必要でない。また、熱交換する空気量が少ないため、常に外部空気を取り入れて、これを温度調節する外部熱交換器を用いた場合の消費電力が２００Ｗを超えるに対して、本実施形態例では、消費電力を数十Ｗ程度にすることができる。また、このため、冷却時の排熱量も低く、部屋全体が温まってしまう等の欠点がないようにできる。

さらに、従来の電気毛布が加温のみであるのに対して、本実施形態例の温度調節マットレス１は、温度調節手段９にペルチェモジュールを設けて、冷却及び加温機能を有することができることから、任意の温度或いはパターンを形成することができ、利用者のニーズに合わせられる利便性の高い温度調節マットレス１を形成できる。

なお、図２１の斜視図及び図２２には、前記第１実施形態例の変形例が示されており、空気循環用ユニット７とマットレス本体１６を、第１のカバー１１と底側地７１とにより挟んで袋状に覆うものである。

この例では、縫製等により、上側が開口のボックス状に形成された底側地７１の上側に、平面状に形成された第１のカバー１１を裁縫等により固定しており、底側地７１には、マットレスの足側端部側に、開口部８３が設けられ、また、織布等からなる上側フラップ７５と下側フラップ７６と、粗いフィルタ材８１がそれぞれ縫製等により予め固定されている。また、これら上側フラップ７５と下側フラップ７６には、マジックテープ等の固着手段が一体的に設けられている。一方、ケース２０には、軟質ゴムパッキンからなる封止部材２３がその周囲を囲むように形成されている。なお、マジックテープは登録商標である。

ここで、空気循環用ユニット７及びマットレス本体１６との結合固定は、まず、図２１に示すようにマットレス本体１６が、ボックス状の底側地７１に入れられ、その上部に、第１のカバー１１が設けられて、縫製やファスナー等の図示しない固定手段により底側地７１に取付けられる。その後、空気循環用ユニット７が固定部２１に挿入嵌合される。そして、上側フラップ７５及び下側フラップ７６が、ケース２０に設けられたハンドル状の閉塞防止用突起部３７に設けられた開口部７９を通して、閉じられ、マジックテープ等の固定手段８２によって固定される。

この例においては、気密封止は、ケース２０に設けられた封止部材２３と、弾力性のあるマットレス本体１６の間の圧着と、ケース２０の吸引口１３の周囲に設けた突起部８０とによって行われる。ここで、突起部８０はケース２０の上部で隔壁層４の吸引口１８に嵌合する形で、ケース２０と枠体２等との隙間から吸引される空気を遮断する作用をもつ。なお、この例において、第２のカバー１２はマジックテープ等の図示しない固定手段によって第１のカバー１１の上部、あるいは底側地７１の側面等に脱着可能に取付けられる。

なお、ここで、底側地７１に設けられた粗いフィルタ材８１は、空気循環用ユニット７から排出される排熱を、マットレス外に排出するためのものである。この例ではマットレスカバー材で空気循環用ユニット７を取り付けることができるという経済的なメリットと、ケース２０にハンドル状の閉塞防止用突起部３７が設けていることから脱着が容易である特徴を有する。

次に、本発明に係る温度調節マットレス１の第２実施形態例について、図１０に示す模式的な分解図に基づいて説明する。なお、図１０において、前記第１実施形態例と同一名称部分には同一符号が付してあり、第２実施形態例の説明において、前記第１実施形態例と同様の部分の説明は省略または簡略化する。

第２の実施形態例は前記第１の実施形態例とほぼ同様に構成されており、第２の実施形態例が前記第１実施形態例と異なる特徴的なことは、空気通路６と空気通路の配設部材５の構成を以下のような特徴的な構成としたことである。

つまり、第２実施形態例において、空気通路の配設部材５は、アルミや木、あるいはプラスチック板からなるフレーム体５０の上面側に、弾性を有する線状のスプリング４９を設けて形成されており、このスプリング４９の下側に、空気通路６が設けられている。なお、フレーム体５０は、図示しない接着やねじ止め等の手段を用いて、底板１４と隔壁層４とに接合され、一体化されている。

また、空気通路６はフレキシブル管を有して形成されており、空気通路６の先端側は、分岐手段５２を介して２つに分岐され、これらの分岐通路６ａの先端が、隔壁層４に形成された送気孔１７に連通している。また、空気循環用ユニット７の吸気口１３と隔壁層４の吸気口１８とを連通する連通路５１もフレキシブル管により形成され、空気循環用ユニット７の上側には、連通路５１を嵌合する穴部を備えたゴムパッキン等の弾性体の気密封止手段８４が設けられている。

なお、第２実施形態例では、ゴムパッキング等の弾性体により形成された気密封止部材２３が空気通路の配設部材５のフレーム体５０に固定されており、空気循環用ユニット７は、フレーム体５０の固定部２１に挿入嵌合されている。そして、空気循環用ユニット７の側壁部から突出形成された係止部３９の係止用孔３９ａにフレーム体５０の係止用突起３８が嵌合され、この係止用突起３８のねじ山に、図示されていないねじ等が止められて、空気循環用ユニット７がフレーム体５０に固定されている。

また、第２実施形態例では、底側地７１が第１実施形態例の変形例のようにボックス状に形成されており、フィルタ材８１が設けられている。また、図１０には図示されていないが、第２実施形態例に適用されている底側地７１にも、図２１に示したような、開口部８３と上側フラップ７５と下側フラップ７６とが設けられており、空気循環用ユニット７の着脱自在の固定が、前記第１実施形態例の変形例と同様に行われる。

さらに、第２実施形態例では、第２のカバー１２が、底側地７１の側周を覆う態様と成しており、第２のカバー１２にも、底側地７１のフィルタ材８１に対応する位置に、フィルタ材８１が設けられ、開口部８３に対応する位置に開口部（図示せず）が形成されている。また、隔壁層４には、複数の吸気口１８が互いにマットレス本体１６の幅方向に間隔を介して設けられている。

第２実施形態例は以上のように構成されており、第２実施形態例も前記第１実施形態例と同様の効果を奏することができる。

次に、本発明に係る温度調節マットレス１の第３実施形態例について、図１１に示す模式的な分解図に基づいて説明する。なお、図１１において、前記第１、第２実施形態例と同一名称部分には同一符号が付してあり、第３実施形態例の説明において、前記第１、第２実施形態例と同様の部分の説明は省略または簡略化する。

第３の実施形態例は前記第２の実施形態例とほぼ同様に構成されており、第３の実施形態例が前記第２実施形態例と異なる特徴的なことは、空気通路６と空気通路の配設部材５の構成を以下のような特徴的な構成としたことである。

つまり、第３実施形態例において、空気通路の配設部材５は、フレーム体５０に囲まれた領域に、上下方向の付勢力を有するコイル状のスプリング５４を水平方向に互いに間隔を介して複数配置して形成されている。そして、空気通路６は非通気性の壁部５５を側壁として形成されており、空気通路６の内側と外側にそれぞれ、前記スプリング５４が複数配置されている。壁部５５の空気循環用ユニット７との接合部は、粘着アルミテープ等で接合されている。また、本実施形態例において、底板部１４は、厚さ５〜８ｍｍ程度のフェルト層により形成されており、第１のカバー１１は平面状に、第２のカバー１２は第１実施形態例と同様の形状に形成されている。

なお、図１２には、空気通路の配設部材５に配置されたスプリング５４の配置状態と空気通路６との関係が模式的な平面図により示されているが、スプリング５４の数等は、図１１と正確に対応してはいない。

また、前記スプリング５４は、硬鋼線を樽型に巻いたものを適用しており、空気通路６の外側に設けたスプリング５４は、一つずつ不織布等からなる袋に入れた、いわゆる、ポケットコイルであり、個々のスプリング５４が自由に伸縮する構造になっている。また、空気通路６内のスプリング５４は袋に収容しない形態として、空気通路６内の通気性を良好にし、空気循環用ユニット７から送風される空気の抵抗を少なくしている。

壁部５５は、厚さ０．５〜０．８ｍｍ程度のシート状のテフロン板を用いており、それぞれのスプリング５４の側面が接触しあって、マットレスとして不適正な弾性となることや、寝返りなどによる振動がコイル相互に伝わり、身体に不快さをもたらすこと等を防いでいる。なお、壁部５５はテフロン板により形成するとは限らず、スプリング５４の自由な伸縮を妨げず、気密性を高くできる手段、例えば、織りの細かい袋状の織布等により形成してもよい。なお、テフロンは登録商標である。

第３実施形態例も前記第１、第２実施形態例と同様の効果を奏することができる。

次に、本発明に係る温度調節マットレス１の第４実施形態例について、図１３に示す模式的な分解図に基づいて説明する。なお、図１３において、前記第１〜第３実施形態例と同一名称部分には同一符号が付してあり、第４実施形態例の説明において、前記第１〜第３実施形態例と同様の部分の説明は省略または簡略化する。

第４の実施形態例は、前記第２の実施形態例と同様の構成要素を有しており、さらに、第４実施形態例は、部分的な温度調節用の空気循環用ユニット６７と空気通路６６とを設けて形成されている。なお、第４実施形態例においても、第１と第２のカバー１１，１２が設けられているが、図１３では、これらを省略して示している。また、図１３においては、空気循環用ユニット６７とフレーム体５０との装着構成が簡略化して示されているが、この装着構成は、空気循環用ユニット７とフレーム体５０との装着構成と同様である。

前記空気通路６６は、全身の温度調節用に設けられた空気通路６の下部側に、該空気通路６と交わる（ここでは直交またはほぼ直交）方向に配設されており、分岐手段７２を介して分岐され、その分岐通路６６ａの先端位置に対応させて、隔壁層４には送気口７７が設けられている。また、隔壁層４には、空気の吸気口７８も設けられている。そして、空気循環用ユニット６７から送風される空気を送気口７７から熱交換層３ａに送風し、例えば熱交換層３ａの領域Ａ（図１５、参照）において、図１３の矢印Ｐに示すように、空気を層方向に流し、吸気口７８から吸気して空気循環用ユニット６７に戻すようにしている。なお、領域Ａは、例えば長さ３０ｃｍ、幅６０ｃｍに形成されている。

前記空気循環用ユニット６７は、図１４に示すように、ケース６１内に、ファンにより形成された空気循環手段５７と、温度調節手段５８と、制御回路ユニット５９とを有している。温度調節手段５８は、例えばポリイミドフィルムヒーター等の熱源を収納したヒーターブロック６０と、ヒートシンク５６とにより形成されている。制御回路ユニット５９は、温度調節手段５８と空気循環手段５７をマットレス表面に取り付けた温度センサ等（図示せず）からの信号により制御するものであり、前記温度調節操作手段５３に接続されている。前記ケース６１には、その上面に吸引口６２が設けられ、側面には送気口６２が設けられている。

第４実施形態例は以上のように構成されており、第２実施形態例と同様に、空気循環用ユニット７から送風されて、前記熱交換層３ａ（通気性繊維層３）の全領域を、その長手方向に沿って層方向に沿って通過して空気循環用ユニット７に戻る流れに加え、図１５に示す熱交換層３ａの領域Ａにおいて、空気循環用ユニット６７から送風される空気による熱交換が行われる。

例えば空気循環用ユニット６７の前記ヒーターブロック６０により加温された空気が、図１３の矢印Ｐに示すように、空気通路６６を通り、その分岐通路６６ａを通って隔壁層４の送気口７７から熱交換層３ａに送り込まれて、熱交換層３ａの一部分（前記領域Ａ）を、その長手方向と交わる方向に沿って、層方向に沿って通過して、吸気口７８から空気循環用ユニット６７に戻される。

このように、第４実施形態例では、必要に応じ、熱交換層３ａの全領域を通過する空気によってマットレス１上の身体１０との熱交換を行ったり、部分的に通過する空気によってマットレス１上の身体１０の例えば脚部との熱交換を行ったりすることができる。そのため、第４実施形態例は、必要に応じ、よりきめ細やかな温度調節を行える利便性の高い温度調節マットレスを提供することができる。

次に、本発明に係る温度調節マットレス１の第５実施形態例について説明する。なお、第５実施形態例の説明において、前記第１〜第４実施形態例と同一名称部分には同一符号を付し、前記第１〜第４実施形態例と同様の部分の説明は省略または簡略化する。

第５実施形態例は、前記第４実施形態例のように、熱交換層３ａの全領域を通過する空気の流れと、部分的に通過する空気の流れを形成するタイプの温度調節マットレスであり、例えば、図１６（ａ）に示す隔壁層４と、図６（ｂ）に示す空気通路の配設部材５とを設けてマットレス本体１６を形成しており、隔壁層４は、第４実施形態例に設けた隔壁層４と同様に形成されている。

第５実施形態例では、前記第１実施形態例と同様に形成した空気循環用ユニット７と、同様の構成で小型に形成した空気循環用ユニットとを設け、空気通路の配設部材５に、空気通路６と交わる方向の空気通路６６を形成したものである。なお、図１７に示すように、空気通路の配設部材５は、厚みが４０ｍｍの二層のウレタンフォーム５ａ，５ｂを接着剤により張り合わせた構成をとり、したがって、底板部１４と空気通路の配設部材５を合わせた厚みは８０ｍｍに形成されている。空気通路６と空気通路６６とは、それぞれ別個の層のウレタンフォーム５ａ，５ｂに、深さ３０ｍｍに形成されて、連通しない構成と成しており、空気通路６を通る空気と空気通路６６を通る空気とが交わらないように構成されている。

第５実施形態例は以上のように構成され、第５実施形態例も前記第４実施形態例と同様の動作により同様の効果を奏することができる。

なお、本発明は、前記各実施形態例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、前記各実施形態例では、温度調節マットレス１は、身体１０の全身または全身と部分との両方の温度調節を行うようにしたが、例えば図１８に示すように、身体１０を部分的に温度調節するように熱交換層３ａを設け、身体１０を部分的に温度調節する温度調節マットレス１としてもよい。

このように、部分的に温度調節する温度調節マットレス１の場合（全身と部分の両方の温度調節を行う場合も含む）、この部分は、冷え性者や、救急医療における火傷を負った患部等であり、例えば、冷え症の場合は、足元や、膝、腰等の局部的な痛みを持つ部分、救急医療では負傷部分であり、このような部分を冷却、あるいは加温することにより、前記部分の痛みや傷を癒す効果を奏することができる。

なお、図１８においては、熱交換層３ａを身体１０の足元部分に設け、この部分の温度調節を行う構成としているが、足元には限らず、患部が膝部、腰部においても同様に、部分的に熱交換層３ａをずらして設けたりすればよく、また、身体１０の全身を温度調節する温度調節マットレス１においては、前記部分に対応させて空気を熱交換層３ａの層方向に流すことができるように構成すればよい。ここで、温度調節部分の大きさは、長手方向は局部的な痛みの部分大きさを考え、例えばマットレス本体１６の長さ方向が３０ｃｍにとられ、幅方向は８０ｃｍにとられるが、特にこれに限られず、個別の患者等の身体状況によって適宜設定されるものである。

さらに、図２３の分解図に示されるように、前記空気流量均一化手段は、空気の送気側と吸気側とに設けてもよい。図２３に示す実施形態例について具体的に述べると、図２３（ｃ）に示す空気通路の配設部材５には、ユニット収容部１９からの送風経路としての空気通路６が、マットレス中心線からマットレス温度調整部３の周縁部に分岐して形成されており、この空気通路６は、図２３（ａ）に示す熱交換層３ａの両側部に対応する位置に、ほぼ直線上に構成されている。

また、図２３（ｂ）に示す隔壁層４には、空気通路６からの空気を、マットレス表面に均一に流すために、ユニット収容部１９からの距離が長くなるにつれて、即ち空気抵抗量が大きくなるにつれて、送風口１７の大きさ（開口面積）を大きく（例えば図２３（ｂ）において、送風口１７ａは、送風口１７ｂよりも大きく、送風口１７ｂは、送風口１７ｃよりも大きく）とっている。このように構成すると、マットレス内の循環空気はその表面において図２３（ｅ）に示すように均一な流れとすることができる。なお、図２３（ｄ）は、この実施形態例における底板部１４を示す。

さらに、第１のカバー１１の形態は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものであり、例えば図２０に示すように、マットレス本体１６の上側半分を包み込む形で設けて底側地１７に固定してもよい。この場合、例えばマットレス本体１６に底側地７１を接着等により固定し、底側地７１に第１のカバー１１を縫製等により固定することができる。

さらに、第２のカバー１２も、底側地７１に設けたジッパー等の係止手段２１により固定してもよいし、マットレス本体１６の全体を包み込む形で第２のカバー１２も設け、ジッパー等の係止手段により止めるようにしてもよい。

さらに、前記実施形態例では、空気循環用ユニット７に閉塞防止用突起部３７を設けたが、熱交換素子２７として、ペルチェモジュールの代わりにヒータを適用する場合には、空気循環用ユニット７に外部空気の吸気口や排気口を設けない構成とすることができるので、閉塞防止用突起部３７を省略することもできる。

さらに、前記各実施形態例では、空気循環用ユニット７や空気循環用ユニット６７を空気通路の配設部材５に着脱自在に固定したが、空気循環用ユニット７や空気循環用ユニット６７を空気通路の配設部材５に着脱自在とせずに、固定してもよい。

さらに、第１のカバー１１と第２のカバー１２のうち、少なくとも一方を省略し、利用者が、必要に応じて、シーツなどを設けるようにしてもよい。

本発明に係る温度調節マットレスの第１実施形態例の構成をマットレス状に横たわる身体と共に模式的に示す分解図である。 第１実施形態例の温度調節マットレスの外観構成を示す模式的な斜視図である。 第１実施形態例の温度調節マットレスのマットレス本体とカバーの構成を模式的に示す分解図である。 第１実施形態例の温度調節マットレスのマットレス本体を形成する部材をそれぞれ模式的に示す平面図である。 第１実施形態例に設けられている空気循環用ユニットの構成を説明するための模式的な斜視図である。 第１実施形態例の温度調節マットレスにおける空気循環用ユニットの固定構造を説明するための模式的な説明図である。 第１実施形態例の温度調節マットレスにおける空気循環用ユニットの固定構造を説明するための模式的な断面図である。 第１実施形態例の温度調節マットレスにおける空気循環動作を示す模式的な断面図である。 第１実施形態例の温度調節マットレスのマットレス本体の外観と温度検出センサの配設状態を示す模式的な斜視図である。 本発明に係る温度調節マットレスの第２実施形態例の構成を模式的に示す分解図である。 本発明に係る温度調節マットレスの第３実施形態例の構成を模式的に示す分解図である。 第３実施形態例の温度調節マットレスの空気通路の配設部材と空気通路と空気循環用ユニットの構成を模式的に示す平面図である。 本発明に係る温度調節マットレスの第４実施形態例の構成を模式的に示す分解図である。 第４実施形態例の温度調節マットレスに設けられている部分温度調節用の空気循環用ユニットの構成を模式的に示す説明図である。 第４実施形態例の温度調節マットレスにおける部分温度調節部位を説明するための説明図である。 本発明に係る温度調節マットレスの第５実施形態例に設けられている隔壁層と空気通路の配設部材を模式的に示す平面図である。 第５実施形態例に設けられている空気通路の配設部材の構成を説明するための模式的な斜視図である。 部分型の温度調節マットレスの外観を示す模式的な斜視図である。 温度調節マットレスにおける吸気口やその周辺の構成例を説明するための模式図である。 本発明に係る温度調節マットレスの他の実施形態例を説明するための模式的な平面図である。 第１実施形態例の温度調節マットレスの変形例を示す斜視図である。 第１実施形態例の温度調節マットレスの変形例を示す断面図である。 本発明に係る温度調節マットレスのさらに他の実施形態例を説明するための模式的な分解平面図である。 従来提案された温度調節マットレスの一例を説明するための模式的な平面図である。 図２４の温度調節マットレスの動作を示す模式的な断面図である。

符号の説明

１ 温度調節マットレス
２ 枠部材
３ 通気性繊維層
３ａ 熱交換層
４ 隔壁層
５ 空気通路の配設部材
６ 空気通路
７，６７ 空気循環用ユニット
８ 空気循環手段
９ 温度調節手段
１０ 身体
１１ 第１のカバー
１２ 第２のカバー
１６ マットレス本体
１９ ユニット収容部
３６ 均熱促進手段
３７ 閉塞防止用突起部

Claims (8)

1. マットレス内に、水平方向を枠面とした枠状の断熱材の枠部材と、その下側に隔壁層を介して配置された空気通路の配設部材とが設けられ、前記枠部材の枠内には通気性繊維層が収容されて該通気性繊維層は熱交換層と成し、前記空気通路の配設部材には前記熱交換層に対応する領域に空気通路が配設形成され、空気の送風と吸入とを行うことにより前記空気通路から前記熱交換層の空気供給部位に空気を供給し、該空気を前記熱交換層の層方向に沿って通過させた後に前記熱交換層の空気排出部位から前記空気通路に戻して空気を循環させる空気循環手段と、該空気循環手段により循環させる空気の温度調節を行う温度調節手段とが設けられ、前記熱交換層を通過する空気によってマットレス上の身体との熱交換を行う構成としたことを特徴とする温度調節マットレス。
2. 空気循環手段と温度調節手段とをケース内に収容した空気調節循環用ユニットが気密封止手段を介して空気通路の配設部材に着脱自在に固定されていることを特徴とする請求項１記載の温度調節マットレス。
3. 空気調節循環用ユニットのケースには、マットレス外部の空気を吸気する吸気口と、該吸気口から吸気した空気の排気口とが形成され、前記吸気口と排気口がマットレス外部の障害物により覆われて閉塞することを防止する閉塞防止用突起部が前記空気調節循環用ユニットのケースに設けられていることを特徴とする請求項２記載の温度調節マットレス。
4. 熱交換層と枠部材の上には第１のカバーが設けられて該第１のカバーの少なくとも前記熱交換層に対応する領域は熱伝導性部材により形成され、前記第１のカバーの上側には少なくともマットレスの上面を覆う第２のカバーがマットレスに着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の温度調節マットレス。
5. 熱交換層の上部側と下部側の少なくとも一方側に、前記熱交換層の温度を均一化する均熱促進手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の温度調節マットレス。
6. 空気通路はフレキシブル管を有して形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の温度調節マットレス。
7. 空気通路は非通気性の壁部を側壁として形成されており、前記空気通路の内側と外側にはそれぞれ上下方向の付勢力を有するスプリングが水平方向に互いに間隔を介して複数配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の温度調節マットレス。
8. 熱交換層の層方向に沿って通過させる空気の流量を前記熱交換層内で均一化する空気流量均一化手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載の温度調節マットレス。

Images