JP2017169911A - 流体セル式マットレスとその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者の体圧分布に精度よく対応可能な支持面を簡単な構造によって実現することができる、新規な構造の流体セル式マットレスと、その制御方法を提供すること。
【解決手段】流体セル式マットレス１０において、複数のセル３０を含んで構成されるセル群４８が設けられており、セル群４８をなす複数のセル３０の流体室３２が群内連通路４６を通じて相互に連通されていると共に、群内連通路４６にはセル群４８をなす複数のセル３０の流体室３２間の連通と遮断を一括して切り替える第一のバルブ５０が配設されている一方、セル群４８が複数設けられて、それらセル群４８を相互に繋ぐ群間連通路８４がそれらセル群４８の各第一のバルブ５０に接続されており、群内連通路４６の流通抵抗が群間連通路８４を含んで構成された排出側流路９４の流通抵抗よりも小さくされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、体圧分散による寝心地の改善などを実現し得る流体セル式マットレスとその制御方法に関するものである。

従来から、体圧分散による寝心地の改善などを目的として、支持面の少なくとも一部を複数のセルによって構成した流体セル式のマットレスが知られている。この流体セル式マットレスでは、セル内に形成された流体室に対して流体を給排することでセルが伸縮するようになっていることから、例えば流体の給排を制御することによって、体圧の分散化やマッサージ効果などによる寝心地の改善などが図られるようになっている。

ところで、複数のセルの伸縮は、セルの流体室に連通される流体流路（配管）の連通と遮断をバルブによって切り替えることにより制御されるようになっている。例えば、特開２００７−１４４００７号公報（特許文献１）では、セルとポンプを繋ぐ配管に第一〜第三の電磁弁が設けられている。そして、特許文献１のマットレスでは、それら電磁弁の開閉によってセルの流体室に対する流体の給排が制御されるようになっており、特に第三の電磁弁がセルごとに設けられていることから、第三の電磁弁の開閉によって、流体室に対する流体の給排の有無がセルごとに制御可能とされていると共に、各セルの流体室を相互に独立させることも可能とされている。

しかしながら、特許文献１に開示されたマットレスでは、多数の電磁弁が必要となって、構造および制御の複雑化や製造コストの増大などが問題になり易い。また、複数の第三の電磁弁が開いた状態では、開いた電磁弁に接続されたセルに荷重が入力されると、荷重入力されたセルの流体室から押し出された流体が他の開いた第三の電磁弁に接続されたセルの流体室へ流入して、当該セルの意図しない伸長変形によって支持面が使用者の体表面に対応し難くなって、寝心地などに悪影響を及ぼすおそれもあった。

加えて、相互に近い位置に配置されたセルは、使用者の体表面における同じ凸部または凹部を支持し得ることから、流体の移動によって相互に連動して伸縮することが望ましいが、特許文献１の構造では、開いた電磁弁に接続された複数のセルが互いに離れた位置に配設されていたとしても、それらセル間で流体の移動が許容されてしまうことから、近い位置に配されたセル間の流体移動量が低減されて、体表面の凹凸に沿った支持面の速やかな変形が妨げられるという不具合もあった。

特開２００７−１４４００７号公報

本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、使用者の体表面の凹凸に対して可及的速やかに且つ精度よく対応可能な支持面を、簡単な構造によって実現することができる、新規な構造の流体セル式マットレスを提供することにある。

また、本発明は、流体セル式マットレスにおいて、セルの伸縮を使用者の体圧分布に応じて簡単に精度よく制御することができる、新規な流体セル式マットレスの制御方法を提供することも、目的とする。

以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。

すなわち、本発明の第一の態様は、使用者を支持する支持面の少なくとも一部がセルで構成されていると共に、中空構造とされた該セル内の流体室に対する流体の給排によって該セルが伸縮可能とされている流体セル式マットレスにおいて、複数の前記セルを含んで構成されるセル群が設けられており、該セル群をなす複数の該セルの前記流体室が群内連通路を通じて相互に連通されていると共に、該群内連通路には該セル群をなす複数の該セルの該流体室間の連通と遮断を一括して切り替える第一のバルブが配設されている一方、該セル群が複数設けられて、それらセル群を相互に繋ぐ群間連通路がそれらセル群の各該第一のバルブに接続されており、該群内連通路の流通抵抗が該群間連通路を含んで構成された排出側流路の流通抵抗よりも小さくされていることを、特徴とする。

本発明の第一の態様に従う構造とされた流体セル式マットレスによれば、セル群を構成する複数のセルの流体室間の連通と遮断が第一のバルブによって切り替えられることから、連通状態においてセル相互間で圧力の分配が生じて体圧の分散化などが図られる。一方、遮断状態において各セルの流体室が独立することで、特定のセルに大きな圧力が作用して当該セルが収縮する際に、入力を受けたセルと同じセル群の他のセルが入力を受けたセルからの流体流入によって伸長するのを防いで、支持面における圧力作用部分で安定した支持が実現されると共に、他の部分で支持面の不必要な変形が回避されて寝心地の改善などが図られる。

さらに、セル群を構成する複数のセルの流体室間の連通と遮断が、第一のバルブによって一括で切り替えられることから、セルごとにバルブを配する構造に比べてバルブの数を少なくすることができる。しかも、バルブの切替え制御も簡単になって、制御装置の小型化なども図られ得る。

また、例えば、同じセル群を構成する複数のセルを相互に近い位置に配置して、それら同じセル群のセルが使用者の体表面における同じ凸部または凹部を支持し得るようにすれば、第一のバルブの開放時にセル群内での流体の移動が優先的に生じて、セル群を構成する複数のセルが相互に連動して伸縮することにより、支持面が使用者の体表面の凹凸に対応する形状により短い時間で且つ高精度に変形して、体圧の分散化が有利に図られ得る。また、第一のバルブを選択的に閉じることにより、１つのセル群で構成される支持面の局所的な領域ごとに選択的に支持面の変形を制限することができて、体表面の凹凸に対応した領域において安定した支持面を維持することができる。

本発明の第二の態様は、第一の態様に記載された流体セル式マットレスにおいて、前記排出側流路の外部への開放と遮断を切り替える排出バルブが設けられているものである。

第二の態様によれば、セル群を構成するセル間での流体流動だけでなく、流体室から外部への流体の排出が排出バルブによって可能とされることから、支持面の変形特性を調節することができると共に、体圧分散をより効果的に実現することができる。

本発明の第三の態様は、第一又は第二の態様に記載された流体セル式マットレスにおいて、前記セルの前記流体室に流体を供給するポンプが前記排出側流路に接続されているものである。

第三の態様によれば、外部から流体室への流体の供給がポンプによって可能とされることから、支持面の変形特性を調節することができる。また、第二の態様と組み合わせて採用することにより、圧力作用時に排出バルブによって流体室内の流体を外部へ排出するとともに圧力作用の解除時にポンプによって流体を流体室に補充することができる。

本発明の第四の態様は、第一〜第三の何れか一つの態様に記載された流体セル式マットレスにおいて、複数の前記セル群の間における前記流体室の前記群間連通路を通じた連通と遮断を一括して切り替える第二のバルブが配設されていると共に、該群間連通路と協働して前記排出側流路を構成する外部流路が該第二のバルブに接続されており、該群間連通路の流通抵抗が前記群内連通路の流通抵抗よりも大きく且つ該外部流路の流通抵抗よりも小さくされているものである。

第四の態様によれば、セル群間における群間連通路を通じた流体移動の許容と阻止が第二のバルブによって切替え可能とされることから、セル群間における流体の移動を許容することで圧力の分散化がより有効に実現される。一方、セル群間における流体の移動を遮断することにより、例えば近くに配されてセル群を構成するセルの流体室間でのみ流体移動を許容して、体表面の凹凸に沿った支持面をより速やかに実現することができる。

本発明の第五の態様は、第一〜第四の何れか一つの態様に記載された流体セル式マットレスにおいて、前記排出側流路が前記群内連通路よりも長くされているものである。

第五の態様によれば、群内連通路の流通抵抗を排出側流路の流通抵抗よりも小さくし易くなる。

本発明の第六の態様は、第一〜第五の何れか一つの態様に記載された流体セル式マットレスにおいて、弾性体層の両面に相互に異なる方向へ延びる電極を重ね合わせた構造を有するとともにそれら電極の交差対向部分に構成される圧力検出部に対してそれら電極の対向方向に作用する圧力を検出して前記支持面の圧力分布を検出するシート状の圧力センサが設けられており、前記第一のバルブが該圧力センサの検出結果に基づいて連通状態と遮断状態に切り替えられるようになっていると共に、該圧力センサが厚さ方向と面方向の伸縮性を備えているものである。

第六の態様によれば、支持面に作用する圧力の圧力センサによる検出結果に基づいて第一のバルブの開閉が制御されることにより、使用者の体表面の凹凸に沿った支持面の変形が精度よく制御されて、体圧の分散化による寝心地の改善などが有利に実現される。更に、圧力センサが伸縮性を備えていることにより、例えば圧力センサが支持面上に配設される場合などに、圧力センサが支持面の変形に追従して変形可能とされて、圧力センサが突っ張るなどして寝心地が悪化するのを回避することができる。

本発明の第七の態様は、第二〜第六の何れか一つの態様に記載された流体セル式マットレスを制御する方法であって、前記セルに対する圧縮力の作用時に前記排出バルブを開く排出バルブ開放ステップと、該排出バルブの開放と同時に或いは該排出バルブの開放後に前記第一のバルブを開く第一のバルブ開放ステップとを、有することを、特徴とする。

第七の態様によれば、第一のバルブの開放によって、セル群をなすセルの流体室間での流体移動と、排出バルブによる外部への流体の排出が同時に開始されることから、流体の移動と排出によって速やかな体圧の分散化が図られる。

本発明の第八の態様は、第二〜第六の何れか一つの態様に記載された流体セル式マットレスを制御する方法であって、前記第一のバルブを開く第一のバルブ開放ステップと、該第一のバルブの開放から所定の時間が経過した後で前記排出バルブを開く排出バルブ開放ステップとを、有することを、特徴とする。

第八の態様によれば、排出バルブを閉じながら第一のバルブを開放した状態を所定の時間に亘って維持して、支持面を体圧分布に応じた形状に変形させた後、排出バルブを開くことで支持面全体において圧力の低減が図られる。これにより、体圧分散を十分に実現しながら流体の過剰な排出を回避することができて、底付きの発生を有利に防ぐことなどが可能になる。

本発明の第九の態様は、第七又は第八の態様に記載された流体セル式マットレスの制御方法において、前記第一のバルブ開放ステップにおいて複数の前記第一のバルブを同時に開放するものである。

第九の態様によれば、複数の第一のバルブを同時に開放することにより、複数のセル群をなすセルの流体室が相互に連通されて、体圧の分散化が図られる。なお、第七の態様と組み合わせて採用することにより、複数のセル群をなすセルの流体室からそれぞれ流体が排出されて、体圧分散がより速やかに実現され得る。一方、第八の態様と組み合わせて採用して、排出バルブを閉じながら複数の第一のバルブを開くことにより、セル群間での流体の移動が許容されて、支持面がより効率的に体表面に沿った形に変形し得る。

本発明によれば、セル群を構成する複数のセルの流体室相互の連通と遮断が第一のバルブによって切り替えられることによって、連通状態で流体の移動による体圧の分散化などが図られると共に、遮断状態では各セルの流体室が独立して流体室間での流体の移動が防止されることから、支持面における圧力作用部分での安定した支持が実現されると共に、他の部分で支持面の不必要な変形が回避されて寝心地の改善などが図られる。更に、セル群を構成する複数のセルの流体室間の連通と遮断が、第一のバルブによって一括して切り替えられることから、セルごとにバルブを配する構造に比べてバルブの数を少なくすることができると共に、バルブの切替え制御も簡単になる。

本発明の第一の実施形態としての流体セル式マットレスを示す分解斜視図。 図１の流体セル式マットレスの縦断面図。 図１の流体セル式マットレスにおけるセルおよび配管の構成を示す配管モデル図。 図１の流体セル式マットレスを構成する第一のバルブを示す断面図であって、（ａ）が第一のバルブの開状態を、（ｂ）が第一のバルブの閉状態を、それぞれ示す。 図１の流体セル式マットレスを構成する第二のバルブを示す断面図であって、（ａ）が第二のバルブの開状態を、（ｂ）が第二のバルブの閉状態を、それぞれ示す。 図１の流体セル式マットレスを構成する圧力センサの分解斜視図。 図１の流体セル式マットレスの制御方法の一例を示すフローチャート。 図１の流体セル式マットレスの制御方法の他の一例を示すフローチャート。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１には、本発明の第一の実施形態としての流体セル式マットレス１０（以下、マットレス１０）が分解された状態で示されている。マットレス１０は、マットレス本体１２と圧力センサ１４と上クッション１６を備えている。以下の説明において、上下方向とは、鉛直方向となる図１中の上下方向を言う。また、幅方向とはマットレス１０上に仰向けに横たわる使用者の左右方向となるマットレス１０の短手方向を、長さ方向とはマットレス１０上に横たわる使用者の体軸方向となるマットレス１０の長手方向を、それぞれ言う。

マットレス本体１２は、図１，２に示すように、略矩形平板形状の底板部１８と、幅方向（図２中、左右方向）の両端部において底板部１８上に配設された端座部２０，２０と、それら端座部２０，２０の間において底板部１８上に配設されたクッション部２２とを、備えている。

底板部１８は、例えば独立気泡で発泡率の低い比較的に硬いウレタンフォームなどで形成されており、使用者や介護者（看護者）などが及ぼす荷重によってある程度までの弾性変形を生じるようになっていると共に、後述する上クッション１６に比して変形し難くなっている。なお、底板部１８は、長さ方向（図２の紙面直交方向）の中間部分で頭部側と脚部側に分割されている。

端座部２０は、図１に示すように、底板部１８と同様の材質で形成されており、底板部１８の幅方向端部上に配設される柱状下部２４が長さ方向に所定の間隔で複数設けられていると共に、長さ方向へ連続して延びる梁状上部２６が柱状下部２４に載せられた構造を有している。なお、端座部２０は、底板部１８の分割位置と対応する位置で頭部側と脚部側に分割されている。

クッション部２２は、３つの弾性支持体２８，２８，２８と、多数のセル３０，３０，・・・，３０とによって構成されている。弾性支持体２８は、底板部１８および端座部２０と同様の材質で形成されており、幅方向に延びる矩形ブロック形状を有している。本実施形態では、２つの弾性支持体２８，２８が図示しない使用者の背中を支持する部分に長さ方向に隣接して配設されていると共に、１つの弾性支持体２８が図示しない使用者の足を支持する部分に他の２つから離れて配設されている。

セル３０は、図２に示すように、合成樹脂膜などで形成された中空の袋状とされており、内部に流体室３２を備えている。この流体室３２は、流体が充填されていると共に、セル３０の下端に設けられたセル側ポート３４を通じて流体室３２に対する流体の給排が可能とされている。そして、セル３０は、流体室３２に対する流体の給排によって上下方向に伸縮可能とされている。流体室３２内の流体は、特に限定されるものではなく、各種の気体や液体が採用され得るが、本実施形態では流体として空気が採用されている。

なお、本実施形態のセル３０は、上部袋体３６と下部袋体３８を上下に重ねて配置して、重なり合った中央部分に貫通孔を形成することで流体室３２を形成した構造とされており、上下中間部分に括れを有する二段形状を有している。これにより、使用者の体表面形状に対する支持面４２（後述）の変形追従性の向上や、セル３０の上下方向の伸縮ストロークの拡大などが実現される。

このようなセル３０は、図１に示すように、端座部２０，２０の幅方向間で３つの弾性支持体２８，２８，２８を長さ方向へ外れた位置に配設されており、複数が二次元的に並んで配置されている。本実施形態では、セル３０が幅方向に６列で配列されており、使用者の頭部を支持する部分に１８個のセル３０が配設されていると共に、使用者の腰部および脚部を支持する部分に５４個のセル３０が配設されている。なお、複数のセル３０は、それぞれが独立して配設されるようになっていても良いが、本実施形態では、下方へ突出するセル側ポート３４がウレタンフォームなどで形成された連結シート４０に固定されることにより、それらセル３０が相互に位置決めされていると共に、それらセル３０を一体的に取り扱うことができるようになっている。

このように、３つの弾性支持体２８，２８，２８と複数のセル３０が底板部１８上で端座部２０，２０の幅方向間に配設されることにより、マットレス本体１２が構成されている。このマットレス本体１２の上面が支持面４２とされており、支持面４２がセル３０の上面を含んで構成されている。なお、本実施形態の端座部２０，２０は、例えば、使用者がマットレス１０上から車椅子へ移動する際に座したり、介護者（看護者）が手や膝などをついたりする領域であって、比較的に硬く形状が安定していることから、使用者は、クッション部２２で構成される支持面４２の幅方向中央部分に横たわることによって、優れたクッション性（体圧分散性）を得ることができる。

また、各セル３０のセル側ポート３４には、図３に示すように、群内配管４４が接続されている。群内配管４４は、中空チューブ状であって、本実施形態では幅方向に並んで配される３つのセル３０，３０，３０の各セル側ポート３４に接続されている。そして、３つのセル３０，３０，３０の流体室３２が群内配管４４の内孔と後述する第一のバルブ５０の第一の内部流路６２とで構成された群内連通路４６によって相互に連通されており、それら３つのセル３０，３０，３０によってセル群４８が構成されている。なお、本実施形態では、２つのセル群４８，４８がマットレス本体１２の幅方向に並んで設けられており、マットレス本体１２の全体では２４のセル群４８が設けられている。

さらに、群内配管４４には、第一のバルブ５０が接続されている。第一のバルブ５０は、多ポート弁であって、本実施形態では図４に示すようなスプール弁とされている。この第一のバルブ５０は、筒状のスリーブ５２に対してスプール５４が軸方向で摺動可能に挿入された構造を有している。なお、ここではスプール弁を採用した例を説明するが、第一のバルブ５０および後述する第二のバルブ７４としては、例えばポペット弁などの各種公知構造の多ポート弁を採用することが可能である。

スリーブ５２は、スプール収容空所５６を備えた筒状の部材であって、周壁には３つの第一のポート５８，５８，５８が形成されている。第一のポート５８は、筒状とされてスリーブ５２から外周へ向けて突出していると共に、内孔がスリーブ５２の周壁を貫通してスプール収容空所５６に繋がっている。更に、スリーブ５２の周壁には、第二のポート６０が形成されている。この第二のポート６０は、第一のポート５８と同様の構造とされており、内孔がスリーブ５２の周壁を第一のポート５８とは異なる部位で貫通してスプール収容空所５６に繋がっている。そして、スリーブ５２の内孔と第一のポート５８の内孔と第二のポート６０の内孔とによって、第一の内部流路６２が形成されており、群内連通路４６が第一の内部流路６２を含んで構成されることによって、群内連通路４６上に第一のバルブ５０が配設されている。本実施形態の第一の内部流路６２は、第一のポート５８の内孔で構成された一方の端部が、３つに分岐している。また、スリーブ５２には、周壁を貫通する空気抜き孔６４が形成されている。

スプール５４は、全体として略円柱形状とされて、スリーブ５２のスプール収容空所５６に収容されており、スリーブ５２に摺接する４つの大径部６６，６６，６６，６６が軸方向に所定の距離を隔てて設けられている。

なお、図示は省略したが、スリーブ５２の基端側（図３中の左側）に電磁式アクチュエータの固定子が取り付けられていると共に、スプール５４の基端部分に電磁式アクチュエータの可動子が取り付けられており、電磁式アクチュエータの出力によってスプール５４がスリーブ５２に対して軸方向（図３中の左右方向）へ相対変位可能とされている。この電磁式アクチュエータとしては、直線的な出力を得ることができるものであれば、各種公知の構造を採用可能であり、例えば特開２００７−２１１８５７号公報に記載の構造などが採用され得る。尤も、第一のバルブ５０および後述する第二のバルブ７４は、例えば油圧や空気圧で作動するものであっても良い。

そして、第一のバルブ５０は、スプール５４の大径部６６が各第一のポート５８のスリーブ５２内への開口部を外れて位置する図４（ａ）の状態において、スプール５４の大径部６６を外れた部分の外周側で第一のポート５８と第二のポート６０が連通されて、第一の内部流路６２が連通状態とされている。

一方、スプール５４の大径部６６が各第一のポート５８の開口部に位置する図４（ｂ）の状態において、各第一のポート５８の開口部がスプール５４の大径部６６によって塞がれて、第一の内部流路６２が遮断状態とされている。このように、第一のバルブ５０は、スプール５４の軸方向（図４中、左右）への移動によって、３つの第一のポート５８，５８，５８の連通と遮断を一括して切り替え可能とされている。なお、本実施形態では、スプール５４の先端とスリーブ５２の先端との軸方向対向間にコイルスプリング７０が配設されており、図示しない電磁式アクチュエータの出力によってコイルスプリング７０が圧縮されて第一の内部流路６２が連通されると共に、電磁式アクチュエータの出力を解除することによって、コイルスプリング７０の弾性に基づいてスプール５４が初期位置に移動して、第一の内部流路６２が遮断されるようになっている。また、空気抜き孔６４がスプール５４よりも先端側に形成されており、電磁式アクチュエータの出力時にスプール５４の先端に作用する空気ばねが低減されている。

かくの如き構造とされた第一のバルブ５０の３つの第一のポート５８，５８，５８に対して、それぞれ群内配管４４が取り付けられており、それら３つの第一のポート５８，５８，５８が３つのセル３０，３０，３０のセル側ポート３４，３４，３４に対してそれぞれ群内配管４４で接続されている。これにより、３つのセル３０，３０，３０の流体室３２を相互に連通する群内連通路４６が、群内配管４４の内孔と第一のバルブ５０の第一の内部流路６２によって構成されている。更に、同じセル群４８を構成する３つのセル３０，３０，３０は、各流体室３２間の連通と遮断が第一のバルブ５０によって一括して切り替えられるようになっている。

一方、第一のバルブ５０の第二のポート６０には、群間配管７２が取り付けられている。群間配管７２は、図３に示すように、複数の第一のバルブ５０の第二のポート６０を相互に繋ぐように設けられており、本実施形態では、群間配管７２の一方の端部が第一のバルブ５０の第二のポート６０に接続されていると共に、他方の端部が第二のバルブ７４に接続されている。

第二のバルブ７４は、第一のバルブ５０と同様のスプール弁などとされており、本実施形態では、図５に示すように、スリーブ７６に２つの第三のポート７８，７８が設けられているとともに１つの第四のポート８０が設けられている一方、スプール５４には３つの大径部６６，６６，６６が形成されている。そして、スリーブ７６の内孔と第三のポート７８，７８の内孔と第四のポート８０の内孔とによって、第二の内部流路８２が形成されている。なお、第二のバルブ７４において第一のバルブ５０と実質的に同一であると把握される部材および部位は、図中に同一の符号を付して説明を省略する。

そして、２つの第三のポート７８，７８にそれぞれ群間配管７２が取り付けられて、第二のバルブ７４の第三のポート７８，７８が２つの第一のバルブ５０，５０の各第二のポート６０と群間配管７２，７２によって接続されており、２つのセル群４８，４８が群間配管７２および第二のバルブ７４を介して相互に接続されている。これにより、２つのセル群４８，４８を構成する複数のセル３０の流体室３２は、群内配管４４の内孔と第一のバルブ５０の第一の内部流路６２で構成される群内連通路４６と、群間配管７２の内孔と第二のバルブ７４の第二の内部流路８２で構成される群間連通路８４とによって、相互に連通される。

さらに、第二のバルブ７４の第四のポート８０には、外部配管８６が取り付けられている。外部配管８６は、群内配管４４や群間配管７２と同様のチューブであって、一方の端部が第二のバルブ７４の第四のポート８０に取り付けられると共に、他方の端部がポンプ８８および排出バルブ９０に取り付けられることにより、図３に示すように、第二のバルブ７４の第四のポート８０とポンプ８８および排出バルブ９０を接続している。これにより、２つのセル群４８，４８を構成する複数のセル３０の流体室３２は、群内連通路４６と、群間連通路８４と、外部配管８６の内孔で構成される外部流路９２とによって、ポンプ８８および排出バルブ９０に連通される。なお、本実施形態では、図１，２に示すように、外部配管８６が端座部２０の柱状下部２４を貫通して長さ方向に延びており、端座部２０の脚部側端部から外部へ延び出して、ポンプ８８と排出バルブ９０に接続されている。

そして、第一のバルブ５０と第二のバルブ７４が開放された状態では、ポンプ８８による流体室３２への空気の供給と、排出バルブ９０を通じた流体室３２の空気の排出とが、選択的に実行可能とされている。なお、本実施形態では、セル３０の流体室３２に空気を圧送するポンプ８８と、セル３０の流体室３２の外部流路９２を介した大気中への開放と遮断を切り替える排出バルブ９０とが、別々に設けられているが、流体室３２に対する空気の給排を可能とする装置によってポンプ８８と排出バルブ９０の機能を併せ持たせることもできる。

また、第一のバルブ５０を開くとともに第二のバルブ７４を閉じた状態において、同じセル群４８を構成する３つのセル３０，３０，３０の各流体室３２が相互に連通されると共に、異なるセル群４８に属するセル３０の流体室３２間が遮断される。これにより、相互に近い位置に配されて同じセル群４８を構成する３つのセル３０，３０，３０において、流体室３２間の空気の移動による支持面４２の変形が許容される。その結果、使用者の体表面の凸部を支持するセル３０が収縮するとともに同じセル群４８内の他のセル３０が伸長することにより、支持面４２が体表面の凹凸に沿って可及的速やかに変形して、体圧の分散化が迅速且つ高度に図られる。一方、相互に離れた位置に配されて別のセル群４８を構成するセル３０の間では、流体室３２間の空気の移動が阻止されるようになっていることから、入力を受けたセル３０の流体室３２から遠くのセル３０の流体室３２へ空気が移動するのを防いで、底付きの防止などが図られる。なお、第二のバルブ７４を閉じた状態では、ポンプ８８による流体室３２への空気の供給と、排出バルブ９０による流体室３２の空気の排出が何れも阻止されている。

また、第一のバルブ５０を閉じることにより、同じセル群４８を構成する３つのセル３０，３０，３０の各流体室３２間が遮断される。これにより、３つのセル３０，３０，３０の流体室３２，３２，３２を独立させて、それらセル３０，３０，３０の伸縮を制限し、支持面４２の安定化を図ることができる。

ここにおいて、群内連通路４６の流通抵抗は、群間連通路８４および外部流路９２によって構成される排出側流路９４の流通抵抗よりも小さくされている。本実施形態では、相互に近くに配置されたセル群４８内のセル３０，３０，３０を相互に繋ぐ群内連通路４６が、セル群４８，４８を相互に繋ぐ群間連通路８４および群間連通路８４をポンプ８８や排出バルブ９０に繋ぐ外部流路９２に対して、略同じ断面積で且つ短くされていることにより、群内連通路４６の流通抵抗が排出側流路９４の流通抵抗よりも小さくされている。

このように、群内連通路４６の流通抵抗が排出側流路９４の流通抵抗よりも小さくされていることによって、第一のバルブ５０と第二のバルブ７４が何れも開いている状態において、同じセル群４８を構成するセル３０，３０，３０の各流体室３２間における空気の移動が、異なるセル群４８，４８間での空気の移動よりも優先的に生じるようになっている。

さらに、群間連通路８４の流通抵抗は、群内連通路４６の流通抵抗よりも大きく且つ外部流路９２の流通抵抗よりも小さくされている。これにより、同じセル群４８を構成するセル３０，３０，３０の各流体室３２間における空気の移動が、異なるセル群４８，４８間での空気の移動よりも優先的に生じるようになっていると共に、異なるセル群４８，４８間での空気の移動が流体室３２内の空気の外部への排出よりも優先的に生じるようになっている。本実施形態では、群間連通路８４の長さが群内連通路４６よりも長く且つ外部流路９２よりも短くされていることによって、群間連通路８４の流通抵抗が群内連通路４６の流通抵抗よりも大きく且つ外部流路９２の流通抵抗よりも小さくされている。

なお、群内連通路４６と群間連通路８４と外部流路９２の各流通抵抗の違いは、上記のように通路長さの違いで設定する他、例えば、通路断面積を大きくしたり、通路壁内面を滑らかにしたり、通路壁内面に低摩擦層を設けたりすることによって流通抵抗を小さくするなど、種々の手法で設定することが可能である。

このようなマットレス本体１２の支持面４２には、図１に示すように、圧力センサ１４が重ね合わされている。圧力センサ１４は、全体として可撓性のシート状とされており、本実施形態では面方向および厚さ方向の伸縮性も備えている。この圧力センサ１４は、図６に示すように、弾性体層としての誘電体層９６の一方の面にエラストマシート９８ａが重ね合わされると共に、誘電体層９６の他方の面にエラストマシート９８ｂが重ね合わされた構造を、有している。

誘電体層９６は、電気絶縁性エラストマや樹脂発泡体で形成されて、板状乃至はシート状とされており、面方向および厚さ方向で弾性的に伸縮変形可能とされている。なお、誘電体層９６の形成材料としては、例えば、シリコーンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴム、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル−ポリ塩化ビニリデン共重合体、エチレン−酢酸共重合体などが、好適に採用される。更に、誘電体層９６は発泡体であっても良く、必要な誘電率と柔軟性が確保されれば、その発泡体は、必ずしも独立気泡によって均質な相を呈するものに限定されず、例えば連続気泡が形成されるなどして不均一な相を呈していても良い。また、誘電体層９６の厚さや形成材料などは、後述する圧力検出部１０６において求められる比誘電率や柔軟性に応じて適宜に設定される。

エラストマシート９８ａとエラストマシート９８ｂは、本実施形態では平面視で略矩形とされて、互いに略同じ材料および形状で形成されており、繊維やゴム弾性を有するエラストマで形成された電気絶縁性のシートであって、厚さ方向の曲げ変形と面方向の伸縮変形が何れも許容されている。さらに、エラストマシート９８ａ，９８ｂには、周上の一辺において外周へ突出する一組の接続片１００，１０２が並んで設けられている。なお、エラストマシート９８ａ，９８ｂの形成材料は、特に限定されるものはないが、たとえばシリコーンゴム、エチレン−プロピレン共重合ゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴム、ポリエステル繊維、アクリル繊維などが、好適に採用される。また、図中のエラストマシート９８ａ，９８ｂは、理解を容易とするために透明とされているが、不透明でも良い。

さらに、エラストマシート９８ａの下面に電極１０４ａが形成されていると共に、エラストマシート９８ｂの上面に電極１０４ｂが形成されている。電極１０４ａ，１０４ｂは、何れも導電性の金属や導電性フィラーを混合したエラストマで形成されており、直線的に延びる薄肉帯状とされている。また、電極１０４ａ，１０４ｂは、各複数が並列的に並んで形成されていると共に、それら電極１０４ａと電極１０４ｂが互いに傾斜して延びており、本実施形態では互いに略直交する方向へ延びている。

更にまた、エラストマシート９８ａ，９８ｂは、電極１０４ａ，１０４ｂの配設領域よりも外側まで広がっており、エラストマシート９８ａ，９８ｂの電極１０４ａ，１０４ｂよりも外側には、それぞれ図示しないプリント配線が導電性材料によって印刷されている。そして、エラストマシート９８ａのプリント配線が電極１０４ａの一端から一方の接続片１００まで延びていると共に、エラストマシート９８ｂのプリント配線が電極１０４ｂの一端から他方の接続片１０２まで延びている。なお、プリント配線は、例えば、エラストマシート９８ａ，９８ｂの表面に導電性インクによってプリントされた配線パターンとして得ることができる。更に、電極１０４ａ，１０４ｂは、導電性エラストマで形成された導電性インクによって、プリント配線と同様にエラストマシート９８ａ，９８ｂに印刷して形成することもできる。また、エラストマシート９８ａ，９８ｂは、電極１０４ａ，１０４ｂの配設領域およびプリント配線の形成領域を外れた外周端部において、接着剤や接着テープなどによって相互に固着されている。

かくの如き構造とされたエラストマシート９８ａとエラストマシート９８ｂが、誘電体層９６の上下各一方側から重ね合わされている。これにより、エラストマシート９８ａの電極１０４ａとエラストマシート９８ｂの電極１０４ｂとが、誘電体層９６を挟んで互いに対向するように交差して配置されている。そして、電極１０４ａと電極１０４ｂの誘電体層９６を介した交差対向部分においてコンデンサが構成されており、かかるコンデンサによって圧力検出部１０６が構成されている。なお、図６（ａ）では、誘電体層９６および電極１０４ａ，１０４ｂが細線によって図示されている。

これら電極１０４ａ，１０４ｂの交差対向部分（圧力検出部１０６）では、誘電体層９６とエラストマシート９８ａ，９８ｂの積層方向（上下方向）へ圧力が加わると、誘電体層９６が変形して電極１０４ａ，１０４ｂ間の距離が短くなって、入力を受けた圧力検出部１０６の静電容量が変化する。それ故、各圧力検出部１０６における静電容量の変化を検知することで、各圧力検出部１０６に及ぼされた圧力を検出することが可能とされて、感圧部１０８が構成されており、複数の圧力検出部１０６によって感圧部１０８に作用する圧力の分布を検出可能とされている。要するに、圧力センサ１４は、電極１０４ａ，１０４ｂの各交差部分（圧力検出部１０６）が静電容量型の圧力検出素子として機能して、各圧力検出素子の検出結果に基づいて圧力分布を検出する静電容量型のセンサとされている。なお、圧力センサ１４が厚さ方向の伸縮性を有しているとは、圧力センサ１４が厚さ方向の圧縮入力に対して収縮変形可能とされていると共に、入力の解除時に圧力センサ１４が弾性によって元の形状に復元することであって、必ずしも厚さ方向で初期形状よりも伸び得るものではなくても良い。

また、端座部２０の柱状下部２４の長さ方向間に制御装置１１０が配設されている（図１参照）と共に、電極１０４ａ，１０４ｂがプリント配線を介して制御装置１１０に電気的に接続されており、電極１０４ａ，１０４ｂが制御装置１１０から検出用電流を供給されると共に、圧力検出部１０６の静電容量値が制御装置１１０によって検出されるようになっている。更に、制御装置１１０が端座部２０に配されており、外部配管８６とともに配索されて長さ方向へ延びる図示しない電気配線によって、制御装置１１０が図示しない外部電源や演算装置などに接続されている。更にまた、制御装置１１０は、第一，第二のバルブ５０，７４と接続されており、制御装置１１０が第一，第二のバルブ５０，７４に開閉信号を送信することで、それら第一，第二のバルブ５０，７４を圧力センサ１４の検出結果に基づいて開閉する。

また、図１に示すように、マットレス本体１２の支持面４２には、上クッション１６が重ね合わされている。上クッション１６は、略板状の柔軟なウレタンフォームによって形成されている。

そして、３つの圧力センサ１４，１４，１４が長さ方向に並んでマットレス本体１２の支持面４２上に配設されると共に、マットレス本体１２および圧力センサ１４，１４，１４の上に上クッション１６が重ね合わされて、圧力センサ１４，１４，１４がマットレス本体１２と上クッション１６の間で支持面４２に対して位置決めされている。圧力センサ１４，１４，１４の各圧力検出部１０６が各セル３０の上面に位置決めされており、各圧力検出部１０６が支持面４２に作用する圧力を精度よく検出可能とされている。なお、圧力センサ１４は、マットレス本体１２と上クッション１６の間に配されて位置決めされていても良いが、上クッション１６に圧力センサ１４を収容する袋状の位置決め体を設けて、位置決め体に収容された圧力センサ１４が支持面４２上に位置決めされるようにしても良い。

このように支持面４２上に配設される圧力センサ１４，１４，１４によって支持面４２の圧力分布が検出されると共に、圧力センサ１４，１４，１４によって検出された支持面４２の圧力分布に基づいて、第一，第二のバルブ５０，７４および排出バルブ９０の開放と閉鎖の切り替えが制御されると共に、ポンプ８８の作動と停止が制御されるようになっている。

このような本実施形態に従う構造とされたマットレス１０では、群内連通路４６の流通抵抗が、群間連通路８４および外部流路９２で構成される排出側流路９４の流通抵抗よりも小さくされている。これにより、第一，第二のバルブ５０，７４が開いた状態において、同じセル群４８のセル３０，３０，３０が相互に連動して伸縮することから、支持面４２においてそれらセル３０，３０，３０で構成された部分が体表面の凹凸に沿って速やかに変形し易くなる。具体的には、例えば特定のセル３０に圧縮力が作用すると、入力を受けたセル３０から流出した空気が同じセル群４８の他のセル３０，３０に流入して、入力を受けたセル３０が収縮する一方で、他のセル３０，３０が伸長する。それ故、体表面の凸部の頂点を支持するセル３０が収縮すると共に、頂点を外れた部位を支持するセル３０，３０が伸長して、体表面の凸部に対してセル群４８が速やかに広い範囲で当接することから、体圧の分散化が有利に図られる。

また、群間連通路８４の流通抵抗が、群内連通路４６の流通抵抗よりも大きく且つ外部流路９２の流通抵抗よりも小さくされている。これにより、同じセル群４８内での空気の移動が異なるセル群４８，４８間での空気の移動よりも優先的に生じるようになっていると共に、異なるセル群４８，４８間での空気の移動が流体室３２から大気中への空気の排出よりも優先的に生じるようになっている。それ故、使用者の体表面に沿った支持面４２の変形が有効に生じると共に、流体室３２から大気中への空気の排出が制限されて、空気の過剰な抜けによる底付きの発生などが回避される。

さらに、本実施形態では、群内連通路４６と群間連通路８４と外部流路９２の流通抵抗の違いが、それら通路の長さの違いによって設定されており、目的とする流通抵抗の違いを簡単に実現することができる。

また、マットレス１０では、相互に近い位置に配されて同じセル群４８を構成する三つのセル３０，３０，３０の各流体室３２が、相互の連通と遮断を第一のバルブ５０によって一括して切り替えられるようになっている。これにより、セル群４８内で空気の移動が許容される状態と、各セル３０の流体室３２が相互に独立した状態とを、少ないバルブで切り替えることができる。

さらに、マットレス１０では、幅方向に並んで配置される二つのセル群４８，４８を繋ぐ群間配管７２が第二のバルブ７４に接続されており、一方のセル群４８を構成するセル３０，３０，３０の各流体室３２と他方のセル群４８を構成するセル３０，３０，３０の各流体室３２との連通と遮断が第二のバルブ７４によって一括して切り替えられるようになっている。これにより、セル群４８間での空気の移動が許容される状態と、セル群４８，４８が相互に独立した状態とを、少ないバルブで切り替えることができる。

なお、セル群４８内およびセル群４８間における空気の移動の許容と阻止が、少ないバルブによって切り替えられるようになっていることから、バルブの切替え制御も簡易になり得る。

また、本実施形態では、外部配管８６にポンプ８８および排出バルブ９０が取り付けられていることにより、セル３０の流体室３２内の空気の総量を変更することが可能とされており、流体室３２間での空気の移動だけが許容されて流体室３２内の空気の総量が略一定に保たれる場合に比して、体圧の分散化がより有利に実現される。

また、支持面４２の変形をコントロールする第一，第二のバルブ５０，７４、ポンプ８８、排出バルブ９０などが、圧力センサ１４による支持面４２の圧力分布の検出結果に基づいて制御されることから、支持面４２の変形による体圧の分散化が効果的に実現される。更に、圧力センサ１４が厚さ方向の曲げ変形と面方向の伸縮変形を許容されていることから、圧力センサ１４が支持面４２上に配設された構造であっても、圧力センサ１４が支持面４２の変形に追従して、寝心地への悪影響が回避される。

ところで、マットレス１０は、使用者が支持面４２上に寝る前（使用前）には第一のバルブ５０が閉じられて、各セル３０の流体室３２がそれぞれ独立して密閉されている。これにより、使用者が支持面４２上に横たわる際に、セル３０が過剰に潰れて底付きが生じるのを防ぐことができる。そして、マットレス１０の使用時には、例えば、図７のフローチャートに示す流体セル式マットレス１０の制御方法に従って、第一，第二のバルブ５０，７４の開閉を制御する。

すなわち、使用者が支持面４２上に横たわってセル３０に対して圧縮力を作用させると、圧力センサ１４が支持面４２に対する圧力の作用を検出する。そして、圧力センサ１４による検出結果に基づいて、制御装置１１０が排出バルブ９０に開放信号を送信して、排出バルブ９０を開く。これにより、排出バルブ開放ステップＳ１を完了する。

また、排出バルブ９０の開放と同時に、或いは排出バルブ９０の開放後に、制御装置１１０は、第一のバルブ５０と第二のバルブ７４に開放信号を送信して、第一，第二のバルブ５０，７４を開く。これにより、第一のバルブ開放ステップＳ２と第二のバルブ開放ステップＳ３を完了する。第一のバルブ開放ステップＳ２を完了することにより、群内連通路４６が連通状態に切り替えられて、同じセル群４８内のセル３０の流体室３２が相互に連通されると共に、第二のバルブ開放ステップＳ３を完了することにより、群間連通路８４および外部流路９２で構成される排出側流路９４が連通状態に切り替えられて、セル群４８間での空気の移動が許容されると共に、セル３０の流体室３２が大気開放される。

本実施形態では、第一のバルブ開放ステップＳ２において、全ての第一のバルブ５０，５０，・・・，５０の開閉が、一括して同時に切り替えられるようになっている。尤も、各第一のバルブ５０の開閉がそれぞれ独立して切り替えられるようにしても良いし、第一のバルブ５０の幾つかの開閉が一括して同時に切り替えられるようにしても良い。また、第二のバルブ開放ステップＳ３において、全ての第二のバルブ７４，７４，・・・，７４の開閉が、一括して同時に切り替えられるようになっているが、各第二のバルブ７４の開閉がそれぞれ独立して切り替えられるようにしても良いし、第二のバルブ７４の幾つかの開閉が一括して同時に切り替えられるようにしても良い。

そして、同じセル群４８内のセル３０の流体室３２間で群内連通路４６を通じて空気が移動することにより、セル群４８内の３つのセル３０，３０，３０の内で比較的に大きな圧力が作用するセル３０が収縮するとともに比較的に小さな圧力が作用するセル３０が伸長する。その結果、支持面４２において各セル群４８で構成される部分が、それぞれ使用者の体表面の凹凸に沿った形に変形して、体圧の分散化が図られる。

さらに、幅方向で隣り合う２つのセル群４８，４８の間でセル３０の流体室３２が相互に連通されて、それら流体室３２の間で空気の移動が許容されると共に、流体室３２が排出バルブ９０を介して大気中に開放される。その結果、セル群４８，４８の間で圧力の差が低減されると共に、空気の流体室３２から大気中への排出によって体圧の低減が図られる。

更にまた、排出バルブ９０を開くと同時に或いは開いた後で第一，第二のバルブ５０，７４を開くことにより、セル群４８内での空気の移動と、セル群４８間での空気の移動と、大気中への空気の排出とが、同時に進行する。これにより、より短い時間でセル３０の伸縮による圧力の分散化が実現され得る。しかも、群内連通路４６の流通抵抗が排出側流路９４の流通抵抗よりも小さいことから、セル群４８間での空気の移動やセル群４８から外部への空気の排出よりも、セル群４８内での空気の移動が優先的に生じて、支持面４２が使用者の体表面の凹凸に沿って変形し易くなっている。更に、群間連通路８４の流通抵抗が外部流路９２の流通抵抗よりも小さくされていることから、セル群４８間での空気の移動が大気中への空気の排出よりも優先的に生じて、支持面４２が使用者の体表面の凹凸に沿って変形し易くなっていると共に、空気の過剰な抜けが防止される。

流体室３２間における空気の移動と、大気中への空気の排出による体圧の分散化とによって、圧力センサ１４によって検出される圧力が十分に小さくなると、制御装置１１０が第一のバルブ５０に閉鎖信号を送信して第一のバルブ５０を閉じることにより、第一のバルブ閉鎖ステップＳ４を完了する。尤も、バルブ閉鎖ステップＳ４の完了後に、圧力センサ１４が大きな圧力を検出すると、制御装置１１０は、第一のバルブ５０の開放信号を再度送信して、再び第一のバルブ５０を開くことにより、排出バルブ９０による流体室３２から大気中への空気の排出などを適宜に行う。なお、第一のバルブ５０を閉じる前に第二のバルブ７４を閉じて、群内連通路４６を連通させつつ群間連通路８４と外部流路９２を遮断することにより、空気の過剰な排出を防ぎつつ、支持面４２におけるセル群４８で構成された部分が使用者の体表面の凹凸に精度よく沿うようにもできる。

また、支持面４２に作用する圧力が解除されると、制御装置１１０が圧力センサ１４による検出結果に基づいて第一，第二のバルブ５０，７４を開くとともにポンプ８８を作動させる。これにより、セル３０の流体室３２に空気を送入してセル３０を伸長させる空気供給ステップＳ５を完了して、次の使用時に底付きなどの不具合が発生するのを回避する。なお、ポンプ８８の作動時に排出バルブ９０は閉じられており、空気の大気中への逃げが防止されている。

一方、図８のフローチャートに示す流体セル式マットレス１０の別の制御方法に従って、第一，第二のバルブ５０，７４の開閉を制御することもできる。即ち、圧力センサ１４が閾値以上の圧力を検出した場合に、制御装置１１０が第二のバルブ７４を閉じたままで第一のバルブ５０を開く。これにより、第一のバルブ開放ステップＳ１を完了する。第一のバルブ開放ステップＳ１を完了することにより、群内連通路４６が連通状態に切り替えられて、同じセル群４８内のセル３０，３０，３０の各流体室３２が相互に連通される。そして、同じセル群４８内のセル３０，３０，３０の各流体室３２間で群内連通路４６を通じて空気が移動することにより、セル群４８内の３つのセル３０，３０，３０の内で比較的に大きな圧力が作用するセル３０が収縮するとともに比較的に小さな圧力が作用するセル３０が伸長する。その結果、支持面４２において１つのセル群４８で構成される部分が、使用者の体表面の凹凸に沿った形に変形して、体圧の分散化が図られる。

また次に、第一のバルブ５０を開いたままで第二のバルブ７４を開いて第二のバルブ開放ステップＳ２を完了すると共に、排出バルブ９０を開いて排出バルブ開放ステップＳ３を完了する。これにより、群間連通路８４と外部流路９２が連通状態に切り替えられて、幅方向で隣り合う２つのセル群４８，４８の間でセル３０の流体室３２が相互に連通されることにより、それら異なるセル群４８，４８の間で空気の移動が許容されると共に、流体室３２が排出バルブ９０を介して大気中に開放される。その結果、セル群４８，４８の間で流体室３２の内圧の差が低減されると共に、空気の流体室３２から大気中への排出によって体圧の低減が図られる。

なお、第二のバルブ開放ステップＳ２の前に、第二のバルブ７４を閉じたままで第一のバルブ５０を開いた状態が所定の時間に亘って維持されることにより、セル群４８を構成する３つのセル３０，３０，３０間での空気の移動が十分に生じて、支持面４２においてセル群４８で構成される部分を使用者の体表面の凹凸に沿わせることができる。一方、第一のバルブ５０と第二のバルブ７４と排出バルブ９０を開いた状態を短時間として、例えば第二のバルブ７４を速やかに閉じることにより、セル群４８，４８間での空気の移動量と大気中への空気の排出量とが制限される。その結果、セル群４８，４８間での空気の移動によって、支持面４２の相互に離れた部分が影響し合って支持面４２が不安定になるのを防ぐことができると共に、過剰な空気の抜けによる底付きが防止される。

体圧分散完了後の第一のバルブ閉鎖ステップＳ４と、体圧解除後の空気供給ステップＳ５は、図７に示した制御態様と同様であることから、ここでは説明を省略する。

このような図８の制御態様では、流体室３２内の空気の大気への排出を開始する前に、セル群４８内での空気の移動を完了させることにより、空気の排出量を抑えつつ、支持面４２を使用者の体表面に沿って変形させることができて、体圧の分散化を図りながら、セル３０のクッション性を有利に保つことができる。

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、支持面４２を構成するセル３０の数やセル３０の具体的な構造などは適宜に変更可能であり、前記実施形態では上部袋体３６と下部袋体３８を備える二段構造のセル３０が例示されているが、一段の中空袋状とされたセルも採用可能である。

また、セル群４８を構成するセル３０の数は、複数であれば３つに限定されない。更に、同じセル群４８を構成するセル３０は、相互に近くに配置されていることが望ましいが、その配置は適宜に変更され得る。具体的には、例えば、長さ方向に並ぶ３つのセル３０，３０，３０が１つのセル群４８を構成するようにもできるし、長さ方向および幅方向に各２列で配置された４つのセル３０，３０，３０，３０が１つのセル群４８を構成するようにしても良い。

さらに、群間連通路８４によって繋がれるセル群４８の数は複数であれば２つに限定されず、群間連通路８４によって繋がれるセル群４８の配置も特に限定されるものではない。具体的には、例えば、長さ方向に並ぶ３つのセル群４８が群間連通路８４で繋がれていても良い。

また、前記実施形態では、第一のバルブ５０と第二のバルブ７４を備える構造が例示されているが、第二のバルブ７４は省略することもできる。

また、排出バルブ９０やポンプ８８は必須ではなく、例えば、流体室３２が大気中に対して略密閉されて、流体室３２と大気中の間での空気の移動が阻止されていると共に、第一のバルブ５０の開放時に複数のセル３０の流体室３２間で空気の移動が許容される構造も採用され得る。

また、圧力センサ１４としては、前記実施形態に例示した静電容量型センサに限定されるものではなく、例えば、ゴム材料に導電性フィラーを混合した導電性ゴムによって弾性体層を形成して、荷重の入力時に弾性部が弾性変形して弾性体層の電気抵抗が変化することに基づいて圧力を検出する、抵抗型の圧力センサを採用することもできる。

１０：流体セル式マットレス、１２：マットレス本体、１４：圧力センサ、３０：セル、３２：流体室、４２：支持面、４４：群内配管、４６：群内連通路、４８：セル群、５０：第一のバルブ、７２：群間配管、７４：第二のバルブ、８４：群間連通路、８６：外部配管、８８：ポンプ、９０：排出バルブ、９２：外部流路、９４：排出側流路

本発明の第七の態様は、第一〜第六の何れか一つの態様に記載された流体セル式マットレスを制御する方法であって、前記流体セル式マットレスには前記排出側流路の外部への開放と遮断を切り替える排出バルブが設けられており、前記セルに対する圧縮力の作用時に前記排出バルブを開く排出バルブ開放ステップと、該排出バルブの開放と同時に或いは該排出バルブの開放後に少なくとも一つの前記セル群に接続された前記第一のバルブを開く第一のバルブ開放ステップとを、有することを、特徴とする。

本発明の第八の態様は、第一〜第六の何れか一つの態様に記載された流体セル式マットレスを制御する方法であって、前記流体セル式マットレスには前記排出側流路の外部への開放と遮断を切り替える排出バルブが設けられており、少なくとも一つの前記セル群に接続された前記第一のバルブを開く第一のバルブ開放ステップと、該第一のバルブの開放から所定の時間が経過した後で前記排出バルブを開く排出バルブ開放ステップとを、有することを、特徴とする。

本発明の第九の態様は、第七又は第八の態様に記載された流体セル式マットレスの制御方法において、前記第一のバルブ開放ステップにおいて複数の前記セル群に接続された各前記第一のバルブを同時に開放するものである。

スプール５４は、全体として略円柱形状とされて、スリーブ５２のスプール収容空所５６に収容されており、スリーブ５２に摺接する４つの大径部６６，６６，６６，６６が軸方向に所定の距離を隔てて設けられている。さらに、図４に示すように、軸方向で隣り合う大径部６６，６６の間には、それぞれ小径部６８が設けられており、４つの大径部６６，６６，６６，６６が、３つの小径部６８，６８，６８によって軸方向で相互に連結されている。

なお、図示は省略したが、スリーブ５２の基端側（図４中の左側）に電磁式アクチュエータの固定子が取り付けられていると共に、スプール５４の基端部分に電磁式アクチュエータの可動子が取り付けられており、電磁式アクチュエータの出力によってスプール５４がスリーブ５２に対して軸方向（図４中の左右方向）へ相対変位可能とされている。この電磁式アクチュエータとしては、直線的な出力を得ることができるものであれば、各種公知の構造を採用可能であり、例えば特開２００７−２１１８５７号公報に記載の構造などが採用され得る。尤も、第一のバルブ５０および後述する第二のバルブ７４は、例えば油圧や空気圧で作動するものであっても良い。

そして、第一のバルブ５０は、スプール５４の大径部６６が各第一のポート５８のスリーブ５２内への開口部を外れて位置する図４（ａ）の状態において、スプール５４の大径部６６を外れた部分（小径部６８）の外周側で第一のポート５８と第二のポート６０が連通されて、第一の内部流路６２が連通状態とされている。

第二のバルブ７４は、第一のバルブ５０と同様のスプール弁などとされており、本実施形態では、図５に示すように、スリーブ７６に２つの第三のポート７８，７８が設けられているとともに１つの第四のポート８０が設けられている一方、スプール５４には３つの大径部６６，６６，６６が形成されており、それら３つの大径部６６，６６，６６が２つの小径部６８，６８で軸方向に連結されている。そして、スリーブ７６の内孔と第三のポート７８，７８の内孔と第四のポート８０の内孔とによって、第二の内部流路８２が形成されている。なお、第二のバルブ７４において第一のバルブ５０と実質的に同一であると把握される部材および部位は、図中に同一の符号を付して説明を省略する。

Claims (9)

1. 使用者を支持する支持面の少なくとも一部がセルで構成されていると共に、中空構造とされた該セル内の流体室に対する流体の給排によって該セルが伸縮可能とされている流体セル式マットレスにおいて、
   複数の前記セルを含んで構成されるセル群が設けられており、該セル群をなす複数の該セルの前記流体室が群内連通路を通じて相互に連通されていると共に、該群内連通路には該セル群をなす複数の該セルの該流体室間の連通と遮断を一括して切り替える第一のバルブが配設されている一方、該セル群が複数設けられて、それらセル群を相互に繋ぐ群間連通路がそれらセル群の各該第一のバルブに接続されており、該群内連通路の流通抵抗が該群間連通路を含んで構成された排出側流路の流通抵抗よりも小さくされていることを特徴とする流体セル式マットレス。
2. 前記排出側流路の外部への開放と遮断を切り替える排出バルブが設けられている請求項１に記載の流体セル式マットレス。
3. 前記セルの前記流体室に流体を供給するポンプが前記排出側流路に接続されている請求項１又は２に記載の流体セル式マットレス。
4. 複数の前記セル群の間における前記流体室の前記群間連通路を通じた連通と遮断を一括して切り替える第二のバルブが配設されていると共に、該群間連通路と協働して前記排出側流路を構成する外部流路が該第二のバルブに接続されており、該群間連通路の流通抵抗が前記群内連通路の流通抵抗よりも大きく且つ該外部流路の流通抵抗よりも小さくされている請求項１〜３の何れか一項に記載の流体セル式マットレス。
5. 前記排出側流路が前記群内連通路よりも長くされている請求項１〜４の何れか一項に記載の流体セル式マットレス。
6. 弾性体層の両面に相互に異なる方向へ延びる電極の各一方を重ね合わせた構造を有するとともにそれら電極の交差対向部分に構成される圧力検出部に対してそれら電極の対向方向に作用する圧力を検出して前記支持面の圧力分布を検出するシート状の圧力センサが設けられており、
   前記第一のバルブが該圧力センサの検出結果に基づいて連通状態と遮断状態に切り替えられるようになっていると共に、
   該圧力センサが厚さ方向と面方向の伸縮性を備えている請求項１〜５の何れか一項に記載の流体セル式マットレス。
7. 請求項２〜６の何れか一項に記載された流体セル式マットレスの制御方法であって、
   前記セルに対する圧縮力の作用時に前記排出バルブを開く排出バルブ開放ステップと、
   該排出バルブの開放と同時に或いは該排出バルブの開放後に前記第一のバルブを開く第一のバルブ開放ステップと
   を、有することを特徴とする流体セル式マットレスの制御方法。
8. 請求項２〜６の何れか一項に記載された流体セル式マットレスの制御方法であって、
   前記第一のバルブを開く第一のバルブ開放ステップと、
   該第一のバルブの開放から所定の時間が経過した後で前記排出バルブを開く排出バルブ開放ステップと
   を、有することを特徴とする流体セル式マットレスの制御方法。
9. 前記第一のバルブ開放ステップにおいて複数の前記第一のバルブを同時に開放する請求項７又は８に記載の流体セル式マットレスの制御方法。

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