JP2018535764A - ポンプユニットを有するエアクッション - Google Patents

Abstract

本出願は、エアクッション（１０）を膨張および排気させるためのポンプユニット（１）に関しており、このポンプユニット（１）は、２つの吐出方向を有するポンプ（２）と、該ポンプ（２）をエアクッション（１０）に接続させるための第１の流体管路（３）と、ポンプ（２）を供給管路もしくは雰囲気に接続可能な第２の流体管路（４）と、第１の流体管路（３）もしくは第２の流体管路（４）に接続されてこれらの流体管路（３，４）内で作用する流体圧力を測定するための第１の圧力センサ（７）とを含んでいる。さらにこのポンプユニット（１）は、ポンプ（２）および第１の圧力センサ（７）に接続された制御ユニット（５）を有している。ポンプ（２）、第１の流体管路（３）の少なくとも一部、第２の流体管路（４）、第１の圧力センサ（７）、ならびに制御ユニット（５）は、共通のハウジング（６）内に配置されている。

Description

本発明は、ポンプユニットを有するエアクッションに関し、ポンプユニットのコンポーネントは、ハウジング内に配置されている。

従来技術
着座中の快適性を個別に調整可能にするために、車両シートおよび航空機シートの古典的なスポンジクッションは、空気充填度を変更させることによってシート硬度の適合化を達成することができるエアクッションに置き換えられる。特に、航空機シートの領域では、エアクッションの使用により、重量をさらにセーブすることができる。

今日、特にファーストクラスまたはビジネスクラスのようなより高価な座席クラスの航空機シートでは、個別に調整可能なシートクッションが見いだされている。特に、安価な座席クラスの領域では、個別に調整可能なシート硬度は、コスト上の理由から必ずしも望まれていない。いずれにせよ、特に大型航空機の場合には、エアクッションの使用により、重量の大幅なセーブが可能となる。しかしながら、巡航飛行高度でのキャビン圧力は、航空機が地上に降りているときよりも実質的に低くなっているので、静的な空気充填度、すなわち変更することのできない空気充填度を有するエアクッションは、巡航飛行中は地上にいるときよりも硬くなるという問題が生じる。なぜならエアクッションの内圧が、巡航飛行中の著しく低い外圧に基づいて上昇するからである。これにより、そのようなクッションは、地上では過度に柔らかく感じられ、巡航飛行中は過度に硬く感じられる。

したがって、常に快適なシート硬度を得るために、次のような可及的に簡素で低コストなシステムが望まれている。すなわち、上昇飛行中および降下飛行中にエアクッションの充填度が、着座している乗客にとって当該クッションが常に快適と感じられるように変化するシステムである。

この目的のために、国際公開第９８／４１１２６号（ＷＯ９８／４１１２６Ａ１）（ＭｃＣｏｒｄ Ｗｉｎｎ Ｔｅｘｔｒｏｎ Ｉｎｃ．）では、エアクッションが、クッションの内圧とキャビン圧力との間で常に所定の状態を維持する圧力制御器を備えることが提案されている。所定の圧力を上回った場合には、圧力制御器は排出弁を開かせる。内圧を上昇させるために、圧力制御器は、シート上にいる乗客の動きによって機械的に操作されるベローズポンプと協働する。この圧力制御器は、マイクロプロセッサならびにキャビン圧力センサを有するコントローラを備えている。

そのようなシステムの欠点は、降下飛行中にクッションを再び空気で膨張させるために必要となる圧力をベローズポンプによって形成するためには、乗客の能動的な動きを必要とすることにある。

その他の取り組みは、独国実用新案第２００２４０３号明細書（ＤＥ２００２４０３Ｕ１）（ＡＳＦ Ｔｈｏｍａｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ＧｍｂＨ）に記載されている。この独国実用新案第２００２４０３号明細書（ＤＥ２００２４０３Ｕ１）には、特に車両用のシートが記載されており、このシートは、媒体で充填可能な少なくとも１つのバルーンをクッション内に有している。統合化された制御によって、このバルーンは、所期のポンプ支援による媒体の導入または排出によって所望の状態にもたらされる。ここでは、充填過程から排気過程に切り替えることができる二重作用ポンプが使用される。ここではシート毎に１つのポンプが設けられており、このポンプは、弁を備えた管路システムを介してシート内にあるバルーンに接続される。

このシステムにおける欠点は、流体管路によるバルーンのコストのかかる相互連結が必要になることである。さらに、バルーンの膨張および排気の制御のために多数の弁が必要であり、このことはシートの構造を複雑化させ、ならびに重量のさらなる増加につながる。

発明の開示
本発明の課題は、冒頭に述べた技術分野に属し、可及的に簡素なシート構造を可能にさせ、この場合、エアクッションの能動的な膨張もしくは排気は、外圧に依存して、特にキャビン圧力に依存して行われる、エアクッションを提供することにある。

前述の課題の解決手段は、請求項１の特徴部分によって特定される。本発明によるエアクッションは、少なくとも２つの面要素を含み、該少なくとも２つの面要素は、それらの縁部の全周にわたり相互に気密に接続されている。それにより、少なくとも２つの面要素の間に、空気を充填することができる容積部が生じる。さらに、このエアクッションは、ポンプユニットを備えており、該ポンプユニットは、ポンプと、該ポンプをエアクッションの容積部に接続させる第１の流体管路と、該ポンプを流体導入開口部に接続させる第２の流体管路とを有している。ポンプ、第１の流体管路の少なくとも一部、ならびに第２の流体管路は、共通のハウジング内に配置されている。

１つの共通のハウジング内への全ての構成部品の配置構成によって、エアクッションの内圧を、周辺圧力に依存して能動的に適合化可能にするために必要な全ての要素を有している、特に小型のポンプユニットを得ることができる。この小型の構造により、シート上の各エアクッションにポンプユニットを備えさせることが可能となり、このことは、シート内への流体管路ならびに弁の配置構成を不要にさせる。さらに、この種のエアクッションは、異なる用途向けに大量生産することができ、これによって低コストな製造が可能となる。

少なくとも２つの面要素は、好ましくは気密性のある可撓性材料または弾性材料から製造される。特に好ましくは、少なくとも２つの面要素は、ポリマー、コポリマーおよび／またはポリマーブレンドからなる少なくとも１つのフィルムを含む。

特に好ましくは、エアクッションは直方体である。この目的のために、エアクッションは、好ましくは、当該エアクッションが直方体の形状を得るように、それらの縁部が相互に接続された６つの面要素を有している。しかしながら、さらにこのエアクッションは、他の好適な形状を、例えば円筒形状または任意の多角形状を有していてもよい。これにより、本発明によるエアクッションは、座面の領域または背もたれの領域に使用することができるだけでなく、シート上にいる乗客を側方から支持する輪郭クッションとしても、または例えばランバーサポートのような機能クッションとしても使用することができる。少なくとも２つの面要素の間に気密性のある容積部を得るためには、それらは、例えば接着面などのような気密性のある接続を用いて相互に接続されなければならない。

本発明によるエアクッションは、特に好ましくは、航空機シートに使用される。しかしながら、この種のエアクッションを、例えば自動車や列車またはバスのような車両に使用することも考えられる。

第１の流体管路および／または第２の流体管路は、好ましくは、流体管路の第１の端部がポンプに接続され、流体管路の第２の端部は、ポンプユニットのハウジングのそれぞれ相互に対向する側に接続されるように配置される。これにより、ポンプユニットを、エアクッションの側面に配置することができ、この場合は流体管路およびポンプを通って、流体を、エアクッションの外部から容積部内へ吐出することができ、さらにそれとは逆方向に吐出することもできる。

好ましくは、第１の流体管路の第２の端部は、エアクッション内にあり、すなわち、第１の流体管路は、エアクッションの容積部に直接開口している。特に好ましくは、第１の流体管路は、容積部の内部にあるハウジング壁部に配置された内側開口部に開口している。

代替的実施形態では、第１の流体管路の一部のみがハウジングの内部に配置され、この場合さらなる部分はハウジングの外部に延在している。これにより、ポンプユニットを、少なくとも２つの面要素によって形成されるエアクッションの容積部から所定の距離に配置することもできる。例えば、ポンプユニットは、エアクッションが取り付けられるシートの下部構造体に配置されてもよい。ポンプユニットと容積部との間の接続は、少なくとも２つの面要素のうちの１つの開口部に接続されるか、または少なくとも２つの面要素のうちの１つを貫通する第１の流体管路によって保証される。この実施形態の利点は、誤機能が生じた場合にポンプユニットだけを交換することができる点にある。さらに、ポンプユニットは、例えば保守管理作業または修理作業のために容易にアクセスできる。

好ましい実施形態では、第２の流体管路は、相互に取り外し可能に接続可能な２つの部分流体管路に分割され、この場合、第１の流体管路の第１の部分は、ポンプからハウジングの壁部まで延在し、第１の流体管路の第２の部分は、ハウジングからエアクッションの容積部まで延在する。これらの部分間の取り外し可能な接続は、好ましくは、気密性があって、手で取り外すことができる。例えばこの目的のために、ねじ結合が適している。

前述したポンプユニットがエアクッションの容積部から所定の距離に配置される構成の他に、ポンプユニットが容積部の内部に配置されているさらなる実施形態を想定してもよい。このケースでは、好ましくはハウジングの側壁に配置される流体導入開口部は、供給管路を介して、少なくとも２つの面要素のうちの１つに配置されている開口部に接続される。

流体導入開口部は、好ましくは周辺雰囲気、すなわちハウジングおよびエアクッションの外側に存在する空気に連通する。所定の実施形態では、この連通は、例えば、少なくとも２つの面要素のうちの１つの開口部と導入開口部との間を延在する供給管路を介して実現されることが想定されてもよい。本発明によるエアクッションを航空機に使用する場合、周辺雰囲気はキャビン空気に相応する。代替的に、流体導入開口部は、さらなる供給管路を介してガス貯蔵器などに接続することもできる。

流体として、特に、空気が使用される。しかしながら、ポンプユニットによって、貯蔵器またはガス供給部からエアクッションの容積部内に吐出することができるガス、特に不活性ガスを使用することも考えられる。

電力供給のために、ポンプユニットは、好ましくは、例えば航空機内で、機上娯楽システムのバックレストモニタの電源またはシートに配置されているＵＳＢポートの電源などの外部電源に、ポンプユニットを接続することができる接続プラグを有する。好ましくは、外部電源の場合、ポンプユニットの電圧および最大電力消費は、各電力供給網に適合化される。つまり、例えばバックレストモニタの電源に接続する場合、２８ボルトの電圧に適合化される。しかしながら、代替的にポンプユニットは、例えば蓄電池やバッテリの形態で、場合によっては再充電可能なエネルギー蓄積器を有することもできる。

共通ハウジングは、好ましくは、円筒形状または直方体形状を有する。ポンプならびに流体管路は、好ましくは、流体が実質的にハウジングの長手方向軸線に沿って吐出されるように配置される。代替的に、共通ハウジングは、ポンプユニットの全ての構成部品を収容するのに適した任意の他の形状、例えば任意の多角形状を有することもできる。

ハウジングは、好ましくは、例えばＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）などの熱可塑性ポリマーのようなプラスチックから製造されている。特に好ましくは、ポンプユニットのハウジングは、エアクッションの面要素の開口部内に溶接され、それによってポンプユニットにより、流体が面要素を通ってポンピングされ得る。

好ましくは、ポンプとして、特に１つの吐出方向を有するダイヤフラムポンプが使用される。このダイヤフラムポンプは、好ましくは電気的駆動部を含む。

代替的に、ポンプは、流体の連続的な吐出を可能にするフローポンプであってもよい。このポンプは、例えば回転ピストンポンプまたはインペラポンプとして構成されてもよい。

さらに、ポンプとして、２つの吐出方向を有するポンプを使用することができる。本願の趣旨において「２つの吐出方向を有するポンプ」とは、流体を、第２の流体管路から第１の流体管路に吐出することも、それとは逆方向に第１の流体管路から第２の流体管路に吐出することも可能であるポンプと理解されたい。すなわち、このポンプは、エアクッションを膨張させることも、能動的に排気させることも可能であることを意味する。これにより、エアクッションの内圧の可及的に迅速な適合化を得ることができる。

ポンプは、好ましくは、停止状態において、第１および第２の流体管路を気密に分離するように構成されている。代替的に、好ましくは、第１の流体管路内に、ポンプが停止されたときに、容積部からの空気の流出を阻止する逆止弁が配置されてもよい。

ハウジングは、好ましくは、少なくとも２つの面要素のうちの１つを貫通する。これにより、エアクッションの容積部ならびにポンプユニットは、新しいシートだけでなく既存のシートにも、さらなる適合化なしで配置することができる小型のユニットを形成する。この実施形態では、ハウジングは、好ましくは、できるだけ僅かしか当該ハウジングが面要素を超えて突出しないように配置される。特に好ましくは、ハウジングは、当該ハウジングの壁部が面要素と面一になるように当該面要素に配置される。流体導入開口部ならびに任意の接続プラグは、好ましくは、面要素の外側にある壁部もしくは壁部の一部に配置される。

好ましくは、ポンプユニットは、エアクッションの容積部を流体排出開口部に接続させることができる第３の流体管路を有する。

これにより、１つの作用方向だけを有するポンプを使用することができる。なぜなら第３の流体管路によって、エアクッションの容積部の排気が可能になるからである。好ましくは、第３の流体管路は、当該第３の流体管路を通る流体通流を遮断することができる弁を有する。

第３の流体管路は、好ましくは、抵抗、特に狭窄部位またはスロットルバルブを有する。これにより、流体の流れを所定の最大流量に制限することができる。このことは、エアクッションを排気させる速度を制限する。これにより、エアクッションに着座している乗員にとって不快に感じるエアクッションの急激な容積変化は生じない。

第３の流体管路は、好ましくは第１の流体管路に、特にＴ字管を介して接続される。

本発明の一実施形態では、周辺雰囲気から第１の流体管路内へ第１の所定の圧力を有する一定の空気を吐出する作用方向を有するポンプが使用される。この空気の一部は、第３の流体管路を介して再び周辺雰囲気に逃がされ、その際に第３の流体管路を介して逃がされる空気量は、抵抗によって最大値に制限される。ポンプによって吐出された空気の第２の部分は、エアクッションの容積部に到達する。周辺圧力およびエアクッションに着座している人によって、エアクッションに力が加えられ、この力によって空気が容積部から第２の圧力で第１の流体管路内に押し出される。ポンプの吐出能力の適切な選択およびそれに伴う第１の所定の圧力の適切な選択ならびに抵抗の適切な選択により、エアクッションの容積部の内部において、ポンプによって供給される空気量と第３の流体管路を通って逃がされる空気量との間のバランスによって得られる所定の内圧を維持することができる。

好ましくは、ポンプユニットは、エアクッションの容積部の内圧と周辺圧力との間の差圧を測定することができる第１の差圧センサを有する。さらに、ポンプユニットは、制御ユニットを有しており、この場合この制御ユニットは、第１の差圧センサによって測定された差圧が所定の目標差圧を下回った場合には、測定された差圧が所定の目標差圧に相応するまで、エアクッションを膨張させるべくポンプを作動させるように構成されている。

制御ユニットは、好ましくは、少なくともポンプを駆動制御できるプリント基板ならびにマイクロチップを有する。さらに、制御ユニットは、例えば、目標圧力値を記憶できるメモリモジュールを有することもできる。

差圧センサは、好ましくは、少なくとも２つの圧電素子を有し、この場合１つの圧電素子は、容積部の内部で作用する圧力を測定するために、容積部の内部にまたは第１の流体管路内に配置され、さらにこの場合、第２の圧電素子は、周辺雰囲気の圧力を測定するためにエアクッションの外部に配置されている。

目標差圧は、好ましくは固定的に設定され、制御ユニットのメモリモジュールに記憶される。代替的に、目標差圧は、例えば入力機器を介して変更可能であってもよい。これにより、エアクッションの内部の圧力、ひいてはクッションの硬度を個別に設定することが可能になる。

好ましくは、第１の流体管路は１つの弁を有する。この弁を介して、エアクッションの容積部を、ポンプから、もしくは第３の流体管路が第１の流体管路に接続されている場合には当該第３の流体管路から、選択的に分離することができる。

この弁は、好ましくは３ポート２位置弁であり、この場合第３の流体管路は、好ましくは当該弁を介して第１の流体管路に接続されている。この実施形態では、制御ユニットは、所定の目標差圧を上回った場合には、測定された差圧が目標差圧に相応するまで、エアクッションの容積部を第３の流体管路を介して流体排出開口部に接続させるべく弁を切り替えるように構成されている。したがって、そのような弁を介してエアクッションの容積部は、ポンプまたは第３の流体管路と選択的に接続することができる。

制御ユニットはさらに、目標差圧を下回った場合に、容積部をポンプに接続させるように弁を切り替える構成となっており、その場合ポンプは、目標差圧に達するまで容積部を充填するために作動される。

本発明の変化実施形態では、第３の流体管路は、ポンプと弁との間で第１の流体管路に、特にＴ字管を介して接続されている。

好ましくは、制御ユニットは、目標差圧を上回った場合または下回った場合に、弁が開かれるように構成されている。目標差圧を上回った場合には、ポンプは停止される。これにより、空気をエアクッションの容積部から第３の流体管路を介して逃がすことが可能になる。目標差圧を下回った場合には、付加的にポンプが作動される。このポンプは、空気を第１の流体管路内へ吐出し、この空気の一部は第３の流体管路を通って逃がされる。好ましくは抵抗の存在により、逃がされる空気量が制限される。それゆえ、ポンプの吐出能力は、好ましくは、抵抗を通る空気の最大流量よりも高くなるように選択される。それにより、第３の流体管路を通って逃がされる空気量にもかかわらず、エアクッションの容積部を充填することができる。

本発明のさらなる実施形態では、好ましくは、第１の流体管路内で作用する圧力を測定するために、第１の圧力センサが第１の流体管路に接続される。ポンプユニットは、好ましくは制御ユニットを有しており、この制御ユニットは、第１の流体管路内で少なくとも１つのセンサによって測定された圧力に依存して、エアクッションを膨張または排気させるべくポンプが作動されるように構成されている。

これにより、エアクッション内の一定の内圧を常に維持することができる。特に、例えば上昇飛行または降下飛行の結果として、エアクッション外部の圧力状態が変化した場合にも、エアクッションに着座している乗員に対して常に同じシート硬度を自動的に維持することができる。

好ましくは、制御ユニットは、第１のセンサによって測定された圧力を、好ましくは制御ユニット内でメモリモジュールに格納されている目標圧力と比較する。特に好ましくは、製造の際に、各ポンプユニットに対して特定の目標圧力を設定することができる。そのため、エアクッションに対して座席上の異なる位置で異なる硬度を設定することができる。代替的に、制御ユニットは、目標圧力が、インターフェースを介して、例えば専用の保守管理機器を介して変更できるように構成され、あるいは乗客によって操作可能なシート上の入力機器を介してさえ変更できるように構成される。

ごく僅かな圧力変化の際のエアクッションの膨張もしくは排気を防止するために、特に、所定の許容圧力範囲を、目標圧力付近に定めることが想定される。少なくとも１つの圧力センサによって測定された圧力が、この許容圧力範囲内にある場合には、圧力の適合化は行われない。そして、許容圧力範囲を上回るかまたはそれを下回る場合に、制御ユニットは、エアクッションを膨張または排気させるべくポンプを作動させる。

代替的に、制御ユニットは、エアクッションの膨張もしくは排気を、外部信号を介して引き起こすことも可能である。例えば、外部センサシステムかまたは入力システムを介して、異なる飛行段階を認識もしくは入力することができ、それに基づいて制御ユニットは、エアクッションを相応に膨張または排気させる。

さらに、別の実施形態では、第１の圧力センサは、第２の流体管路に接続されてもよい。この場合、制御ユニットは、第１のセンサによって測定された圧力に依存して、エアクッションを、ポンプの作動により膨張もしくは排気させるように構成されている。

第１の圧力センサを第２の供給管路に接続することによって、エアクッションの外部で作用する圧力を測定することができる。制御ユニットは、特に、外圧が減少する場合にはエアクッションを排気させ、外圧が増加する場合には膨張させるように構成されている。これにより、外圧の変化に起因するシート硬度の増減を補償することができる。

本発明によるエアクッションを航空機シートに使用する場合、当該実施形態において、第１の圧力センサによって測定された圧力は、キャビン圧力に相応する。

好ましくは、第１の圧力センサは、第１の流体管路に接続されており、この場合第２の流体管路内で作用する圧力を測定するために、第２の圧力センサが、第２の流体管路に接続されており、この場合第２の圧力センサも制御ユニットに接続されている。制御ユニットは、ここでは、第１の流体管路内で作用する圧力と、第２の流体管路内で作用する圧力との間の差圧を算出するように構成されており、ここでこの差圧が目標差圧から偏差している場合には、当該差圧が所定の目標差圧に相応するまで、エアクッションを膨張または排気させるべくポンプが作動される。

本発明によるエアクッションの当該実施形態では、好ましくは、２つの吐出方向を有するポンプが使用される。

第１の圧力センサを用いることにより、エアクッションの容積部内で作用する圧力を測定することができ、第２の圧力センサを用いることにより、エアクッションの外部でもしくは供給管路内で作用する圧力を測定することができる。好ましくは、この圧力は、エアクッションの全周にわたり作用する周辺圧力に相応する。本発明によるエアクッションを航空機シートに使用する場合、第２の圧力センサによって測定される圧力は、キャビン圧力に相応する。

ポンプは、好ましくは、停止状態において、第１の流体管路および第２の流体管路を相互に気密に分離するように構成されている。

これにより、付加的な弁を使用する必要性なしで、ポンプが停止したときの流体の抜けが防止される。これにより、一方では重量をセーブすることができ、他方では、ポンプユニットの製造コストを低減することもできる。

代替的に、好ましくは、弁は、第１の流体管路および／または第２の流体管路に配置され、この場合この弁は、制御ユニットに接続されている。この弁により、ポンプが停止したときの流体の抜けが防止され得る。

さらに、代替的に、第１の流体管路内に逆止弁を設けてもよい。この逆止弁は、ポンプが停止状態にある場合の、容積部からの空気の流出を防止する。この逆止弁は、能動的に切り替わる必要はなく、これによってエアクッションの構造を簡素化することができる。

好ましくは、ポンプユニットは、制御ユニットを、バスシステムに接続させることができる接続端子を有している。

一方では、制御ユニットおよびそれに伴いポンプならびに１つ以上のセンサにもバスシステムを介して電力を供給することができる。他方では、接続されたポンプユニットを、バスシステムを介して、例えば目標圧力または目標差圧を変更するために制御することも可能である。これにより、簡単な方法で、シートの個々の領域が乗客によりシート硬度に関して個別に設定することができるシステムのためにポンプユニットを使用することができる。

本出願の別の態様は、本発明によるエアクッションの航空機シートへの使用に関する。

本出願のさらに別の態様は、本発明によるエアクッション用のポンプユニットに関するものであり、このポンプユニットは、ポンプと、第１の流体管路と、第２の流体管路とを有しており、この場合、ポンプ、第１の流体管路の少なくとも一部、ならびに第２の流体管路は、共通のハウジング内に配置されている。

本出願はさらに、エアクッションの内圧を、特に該エアクッションの面要素に配置されたポンプユニットを用いて、当該エアクッションの外部で作用する圧力に依存して自動的に適合化する方法に関している。第１のステップでは、エアクッションの流体圧力が測定される。特に好ましくは、この測定は、本発明によるポンプユニットの第１の供給管路に接続された圧力センサを用いて行われる。第２のステップでは、測定された流体圧力は、特に本発明によるポンプユニットの制御ユニットにより、所定の目標圧力と比較される。測定された流体圧力が所定の目標圧力から偏差している場合には、測定された流体圧力が所定の目標圧力に相応するまで、エアクッションを膨張または排気させるべくポンプが作動される。

代替的な方法では、エアクッションの容積部と周辺圧力との間の差圧が検出される。目標差圧または目標差圧範囲から偏差している場合には、容積部に空気が充填されるかまたは容積部から空気が排出されるようにポンプユニットのポンプおよび場合によっては弁が切り替えられる。

本発明のさらなる好ましい実施形態および特徴の組み合わせは、以下の詳細な説明および特許請求の範囲全体から明らかになる。

実施例の説明に用いるための本発明によるエアクッションの概略図 本発明によるエアクッションの第１の実施形態の概略的断面図 本発明によるエアクッションの第２の実施形態の概略的断面図 本発明によるエアクッションの第３の実施形態の概略的断面図 本発明によるエアクッションの第４の実施形態の概略的断面図 本発明によるエアクッションの第５の実施形態の概略的断面図 本発明によるエアクッションの第６の実施形態の概略的断面図 本発明によるエアクッションの第７の実施形態の概略的断面図である。

これらの図面において、同じ部品には基本的に同じ参照番号が付されている。

発明を実施する手法
図１は、ポンプユニット２を備えた本発明によるエアクッション１の概略的透視図を示す。エアクッション１は図示の例では直方体であり、それに応じて６つの面要素を有しており、それらは相互に気密に接続されている。これらの面要素は、空気で充填される容積部１１を画定している。ポンプユニット２は、エアクッション１の第１の面要素３の開口部に溶接されている。この場合、ポンプユニット２は、流体導入開口部４がエアクッション１の外部において、ポンプユニット２のハウジング１０に存在するように配置されている。このポンプユニット２を介して、エアクッション１の容積部１１に空気を充填すること、またはエアクッションの容積部１１から空気を排出することが可能である。

図２は、本発明によるエアクッション１の第１の実施形態を断面図で示しており、ここではポンプユニット２が詳細に示されている。この図から認識されるように、ポンプユニット２は、エアクッション１の第１の面要素３に配置されている。流体導入開口部４は、エアクッション１の外部に存在している。この流体導入開口部４には、第２の流体管路５が接続されており、この第２の流体管路５は、流体導入開口部４を、ポンプ８に流体連通させている。ポンプ８は、エアクッション１の容積部１１の側と、第１の流体管路６を介して流体連通されており、この第１の流体管路６は、容積部１１の内部に配置されている内側開口部７に開口している。さらに、ポンプユニット２のハウジング１０内には、制御ユニット９が存在しており、この制御ユニット９は、エアクッション１を膨張または排気させるべくポンプ８を作動もしくは停止させる。ポンプ８は、図２に示されている実施例では、２つの作用方向を有するポンプであり、すなわち、このポンプ８は、容積部１１内に空気を充填することも、容積部１１から空気を吸引することもできる。さらに、このポンプ８は、当該実施例では、停止状態において、第１の流体管路６を、第２の流体管路５から気密に分離するように構成されている。

ポンプユニットの機能性を保証するために、ポンプユニットは、外部電源に対する接続手段、例えばプラグを有している。しかしながら、代替的に、ポンプユニットは、例えばバッテリや蓄電池のような内部エネルギー源を有することもできる。さらに、ポンプユニット２は、図８による実施形態に示すような、バスシステム用の接続手段を有することもできる。このことは、本出願の中で開示されている全ての実施形態に当てはまる。

図３は、本発明の第２の実施形態を側面図で示している。ここでも、ポンプユニット２は拡大して詳細に示されているが、それに対してエアクッション１の容積部１１は一部だけが示されている。

図２による実施形態とは異なり、本実施形態によるポンプユニット２は、第３の流体管路１２を有しており、この第３の流体管路１２は、第１の流体管路６に流体連通されている。さらにポンプユニット２は、制御ユニット９を有していない。

第３の流体管路１２は、エアクッションの外部のハウジング１０に配置された流体排出開口部１３に開口している。この第３の流体管路１２の内部には、ここでは概略的に第３の流体管路１２の断面の狭窄部位として示された抵抗１４が配置されている。この抵抗１４により、当該第３の流体管路１２を通流する空気量を最大流量に制限することができる。

ポンプ８は、第１の圧力の空気を第１の流体管路６に連続的に吐出する。吐出された空気の一部は、第３の流体管路１２を通って再び逃がされる。それに対して吐出された空気のさらなる部分は、内側開口部７を介してエアクッション１の容積部１１に吐出される。エアクッション１の容積部１１内の圧力が第１の圧力を上回ると、空気はポンプ８の吐出方向に反して第１の流体管路６に押し込まれ、その際この空気は、ポンプ８によって吐出された空気と共に第３の流体管路１２を介して逃がされる。そのためポンプ８の吐出能力ならびに抵抗１４の最大流量を適切に選択することにより、容積部１１内部の所定の圧力または圧力範囲を維持することができる。この場合抵抗１４は、所定の圧力を上回った場合にのみ開かれる圧力逃がし弁として構成されてもよい。

図４は、本発明によるエアクッション１の第３の実施形態を示し、ここでもポンプユニット２の詳細図が概略的断面図で示されている。

この実施形態では、ポンプユニット２は、容積部１１内で作用する圧力と周辺環境内で作用する圧力との間の差圧を測定する差圧センサ１６を有している。さらに、第１の流体管路６内には弁１５が配置されている。この弁１５は、図示の実施形態では３ポート２位置弁として構成されており、ここでの第３の流体管路１２は、この弁１５を介して第１の流体管路６に接続されている。制御ユニット９は、差圧センサ１６によって測定された、容積部１１と周辺雰囲気との間の差圧に基づいて、弁１５ならびにポンプ８を切り替える。

通常の状態、すなわち差圧センサ１６によって測定された差圧が、所定の目標差圧に相応するか、または目標差圧範囲内にある場合には、ポンプ８がエアクッション１の容積部１１に流体連通するように弁１５が切り替えられる。図示の実施例によるポンプ８は、停止状態において、第１の流体管路６を第２の流体管路５から気密に分離するポンプである。特に、このポンプ８は、図示の実施例ではダイヤフラムポンプである。

差圧センサ１６によって測定された差圧が目標差圧または目標差圧範囲の上方にある場合には、制御ユニット９は、容積部が第３の流体管路１２に流体連通するように弁１５を切り替える。これにより、エアクッション１を排気させるために、空気を、容積部１１から第３の流体管路および流体排出開口部１３を介して排出させることができる。差圧センサ１６によって測定された差圧が目標差圧に相応するか、または目標差圧範囲内にある場合には、制御ユニット９は、容積部１１がポンプ８に流体連通するように弁１５を切り替える。ポンプ８は、第１の流体管路６を第２の流体管路５から気密に分離するので、もはや空気を容積部１１から排出させることはできない。

それに対して、測定された差圧が目標差圧を下回るかまたは目標差圧範囲の下方にある場合には、制御ユニット９は、ポンプ８によって空気を流体導入開口部４および第２の流体管路５を介して第１の流体管路６内に、そして内側開口部７を介して容積部１１内に吐出できるようにすべく当該ポンプ８を作動させる。差圧センサ１６によって測定された差圧が目標差圧に相応するか、またはこれが目標差圧範囲内にある場合には、制御ユニット９は、ポンプ８を再び停止させる。

図５は、本発明の第４の実施形態を示し、ここでもポンプユニット２の詳細図が概略的断面図で示されている。この実施形態では、ポンプユニット２内で、第３の流体管路１２が、弁１５とポンプ８との間にある領域において第１の流体管路６に接続されている。この弁１５は、図示の実施形態では２ポート２位置弁として構成されている。

差圧センサ１６によって測定された差圧が目標差圧を上回るかまたは目標差圧範囲の上方にある場合には、制御ユニット９は、弁１５を開く。これにより、空気は、エアクッション１を排気させるべく容積部１１から第３の流体管路および流体排出開口部１３を介して排出することができる。差圧センサ１６によって測定された差圧が目標差圧に相応するか、またはこれが目標差圧範囲内にある場合には、制御ユニット９は、弁１５を遮断させる。

それに対して、測定された差圧が目標差圧を下回るかまたは目標差圧範囲の下方にある場合には、制御ユニット９はポンプ８を作動させ、弁１５を開く。これにより、空気は、容積部１１に、ならびに第３の流体管路１２を介して、再び周辺環境に吐出される。この場合、ポンプ８の吐出体積流量は、当該吐出体積流量が、第３の流体管路１２を通り抵抗１４によって定められる最大流量よりも多くなるように選択され、それによって、第３の流体管路１２を介した空気の排出にもかかわらず、エアクッション１の容積部１１を充填することができるようになる。

差圧センサ１６によって測定された差圧が目標差圧に相応するかまたはこれが目標差圧範囲内にある場合には、制御ユニット９は、ポンプ８を再び停止させて弁１５を閉じる。

図６は、本発明によるエアクッション１の第５の実施形態の概略的断面図を示す。ポンプユニット２のポンプ８は、２つの吐出方向を有するポンプとして構成されている。図示の実施形態では、第１の圧力センサ１７が第１の流体管路６に接続されている。制御ユニット９は、プリント基板を有し、ならびに好ましくは圧力測定に依存してポンプ８を駆動制御すべく第１の圧力センサ１７の圧力測定値を評価することができるマイクロチップを有している。制御ユニット９は、第１の圧力センサ１７によって測定された圧力に依存してポンプ８が空気をエアクッション１の容積部１１に吐出すべくまたは当該容積部１１から能動的に排出すべく作動されるように構成されている。このポンプ８は、停止状態において、エアクッション１からの空気の抜けを防止すべく第１の流体管路６および第２の流体管路５を相互に気密に分離させるように構成されている。

図７は、本発明によるエアクッション１のさらなる実施形態を示す。図６による実施形態とは異なり、ポンプユニット２は、第２の流体管路５に接続された第２の圧力センサ１８を有する。これにより、第１の流体管路６内で作用する圧力および容積部１１内で作用する圧力に対してさらに付加的に、第２の流体管路５内で作用する圧力を測定することができる。この圧力は、通常は周辺圧力に相応する。さらに、図７に示すポンプユニット２の実施形態は、当該ポンプユニット２をバスシステム（図示せず）に接続させるための接続端子１９を有している。このバスシステムを介して、制御ユニット９は、例えば圧力目標値を変更すべく駆動制御することができる。

図８は、本発明によるエアクッション１のさらなる実施形態を示す。この実施形態は、図７の実施形態に概ね相応しており、ここでは付加的に、弁１５が第２の流体管路５に配置されている。特に、ポンプ８が、第１の流体管路６と第２の流体管路５との間を気密に分離させることができない場合には、当該弁１５によってエアクッション１の容積部１１からの空気の抜けを防止することができる。

Claims (17)

1. エアクッション、特に航空機シート用のエアクッションであって、
   少なくとも２つの面要素（３）を含んでおり、該少なくとも２つの面要素（３）は、それらの縁部の全周にわたり相互に気密に接続されており、それにより、前記少なくとも２つの面要素（３）の間に、空気を充填することができる容積部（１１）が生じ、
   前記エアクッション（１）は、ポンプユニット（２）を備えており、該ポンプユニット（２）は、ポンプ（８）と、該ポンプ（８）を前記エアクッション（１）の前記容積部（１１）に接続させる第１の流体管路（６）と、前記ポンプ（８）を流体導入開口部（４）に接続させる第２の流体管路（５）とを有している、エアクッションにおいて、
   前記ポンプ（８）、前記第１の流体管路（６）の少なくとも一部、ならびに前記第２の流体管路（５）が、共通のハウジング（１０）内に配置されていることを特徴とする、エアクッション。
2. 前記ハウジング（１０）は、前記少なくとも２つの面要素（３）のうちの１つを貫通している、請求項１記載のエアクッション。
3. 前記ポンプユニット（２）は、前記エアクッション（１）の前記容積部（１１）を流体排出開口部（１３）に接続させることができる第３の流体管路（１２）を有している、請求項１または２記載のエアクッション。
4. 前記第３の流体管路（１２）は、抵抗（１４）、特に狭窄部位またはスロットルバルブを有している、請求項３記載のエアクッション。
5. 前記第３の流体管路（１２）は、前記第１の流体管路（６）に、特にＴ字管を介して接続されている、請求項３または４記載のエアクッション。
6. 前記ポンプユニット（２）は、前記エアクッション（１）の前記容積部（１１）と周辺圧力との間の差圧を測定することができる第１の差圧センサ（１６）、ならびに制御ユニット（９）を有しており、前記制御ユニット（９）は、前記第１の差圧センサ（１６）によって測定された差圧が所定の目標差圧を下回った場合には、前記測定された差圧が所定の目標差圧に相応するまで、前記エアクッション（１）を膨張させるべく前記ポンプ（８）を作動させるように構成されている、請求項３または４記載のエアクッション。
7. 前記第１の流体管路（６）は、１つの弁（１５）を有している、請求項６記載のエアクッション。
8. 前記弁（１５）は、３ポート２位置弁であり、前記第３の流体管路（１２）は、前記弁（１５）を介して前記第１の流体管路（６）に接続されており、さらに、前記制御ユニット（９）は、所定の目標差圧を上回った場合には、測定された差圧が目標差圧に相応するまで、前記エアクッション（１）の前記容積部（１１）を前記第３の流体管路（１２）を介して前記流体排出開口部（１３）に接続させるべく前記弁（１５）を切り替えるように構成されている、請求項７記載のエアクッション。
9. 前記第３の流体管路（１２）は、前記ポンプ（８）と前記弁（１５）との間で前記第１の流体管路（６）に、特にＴ字管を介して、接続されている、請求項７記載のエアクッション。
10. 前記制御ユニット（９）は、目標差圧を上回った場合または下回った場合に、前記弁（１５）が開かれるように構成されている、請求項９記載のエアクッション。
11. 前記第１の流体管路（６）内で作用する圧力を測定するために、第１の圧力センサ（１７）が前記第１の流体管路（６）に接続されており、前記制御ユニット（９）は、前記第１のセンサ（１７）によって測定された圧力に依存して、前記エアクッション（１）を、前記ポンプ（８）の作動により膨張もしくは排気させるように構成されている、請求項１または２記載のエアクッション。
12. 前記第２の流体管路（５）内で作用する圧力を測定するために、第２の圧力センサ（１８）が前記第２の流体管路（５）に接続されており、前記制御ユニット（９）は、前記第１の流体管路（６）内で作用する圧力と、前記第２の流体管路（５）内で作用する圧力との間の差圧を算出するように構成されており、前記差圧が所定の目標差圧から偏差している場合には、当該差圧が所定の目標差圧に相応するまで、前記エアクッション（１）を膨張または排気させるべく前記ポンプ（８）が作動される、請求項１１記載のエアクッション。
13. 前記ポンプ（８）は、停止状態において、前記第１の流体管路（６）および前記第２の流体管路（５）を相互に気密に分離するように構成されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のエアクッション。
14. 弁（１５）が、前記第１の流体管路（６）および／または前記第２の流体管路（５）に配置されている、請求項１１から１３までのいずれか１項記載のエアクッション。
15. 前記ポンプユニット（２）は、前記制御ユニット（９）をバスシステムに接続させることができる接続端子（１９）を有している、請求項１から１４までのいずれか１項記載のエアクッション。
16. 航空機シートにおける、請求項１から１５までのいずれか１項記載のエアクッションの使用。
17. 請求項１から１５までのいずれか１項記載のエアクッション用のポンプユニットであって、ポンプ（８）と、該ポンプ（８）を前記エアクッション（１）の前記容積部（１１）に接続可能である第１の流体管路（６）と、前記ポンプ（８）を流体導入開口部（４）に接続させる第２の流体管路（５）とを有している、ポンプユニットにおいて、
    前記ポンプ（８）、前記第１の流体管路（６）の少なくとも一部、ならびに前記第２の流体管路（５）が、共通のハウジング（１０）内に配置されていることを特徴とするポンプユニット。

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