JP2021052867A - Fluid cell type mattress - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体セルの流体室に対する流体の給排によって上面を変形させることができる流体セル式マットレスであって、特に圧力センサによる圧力の検出結果に基づいて流体室への流体の給排を制御する流体セル式マットレスに関するものである。 The present invention is a fluid cell type mattress whose upper surface can be deformed by supplying and discharging a fluid to the fluid chamber of the fluid cell, and particularly to supply and discharge the fluid to the fluid chamber based on the pressure detection result by a pressure sensor. It relates to a fluid cell mattress to be controlled.
従来から、例えばベッド上に敷かれて使用されるマットレスの一種として、流体セル式マットレスがある。流体セル式マットレスは、例えば特開2017−153743号公報(特許文献1)に示すように、内部に流体室を有する流体セルを備えており、流体セルの流体室内の空気などの量を調節することによって、マットレス上面の形状を使用者に追従するように変化させることが可能とされている。 Conventionally, as a kind of mattress used, for example, laid on a bed, there is a fluid cell type mattress. As shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-153743 (Patent Document 1), the fluid cell type mattress includes a fluid cell having a fluid chamber inside, and adjusts the amount of air or the like in the fluid chamber of the fluid cell. This makes it possible to change the shape of the upper surface of the mattress so as to follow the user.
ところで、本出願人は、特許文献1の流体セル式マットレスにおいて、流体セルに作用する上下方向の圧力を検出するシート状の圧力センサを設けた構造を提案している。そして、圧力センサの検出結果に基づいて流体セルの流体室に対する空気などの給排を制御することにより、マットレス上の使用者に対して体圧分散による良好な寝心地等を提供することができる。 By the way, the applicant has proposed a structure in which a sheet-shaped pressure sensor for detecting the pressure in the vertical direction acting on the fluid cell is provided in the fluid cell type mattress of Patent Document 1. Then, by controlling the supply and discharge of air and the like to the fluid chamber of the fluid cell based on the detection result of the pressure sensor, it is possible to provide the user on the mattress with a good sleeping comfort by dispersing the body pressure.
また、特許文献1では、圧力センサによる圧力の計測が適切に実行されるように、圧力センサが流体セルに対して面方向で位置決めされる。即ち、圧力センサがマットレス本体の上面を覆う支持面カバーに対して位置決めされており、支持面カバーをマットレス本体に装着することで、圧力センサが支持面カバーを介して流体セルに対して位置決めされるようになっている。 Further, in Patent Document 1, the pressure sensor is positioned in the plane direction with respect to the fluid cell so that the pressure measurement by the pressure sensor is appropriately performed. That is, the pressure sensor is positioned with respect to the support surface cover covering the upper surface of the mattress body, and by attaching the support surface cover to the mattress body, the pressure sensor is positioned with respect to the fluid cell via the support surface cover. It has become so.
しかし、本発明者が検討したところ、特許文献1に開示された構造では、圧力センサの位置決めが十分でない場合もあることが明らかになった。即ち、特許文献1の構造では、通常の使用状態において圧力センサが流体セルに対して十分に位置決めされる一方、マットレスを立てた状態で輸送や保管などを行うと、支持面カバーがマットレス本体に対して動くことで圧力センサのマットレス本体に対する位置がずれる場合があった。また、圧力センサがマットレス本体に対して位置がずれてしまうと、位置ずれを検知して報知することが困難であると共に、その後の自動的な回復が難しいため、位置ずれ状態が継続してしまうという問題があった。位置ずれ状態が継続すると、マットレス上の使用者の体圧分布を正しく計測できないため、床ずれ発生リスクの高い高圧力部位を見逃してしまい、床ずれの発生を防止できないおそれもあると考えられる。 However, as a result of examination by the present inventor, it has become clear that the position of the pressure sensor may not be sufficient in the structure disclosed in Patent Document 1. That is, in the structure of Patent Document 1, while the pressure sensor is sufficiently positioned with respect to the fluid cell under normal use conditions, when the mattress is transported or stored with the mattress upright, the support surface cover becomes the mattress body. The position of the pressure sensor with respect to the mattress body may shift due to the movement. Further, if the pressure sensor is displaced with respect to the mattress body, it is difficult to detect and notify the displacement, and it is difficult to automatically recover after that, so that the displacement state continues. There was a problem. If the misaligned state continues, the body pressure distribution of the user on the mattress cannot be measured correctly, so it is considered that the high pressure part with a high risk of pressure sore may be overlooked and the occurrence of pressure sore may not be prevented.
本発明の解決課題は、圧力センサの流体セルに対する位置ずれを防止して圧力を高精度に検出することができる、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。 An object of the present invention is to provide a fluid cell type mattress having a novel structure capable of preventing a displacement of a pressure sensor with respect to a fluid cell and detecting pressure with high accuracy.
以下、本発明を把握するための好ましい態様について記載するが、以下に記載の各態様は、例示的に記載したものであって、適宜に互いに組み合わせて採用され得るだけでなく、各態様に記載の複数の構成要素についても、可能な限り独立して認識及び採用することができ、適宜に別の態様に記載の何れかの構成要素と組み合わせて採用することもできる。それによって、本発明では、以下に記載の態様に限定されることなく、種々の別態様が実現され得る。 Hereinafter, preferred embodiments for grasping the present invention will be described, but each of the embodiments described below is described as an example, and not only can be appropriately combined with each other and adopted, but also described in each embodiment. The plurality of components of the above can also be recognized and adopted independently as much as possible, and can be appropriately adopted in combination with any of the components described in another embodiment. Thereby, in the present invention, various other aspects can be realized without being limited to the aspects described below.
第一の態様は、内部に形成された流体室に対する流体の供給又は排出が可能とされた流体セルが設けられていると共に、厚さ方向で作用する圧力を検出する可撓性シート状の圧力センサが設けられており、該流体セルの該流体室に対する流体の供給と排出が、該圧力センサによって検出された上下方向の圧力に基づいて制御される流体セル式マットレスであって、前記圧力センサを前記流体セルに連結して該圧力センサの面方向の移動量を制限することで位置決めする連結手段が設けられているものである。 In the first aspect, a fluid cell capable of supplying or discharging a fluid to a fluid chamber formed inside is provided, and a flexible sheet-like pressure for detecting a pressure acting in the thickness direction is provided. A fluid cell type mattress in which a sensor is provided and the supply and discharge of a fluid to the fluid chamber of the fluid cell is controlled based on the vertical pressure detected by the pressure sensor, wherein the pressure sensor is provided. Is provided to the fluid cell to position the pressure sensor by limiting the amount of movement of the pressure sensor in the surface direction.
本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、圧力センサと流体セルの位置決めが、圧力センサを流体セルに連結する連結手段によって実現されている。即ち、圧力センサが流体セルに対して連結手段によって連結されている。それ故、例えば、流体セル式マットレスが立てられるなどして通常の使用状態とは異なる向きで保管等されたとしても、圧力センサの流体セルに対する移動が連結手段によって直接的に抑えられて制限される。 According to the fluid cell mattress having a structure according to this aspect, the positioning of the pressure sensor and the fluid cell is realized by the connecting means for connecting the pressure sensor to the fluid cell. That is, the pressure sensor is connected to the fluid cell by the connecting means. Therefore, for example, even if the fluid cell type mattress is erected and stored in a direction different from the normal usage state, the movement of the pressure sensor with respect to the fluid cell is directly suppressed and restricted by the connecting means. To.
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、前記流体セルの下方に板状の底板部材が設けられており、前記連結手段が、該底板部材と、該流体セルと該底板部材を連結する第一の連結部と、前記圧力センサと該底板部材を連結する第二の連結部とを、含んで構成されているものである。 In the second aspect, in the fluid cell type mattress described in the first aspect, a plate-shaped bottom plate member is provided below the fluid cell, and the connecting means is the bottom plate member and the fluid cell. It is configured to include a first connecting portion for connecting the bottom plate member and a second connecting portion for connecting the pressure sensor and the bottom plate member.
本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、流体セルと圧力センサがそれぞれ底板部材に対して連結されることにより、流体セルと圧力センサが底板部材を含む連結手段によって相互に連結されて位置決めされる。本態様では、例えば流体セルに固定れて流体セルを位置決めしたり、流体セルの下部を支持したりするのに採用される底板部材を利用して、連結手段を構成することができる。また、例えば複数の流体セルがそれぞれ固定される底板部材を採用すると共に、複数の流体セルにわたって配される可撓性シート状の圧力センサを採用する場合に、少ない箇所又は数の連結手段によって、複数の流体セルに対して圧力センサを効率的に位置決めすることも可能になる。 According to the fluid cell type mattress having a structure according to this embodiment, the fluid cell and the pressure sensor are connected to the bottom plate member, respectively, so that the fluid cell and the pressure sensor are connected to each other by the connecting means including the bottom plate member. Is positioned. In this aspect, the connecting means can be configured by using, for example, a bottom plate member fixed to the fluid cell to position the fluid cell or to support the lower part of the fluid cell. Further, for example, when a bottom plate member to which a plurality of fluid cells are fixed is adopted and a flexible sheet-like pressure sensor arranged over the plurality of fluid cells is adopted, a small number or a number of connecting means may be used. It is also possible to efficiently position the pressure sensor with respect to a plurality of fluid cells.
第三の態様は、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、前記第二の連結部が可撓性の連結バンドを含んで構成されており、該連結バンドの一方の端部が前記流体セルの上面に重ね合わされた前記圧力センサの外周部分に取り付けられていると共に、該連結バンドの他方の端部が前記底板部材に取り付けられているものである。 A third aspect is the fluid cell mattress according to the second aspect, wherein the second connecting portion is configured to include a flexible connecting band, and one end of the connecting band is formed. It is attached to the outer peripheral portion of the pressure sensor superposed on the upper surface of the fluid cell, and the other end of the connecting band is attached to the bottom plate member.
本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、第二の連結部が連結バンドを含んで構成されることにより、流体セルの下側に配される底板部材と、流体セルの上側に配される圧力センサを容易に連結することができる。 According to the fluid cell type mattress having a structure according to this embodiment, the second connecting portion includes the connecting band, so that the bottom plate member arranged on the lower side of the fluid cell and the upper side of the fluid cell The arranged pressure sensors can be easily connected.
第四の態様は、第一〜第三の何れか1つの態様に記載された流体セル式マットレスにおいて、前記流体セルと前記圧力センサが、それら流体セルと圧力センサの間に設けられた前記連結手段によって相互に固定されているものである。 A fourth aspect is the connection in which the fluid cell and the pressure sensor are provided between the fluid cell and the pressure sensor in the fluid cell type mattress according to any one of the first to third aspects. They are fixed to each other by means.
本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、流体セルと圧力センサが連結手段によって直接的に固定されることによって、流体セルと圧力センサの面方向の相対的なずれが一層効果的に抑えられる。 According to the fluid cell type mattress having a structure according to this embodiment, the relative displacement of the fluid cell and the pressure sensor in the plane direction is more effective by directly fixing the fluid cell and the pressure sensor by the connecting means. It is suppressed to.
第五の態様は、第一〜第四の何れか1つの態様に記載された流体セル式マットレスにおいて、前記連結手段が前記流体セルの上面の中央部分を外れた位置に設けられているものである。 A fifth aspect is the fluid cell mattress according to any one of the first to fourth aspects, wherein the connecting means is provided at a position outside the central portion of the upper surface of the fluid cell. is there.
本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、連結手段が設けられることによる違和感を使用者に与え難く、良好な寝心地を実現することができる。 According to the fluid cell type mattress having a structure according to this aspect, it is difficult to give the user a sense of discomfort due to the provision of the connecting means, and it is possible to realize a good sleeping comfort.
第六の態様は、第一〜第五の何れか1つの態様に記載された流体セル式マットレスにおいて、前記圧力センサの周囲には外周フレーム部が設けられており、該圧力センサの該外周フレーム部に対する上方への移動量が前記連結手段によって制限されているものである。 A sixth aspect is the fluid cell mattress according to any one of the first to fifth aspects, wherein an outer peripheral frame portion is provided around the pressure sensor, and the outer peripheral frame of the pressure sensor is provided. The amount of upward movement with respect to the portion is limited by the connecting means.
本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、圧力センサが外周フレーム部よりも上側へ抜け出すことなく外周フレーム部の内側に保持される。要するに、本態様では、外周フレーム部と組み合わせて連結手段を採用したことで、外周フレーム部によっても、圧力センサの流体セルに対する面方向のずれの抑制作用が発揮され得る。 According to the fluid cell type mattress having a structure according to this embodiment, the pressure sensor is held inside the outer peripheral frame portion without protruding upward from the outer peripheral frame portion. In short, in this embodiment, by adopting the connecting means in combination with the outer peripheral frame portion, the outer peripheral frame portion can also exert the effect of suppressing the displacement of the pressure sensor in the plane direction with respect to the fluid cell.
第七の態様は、第一〜第六の何れか1つの態様に記載された流体セル式マットレスにおいて、前記圧力センサが面方向の伸縮性を有しているものである。 A seventh aspect is the fluid cell mattress described in any one of the first to sixth aspects, wherein the pressure sensor has elasticity in the plane direction.
本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、例えば、流体セルが伸縮変形するなどして、流体セル式マットレスの上面に凹凸が生じる場合に、圧力センサが面方向の伸縮性を有することで、圧力センサのマットレス上面に対する追従性が向上する。その結果、圧力センサによるマットレス上面の面圧測定の精度の向上が図られる。 According to the fluid cell type mattress having a structure according to this aspect, the pressure sensor has elasticity in the surface direction when, for example, the fluid cell expands and contracts and the upper surface of the fluid cell type mattress becomes uneven. This improves the followability of the pressure sensor to the upper surface of the mattress. As a result, the accuracy of the surface pressure measurement on the upper surface of the mattress by the pressure sensor can be improved.
本発明によれば、圧力センサの流体セルに対する位置ずれを防止して圧力を高精度に検出することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the pressure sensor from being displaced with respect to the fluid cell and detect the pressure with high accuracy.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜3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)が示されている。マットレス10は、ベース部材12に複数の流体セル14と圧力センサ16とが取り付けられた構造を有している。以下の説明において、原則として、上下方向とはマットレス10の使用状態において略鉛直上下方向となる図3中の上下方向を、横方向とは図3中の左右方向を、縦方向とは図3中の紙面直交方向を、それぞれ言う。
FIGS. 1 to 3 show a fluid cell mattress 10 (hereinafter, mattress 10) as the first embodiment of the present invention. The
ベース部材12は、底板部材18の上に外周フレーム部としてのフレーム部材20と脚部クッション22とが取り付けられた構造を有している。
The
底板部材18は、発泡ポリエチレンなどで形成された薄肉の矩形平板形状とされている。本実施形態の底板部材18は、基板部24と、基板部24の内周部分の上面に重ね合わされたセル支持部26とを、備えている。セル支持部26には、上下方向に貫通する貫通孔28が複数形成されている。また、底板部材18は、流体セル14を位置決めし得るように、敷設状態で容易に弛みや皺などが発生しないでプレート形状を保持し得る可撓性のシート状構造体が好適に採用される。
The
フレーム部材20は、底板部材18と同様に発泡ポリエチレンなどで形成されている。フレーム部材20は、セル支持部26を外れた基板部24の外周部分の上面に重ね合わされており、底板部材18の左右両辺を含む3辺に設けられている。従って、セル支持部26は、フレーム部材20の下端部の内周に嵌め入れられている。フレーム部材20は、底板部材18の周方向に延びており、複数の略矩形ブロック状の部材が組み合わされて構成されている。
The
脚部クッション22は、発泡ポリウレタンなどで形成されたスポンジ状の柔軟な部材とされており、底板部材18及びフレーム部材20よりも柔らかくされている。脚部クッション22は、全体として略矩形板状とされていると共に、上面に突出する多数の緩衝突起30を備えている。脚部クッション22は、底板部材18の外周部分においてフレーム部材20を周方向に外れた部分に設けられている。
The
ベース部材12におけるフレーム部材20と脚部クッション22で囲まれた領域には、複数の流体セル14が配設されている。流体セル14は、例えば複数の合成樹脂フィルムを貼り合わせて形成された風船状とされている。流体セル14は、図3に示すように、上部32と下部34が相互に連通する内部空間を有して設けられた2段構造とされている。流体セル14は、上部32と下部34の境界部分において、上下方向視の断面積が部分的に小さくされたくびれ形状を有している。流体セル14の内部空間は、流体室36とされている。流体室36は、外部空間に対して流体密に密閉されている。流体室36は、流体セル14の下面に突出する給排口38に接続される図示しない給排管路を介して同じく図示しないポンプに接続されており、該ポンプによって流体室36に対する流体(空気など)の供給と排出が実行可能とされている。
A plurality of
流体セル14は、図1,2に示すように、複数が整列して設けられており、本実施形態では、60個の流体セル14が6×10に整列して設けられている。流体セル14は、ベース部材12を構成する底板部材18の上側に配されている。流体セル14は、図3に示すように、給排口38が底板部材18を構成するセル支持部26の貫通孔28に挿入されていると共に、下面がセル支持部26の上面に固定されている。流体セル14とセル支持部26の固定方法は、特に限定されないが、例えば、流体セル14の下面とセル支持部26の上面に図示しないホックが取り付けられており、当該ホックによって流体セル14とセル支持部26が固定される。また、例えば、給排口38が貫通孔28の内周面に対して固定されていても良い。このように、流体セル14の下面と底板部材18のセル支持部26との間には、流体セル14を底板部材18に対して連結する第一の連結部40が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of
なお、複数の流体セル14は、底板部材18に取り付けられていない状態において、相互に独立していても良いが、シート等で予め所定の数ずつ連結されてグループをなしていても良い。このように、複数の流体セル14を予め連結してグループ化しておけば、流体セル14のベース部材12への取付け作業が容易になる。
The plurality of
流体セル14の上方には、圧力センサ16が設けられている。圧力センサ16は、可撓性を有するシート状とされており、柔軟に変形可能とされている。圧力センサ16は、好適には面方向の伸縮性を有している。圧力センサ16は、図4に示すように、第一の電極層42と第二の電極層44が誘電体層46を挟んで重ね合わされた構造を有している。
A
第一の電極層42と第二の電極層44は、合成樹脂やゴム弾性体で形成された略矩形シート状とされている。第一の電極層42の下面に帯状の第一の電極48の複数が並列的に設けられていると共に、第二の電極層44の上面に帯状の第二の電極50の複数が並列的に設けられている。第一,第二の電極48,50は、導電体によって形成されており、例えば、導電性フィラーを分散させたエラストマー(導電性エラストマー)を第一,第二の電極層42,44の表面に所定の形状で印刷することにより得ることができる。
The
誘電体層46は、電気絶縁体で形成された合成樹脂フィルムなどであって、第一の電極層42における第一の電極48の形成部分と、第二の電極層44における第二の電極50の形成部分とを覆い得る形状及び大きさとされている。なお、誘電体層46は、第一,第二の電極層42,44と同様に、可撓性を有すると共に、伸縮変形可能であることが望ましい。
The
第一の電極層42と第二の電極層44が誘電体層46の両側から重ね合わされて相互に固着されることによって、図5に示す圧力センサ16が構成されている。第一の電極層42と第二の電極層44は、第一の電極48と第二の電極50が相互に交差する向きで重ね合わされており、第一の電極48と第二の電極50の交差対向部分にコンデンサが構成される。これにより、第一の電極48と第二の電極50の交差対向部分は、第一の電極48と第二の電極50の対向方向での接近/離隔によって静電容量が変化するようになっており、静電容量に基づいて圧力を検出可能とされた静電容量型の感圧部52を構成する。なお、図5では、第一,第二の電極48,50と誘電体層46を細い実線で示した。
The
そして、各感圧部52に対して走査的に検出用電圧が印加されることにより、各感圧部52の静電容量が検出される。この静電容量の検出結果に基づいて、各感圧部52に作用する圧力が検出される。図5に示す圧力センサ16は、6本の第一の電極48と10本の第二の電極50を有することから、60箇所の感圧部52に作用する圧力をそれぞれ検出可能とされている。尤も、例えば、1つの圧力センサ16に設けられる感圧部52の数が30箇所とされて、2つの圧力センサ16,16を並べることで、60個の流体セル14の圧力を検出可能とすることもできる。複数の圧力センサ16を用いる場合に、それら圧力センサ16の感圧部52の数は、相互に異なっていても良く、上下方向視の形状や大きさが相互に異なっていても良い。なお、圧力センサ16は、第一,第二の電極48,50に電圧を印加する図示しない電源装置、圧力センサ16の検出信号に基づいて圧力を算出する図示しない演算装置などに接続される。
Then, by scanningly applying a detection voltage to each pressure-
圧力センサ16は、図3に示すように、流体セル14の上面に重ね合わされている。圧力センサ16の感圧部52は、各流体セル14の上面の中央部分に重ね合わされている。本実施形態では、圧力センサ16と流体セル14の間に柔軟な板状のセンサ支持体54が配設されており、圧力センサ16と流体セル14が間接的に重ね合わされている。また、圧力センサ16の上面には、柔軟な板状のセンサ保護体56が重ね合わされており、圧力センサ16がセンサ支持体54とセンサ保護体56の間に挟まれている。圧力センサ16は、センサ支持体54とセンサ保護体56に対して四隅が連結ピン58によって固定されていることによって、展張状態に保持されている。圧力センサ16とセンサ支持体54とセンサ保護体56は、ベース部材12のフレーム部材20の上端部に嵌め込まれており、フレーム部材20が圧力センサ16の周囲に配されている。これにより、フレーム部材20に対する圧力センサ16の面方向の相対移動が規制されている。
As shown in FIG. 3, the
圧力センサ16は、ベース部材12の底板部材18に対して連結されている。即ち、図6,7に示すように、圧力センサ16の四隅が底板部材18に対して連結バンド60によって連結されている。連結バンド60は、可撓性の帯状体とされている。連結バンド60は、伸縮し難いことが望ましく、例えば非伸縮性の布などで形成されている。連結バンド60の長さは、好適には、後述する圧力センサ16及び底板部材18への装着状態において、流体セル14の上下方向の伸長変形を最大サイズまで許容する長さとされて、流体セル14の伸縮変形が連結バンド60によって阻害されないようになっている。
The
連結バンド60の一方の端部は、圧力センサ16の四隅に対して連結ピン58で固定されている。連結バンド60の圧力センサ16への固定方法は、特に限定されず、例えば、面ファスナや両面粘着テープなどによって固定することもできる。連結バンド60の圧力センサ16への固定部分が、流体セル14の上面の中央部分を外れて、流体セル14の外周部分の上側に位置しており、連結バンド60が流体セル14の上面の中央部分を外れて外周側に設けられている。これにより、連結ピン58による連結バンド60の固定部分が、マットレス10の上面の触感に影響し難い。
One end of the connecting
一方の端部を圧力センサ16に固定された連結バンド60は、図6〜8に示すように、流体セル14の外方を回り込むように延びて、他方の端部が底板部材18に固定されている。連結バンド60の底板部材18への固定方法は、例えば、四隅に位置する流体セル14の給排口38に外挿される穴が連結バンド60の他方の端部に設けられて、給排口38に外挿された連結バンド60の他方の端部が、流体セル14の下面と底板部材18の上面との間に挟まれた状態で固定される。これによれば、連結バンド60の他方の端部は、底板部材18に固定されるだけでなく、流体セル14の下面に対しても固定される。なお、例えば、連結バンド60の他端部と底板部材18の上面とにそれぞれホックを設けて、ホックによって連結バンド60と底板部材18を固定することも可能であり、連結バンド60と底板部材18の固定方法は特に限定されない。
As shown in FIGS. 6 to 8, the connecting
このように連結バンド60の両端部分が、圧力センサ16と底板部材18の各一方に取り付けられることにより、圧力センサ16が連結バンド60で底板部材18に連結されている。これにより、圧力センサ16の底板部材18に対する移動量が、圧力センサ16の面方向及び厚さ方向において制限されている。なお、本実施形態では、圧力センサ16と底板部材18を連結する第二の連結部が、連結ピン58と連結バンド60を含んで構成されている。
By attaching both ends of the connecting
流体セル14が第一の連結部40において底板部材18に直接的に固定されていると共に、圧力センサ16が連結バンド60を介して底板部材18に連結されている。これにより、流体セル14と圧力センサ16を相互に連結する連結手段が、底板部材18と連結バンド60を含んで構成されている。流体セル14と圧力センサ16は、圧力センサ16の面方向及び厚さ方向における相対的な移動量が連結手段によって制限されることにより、相互に位置決めされている。本実施形態の連結手段は、流体セル14と底板部材18を連結する第一の連結部40と、第二の連結部としての連結ピン58及び連結バンド60とを含んで構成されている。
The
かくの如き構造とされたマットレス10は、例えば、図示しないマットレスカバーによって表面を覆われた状態で使用される。これにより、マットレス10がマットレスカバーによって保護されて、マットレス10の耐久性の向上が図られると共に、マットレス10への汚れの付着なども防止される。
The
マットレス10は、上面(天面)に使用者が寝た状態において、例えば、使用者の肩から臀部までが流体セル14の配設部分に載るようになっている。これにより、頭部がフレーム部材20によって安定して支持されると共に、大きな圧力が作用し難い脚部が脚部クッション22によって支持される。
In the
使用者から各流体セル14に対して下向きに及ぼされた圧力は、圧力センサ16によって検出される。そして、各流体セル14の流体室36に対する空気等の流体の供給と排出を行う図示しないポンプが、圧力センサ16の検出した圧力に基づいて制御される。例えば、寝た状態の使用者において大きな圧力が作用し易い肩部や臀部を支持する流体セル14において流体室36内の流体の量を減らすことにより、肩部や臀部に作用する圧力を低減することができて、圧力の均等化による良好な寝心地の実現などが可能になる。なお、マットレス10において作用する圧力が小さい部分の流体セル14は、流体室36内の流体の量が増して上下方向で伸長するように制御されて、使用者の体圧が作用せしめられることが望ましい。要するに、マットレス10は、圧力センサ16の検出結果に基づいて流体セル14の流体室36に対する流体の給排を制御することにより、流体セル14の配設部分の上面を使用者の体表面に対応する形状に変形させて、体圧分布の均等化を図ることができる。
The downward pressure exerted by the user on each
このような圧力センサ16の検出結果に基づいた流体セル14への流体の給排制御を行う場合には、圧力センサ16の感圧部52が各流体セル14に対して位置決めされていることが必要になる。蓋し、感圧部52が流体セル14の上面に対してずれると、感圧部52が隣り合う2つの流体セル14,14の間に位置することになって、感圧部52に対して圧力が作用し難くなり、圧力を正しく検出することができなくなるからである。好適には、感圧部52は、流体セル14の上面の中央部分に重ね合わされる。
When controlling the supply and discharge of fluid to the
そこで、マットレス10は、流体セル14と圧力センサ16が底板部材18と連結バンド60によって相互に連結されて、流体セル14と圧力センサ16の相対的な移動量が制限されている。これにより、圧力センサ16の感圧部52が流体セル14の上面に対して位置決めされており、圧力センサ16の検出結果に基づいて流体の給排を制御することで、流体セル14の上面を使用者の体表面に対応する形状に精度よく制御することができる。
Therefore, in the
圧力センサ16の感圧部52は、流体セル14の上面の中央部分に対する移動量が、流体セル14の上下方向視での幅寸法の70%以下に制限されることが望ましい。より好適には、流体セル14の中央部分に対する感圧部52の移動量は、流体セル14の幅寸法の64%以下に制限される。これにより、流体セル14の上面に対する感圧部52のずれが十分に小さく抑えられて、圧力を精度よく検出することができる。
It is desirable that the amount of movement of the pressure-
流体セル14は、底板部材18に対して直接的に固定されていることから、底板部材18に対して効果的に位置決めされている。圧力センサ16が連結バンド60によって底板部材18に連結されていることにより、圧力センサ16が底板部材18から上側へ離れた位置に配されていても、圧力センサ16を底板部材18に対して連結することができる。
Since the
流体セル14と圧力センサ16を位置決めする連結手段が、マットレス10の底板部材18と第一の連結部40と第二の連結部としての連結ピン58及び連結バンド60とによって構成されている。それ故、例えば、マットレスカバーを交換したり、マットレスカバーのないマットレス10だけを保管や輸送等する場合にも、流体セル14と圧力センサ16が位置決めされた状態に保持される。
The connecting means for positioning the
さらに、使用者の寝返り等の体動やマットレス10の運搬などによって、マットレスカバーとマットレス10の相対的な位置がずれたとしても、流体セル14と圧力センサ16の相対的な位置ずれが生じ難い。
Further, even if the relative positions of the mattress cover and the
しかも、連結バンド60は、一端が圧力センサ16の四隅に固定されており、流体セル14よりも外側を延びて他端が底板部材18に固定されている。それ故、例えば特開2017−080252号公報の図13などに示されているように、複数の流体セル14が上下方向の中間部分で中間シートによって連結されている場合にも、圧力センサ16と底板部材18を連結することができる。更に、四隅の流体セル14は、力が加わり難く大きな変形を生じ難いことから、流体セル14と連結バンド60の干渉による損傷なども問題になり難いと共に、流体セル14が連結バンド60によって拘束されることによる寝心地への悪影響も回避される。
Moreover, one end of the connecting
圧力センサ16は、フレーム部材20を含むベース部材12に対して面方向で位置決めされているだけでなく、厚さ方向(上下方向)でも位置決めされている。これにより、例えばマットレス10を立てて保管する場合に、圧力センサ16がフレーム部材20から底板部材18と反対側(マットレス10の使用状態における上側)へ外れ難く、圧力センサ16が面方向で位置決めされた状態に保持され易くなる。
The
圧力センサ16とそれに重ね合わされるセンサ支持体54及びセンサ保護体56が柔軟に変形可能とされており、流体セル14が上下方向で収縮する際に、圧力センサ16が使用者の体重の作用によって流体セル14の変形に追従して変形する。これにより、圧力センサ16が流体セル14の上面から離れて突っ張った状態になることはなく、ハンモック効果による船酔いのような寝心地の悪さを使用者に与え難い。しかも、圧力センサ16の四隅を底板部材18に連結する連結バンド60が柔軟な帯体とされていることにより、連結バンド60によって圧力センサ16が突っ張った状態に保持されることもない。特に、本実施形態の圧力センサ16は、可撓性に加えて面方向の伸縮性を有していることから、優れた変形追従性を有している。
The
図9には、本発明の第二の実施形態としての流体セル式マットレス70の要部が示されている。以下の説明において、第一の実施形態と実質的に同一の部材及び部位については、図中に同一の符号を付すことにより、説明を省略する。
FIG. 9 shows a main part of the
本実施形態のマットレス70は、各流体セル14の上面と圧力センサ16の下面との間にそれぞれ連結手段72が設けられている。連結手段72は、流体セル14と圧力センサ16に固定されたセンサ支持体54に固定されており、例えば、面ファスナや両面粘着テープ等によって構成される。これにより、各流体セル14と圧力センサ16が連結手段72によって直接的に固定されて位置決めされている。なお、圧力センサ16とセンサ支持体54は、相互に直接的に固定されて相対的な移動を生じないから、センサ支持体54と流体セル14が固定されることによって、圧力センサ16と流体セル14も相互に固定される。
The
このように、各流体セル14と圧力センサ16を連結手段72によって直接的に固定すれば、各流体セル14の上面と圧力センサ16の感圧部52とをより高精度に位置決めすることができる。即ち、前記第一の実施形態では、流体セル14の下面が底板部材18に固定されている一方、圧力センサ16が連結バンド60を介して底板部材18に連結されている。従って、前記実施形態では、流体セル14の底板部材18への固定点(第一の連結部40)と、圧力センサ16の連結ピン58による連結バンド60への固定点とが、連結バンド60の変形などによって程度の相対移動を許容される。これに対して、本実施形態では、相互に近接して位置する流体セル14の上面と圧力センサ16の下面が、面ファスナや両面粘着テープなどで構成される薄肉の連結手段72によって直接的に固定されている。それ故、連結手段72の変形による流体セル14と圧力センサ16の固定点間の移動が抑えられており、流体セル14と圧力センサ16がより強く位置決めされる。
By directly fixing each
なお、本実施形態では、各流体セル14の上面の中央部分に連結手段72が設けられているが、例えば、各流体セル14の上面において中央部分を外れた位置に連結手段72を設けても良い。これによれば、連結手段72がマットレス70の上面に違和感をもたらし難く、より良好な寝心地を提供することが可能になる。
In the present embodiment, the connecting
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、流体セル14の数、配置、形状などは、何れも限定されない。例えば、前記実施形態において脚部クッション22が配されていた部分に流体セル14を配しても良い。流体セル14は、2段構造に限定されず、1段或いは3段以上の多段構造であっても良い。流体セル14は、横方向に連続する長手状とされて、縦方向に複数が並んでいても良い。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited by the specific description thereof. For example, the number, arrangement, shape, and the like of the
圧力センサ16は、流体セル14の下方に配されていても良い。この場合に、圧力センサ16は、連結バンド60を介することなく、底板部材18に直接的に固定され得る。尤も、前記実施形態のように、流体セル14の上側に圧力センサ16を配することにより、体圧を一層精度良く検出することが可能になる。また、可撓性シート状の圧力センサ16を複数の流体セル14の上側を覆うように配することで、複数の流体セル14や広い面積にわたって圧力センサ16を効率的に且つ容易に又は簡単な構造をもって配することが可能になる。
The
連結バンド60の他端が流体セル14に固定されることによって、流体セル14と圧力センサ16が底板部材18を介することなく連結バンド60によって連結されていても良い。なお、流体セル14と圧力センサ16とを直接に且つ部分的に固定することで位置決めする第二の実施形態の如き態様を除いて、流体セル14と圧力センサ16とを連結する連結手段としては、連結方向における少なくとも一部が可撓性を有する部材で構成されていることが望ましく、それによってマットレス10の使用感等への悪影響を回避できる。また、第一の実施形態のように流体セル14の上側に配される圧力センサ16を流体セル14の下側部分に連結する連結手段(連結バンド60)に可撓性を付与した場合でも、流体セル14が流体圧で膨らむことにより連結バンド60が引っ張られることから、圧力センサ16が流体セル14に対して相対的に位置ずれした場合でも、自己的な位置の復元効果が発揮され得る。要するに、可撓性の連結バンド60を連結手段として採用することでマットレス10の使用感等を良好に確保しつつ、流体セル14の膨らみを利用した連結バンド60の引っ張り作用によって、圧力センサ16の流体セル14に対する一時的なずれを補正する効果が発揮される。更にまた、かかる連結手段としてゴムなどの伸縮可能な弾性連結体を連結方向の少なくとも一部において採用することも可能であり、それによって、流体セル14の収縮/膨張による高さ等の変化があった場合でも連結手段を引っ張り状態に維持することで、圧力センサ16の流体セル14に対する位置決め作用がより安定して発揮されるようにすることも可能である。
By fixing the other end of the connecting
前記実施形態では、ベース部材12の底板部材18に対して流体セル14と圧力センサ16が連結されている例を示したが、例えば、流体セル14と圧力センサ16は、ベース部材12のフレーム部材20に対して連結されていても良い。また、流体セル14が底板部材18に固定されると共に、連結バンド60が圧力センサ16とフレーム部材20に固定されて、圧力センサ16がフレーム部材20に連結されるようにしても、流体セル14と圧力センサ16がベース部材12を介して連結されて位置決めされる。
In the above embodiment, the example in which the
前記実施形態では、圧力センサ16の四隅が流体セル14に連結された構造を例示したが、例えば、圧力センサ16の外周部分を辺部において流体セル14に連結することもできるし、圧力センサ16の内周部分や中央部分などを流体セル14に連結することもできる。また、圧力センサ16は、流体セル14に対して3箇所以下で連結されていても良いし、5箇所以上で連結されていても良い。更にまた、前記実施形態中にも記載したように、圧力センサ16の圧力検出ポイント(感圧部52)は、各一つの流体セル14に対応して設けられる必要はなく、例えば複数の流体セル14を共通の圧力センサ16の検出ポイントに設定することもできる。また、複数に分割された可撓性シート状の圧力センサ16を採用して、それぞれを連結手段によって対応する流体セル14に対して連結するようにしても良い。
In the above embodiment, the structure in which the four corners of the
圧力センサ16の検出原理は、静電容量式に限定されるものではなく、例えば、電気抵抗式や圧電式などであっても良い。
The detection principle of the
10,70 流体セル式マットレス
12 ベース部材
14 流体セル
16 圧力センサ
18 底板部材(連結手段)
20 フレーム部材
22 脚部クッション
24 基板部
26 セル支持部
28 貫通孔
30 緩衝突起
32 上部
34 下部
36 流体室
38 給排口
40 第一の連結部
42 第一の電極層
44 第二の電極層
46 誘電体層
48 第一の電極
50 第二の電極
52 感圧部
54 センサ支持体
56 センサ保護体
58 連結ピン(連結手段)
60 連結バンド(第二の連結部、連結手段)
72 連結手段
10,70
20
60 Connecting band (second connecting part, connecting means)
72 Connecting means
Claims (7)
前記圧力センサを前記流体セルに連結して該圧力センサの面方向の移動量を制限することで位置決めする連結手段が設けられている流体セル式マットレス。 A fluid cell that can supply or discharge fluid to the fluid chamber formed inside is provided, and a flexible sheet-like pressure sensor that detects the pressure acting in the thickness direction is provided. A fluid cell mattress in which the supply and discharge of fluid to the fluid chamber of the fluid cell is controlled based on the vertical pressure detected by the pressure sensor.
A fluid cell type mattress provided with a connecting means for connecting the pressure sensor to the fluid cell and positioning the pressure sensor by limiting the amount of movement of the pressure sensor in the surface direction.
前記連結手段が、該底板部材と、該流体セルと該底板部材を連結する第一の連結部と、前記圧力センサと該底板部材を連結する第二の連結部とを、含んで構成されている請求項1に記載の流体セル式マットレス。 A plate-shaped bottom plate member is provided below the fluid cell.
The connecting means includes the bottom plate member, a first connecting portion that connects the fluid cell and the bottom plate member, and a second connecting portion that connects the pressure sensor and the bottom plate member. The fluid cell mattress according to claim 1.
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