JP2023109574A - 体位変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザに与える違和感を軽減することが可能な体位変換装置を提供する。【解決手段】体位変換装置は、横臥者の身体の複数部位の下方にそれぞれ配置され、上下方向への膨張と収縮の変形が可能な複数の変形セル２と、各変形セルを膨張させ、最大膨張状態を保ち、そして収縮する動作を複数回繰り返し行わせる駆動制御装置５と、を備える。駆動制御装置は、各変形セルを最大膨張状態まで膨張させる膨張時間と、最大膨張状態から収縮させる収縮時間をそれぞれ、５分以上に制御する。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば介護用ベッドや医療用ベッドなどのベッド上に寝たユーザの体位の変更に利用可能な体位変換装置に関する。

関連する従来の発明として、例えば特許文献１がある。特許文献1に記載のベッド装置は、ベッド装置上に寝たユーザ（横臥者）の身体の下方に位置するエアマットレスと、ユーザの身体の左右の部位の下方であって、このエアマットレスの下に配置されたエアセルの膨張・収縮により、ユーザの身体を右に傾けたり左に傾けたりすることで、ユーザの姿勢を変更する。自分で寝返りを打てないユーザであっても、長時間にわたり同一姿勢でい続けることによる床ずれなどの疾患やその苦痛を軽減又は防止する効果が期待される。

特許５７２７３５７号公報

ユーザの睡眠中、ベッド装置がユーザの身体を上げたり下げたりして姿勢を変更すると、ユーザに違和感を与えて安眠を妨害する可能性がある。

また、介護用ベッドや医療用ベッドは、背ボトムが腰ボトムに対して屈曲して起立する背上げ機能を有する場合がある。この背上げ機能を有するベッドに適用される体位変換装置は、ボトムの屈曲に応じて容易に折れ曲がることが望ましい。

一実施形態に従う体位変換装置は、横臥者の身体の複数部位の下方にそれぞれ配置され、上下方向への膨張と収縮の変形が可能な複数の変形セルと、各変形セルを膨張させ、最大膨張状態を保ち、そして収縮する動作を複数回繰り返し行わせる駆動制御装置と、を備える。駆動制御装置は、各変形セルを最大膨張状態まで膨張させる膨張時間と最大膨張状態から収縮させる収縮時間をそれぞれ、５分以上に制御する。

駆動制御装置は、各変形セルの膨張終了から収縮開始までの最大膨張状態の維持時間を、膨張開始から収縮終了までの１回の動作時間の２分の１以下に制御する。

駆動制御装置は、各変形セルの1回の動作時間のうちの収縮時間を、膨張時間よりも長くするよう制御する。

駆動制御装置は、横臥者の上半身と下半身の重量の違いに応じて、前記複数の変形セルの内圧をそれぞれに制御する。

ベッドのボトム上に敷くことができるシートをさらに備え、複数の変形セルは、シートの上に配置される。複数の変形セルは、平面視で横臥者の右肩から右臀部（以下、本明細書では、人体の腰から尻にかけての部位を臀部という。）までの部位を押し上げ可能な右上領域に位置する右上セルと、左肩から左臀部までの部位を押し上げ可能な左上領域に位置する左上セルと、左臀部から左大腿までを押し上げ可能な左下領域に位置する左下セルと、右臀部から右大腿までを押し上げ可能な右下領域に位置する右下セルと、を含む。右上セルの下端辺と右下セルの上端辺との間に、横方向に直線状に延びる第1の隙間を有し、左上セルの下端片と前記左下セルの上端辺との間に、横方向に直線状に延びる第２の隙間を有し、前記第１及び第２の隙間が、ベッドの腰ボトムと背ボトムの間の屈曲位置に配置可能である。平面視で縦方向において、右上セルの下部と左上セルの下部とが、横臥者の身体の仙骨の上部に配置可能であるとともに、右下領域の上部と左下領域の上部とが、横臥者の身体の仙骨の下部に配置可能である。

右上セルの左端辺と左上セルの右端辺との間に、縦方向に延びる第３の隙間を有し、右下セルの左端辺と左下セルの右端辺との間に、縦方向に延びる第４の隙間を有し、第３及び第４の隙間は、それぞれ、ユーザの脊椎から股間を通る中心線に位置合わせ可能であり、第３及び第４の隙間の横方向の幅は、１０センチ以上３０センチ以下である。

右上セルの右端辺と、左上セルの左端辺との間の距離が、５５センチメートル以上７５センチメートル以下である。

本発明によれば、体位変換装置がユーザに与える違和感を減らすことを可能にする。

また、本発明によれば、体位変換装置を、ベッドの背上げに応じて容易に屈曲可能にするとともに、床ずれなどの疾患を軽減する効果を高めることにある。

本実施形態に係る体位変換装置を示す平面図 体位変換装置の各部を説明する図 複数の変形セルの一つを膨張した状態を示す図 駆動制御装置の機能構成図 変形セルの配置を説明するための図 変形セルの平面図 変形セル２を横方向に切った状態の断面の簡略図 操作パネルの一例 体位変換装置の動作の一例 駆動制御装置による変形セルの制御の一例 変形セルの膨張・収縮の経過を表す図 本実施例にかかる検証試験の結果を示すグラフ

本発明の一実施形態を説明する。以下、図面を参照し、本実施形態に係る体位変換装置１について説明する。

図１は、本実施形態に係る体位変換装置１の平面図である。図２は、体位変換装置１の各部を説明する図である。図３は、複数の変形セル２の一つを膨張した状態を示す図である。

本実施形態にかかる体位変換装置１は、ユーザ（横臥者）の身体の下に間接的に又は直接配置される。例えば、体位変換装置１は、ベッドマットレスや敷布団等の寝具の下に配置するのが望ましい。

ベッドに配置する場合には、体位変換装置１は、例えば、ベッドのボトム（床板）とベッドマットレスとの間に配置される。ベッドは、病院や介護施設、自宅等の医療・介護の現場等で使用される電動などのリクライニングベッドであってよい。

この明細書では、体位変換装置１（あるいは、それが配置されるベッドや寝具等）の長手方向を長さ方向、体位変換装置１の長さ方向に直交する方向を幅方向と言う。また、長さ方向を前後又は縦、幅方向を左右又は横と説明する場合がある。また特定の部分又は部材について方向を言及するときには、「○○部の○○方向」などのように説明する場合がある。

＜１．体位変換装置の構成＞
体位変換装置１は、複数の変形セル２と、シート３と、シート３上に複数の変形セルを配置する配置手段と、複数の変形セル２の膨張と収縮を制御する駆動制御装置５と、操作パネル６と、を有する。なお、この明細書では、一例として、変形セル２は、そこにエアなどの流体を入れたり出したりすることで膨張し収縮する流体袋であり、駆動制御装置５から変形セル２に流入される流体にエアを使用する例を説明する。しかし、流体は、エアに限られるものではなく、水やその他の液体、エア以外の気体等でも適用できる。変形セル２は、流体以外の手段で膨張と収縮をするものでもよい。

複数の変形セル２は、横臥者の身体の複数部位の下方にそれぞれ配置される。各変形セル２は、その厚み方向つまり横臥者にとっての上下方向への膨張と収縮が可能である。具体的には、複数の変形セル２は、各々がチューブ７により駆動制御装置５に接続されており、駆動制御装置５からのエアを流入・排出することにより、各々が独立して膨張及び収縮する。変形セル２は、例えば、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、エチレン－ 酢酸ビニル共重合体、シリコーン及び各種熱可塑性エラストマー等の合成樹脂材料やゴム材等により形成され得るが、エア又はその他の流体により膨張及び収縮が可能なものであればどのようなものであってもよい。変形セル２の詳細は、後述する。

図８に、操作パネル６の一例を示す。操作パネル６は、ユーザや介護者等（ユーザ等）の操作により、情報の入出力を行うユーザインターフェースの一例である。

図４は、駆動制御装置５の機能構成図を示す。駆動制御装置５は、各変形セルに膨張と収縮を周期的に複数回繰り返し行わせる。駆動制御装置５は、主にポンプ５１と、制御部５２と、電磁弁５３と、電磁弁２２と、センサ２４とを有し、これらをケーシング５５に収納している。駆動制御装置５には、複数の変形セル２、ユーザ等が操作するための操作パネル６及び電源８が接続される。

ポンプ５１は、複数の変形セル２にエアを供給する。例えば、ポンプ５１は、チューブ７を介して複数の変形セル２に接続される。ポンプ５１と各変形セル２との間には、各々電磁弁５３、電磁弁２２及びセンサ２４が接続される。電磁弁５３の開閉により、ポンプ５１から各変形セル２に対するエアの供給の開始及び停止が可能となる。これにより、複数の変形セル２の各々に対して、選択的にエアの供給が可能となる。

電磁弁２２は、これに接続された変形セル２内のエアの排出を行う。電磁弁２２の開閉により、変形セル２内のエアの排出開始及び停止が可能となる。これにより、複数の変形セル２の各々に対して、選択的にエアの排出が可能となる。センサ２４は、各変形セル２内の圧力（内圧）を感知する。

制御部５２は、複数の変形セル２に対するエアの供給・排出のための制御を行う。例えば、制御部５２は、操作パネル６、各変形セル２、電磁弁２２、センサ２４、ポンプ５１、電磁弁５３などの各部との情報の送受信を行い、ポンプ５１のオン・オフ制御や、電磁弁５３、２２によるエア供給先・排出先の変形セル２の選択や、各変形セル２に対する、エアの供給・排出時間、オン・オフ制御及び供給・排出量等の制御を行う。

電源８は、駆動制御装置５に接続され、駆動制御装置５の各部及び操作パネル６に電力供給する。必要に応じて、各変形セル２にも電力供給がされてもよい。なお、電源８は、例えば、コンセント、電動ベッド、バッテリ装置など、周知のいずれの方法での入力でよい。

図４の例では、各変形セル２とポンプ５１との間に、それぞれ電磁弁５３、電磁弁２２、センサ２４が接続されている。例えば、制御部５２が、ポンプ５１、複数の電磁弁５３（図示例では、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄの４つ）、複数の電磁弁２２（図示例では、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの４つ）に対し、それぞれに通電によるオン・オフ制御をするようにしてよい。また例えば、電磁弁５３は、通常（オフ）は閉止状態が維持され、通電（オン）により開放するように設定され、電磁弁２２は、通常（オフ）は開放状態が維持され、通電（オン）により閉止するように設定されるようにしてよい。また例えば、ポンプ５１は、通常（オフ）は停止されており、通電（オン）によりエアを送りだすように設定されてよい。

具体的には、例えば、ポンプ５１から対象の変形セル２ａのみにエアを供給する場合には、制御部５２は、対象のエアセル２ａに接続された電磁弁５３ａを開放（オン）し、かつ、対象のエアセル２ａに接続された電磁弁２２ａを閉止し（オン）、ポンプ５１からエアを送りだす（オン）。このとき、電磁弁５３ｂ、５３ｃ、５３ｄは閉止され（オフ）、電磁弁２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは開放されている（オフ）。また、この後、制御部５２は、電磁弁５３ａを閉止すると（オフ）、対象の変形セル２ａの膨張状態が維持され得る。さらに、この状態から対象の変形セル２ａ内のエアを排出する場合には、制御部５２は、電磁弁２２ａを開放する（オフ）ようにすればよい。また、エアの供給・排出の量を制御するため、各電磁弁５３、２２を断続的に開閉（オン・オフ）するようにしてもよい。

本例の駆動制御装置５においては、複数の電磁弁を組み合わせることで、１つの電磁弁の動作時間を減らし、焼損を防ぐことができる。また、電源オフの状態では、変形セル２のエアがすべて排出されるようにしている。このため、停電時等には、変形セル２が膨張したままの状態を維持できないようになっており、ユーザの安全を配慮し得るようにされている。

なお、この駆動制御装置５の構成は例示である。各部品の数や構成はこの例には限られない。各変形セル２に対し、選択的に給気及び排気ができればどのような構成でもよい。例えば、各電磁弁５３、２２は、エアの流量制御が可能であってよいし、電磁弁５３から排気も行うようにされてもよい。また、各変形セル２に接続された電磁弁５３及び電磁弁２２の間にセンサを設け、チューブ７内の圧力を測定することにより、変形セル２の内圧を推定するようにしてもよい。また、例えば、電磁弁には限られず、機械式の弁等を使用してもよい。

シート３は、複数の変形セル２の下に配置される。シート３は、例えば、厚さは２ｃｍ程度で、半硬質の多孔質のポリウレタン素材である。しかし、シート３の材質は、ポリウレタンや綿やエアマット等どのようなものでもよく、シート３の硬度も、どのようなものでもよい。また、例えば、シート３には、駆動制御装置５を収容する切り欠き３３を有してもよい。なお、切り欠き３３はあってもなくてもよいが、後述のカバー３１内に駆動制御装置５が収容される構成の場合には、シート３は切り欠き３３を有するのが望ましい。

配置手段は、シート３上の所定の位置に変形セル２を配置する。本例では、配置手段として、カバー３１を用いる。カバー３１は、シート３の一部又は全体を覆い、かつ、シート３の上の所定の位置に変形セル２を配置できる。図２では、一例として、シート３全体を覆う袋状であって、複数の変形セル２をそれぞれ収容可能なカバー３１の例を示している。例えば、カバー３１は、その内面上部に開口（図示なし）を有する袋状のポケット部３１ａを備え、各ポケット部３１ａはそれぞれ１つの変形セル２を収納し、変形セル２を保持し得る。加えて、変形セル２及びポケット部３１ａには、これらを互いに締結する締結部を設けてもよい。図示例では、締結部として、変形セル２に複数の穴２３を設け、かつ、ポケット部３１ａ内には、穴２３に挿通され固定される紐やフックなどの締結具（図示なし）を設け、穴２３に締結具を固定することで、ポケット部３１ａ内での変形セル２の位置ずれを防止するようにしている。しかし、カバー３１の構成は、この例には限られない。また、配置手段は、カバー３１の例には限られず、シート３上の所定の位置に複数の変形セル２を配置できるものであればどのようなものであってもよい。なお、カバー３１には、駆動制御装置５を収容する収容部３１ｂが形成されてよい。なお、駆動制御装置５は、本例のように、後述のカバー３１内に収容されるように構成されても、カバー３１の外に設けられる構成であってもよい。

＜２．変形セルの配置＞
図５は、変形セル２の配置を説明するための図である。図５（Ａ）は、シート３上に配置された複数の変形セル２を模式的に示した図であり、図５（Ｂ）は、医療・介護用のリクライニングベッドのボトムＢを模式的に示した図であり、図５（Ｃ）は、横臥者の身体を模式的に示した図である。なお、ここでは、ボトムＢの配置として、横臥者の上半身を載せる背ボトムＢ１、腰と尻を載せる腰ボトムＢ２、大腿部を載せる膝ボトムＢ３、膝下を載せる脚ボトムＢ４を例示する。本例は、腰ボトムＢ２に対して、背ボトムＢ１が屈曲可能なリクライニングベッドであり、腰ボトムＢ２と背ボトムＢ１の間（Ｂ５）に、屈曲部（図示なし）を有する。

変形セル２は、その縦方向が体位変換装置１（又はシート３）の長手方向に沿うようにシート３に配置される。例えば、各変形セル２の縦方向の長さは、上半身を押し上げるものについては背ボトムＢ１に収まるように、また、下半身を押し上げるものについては腰ボトムＢ２から膝ボトムＢ３にかけて収まるように設定されるのが望ましい。換言すると、変形セル２の縦方向の長さは、上半身を押し上げるものについては横臥者の上半身の肩から臀部に対応する程度の長さ、また、下半身を押し上げるものについては下半身の臀部から大腿部に対応する程度の長さに設定され得る。より具体的には、例えば、変形セル２の縦方向の長さは、上半身を押し上げるものについては横臥者の上半身の肩から腰（仙骨の上部）に対応する程度の長さ、また、下半身を押し上げるものについては下半身の尻（仙骨の下部）から大腿部に対応する程度の長さに設定されるのが望ましい。変形セル２の横方向の長さは、ボトムＢの幅方向の長さの１／２以下に設定されればよい。換言すると、変形セル２の横方向の長さは、それぞれ、横臥者の左又は右の半身のみを押し上げるような幅に設定され得る。

複数の変形セル２は、横臥者の上半身を押し上げる１以上の変形セル２と、横臥者の下半身を押し上げる１以上の変形セル２とを含む。

図示例では、例えば、横臥者の上半身側に配置される変形セル２は、平面視で横臥者の右肩から右臀部までの部位を押し上げ可能に右上領域に配置される右上セル２Ａと、同じく左肩から左臀部までの部位を押し上げ可能に左上領域に配置される左上セル２Ｂである。より具体的には、例えば、右上セル２Ａは、平面視で横臥者の右肩から右腰（仙骨の右上部）までの部位を押し上げ可能にするのが望ましく、左上セル２Ｂは、同じく左肩から左腰（仙骨の左上部）までの部位を押し上げ可能にするのが望ましい。

また、横臥者の下半身側に配置される変形セル２は、平面視で横臥者の右臀部から右大腿までを押し上げ可能な右下領域に配置される右下セル２Ｃと、同じく左臀部から左大腿までを押し上げ可能な左下領域に配置される左下セル２Ｄである。より具体的には、例えば、右下セル２Ｃは、平面視で横臥者の右尻（仙骨の右下部）から右大腿）までの部位を押し上げ可能にするのが望ましく、左上セル２Ｂは、同じく左尻（仙骨の左下部）から左大腿までの部位を押し上げ可能にするのが望ましい。

右上セル２Ａの下端辺と右下セル２Ｃの上端辺との間に、幅方向に直線状に延びる第1の隙間１１を有する。左上セル２Ｂの下端片と左下セル２Ｄの上端辺との間に、幅方向に直線状に延びる第２の隙間１２を有する。第１の隙間１１と第２の隙間１２が幅方向に一直線に並び、この第１の隙間１１と第２の隙間１２をベッドの腰ボトムＢ２と背ボトムＢ１の間Ｂ５（屈曲位置）に位置合わせすることができる。

さらに、平面視において、右上セル２Ａの下部と左上セル２Ｂの下部を共に、横臥者の身体の仙骨の上部付近に位置合わせすることができる。同時に、右下セル２Ｃの上部と左下セル２Ｄの上部を共に、横臥者の身体の仙骨の下部付近に位置合わせすることができる。つまり、横臥者の仙骨の縦方向中央位置が、およそ第１及び第２の隙間１１、１２内に重なるようになる。

このようにすることで、ボトムの屈曲位置に体位変換装置１の上下領域間の隙間が位置合わせできるので、ベッドが背上げ動作をするとき、つまり、腰ボトムＢ２に対して背ボトムＢ１が立ち上がるとき、体位変換装置１も一緒に容易に屈曲できる。加えて、各変形セル２が配置される右上、左上、右下、左下の４つの領域が、いずれも、縦方向においてユーザの仙骨に対応する位置にあるので、どの領域の変形セルが膨張した時も、ユーザの仙骨を中心とした骨盤の右上部、左上部、左下部、右下部が上昇し、それにより、床ずれなどの疾患が最も生じやすい仙骨を中心とする部位に対し、疾患軽減効果が高い。

また、右上セル２Ａの左端辺と左上セル２Ｂの右端辺との間に、縦方向に延びる第３の隙間１３を有し、右下セルの左端辺と左下セル２Ｄの右端辺との間に、縦方向に延びる第４の隙間１４を有し、第３の隙間１３と第４の隙間１４は、それぞれ、横臥者の脊椎から股間を通る中心線Ｃに位置合わせすることができ、第３の隙間１３と第４の隙間１４の横方向の寸法（幅）は、横臥者の胴体の横幅よりも狭く、かつ腰椎と胸椎の横幅よりも広く設定される。第３の隙間１３と第４の隙間１４の横方向の寸法（幅）は、好ましくは、その隙間１３、１４の横幅内に、横臥者の横方向中心部分、例えば腰椎と胸椎の全幅とその両脇の脊柱起立筋の一部幅又は全幅に相当する部分は収容され得るが、さらにその両脇の外側部分、例えば、肩甲骨の全幅に相当する部分は完全には収容され得ないような寸法に設定される。第３の隙間１３と第４の隙間１４の横方向の寸法（幅）は、例えば、１０センチ以上３０センチ以下、好ましくは２０センチ以上３０センチ以下に設定され得る。

第３の隙間１３と第４の隙間１４の横方向の寸法（幅）は、広すぎると小柄な女性のように体の小さい人の身体を傾けることが難しくなり、狭すぎると、身体の横方向の中心部分又はその近くも押し上げられるので、傾け効果が低減する。これらの隙間１３，１４が１０センチ以上３０センチ以下の幅であれば、小柄な女性から大柄な男性まで、種々の体格の横臥者に対して傾け効果が得られる。また、２０センチ以上３０センチ以下の幅であれば、横臥者が寝返り等で動いたとしても、身体の中心部を変形セルの上方からずらせるという効果が期待できる。他方、これらの隙間１３，１４が広すぎると、肩幅の狭い人には、その人の肩の外方ばかりが持ち上がり、その人の肩が上がらない可能性がある。

また、右上セル２Ａの右端辺と左上セル２Ｂの左端辺との間の距離１５は、横臥者の身体の横幅以上、シート３の幅以下に設定される。具体的には、例えば、右上セル２Ａの右端辺と左上セル２Ｂの左端辺との間の距離１５は、例えば、５５センチメートル以上７５センチメートル以下、好ましくは、６０センチメートル以上、７０センチメートル以下に設定され得る。

横臥者の傾け効果を出すには、肩を押し上げる必要がある。変形セルが外側にそれぞれ左右５から１０センチメートルくらい、左右セルを併せた全体幅が肩幅より１０から２０センチメートルほど広ければ、肩を確実に押し上げ、傾け効果が得られる。一般に日本人男性の平均肩幅は、４５センチメートル、女性は４０センチメートルである。大柄な男性の場合、さらに５センチメートル、場合によっては、１０センチ近く肩幅が広い可能性がある。ゆえに、全体幅が５０センチメートルから７５センチメートルの間なら、どの体格の人でも傾け効果が期待できる。他方、上述の通り肩幅の狭い人にも適用するようにする必要がある。ゆえに、６０センチメートル以上、７０センチメートル以下であれば、ほぼ多くの体格に対応して傾け効果が得られる。なお、現実の介護用ベッド、医療用のベッドの幅は、最小のモデルで７８センチメートル程度である。このベッド幅にも上記の幅なら対応できる。

＜３．変形セルの構成＞
以下、変形セル２の構成を説明する。図６は、変形セル２の平面図である。図７は、変形セル２を横方向に切った状態の断面の簡略図である。変形セル２は、エアを抜いた状態で、平面視において略長方形状を有する。複数の変形セル２は、同じ形状であってよい。本例では、変形セル２は、合成樹脂素材の略長方形の上下面の周縁を溶着して、袋状に形成されている。変形セル２の縦方向の一辺には、給排気孔が形成されており、チューブ７を接続するための接続部材２１が給排気孔に固定される。本例では、給排気孔を有する側の辺が、体位変換装置１の幅方向の外側になるよう配置されており、これと反対側の辺には、上述した締結部の穴２３が複数設けられている。

変形セル２には、内部の領域を分割する１以上のリブ２６が設けられる。リブ２６は、変形セル２の内部の各領域を、それぞれ一部開放するように形成される。言い換えると、変形セル２の内部は、リブ２６により、複数の領域（図示なし）が形成されるとともに、これら複数の領域にエアを流通可能な連通路２７が形成されている。リブ２６は、上述した変形セル２の材質と同様の材質により形成され得るが、同様の材質でなくてもよい。

リブ２６は、変形セル２の上下面に固着されている。図示例では、１つのリブ２６は、変形セル２の横方向に沿うように配置され、変形セル２の縦方向に間隔をあけて複数配置されている。変形セル２に給気すると、リブ２６は立ち上がる。リブ２６が立ち上がった状態（つまり、変形セル２が膨張した状態）で、リブは、変形セル２における横方向の一端部２６ａよりも他端部２６ｂのほうが低く設定される。本例では、リブ２６は、給気孔の近傍側の一端部２６ａが、その反対側の他端部２６ｂよりも高くなるよう設定されている。

また、体位変換装置１に配置された状態では、膨張した変形セル２は、体位変換装置１の幅方向の中央側を低く、外側を高くするように設定されている。よって、膨張時の変形セル２には、幅方向外側の端部から中央側の端部に向かう傾斜面２５が形成されることになる。つまり、変形セル２が横臥者の身体を包み込むように膨張・収縮をするので、横臥者の違和感を抑えることができる。

例えば、最大膨張状態における変形セル２の高さは、高いところ（この例では、幅方向外側）で、５ｃｍから１５ｃｍ程度、低いところ（この例では、幅方向の中央側）で、０ｃｍから５ｃｍ程度であってよい。

また、リブ２６により、変形セル２の内部に複数の領域が形成されることで、横臥者の体重により膨張範囲が偏ることを防止することができる。

なお、リブ２６は、給気孔の近傍側の一端部が、他端部よりも低くなるように設定してもよいし、高低の差をつけずにしてもよい。

＜５．動作＞
以下、体位変換装置１の動作の概略を説明する。図９は、体位変換装置１の動作の一例を示す。図１１は、変形セルの膨張・収縮の経過を表す図である。ここでは、１つの変形セルの膨張開始から収縮終了まで（以下、これを動作時間という。）を６０分として、第１～第４の変形セルの順序で膨張される例を説明する。

なお、説明のため、便宜的に第１から第４セルとして説明するが、これらの変形セル２の動作の順序は、設計で予め設定されてもよいし、ユーザにより選択されてもよい。また、動作時間、膨張時間、維持時間及び収縮時間のタイミングは、この例に限られず、設定により変更可能である。

ユーザ等は、操作パネル６より、電源の入力及び各種の設定を行う（Ｓ１）。例えば、設定情報は、膨張させる変形セル２の順序の選択（体位変換位置の選択）、各変形セル２が膨張し、最大膨張状態を維持し、そして収縮する１回の動作の時間（１か所の体位変換時間）、変形セル２の膨張度（例えば、変形セル２の最大膨張状態での高さの程度、つまり、横臥者にとっての身体の傾きの程度）等である。この例では、変形セル２の膨張度を、変形セル２の内圧の値を用いて制御するものとする。同じ内圧でもユーザの体重や体格や体位変換装置１の上の寝具の硬さなどにより変形セル２の最大膨張状態での高さ、つまり、ユーザの身体の傾き程度が変わるので、変形セル２の内圧は、ユーザの体重や体格によって設定変更が可能である。例えば、体重の軽い人の身体を１０ｃｍ押し上げる場合よりも、体重の重い人の身体を１０ｃｍ押し上げる場合は、内圧を高く設定する必要がある。

また、体位変換装置１は、ユーザの上半身と下半身の重量の違いに応じて、複数の変形セルの内圧をそれぞれ異なる設定値に制御することができる。例えば、一般的には、下半身のほうが上半身よりも重い。このため、上側の領域に配置される変形セルよりも、下側の領域に配置される変形セルの内圧を高く設定してもよい。同じ人でも、身体の上半身と下半身の重量は異なる。このため、各部の重量に合わせて内圧を設定できることで、身体の部位毎の上昇高さを一定に制御できる。

なお、変形セル２の内圧の設定は、ユーザの体格に応じて予め設定された幾つかの設定値（モード）の選択肢よりユーザが選択できるようにしてもよい。この際、上半身及び下半身等、身体の部位ごとに重さが異なることを想定し、各モードは、変形セル毎（又は上半身と下半身の変形セル毎）に、異なる内圧値が設定されてもよい。また、ユーザが変形セル２（領域）毎に所望の内圧値を設定してもよい。

なお、膨張度は、変形セル２の内圧の値で制御するに限られるものではなく、例えば、変形セル２の高さや、変形セル２への給気量等によって制御できる。以下、ユーザが、操作パネル６により選択した変形セル２の膨張度に対応する変形セルの内圧値を所定内圧という。

各変形セル２は、予め設定された所定内圧に達するまで給気され、所定内圧の状態をしばらく維持した後、排気される。変形セル２が所定内圧に達した状態を、以下では、最大膨張状態という。また、給気開始から、各変形セル２が最大膨張状態に達するまでの時間を、以下では膨張時間といい、最大膨張状態に達した後、排気が開始されるまで、最大膨張状態を維持する時間を維持時間といい、排気開始から終了（変形セル２の内圧が実質ゼロになる）までの時間を収縮時間という。これら膨張時間、維持時間、収縮時間を合わせた時間を、以下、変形セル２の動作時間という。

体位変換装置１は、操作パネル６からの設定情報を受け、動作を開始する（Ｓ２）。

体位変換装置１は、第１変形セルに給気を開始する（Ｓ３）。これより、体位変換装置１は、タイムカウントを開始する。

体位変換装置１は、センサ２４からの情報に基づき、第１変形セルの所定内圧に達したことを確認する（Ｓ４）。

体位変換装置１は、第１変形セルの給気を停止する（Ｓ５）。

体位変換装置１は、維持時間が終了したことを確認する（Ｓ６）。本例では、維持時間は、第１変形セルへの給気開始（Ｓ３）から、動作時間の１／２経過後に終了するものとする。

体位変換装置１は、第１変形セルの排気を開始する（Ｓ７）。第1変形セルの排気が完了する（Ｓ８）。

体位変換装置１は、排気時間が終了したことを確認する（Ｓ９）。本例では、排気時間は、第１変形セルへの給気開始（Ｓ３）から、動作時間経過後に終了するものとする。

体位変換装置１は、Ｓ３に処理を戻し、第２変形セルの処理に進む（Ｓ１０）。

この後、体位変換装置１は、第２～第４変形セルの順番で、上記Ｓ３～Ｓ１０の動作が行う。第４変形セルの動作時間が完了すると、再び、第１変形セルの上記Ｓ３～Ｓ１０の動作が始まり、以後、同様の動作が繰り返される。なお、この第１～第４変形セルの上記動作は、ユーザ又はタイマー等により体位変換装置１の電源が切られるまで、自動的に繰り返し行われるようにしてよい。

なお、この例では、各変形セル２は、給気開始から動作時間の１／２で維持時間を終了し、排気を開始するものとしていたが、これに限られない。変形セル２の動作時間内での膨張、維持及び収縮の時間制御の詳細例は、後述する。

以下、上記体位変換装置１の動作に関し、より詳細に、駆動制御装置５による変形セル２の制御を説明する。図１０は、駆動制御装置５による変形セル２の制御の一例を示す。

以下、各変形セル２の１回の動作時間を６０分とした場合にて、第１～第４の変形セルの順序で動作が行われる例を説明する。この例では、各変形セル２の膨張時間と維持時間を合わせて動作時間の１／２であり、残りの１／２が収縮時間である。

なお、説明のため、便宜的に第１から第４セルとしているが、これらの変形セル２がどの位置に在る変形セルに該当するかは、設計で定められていても良いし、ユーザにより任意に選択されてもよい。要するに、複数の変形セル２がどのような順序で動作するかにはバリエーションがあり得る。ただし、各変形セル２が一度動作して次に動作するまでの周期（つまり、各変形セル２の動作頻度）は全ての変形セルで同じであることが好ましい。また、１回の動作時間、膨張時間、維持時間、収縮時間は、この例に限られず、設定により変更可能であってよい。

ユーザ等は、操作パネル６より、電源の入力及び各種の設定を行う（Ｓ１１）。設定情報は、上述の通りである。

駆動制御装置５は、運転を開始するよう各部に指示する（Ｓ１２）。

駆動制御装置５は、第１変形セルの給気を開始する（S１３）。具体的には、例えば、駆動制御装置５は、ポンプ５１を駆動し、電磁弁５３を開放し、電磁弁２２を閉止して、給気を開始するよう指示する（Ｓ１３）。ここで、駆動制御装置５は、第１変形セルの制御に関するタイムカウントを開始する。

駆動制御装置５は、第１変形セルのセンサ２４からの情報に基づき、第１変形セルが所定内圧に達したか否かを判断する（Ｓ１４）。第１変形セルが、所定内圧に達した場合（Ｙｅｓ）は、Ｓ２１に進み、所定内圧に達していない場合（Ｎｏ）は、Ｓ１５に進む。

駆動制御装置５は、第１変形セルへの給気を停止する（Ｓ２１）。具体的には、例えば、駆動制御装置５は、第１変形セルの電磁弁２２及び５３を閉止し、第１変形セルへの給気を停止する（Ｓ２１）。

駆動制御装置５は、第１変形セルの給気開始（Ｓ１３）から第１の時間経過したことを確認し（Ｓ１５）、給気速度を下げる（Ｓ１６）。なお、ここで、第１の時間は、例えば、膨張時間のおよそ１／３以下、好ましくは１／５以上、１／４以下であってよい。この処理は、第１変形セルの急激な膨張を避けることができる。

駆動制御装置５は、第１変形セルのセンサ２４の情報に基づき、第１変形セルが所定内圧に達したか否かを判断する（Ｓ１７）。第１変形セルが、所定内圧に達した場合（Ｙｅｓ）は、Ｓ２１に進み、所定内圧に達していない場合（Ｎｏ）はＳ１８に進む。

駆動制御装置５は、第１変形セルの給気開始（Ｓ１３）から第２の時間経過したことを確認しＳ１８）、給気速度を上げる（Ｓ１９）。なお、ここで、第２の時間は、膨張時間の終了に近づいた時間である。例えば、膨張時間のおよそ２／３以上、好ましくは１未満、４／５以上であってよい。この処理は、第１変形セルが、膨張時間の終了までに最大膨張状態とすることを助けることができる。

駆動制御装置５は、第１変形セルのセンサ２４の情報に基づき、第１変形セルが所定内圧に達したか否かを判断する（Ｓ２０）。第１変形セルが、所定内圧に達した場合（Ｙｅｓ）は、Ｓ２１に進み、所定内圧に達していない場合（Ｎｏ）はＳ２２に進む。

駆動制御装置５は、維持時間が終了したことを確認し（Ｓ２２）、第１変形セルの排気を開始する（Ｓ１９）。具体的には、例えば、駆動制御装置５は、第１変形セルの電磁弁２２を、例えば１秒間開放した後１秒間閉止する等のように、断続的に開閉することで、比較的ゆっくりと排気するようにしてもよい。なお、本例では、維持時間は、第１変形セルの給気開始（Ｓ１３）から動作時間の１／２経過後に終了するものとする。

駆動制御装置５は、排気時間の終了が近づいたことを確認し（Ｓ２４）、排気速度を上げる（Ｓ２５）。具体的には、例えば、駆動制御装置５は、第１変形セルの電磁弁２２の断続的な開閉に関し、開放する時間を増やすように制御してもよい。ここでは、例えば、駆動制御装置５は、動作時間の終了前であって、給気開始からおよそ動作時間の３／４が経過した時間となったことを確認するものとする。

駆動制御装置５は、排気時間の終了を確認し（Ｓ２６）、第１変形セルの電磁弁２２を開放し、排気速度の制御を停止する（Ｓ２７）。なお、本例では、排気時間の終了は、第１変形セルの給気開始（Ｓ１３）から動作時間が経過したときである。

この後、駆動制御装置５は、第２～第４変形セルの順番で、上記Ｓ１３～Ｓ２７処理を行う。なお、駆動制御装置５によるこの第１～第４変形セルの上記動作は、ユーザ又はタイマー等により体位変換装置１の電源が切られるまで、繰り返し行われるようにしてよい。

なお、上記と同様、第１～第４変形セルの動作の順序は、ユーザの選択によりいかようにも設定可能である。また、動作時間は、この例には限られない。

＜４．変形セルの動作時間＞
駆動制御装置５は、右上領域、左上領域、右下領域、左下領域に配置された複数の変形セル２を、各々独立して膨張及び収縮させることができる。例えば、１領域ずつ逐次変形セル２を膨張させることができ、その順序はユーザにより選択可能である。例えば、平面視で右回り順又は左回り順に１領域ずつ逐次に変形セル２を膨張させるようにしてもよい。本例では、１の領域の変形セル２の動作時間（膨張～収縮）が終了した後、次の領域の変形セルの動作が開始されるものとする。

また、駆動制御装置５は、各変形セル２を膨張させる時間（膨張時間）と収縮させる時間（収縮時間）を、それぞれ５分以上に制御する。好ましくは、駆動制御装置５は、各変形セル２の膨張時間と収縮時間のそれぞれを、１０分以上、より好ましくは１５分以上に制御する。

体位変換装置１は、比較的長い時間をかけて変形セル２を膨張させ、さらに収縮させる。これにより、変形セル２の膨張及び収縮時のユーザの違和感を低減することができる。よって、ユーザの褥瘡等の疾患のリスクを抑えつつ、安眠を阻害することを防止することができる。

駆動制御装置５は、動作時間のうち、各変形セル２を膨張させる時間（膨張時間）と収縮させる時間（収縮時間）の合計時間（つまり、動作時間の中で変形セル２が変形している時間）を、維持時間よりも長くすることができる。換言すると、駆動制御装置５は、変形セル２の変形時間を動作時間の１／２以上とすることができる。駆動制御装置５は、変形セル２の変形時間を動作時間の２／３以上とするのが好ましく、より好ましくは動作時間の３／４以上とするのが好ましい。

換言すると、駆動制御装置５は、各変形セル２の維持時間を、膨張開始から収縮終了までの動作時間の２分の１以下に制御することができる。

好ましくは、駆動制御装置５は、変形セル２の維持時間を、膨張時間や収縮時間よりも短くするようにする。駆動制御装置５は、各変形セル２の膨張終了から収縮開始までの最大膨張状態の維持時間を、動作時間の１／２以下、好ましくは１／３以下、より好ましくは動作時間の１／４以下に制御する。

例えば、動作時間を２時間とした場合、上記維持時間を例えば６０分以下、好ましくは４０分以下、より好ましくは３０分以下とすることができる。また、動作時間を１時間とした場合、維持時間を例えば３０分以下、好ましくは２０分以下、より好ましくは１５分以下とすることができる。動作時間を３０分とした場合、維持時間を１５分以下、好ましくは１０分以下、より好ましくは７．５分以下とすることができる。

このように、横臥者の身体が同じ状態に留まる時間を短くすることで、褥瘡等のリスクを低減することができる。つまり、維持時間が動作時間中でこの程度に短いと、変形セル２の膨張・収縮の時間を上述の違和感をもちにくい程度に長く設定できるとともに、ユーザが同じ姿勢でいる時間が短いので、褥瘡等の疾患のリスクを軽減することができる。

また、駆動制御装置５は、各変形セル２の収縮時間を、膨張時間よりも長くするよう制御する。例えば、駆動制御装置５は、各変形セル２の収縮時間が動作時間の１／３以上になるように制御する。駆動制御装置５は、各変形セル２の収縮時間が動作時間の１／３より多く２／３以下に制御するのが望まく、より好ましくは、各変形セル２の収縮時間が動作時間の１／２に制御するのが望ましい。変形セル２が膨張するとき、横臥者の身体は重力に抗って上昇する。これに対し、変形セル２が収縮するとき、横臥者の身体は重力に従い下降する。身体の上昇時間よりも下降時間を長くとることで横臥者が体位変換による違和感を持ちにくくできる。

駆動制御装置５は、各変形セル２の内圧が、１kPaから１０kPaの間にはいるように制御する。内圧を変えることで、ユーザの体格や体重に左右されず、変形セルを適切に上昇させることができる。例えば駆動制御装置５は、ユーザの体重に応じて、各変形セル２の膨張によるユーザの身体の最大上昇距離が１２センチメートルから６センチメートルの間に入るように、各変形セルの膨張を制御するようにする。例えば、変形セルが、その中にエア等の気体を供給することでほぼ抵抗なく膨張する柔軟なエアセルの場合、各変形セルに供給する空気圧の最大値を例えば２kPa、５kPa及び８kPaの三段階に手動又は自動で変更できるようにしてよい。それにより、ユーザの体重が小柄な女性のように軽いか、大人の標準的な体重か、大柄な男性のようにより重いかに応じて、最大空気圧を変更することで、最大上昇距離を１２センチメートルから６センチメートルの間に入るように調整できる。これにより、ユーザの身体の最大上昇距離がこの程度であれば、ユーザに与える違和感を、安眠を妨害しない程度に小さくできる。

＜実施例＞
以下、本実施形態に係る実施例の検証試験の結果を示す。

図１２は、本実施例にかかる検証試験の結果を示すグラフである。このグラフは、変形セル２の膨張時に、被験者（横臥者）がどこで違和感を持ったかを検証した結果である。この実験では、ベッドのボトムの上に体位変換装置１を置き、被験者と体位変換装置１との間にウレタンのベッドマットレス（全ての測定において同じもの）を敷き、１つの領域の変形セル２を膨張させ、変形セルの膨張前の高さを０ｃｍとし、変形セル２上の被験者の身体の部位が上昇した高さを測定した。

被験者は、体重が３５ｋｇから４５ｋｇのグループ（図では、加重４０ｋｇと記載）、体重が４５ｋｇから５５ｋｇのグループ（図では、加重５０ｋｇと記載）、体重が６０ｋｇから７０ｋｇのグループ（図では、６５ｋｇと記載）、体重が７０ｋｇから８０ｋｇのグループ（図では、加重７５ｋｇと記載）の４グループを測定した。各グループ１０人とした。

試験は、各被験者に対し、変形セル２の膨張時における、変形セル２の内圧と、身体の部位の上昇した高さ（膨張高さ）を測定する第１の測定と、変形セル２をそれぞれ異なる膨張時間で膨張させた場合に、被験者がどこで体位変化による違和感を覚えるかを測定する第２の測定を行った。膨張時間は、変形セル２が最大膨張状態になるまでに要する時間を０．５分、２．０分、５．０分、１０．０分、１５．０分の５つとした。なお、被験者が違和感を全く持たなかった場合には、最大膨張時に違和感を持ったものとしてカウントした。

なお、変形セル２の位置は、図５に示す右上領域、左上領域、右下領域、左下領域の４か所をそれぞれ測定した。また、いずれの被験者もが載置された状態で、変形セル２の最大膨張時の高さが６～１２ｃｍの間に入るように内圧を設定した。以下、本試験の結果の代表的な例を示す。この例は、変形セルの位置を右肩領域とし、最大膨張時の内圧を５kPaと設定したものである。

図の縦軸は、変形セル２の膨張時の高さ（ｃｍ）、横軸は、変形セルの内圧（ｋPa）を示す。変形セル２の膨張時の高さは、変形セル上の身体の部位が上昇した高さを表す。グループ毎の、変形セルの膨張時における変形セルの内圧と、身体の部位の上昇した高さ（膨張高さ）の測定（第１の測定）の結果を折れ線グラフで示した。また、各膨張時間における被験者が違和感を覚えた個所（第２の測定の結果）を、同グループの折れ線グラフ上にポイントした。なお、第１及び第２の測定の結果は、各グループの平均値をとった。

試験の結果、どのグループにおいても、膨張時間が長いほど、被験者は、変形セル２の膨張時の体位変化による違和感を与えにくいことが分かった。

具体的には、試験の結果、以下のことがわかった。膨張時間が０．５分の場合、どのグループにおいても、被験者が違和感を持った膨張時高さは、最大膨張状態の８０％未満であった。なお、この場合の変形セルの内圧は、２．０kPa以下であった。

膨張時間が２．０分の場合、どのグループにおいても、被験者が違和感を持った膨張時高さは、最大膨張状態の８５％未満であった。なお、この場合の変形セルの内圧は、３．０kPa以下であった。

膨張時間が５．０分の場合、どのグループにおいても、被験者が違和感を持った膨張時高さは、最大膨張状態の９０％以上であった。より具体的には、膨張時高さが最大膨張状態の９０％以上９８％未満のときであった。なお、この場合の変形セルの内圧は、３．５kPa以上であった。

膨張時間が１０．０分の場合、どのグループにおいても、被験者が違和感を持った膨張時高さは、最大膨張状態の９５％以上であった。より具体的には、膨張時高さが最大膨張状態の９５％以上９９％未満のときであった。なお、この場合の変形セルの内圧は、４．０kPa以上であった。

膨張時間が１５．０分の場合、どのグループにおいても、被験者が違和感を持った膨張時高さは、最大膨張状態の９９％以上であった。なお、この場合の変形セルの内圧は、４．９kPa以上であった。

つまり、膨張時間を５分以上とした場合には、変形セルが最大膨張状態の９０％以上膨張するまでは、どのような体格の被験者であっても違和感を与えないと考えることができる。また、膨張時間を１０分以上とした場合には、変形セルが最大膨張状態の９５％以上膨張するまでは、どのような体格の被験者にも違和感を与えないと考えることができる。さらには、膨張時間を１５分以上とした場合には、変形セルが最大膨張状態の９９％以上、つまりほぼ最大膨張状態に達するまで、どのような体格の被験者にも違和感を与えないと考えることができる。

以上説明した実施形態は、説明のための単なる例示であり、本発明の範囲をそれらの実施の形態のみに限定する趣旨ではない。本発明は、上記の実施の形態とは違うさまざまな形態で、実施することができる。

１…体位変換装置 ２…変形セル ２Ａ…右上セル ２Ｂ…左上セル ２Ｃ…右下セル ２Ｄ…左下セル ３…シート ５…駆動制御装置 ６…操作パネル ７…チューブ ８…電源 １１…第１の隙間 １２…第２の隙間 １３…第３の隙間 １４…第４の隙間 １５…距離 ２１…接続部材 ２２…電磁弁 ２３…穴 ２４…センサ ２５…傾斜面 ２６…リブ ２６ａ…一端部 ２６ｂ…他端部 ２７…連通路 ３１…カバー ３１ａ…ポケット部 ３１ｂ…収容部 ５１…ポンプ ５２…制御部 ５３…電磁弁 ５５…ケーシング Ｂ…ボトム Ｂ１…背ボトム Ｂ２…腰ボトム Ｂ３…膝ボトム Ｂ４…脚ボトム Ｂ５…腰ボトムと背ボトムの間 Ｃ…中心線

Claims (7)

1. 横臥者の身体の複数部位の下方にそれぞれ配置され、上下方向への膨張と収縮の変形が可能な複数の変形セルと、
   各変形セルを膨張させ、最大膨張状態を保ち、そして収縮する動作を複数回繰り返し行わせる駆動制御装置と、を備え、
   前記駆動制御装置は、前記各変形セルを前記最大膨張状態まで膨張させる膨張時間と前記最大膨張状態から収縮させる収縮時間をそれぞれ、５分以上に制御する、
   体位変換装置。
   
2. 前記駆動制御装置は、前記各変形セルの膨張終了から収縮開始までの前記最大膨張状態の維持時間を、膨張開始から収縮終了までの１回の動作時間の２分の１以下に制御する、
   請求項１に記載の体位変換装置。
   
3. 前記駆動制御装置は、前記各変形セルの１回の動作時間のうちの前記収縮時間を、前記膨張時間よりも長くするよう制御する、
   請求項１又は２に記載の体位変換装置。
   
4. 前記駆動制御装置は、横臥者の上半身と下半身の重量の違いに応じて、前記複数の変形セルの内圧をそれぞれに制御する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の体位変換装置。
   
5. ベッドのボトム上に敷くことができるシートをさらに備え、
   前記複数の変形セルは、前記シートの上に配置され、
   前記複数の変形セルは、平面視で横臥者の右肩から右臀部までの部位を押し上げ可能な右上領域に位置する右上セルと、左肩から左臀部までの部位を押し上げ可能な左上領域に位置する左上セルと、左臀部から左大腿までを押し上げ可能な左下領域に位置する左下セルと、右臀部から右大腿までを押し上げ可能な右下領域に位置する右下セルと、を含み、
   前記右上セルの下端辺と前記右下セルの上端辺との間に、横方向に延びる第1の隙間を有し、前記左上セルの下端片と前記左下セルの上端辺との間に、横方向に延びる第２の隙間を有し、前記第１及び第２の隙間が、ベッドの腰ボトムと背ボトムの間の屈曲位置に配置可能であり、
   平面視で縦方向において、前記右上セルの下部と左上セルの下部とが、横臥者の身体の仙骨の上部に配置可能であるとともに、右下領域の上部と左下領域の上部とが、横臥者の身体の仙骨の下部に配置可能である、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の体位変換装置。
   
6. 前記右上セルの左端辺と前記左上セルの右端辺との間に、縦方向に延びる第３の隙間を有し、前記右下セルの左端辺と前記左下セルの右端辺との間に、縦方向に延びる第４の隙間を有し、
   前記第３及び第４の隙間は、それぞれ、ユーザの脊椎から股間を通る中心線に位置合わせ可能であり、
   前記第３及び第４の隙間の横方向の幅は、１０センチ以上３０センチ以下である、
   請求項５に記載の体位変換装置。
   
7. 前記右上セルの右端辺と、前記左上セルの左端辺との間の距離が、５５センチメートル以上７５センチメートル以下である、
   請求項５又は６に記載の体位変換装置。