JP2024005134A - ウォーターマットレス - Google Patents

Abstract

【課題】ウォーターマットレスは液圧により体が均等な力で保持され快適が睡眠が得られる一方で、腰痛に繋がる腰部沈み込みを防ぐために伸び難い材料を使用すると体全体に沿い支える効果が薄れ、多量の水を封入すると寝返り時などの揺れで気分が悪くなり、更にマットレス重量は増加し取扱性が劣る。【解決手段】硬質材料からなる凹部を有する四角形状の土台と上面シートと内部を長手方向に複数の領域に分離するシートからなり、上面と分離面は縦弾性係数が１０ＭＰａ以下の弾性シートであり、凹部高さは短手方向内寸の８分の１以下２４分の１以上であり、水密に分離された各領域内部には水等の液体を体がフラットに底つきせず横たわれるよう調節し封入する。弾性シートで体を広く均一に支え、液体高さを抑えて揺れと重量を抑える。液体高さを抑え弾性シートを用いることで起き上がり時や乗り降り時には底つきしシート破損を防ぐ。【選択図】図１

Description

本発明は、水等の液体を封入して使用するマットレスに関する。

従来より柔軟で水密な素材で形成した袋体等に水等の液体を充填してなるウォーターマットレスがある。このマットレス上に横たわる際には、液体による均等圧で体が保持される。睡眠の際の圧力の偏りは高い圧力のかかる部分の血行を悪化させ、寝返りの頻度が必要以上に増し睡眠が浅くなるなど健康と安眠に影響を及ぼすため、ウォーターマットレスは老若男女、疾患の有無によらず万人への理想的な寝具である。

一方で人体の中で最も重い腰部が他の箇所より沈むと不快のみでなく腰痛につながる。沈み込みを防ぐために、マットレスの表面素材に伸び難い材料を使用すると体全体に沿い支える効果が薄れる。また腰部が沈むことによる底つきを防ぐために多量の水を封入すると、寝返りなどによる揺れで気分が悪くなり快適な睡眠が得られない。更に多量の水を封入すると重量がかさみ床に損傷を与えたり移動、清掃などの取り扱い性が悪化する。

これらの課題対応として、例えば特許文献１、２、３に記載の実用新案がある。文献１では、局所的な沈み込みを防ぐため複数の袋状のマットレスを隣接し使用する。文献２では、沈み込みを防ぎ揺れを抑えるため中心部に独立気泡性樹脂マットを用いる。文献３では、体全体を広く均一に支えつつ揺れを抑えるため、上面にプラスチックシートと伸縮性シートを複数箇所熱融着した凹凸部を有するシートを用いる。

実全昭５５―０９８３１２号公報 実全昭５９―０６８４５６号公報 実全昭６３―１９７４４９号公報

しかしながら特許文献１に記載されたウォーターマットレスは、腰部の沈み込み対策としては有効であるものの、液体を充填した袋状のマットレスは端部が丸みを帯び易く、かつ袋全体が変形することにより端部は沈み込み易くなり、袋の中央部分と端部で体を支える力に差異が生じ体を均一に支える効果が減少する。隣接部分における体の底つきを防ぐためには伸びにくい素材を利用するか、充填する液体の量を増やし厚みを増やすか、双方を実施する必要があるが、伸びにくい材料の使用は体全体に沿って均一に支える効果を減少させ、液量の増加は揺れの増加や取り扱い性の悪化につながる。

特許文献２では、袋体内部が溝や貫通穴を有する独立気泡性樹脂フォームと液体であり、揺れの防止及び体をフラットに支える効果はあるが、体をフラットに支えるために重量の大きい部分を液体のみでなく樹脂フォームで支えることから体を均一に支える効果は減少する。人体は非常に敏感であり、柔軟な樹脂フォームであっても底つきすることで不快感を覚えるとともに腰部の圧力増加は腰痛につながる。

特許文献３では、袋状のマットレスの上面シートが伸縮することにより、体を広い面積で支える効果と、伸縮するシートが液体の揺れを吸収する効果が期待できる一方で、腰部の大きな沈み込みは避けられない。またプラスチックシートと伸縮性シートを複数箇所熱融着したシートでは局所的にみれば体を支える力を均一とすることはできない。

特許文献３の記載にあるように、袋状のマットレスの材料には軟質の塩化ビニルが汎用的に用いられる。塩化ビニルは耐久性、加工性などに優れており、高い衝撃や圧力に耐える袋状のマットレス製作に適している。しかしながら塩化ビニルはゴム等の弾性体に比べ伸び難く、伸びが大きくなると復元し難い性質があり、体に沿って伸びながら何度も長時間に渡り支える材料としては適していない。このようにウォーターマットレスの性能に優先する材料選択が行われていることも課題の一つである。

本発明は上記従来の問題点全てに着目して為されたものであり、体の下部を広い範囲で均一かつフラットに支え、寝返り時などの揺れによる気分の悪化を防ぐことで快適な睡眠が得られるとともに、移動や清掃などの取り扱い性も向上させるウォーターマットレスの提供をその目的とする。

本考案は、水等の液体を充填し上面の柔軟なシートの上に直接、もしくはシーツ、ベッドパッドを敷くなどして横たわるためのウォーターマットレスに係り、液体の充填部分は長手方向に３領域以上に分離され、マットレス上面と分離面は縦弾性係数が１０ＭＰａ以下の弾性シートであり、両側面と下面は硬質材料であり、硬質材料で形成される凹部を有する四角形状の土台と上面及び分離面は接着剤等で水密に接合されており、内部に上面が平らになるよう水等の液体を封入し使用する。

上面は縦弾性係数の低い弾性シートであることから、横たわる際に荷重がかかる部分のシートは伸びながら沈み、荷重のかからない部分のシートは伸びながら膨らみ、体の下部を広い面積で均一に支える。また各領域は水密に分離されていることから、重量の大きい腰を支える領域の液量を体がフラットとなるよう調整できる。

体をフラットに支えることから、液体高さは人体のラインの凹凸以上であれば底つきせず横たわれる。また液体高さを抑えることで寝返り時などの揺れを抑えられる。更に、弾性シートを用いつつ液体高さを抑えることで、乗り降り時や起き上がり時には上面シートが伸び底つきすることで、シートへの過度な応力の発生を抑えられる。それらを満足する液体高さは、短手方向内寸の８分の１以下２４分の１以上である。

本考案の請求項２に係るマットレスは、各領域毎にマットレス自体を分割し、上面と分割面は縦弾性係数の低い弾性シートであり、両側面と下面は硬質材料であり、硬質材料で形成される凹部を有する四角形状の土台と上面及び上面と繋がる分割面は接着剤等で水密に接合されており、各マットレスを長手方向に隣接させ、内部に上面が平らになるよう水等の液体を封入し使用する。分割することで隣接部分では長手方向にシートが分断しシートの引っ張り力の均一性が劣る欠点はあるが、両側面では固定されており、分割面において長手方向に液体がシートを押し合う効果もあることから体をフラットに均一に支える効果は得られ、持ち運びなどの取扱性が向上する。

本発明において、ウォーターベッドの両側面とは人がウォーターベッドに寝た状態で体の左右にある面のことで、頭足面とは頭と足の方向にある面のことを指す。通常の直方体状ベッドでは両側面間は短手、頭足面間は長手となる。また、分離面とは請求項１における領域を分離する面のことを指し、分割面とは請求項２における各マットレスの隣接面のことを指す。頭足面の部材は両側面や下面と同様の硬質部材であっても、上面と繋がるシートであっても構わない。分離面、分割面は、上面のシートの膨らみに追従するため上面シートと同等以下の縦弾性係数の材料としたり、折り畳む構造などとしても良い。

本発明では、端部が固定された弾性シートと液圧で体全体を広い面積で均一に支えるとともに、体の重量の大きい部分の液量調整によりフラットな姿勢で横たわることができ、さらに必要最低限の液体高さとすることにより大きな揺れが生じることなく快適な睡眠が得られる。

また、液体高さが必要最低限となっていることから、マットレスの軽量化が図られ移動や清掃時の取り扱い性が向上する。更に、上面が伸長するシートであることから乗り降り時や起き上がり時には底つきし、シートへの過度な応力発生を抑えシートの破損が生じにくい。凹みを有する四角形状の部材と矩形の弾性シートを接合するだけのシンプルな構造であり、かつ大きな応力発生を抑える構造となっていることが、従来の塩化ビニルよりも加工性、接着性の劣る弾性シートの使用を可能としている。

このように本発明は、体に沿い広く均一にフラットに支える、気分が悪くなる揺れを防ぐ、取扱性を高める、を全て実現する発明である。

ウォーターマットレスを一部破断した斜視図である。 横たわった際の長手方向断面のイメージ図である。 横たわった際の腰部付近の短手方向断面のイメージ図である。 立ち上がった際の短手方向断面のイメージ図である。 ウォーターマットレス自体を３分割させた外観図である。

（実施の形態）
本考案の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態に係るマットレスは、図１に示すように複数の隣接する領域に分かれており、各領域に水等の液体を入れて使用する。

分離する領域の数はいくつでも構わないが、頭部から肩部、腰部から大腿部、大腿部から下腿部をそれぞれ支える３領域の分離がバランスに優れる。

マットレスは、上面を覆う上面弾性シート１、各領域を分離するための分離面弾性シート２、下面３、両側面４及び頭足面５により構成する。

上面弾性シート１と分離面弾性シート２は、横たわった状態で上面弾性シート１が体に沿って伸長するよう縦弾性係数が１０ＭＰａ以下の材料とする。汎用的に用いられる塩化ビニルなどの軟質樹脂は縦弾性係数が１００ＭＰａ以上であり十分な伸びが得られず伸びすぎてしまうと永久ひずみが残るが、一般的なゴム材料は縦弾性係数が１０ＭＰａ以下であり伸びやすく復元性能が高いことから体に沿って支える材料に適している。なお、縦弾性係数が１０ＭＰａから１００ＭＰａの範囲の材料で本発明に機能、製造、価格で適した材料はない。

下面３と両側面４は、液圧やシートからの引張力などが加わっても無視できるほどの撓みしか生じないよう金属、木材、樹脂等の材料で製作する。土台となる下面３、両側面４、頭足面５の部材はそれぞれ別物でも構わないが接着剤等で水密に接合し、上面弾性シート１、分離面弾性シート２、及び土台を接着剤等で水密に接合する。

両側面４には、各領域に繋がる給水用の穴７を開け給水栓６で塞ぐ。使用時には給水栓６を外し給水用の穴７から内部に水などの液体を上面弾性シート１が平らな状態で保持されるよう注入し給水栓６で液体が漏れないよう、空気を抜いた状態で固定する。この時、必要に応じ横たわった状態で体がフラットになるよう微調節する。なお、給排水や封入が可能であれば方法は問わない。

水等の液体を入れる空間の高さは、静かに横たわっている状態では底つきせず、起き上がり時や乗り降り時には底つきしシートへの過度な応力発生を防ぎ、更に寝返り時等の揺れを抑えるため、短手方向内寸の８分の１以下２４分の１以上とする。体重や体形にもよるが、この値よりも小さいと静かに横たわった状態でも底つきしやすくなり、大きいと立ち上がった際などのシートへの負荷が大きくなり破損が生じやすくなると同時に、マットレス重量が増え取り扱い性が悪化し寝返り時などの揺れも大きくなる。

本マットレスは単独で使用しても良いし枠を設けその中に設置しても良い。また床の上に直接設置しても良いしベッド台の上に設置しても構わない。袋状のウォーターマットレスはマットレスを収納する基台と合わせて利用する必要があるため使用形態が限定されるが、本考案は土台と一体化されているため様々な形態で利用できる。

図２は横たわった状態でのマットレス内部の長手方向断面イメージである。上面弾性シート１は体に沿い伸び、頭足面５付近は膨らみながら体全体を広い面積で支えている。静かに横たわっている状態では底つきしないことも示している。

図３は横たわった状態での腰部あたりの短手方向断面イメージである。図２同様上面弾性シート１は体に沿い伸び、両側面４付近は膨らみながら体全体を広い面積で支えている。

図４は立ち上がった状態での足部の短手方向断面イメージである。局所的な圧力がかかっている状態であるため足は底つきし体重の多くの部分は下面３で支えている。

図５は、マットレス自体を３分割した際の外観図である。個別ウォーターマットレス９の分割面弾性シート１０は上面弾性シート１と繋がり、下面３などと接着剤等で水密に接合されている。９Ａと９Ｃはそれぞれ１か所、９Ｂは２か所の面が上面から繋がる弾性シートである。

図５では図１と異なり、個別ウォーターマットレスを隣接させ使用するため、水等を充填する領域間には２枚分の弾性シートが介在し、上面の弾性シートは個別マットレス間で分断される形となる。分割すること及び隣接部の弾性シートの厚みが増すことにより、上面シートの均一な伸びに少なからず影響を及ぼすが、両側面では固定されており、長手方向に液体がシートを押し合う効果もあることから体をフラットに均一に支える効果や、立ち上がった時などに底つきしシートへの過度な応力発生を抑える効果は得られ、持ち運びなどの取扱性が向上する。

１ 上面弾性シート
２ 分離面弾性シート
３ 下面
４ 両側面
５ 頭足面
６ 給排水栓
７ 給排水用の穴
８ 水等の液体
９ 個別ウォーターマットレス
１０ 個別ウォーターマットレスの分割面弾性シート

本特許の具体的な実施例を図１に従って記述する。ウォーターマットレスの内部は長手方向に、頭と肩部、腰部、足部をそれぞれ支えるよう３領域に分かれている。

土台部分の下面３は３ｍｍ厚のアルミ複合版、両側面４と頭足面５は高さ５０ｍｍの発泡樹脂角材を用い水密に接合されている。ここで短手方向の内寸は７０ｃｍ、長手方向の内寸は１９０ｃｍである。

短手方向内寸は成人向けの場合５０ｃｍ以上９０ｃｍ以下が望ましい。狭すぎると窮屈になり広すぎると重量の大きい部分が沈み易くなり重量が増加し取り扱い性が悪化する。長手方向内寸も同様に身長に合わせ調整する。

上面弾性シート１と分離面弾性シート２はともに１ｍｍ厚、縦弾性係数３ＭＰａのシリコーンゴムシートで土台と水密に弛みなくシリコーン系接着剤で接合している。接合強度を保つために分離面弾性シート２には糊代部を設けている。なおゴム材料は体の近傍で長時間使用するため、健康安全面に優れるシリコーンゴムとしている。

各領域に繋がる給水用の穴７はφ１０ｍｍであり、Ｌ字型で側面上部から内部空間に繋がり、側面上部では止水栓６で固定している。止水栓６は表面から突出しない構造としている。穴位置は各領域のコーナー付近であり、穴位置部分を持ち上げながら注水し最後に空気抜きを行い止水栓で塞ぐ。

横たわる際は、ベッドパッド、シーツ、毛布、布団等とともに通常のマットレス同様に使用する。本実施例におけるマットレスの重さは８０ｋｇ程度であり、成人であれば移動可能な重さである。従来のウォーターベッドが凡そ３００ｋｇ程度であるのに比べ軽量である。

本マットレスは一般家庭での利用はもちろん様々な場で利用することができる。以下に本特許の産業上の利用可能性について説明する。

医療用では、体への圧力の偏りがないことから褥瘡治療、褥瘡予防への効果が期待できる。病院のマットレスとして使用する場合、褥瘡に対する効果のみならず、汗や失禁等で汚れた場合でも容易に洗浄できるため看護師などケアする者の負担軽減にも役立つ。また一般的なマットレスはダニの温床となるが本マットレスではダニは生存できないことからダニアレルギー対策にも有効である。

銭湯における寝湯、岩盤浴などの場にも相応しい。暖かくした石の上に寝るのが一般的であるが、石を温める機能を活用し暖かく柔らかい感触を味わいながら横たわることができ湯治に相応しい場となる。石と同様に汗などの汚れは水を流し簡単に落とすことができる。

移動して使用する場合にも効果的である。水を入れない状態で移動し必要な時に水を入れ車の中、テントの中、仮設住宅などで利用できる。そのような場で快適な睡眠が得られる効用は大きい。

Claims (2)

1. 内部に水等の液体を充填する空間を有するウォーターマットレスであり、該ウォーターマットレスは、両側面、頭足面、上面、および下面からなり、前記空間は内部に設けた分離面により水密な３領域以上の領域にウォーターマットレスの長手方向に分離されており、前記両側面および前記下面は硬質材料であり、前記上面、および前記分離面は縦弾性係数が１０ＭＰａ以下の弾性シートであり、前記空間の高さは、前記ウォーターマットレスの短手方向内寸に対し８分の１以下かつ２４分の１以上であることを特徴とするウォーターマットレス。
2. 内部に水等の液体を充填する空間を有する水密な個別ウォーターマットレスを長手方向に３個以上隣接させたウォーターマットレスであり、前記個別ウォーターマットレスは、両側面、頭足面、隣接する前記個別ウォーターマットレスに対向する分割面、上面、および下面からなり、前記両側面および前記下面は硬質材料であり、前記上面および前記分割面は縦弾性係数が１０ＭＰａ以下の弾性シートであり、前記空間の高さは、前記ウォーターマットレスの短手方向内寸に対し８分の１以下かつ２４分の１以上であることを特徴とするウォーターマットレス。

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