JP2792696B2

JP2792696B2 - エアーマット用回転バルブ

Info

Publication number: JP2792696B2
Application number: JP32589089A
Authority: JP
Inventors: 通泰石田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1989-12-18
Filing date: 1989-12-18
Publication date: 1998-09-03
Anticipated expiration: 2013-09-03
Also published as: JPH03186214A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、安眠用寝具あるいは床ずれ防止用寝具等と
して用いられるエアーマットへのエアー供給を切換える
回転バルブに関する。

＜従来の技術＞エアーマットは、床ずれ防止用、安眠用等の寝具とし
て用いられるもので、複数のエアー封入室からなるエア
ーマットにエアーを封じ込め、エアーの圧力によってマ
ットにかかる横臥者の荷重を支えるものである。エアー
マットは横臥者の荷重を分散させて吸収するという特徴
があり、横臥者の特定の部位に高い支持圧力が加わらな
いために、床ずれ防止、安眠等の効果が生まれてくる。

このエアー封入室は複数の系統に分けられ、各系統毎
に圧縮エアーを交互に給排することで、横臥者を支える
エアー封入室を変更する。第10図はこの種のエアーマッ
トの概念図である。

第10図に示すように、この例のエアーマット11では、
横臥者12の左右方向に長い円筒状のエアー封入室13を横
臥者12の上下方向に複数並べて配置してなるものであ
る。エアー封入室13は斜線を付していない第１の系統
と、斜線を付して示した第２の系統とに分けられ、各系
統毎に圧縮エアーを交互に給排させることで各エアー封
入室13の膨張と収縮とが一定時間周期（例えば、５分間
周期）で繰返される。第10図（ｂ）は、第１の系統に属
するエアー封入室13にエアーが供給されてこれらが膨張
すると共に、第２の系統のエアー封入室13は収縮してい
る状態を表わしている。この状態では、主として第１の
系統のエアー封入室13が横臥者12を支える。一方、第10
図（ｃ）は、反対に、第１の系統のエアー封入室13が収
縮し、第２の系統のエアー封入室13が膨張している状態
であり、この状態では主として第２の系統のエアー封入
室13が横臥者12を支える。

而して、このエアーマット11では、横臥者12は動かず
とも周期的に横臥者12を支える部位が変わるため、例え
ば、横臥者12の長時間圧迫による血行不良により発生す
る床ずれを有効に予防することができ、また安眠等の効
果も生じる。

尚、第11図は上述のエアーマット11における第１の系
統と第２の系統のエアー封入室13のエアー圧力の経時的
変化を表わすグラフである。

従来、このエアー圧力の切換えは、第12図〜第15図に
示す回転バルブによって行われていた。

第12図は従来例にかかる回転バルブの一部破断側面
図、第13図は第12図のXIII−XIII断面図、第14図は第12
図のXIV−XIV断面図、第15図はその作用説明図である。

第12図において、14は減速機付駆動モータ、15は回転
バルブであり、回転バルブ15は円盤状の固定部16と回転
部17とで構成される。

回転バルブ15の固定部16は、駆動モータ14のフレーム
に固定され、その中心に穿設された孔から駆動モータ14
の駆動軸18が回転できるように貫通している。第14図に
示すように、固定部16の上面（回転部17の下面と接触す
る面）には、配管19を通じて図示しないエアー供給源
（エアーポンプ）に連通するエアー導入孔20と、配管21
を通じて前述の第１の系統に属するエアー封入室13に連
通する第１のエアー供給孔22と、配管23を通じて前述の
第２の系統に属するエアー封入室13に連通する第２のエ
アー供給孔24とが設けられている。これら第１及び第２
のエアー供給孔22,24は駆動軸18を中心とする同一の円
周上に位置し、エアー導入孔20はこれらとは異なる円周
上に位置している。

一方、第12図に示すように、回転バルブ15の回転部17
は固定部16の上部に位置し、その中心に穿設された孔か
ら駆動モータ14の駆動軸18が貫通すると共に、駆動軸18
に固着されたピン25が回転部17に凹設された溝26に嵌入
している。また、上部に突出した駆動軸18にはばね27が
巻装されていて、その一端が駆動軸18の先端に取付けら
れたストッパ28と係合し、他端が回転部17と係合して回
転部17を固定部16に押圧している。従って、駆動モータ
17の作動によって駆動軸18が回転すると、その回転に伴
って回転部17が固定部16に圧接しながら回転する。

第13図に示すように、回転部17の下面（固定部16の上
面と接触する面）には、扇形の溝29が凹設されると共
に、排気孔30が穿設されている。この扇形溝29は固定部
16のエアー導入孔20と、第１及び第２のエアー供給孔2
2,24のいずれか一方とを包含する大きさを有している。
排気孔30は第１及び第２のエアー供給孔22,24と同一円
周上に位置している。

このような回転バルブ15では、駆動モータ14は、一定
速度で、例えば10分間で回転部17を１回転させる。い
ま、第15図に示すように、回転部17の扇形溝29が固定部
16のエアー導入孔20と第２のエアー供給孔24を包含する
回転位置にあるとき、配管19を通って供給される圧縮エ
アーは孔20,24を介して配管23へ供給され、第２の系統
に属するエアー封入室13が膨張する。一方、回転部17が
回転して、扇形溝29がエアー導入孔20と第１のエアー供
給孔22を包含すると、配管19からの圧縮エアーは孔20,2
2を介してもう一方の配管21へ供給され、第１の系統に
属するエアー封入室13が膨張する。また、排気孔30がエ
アー供給孔22,24と重なると、エアー封入室13の圧縮エ
アーがこの排気孔30を通って回転部17の上方へ排気され
て、エアー封入室13は収縮する。而して、これらを繰返
すことで、第１の系統と第２の系統のエアー封入室13は
交互に膨張、収縮を行う。

＜発明が解決しようとする課題＞ところが、上述したエアーマット11では、エアー封入
室13の膨張、収縮が一定の周期で行われることから、人
によってはこの周期的運動によって船酔いに似た不快感
を感じることがある。また、一定周期の膨縮は、ややも
すれば横臥者の気に障るところとなり、却って安眠の妨
害ともなりかねない。

一方、駆動モータ14の駆動軸18の回転速度を可変にす
れば、エアー封入室13の膨縮の周期を変更することで上
述の問題は回避できるが、この場合は駆動モータ14の回
転速度を可変制御する電子部品が必要となり、製造コス
トの面で不利となる。

本発明は、上述の実状に鑑みて成されたものであり、
製造コストを上昇させることなく、エアーマットのエア
ー封入室を一定周期でなく膨縮させる回転バルブを提供
することを目的としている。

＜課題を解決するための手段＞上述の目的を達成するための本発明にかかるエアーマ
ット用回転バルブは、複数の系統に分けられた複数のエ
アー封入室が集合して構成されてなるエアーマットに付
設され、前記エアー封入室に供給する圧縮エアーを前記
各系統毎に切換えるエアーマット用回転バルブにおい
て、互いに接触する固定部と回転部とを有し、それら相
互の接触面の一方に開口を他方に溝を形成してこれらを
介して圧縮エアーの供給を制御すると共に、前記溝を前
記回転部の回転中心を中心とする円周上に複数直列に設
け、且つこれらの溝の長さを不均一としたことを特徴と
する。

＜作用＞回転部の回転に伴い、開口と溝の位置が一致すると圧
縮エアーがエアーマットのエアー封入室に供給され、開
口と溝の位置が齟齬すると供給が断たれる。同一円周上
に長さの異なる溝を複数設けることで、エアー封入室へ
の圧縮エアーの供給は一定周期でなく行われる。

＜実施例＞以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。

第２図はエアーマット用のエアー供給ユニットの断面
図である。

第２図に示すように、筐体フレーム31は内部を隔壁32
で２室に仕切られ、その１室にエアー供給源たるエアー
ポンプ33が収納されると共に、他の１室に本回転バルブ
34、電装品35等が配設されている。

回転バルブ34の入口通路36にはパイプ37が取付けら
れ、このパイプ37にホース38が接続されている。このホ
ース38は隔壁32の孔39を通って前記エアーポンプ33に接
続されていて、運転時はエアーポンプ33からホース38を
通じて入口通路36に常時圧縮エアーが供給される。

入口通路36には分岐路40が形成されており、この分岐
路40にリリーフ弁41が設けられている。リリーフ弁41
は、円錐台形の弁体42とこれを付勢するばね43とばね43
の付勢力を調整する調整ねじ44とを有し、調整ねじ44を
フレーム31の外部から回動操作することでリリーフ圧力
を調整できるようになっている。この調整は、例えば横
臥者の体重等に合わせて最適なエアー圧力が供給される
ように行われる。

さらに、第２図において、45は起動スイッチ、46はパ
イロットランプである。

また、第１図はこの回転バルブ34の作用説明図、第３
図は回転バルブ34部の断面図（第１図のIII−III断面に
相当）、第４図は第３図のIV−IV断面図、第５図は第３
図のＶ−Ｖ断面図である。

第３図において、47は従来と同様の減速機付駆動モー
タであり、回転バルブ34はフレーム48に一体に成形され
た固定部49と回転部50とで構成される。

固定部49には、第３図及び第５図に示すように、前記
入口通路36と固定部49の上面（回転部50の下面と接触す
る面）とを連通するエアー導入孔51が穿設されると共
に、固定部49の上面には、配管52を通じてエアーマット
（図示せず）の第１の系統に属するエアー封入室に連通
する第１のエアー供給孔53と、配管54を通じて第２の系
統に属するエアー封入室に連通する第２のエアー供給孔
55が設けられている。本実施例では、これらの各孔51,5
3,55は駆動モータ47の駆動軸56から各々異なる距離に位
置している。

第12図の従来例と同様に、駆動モータ47の駆動軸56
は、固定部49を回転できるように貫通しており、且つ駆
動軸56はピン57（第２図参照）によって回転部50と一体
回転するようになされている。さらに、駆動軸56の先端
に取付けられたストッパ58と回転部50との間にばね59が
介装され、このばね59によって固定部49と回転部50とが
互いに接触するように付勢されている。

一方、第３図及び第４図に示すように、回転部50の下
面（固定部49の上面と接触する面）には、駆動軸56の回
転中心からエアー導入孔51までの距離と同じ半径を有す
るリング状の溝60と、駆動軸56の回転中心から第１のエ
アー供給孔53までの距離と同じ半径の円周上に設けられ
た複数の第１のエアー供給溝61a,61b,61cと、同じく駆
動軸56の回転中心から第２のエアー供給孔55までの距離
と同じ半径の円周上に設けられた複数の第２のエアー供
給溝62a,62b,62cが凹設されている。第１のエアー供給
溝61a,61b,61cは互いに円弧長さが相違すると共に、第
２のエアー供給溝62a,62b,62cも互いに円弧長さが相違
している。第１のエアー供給溝61a,61b,61cと第２のエ
アー供給溝62a,62b,62cの相互の位相角度位置は、第１
のエアー供給溝61a,61b,61cのいずれか１つが第１のエ
アー供給孔53と位置が重なっている時には第２のエアー
供給溝62a,62b,62cは第２のエアー供給孔55とは位置が
ずれ、逆に第２のエアー供給溝62a,62b,62cのいずれか
１つが第２のエアー供給孔55と位置が重なっている時に
は第１のエアー供給溝61a,61b,61cは第１のエアー供給
孔53とは位置がずれている位置関係となっている。

また、リング状溝60と第１及び第２のエアー供給溝61
a,61b,61c,62a,62b,62cは複数の連通溝63によって互い
に繋がっている。

さらに、第１のエアー供給溝61a,61b,61cと第２のエ
アー供給溝62a,62b,62cのそれぞれの同一円周上には各
供給溝の中間に排気孔64が回転部50を貫通して形成され
ている。

このような構成において、駆動モータ47は一定速度
で、例えば10分間で回転部50を１回転させる。いま、第
１図に示すように、回転部50の第２のエアー供給溝の１
つ62aが固定部49の第２のエアー供給孔55と重なってい
るとき、入口通路36から導入された圧縮エアーは、エア
ー導入孔51から回転部50のリング状溝60へ到り、連通溝
63、第２のエアー供給溝62a、第２のエアー供給孔55を
介して配管54へ供給され、エアーマットの第２の系統に
属するエアー封入室を膨張させる。次に、回転部50が回
転すると、第１のエアー供給溝16aが固定部49の第１の
エアー供給孔53と重なり、配管52を通じて同様に圧縮エ
アーはエアーマットの第１の系統に属するエアー封入室
を膨張させる。尚、この途中で第２のエアーマット供給
55孔を回転部50の排気孔64が通過し、この過程で第２の
系統のエアー封入室内の圧縮エアーが排気される。

このように、回転部50の回転に伴って第１の系統と第
２の系統のエアー封入室は交互に膨張、収縮を繰返す
が、本実施例では、第１及び第２のエアー供給溝61a,61
b,61c,62a,62b,62cの長さが相違しているので、エアー
封入室の膨縮の周期は一定とならない。その結果、一定
周期の膨縮によって生じる船酔い現象等の不具合が解消
されることとなる。

第６図（ａ）は上述の両エアー供給溝61a,61b,61c,62
a,62b,62cと排気孔64の位置関係を展開して示した模式
図である。同図に示すように、上述の実施例では、第１
の系統と第２の系統のエアー封入室が略1:2:4の周期で
交互に膨縮を繰返すこととなる。

一方、第６図（ｂ）は第１のエアー供給溝61a,61b,61
cと第２のエアー供給溝62a,62b,62cの端部が一部分だけ
位相的に重なるようにした他の実施例の模式図である。
この例では、オーバーラップ分ｌの区間では第１及び第
２の系統の双方のエアー封入室が連通することとなり、
膨張していたエアー封入室は収縮する反面、収縮してい
たエアー封入室は膨張して両者の圧力が等しくなる。こ
れによって、より複雑な膨縮運動を行わせることが可能
となる。

尚、上述の実施例では、膨縮の周期を略1:2:4と異な
らせているが、本発明ではこれに限られるものでなく、
例えば、1:2:4:8、1:8:2:4等適宜任意の周期を選定する
ことができる。

第７図〜第９図は本発明のその他の実施例にかかる回
転バルブを表わしている。上述の実施例では、第１のエ
アー供給孔53と第２のエアー供給孔55とを異なる円周上
に設けたが、本実施例は第１及び第２のエアー供給孔5
3,55を同一円周上に設けたものである。

第７図は第４図に相当する断面図、第８図は第５図に
相当する断面図、第９図はそれらを重ねて表わす作用説
明図である。尚、前述の実施例と同様な部分には同じ符
号を付して重複する説明は省略する。

第８図に示すように、固定部49には第１のエアー供給
孔53と第２のエアー供給孔55が駆動軸56を中心とする同
一の円周上に位置し、且つ180゜の角度間隔をもって設
けられている。

一方、回転部50には、第７図に示すように、両エアー
供給孔53,55と同一の半径の円周上に複数のエアー供給
溝65a,65b,65cが凹設されている。これらのエアー供給
溝65a,65b,65cは互いに円弧長さが相違し、しかも各エ
アー供給溝65a,65b,65cの駆動軸56に関する点対称位置
には他のエアー供給溝65a,65b,65cが位置しないように
なっている。各エアー供給溝65a,65b,65cは中心部のリ
ング状溝60と連通溝63によってそれぞれ繋がっている。
さらに、各エアー供給溝65a,65b,65cの中間には貫通孔
である排気孔64が穿設されている。

本実施例の構成においては、回転部50の回転に伴っ
て、第１のエアー供給孔53と第２のエアー供給孔55とが
交互にエアー供給溝65a,65b,65cのいずれか１つと重な
り、第１及び第２の系統に属するエアー封入室を交互に
膨張させる。ここで、各エアー供給溝65a,65b,65cはそ
れぞれ長さが異なるので、エアー封入室の膨縮の周期は
一定とはならず、上述の実施例と同様な効果をもたら
す。

いま、例えば第９図に示す状態においては、長いエア
ー供給溝65cが第１のエアー供給孔53と重なっており、
第１の系統のエアー封入室が膨張している。この状態か
ら矢印の方向に回転部50が回転して、エアー供給溝65c
と第１のエアー供給孔53の係合が終わると、次に短いエ
アー供給溝65aが第２のエアー供給孔55と重なり、第２
の系統のエアー封入室に圧縮エアーが供給されてそれが
膨張する一方、排気孔64が第１のエアー供給孔53と重な
ることで第１の系統のエアー封入室内の圧縮エアーが排
出される。このようにして一定周期でない膨縮が繰返さ
れることとなる。

尚、この実施例では両エアー供給孔53,55の位置を180
゜ずらしたが、必ずしもこの位置に限られるものではな
く、回転部50のエアー供給溝の位置との関係において適
宜選定することができるものである。

＜発明の効果＞以上、実施例を挙げて詳細に説明したように本発明に
よれば、エアーマットに対する圧縮エアーの供給を制御
する回転部の溝を複数直列に設けると共にこれらの溝の
長さを不均一としたので、回転部を一定速度で回転させ
ても、エアーマットの膨縮の周期を不均一とすることが
でき、一定周期の膨縮運動による船酔い現象等の不具合
を解消できるばかりでなく、自然な不規則運動によって
安眠、やすらぎ感を得ることが可能となる。

また、回転部の回転駆動は一定速度でよいので、その
駆動制御が簡単であり、低製造コストで製作することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかるエアーマット用回転
バルブの作用説明図、第２図はこのエアー供給ユニット
の断面図、第３図はその回転バルブ部の断面図（第１図
のIII−III断面図）第４図は第３図のIV−IV断面図、第
５図は第３図のＶ−Ｖ断面図、第６図はエアー供給溝と
排気孔の位置関係を展開して示した模式図、第７図は本
発明のその他の実施例にかかるエアーマット用回転バル
ブの第４図に相当する断面図、第８図は同じくその第５
図に相当する断面図、第９図はその作用説明図、第10図
はエアーマットの概念図、第11図は従来例にかかるエア
ーマットにおける第１の系統と第２の系統のエアー封入
室のエアー圧力の経時的変化を表わすグラフ、第12図は
従来例にかかる回転バルブの一部破断側面図、第13図は
第12図のXIII−XIII断面図、第14図は第12図のXIV−XIV
断面図、第15図はその作用説明図である。図面中、 11はエアーマット、 13はエアー封入室、 34は回転バルブ、 47は駆動モータ、 49は固定部、 50は回転部、 51はエアー導入孔、 53,55はエアー供給孔、 60はリング状溝、 61a,61b,61c,62a,62b,62c,65a,65b,65cはエアー供給
溝、 63は連通溝、 64は排気孔である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の系統に分けられた複数のエアー封入
室が集合して構成されてなるエアーマットに付設され、
前記エアー封入室に供給する圧縮エアーを前記各系統毎
に切換えるエアーマット用回転バルブにおいて、互いに
接触する固定部と回転部とを有し、それら相互の接触面
の一方に開口を他方に溝を形成してこれらを介して圧縮
エアーの供給を制御すると共に、前記溝を前記回転部の
回転中心を中心とする円周上に複数直列に設け、且つこ
れらの溝の長さを不均一としたことを特徴とするエアー
マット用回転バルブ。