JP3066491B2 - クッション材の沈み量算出方法 - Google Patents

クッション材の沈み量算出方法

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JP3066491B2 JP10343627A JP34362798A JP3066491B2 JP 3066491 B2 JP3066491 B2 JP 3066491B2 JP 10343627 A JP10343627 A JP 10343627A JP 34362798 A JP34362798 A JP 34362798A JP 3066491 B2 JP3066491 B2 JP 3066491B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、寝具や椅子,ソフ
ァー等に用いられるマットレス、或いは和式布団等とし
て用いられるクッション材の沈み量算出方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】一般に、ベッド用マットレスにおいて
は、マットレスの硬さが利用者の体重や体格に適合して
いないと、就寝時の快適性,安眠性が損なわれる。そこ
で、例えば特開平6−22833号公報に記載されてい
るように、人が実際にマットレスに横たわったときの接
触面形状を測定し、その測定結果に基づいて沈み量が利
用者に適合しているか否かを判定するようにした方法が
知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】マットレスの接触面形
状を測定する装置としては、例えばステンレステープに
多数の歪みゲージを取付けたものが一般的に用いられる
が、歪みゲージに接続される電線の切断や、歪みゲージ
間の曲率が無視されることによる誤差など、測定精度が
十分でないという欠点がある。また、他の方法としては
人体を横方向からレントゲン撮影し、その脊椎の写真か
ら接触形状を求めることも考えられるが、この場合は特
殊な装置が必要となり、実用化は極めて困難である。何
れにしてもマットレスの適合性の判定は、特性の異なる
複数種類のマットレスに対して個々に測定を行う場合が
多いため、測定方法が複雑化すると、測定時間や工数が
増加し、測定作業上好ましくないという問題点があっ
た。
【0004】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、測定作業の効率化を
図ることのできるクッション材の沈み量算出方法を提供
することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、請求項1では、所定のクッション材に所定
形状の治具を押圧し、その際のクッション材における治
具の沈み量と接触圧力分布とを測定するとともに、クッ
ション材に人体の荷重を付与し、その際のクッション材
における人体の沈み量と接触圧力分布とを測定し、接触
圧力分布を基準にして治具及び人体の沈み量の比率を求
めておき、前記クッション材に他の任意の人体の荷重を
付与し、その際のクッション材における人体の接触圧力
分布を測定し、接触圧力分布を基準にして治具の沈み量
に前記比率を適用することにより、前記クッション材に
おける人体の沈み量を算出するようにしている。これに
より、所定のクッション材について求めておいた治具及
び人体の沈み量の比率を他の任意の人体について測定し
た治具の沈み量に適用することにより、前記クッション
材における人体の沈み量が算出されることから、他の任
意の人体については人体の実際の沈み量を測定する必要
がない。
【0006】また、請求項2では、測定基準用のクッシ
ョン材に所定形状の治具を押圧し、その際のクッション
材における治具の沈み量と接触圧力分布とを測定すると
ともに、クッション材に人体の荷重を付与し、その際の
クッション材における人体の沈み量と接触圧力分布とを
測定し、接触圧力分布を基準にして治具及び人体の沈み
量の比率を求めておき、他の任意のクッション材に前記
治具を押圧し、その際のクッション材における治具の沈
み量と接触圧力分布とを測定するとともに、クッション
材に任意の人体の荷重を付与し、その際のクッション材
における人体の接触圧力分布を測定し、接触圧力分布を
基準にして治具の沈み量に前記比率を適用することによ
り、任意のクッション材における人体の沈み量を算出す
るようにしている。これにより、測定基準用のクッショ
ン材について求めておいた治具及び人体の沈み量の比率
を他の任意のクッション材について測定した治具の沈み
量に適用することにより、任意のクッション材における
人体の沈み量が算出されることから、任意のクッション
については人体の実際の沈み量を測定する必要がな
い。
【0007】また、請求項3では、請求項1または2記
載のクッション材の沈み量算出方法において、前記クッ
ション材の上方に上下方向に移動自在に支持された所定
形状の治具と、治具を下方に押圧する荷重付与手段と、
治具の上下方向の移動量を検出する変位計とからなる治
具押圧装置を用いて、前記治具による沈み量の測定を行
うようにしている。これにより、請求項1または2の作
用に加え、治具による沈み量の測定が前記治具押圧装置
によって精度良く行われる。
【0008】また、請求項4では、請求項1、2または
3記載のクッション材の沈み量算出方法において、前記
クッション材の表面に配置された多数の感圧部を有する
感圧センサと、感圧センサの各感圧部に加わる圧力の大
きさをそれぞれ検出する検出手段とからなる圧力分布測
定装置を用いて、前記接触圧力分布の測定を行うように
している。これにより、請求項1または2の作用に加
え、接触圧力分布の測定が前記圧力分布測定装置によっ
て精度良く行われる。
【0009】また、請求項5では、請求項1、2、3ま
たは4記載のクッション材の沈み量算出方法において、
前記クッション材の表面に配置された多数の水圧センサ
と、各水圧センサに対して所定の高低差を有し、各水圧
センサに連通する液体によって各水圧センサに高低差に
よる水圧を付与する水圧付与手段と、各水圧センサの高
さ位置の変化による水圧の変化をそれぞれ検出する検出
手段とからなる沈み量測定装置を用いて、前記人体によ
る沈み量の測定を行うようにしている。これにより、請
求項1、2、3または4の作用に加え、人体による沈み
量の測定が前記沈み量測定装置によって精度良く行われ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】図1乃至図10は本発明の一実施
形態を示すもので、図1は治具押圧装置の正面図、図2
は圧力分布測定装置の斜視図、図3はそのブロック図、
図4は沈み量測定装置の斜視図、図5はそのブロック
図、図6は測定基準用マットレスについての測定の流れ
を示す説明図、図7はその測定データの関係を示す説明
図、図8は任意のマットレスについての測定の流れを示
す説明図、図9はその測定データの関係を示す説明図、
図10は沈み量の分布を示す図である。
【0011】本発明のクッション材(ベット用マットレ
ス)の沈み量算出方法には、治具押圧装置10、圧力分
布測定装置20及び沈み量測定装置30が用いられ、そ
れぞれ以下のように構成されている。
【0012】治具押圧装置10は、マットレスAに押圧
される治具11と、治具11の変位量を検出する変位計
12とからなり、これら治具11及び変位計12はフレ
ーム13によってマットレスAの上方に支持されてい
る。治具11はその下面を凸球面状に形成され、その上
面側にはロードセル14を介してロッド15が連結され
ている。即ち、ロッド15はフレーム13に上下方向に
摺動自在に支持されている。また、ロッド15の下端側
には幅方向にフランジ状に延びる錘載置部15aが設け
られ、錘載置部15aに所定重量の錘16を任意の個数
だけ載置することにより、治具11に任意の荷重を付与
するようになっている。変位計12は検出子12aを摺
動させることにより検出子12aの変位量を検出する周
知の機器からなり、前記ロッド15の側方に検出子12
aを下方に向けて配置されている。即ち、検出子12a
の先端はロッド15に設けられた接触部15bに接触し
ており、検出子12aがロッド15に連動し、変位計1
2によって治具11の変位量が検出されるようになって
いる。
【0013】圧力分布測定装置20は、マットレスAの
表面に配置されるシート状の感圧センサ21と、感圧セ
ンサ21の検出信号に基づいてデータ処理を行うデータ
処理部22と、データ処理部22の処理結果を出力する
出力機器23とからなる。感圧センサ21は多数の感圧
部としてマトリクス状に配置された多数の感圧導電ゴム
からなり、各感圧導電ゴムにはそれぞれ電圧が印加され
ている。即ち、この圧力分布測定装置20では、感圧セ
ンサ21に圧力が加わると、圧力によって変化する感圧
導電ゴムの電気抵抗値を検知し、データ処理部22によ
って各感圧導電ゴムに対応する部分の電気抵抗値を圧力
の大きさに換算するようになっている。この場合、各感
圧導電ゴムに付与される圧力の大きさは、データ処理部
22により異なった色の階調に画像処理され、モニタや
プリンタ等の出力機器23によって表示される。
【0014】沈み量測定装置30は、マットレスAの表
面に配置される可撓性の測定帯31と、人体の身長方向
に配列されて測定帯31に取付けられた多数の水圧セン
サ32と、所定の高さ位置に設置された水圧付与手段と
しての水槽33と、各水圧センサ32の検出信号に基づ
いてデータ処理を行うデータ処理部34と、データ処理
部34の処理結果を出力する出力機器35とからなり、
水槽33には所定量の水が収容されている。各水圧セン
サ32はそれぞれ可撓性の通水管32aを介して水槽3
3の水と連通しており、水槽33の水面との高低差によ
る水圧をそれぞれ検出するようになっている。即ち、こ
の沈み量測定装置30では、水圧センサ32の高さ位置
が変わると、水槽33の水面との高低差による水圧が変
化するため、各水圧センサ32の出力信号の電位差を高
さ方向の変位量に換算し、モニタやプリンタ等の出力機
器35によって表示するようになっている。
【0015】次に、本実施形態におけるマットレスの沈
み量算出方法について説明する。まず、治具押圧装置1
0により所定のマットレスAに治具11を押圧し、マッ
トレスAの沈み量を測定する。この場合、マットレスA
に押圧された治具11に錘16を段階的に追加しながら
マットレスAに加わる荷重と変位量(沈み量)との関係
を測定する。次に、マットレスAに圧力分布測定装置2
0の感圧センサ21を載置するとともに、感圧センサ2
1の上からマットレスAに治具11を押圧し、前述と同
様、治具11の荷重を段階的に変化させながら圧力分布
測定装置20によって接触圧力分布の測定を行う。続い
て、任意の被験者を感圧センサ21の上からマットレス
Aに仰臥させ、圧力分布測定装置20によって接触圧力
分布の測定を行う。更に、感圧センサ21に代えて沈み
量測定装置30の測定帯31をマットレスAのほぼ中央
に載置し、前記被験者を感圧センサ21の上からマット
レスAに仰臥させ、沈み量測定装置30によって人体の
背骨に沿った位置の沈み量を測定する。ここで、治具1
1の荷重をF、治具11の沈み量をx、接触圧力分布の
階調(圧力の大きさ)をI、被験者による沈み量を
x′、とし、治具11による測定と被験者による測定に
おいて互いに接触圧力分布Iの等しい場合のxとx′と
の比率L(x′/x)を求めておく。
【0016】次に、他の任意の被験者に対し、前記マッ
トレスAについて人体の沈み量を算出する方法を説明す
る。まず、他の任意の被験者を感圧センサ21の上から
マットレスAに仰臥させ、圧力分布測定装置20によっ
て接触圧力分布Iの測定を行う。この接触圧力分布Iを
基準にして、治具11の沈み量xに前記比率Lを乗じて
x″を算出することにより、x″をマットレスAにおけ
る被験者の沈み量として推定することができる。
【0017】このように、本実施形態によれば、所定の
マットレスAについて、治具11の押圧による沈み量及
び接触圧力分布を測定するとともに、任意の被験者によ
る沈み量及び接触圧力分布を測定し、接触圧力分布を基
準にして治具11及び被験者の沈み量の比率を求めてお
き、他の任意の被験者による接触圧力分布を測定し、治
具11の沈み量に前記比率を適用してマットレスAにお
ける被験者の沈み量を算出するようにしたので、任意の
被験者について人体の実際の沈み量を測定する必要がな
く、測定作業の効率化を図ることができる。
【0018】次に、任意の被験者に対し、不特定な任意
のマットレスA′について人体の沈み量を算出する方法
を説明する。まず、治具押圧装置10により任意のマッ
トレスA′に治具11を押圧し、マットレスA′の沈み
量を測定する。この場合、マットレスA′に押圧された
治具11に錘16を段階的に追加しながらマットレス
A′に加わる荷重と変位量(沈み量)との関係を測定す
る。次に、マットレスA′に圧力分布測定装置20の感
圧センサ21を載置するとともに、感圧センサ21の上
からマットレスA′に治具11を押圧し、前述と同様、
治具11の荷重を段階的に変化させながら圧力分布測定
装置20によって接触圧力分布の測定を行う。続いて、
任意の被験者を感圧センサ21の上からマットレスA′
に仰臥させ、圧力分布測定装置20によって接触圧力分
布の測定を行う。これにより、治具11の荷重F、治具
11の沈み量x、接触圧力分布Iが測定結果として得ら
れるので、測定基準として前記マットレスAについて求
めた比率Lを治具11の沈み量xに乗じてx″を算出す
ることにより、x″をマットレスA′における被験者の
沈み量として推定することができる。従って、任意のマ
ットレスA′についての測定及び沈み量の算出を硬さの
異なる他の複数種類のマットレスについて行うことによ
り、被験者に適合した沈み量のマットレスを判定するこ
とができる。
【0019】このように、本実施形態によれば、測定基
準用のマットレスAについて、治具11の押圧による沈
み量及び接触圧力分布を測定するとともに、任意の被験
者による沈み量及び接触圧力分布を測定し、接触圧力分
布を基準にして治具11及び被験者の沈み量の比率を求
めておき、他の任意のマットレスA′については、治具
11の押圧による沈み量及び接触圧力分布を測定すると
ともに、任意の被験者による接触圧力分布を測定し、治
具11の沈み量に前記比率を適用して被験者の任意のマ
ットレスA′における被験者の沈み量を算出するように
したので、任意のマットレスA′については被験者の実
際の沈み量を測定する必要がなく、測定作業の効率化を
図ることができる。
【0020】尚、前記実施形態では沈み量の測定をベッ
ト用マットレスについて行った例を図10に示したが、
本発明は椅子,ソファー等に用いられるマットレス、或
いは和式布団等のクッション材に適用することも可能で
ある。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1のクッシ
ョン材の沈み量算出方法によれば、所定のクッション材
について治具及び人体の沈み量の比率を求めておくこと
により、そのクッション材について他の任意の人体の沈
み量を測定する必要がなくなるので、測定作業の効率化
を図ることができ、不特定の複数の人体について沈み量
の適合性を判定する場合に極めて有利である。
【0022】また、請求項2のクッション材の沈み量算
出方法によれば、測定基準用のクッション材について治
具及び人体の沈み量の比率を求めておくことにより、他
の任意のクッション材について人体の沈み量を測定する
必要がなくなるので、測定作業の効率化を図ることがで
き、複数種類のマットレスについて人体の沈み量の適合
性を判定する場合に極めて有利である。
【0023】また、請求項3乃至5のクッション材の沈
み量算出方法によれば、請求項1または2の効果に加
え、精度良く測定を行うことができるので、実用化に際
して極めて有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す治具押圧装置の正面
【図2】圧力分布測定装置の斜視図
【図3】圧力分布測定装置のブロック図
【図4】沈み量測定装置の斜視図
【図5】沈み量測定装置のブロック図
【図6】測定基準用マットレスについての測定の流れを
示す説明図
【図7】測定基準用マットレスについての測定データの
関係を示す説明図
【図8】任意のマットレスについての測定の流れを示す
説明図
【図9】任意のマットレスについての測定データの関係
を示す説明図
【図10】沈み量の分布を示す図
【符号の説明】
10…治具押圧装置、11…治具、20…圧力分布測定
装置、21…感圧センサ、30…沈み量測定装置、32
…水圧センサ、A、A′…マットレス。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定のクッション材に所定形状の治具を
    押圧し、その際のクッション材における治具の沈み量と
    接触圧力分布とを測定するとともに、クッション材に人
    体の荷重を付与し、その際のクッション材における人体
    の沈み量と接触圧力分布とを測定し、接触圧力分布を基
    準にして治具及び人体の沈み量の比率を求めておき、 前記クッション材に他の任意の人体の荷重を付与し、そ
    の際のクッション材における人体の接触圧力分布を測定
    し、接触圧力分布を基準にして治具の沈み量に前記比率
    を適用することにより、前記クッション材における人体
    の沈み量を算出することを特徴とするクッション材の沈
    み量算出方法。
  2. 【請求項2】 測定基準用のクッション材に所定形状の
    治具を押圧し、その際のクッション材における治具の沈
    み量と接触圧力分布とを測定するとともに、クッション
    材に人体の荷重を付与し、その際のクッション材におけ
    る人体の沈み量と接触圧力分布とを測定し、接触圧力分
    布を基準にして治具及び人体の沈み量の比率を求めてお
    き、 他の任意のクッション材に前記治具を押圧し、その際の
    クッション材における治具の沈み量と接触圧力分布とを
    測定するとともに、クッション材に任意の人体の荷重を
    付与し、その際のクッション材における人体の接触圧力
    分布を測定し、接触圧力分布を基準にして治具の沈み量
    に前記比率を適用することにより、任意のクッション材
    における人体の沈み量を算出することを特徴とするクッ
    ション材の沈み量算出方法。
  3. 【請求項3】 前記クッション材の上方に上下方向に移
    動自在に支持された所定形状の治具と、治具を下方に押
    圧する荷重付与手段と、治具の上下方向の移動量を検出
    する変位計とからなる治具押圧装置を用いて、前記治具
    による沈み量の測定を行うことを特徴とする請求項1ま
    たは2記載のクッション材の沈み量算出方法。
  4. 【請求項4】 前記クッション材の表面に配置された多
    数の感圧部を有する感圧センサと、感圧センサの各感圧
    部に加わる圧力の大きさをそれぞれ検出する検出手段と
    からなる圧力分布測定装置を用いて、前記接触圧力分布
    の測定を行うことを特徴とする請求項1、2または3記
    載のクッション材の沈み量算出方法。
  5. 【請求項5】 前記クッション材の表面に配置された多
    数の水圧センサと、各水圧センサに対して所定の高低差
    を有し、各水圧センサに連通する液体によって各水圧セ
    ンサに高低差による水圧を付与する水圧付与手段と、各
    水圧センサの高さ位置の変化による水圧の変化をそれぞ
    れ検出する検出手段とからなる沈み量測定装置を用い
    て、前記人体による沈み量の測定を行うことを特徴とす
    る請求項1、2、3または4記載のクッション材の沈み
    量算出方法。
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