JP3176966B2 - 弾性変形メッシュ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は弾性変形メッシュに係
り、特に任意の起伏面形状を形成できるようにした弾性
変形メッシュに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、平面状の床あるいはマット等に連
続的な起伏面を形成するようにした装置として、図１０
に示したようなマット装置が知られている。このマット
装置は床面下に複数のアクチュエータを装備し、支持す
るマット面等を所定の形状に変化させることができる。
同図（ａ）はこのマット装置が平らな面を保持した状態
を示したものである。マット装置は固定床上５０にほぼ
等間隔で縦横に配置された油圧ジャッキ５１、５１…で
均等に荷重を受けるように支持されている。また、この
油圧ジャッキ５１、５１…は図示しない制御部を介して
油圧源に接続されている。操作者が一定の手続で制御部
にマットの起伏面形状をインプットすることにより各ロ
ッド５２、５２…が所定寸法に伸縮するように設定され
ている。ここで上述のマット装置の構成を簡単に説明す
る。油圧ジャッキ５１のロッド５２の先端には押圧板５
３がピン結合されている。さらにこの押圧板５３には連
続的にヒンジ結合され平面を構成する支持面板５４、５
４…が固着されている。この支持面板５４は上方から作
用する荷重を均等に支持できる程度の剛性を有し、その
上面には弾性変形可能なゴム質等のマット５５が貼着さ
れている。ここで操作者が所定の起伏面形状をインプッ
トすると、油圧ジャッキ５１のロッド５２は同図（ｂ）
に示したように所定の起伏面を構成するように伸縮す
る。このロッド５２の伸縮に倣い支持面板５４が所定の
起伏面を形成し、この結果マット５５がインプットされ
た起伏面形状を形成するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
マットでは起伏面の設定を精度良く行うためには油圧ジ
ャッキ等のアクチュエータを多数装備しなければなら
ず、油圧制御部も複雑化し、操作が複雑になるという問
題がある。また、油圧ジャッキ等を使用した駆動設備で
は規模が大きくなると重量が非常に増し、その支持構造
も堅固にする必要がある。したがってこのマット装置を
持ち運んで使用することはほとんど困難といえる。

【０００４】そこで、本発明の目的は上述した従来の技
術が有する問題点を解消し、簡単な構造で容易に任意の
起伏面を形成することができるコンパクトな弾性変形メ
ッシュを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、延設された隔壁により内部が複数の圧力
室に区分され、この圧力室の圧力を調整して所定の湾曲
形状を設定可能な複数の筒状弾性体を交差させて格子状
のメッシュを構成し、前記筒状弾性体の任意の圧力室を
変形させ前記メッシュが所定の起伏面形状を形成するよ
うにした弾性変形メッシュであって、形成しようとする
前記起伏面の形状を得るために必要な起伏面高さを入力
する入力手段と、前記各圧力室を独立して加圧すること
が可能な加圧手段と、入力された起伏面高さに応じて加
圧すべき圧力室を選択するとともに、入力された起伏面
高さを得るために必要な各圧力室への圧力供給が行われ
るように前記加圧手段を制御する制御部とが設けられて
いる弾性変形メッシュを提供する。

【０００６】本発明によれば、延設された隔壁により内
部が複数の圧力室に区分され、この圧力室の圧力を調整
して所定の湾曲形状を設定可能な複数の筒状弾性体を交
差させて格子状のメッシュを構成したので、圧力面から
起伏面を形成したい部位の筒状弾性体の圧力室に空気等
の作動流体を供給して筒状弾性体を所定形状に湾曲変形
させることができ、これにより格子状メッシュを所定の
起伏面形状にすることができる。これに加えて、形成し
ようとする起伏面の形状を得るために必要な起伏面高さ
を入力する入力手段と、前記各圧力室を独立して加圧す
ることが可能な加圧手段と、入力された起伏面高さに応
じて加圧すべき圧力室を選択するとともに、入力された
起伏面高さを得るために必要な各圧力室への圧力供給が
行われるように前記加圧手段を制御する制御部とが設け
られているため、起伏面形状を入力するだけで、所望の
起伏面を得ることができる。

【０００７】

【実施例】以下本発明による弾性変形メッシュの一実施
例を図１乃至図６を参照して説明する。図１において、
符号１は弾性変形メッシュを示しており、この弾性変形
メッシュ１は筒状弾性体２、２…を縦横にほぼ等間隔に
配置して全体が四角形となる格子状としたものである。
各筒状弾性体２の格子部分３は図２に示したように接着
剤４で固着されており、これにより全体が一体的に変形
可能なメッシュが構成されている。また、同図中には２
台の手動ポンプ５、５が示されている。この手動ポンプ
５は筒状弾性体２の所定箇所に空気を供給する動作及び
供給状態を模式的に示したものある。同図には手動ポン
プ５により筒状弾性体２の圧力室に空気が供給され、メ
ッシュ１のほぼ中央部で上方に凸状をなす起伏面が形成
された状態が示されている。一方、図２に示したように
縦横に配置された各筒状弾性体２の内部には長手方向に
複数の圧力室６、６…が延設されている。さらに各圧力
室６の内部には圧力室６を長手方向に区画する隔壁７
と、圧力室６を断面方向に区画する隔壁８とが形成され
ている。各圧力室６には操作チューブ９ａ、９ｂがそれ
ぞれ接続され、この操作チューブ９ａ、９ｂの他端は図
示しない圧力源に連通されている。

【０００８】ところで、上述の細長形状をなす筒状弾性
体２は複数の単位筒状弾性体２Ａ、２Ｂ、２Ｃ…が長手
方向に接続されたものである。すなわち、筒状弾性体２
全体の変形性状は個々の単位筒状弾性体２Ａ、２Ｂ、２
Ｃ…の変形を連続させたものと言える。そこで、以下に
端部位置の単位筒状弾性体２Ａを例に挙げ、その構造及
びその動作について図３（ａ）及び（ｂ）を参照して説
明する。単位筒状弾性体２Ａは図３（ａ）示したように
外周壁を形成する弾性体本体１０と、この弾性体本体１
０の両端に固着された隔壁８、根元封止部１２と、この
根元封止部１２に嵌挿された２本の操作チューブ９ａ、
９ｂとから構成されている。このうち弾性体本体１０は
断面形状が半円形の２つの中子を所定の間隔をあけて芯
部として外形を構成する金型内に収容し、流動状態のシ
リコンゴムで金型内を充填して一体的に成形固化させた
弾性性状を示す筒状体である。このようにして成型され
た弾性体本体１０の内部には中子の間隔に等しい厚さの
隔壁１３が長手方向に一体的に形成されている。そして
この隔壁１３により筒状弾性体２は圧力室１４、１５に
区画される。また、弾性体本体１０の外周には補強繊維
１６が間隔を密にして螺旋状に巻装され、さらにその外
周面は弾性材料のシリコンゴム被膜１７で被覆されてい
る。

【０００９】このため筒状弾性体２は補強繊維１６とシ
リコンゴム被膜１７との複合作用により異方性弾性性状
を示す。つまり、縦弾性係数の小さい方向は筒状弾性体
２の軸方向Ｌと略一致し、この軸方向Ｌには伸びやすい
一方、軸方向Ｌと直交する半径方向Ｒでは補強繊維１６
が変形を拘束するので縦弾性係数が大きくなり、伸びに
くい。また、弾性体本体１０は端部に封止処理が施さ
れ、これにより単位筒状弾性体２Ａが構成される。単位
筒状弾性体２Ａの先端は隣接する単位筒状弾性体２Ｂと
の隔壁７により封止され、さらにこの隔壁８を接続部と
して隣接する単位筒状弾性体２Ｂを連結することができ
る。この隔壁８は弾性体本体１０ａ、１０ｂ内の各圧力
室１４、１５の断面形と等しい半円筒形状をなし、筒状
体の先端を封止するように弾性体本体１０ａ、１０ｂに
嵌着されている。また根元封止部１２も隔壁８と同一形
状をなし、一端が弾性体本体１０ａ、１０ｂに嵌着され
ている。さらに、根元封止部１２には各圧力室１４、１
５に操作チューブ９を接続するための取付孔１２ａ、１
２ｂがそれぞれ穿設されている。操作チューブ９は接着
剤等により取付孔１２ａ、１２ｂに密封固着され、他端
は図示しない制御部及び圧力源に接続されている。この
とき操作者は操作盤等を介して各圧力室に送る作動流体
の圧力及びその供給タイミングを制御部に設定でき、筒
状弾性体の湾曲動作を自在にコントロールすることがで
きる。一方、単位筒状弾性体２Ｂ、２Ｃ…の操作チュー
ブ９ａ、９ｂは外周壁の端部に接続され、供給先が特定
できるようにして圧力源に連結されている。

【００１０】次に上述のような構成からなる筒状弾性体
の動作を図３（ｂ）を参照して説明する。まず図示しな
い圧力源から上記操作チューブ９ａを通じて作動流体を
圧力室１５に供給し、圧力室１５の内部圧力を高める。
このとき同図（ｂ）に示したように圧力室１５の側面の
みが軸方向に伸び、この結果、筒状弾性体２は破線で示
すＡ方向に湾曲する。一方、操作チューブ９ｂを介して
圧力室１４の圧力を高めれば、筒状弾性体２をいままで
と反対方向のＢ方向に湾曲させることができる。このよ
うにして圧力室１４、１５への空気供給を切換えること
により、筒状弾性体２を反対方向へ自在に湾曲させるこ
とができる。また、両方の圧力室１４、１５の圧力を等
しく高めれば、筒状弾性体を軸方向Ｌに真直ぐに伸ばす
こともできる。なお、次に上述の筒状弾性体は円筒断面
形状を半円断面状の２個の圧力室で操作させるようにな
っているが、この断面形状は矩形断面でもよく、この場
合には以下に述べる格子形状を形成するのが容易にな
る。

【００１１】次に、筒状弾性体を格子状に配置したメッ
シュに所定の起伏面を形成する方法について図４を参照
して説明する。図４は格子状に配置した筒状弾性体の１
本を取り出した模式断面図を示したものである。同図に
おいて、各圧力室は上下に区画され、作動流体である空
気が供給された圧力室にはハッチングが付されている。
このとき上述のメッシュに起伏面をつける方法には、そ
の起伏面の形状の精度や設備規模の大小に応じて以下の
３種類の方法がある。なお、この場合の圧力源としては
簡単な装置では手動ポンプや小型電動コンプレッサが便
利であり、メッシュ全体の変形形状を制御できるように
する場合には適正容量のコンプレッサを用意することが
好ましい。

【００１２】以下に各設定レベルについて説明する。 ［レベル１］：メッシュを携帯可能なマット等に適用
し、起伏面の精度も低くて良い場合 同図（ａ）を例に説明する。まず凸部を設けたい部位の
単位筒状弾性体（２Ｅ、２Ｆ）の操作チューブを選び、
手動ポンプを接続し、圧力室に空気を供給する。空気が
供給されるにしたがい筒状弾性体は上方に向けて湾曲す
るので、操作者はその起伏面の湾曲状態を目視して圧力
室への供給調整を行う。そしてマット表面が適当な高さ
に達したところで空気供給を中止すれば良い。このとき
単位筒状弾性体２Ｄ、２Ｇには送気されていないが、筒
状弾性体自身に柔軟性があるので、筒状弾性体全体が滑
らか湾曲するように単位筒状弾性体２Ｅ、２Ｆの変形に
追従して単位筒状弾性体２Ｄ、２Ｇは湾曲する。

【００１３】同図（ｂ）のような形状にするには、単位
筒状弾性体２Ｃ、２Ｄの下側圧力室に空気を供給すると
ともに、単位筒状弾性体２Ｅ、２Ｆ、２Ｇの上側圧力室
に空気を供給する。これにより筒状弾性体全体を略Ｓ字
形に湾曲可能である。以上の方法は、見た目で起伏面を
設定しているので、起伏面形状の再現性はないが、極め
て簡単に起伏面を設定できると言う利点を有する。

【００１４】［レベル２］：凹凸部の位置を入力して起
伏面の形状分布を比較的正確に設定する場合。 この場合には制御部を介して各操作チューブの切換弁を
設置する。起伏面の中心位置が制御部にインプットされ
ると、制御部により加圧対象の圧力室が選択され圧力経
路上の切換弁が開放され、圧力室に空気が供給される。
この結果筒状弾性体が湾曲変形するので、操作者はその
起伏面の湾曲状態を目視して圧力室への供給調整を行
い、マット表面が適当な高さに達したところで空気供給
を中止すれば良い。このプロセスを同図（ａ）を例に説
明する。まず操作者は端部から起伏面の中心位置ｆまで
の座標Ｘ₁ と起伏面方向とを制御部にインプットする。
このインプットデータにより単位筒状弾性体２Ｅ、２Ｆ
の上側圧力室が選択され、コンプレッサ等の圧力源から
の空気供給が開始される。そして点ｆが希望の高さに達
したところでコンプレッサの電源をＯＦＦにする。

【００１５】この方法によれば、起伏面の中心位置を設
定できるので、起伏面の形状分布を定量的に設定するこ
とができる。

【００１６】また、同図（ｂ）のような形状にするに
は、起伏面の中心位置ｄ、ｇまでの座標Ｘ₂ 、Ｘ₃ と起
伏面方向とをインプットする。このインプットデータに
より対応する単位筒状弾性体（本実施例の場合２Ｃ、２
Ｄ）の下側圧力室と単位筒状弾性体（本実施例の場合２
Ｅ、２Ｆ、２Ｇ）の上側圧力室とが選択され、空気が供
給される。このとき起伏面の高さは上述の場合と同様に
操作者の目視により判断され、全体として筒状弾性体を
略Ｓ字形に湾曲させることができる。

【００１７】なお、起伏面性状が大きかったりして選択
された単位筒状弾性体のみの湾曲では形成できない場合
には当初選択された単位筒状弾性体の両側の圧力室にも
空気を供給するように切換弁が開放される。これにより
さらに大きな曲率半径を得ることができ、高い起伏面を
形成することができる。

【００１８】［レベル３］：起伏面の凹凸部の位置及び
その高さを入力して起伏面の形状を正確に設定する場
合。 この方法はレベル２に加えて起伏面高さをインプットす
る。そして起伏面の中心位置と高さとが制御部にインプ
ットされると、制御部により加圧対象の圧力室が選択さ
れ圧力経路上の切換弁が開放され、圧力室に空気が供給
される。そしてマット表面が設定高さに達したところで
空気供給が中止される。この高さ検知は空気圧の設定及
び供給時間によりオープンループで制御されるので、マ
ット面に荷重が作用している場合等にはレベル２に切換
えて加圧し、所定の高さを確保することが好ましい。ま
た、制御部では設定高さに応じて空気を供給する圧力室
の範囲が予め記憶されているが、起伏面の凹凸が接近し
ていて曲率が急変するような設定がなされた場合にはエ
ラーとして処理される。

【００１９】次に上述の弾性変形メッシュを使用した例
について図５及び図６を参照して説明する。図５はゴル
フのパター用マットに弾性変形メッシュを使用した適用
例を示している。このパター用マットは四角形状のゴム
質マット２０の表面に弾性変形メッシュ２１を固着し、
さらにこのメッシュ２１を被覆するように人工芝２２を
貼着して構成されている。また、マット２０の所定位置
にはホール２３が設けられている。また、各筒状弾性体
２４Ａ、２４Ｂの端部には手動ポンプ等を接続可能な操
作チューブ２５Ａ、２５Ｂが配設されている。これによ
り上述のレベル１の空気供給手段を実現することができ
る。

【００２０】ホール２３の周囲に緩い起伏面を形成する
には、手動ポンプ等を操作チューブ２５Ａに接続して該
当する筒状弾性体２４の圧力室に空気を供給し、メッシ
ュを変形させれば良い。このとき人工芝２２を貼ったマ
ット面はボールが載るだけでその他の荷重は作用しな
い。したがって筒状弾性体２４はマットの自重を保持す
る程度に加圧されていれば良く、一方の筒状弾性体２４
Ａのみを加圧するだけで良い。このとき直交する他方の
筒状弾性体２４Ｂは追従して湾曲変形する。

【００２１】図６は医療用ベッド等のマットに弾性変形
メッシュを使用した適用例を示している。一般に病院等
において、ベッド上で患者が寝返りを打てないような場
合や患者をベッドからストレッチャーに移し替える場合
には複数人の看護婦や付添人が患者の体位を変えたり、
移し替える作業を行っている。この作業は重労働であ
り、本適用例はこの種の作業を最小限にするために、上
述の弾性変形メッシュを固着したマットをベッド上に敷
いたものである。このマット３０は図６に示したように
医療用ベッドのフレーム３１上に敷かれており、マット
３０の内部には上述の弾性変形メッシュ３２が収容され
ている。この弾性変形メッシュ３２は一般的な人Ｐの体
型にあわせて配置ピッチを変えてあり、人Ｐが横たわる
部分は端部に比べて密に筒状弾性体３３Ａ，３３Ｂが配
置されている。また、各筒状弾性体３３の端部からは操
作チューブ３４Ａ，３４Ｂが延出しており、他端が切換
えボックス３５Ａ，３５Ｂに接続されている。この切換
えボックス３５Ａ，３５Ｂ内には複数の切換弁が収容さ
れており、所定の位置の筒状弾性体３３Ａ，３３Ｂに起
伏面を設定できるようになっている。このとき２個の切
換えボックス３５Ａ，３５Ｂの間には信号線３６が接続
されており、相互にメッシュの起伏面位置を確認できる
ようになっている。これにより起伏面は２方向の筒状弾
性体３３Ａ，３３Ｂにコンプレッサ３７Ａ，３７Ｂから
空気を供給して得られ、凸部の支持力が増す。これによ
りマット３０が体重でへこんでしまうのを防ぐことがで
きる。このように本適用例では患者の体位を所定位置に
保持することができる他、凸部の位置を移動させること
ができるので、体全体をねじるように旋回させることも
できる。また、ベッド上に大まかな起伏面形状を設定す
れば良い場合には切換えボックスに代えて上述の手動ポ
ンプを操作チューブに接続し、レベル１の設定を行って
も良い。以上述べたマットには多数の操作チューブが接
続されているが、空気供給を容易にするために各チュー
ブの一部あるいは筒状弾性体の根元封止部に空気弁が取
着されている。

【００２２】次に、弾性変形メッシュの上記実施例の変
形例を図７及び図８に示す。図７は筒状弾性体４１を平
織り状に縦横に編んだ弾性変形メッシュ４０を示してい
る。このように筒状弾性体４１を平織り状にすることに
より弾性変形メッシュ４０にネットとしての弾力性を発
揮させることができるので、この弾性変形メッシュを荷
重を支持する構造のマットに組み込むことで支持力を有
するマットを得られる。マットが床等に直に敷設できな
い場合等に有利である。

【００２３】また、図８は１本の筒状弾性体４１に着目
した断面図を示している。筒状弾性体４１は初期状態で
僅かに湾曲しているが、圧力室に空気が供給されると容
易に湾曲変形し、所定の起伏面を形成することができ
る。

【００２４】さらに、ここで上述のゴルフパター用マッ
トのホール周辺に起伏面を形成する場合の変形例を図９
に示す。図９（ａ）において、筒状弾性体２５はホール
２３の周囲に同心円状に輪を形成するようにマット２０
に固着されている。この場合は筒状弾性体２５は格子状
のメッシュを構成しないが、同図（ｂ）に示したように
ホールの周辺に放射状に起伏面を形成でき、マットをよ
り自然な感触の傾斜面とすることができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、弾性メッシュをマット
等に組み込むことにより簡単な設備で容易にマット面等
に所定の起伏面形状を形成することができる。また、起
伏面形状を入力するだけで、自動的に所望の起伏面形状
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による弾性変形メッシュの一実施例を示
した斜視図。

【図２】図１に示した弾性変形メッシュのII−II線断面
図。

【図３】本発明に使用した筒状弾性体の構成を示した斜
視図。

【図４】本発明による弾性変形メッシュの起伏面形状の
例を示した説明図。

【図５】本発明による弾性変形メッシュをゴルフパター
用マットに適用した例を示した斜視図。

【図６】本発明による弾性変形メッシュを医療用ベッド
のマットに適用した例を示した斜視図。

【図７】本発明による弾性変形メッシュの変形例を示し
た斜視図。

【図８】図７に示した弾性変形メッシュのVIII−VIII線
断面図。

【図９】本発明による弾性変形メッシュをゴルフパター
用マットに適用した変形例を示した斜視図。

【図１０】従来のこの種のマット装置を示した縦断面
図。

【符号の説明】

１，２１，３２，４０ 弾性変形メッシュ ２，２４，３３，４１ 筒状弾性体 ６，１４，１５ 圧力室 ９，２５，３４ 操作チューブ １０ 弾性体本体 ２０，３０ マット

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】延設された隔壁により内部が複数の圧力室
   に区分され、この圧力室の圧力を調整して所定の湾曲形
   状を設定可能な複数の筒状弾性体を交差させて格子状の
   メッシュを構成し、前記筒状弾性体の任意の圧力室を変
   形させ前記メッシュが所定の起伏面形状を形成するよう
   にした弾性変形メッシュであって、 形成しようとする前記起伏面の形状を得るために必要な
   起伏面高さを入力する入力手段と、 前記各圧力室を独立して加圧することが可能な加圧手段
   と、 入力された起伏面高さに応じて加圧すべき圧力室を選択
   するとともに、入力された起伏面高さを得るために必要
   な各圧力室への圧力供給が行われるように前記加圧手段
   を制御する制御部と、 が設けられていることを特徴とする弾性変形メッシュ。