JP3314332B2 - エアマットのエア供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は快適な睡眠が得ら
れるように圧力を制御するエアマットのエア供給装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来寝具に使用するエアマットは、長期
間寝たきりの老人や病人などが床ずれを生じないよう
に、また健常者の場合は快適な睡眠が得られるように内
部の圧力を調整している。

【０００３】またエアマットの圧力を制御する制御手段
を備えたエアマットとしては、例えば実用新案登録第２
５２４４１０号が知られている。上記従来のエアマット
は、マット本体の長手方向に交互に配列される複数の第
１系統及び第２系統のエアセルに、上記第１系統の各エ
アセルにつながる第１系統管路と、上記第２系統の各エ
アセルにつながる第２系統管路を介して、調節された圧
力の空気を所定時間毎に切換えて供給し、また所定時間
毎に上記第１系統管路及び第２系統管路を大気に連通す
るようにした空気供給装置であって、内部に上記第１系
統管路と第２系統管路に空気の供給を切換える切換え弁
と、上記第１系統管路及び第２系統管路内の圧力を検知
するセンサと、上記圧力の所定値を設定する設定器と、
上記第１系統管路と第２系統管路に供給される空気を上
記切換え弁に供給するエアポンプと、上記の切換え弁及
びエアポンプを制御する制御器とより構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来のエア
マットでは、第１系統管路及び第２系統管路内の圧力が
設定値より低くなったのをセンサが検出すると、エアポ
ンプが運転を開始し、管内圧力が設定値を超えるとエア
ポンプの運転を停止するように構成されているため、エ
アポンプの運転及び停止の頻度が高く、その結果次のよ
うな不具合がある。

【０００５】（１）通常エアポンプは、運転時相当な騒
音を発生するが、停止時には騒音がほとんどない。この
ため運転及び停止の頻度が高くなると、必要以上に運転
時の騒音が大きく聞え、安眠を妨げる原因となる。 （２）エアポンプのほとんどは、電磁ソレノイドや電動
モータを使用しているため、運転開始時には突入電流
を、また運転停止時には電圧スパイクなどの電気的ノイ
ズを発生することから、運転及び停止の頻度が高いと高
密度の電気ノイズが発生して、同一電源に接続された電
気機器、特に医療用計測器などに悪影響を与える。 （３）エアポンプの起動時に発生する突入電流は、エア
ポンプの運転及び停止を制御するスイッチング素子にス
トレスを生じさせるため、運転及び停止の頻度が高い
と、スイッチング素子の寿命が早期に低下する。

【０００６】かかる不具合を改善するために、エアマッ
ト内の圧力が設定値より低くなっても、しばらくエアポ
ンプの運転を遅らせるようにしたエア供給装置も提案さ
れている。しかしこの方法では、エアマット内の圧力が
低下するのが早い場合、エア供給装置からエアの供給を
受けているエアマット内の圧力は設定値よりかなり低く
なるため、設定値に信頼性がなくなる不具合がある。

【０００７】またエアマット内の圧力変動が大きくなる
ため、安眠が妨げられると共に、エアの供給が遅いと、
使用者の底付きが生じて、使用者に不快感を与えるなど
の不具合もある。この発明はかかる従来の不具合を改善
するためになされたもので、エアマット内の圧力を設定
値に近い圧力に保持するよう制御することにより、エア
ポンプの運転及び停止の頻度を大幅に低減したエアポン
プのエア供給装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に係る発明は、複数のチューブ状エアセルよ
りなる第１系統エアセル群及び第２系統エアセル群を交
互に配列することにより形成されたエアマットと、予め
圧力設定器で設定された圧力の空気を所定時間毎に切換
えて第１・第２系統エアセル群へそれぞれ供給し、また
所定時間毎に第１・第２系統エアセル群を大気へ開放す
るよう空気の供給及び排出を切換えるエア切換え弁と、
第１系統エアセル群及び第２系統エアセル群内の圧力を
検出する圧力センサと、該圧力センサが検出した第１・
第２系統エアセル群内の圧力が、予め設定された設定値
より低いときはエアポンプを強運転し、第１・第２系統
エアセル群内の圧力が設定値より高くなったときは、第
１・第２系統エアセル群及びこれに通じる経路からの漏
洩エア量に対応した量より少ないエアがエアポンプより
供給されるよう、エアポンプを弱運転する制御回路とを
具備したエアマットのエア供給装置である。

【０００９】上記構成により、エアマットを構成する第
１・第２系統エアセル群内の圧力が設定値より高くなっ
たのを圧力センサが検出すると、エアポンプは弱運転に
切換って、第１・第２系統エアセル群及びこれに通じる
経路からの漏洩エア量に応じたエアが第１・第２系統エ
アセル群へ供給されるため、第１・第２系統エアセル群
内の圧力は設定圧に維持されるようになる。

【００１０】また第１・第２系統エアセル群内の圧力が
設定値より低下したのを圧力センサが検出すると、エア
ポンプが強運転されて、第１・第２系統エアセル群へ再
びエアが供給されると共に、以下上記動作を繰返すこと
により、第１・第２系統エアセル群内の圧力を常時設定
値に維持することができるようになる。

【００１１】上記目的を達成するため請求項２記載の発
明は、エアポンプの弱運転時、漏洩エア量の６０〜９０
％のエアがエアポンプより吐出されるようエアポンプを
制御するようにしたものである。

【００１２】上記構成により、エアポンプの強運転と弱
運転の切換え頻度が従来のものに比べて大幅に低減でき
ると共に、エアマット内の圧力変動も小さくできるた
め、安眠を妨げたり、底付きを生じるなどの虞を解消す
ることができる。

【００１３】上記目的を達成するため請求項３記載の発
明は、エアポンプと圧力センサを接続するエアチューブ
の途中に消音器を接続したものである。

【００１４】上記構成により、エアポンプで発生したエ
アの脈動が消音器により平滑化されるため、圧力脈動の
少ないエアをエアマットへ供給することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を参
照して詳述する。図１はエアマット及びエア供給装置の
一部切欠斜視図、図２以下は空気供給装置の説明図を示
す。

【００１６】図１に示すエアマット１は、可撓性を有す
る多数のチューブ状のエアセルより形成された第１系統
エアセル群１_１及び第２系統エアセル群１_２を交互に配
置し、かつ表面をシーツなどの織布１ａで被覆した構造
となっており、第１系統エアセル群１_１及び第２系統エ
アセル群１_２にはそれぞれエア供給管３ａ，３ｂの一端
側が接続されている。

【００１７】４は上記エア供給管３ａ，３ｂの他端側に
接続されたエア供給装置本体で、図２に示すように、エ
ア供給管３ａ，３ｂへ交互に給排気を行うためのエア切
換え弁６と、このエア切換え弁６を駆動するためのモー
タ７と、エア切換え弁６に空気を供給するためのエアポ
ンプ２と、エア切換え弁６直前のエアチューブ１２ｂの
途中に設置された圧力センサ５と、この圧力センサ５及
びエアポンプ２の間に設置された４室からなる消音器１
１と、上記圧力センサ５が搭載された信号処理回路８
と、この信号処理回路８に接続されて上記第１及び第２
系統エアセル群１_１，１_２の給気後の内部圧力を所定値
に設定する圧力設定器９と、エア切換え弁６の切換え位
置を検出するリミットスイッチ１０及びモータ７とポン
プ２の駆動を制御する制御回路１３などより構成されて
いる。

【００１８】またエアポンプ２より吐出されたエアは、
一旦エアチューブ１２ａにより消音器１１へ供給されて
消音された後、エアチューブ１２ｂにより上記圧力セン
サ５を経てエア切換え弁６へ供給されると共に、エアポ
ンプ２は電源コード１４により、一般家庭用の商用電源
（１００Ｖ）に接続されるようになっている。

【００１９】一方エア切換え弁６は、図３ないし図５に
示すように、円板状の固定板６ａと、この固定板６ａ上
に設けられた回転子６ｂを有しており、回転子６ｂは、
固定板６ａの下面に取付けられたモータ７により回転自
在となっていると共に、モータ７の回転軸７ａ先端に
は、回転子６ｂを固定板６ａに圧接する圧縮ばね６ｃが
取付けられている。

【００２０】上記固定板６ａには、図４に示すように、
３路のエア通路６_１，６_２，６_３が内部に形成されてい
て、これらエア通路６_１〜６_３のうち、エア通路６_１の
一端側に、第１系統エアセル群１_１に接続されたエア供
給管３ａが、またエア通路６_２の一端側に、第２系統エ
アセル群１_２に接続されたエア供給管３ｂが接続されて
いる。これらエア通路６_１，６_２の他端側は、固定板６
ａの中心部に開口された軸孔６ｄの両側上面に、それぞ
れ第１排出口６ｅ及び第２排出口６ｆとして開口されて
いると共に、エア通路６_３の一端側は、エアチューブ１
２ｂにより圧力センサ５に接続され、他端は、上記軸孔
６ｄの近傍において固定板６ａの上面にエア導入孔６ｇ
として開口されている。

【００２１】上記回転子６ｂは、図５に示すように中心
部に開口された軸孔６ｈの周囲にほぼ半円状の給気溝６
ｉが、そしてこの給気溝６ｉに連続して扇状の分配溝６
ｊが形成されており、分配溝６ｊの反対側には、複数の
小孔により大気に開放する排気孔６ｋが形成されている
と共に、外周面には、分配溝６ｊの周辺部と、その反対
側に、リミットスイッチ１０を動作させる突出部６ｍ，
６ｎがほぼ４分の１周に亘って突設されている。

【００２２】上記圧力センサ５は、図６に示すようにエ
アチューブ１２ｂの途中に接続されたＴ字形の分岐管５
ａを有していて、この分岐管５ａの分岐部に、エアチュ
ーブ５ｂを介して圧力センサ素子５ｃが接続されてい
る。この圧力センサ素子５ｃは、信号処理回路８に取付
けられていて、エアチューブ１２ｂ内を流れるエア圧力
に比例した圧力信号（電流）を発生するようになってお
り、この圧力センサ素子５ｃの圧力信号は図７に示す信
号処理回路８の正相増幅器８ａへ入力されるようになっ
ている。

【００２３】上記信号処理回路８は、圧力センサ素子５
ｃからの圧力信号を増幅する正相増幅器８ａと、この正
相増幅器８ａで増幅された圧力信号と、圧力設定器９で
人為的に設定された設定値を比較する電圧比較器８ｂよ
り構成されている。

【００２４】上記電圧比較器８ｂは、適当なヒステリシ
スを有していて、正相増幅器８ａからの圧力信号が圧力
設定器９からの設定値よりヒステリシス電圧が高くなる
とオンとなり、反対に圧力信号が設定値よりヒステリシ
ス電圧を引いた電圧より低くなるとオフとなるようにな
っており、両者の電圧の差がヒステリシス電圧以内のと
きにはその直前の状態を保持するため、両者の電圧がほ
ぼ等しい場合でも、チャタリングが発生しないようにな
っている。

【００２５】そして電圧比較器８ｂの出力は、信号処理
回路８の出力信号として制御回路１３のマイクロコンピ
ュータ（以下単にマイコンという）１３ａへ入力される
ようになっている。上記制御回路１３は図８に示すよう
に、マイコン１３ａを有していて、このマイコン１３ａ
に信号処理回路８からの出力信号と、リミットスイッチ
１０からの信号が入力されており、マイコン１３ａの出
力側には、モータ７をオン、オフ制御するモータオン、
オフ回路１３ｂを介してモータ７が、またエアポンプ２
へ供給する電力を強または弱に切換える電力切換え回路
１３ｃを介してエアポンプ２がそれぞれ接続されてい
る。

【００２６】上記電力切換え回路１３ｃは、図９に示す
ように入力端子１３ｄに信号Ｈが入力すると発光するＬ
ＥＤ１３ｅ及びこのＬＥＤ１３ｅの発光により導通する
トライアック１３ｆよりなるソリッドステートリレー１
３ｇと、ソリッドステートリレー１３ｇの両端に並列接
続された小電力用抵抗器１３ｈを有していて、入力側に
交流電源が、そして出力側にエアポンプ２が接続されて
いる。

【００２７】また上記小電力用抵抗器１３ｈの抵抗値
は、エアマット１の第１・第２系統エアセル群１_１，１
_２及びエア切換え弁６などから漏れる漏洩エア量を計算
し、計測値の６０〜９０％を補充及び吐出するために印
加する電圧を求めて、その電圧がソリッドステートリレ
ー１３ｇのトライアック１３ｆの非導通時にエアポンプ
２へ印加されるような値となるように設定されている。

【００２８】次に上記構成されたエアマットのエア供給
装置の作用を図１０ないし図１２を用いて説明する。エ
アマット１を寝たきり老人や、病人などの床ずれ防止マ
ットとして使用する場合は、第１・第２系統エアセル群
１_１，１_２内の圧力が２５０〜６００ｍｍＡｑの範囲と
なるよう圧力設定器９で設定値を設定する。

【００２９】また排気後気圧は、給気後気圧の１／３〜
１／２の範囲、すなわち８０〜３００ｍｍＡｑの範囲に
設定する。排気後気圧を給気後気圧の１／２以下とする
のは、給気ヱアセルと排気エアセルとの間の段差を大き
めにして、排気エアセル部分での血行を促進させるため
である。また排気後気圧の上限を３００ｍｍＡｑとする
のは、これを超えると床ずれ発生の可能性が高くなるか
らである。さらに８０ｍｍＡｑより低く設定すると患者
の体を支える力が弱くなり、体重によりセルが潰れてし
まい、体が床面に接触してしまう底付きが発生する虞が
あり、好ましくない。給気後気圧を前述のごとく２５０
ないし６００ｍｍＡｑの範囲に設定すると、給排気後の
気圧関係を１／３ないし１／２の範囲とすることがで
き、血行を促進する状態で患者に快適な寝心地を与える
ことができるようになる。

【００３０】いま圧力設定器９でエアマット１内の給気
後気圧を例えば５００ｍｍＡｑに設定して運転を開始す
ると、エアポンプ２が駆動されて、エアポンプ２より吐
出されたエアは、エアチューブ１２ａにより消音器１１
へ送られる。消音器１１は区割された４室１１ａを有し
ていて、これら４室１１ａを通過する間に、エアポンプ
２で発生した圧力脈動のほとんどが平滑され、圧力脈動
のないエアがエアチューブ１２ｂよりエア切換え弁６を
介してエアマット１の第１系統エアセル群１_１及び第２
系統エアセル群１_２へ供給され、第１・第２系統エアセ
ル群１_１，１_２内の給気後気圧が設定値の５００ｍｍＡ
ｑになるまで膨脹される。

【００３１】第１・第２系統エアセル群１_１，１_２内の
給気後気圧が設定値の５００ｍｍＡｑを超えたところ
で、マイコン１３ａにより自動制御が開始される。

【００３２】図１０の（ａ）は、分配溝６ｊが第１排出
孔６ｅ上に位置し、リミットスイッチ１０がオンからオ
フへ切換った直後を示している。リミットスイッチ１０
のオフにより、マイコン１３ａよりモータ・オフ信号が
出力され、回転子６ｂの回転は停止する。この時点から
始まる図１２に示す停止期間Ｔ１は、マイコン１３ａの
内臓クロックによりリ所定期間、例えば約５分に設定さ
れる。この期間エアポンプ２からのエアはエア導入孔６
ｇ、第１排出孔６ｅ，エアチューブ３ａを介して第１系
統エアセル群１_１に供給される。このとき、第１系統エ
アセル群１_１の気圧は圧力センサ５と信号処理回路８及
び制御回路１３によるエアポンプ２の強／弱運転の切換
えによって約４７５ｍｍＡｑ〜５２５ｍｍＡｑに維持さ
れている。

【００３３】すなわち、初めに第１系統エアセル群１_１
の気圧が圧力設定器９の設定値より高いときは、圧力セ
ンサ５を含む信号処理回路８の出力がオンとなり、マイ
コン１３ａは電力切換え回路１３ｃに対する制御信号を
オフ（Ｌ）にする。これによって電力切換え回路１３ｃ
の出力側には、抵抗器１３ｈにより降下された電圧が出
力されるため、エアポンプ２は弱運転となり、エアポン
プ２からは、第１・第２系統エアセル群１_１，１_２及び
エア切換え弁６などから漏洩する漏洩エア量の６０〜９
０％のエアしか、エア切換え弁６を介して第１系統エア
セル群１_１へ供給されないため、第１系統エアセル群１
_１の空気は徐々に減少し、同時に第１系統エアセル群１
_１の気圧も減少して、圧力設定器９の設定値５００ｍｍ
Ａｑに対し、信号処理回路８内の電圧比較器８ｂのヒス
テリシス電圧の圧力換算値 （以下ヒステリシス圧力と
いう）の２５ｍｍＡｑを減じた圧力より低くなる。これ
により信号処理回路８の出力がオフとなり、それを受け
たマイコン１３ａは電力切換え回路１３ｃに対する制御
信号をオン（Ｈ）とするため、電力切換え回路１３ｃの
働きでエアポンプ２は「強運転」となって第１系統エア
セル群１_１に定格流量のエアを供給し、第１系統エアセ
ル群１_１の気圧を上昇させる。そして第１系統エアセル
群１_１の気圧が圧力設定器９の設定値５００ｍｍＡｑよ
り「ヒステリシス圧力」の２５ｍｍＡｑ以上高くなる
と、信号処理回路８の出力が再びオンとなるため、上記
と同様にマイコン１３ａ及び電力切換え回路１３ｃの働
きでエアポンプ２は再び「弱運転」となる。

【００３４】以下上記動作を繰返すことにより、第１系
統エアセル群１_１内の気圧は約４７５ｍｍＡｑ〜５２５
ｍｍＡｑに維持される。またこの時点において第２系統
エアセル群１_２は排気され、約２５０ｍｍＡｑを維持し
た状態で密封されている。

【００３５】図１０の（ｂ）は、期間Ｔ１の経過後、マ
イコン１３ａからオン／オフ回路１３ｂを介してモータ
・オン信号が出力され、回転子６ｂが図中の矢印Ｘ方向
へ回転を開始している状態を示している。これにより分
配溝６ｊは、第１排出孔６ｅの上から第２排出孔６ｆの
上へ移動し、第１系統エアセル群１_１への給気を停止
し、第２系統エアセル群１_２への給気を開始する。モー
タ７の駆動期間Ｔ２は、リミットスイッチ１０がオンに
切換ることによりマイコン１３ａにより決定される。こ
の期間の途中で第２系統エアセル群１_２への給気が開始
されると同時に、上記圧力センサ５は第２系統エアセル
群１_２の低い気圧を検知して、上記信号処理回路８を経
由してマイコン１３ａと電力切換え回路１３ｃに信号を
出し、エアポンプ２を「強運転」とする。そして今度は
第２系統エアセル群１_２の気圧が上記圧力設定器９の設
定値より上記ヒステリシス圧力以上高くなるまで、この
「強運転」は継続する。その後は、期間Ｔ１における場
合と同様の動作によりエアポンプ２の強／弱運転の切換
えが行われて、第２系統エアセル群１_２の気圧は約４７
５ｍｍＡｑ〜５２５ｍｍＡｑに維持される。

【００３６】一方、第１系統エアセル群１_１の気圧はこ
の期間の途中で約４７５ｍｍＡｑ〜５２５ｍｍＡｑの範
囲で密封される。以降、図１１の（ｆ）の状態となるま
で上記圧力センサ５は、第１系統エアセル群１_１の気圧
は検知しないことになる。図１０の（ｃ）は、期間Ｔ２
の経過後、マイコン１３ａよりモータ・オフ信号が出力
され、回転子６ｂが停止した状態を示している。停止期
間Ｔ３は約１分に設定される。期間Ｔ２及び期間Ｔ３の
間に第２系統エアセル群１_２への給気が行われる。図１
０の（ｃ）の状態におけるエアマットの各エアセル群１
_１，１_２の圧力制御は、上記図１０の（ｂ）の状態にお
ける圧力制御とほぼ同様に行われる。図１２に示す期間
Ｔ３の経過後、マイコン１３ａからモータ・オン信号が
出力されてモータ７は回転する。

【００３７】図１０の（ｄ）は、モータ７の駆動期間Ｔ
４（約６秒）の経過後、モータ・オフ信号が出力されて
モータ７が停止した状態を示している。この期間Ｔ４
は、回転子６ｂの排気孔６ｋが第１排出孔６ｅ上に位置
する時間に一致するように設定される。この位置で回転
子６ｂは、期間Ｔ５（約４秒）の間停止する。この期間
Ｔ５は、第１系統エアセル群１_１の排気時間であり、セ
ル内残圧が約２５０ｍｍＡｑに低下するまでの時間とし
て調整される。期間Ｔ５の経過後、マイコン１３ａから
のモータ・オン信号によりモータ７は回転を開始し、期
間Ｔ６の間回転し続ける。この期間、上記圧力センサ
５、信号処理回路８、電力切換え回路１３ｂなどによる
エアポンプ２の強／弱運転の切換えによる気圧の制御
は、第２系統エアセル群１_２に対してのみ行われる。

【００３８】図１１の（ｅ）は、回転子６ｂの回転によ
りリミットスイッチ１０が突起６ｎを通り過ぎ、オンか
らオフへ切換わった状態を示している。このオフ信号に
より、マイコン１３ａからモータ・オフ信号が出力され
てモータ７は停止する。この時点からマイコン１３ａに
より設定された期間、約５分の期間Ｔ７の間モータ７は
停止し続ける。この期間Ｔ７は、上述の期間Ｔ１と同様
の性質をもつ期間としてマイコン１３ａにより設定され
る。この間、第１系統エアセル群１_１は排気状態（残圧
約２５０ｍｍＡｑ）で密閉されるが、第２系統エアセル
群１_２は給気状態で、その気圧は上記図１０の（ａ）の
状態に期間Ｔ１において、第１系統エアセル群１_１に対
して行われたものと同様の動作により、エアポンプ２の
強／弱運転の切換えによって約４７５ｍｍＡｑ〜５２５
ｍｍＡｑに維持される。図１２に示す期間Ｔ７の経過
後、マイコン１３ａからモータ・オン信号が出力されて
モータ７は回転を開始し、リミットスイッチ１０がオン
になるまでの期間Ｔ８の間、回転し続ける。

【００３９】図１１の（ｆ）は、モータ７の回転直後に
分配溝６ｊが第１排出孔６ｅ上に位置し、第１系統エア
セル群１_１への給気が開始された状態を示している。こ
の状態では、第１系統エアセル群１_１への給気が開始さ
れると同時に、上記圧力センサ５は第１系統エアセル群
１_１の低い気圧（残圧約２５０ｍｍＡｑ）を検知して、
上記信号処理回路８を経由してマイコン１３ａと電力切
換え回路１３ｃに信号を出し、エアポンプ２を「強運
転」とする。そして再び第１系統エアセル群１_１の気圧
が、上記圧力設定器９の設定値より前記ヒステリシス圧
力以上高くなるまで、この「強運転」は継続する。その
後は、期間Ｔ１におけるのと同様の動作によりエアポン
プ２の強／弱運転の切換えが行われて、第１系統エアセ
ル群１_１の気圧は約４７５ｍｍＡｑ〜５２５ｍｍＡｑに
維持される。

【００４０】一方、第２系統エアセル群１_２の気圧は、
この期間の途中で約４７５ｍｍＡｑ〜５２５ｍｍＡｑの
範囲で密封される。以後エア切換え弁６の次の回転周期
で再度、図１０の（ｂ）の状態となるまで上記圧力セン
サ５は第２系統エアセル群１_２の気圧は検知しないこと
になる。図１１の（ｇ）は、期間Ｔ８の終了時にリミッ
トスイッチ１０が突起６ｍ上に乗り上げて、スイッチ・
オンに切換った状態を示している。期間Ｔ８の経過後、
マイコン１３ａからモータ・オフ信号が出力されて、モ
ータ７は停止する。これに続く期間Ｔ９の間、モータ７
は停止する。期間Ｔ８及び期間Ｔ９の略全期間にわたっ
て、第１系統エアセル群１_１に給気がなされる。図１１
の（ｇ）の状態におけるエアマット１の各エアセル群１
_１，１_２の圧力制御は、前記図１１の（ｆ）の状態にお
ける圧力制御とほぼ同様に行われる。期間Ｔ９の経過
後、モータ７は回転を開始する。

【００４１】図１１の（ｈ）は、回転子６ｂの回転によ
り排気孔６ｋが第２排出孔６ｆ上に移動し、第２系統エ
アセル群１_２から排気が開始された状態を示している。
期間Ｔ１０が経過したとき、排気孔６ｋは第２排出孔６
ｆに一致しており、この位置において続く期間Ｔ１１
（約４秒間）の間モータ７は停止する。この停止期間Ｔ
１１の間、第２系統エアセル群１_２の排気が続行され、
その気圧は約２５０ｍｍＡｑにまで低下する。この期
間、上記圧力センサ５、信号処理回路８、電力切換え回
路１３ｃなどによるエアポンプ２の強／弱運転の切換え
による気圧の制御は、第１系統エアセル群１_１に対して
のみ行われる。

【００４２】この期間Ｔ１１の経過後、マイコン１３ａ
からモータ・オン信号が出力されてモータ７は回転駆動
し、排気孔６ｋは第２排出孔６ｆ上を通り過ぎて排気動
作は終了する。そしてモータ７及び回転子６ｂの回転に
より、リミッットスイッチ１０が突起６ｍを通り過ぎる
と、リミットスイッチ１０はオフになってモータ７は停
止する。かかる状態において、第１系統エアセル群１_１
に対しては、期間Ｔ１における場合と同様によりエアポ
ンプ２の強／弱運転の切換えが行われて、セル内の気圧
は約４７５ｍｍＡｑ〜５２５ｍｍＡｑの状態に維持され
る。

【００４３】一方、第２系統エアセル群１_２は、約２５
０ｍｍＡｑの低圧状態に密封、維持される。このモータ
７及び回転子６ｂの回転している期間Ｔ１２が終了する
と、第１及び第２エアセル群１_１，１_２の給気及び排気
動作の１サイクルが終了する。それ以後、再び期間Ｔ１
〜期間Ｔ１２において同様のサイクルが繰返される。

【００４４】以上の図１０ないし図１２に基づく作用説
明は、床ずれ防止用エアマットについてのものである
が、このエアマット１は健常者用エアマットとしても使
用できる。この場合、給気後気圧はエアポンプ２に設け
た調圧弁の調整により、また排気後気圧は期間Ｔ５を調
整するか、あるいは排気孔６ｋの小孔の数を加減するこ
とにより調整することができる。

【００４５】なお上記実施の形態で説明した圧力センサ
５を含む信号処理回路８や、制御回路１３などは、その
一例を示したもので、必ずしもこれら回路に限定される
ものではない。また信号処理回路８の出力は、マイコン
１３ａを経由せずに、直接電力切換え回路１３ｃへ印加
するようにしてもよく、この場合信号処理回路８の出力
信号がオン（Ｈ）になったときに、電力切換え回路１３
ｃへ入力される信号がオフ（Ｌ）となるよう信号をイン
バータなどで反転する必要がある。さらに上記実施の形
態では、エアポンプ２の電源に単相交流１００Ｖを使用
したが、他の電源、例えば直流電源を使用しても勿論よ
い。

【００４６】

【発明の効果】この発明は以上詳述したように、エアマ
ットへエアを供給する必要があるときにのみエアポンプ
を強運転し、エアマット内の圧力が設定値に達したら弱
運転に切換えて第１・第２系統エアセル群や、これに通
じる経路からの漏洩エア量に対応した量より少ないエア
がエアポンプより供給されるようにしたことから、従来
のエアポンプの運転及び停止を繰返すものに比べて、強
運転及び弱運転の切換え頻度を大幅に低減でき、これに
よって耳障りな騒音の低減が図れると共に、電圧スパイ
クなどの電気ノイズが発生することもないので、同一電
源に接続された電気機器や医療用計測器などに悪影響を
与える心配もない。

【００４７】またエアポンプの運転及び停止を繰返すこ
とがないので、スイッチング素子の寿命が早期に低下す
るなどの不具合を生じることがないと共に、エアマット
内の圧力が大きく変動することがないので、安眠を妨げ
たり、底付きが発生して、使用者に不快感を与えるなど
の心配もない。

【００４８】しかもエアポンプの弱運転時には、消費電
力が強運転時の２０％以下でよいため経済的であると共
に、エアポンプの発熱量も少なくできるため、エアポン
プの耐久性向上も図れるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態になるエアマット及びエ
ア供給装置を示す一部切欠斜視図である。

【図２】この発明の実施の形態になるエア供給装置の平
面図である。

【図３】この発明の実施の形態になるエア供給装置に使
用されたエア切換え弁の断面図である。

【図４】この発明の実施の形態になるエア供給装置に使
用されたエア切換え弁の固定板の平面図である。

【図５】この発明の実施の形態になるエア供給装置に使
用されたエア切換え弁の回転子の平面図である。

【図６】この発明の実施の形態になるエア供給装置に使
用された圧力センサの正面図である。

【図７】この発明の実施の形態になるエア供給装置の信
号処理回路を示す回路図である。

【図８】この発明の実施の形態になるエア供給装置の制
御系を示す回路図である。

【図９】この発明の実施の形態になるエア供給装置の電
力切換え回路を示す回路図である。

【図１０】（ａ）ないし（ｂ）はこの発明の実施の形態
になるエア供給装置に使用されたエア切換え弁の作用説
明図である。

【図１１】（ｅ）ないし（ｈ）はこの発明の実施の形態
になるエア供給装置に使用されたエア切換え弁の作用説
明図である。

【図１２】この発明の実施の形態になるエア供給装置の
作用を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１…エアマット、１_１…第１系統エアセル群，１_２…第
２系統エアセル群、２…エアポンプ、５…圧力センサ、
６…エア切換え弁、１１…消音器、１２ａ…エアチュー
ブ、１３…制御回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−63080（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−132518（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−19142（ＪＰ，Ａ) 実公 平３−54737（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A47C 27/10 A61G 7/057

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のチューブ状エアセルよりなる第１
   系統エアセル群１_１及び第２系統エアセル群１_２を交互
   に配列することにより形成されたエアマット１と、予め
   圧力設定器９で設定された圧力の空気を所定時間毎に切
   換えて第１・第２系統エアセル群１_１，１_２へそれぞれ
   供給し、また所定時間毎に第１・第２系統エアセル群１
   _１，１_２を大気へ開放するよう空気の供給及び排出を切
   換えるエア切換え弁６と、第１系統エアセル群１_１及び
   第２系統エアセル群１_２内の圧力を検出する圧力センサ
   ５と、該圧力センサ５が検出した第１・第２系統エアセ
   ル群１_１，１_２内の圧力が、予め設定された設定値より
   低いときはエアポンプ２を強運転し、第１・第２系統エ
   アセル群１_１，１_２内の圧力が設定値より高くなったと
   きは、第１・第２系統エアセル群１_１，１_２及びこれに
   通じる経路からの漏洩エア量に対応した量より少ないエ
   アがエアポンプ２より供給されるよう、エアポンプ２を
   弱運転する制御回路１３とを具備したことを特徴とする
   エアマットのエア供給装置。
2. 【請求項２】 エアポンプ２の弱運転時、漏洩エア量の
   ６０〜９０％のエアがエアポンプ２より吐出されるよう
   エアポンプ２を制御してなる請求項１記載のエアマット
   のエア供給装置。
3. 【請求項３】 エアポンプ２と圧力センサ５を接続する
   エアチューブ１２ａの途中に消音器１１を接続してなる
   請求項１記載のエアマットのエア供給装置。