JP3863940B2 - 流体クッション及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【技術分野】
本発明は、人間の身体を支持するクッションに関する。より詳細には、積層された流体室(chamber )1組からなる流体セル(cell)から構成され、この流体セルあるいは流体室に空気などの流体を封入し、セル内あるいは層内で流体の連絡を行うことによりクッション表面に作用する外力を緩衝する流体封入式多層クッションに関する。
【0002】
【従来技術およびその問題点】
流体封入式のクッションは、椅子のクッションやマットレスなどに使用される対弱衝撃用のもの、輸送時の荷物の保護などに用いられる対強衝撃用のものとがある。
【0003】
例えば、長期間ベッドや車椅子から離れることのできない人にとっては、圧力をうまく分散・吸収しない不適切な流体クッションやマットレスの使用を続けることは、床ずれ、あるいは健康を悪化させる原因になる。そこで、圧力を吸収し、身体の接触部分全体に圧力が平均化するようなクッションやマットレスが必要である。また、車椅子の座面のような弱い衝撃向けのクッションの場合、座面に対する圧力はごく柔軟に作用することが望ましいのだが、一般に、クッションに対して理想的な圧力だけが作用することは稀である。急な動作や衝撃に対しても、クッションは確実に衝撃を吸収し、同時に内部の流体は過度に動揺しないことが望ましい。
【0004】
例えば、クッション上で通常の動作をしたとする。単に流体を満たしただけのクッションでは、圧力がかかる部分から生じる流体の波(surging )が発生し、圧力のかかった部分は潰れ、別の部分はその反動で急速に膨張するという現象が起こる。この流体の圧縮・膨張は1サイクルで終わらず、流体の「揺り返し」がクッション内で生じる。クッションのこのような動揺は、使用者にとって身体の不安定感や不快感を伴うものであった。
【0005】
また、特に高衝撃下で使用されるクッションの場合、衝撃がクッションの表面に反響することによって起こる「リバウンド」(rebound )あるいは、衝撃がクッション底面に反響することによって起こる「ボトムアウト」(bottoming out )が問題である。リバウンドは、クッションの上面に作用した衝撃が、流体を介しても十分に緩衝されず、底面に反射した圧力が再びクッション上面の流体を動揺させて起こる現象である。ボトムアウトは逆に、十分に緩衝されない衝撃による流体の圧力が、クッションの底面を動揺させる現象である。この両現象は、どちらもクッションを不安定にさせる原因となる。因に、この両現象は一般に反比例の関係にあり、例えば非常に大きなリバウンドが生じた場合には、ボトムアウトはごく小規模である。
【0006】
流体を封入したクッションで緩衝性能の改善を図った例としては、例えば米国特許第2,495,124号に開示されている座席用クッションがある。このクッションは隣接関係にある複数の流体室2層からなっており、各流体室は他の流体室と流体の連絡を行わない独立構造である。こうしたクッションであると、流体室間における圧力の拡散が不能なために十分な緩衝性が得られず、またクッションの局所的な反動が起こるので、使用者の身体との接触部分に圧力が集中し、床ずれの原因となる。
【0007】
米国特許第2,434,641号は、空気支持クッションを長期間使用するために生じる床ずれの問題を解決するために、サイズの異なる流体室間で流体(空気)を相互連通可能にし、この流体室からクッションを構成した。しかし、連通手段を設けたクッションは、製造が非常に複雑で手間がかかりコスト高となるのが難点であった。
【0008】
また、米国特許第5,030,501号には多面体の空気充填流体室からなる衝撃保護材が開示されている。この流体室は弾力性と安定性を持ち合わせ、しかも流体室間を連通する導管が設けられている。この導管は衝撃や打撃を受けた流体室から他の流体室へ空気を排出して衝撃を吸収し、潰れた流体室には圧力の高くなった他の流体室から再び空気を流入する。つまり流体室に設けた導管によって、衝撃から生じるクッションの反動(リバウンド)の軽減を狙ったものである。
【0009】
しかし、以上の従来形態においては、多層式のクッションには流体室間の流体の交換機能がないか、流体室間に流体の連通手段が設けられていても単層内に限られている。クッションを流体室で小分割したため、流体の揺り返しをある程度防げる反面、緩衝性や安定性は十分なものではなく、より緩衝性・安定性に優れた流体クッションの需要は依然として満たされていない。また、流体室と、それに付随する流体連通手段を設ける製造工程は、非常に複雑で手間のかかるものであった。
【0010】
【発明の目的】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、外力の作用により生じるクッション内の流体の動揺を効果的に抑える安定性を有し、かつ緩衝性に優れる流体クッションを得ることを目的としている。
【0011】
さらに本発明は、この流体クッションを短時間・低コストで製造可能な製造方法を提供することを目的としている。
【0012】
【発明の概要】本発明は、2枚の可撓性シート材により形成される上層と;前記上層の垂直方向下側に位置して、2枚の可撓性シート材により形成される下層と;前記上層の前記2枚の可撓性シート材の所定箇所を接合して形成した複数の流体室と;前記下層の前記2枚の可撓性シート材の所定箇所を接合して形成した複数の流体室と;前記上層の各流体室及び該各流体室の下方に位置する前記下層の流体室が対となって形成される流体セルと;前記複数の流体セルのうちの少なくとも所定数の流体セル内に配置した、上層の流体室と下層の流体室を連通させる、層間オリフィスと;を備えたことを特徴とする。
【0013】
また、この流体クッションには、各層状体の少なくとも一部の流体室間を連通させる層内オリフィスがさらに設けられ、クッションに加重が加わったとき、この層内オリフィスと層間オリフィスで流体の移動を行うことを特徴とする。
そして、本発明においては、層内オリフィスによるクッション層内の流量と、層間オリフィスによるクッション層間の流量の割合により、クッションの緩衝性や安定性を制御していることを要点とする。具体的には、セル内の流量よりも、層内の流量を多くすることで、外力を素早く吸収すると共に、衝撃を吸収した流体の動揺や反動を緩和する。
【0014】
また、本発明は、2枚の可撓性シート材により形成された上層と、2枚の可撓性シート材により形成された下層と、を備え、前記上層の複数の流体室と、これら流体室のそれぞれに対応する前記下層の流体室と、により複数の流体セルを構成する流体クッションを製造する方法において、前記下層の下側の可撓性シート材を準備するステップと;前記下側の可撓性シート材の上面において、複数の流体室となる領域、及び、前記複数の流体室に連通する層内オリフィスとなる領域に、前記下層の上側の可撓性シート材との融着を防ぐため、剥離材をコーティングするステップと;前記上層の上側の可撓性シート材を準備するステップと;前記上層の前記上側の可撓性シート材の前記上層の下側可撓性シート材の上面に対向する面において、複数の流体室となる領域、及び、前記複数の流体室に連通する層内オリフィスとなる領域に、前記上層の前記下側の可撓性シート材との融着を防ぐため、剥離材をコーティングするステップと;前記下層の前記上側の可撓性シート材を準備するステップと;前記下層の前記上側の可撓性シート材の上面において、前記上層の流体室と前記下層の流体室を連通させる層間オリフィスとなる領域以外の領域に,前記下層の前記上側の可撓性シート材と前記上層の前記下側の可撓性シート材との融着を防ぐため、剥離材をコーティングするステップと;前記上層の前記下側の可撓性シート材を準備するステップと;前記下層の前記上側の可撓性シート材及び前記上層の前記下側の可撓性シート材の層間オリフィスとなる領域を切り抜くステップと;前記下層の前記上下可撓性のシート材及び前記上層の前記上下可撓性のシート材を積層し、前記下層の前記上側の可撓性シート材及び前記上層の前記下側の可撓性シート材の層間オリフィスとなる領域周囲、並びに、前記上層及び前記下層において前記流体室となる領域の外縁部分及び前記層内連通管となる領域の外縁部分を一回で融着するステップと;からなることを特徴とする。
【0015】
本発明において言う「流体室」とは、流体を封入する部分である。本発明のクッションは、この流体室が複数積層された、つまり多層式クッションであることを特徴としているために、積層接合された流体室のまとまり1組を特に「流体セル」(以下、単にセル)と呼ぶ。このセルを基本単位として、クッションは複数のセルからなっている。この定義は、上述部分にも同様である。
【0016】
また「層」とは、流体室の広がりを概念的に1枚の層状体と捉えたもので、「層内」と言えば、この層状体内の流体室相互における現象、という意味になる。多層にわたり「層内」現象が起こつた場合、より広い意味で「セル間」と表現できる。一方、「層間」とは積層関係にある流体室相互における現象という意味になる。「層間」現象が1つあるいは特定のセルに限定されている場合、「セル内」と呼ぶ。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を使用して本発明を説明する。図1〜図3は本発明における流体クッションの一実施形態を示している。なお、本発明においては、椅子やマットレスなど比較的低衝撃の環境で使用される場合に加え、スポーツ器具の衝撃防護パッドや靴底など高衝撃の下で用いられるクッションも対象にしている。
【0018】
まず、クッション10を構成する基本単位であるセル12、及びセル12を構成する流体室14,14′について説明する。
【0019】
図1に示すように、本発明のクッション10は上層11,下層13の2層が積層された多層構成である。後に詳述するが、2枚の熱可塑性シート材40,42から複数の上流体室14、即ち上層11が形成されている。同様に、熱可塑性シート材40′,42′から複数の下流体室14′、即ち下層13が形成されている。
【0020】
このクッション10の断面図である図3に示すように、セル12は、上流体室14と下流体室14′が垂直方向に接合した構成で、横から見ると中央部が絞られた(狭部18)、略砂時計形をしている。そして上流体室14と下流体室14′は、この狭部18、即ち上下流体室14,14′の接する中央部分において接合(融着)されている。この融着部分はインナーシール48である。また、セル12の外縁の、シート材40,42の融着部分はアウターシール46である。
【0021】
以上の構成を有するセル12は、クッション10の長手方向に連接してクッション10を構成する。図1および図2において、セル12の垂直対称軸aは、ディンプルパターンのクッション10表面において縦・横方向に等間隔である。つまり、セル12は相互に等間隔である。また、図2に示すように、セル12は上方から見て円形であると感触が良く好ましいが、方形や多面形であってもよい。さらに、セル12外周のアウターシール46に囲繞される菱形部26は、後述の通気用菱形開口部26′としてもよい。
【0022】
流体室14(14′)に封入される流体は、気体・液体・ゲルなどである。流体自体の粘度、あるいは封入する圧力によってクッション10の固さを調節できる。
このような流体によって膨張した状態の、図3に示すクッション10は、上流体室14における上面と下面の幅、即ち平行接線t−t′の間が上層11の高さとなる。同様に下流体室14′の上面と下面の幅t′−t″が下層13の高さである。膨張時には流体室14(14′)の高さは非膨張時の層面高(基準層面高)よりも突出しており、この突出部分で物体を支持することになる。クッション10にとっては快適さが重要であるという観点からすると、使用者の身体と直に接触するクッション10の該支持部分は、ゆるやかな凸型を保った楕円体であることが望ましい。特に長期間に亙ってベッドや車椅子から離れることのできない人はクッションとの接触部分に床ずれが生じやすいため、流体室14(14′)の外表面が決定するクッション10の外面形状は重要である。本実施形態では流体室14(14′)の外面形状は楕円体であるが、球体や多面体であってもよい。
【0023】
次に、クッション10における、流体の連通手段について説明する。
【0024】
隣接関係にある流体室14(14′)は、層11(13)を形成している。上流体室14からなる上層11には、上流体室14間を相互連通して上層11内の流体を連通させる層内連通管20(層内オリフィス)が設けられている。この層内連通管20は、シート材40,42間の非融着部分である。同様に、下流体室14′からなる下層13の層内連通管20′は下流体室14′間の流体を連通させる。
【0025】
この層内連通管20(20′)でクッション10の緩衝性能を制御する方法としては、まず層内連通管20(20′)の配置がある。例えば、図2では、等間隔のセル12間を連絡する層内連通管20(20′)は格子状に配列されているる。この層内連通管20(20′)を減らせば、流体の動揺が少なく、反発力の強いクッション10となるし、増やせば、反発力は小さいが内部で揺り返しの起こりやすいクッション10になる。
【0026】
また、層内連通管20,20′の断面径(内径)によってもクッション10の緩衝性能は変化する。例えば、通常の座面用であると想定した本実施形態のクッション10の場合、層内連通管20,20′の内径は0.0625インチ(約1.6ミリメートル)から0.25インチ(約6.3ミリメートル)の範囲である。しかし、これより大きな断面あるいは容積の流体室からセルが構成される大型のクッションの場合や、逆に小さいクッションの場合もあるので、層内連通管20,20′の内径はこれに限定されるものではない。
【0027】
この層内連通管20,20′の断面径は、クッション10全体に亙り同サイズでもよいが、層内連通管20,20′の断面径を部分的に異ならせると、クッション10の緩衝動作の範囲や緩衝効果を様々に変化させることが可能である。例えば、下層13の層内連通管20′を上層11の層内連通管20よりも小径にすると、下層13が固くなるので「ボトムアウト」に対して効果的である。もしクッション10の特定範囲のセル12の緩衝効果を他の部分より強めたければ、当該部分のセル12に連通する層内連通管20,20′の断面径を大きく取ればよい。
【0028】
このように、層内での流体の移動を制御することにより、緩衝性能を操作でき、クッション10に外力が加わったときに起こる流体の動揺をある程度緩和し、圧力を分散させることができる。しかし、層内方向に圧力を拡散するだけでは、流体の動揺・揺り返し等が物体(人体)を支持する面で起き、十分な安定性・緩衝性があるとは言えない。
【0029】
そこで、上記層内連通管20,20′とは別に、上層11における上流体室14と下層13における下流体室14′間、つまりセル12内での流体の連絡を行う層間連通孔22(層間オリフィス)がクッション10には設けられている。この層間連通孔22はセル12の狭部18に設けられる。
【0030】
層間連通孔22を設けるセル12の数・位置、または層間連通孔22の形状は、必要とされる緩衝効果に応じて任意である。例えば、下流体室14′にかかる圧力が強過ぎる場合には、層間連通孔22を一部のセル12にだけ穿設すれば、下層13への流体の過度の流入が抑えられ、クッション10の「ボトムアウト」を解消できる。逆に、多数のセル12に層間連通孔22を設ければ、「リバウンド」を解消できる。
【0031】
図17には、垂直方向への流体連通手段の一態様が示されている。
この層間連通孔83は、対向する2つの円弧状スリット85と、フラップ87と、スリット85の切り残し部分であるタブ89とから構成される。タブ89の幅(つまりスリット85の切込長)によって、流量は変化する。この実施形態では、スリット85を含む層間連通孔83の全径は、最大で0.75インチ(約1.9センチメートル)までが好ましい。
【0032】
層間連通孔22は、垂直方向に流体を通すことにより、単独でも「リバウンド」「ボトムアウト」等を抑えて衝撃を吸収する作用を有するが、上記層内連通管20,20′と合わせて、より効果的な緩衝効果を得ることができる。図15は、クッション10における緩衝作用の概念を示す断面図である。ここでは、クッション10の層間方向への流量(太矢印で示す)よりも、クッション10の層内方向への流量(細矢印で示す)の方が大きくなるように、各層間連通孔22の断面積は各層内連通管20(20′)の断面積に比して小さい。同様の理由から、層間連通孔22の総断面積は層内連通管20(20′)の総断面積に比して小さくなっている。断面積の小ささ、及び製造の容易さの点から、層間連通孔22はスリット状であることが好ましい。
【0033】
図15においては、手前と奥側にも図示しない流体室が存在するが、図示部分のみ説明する。
外力Fが加わると、まず上流体室14Aが潰れ、潰れた体積分の流体が層内連通管20を通して隣接する上流体室14B1 ,14B2 へ排出される(太矢印a)。隣接する上流体室14B1 には層間連通孔22が設けられているので、流入分は下流体室14′へ移動する(細矢印x)。一方で上流体室14B2 は、流入方向とは反対に層内連通管20を一本有するのみなので、次の上流体室14Cへ流入分を移動させる(太矢印b)。ここで、細矢印xと太矢印bの流体移動はほぼ同時に始まるが、断面積の差異により細矢印xの方が時間を多く要する。同様に細矢印yの流体は減速される。下層13に至った流体は層内連通管20′を通して移動する(太矢印c)。層間連通孔22の通過時に流体は減速されるため、太矢印cの移動速度は太矢印a,bに比べ緩やかである。そして、下流体室14′Aと14′B2 に流体が至る時点では、外力Fによる圧力がクッション10全体に広く行き渡って相殺され、「リバウンド」も「ボトムアウト」も起こらず、クッション10は徐々に元形状へと復元していく。
【0034】
つまりクッション10は、外力を受けると変形し、上層11で素早くこの外力を吸収する。次に、この変形がクッション10の表面を不安定にしない程度に早く、しかし「リバウンド」や「ボトムアウト」を起こさない程度に減速して、圧力を受けた流体を下層13へ移動させる。最後に、多層間で平均化された圧力によって緩やかに復元する。
【0035】
前述したように、従来の流体流体クッションであると、外力が作用した箇所から全体へと波打って伝わる流体の波(surge )と、「リバウンド」あるいは「ボトムアウト」を、同時に緩和することが困難であった。しかし、層間連通孔22および層内連通管20,20′を設けて流体を移動させる多層構造のクッション10であると、これを解決できる。
【0036】
本発明においては、層内連通管20(20′)を介してクッション10の層内方向に連絡される流量と、層間連通孔22を通してクッション10の層間方向に連絡される流量の割合を異ならせていること、言い換えれば層内の流量と層間の流量に差異を設けてクッション10の緩衝性能を制御していることが重要である。
【0037】
以下、図4を中心に本発明におけるクッション10の製造方法を説明する。図4は、図1に示すクッション10を分解して示す斜視図である。熱可塑性シート材40,42が上層11に、シート材40′,42′が下層13になる。ここでは、これらを一回の密閉工程で融着して、クッション10を製造する。
【0038】
密閉工程において、熱可塑性シート材40,42,40′,42′は所定の順序で積層され、これを、対向する密閉打型(sealing dice)が上下から挟んで密閉する。この密閉打型(sealing dice)は、高周波予熱(RF)または熱エネルギー(thermal energy)により、シート材を融着するタイプである。
【0039】
クッション10において、融着されてはならない部分は、
▲1▼流体室14,14′と層内連通管20,20′の部分、
▲2▼セル12の狭部18以外の層間部分、
である。シート材のうち、それに対応する位置に剥離材44をコーティングした部分が非融着部43(▲2▼では47)となる。
まず、▲1▼を下層13を例に説明すると、外面シート材40′の対向面50では、下流体室14′と、格子状に配される層内連通管20′部分が融着されてはならないので、対応部分に剥離材44をコーティングする。上層11も同様に、外面シート材40の対向面50にのみ非融着部43を形成する。
次に、▲2▼部分であるが、セル12の狭部18となる部分のみ融着するので、中間シート材42′の内対向面54のうち、この接合部45を除く部分に剥離材44をコーティングする。この部分が非融着部47となる。
さらに、中間シート材42,42′の所定位置(接合部45内に収まる位置)に、層間連通孔22を切り抜く。
▲1▼、▲2▼の非融着部43,47がコーティングされ、層間連通孔22となる切込が施されると、上記打型が、▲1▼、▲2▼以外の部分を融着させ、クッション10ができる。打型による融着は一回で行うことができる。
【0040】
ここで用いられる剥離材44としては、例えば本出願人による米国特許第5,022,109号において、シルクスクリーンまたはフレキソ方式のロートグラビア版のような印刷技術に使用されるものが開示されている。この剥離材44は、粒径5ミクロン程度の微粒子であるポリエチレン、テフロンまたはシリコンの混合水溶物、あるいは有機溶剤の液状分散質であることが望ましい。そして、シート材40,40′,42′にコーティングされた剥離材44のポリエチレン、テフロンまたはシリコンの粒子により、コーティング部分は融着されず、その他の部分が上記打型によって融着されて密閉されたクッション10となる。
【0041】
融着される部分について説明する。まず、外面シート材40(40′)と中間シート材42(42′)の融着による、流体室14(14′)の外縁部分は、アウターシール46である。また、上流体室14と下流体室14′の結合する狭部18では、中間シート材42,42′間の融着された接合部分はインナーシール48と呼ぶ。
【0042】
また、流体室14,14′を膨張させる手段は、クッション10の製造工程において上流体室14に設けた開口と、この開口に挿入されたチューブ24である。流体が空気の場合など、必要に応じて、このチューブ24の挿入部分は気密性にしてもよい。また、この膨張手段に一方向弁を使用すれば、使用毎に膨らませる必要のない常時流体封入式のクッション10を得ることができる。
【0043】
図5は、本発明におけるクッション10の第2実施形態を示している。以下、先の実施形態と同じ部材については同符号で説明する。この実施形態は、セル12の容積や直径が均一でないことを特徴とし、セル12の固さはセル12の容積と反比例関係にある。つまり大型流体室60は小型流体室62よりも柔らかい。サイズ・固さ共に異なる流体室60,62は目的に応じて配置され、クッション10に柔軟な部分と固い部分を形成する。図示しないが、本実施形態のクッション10を水平方向から見た場合、小型流体室62の凸型表面高に比して大型流体室60の凸型表面高は高く、座る人間を安定保持するために大型流体室60をクッション10の外周に配置してある。
【0044】
図6および図7に示す第3実施形態では、流体室14(14′)間をつなぐ層内連通管20(20′)が、1つの流体室14(14′)につき、多くても2方向のみに限られ、限定的な連通関係でつながった流体室14(14′)が各々列を形成している。上流体室14の列と下流体室14′の列とは相互が直交の関係にある。そして層間連通孔22は、全流体室14,14′間に流体の連絡が可能な最低限の数だけ、つまりクッション10の外周を構成するセル12のうち、隣接する2辺のセル12にのみ設けられている。
このような層内連通管20,20′の配置であると、クッション10の安定性を増すことができる。流路の数を最低限にしたために、流体の移動及びクッション全体への圧力拡散の時間が長くなるからである。
【0045】
例えば、このクッション10表面に作用した圧力の拡散は、図6と図7を併用して説明する以下のような段階を経る。圧力の作用した点をαとする。まず圧力点αから層内連通管20で連通された列内にへ流体が移動し(矢印T)、次に該上流体室列の層間連通孔22βを通った流体が下流体室14′の列に移り圧力を伝える(矢印P)。流体の圧力はさらに層間連通孔22γを上がって残りの上流体室14列を通り(矢印O)、最後に未通過の層間連通孔22δから下流体室14′列へ至り残りの下流体室14′に圧力を伝える(矢印Q)。
【0046】
図8および図9に示す第4実施形態では、外面シート材40はクッション10の最外縁まで延長して中間シート材42′と融着され、上層11と下層13間を密閉する第2アウターシール80を形成している。この第2アウターシール80とセル12との空間、及び各セル12相互の空間が密閉されるので、この密閉部分が中間流体室82になる。上下流体室14,14′と同様に、中間流体室82はチューブ24′を通して空気・液体・ゲル等の流体を流入して膨張させる。セル12と中間流体室82で流体の種類を異ならせてもよい。または、中間流体室82を高圧に、セル12をそれよりも低圧にすることで、表面は柔らかく芯の固いクッション10を得ることができる。中間流体室82を設けた場合には「ボトムアウト」のおそれが減少することも利点である。
【0047】
クッション10に長時間接していると、人間の身体とクッション10が接する部分に熱がこもって汗をかくので、通気性のあるクッションが必要となる。第5実施形態を示す図10および図11は、通気性の有るクッション10を表している。このクッション10の菱形開口部26′は、層11(13)のうちセル12に囲繞された部分で、使用者とクッション10間の通気のために切り抜かれている。セル12が膨張しているときはセル12間の容積が拡大するので菱形開口部26′に空気が流入し、セル12が圧縮されるとセル12間の容積が縮小するので菱形部26′から空気が排出される。このようなクッション10のポンプ様動作により通気が行われる。
【0048】
図12および図13に示す第6実施形態においては、クッション10は3層構造である。つまり垂直方向に3層に積層された流体室14,14′,14″がセル12を形成しており、各流体室14,14′,14″はそれぞれ第1層11・第2層13・第3層94を形成している。例えば、最下層の流体室14″を、流体室14,14′と協働してクッション10の緩衝性を強化させてもよいし、流体の連通手段を設けずに第3層94を独立式に構成してもよい。その場合、独立式の第3層94は、「ボトムアウト」現象を軽減させる固いベースクッションになる。
【0049】
図14に示す第7実施形態は、方形の流体室14(14′)から構成されるセル12を有するクッション10である。ここで隣接関係にあるセル12間には、図2における菱形部26のような隙間がない。
【0050】
また、第8実施形態を示す図16のように、分割された区域95,96,97にクッション10を仕切り、この区域95,96,97の範囲内で、セル12を流体移動可能に連接してもよい。この構造であると、セル12のサイズや内圧等によって各区域のクッション性能を異ならせることが可能であるから、クッションの特定部分に他の部分より強い圧力がかかる場合などに有効である。例えば靴のインナーソールでは、踵部分には固いクッション、つま先や土踏まず部分には柔らかいクッション、と必要とされるクッション硬度が部分によって異なるが、本実施形態なら1つのクッション10でそれを達成できる。
【0051】
以上いくつかの実施形態を挙げて説明したが、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない限りにおいて細部の種々の変形・省略・追加が可能である。
【0052】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、外力の作用により生じるクッション内の流体の動揺や反動を効果的に抑える、安定性・緩衝性に優れた流体クッションを得ることができる。また、この流体クッションを一度の密閉工程で製造できるので、短時間かつ低コストな製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における流体封入式クッションの実施形態を示す全体斜視図である。
【図2】図1の流体封入式クッションの平面図である。
【図3】図1のIII −III 線に沿う部分の断面図である。
【図4】本発明のクッションの製造方法を示す分解斜視図である。
【図5】本発明の第2実施形態におけるクッションの平面図である。
【図6】本発明の第3実施形態におけるクッションの平面図である。
【図7】図6のクッションの底面図である。
【図8】本発明の第4実施形態におけるクッションの平面図である。
【図9】図8のIX−IX線に沿う部分の断面図である。
【図10】本発明の第5実施形態におけるクッションの平面図である。
【図11】図10のXI−XI線に沿う部分の断面図である。
【図12】本発明の第6実施形態におけるクッションの全体斜視図である。
【図13】図12のXIII−XIII線に沿う部分の断面図である。
【図14】本発明の第7実施形態におけるクッションの平面図である。
【図15】本発明におけるクッションの緩衝作用の概念を示す断面図である。
【図16】本発明の第8実施形態におけるクッションの平面図である。
【図17】本発明における層間連通孔の異なる実施態様を示す図である。
【符号の説明】
10 クッション
11 上層(第1層)
12 セル
13 下層(第2層)
14 14′ 14″ 流体室
18 狭部
20 20′ 層内連通管(層内オリフィス)
22 83 層間連通孔(層間オリフィス)
24 24′ チューブ
26 菱形部
26′ 菱形開口部
40 40′ 外面シート材
42 42′ 中間シート材
43 47 非融着部
44 剥離材
45 接合部
46 アウターシール
48 インナーシール
50 54 対向面
60 大型流体室
62 小型流体室
80 第2アウターシール
82 中間流体室
85 スリット
87 フラップ
89 タブ
94 第3層
Claims (11)
- 2枚の可撓性シート材により形成される上層と;
前記上層の垂直方向下側に位置して、2枚の可撓性シート材により形成される下層と;
前記上層の前記2枚の可撓性シート材の所定箇所を接合して形成した複数の流体室と;
前記下層の前記2枚の可撓性シート材の所定箇所を接合して形成した複数の流体室と;
前記上層の各流体室及び該各流体室の下方に位置する前記下層の流体室が対となって形成される流体セルと;
前記複数の流体セルのうちの少なくとも所定数の流体セル内に配置した、上層の流体室と下層の流体室を連通させる、層間オリフィスと;を備えたことを特徴とする流体クッション。 - 請求項1において、各層状体の少なくとも一部の流体室間を連通させる層内オリフィスがさらに設けられ、クッションに加重が加わったとき、この層内オリフィスと層間オリフィスで流体の移動が生じる流体クッション。
- 請求項1または2において、流体室及び流体セルは閉塞され、常時流体が封入されている流体クッション。
- 請求項1または2において、各層状体の隣接する流体室の間に、通気のための開口部を有している流体クッション。
- 請求項1または2において、流体室に流体を封入する手段を有している流体クッション。
- 請求項1または2において、緩衝性を異ならせた複数の区域を有している流体クッション。
- 請求項1または2において、流体室は、楕円体、球体または多面体である流体クッション。
- 請求項1または2において、流体室のサイズを、クッションの位置により異ならせた流体クッション。
- 請求項1または2において、上記流体セルを構成する流体室とは別に独立する流体室を、クッション外縁と流体セルとの間、及び流体セル相互の空間に有する流体クッション。
- 請求項1または2において、流体の移動速度を制御する緩衝機構を有している流体クッション。
- 2枚の可撓性シート材により形成された上層と、2枚の可撓性シート材により形成された下層と、を備え、前記上層の複数の流体室と、これら流体室のそれぞれに対応する前記下層の流体室と、により複数の流体セルを構成する流体クッションを製造する方法において、
前記下層の下側の可撓性シート材を準備するステップと;
前記下側の可撓性シート材の上面において、複数の流体室となる領域、及び、前記複数の流体室に連通する層内オリフィスとなる領域に、前記下層の上側の可撓性シート材との融着を防ぐため、剥離材をコーティングするステップと;
前記上層の上側の可撓性シート材を準備するステップと;
前記上層の前記上側の可撓性シート材の前記上層の下側可撓性シート材の上面に対向する面において、複数の流体室となる領域、及び、前記複数の流体室に連通する層内オリフィスとなる領域に、前記上層の前記下側の可撓性シート材との融着を防ぐため、剥離材をコーティングするステップと;
前記下層の前記上側の可撓性シート材を準備するステップと;
前記下層の前記上側の可撓性シート材の上面において、前記上層の流体室と前記下層の流体室を連通させる層間オリフィスとなる領域以外の領域に,前記下層の前記上側の可撓性シート材と前記上層の前記下側の可撓性シート材との融着を防ぐため、剥離材をコーティングするステップと;
前記上層の前記下側の可撓性シート材を準備するステップと;
前記下層の前記上側の可撓性シート材及び前記上層の前記下側の可撓性シート材の層間オリフィスとなる領域を切り抜くステップと;
前記下層の前記上下可撓性のシート材及び前記上層の前記上下可撓性のシート材を積層し、前記下層の前記上側の可撓性シート材及び前記上層の前記下側の可撓性シート材の層間オリフィスとなる領域周囲、並びに、前記上層及び前記下層において前記流体室となる領域の外縁部分及び前記層内連通管となる領域の外縁部分を一回で融着するステップと;
からなることを特徴とする流体クッションを製造する方法。
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