JP4221952B2 - 弾性体ユニットおよびマットレス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は弾性体ユニットおよびマットレスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ベットなどに用いられるマットレスや椅子の上などに敷くシートは、寝心地感や座り心地感など、快適な使用感が求められている。
【０００３】
従来技術として、特表２００１−５１４９１２号公報には、屈曲柱（コラム）を持つゼラチン状クッションが開示されている。これは、樹脂弾性体を中空のコラム壁構造にしたもので、使用者の荷重でコラム壁が座屈することにより一点に圧力が集中するのを防ぎながら、使用者の形状に合わせるように変形させるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術は、弾性体の座屈前後の荷重による沈み込み量の差が大きく、使用者や使用者の部位、使用方法による触感が大きく異なり使用者に不快感が生ずる問題点があった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決したもので、快適な使用感を有する弾性体ユニットおよびマットレスを提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項１において講じた技術的手段（以下、第１の技術的手段と称する。）は、面を有する平板形状の台座部と、該台座部の面上に、荷重を受ける受圧面の面積が該受圧面に加わる荷重の大きさによって略可逆的に変化する複数の柱状部材とを備え、前記多数の柱状部材の材料としてエラストマー樹脂が用いられ、前記多数の柱状部材は互いに間隔をあけて配置されており、前記台座部の硬度が、前記柱状部材の硬度より大きいことを特徴とする弾性体ユニットである。
【０００７】
上記第１の技術的手段による効果は、以下のようである。
【０００８】
柱状部材の受圧面に加わる荷重の大きさによって受圧面の面積が大きくなるので、荷重の変化に比べて受圧面にかかる応力の変化は小さくなり、そのため柱状部材の高さの変化（変位）も小さくなる。この結果、使用者、使用者の部位、使用方法による柱状部材の沈み込み量が一定の範囲に制限されるので、使用者、使用者の部位、使用方法によらず快適な使用感を得ることができる。また多数の柱状部材を台座部上に設ければ、これらの柱状部材が同じ台座部上に接合され連結されているので、使用者の身体を部分的に支えることが可能になり、身体のラインに沿った変形が得られ、快適な使用感が得られる。
この場合、台座部の硬度が柱状部材の硬度より大きいので、柱状部材変形特性を最大限に活用できる。また柱状部材間の連携が制御しやすく、より身体のラインに沿った変形が得られる。エラストマー樹脂は負荷荷重の大きさによって受圧面の面積が略可逆的に変化する材料特性を有しているので、低コストな柱状部材が製造できる。またエラストマー樹脂は大きな弾性変形能力を有しているので、受圧面に平行な力が柱状部材にかかり、柱状部材を台座部から剥離する負荷が加わっても柱状部材の変形により剥離負荷を緩和することができる。
【０００９】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項２において講じた技術的手段（以下、第２の技術的手段と称する。）は、あらかじめ決められた所定荷重を受けたとき隣接する前記柱状部材の受圧面同士が接触するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の弾性体ユニットである。
【００１０】
上記第２の技術的手段による効果は、以下のようである。
【００１１】
すなわち、隣接する柱状部材の受圧面同士が接触すると、受圧面の面積が大きくなることを制限され、そのため柱状部材の変位量を制限されるので、使用者が不快に感ずるような沈み込みが抑制できる。また多数の柱状部材を台座部上に設ければ、所定荷重で多数の柱状部材の受圧面同士が接触する状態になると完全に面受けしたシート状の状態となり、使用者の体型に合わせて密着した状態となるので、体圧分散性を向上できる。なお、所定荷重は弾性体ユニットを設計するときに弾性体ユニットの目的やニーズなどによって適宜決められる値である。
【００１２】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項３において講じた技術的手段（以下、第３の技術的手段と称する。）は、前記柱状部材の硬度がアスカーＦＰ１〜ＪＩＳ Ａ４０であることを特徴とする請求項１または２に記載の弾性体ユニットである。
【００１３】
上記第３の技術的手段による効果は、以下のようである。
【００１４】
すなわち、柱状部材の硬度がアスカーＦＰ１以上であると身体移動に対して容易に形状が変化することができ、ＪＩＳ Ａ４０以下であると使用者の体型に沿った変位が得られる。
【００１５】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項４において講じた技術的手段（以下、第４の技術的手段と称する。）は、前記柱状部材が円柱状であり、かつ千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の弾性体ユニットである。
【００１６】
上記第４の技術的手段による効果は、以下のようである。
【００１７】
すなわち、円柱状のため、柱状部材の製造と弾性体ユニットの設計が簡単となり、製造コストを低減できる。千鳥状の配置のため、対角に位置する弾性体の距離を最も近くすることができ、完全に面受けしたシート状態にできる効果を奏する。所定荷重で多数の柱状部材の受圧面同士が接触する状態になると完全に面受けしたシート状の状態となり、多数の柱状部材により体圧分散性を向上できる。
【００１８】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項５において講じた技術的手段（以下、第５の技術的手段と称する。）は、前記柱状部材の側面を囲う外套部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の弾性体ユニットである。
【００１９】
上記第５の技術的手段による効果は、以下のようである。
【００２０】
すなわち、柱状部材の側面を外套部材で覆っているので、荷重の大きさに対する受圧面の面積変化量を変え、弾性体ユニットの使用感を変えることができる。
【００２１】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項６において講じた技術的手段（以下、第６の技術的手段と称する。）は、前記エラストマー樹脂がスチレン系ベースポリマーにオイルを含有させたスチレン系エラストマー樹脂成形品であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の弾性体ユニットである。
【００２４】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項７において講じた技術的手段（以下、第７の技術的手段と称する。）は、前記柱状部材が、弾性変形可能な材料で形成されたカバーで覆われていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の弾性体ユニットである。
【００２５】
上記第７の技術的手段による効果は、以下のようである。
【００２６】
すなわち、柱状部材が弾性変形可能な材料で形成されたカバーで覆われているので、柱状部材の変形を損なうことなく変形し、斜め方向からの負荷に対し隣接する柱状部材が連動して変形できるため、柱状部材に台座部から剥離する負荷が加わっても柱状部材の変形により剥離負荷を緩和できる。
【００２７】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項８において講じた技術的手段（以下、第８の技術的手段と称する。）は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の弾性体ユニットが設けられていることを特徴とするマットレスである。
【００２８】
上記第８の技術的手段による効果は、以下のようである。
【００２９】
すなわち、荷重による沈む込み量を一定の範囲に制限できる弾性体ユニットを使用しているので、使用者の各部の沈み込み量が一定の範囲に制限されるため、快適な使用感が得られる。一般的に使用者の臀部からの荷重が最も大きいが、この臀部の荷重を所定荷重として、所定荷重が受圧面に加わったとき隣接する柱状部材の受圧面同士が接触し柱状部材の受圧面の面積が広がることを防止することによって、最大荷重を受ける部分の沈み込み量が実質的に拘束されるので、さらに各部の沈み込み量が一定の範囲に制限でき、さらに快適な使用感が得られる。また多数の柱状部材を台座部上に設けられた弾性体ユニットを使用すれば、所定荷重で多数の柱状部材の受圧面同士が接触する状態になると完全に面受けしたシート状の状態となり、使用者の体型に合わせて密着した状態となるので、体圧分散性を向上できる。そして、使用者に柱状部材の柔らかさを感じさせ、使用者の寝返りや身体移動に合わせて容易に形状が変化するので、流体に近い快適な使用感が得られる。
【００３０】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項９において講じた技術的手段（以下、第９の技術的手段と称する。）は、前記弾性体ユニットとして、複数の弾性体ユニットが設けられていることを特徴とする請求項８記載のマットレスである。
【００３１】
上記第９の技術的手段による効果は、以下のようである。
【００３２】
すなわち、複数の弾性体ユニットが設けられているので、弾性体ユニットごとに荷重に対する受圧面の面積の変化量を変えることができるので、使用者の当接する部位ごとに適した変位量を実現でき、使用者の体型に沿った形状で変位でき、さらに快適な使用感が得られる。
【００３３】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項１０において講じた技術的手段（以下、第１０の技術的手段と称する。）は、前記弾性体ユニットの前記台座部の下方に、前記柱状部材より大きく前記台座部より小さい硬度を有する平板状のベース部が設けられていることを特徴とする請求項８または９に記載のマットレスである。
【００３４】
上記第１０の技術的手段による効果は、以下のようである。
【００３５】
すなわち、腰掛けた場合など大きな変位量を必要とする際に柱状部材が台座部に支えられ面受けできるように変形し、さらに台座部より小さい硬度を有するベース部の沈み込みにより変位量を確保できるので、全体のクッション性に優れ、より快適な使用感を実現できる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を説明するマットレスの説明断面図である。図２は図１のＡＡ断面図である。本マットレスは、３つの弾性体ユニット１、ベース部２、キルト部３、表布地部４、底布地部５などから構成されている。ベース部２の上部中央付近には凹部が設けられ、この凹部中に３つの弾性体ユニット１が挿入されている。弾性体ユニット１が挿入されたベース部２の上部および側面部はキルト部３で覆われている。キルト部３の上部および側面部は表布地部４で覆われ、ベース部２の下部側に底布地部５が設けられ、表布地部４と底布地部５は図示しないファスナーで連結されている。キルト部３、表布地部４および底布地部５でマットレスの外装を形成している。ベース部２、キルト部３は発泡ウレタンで形成され、表布地部４、底布地部５は化繊織物で形成されている。
【００３７】
図３は、弾性体ユニット１を詳細に示した図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は側面図である。弾性体ユニット１は、平板形状の台座部６と台座部６の平板面６ａ上に立設された多数の柱状部材７と全体を覆うカバー８から構成されている。台座部６は、縦７１０ｍｍ、横４７５ｍｍ、厚さ２５ｍｍの発泡ウレタンで形成されている。柱状部材７は、外径５０．０ｍｍ、高さ２５ｍｍの円柱状の低硬度エラストマー樹脂で形成されている。実施形態で使用した低硬度エラストマー樹脂はスチレン系エラストマー樹脂成形品で、スチレン系ベースポリマーにオイルを含有させた押出成形品をカットして製造した。台座部６と柱状部材７は、低硬度エラストマー樹脂を溶剤に溶かした接着剤を用いて接合した。
【００３８】
柱状部材７は全部で７２個設けられ、６個で１列が構成され、図の横方向に１２列設けられている。列は５６ｍｍピッチで並んでおり、１列中の柱状部材は７５ｍｍピッチで並んでいる。列方向の柱状部材７の位置は、隣接する列ごとに列方向の図の右または左方向に半ピッチだけずれて、いわゆる千鳥状に配置されている。ある柱状部材７から最も近い柱状部材７は、図の斜め方向の柱状部材７であり、その間隔は６７．４ｍｍである。柱状部材７が立設された台座部６の全体が、カバー８によって覆われている。カバー８は弾性変形可能なウレタン材で形成されている。
【００３９】
柱状部材７の硬度はアスカーＦＰ１０、台座部６、ベース部２の硬度は、それぞれ１９６Ｎ、１１７Ｎである。柱状部材７の硬度はデュロメータ（スプリング式のゴム硬度計）で測定し、台座部６、ベース部２の硬度はＪＩＳ Ｋ６４０１に規定されたウレタンフォーム硬さである。柱状部材７はウレタンフォーム硬さでは表現できないほど硬度が低いためデュロメータで測定している。
【００４０】
実施形態の弾性体ユニット１を実施例として使用し、上から荷重を加える試験を行った。
【００４１】
比較例として、図１７に示す従来技術と同様の構成の弾性体ユニット１１を用いた。弾性体ユニット１１は、コラム部１２、中間台座部１３、台座部１４から構成されている。コラム部１２は、実施形態の柱状部材と同じ低硬度エラストマー樹脂を使用して格子状に射出成形して製造されている。格子の壁厚は４ｍｍ、格子間の空間部の形状は２２ｍｍ×２２ｍｍである。コラム部の形状は縦７０６ｍｍ、横６０２ｍｍ、高さ５０ｍｍである。なお、図１７は格子の数などが簡略化されて描かれている。
【００４２】
中間台座部１３、台座部１４は縦７０６ｍｍ、横１８０６ｍｍの発泡ウレタン製の平板で、その高さは中間台座部１３が３ｍｍ、台座部１４が３０ｍｍである。
【００４３】
あらかじめ中間台座部１３を金型内にセットし３つのコラム部１２をインサート成形してコラム部１２と中間台座部１３の結合品を作り、次に中間台座部１３と台座部１４をウレタン用接着剤で接合し弾性体ユニット１１を製造した。この弾性体ユニット１１を使用して実施例と同様の試験をした。
【００４４】
実施例および比較例の試験結果を図４〜６に示す。図４は受圧面に加わる荷重と受圧面積（受圧面の面積）の関係を表すグラフ図である。図５は受圧面に加わる荷重と受圧面応力（受圧面に加わる応力）の関係を表すグラフ図である。図６は受圧面に加わる荷重と高さ方向の変位の関係を表すグラフ図である。
【００４５】
実施例では柱状部材７は受圧面に加わる荷重によって受圧面積が増加している。一方、比較例のコラム部１２は荷重が加わっても受圧面積が変化していない。この結果、比較例では受圧面応力は荷重に比例しているが、実施例では荷重の増加につれて荷重に対する受圧面応力の変化率が減少している。また、荷重に対する変位も、実施例では荷重の増加につれて荷重に対する変位の変化率が減少している。一方、比較例では試験の範囲内において変位は荷重にほぼ比例しているが、２０Ｎ以上の荷重では変位の変化率が上昇している。
【００４６】
図７はさらに大きな荷重まで試験したときの変位と荷重の関係を表すグラフ図である。比較例では大きな荷重が加わると所定荷重以上でコラム壁が座屈し、変位が大きく変化する。この結果、弾性体ユニットをクッション体として使用する使用者または使用方法（座る、寝る）の違いによって沈み込み量が大きく変化するため、不快感が生ずる。マットレスとして使用した場合、使用者の部位（臀部や手足）の違いによって沈み込み量が異なるため不快感が生ずる。
【００４７】
それに対し、実施例では、大きな荷重が加わっても変位の変化量は小さいままである。これにより、使用者による沈み込み量は、一定の範囲に制限され、どのような使用者においても快適な触感が得られる。また、マットレスとして使用した場合、使用者の部位による変位の違いが平準化されるので、快適な触感が得られる。
【００４８】
実施例でこのような特性が得られるメカニズムを説明する。図８〜１３は、それぞれ０Ｎ、４．９Ｎ、９．８Ｎ、１４．７Ｎ、１９．６Ｎ、２４．５Ｎの荷重を加えたときの柱状部材の変化を説明する説明図であり、それぞれの図の（ａ）は柱状部材の側面図、（ｂ）は弾性体ユニット１の柱状部材受圧面の関係を説明する部分平面図である。荷重が加わったとき柱状部材７は側面も膨らみ樽型になるが、図の（ａ）では簡略的に円柱状で表している。一方、図の（ｂ）では受圧面の形状のみを表している。なお、柱状部材に荷重を加えるとは、柱状部材７の受圧面７ａの鉛直上方から荷重を加えることである。
【００４９】
全く荷重が加わっていない図８では、隣接する柱状部材７の受圧面間の最短距離（図８（ｂ）において、互いに斜め方向に位置する柱状部材の受圧面外周間の最短距離）は１８．８ｍｍである。この柱状部材７の受圧面に、その鉛直上方から４．９Ｎの荷重を加えると、図９のように柱状部材７の形状は、受圧面外径５５．８ｍｍ、高さ２０．６ｍｍとなり、受圧面間の最短距離は１１．６ｍｍとなる。なお、柱状部材７は側面が膨らむが、簡略化のために受圧面形状と高さだけで表示している。また、寸法は特に断りがないかぎり小数点２桁目を四捨五入し小数点１桁で記述している。以後、同様である。
【００５０】
柱状部材７の受圧面に９．８Ｎ、１４．７Ｎ、１９．６Ｎ、２４．５Ｎの荷重が加わると、図１０〜１３に示すように、柱状部材７の受圧面外径はそれぞれ６０．４、６２．５、６５．３、６８．４ｍｍと大きくなる。一方、柱状部材７の高さは、それぞれ１７．３、１５．２、１３．９、１３．０ｍｍと小さくなる。また、受圧面間の最短距離は、荷重が９．８Ｎ、１４．７Ｎ、１９．６Ｎと増加するにつれて、それぞれ７．１、４．９、２．０と小さくなる。荷重が２４．５Ｎでは、隣接する受圧面同士が接触し、互いに押し合う状態となる。図１３では受圧面間の計算上の最短距離は−１．０ｍｍになっている。この状態では、受圧面積の拡大が隣接する柱状部材により防止されているので、荷重による受圧面積の変化、変位の変化が小さくなる。
【００５１】
荷重によって受圧面の面積が大きくなると、荷重の変化に比べて受圧面にかかる応力の変化は小さくなり、そのため柱状部材の高さの変化（変位）も小さくなる。この結果、柱状部材にかかる荷重は使用者の部位によって異なるが、使用者の部位による変位量の違いや柱状部材からの反力の違いは、荷重の違いほど大きくなく平均化され、柱状部材の沈み込み量が一定の範囲内に制限されるので、快適な使用感を得ることができる。例えば、マットレスとして使用した場合、使用者の頭部、胴体部、臀部、手足などによってマットレスにかかる荷重は異なるが、各部の沈み込み量は平均化されるので、快適な使用感が得られる。この場合、使用者の臀部からの荷重が最も大きい。この臀部の荷重を所定荷重として、この所定荷重が受圧面に加わったとき隣接する柱状部材の受圧面同士が接触し柱状部材の受圧面の面積が広がることを防止することによって、最大荷重を受ける部分の沈み込み量が実質的に拘束されるので、さらに各部の沈み込み量が平均化でき、さらに快適な使用感が得られる。実施例の場合、体重９０ｋｇの使用者の臀部の荷重を所定荷重として設定されており、その荷重で図１３に示す状態となる。
【００５２】
なお、ここでは使用者の部位の違いによって説明したが、柱状部材の沈み込み量がほぼ一定の範囲内に制限されることにより、使用者が変わっても同じように快適な使用感が得られる。椅子に敷くクッションとして使用する場合なども、使用者の体重の違いによって生ずる沈み込み量がほぼ一定の範囲内に制限され、使用者によらず快適な使用感を得ることができる。
【００５３】
以上のように、台座部上に、荷重を受ける受圧面の面積が受圧面に加わる荷重の大きさによって略可逆的に変化する柱状部材が複数設けられているので、荷重の違いによる柱状部材の沈み込み量を平均化することができるため、快適な使用感が得られる。また、所定荷重で隣接する柱状部材の受圧面同士が接触するように設けることによって、所定荷重以上の荷重が加わったとき沈み込み量の増加を抑制できるので、目的に合わせた沈み込み量の設計が可能となる。
【００５４】
また、多数の柱状部材が同じ台座部上に接合され連結されているので、使用者の身体を部分的に支えることが可能になり、身体のラインに沿った変形が得られ、快適な使用感が得られる。また、所定荷重で多数の柱状部材の受圧面同士が接触する状態になると完全に面受けした状態となり、柱状部材の変位量が制限され、使用者が不快に感ずるような沈み込みが抑制できる。この状態では柱状部材は面受けしたシート状の状態となり、使用者の体型に合わせて密着した状態となるので、体圧分散性を向上できる。そして、使用者に柱状部材の柔らかさを感じさせ、使用者の寝返りや身体移動に合わせて容易に形状が変化するので、流体に近い快適な使用感が得られる。
【００５５】
なお、実施形態では、柱状部材は円柱で示したが、特に限定されず、楕円柱でも多角柱でもよい。さらに図１４に示すような様々な形状を目的に合わせて使用できる。円柱の場合、その製造と弾性体ユニットの設計が簡単となり、製造コストを低減できる。図１４（ａ）のような逆円錐形状、図１４（ｂ）のような円錐形状、図１４（ｃ）のような樽型形状にすることにより荷重に対する変位量の変化する特性（以後、荷重−変位特性と称する。）を目的に合わせたものにすることができる。すなわち、柱状部材の形状を変えることにより荷重−変位特性を変えることができ、目的に合わせた荷重−変位特性を適宜選択できる。
【００５６】
実施形態では、柱状部材は千鳥状に配置されているが、特に限定されない。柱状部材の配置（ピッチを含む）を変えることにより、目的に合わせた荷重−変位特性を得ることができる。千鳥状の配置は、対角に位置する弾性体の距離を最も近くすることができ、完全に面受けしたシート状態にできる効果を奏する。
【００５７】
荷重−変位特性は、柱状部材の側面を外套部材で覆うことによっても変えることができる。ここで柱状部材の側面とは、柱状部材の受圧面と台座部に当接している面を除く面のことである。そのうちの２つの例を図１５に示す。図１５（ａ）は、円柱状の柱状部材２１の側面全体を外套部材２２のリングで覆ったものである。外套部材２２はゴム弾性を有する材料で形成されている。柱状部材２１と同じ材料系で硬度の異なる材料を使用してもよいし、別の材料系を使用してもよい。外套部材２２の材料として、柱状部材２１の硬度より大きな硬度を有する材料を使用することにより、柱状部材２１の受圧面積の変化量を変化させることができ、荷重−変位特性を変えることができる。この場合、外套部材２２の硬度、およびその厚さを変えることによって、さらに荷重−変位特性を変えることができる。
【００５８】
図１５（ｂ）は、円柱状の柱状部材２３の下部（台座部側）を外套部材２４のリングで覆ったものである。外套部材２４の材料として、柱状部材２３の硬度より大きな硬度を有する材料を使用することにより、柱状部材２３の受圧面積の変化量を変化させることができ、荷重−変位特性を変えることができる。外套部材２４の硬度、およびその厚さ、長さ（高さ）を変えることによって、さらに荷重−変位特性を変えることができる。この場合、外套部材２４の材料として、弾性材料以外の材料も使用できる。
【００５９】
実施形態のように、柱状部材が互いに間隔をあけて配置されていると、通気性を確保できる効果も得られる。しかし柱状部材間を連結するリブ（連結部材）を設けてもよい。これにより、多数の柱状部材を一体で成形でき、低コスト化できる。リブは、柱状部材の高さ方向全体にわたってもよいが、この場合にはリブを細くして受圧面積が変化できるようにする必要がある。リブを柱状部材の下部（台座部側）のみに形成すれば、柱状部材の独立性は確保でき、受圧面積の変化は妨げられない。図１６は、柱状部材の下部にリブを設けた弾性体ユニットの一例であり、図１６（ａ）は平面図、図１６（ｂ）は側面図である。柱状部材２５の下部がリブ２６により連結されている。この柱状部材２５、リブ２６は同材質の低硬度エラストマー樹脂からなり、一体で成形され、発泡ウレタン製の台座部２７に低硬度エラストマー樹脂を溶剤に溶かした接着剤によって接合されている。
【００６０】
実施形態のマットレスでは、３つの弾性体ユニットを連結して使用されているが、使用する弾性体ユニットの数は適宜選択でき、大きな１つの弾性体ユニットを使用してもよい。しかし、多数の弾性体ユニットを使用することにより、使用者の部位に対し、より適した荷重−変位特性とすることができる。例えば、実施形態では、図１、２の左側に位置する弾性体ユニット１ａが使用者の背中にあたる部分であり、中央に位置する弾性体ユニット１ｂが使用者の腰にあたる部分であり、右側に位置する弾性体ユニット１ｃが使用者の足にあたる部分である。弾性体ユニット１ａ、１ｂ、１ｃごとの柱状部材の硬度、形状、配置などを変えることにより荷重−変位特性を変え、弾性体ユニット１ａと１ｃを変位量が小さい特性とし、弾性体ユニット１ｂを変位量の大きな特性とすることにより使用者の体型に沿った形状で変位でき、快適な使用感が得られる。
【００６１】
実施形態では柱状部材７の材料として低硬度エラストマー樹脂を使用しているが、エラストマー樹脂、発泡ゴム、受圧面の面積が荷重の大きさによって略可逆的に変化する材料なら何でも適用できる。また材料の特性による以外の方法で、受圧面の面積が荷重の大きさによって略可逆的に変化するように構成された柱状部材も採用できる。例えば、内部に流体やゲル体を詰めた袋状の構造がある。
【００６２】
ここで受圧面の面積が荷重の大きさによって変化するとは、目視によってわかるほど変化することをいう。このような特性有する材料を使用すれば、柱状部材の構成が簡単となり低コスト化できる。材料としてエラストマー樹脂は硬度が低いゴム弾性を有するので適している。中でも低硬度エラストマー樹脂は低硬度であるので、大きな変位が得られ、流体に近い使用感が得られる。また低硬度エラストマー樹脂を使用することにより、柱状部材７に受圧面に平行な力がかかり、柱状部材７を台座部６から剥離する負荷が加わっても柱状部材の変形により剥離負荷を緩和することができる。実施形態ではスチレン系のエラストマー樹脂を使用したが、ウレタン系、エチレン系など他のエラストマー樹脂でもよい。
【００６３】
柱状部材として使用する材料の硬度はアスカーＦＰ１〜ＪＩＳ Ａ４０であることが望ましい。アスカーＦＰ１より小さいと立体形状を維持できない問題が生ずる恐れがある。一方、ＪＩＳ Ａ４０より大きいと使用者の体型に沿った変位ができない問題が生ずる恐れがある。さらに望ましくはアスカーＦＰ１〜アスカーＦＰ５５であることが望ましい。アスカーＦＰ１以上であると身体移動に対して容易に形状が変化することができる。アスカーＦＰ５５以下であると使用者の体型に沿った変位が得られ、流体に近い感触にすることができる。
【００６４】
柱状部材７、台座部６、ベース部２の硬度の関係は限定されるものではないが、実施形態のように柱状部材７の硬度より台座部６の硬度を大きくすることにより柱状部材７の変形特性を最大限に活用できる。また柱状部材間の連携が制御しやすく、より身体のラインに沿った変形が得られる。
【００６５】
また、柱状部材７の硬度より台座部６の硬度を大きくするとともに、ベース部２の硬度を柱状部材７と台座部６の硬度の中間の硬度とすれば、 腰掛けた場合など大きな変位量を必要とする際に柱状部材７が台座部６に支えられ面受けできるように変形し、さらに台座部６より小さい硬度を有するベース部２の沈み込みにより変位量を確保できるので、全体のクッション性に優れ、より快適な使用感を実現できる。 台座部６の寸法は用途に合わせて適宜選択される。実施形態では、台座部６は平板形状であり、その平板面上に柱状部材が設けられているが、特に限定されず、様々な形状にも適用できる。柱状部材を設けるための平板面を有していることが望ましいが、場合によっては曲面上に柱状部材を設けてもよい。しかし、マットレスやシートとして使用する場合の台座部形状は平板形状が望ましいし、低コストに製造できる。
【００６６】
実施形態では柱状部材７と台座部６はカバー８で覆われているが、カバーがなくてもかまわない。しかし、エラストマー樹脂の場合、触れるとべた付き感があるが、柱状部材７がカバー８で覆われていることにより、べた付き感を防止できる。実施形態の場合、カバー８は弾性変形可能なウレタン材で形成されており、柱状部材７に受圧面に平行な力が加わり柱状部材７を台座部６から剥離する負荷が加わった場合、隣接しあう柱状部材７をカバー８で連結することができる、負荷が加わった付近の柱状部材７の局所的な剥離負荷の周通を防止し、あわせて柱状部材の変形により剥離負荷を緩和することができる。実施形態では、柱状部材７と台座部６の全体がカバー８で覆われているが、柱状部材７が覆われていれば剥離負荷を緩和する効果を奏する。
【００６７】
実施形態ではマットレスで説明したが、本発明の弾性体ユニットは車椅子、自動車の座席部分に敷くシートなどとしても使用できる。マットレスはベットに装着して使用できるほか、それ単独で介護用シートとしても使用できる。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、面を有する台座部と、該台座部の面上に、荷重を受ける受圧面の面積が該受圧面に加わる荷重の大きさによって略可逆的に変化する複数の柱状部材が設けられていることを特徴とする弾性体ユニットおよびその弾性体ユニットが設けられたマットレスであるので、快適な使用感を有する弾性体ユニットおよびマットレスを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を説明するマットレスの説明断面図
【図２】本発明の一実施形態を説明するマットレスのＡＡ断面図
【図３】弾性体ユニットの詳細説明図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は側面図である。
【図４】受圧面に加わる荷重と受圧面積の関係を表すグラフ図
【図５】受圧面に加わる荷重と受圧面応力の関係を表すグラフ図
【図６】受圧面に加わる荷重と高さ方向の変位の関係を表すグラフ図
【図７】高さ方向の変位と受圧面に加わる荷重の関係を表すグラフ図
【図８】荷重を加えていないときの柱状部材の変化を説明する説明図
【図９】４．９Ｎの荷重を加えたときの柱状部材の変化を説明する説明図
【図１０】９．８Ｎの荷重を加えたときの柱状部材の変化を説明する説明図
【図１１】１４．７Ｎの荷重を加えたときの柱状部材の変化を説明する説明図
【図１２】１９．６Ｎの荷重を加えたときの柱状部材の変化を説明する説明図
【図１３】２４．５Ｎの荷重を加えたときの柱状部材の変化を説明する説明図
【図１４】柱状部材の様々な形状を説明する説明断面図
【図１５】外套部材を説明する説明断面図
【図１６】柱状部材の下部にリブを設けた弾性体ユニットの一例を説明する説明図であり、図１６（ａ）は平面図、図１６（ｂ）は側面図である。
【図１７】比較例のマットレスの説明断面図であり、図１７（ａ）は平面図、図１７（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ…弾性体ユニット
２…ベース部
６…台座部
７、２１、２２…柱状部材
８…カバー
２２、２４…外套部材
２６…リブ（連結部材）

Claims (10)

1. 面を有する平板形状の台座部と、
   該台座部の面上に、荷重を受ける受圧面の面積が該受圧面に加わる荷重の大きさによって略可逆的に変化する複数の柱状部材とを備え、
   前記多数の柱状部材の材料としてエラストマー樹脂が用いられ、前記多数の柱状部材は互いに間隔をあけて配置されており、
   前記台座部の硬度が、前記柱状部材の硬度より大きいことを特徴とする弾性体ユニット。
2. あらかじめ決められた所定荷重を受けたとき隣接する前記柱状部材の受圧面同士が接触するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の弾性体ユニット。
3. 前記柱状部材の硬度がアスカーＦＰ１〜ＪＩＳ Ａ４０であることを特徴とする請求項１または２に記載の弾性体ユニット。
4. 前記柱状部材が円柱状であり、かつ千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の弾性体ユニット。
5. 前記柱状部材の側面を囲う外套部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の弾性体ユニット。
6. 前記エラストマー樹脂がスチレン系ベースポリマーにオイルを含有させたスチレン系エラストマー樹脂成形品であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の弾性体ユニット。
7. 前記柱状部材が、弾性変形可能な材料で形成されたカバーで覆われていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の弾性体ユニット。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の弾性体ユニットが設けられていることを特徴とするマットレス。
9. 前記弾性体ユニットとして、複数の弾性体ユニットが設けられていることを特徴とする請求項８記載のマットレス。
10. 前記弾性体ユニットの前記台座部の下方に、前記柱状部材より大きく前記台座部より小さい硬度を有する平板状のベース部が設けられていることを特徴とする請求項８または９に記載のマットレス。

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