JP5510627B2

JP5510627B2 - エアーセルの製造方法

Info

Publication number: JP5510627B2
Application number: JP2008278281A
Authority: JP
Inventors: 飯田　　潔; 敏章大仲
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2028-10-29
Also published as: JP2010104500A

Description

本発明は、例えば車椅子や椅子の着座面や病院のベッドに載置されて着座者や患者に発生する褥瘡を防止する褥瘡防止用クッションのエアーセルに関するものである。

一般に、この種の褥瘡防止用クッションのエアーセルとしては、下端が開口するとともに内部に空気を封入可能に形成された空気袋と、空気袋の下端の開口縁部が取付けられるベース部材と、空気袋とベース部材の上面によって形成される空気室における底面の少なくとも一部を構成するように、ベース部材の上面に一体に設けられた上下方向に弾性変形可能な薄膜部と、空気室内に設けられるとともに薄膜部の上面側から上方に向かって延びるように設けられた金属製のコイルスプリングと、薄膜部の下側に設けられて薄膜部の下方への変形を検知可能なスイッチ型のセンサとを備え、空気袋が所定量よりも大きく潰れると、空気袋によってコイルスプリングが下方に向かって押されるとともに、コイルスプリングの反力によって薄膜部が下方に向かって弾性変形し、薄膜部の変形をセンサによって検知することにより、空気袋が所定量よりも大きく潰れたこと（以下、底付きと称する）を検知するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許第４０３３３５７号公報

ところで、前記エアーセルでは、コイルスプリングの反力によって薄膜部が下方に向かって弾性変形し、薄膜部の変形がセンサによって検知されるようになっているので、底付きの検知速度を向上するとともに底付きの検知を正確に行うためには、薄膜部が柔軟に変形することが好ましい。また、底付きの検知速度や検知精度を向上することにより、着座者や患者に発生する褥瘡を防止する上で有利となり、着座者や患者に安心感を与えることが可能となる。

一方、空気袋によって着座者等を支持するようになっているので、空気袋をベース部材に確実に取付ける必要がある。また、空気袋の取付けを確実に行うために、ベース部材において空気袋の開口縁部が取付けられる取付部をある程度硬く形成する必要があり、ベース部材の全体が例えばゴム硬度８５°（ＪＩＳ−Ａ）のゴム材料から形成されている。このため、ベース部材と一体に設けられている薄膜部のゴム硬度も８５°となり、底付きの検知速度や検知精度の向上を図る上で好ましくないという問題点があった。

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、空気袋の取付けを確実に行うことができ、しかも底付きの検知速度や検知精度の向上を図ることのできるエアーセルの製造方法を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、下端が開口するとともに内部に空気を封入可能に形成された空気袋と、加硫成形によって成形され、空気袋の下端の開口縁部が取付けられるベース部材と、空気袋とベース部材の上面によって形成される空気室における底面の少なくとも一部を構成するように、ベース部材の上面に一体に設けられた上下方向に弾性変形可能な薄膜部と、上下方向に弾性変形可能に形成され、薄膜部の上面側から上方に向かって延びるように空気室内に設けられた弾性部材と、薄膜部の下側に設けられ、薄膜部の下方への変形を検知可能な検知手段とを備え、着座面上やベッド上に並設されて空気袋によって支持対象を支持するエアーセルの製造方法において、第１の未加硫ゴム材料から成る平板状の未加硫ゴムシート本体を形成するとともに、未加硫ゴムシート本体にその厚さ方向に貫通する貫通孔を設け、貫通孔に第１の未加硫ゴム材料よりも加硫後ゴム硬度の低い第２の未加硫ゴム材料から成る未加硫ゴムブロックを挿入することにより、ベース部材の加硫成形に用いられる未加硫ゴムシートを形成し、ベース部材を加硫用金型によって加硫成形する際に、薄膜部が第２の未加硫ゴム材料から形成されるとともに、ベース部材における空気袋の開口縁部が取付けられる取付部が第１の未加硫ゴム材料から形成されるように、未加硫ゴムシートを加硫用金型内に配置するようにしている。

これにより、ベース部材を加硫用金型によって加硫成形する際に、薄膜部が第２の未加硫ゴム材料から形成されるとともに、ベース部材における空気袋の取付部が第１の未加硫ゴム材料から形成されるように、未加硫ゴムシートが加硫用金型内に配置され、第２の未加硫ゴム材料は第１の未加硫ゴム材料よりも加硫後ゴム硬度が低いことから、空気袋の取付けを確実に行うことが可能となり、しかも底付きの検知速度や検知精度の向上を図ることができる。

本発明によれば、空気袋の取付けを確実に行うことができ、しかも底付きの検知速度や検知精度の向上を図ることができるエアーセルを製造できるので、該エアーセルを用いることにより着座者や患者に発生する褥瘡を防止する上で有利であり、底付きの検知速度を向上することによる安心感を着座者や患者に与えることが可能となる。

図１乃至図６は本発明の一実施形態を示すもので、図１はクッションの要部側面断面図、図２は弾性部材及びベース部材の側面断面図、図３はベース部材の加硫成形に用いられる未加硫ゴムシートの斜視図、図４はベース部材の加硫成形に用いられる未加硫ゴムシートの製造方法を示す概略図、図５はベース部材の加硫成形方法を示す概略図、図６は弾性部材、薄膜部及びスイッチの動作説明図である。

本実施形態のエアーセル１０は、下端が開口している空気袋１１と、空気袋１１の開口縁部１１ａが着脱自在に取付けられているベース部材１２とを有する。（図１参照）。

空気袋１１はゴムやプラスチック等の可撓性を有する材料から成り、内部に空気を封入可能である。空気袋１１は、上下方向に延びる断面円形状の筒状部１１ｂと、筒状部１１ｂの上端を閉鎖するように形成された上端部１１ｃとを有する。筒状部１１ｂの下端に空気袋１１の開口縁部１１ａが形成されている。

ベース部材１２は周知の天然ゴムや合成ゴムから成り、平板状に成形されている。ベース部材１２の上面には上方に向かって開口している複数の取付穴１２ａが設けられ、各取付穴１２ａにそれぞれ空気袋１１の開口縁部１１ａが着脱自在に取付けられるようになっている。即ち、取付穴１２ａの内周面は空気袋１１の開口縁部１１ａが取付けられる取付部として機能し、ベース部材１２の上面と空気袋１１によって空気室ＡＲが形成される。

ベース部材１２の上面における各取付穴１２ａの略中央部には薄膜部１２ｂが成形一体に形成され、薄膜部１２ｂは空気室ＡＲの底面の一部を構成している。薄膜部１２ｂの上面の略中央部には上方に向かって延びる円筒状の薄膜部側係止部１２ｃが成形一体に形成され、薄膜部側係止部１２ｃの内周面には径方向内側に向かって突出している係止突起１２ｄが設けられている。ベース部材１２の上面における取付穴１２ａ内にはベース部材１２の上面から上方に向かって延びる円筒状の壁１２ｅが設けられ、壁１２ｅは薄膜部１２ｂを囲むように形成されている。

また、前記空気室ＡＲ内には円筒状に形成された弾性部材１３が設けられている。弾性部材１３はゴムやウレタン等の周知のゴム状弾性を有する材料から成り、下端に円柱状の弾性部材側係止部１３ａを有する。弾性部材側係止部１３ａの外周面には径方向内側に向かって凹状に形成された係止溝１３ｂが形成され、係止溝１３ｂはベース部材１２の係止突起１２ｄに対応するように形成されている。弾性部材側係止部１３ａがベース部材１２の薄膜部側係止部１２ｃ内に挿入されることにより、弾性部材側係止部１３ａの係止溝１３ｂが薄膜部側係止部１２ｃの係止突起１２ｄと上下方向に係止し、弾性部材１３がベース部材１２の薄膜部１２ｂの上面に着脱自在に取付けられる。即ち、弾性部材１３は薄膜部１２ｂの上面側から上方に向かって延びるように設けられている。また、弾性部材１３の筒状部分には蛇腹状部１３ｃが設けられ、蛇腹状部１３ｃによって弾性部材１３が上下方向に円滑に弾性変形するようになっている。

ベース部材１２における薄膜部１２ｂの下側には断面矩形状の穴１２ｆが設けられ、穴１２ｆは上下方向に延びるように形成されている。穴１２ｆはベース部材１２の下面に開口しており、穴１２ｆ内には検知手段としての周知のスイッチ型のセンサ１４が取付けられている。センサ１４は、上下方向に移動可能に設けられたボタン１４ａに所定の大きさ以上の下方に向かう力が加わると、ボタン１４ａの下方への移動によって内部に設けられた回路が通電し、ボタン１４ａに下方に向かう力が加わったことを検知するようになっている。即ち、薄膜部１２ｂが下方に向かって弾性変形すると、ボタン１４ａに下方に向かう力が加わり、薄膜部１２ｂの下方への変形がセンサ１４によって検知される。

ベース部材１２は、図５に示すように、例えば加硫用金型１００によって未加硫ゴムシート１１０を加硫成形することにより成形される。この場合、未加硫ゴムシート１１０は、図３に示すように、加硫後ゴム硬度が８５°（ＪＩＳ−Ａ）の第１の未加硫ゴム材料ＲＢ１から成る平板状の未加硫ゴムシート本体１１１を形成するとともに、未加硫ゴムシート本体１１１の複数個所にその厚さ方向に貫通する貫通穴１１１ａを形成し、加硫後ゴム硬度が５０°（ＪＩＳ−Ａ）の第２の未加硫ゴム材料ＲＢ２から成る未加硫ゴムブロック１１２を各貫通孔１１１ａにそれぞれ挿入することにより、図４に示すような未加硫ゴムシート１１０が形成される。一方、加硫用金型１００は例えば上型１０１及び下側１０２から成り、上型１０１及び下型１０２は所定の温度に加熱されている。図５（ａ）に示すように、上型１０１及び下型１０２の間に未加硫ゴムシート１１０を配置するとともに、図５（ｂ）に示すように、上型１０１を下方に向かって移動させて型閉めして所定時間保持することにより、ベース部材１２が加硫成形される。ここで、未加硫ゴムシート１１０において、各未加硫ゴムブロック１１２が配置される位置は加硫用金型１００内における薄膜部１２ｂを成形する位置に対応している。このため、図１、２及び６に示すように、薄膜部１２ｂは第２の未加硫ゴム材料ＲＢ２が加硫されて成る第２のゴム材料ＶＲ２によって形成され、取付穴１２ａの内周面等は第１の未加硫ゴム材料ＲＢ１が加硫されて成る第１のゴム材料ＶＲ１によって形成される。

ベース部材１２の各取付穴１２ａにそれぞれ空気袋１１が取付けられるとともに、ベース部材１２及び各空気袋１１が図示しない布製のクッションカバーによって覆われることにより、例えば着座面用の褥瘡防止用クッションが構成される。また、例えばベース部材１２内に図示しない空気通路を形成し、図示しない電動エアーポンプや電磁弁によって各エアーセル１０内の空気量が調整されるように構成可能である。以上のように構成された褥瘡防止用クッションは、例えば車椅子の着座面に載置されて支持対象である着座者を支持するために使用される。

ここで、着座者の臀部と各エアーセル１０との接触面積が大きい方が、着座者の臀部に加わる圧力を臀部の全体に亘って効果的に分散させることができる。一方、例えばエアーセル１０の空気袋１１が上下方向に潰れる場合、空気袋１１が所定量よりも大きく潰れると、空気袋１１が完全に潰れる前であっても、その空気袋１１は着座者の臀部を軟らかく支持することができなくなる。従って、各エアーセル１０のうち最も潰れ量の大きいエアーセル１０の空気袋１１が前記所定量よりも大きく潰れず、且つ、各エアーセル１０の空気袋１１の潰れ量が極力大きくなるように、各エアーセル１０内の空気量を調整することにより、着座者の臀部に加わる圧力を効果的に分散させることができる。本実施形態では、エアーセル１０の空気袋１１が前記所定量よりも大きく潰れることを底付きと称する。

ここで、各エアーセル１０には、空気室ＡＲの底面の一部を構成する上下方向に弾性変形可能な薄膜部１２ｂと、薄膜部１２ｂの上面側から上方に延びるように設けられた弾性部材１３と、薄膜部１２ｂの下方への変形を検知可能なセンサ１４とが設けられていることから、例えば空気袋１１が上下方向に潰れると、空気袋１１の上端部１１ｃが弾性部材１３の上端側に接触するとともに、弾性部材１３の上端側に下方に向かう力が加わり、弾性部材１３の主に蛇腹状部１３ｃが上下方向に弾性変形する。また、弾性部材１３の蛇腹状部１３ｃの反力によって薄膜部１２ｂが下方に向かって弾性変形し、その変形がセンサ１４によって検知される（図６参照）。即ち、弾性部材１３の上下方向の寸法、剛性、センサの構成等を適宜設定することにより、空気袋１１が所定量よりも大きく潰れたこと（底付き）をセンサ１４によって検知可能である。

また、薄膜部１２ｂが第２の未加硫ゴム材料ＲＢ２によって形成され、空気袋１１の開口縁部１１ａが取付けられる取付穴１２ａの内周面が第１の未加硫ゴム材料ＲＢ１によって形成され、第２の未加硫ゴム材料ＲＢ２の加硫後ゴム硬度は５０°であり、第１の未加硫ゴム材料ＲＢ１の加硫後ゴム硬度は８５°である。このため、第１の未加硫ゴム材料ＲＢ１によって形成されている取付穴１２ａの内周面の剛性を確保することができ、空気袋１１の取付穴１２ａへの取付けを確実に行うことが可能となる。また、薄膜部１２ｂが柔軟に変形するので、底付きの検知速度や検知精度の向上を図ることも可能となる。

このように、本実施形態によれば、空気袋１１の取付穴１２ａへの取付けを確実に行うことができ、しかも底付きの検知速度や検知精度の向上を図ることができるので、着座者に発生する褥瘡を防止する上で有利であり、底付きの検知速度を向上することによる安心感を着座者に与えることが可能となる。

また、空気室ＡＲ内にベース部材１２の上面から上方に向かって延びる円筒状の壁１２ｅを設け、壁１２ｅによって薄膜部１２ｂが囲まれるように構成したので、弾性部材１３に例えば水平方向や斜め下方に向かう大きな力が加わった場合でも、壁１２ｅによって弾性部材１３の変位を規制することができ、弾性部材側係止部１３ａと薄膜部側係止部１２ｃとの係止が容易に解除されることがない。

尚、本実施形態では、第１の未加硫ゴム材料ＲＢ１の加硫後ゴム硬度を８５°とし、第２の未加硫ゴム材料ＲＢ２の加硫後ゴム硬度を５０°としたものを示した。これに対し、第１の未加硫ゴム材料ＲＢ１の加硫後ゴム硬度が７０°以上、より好ましくは７５°以上であれば、空気袋１１を確実に取付けることが可能であり、第２の未加硫ゴム材料ＲＢ２の加硫後ゴム硬度が６０°以下、より好ましくは５０°以下であれば、薄膜部１２ｂを柔軟に変形させ、底付きの検知速度や検知精度の向上を図ることが可能である。また、第１の未加硫ゴム材料ＲＢ１の加硫後ゴム硬度が９０°以下であれば、ベース部材１２が着座面等に応じて柔軟に変形し、ベース部材１２と着座者の臀部とが接触する場合でも、着座者がベース部材１２の硬さを不快に思うことを防止可能である。また、第２の未加硫ゴム材料ＲＢ２の加硫後ゴム硬度が４０°以上、より好ましくは４５°以上であれば、薄膜部１２ｂ上に弾性部材１３を確実に支持することが可能である。

尚、本実施形態では、ベース部材１２のゴム材料の種類を特に限定せず、第１のゴム材料ＶＲ１のゴム硬度が８５°であり、第２のゴム材料ＶＲ２のゴム硬度が５０°であるものを示した。これに対し、第１のゴム材料ＶＲ２を天然ゴム（ＮＲ）とすることにより、薄膜部１２ｂがより柔軟に変形するようになり、底付きの検知速度や検知精度の向上を図る上でより有利である。即ち、天然ゴムは減衰係数の小さいゴム材料であり、減衰の小さいゴム材料は外力に対してスムーズに変形する特性を有することから、薄膜部１２ｂがより柔軟に変形するようになる。天然ゴムの他には、ＩＲ（イソプレンゴム）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＢＲ（ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、シリコンゴム、ウレタンゴム等も減衰係数が小さいので、薄膜部１２ｂを柔軟にする上で有利である。尚、この中において、天然ゴムは底付きの検知速度や検知精度を向上する上で最も好ましい。

尚、本実施形態では、空気袋１１の筒状部１１ｂを断面円形状に形成したものを示したが、筒状部１１ｂを断面多角形状に形成することも可能であり、この場合も前述と同様の作用効果を達成することが可能である。

また、本実施形態では、エアーセル１０を筒状部１１ｂ及び上端部１１ｃを有する空気袋１１から形成したものを示した。これに対し、球形状の空気袋を用いることも可能であり、他の形状の空気袋を用いることも可能である。これらの場合でも、空気袋の下端に少なくとも１つの開口縁部が設けられ、開口縁部がベース部材の上面側に取付けられ、ベース部材の上面と空気袋によって空気室が形成されている場合には、前述と同様の作用効果を達成することが可能である。

また、本実施形態では、ベース部材１２を平板状に形成するとともに、ベース部材１２の上面に複数の取付穴１２ａを設け、各取付穴１２ａにそれぞれ空気袋１１を取付けるものを示した。これに対し、ベース部材１２を、凹凸を有する板状、ブロック形状またはその他の形状に形成することも可能であり、複数ではなく単一の空気袋１１が取付けられるように形成することも可能であり、これらの場合でも前述と同様の作用効果を達成することが可能である。

尚、本実施形態では、空気袋１１の開口縁部１１ａがベース部材１２の取付穴１２ａの内周面に嵌合するものを示した。これに対し、ベース部材１２の上面に上方に向かって突出する突出部を設けるとともに、空気袋１１の開口縁部１１ａを突出部の外周面に取付けることも可能であり、この場合でも前述と同様の作用効果を達成することが可能である。

また、本実施形態では、着座者を支持するエアーセル１０を示したが、ベッド等に設けられて患者を支持するエアーセルを前述と同様の構成とすることも可能である。

尚、本実施形態では、図１、２及び６に示すように、薄膜部１２ｂ及び薄膜部側係止部１２ｃが第２のゴム材料ＶＲ２から形成されたものを示した。これに対し、薄膜部１２ｂ、薄膜部側係止部１２ｃ、壁１２ｅ及び穴１２ｆが第２のゴム材料ＶＲ２から形成され、取付穴１２ａの内周面が第１のゴム材料ＶＲ１から形成されている場合でも、第２のゴム材料ＶＲ２と第１のゴム材料ＶＲ１とが互いに異なるゴム硬度であれば、前述と同様の作用効果を達成することが可能である。

尚、弾性部材１３の下端に薄膜部側係止部１２ｃの外周面に嵌合する円筒状の嵌合部１３ｄを設けることも可能である（図７参照）。この場合、弾性部材側係止部１３ａと薄膜部側係止部１２ｃとの係止がより強固になり、特に薄膜部１２ｂを形成する第２のゴム材料ＶＲ２のゴム硬度を低く設定する場合に、弾性部材側係止部１３ａと薄膜部側係止部１２ｃとの係止解除を防止する上でより有利である。

尚、本実施形態では、弾性部材１３がゴム状弾性を有する材料から形成されている。これに対し、弾性部材１３を金属製のコイルスプリングから形成することも可能である。この場合でも、弾性部材１３は上下方向に弾性変形するとともに、弾性部材１３に下方に向かう力が加わると、薄膜部１２ｂが下方に向かって弾性変形してその変形がセンサ１４によって検知されるので、前述と同様の作用効果を達成することが可能である。

また、本実施形態では、弾性部材１３が薄膜部１２ｂの上面に取付けられている。これに対し、弾性部材１３を薄膜部１２ｂの上方に配置するとともに、金属製のコイルスプリング等によって弾性部材１３を上下方向に移動可能に支持し、無負荷状態において弾性部材１３の下端と薄膜部１２ｂの上面との間に小さな隙間が形成されるように構成することも可能である。また、金属性のコイルスプリングはベース部材１２の薄膜部１２ｂ以外の部分に支持される。この場合でも、弾性部材１３は薄膜部１２の上面側から上方に向かって延びるように設けられており、弾性部材１３に下方に向かう力が加わると、弾性部材１３の下端が薄膜部１２ｂに接触するとともに、薄膜部１２ｂが下方に向かって弾性変形してその変形がセンサ１４によって検知されるので、前述と同様の作用効果を達成することが可能である。

本発明における一実施形態を示すクッションの要部側面断面図弾性部材及びベース部材の側面断面図ベース部材の加硫成形に用いられる未加硫ゴムシートの斜視図ベース部材の加硫成形に用いられる未加硫ゴムシートの製造方法を示す概略図ベース部材の加硫成形方法を示す概略図弾性部材、薄膜部及びスイッチの動作説明図本実施形態の変形例を示す弾性部材及びベース部材の側面断面図

符号の説明

１０…エアーセル、１１…空気袋、１１ａ…開口縁部、１２…ベース部材、１２ａ…取付穴、１２ｂ…薄膜部、１２ｃ…薄膜部側係止部、１２ｄ…係止突起、１２ｅ…壁、１２ｆ…穴、１３…弾性部材、１３ａ…弾性部材側係止部、１３ｂ…係止溝、１３ｃ…蛇腹状部、１３ｄ…嵌合部、１４…センサ、１４ａ…ボタン、１００…加硫用金型、１０１…上型、１０２…下型、１１０…未加硫ゴムシート、１１１…未加硫ゴムシート本体、１１２…未加硫ゴムブロック、ＲＢ１…第１の未加硫ゴム材料、ＲＢ２…第２の未加硫ゴム材料、第１のゴム材料…ＶＲ１、第２のゴム材料…ＶＲ２、ＡＲ…空気室。

Claims

下端が開口するとともに内部に空気を封入可能に形成された空気袋と、加硫成形によって成形され、空気袋の下端の開口縁部が取付けられるベース部材と、空気袋とベース部材の上面によって形成される空気室における底面の少なくとも一部を構成するように、ベース部材の上面に一体に設けられた上下方向に弾性変形可能な薄膜部と、上下方向に弾性変形可能に形成され、薄膜部の上面側から上方に向かって延びるように空気室内に設けられた弾性部材と、薄膜部の下側に設けられ、薄膜部の下方への変形を検知可能な検知手段とを備え、着座面上やベッド上に並設されて空気袋によって支持対象を支持するエアーセルの製造方法において、
第１の未加硫ゴム材料から成る平板状の未加硫ゴムシート本体を形成するとともに、未加硫ゴムシート本体にその厚さ方向に貫通する貫通孔を設け、貫通孔に第１の未加硫ゴム材料よりも加硫後ゴム硬度の低い第２の未加硫ゴム材料から成る未加硫ゴムブロックを挿入することにより、ベース部材の加硫成形に用いられる未加硫ゴムシートを形成し、
ベース部材を加硫用金型によって加硫成形する際に、薄膜部が第２の未加硫ゴム材料から形成されるとともに、ベース部材における空気袋の開口縁部が取付けられる取付部が第１の未加硫ゴム材料から形成されるように、未加硫ゴムシートを加硫用金型内に配置する
ことを特徴とするエアーセルの製造方法。