JP5555738B2 - マットレス装置 - Google Patents

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この発明はエアーなどの流体が供給されるチューブ状の流体用バックを用いて構成されたマットレス装置に関する。
たとえば体力が衰えた老人や病人などが長期にわたって利用するマットレス装置の場合、利用者の臀部や背中などに辱瘡が生じるのを防止することができる構成とすることが要求される。
辱瘡を防止する構成のマットレス装置には種々のものが知られているが、その1つとして矩形板状のベース部材の上面にチューブ状の流体用バックとしての複数のエアーバックを上下2段で並設し、下側のエアーバックを常時、膨張させておくとともに、上側のエアーバッグのうち、隣り合うエアーバッグの一方と他方を所定時間毎に交互に膨張させるようにしている。
それによって、利用者の背面の上記エアーバッグによって支持される部位を所定時間毎に変化させることができるから、同じ部位を同じ状態で支持し続ける場合に比べて利用者の臀部や背中などの背面に辱瘡が生じ難くなる。
特許第4156297号公報
しかしながら、上下2段で並設されたエアーバックのうち、上側の隣り合うエアーバッグの一方と他方を交互に膨張させて利用者の背面の上記エアーバッグによって支持される部位を所定時間毎に変化させるようにすると、膨張した状態にあるエアーバッグと、空気が抜かれるエアーバッグとでは利用者を支持する高さが異なってしまう。
エアーバッグによる利用者の支持高さが変化すると、その変化に応じて利用者の身体が上下方向に揺れ動くことになるから、利用者に与える不快感が大きくなるということがあった。
この発明は、流体用バッグの膨張と収縮を所定時間毎に繰り返して利用者の背面に辱瘡が生じるのを防止するようにした場合、仰臥した利用者の身体が揺れ動き難いようにしたマットレス装置を提供することにある。
この発明は、矩形板状のベース部材と、
流体を充填できる細長い袋状であって、上記ベース部材の上面に上下二段で、長手方向を上記ベース部材の幅方向に沿わせて上記ベース部材の長手方向に対して並設された複数の流体用バッグと、
この流体用バッグに流体を供給する流体供給源と、
この流体供給源と上記流体用バッグとの間に設けられ上記流体供給源から上記流体用バッグへ供給される流体の流れを切り換える切り換え手段と、
この切り換え手段を制御して上記流体用バッグに供給される流体の流れを制御する制御手段を具備し、
上記流体用バッグは、上下の異なる位置にあって、しかも上段と下段において互いに隣り合うことのない位置にある複数の流体用バッグを1つのグループとすることで、全体が2つのグループに分けられていて、
一方のグループの流体用バッグと他方のグループのそれぞれ複数の流体用バッグは、上記流体供給源からの流体が上記切り換え手段を介して供給されるよう接続されていて、
上記制御手段は、一方のグループの複数の流体用バッグと他方のグループの複数の流体用バッグとに対して上記流体が交互に供給されるよう上記切り換え手段を切り換え制御することを特徴とするマットレス装置にある。
上記切り換え手段は、
流入ポート、流出ポート及び排気ポートを有し、上記流入ポートに上記流体供給源が接続された三方切り換え制御弁と、
この三方切り換え制御弁の上記流出ポートに接続され上記流体供給源からの流体を上記第1のグループの流体用バッグに供給する第1の開閉制御弁と、
上記三方切り換え制御弁の上記流出ポートに上記第1の開閉制御弁と分岐されて接続され上記流体供給源からの流体を上記第2のグループの流体用バッグに供給する第2の開閉制御弁とを備え、
上記制御手段は、上記第1の開閉制御弁と上記第2の開閉制御弁のどちらか一方の開閉制御弁を閉じ、他方の開閉制御弁を開放しているときに、開放された開閉制御弁から上記三方切り換え制御弁の排気ポートを通じてどちらか一方のグループの流体用バックに供給された流体が排出されるよう上記三方切り換え制御弁を制御することが好ましい。
上記切り換え手段は、上記第1のグループの流体用バッグに供給された流体の圧力を検出する第1の圧力センサーと、上記第2のグループの流体用バッグに供給された流体の圧力を検出する第2の圧力センサーとをさらに有し、
上記制御手段は上記第1の圧力センサーと第2の圧力センサーが検出する圧力に基づいて上記第1、第2の開閉制御弁と上記三方切り換え制御弁を制御して上記第1のグループと上記第2のグループの流体用バッグへの流体の供給を制御することが好ましい。
上記流体用バッグの下面と上記ベース部材の上面との間には、上記流体用バッグの上面に利用者が仰臥したときに、利用者の背面に対応する部分が除去される状態で、上記流体用バッグに供給された流体を加熱する電熱ヒータが設けられていることが好ましい。
上記流体用バッグは、所定の幅寸法のシートをチューブ状に丸め、その幅方向の両端を溶着して形成されていて、幅方向の両端を溶着した部分を下向きにして上記ベース部材の上面に設けられることが好ましい。
この発明によれば、上下2段に積層された流体用バッグを、上下の異なる位置にあって、しかも上段と下段において互いに隣り合うことのない位置にある複数の流体用バッグを1つのグループとすることで、全体を2つのグループに分け、一方のグループと他方のグループのそれぞれ複数の流体用バッグに対して流体を交互に供給するようにした。
そのため、上下2段に積層された流体用バッグは、上下方向の同じ流体用バッグが同時に収縮することがなく、しかも互いに隣り合うエアーバッグが同時に収縮することがないから、流体用バッグによる利用者の支持高さが変化して身体が揺れるということがないため、利用者に不快感を与えることがない。
この発明の一実施の形態を示すマットレス装置の内部構造を示す平面図。 図1に示すマットレス装置の一部の流体用バッグを除去して内部構造を示した平面図。 図1に示すマットレス装置の側面図。 第1のグループと第2のグループの流体用バッグに圧縮空気を供給・排出するための配管系統及び制御回路を示す図。 (a)〜(d)は第1のグループと第2のグループの流体用バッグに圧縮空気を供給・排出する順序を順次示した説明図。
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図1と図2はマットレス装置の平面図であり、図3は同じく側面図である。上記マットレス装置は、ウレタンフォームなどの弾性材によって矩形板状に形成されたベース部材1を備えている。
上記ベース部材1の上面には、細長い袋状に形成された複数の流体用バッグ2が長手方向を上記ベース部材1の幅方向に沿わせて図3に示すように上下二段で、上記ベース部材1の長手方向に並設されている。なお、上段と下段の流体用バッグ2は径方向の中心を一致させて配置されている。
複数の流体用バッグ2は図4及び図5(a)〜(d)に示すように第1のグループG1と、第2のグループG2との2つのグループに分けられている。すなわち、上下方向の同じ位置にあり、しかも上段と下段において互いに隣り合う流体用バッグ2がそれぞれ異なるグループ、つまり第1のグループG1と第2のグループG2に分けられている。
言い換えれば、上下の異なる位置にあって、しかも上段と下段において互いに隣り合うことのない位置にある複数の流体用バッグを1つのグループとすることで、全体が2つのグループG1、G2に分けられている。
以上のことからして、図4と図5(a)〜(d)にAで示す流体用バッグ2が第1のグループG1で、Bで示す流体用バッグ2が第2のグループG2に設定されている。
なお、図4と図5(a)〜(d)は、上記ベース部材1上に設けられた一部の流体用バッグ2だけを示している。
図4に示すように、第1のグループG1の流体用バッグ2と、第2のグループG2の流体用バッグ2には、流体供給源としてのエアーポンプ3で発生される加圧空気が切り換え手段4によって所定時間毎に交互に供給されるようになっている。
上記切り換え手段4は、上記エアーポンプ3の吐出側に流入ポート5aを接続した三方切り換え弁5を備えている。この三方切り換え弁5の流出ポート5bには第1の開閉制御弁6と第2の開閉制御弁7とが分岐管8を介して並列に接続され、排気ポート5cは大気に開放させている。
上記第1の開閉制御弁6には同図に破線で示す第1の気体供液管9の一端が接続されている。この第1の気体供液管9は、上下二段に重ねられた上記流体用バッグ2のうちの、上段に一つ置きで位置する同図にAで示す第1のグループG1の流体用バッグ2の長手方向の一端部を順次接続している。
上段に位置する第1のグループG1の流体用バッグ2の長手方向の一端部を順次接続した第1の気体供液管9は、下段に一つ置きで位置するAで示す第1のグループG1の流体用バッグ2の長手方向の一端部を順次接続した後、第1の圧力センサー11に接続されている。この第1の圧力センサー11は、上記第1の気体供液管9によって供給された第1のグループG1の流体用バッグ2内の空気圧を検出するようになっている。
上記第2の開閉制御弁7には図4に実線で示す第2の気体供液管13の一端を接続している。この第2の気体供液管13は上下二段に重ねられた上記流体用バッグ2のうちの、上段に一つ置きで位置する同図にBで示す第2のグループG2の流体用バッグ2の長手方向の一端部を順次接続している。
上段に位置する第2のグループG2の流体用バッグ2の長手方向の一端部を順次接続した第2の気体供液管13は、下段に一つ置きで位置する第2のグループG2の流体用バッグ2の長手方向の一端部を順次接続した後、第2の圧力センサー14に接続されている。この第2の圧力センサー14は、上記第2の気体供液管13によって供給された第2のグループG2の流体用バッグ2内の空気圧を検出するようになっている。
上記第1の圧力センサー11と第2の圧力センサー14が検出する検出信号は制御基板からなる制御装置15に出力される。この制御装置15は、上記第1の開閉制御弁6と第2の開閉制御弁7の開閉を制御するようになっているとともに、上記三方切り換え制御弁5を上記第1の圧力センサー11と第2の圧力センサー14が検出する圧力に応じて後述するように切り換え制御するようになっている。
なお、上記エアーポンプ3、切り換え手段4、第1、第2の圧力センサー11,14及び制御装置15は、上記ベース部材1の一端部に設けられた制御ボックス16に収容されている。
図2に示すように、上記ベース部材1の上面と上記流体用バッグ2との間には、上記ベース部材1の長手方向の他端部を除く部分に電熱ヒータ17が配置されている。この電熱ヒータ17は上記制御装置15によって制御されて上記各グループG1、G2の流体用バッグ2に供給される圧縮空気を温めるようになっている。
上記電熱ヒータ17は利用者が上記ベース部材1の長手方向の端部側に頭部を位置させて仰臥したとき、その利用者の背面に対応する部分を除く部分に位置するよう配置されている。つまり、上記電熱ヒータ17は図2に示すように上記ベース部材1の一端部側の幅方向中央部を除く部分に設けられている。
それによって、利用者が上記ベース部材1の長手方向の端部側に頭部を位置させて仰臥したとき、上記電熱ヒータ17の熱によって利用者の背面が直接的に温められるのが防止されるから、利用者の背面、とくに臀部や脚部が電熱ヒータ17の熱によって、いわゆる低温火傷をするのが防止されるようになっている。
図1と図2に示すように、上記ベース部材1の上面に上下二段で設けられた流体用バッグ2は2本の帯状部材18によって上記ベース部材1の上面で位置ずれしないよう保持されている。
上記流体用バッグ2は所定の幅寸法を有する流体密、この実施の形態では気密に形成された柔軟な帯状シートを幅方向に丸め、その幅方向の両端部を重ね合わせて溶着することで、細長い気密な袋状に形成されている。
そして、図4に示すように、各流体用バッグ2は溶着された部分2aを下側、つまりベース部材1の上面側に向けて上記ベース部材1の上面に配置されている。それによって、上記流体用バッグ2の両端部を重ね合わせて溶着された部分2a、つまり他の部分よりも厚手な部分が下側にあるから、その溶着された部分2aが利用者の背面に当たって不快感を与えるのを防止できるようになっている。
なお、流体用バッグ2は帯状シートの幅方向両端部だけでなく、長手方向の両端部も密封されるよう溶着されている。
そして、上面に上下二段で流体用バッグ2が長手方向に沿って並設された上記ベース部材1は図示しない袋状の外装体によって被覆されている。
上記構成のマットレス装置によれば、上記制御装置15によって運転を開始すると、最初は上記第1の開閉制御弁6と第2の開閉制御弁7が開放された状態で、上記エアーポンプ3が運転され、第1のグループG1と第2のグループG2の流体用バッグ2に圧縮空気が供給される。
各グループG1、G2の流体用バッグ2に供給された圧縮空気の圧力が設定値以上になったことが上記第1の圧力センサー11と第2の圧力センサー14によって検出されると、その検出信号に基づいて上記第1の開閉制御弁6と第2の開閉制御弁7とが上記制御装置15によって閉じられる。この状態を図5(a)に示す。
図5(a)に示す状態で所定時間経過すると、上記第2の開閉制御弁7が閉じられた状態で、上記第1の開閉制御弁6が開放されるとともに、上記三方切り換え制御弁5の流出ポート5bが排気ポート5cに連通するよう、上記三方切り換え制御弁5が切り換え制御される。
それによって、第1のグループG1の流体用バッグ2に供給された圧縮空気は、主として第1のグループG1の流体用バッグ2に加わる利用者の荷重によって上記第1の開閉制御弁6から三方切り換え制御弁5の排気ポート5cを通じて大気中に排出される。そして、上記第1のグループG1の流体用バッグ2内の圧力が所定値まで低下したことが第1の圧力センサー11によって検出されると、上記第1の開閉制御弁6が閉じられる。
それによって、第1のグループG1の流体用バッグ2は膨張時に比べて所定の割合、たとえば50%収縮する一方、第2のグループG2の流体用バッグ2は所定の圧力で膨張した状態が所定時間維持される。この状態を図5(b)に示す。
図5(b)に示す状態において、利用者の背面は主に第2のグループG2の流体用バッグ2によって支持され、約50%の状態で収縮(膨張)した第1のグループG1の流体用バッグ2は利用者の背面を強く支持しない状態となる。
つまり、利用者は、第1、第2のグループG1、G2の流体用バッグ2によって背面の全体が圧迫された状態から、第2のグループG2の流体用バッグ2にだけによって背面が圧迫される状態で支持されることになり、それまで第1のグループG1の流体用バッグ2によって支持されていた部分の圧迫状態が開放されることになる。
図5(b)に示す状態が所定時間経過すると、上記第1の開閉制御弁6が開放されて第1のグループG1の流体用バッグ2にエアーポンプ3から圧縮空気が供給される。それによって、第1のグループG1の流体用バッグ2は、第1の圧力センサー11によって検出される圧縮空気の圧力が所定の圧力に上昇するまで膨張する。
つまり、第1のグループG1と第2のグループG2の流体用バッグ2内の空気圧力がほぼ同じで膨張するまで、第1のグループG1の流体用バッグ2に圧縮空気が供給されるから、利用者の背面は、図5(a)のときと同様、膨張した第1のグループG1と第2のグループG2の流体用バッグ2によってほぼ全体が支持される。この状態を図5(c)に示す。
図5(c)に示す状態が所定時間経過すると、上記第1の開閉制御弁6が閉じられた状態で、上記第2の開閉制御弁7が開放されるとともに、上記三方切り換え制御弁5の流出ポート5bが排気ポート5cに連通するよう、上記三方切り換え制御弁5が切り換えられる。
それによって、第2のグループG2の流体用バッグ2に供給された圧縮空気が主に利用者の荷重によって上記第2の開閉制御弁7から三方切り換え制御弁5の排気ポート5cを通じて大気中に排出される。そして、第2のグループG2の流体用バッグ2内の圧力が所定値まで低下したことが第2の圧力センサー14によって検出されると、上記第2の開閉制御弁7が閉じられる。
それによって、第2のグループG2の流体用バッグ2が膨張時に対して所定の割合、たとえば50%収縮し、第1のグループG1の流体用バッグ2が膨張した状態が所定時間維持される。つまり、利用者の背面は主に第1のグループG1の流体用バッグ2によって支持され、約50%に収縮した第2のグループG2の流体用バッグ2に対応する部分では背面が圧迫されて支持されるということがなくなる。この状態を図5(d)に示す。
したがって、図5(d)に示す状態によれば、利用者の背面の全体が図5(c)に示すように膨張した第1、第2のグループG1、G2の流体用バッグ2によって支持された状態から、第1のグループG1の流体用バッグ2によって支持されることで、第2のグループG2の流体用バッグ2によって支持された部分の圧迫状態が開放されることになる。
つまり、第1のグループG1の流体用バッグ2による支持が開放された図5(b)のときとは逆に、第2のグループG2の流体用バッグ2による支持が開放されることになる。
このように、第1のグループG1と第2のグループG2の流体用バッグ2によって、利用者の背面を圧迫して支持する状態が交互に繰り返されることで、利用者の臀部や背部などの背面の同じ箇所が長時間にわたって圧迫され続けるのが防止されるから、利用者の背面に辱瘡が生じるのが防止されることになる。
上記第1のグループG1の流体用バッグ2と、第2のグループG2の流体用バッグ2は、上下の異なる位置にあって、しかも上段と下段において互いに隣り合うことのない位置にある。
そのため、上記第1のグループG1と第2のグループG2のいずれか一方の流体用バッグ2を膨張させた状態を維持し、他方の流体用バッグ2から圧縮空気を流出させる際、マットレス装置の厚さ、つまり上下二段で積層された流体用バッグ2がなす全体の厚さは一様に変化し、部分毎に異なる厚さに変化するということがない。
つまり、上記構成のマットレス装置は、第1、第2のグループG1、G2の流体用バッグ2に圧縮空気を出し入れすることで厚さが変化する際、ベース部材1の長手方向全長にわたって上下二段で積層された流体用バッグ2がなす厚さが部分毎に異なる厚ささに変化するということがなく、一様な厚さを維持して変化する。
したがって、利用者の背面に辱瘡が生じるのを防止するため、利用者の背面の第1のグループG1と第2のグループG2の流体用バッグ2による支持状態を交互に切り換える際、マットレス装置の厚さが部分毎に変化することで、利用者の身体が揺れ動くということがないから、利用者が船揺れしているような不快感を与えることなく、背面の流体用バッグ2による支持状態を切り換えることができる。
上記第1のグループG1と第2のグループG2の流体用バッグ2に供給された圧縮空気の圧力を検出する第1の圧力センサー11と第2の圧力センサー14を備えている。
そのため、第1のグループG1と第2のグループG2の流体用バッグ2に供給される圧縮空気の圧力を設定することができるから、利用者の身体の背面を、利用者の好みに応じた圧力(硬さ)で膨張させた流体用バッグ2によって支持することができる。
また、上記第1のグループG1と第2のグループG2の流体用バッグ2から圧縮空気を抜くとき、上記第1の圧力センサー11と第2の圧力センサー14との検出によって流体用バッグ2に残留する圧縮空気の圧力を膨張時の圧力に比べてどの程度にするのかを設定することができるから、そのことによってマットレス装置全体の厚さを利用者の好みに応じて設定することが可能となる。
上記ベース部材1の上面には電熱ヒータ17が設けられている。そのため、この電熱ヒータ17によって流体用バッグ2に供給された圧縮空気を温めることができるから、たとえば冬季などには暖房作用を呈することができる。
上記電熱ヒータ17は、仰臥した利用者の背面に対応する部分には設けられず、主に上記ベース部材1の幅方向の両端部に設けるようにしている。そのため、上記電熱ヒータ17の熱によって利用者の背面、とくに臀部や脚部が直接的に温められることがないから、利用者が低温火傷をするのを防止することができる。
上記流体用バッグ2は、所定の幅寸法のシートをチューブ状に丸め、その幅方向の両端を溶着して形成されていて、幅方向の両端を溶着した部分2aを下向きにしてベース部材1上に載置されている。
そのため、マットレス装置に仰臥した利用者が上記流体用バッグ2の上記溶着した部分2aの硬さを感じるということがないから、その部分2aによって利用者に不快感を与えるのを防止することができる。
なお、上記一実施の形態では流体用バッグに圧縮空気を供給するようにしたが、圧縮空気に代わり液体を供給するようにしてもよい。その場合、三方切換制御弁の排気ポートから排出される流体用バッグ内の流体はタンクに回収してから、ポンプで流体用バッグに供給して再利用するようにすればよい。
また、第1のグループと第2のグループの流体用バックを交互に膨張と収縮を繰り返して行なう場合、流体が排出された流体用バックに流体を供給して膨張させてから、膨張した状態にある流体用バックから流体を排出させるようにしたが、収縮した状態にある流体用バックへの流体の供給と、膨張した流体用バックからの流体の排出を同時に行うようにしてもよい。
1…ベース部材、2…流体用バッグ、3…エアーポンプ(流体供給源)、4…切換手段、5…三方切換制御弁、6…第1の開閉制御弁、7…第2の開閉制御弁、11…第1の圧力センサー、14…第2の圧力センサー、15…制御装置、17…電熱ヒータ。

Claims (5)

  1. 矩形板状のベース部材と、
    流体を充填できる細長い袋状であって、上記ベース部材の上面に上下二段で、長手方向を上記ベース部材の幅方向に沿わせて上記ベース部材の長手方向に対して並設された複数の流体用バッグと、
    この流体用バッグに流体を供給する流体供給源と、
    この流体供給源と上記流体用バッグとの間に設けられ上記流体供給源から上記流体用バッグへ供給される流体の流れを切り換える切り換え手段と、
    この切り換え手段を制御して上記流体用バッグに供給される流体の流れを制御する制御手段を具備し、
    上記流体用バッグは、上下の異なる位置にあって、しかも上段と下段において互いに隣り合うことのない位置にある複数の流体用バッグを1つのグループとすることで、全体が2つのグループに分けられていて、
    一方のグループの流体用バッグと他方のグループのそれぞれ複数の流体用バッグは、上記流体供給源からの流体が上記切り換え手段を介して供給されるよう接続されていて、
    上記制御手段は、一方のグループの複数の流体用バッグと他方のグループの複数の流体用バッグとに対して上記流体が交互に供給されるよう上記切り換え手段を切り換え制御することを特徴とするマットレス装置。
  2. 上記切り換え手段は、
    流入ポート、流出ポート及び排気ポートを有し、上記流入ポートに上記流体供給源が接続された三方切り換え制御弁と、
    この三方切り換え制御弁の上記流出ポートに接続され上記流体供給源からの流体を上記第1のグループの流体用バッグに供給する第1の開閉制御弁と、
    上記三方切り換え制御弁の上記流出ポートに上記第1の開閉制御弁と分岐されて接続され上記流体供給源からの流体を上記第2のグループの流体用バッグに供給する第2の開閉制御弁とを備え、
    上記制御手段は、上記第1の開閉制御弁と上記第2の開閉制御弁のどちらか一方の開閉制御弁を閉じ、他方の開閉制御弁を開放しているときに、開放された開閉制御弁から上記三方切り換え制御弁の排気ポートを通じてどちらか一方のグループの流体用バックに供給された流体が排出されるよう上記三方切り換え制御弁を制御することを特徴とする請求項1記載のマットレス装置。
  3. 上記切り換え手段は、上記第1のグループの流体用バッグに供給された流体の圧力を検出する第1の圧力センサーと、上記第2のグループの流体用バッグに供給された流体の圧力を検出する第2の圧力センサーとをさらに有し、
    上記制御手段は上記第1の圧力センサーと第2の圧力センサーが検出する圧力に基づいて上記第1、第2の開閉制御弁と上記三方切り換え制御弁を制御して上記第1のグループと上記第2のグループの流体用バッグへの流体の供給を制御することを特徴とする請求項2記載のマットレス装置。
  4. 上記流体用バッグの下面と上記ベース部材の上面との間には、上記流体用バッグの上面に利用者が仰臥したときに、利用者の背面に対応する部分が除去される状態で、上記流体用バッグに供給された流体を加熱する電熱ヒータが設けられていることを特徴とする請求項1記載のマットレス装置。
  5. 上記流体用バッグは、所定の幅寸法のシートをチューブ状に丸め、その幅方向の両端を溶着して形成されていて、幅方向の両端を溶着した部分を下向きにして上記ベース部材の上面に設けられることを特徴とする請求項1記載のマットレス装置。
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