JP5599086B1 - 寝具および椅子のクッション構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】寝具や椅子において、人体を支える力が局所的に集中することなく、均等な圧力を受けて支えることを可能とする。
【解決手段】寝具または椅子に用いられるクッション構造であって、作動流体７が充填され、人体に対面する面に複数の開口部が形成された圧力容器４と、開口部にそれぞれ挿入された一端側が作動流体７に埋設され、他端において人体を支持する複数のピストン２を備え、ピストン２は開口部において気密性を保持しつつ摺動自在に設けられ、数箇所のピストン２の伸び長さを検出する変位計９と、圧力容器４に充填された作動流体７の圧力を検出する圧力計１０と、変位計９で検出された伸縮長さ及び圧力計１０で検出された圧力に応じて、圧力を予め設定された範囲内に調整する制御部を備え、人体と人体を支持する複数のピストン２の間の空間に、複数のピストン２に対して直角方向に、人体に対しておおむね平行方向に風を送る送風装置１７を備えた。
【選択図】図３
【解決手段】寝具または椅子に用いられるクッション構造であって、作動流体７が充填され、人体に対面する面に複数の開口部が形成された圧力容器４と、開口部にそれぞれ挿入された一端側が作動流体７に埋設され、他端において人体を支持する複数のピストン２を備え、ピストン２は開口部において気密性を保持しつつ摺動自在に設けられ、数箇所のピストン２の伸び長さを検出する変位計９と、圧力容器４に充填された作動流体７の圧力を検出する圧力計１０と、変位計９で検出された伸縮長さ及び圧力計１０で検出された圧力に応じて、圧力を予め設定された範囲内に調整する制御部を備え、人体と人体を支持する複数のピストン２の間の空間に、複数のピストン２に対して直角方向に、人体に対しておおむね平行方向に風を送る送風装置１７を備えた。
【選択図】図３
Description
本発明は、ベッドや枕などの寝具および椅子などの快適性を向上させるためのクッション構造に関するものである。
従来の寝具および椅子は、人体の重量を支えるクッション部は弾性のある材料で構成し、重い部位や突起した部分は大きくたわむのでその反発力も大きくなり、局所的に大きな力が作用し、人体に負担をかけてきた。 局所的に大きな力を受けた部位は、痛みや血行障害が起こり、椅子の場合は長時間座れなくなり、ベッドの場合は睡眠が妨げられ、寝返りが出来ない病人などは床ずれなどの症状を悪化させている。
この改善策として、寝具に対して、寝心地の柔らかさと、安定感の両立を目指した不等ピッチのコイルスプリング（例えば、特許文献１参照。）や、生理的に望ましい寝姿勢と、良好な寝心地の両立を目指す織編物（例えば、特許文献２参照。）など、新たな素材や機械部品などが開発され、これらを複合的に組み合わせたマットレス装置（例えば、特許文献３参照。）などが考案されている。 椅子に対して、座り心地改善のため臀部・大腿部および背凭れ部の圧力を分散させるため、ベッドと類似の試みが行われるとともに、クッション内を強制送風し、座り心地の改善を図る試みもなされている（例えば、特許文献４参照。）。
しかしながら、これらの方法でも、人体に加わる力を均等に分散させるとともに、望ましい寝姿勢・着座姿勢を保持することは困難である。
解決しようとする問題点は、従来の寝具や椅子のクッション構造では、人体への圧力を均等に分散させることは困難であるとともに、重い部位は大きく沈み込み、望ましい姿勢を保つことが難しい点である。
寝具または椅子に用いられるクッション構造であって、作動流体が充填され、人体に対面する面に複数の開口部が形成された圧力容器と、圧力容器の複数の開口部にそれぞれ挿入された、一端側が作動流体に埋設され、他端において人体を支持する複数のピストンを備え、ピストンは開口部において、気密性を保持しつつ摺動自在に設けられるクッション構造であることが第1の発明である。第2の発明は、第1の発明において、人体を支持する複数のピストンの中で、数箇所のピストン伸縮長さを検出する変位計と、圧力容器に充填された作動流体の圧力を検出する圧力計と、変位計で検出された伸縮長さ及び圧力計で検出された圧力に応じて、圧力を予め設定された範囲内に調整する制御部を備えたクッション構造であることである。第3の発明は、第1の発明または第2の発明において、人体と人体を支持する複数のピストンの間の空間に、複数のピストンに対して直角方向に、人体に対しておおむね平行方向に、風を送る送風装置を備えたクッション構造であることである。
本発明の第1の効果は、複数のピストンが均等な圧力を受けて人体を支えるので、力が局所的に集中せず、ベッドなどの寝具および椅子に適用すると、あたかも水か雲に浮かぶような感覚が得られ、快適に就寝、着座できる利点がある。第2の効果は、支持する人体の部位に対応してピストン群を構成し、ピストン群ごとに作動流体の圧力、およびピストンの伸び長さを検出し、変位計で検出された伸縮長さ及び圧力計で検出された圧力に応じて、圧力を予め設定された範囲内に調整する制御部を備えたクッション構造であるので、人体の部位ごとに最適な力（例えば、硬さの強弱レヘ゛ル。）で体を支持するとともに、生理的に望ましい姿勢で人体を支えることが可能となる利点がある。第3の効果は、複数のピストンと人体の間の空間に、複数のピストンに対して直角方向に、人体に対しておおむね平行方向に、風を送る送風装置を備えたクッション構造であるので、ベッドや枕の寝具に対して、快適な寝具内環境を年間を通して確保でき、特に地球温暖化による熱帯夜の増加に対し大きな効果が見込まれる。また、椅子に対して、長時間着座しても蒸れたり熱がこもることもなく、快適性を維持できるので長時間の着座を強いられる航空機、長距離トラック、建機オペレータなどに恩恵をもたらす効果がある。
着座時あるいは就寝時の、人体に加わるクッション圧力を均等に分散するという目的を、空気や油を作動流体とし、複数のピストンによるクッション構造にすることにより実現した。
図1は、本発明の実施形態に係わるクッション構造を説明したものであり、人体等の重量物１に対面する面に、複数の開口部が形成された圧力容器４に作動流体７が充填されている。圧力容器４の複数の開口部に各々ピストン2が挿入され、それらのピストン2は一端側が作動流体7に埋設され、他端側は人体等の重量物１を支持し、複数のピストン2は開口部において、摺動シール３により気密性を保持しつつ、支持する人体等の重量物１の形状に応じて、摺動自在なクッション構造である。
図２は、前記実施形態の変形例に係わるクッション構造を説明したものであり、圧力容器４Aはそれぞれピストン2が挿入される開口部を有する複数のシリンダ４ａが、導管１１を介して連結されている。
図３は、ベッドに適用した場合の実施形態の例を説明したものであり、圧力容器４は人体１の各部に対応して隔壁１５により仕切られ、ピストン群Ａ１２とピストン群Ｂ１３、および他のピストン群の各々において、人体１を支持する複数のピストン２の内、数箇所のピストンの伸縮長さを変位計９で、作動流体７の圧力を圧力計１０で検出する。
図４は、作動流体に空気など圧縮性流体を用いた場合の、作動流体のシステム回路の実施形態の例を説明し、図５は、ピストン群の制御フローの実施形態の例を説明したものであり、変位計９で検出された伸縮長さ、および圧力計１０で検出された圧力に応じて、圧力を予め設定された範囲内に調整する制御部１６を備えたクッション構造である。
詳細には、各ピストン群に予め設定された範囲内に収まるように、制御部１６は制御弁５に制御信号を発信し圧力を制御する。予め設定された範囲は、例えば、使用者が好みに応じて設定できる圧力の範囲としたり、人体１を支持する適切な力（例えば、硬さの強弱レヘ゛ル。）と、生理的に望ましい寝姿勢を保つのに適した範囲とすることができる。また、予め設定する範囲は、部分的に（例えば、ピストン群毎に）異なる値としてもよい。
図1、図2及び図3に示すように、人体１と人体を支持する複数のピストン２の間の空間に、複数のピストン２に対して直角方向に、人体１に対しておおむね平行方向に、風を送る送風装置７を備えたクッション構造である。
図6は、椅子に適用した場合の実施形態の例を説明したものであり、人体1の臀部、大腿部を支えるクッション構造１００Ａと、背凭れ部や首部を支えるクッション構造１００Ｂを備え、１００Ａと１００Ｂの間に送風装置１７を設置し、両方向に風を送るクッション構造の例である。
図７は、 図4の変形例であり、作動流体に油など非圧縮性流体を用いた場合の、システム回路の実施形態の例を示し、非圧縮性流体を用いるので回路中に蓄圧器６を備える。
ベッドなどの寝具に対しては、一般家庭やホテル等の宿泊施設のほか、病院や介護施設など非健常者用の寝具として有効性を発揮でき、椅子に対しては、長時間の着座が必要な、航空機、トラック運転手、建設機械オペレータ、劇場観客席などに、効果的な利用が可能である。
１ 人体等の重量物
２ ピストンロッドを含む、ピストン
３ 摺動部シール
４、４Ａ 圧力容器
4a シリンダ
５ 制御弁
６ 蓄圧器
７ 作動流体
８ マグネット
９ 変位計
１０ 圧力計
１１ 導管
１２ ピストン群Ａ
１３ ピストン群Ｂ
１４ ピストン群Ｃ
１５ 隔壁
１６ 制御部
１７ 送風装置
１８ 逆止弁
１９ 油圧ポンプ
２０ モーター
２１ フィルター
２２ 作動油タンク
２３ 空気タンク
２４ 排気口
２５ 空気圧縮機
100、100A、100B、200、200A クッション構造
２ ピストンロッドを含む、ピストン
３ 摺動部シール
４、４Ａ 圧力容器
4a シリンダ
５ 制御弁
６ 蓄圧器
７ 作動流体
８ マグネット
９ 変位計
１０ 圧力計
１１ 導管
１２ ピストン群Ａ
１３ ピストン群Ｂ
１４ ピストン群Ｃ
１５ 隔壁
１６ 制御部
１７ 送風装置
１８ 逆止弁
１９ 油圧ポンプ
２０ モーター
２１ フィルター
２２ 作動油タンク
２３ 空気タンク
２４ 排気口
２５ 空気圧縮機
100、100A、100B、200、200A クッション構造
Claims (3)
- 寝具または椅子に用いられるクッション構造であって、非圧縮性の作動流体が充填され、人体に対面する面に複数の開口部が形成された圧力容器と、圧力容器の複数の開口部にそれぞれ挿入された、一端側が作動流体に埋設され、他端において人体を支持する複数のピストンを備え、ピストンは開口部において気密性を保持しつつ摺動自在に設けられる蓄圧器を利用したクッション構造。
- 寝具または椅子に用いられるクッション構造であって、作動流体が充填され、人体に対面する面に複数の開口部が形成された圧力容器と、圧力容器の複数の開口部にそれぞれ挿入された、一端側が作動流体に埋設され、他端において人体を支持する複数のピストンを備え、ピストンは開口部において気密性を保持しつつ摺動自在に設けられるクッション構造において、人体を支持する複数のピストンの内、数箇所のピストンの伸縮長さを検出する変位計と、圧力容器に充填された作動流体の圧力を検出する圧力計と、変位計で検出された伸縮長さ及び圧力計で検出された圧力に応じて、圧力を予め設定された範囲内に調整する制御部を備えた寝具又は椅子のクッション構造。
- 寝具または椅子に用いられるクッション構造であって、作動流体が充填され、人体に対面する面に複数の開口部が形成された圧力容器と、圧力容器の複数の開口部にそれぞれ挿入された、一端側が作動流体に埋設され、他端において人体を支持する複数のピストンを備え、ピストンは開口部において気密性を保持しつつ摺動自在に設けられるクッション構造において、人体と人体を支持する複数のピストンの間の空間に、複数のピストンに対して直角方向に、人体に対しておおむね平行方向に、風を送る送風装置を備えた寝具又は椅子のクッション構造。
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