JP6048639B2 - マットレスの製造方法及びマットレスの設計方法 - Google Patents
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一態様として、CT、MRI、三次元スキャナから使用予定者の身体形状を再現した三次元形状データを得て、得られた前記三次元形状データに基づいて製造するマットレスの製造方法であって、マットレスの物理モデルを作成し、このモデル上に前記三次元形状データを配置し、力学的シミュレーションを介して前記使用予定者が前記マットレスに寝た状態を予測して製造し、前記力学的シミュレーションにおいて、頭部、腕部、脚部を削除した前記三次元形状データに基づいて最大体圧を予測することを特徴とするマットレスの製造方法である。
一態様として、マットレスの製造方法において、前記マットレスの物理モデルは、マットレスの層の数、層の厚さ、層の引張り、圧縮特性及び層の位置をパラメータとして自由に変更できることを特徴とする。
一態様として、使用予定者の身体特徴点の寸法測定を実施して得られたデータに基づいて、既存の人体形状データを変形させ、前記使用予定者の身体形状を再現した三次元形状データを得て、得られた前記三次元形状データに基づいて設計するマットレスの設計方法であって、マットレスの物理モデルを作成し、このモデル上に前記三次元形状データを配置し、力学的シミュレーションを介して前記使用予定者が前記マットレスに寝た状態を予測して設計し、前記力学的シミュレーションにおいて、頭部、腕部、脚部を削除した前記三次元形状データに基づいて最大体圧を予測することを特徴とするマットレスの設計方法である。
一態様として、CT、MRI、三次元スキャナから使用予定者の身体形状を再現した三次元形状データを得て、得られた前記三次元形状データに基づいて設計するマットレスの設計方法であって、マットレスの物理モデルを作成し、このモデル上に前記三次元形状データを配置し、力学的シミュレーションを介して前記使用予定者が前記マットレスに寝た状態を予測して設計し、前記力学的シミュレーションにおいて、頭部、腕部、脚部を削除した前記三次元形状データに基づいて最大体圧を予測することを特徴とするマットレスの設計方法である。
この発明に係るマットレスの設計、製造方法においては、使用予定者の体型の三次元形状データに基づいて設計するものである。
マットレス使用予定者の、「性別」、「年齢」、「身長」、「体重」を調査する。
上記2.で調査したマットレス使用予定者の情報から、使用予定者の体型を再現した人体形状データを選定する。人体形状データは、性別ごとに、表1に示す7区分の年齢層ごとに、表2に示す9種類の体型、合計126種類に分類されている。上記2.の情報に基づき、126種のデータの中から1体の人体形状データを選定する。選定した人体形状データの例を図2に示す。人がマットレスに寝た際に生じる体圧は、主に体幹部に生じ、頭部、腕部、脚部に高い体圧は生じないため、最大体圧の予測は体幹部に限定して実施しても差し障りない。シミュレーションによる体圧予測は電子計算機で実施するが、その計算量は膨大であるため、人体形状データの頭部、腕部、脚部を削除して計算量の削減を図る。
褥瘡予防のマットレスの場合、体圧は主に体幹部に生じるため、設計は図1のトップパートとミドルパートだけとなる。図1に示す基本構造のマットレス形状のうち、トップパートとミドルパート部分の三次元形状データを、三次元CADで作成する。形状を変更するパラメータは、「各層の厚さ」、「マットレスの幅」、「マットレスの長さ」及び「各層の引張り、圧縮特性」とする。各パラメータの初期値として図1に示す各寸法及び、層の引張り、圧縮特性として下の層に高反発ウレタンの特性、上の層に低反発ウレタンの特性を与える。上下2層を合計したマットレスの厚さは80mmで固定とするため、各パートの上の層及び下の層の厚さの合計が80mmとなるようにパラメータを拘束する。同様に、各パートの長さの合計が1200mmとなるようにパラメータを拘束する。各層に与える引張り、圧縮特性は非線形のものが好ましい。マットレスの三次元形状データも、人体の三次元形状データと同様に二分の一モデルとし、上記3.で作成した人体の三次元形状データが、マットレスの三次元形状データの上において、切断面が同一平面上になるように配置する(図4)。
上記4.で作成した、マットレスの三次元形状データの上に人体の三次元形状データを配置したモデルを使い、最大体圧の予測を行う。予測は力学的シミュレーションで実施する。力学的シミュレーションでは、以下の点に留意する。
Claims (5)
- 使用予定者の身体特徴点の寸法測定を実施して得られたデータに基づいて、既存の人体形状データを変形させ、前記使用予定者の身体形状を再現した三次元形状データを得て、
得られた前記三次元形状データに基づいて製造するマットレスの製造方法であって、
マットレスの物理モデルを作成し、このモデル上に前記三次元形状データを配置し、力学的シミュレーションを介して前記使用予定者が前記マットレスに寝た状態を予測して製造し、
前記力学的シミュレーションにおいて、頭部、腕部、脚部を削除した前記三次元形状データに基づいて最大体圧を予測することを特徴とするマットレスの製造方法。 - CT、MRI、三次元スキャナから使用予定者の身体形状を再現した三次元形状データを得て、
得られた前記三次元形状データに基づいて製造するマットレスの製造方法であって、
マットレスの物理モデルを作成し、このモデル上に前記三次元形状データを配置し、力学的シミュレーションを介して前記使用予定者が前記マットレスに寝た状態を予測して製造し、
前記力学的シミュレーションにおいて、頭部、腕部、脚部を削除した前記三次元形状データに基づいて最大体圧を予測することを特徴とするマットレスの製造方法。 - 前記マットレスの物理モデルは、マットレスの層の数、層の厚さ、層の引張り、圧縮特性及び層の位置をパラメータとして自由に変更できることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれか1項のマットレスの製造方法。
- 使用予定者の身体特徴点の寸法測定を実施して得られたデータに基づいて、既存の人体形状データを変形させ、前記使用予定者の身体形状を再現した三次元形状データを得て、
得られた前記三次元形状データに基づいて設計するマットレスの設計方法であって、
マットレスの物理モデルを作成し、このモデル上に前記三次元形状データを配置し、力学的シミュレーションを介して前記使用予定者が前記マットレスに寝た状態を予測して設計し、
前記力学的シミュレーションにおいて、頭部、腕部、脚部を削除した前記三次元形状データに基づいて最大体圧を予測することを特徴とするマットレスの設計方法。 - CT、MRI、三次元スキャナから使用予定者の身体形状を再現した三次元形状データを得て、
得られた前記三次元形状データに基づいて設計するマットレスの設計方法であって、
マットレスの物理モデルを作成し、このモデル上に前記三次元形状データを配置し、力学的シミュレーションを介して前記使用予定者が前記マットレスに寝た状態を予測して設計し、
前記力学的シミュレーションにおいて、頭部、腕部、脚部を削除した前記三次元形状データに基づいて最大体圧を予測することを特徴とするマットレスの設計方法。
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