JP6108071B2

JP6108071B2 - エアーマットレス装置

Info

Publication number: JP6108071B2
Application number: JP2012278106A
Authority: JP
Inventors: 潔飯田; 飯田　　潔; 秀規二瓶
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: JP2014121365A

Description

本発明は、フルフラットになるフルリクライニング型車椅子に用いることが可能で、使用者の身体における褥瘡の発生を低減できるエアーマットレス装置に関するものである。

従来、入院患者等における褥瘡（床ずれ）の発生が問題となっており、このような褥瘡を予防若しくは治療する目的で、臥位における体圧分散等を実現する空気マットレスにおいては、同一形状のエアーセルを略正方向の座面全体に規則的に密に配列したものが知られている。

例えば、褥瘡の発生を低減するための装置として、実開平７−４２６３１号公報（特許文献１）に開示される治療用空気マットが知られている。

この治療用空気マットは、空気マット本体が中央部で分割された左右一対の独立空気室で構成されているとともに、左右の独立空気室に膨張時にその内側の高さが低く、外側の高さが高くなるように適宜高さの連結部材で区割された大小複数の連通した膨張部が設けられ、独立空気室にそれぞれ空気供給口が形成されているもので、空気室の膨張、収縮の繰り返しによって患者の体位変換を行うようにしたものである。

また、これに類似する空気マット装置が、実開平６−４３８号公報（特許文献２）、特開２０００−１９７６７２号公報（特許文献３）、特開２００２−６５４０５号公報（特許文献４）等にも開示されている。

上記特許文献２に開示される空気マット装置は、複数の空気袋を内蔵し該空気袋の膨張により外表面に突状部を形成するマット本体と、空気袋を膨張・収縮させる給排装置とを備え、マット本体に、マット本体の外表面温度を上昇させる発熱体を設置したものであり、空気袋の膨張により外表面に突状部を形成するマット本体と、身体の突状部近辺との接触・分離が断続的に行われることを利用して、よりマッサージ効果を高めるようにしたものである。

上記特許文献３に開示されるエアマット装置は、袋状のエアーセルを複数本並設したエアマットと、このエアマットの各エアーセル内にエアを注入するエアポンプと、このエアポンプを制御する制御部と、制御部内に、手動操作で作動し、エアポンプを制御してエアーセル内の圧力を所定の時間、所定の加圧をする加圧機構とを備え、病人等が長期に渡って床に伏せる場合などに生じる褥瘡を予防すると共にギャッジアップ時のボトミングによる不具合を解消できるようにしたものである。

また、上記特許文献４に開示されるエアマットは、重ね合わされた可撓性を有する第１シート及び中間シートよりなり該両シートの接合部である第１接合部を介して複数連接形成されてなる第１エアーセル群と、重ね合わされた可撓性を有する上記中間シート及び第２シートよりなり該両シートの接合部である第２接合部を介して複数連接形成されてなる第２エアーセル群とを備え、上記第２エアーセル群を構成する第２エアーセルは上記第１エアーセル群を構成する第１エアーセルの２倍の幅を有し、上記第２接合部が上記第１接合部に一致せしめられてなり、かかる構成において、第１エアーセル群を上面とした場合、第１エアーセルの間の第１接合部が第２エアーセルの空気圧に押されて盛り上がる方向の力を受け、第１接合部及びその周辺に平坦に近い領域を形成しているため、これに就寝した患者の体重が加わったとき、この領域が患者の体を接触時から面にて支え、他方、第２エアーセル群を上面とした場合、その空気圧を低く抑えることにより、患者の体を広い面にて、均等に支え、体圧分散を良好にし、局部的に圧力が加わることにより発生する床ずれを防止するようにしたものである。

実開平７−４２６３１号公報実開平６−４３８号公報特開２０００−１９７６７２号公報特開２００２−６５４０５号公報

近年では介護用ベッドや車椅子において、フルフラットな状態と座位をとれる状態とに変形可能なベッドや車椅子が普及している。

しかし、従来例のエアマットにおいては、介護用ベッドやフルフラットになるフルリクライニング型車椅子に用いて、座位を取る場合と臥位或いは臥位に近い状態の場合のそれぞれの体圧分散の最適化を両立させたものは実現されていない。

一方、臥位状態で寝返りが困難な利用者は、一定時間毎に介護者によって身体の向きを替えるなどの必要があり、被介護者、介護者共に負担が大きい。

本発明の目的は上記の問題点に鑑み、フルフラットな状態と座位をとれる状態とに変形可能なベッドや車椅子に使用できるエアーマットレス装置を提供することである。

本発明は上記の目的を達成するために、空気を充填可能な複数のエアーセルが表面に設けられると共に、前記エアーセル内に空気を吸気する手段と、前記エアーセル内の空気を排気する手段とを備え、利用者の背中、臀部及び大腿部、ふくらはぎ、踵に対応する部分の境界部から折り曲げた状態とフルフラットな状態になるフルリクライニング型車椅子に使用できるエアーマットレス装置であって、
利用者の背中、臀部及び大腿部、ふくらはぎ、踵に対応する部分に配置されている前記エアーセルがグループ化されて、前記背中に対応する部分の複数のエアーセルが第１エアーセル群、前記臀部及び大腿部に対応する部分の複数のエアーセルが第２エアーセル群、前記ふくらはぎに対応する部分の複数のエアーセルが第３エアーセル群、前記踵に対応する部分のエアーセルが第４エアーセル群に設定され、前記第１乃至第４エアーセル群のそれぞれに対して独立して空気の吸排気を行える手段と、前記第１エアーセル群のエアーセル配置面と前記第２エアーセル群のエアーセル配置面を前記境界部から折り曲げて各配置面の間のなす角度を９０度以上１８０度未満にするときに、前記第１エアーセル群と前記第２エアーセル群との折り曲げ部分に位置するエアーセル内の空気及び前記第３エアーセル群と前記第４エアーセル群との折り曲げ部分に位置するエアーセル内の空気を排気する手段と、エアーセルへの空気供給とエアーセルからの空気排気を制御する制御部と、各エアーセルの底部に設けられ、エアーセルの潰れ量が所定値以上になったことをスイッチにより検知して所定の電気信号を発生する底付きセンサとを備え、前記制御部は、前記第１エアーセル群のエアーセル配置面と前記第２エアーセル群のエアーセル配置面を前記境界部から折り曲げて各配置面のなす角度を１８０度未満にするときに、前記第１エアーセル群と前記第２エアーセル群との境界部のエアーセル内の空気及び前記第３エアーセル群と前記第４エアーセル群との境界部のエアーセル内の空気を排気すると共に、前記第１エアーセル群と前記第２エアーセル群との境界部のエアーセル内の底付きセンサ及び前記第３エアーセル群と前記第４エアーセル群との境界部のエアーセル内の底付きセンサのスイッチの検知を無効にする手段を備えているエアーマットレスを提案する。

本発明のエアーマットレス装置は、臥位状態での使用から車椅子等で座位状態での使用に切り替える際に、第１エアーセル群のエアーセル配置面と第２エアーセル群のエアーセル配置面のなす角度を１８０度未満にするときに、第１エアーセル群と第２エアーセル群との境界部のエアーセル内の空気及び前記第３エアーセル群と前記第４エアーセル群との境界部のエアーセル内の空気のみを排気することができるので、車椅子の形状に合わせてエアーマットレスを容易に折り曲げることができると共に、底付きセンサの誤検出を防止することができる。

本発明の一実施形態におけるエアーマットレス装置を示す外観斜視図本発明の一実施形態におけるエアーマットレス装置を用いたフルリクライニング型車椅子を示す外観斜視図本発明の一実施形態におけるエアーマットレス本体のエアーセルの分割を説明する図本発明の一実施形態におけるエアーセルの側面断面図本発明の一実施形態におけるエアーセルの斜視図本発明の一実施形態におけるエアーマットレスの要部側面断面図本発明の一実施形態におけるエアーセルの動作説明図本発明の一実施形態におけるエアーセルの動作説明図本発明の一実施形態におけるエアーセルの動作説明図本発明の一実施形態におけるスイッチの側面断面図本発明の一実施形態におけるスイッチの動作説明図本発明の一実施形態における電気系配線及び空気流通回路を示す図本発明の一実施形態におけるエアーセルに初期圧力の空気を充填する際の制御を説明するフローチャート本発明の一実施形態におけるエアーマットレス本体を着座形態に変形するときの制御を説明するフローチャート本発明の一実施形態におけるエアーマットレス本体に身体を横たわらせたときの制御を説明するフローチャート

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。

図１は本発明の一実施形態におけるエアーマットレス装置を示す外観斜視図、図２は本発明の一実施形態におけるエアーマットレス装置を用いたフルリクライニング型車椅子を示す外観斜視図、図３は本発明の一実施形態におけるエアーマットレス本体のエアーセルの分割を説明する図、図４はエアーセルの側面断面図、図５はエアーセルの斜視図、図６はエアーマットレスの要部側面断面図、図７乃至図９はエアーセルの動作説明図、図１０はスイッチの側面断面図、図１１はスイッチの動作説明図、図１２は電気系配線及び空気流通回路を示す図である。

図１において、１はエアーマットレス装置で、エアーマットレス本体100と、制御ユニット200によって構成されている。

本実施形態におけるエアーマットレス本体100は、例えば図２に示すようにフルリクライニング型車椅子ＢＣや病院等のベッドに敷いて用いるもので、幅が８０ｃｍ、長さが２１０ｃｍの長方形の板状をなしている。また、エアーマットレス本体100は、柔軟性を有する部材からなり、その表面にはマトリックス状に配置されて立設された複数のエアーセル１０を有している。

また、エアーマットレス本体100の一側面には、後述する電磁バルブ（電磁弁）駆動用の電力供給用配線を接続するためのコネクタ123と、空気供給口となる空気供給チューブ接続用のコネクタ124とが設けられている。これらのコネクタ123,124にはケーブル216と空気供給チューブ217が接続されている。

また、ケーブル216と空気供給チューブ217は、コネクタ214,215を介して制御ユニット200に接続されている。

制御ユニット200は、直方体形状の筐体211を備え、筐体211の一側面にコネクタ214,215と、初期制御スイッチ221、着座制御スイッチ222、圧力切換制御スイッチ223、操作部224が設けられ、筐体211の所定位置から先端にプラグ218aが設けられた電源コード218が引き出されている。なお、制御ユニット200内にはＡＣ／ＤＣコンバータとバッテリーを備えており、ＡＣ／ＤＣコンバータのＡＣ入力側に接続された電源コード218のプラグ218aを周知の商用電源コンセント（家庭用ＡＣ１００Ｖ）に接続して用いる際にはＡＣ／ＤＣコンバータの出力電力により制御ユニット200等の電気回路が駆動されると共にバッテリーが充電され、商用電源コンセントの電力を使用できないときは制御ユニット200等の電気回路をバッテリーにて駆動することが可能である。

このエアーマットレス本体100は、使用者の背骨、座骨、尾骨、ふくらはぎ、踵の近傍を軟らかく支持するための複数のエアーセル１０を備えており、図３に示すように背中を支えるための複数のエアーセル１０からなる第１エアーセル群111と、臀部及び大腿部を支えるための複数のエアーセル１０からなる第２エアーセル群112、ふくらはぎ部分を支えるための複数のエアーセル１０からなる第３エアーセル群113、踵部分を支えるための複数のエアーセル１０からなる第４エアーセル群114に分けられている。

さらに、第１乃至第４エアーセル群111〜114のエアーセル１０は、複数のグループＡ〜Ｘに分けられ、各グループ毎にエアーセルの吸排気を行えるように空気配管が設けられている。

すなわち、第１エアーセル群111のエアーセル１０は８つのグループＡ〜Ｇ，Ｉに分けられて空気配管が設けられている。第１エアーセル群111は左右に２分割され図２に向かって左側にグループＡ〜Ｃ，Ｇのエアーセル１０が配置され、右側にグループＤ〜Ｆ，Ｉのエアーセル１０が配置されている。グループＡ，Ｂのエアーセル１０はそれぞれ横一列に並べられ且つこれらの列は縦に交互に配置されている。グループＣは左最側端に縦に並ぶ１列のエアーセル１０からなる。グループＧのエアーセル１０は第１エアーセル群111と第２エアーセル群112との境に位置するエアーセル１０である。グループＤ，Ｅのエアーセル１０はそれぞれ横一列に並べられ且つこれらの列は縦に交互に配置されている。グループＦは右最側端に縦に並ぶ１列のエアーセル１０からなる。また、グループＩのエアーセル１０は第１エアーセル群111と第２エアーセル群112との境に位置するエアーセル１０である。

第２エアーセル群112のエアーセル１０は８つのグループＨ，Ｊ〜Ｐに分けられて空気配管が設けられている。第２エアーセル群112は左右に２分割され図２に向かって左側にグループＨ，Ｋ〜Ｍのエアーセル１０が配置され、右側にグループＪ，Ｎ〜Ｐのエアーセル１０が配置されている。グループＨのエアーセル１０は第１エアーセル群111と第２エアーセル群112との境に位置するエアーセル１０である。グループＫ，Ｌのエアーセル１０はそれぞれ横一列に並べられ且つこれらの列は縦に交互に配置されている。グループＭは左最側端に縦に並ぶ１列のエアーセル１０からなる。グループＪのエアーセル１０は第１エアーセル群111と第２エアーセル群112との境に位置するエアーセル１０である。グループＮ，Ｏのエアーセル１０はそれぞれ横一列に並べられ且つこれらの列は縦に交互に配置されている。グループＰは右最側端に縦に並ぶ１列のエアーセル１０からなる。

第３エアーセル群113のエアーセル１０は５つのグループＱ〜Ｕに分けられて空気配管が設けられている。グループＱ，Ｒのエアーセル１０はそれぞれ横一列に並べられ且つこれらの列は縦に交互に配置されている。グループＳは左最側端に縦に並ぶ１列のエアーセル１０からなる。グループＴは右最側端に縦に並ぶ１列のエアーセル１０からなる。グループＵのエアーセル１０は第３エアーセル群113と第４エアーセル群114との境に位置するエアーセル１０である。

第４エアーセル群114のエアーセル１０は３つのグループＶ〜Ｘに分けられて空気配管が設けられている。グループＶのエアーセル１０は第３エアーセル群113と第４エアーセル群114との境に位置するエアーセル１０である。グループＷ，Ｘのエアーセル１０はそれぞれ横一列に並べられ且つこれらの列は縦に交互に配置されている。

上記のように第１エアーセル群111と第２エアーセル群112は、使用者の身体中心に対して左右独立グループとなっている。これにより、座位での体感安定性を得ることができる。（左右同一グループにした場合、例えば、体が傾き、左側のエアーセルに体重が作用した場合、エアーセル内の空気が右側のエアーセルに移動し、左側のエアーセルが沈み込み、体の傾きを助長し、不安定な状態或いは転倒に至ることが危惧される。）
さらに、座位での両端部Ｍ，Ｐ，Ｓ，Ｔのエアーセルの空気圧を高くすることで、身体の左右のずり落ちを防止することができる。

図４乃至図１１に示すように、各エアーセル１０は、下端が開口している空気袋１１と、空気袋１１を着脱自在に取付可能なベース部材１２と、空気袋１１をベース部材１２に保持するリング状の保持部材１３とを有する。

空気袋１１は軟質のゴムやプラスチック等の可撓性の材料から成り、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側面としての筒状部１１ａと、筒状部１１ａの上端を閉鎖するように形成された上端面１１ｂとを有する。筒状部１１ａ及び上端面１１ｂは１ｍｍ以下の均一な厚み寸法を有する薄膜状に形成されている。筒状部１１ａの下端は開口しており、筒状部１１ａの下端の開口縁部１１ｃは筒状部１１ａの他の部分よりも大きな厚み寸法を有するとともに、筒状部１１ａの他の部分の内周面よりも径方向内側に突出している。

ベース部材１２は空気袋１１の材料よりも硬いゴムやプラスチックから成り、円板状に形成されている。ベース部材１２の上端面には上方に突出する断面円形状の上端側突出部１２ａが設けられ、上端側突出部１２ａには上下方向に延びる４つの通気穴１２ｂが設けられている。また、上端側突出部１２ａの先端側の外周面には基端側の外周面よりも径方向外側に突出している径方向突出部１２ｃが設けられている。空気袋１１の開口縁部１１ｃは上端側突出部１２ａの外周面に嵌合により取付けられ、開口縁部１１ｃの内周面が上端側突出部１２ａの径方向突出部１２ｃに下方から係合する。また、空気袋１１の開口縁部１１ｃを上端側突出部１２ａに嵌合した後に、保持部材１３を開口縁部１１ｃの外周面に取付けると、開口縁部１１ｃが上端側突出部１２ａ側に押付けられる。これにより、開口縁部１１ｃと上端側突出部１２ａとの間が密閉され、空気袋１１と上端側突出部１２ａの上端面によって空気室ＡＲが形成される。

ベース部材１２の下端面には下方に突出する断面円形状の下端側突出部１２ｄが設けられている。下端側突出部１２ｄには必要に応じてその外周面から各通気穴１２ｂまで貫通する空気通路１２ｅが設けられ、各空気通路１２ｅに連結パイプＰが挿入されることにより、各ベース部材１２の通気穴１２ｂが互いに連通する。

ベース部材１２の上端側突出部１２ａの中央部には薄膜部１２ｆが形成されている。薄膜部１２ｆはベース部材１２と一体に形成され、上下方向に弾性変形可能である。薄膜部１２ｆの下方には断面矩形状の穴１２ｇが設けられ、穴１２ｇは上下方向に延びるように形成されるとともに下端側突出部１２ｄの下面に開口している。薄膜部１２ｆの上面には上方に向かって延びる突起１２ｈが一体に設けられ、突起１２ｈは円柱状に形成されている。突起１２ｈには延設部材としての弾性部材１４が取付けられ、弾性部材１４は薄膜部１２の上面から上方に向かって延びるように形成されている。弾性部材１４は金属製のコイルスプリング或いは軟質のゴムやプラスチック等の可塑性部材（特許公開２０１０−１０４５００、特許公開２００９−２２６１０９、特許公開２００９−９５３７６）である。

穴１２ｇ内には検知手段としてのスイッチ１５（底付きセンサ）が取付けられている。スイッチ１５は、中空状に形成された本体１５ａと、本体１５ａの上端面に上下方向に移動可能に設けられたボタン部材１５ｂと、ボタン部材１５ｂの下方に設けられた第１接点部材１５ｃと、第１接点部材１５ｃの下方に設けられた第２接点部材１５ｄとを有する。

本体１５ａはプラスチック等の絶縁材料から成り、ベース部材１２の穴１２ｆの内形よりもわずかに大きい外形を有する。即ち、本体１５ａがベース部材１２の穴１２ｇ内に嵌め込まれることにより、スイッチ１５がベース部材１２の穴１２ｇに着脱自在に取付けられている。また、薄膜部１２ｆの下面とボタン部材１５ｂの上端面とが距離ＳＧだけ離れるように、スイッチ１５がベース部材１２に取付けられている。

ボタン部材１５ｂはプラスチック等の絶縁材料から成る。

第１接点部材１５ｃは銅等の金属材料から成り、薄い板状に形成されている。第１接点部材１５ｃはボタン部材１５ｂの下端面と接触している。第１接点部材１５ｃの一端は絶縁材料から成る一端側支持部材１５ｅに支持され、第１接点部材１５ｃの他端は絶縁材料から成る他端側支持部材１５ｆに支持されている。また、第１接点部材１５ｃの一端には第１電気配線１５ｇが接続されている。

第２接点部材１５ｄは銅等の金属材料から成り、薄い板状に形成されている。第２接点部材１５ｄは第１接点部材１５ｃの下面と所定距離Ｇだけ離れた位置に配置されている。第２接点部材１５ｄの一端は一端側支持部材１５ｅに第１接点部材１５ｃと絶縁状態に支持され、第２接点部材１５ｄの他端は他端側支持部材１５ｆに第１接点部材１５ｃと絶縁状態に支持されている。また、第２接点部材１５ｄの他端には第２電気配線１５ｈが接続されている。

ベース部材１２には周知の圧力センサ１６も設けられている。圧力センサ１６の上端はベース部材１２の上端面から上方に突出しており、圧力センサ１６は空気室ＡＲ内の空気圧を大気圧基準で検出可能である。

支持部材６０は空気袋１１の材料よりも硬い柔軟性を有するゴムやプラスチックからなる。また、支持部材６０の着座面の後端側は徐々に幅寸法が小さくなるように形成されている。支持部材６０には複数の貫通孔６１が設けられ、エアーセル１０の下端側突出部１２ｄが貫通孔６１に支持部材６０の上端面側から挿入されると、下端側突出部１２ｄが貫通孔６１に嵌合し、各エアーセル１０の下端側が支持部材６０に着脱自在に支持されるようになっている。

また、図１２に示すように、制御ユニット200には、圧縮空気を供給可能な周知の電動ポンプから成るポンプ７０と、周知の第１乃至第２４電磁弁Ｖ１〜Ｖ２４と、可撓性の第１乃至第１８連結パイプ（図示せず）と、ポンプ７０及び各電磁弁Ｖ１〜Ｖ２４を制御するための制御部６１とが設けられている。制御部６１は周知のＣＰＵ及び制御基板を有する。なお、各電磁弁Ｖ１〜Ｖ２４のそれぞれは弁を２つ備え、ポンプ７０からエアーセル１０への空気供給とエアーセル１０からの排気及びエアーセル１０内の気圧の維持を切り替えることができるものである。また、電磁弁Ｖ１〜Ｖ２４をエアーマットレス本体100に設けても良い。

支持部材６０の着座面の前端側の下端面には中空部６２が形成され、中空部６２内に供給側圧力センサ９１と、排気側圧力センサ９２と、図示しない電気配線が配置されている。また、支持部材６０の中空部６２内には複数のゴムブロックが設けられ、各圧力センサ９１，９２が各ゴムブロックの間に嵌め込まれて支持部材６０の下端面に着脱自在に取付けられている。各圧力センサ９１，９２は大気圧基準で空気圧を検出可能である。供給側圧力センサ９１はポンプ７０と各電磁弁Ｖ１〜Ｖ２４との入力側との間に設けられ、ポンプ７０から各電磁弁Ｖ１〜Ｖ２４を介してエアーセル１０に供給される空気の圧力を検出する。また、排気側圧力センサ９２は各エアーセル１０の電磁弁Ｖ１〜Ｖ２４の排気口に連結された共通の排気パイプに設けられ、電磁弁Ｖ１〜Ｖ２４を介して各エアーセル１０から排気される空気の圧力を検出する。

制御部６１は図示しない電気配線によってポンプ７０、各電磁弁Ｖ１〜Ｖ２４、各圧力センサ９１，９２、各エアーセル１０のスイッチ１５及び各エアーセル１０の圧力センサ１６と接続され、制御ユニット200には初期制御スイッチ221、着座制御スイッチ222、圧力切換制御スイッチ223、操作部224が設けられている。また、各エアーセル１０、ポンプ７０、各電磁弁Ｖ１〜Ｖ２４及び各圧力センサ９１，９２は互いに各連結パイプ（図示せず）によって接続されている。電気配線及び各連結パイプは支持部材６０の下端面側に配置されている。

電磁弁Ｖ１はグループＡのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられ、電磁弁Ｖ２はグループＢのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられ、電磁弁Ｖ３はグループＣのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられ、電磁弁Ｖ４はグループＤのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられ、電磁弁Ｖ５はグループＥのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられている。

また、電磁弁Ｖ６はグループＦのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられ、電磁弁Ｖ７はグループＧのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられ、電磁弁Ｖ８はグルーＨプのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられ、電磁弁Ｖ９はグループＩのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられ、電磁弁Ｖ１０はグループＪのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられている。

電磁弁Ｖ１１はグループＫのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられ、電磁弁Ｖ１２はグループＬのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられ、電磁弁Ｖ１３はグループＭのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられ、電磁弁Ｖ１４はグループＮのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられ、電磁弁Ｖ１５はグループＯのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられている。

電磁弁Ｖ１６はグループＰのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられ、電磁弁Ｖ１７はグループＱのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられ、電磁弁Ｖ１８はグループＲのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられ、電磁弁Ｖ１９はグループＳのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられ、電磁弁Ｖ２０はグループＴのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられ、電磁弁Ｖ２１はグループＵのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられ、電磁弁Ｖ２２はグループＶのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられ、電磁弁Ｖ２３はグループＷのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられ、電磁弁Ｖ２４はグループＸのエアーセル１０とポンプ７０との間に設けられている。

以上のように構成されたエアーマットレスは、例えばフルリクライニング型車椅子に載置されて使用される。また、ポンプ７０によって各エアーセル１０内に初期圧力Ｐ０の空気が充填されている状態で、着座者が車椅子の着座面に載置されたエアーマットレス本体100に着座するようになっている。エアーマットレスの制御部６１のメモリ９６には、体重区分、初期圧力Ｐ０、所定の高圧Ｐ１、所定の低圧Ｐ２、動作時間、切換時間などが予め入力されており、これらは操作部214を用いて変更可能である。

ここで、スイッチ１５の動作について説明する。各エアーセル１０上に着座者が着座すると、各エアーセル１０が着座者の臀部の形状に応じてそれぞれ潰れていく。ここで、各エアーセル１０の空気室ＡＲの底面の一部が上下方向に弾性変形可能な薄膜部１２ｆによって形成され、薄膜部１２ｆの上面から上方に向かって延びる弾性部材１４が設けられているので、各エアーセル１０のうち最も潰れているエアーセル１０の空気袋１１の上端側が弾性部材１４に接触すると、弾性部材１４に下方に向かう力が加わる（図７及び図８参照）。これにより、弾性部材１４が下方向に圧縮変形し始め、薄膜部１２ｆが下方に向かって弾性変形し始める。さらに、空気袋１１の上端側が下方に向かって移動すると、さらに弾性部材１４が下方向に圧縮変形するとともに、薄膜部１２ｆが下方に向かって弾性変形し、薄膜部１２ｆの下面がスイッチ１５のボタン部材１５ｂの上端面に当接するとともに、ボタン部材１５ｂが薄膜部１２ｆに押されて所定距離Ｇだけ下方に向かって移動する（図９及び図１０参照）。これにより、ボタン部材１５ｂによって第１接点部材１５ｃの中央部が所定距離Ｇだけ下方に向かって移動し、第１接点部材１５ｃと第２接点部材１５ｄとが接触する（図１１参照）。即ち、第１電気配線１５ｇと第２電気配線１５ｈとが通電し、薄膜部１２ｆの変形量が距離ＳＧ以上になったことがスイッチ１５によって検知される。また、この時にエアーセル１０の空気袋１１の上端側とベース部材１２の上端面とが所定距離Ｌになっており、空気袋１１の上端側とベース部材１２の上端面とが所定距離Ｌよりも近い位置にあると、その空気袋１１は臀部Ｈを軟らかく支持することができなくなる。この時の第１エアーセル１０の潰れ量を所定量とする。尚、ここでは前記所定量を空気袋１１が臀部Ｈを軟らかく支持することができなくなる潰れ量としたが、前記所定量を他の潰れ量にすることも可能である。

次に、各エアーセル１０に初期圧力Ｐ０の空気を充填する場合のエアーマットレスの動作について、制御部６１の動作を示す図１３に示すフローチャートを参照しながら説明する。尚、各電磁弁Ｖ１〜Ｖ２４はポンプ７０からエアーセル１０へ空気を供給できる状態にされている（以下、供給の状態を供給と称する）。

先ず、初期制御スイッチ221の操作があると（ＳＡ１）、第１乃至第２４電磁弁Ｖ１〜Ｖ２４を供給状態にするとともに（ＳＡ２）、ポンプ７０を作動させる（ＳＡ３）。この状態で供給側圧力センサ９１の検出値が初期圧力Ｐ０に達すると（ＳＡ４）、ポンプ７０を停止させる（ＳＡ５）。これにより、ポンプ７０から供給される空気がＡ乃至Ｘグループの各エアーセル１０内に充填され、各エアーセル１０内の空気圧が初期圧力Ｐ０となる。

ここで、ポンプ７０によって各エアーセル１０内に空気が供給されている際に、各エアーセル１０上に使用者が横たわる場合があるが、この場合は供給側圧力センサ９１の検出値が急激に上昇する。この際に供給側圧力センサ９１の検出値が初期圧力Ｐ０以上になると、各エアーセル１０への空気の充填が終了する。このため、供給側圧力センサ９１の検出値が急激に上昇せずに前記空気の充填が終了した場合は（ＳＡ６）、メモリ９６に初期制御完了を記憶し（ＳＡ７）、使用者が横たわる前に前記空気の充填が完了したことを識別できるようにしている。

また、第１エアーセル群111のエアーセル配置面と第２エアーセル群112のエアーセル配置面のなす角度を１８０度未満にするとき、すなわち、各エアーセル１０上に使用者が横たわった状態から背上げをする場合、或いは、エアーマットレス本体を車椅子に装着する場合は、折れ曲がる部分のエアーセル１０内の空気を排気すると共このエアーセル１０内のスイッチ１５の検知を無効にし、さらに、背上げをする際に第１エアーセル群111においてエアーセル１０と身体との摩擦により背中にせん断力が作用するときに、背面のエアーセルの空気圧をグループ毎に排気、吸気させ、摩擦力を緩和させる。さらにまた、背上げした際に、幅方向中央側よりも両側の空気圧を高くすることにより身体のホールド性の向上を図っている。これらの動作を行うときは制御ユニット200の着座制御スイッチ222を操作する。

この場合のエアーマットレスの動作について、制御部６１の動作を図１４に示すフローチャートを参照しながら説明する。

先ず、着座制御スイッチ221の操作があると（ＳＢ１）、第１乃至第６及び第１１乃至第２０及び第２３，２４電磁弁Ｖ１〜Ｖ６，Ｖ１１〜Ｖ２０，Ｖ２３，Ｖ２４を供給状態にし、第７乃至第１０及び第２１，２２電磁弁Ｖ７〜Ｖ１０，Ｖ２１，Ｖ２２を排気状態にするとともに（ＳＢ２）、グループＧ〜Ｊ，Ｕ，Ｖのエアーセル１０のスイッチ１５の検知を無効にする（ＳＢ３）。これにより、エアーマットレス本体100を車椅子に装着するときに折れ曲がる部分のエアーセル１０内の空気を排気して折り曲げやすくすると共この排気したエアーセル１０内のスイッチ１５の検知を無効にして誤検出を防止する。

次いで、ポンプ７０を作動させる（ＳＢ４）。この状態で供給側圧力センサ９１の検出値が初期圧力Ｐ０に達すると（ＳＢ５）、ポンプ７０を停止させる（ＳＢ６）。これにより、ポンプ７０から供給される空気がＡ乃至Ｘグループの各エアーセル１０内に充填され、各エアーセル１０内の空気圧が初期圧力Ｐ０となる。この後、グループＡ，ＤとグループＢ，Ｅへの空気供給と排気を交互に所定時間行う（ＳＢ７）。このように、グループＡ，ＤとグループＢ，Ｅへの空気供給と排気を交互に行うことにより、背上げをする際に第１エアーセル群111においてエアーセル１０と身体との摩擦により背中にせん断力が作用するときに摩擦力を緩和させることができる。

この後、グループＣ，Ｆ，Ｍ，Ｐ，Ｓ，Ｔのエアーセル１０の空気圧を初期圧力Ｐ０以上の圧力Ｐｈまで高める（ＳＢ８）。これにより、エアーマットレス本体100の幅方向中央部のエアーセル１０の空気圧よりも幅方向の最も外側のエアーセル１０の空気圧が高くなるので、身体のホールド性の向上を図ることができる。

また、本実施形態のエアーマットレス装置１は、エアーセル１０への空気の供給と排気をエアーマットレス本体100の幅方向中央を境にして左右独立して行えるようにしているので、身体を支えるエアーセル１０の空気圧の偏りを防止することができる。

ここでは、一例としてエアーマットレスを平らに敷いた状態での制御を説明する。すなわち、各エアーセル１０上に使用者が横たわるとともに、使用者の身体に加わる圧力を分散させた後、使用者の身体に生ずる鬱血等を効果的に防止するため、グループＡ〜Ｘの各エアーセル１０内の空気圧を所定の低圧及び所定の高圧に交互に調整する。この場合の動作について、制御部６１の動作を図１５に示すフローチャートを参照しながら説明する。

先ず、圧力切換制御スイッチ223が操作されると（ＳＣ１）、タイマーの計時を開始し（ＳＣ２）、使用者が各エアーセル１０上に横たわる。これにより、使用者が横たわると各エアーセル１０のうち少なくとも１つのエアーセル１０の圧力センサ１６の検出値が上昇する。前記圧力センサ１６の検出値が上昇すると（ＳＣ３）、第１乃至第２４電磁弁Ｖ１〜Ｖ２４を排気状態に設定する（ＳＣ４）。これにより、グループＡ〜Ｘの各エアーセル１０内の空気が徐々に排気される。これにより、グループＡ〜Ｘの各エアーセル１０内の空気が使用者の身体によって加わる圧力で排気され、エアーセル１０が徐々に潰れていく。ここで、各グループＡ〜Ｘにおいて少なくとも１つのエアーセル１０のスイッチ１５によってエアーセル１０の潰れ量が所定量以上であると検知されると（ＳＣ５）、第１乃至第２４電磁弁Ｖ１〜Ｖ２４を維持状態に設定してエアーセル１０への空気の吸排気を停止する（ＳＣ６）。

次に、第１乃至第２４電磁弁Ｖ１〜Ｖ２４を供給状態に設定するとともに（ＳＣ７）、ポンプ７０を作動し（ＳＣ８）、前記スイッチ１５の検知がされなくなってから潰れ量が所定量以上を検知した時の圧力よりプラス５％になるまで加圧する（ＳＣ９）。これにより、各エアーセル１０のうち最も潰れているエアーセル１０の潰れ量が前記所定の潰れ量よりもわずかに小さくなるように、各エアーセル１０内の空気量が正確に調整される。

次に、タイマーの計時が所定時間Ｔに達したか否かを判定し（ＳＣ１０）、タイマーの計時が所定時間Ｔに達したときに前記ステップ２に移行して前記ステップ２〜９を実行する。また、タイマーの計時が所定時間Ｔに達しないときは制御ユニット200の停止スイッチがオンされたか否かを判定し（ＳＣ１１）、オンされないときは前記ステップＳＣ１０に移行し、オンされたときは処理を終了する。

本実施形態ではエアーマットレス本体100の左右に分けてエアーセルのグループを設けているので、左右のグループのエアーセル内の空気圧を独立して調整することができる。

このように、本実施形態によれば、各エアーセル１０の潰れ量をそれぞれ検知可能であり、各エアーセル１０上に使用者が横たわった後に、少なくとも１つのエアーセル１０の潰れ量が所定量以上であると検知されるまで、各エアーセル１０内の空気が徐々に排気されるとともに、前記排気の後に各エアーセル１０内に空気が徐々に供給され、前記エアーセル１０の潰れ量が所定量以上を検知したときの圧力よりプラス５％になるまで加圧して各エアーセル１０内の空気量を正確に調整することができ、使用者の身体に加わる圧力を効果的に分散させる上で極めて有利である。即ち、使用者によって体重や身体の形状が異なる場合でも、各エアーセル１０の潰れ量が所定量になるように各エアーセル１０内の空気量を正確に調整することができる。さらに、エアーマットレス本体100の左右に分けてエアーセルのグループを設け、左右のグループのエアーセル内の空気圧を独立して調整することができるようにしているので、左右のバランスを最良の状態に設定することができる。

本発明のエアーマットレス及びエアーマットレス装置は、フルフラットな状態と座位をとれる状態とに変形可能なベッドや車椅子に使用することができる。

１…エアーマットレス装置、100…エアーマットレス本体、111…第１エアーセル群、112…第２エアーセル群、113…第３エアーセル群、114…第４エアーセル群、123,124…コネクタ、200…制御ユニット、211…筐体、214,215…コネクタ、218…電源コード、218a…プラグ、221…初期制御スイッチ、222…着座制御スイッチ、223…圧力切換制御スイッチ、224…操作部、１０…エアーセル、１１…空気袋、１２…ベース部材、１２ｆ…薄膜部、１３…保持部材、１４…弾性部材、１５…スイッチ、１６…圧力センサ、６０…支持部材、６１…貫通孔、６２…中空部、７０…ポンプ、Ｖ１〜Ｖ２４…電磁弁、９１…供給側圧力センサ、９２…排出側圧力センサ、９６…メモリ、ＡＲ…空気室。

Claims

空気を充填可能な複数のエアーセルが表面に設けられると共に、前記エアーセル内に空気を吸気する手段と、前記エアーセル内の空気を排気する手段とを備え、利用者の背中、臀部及び大腿部、ふくらはぎ、踵に対応する部分の境界部から折り曲げた状態とフルフラットな状態になるフルリクライニング型車椅子に使用できるエアーマットレス装置であって、
利用者の背中、臀部及び大腿部、ふくらはぎ、踵に対応する部分に配置されている前記エアーセルがグループ化されて、前記背中に対応する部分の複数のエアーセルが第１エアーセル群、前記臀部及び大腿部に対応する部分の複数のエアーセルが第２エアーセル群、前記ふくらはぎに対応する部分の複数のエアーセルが第３エアーセル群、前記踵に対応する部分のエアーセルが第４エアーセル群に設定され、
前記第１乃至第４エアーセル群のそれぞれに対して独立して空気の吸排気を行える手段と、
前記第１エアーセル群のエアーセル配置面と前記第２エアーセル群のエアーセル配置面を前記境界部から折り曲げて各配置面の間のなす角度を９０度以上１８０度未満にするときに、前記第１エアーセル群と前記第２エアーセル群との折り曲げ部分に位置するエアーセル内の空気及び前記第３エアーセル群と前記第４エアーセル群との折り曲げ部分に位置するエアーセル内の空気を排気する手段と、
エアーセルへの空気供給とエアーセルからの空気排気を制御する制御部と、
各エアーセルの底部に設けられ、エアーセルの潰れ量が所定値以上になったことをスイッチにより検知して所定の電気信号を発生する底付きセンサとを備え、
前記制御部は、前記第１エアーセル群のエアーセル配置面と前記第２エアーセル群のエアーセル配置面を前記境界部から折り曲げて各配置面のなす角度を１８０度未満にするときに、前記第１エアーセル群と前記第２エアーセル群との境界部のエアーセル内の空気及び前記第３エアーセル群と前記第４エアーセル群との境界部のエアーセル内の空気を排気すると共に、前記第１エアーセル群と前記第２エアーセル群との境界部のエアーセル内の底付きセンサ及び前記第３エアーセル群と前記第４エアーセル群との境界部のエアーセル内の底付きセンサのスイッチの検知を無効にする手段を備えている
ことを特徴とするエアーマットレス装置。
少なくとも前記第１及び第２エアーセル群においては中央を境にして左側のエアーセルと右側のエアーセルに対して独立して空気の吸排気を行える手段を備えている
ことを特徴とする請求項１に記載のエアーマットレス装置。
少なくとも前記第１乃至第３エアーセル群においては左右最外側に配置されているエアーセルに対して独立して空気の吸排気を行える手段を備えている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のエアーマットレス装置。
前記第１エアーセル群はエアーマットレスの長さ方向に交互に並ぶ列ごとに独立して空気の吸排気を行える手段を備えている
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のエアーマットレス装置。
前記第１乃至第４のエアーセル群のそれぞれにおいて複数のエアーセルはエアーマットレスの幅方向及び長さ方向のそれぞれに並べて配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のエアーマットレス装置。
前記エアーマットレスは、少なくとも前記第１乃至第３エアーセル群においては左右最外側に配置されているエアーセルに対して独立して空気の吸排気を行える手段を備え、
前記制御部は、前記第１エアーセル群のエアーセル配置面と前記第２エアーセル群のエアーセル配置面を前記境界部から折り曲げて各配置面の間のなす角度を９０度以上１８０度未満にするときに、少なくとも前記第１乃至第３エアーセル群においては左右最外側に配置されているエアーセルに対して他のエアーセルよりも高圧の空気を充填する手段を備えている
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のエアーマットレス装置。
前記エアーマットレスは、前記第１エアーセル群においてはエアーマットレスの長さ方向に交互に並ぶ列毎に独立して空気の吸排気を行える手段を備え、
前記制御部は、前記第１エアーセル群のエアーセル配置面と前記第２エアーセル群のエアーセル配置面を前記境界部から折り曲げて各配置面の間のなす角度を９０度以上１８０度未満にするときに、角度変更開始時から所定時間、エアーセルと身体との摩擦により背中にせん断力が作用するときの摩擦力が緩和するように、前記第１エアーセル群におけるエアーマットレスの長さ方向に交互に並ぶ列毎に且つ隣接する列のエアーセルに対して吸気と排気が異なるように各エアーセルの吸排気を行う
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のエアーマットレス装置。