JP6682394B2 - 立ち上がり支援装置およびマットレス - Google Patents

Description

本発明は、立ち上がり支援装置およびマットレスに関する。

老齢者や障がい者のベッドからの離床を支援する手段として、手すり、リフト、人的介助などがある。手すりは臀部を持ち上げる動作を直接支援していない。リフトは立位をとらせることができない。人的介助は、介助者の負担が大きく、また、正しい介助を行わないと利用者（被介助者）の身体的負担も大きい。

特開２００２−６５７４９号公報

本発明は、座った姿勢の使用者の臀部を持ち上げる動作を支援する立ち上がり支援装置およびマットレスを提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、隣り合って配置される第１セルおよび第２セルを含む複数のセルと、前記第１セルおよび前記第２セルへの流体供給を独立して制御しながら、前記第１セルおよび前記第２セルの両方を膨らませる制御ユニットと、を備えた立ち上がり支援装置が提供される。
また、本発明の他の一態様によれば、幅と、前記幅よりも長い長さと、をもつボトムレイヤーと、前記ボトムレイヤーの幅方向のセンターよりも長辺側の領域に、長辺方向に隣り合って配置された第１セルおよび第２セルを含み、流体が供給されて膨らむ複数のセルと、前記第１セルおよび前記第２セルを覆うように前記ボトムレイヤーの上に設けられた柔軟性のあるトップレイヤーと、を備えたマットレスが提供される。

本発明によれば、使用者の安定した立ち上がり動作を支援することができる。

（ａ）は実施形態の立ち上がり支援装置付きマットレスの構成を示す模式図であり、（ｂ）は実施形態のエアセルの模式斜視図。 実施形態の立ち上がり支援装置の構成を示すシステムブロック図。 実施形態の立ち上がり支援装置の動作タイミングチャート。 実施形態の立ち上がり支援装置を用いた離床動作を説明するための模式斜視図。 （ａ）は実施形態の立ち上がり支援装置の作用を説明するための模式図であり、（ｂ）は比較例の立ち上がり支援装置の作用を説明するための模式図。 実施形態の立ち上がり支援装置付き車椅子の模式斜視図。

以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ要素には同じ符号を付している。

図１（ａ）は、実施形態の立ち上がり支援装置付きマットレス（以下、単にマットレスとも言う）１０の構成を示す模式図である。

実施形態のマットレス１０は、マット部２０と、立ち上がり支援装置５０とを有する。マット部２０は、ボトムレイヤー２１と、トップレイヤー２２とを有する。立ち上がり支援装置５０は、複数のエアセル５１〜５４と、制御ユニット６０とを有する。

ボトムレイヤー２１は、一対の短辺２１ａと、短辺２１ａよりも長い一対の長辺２１ｂとを有する長方形状に形成されている。トップレイヤー２２もボトムレイヤー２１と同様に、一対の短辺２２ａと、短辺２２ａよりも長い一対の長辺２２ｂとを有する長方形状に形成されている。

ボトムレイヤー２１の上にトップレイヤー２２が重なっている。ボトムレイヤー２１およびトップレイヤー２２はともに、堅い板ではなく、柔軟性またはクッション性をもち、使用者に快適な寝心地を与える。

ボトムレイヤー２１は複数のレイヤーの積層構造であってもよい。トップレイヤー２２も複数のレイヤーの積層構造であってもよい。

マット部２０において、短辺２１ａ、２２ａが延びる方向を幅方向、長辺２１ｂ、２２ｂが延びる方向を長辺方向とする。図１（ａ）において、マット部２０の幅方向のセンターに沿ったラインＣを１点鎖線で仮想的に表す。

複数のエアセル５１〜５４は、ボトムレイヤー２１とトップレイヤー２２との間に配置されている。トップレイヤー２２は、エアセル５１〜５４を覆っている。センターラインＣよりも一方の長辺側の領域に２つのエアセル５１、５２が配置され、他方の長辺側の領域に２つのエアセル５３、５４が配置されている。

エアセル５１とエアセル５２は、マット部２０の一方の長辺側の領域で長辺方向に隣り合って配置されている。エアセル５１とエアセル５２は、長辺方向に離れて隣り合っている。または、エアセル５１とエアセル５２は接して隣り合っていてもよい。いずれにしても、使用者が隣り合うエアセル５１とエアセル５２の両方に臀部を乗せて、それら２つのエアセル５１、５２の上で座った姿勢をとることができるように、エアセル５１、５２のサイズ、エアセル５１とエアセル５２との間の距離が設計されている。

他方の長辺側の領域に配置されたエアセル５３、５４についても同様に、長辺方向に離れて、または接して隣り合って配置されている。使用者が隣り合うエアセル５３とエアセル５４の両方に臀部を乗せて、それら２つのエアセル５３、５４の上で座った姿勢をとることができるように、エアセル５３、５４のサイズ、エアセル５３とエアセル５４との間の距離が設計されている。

エアセル５１〜５４は、例えばポリウレタンの袋状に形成され、エアの供給を受けて膨らむことができる。それぞれのエアセル５１〜５４は、他のエアセルとはつながっていない独立した気室をもつ。

制御ユニット６０は、エアセル５１〜５４の給排気、すなわち膨張・収縮を制御する。制御ユニット６０とエアセル５１〜５４との間にチューブ（エアチューブ）７１〜７４が接続されている。

図２は、実施形態の立ち上がり支援装置５０の構成を示すシステムブロック図である。

制御ユニット６０は、制御回路部（制御基板）６２と、ポンプ（エアポンプ）６３と、電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ４とを有する。それぞれのエアセル５１〜５４ごとに独立した給気系統が接続されている。

エアセル５１はチューブ７１に接続され、エアセル５２はチューブ７２に接続され、エアセル５３はチューブ７３に接続され、エアセル５４はチューブ７４に接続されている。

チューブ７１は電磁弁ＳＶ１の一方のポートに接続され、チューブ７２は電磁弁ＳＶ２の一方のポートに接続され、チューブ７３は電磁弁ＳＶ３の一方のポートに接続され、チューブ７４は電磁弁ＳＶ４の一方のポートに接続されている。

電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ４の他方のポートは、ポンプ６３に接続されている。

ポンプ６３が駆動した状態で、電磁弁ＳＶ１が開くとエアセル５１にエアが供給され、電磁弁ＳＶ２が開くとエアセル５２にエアが供給され、電磁弁ＳＶ３が開くとエアセル５３にエアが供給され、電磁弁ＳＶ４が開くとエアセル５４にエアが供給される。

制御回路部６２は、ポンプ６３のオンオフ、および電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ４の開閉動作を制御する。

制御回路部６２、ポンプ６３、および電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ４は、図１（ａ）に示す制御ボックス６１内に収容されている。

図１（ｂ）は、エアが供給され、膨らんだ状態のエアセル５１、５２を表す。エアセル５３、５４もエアセル５１、５２と同様の形状に膨らむ。

エアセル５１、５２は、それぞれ、トップレイヤー２２を介して使用者の臀部を支える（持ち上げる）座面（上面）５１ｃ、５２ｃを有する。その座面５１ｃ、５２ｃは、エアセル５１、５２が膨らんだ状態で、マット部２０の長辺側の縁に向かって下向き勾配をもつ傾斜面または曲面となる。膨らんだ状態で、座面５１ｃ、５２ｃの後端５１ｂ、５２ｂが前端５１ａ、５２ａよりも高く持ち上がる。前端５１ａ、５２ａは、マット部２０の長辺側に位置し、後端５１ｂ、５２ｂはセンターラインＣ側に位置する。

マット部２０は、ベッドの上に敷かれる。そのマット部２０のボトムレイヤー２１とトップレイヤー２２との間にエアセル５１〜５４が配置される。エアセル５１〜５４につながるチューブ７１〜７４の一部はボトムレイヤー２２とトップレイヤー２１との間に引き回される。

次に、立ち上がり支援装置５０の動作について説明する。

図３は、実施形態の立ち上がり支援装置５０の動作タイミングチャートである。
図４は、実施形態の立ち上がり支援装置５０を用いて、使用者１００がベッド８０から離床する動作を説明するための模式斜視図である。図４では、ボトムレイヤー２２およびトップレイヤー２１の図示は省略している。

まず、必要に応じて、ベッド８０の背ボトム８１を水平状態から起こす（傾斜させる）。この背上げ操作により、ベッド８０の上で寝た姿勢でいる使用者１００の上体が起き上がる。

上体を起こした使用者１００は、自力でまたは介助者の助けを借りて、脚をベッドサイドに移動させ、ベッド８０の一方の長辺側に隣り合って配置された２つのエアセル５１、５２の上に臀部を乗せる。使用者１００は、座骨を２つのエアセル５１、５２の間に位置させるようにエアセル５１、５２の上に座る。使用者１００は、ベッド８０の長辺側で座位姿勢をとる。その状態で、エアセル５１、５２にエアを供給して膨らませる。

図４に示す例では、使用者１００は、エアセル５１、５２が配置された側のベッドサイドから立ち上がる場合を示す。使用者１００が反対側のベッドサイドから立ち上がる場合には、使用者１００はエアセル５３、５４の上に座り、それらエアセル５３、５４を膨らませる。

エアセル５１、５２、または、エアセル５３、５４は、寝た姿勢の使用者１００が上体を起こしてそのまま無理なく自然とベッドの長辺側で座位姿勢をとりやすい位置に配置しておく。

制御ユニット６０は、隣り合って配置された２つのエアセルへのエア供給を独立して制御しながら、それら２つのエアセルの両方を膨らませる。ここで、２つのエアセルへのエア供給の独立制御とは、２つのエアセルに交互にエアを供給する制御、または、２つのエアセルへのエア供給量を互いに異ならせて、２つのエアセルに同時にエアを供給する制御を意味する。

エアセル５１、５２を膨らませるにあたって、まず、ポンプ６３が駆動（オン）される。ポンプ６３が駆動された状態で、エアセル５１にチューブ７１を介して接続された電磁弁ＳＶ１と、エアセル５２にチューブ７２を介して接続された電磁弁ＳＶ２とが、図３に示すように交互に開閉される。このとき、エアセル５３にチューブ７３を介して接続された電磁弁ＳＶ３と、エアセル５４にチューブ７４を介して接続された電磁弁ＳＶ４は、閉状態にある。逆に、エアセル５３、５４を膨らませるときには、電磁弁ＳＶ１およびＳＶ２は閉状態にある。

２つのエアセル５１、５２に対して、デューティ制御でエアが供給される。図３に示すように、電磁弁ＳＶ１と電磁弁ＳＶ２が交互に開閉され、エアセル５１とエアセル５２に交互にエアが供給されていく。エアセル５１およびエアセル５２は、交互にエアの供給を受けながら膨らんでいく。例えば１０Ｈｚほどの周期でエアセル５１とエアセル５２にエアを交互に供給する。

ここで、２つのエアセル５１、５２のデューティ制御とは、一方のエアセルだけが膨らみ、他方のエアセルがしぼんでいる状態が交互に繰り返されるのではなく、２つのエアセル５１、５２に交互にエアを供給しつつ、２つのエアセル５１、５２を両方共膨らませていくことを意味する。

２つのエアセル５１、５２をデューティ制御で膨らませていく過程で、２つのエアセル５１、５２に同時にエアが供給されるタイミング、または、２つのエアセル５１、５２へのエア供給が同時に停止するタイミングが一時的にあってもよい。

２つのエアセル５１、５２は、所定時間（例えば２０秒ほど）で図１（ｂ）に示す状態に膨らむ。その所定時間経過後、自動的に電磁弁ＳＶ１と電磁弁ＳＶ２が閉じ、エアセル５１とエアセル５２へのエアの供給が停止する。

図４に示すように、膨らんだエアセル５１、５２は、トップレイヤー２２（図１（ａ）に示す）を介して、使用者１００の臀部を持ち上げる。膨らんだエアセル５１、５２の座面５１ｃ、５２ｃは、ベッド８０の長辺側の縁に向かって下り勾配をもつ。そのため、使用者１００がベッドサイドから離れた奥の方に深く座っても、大腿部を傾斜させて前傾姿勢をとらせ、使用者１００の立ち上がりを支援することができる。

ここで、図５（ｂ）は、比較例の立ち上がり支援装置の作用を説明するための模式図である。

この比較例のように１つの横長のエアセル１５０を臀部１０１を持ち上げる構成として用いた場合、使用者の座る位置（重心位置）によってはエアセル１５０内におけるエアの入る場所が偏り、左右の圧力バランスがくずれて臀部１０１に対して横方向に力がかかりやすくなる。これは、使用者の横倒れをまねき得る。

これに対して実施形態によれば、図５（ａ）に示すように、２つのエアセル５１、５２を膨らませて使用者の臀部１０１を持ち上げる。２つのエアセル５１、５２はそれぞれ独立した気室をもち、一方のエアセル内のエアが他方のエアセル内に流動せず、図５（ｂ）の比較例に示すようなエアの偏りが生じない。

また、２つのエアセル５１、５２に前述したように交互にエアを供給することで、２つのエアセル５１、５２に同時にエアを供給する場合に比べて、２つのエアセル５１、５２の上に座った使用者は感覚的に重心位置を微調整しやすい。すなわち、一方のエアセル内にエアが入ったことを臀部を通じてセル内圧の上昇として感じ、その内圧が高まった方のセルまたは逆のセルに荷重を移動させる動作（または臀部を左右にずらす動作）を左右方向に交互に行うことができ、重心位置を２つのエアセル５１、５２のどちらにも偏らせることなく、２つのエアセル５１、５２に対して均等に荷重を分散させやすい。これは、エアセル５１、５２の上に座った使用者を横倒れさせることなく、安定して臀部を持ち上げて前傾姿勢をとらせ、立ち上がらせることを可能にする。

または、２つのエアセル５１、５２のそれぞれへのエア供給量を互いに異ならせて、２つのエアセル５１、５２に同時にエアを供給してもよい。

このような制御においても、２つのエアセル５１、５２の上に座った使用者は、２つのエアセル５１、５２へのエア供給量の違いを、２つのエアセル５１、５２間でのセル内圧の違いとして感じることができ、上述したように、荷重を移動させる動作を左右方向に交互に行うことができる。すなわち、重心位置を２つのエアセル５１、５２のどちらにも偏らせることなく、２つのエアセル５１、５２に対して均等に荷重を分散させやすい。

制御回路部６２は、２つのエアセル５１、５２の内圧（セル内の空気圧）を監視しながら、エアセル５１、５２へのエア供給（電磁弁ＳＶ１、ＳＶ２の開閉）を制御することができる。

制御回路部６２は、例えば２つのエアセル５１、５２の内圧が同等になるように、図３に示す電磁弁ＳＶ１、ＳＶ２のデューティ比を調整して、２つのエアセル５１、５２に交互にエアを供給していく。図３には、一定幅のパルスの繰り返しが表されているが、例えば、２つのエアセル５１、５２の内圧（膨らみ具合）に大きな差が生じた場合には、その内圧差を緩和するように、一時的に１パルスの時間を少し長めにとるなどの制御が可能である。

また、上述したエアセル５１、５２の膨張動作と連動させて、ベッド８０の高さを上げると、使用者が頭を体の前方に位置させれば、太ももの裏とふくらはぎとの間の角度が９０°よりも大きくなり、使用者は立位をとりやすくなる。

ベッドの一方の側の長辺方向に並んだエアセルは２つに限らず、３つ以上であってもよい。３つ以上のエアセルのうち、制御回路部６２は使用者が座った２つのエアセルを自動検知し、それら該当する２つのエアセルを膨らませることができる。または、手動で膨らませる２つのエアセルを選択することも可能である。

前述した実施形態の立ち上がり支援装置５０は、車椅子などの椅子にも適用することができる。

図６は、実施形態の立ち上がり支援装置付き車椅子（以下、単に車椅子とも言う）２００の構成を示す模式図である。

車椅子２００は、使用者（着座者）の臀部を支持する座部２０１を有する。その座部２０１の上に２つのエアセル５１、５２が配置されている。

２つのエアセル５１、５２は、座部２０１の前縁２０１ａに沿って隣り合って配置されている。それらエアセル５１、５２を覆うように座部２０１の上にトップレイヤー２０２が設けられている。トップレイヤー２０２は、堅い板ではなく、柔軟性またはクッション性をもち、着座者に快適な座り心地を与える。

エアセル５１、５２は、前述したベッドに搭載した場合と同様に動作する。すなわち、２つのエアセル５１、５２交互にエアの供給を受けながら膨らんでいく。

膨らんだエアセル５１、５２は、トップレイヤー２０２を介して、着座者の臀部を持ち上げる。膨らんだエアセル５１、５２の座面（上面）は、座部２０１の前縁２０１ａに向かって下り勾配をもつ。そのため、着座者の大腿部を傾斜させて前傾姿勢をとらせ、着座者の立ち上がりを支援することができる。

この場合も、２つのエアセル５１、５２に交互にエアを供給することで、２つのエアセル５１、５２に同時にエアを供給する場合に比べて、２つのエアセル５１、５２の上に座った使用者は感覚的に重心位置を微調整しやすい。これは、エアセル５１、５２の上に座った使用者を横倒れさせることなく、安定して臀部を持ち上げて前傾姿勢をとらせ、立ち上がらせることを可能にする。

実施形態の立ち上がり支援装置５０は、車椅子以外の椅子に搭載することもできる。ここで、椅子は、人が腰掛けることができるものを広く表し、ソファ、ベンチ、乗り物のシート、便器の便座などに、立ち上がり支援装置は搭載可能である。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、それらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

本発明のマットレスは、ベッドに置かれるものに限らず、上述したエアセル付きのシート状のものを広く含む。

セル５１〜５４を膨らませるためにセル５１〜５４に供給する流体は、エアに限らず、液体でもよい。

また、動作対象の２つのエアセルに対して１つの３ポート電磁弁を接続し、その３ポート電磁弁の切り替えにより、２つのエアセルに交互にエアを供給してもよい。

１０…マットレス、２０…マット部、２１…ボトムレイヤー、２２…トップレイヤー、５０…立ち上がり支援装置、５１〜５４…エアセル、６０…制御ユニット、２００…車椅子、２０１…座部、２０２…トップレイヤー

Claims (4)

1. マット部の長辺方向に隣り合って配置される第１セルおよび第２セルを含み、前記第１セルおよび前記第２セルの上に臀部を載せて座った姿勢をとることができるように設計された、複数のセルと、
   前記第１セルおよび前記第２セルへの流体供給を独立して制御しながら、前記第１セルおよび前記第２セルの両方を膨らませる制御ユニットと、
   を備えた立ち上がり支援装置。
2. 前記制御ユニットは、前記第１セルおよび前記第２セルに交互に流体を供給する請求項１記載の立ち上がり支援装置。
3. 前記制御ユニットは、前記第１セルおよび前記第２セルのそれぞれへの流体供給量を互いに異ならせて、前記第１セルおよび前記第２セルに同時に流体を供給する請求項１記載の立ち上がり支援装置。
4. 前記制御ユニットは、前記第１セル内の流体圧および前記第２セル内の流体圧を監視しながら、前記第１セルおよび前記第２セルを膨らませる請求項１〜３のいずれか１つに記載の立ち上がり支援装置。

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