JP6716814B2 - 伸縮セルモジュールおよび緩衝デバイス - Google Patents
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Description
一般に医療・介護現場では、受動分散方式のマットが多く使われている。しかし、受動分散方式のマットでは、患者の状態に合わせて身体局所にかかるずれや圧力を完全に除荷することができないため、特に自力での体位変換や姿勢維持が困難な患者に対しては十分な褥瘡予防効果が得られていない。これに対し、近年注目されている能動分散方式のマットは、車いすの座面やベッド用マットにおいて一定の効果を発揮している。しかしながら、従来の能動分散方式のマットは、伸縮性セルの膨張・収縮に水や空気が使われているため、それらを送り込むためのポンプ(ガスや流体の供給源)や配管類(バルブや継ぎ手など)が必要であった。また、車いす座面やベッドサイズでの使用に限定しており、マットを構成する伸縮性セルの配置や個数に拡張性がなかった。そのため、患者や支持部位に加えて、車いす座面やベッドの他に背もたれや壁面など、使用状況に合わせてマットの形状やサイズを自由にカスタマイズすることができなかった。したがって、例えば車いすの姿勢保持のために、患者と車いすとの隙間にマットが必要な場合には、能動分散方式のマットは適用できず、ポリウレタンなど受動分散方式のマットを適当な大きさに切り取り差し込むなどの現場での対応が必要不可欠であった。さらに、能動分散方式でも、人体に働く外力のうちセンシングによって対応されるものは圧力のみであり、ずれのセンシングとそれに対応した外力の分散とを実現することができなかった。
なお、水素吸蔵合金を用いた特許文献5に記載の従来技術においても、一つの水素吸蔵合金およびペルチェ素子を用いて、複数のセルを同時に膨張させている。このため、複数のセルと一つの水素吸蔵合金とを接続する配管がセル数分以上必要となる上、原理上各セルの微妙で高精度な制御は不可能であり、技術の応用範囲も限定されてしまうという不都合があった。
すなわち、この伸縮セルモジュールでは、3軸力覚センサが、セル本体の上部に設置されているので、上下方向の力だけでなく、上下方向に直交する面に平行する方向に加わったせん断力も3軸力覚センサで検出することができ、せん断方向へのずれ(変形)も検出してセル本体の伸縮をコントロールすることが可能になる。
すなわち、この伸縮セルモジュールでは、材料容器部が、板状とされてセル本体の下部に固定され、温度調整部が、板状とされて材料容器部の下部に重ねて固定されているので、重ねられた板状の材料容器部および温度調整部により、セル全体を小型化することが可能になる。
すなわち、この緩衝デバイスでは、複数の上記伸縮セルモジュールと、伸縮セルモジュールの温度調整部に接続され伸縮セルモジュール毎にセル本体の伸縮を制御する制御部とを備えているので、煩雑な複数配管の配設やポンプの別途設置が不要となると共に、伸縮セルモジュール毎に高精度な制御が可能になる。
すなわち、この緩衝デバイスでは、制御部が、3軸力覚センサに接続され3軸力覚センサからの信号に基づいてセル本体の伸縮を制御するので、セル本体毎のせん断方向へのずれ(変形)にも対応した制御を行うことが可能になる。
すなわち、この緩衝デバイスでは、複数の伸縮セルモジュールが互いに近接状態に並べられて全体としてマット又はマットレスを構成しているので、医療・介護分野等のベッドや車いすのマットに好適な能動分散方式の高精度なマット又はマットレスを得ることができる。
すなわち、本発明に係る伸縮セルモジュールおよび緩衝デバイスによれば、セル本体に設けられたガス供給機構が、ガスの吸収と放出とを温度に応じて可逆的に行うガス貯蔵材料を内部に収納しガスが流通可能にセル本体内と連通された材料容器部と、ガス貯蔵材料の温度を調整する温度調整部とを有しているので、配管やポンプの設置が不要となる。
また、本発明の複数の伸縮セルモジュールを用いた緩衝デバイスによれば、伸縮セルモジュールの温度調整部に接続され伸縮セルモジュール毎にセル本体の伸縮を制御する制御部とを備えているので、煩雑な複数配管の配設やポンプの別途設置が不要となると共に、伸縮セルモジュール毎に高精度な制御が可能になる。
したがって、本発明の緩衝デバイスによれば、医療・介護分野等のベッドや車いすのマットに好適な能動分散方式の高精度なマット又はマットレスを得ることができ、特に、効果的な体位変換や姿勢保持、褥瘡および圧迫創傷の予防等に有効である。
上記ガス供給機構3は、前記ガスの吸収と放出とを温度に応じて可逆的に行うガス貯蔵材料4を内部に収納し前記ガスが流通可能にセル本体2内と連通された材料容器部5と、ガス貯蔵材料4の温度を調整する温度調整部6とを有している。
上記材料容器部5は、板状とされてセル本体2の下部に固定されている。
また、温度調整部6は、板状とされて材料容器部5の下部に重ねて固定されている。
上記制御部Cは、図4に示すように、3軸力覚センサ7に接続され3軸力覚センサ7からの信号に基づいてセル本体2の伸縮を制御する機能を有している。なお、図4では、代表的に1つの伸縮セルモジュール1と制御部Cとの接続を図示している。
また、制御部Cは、温度センサ6aに接続され温度センサ6aで測定したガス貯蔵材料4の温度に基づいてセル本体2の伸縮を制御する機能を有している。
このように、本実施形態の緩衝デバイス10は、単純な接続により複数の伸縮セルモジュール1を組み合わせて構成されており、従来の流体用配管によって設置スペースが複雑になったり、配管自体が必要になったりすることがなく、非常に優れた拡張性を有している。
上記材料容器部5の上部には、伸縮袋体2a内にガスケットを介して連通したガス供給孔3aが形成されている。
この緩衝デバイス10は、ベッド100上に寝ている患者等の人体101を背上げする際に、折り曲げ可能な配置で各伸縮セルモジュール1がマットカバー11内に設置されている。各伸縮セルモジュール1は、その上部がマットカバー11を介して人体101と接触するように設置されている。
従来のマットレスでは、圧力ではなく、ずれに大きく由来する外力の変化をセンシングすることができないため、背中のずれや腰や臀部周辺に生じる集中外力を患者等の人体101に対応して除去若しくは分散させることが困難であった。
従来、体位固定のために背中や腕を支持台に固定する際、圧迫創傷予防のために支持台にウレタンクッションを挟む対策が採られてきたが、この予防方法は能動的に外力を分散させるものではなく、一定箇所に長時間力がかかることを防げないため、効果が得られなかった。
また、材料容器部5が、板状とされてセル本体2の下部に固定され、温度調整部6が、板状とされて材料容器部5の下部に重ねて固定されているので、重ねられた板状の材料容器部5および温度調整部6により、セル全体を小型化することが可能になる。
また、制御部Cが、3軸力覚センサ7に接続され3軸力覚センサ7からの信号に基づいてセル本体2の伸縮を制御するので、セル本体2毎のせん断方向へのずれ(変形)にも対応した制御を行うことが可能になる。
Claims (5)
- 内部に供給されるガスの圧力に応じて少なくとも上下方向に伸縮可能なセル本体と、
前記セル本体の下部に設けられ前記セル本体内に前記ガスを供給可能なガス供給機構とを備え、
前記ガス供給機構が、前記ガスの吸収と放出とを温度に応じて可逆的に行うガス貯蔵材料を内部に収納し前記ガスが流通可能に前記セル本体内と連通された材料容器部と、
前記ガス貯蔵材料の温度を調整する温度調整部とを有し、
前記セル本体が、前記上下方向以外の方向にも変形可能であり、
前記セル本体の上下方向と前記上下方向に直交すると共に互いに直交する2方向との3方向に加わる力を検出可能な3軸力覚センサが、前記セル本体の上部に設置されていることを特徴とする伸縮セルモジュール。 - 請求項1に記載の伸縮セルモジュールにおいて、
前記材料容器部が、板状とされて前記セル本体の下部に固定され、
前記温度調整部が、板状とされて前記材料容器部の下部に重ねて固定されていることを特徴とする伸縮セルモジュール。 - 複数の請求項1又は2に記載の伸縮セルモジュールと、
前記伸縮セルモジュールの前記温度調整部に接続され前記伸縮セルモジュール毎に前記セル本体の伸縮を制御する制御部とを備えていることを特徴とする緩衝デバイス。 - 請求項3に記載の緩衝デバイスにおいて、
前記制御部が、前記3軸力覚センサに接続され前記3軸力覚センサからの信号に基づいて前記セル本体の伸縮を制御することを特徴とする緩衝デバイス。 - 請求項3又は4に記載の緩衝デバイスにおいて、
複数の前記伸縮セルモジュールが互いに近接状態に並べられて全体としてマット又はマットレスを構成していることを特徴とする緩衝デバイス。
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