JP7018378B2 - マットレス - Google Patents

Description

本開示は、マットレスに関する。

人が睡眠や休息をとる際に用いられる寝具の一種に、弾力性を有するウレタンフォームを用いたマットレスがある。マットレスは、人が睡眠や休息をとる際に、横たわり使用するものであることから、人が横たわった際に、できるだけ快適な状態が保たれるように様々な工夫がなされている。

特開２００１－３２７３６７号公報 特開２００２－３０６２８５号公報 特開２００７－１１１４２３号公報 特開２００５－１３７５９６号公報 特開２０００－１５２８５４号公報 特開２０１０－１４８８１９号公報 特開平１１－１０３９７９号公報 特開平１１－９１０５８号公報 実用新案登録第３０２５６１２号公報

マットレスは、マットレス等において人が横たわった際の快適性の指標の一つとして、荷重分散がある。マットレス等においては、人が横たわった際に、適切な荷重分散がなされ、快適な睡眠状態や休息状態を保つことのできるものが求められている。

本実施の形態の一観点によれば、弾性支持部と、前記弾性支持部の上に形成されている、第１の溝により分離された複数の中間弾性部と、前記中間弾性部の上に形成されている、第２の溝により分離された先端弾性部と、を有し、前記第２の溝は、前記中間弾性部の一部に入り込むように形成されており、前記先端弾性部は、１つの前記中間弾性部に対し複数設けられており、１つの前記中間弾性部に対し複数設けられた前記先端弾性部のそれぞれと前記中間弾性部の一部とによって二層構造の凸部が形成され、前記弾性支持部と前記先端弾性部は同一のウレタンフォームにより形成されており、前記中間弾性部は、前記弾性支持部及び前記先端弾性部とは異なるウレタンフォームにより形成されており、前記中間弾性部のウレタンフォームは、前記弾性支持部及び前記先端弾性部のウレタンフォームよりも硬く、加えられた力に対する変形量が少ない無膜ウレタンフォームにより形成されており、前記中間弾性部の側面には、凹状の側面凹部と凸状の側面凸部とが交互に形成されていることを特徴とする。

開示のマットレスによれば、適切な荷重分散がなされ、快適な睡眠状態や休息状態を保つことが可能となる。

ポリエステル敷ふとんの説明図（１） ポリエステル敷ふとんの説明図（２） 表面に凹凸が設けられたマットレスの説明図（１） 表面に凹凸が設けられたマットレスの説明図（２） 本実施の形態におけるマットレスの斜視図 本実施の形態におけるマットレスの上面図 本実施の形態におけるマットレスの側面図（１） 本実施の形態におけるマットレスの側面図（２） 本実施の形態におけるマットレスの要部断面図 本実施の形態におけるマットレスの要部斜視図（１） 本実施の形態におけるマットレスの要部斜視図（２） マットレスの圧力分布の説明図（１） マットレスの圧力分布の説明図（２） 表面に凹凸が設けられたマットレスの圧力分布の説明図（１） 表面に凹凸が設けられたマットレスの圧力分布の説明図（２） 本実施の形態におけるマットレスの圧力分布の説明図（１） 本実施の形態におけるマットレスの圧力分布の説明図（２）

実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。また、本願においては、Ｘ１－Ｘ２方向、Ｙ１－Ｙ２方向、Ｚ１－Ｚ２方向を相互に直交する方向とする。また、Ｘ１－Ｘ２方向及びＹ１－Ｙ２方向を含む面をＸＹ面と記載し、Ｙ１－Ｙ２方向及びＺ１－Ｚ２方向を含む面をＹＺ面と記載し、Ｚ１－Ｚ２方向及びＸ１－Ｘ２方向を含む面をＺＸ面と記載する。

マットレスは、弾力性があり、圧縮回復性に優れているウレタンフォームにより形成されているが、人が横たわった際に快適になるように、マットレスの表面に凹凸が設けられている構造のものがある。このように、マットレスの表面に凹凸を設けることにより、人が横たわった際の身体の荷重が分散されるため、快適性が向上する。

尚、弾性を有する寝具等に人が横たわった場合には、人の身体の重い部分は、他の部分よりも深く沈み込み、その部分は大きく変形するが、このような変形に対応して、人が身体の体勢を維持することは、不自然な姿勢となり、快適性を損なう場合がある。このため、人が横たわった際の荷重分散は、睡眠や休息の際の快適性に大きく影響を与える。

図１及び図２に示されるものは、折り畳むことのできるポリエステル敷ふとん９０１であり、全体的に表面が略平らなものである。尚、図１は広げた状態を示し、図２は折り畳んだ状態を示す。このような表面が略平らなポリエステル敷ふとん９０１に対して、より快適性を向上させものとして、図３及び図４に示されるように表面に複数の凹凸を設けた構造のマットレス９０２がある。図４は、図３の要部を拡大した斜視図である。本実施の形態は、このような状況を踏まえてなされたものであり、発明者らの鋭意検討のもと、図３及び図４に示されるマットレス９０２よりも、人が横たわった際の荷重分散を向上させ、より一層の快適性を追求したものである。

（マットレス）
次に、本実施の形態におけるマットレスについて説明する。図５は、本実施の形態におけるマットレス１００の斜視図であり、図６は上面図、図７はＸ１－Ｘ２方向に沿った側面図、図８はＹ１－Ｙ２方向に沿った側面図である。図９は、本実施の形態におけるマットレス１００の要部の断面図である。本実施の形態におけるマットレス１００は、３層のウレタンフォームにより形成されている。具体的には、Ｚ２側の下側よりＺ１側の上側に向かって、第１のウレタンフォーム１０、第２のウレタンフォーム２０、第３のウレタンフォーム３０が積層されている構造のものである。本実施の形態においては、第１のウレタンフォーム１０及び第３のウレタンフォーム３０は、同じウレタンフォームにより形成されているが、第２のウレタンフォーム２０は、通気性を確保するため、無膜ウレタンフォームにより形成されており、第１のウレタンフォーム１０及び第３のウレタンフォーム３０よりも硬い。

第１のウレタンフォーム１０はＸＹ面に平行な面の全面に形成されており、第１のウレタンフォーム１０の上となるＺ１側には、第２のウレタンフォーム２０により、中間弾性部５０が形成されている。中間弾性部５０は、第２のウレタンフォーム２０をＺ１側よりＸ１－Ｘ２方向及びＹ１－Ｙ２方向に設けられた直交する第１の溝４０により分離することにより形成されている。中間弾性部５０は、後述する先端弾性部７０を支持しており、中間弾性部５０と先端弾性部７０ごとに独立して動くことができ、また、荷重を分散させつつ、更に先端弾性部７０からの荷重を吸収することができる。中間弾性部５０は、ＸＹ面において略正方形となるように形成されており、例えば、正方形の一辺の長さＬａは約１０ｃｍである。本実施の形態においては、先端弾性部７０の先端部７１からの第１の溝４０の深さＤａは約７ｃｍであり、中間弾性部５０を形成している正方形の一辺の長さＬａは、第１の溝４０の深さＤａよりも長くなるように形成されている。第１の溝４０の深さＤａが深すぎると、中間弾性部５０の位置が不安定となりやすく、人の身体を支えにくくなるからである。

尚、本実施の形態においては、中間弾性部５０のＸＹ面における一辺の長さＬａは、７ｃｍ以上、１５ｃｍ以下であることが好ましく、更には、８ｃｍ以上、１２ｃｍ以下であることがより好ましい。想定されるマットレスの寸法と使用者の体型から、上記範囲であれば心地よさを感じることができるからである。

また、第１の溝４０は、第２のウレタンフォーム２０を分離し、更には、第１のウレタンフォーム１０の一部にも入り込むように形成されていてもよい。本実施の形態においては、第１のウレタンフォーム１０により形成されている部分を弾性支持部と記載する場合がある。また、本実施の形態においては、中間弾性部５０を分離している第１の溝４０の幅Ｗは、約８ｍｍであるが、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下が好ましく、更には、６ｍｍ以上、９ｍｍ以下が好ましい。第１の溝４０の幅Ｗが狭すぎると、通気性を十分に確保することができず、また、広すぎると、中間弾性部５０の位置が不安定となり、快適性を損なう場合がある。

第２のウレタンフォーム２０により形成された中間弾性部５０の上、即ち、Ｚ１側には、第３のウレタンフォーム３０により、第２の溝６０により分離された先端弾性部７０が形成されている。先端弾性部７０は、第３のウレタンフォーム３０をＺ１側よりＸ１－Ｘ２方向及びＹ１－Ｙ２方向に設けられた第２の溝６０により分離することにより形成されている。先端弾性部７０は、底面となる中間弾性部５０と接する面が略正方形となるように形成されている。本実施の形態においては、１つの中間弾性部５０の上に、４つの先端弾性部７０が形成されており、先端弾性部７０の底面の正方形の一辺は約５ｃｍである。尚、図１０及び図１１は、本実施の形態におけるマットレスの要部の斜視図であり、図１０は、１つの中間弾性部５０に対応する部分の斜視図であり、図１１は、４つの中間弾性部５０に対応する部分の斜視図である。

本実施の形態においては、先端弾性部７０の底面は正方形で形成されており、先端部７１は尖っている。先端弾性部７０は、中間弾性部５０と接する底面の辺より先端部７１に向かう面７２はＺ１側に凸となる曲線により形成されており、上に横たわる人に刺激を与えることなく、また、加わった力に応じて変形量が徐々に小さくなるように形成されている。尚、先端部７１は尖った形状で形成されているが、先端弾性部７０を形成している第３のウレタンフォーム３０は比較的軟らかく変形しやすいため、複数の先端部７１の上に横たわった人に不快感を与えることはない。尚、第２の溝６０は、第３のウレタンフォーム３０を分離するものであり、図に示されるように、第２のウレタンフォーム２０の一部にも入り込むように形成されていてもよい。先端弾性部７０の特徴としては、使用する者の体型に併せて荷重を分散させるため形状を有している。

中間弾性部５０は、第１の溝４０により分離されたＹＺ面及びＺＸ面の側面は波状に形成されており、凹状の側面凹部５１と、凸状の側面凸部５２が交互に形成されている。例えば、本実施の形態においては、中間弾性部５０の側面には、側面凹部５１、及び、側面凸部５２は、各々２つ形成されている。具体的には、中間弾性部５０の側面には、Ｚ１側よりＺ２側に向かって、即ち、第１のウレタンフォーム１０の側から第３のウレタンフォーム３０の側に向かって、側面凸部５２、側面凹部５１、側面凸部５２、側面凹部５１の順に形成されている。

側面が側面凹部５１となる領域では、側面凸部５２となる領域よりも、ＸＹ面に平行な断面における断面積が狭いため、Ｚ１側より力が加わった場合には、側面凹部５１に対応する領域は、側面凸部５２に対応する領域よりも変形しやすい。このように、中間弾性部５０において、Ｚ１側より力が加わった場合に、変形しやすい領域と、変形しにくい領域とを交互に形成することにより、荷重が加わった際の変位量を調整することができ、荷重分散が効果的になされる。

尚、本実施の形態においては、各々の先端弾性部７０は分離されているため、各々の先端弾性部７０ごとに、加重が加わった場合に変形する形状等が異なる。即ち、隣り合う先端弾性部７０において、一方が他方よりも強い力が加わった場合には、一方が他方よりも大きく変形し、Ｚ２方向である下側に沈む。

このような一方の先端弾性部７０及び他方の先端弾性部７０が、同じ中間弾性部５０の上に形成されている場合、先端弾性部７０では、一方が他方よりも大きく変形し、Ｚ２方向である下側に沈むが、更に下に沈み過ぎることを防ぐため、第３のウレタンフォーム３０よりも硬い第２のウレタンフォーム２０により中間弾性部５０が形成されている。中間弾性部５０は先端弾性部７０よりも加えられた力に対する変形量が少なく、また、一方の先端弾性部７０が下に沈んだ場合には、中間弾性部５０を介し、他方の先端弾性部７０も部分的に下に沈み、一方の先端弾性部７０のみが沈みすぎることを防いでいる。

また、本実施の形態においては、図に示されるように、第２の溝６０は、第１のウレタンフォーム１０において、第２のウレタンフォーム２０と接している側の一部にまで入り込んでおり、第１のウレタンフォーム１０において第２の溝６０が形成されている部分の側面には側面凸部５３が形成されていてもよい。

また、中間弾性部５０及び先端弾性部７０のＸＹ面の形状は略正方形であることが好ましい。よって、１つの中間弾性部５０の上に形成される先端弾性部７０の数は、ｐを２以上の整数とした場合に、ｐ^２となるように形成されている。尚、先端弾性部７０は、ある程度の大きさが必要であるため、より好ましくは、１つの中間弾性部５０の上に形成される先端弾性部７０の数は、４、９、１６個、更には、４、９個、更には、４個であることが好ましい。また、本実施の形態においては、中間弾性部５０及び先端弾性部７０のＸＹ面の形状を略正方形にすることにより、荷重分散を２次元的に均一にすることができる。

（荷重分散の実験）
次に、本実施の形態におけるマットレス１００において行った荷重分散の実験について、図１及び図２に示されるポリエステル敷ふとん９０１、図３及び図４に示される表面に凹凸が設けられたマットレスと比較しながら説明する。具体的には、床の上に、ふとんまたはマットレスを敷き、その上に、シート型センサを敷き、そのシート型センサの上に、人が仰向けに横たわった状態における圧力分布の測定を行った。圧力分布の測定は、人が仰向けに横たわって１分経過後に測定を行い。誤差を考慮し、同じ測定を３回行った。

この結果を表１及び図１２～図１７に示す。表１では、シート型センサにおいて検出された圧力の最大値と、圧力が測定された部分における圧力の平均値を示す。

図１及び図２に示されるポリエステル敷ふとん９０１の実験結果を図１２及び図１３に示す。図１２は、ＸＹ面に平行な面における圧力分布の様子を示し、図１３は、圧力分布を３次元化したものを示す。図１及び図２に示されるポリエステル敷ふとん９０１では、圧力分布の最大値の平均は、１３５．９５ｇ／ｃｍ^２であり、圧力が検出された部分の平均は７．０９ｇ／ｃｍ^２であった。

次に、図３及び図４に示されるマットレス９０２を用いた場合の実験結果を図１４及び図１５に示す。図１４は、ＸＹ面に平行な面における圧力分布の様子を示し、図１５は、圧力分布を３次元化したものを示す。図３及び図４に示されるマットレス９０２では、圧力分布の最大値の平均は、９６．３５ｇ／ｃｍ^２であり、圧力が検出された部分の平均は６．６９ｇ／ｃｍ^２であった。従って、図３及び図４に示されるマットレス９０２では、図１及び図２に示されるポリエステル敷ふとん９０１よりも、圧力分布の最大値が低下し、圧力が検出された部分の平均も低くなっており、人の身体の荷重分散がなされている。

次に、図５等に示される本実施の形態におけるマットレス１００を用いた場合の実験結果を図１６及び図１７に示す。図１６は、ＸＹ面に平行な面における圧力分布の様子を示し、図１７は、圧力分布を３次元化したものを示す。本実施の形態におけるマットレス１００では、圧力分布の最大値の平均は、７９．９０ｇ／ｃｍ^２であり、圧力が検出された部分の平均は６．１３ｇ／ｃｍ^２であった。従って、本実施の形態におけるマットレス１００では、図３及び図４に示されるマットレス９０２よりも、更に圧力分布の最大値が低下し、また、平均値も低くなっており、人の身体の荷重分散がより一層なされている。よって、本実施の形態におけるマットレス１００は、人が横たわった際により一層の快適性を得ることができる。

上記の説明においては、寝具の一種としてマットレスについて説明したが、寝具の一種である枕についても適用可能である。

以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

１０ 第１のウレタンフォーム
２０ 第２のウレタンフォーム
３０ 第３のウレタンフォーム
４０ 第１の溝
５０ 中間弾性部
５１ 側面凹部
５２ 側面凸部
５３ 側面凸部
６０ 第２の溝
７０ 先端弾性部
７１ 先端部
７２ 面

Claims (6)

1. 弾性支持部と、
   前記弾性支持部の上に形成されている、第１の溝により分離された複数の中間弾性部と、
   前記中間弾性部の上に形成されている、第２の溝により分離された先端弾性部と、
   を有し、
   前記第２の溝は、前記中間弾性部の一部に入り込むように形成されており、
   前記先端弾性部は、１つの前記中間弾性部に対し複数設けられており、１つの前記中間弾性部に対し複数設けられた前記先端弾性部のそれぞれと前記中間弾性部の一部とによって二層構造の凸部が形成され、
   前記弾性支持部と前記先端弾性部は同一のウレタンフォームにより形成されており、
   前記中間弾性部は、前記弾性支持部及び前記先端弾性部とは異なるウレタンフォームにより形成されており、
   前記中間弾性部のウレタンフォームは、前記弾性支持部及び前記先端弾性部のウレタンフォームよりも硬く、加えられた力に対する変形量が少ない無膜ウレタンフォームにより形成されており、
   前記中間弾性部の側面には、凹状の側面凹部と凸状の側面凸部とが交互に形成されていることを特徴とするマットレス。
2. 前記第１の溝は直交して設けられており、各々の前記中間弾性部を略正方形の形状に分離するものであって、
   前記第２の溝は直交して設けられており、各々の前記先端弾性部を略正方形の形状に分離するものであることを特徴とする請求項１に記載のマットレス。
3. 略正方形で形成された前記中間弾性部の一辺の長さは、前記第１の溝の深さよりも長いことを特徴とする請求項１または２に記載のマットレス。
4. 前記中間弾性部の形状は略正方形であって、
   略正方形で形成された前記中間弾性部の一辺の長さは、７ｃｍ以上、１５ｃｍ以下となるように形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のマットレス。
5. １つの前記中間弾性部の上に設けられている前記先端弾性部の数は、ｐを２以上の整数とした場合に、ｐ^２であること特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のマットレス。
6. 前記中間弾性部の側面には、複数個の前記側面凹部と、複数個の前記側面凸部とが交互に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のマットレス。

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