JP7393101B2 - 睡眠用器具 - Google Patents

Description

本発明は、睡眠用器具に関する。

特許文献１には、エアマットの長手方向に複数のエアセルを配列し、互いに隣接するエアセルを交互に膨張収縮させることにより、エアマットから利用者（就寝者）に加わる体圧を分散させている。

特開２００４－２２９９６６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された技術では、各々のエアセルは、エアマットの幅方向を長手方向とする筒状に形成されている。従って、エアマットの幅方向の左右では圧力を変更することができないため、利用者が左右で体圧の異なる姿勢をとっている場合に、快適性が低下する虞がある。よって、先行技術は、この点において改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、利用者が左右で体圧の異なる姿勢をとっている場合でも、体圧分散の効果を向上させることができる睡眠用器具を提供することを目的とする。

請求項１に記載の本発明に係る睡眠用器具は、利用者の臀部及び大腿部を支持可能な中央支持部と、利用者の背部及び頭部を支持可能な上側支持部と、利用者の下腿部を支持可能な下側支持部と、を含んで構成され、利用者を仰向けの状態で支持するベッド状態と利用者を着座した状態で支持する椅子状態との間で形態を相互に移行可能なマット本体と、
前記マット本体に設けられ、前記上側支持部から前記下側支持部へ向かうマット長さ方向に複数配列されると共に、それぞれマット幅方向を長手方向とする長尺状の空気袋と、を有し、少なくとも一部の前記空気袋は、マット幅方向の左右に分割されると共に、左右の袋部がそれぞれ独立して膨張収縮可能とされており、複数の前記空気袋は、マット本体の前記中央支持部、前記上側支持部及び前記下側支持部がそれぞれ負担する荷重の目標値を利用者の体重に対する割合で示す目標分担率に従って、膨張収縮する。

請求項１に記載の本発明に係る睡眠用器具では、マット本体は、中央支持部と上側支持部と下側支持部とを含んで構成されている。また、マット本体は、ベッド状態と椅子状態との間で形態が移行される構成となっており、ベッド状態では。利用者を仰向けの状態で支持する。一方、椅子状態では、利用者を着座した状態で支持する。これにより、利用者は、マット本体の形態を移行することにより、睡眠時の姿勢から着座姿勢へ移行することができる。

また、マット本体には、上側支持部から下側支持部へ向かうマット長さ方向に複数配列された空気袋が設けられている。これらの空気袋は、マット幅方向に長尺な袋状に形成され、膨張収縮されることにより、利用者がマット本体から受ける体圧を分散することができる。ここで、少なくとも一部の空気袋は、マット幅方向の左右に分割されると共に、左右の袋部がそれぞれ独立して膨張収縮可能とされている。このため、利用者が、マット本体のマット幅方向一方に偏る姿勢をとっている場合でも、空気袋の左右の袋部を独立して調整することで、利用者がマット本体から受ける体圧を左右で調整することができる。これにより、利用者が左右で体圧の異なる姿勢をとっている場合でも、体圧分散の効果を向上させることができる。
さらに、目標分担率に従って、中央支持部、上側支持部、下側支持部にそれぞれ設けられた空気袋を膨張収縮させる。このため、一部の支持部に利用者の体重による荷重負担が集中することを回避することができる。その結果、利用者の身体の一部に体圧が集中して過度に圧迫されることを回避し、体圧分散を最適化することが可能になる。

請求項２に記載の本発明に係る睡眠用器具は、請求項１に記載の構成において、複数の前記空気袋は、マット幅方向の左右に分割された前記空気袋において、右側の袋部と左側の袋部とを交互に膨張収縮可能に構成されている。

請求項２に記載の本発明に係る睡眠用器具では、マット幅方向の左右に分割された前記空気袋において、右側の袋部と左側の袋部とを交互に膨張収縮させることができる。従って、睡眠時に寝返りを打つ動作と同様に、利用者の身体を左右交互に揺動させることができるため、利用者に対して体圧が作用する部分を周期的に変えることができる。これにより、利用者の血液の循環が促されるため、寝返りを打つことなく睡眠状態を良好に維持することができる。また、揺動用のブラダなどを別途用いることなく、簡単な構造にして利用者の寝返りを制御することができるため、軽量化が図れる。

請求項３に記載の本発明に係る睡眠用器具は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、複数の前記空気袋は、利用者の脊椎のカーブの形状に応じて膨張収縮される。

請求項３に記載の本発明に係る睡眠用器具では、利用者の脊椎のカーブの形状に基づいて空気袋が膨張収縮される。これにより、例えば、脊椎のカーブの形状から、マット本体上における利用者の位置や体格を正確に把握して、空気袋を膨張収縮させることが可能になる。その結果、利用者の体格に応じて体圧分散を最適化することができる。

請求項４に記載の本発明に係る睡眠用器具は、請求項１～請求項３の何れか１項に記載の構成において、複数の前記空気袋は、少なくとも前記中央支持部に設けられた前記空気袋がマット幅方向の左右に分割されており、利用者が前記中央支持部におけるマット幅方向の一方側に該利用者の身体がマット幅方向の一方側へ向いた横向きの姿勢で着座した場合に、左右の前記袋部のうち、利用者が着座した前記一方側の前記袋部が膨張される。

請求項４に記載の本発明に係る睡眠用器具では、中央支持部のマット幅方向一方側に、利用者が横向きの姿勢で着座すると、空気袋の左右の袋部のうち、利用者が着座している一方側の袋部を膨張させる。従って、利用者の臀部及び大腿部の下方側のマット本体の体圧が増し、利用者の姿勢が安定する。これにより、利用者がマット本体に横向きの姿勢で着座した際に、快適性を向上させることができる。

請求項５に記載の本発明に係る睡眠用器具は、請求項４に記載の構成において、前記マット本体は、少なくとも車両幅方向の一方側に乗降口を有する車両の室内において、車両幅方向をマット幅方向とする向きで配設され、複数の前記空気袋は、利用者が前記乗降口に向かって前記中央支持部における車両幅方向の一方側に該利用者の身体が車両幅方向の一方側へ向いた横向きの姿勢で着座した場合に、左右の前記袋部のうち、利用者が着座した前記一方側の前記袋部を膨張させる。

請求項５に記載の本発明に係る睡眠用器具では、マット本体が車両前後方向をマット長手方向とする姿勢で車両の室内に搭載されている。また、この車両には、マット本体のマット幅方向一方側に乗降口が設けられている。ここで、中央支持部の空気袋は、利用者が乗降口に向かって横向きに着座すると、左右の袋部のうち、利用者が着座している一方側の袋部を膨張させる。これにより、利用者は、車両の室内でマット本体に着座した状態から、安定した横向きの着座姿勢に移行することができるため、乗降時の動作をスムーズに行うことができる。

請求項６に記載の本発明に係る睡眠用器具は、請求項１～請求項５の何れか１項に記載の構成において、複数の前記空気袋は、全ての前記空気袋がマット幅方向の左右に分割されている。

請求項６に記載の本発明に係る睡眠用器具では、全ての空気袋が左右に分割されているため、利用者の頭部から下腿部に亘る各部位について、マット本体から受ける体圧を細かく調整することができる。

以上説明したように、請求項１に係る睡眠用器具によれば、利用者が左右で体圧の異なる姿勢をとっている場合でも、体圧分散の効果を向上させることができる。
また、利用者の身体の一部に体圧が集中して過度に圧迫されることが回避され、最適な体圧分散が可能になる。

請求項２に係る睡眠用器具によれば、寝返りを打つことなく睡眠状態を良好に維持することができる。

請求項３に係る睡眠用器具によれば、利用者の体格に応じて体圧分散を最適化することができる。

請求項４に係る睡眠用器具によれば、利用者が、マット本体に横向きの姿勢で着座した際の快適性を向上させることができる。

請求項５に係る睡眠用器具によれば、利用者が、乗降時の動作をスムーズに行うことができる。

請求項６に係る睡眠用器具によれば、利用者の頭部から下腿部に亘る各部位がマット本体から受ける体圧を細かく調整することができる。

実施形態に係る睡眠用器具が搭載された車両の室内の一部を概略的に示す概略図である。 実施形態に係る睡眠用器具をシート幅方向から見た概略側面図であり、椅子状態を示す図である。 図２の状態から空気袋を膨張させた状態における睡眠用器具を示す概略側面図である。 実施形態に係る睡眠用器具をシート幅方向から見た概略側面図であり、ベッド状態を示す図である。 実施形態に係る睡眠用器具をシート上方向から見た概略平面図である。 実施形態に係る睡眠用器具をシート後方側から見た図であり、（Ａ）には、マット本体の上面が水平の状態が示され、（Ｂ）にはマット本体の上面を左側へ傾けた状態が示され、（Ｃ）にはマット本体の上面を右側へ傾けた状態が示されている。 ベッド状態におけるマット本体の目標分布率と利用者がマット本体から受ける体圧を示す一例である。 ベッド状態におけるマット本体の目標分布率、図７の一例と異なる利用者がマット本体から受ける体圧を示す一例である。 実施形態に係る睡眠用器具の中央支持部をシート後方側から見た図であり、（Ａ）には、利用者がシート前方を向いた姿勢で着座した状態が示され、（Ｂ）には、利用者が横向きに着座した状態が示されている。 実施形態における睡眠用器具のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施形態における睡眠用器具の機能構成を示すブロック図である。

以下、図１～図１１を参照して本実施形態に係る睡眠用器具１０について説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ及び矢印ＲＨは、睡眠用器具１０の前方向、上方向及び幅方向の右側をそれぞれ示している。以下、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、睡眠用器具１０における前後方向の前後、上下方向の上下、幅方向の左右を示すものとする。また、睡眠用器具１０の前方向とは、利用者が睡眠用器具１０の利用時に頭部から下腿部へ向かう水平方向に沿った方向である。

（全体構造）
図１に示されるように、本実施形態の睡眠用器具１０は、車両２に搭載されている。車両２は、一例として、自動運転と手動運転とを切替可能に構成されている。なお、自動運転とは、アクセル、ブレーキ、方向指示器、ステアリング等の操作の一部又は全てが自動的に行われる車両の走行態様である。また、手動運転とは、運転者がすべての運転操作（アクセル、ブレーキ、方向指示器、ステアリング等の操作）を実行する車両の走行態様である。

睡眠用器具１０は、車両２の室内４の右側と左側に配それぞれ１台ずつ配設されている。また、本実施形態では一例として、睡眠用器具１０に利用者Ｐが着座した状態において、利用者Ｐが向いている方向と車両前方向とが一致しており、利用者Ｐの左右方向が車両２の幅方向の左右方向と一致している。

右側の睡眠用器具１０の車両幅方向（マット幅方向）の右側には、車両２の右側部に設けられた乗降口６が配置されている。また、左側の睡眠用器具の車両幅方向の左側には、車両２の左側部に設けられた乗降口６が配置されている。

（マット本体）
図２に示されるように、睡眠用器具１０は、マット本体１２を備えている。マット本体１２は、車両前後方向を長手方向とする姿勢で配置されている。このマット本体１２は、図１に示される椅子状態と、図４に示されるベッド状態との間で形態を相互に移行可能に構成されている。そして、椅子状態では、マット本体１２に利用者Ｐを着座姿勢で支持可能とされており、ベッド状態では、マット本体１２によって利用者Ｐを仰向けの状態で支持可能とされている。なお、利用者Ｐは、平均体型の成人男性である。

マット本体１２は、中央支持部１４、上側支持部１６及び下側支持部１８を含んで構成されている。中央支持部１４は、マット本体１２における前後方向の中央部に設けられており、利用者Ｐの臀部Ｄ及び大腿部Ｔを支持可能に構成されている。

中央支持部１４よりも後側には、中央支持部１４と連続して上側支持部１６が設けられている。上側支持部１６は、図４に示されるベッド状態では、水平方向に沿って略直線状に延在されており、利用者Ｐの背部Ｂ及び頭部Ｈを支持可能に構成されている。

中央支持部１４よりも前側には、中央支持部１４と連続して下側支持部１８が設けられている。下側支持部１８は、図４に示されるベッド状態では、水平方向に沿って略直線状に延在されており、利用者Ｐの下腿部Ｌを支持可能に構成されている。このように、マット本体１２は、ベッド状態で中央支持部１４、上側支持部１６及び下側支持部１８が連続した平面状となる。

一方、図２に示されるように、マット本体１２を構成する中央支持部１４は、椅子状態で幅方向から見て下側が凸となる略Ｖ字状に曲がっている。また、上側支持部１６は、図１に示す椅子状態で、中央支持部１４から後方へ向かうにつれて上方に位置するように傾斜した状態となっている。

下側支持部１８は、図２に示す椅子状態で、中央支持部１４の前端部から前方へ向かうにつれて下方に位置するように傾斜した状態となっている。このため、中央支持部１４の前方部分及び下側支持部１８は、幅方向から見て上側が凸となる略Ｖ字状に曲がっている。

マット本体１２よりも下方には、マット本体１２を安楽状態とベッド状態との間で相互に移行させる可動機構２２が設けられている。可動機構２２は、リンク機構２４、昇降用ブラダ２６及び支持ベース２８を含んで構成されている。

支持ベース２８は、上下方向を板厚方向として水平方向に延在された略板状のフレーム部材であり、車両２のフロアパネル（符号省略）に設置されてマット本体１２を下方から支持している。支持ベース２８における後部には、リンク機構２４が設けられている。リンク機構２４は、第１リンク２４Ａ、第２リンク２４Ｂ及び第３リンク２４Ｃを含んで構成されている。

第１リンク２４Ａは、マット本体１２の上側支持部１６の下面に取付けられており、第１リンク２４Ａの一端部が支持ベース２８に回動可能に接続されている。第２リンク２４Ｂは、長尺状に形成されており、第２リンク２４Ｂの一端部が第１リンク２４Ａの後部に回動可能に接続されており、第２リンク２４Ｂの他端部が支持ベース２８に回動可能に接続されている。

第３リンク２４Ｃは、幅方向から見て略円弧状に形成されており、第３リンク２４Ｃの一端部が第１リンク２４Ａの前部に回動可能に接続されており、第３リンク２４Ｃの他端部が支持ベース２８に回動可能に接続されている。

ここで、第２リンク２４Ｂと支持ベース２８との接続部分には図示しないモータが設けられており、モータを作動させることで第２リンク２４Ｂが一端部を中心に回動するように構成されている。なお、第１リンク２４Ａ、第２リンク２４Ｂ及び第３リンク２４Ｃはそれぞれ、左右一対設けられているが、図１～３には左側のみが図示されている。

昇降用ブラダ２６は、下側ブラダ２６Ａ及び上側ブラダ２６Ｂを含んで構成されている。下側ブラダ２６Ａ及び上側ブラダ２６Ｂは、支持ベース２８とマット本体１２との間に配設されている。具体的には、下側ブラダ２６Ａ及び上側ブラダ２６Ｂは、マット本体１２における中央支持部１４と下側支持部１８との接続部分に位置している。

また、下側ブラダ２６Ａは、支持ベース２８に取付けられている。上側ブラダ２６Ｂは、下側ブラダ２６Ａの上面に取付けられており、下側ブラダ２６Ａと内部空間が連通している。さらに、下側ブラダ２６Ａには、図示しない空気供給部から空気が供給されるように構成されており、下側ブラダ２６Ａに空気が供給されることで、下側ブラダ２６Ａ及び上側ブラダ２６Ｂが膨張して中央支持部１４と下側支持部１８との接続部分を上昇させる。

昇降用ブラダ２６よりも前方には、下腿部用ブラダ３０が設けられている。下腿部用ブラダ３０は、後述する回動フレーム３２に取付けられている。そして、下腿部用ブラダ３０に空気が供給されて膨張することで、下側支持部１８の前部を傾斜した状態で支持するように構成されている。

回動フレーム３２は、支持ベース２８の前端部に回動可能に取り付けられている。また、回動フレーム３２には図示しないロック機構が設けられており、支持ベース２８と一直線上となる位置で回動フレーム３２がロックされている。ロックを解除することで、回動フレーム３２が支持ベース２８に対して下方へ回動可能な状態となる。例えば、支持ベース２８が設置されている床面に段差を形成することで回動フレーム３２の下方に空間が設けられている場合、回動フレーム３２を下方へ回動することで、回動フレーム３２の前端部が支持ベース２８よりも下方に位置することとなる。この状態で昇降用ブラダ２６及び下腿部用ブラダ３０を収縮させると、下側支持部１８が下方へ移動してマット本体１２が椅子の形状となる。

（支持用ブラダ）
図５に示されるように、マット本体１２の内部には、複数の空気袋３６で構成された支持用ブラダ３４が設けられている。支持用ブラダ３４は、支持用ブラダ３４Ａ、支持用ブラダ３４Ｂ、支持用ブラダ３４Ｃ、支持用ブラダ３４Ｄ及び支持用ブラダ３４Ｅを含んで構成されている。支持用ブラダ３４は、後述する空気供給部６０から空気袋３６へ空気が供給されると、図２に示す収縮状態（エア無状態）から、図３に示す膨張状態（エア有状態）へと膨張可能に構成されている。

支持用ブラダ３４Ａは、マット本体１２における後端部に配設されており、幅方向を長手方向とする空気袋３６が前後方向に３個連結されて構成されている。また、支持用ブラダ３４Ａは、上側支持部１６内において着座姿勢の利用者Ｐの頭部Ｈに対応する位置に設けられている（図１参照）。

支持用ブラダ３４Ｂは、支持用ブラダ３４Ａの前部に設けられており、幅方向を長手方向とする空気袋３６が前後方向に４個連結されて構成されている。支持用ブラダ３４Ｂは、上側支持部１６内において着座姿勢の利用者Ｐの背部Ｂに対応する位置に設けられている（図２参照）。

支持用ブラダ３４Ｃは、支持用ブラダ３４Ｂの前部に設けられており、幅方向を長手方向とする空気袋３６が前後方向に４個連結されて構成されている。支持用ブラダ３４Ｃは、中央支持部１４内において着座姿勢の利用者Ｐの臀部Ｄに対応する位置に設けられている（図２参照）。

支持用ブラダ３４Ｄは、支持用ブラダ３４Ｃの前部に設けられており、幅方向を長手方向とする空気袋３６が前後方向に３個連結されて構成されている。支持用ブラダ３４Ｄは、下側支持部１８内において着座姿勢の利用者Ｐの大腿部Ｔに対応する位置に設けられている（図２参照）。

支持用ブラダ３４Ｅは、支持用ブラダ３４Ｄの前部に設けられており、幅方向を長手方向とする空気袋３６が前後方向に６個連結されて構成されている。支持用ブラダ３４Ｅは、下腿部支持部２０内において着座姿勢の利用者Ｐの下腿部Ｌに対応する位置に設けられている（図２参照）。

以上のように、支持用ブラダ３４は、マット本体１２の前端部から後端部まで設けられており、図１９に示す空気供給部６０から空気が供給されることで膨張するように構成されている。なお、支持用ブラダ３４を構成する空気袋３６の数は一例であり、必要に応じて適宜変更することができる。

また、各々の空気袋３６は、内部空間が２つに区画されており、マット幅方向の左右に分割されている。空気袋３６の左右の袋部には、空気供給部６０からそれぞれ空気が供給されている。これにより、左右の袋部がそれぞれ独立して膨張収縮可能とされている。マット本体１２は、支持用ブラダ３４の空気袋３６を膨張又は収縮させることにより、マット本体１２の各部位のクッション性や厚みを変更する。これにより、マット本体１２から利用者Ｐの身体の各部位に作用する体圧を変更することができる。具体的には、空気袋３６の右側の袋部のみを膨張させると、マット本体１２の上面は、対応する部位の右側が盛り上がり、マット本体１２の厚みが増す。一方、左側の袋部のみを膨張させると、マット本体１２の上面は、対応する部位の左側が盛り上がり、マット本体１２の厚みが増す。また、左右の袋部３６Ｒ，３６Ｌを同時に膨張させると、マット本体の上面は、対応する部位全体が盛り上がり、全体の厚みが増す。

更に、空気袋３６の左右分割構造を利用して、上側支持部１６の支持用ブラダ３４Ｂの左右の袋部は、所定の条件で作動して左右交互に膨張収縮を繰り返すように制御されている。

例えば、睡眠用器具１０がベッド状態である場合において、利用者Ｐが入眠したことを条件として右側の袋部及び左側の袋部が交互に膨張収縮を繰り返す。これにより、上側支持部１６が左右に揺動され、利用者Ｐに対して体圧が作用する部分が周期的に変化する。この結果、利用者Ｐの血液の循環が促され、寝返りを打つことなく睡眠状態を良好に維持することができる。

図２に示されるように、上側支持部１６には覚醒度センサ４０が設けられている。覚醒度センサ４０は、一例として、公知の体圧センサで構成されており、マット本体１２における利用者Ｐの心臓に対応する位置に設けられている。この覚醒度センサ４０によって、利用者Ｐの心拍を検知できるように構成されている。また、利用者Ｐの呼吸時における圧力変化を覚醒度センサ４０で検知することで、利用者Ｐの呼吸の周期が分かる。

また、中央支持部１４、上側支持部１６及び下側支持部１８には、複数の体圧センサ４１が設けられている（図１０参照）。複数の体圧センサ４１は、マット本体１２の全領域に入力される荷重（圧力）の分布を検知できるように構成されており、利用者Ｐの身体の各部位に作用する体圧が分かる。

（睡眠用器具１０のハードウェア構成）
図１０は、睡眠用器具１０のハードウェア構成を示すブロック図である。この図１０に示されるように、睡眠用器具１０は制御部４２を備えており、この制御部４２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：プロセッサ）４４、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４６、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４８、ストレージ５０及び入出力インタフェース５２を含んで構成されている。各構成は、バス４３を介して相互に通信可能に接続されている。

ＣＰＵ４４は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ４４は、ＲＯＭ４６又はストレージ５０からプログラムを読み出し、ＲＡＭ４８を作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ４４は、ＲＯＭ４６又はストレージ５０に記録されているプログラムに従って、上記各構成の制御および各種の演算処理を行う。

ＲＯＭ４６は、各種プログラムおよび各種データを格納する。ＲＡＭ４８は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージ５０は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを格納する非一時的記録媒体である。本実施形態では、ＲＯＭ４６又はストレージ５０には、ブラダ制御処理を行うためのプログラム、及び各種データなどが格納されている。

入出力インタフェース５２は、覚醒度センサ４０、体圧センサ４１、室内カメラ５４、リンク機構５６、昇降用ブラダ５８、空気供給部６０と電気的に接続されている。覚醒度センサ４０は、利用者Ｐの心拍及び呼吸による圧力変化を検知して制御部４２へ送信する。また、体圧センサ４１は、利用者Ｐの体重からマット本体１２に入力される荷重の分布を検知して制御部４２へ送信する。

室内カメラ５４は、車室内に設けられて睡眠用器具１０に着座した状態の利用者Ｐへ向けられている。本実施形態では一例として、室内カメラ５４によって利用者Ｐの顔及び姿勢を撮像するように構成されており、撮像されたデータを制御部４２へ送信する。

（睡眠用器具１０の機能構成）
睡眠用器具１０の制御部４２は、上記のハードウェア資源を用いて、各種の機能を実現する。睡眠用器具１０が実現する機能構成について図１１を参照して説明する。

図１１に示されるように、睡眠用器具１０の制御部４２は、機能構成として、受信部６８、マット変形部７０、覚醒度判断部７２、揺動制御部７４、脊椎カーブ取得部７６及び分担率制御部７８、横座り制御部８０を含んで構成されている。なお、各機能構成は、ＣＰＵ４４がＲＯＭ４６又はストレージ５０に記憶されたプログラムを読み出し、実行することにより実現される。

受信部６８は、覚醒度センサ４０、体圧センサ４１及び室内カメラ５４などから送信された信号を受信する。マット変形部７０は、可動機構２２を作動させることで、マット本体１２を椅子状態とベッド状態との間で相互に移行させる。例えば、マット変形部７０は、利用者Ｐからの操作を受け付けることで可動機構２２を作動させてもよい。また、マット変形部７０は、利用者Ｐが入眠した場合に可動機構２２を作動させてマット本体１２を椅子状態からベッド状態へ移行してもよい。さらに、マット変形部７０は、利用者Ｐが目覚めた場合に可動機構２２を作動させてマット本体１２をベッド状態から椅子状態へ移行してもよい。

覚醒度判断部７２は、利用者Ｐの覚醒度を判断する。具体的には、覚醒度判断部７２は、覚醒度センサ４０及び室内カメラ５４から受信した情報に基づいて、利用者Ｐの覚醒度を判断する。例えば、覚醒度判断部７２は、室内カメラ５４から受信した信号から利用者Ｐが所定時間以上目を瞑った状態を検知した場合に、利用者Ｐが入眠したと判断してもよい。また、覚醒度判断部７２は、利用者Ｐが入眠状態から目を開けた場合に、覚醒したと判断してもよい。

また、覚醒度判断部７２は、覚醒度センサ４０から受信した信号から、心拍変動の時系列データを取得し、この心拍変動の時系列データに基づいて、交感神経活動が抑制され、心拍数が下がった状態であれば、利用者Ｐが睡眠状態である判断してもよい。また逆に、交感神経活動が活発で副交感神経活動が抑制している状態に移行すれば、利用者Ｐが覚醒した状態であると判断してもよい。本実施形態では、室内カメラ５４で取得された利用者Ｐの顔の画像データと、覚醒度センサ４０で取得された利用者Ｐの心拍データの両方に基づいて利用者Ｐの覚醒度を判断する。

揺動制御部７４は、覚醒度判断部７２によって利用者Ｐが入眠したと判断された場合に、空気供給部６０を制御して、上側支持部１６を左右交互に周期的に揺動させる機能を有する。具体的には、揺動制御部７４は、上側支持部１６の揺動を開始する直前の状態では、図６（Ａ）に示されるように、上側支持部１６の内部に設けられた支持用ブラダ３４Ｂの空気袋３６には、左側の袋部及び左側の袋部の何れにも空気が供給されていない。

揺動制御部７４は、図６（Ａ）の状態から、空気供給部６０から空気袋３６の右側の袋部への空気の供給を開始する。そして、図６（Ｂ）に示されるように、右側の袋部が所定の空気圧になるまで空気供給部６０から空気を供給した後、所定時間の間、空気圧を一定に維持させる。このとき、シート前後方向から見て上側支持部１６の上面の右側が盛り上がって傾斜した状態となり、利用者Ｐの身体が左側に傾けられる。

次に、揺動制御部７４は、図６（Ｂ）の状態から右側の袋部への空気の供給を停止すると共に、左側の袋部への空気の供給を開始する。これにより、右側の袋部が収縮する一方で、左側の袋部が膨張して図６（Ｃ）の状態となる。そして、揺動制御部７４は、図６（Ｃ）の状態で所定時間の間、空気圧を一定に維持させる。このとき、シート前後方向から見て上側支持部１６の上面の左側が盛り上がって傾斜した状態となり、利用者Ｐの身体が右側に傾けられる。そして、本実施形態の揺動制御部は、一例として、約９０分のサイクルで図６（Ｂ）の状態と図６（Ｃ）の状態とを交互に切替えるように空気供給部６０を制御する。

脊椎カーブ取得部７６は、マット本体１２に着座し、又は、横たわった状態の利用者Ｐの脊椎（背骨）Ｓの位置及び脊椎のカーブの形状を取得する（図２、図３参照）。例えば、脊椎カーブ取得部７６は、利用者Ｐがマット本体１２に着座又は横たわったと判断した場合に、体圧センサ４１の信号に基づいて、上側支持部１６が所定の体圧を利用者Ｐに与えるように支持用ブラダ３４Ａ，３４Ｂを膨張させる。そして、脊椎カーブ取得部７６は、マット本体１２の上面の隆起量（空気袋３６の膨張量）に基づいて、利用者Ｐの脊椎Ｓの位置及び脊椎のカーブの形状を取得する。

分担率制御部７８は、体圧センサ４１からの信号に基づいて、利用者Ｐの頭部Ｈ、胸部Ｃ、臀部Ｄ、下腿部（膝より下方側の部位）Ｌの位置を取得する機能を有する。ここで、臀部Ｄ、胸部Ｃについては、脊椎カーブ取得部７６で取得された脊椎Ｓの位置及び脊椎Ｓのカーブに応じて、正確な位置が算定される。

また、分担率制御部７８は、体圧センサ４１からの信号に基づいて、利用者Ｐの頭部Ｈ、胸部Ｃ、臀部Ｄ、下腿部Ｌからマット本体１２へ入力される荷重を取得する。利用者Ｐからマット本体１２へ入力される荷重は、マット本体１２から利用者Ｐに作用する体圧と換言することができる。

更に、分担率制御部７８は、頭部Ｈ、胸部Ｃ、臀部Ｄ、下腿部Ｌからマット本体１２へ入力される荷重に基づいて、利用者Ｐからマット本体１２へ入力される全荷重に対して、各部位からマット本体１２へ入力される荷重が占める割合を算定する。そして、分担率制御部７８は、予め設定された目標分担率に従って、中央支持部１４、上側支持部１６、下側支持部１８にそれぞれ設けられた空気袋３６の膨張収縮を制御する。

ここで、分担目標率とは、マット本体１２の中央支持部１４、上側支持部１６及び下側支持部１８がそれぞれ負担する荷重の目標値を利用者Ｐの体重に対する割合で示したものである。本実施形態では、一例として、中央支持部１４、上側支持部１６及び下側支持部１８において、利用者Ｐの頭部Ｈ、胸部Ｃ、臀部Ｄ、下腿部Ｌに対応するマット本体１２の各部位に対して目標分担率が設定されている。

補足すると、人体は、身体の各部位により重さが異なるため、利用者がマット本体１２の上で過ごす場合に、マット本体１２から身体の各部位に作用する体圧は、部位毎の重さによって異なるものとなる。例えば、一般的に、臀部Ｄは身体で最も重い部位となるため、マット本体１２から作用する体圧が最も大きくなる。しかし、利用者Ｐの身体に作用する体圧が大きすぎると、体圧が作用する部位が強く圧迫されることにより、快適性が損なわれる。そこで、マット本体１２において、体圧が大きく作用する部位では、マット本体１２のクッション性が高まるように空気袋３６を膨張又は収縮させることにより、利用者Ｐに作用する体圧を分散させる。これにより、身体の一部に過度に体圧が集中することを回避することができるため、利用者Ｐの快適性を維持することができる。

目標分担率は、以上のような思想に基づいて設定されており、利用者Ｐからマット本体１２に入力される荷重を目標分担率に従って分担させることで、利用者Ｐに作用する体圧をバランスよく分散させることができる。本実施形態では、マット本体１２において、利用者Ｐの頭部Ｈ、胸部Ｃ、臀部Ｄ、下腿部Ｌから入力される荷重の分担率を、対応する空気袋３６を膨張させた状態（エア有状態）と空気袋３６を収縮させた状態（エア無状態）の場合について取得する。そして、エア有状態とエア無状態における各部位の荷重の分担率を比較して、目標分担率に近い状態に設定するように構成されている。

以下、図７及び図８を用いて、体格の異なる二人の利用者Ｐがそれぞれベッド状態のマット本体１２を利用した場合に、それぞれ分担率制御部７８で行われる制御について具体的に説明する。

図７及び図８に示されるように、ベッド状態である場合の目標分担率は、一例として、頭部が８％、胸部が３３％、臀部が４４％、下腿部が１５％となるように設定されている。図７に示す一人目の利用者Ｐの場合じは、マット本体１２において、頭部Ｈの分担率は、エア無状態が９．１％とされ、エア有状態が５．５％であるため、エア無状態の分担率の方が、エア有状態の分担率よりも目標分担率に近い値になっている。従って、分担率制御部７８は、頭部Ｈに対応する空気袋３６を収縮させてエア無状態にする。

また、胸部Ｃの分担率は、エア無状態が３５．７％とされ、エア有状態が３８．９％であるため、エア無状態の分担率の方が、エア有状態の分担率よりも目標分担率に近い値になっている。従って、分担率制御部７８は、胸部Ｃに対応する空気袋３６を収縮させて、エア無状態にする。

また、臀部Ｄの分担率は、エア無状態が４１．１％とされ、エア有状態が４２．８％であるため、エア有状態の分担率の方がエア無状態の分担率よりも目標分担率に近い値になっている。従って、分担率制御部７８は、臀部Ｄに対応する空気袋３６を膨張させて、エア有状態にする。

また、下腿部Ｌの分担率は、エア無状態が１６．９％とされ、エア有状態が１２．９％であるため、エア無状態の分担率の方がエア有状態の分担率よりも目標分担率に近い値になっている。従って、分担率制御部７８は、下腿部Ｌに対応する空気袋３６を収縮させて、エア無状態にする。

一方、図８に示される二人目の利用者Ｐの場合は、マット本体１２において、頭部Ｈの分担率は、エア無状態が５．８％とされ、エア有状態が４．１％であるため、エア無状態の分担率の方が、エア有状態の分担率よりも目標分担率に近い値になっている。従って、分担率制御部７８は、頭部Ｈに対応する空気袋３６を収縮させてエア無状態にする。

また、胸部Ｃの分担率は、エア無状態が３７．７％とされ、エア有状態が４３．１％であるため、エア無状態の分担率の方が、エア有状態の分担率よりも目標分担率に近い値になっている。従って、分担率制御部７８は、胸部Ｃに対応する空気袋３６を収縮させて、エア無状態にする。

また、臀部Ｄの分担率は、エア無状態が４７．７％とされ、エア有状態が４１．４％であるため、エア有状態の分担率の方がエア無状態の分担率よりも目標分担率に近い値になっている。従って、分担率制御部７８は、臀部Ｄに対応する空気袋３６を膨張させて、エア有状態にする。

また、下腿部Ｌの分担率は、エア無状態が８．８％とされ、エア有状態が１１．３％であるため、エア有状態の分担率の方がエア無状態の分担率よりも目標分担率に近い値になっている。従って、分担率制御部７８は、下腿部Ｌに対応する空気袋３６を膨張させて、エア有状態にする。

以上説明したとおり、分担率制御部７８は、目標分布立設に従って対応するマット本体１２の空気袋３６を膨張収縮させることにより、利用者Ｐの体格に応じてマット本体１２の各部に作用する体圧を調整し、効果的に体圧を分散させる機能を有している。

なお、図７及び図８の一例では、マット本体１２の形態がベッド状態とされた場合の目標分担率のみを説明したが、マット本体１２の形態が椅子状態とされた場合においても、対応する目標分担率が予め設定されている。

横座り制御部８０は、乗員がマット本体１２の中央支持部１４に横向きの姿勢で着座していると判断した場合に、空気供給部６０を制御して、中央支持部１４において利用者Ｐが着座しているマット幅方向の一方側に作用する体圧を高める機能を有する。具体的には、横座り制御部８０は、室内カメラ５４で、で取得された利用者Ｐの着座姿勢の画像データに基づいて、利用者Ｐが車両２の乗降口６に向かって横向きの姿勢で着座しているか否かについて判断する。

また、横座り制御部８０は、体圧センサ４１の信号からマット本体１２に入力される荷重を取得し、この荷重データに基づいて、中央支持部１４において、乗降口６と対向するマット幅方向の一方側のみに荷重が入力されている状態であれば利用者Ｐが横向きの姿勢で着座していると判断してもよい。本実施形態では、室内カメラ５４で取得された利用者Ｐの着座姿勢の画像データと体圧センサ４１で取得された利用者Ｐからマット本体に入力される荷重データの両方に基づいて、利用者Ｐが車両２の乗降口６に向かって横向きの姿勢で着座したか否かを判断する。

横座り制御部８０は、利用者Ｐが横向き姿勢で着座していると判断した場合に、中央支持部１４の内部に設けられた支持用ブラダ３４Ｂにおいて利用者Ｐが着座しているマット幅方向の一方側のみを膨張させる。一例として、利用者が、図９（Ａ）に示されるように、シート前方側を向いた姿勢で椅子状態のマット本体１２に着座している状態から、図９（Ｂ）に示すように、乗降口６に面したシート右側を向いた横向き姿勢で着座する状態に移行する場合について説明する。この場合において、横座り制御部８０は、支持用ブラダ３４Ｃの空気袋３６における左側の袋部３６Ｌへの空気の供給を停止すると共に、右側の袋部３６Ｒへの空気の供給を開始する。これにより、左側の袋部３６Ｌが収縮する一方で、右側の袋部３６Ｒが膨張して図９（Ｂ）の状態となる。図９（Ｂ）の状態で利用者Ｐが横向きに着座している間、空気圧を一定に維持させる。このとき、中央支持部１４のマット幅方向右側のクッション性が低下し、利用者Ｐの臀部Ｄに作用する体圧が向上する。これにより、臀部Ｄが安定して支持されるため、利用者Ｐは、横向きに座った状態でも姿勢を安定させることができる。また、乗降口６から降車する場合は、スムーズに立ち上がることができる。

（作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する

本実施形態の睡眠用器具１０では、マット本体１２は、中央支持部１４と上側支持部１６と下側支持部１８とを含んで構成されている。また、マット本体１２は、ベッド状態と椅子状態との間で形態が移行される構成となっており、ベッド状態では。利用者Ｐを仰向けの状態で支持する。一方、椅子状態では、利用者Ｐを着座した状態で支持する。これにより、利用者Ｐは、マット本体１２の形態を移行することにより、睡眠時の姿勢から着座姿勢へ移行することができる。

また、マット本体１２には、上側支持部１６から下側支持部１８へ向かうマット長さ方向に複数配列された空気袋３６が設けられている。これらの空気袋３６は、マット幅方向に長尺な袋状に形成され、膨張収縮されることにより、利用者Ｐがマット本体１２から受ける体圧を分散することができる。ここで、これらの空気袋３６は、マット幅方向の左右に分割されると共に、左右の袋部３６Ｒ，３６Ｌがそれぞれ独立して膨張収縮可能とされている。このため、利用者Ｐが、マット本体１２のマット幅方向一方に偏る姿勢をとっている場合でも、空気袋３６の左右の袋部３６Ｒ，３６Ｌを独立して調整することで、利用者Ｐがマット本体１２から受ける体圧を左右で調整することができる。これにより、利用者Ｐが左右で体圧の異なる姿勢をとっている場合でも、体圧分散の効果を向上させることができる。

また、全ての空気袋が左右に分割されているため、利用者Ｐの頭部Ｈから下腿部Ｌに亘る各部位について、マット本体１２から受ける体圧を調整することができる。

また、本実施形態では、上側支持部１６を構成する空気袋３６は、右側の袋部３６Ｒと左側の袋部３６Ｌとを交互に膨張収縮させることができる。従って、睡眠時に寝返りを打つ動作と同様に、利用者Ｐの身体を左右交互に揺動させることができるため、利用者Ｐに対して体圧が作用する部分を周期的に変えることができる。これにより、利用者Ｐの血液の循環が促されるため、寝返りを打つことなく睡眠状態を良好に維持することができる。また、揺動用のブラダなどを別途用いることなく、簡単な構造にして利用者Ｐの寝返りを制御することができるため、軽量化が図れる。

また、本実施形態では、目標分担率に従って、中央支持部１４、上側支持部１６、下側支持部１８にそれぞれ設けられた空気袋３６を膨張収縮させる。具体的には、利用者Ｐの頭部Ｈ、胸部Ｃ、臀部Ｄ、下腿部Ｌに対応する空気袋３６を膨張収縮させる。このため、一部の支持部に利用者Ｐの体重による荷重負担が集中することを回避することができる。その結果、利用者Ｐの身体の一部に体圧が集中して過度に圧迫されることを回避し、体圧分散を最適化することが可能になる。

また、本実施形態では、利用者Ｐの脊椎Ｓのカーブの形状に応じて空気袋３６が膨張収縮される。これにより、脊椎Ｓのカーブの形状から、マット本体１２上における利用者Ｐの位置や体格を正確に把握して、空気袋３６を膨張収縮させることができる。その結果、利用者の体格に応じて体圧分散を最適化することができる。

また、本実施形態では、中央支持部１４のマット幅方向一方側に、利用者Ｐが横向きの姿勢で着座すると、空気袋３６の左右の袋部３６Ｒ，３６Ｌのうち、利用者Ｐが着座している一方側の袋部を膨張させる。従って、利用者Ｐの臀部Ｄ及び大腿部Ｔの下方側のマット本体１２の体圧が増し、利用者Ｐの姿勢が安定する。これにより、利用者Ｐがマット本体１２に横向きの姿勢で着座した際に、快適性を向上させることができる。

更に、本実施形態では、横座り制御部８０の機能に基づいて、利用者Ｐが乗降口６に向かって中央支持部１４に横向きに着座すると、左右の袋部３６Ｒ，３６Ｌのうち、利用者Ｐが着座している一方側の袋部を膨張させる。これにより、利用者Ｐは、車両２の室内４でマット本体１２に着座した状態から、安定した横向きの着座姿勢に移行することができるため、降車時の動作をスムーズに行うことができる。また、逆に、乗降口６から乗車する場合においても、中央支持部１４に横向きに着座した状態から、シート前方側を向いた着座姿勢への移行をスムーズに行うことができる。

[補足説明]
上記実施形態では、睡眠用器具１０が車両２の室内４に配設された構成としたが、睡眠用器具１０の設置場所は、限定されない。

また、上記実施形態では、支持用ブラダ３４を構成するすべての空気袋３６が左右の袋部３６Ｒ，３６Ｌを備える分割構造を備える構成としたが、本発明はこれに限らず、一部の支持用ブラダ３４において、空気袋３６が左右の袋部３６Ｒ，３６Ｌを備える構成としてもよい。

上記実施形態では、マット本体１２における荷重の分担率を目標分担率に近づけるために、対応する空気袋３６について、エア有状態とエア無状態の何れかを選択する構成としたが、本発明はこれに限らない。空気袋３６に供給される空気量を適宜変更して、空気袋３６の空気圧を調整することにより、マット本体１２の荷重分担率を目標分担率に近づける構成としてもよい。

上記実施形態では、揺動制御部７４の機能により上側支持部１６のみを周期的に揺動させる構成としたが、本発明はこれに限らない。中央支持部１４や、下側支持部１８も、対応する空気袋３６を膨張収縮させることで必要に応じて上側支持部１６と同様に揺動させる構成としてもよい。また、この場合に、例えば、上側支持部１６の上面の右側を盛り上げた場合に下側支持部１８では上面の左側を盛り上げるなどして、利用者の身体の上半身と下半身を別の方向に傾けてストレッチさせる構成としてもよい。

また、上記実施形態では、利用者Ｐがマット本体１２に着座又は横たわった際に脊椎Ｓのカーブ形状を取得する構成としたが、利用者Ｐの脊椎Ｓのカーブの形状を睡眠用器具１０のＲＯＭ４６又はストレージ５０に予め記憶しておき、記憶した脊椎Ｓのカーブ形状に基づいて空気袋３６を膨張収縮させる構成としてもよい。また、脊椎のカーブの形状を外部サーバで記憶して、通信手段を介して睡眠用器具１０で受信するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、横座り制御部８０の機能に基づいて、利用者Ｐが車両２の乗降口６に面して横向きに着座したと判断した場合に、臀部Ｄの下方側の空気袋３６を膨張させる構成としたが、本発明はこれに限らない。乗降口６のドア部の開閉や、ドア部のロック機構の解錠及び施錠に連動して、利用者Ｐが乗降口６に面して横向きに着座した場合に、臀部Ｄの下方側に位置する空気袋３６を膨張させる構成としてもよい。具体的には、例えば、睡眠用器具１０の入出力インタフェース５２にロック機構の解錠又は施錠を検知するドアセンサを電気的に接続し、ドアセンサからの信号により、乗降口６のドア部が解錠された場合に、利用者Ｐが乗降口６に面して横向きに着座した場合に、臀部Ｄの下方側に位置する空気袋３６を膨張させる。当該構成においても、上記実施形態と同様の効果が発揮される。また、ドア部の開放（ロック機構の解錠）を条件として対応する空気袋３６が膨張されるため、より迅速に、利用者Ｐが横向きの着座姿勢を安定させることができる。

２ 車両
４ 室内
６ 乗降口
１０ 睡眠用器具
１２ マット本体
１４ 中央支持部
１６ 上側支持部
１８ 下側支持部
３６ 空気袋
３６Ｒ，３６Ｌ 袋部
Ｐ 利用者
Ｄ 臀部
Ｔ 大腿部
Ｂ 背部
Ｈ 頭部
Ｌ 下腿部

Claims (6)

1. 利用者の臀部及び大腿部を支持可能な中央支持部と、利用者の背部及び頭部を支持可能な上側支持部と、利用者の下腿部を支持可能な下側支持部と、を含んで構成され、利用者を仰向けの状態で支持するベッド状態と利用者を着座した状態で支持する椅子状態との間で形態を相互に移行可能なマット本体と、
   前記マット本体に設けられ、前記上側支持部から前記下側支持部へ向かうマット長さ方向に複数配列されると共に、それぞれマット幅方向を長手方向とする長尺状の空気袋と、を有し、
   少なくとも一部の前記空気袋は、マット幅方向の左右に分割されると共に、左右の袋部がそれぞれ独立して膨張収縮可能とされており、
   複数の前記空気袋は、マット本体の前記中央支持部、前記上側支持部及び前記下側支持部がそれぞれ負担する荷重の目標値を利用者の体重に対する割合で示す目標分担率に従って、膨張収縮する、
   睡眠用器具。
2. 複数の前記空気袋は、マット幅方向の左右に分割された前記空気袋において、右側の袋部と左側の袋部とを交互に膨張収縮可能に構成されている、請求項１に記載の睡眠用器具。
3. 複数の前記空気袋は、利用者の脊椎のカーブの形状に応じて膨張収縮される、請求項１又は請求項２に記載の睡眠用器具。
4. 複数の前記空気袋は、少なくとも前記中央支持部に設けられた前記空気袋がマット幅方向の左右に分割されており、利用者が前記中央支持部におけるマット幅方向の一方側に該利用者の身体がマット幅方向の一方側へ向いた横向きの姿勢で着座した場合に、左右の前記袋部のうち、利用者が着座した前記一方側の前記袋部が膨張される、請求項１～請求項３の何れか１項に記載の睡眠用器具。
5. 前記マット本体は、少なくとも車両幅方向の一方側に乗降口を有する車両の室内において、車両幅方向をマット幅方向とする向きで配設され、
   複数の前記空気袋は、利用者が前記乗降口に向かって前記中央支持部における車両幅方向の一方側に該利用者の身体が車両幅方向の一方側へ向いた横向きの姿勢で着座した場合に、左右の前記袋部のうち、利用者が着座した前記一方側の前記袋部を膨張させる、
   請求項４に記載の睡眠用器具。
6. 複数の前記空気袋は、全ての前記空気袋がマット幅方向の左右に分割されている、請求項１～請求項５の何れか１項に記載の睡眠用器具。