JP7493245B2 - クッション材、及びそのクッション材を有するマットレス - Google Patents

Description

本発明は、クッション材、そのクッション材を有する健康器具、マットレス、靴の中敷き、座布団、椅子の座、背中面、及び枕、並びに、クッション材に用いられる交換用の支持部材に関する。

現在、身体を快適に支持するクッション材が開発されてきている。

例えば特許文献１には、表面のクッション層に凸部を設けることで、体圧を分散する効果を狙ったクッション材が記載されている（図１等）。

特開２０１９－６３３１６号公報

ところが上記のようなクッション材では、体圧によって凸部が倒れてしまうと、支持効果が十分に発揮されない可能性があった。一方で凸部が固すぎると、快適に使用できなくなる可能性もある。

そこで本発明は、身体を快適に支持することが可能なクッション材及びその関連物の提供を目的とする。

本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下のとおりである。上記の課題を解決する本発明の一態様に係るクッション材は、
弾性素材を含んで形成され、押圧により凹む変形をするクッション材であって、第一の支持部材と、第二の支持部材と、を有し、前記第二の支持部材は、少なくとも押圧面において、前記第一の支持部材から独立しており、前記第一の支持部材の孔に嵌り込んでいる。

また、前記第二の支持部材の押圧面には、前記第二の支持部材の押圧面よりも盛り上がった上面ピンが配されていてもよい。

前記第一の支持部材、又は、前記第二の支持部材の少なくとも一方は、導電性を有していてもよい。

生体に貼り付けるための貼付テープを、さらに有していてもよい。

前記第二の支持部材の根本は、前記第一の支持部材と連結していてもよい。

前記クッション材を有する健康器具、マットレス、敷き、座布団、椅子の座、背中面、または枕、前記クッション材に用いられる交換用の前記第二の支持部材も本願発明に含まれる。

本発明によれば、身体を快適に支持することが可能なクッション材及びその関連物を提供することができる。

なお、上記以外の課題、構成および効果等は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

図１は、第一実施形態に係るクッション材１００の一例を示した上面図である。 図２（ａ）は、第一実施形態に係るクッション材１００の透視図、図２（ｂ）は、クッション材１００の断面図である。 図３（ａ）は、一体的に形成されたクッション材Ａを、押圧体（例えば人体）で押圧した場合の説明図、図３（ｂ）は、押圧面に凸部を設けたクッション材Ｂを押圧した場合の説明図、図３（ｃ）は、袋にビーズを詰めたクッション材Ｃを押圧した場合の説明図、図３（ｄ）は、低反発材で形成されたクッション材Ｄを押圧した場合の説明図である。 図４は、クッション材１００を押圧体で押圧した場合の説明図である。 図５は、クッション材１００を実際に押圧した場合の写真を示す。 図６は、六方向に展開した支柱部１０２を有するクッション材１００Ａの上面図である。 図７（ａ）および図７（ｂ）は、支柱部１０２に補助部材としてのピンを設けたクッション材１００の断面図である。 図８（ａ）板状のクッション材と組み合わせたクッション材１００Ｂの断面図であり、図８（ｄ）は、板状のクッション材と組み合わせたクッション材１００Ｃの断面図である。 図９（ａ）は、上面側に切断部１１３を設けたクッション材１００Ｄの斜視図であり、図９（ｂ）は、クッション材１００Ｄの断面図である。図９（ｃ）は、下面にも切断部１１３を設けたクッション材１００Ｅの断面図である。 図１０（ａ）は、クッション材１００Ｅに上面ピン１０６Ａを嵌め込んだ例の断面図、図１０（ｂ）は、クッション材１００Ｅにキャップ状の上面ピン１１５を嵌め込んだ断面図、図１０（ｃ）は、凸部１１６を有するクッション材１００Ｆの断面図、図１０（ｄ）は、凸部１１７を設けた上で、孔１０４に上面ピン１０６Ａを嵌め込んだクッション材１００Ｇの断面図である。 図１１（ａ）は、クッション材１００の支柱部１０２を入れ替え可能とした例の説明図であり、図１１（ｂ）は、複数の層を積層して形成された支柱部１２０Ａ～１２０Ｃの断面図であり、図１１（ｃ）は、高さが基部１１９の中ほどまでの支柱部１１８を有するクッション材１００Ｈの断面図である。 図１２（ａ）は、円柱の中心を球状に構成した支柱部１２２を有するクッション材１００Ｉの断面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ｂ）は、球状の支柱部１２２Ｂを備えるクッション材１００Ｊの断面図である。 図１３（ａ）は、球状の支柱部１２４を、基部１０１に複数詰め込んで使用するクッション材１００Ｋの断面図、図１３（ｂ）は、上下面に保護部材１２５を設け、孔１０３に蓋をしたクッション材１００Ｌの断面図である。 図１４（ａ）は、孔１０３の側面部分に貫通孔である孔１２８を別途設ける例の説明図、図１４（ｂ）は、孔１０３と支柱部１０２の間に、隙間を設ける例の説明図、図１４（ｃ）は、六角形の孔１０３と、楕円柱状の支柱部１２９を設けた例の説明図である。 図１５（ａ）は、本発明の変形例１に係るクッション材１００Ｍを利用したストレッチポール１３０の分解図、図１５（ｂ）は、ストレッチポール１３０の斜視図である。 図１６は、本発明の変形例２に係るクッション材１００Ｊの斜視図である。 図１７は、本発明の変形例３に係るクッション材１００Ｏの斜視図である。 図１８は、本発明の第二実施形態に係るクッション材２００の断面図である。 図１９は、本発明の変形例４に係るクッション材２００Ａの斜視図である。 図２０は、本発明の変形例５に係るクッション材２００Ｂの断面図である。 図２１は、本発明の変形例６に係るクッション材２００Ｃの断面図である。 図２２は、本発明の変形例７に係るクッション材２００Ｄの断面図である。 図２３は、本発明の変形例８に係るクッション材２００Ｅの断面図である。 図２４（ａ）は、切断部２２４を設けたクッション材２００Ｆの断面図であり、図２４（ｂ）は、切断部２２５を設けたクッション材２００Ｇの断面図であり、図２４（ｃ）は、切断部２２５Ａを設けたクッション材Ｈの断面図であり、図２４（ｄ）は、差込孔２３０を設けたクッション材２００Ｉの断面図である。 図２５は、電源２０８を備えたクッション材２００Ｈの断面図である。

以下、本発明の例である各実施形態について図面を用いて説明する。

＜第一実施形態＞
図１は、第一実施形態に係るクッション材１００の一例を示した斜視図、図２（ａ）は、クッション材１００の透視図、図２（ｂ）は、クッション材１００の断面図である。図示するように、クッション材１００は、第一の支持部材としての基部１０１と、第二の支持部材としての支柱部１０２と、を有するものである。第二の支持部材としての支柱部１０２は、少なくとも押圧面において、第一の支持部材としての基部１０１から切り離されて独立しており、第一の支持部材の孔に嵌り込んでいる。なお、ここではカバー１０５がクッション材１００を覆っていてもよいものとする。カバー１０５には、例えば布、皮、合皮等を使用できる。なお、「押圧面」とは、クッション材１００を凹ませる物体（押圧体）が押し付けられる面である。また、「孔」とは、貫通孔を指す場合と、非貫通孔を指す場合がある。

基部１０１には、一定の間隔で円柱状の貫通孔である孔１０３があけられており、孔１０３にはそれぞれ、孔と略同形状（ここでは、円柱形状）の支柱部１０２が嵌っている。また支柱部１０２には、円中心部に貫通孔である孔１０４が形成されていてもよい。

孔１０３と支柱部１０２は、本実施形態では円柱形状としているが、どのような形状としてもよい。しかし角を減らすことで損壊しにくくなるため、円柱形状の他にも、楕円柱形や丸角の角形としたりすることで、破断や亀裂が生じるのを防ぐことができる。なお、基部１０１や支柱部１０２は、合成樹脂等を利用した弾性体で形成されている。例えば、ポリエチレンフォームやゴムスポンジ等の単泡や半連泡構造のフォーム材、ウレタンフォーム等の連泡構造のフォーム材である。なお、両者には必ずしも全て同じ材質や性質である必要はなく、硬さや弾性の異なる別々のものであってもよい。同じものを使用する場合には、例えばトムソン加工による打ち抜き等により、まず原型材から支柱部１０２を切り出し、残り部分を基部１０１とすることで簡便に製造することができる。すなわち、支柱部１０２は、基部１０１を含む素材から切れ込みにより切断された部分である。

円柱状の支柱部１０２の大きさは、クッション材１００の用途に応じて、適宜定めることができるが、例えば、直径が１．５ｃｍ～１２ｃｍであり、長さ（クッションの厚さ）は、２ｃｍ～１２ｃｍである。特に、マットレスの場合は、直径を、２ｃｍ～１５ｃｍとし、長さ（クッションの厚さ）を、３ｃｍ～２５ｃｍとすることができる。

ここで、クッション材１００の機能を説明するために、既存のクッション材の押圧時の作用について説明する。図３（ａ）は、一体的に形成されたクッション材Ａを、押圧体Ｐ（例えば人体）で押圧した場合の説明図である。図示するように、一体的に形成されているクッション材Ａを押圧すると、クッション材Ａの上側面（押圧面）が、押圧体の中心方向に引っ張られる。すると、押圧体Ｐはこれに反発するために外側方向への応力が生じる。このような応力は、例えばクッション材Ａに利用者が座って使用する場合、臀部（押圧体Ｐ）への引っ張り感となって快適な使用を妨げる要因となってしまう。

図３（ｂ）に、このような応力を低減するために押圧面に凸部ＢＰを設けたクッション材Ｂを示す。図示するように、クッション材Ｂを押圧すると、押圧面の凸部が外側方向へ倒れるように移動する。その際、押圧体に対しても外側に引く力が働く。これにより利用者は、臀部への引っ張り感が継続した状態での使用を余儀なくされる。

ここではクッション材にカバーを設けた例や臀部にズボンなどの衣類を重ねた場合の状況を図示説明していないが、これらのカバーやズボンの様な周辺を布材などで覆った場合にも、これらがクッション材や殿部の間に大きな厚みや大きな伸縮性を持たせた時を除き、一般にはこれらの布材などは、互いの押圧により、クッション材や、臀部と密着すると考えられる。このように密着した時には、クッション材や臀部表面に直接接触するのと同等と考えられ、上記で説明した場合と大きな差異は発生しないと考える事が出来る。これらの事から、以後説明にも、布材などで覆ったケースを省略する。

図３（ｃ）は、ビーズを利用したクッション材Ｃを押圧した場合の説明図である。クッション材Ｃは、袋状のカバー内にビーズＣＢを詰め込んだ、所謂ビーズクッションである。このようなクッション材Ｃを押圧体Ｐで押圧すると、袋の中でビーズが外側へと移動して全体が横に広がり、押圧体Ｐがクッション材Ｃに深く沈み込んで固定される。また、押圧体Ｐが動くとビーズＣＢが自由に移動してその力を吸収してしまい、例えばマットレスとした場合に寝返りや身動きがとりづらく、抵抗力が少なく体勢を変えるのにかなりの力が必要となる。

図３（ｄ）は、低反発のクッション材Ｄを押圧した場合の説明図である。クッション材Ｄは、反発力が低い素材を用いた、所謂低反発クッションである。このようなクッション材Ｄを押圧体Ｐで押圧すると、押圧体Ｐはクッション材Ｄに深く沈み込む。その際、クッション材Ｄの押圧面が、押圧体Ｐの中心方向に引っ張られ、押圧体Ｐはこれに反発するために外側方向への応力が生じる。このような応力は利用者に引っ張り感を感じさせ、快適な使用を妨げる。また反発力が低いために、立ち上がったり体勢を変えたりするのに力が必要となる。

次に、本発明のクッション材１００を上記と同様に押圧する場合について説明する。図４は、第一実施形態に係るクッション材１００を押圧体Ｐで押圧した際の説明図である。図５に、２２×２２×６ｃｍのウレタンフォーム材に、直径４０ｍｍの通貫孔を設けたクッション材を、押圧体Ｐで押圧した際の写真を示す。

図４および図５に示すように、押圧体Ｐによりクッション材１００の押圧面Ｍに圧力がかかると、基部１０１と各支柱部１０２とが独立して変形するため、両者間には空隙Ｆが生じて圧を分散し、押圧体Ｐを支える。すなわち、中心部では支柱部１０２が基部１０１から独立して荷重を受け、主に下方向へと圧縮される。圧縮された支柱部１０２は、荷重を受けて中心への引き込みが生じる基部１０１が倒れ込まないよう支え、全体が中心に沈み込むのを抑制する。一方、外側部分では、押し広げられて外方向に倒れようとする支柱部１０２を、中心方向へ引っ張られる周囲の基部１０１が支えて力を相殺する。これにより、支柱部１０２の倒れ込みや、基部１０１の引き込みを防ぐことで、撓みや潰れを抑制して元の形状を維持する。さらに、支柱部１０２に孔１０４が形成されていることで、支柱部１０２内で力が分散し、破断や亀裂が生じるのを防ぐことができる。

以上、本発明の第一実施形態について説明した。本実施形態によれば、クッション材１００は、基部１０１と支柱部１０２がそれぞれ独立して荷重を受けることで、相互に支え合って一体的な変形を防ぎ、使用時に身体への負担が小さい。また、皮膚に引っ張り感のない快適な座り心地や寝心地を提供することができる。

なお、上記の実施形態は、本発明の要旨を例示することを意図し、本発明を限定するものではない。本発明の技術的思想の範囲内でさらなる様々な変形が可能である。

例えば、基部１０１に対する支柱部１０２の位置や数は上記に限らず、どのような配置としてもよい。図６は、六方向に展開した支柱部１０２を有するクッション材１００Ａの上面図である。クッション材１００Ａは例えば円形のクッションであり、円の内部に描かれた正六角形の６つの角方向に向けて支柱部１０２が並んでいる。また最も外側の支柱部１０２の間にもそれぞれ１つずつ設けられており、計１９個の支柱部１０２が等間隔に並んでいる。すなわち、基部１０１は、複数の支柱部１０２の周囲に配されており、複数の支柱部１０２の周囲に渡って連結して枠を形成しているといえる。
このような構成によれば、各支柱部１０２（孔１０３）の周囲を他の支柱部１０２（孔１０３）が等間隔に取り囲んでおり、その壁面が効率的に互いを支え合うことで変形が抑えられる。特に内側の支柱部１０２は周囲６方向を他の支柱部１０２に支えられるため、より緩衝性が高い。このような作用により、全体の変形や歪みが押えられ、長時間の利用においても身体への負担を減らすことができる。

また、支柱部１０２は、使用者の着脱を用意にし、交換可能にすることができる。弾性が劣化した支柱部１０２を基部１０１から抜きとり、新しい支柱部１０２を嵌め、交換することで、クッション材の耐久性を長く維持することができる。また、好みの硬さの支柱部１０２に交換可能とすることで、使用者の多様な好みに対応することができる。交換用の支柱部をクッション材とセットで販売しても良いし、スペアとして個別に販売しても良い。

また、ここでは示さないが、クッション材１００Ａの周囲に、例えば、ゴムやプラスチック材、布、網、フィラメント（長繊維）やステープル（短繊維）の構造物（集合した繊維が互いに溶着した構造物を含む）、金属などやそれらの組み合わせによりリング状のフレームや補強部を設けたりする事により、より丈夫にする事が出来る。

図７（ａ）および図７（ｂ）は、クッション材１００の支柱部１０２に、補助部材としてのピンを設けた例の断面図である。図示するように、支柱部１０２の有する孔１０４の上側開口（押圧面側）には上面ピン１０６Ａが、孔１０４の下側開口には下面ピン１０６Ｂが嵌め込まれている。上面ピン１０６Ａは、円形表面がなだらかに盛り上がった頭部１０８Ａと、頭部の裏面に設けられた突起である足部１０９とを有しており、当該足部１０９を孔１０４に嵌め込むことで、支柱部１０２の上面に固定される。すなわち、上面ピン１０６Ａは、支柱部１０２の押圧面側の表面の面積よりやや小さく、支柱部１０２の押圧面側の表面より盛り上がっている。また、上面ピン１０６Ａは、基部１０１
の押圧面側の表面より盛り上がっている。図７（ａ）に示す下面ピン１０６Ｂは、例えば床面に置いた時に安定するよう平らな円形の頭部１０８Ｂと、足部１０９とを有しており、当該足部１０９を下面側から孔１０４の下側開口に嵌め込むことで、支柱部１０２の下面に固定される。

このような補助部材を利用することで、支柱部１０２の強度を高め、倒れ込みを防ぐことが可能である。なお、下面ピンはそれぞれが独立していなくともよい。図７（ｂ）に示すように、複数の頭部を一体的に形成し、板状の頭部１０８Ｃに複数の足部１０９を有する下面ピン１０７を使用することも可能である。このような下面ピン１０７を利用することで、床面での安定性をさらに高めるとともに、全体が横方向へと広がるのを抑え元の形状を維持することができる。上面ピン１０６Ａ及び下面ピン１０６Ｂは、支柱部１０２や基部１０１より硬い素材で形成することができる。このようなピンの材質は、弾性体であってもよいし、プラスチック材、フィラメント（長繊維）やステープル（短繊維）の構造物（上述の溶着した構造物を含む）、金属等の比較的変形しづらい部材であってもよい。また例えば、身体が接触する押圧面側に位置する上面ピンのみを弾性体で形成し、下面ピンには硬度の高い材質を利用することもできる。また、頭部のみを弾性体で形成し、足部に硬度の高い材質を利用してもよい。

なお、クッション材１００を、他のクッション材と組み合わせて利用してもよい。図８（ａ）および図８（ｂ）は、クッション材１００を板状のクッション材と組み合わせたクッション材１００Ｂおよび１００Ｃの断面図である。図８（ａ）に示すクッション材１００Ｂは、板状クッション材１１０の上面にクッション材１００を積層して２層構造とした例であり、図８（ｂ）に示すクッション材１００Ｃは、クッション材１００で板状クッション材１１０を挟んで積層し、３層構造とした例である。
クッション材１１０は、フィラメント（長繊維）やステープル（短繊維）の構造物（上述の溶着した構造物を含む）とすることで、通気性を保つことができる。さらに、通気性を良くするために、図において縦穴や横穴を設けても良い。

また、空気や水を入れた袋状としてよりクッション性を持たせても良い。さらに、これらを組み合わせて複数の積層とすることで、クッション性を高めたり横に可動しやすくしても良い。
なお、積層したクッションは、例えば形状に合わせたカバーによってずれないようにしてもよいし、貼り合わせ等や、別途設けた固定部材によって固定しても良い。このようなクッション材１００Ｂおよびクッション材１００Ｃによれば、組み合わせによって多様な使用感のクッション材を製造できる。これにより、利用者の体調や好みにより適した製品を提供することが可能である。また、上面ピン１０６Ａはクッション材１００より硬い材料を使用することで、頭部１０８Ａを肌などへのマッサージ押圧刺激部としても良い。

図９（ａ）および図９（ｂ）に、孔１０３の代わりに切断部１１３を設けた例を示す。図９（ａ）に示すように、クッション材１００Ｄには、貫通孔である孔１０３に代えて、円筒状の切れ込みである、切断部１１３が設けられている。切断部１１３は、押圧面から基部１１１の中ほどまでの高さがあり、ここでは、基部１１１と連続した部分（図９（ｂ）の破線で囲んで示す部分）を支柱部１１２と称する。すなわち、支柱部１１２の根本は、基部１１１と連結している。なお、このような切れ込みは、弾性体を成形する際に予め切れ込みを形成してもよいし、後から基部１１１を切断することで形成してもよい。

このような構成によれば、支柱部１１２の円柱側面が基部１１１から切り離されているため、押圧面からの荷重を、隣接する基部１１１に伝えることなく受けることができる。これにより、基部１１１の倒れ込みを抑制し、形状を保つことができる。なお、図９（ｃ）に示すように、上下両側に切断部１１３を設けてもよい。これにより、利用者がどちら側の面を押圧面として使用しても、変わらずに効果を発揮できる。

なお、このような切断部を設けたクッション材においても、補助部材を設けることができる。図１０（ａ）は、クッション材１００Ｅの孔１０４に上面ピン１０６Ａを嵌め込んだ例である。また、図１０（ｂ）に示すように、キャップ形状の上面ピン１１５を利用してもよい。上面ピン１１５は、円筒状の切断部１１３に嵌め込むことが可能な足部１１４を有するキャップ形状になっており、より安定的に装着可能である。さらに、図１０（ｃ）に示すクッション材１００Ｆのように、孔１０４の周囲を盛り上げた凸部１１６を形成することで、ピンの代わりとしてもよい。また、図１０（ｄ）に示すクッション材１００Ｇのように、凸部１１６を設けた上で、孔１０４に上面ピン１０６Ａを嵌め込むこともできる。なお、本例では上面側に行くに従ってその幅が大きくなる切断部１１３が形成されており、押圧面側でより緩衝作用が大きくなるようになっている。
上面ピン１０６Ａは、クッション材以外に、ゴム、プラスチック材、フィラメント（長繊維）やステープル（短繊維）の構造物（上述の溶着した構造物を含む）、布、金属などで形成されても良い。

さらに、図１１に示すように、支柱部を入れ替えられるような構成としてもよい。図１１（ａ）に、クッション材１００の支柱部１０２を入れ替え可能に構成した場合の例を示す。図示するように、クッション材１００の孔１０３に挿し込まれている支柱部１０２は、出し入れが可能に構成されており、基部１０１から支柱部１０２を引っ張り出し、別の支柱部に入れ替えることができる。このように支柱部１０２を入れ替え可能にすることで、弾性や形状を選択して好みの使用感のクッション材を構成したり、劣化した部品を新しいものに替えたりすることができる。

なお、様々な選択ができるように、多様な支柱部を用意してもよい。ここではその一例として、図１１（ｂ）に、複数の層を積層して形成された支柱部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃを示す。各支柱部１２０Ａ～１２０Ｃの第一層は、頂部が凸状に形成されており、支柱部の上側に位置する。このような凸状の頂部は、座面やマットレス表面だけでなく、ソファー等の背もたれや肘掛け等に使用すればピンポイントに身体を押圧しマッサージ効果を提供することができる。第一層の下層には、各支柱部とも第二層が形成されている。第二層は、第一層からの圧力を受け止める役割をするため、当該第二層の材質を選択することによって、反発の強さや硬さ等を調整することができる。支柱部１２０Ｂおよび１２０Ｃには、さらに第二層の下層として第三層が形成されている。第三層は、第二層の中心部を貫いて第一層まで到達する軸としての役割と、底面で全体を支える役割を有している。このような第三層に硬度の高い材質を利用することで、強度と安定性の向上を図ることができる。また、図１１（ｃ）に示すように、高さが基部１１９の中ほどまでの支柱部１１８を独立して設け、入れ替え可能としたクッション材１００Ｈとしてもよい。

なお、支柱部は必ずしも円柱状である必要はない。支柱部は、押圧面よりも内部に、押圧面に露出している部分よりも大きい部分がある形状であってもよい。図１２（ａ）は、円柱の中心を球状に構成した支柱部１２２を備えるクッション材１００Ｉの断面図である。このような支柱部１２２を収めるため、基部１２１に構成される孔１２３も同様の形状となっている。このような構成によれば、球状部分が孔１２３の壁面に引っ掛かって支柱部１２２の上下への移動が抑制され、支柱部が孔内でずれて表面に大きな凹凸が発生するのを防ぐことができる。なお、支柱部１２２は、押圧面側の上部がなだらかに盛り上がっており、硬めの材質を利用することでマッサージ効果を兼ね備えることも可能である。

さらに、図１２（ｂ）は、球状の支柱部１２２Ｂを備えるクッション材１００Ｊの断面図である。基部１２１Ｂの孔１２６は、このような支柱部の形状に合わせて一部が開口する球状となっており、支柱部１２２Ｂの球径が孔１２６の開口よりも大きいため、孔１２６から支柱部１２２Ｂが飛び出ないようになっている。また、このような支柱部１２２Ｂは、孔１２６内で回転させることが可能であり、長期間の使用で一方向に変形してしまった場合でも、回転させて弾性が残っている方向で使用を継続することができる。また、球面の一部が孔１２６の開口から飛び出ていることで、利用者に適度な刺激を与えることも可能である。

また、複数の支柱部を組み合わせて使用してもよい。例えば、図１３（ａ）は、球状の支柱部１２２Ｃを、基部１０１に複数詰め込んで使用するクッション材１００Ｋの断面図である。なお、孔１０３の径は、支柱部１２４が飛び出したりしない程度に、球面の両側に密着し挟み込むよう形成されている。図１３（ｂ）は、上下面に保護部材１２５を設け、孔１０３に蓋をしたクッション材１００Ｌの断面図である。なお、保護部材１２５には、例えば弾性体やシート等、どのようなものを用いてもよい。また保護部材１２５には、支柱部を交換するための取り出し口を設けてもよく、保護部材１２５そのものを取り外し可能に設けてもよい。

さらに、支柱部を収める孔についても、自由に設計が可能である。例えば、図１４（ａ）に示すように、孔１０３の側面部分に、貫通孔である孔１２８を別途設けても良い。孔１２８は、孔１０３の側面と支柱部１２７の側面とに設けられた半円柱状の溝を組み合わせることで形成される。なお、ここでは孔１０３の円周において等分の位置に４箇所設ける構成としているが、どのような数、どのような配置で設けてもよい。このような貫通孔を設けることにより、孔１０３の側面と支柱部１２７の摩擦を低減し、弾性体の摩耗や破断を防ぐことができる。これは、単泡構造のフォーム材を利用する場合に特に有効である。

なお、孔１２８の円の直径は、例えば５ｍｍ～４０ｍｍ、好ましくは、１０ｍｍ～３０ｍｍである。また、クッション材の長さ（厚さ）３０ｍｍ～２５０ｍｍ、好ましくは２５ｍｍ～１８０ｍｍであることが望ましい。

図１４（ｂ）に示すように、孔１０３と支柱部１０２の間に、隙間ＣＬを設けるようにしてもよい。このような空隙ＣＬが緩衝することで、孔１０３の側面と支柱部１０２の摩擦を低減することができる。なお、空隙ＣＬの大きさは０．５ｍｍ～５ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ～３ｍｍである。

なお、孔や支柱部を他の形状（例えば六角などの多角形状や楕円）としてもよい。図１４（ｃ）に、六角形の孔１０３と、楕円柱状の支柱部１２９を設けた例を示す。本例においては、孔１０３と支柱部１２９の間には当然に空隙が生じるため、両者の側面の摩擦を低減することができる。

以上、本発明の第一実施形態に係るクッション材について説明した。本実施形態のクッション材によれば、基材から支柱部を少なくとも一部切り離すことで、全体の変形や歪みが押えられ、身体への負担を減らし快適な使い心地の製品を提供することができる。なお、本発明はクッションだけでなく、座布団、座椅子、マット、乗り物の座面、枕等、様々なものに応用できる。

＜変形例１＞
次に、本発明の第一実施形態に係る変形例および使用例について説明する。図１５（ａ）は、本発明の変形例１に係るクッション材１００Ｍを利用したストレッチポール１３０の分解図、図１５（ｂ）は、ストレッチポール１３０の斜視図である。なお、ストレッチポールとは、理学療法やストレッチ等に使用するフォームローラーの一種であり、主に身体に圧を加えるための健康器具である。

図示するように、ストレッチポール１３０は、芯材１３１と、芯材１３１の外周面に装着するクッション材１００Ｍとからなり、芯材１３１は、例えばプラスチック材、フィラメント（長繊維）やステープル（短繊維）の構造物（上述の溶着した構造物を含む）、や金属等からなる円筒状の部材である。クッション材１００Ｍは、二つの半円柱状の基部１３２からなり、二分割したものを芯材１３１の周面に貼り付けてなる。基部１３２の表面には、複数の角丸四角形の切断部１３３が形成されている。このような構成により、利用者はストレッチポール１３０を身体に押し付けた際に、引っ張り感を感じにくく、快適な使用感で身体に圧を加えることができる。なお、クッション材１００Ｍは、本例では二分割したものを芯材１３１の周面に貼り付ける構成であるが、分割せずに円筒状に形成し芯材１３１を差し込んでもよく、また更に細かく分割して貼り付けてもよい。

なお、クッション材１００Ｍを帯状に形成し、丸めて芯材１３１の外周面に巻き付けてもよい。また例えば、細い帯状に形成して斜め方向に巻き付けることも可能である。また、切断部１３３以外にも、支柱部を設けて同様の効果を得るようにしてもよい。さらに、カバーを装着することも可能である。

＜変形例２＞
図１６は、本発明の変形例２に係るクッション材１００Ｎの斜視図である。クッション材１００Ｎは、略球形をした器具であり、理学療法やストレッチ等に用いられる健康器具、所謂ストレッチボールである。クッション材１００Ｎは、五角形平面と六角形平面を組み合わせて球状とした、サッカーボール様の形状となっている。また、五角形平面と六角形平面には様々な形状の切断部や孔が形成されている。図示するように、平面内に二重に切断部１３４を設けたり、切断部１３４内の様々な位置に孔１３５を設けたりすることができる。また、切断部や孔を設けない面を作ってもよい。このように、孔や切断部の形状や組み合わせは、使用感やデザイン性を考慮しながら自由に設計することができる。このような構成により、利用者は使用面を選ぶことで多様な使用感を得ることができる。

なお、平面を組み合わせずに全体を完全な球状としてもよい。さらに、球内部に芯材を設けて、弾性力の有無や強弱を調整することで、利用者の好みの硬さや弾力を提供することができる。さらに、カバーを装着することも可能である。

＜変形例３＞
図１７は、本発明の変形例３に係るクッション材１００Ｏの斜視図である。図示するように、クッション材１００Ｏは一般的なベッドマットレスであり、長方体の基部１０１と、支柱部１０２と、基部１０１および支柱部１０２を支える基礎および枠として機能するフレーム２１０を有している。なお、ここでは３分割された部材を組み合わせてクッション材１００Ｏを形成する例を示しているが、一体型に形成してもよく、折りたたみ可能としても良い。

さらに、このようなクッション材１００Ｏにアロマを含ませてリラックス効果を持たせたり、石やセラミック、炭等を内蔵して遠赤外線効果を持たせることもできる。

＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について説明する。以下、上述の実施形態と同様の構成を有するものについては同様の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図１８は、本発明の第二実施形態に係るクッション材２００の断面図である。図示するように、クッション材２００は、上述のクッション材１００Ｏと同様の形状をしたベッドマットレスであり、長方体の基部２０１と、基部２０１の底面一面に設けられている導電層２０５と、基部２０１の孔２０３に嵌め込まれた支柱部２０２と、基部２０１を支えるフレーム２１０を有している。また、基部２０１には、換気のための空気穴として、通気孔２０４が設けられている。また、通気穴は図上において縦方向になっているが、横方向や横方向と縦方向を組み合わせても良い。

支柱部２０２は、押圧面が盛り上がった円柱形状の部材であり、基部２０１に開けられた貫通孔である孔２０３に嵌め込まれている。また支柱部２０２は、導電性ゴムや導電性スポンジ、例えば導電性ポリエチレン樹脂発泡体等の、導電性を有する弾性材からなる。なお、先端に別途、導電性の上面ピンを設けてもよい。

導電層２０５は、支柱部２０２と同様に、導電性スポンジや電線や網線、電極箔等の導電性を有する素材から形成されており、両者は常に接触し電気的に接続されている。また導電層２０５は配線２０６によって大地アースされている。アースは、例えば予め設けられた三口のアースコンセントや、ネジ式コンセントにアースコードを繋いで行うことができる。

ここで、このようなクッション材２００の作用について説明する。現在、生体に蓄積された静電気が、身体に様々な影響を及ぼすことが知られ
ている。特に近年は電化製品の増加により、暴露する電磁波が増加して静電気が帯電し易い環境となっている。そこで本実施形態のクッション材２００によれば、利用者がマットレスに横たわって支柱部２０２に接触すると、帯電した静電気が支柱部２０２から導電層２０５、配線２０６を介してアースへと放電され、生体の電位を下げるとともに、帯電を防ぐことができる。さらに、導電層２０５が電磁波を吸収、反射、防御する事で電磁波の暴露量を減少する事が出来る。
また、ここでは、導電層２０５を設けたが、フレーム２１０を、例えば、導電性スポンジなどで構成し導電層２０５としても良い。さらに、フレーム２１０をアースしても良い。
また、ここでは図示していないが、支柱部２０２の上部に、金属などの上面ピンを設けることでし、押圧刺激を高めるとともに導通を強化ことができる。

以上、本発明の第二実施形態について説明した。本実施形態によれば、クッション材２００は、支柱部１０２に導電性を持たせてアースすることで、睡眠時に自然に身体から放電させて健康的な生活をサポートすることができる。

次に、本発明の第二実施形態に係る変形例について説明する。

＜変形例４＞
図１９に、第二実施形態の変形例４に係るクッション材２００Ａの斜視図を示す。図示するように、クッション材２００Ａは、電源からの電流を生体に流すことが可能なクッション材である。クッション材２００Ａでは、各支柱部２０２に接する一定の範囲ごとに導電層２０５が区切られており、各区画が短絡しないよう、各区画の周囲は絶縁体からなるスペーサー２０７に囲まれている。スペーサー２０７によって区切られた各区画の導電層２０５は、それぞれが配線２０６によって電源２０８の正極または負極に接続されている。なお、配線は必ずしもこの限りではなく、使用時に正負各電極に繋がる支柱部２０２が少なくとも一つの正負極が対で同時に生体に接触する構成であれば、どのようなものであってもよい。

また、電源供給は、支柱部２０２に対し個別に供給しても、複数の支柱部２０２からなるグループごとに供給しても良い。また、複数の支柱部２０２に対する電源供給の順番を、支柱部２０２の配置に対して円を描く順番にしたり、直線を描く順番にしたり、ランダムに変化する順番にしたり、これらの順番で電流強度を徐々に変化したりすることで、生体に与える電気刺激を回転するように変化させたり、直線状に変化させたり、ランダムに変化させたり、それらの電流強度を徐々に変化させたりして、例えば撫でる様な刺激を与えることができる。また、構造は、例えば、スペーサー２０７と導電層２０５の下にさらに導電層を設け、配線板を巡らしても良い。また、支柱部２０２の縦列や横列ごと等にグループにわけて区画とし、各グループごとに配線して電源２０８に接続することも可能である。

電源２０８は例えば、電流を発生させる電池や当該電池と接続される回路、またはコンセントから電源を供給可能な回路である。なお、電池は二次電池や太陽電池であってもよい。また、配線２０６を一時切断するためのスイッチを設けても良い。これにより、使用時に過剰に電流が流れるのを防止できる。また、電流量を制御する電流制限ダイオードや抵抗などを設けても良い。さらに、電流制限ダイオードや抵抗などによって電流量を制御する場合、それらを設けた制御回路を接続することで、電流量を制御できる。
さらに、マットレスとした場合、例えば、頭部、肩部、背中部、腰部、足部の様にブロック別に分けて、各ブロック部材が上述の基部および複数の支柱部を備え、ブロック単位でマットレス本体にはめ込む仕組みとし、回路を設けたブロック部材と回路を設けていないブロック部材を選択できる構成としても良い。

またその波形は、低周波である基底波の上端にパルス波を重畳させたものであってもよい。波形は、波形の周期における立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一部が、緩慢に立ち上がる又は立ち下がるものであってもよい。パルス波の振幅が周期的に変動し、その振幅の変動周期が基底波の周期より大きいまたは小さくてもよい。

また、電流に音声や音楽、およびその倍音を用いても良い。これにより、さらに生体を活性化させ、高いマッサージやリラックス効果を得ることができると考えられる。また、音声や音楽をスピーカーから出力し、同期をとって、電流としても良い。さらに、タイミングを少しずらすことで、スピーカーからの空気振動が体内に浸透する感覚を与えることもできる。さらには、例えばスピーカー音が音楽、電流を音声として同期するなどの操作を組み合わせても良い。

例えば、１／ｆゆらぎや、愛の周波数と呼ばれている５２８Hz音楽などがある。また、波長によってδ波(0.5～3Hz)、θ波(4～7Hz)、α波(8～13Hz)、β波(14～30Hz)に分類され、δ波は深い睡眠時、θ波はまどろみ時、α波は安静時、β波は覚醒・興奮時に主に出現するといわれている。リラックスした状態のときは、α波が優位になるといわれている。これらの状態に導くために、波長をコントロールする制御装置を設けても良い。また、さらに、寝返りや呼吸、脈拍などを計測し睡眠状態を予測し、睡眠時間などから現状の状態を継続や変化の必要性を推測し、睡眠状態を誘導するように波長や電流、音声強度をコントロールしても良い。

このようなクッション材２００Ａによれば、利用者がクッション材２００Ａの上に横たわり、正極または負極と接続された支柱部２０２の両方が、同時に皮膚に接触すると、電源２０８の正極からの電流が、接続された区画の導電層２０５と支柱部２０２を介して生体へと流れ込む。その後、電流は負極に接続された区画の支柱部２０２と導電層２０５を介して、電源２０８の負極へと向かう。これにより、クッション材２００Ａの使用時に電流が生体へと流れ、生体活動を活性化させることができる。このような電気刺激では、身体の細胞組織のイオン配列を調整したり、交感神経を刺激することによって身体の調子を整えたり、病気の治癒や予防をしたりする効果が期待できる。なお、就寝時に導電性素材からなる服を着ることで、全身に電流を受けることができる。
また、例えばパルス波は直接肌に触れなくとも、電磁波として体に刺激を与えることができる。

＜変形例５＞
次に、電位差のある補助部材を利用することで、生体に微弱電流を流すことが可能なクッション材２００Ｂについて説明する。図２０は、第二実施形態の変形例５に係るクッション材２００Ｂの断面図である。図示するように、クッション材２００Ｂは、支柱部２０９の押圧面側に、電極ピンが挿し込まれ固定されている。なお、電極ピンの足部２１１Ｐの先端は、支柱部２０９からの抜け落ち防止のために膨らんだアンカー状になっている。

電極ピンは、互いに異なる金属で形成された、第一電極ピン２１１と、第二電極ピン２１２とからなる。具体的に、第一電極ピン２１１には、第二電極ピン２１２で選択された金属よりもイオン化傾向が小さい金属、例えば、金、白金、銀または銅などが用いられ、第二電極ピン２１２には、第一電極ピン２１１で選択された金属よりもイオン化傾向が大きい素材、例えば、亜鉛、チタン、アルミニウム、タングステン、ステンレス、銀または銅などが用いられる。なお、電極ピンとして利用できる物質は、金属に限られない。電位差（イオン化傾向）の違いを利用して、生体内に微弱電流を発生させることができる組合せであればどのようなものを用いてもよい。例えば異種金属に限らず、導電性高分子、導電性酸化物などを組み合わせてもよい。また、半導体と呼ばれるものであってもよい。

さらに、第一電極ピン２１１と第二電極ピン２１２とは、支柱部２０９と導電層２０５を介して、相互に電気的に接続されている。接続方法はこれに限らず、例えば配線等で接続してもよい。また、本実施形態においては、ベッドマットレスの横方向に並ぶ列をひとつのグループとして同種の電極ピンが配置されており、列毎に第一電極ピン２１１と第二電極ピン２１２とが交互に並ぶ構成である。しかしながらこれに限らず、電気的に接続された両電極ピンが、同時に皮膚にあたる位置に存在すれば、どのような配置であってもよい。

このようなクッション材２００Ｂは、第一電極ピン２１１と第二電極ピン２１２とが電位差を有しているため、肌に当たると両電極と肌との間で電気的閉回路を形成して生体内に微弱電流を流すことができる。具体的には、第一電極ピン２１１と第二電極ピン２１２が接触した身体の一部が電池における電解質の役割を果たし、負極として機能する一方の電極ブラシ（ここでは、第二電極ピン２１２とする）から正イオンが電離し、電子が正極として機能するもう一方の電極ピン（ここでは、第一電極ピン２１１とする）に移動し、両電極ピンに電位差が生じる。この電位差により、生体内には微弱電流が流れる。微弱電流は、皮膚面の状況、外部環境（温度や湿度など）あるいは押圧強度などによって異なるが、例えば０．１μＡ～５０μＡであり、好ましくは０．３μＡ～２０μＡである。また、両極間に発生する電圧は、例えば１００ｍＶ～３Ｖであり、好ましくは２００ｍＶ～２．６Ｖである。

このようなクッション材２００Ｂによれば、微弱電流が皮膚の表面の組織を損傷させずに皮膚の真皮層に入り、身体の細胞組織のイオン配列を整える。また、交感神経を刺激することによって身体の調子を整えたり、病気の治癒や予防したりする効果が期待できる。さらに、金属材料の抗菌・抗ウイルス作用により、皮膚を健康に保つことができる。

＜変形例６＞
図２１は、第二実施形態の変形例６に係るクッション材２００Ｃの断面図である。クッション材２００Ｃは、例えば靴の中敷き等に使用する薄手の弾性体である。図示するように、クッション材２００Ｃは、基部２１７に形成される孔２１６に嵌め込むことが可能な導電性の支柱部２１５を有する。なお、孔２１６は，ここでは基部２１７を貫通しないものとする。

支柱部２１５には、少なくとも１つずつの第一電極ピン２１１と第二電極ピン２１２とが、離れた位置に挿し込んで固定されている。なお、第一電極ピン２１１と第二電極ピン２１２との間には、両ピンが接触して短絡するのを防止するための溝２１４が形成されている。なお、溝部分に絶縁体からなる部材を設けてもよい。

このようなクッション材２００Ｃによれば、靴底に使用した際に、足裏等が両電極ピンに接触することで、生体内に微弱電流を流すことができる。なお、裸足で利用したり、導電性の素材を用いた靴下を利用したりすることで、より効果が高まる。また、必ずしも靴底に使用する必要はなく、例えば靴下や手袋、レーシングパンツのクッションとして利用したり、ポケット、下着、手袋等の内部に入れて身に付けることも可能である。

＜変形例７＞
図２２は、第二実施形態の変形例７に係るクッション材２００Ｄの断面図である。クッション材２００Ｄは、例えば首や腕、胴体、足等に巻くためのバンド状の弾性体である。図示するように、クッション材２００Ｄは，バンド状の基部２１８に設けられた孔２１９に嵌め込むことが可能な導電性の支柱部２２０を有する。また、支柱部２２０には貫通孔である差込孔２２１Ａが少なくとも２つ設けられており、基部２１８にも、孔２１９の底面から基部２１８の底面を貫通する差込孔２２１Ｂが設けられている。支柱部２２０を孔２１９に嵌め込むと、これら差込孔２２１Ａおよび差込孔２２１Ｂの開口がぴったり合うように構成されており、両孔を貫くようにして第一電極ピン２１１と第二電極ピン２１２を固定することができる。なお、１つの支柱部２２０に対し、第一電極ピン２１１と第二電極ピン２１２とが少なくとも１つずつ設けられている。

このようなクッション材２００Ｄによれば、バンドを身体に巻いて使用した際、身体が両電極ピンに接触することで、生体内に微弱電流を流すことができる。なお、利用法としては、例えば時計のバンドや、ブレスレット、ネックレス、ベルト、コルセット、アンクレット等、身体に巻き付ける様々なものに応用できる。

＜変形例８＞
図２３は、第二実施形態の変形例８にかかるクッション材２００Ｅの断面図である。図示するようにクッション材２００Ｅは、上記のクッション材２００Ｄの支柱部２２０が少なくとも１つ含まれる一片であり、これを貼付テープ２２２で身体に貼り付けて使用するものである。

このようなクッション材２００Ｅによれば、貼付テープで身体のあらゆる位置に貼り付けることができ、生体内に微弱電流を流す押圧器具として使用することができる。

なお、図２４（ａ）に示すように、支柱部２２０に代わり、切断部２２４を設けた基部２２３を使用してもよい。図示するように、身体の曲面に貼付テープ２２２を貼付した場合、クッション材２００Ｆは肌に押し付けられて曲がろうとするが、切断部２２４が屈曲方向への力を緩衝することで、基部２２３が過度に折れ曲がるのを防ぐことができる。これにより、両電極ピンが接触しづらくなり短絡が防止されるとともに、利用者は突っ張り感なく快適な使用が可能となる。また、クッション材を使用することで、軽量な押圧器具とすることができるとともに、収縮性があるため肌に密着させやすい。これらにより、例えば、器具貼り付けテープにて貼り付ける時において、筋肉などの伸び縮み時の肌の収縮による器具貼り付けテープのテンション増強から、肌に刺激が発生し肌障害を起こすことを防止できる。

さらに、図２４（ｂ）～図２５（ｄ）に示すようなクッション材を設けてもよい。図２４（ｂ）に示すクッション材２００Ｇは、電極ピンの差込孔２２６と、基部２２７を縦方向に貫通する切断部２２５を設けた例である。なお、切断部２２５は基部２２７を完全に切り離すものではなく、図示しない部分で基部２２７は連続しているものとする。また、図２４（ｃ）に示すように、基部２２８の途中部分までの切断部２２５Ａを設けたクッション材２００Ｈとしてもよいし、図２４（ｄ）に示すように、基部２２９に電極ピンの頭部２３１が収まる大きさの差込孔２３０を設け、電極ピンの出っ張り部分を下げたクッション材２００Ｉとしてもよい。電極ピンの頭部２３１を差込孔２３０に収めることで、短絡防止効果がさらに高まる。

また、図２５に示すように、電極ピン２３２に電流を流す電源２０８を備えたクッション材２００Ｇとしてもよい。なお、電極ピン２３２は印加を前提としているため別素材を使用する必要はなく、基部２２３の内部には、各電極ピン２３２に接続される電源２０８が設けられている。なお、電源２０８と電極ピン２３２との接続には、例えば金属箔や金属筒等の通電部材２３３を用いるとよい。互いが接触するように通電部材２３３で足部２３４の周囲を囲み、通電部材２３３に電源２０８を接続することで、足部２３４が大きく動いた場合でも接続が途切れるのを防止することができる。このようなクッション材２００Ｇは、簡単な電気治療だけでなく、ＥＭＳ等の救命器具に用いることも可能である。

以上、本発明に係る生体電気刺激具について説明したが、これらは本発明の一例に過ぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明には、上記の各実施形態や変形例を組み合わせた形態や、さらに様々な変形例が含まれる。特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

１００,２００・・・クッション材、１０１,２０１・・・基部、１０２,２０２・・・支柱部、１０３,１０４，２０３・・・孔、１０５・・・カバー、１０６Ａ・・・上面ピン、１０６Ｂ,１０７・・・下面ピン、１１０・・・板状クッション材、１１３・・・切断部、１３０・・・ストレッチポール、２０４・・・通気孔、２０５・・・導電層、２０６・・・配線、２０７・・・スペーサー、２０８・・・電源、２１０・・・フレーム、２１１・・・第一電極ピン、２１２・・・第二電極ピン、２２２・・・貼付テープ。

Claims (2)

1. 弾性素材を含んで形成され、押圧により凹む変形をするクッション材であって、
   第一の支持部材と、第二の支持部材と、を有し、
   前記第二の支持部材は、少なくとも押圧面において、前記第一の支持部材から独立しており、前記第一の支持部材の孔に嵌り込んでおり、
   前記第一の支持部材と前記第二の支持部材は、同質の部材であって、同じ原型材から構成され、同等の厚さを有し、
   前記第二の支持部材は、間に前記第一の支持部材を挟むようにして複数並び、そのうちの一の内側の前記第二の支持部材に対する略同大の周囲の８つの前記第二の支持部材が、隣同士の間隔が、自身の幅より小さくなるように形成されている
   ことを特徴とするクッション材。
2. 請求項１に記載のクッション材を有するマットレス。

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