JPH0345211A

JPH0345211A - エアークッションベッド

Info

Publication number: JPH0345211A
Application number: JP17957589A
Authority: JP
Inventors: Motoyuki Nawa; 基之名和
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-07-11
Filing date: 1989-07-11
Publication date: 1991-02-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、就寝もしくは休息に用いるベツドに関するも
のである。

従来の技術従来空気圧を利用した寝具としては、実開昭６３７９９
２７号公報に示すようなものが知られている。

これは、エアーマットへの空気の流入とエアーマツ］・
からの空気の流出とを交互に繰返して、マットの形状を
変化させるものであった。

発明が解決しようとする課題しかしながら、この構成では、エアーマット全体が変形
されるため、荷重分布に対応じてクツション性を制御す
る様なことば、できなかった。

課題を解決するための手段本発明は、上記課題を解決するものであり、空気圧源、
マツトレスおよび前記マツトレスの下部に配置され流入
口と流出口を備えた複数個の空気圧ベローズよりなり、
前記流入口は、空気圧源に接続し、前記流出口は、大気
に連通ずると共に前記空気圧源からの流入を制御する流
入制御弁、流出口から大気への流出を制御する流出制御
弁を設けると共に、前記空気圧へＩコーズ内の圧力を検
出する圧力検知センサ、および前記空気圧ベローズの変
位を検出する変位量検知センサを設け、前記検知センサ
からの信号を処理する演算回路、ならびにこの回路から
の信号に応じて作動する前記流入および流出制御弁の制
御回路を設けてエアーク・７シヨンヘツドを構成したも
のである。

作用本発明は上記した構成により、マツトレス下面に配置し
た複数個の空気圧ベローズ内の圧力、および変位量を検
知して、この空気圧ベローズへの空気の流入および流出
を制御回路により個別に制御し、荷重分布に対する変位
量を可変に構成し、ヘッドとしてのクツション性を任意
に設定しろる様にしたものである。

実施例以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。

第１図において、１はエアークツションベツドである。

２は支持部であり、３は空気通路パネル、４はマットレ
スである。空気通路３とマツトレス４との間には、空気
圧ベローズ５ａ、５ｂ〜５ｙ（ただし、５ｆ〜５ｙは図
示せず。）がマトリクス状に配置されている。６は空気
圧源である。

空気圧ベローズ５ａ、５ｂ〜５ｙは同−構成ゆえ、５ａ
を例に取って説明する。第２図において、空気圧へロー
ス５ａ＋よ、樹脂ベローズ７ａが、」二板８ａと下板９
ａとに溶着された構成となっている。上板８ａには流出
口１０ａが設けられ、下板９ａには、流入口１１ａが設
けられている。

１２ａは、圧電素子で構成された流出制御弁であり、１
３ａはその支持部、１４ａ、１５ａはリード線である。

１６ａは、圧電素子で構成された流入制御弁であり、１
７ａはその支持部、１８ａ、１９ａはリード線である。

流出制御弁１２ａ、および流入制御弁１６ａは、いずれ
も非通電時には、それぞれ流出口ｌＯａ、流入口１１ａ
を閉鎖し、通電時には、開放する構成となっている。

２０ａは圧力センサである。２１ａは発光素子、２２ａ
は受光素子であり、２］ａと２２ａとで、変位量検知セ
ンサ２３ａを構成している。これらのセンサは、すべて
の空気圧ベローズ５ａ、５ｂ〜５ｙに取り付けられてい
る。

第３図において、空気通路パネル３には、開口部２４ａ
、２４ｂ〜２４ｙがマトリクス状に開口しており、これ
らはすべて、空気通路２５を介して空気圧／ｓ６の供給
ダクト２６に接続されている。また、開口部２４ａ、２
４ｂ　〜２４ｙは、空気圧ベローズ５ａ、５ｂ〜５ｙの
下板９ａ、９ｂ〜９ｙ（ただし、９ｂ〜９ｙは図示せず
。）の流入口１１ａ、１１ｂ〜１１ｙ（ただし、ｌｌｂ
〜１１ｙは図示せず。）にそれぞれ接続されている。

また、空気圧ベローズ５ａ、５ｂ〜５ｙの流出口１０ａ
、１０ｂ〜１０ｙ（ただし、ｌＯｂ〜１０ｙは図示せず
。）は、大気に開放されている。

第４図は、流出制御弁１２ａ、１．２ｂ〜１２ｙならび
に流入制御弁１６ａ、１６ｂ〜１６ｙの制御回路２７で
ある。２８は交流電源、２９は空気圧源６のモータ、３
０は、そのスイッチである。３１は整流回路、３２は平
滑コンデンサである。３３ａ、３３ｂ〜３３ｙは、それ
ぞれ流出ｆｆ１ｌｌ　ｉ’８弁１２ａ、１２ｂ　〜１２
ｙのスイッチ、３４ａ、３４ｂ〜３４ｙは、それぞれ流
入制御弁１６ａ、１６ｂ〜１６ｙのスイッチである。

第５図は空気圧ベローズ５ａ、５ｂ〜５ｙＧこ付加され
る荷重（Ｗ）と変位（ΔＸ）の関係を示すものである。

ベツドのクツション性は、この図に示される直線の傾き
、すなわち見かけの上のバネ定数（ｋｌ、ｋ２等）によ
り評価される。

第６図は、クツション性制御系をブロックダイヤグラム
的に示したものである。３５は操作信号発生部である。

３６は、空気圧ベローズ５ａ、５ｂ〜５ｙの見かけのバ
ネ定数設定部、３７はバネ定数変更部、３８は自動モー
ド選択部である。ここで言う自動モードとは、荷重分布
が変化しても、設定したバネ定数が維持される様に制御
されるモードのことを意味する。

３９はこれらの信号を参照しつつ、圧力センサ２０ａ、
および変位量検知センサ２３ａからの検出量についての
処理を行なう演算回路である。

第７図は、第６図の演算回路３９で行なわれる処理内容
を示すフローチャートである。

４０は開始命令、４１はハネ定数の設定命令である。

４２は圧力値（ｐ（ｉ））の検出命令、４３は変位量（
Δｘ（ｉ））の検出命令である。４４は変位すべき量（
Δｘ（ｉ＋１））の算出であり、４５は現在の変位量（
Δｘ（ｉ））と、新しく計算した変位すべき量（Δｘ（
＋＋１））との値の差により、その後の処理を分岐させ
る命令である。４６は流出制御弁開放命令、４７は所定
量の変位を判断する命令、４８は流出制御弁閉鎖命令で
ある。４９は流入弁制御弁開放命令、５０は所定量の変
位を判断する命令、５１は流入制御弁閉鎖命令である。

５２はバネ定数の変更に関する判断命令、５３は自動モ
ードの実行に関する判断命令、５４は停止命令である。

次に作動を述べる。

第１図は空気圧ベローズ５ａ、５ｂ〜５ｙ（ただし、５
ｆ〜５ｙは図示せず。）に空気圧源６より空気が圧送さ
れた状態を示している。この時の制御回路２７の状態は
、第４図に示すごとくであり、流出制御弁１２ａ、１２
ｂ〜１２ｙに通電するためのスイッチ３３ａ、３３ｂ〜
３３ｙ、および流入制御弁１６ａ、１．６ｂ〜１６ｙに
通電するためのスイッチ３４ａ、３４ｂ〜３４ｙは、オ
フの状態にある。したがって、空気圧ベローズ５ａ、５
ｂ〜５ｙは、その代表例として、第２図に空気圧ベロー
ズ５ａを示したごとく、内部は閉じられた状態となって
いる。これにより、空気圧ベローズ５ａ、５ｂ〜５ｙは
、マツトレス４をフラットな状態に維持している。この
ときの圧力値をｐ（０）、変位量をΔＸ（０）とする。

この初期状態において、人がマツトレス４の上に横たわ
り、空気圧ベローズ５ａに荷重が加わった場合を考える
。

第７図のフローチャートにおいて、クツション性制御の
シーケンスが、４０により開始される。クツション性の
ポイントとなる空気圧ベローズ５ａ、５ｂ〜５ｙのバネ
定数設定が４１により行なわれる。

他方、圧力検知センサ２０ａからの信号が４２によりｐ
（１）として、また変位量検知センサ２３ａからの信号
が４３により、ΔＸ（１）として取り込まれる。

いま空気圧ベローズ５ａの受圧面の面積をＡとすると、
荷重（Ｗ）は、Ｗ＝　（Ａ）ｘ　（ｐ　（１））により
算出される。ハネ定数の値として、例えば、第５図のに
１が指定されているとすると、変位すべき量は、（Δｘ
（１））＝Ｗ／ｋｌにより算出される。（この場合、空
気圧ベローズ５ａ自身が有しているバネ定数が小さい場
合を想定し、無視している。）４４の命令でこの値がΔ
Ｘ（０）と比較される。

初期状態においては、Δｘ（０）＝Ｏゆえ、（Δｘ（１
））−（Δｘ　（０）　）の値は、正となり、４６によ
り、流出制御弁が開放される。所定量の変位（Δｘｉ）
が生しると、流出制御弁は、４８により閉鎖される。こ
の動作は、その他の空気圧ベローズ５ｂ〜５ｙについて
も個別に行なわれる。

バネ定数を変化させない場合は、５２でＮｏの側に指示
が進み、なおかつ自動モードでない場合は、５３でＮＯ
の側に指示が進み、例えば、第９図の様な状態で、マツ
トレスの形状が固定される。

バネ定数を変える場合は、バネ定数変更部３７の設定に
より、５２の指示がＹＥＳの側へ向かう。新たなバネ定
数を第５図に示ずに２とすると、４１でその値が読みこ
まれる。いま、荷重は変化していないとすると、変位す
べき量は、（Δｘ（２））＝Ｗ／に２により算出される
。４５の命令で、この値が（Δｘ（１））と比較される
。

このとき（Δｘ　（２）　）　−（Δｘ（１））の値は
、負となり、４９により、流入制御弁が開放される。所
定量の変位（Δｘ（２））が生しると、流入制御弁は、
５１により閉鎖される。すなわち、バネ定数ｋｌのとき
よりも、変位量が少ない状態（クツションが硬い状態）
に設定される。

次にこの状態で、自動モード選択部３８が自動モードの
側に設定されていると、５３の判定は、ＹＥＳの側に移
行する。例えば、マツトレス４上で人が移動した場合を
考えると、荷重分布の変化が生しる。これにより、それ
ぞれの空気圧ベローズ５ａ、５ｂ〜５ｙについて、設定
されたハネ定数に応した変位量が定められ、先の場合と
同様に、この変化すべき量が現在の変位量と比較され、
このハネ定数を保つように、変位が生しるものである。

なお、人がヘッドから降りて、荷重が加わらなくなると
、変化すべき変位量は、０となり、第１図に示す、初期
状態への復帰が行なわれるものである。

以上の実施例において流入・流出制御弁として、圧電素
子を用いたものを示したが、これに限るものではなく、
通電制御により変形するものであれば良い。例えば、バ
イメタルや形状記憶合金等でも良い。

発明の効果本発明では、複数の空気圧ベローズをマトリクス状に配
置してマツトレスを支持する構成としこれら空気圧ベロ
ーズ内の圧力、および変位量を検知して、この空気圧ベ
ローズへの空気の流入および流出を制御回路により個別
に制御することにより、荷重分布に対応じてベツドとし
てのクツション性を任意に設定しうるという効果を奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すエアークンシ１ョンヘッドの垂直断面図、第２図は空気圧ベローズの垂
直断面図、第３図は空気通路パネルの平面図、第４図は
流入・流出制御弁の制御回路図、第５図は荷重と変位の
関係を示す特性図、第６図はクツション制御系を示すブ
ロックダイアダラム、第７図は演算回路のフローチャー
ト、第８図は空気圧ベローズの異なる動作状態を示す垂
直断面図、第９図はマツトレスの変形状態を示す垂直断
面図である。１・・・・・・エアークツションヘット、５ａ、５ｂ〜
５ｙ・・・・・・空気圧ベローズ、６・・・・・・空気
圧源、１０ａ、１０ｂ〜ＬＯｙ・・・・・・流出口、ｌ
ｌａ、ｌｌｂ〜Ｉｌｙ・・・・・・流入口、１２ａ、ｉ
２　ｂ　−１２ｙ　−−流出制御弁、１６ａ、１６ｂ〜
１６ｙ・・・・・・流入制御弁、２０ａ・・・・・・圧
力検知センサ、２３ａ・・・・・・変位量検知センサ、
２７・・・・・・制御回路、３９・・・・・・演算回路
。

Claims

【特許請求の範囲】

空気圧源、マットレスおよび前記マットレスの下部に配
置され流入口と流出口を備えた複数個の空気圧ベローズ
よりなり、前記流入口は、空気圧源に接続し、前記流出
口は、大気に連通すると共に前記空気圧源からの流入を
制御する流入制御弁、流出口から大気への流出を制御す
る流出制御弁を設けると共に、前記空気圧ベローズ内の
圧力を検出する圧力検知センサ、および前記空気圧ベロ
ーズの変位を検出する変位量検知センサを設け、前記検
知センサからの信号を処理する演算回路、ならびにこの
回路からの信号に応じて作動する前記流入および流出制
御弁の制御回路を設けたエアークッションベッド。