JPH049111A - エアマットシステム - Google Patents

エアマットシステム

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JPH049111A
JPH049111A JP11435990A JP11435990A JPH049111A JP H049111 A JPH049111 A JP H049111A JP 11435990 A JP11435990 A JP 11435990A JP 11435990 A JP11435990 A JP 11435990A JP H049111 A JPH049111 A JP H049111A
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air pressure
pressure
air
mat
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JP11435990A
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English (en)
Inventor
Kaoru Yamashita
馨 山下
Takanobu Nishiyama
西山 隆宣
Takayuki Ikeda
孝之 池田
Masanori Koyamoto
政則 小屋本
Koji Hori
浩二 堀
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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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] 本発明は空気を充填することで弾性を持たせるエアマッ
トの空気圧を自動制御するためのエアマットシステムに
関するものである。
[従来の技術] 従来エアマットとしては実開平1−152558号に見
られるように単にマット本体内に加圧空気を充填するも
のがあったが、使用者が所望する空気圧を自動的に設定
することができなかった。
そのため本発明者らは加圧用のエアポンプや、排気減圧
する電磁弁、更にマット本体内の空気圧を検出するため
の圧力センサを備えるとともに空気圧を設定するための
設定操作手段を備え、設定操作手段によって設定した空
気圧が保持されるように圧力センサの検出空気圧と設定
空気圧に基づいた閾値とを比較しながら自動的にエアポ
ンプや電磁弁を制御するエアマットシステムを既に提案
している。
[発明が解決しようとする課題] しかしながらこのエアマットシステムでは、定幅の閾値
を設定していたとしても、マット本体の上で飛び跳ねた
り、腰掛けたりするような一過性であっても大きな圧力
変動があれば、圧力調整が行われるなめ、減圧、加圧に
伴う駆動音が不必要に発生し、静粛さを求める寝室にお
いて騒音となるという問題があった。
本発明は上述の問題点に鑑みて為されたもので、その目
的とするところは一過性の圧力変動に対しては圧力調整
を行わず、不必要な駆動音の発生を防いだエアマットシ
ステムを提供するにある。
[課題を解決するための手段] 本発明は上記の目的を達成するために、マット本体と、
マット本体内に加圧空気を送る加圧手段と、マット本体
内の空気を排気減圧する減圧手段と、マット本体内の空
気圧を検出する圧力センサと、マット本体内の空気圧を
設定操作する設定操作手段と、該設定操作手段による操
作に応じて加圧手段若しくは減圧手段を制御してマット
本体内の空気圧を調整し、操作停止後はその操作停止時
点の空気圧を設定空気圧として記憶し、この記憶後肢設
定空気圧に基づいて設定される閾値と上記圧力センサの
検出空気圧とを一定周期で比較し、連続して一定回数以
上検出空気圧が閾値を越えると上記加圧手段若しくは減
圧手段を制御してマット内の空気圧を調整する制御手段
とを備えたものである。
[作用] 而して本発明は、圧力センサによる検出空気圧と、設定
空気圧に基づいた閾値との比較を一定周期で行い且つ検
出空気圧が閾値を越えるのが連続して一定回数以上検出
された場合のみ減圧若しくは加圧制御を行うものである
ため、マット本体に腰掛けたり、マット本体上で飛び跳
ねたりした場合に生じる一過性の圧力変動では減圧若し
くは加圧制御を行わず、そのため必要以上の駆動音の発
生が無くなり、寝室の静粛さを保つことができることに
なる。
[実施例] 以下本発明を実施例により説明する。
第1図〜第2図は本発明のエアマットシステムをベット
に使用した実施例を示しており、システノ、としてはマ
ット本体1と、空気圧制御装置2とから構成され、空気
圧制御装置2はベット基台3内に内蔵され、マット本体
1はベット基台3に設置されるもので、寝る人の肩部値
、腰部値、脚部値に夫々対応する3つのエアチューブ4
a〜4Cを、上下開口面がウレタン製の板5.6で被蔽
されるチップモールドウレタン製枠8内に収納並設する
とともに、キルテイング製カバー7をかぶせたものとし
て形成されたもので、枠5内には夫々のエアチューブ4
a〜4Cに接続する空気流通管14a〜14cを配管し
である。
第3図は実施例の流体回路を示しており、空気圧制御装
置2にはエアポンプ9と、このエアポンプ9と各エアチ
ューブ4a〜4Cとを接続する空気流通路に挿入された
電磁弁1.0 a〜10cと、排気用電磁弁11と、エ
アポンプ9に付設されるエアフィルタ12と、排気用電
磁弁11に付設される消音器1−3と、電磁弁10 a
〜10cに夫々対応し、エアチューブ4a〜4Cと電磁
弁10a〜10cとを接続する空気流通路内の圧力を検
出して対応するエアチューブ4a〜4C内の空気圧力検
出を行う圧力センサ]、 5 a〜15cとを備え、上
記空気流通管14a〜14cの一端に夫々設けたコネク
タ16a〜16cに対して上記電磁弁10a〜10cか
らの空気流通管17a〜1.7 cの端部に夫々設けて
いるコネクタ18a〜18cを着脱自在に接続するよう
になっている。
第4図は実施例の空気圧制御装置2の基本的な概略回路
構成図を示しており、各エアチューブ4a〜4c内の空
気圧を各別に設定するための設定操作手段及び各設定空
気圧P0の所属範囲を表示する表示手段とを備えた手元
操作部19と、この手元操作部1つの設定操作手段によ
る設定操作中においては電磁弁10a〜10c、11、
エアポンプ9を制御するめの制御信号を出力して圧力調
整を行うとともに圧力センサ15a〜15cの検出空気
圧P、に対応するように手元操作部19の表示手段の表
示を制御し、設定繰作停止時には停止時点の圧力センサ
15a〜15cの検出空気圧P、を設定空気圧P。とじ
て記憶してその後該設定空気圧P0に基づく閾値と、圧
力センサ15a〜15cの検出空気圧P1とを比較して
その差を検出し、その差に基づいて電磁弁10a〜10
C111、エアポンプ9を制御するめの制御信号を出力
するとともに、手元操作部19の表示手段の表示を上記
設定空気圧P0に基づいて制御する制御部20と、制御
部20からの制御信号を受けて電磁弁10a〜10c、
11、エアポンプ9を駆動する駆動部21と、制御部2
0からの大切信号に基づいて各部に電源供給を行う電源
部22とから構成される。
手元操作部19は操作手段として、各エアチューブ4a
〜4Cに対応して設定空気圧P0をアップ/ダウンさせ
るための加圧用押釦23a、〜23C+、減圧用押釦2
3 a2〜23 C2を設け、また表示手段として、空
気圧の設定可能な範囲を5つのグループに分けて設定空
気圧P0又は検出空気圧P、がいずれの範囲に属するか
を表示する5個の表示素子L1〜L5を夫々のエアチュ
ーブ4a〜4bに対応するようにして加圧用押釦23a
1〜23c、と減圧用押釦23a2〜23c2との間に
設けており、各押釦22a+、22a2〜22c、22
C2の操作信号は制御部20へ、また制御部20からの
表示信号は手元操作部19ヘケーブル24を通じて夫々
送出されるようになっている。
また手元操作部19にはメイン電源の大切を指令するた
めの操作釦26と、電源の大切状態を表示するための表
示素子L0とを設けており、上記と同様に操作信号及び
表示信号はケーブル24を通じて制御部20の間で授受
される。25は手元操作部19と制御部20との間を接
続するためのコネクタである。
制御部20は実際には1チツプのマイクロコンピュータ
から構成されており、その機能的な回路ブロックは第5
図に示すように各圧力センサ15a〜15cからの検出
空気圧P、に対応したアナログ電気信号をデジタル信号
に変換するA/D変換器27a〜27cと、手元操作部
19の上記押釦23a+、23a2〜23c+、23c
zや操作釦26の操作信号を取り込む操作信号入力部2
8と、信号処理部34と、信号処理部34により作成さ
れた制御信号を外部へ送り出す制御信号出力部35と、
信号処理部34により作成された表示信号を外部へ送り
出す表示信号出力部36と、後述の不感幅データや、信
号処理部34の演算、制御動作のプログラムを格納した
ROMのようなメモリ37と、設定空気圧データ等の読
み書きに使用するRAMのようなメモリ29とを備えて
いる。
信号処理部34は操作釦26の操作に応じて電源部22
の制御信号を作成したり、押釦23al。
23a、〜23C+、23C2の操作に応じてエアポン
プ9、電磁弁10a〜10b、1.1を制御する制御信
号を作成する操作制御信号作成機能33と、上記押釦2
3a++ 23a2〜23c+、23c2の操作停止時
点でそのときの圧力センサ15a〜15cの空気圧P1
値を設定空気圧P0として夫々のエアチューブ4a〜4
Cに対応したメモリ29の格納エリアに書き込んだり、
電源部22の大切状態をメモリ29に書き込むメモリ制
御機能30と、設定終了後において、メモリ29に書き
込まれた設定空気圧P0に基づく閾値とA/D変換器2
6a〜26cで変換された検出空気圧Pとを比較してそ
の差に基づいてエアポンプ9、電磁弁10a〜10b、
11を制御する制御信号を作成する制御信号作成機能3
1と、電源部22の入切に応じた表示信号、設定空気圧
P0や検出空気圧P1に応じた表示信号等の表示信号を
作成する表示制御機能32とを備えたものである。
次に本発明のエアマットシステム全体の動作を説明する
まず初めての使用に当たり、電源コンセントに電源部2
2のプラグを挿入していない電源ダウン状態ではRAM
のようなメモリ29には設定空気圧データが格納されて
いない。ここでプラグを電源コンセントに差し込むと、
電源部22を通じて制御部20に通電が為されて、制御
部2oは各部をリセットして初期状態に設定する。
この状態では表示信号が手元操作部1つに信号処理部3
4の表示制御機能部32がら送出されないため、表示素
子L0及び各り、〜■−9が消灯状態にある。
ここで手元操作部19の操作釦26が操作されると、そ
の操作信号を制御部20の操作信号入力回路27が取り
込み、電源入のデータをメモリ29に書き込む、この状
態では表示制御機能32から表示素子L0を点灯させる
表示信号を手元操作部19へ送出し、表示素子L0の点
灯で電源入を表示し、待機状態となる。尚この状態では
各電磁弁10a〜10c及び11は閉成状態となってい
る。
エアマット1の各エアチューブ4a〜4c内の圧力は無
圧状態であるため使用者は各加圧側の押釦23a、〜2
3cIを操作して加圧操作信号を制御部20に与える必
要がある。
まず例えば押釦23a、が操作されると、第6図に示す
手動操作ルーチンに基づいて制御部20が動作を開始し
て、押された押[23,が加圧用か減圧用かの判定を行
ない、加圧用と判定した制御部20では操作制御信号作
成機能33の働きに基づいてエアポンプ9の制御信号及
び電磁弁10aを開成させる制御信号、つまり加圧手段
を駆動する制御信号を駆動部21に与え、駆動部21を
通じてエアポンプ9の運転を開始すると同時に電磁弁1
0aを開成させる。従ってエアチューブ4a内には加圧
空気が送り込まれることになり、エアチューブ4aの内
圧が上がる。
このエアチューブ4a内圧は圧力センサ1.5aにより
連続的に検出され、その検出空気圧P、に基づいて制御
部20の表示制御機能32はエアーチューブ4aに対応
した設けである表示素子L〜Lsの表示信号を手元操作
部18へ送って検出空気圧P、の所属範囲を点灯表示さ
せる。使用者はこの表示と、マット本体1上に身体を乗
せた状態における実感とで所望の空気圧となるまで加圧
を行う。
ここで表示素子L+〜L、の表示はり、の表示で、5〜
20 g/cm2を、またり、、L、の表示で21g/
c−2〜35 H/am”を、L + 〜L sの表示
で36g/cII2〜50 g/as2を、L、〜L、
の表示で51 g/ces2〜70g/c112を、L
l〜Lgの表示で71 g/cm2〜120=11− g/c112を夫々示しており、上記のように圧力セン
サ15aの検出空気圧P、に基づいて制御部20は順次
表示素子り、〜L、を点灯させるのである。
この範囲設定の幅は均等に割り当てておらず、人が感じ
る柔らかさとして等間隔となるように設定しである。
さて所望の空気圧が得られ、押釦23a1の押操作が解
除されると、制御部20の操作制御信号作成機能33が
働いてエアポンプ9の制御信号の出力を止め、エアポン
プ9の運転を停止させ、同時に電磁弁10aの駆動を停
止して閉成させ、エアチューブ4a内の空気圧を保持さ
せる。同時に圧力センサ15aの検出空気圧PIを設定
空気圧P0として制御部20ではメモリ29の対応する
エリアに書き込み記憶する。
また上記の空気圧が大きくて硬すぎると感じた場合には
減圧用の押釦23a2を操作すれば良く、この場合制御
部20は押釦23a2の操作に応じて減圧手段として電
磁弁10aと11の制御信号を駆動部21へ送って、電
磁弁10a、11を開成させ、この開成によりエアチュ
ーブ4a内の空気を排気して減圧する。またこの減圧に
応じて表示素子り、〜L、の消灯制御を行い、またメモ
リ29に記憶している設定空気圧P0のデータを押釦2
3a2の押操作解除時にその時点の空気圧に書き換える
。このようにして順次各エアチューブ4a〜4cの空気
圧を肩部位、腰部位1脚部位に対応して所望の硬さとな
るように設定し、夫々の検出空気圧P、を設定空気圧力
Poとして記憶する。
このようにして所望の硬さとなるように各エアチューブ
4a〜4cの空気圧を設定した後は圧力自動調整ルーチ
ンに制御が移行する。
次にこの圧力自動調整ルーチンの動作について第7図の
フローチャトに基づいて説明する。
まず制御部20ではメモリ29に記憶している設定空気
圧P。が上述の5つの範囲(レベル1(=1〜n))に
属するがを判定するとともに、検出空気圧P、を一定時
間(実施例では20分)毎にサンプリングして、メモリ
29に記憶している設定空気圧P。と比較して、その圧
力差を求め、予め設定してROM30に記憶している閾
値たる不感幅ΔPi内にあるのどうかの判定を行い21
1、不感幅ΔPiを出ている場合には減圧或は加圧制御
を行って圧力調整を行うのである。出ていない場合には
上述の手動操作ルーチンによって新たに圧力設定が行わ
れたか否の判定を行い、新たな設定が無い場合には上述
の比較判定を引き続いて行う。
ここで不感幅ΔPiは温度上昇による空気圧の上昇や、
大気圧の変動による空気圧の変化などに即応して空気圧
制御が頻繁に行われるのを防ぐとともに2マット本体1
上への人の乗り降りによる荷重変動に伴う空気圧の変化
に対応した空気圧制御も防ぐために、官能評価で人体が
その硬さの差を感じない範囲で設定されるもので、不感
幅ΔPiは設定空気圧P9の可変範囲を分けた上記の5
つのレベルiに夫々対応して+側、−側が下表のように
設定される。
上述の比較判定はこの表に基づいて為されるわけで、圧
力センサ15a〜15cの各検出空気圧P、をサンプリ
ング(黒点でサンプリングタイミングを示す)し、その
時の空気圧がメモリ29に記憶設定している設定空気圧
P0に対応する+側の不感幅ΔPi、の上限値を越えて
いるか、戒は一側の不感幅ΔPi2の下限値を下回って
いるかどうかを制御部20が上述のように比較判定して
上述の圧力制御を行うのである。勿論各エアチューブ4
a〜4Cに対して各別に制御が行われる。
ここで一過性の変動を防ぐために本発明では判定結果が
第8図に示すように3回連続して不感幅ΔPiを越えて
いる場合にのみ上記の圧力自動調整を行う。
この場合検出空気圧P1が不感幅ΔPiを出ていことが
検出された場合にメモリ30に所定エリアのデータに1
を加え、不感幅ΔPi内にある場合には所定エリアのデ
ータを0にクリアするようにしてカウントを行い、この
カウント結果が3に達すると、圧力自動調整が為される
ことになる。
また通常ベットに腰かけるときは足側か中心であるため
、腰部位、肩部位が同時に連続して30分以上腰かける
ことは少ない点や、また寝た場合に比べて、腰掛けたほ
うがエアチューブ4a〜4C内の圧力が高くなりやすい
点に鑑みて、このような腰掛は状態で空気圧制御が行わ
れないように、上記のサンプリングの間隔を設定すると
ともに、肩部位、腰部位のエアチューブ4a、4b内の
圧力P1が共に不感幅ΔPiを連続して3回出た場合に
のみ上記のように制御信号を出力して圧力自動調整を行
うようにしても良い。
さて上記の圧力自動調整において、減圧のための制御信
号を出力した場合には、電磁弁11を開成するとともに
減圧すべきエアチューブ4a〜4Cに対応する電磁弁1
1a〜llcを開成して減圧を開始すると、制御部20
は連続して減圧に対応する圧力センサ15a〜15cの
検出空気圧P、を取り込み、対応するエアチューブ4a
〜4C内の空気圧が上記上限値を下回って一定値(3g
7cm2)だけ低下した時点で制御信号を出力を止めて
、電磁弁11及び対応する電磁弁10a〜10Cを閉成
する。
同様に加圧の場合にはエアポンプ9を駆動するとともに
、減圧すべきエアチューブ4a〜4Cに対応する電磁弁
11a〜llcを開成して加圧を開始すると、制御部2
0は連続して加圧に対応する圧力センサ15a〜15c
の検出空気圧P、を取り込み、対応するエアチューブ4
a〜4C内の空気圧が上記下限値を越えて一定値(3g
lee2)上昇した時点で制御信号を出力を止めて、エ
アポンプ9の運転を停止させるとともに対応する電磁弁
10a〜10cを閉成する。
このようにして不感幅ΔPiIの上限値を越えるかある
いは不感幅ΔP2の下限値を下回るかを上記の条件で判
断して条件が満たされたときに減圧若しくは加圧制御を
行って、エアチューブ4a〜4C内の空気圧を設定空気
圧P0を中心として設定される不感幅ΔPi内に維持す
るのである。勿論上記圧力調整時に設定空気圧力P。に
戻すように制御を行っても良い。
この圧力自動調整の制御動作中における表示素子り、〜
L2の表示は設定空気圧P。に応じた表示をそのまま維
持して例え実際のエアチューブ4a〜4c内の空気圧が
設定空気圧P0が属する範囲を越えたり、下回ったりし
ても表示を変化させない。
つまり見掛は上空気圧が変化してない状態を呈すること
により、表示変化による戸惑いを使用者に与えないよう
にしている。
ところでエアチューブ4a〜4bの空気圧には夫々下限
値(5g/cea2)を設定しており、この下限値に空
気圧が低下した時点で上記の加圧制御と同様に制御を行
って空気圧を5 grcm”まで上昇させる。つまりレ
ベル1の設定空気圧P。に対する不感幅ΔPi2の範囲
内に上記下限値以下の値が含まれていても、下限値を下
回った場合には上記下限値を必ず保つようにするのであ
る。
また上記手動調整基しくは圧力自動調整における加圧動
作には上限を設けてあり、空気圧が120 g7cm2
になれば制御部20は自動的にエアポンプ9の制御信号
を出力を止めて、運転を停止させる。 また加減圧動作
の開始から時間カウントを行って動作時間が一定時間(
例えば30分)連続した場合にはメイン電源をオフして
電磁弁10a〜10C、エアポンプ9の動作を停止させ
たり、電磁弁11の動作を停止させるとともに表示素子
L0を点滅させるフリッカ表示信号を制御部20は手元
操作部19へ送るようになっている。
さて上記のように所望の硬さに対応した空気圧設定後に
おいて、電源遮断があった場合にはエアチューブ4a〜
4bの空気圧は電磁弁1.0 a〜10bの閉成状態に
より、維持されるため、再度電源投入があった場合には
制御部20はこのときの圧力センサ15 a〜15cが
検出するエアチュー=19 プ4a〜4b内の空気圧P、を設定空気圧P、としてメ
モリ29に書き込み、以後上述の圧力自動調整ルーチン
による制御状態に入る。
[発明の効果] 本発明は、マット本体と、マット本体内に加圧空気を送
る加圧手段と、マット本体内の空気を排気減圧する減圧
手段と、マット本体内の空気圧を検出する圧力センサと
、マット本体内の空気圧を設定操作する設定操作手段と
、該設定操作手段による操作に応じて加圧手段若しくは
減圧手段を制御してマット本体内の空気圧を調整し、操
作停止後はその操作停止時点の空気圧を設定空気圧とし
て記憶し、この記憶後該設定空気圧に基づいて設定され
る閾値と上記圧力センサの検出空気圧とを一定周期で比
較し、連続して一定回数以上検出空気圧が閾値を越える
と上記加圧手段若しくは減圧手段を制御してマット内の
空気圧を調整する制御手段とを備えたので、マット本体
に腰掛けたり、マット本体上で飛び跳ねたりした場合め
ように生じる一過性の圧力変動では減圧若しくは加圧制
御を行わず、そのため必要以上な駆動音の発生が無くな
り、寝室の静粛さを保つことができるという効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明一実施例の一部破断せる斜視図、第2図
は同上のマット本体の分解斜視図、第3図は同上の概略
回路構成図、第4図は同上の流体回路図、第5図は同上
の制御部の概念回路構成図、第6図は同上の手動操作ル
ーチンを示すフローチャート、第7図は同上の圧力自動
調整ルーチンを示すフローチャート、第8図は同上のサ
ンプリング動作説明用タイムチャートである。 1はマット本体、2は空気圧制御装置、4a〜4(・は
エアチューブ、9はエアポンプ、10a〜]、 Ocは
電磁弁、11は排気用電磁弁、15a〜15(・は圧力
センサ、19は手元操作部、20は制御部である。 代理人 弁理士 石 1)長 七 手続補正書く自発) 1.事件の表示 平成2年特許願第114359号 2、発明の名称 エアマットシステム 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所 大阪府門真市大字門真1048番地名称(58
3)松下電工株式会社 代表者  三  好  俊  夫 4、代理人 郵便番号 530 住 所 大阪市北区梅田1丁目12番17号5、補正命
令の日付  自 発 6、補正により増加する請求項の数 なし7、補正の対
象  図面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、マット本体と、マット本体内に加圧空気を送る
    加圧手段と、マット本体内の空気を排気減圧する減圧手
    段と、マット本体内の空気圧を検出する圧力センサと、
    マット本体内の空気圧を設定操作する設定操作手段と、
    該設定操作手段による操作に応じて加圧手段若しくは減
    圧手段を制御してマット本体内の空気圧を調整し、操作
    停止後はその操作停止時点の空気圧を設定空気圧として
    記憶し、この記憶後該設定空気圧に基づいて設定される
    閾値と上記圧力センサの検出空気圧とを一定周期で比較
    し、連続して一定回数以上検出空気圧が閾値を越えると
    上記加圧手段若しくは減圧手段を制御してマット内の空
    気圧を調整する制御手段とを備えたエアマットシステム
JP11435990A 1990-04-27 1990-04-27 エアマットシステム Pending JPH049111A (ja)

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