JPH0690840A - 空調エアバッグ、及びそれを用いたエア マットレス・エアマクラ・エアベッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】積極的な空調機能を備え人体の体圧を分散支持
するエアマットレス等の体圧支承構造を提供する。 【構成】体圧支承構造は、プロティンレザーのような通
気・防水性の膜（１１）を表面に備えている人体支承用
空調袋体（１０）から構成される。加圧供給された調整
済み空気は、膜（１１）を介して放出する。体圧支承構
造は、空調袋体（１０）を介して体圧を分散支持する多
数の加圧セル（２１）を備えた支持袋体（２０）からさ
らに構成される。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］本発明は、空調機能を備えた人体
の体圧支承構造に関し、さらに詳細には通気・防水性の
膜を介して適温・適湿の空気を放出する機能を備えた人
体圧支承用空調エアバッグ、およびこのエアバッグを用
いたエアマットレス、エアマクラ、エアベッドに関す
る。 ［従来技術］従来家庭用ベッドとしてはスプリング入り
のものが普通であったが、より適当なクッションを与え
就寝時の休養をより快適なものとし疲労回復を促進した
り、あるいは、体圧を分散したり床ずれを防止する介護
機能を付与したベッドが近年種々に提案されている。た
とえば、米国で大流行している「ウォーターベッド」や
空気圧でマットレスの硬さを人体の各部別に調整する
「エアベッド」がある。また、介護機能も工夫されてい
て、リクライニング機能から進んで、起床や寝返りが簡
単にできるようにしてあったり、車いすなどに安全に移
動できたり、姿勢の矯正ができたり、洗面所やトイレ付
きまで現れている。他方、マットの材料を吟味して吸湿
性・通気性を持たせたベッドもある。さて、体圧の分散
機能が最も秀れているとされるウォーターベッドは、人
体の各部（肩部、腰部、脚部）の負担を平均化して、血
液の循環を妨げないため腰痛等に良いだけでなく床ずれ
も防止する特徴がある。また、封入してある水を適温に
加熱することができるため安眠を可能とする特徴もあ
る。さらにスプリングベッドやふとんと異なりほこりを
吸わないためダニの問題もなくアレルギー体質やぜんそ
くに良いことも挙げられる。しかしながら、ウォーター
ベッドは、重量が大きいこと（最近はかなり軽減されて
いるが）、装置が大がかりで高価格であり、水漏れの心
配、水の揺れの違和感等の問題がある。また、エアベッ
ドも最近は細かい改良（一例を挙げておいたが）が施さ
れている。エアベッドは比較的低価格にできるが、空気
を密封するという外被構造上の強制から、ボコボコする
感じは否めず、上に比較的厚いふとんを用いるためごみ
やほこりの問題は残る。他方、表布に吸湿性と通気性を
与えたマットとしては、ヤシの実の繊維を精製加工した
ものがある。しかしながら、付与した吸湿性と通気性
は、素材に依存した消極的なもので、マット内部から外
部への空気の流通が十分でなければ生かすことができな
かった。 ［発明が解決しようとする課題］本発明は、上述した従
来のベッドの問題点を解決するため、単に人体の体圧を
分散して支承する機能だけでなく従来にない積極的な空
調機能を付加した体圧支承構造を開示するものである。
すなわち、ここで言う「積極的な空調機能」とは、従来
のベッドのように表布の材料に吸放湿性や通気性が秀れ
たものを用いて、内外の蒸気圧の差を利用して自然に空
調する「消極的」なものと異なり、低湿・適温に調節し
た空気をマットレスの内部から加圧により、通気・防水
性の表面膜を介して強制的に放出するものである。その
ため、人体の下面側の被圧迫部分に乾燥した空気が常時
触れることになり、快適なだけでなく、皮膚呼吸で放散
される水蒸気を常時運び去ることができるのである。し
たがって、夏期には、高原の空気のように低湿でさわや
かな空気のベッドが実現できる。しかも、冬期には、適
温に加熱した空気が直接肌に触れるので、やわらかい熱
の流入を与えてくれる。したがって、本発明の目的は、
空調機能を備えた人体の体圧支承構造を提供することで
ある。本発明の他の具体的な目的は、上記の体圧支承構
造を用いたエアマットレスを提供することである。本発
明のさらに他の目的は、上記のエアマットレスを用いた
エアベッドを提供することである。本発明のさらに他の
目的は、上記の体圧支承構造を用い自由な加香機能を付
加したエアマクラを提供することである。 ［課題を解決するための手段］本発明の第１の態様によ
れば、通気・防水性の膜に備えており加圧供給された調
整済み空気を該膜を介して放出する人体支承用空調袋体
からなることを特徴とする空調機能付き体圧支承構造が
提供される。本発明の第２の態様によれば、多数の加圧
セルから構成されており前記空調袋体を介して該加圧セ
ルで体圧を分散支持する支持袋体からさらなることを特
徴とする空調機能付き体圧支承構造が提供される。本発
明の第３の態様によれば、前記支持袋体の加圧セルは、
それぞれの表面の中央部分が加圧状態で隆起して前記空
調袋体の表面を直接支持するとともに、相対的に低い周
辺部分が前記空調袋体の底面を与えて前記空調袋体の表
面との間に前記調整済み空気の通路を形成することを特
徴とする空調機能付き体圧支承構造が提供される。 ［実施例］以下本発明による空調機能付き体圧支承構造
の実施例を説明する。始めに、本発明の体圧支承構造を
ベッドに適用した場合について、体圧が負荷される様子
を第１図（Ａ）を参照して説明する。人間の体は、図示
のように曲面で構成されているので、やわらかい寝具で
休むと、臀部等の重い部分だけが落ち込み腰骨などに負
担がかかり身体に悪い。また、硬すぎる寝具の場合は、
第１図（Ａ）のように落ち込みはなくなるが、全体重を
頭部、肩部、臀部、かかと部でそれぞれＷ_０、Ｗ_１、Ｗ
_２、Ｗ_３のように支えるブリッジ状になる。この場合、
腰などは浮いた状態となり、寝心地が悪いだけでなく体
重のかかる部分Ｗ_０〜Ｗ_３の血行が妨げられ安眠できな
いだけでなく、病人の場合は床ずれの原因になってしま
う。血液の流れを妨げず寝心地の良い寝具は、身体の凹
凸に沿う表面形状となり、Ｗ_０〜Ｗ_３のように体重を局
所的に支えるのではなく全体的に均一に分散してくれる
ことは必要である。この体圧の分散作用を実現する具体
例については後述する。第１図（Ｂ）は、本発明が提案
する体圧支承構造の空調機能についての原理的な説明図
である。人体支承用袋体１０は、通気・防水性の膜１１
を表面に備えている。この膜１１の物理特性について
は、後に詳細に説明するが、湿度や温度を調整した空気
を加圧して袋体１０に供給すると、この袋体１０を充満
して膜１１を介して調整済み空気を小さい矢印のように
放出する。このように、袋体１０は、体圧支承の弾力を
保持しながら適湿・適温の新鮮な空気を積極的に常時放
出するので、以下に列挙する機能が得られる。 人体が発する汗を蒸発させるだけでなく皮膚呼吸の
水蒸気を運び去り常にさわやかな湿度に保つことができ
る。 特に、冬期には適温（たとえば４０℃）にした空気
を圧送することにより、他の寝具にも共通の寝具表面か
らの熱伝達だけでなく、全身を快適に包んだ対流で温め
ることができる。、の快適な睡眠を与える機能に加えて、病人の
寝具に適用した場合、新鮮な空気で皮膚呼吸を促進する
だけでなく、空気の流入で病人の寝床特有の臭気が排出
される。 このように、全身を低湿・適温の快適環境に置くた
め、シーツや掛け具は、この空調環境の境界を与えるだ
けでよく、前者はクッション性が十分であり後者は断熱
が十分であれば、薄くできるので、上述した機能がさら
に保証される。しかしながら、寝具が第１図（Ｂ）のよ
うな一体の袋体１０であると、クッション性を十分にす
ると、硬すぎる感じが否めず、また膜１１の体圧強度が
問題となる。この問題は、袋体１０を細かく区画して、
区画毎に膜１１を支持してやることにより解決される。
すなわち、第２図（Ａ）（Ｂ）に図示したように、本発
明の第１の実施例によれば、袋体１０をゴム弾性の柱部
材１２を用いて、１辺を数ｃｍにした四角形の多数の分
室１３に分割する。また、柱部材１２には、図示してい
ないが、連通孔が穿設してあり、分室１３同士を連通し
ている。連通孔の開口面積と個数を適当に選ぶことによ
り、オリフィスとして作用させ、寝具に横になったりあ
るいは寝返りをうつ際、体重を受けた分室１３から残り
の分室１３への圧力伝播を適当に絞るダンピング効果が
得られる。これによって寝心地が改善される。膜１１の
支持を改良した本発明の第２の実施例が第３図に示して
ある。すなわち、第３図（Ａ）に鉛直断面で図示してあ
るように、前述の空調袋体１０は、その全体が変形され
支持袋体２０に支持してある。この支持袋体２０は、第
２図の分室１３に対応する多数の加圧セル２１から構成
されている。加圧セル２１は、通気性のないゴム質の合
成樹脂製で所定圧Ｐ_０の空気が封印してある。この加圧
状態では、加圧セル２１は、それぞれの中央部分２１１
が図示のように隆起して空調袋体１０の表面を直接支持
する。また、加圧セル２１の隆起せず相対的に低い周辺
部分２１２が空調袋体１０の底面になっている。したが
って、この構造では、空調袋体１０の調整済み空気の通
路１０１は、加圧セル２１の周辺部分２１２と空調袋体
１０の表面すなわち膜１１との間に形成されることにな
る。かくして、支持袋体２０の加圧セル２１が、空調袋
体１０を介して体圧を分散支持することができる。しか
も調整済み空気は、そのネット状の通路１０１を介して
膜１１からスムーズに放出され、前述した機能が得られ
る。加圧セル２１の形状は、第２図に示した四角形でも
よいが、膜１１を除去した平面図を表わす第２図（Ｂ）
（Ｃ）のように、ハニカム形でも円形でもよく、製法や
製造の容易さで適宣選択できる。さて、通気・防水性の
膜１１の材料について以下説明する。始めに、人体から
発汗を主要因とする水蒸気に対する透過機能が「透湿
性」である。この透湿と防水（撥水）の機能を持つ素材
は、衣料用、特にアウトドアスポーツ向けに開発され
た。この透湿防水布の先駆けとなったのが、ゴアテック
スに代表されるラミネート素材であり、原理的には、雨
や水の侵入を防ぐ機能に加えて空気や湿気（水蒸気）を
通す機能を併せ持つものである。この他、東レのエント
ラントや鐘紡のラボックペレが挙げられる。しかしなが
ら、吸放湿性等の特性と風合と強度で天然皮革に近い特
性を持つ素材がプロテイン複合体の形で薄肉フィルムと
して最近得られている。これが、出光石油の「グランキ
ュール」である。第４図に図示したように、天然コラー
ゲン繊維の超微粉末（平均径５μ）のプロテインパウダ
ーを三層構造、すなわち、微多孔表面仕上げ層Ｌ１、ウ
レタン多孔質層Ｌ２、ポリエステル不織布層Ｌ３の各層
に均一に分散したものである。このプロテインレザーの
特徴は、（１）一般人工皮革の約３倍の吸放湿性、同５
〜６倍の透湿性、（２）速乾性、耐水性に優れている、
（３）ナチュラルなタッチ感、（４）優れた強靭性、耐
久性、イージーケア性がある。また、（５）耐熱性にも
優れている（１００℃の熱水中、１００時間煮沸して耐
水圧試験および透湿試験を行っても物性の劣化はな
い）。（６）この耐水性は，２，０００ｍｍ以上の防水
性を付与できる。このプロテインレザーは、結露防止性
にも優れていて靴用に用いられているが、本発明では、
このプロテインレザーを、前述の膜１１の材料として用
い、各加圧セルに数ｍｍから数十ｍｍの与圧を加えて、
調整済みの空気を膜から放出させることで前述した機能
〜までを実現することができる。さて、第３図に図
示した支持袋体２０の加圧セルは、第５図（Ａ）に示し
たように、ベッドの場合、人体の頭部（肩部）、腰部、
脚部用に横方向に３個のグループＧ_１、Ｇ_２、Ｇ_３、に
分別してもよい。この場合、グループＧ_１ないしＧ_３に
異なる圧力Ｐ_１ないしＰ_３を付与することができる。ま
た、第５図（Ｂ）に図示したようにグループＧ_２とＧ_３
の中央部に周辺より小さい加圧セルを配設し、この加圧
セルのうち×印で示したものには、Ｐ_０以外の圧力
Ｐ_０’を比較的低サイクルで増減圧することができる。
このようにすれば、指圧効果を得ることが可能である。
さらに、中央のグループＧ_２を縦方向に２分して左右に
分割することもできる。この場合、第６図（Ｂ１）、
（Ｂ２）に図示したように、ベッド３０の構造は、床部
材３１と寝台枠３２から大略構成してあり、床部材３１
には、空調袋体１０を支持袋体２０と共に支持する比較
的大きな支持構造体４０が設けてある。この構造体４０
は、図示のように、少なくとも２分割した上下の空気袋
体４１と、それと相補的な斜面を形成した支持体４２と
から構成してある。空気袋体４１の空気を抜くと、第６
図（Ｂ２）のように、空調袋体１０と支持袋体２０は支
持体４２の斜面に沿って中央部が落ち込む。この凹所
に、図示しない給湯器からお湯を供給すると、空気袋体
１０の表面の膜は前述したように２，０００ｍｍの耐水
性があるので、病人用の風呂としてあるいは、排泄物を
処理する水洗トイレとして使用することができる。さ
て、以上説明した本発明の体圧支承構造の空調機能を実
現する調整済み空調回路と制御系を第７図を参照して説
明する。第７図（Ａ）の回路は、第２図の実施例のため
のものである。外気は除湿器ＤＨで除湿した後コンプレ
ッサーＣで所定レベルまで増圧し、必要ならヒーターＨ
で所定温度まで加熱する。こうして調整した空気はエア
マットＡＭに供給される。このエアマットＡＭの内部に
は、圧力センサＰを設置してあり、また、放出空気の温
度は温度センサＴで検出する。検出した圧力と温度は、
コントロールユニットＣＵでモニターし、所定範囲から
外れると、このコントロールユニットＣＵからは、圧力
制御信号Ｓ_Ｐと温度制御信号 Ｓ_Ｔをそれぞれコンプレ
ッサーＣとヒーターＨに送りそれらを制御する。なお、
こうした圧力と温度の制御はマニュアルで行なうように
することもできる。また、第７図（Ｂ）の制御系は、加
圧セルから構成される支持袋体を備えた第３図、第５図
および第６図の実施例に適用されるものである。すなわ
ちエアマットレスＡＭの加圧セルのそれぞれには圧力
Ｐ’をコンプレッサーＣ２から供給してあり、この圧力
Ｐ’はコントロールユニットＣＵ２で制御する。空洞袋
体に圧送する空気は、予めにエアフィルタＡＦで除塵す
る。他の構成は、（Ａ）と同様である。第７図（Ｃ）の
回路は、エアマクラＡＰに適用した場合である。この場
合、ヒーターＣは当然ながら不要で、また、設定圧を供
給すればよいので、コントロールユニットＣＵも不要で
ある。ただ、この場合は、所望ならば、ヒノキチオール
他の安眠用の香りを加香器ＰＦで追加することもでき
る。 ［発明の効果］以上詳述したように、本発明によれば人
体の体圧を分散して支承する機能だけでなく従来にない
積極的な空調機能を付加した体圧支承構造が得られる。
この体圧支承構造は、エアマットレスだけでなくそれを
備えたエアベッドや、エアマクラに用いると従来にない
機能や特長を持つものが得られる。

【図面の簡単な説明】 第１図（Ａ）（Ｂ）は、本発明の原理を説明するための
模式図である。第２図は、本発明の体圧支承構造の第１
実施例を図示しており、（Ａ）は立面図、（Ｂ）は平面
図である。第３図は、加圧セルから構成される支持袋体
を備えた本発明の体圧支承構造の第２実施例を図示して
おり、（Ａ）はその一部を拡大して示す断面図、（Ｂ）
は加圧セルがハニカム構造の変形例を示す平面図、
（Ｃ）は加圧セルが円形構造の変形例を示す平面図であ
る。第４図は、本発明の体圧支承構造に用いるプロテイ
ンレザーの構造を模式的に示す断面図である。第５図
（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の体圧支承構造の第３実施例
およびその変形例をそれぞれ示す模式的な平面図であ
る。第６図（Ａ）、（Ｂ１）、（Ｂ２）は、本発明の体
圧支承構造の第４実施例を示す模式的な平面図、および
立断面図である。第７図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本
発明の第１ないし第４実施例を実現するための空調回路
およびその制御系を示すブロック線図である。図面にお
いて、 １０…空調袋体、１０１…調整済み空気の通路、１１…
通気・防水性の膜、２０…支持袋体、２１…加圧セル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１） 通気・防水性の膜を表面に備えており加圧供給
   された調整済み空気を該膜を介して放出する人体支承用
   空調袋体からなることを特徴とする空調機能付き体圧支
   承構造。 （２） 特許請求の範囲の範囲第１項の体圧支承構造に
   おいて、前記膜は、プロテインレザーであることを特徴
   とする空調機能付き体圧支承構造。 （３） 特許請求の範囲第１項の体圧支承構造におい
   て、多数の加圧セルから構成されており前記空調袋体を
   介して該加圧セルで体圧を分散支持する支持袋体からさ
   らになることを特徴とする空調機能付き体圧支承構造。 （４） 特許請求の範囲の範囲第３項の体圧支承構造に
   おいて、前記支持袋体の加圧セルは、それぞれの表面の
   中央部分が加圧状態で隆起して前記空調袋体の表面を直
   接支持するとともに、相対的に低い周辺部分が前記空調
   袋体の底面を与えて前記空調袋体の表面との間に前記調
   整済み空気の通路を形成することを特徴とする空調機能
   付き体圧支承構造。 （５） 特許請求の範囲の範囲第３項の体圧支承構造に
   おいて、前記支持袋体の加圧セルは、複数のグループに
   分別してありグループ毎に異なる圧力を付与してあるこ
   とを特徴とする空調機能付き体圧支承構造。 （６） 特許請求の範囲の範囲第５項の体圧支承構造に
   おいて、前記グループ毎の加圧セルは、平面上を所定の
   パターンに従ってグループ間に混在していることを特徴
   とする空調機能付き体圧支承構造。 （７） 特許請求の範囲の範囲第６項の体圧支承構造に
   おいて、前記グループの少なくとも１つに属する加圧セ
   ルは、比較的低サイクルで増圧してあることを特徴とす
   る空調機能付き体圧支承構造。 （８） 特許請求の範囲の範囲第５項の体圧支承構造に
   おいて、前記グループは、平面上を所定のパターンに従
   って分離していることを特徴とする空調機能付き体圧支
   承構造。 （９） 特許請求の範囲の範囲第８項の体圧支承構造に
   おいて、前記グループは、平面上を縦方向に２分してあ
   り左右に分割できることを特徴とする空調機能付き体圧
   支承構造。 （１０） 特許請求の範囲の範囲第８項の体圧支承構造
   において、前記グループは、平面上を横方向に３分して
   あることを特徴とする空調機能付き体圧支承構造。 （１１） 特許請求の範囲の範囲第１項の体圧支承構造
   において、前記調整済み空気は、除湿・調温してあるこ
   とを特徴とする空調機能付き体圧支承構造。 （１２） 特許請求の範囲の範囲第１１項の体圧支承構
   造において、前記調整済み空気は、さらに除塵・殺菌し
   てあることを特徴とする空調機能付き体圧支承構造。 （１３） 特許請求の範囲の範囲第１１項の体圧支承構
   造において、前記調整済み空気は、さらに加香してある
   ことを特徴とする空調機能付き体圧支承構造。