KR20030030841A

KR20030030841A - 에어매트리스의 제어장치와 그 제어방법

Info

Publication number: KR20030030841A
Application number: KR1020020040146A
Authority: KR
Inventors: 나카오하루키; 다카기노리카즈
Original assignee: 닛토고기 가부시키가이샤
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2003-04-18
Also published as: JP2003116669A; KR100486761B1

Abstract

본 발명은 소기 설정압력으로 압력제어를 실시함으로써 신체로의 집중적 압박이나 특정 장소로의 압박의 계속을 효과적으로 방지하고, 따라서 우수한 욕창방지효과를 발휘하는 에어매트리스의 제어장치와 그 제어방법에 관한 것으로서,

복수계통으로 이루어지는 각 계통에 접속된 복수의 공기주머니군(2a, 2b)을 번갈아 병설한 에어매트리스(2)의 제어장치이며, 이 에어매트리스(2)의 제어장치에 로터리밸브(5)를 통하여 압축공기공급원(9)을 설치하고, 이 압축공기공급원(9)과 로터리밸브(5)를 접속하는 급기파이프(9a)에 압력센서(15)를 설치한 것을 특징으로 한다.

Description

에어매트리스의 제어장치와 그 제어방법{CONTROL DEVICE AND METHOD FOR AIR MATTRESS}

본 발명은 통상의 에어매트리스 또는 침대 등에 누워 있는 환자 등에 대하여 욕창의 발생을 방지하기 위해 이용되는 에어매트리스의 제어장치와 그 제어방법에 관한 것이다.

의료 또는 간호현장 등에 있어서, 환자 등이 장기에 걸쳐서 누워 있는 경우에는 신체에 욕창이 일어날 가능성이 있으며, 종래부터 이 욕창을 막기 위해 각종 에어매트리스장치가 제공되고 있다.

예를 들면 일본국 특허 공개공보97-38153호에 있어서의 에어매트리스장치는 복수의 그룹으로 나누어서 각각 연통시킨 주머니상의 에어셀과, 각 그룹과 에어펌프간의 에어이송로를 전환하는 분배기를 구비하고, 운전시에는 에어셀에 연장설치한 귀환로로부터 에어셀내의 에어를 압력센서에 인도하여 에어압을 검지함으로써 에어압을 제어하도록 하고 있다.

한편 일본국 특허 공개공보99-46934호의 에어매트리스의 에어공급장치는 튜브상의 에어셀로 이루어지는 제 1, 제 2 에어셀군과, 이 각 에어셀군으로의 공기를공급, 또는 배기를 전환하는 에어전환밸브와, 이들을 접속하는 에어튜브와 제어하기 위한 제어회로를 구비하고 있다.

동작시에는, 에어셀군내의 압력이 미리 설정된 설정갑보다 낮을 때에는 에어펌프를 강운전하고, 또 설정값보다 높아졌을 때에는 에어펌프를 약운전하도록 하며, 이 동작을 반복하는 것으로 에어셀군내의 압력을 설정압에 가까워지도록 한 것이다.

그러나 상기의 종래예에서는 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.

일본국 특허 공개공보97-38153호에 있어서의 에어매트리스장치는 팽창과정인 급기시의 에어셀내의 압력은 제어되어 있지만, 수축과정인 배기시의 압력은 적극적으로 제어되어 있지 않으며, 따라서 에어셀내의 압력제어를 고정밀도로 실시할 수 없게 되어 체압을 효과적으로 분산시키는 것이 어려웠다.

또 일본국 특허 공개공보99-46934호에 있어서의 에어매트리스의 에어공급장치는 어느 쪽인가 한쪽의 에어셀군에 에어를 급기하고 있는 동안에는 압력센서에 의하여 이 에어급기측의 에어셀군의 압력검지만이 실시되고, 또 한쪽의 배기측에어셀내의 압력이 검지되는 일이 없기 때문에 급기측과 배기측의 에어셀 전체의 압력을 일시에 제어할 수 없었다.

따라서 이들에 의하면, 급배기시에 있어서 에어셀끼리에는 높은 압력차가 발생하여 신체에 걸리는 부하가 커지며, 또 신체의 일부에 부하가 걸림으로써 압박이 계속하여 일어나서 욕창을 확실하게 막을 수 없다.

또 이들 에어매트리스의 제어장치는 에어셀군끼리의 압력차를 효과적으로 제어할 수 없기 때문에 체압의 분산상태가 나빠서 누워 있을 때의 체압을 효과적으로 분산하는 것이 어려웠다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발에 도달한 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 소기 설정압으로 압력제어를 실시함으로써 신체로의 집중적 압박이나 특정 장소로의 압박의 계속을 효과적으로 방지하고, 따라서 우수한 욕창방지효과를 발휘하는 에어매트리스의 제어장치와 그 제어방법을 제공하는 것에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 청구항 1에 관련되는 발명은, 복수계통으로 이루어지는 각 계통에 접속된 복수의 공기주머니군을 번갈아 병설한 에어매트리스의 제어장치이며, 이 에어매트리스의 제어장치에 로터리밸브를 통하여 압축공기공급원을 설치하고, 이 압축공기공급원과 로터리밸브를 접속하는 급기파이프에 압력센서를 설치한 에어매트리스의 제어장치이다.

청구항 2에 관련되는 발명은, 상기 로터리밸브에는 이 로터리밸브의 급기 또는 배기의 위치를 인식하는 위치센서와 로터리밸브를 회전시키는 스테핑모터가 설치되고, 또한 로터리밸브와 상기 압축공기공급원에 설치된 급기파이프의 도중에는 적어도 하나의 압력센서를 설치한 에어매트리스의 제어장치이다.

청구항 3에 관련되는 발명은, 상기 압력센서로 각 공기주머니군의 압력을 계측할 때에는 급기측의 주머니군의 계측은 상기 로터리밸브를 급기의 위치에서 상기 압축공기공급원을 정지하여 압력이 안정된 후에 계측을 실시하고, 배기측의 주머니군의 계측은 압축공기공급원을 정지한 상태에서 상기 스테핑모터를 회전하며, 상기로터리밸브를 급기의 위치로 하여 압력이 안정된 후에 계측을 실시하고, 상기 급기측의 주머니군에 있어서는 압축공기공급원의 구동을 단속적으로 반복하여 설정압력으로 하는 동시에, 상기 배기측의 주머니군에 있어서는 압축공기공급원을 정지한 상태에서 스테핑모터를 회전시켜서 로터리밸브를 번갈아 급기의 위치와 배기의 위치로 전환하여 설정압력으로 하는 에어매트리스의 제어장치이다.

청구항 4에 관련되는 발명은, 상기 로터리밸브는 상기 스테핑모터를 회전시켜서 급기의 위치와 배기의 위치로 번갈아 전환했을 때에 로터리밸브에 설치된 급기홈이 배기의 위치를 통과하지 않는 형상으로 되어 있는 에어매트리스의 제어장치이다.

청구항 5에 관련되는 발명은, 복수계통으로 이루어지는 각 계통에 접속된 복수의 공기주머니군을 번갈아 병설한 에어매트리스의 각 공기주머니군에 압축공기공급원을 구동시켜서 압축공기를 급기하여 팽창시키고, 압축공기공급원을 정지하여 수축시키는 에어매트리스의 제어방법이며, 상기 양 계통의 각 공기주머니군에 압축공기공급원을 구동시켜서 압축공기를 급기하여 양 각 공기주머니군을 설정압으로 팽창시킨 후 압축공기공급원을 정지하여 한쪽의 각 공기주머니군을 설정압으로 수축시키고, 이 상태를 일정시간 유지시킨 후 수축한 각 공기주머니군을 압축공기공급원을 구동시켜서 압축공기를 급기하여 다른쪽 계통의 각 공기주머니군의 팽창해 있는 설정압과 동압으로 한 후 압축공기공급원을 정지하여 다른쪽의 각 공기주머니군을 설정압으로 수축시키며, 이 상태를 일정시간 유지시킨 후 수축한 각 공기주머니군을 압축공기공급원을 구동시켜서 압축공기를 급기하여 한쪽 계통의 각 공기주머니군의 팽창해 있는 설정압과 동압으로 제어하고, 이것을 반복제어할 수 있도록 한 에어매트리스의 제어방법이다.

청구항 6에 관련되는 발명은, 상기 각 공기주머니군의 팽창시의 압력설정은 목표설정압력보다도 낮은 압력으로부터 단속적으로 압축공기공급원을 구동하고, 급기를 반복하여 압력센서로 압력을 계측하면서 설정압력으로 갖고 가며, 수축시의 압력설정은 목표설정압력보다도 높은 압력으로부터 단속적으로 압축공기공급원을 정지한 상태에서 배기를 반복하여 압력센서로 압력을 계측하면서 설정압력으로 갖고 가도록 한 에어매트리스의 제어방법이다.

청구항 7에 관련되는 발명은, 상기 각 공기주머니군의 설정압력을 계측할 때에는 팽창시키는 측의 주머니군에 있어서는 압축공기공급원을 급기상태에서 정지하여 압력이 안정된 후에 압력센서로 계측하고, 수축시키는 측의 주머니군에 있어서는 배기로부터 압축공기공급원이 정지한 상태에서 급기상태로 되돌리며, 압력이 안정된 후에 압력센서로 계측하도록 한 에어매트리스의 제어방법이다.

청구항 8에 관련되는 발명은, 상기 한쪽의 각 공기주머니군이 팽창하고, 다른쪽의 각 공기주머니군이 수축한 상태에서 일정시간 유지되고 있을 때에 소정 시간마다 팽창측와 수축측의 압력을 번갈아 압력센서로 계측하도록 한 에어매트리스의 제어방법이다.

청구항 9에 관련되는 발명은, 상기 한쪽의 각 공기주머니군이 팽창하고, 다른쪽의 각 공기주머니군이 수축한 상태인 때, 팽창한 주머니군과 수축한 주머니군의 압력차를 작게 하여 신체를 양 공기주머니군에서 받도록 한 에어매트리스의 제어방법이다.

도 1은 본 발명에 있어서의 에어매트리스의 제어장치의 한 예를 나타내는 참고도.

도 2는 장치본체 내부의 회로구성을 나타내는 회로도.

도 3은 에어매트리스의 에어의 급배기상태를 나타내는 개략설명도.

도 4는 에어매트리스의 에어의 급배기상태를 나타내는 개략설명도.

도 5는 에어매트리스의 에어의 급배기상태를 나타내는 개략설명도.

도 6은 에어의 급배기상태를 나타내는 차트도.

도 7은 로터리밸브의 개략단면도.

도 8은 고정부의 저면도.

도 9는 로터의 평면도.

도 10은 도 9의 A-A선단면도.

도 11은 로터리밸브의 회전동작을 나타낸 설명도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 장치본체2: 에어매트리스

2a, 2b: 공기주머니군5: 로터리밸브

5d: 급기홈8: 스테핑모터

9: 압축공기공급원(에어펌프)9a: 급기파이프

10: 위치센서15: 압력센서

b: 신체

이하에 본 발명에 있어서의 에어매트리스의 제어장치와 제어방법의 한 실시형태를 도면에 따라서 설명한다. 도 1은 본 발명에 있어서의 에어매트리스의 제어장치의 한 예를 나타내는 참고도이며, 도면에 있어서, “1”은 장치본체, “2”는 에어매트리스, “3”은 제 1 유로관(3a) 및 제 2 유로관(3b)으로 이루어지는 유로관이고, 장치본체(1)와 에어매트리스(2)를 이 유로관(3)으로 접속하여 압축공기유로를 형성하고 있다.

에어매트리스(2)는 내부에 압축공기를 급기 또는 배기 가능한 복수계통으로 이루어지는 각 계통에 접속된 복수의 공기주머니군을 병설하고, 본 예에 있어서의 공기주머니군은 제 1 유로관(3a)에 접속하는 A공기주머니군(2a) 및 제 2 유로관(3b)에 접속하는 B공기주머니군(2b)을 세트로 하여 에어매트리스(2)를 구성하고 있다. 각 유로관(3a, 3b)내에 압축공기를 급배기한 경우에는 각 공기주머니군(2a, 2b)마다 팽창ㆍ수축이 가능하며, 신체(b)를 에어매트리스(2)에 눕혔을 때에 압력차를 설치하도록 하고 있다. 이 공기주머니군(2a, 2b)은 밀봉성을 갖는 직물ㆍ수지제로 녹여붙임 등의 수단에 의하여 주머니상으로 형성되고, 에어매트리스(2)의 긴쪽방향으로 번갈아 병설하도록 하고 있다.

유로관(3)은 가요성을 갖는 고무호스 등으로 이루어지고, 이 “3a, 3b”로 이루어지는 유로관(3)의 일단은 A공기주머니군(2a), B공기주머니군(2b)에 각각 설치한 도시하지 않는 접속부에 접속하고, 한편 타단은 도 2에 나타내어지는 로터리밸브(5)에 설치한 제 1 유로구멍(이하 A포트라 한다)(5a)과 제 2 유로구멍(이하 B포트라 한다)(5b)에 각각 접속하여 공기유로를 형성하고 있다.

도 2는 장치본체(1)내부의 회로구성을 나타내는 회로도이다. 도면에 있어서, “9”는 압축공기를 공급하기 위한 압축공기공급원(이하 에어펌프라 한다), “9a”는 급기파이프이며, 본 실시예에 있어서의 에어매트리스의 제어장치는 에어매트리스(2)에 로터리밸브(5)를 통하여 에어펌프(9)를 설치하고, 이 에어펌프(9)와 로터리밸브(5)를 접속하는 급기파이프(9a)에 에어매트리스(2)내의 압력을 검지 가능하게 적어도 하나의 압력센서(15)를 설치하고 있다.

로터리밸브(5)는 도 7에 나타내는 바와 같이 스테핑모터(8)에 접속되어 스테핑모터(8)로부터의 회전이 전달되며, 이 로터리밸브(5)는 스테핑모터(8)에 회전 가능하게 고정된 조인트(17)를 부착하고, 또한 이 조인트(17)에 로터(5c)를 부착하고 있으며, 스테핑모터(8)가 회전하면 이 회전은 조인트(17)를 통하여 로터(5c)에 전달해서 로터(5c)가 회전 자유로워지도록 설치하고 있다.

A포트(5a) 및 B포트(5b)는 장치본체(1)내부에 고정된 고정부(16)측에 설치되고, 이 A포트(5a), B포트(5b)는 로터(5c)측에 대략 원호상의 홈상 부위를 구비하고 있다. 또 고정부(16)에는 에어펌프(9)와 접속되고, 이 에어펌프(9)로부터 공급되는 압축공기를 로터리밸브(5)내에 급기하기 위한 급기구멍(6), 또 에어매트리스(2)내의 압축공기를 공기 속에 배기하기 위한 배기구멍(7)을 공기유로로서 각각 설치하고 있다.

도 1 및 도 2에 있어서, 에어매트리스(2)의 A공기주머니군(2a) 및 B공기주머니군(2b)의 공기유로는 급기파이프(9a)를 통하여 급기구멍(6)과 연통하고 있으며, 이 급기파이프(9a)내의 압력을 압력센서(15)로 계측하는 것으로 A공기주머니군(2a) 또는 B공기주머니군(2b)내의 압력을 계측 가능하게 하고 있다.

로터(5c)는 고정부(16)와 면압시일에 의하여 유지되어 있으며, 로터(5c)와 고정부(16)의 밀접에 의하여 로터리밸브(5)의 내부에 형성되는 공기유로를 로터(5c)가 회전함으로써 전환 가능하게 설치하고 있다.

로터(5c)를 회전시키면 이 로터(5c)에 설치한 대략 く자형상으로 꾸불꾸불한 홈상의 급기홈(5d)을 통하여 고정부(16)의 A포트(5a) 또는 B포트(5b)의 홈상 부위와, 급기구멍(6) 또는 배기구멍(7)이 각각 연통하여 도 11에 나타내는 바와 같이 공기유로를 형성하도록 하고 있다. 로터(5c)의 회전동작은 제어회로(11)내의 마이크로컴퓨터(12)에 의하여 제어되고, 마이크로컴퓨터(12)로부터 스테핑모터(8)에 신호를 발함으로써 고정밀도로 제어 가능하게 설치하고 있다. 또한 “13”은 로터(5c)와 조인트(17)의 사이에 탄발시켜서 설치한 스프링이며, 로터(5c)를 고정부(16)측에 탄발유지하고 있다.

“5e”는 로터(5c) 외주의 환상 돌출부위에 복수 장소 천공하도록 하여 형성한 검지부이며, 한편 “10”은 로터(5c)의 환상 부위를 끼우도록 하여 설치한 위치센서이다.

스테핑모터(8)를 동작시켜서 로터(5c)의 회전시에는 위치센서(10)가 검지부(5e)를 검지하고, 이 검지데이터가 제어회로(11)에 보내어지며, 제어회로(11)에 의하여 이 검지데이터로부터 급기홈(5d)의 상태를 인식해서 로터리밸브(5)의 급기 또는 배기의 위치를 인식하도록 하고 있다. 또한 검지부(5e)의 천공위치는 도면 이외의 천공장소에 설치하도록 해도 좋으며, 로터(5c)가 회전했을 때에 위치센서(10)에 의하여 검지 가능하면 좋다.

제어회로(11)는 압력센서(15)와, 스테핑모터(8)에 전기적으로 접속되어 스테핑모터(8)의 동작을 제어 가능한 마이크로컴퓨터(12)와, 압력을 설정 가능하게 장치본체(1)의 외부에 설치한 압력설정조작부(버튼)(14)를 구비하고 있다. 압력설정버튼(14)은 예를 들면 30, 50, 80, 100kg의 각 단계의 체중으로 설정된 조작부(버튼)이며, 누워 있는 신체의 체중에 따라서 이 버튼을 누르면, 그 체중에 적합한 각 공기주머니군(2a, 2b)의 팽창 및 수축시의 압력이 설정되고, 그 설정압이 되도록 마이크로컴퓨터(12)로 제어하면서 압축공기의 급배기를 실시하고 있다.

제어회로(11)는 위치센서(10)에 의하여 검지된 검지부(5e)의 상태와 압력센서(15)에 의하여 계측된 에어매트리스(2)내의 압력값에 따라서 스테핑모터(8)의 회전동작 및 에어펌프(9)의 운전동작을 제어하고 있다. 또한 “1a”는 전원스위치, “1b”는 가정용 전원에 접속하기 위한 전원코드이다.

다음으로 상기 실시형태의 작용을 설명한다.

본 예에 있어서의 에어매트리스의 제어장치를 동작시키면, 이 제어장치는 양 계통의 각 공기주머니군(2a, 2b)에 에어펌프(9)를 구동시켜서 압축공기를 급기하여 양 각 공기주머니군(2a, 2b)을 설정압으로 팽창시킨 후 에어펌프(9)를 정지하여 한쪽의 각 공기주머니군을 설정압으로 수축시키고, 이 상태를 일정시간 유지시킨 후 수축한 각 공기주머니군을 에어펌프(9)를 구동시켜서 압축공기를 급기하여 다른쪽계통의 각 공기주머니군의 팽창해 있는 설정압과 동일압으로 한 후 에어펌프(9)를 정지하여 다른쪽의 각 공기주머니군을 설정압으로 수축시키며, 이 상태를 일정시간 유지시킨 후 수축한 각 공기주머니군을 에어펌프(9)를 구동시켜서 압축공기를 급기하여 한쪽 계통의 각 공기주머니군의 팽창해 있는 설정압과 동일압으로 제어하고, 이것을 반복제어하도록 하고 있다.

이 동작을 설명하면, 우선 가정용 전원에 전원코드(1b)를 꽂아서 전원스위치(1a)를 ON으로 하여 장치본체(1)를 동작시키면 에어펌프(9)로부터의 압축공기가 로터리밸브(5)에 접속한 급기파이프(9a)를 통하여 A공기주머니군(2a) 및 B공기주머니군(2b)내에 급기된다. 이 압축공기는 이후 도 6의 차트도에 나타내는 바와 같은 급배기사이클에 의하여 각 공기주머니군(2a, 2b)에 급배기된다.

각 공기주머니군(2a, 2b)내의 압력은 도 11의 (a)∼(e)의 상태에 나타내는 바와 같이 로터리밸브(5)의 로터(5c)를 스테핑모터(8)로 회전구동시킴으로써 압력제어하고, 예를 들면 에어펌프(9)가 동작한 상태에서 (a)의 상태로 하면 급기홈(5d)을 통하여 고정부(16)의 급기구멍(6)과 A포트(5a) 및 B포트(5b)가 연통하고, 에어펌프(9)로부터의 압축공기가 A포트(5a), B포트(5b)의 양쪽에 급기되며, A공기주머니군(2a), B공기주머니군(2b)이 함께 팽창을 개시한다.

공기주머니군(2a, 2b)내의 압력이 압력설정버튼(14)에 의하여 설정한 설정압에 가까워지면 에어펌프(9)로부터 급기를 단속적으로 실시하도록 에어펌프(9)의 운전ㆍ정지동자을 마이크로컴퓨터(12)로 제어하여 목표설정압력보다도 낮은 압력으로부터 서서히 단계적으로 압력을 올려서 설정압에 가까워지도록 하고 있다.

이 상태에서 신체(b)를 눕히고, 계속해서 반듯이 누운 체중에 따른 설정압이 되기까지 급기가 단속적으로 실시된다. 이 때의 압력계측은 급기파이프(9a)에 설치한 하나의 압력센서(15)에 의하여 실시하고, 이 압력계측은 로터리밸브(5)로부터의 급기를 일단 정지하고, 소정 시간이 경과한 후에 안정된 상태의 압력값으로 된 공기주머니군(2a, 2b)내의 압력을 계측한다. 또한 이 때의 설정압으로서는, 본 예에서는 예를 들면 5KPa(0. 05kg/cm²)로 설정하고 있다.

또한 이 (a)의 상태는 운전개시시에 양 공기주머니군(2a, 2b)을 동시에 팽창시키기 위한 상태이며, 공기주머니군(2a, 2b)이 설정압까지 올라가면 이후의 압력제어는 로터(5c)를 회전제어하여 (b)∼(e)의 상태로 함으로써 실시된다.

다음으로 도 3에 나타내는 바와 같이 B공기주머니군(2b)으로부터 배기를 실시하여 압력을 내려서 B공기주머니군(2b)을 수축시킨다.

이 때의 동작으로서는, 에어펌프(9)를 정지시키는 동시에, 마이크로컴퓨터(12)에 의하여 스테핑모터(8)를 제어해서 로터(5c)를 회전하여 (e)의 상태로 하면 급기홈(5d)을 통하여 B포트(5b)와 배기구멍(7)이 연통하고, B공기주머니군(2b)내의 압축공기가 배기구(7)로부터 배기된다.

이 때 A포트(5a)는 로터(5c)에 의하여 막혀 있기 때문에 A공기주머니군(2a)내의 압력은 유지되고, A공기주머니군(2a)의 팽창을 유지하도록 하면서 B공기주머니군(2b)만을 수축시키도록 하고 있다.

B공기주머니군(2b)내의 압력이 수축시에 있어서의 설정압에 가까워지면로터(5c)가 회전하여 급기의 상태인 (d)의 상태가 되고, 이 상태에 있어서 B포트(5b)와 급기구멍(6)이 연통하는 동시에, B공기주머니군(2b)으로부터의 배기가 정지하며, 이 상태에서 소정 시간 경과시킴으로써 B공기주머니군(2b)내의 압력을 안정시키고, 안정상태가 되었으면 압력센서(15)에 의하여 압력의 계측을 실시하도록 하고 있다.

계측한 압력이 수축시에 있어서의 설정압보다도 높은 경우에는 스테핑모터(8)를 회전시켜서 다시 로터리밸브(5)를 (e)의 배기의 위치로 하고, B공기주머니군(2b)으로부터 배기하며, 다시 (d)의 상태로 되돌려서 소정 시간 경과 후에 압력의 계측을 실시한다. 이와 같이 에어펌프(9)를 정지한 상태에서 로터리밸브(5)를 번갈아 급기의 상태와 배기의 상태로 전환하는 동작을 반복실시하는 것으로 수축시의 압력설정을 목표설정압력보다도 높은 압력으로부터 단속적으로 배기를 반복함으로써 실시하고, 압력센서(15)로 압력을 계측하면서 설정압력으로 갖고 가도록 하여 고정밀도의 압력조정을 실시하도록 하고 있다.

수축시에 있어서의 B공기주머니군(2b)의 설정값으로서는, 본 예에서는 예를 들면 4. 5KPa(0. 045kg/cm²)를 설정압으로 하고, 한편 이 때 팽창해 있는 A공기주머니군(2a)은 5KPa(0. 05kg/cm²)로 유지되어 있다. 이와 같이 팽창해 있는 공기주머니군과 수축해 있는 공기주머니군의 설정압의 압력차를 0. 5KPa(0. 005kg/cm²) 이하로 억제하여 공기주머니군(2a, 2b)의 압력차를 적극 작게 함으로써 신체(b)를 눕혀서 공기주머니군으로부터 압력을 받았을 때에 아주 약간의 압력차에 의하여신체(b)로의 압박의 계속을 막을 수 있다.

양 공기주머니군(2a, 2b)이 설정압으로 소정 시간 유지되고 있는 동안에는 도시하지 않는 호스접속부나 스프링(13)에 의한 면압시일을 실시하고 있는 로터리밸브(5) 등으로부터 서서히 공기누설이 발생하기 때문에 이 사이에 있어서, 양 공기주머니군(2a, 2b)내의 압력을 소정 시간마다 압력센서(15)로 번갈아 계측하여 해당 공기주머니군의 설정압력을 유지하도록 하고 있다. 예를 들면 상기와 같이 B공기주머니군(2b)이 팽창상태, A공기주머니군(2a)이 수축상태로 5분간 유지되어 있는 상태에 있어서 각 공기주머니군(2a, 2b)내의 압력을 압력센서(15)로 계측하면서 압력조정을 실시하는 경우의 동작을 설명한다.

우선 (b)의 상태로 로터리밸브(5)가 회전하면 급기구멍(6)과 A포트(5a)가 연통하여 수축상태의 A공기주머니군(2a)내의 압력을 계측하고, 본 예에 있어서는, 예를 들면 각 공기주머니군(2a, 2b)에 있어서의 설정압까지 제어한 후의 대략 1분간 경과 후의 압력이 안정된 상태에서 압력을 계측하고 있다.

압력계측시에 있어서, A공기주머니군(2a)내의 압력이 설정압보다도 낮은 경우에는 (b)의 상태인 채로 에어펌프(9)를 운전하여 설정압 부근까지 압력을 상승시킨다. 압력이 설정압 부근까지 가까워지면 에어펌프(9)를 일단 정지하여 소정 시간 경과 후에 압력을 계측하고, 설정압보다도 낮은 경우에는 계속해서 에어펌프(9)의 운전을 실시하도록 한다. 이 동작을 반복하는 것으로 설정압이 되기까지 압력을 서서히 올리도록 하고 있다.

다음으로 에어펌프(9)를 정지한 상태에서 대략 1분간 경과 후에 (d)의 상태로 회전하고, 급기구멍(6)과 B포트(5b)가 연통하여 팽창상태의 B공기주머니군(2b)내의 압력을 계측한다.

이 압력이 설정값보다도 낮은 경우에는 (d)의 상태인 채로 에어펌프(9)를 운전하여 설정압 부근까지 압력을 상승시킨다. 압력이 설정압 부근까지 가까워지면 에어펌프(9)를 일단 정지하여 소정 시간 경과 후에 압력을 계측하고, 설정압보다도 낮은 경우에는 계속해서 에어펌프(9)의 운전을 실시하도록 하며, 이 동작을 반복하는 것으로 설정압이 되기까지 압력을 서서히 올리도록 하고 있다.

또한 이 압력계측 및 압력제어는 상기한 바와 같이 공기누설에 의하여 감압한 각 공기주머니군(2a, 2b)내의 압력을 각각의 팽창ㆍ수축시에 있어서의 설정압까지 상승시키기 위한 것인데, 필요에 따라서 각 공기주머니군(2a, 2b)내의 압력을 하강시키도록 해도 좋고, 예를 들면 A공기주머니군(2a)내의 압력이 설정압보다도 높은 경우에는 에어펌프(9)를 정지한 상태에서 (c)와 같이 A포트(5a)와 배기구멍(7)을 연통시켜서 A공기주머니군(2a)내의 압축공기를 배기한 상태와, (b)와 같이 A포트(5a)와 급기구멍(6)을 연통시키고 압력을 안정시켜서 압력계측하는 상태를 번갈아 반복하면서 (b)에 있어서의 소정 시간 경과 후의 압력계측시에 이 압력이 설정압이 되기까지 서서히 압력을 하강시킨다.

또 B공기주머니군(2b)내의 계측한 압력이 설정값보다도 높은 경우에는 (e)와 같이 B포트(5b)와 배기구멍(7)을 연통시켜서 배기한 상태와, (d)와 같이 B포트(5b)와 급기구멍(6)을 연통시키고 압력을 안정시켜서 압력계측하는 상태를 번갈아 반복하여 (d)에 있어서의 소정 시간 경과 후의 압력계측시에 이 압력이 설정압이 되기까지 서서히 압력을 하강시킨다.

이와 같이 하여 각 공기주머니군(2a, 2b)내의 압축공기를 단속적으로 상승 또는 하강시킴으로써 정확히 압력제어를 실시할 수 있으며, 본 예에 있어서는, 이 압력제어를 고정밀도로 하기 위해 상기한 바와 같이 대략 1분간마다 실시하는 것이 바람직하다.

압력계측은 상기와 같이 팽창해 있는 A공기주머니군(2a)과 수축해 있는 B공기주머니군(2b)을 번갈아 실시하도록 하고 있는데, 이 때의 로터(5c)의 회전은 (b)에서 (d), 또는 (d)에서 (b)의 회전이며, 이와 같이 스테핑모터(8)를 회전시켜서 급기의 위치와 배기의 위치로 번갈아 전환했을 때에 로터리밸브(5)에 설치된 급기홈(5d)이 배기구멍(7)과 연통하는 일이 없어서 공기주머니군(2a 또는 2b)내의 압력을 감압하는 일 없이 압력계측할 수 있다.

또 각 공기주머니군(2a, 2b)의 압력설정시에 관해서는, A공기주머니군(2a)에 대하여 (b)와 (c)의 상태를 반복해서 설정압으로 제어하거나, 또는 B공기주머니군(2b)에 대하여 (d)와 (e)의 상태를 반복해서 설정압으로 제어하도록 했다고 해도 이 제어 중에 제어하고 있지 않은 다른쪽의 공기주머니군(2a, 2b)내의 압력을 감압하는 일이 없다.

이와 같이 고정부(16)에 설치한 A포트(5a), B포트(5b), 급기구멍(6) 및 배기구멍(7)과, 대략 く자형상으로 설치한 급기홈(5d)의 조합에 의하여 급기홈(5d)이 배기의 위치를 통과하지 않는 형상으로 되어 있기 때문에 제어시에 다른쪽의 공기주머니군내의 압력에 영향을 주는 일이 없어서 고정밀도의 압력제어를 실시할 수있다.

다음으로 소정 시간, 본 예에서는 5분간 경과 후에 B포트(5b)에 대하여 에어펌프(9)로부터 압축공기를 급기하여 B공기주머니군(2b)을 팽창시의 설정압인 5KPa(0. 05kg/cm²)까지 팽창시켜서 도 4에 나타내는 바와 같이 A공기주머니군(2a) 및 B공기주머니군(2b)을 함께 팽창시의 설정압인 5KPa(0. 05kg/cm²)의 상태로 한다.

이 때의 로터리밸브(5)의 회전제어로서는, 에어펌프(9)를 운전시키는 동시에 로터(5c)를 (d)의 상태로 하고, B포트(5b)와 급기구멍(6)을 연통시켜서 B포트(5b)에 압축공기를 급기한다. B공기주머니군(2b)내의 압력이 팽창시의 설정압 부근까지 상승하면 로터리밸브(5)를 급기의 위치에서 에어펌프(9)를 정지시키고, 소정 시간 경과시켜서 압력이 안정된 후에 계측을 실시한다. 이 때 계측한 압력이 팽창시에 있어서의 설정압보다 낮은 경우에는 다시 에어펌프(9)를 소정 시간 운전하고, 다시 정지시켜서 소정 시간 경과 후에 압력의 계측을 실시한다. 이 제어를 반복하여 단속적으로 실시하는 것으로 압력을 서서히 상승시켜서 고정밀도의 압력제어를 실시하고 있다.

이와 같이 에어펌프(9)를 단속적으로 동작시켜서 설정값보다 낮은 압력으로부터 설정압력에 가까워지도록 하여 설정압력을 넘지 않도록 하면서 B공기주머니군(2b)을 팽창시키도록 하고 있다.

다음으로 도 5에 있어서, A공기주머니군(2a)의 수축동작은 로터리밸브(5)를 (c)의 상태로 회전제어하여 A포트(5a)와 배기구멍(7)을 연통시키는 동시에,B포트(5b)를 막은 상태로 하여 B공기주머니군(2b)내의 압력을 5KPa(0. 05kg/cm²)로 유지하면서 A공기주머니군(2a)내의 압축공기를 배기하고, B공기주머니군(2b)의 팽창을 유지하도록 하면서 A공기주머니군(2a)만을 수축시키도록 한다. 이 때의 A공기주머니군(2a)내의 압력제어는 B공기주머니군(2b)의 수축동작의 경우와 똑같이 (c)의 상태로 설정압 부근까지 압력이 내려가면 (b)의 상태로 회전하여 소정 시간 경과 후에 압력계측하여 (c)의 상태와 (b)의 상태를 반복하면서 설정압인 4. 5KPa(0. 045kg/cm²)까지 압력을 내려서 소정 시간 유지한다.

또한 각 공기주머니군(2a, 2b)의 각 설정압의 압력유지 중에 있어서는, 상기한 동작에 의하여 A, B공기주머니군(2a, 2b)내의 압력계측 및 압력제어를 각각 실시함으로써 공기누설에 대응하도록 하고, 또한 이 이후 반복실시되는 각 공기주머니군(2a, 2b)의 설정압의 유지 중에 있어서도 이 압력계측 및 압력제어가 똑같이 실시된다.

이어서 A공기주머니군(2a)에 있어서, (b)의 상태로 로터리밸브(5)를 제어하여 급기구멍(6)과 A포트(5a)를 연통시키는 동시에, 에어펌프(9)를 동작시켜서 도 4와 같이 A공기주머니군(2a)내의 압력을 설정압까지 팽창시킨다. A공기주머니군(2a)내의 압력이 설정압인 5KPa(0. 05kg/cm²)에 가까워진 경우에는 B공기주머니군(2b)의 팽창동작의 경우와 똑같이 에어펌프(9)가 정지하여 소정 시간 경과 후에 압력의 계측을 실시하고, 설정압보다 낮은 경우에는 다시 에어펌프(9)가 소정 시간 운전한다. 이와 같이 에어펌프(9)의 운전, 정지를 소정 시간씩 반복하여 압력센서(15)에 의해서 압력계측을 실시하면서 설정압까지 압력을 서서히 상승시켜서 고정밀도의 압력제어를 실시한다.

상기와 같이 A공기주머니군(2a)의 설정압이 되기까지의 압력제어는 B공기주머니군(2b)의 팽창ㆍ수축시의 경우와 똑같이 실시되고, 이 A공기주머니군(2a)과 B공기주머니군(2b)의 팽창ㆍ수축동작은 도 6에 나타내는 바와 같이 반복실시된다.

또한 각 공기주머니군(2a, 2b)에 대하여 한쪽이 팽창상태, 다른쪽이 수축상태의 유지시간은 본 예에서는 5분간 정도로 설정하고 있는데, 10분간 정도로 설정해도 좋다.

이와 같이 본 발명의 에어매트리스의 제어장치는 복수계통의 공기주머니군(2a, 2b)을 번갈아 팽창ㆍ수축할 때에 에어펌프(9)와 로터리밸브(5)를 접속하는 급기파이프(9a)에 압력센서(15)를 설치하고, 에어펌프(9)를 구동시켜서 에어매트리스(2)의 A공기주머니군(2a) 및 B공기주머니군(2b)의 양 계통의 공기주머니군에 대하여 압축공기를 급배기해서 신체(b)의 접촉부위에 대하여 압력차를 번갈아 발생시킨다. 팽창ㆍ수축을 유지시키고 있는 상태에서 이 팽창해 있는 공기주머니군과 다른쪽의 수축해 있는 공기주머니군내의 압력을 압력센서(15)로 번갈아 계측하면서 압력제어하여 설정압을 일정하게 제어해서 유지할 수 있기 때문에 누워 있을 때의 체압을 효과적으로 분산할 수 있다.

또한 압력제어시에는 마이크로컴퓨터(12)에서 압축공기의 공급ㆍ배기를 단속적으로 실시함으로써, 또 어느 쪽인가 한쪽의 공기주머니군이 팽창한 상태를 고정밀도로 압력의 제어를 할 수 있다. 다른쪽의 공기주머니군이 수축한 상태를 유지한 후, 일단 공기주머니군(2a, 2b)을 함께 팽창시킨 후에 어느 쪽인가의 공기주머니군만을 수축시키는 팽창ㆍ수축사이클로 하고 있기 때문에 신체(b)가 상하로 흔들리는 일이 없어서 이른바 뱃멀미현상을 막을 수 있다.

팽창측과 수축측의 주머니군의 압력차를 작게 하는 것으로 신체(b)는 팽창 및 수축주머니군(2a, 2b)의 양쪽에서 받는 형태로 되기 때문에 체압의 분산이 좋아지는 외에, 임의의 체중에 대하여 팽창측의 공기주머니군의 압력을 종래품보다 낮게 설정할 수 있기 때문에 집중적 압박을 막을 수 있으며, 또한 팽창ㆍ수축을 반복하는 특정 장소로의 압박의 계속을 효과적으로 방지할 수 있다.

이상의 것에서 명백한 바와 같이 본 발명의 에어매트리스의 제어장치에 따르면, 에어매트리스의 각 공기주머니군의 팽창ㆍ수축시 어느 쪽의 경우의 압력제어가 가능한 것은 물론, 압력을 효과적으로 제어하여 각 공기주머니내의 압력을 설정압으로 유지할 수 있기 때문에 집중적 압박 및 특정 장소로의 압박의 계속을 효과적으로 방지하여 우수한 욕창방지효과를 발휘할 수 있다.

압력계측시에는 로터리밸브의 회전을 고정밀도로 제어하면서 번갈아 압력계측하는 것이 가능한 구조이기 때문에 정확한 압력계측을 실시할 수 있다.

또 급기ㆍ배기시에 있어서의 어느 쪽의 공기주머니군에 관해서도 설정압력에 고정밀도로 가까워질 수 있으며, 이 때 각 설정압력에 대하여 서서히 가까워지도록 하고 있기 때문에 급격한 압력변화의 발생의 염려가 없다.

또한 급배기시에 있어서, 어느 쪽인가 한쪽의 공기주머니군을 압력제어할 때에 다른쪽의 공기주머니군의 압력에 영향을 주는 일이 없으며, 압력제어를 실시하고 있지 않은 다른쪽의 공기주머니군의 압력의 상태를 유지할 수 있는 에어매트리스의 제어장치이다.

또 본 발명에 있어서의 에어매트리스의 제어방법은 누워 있는 신체에 대하여 거의 압력차를 발생시키는 일 없이 팽창ㆍ수축하는 제어방법이며, 미세한 압력제어에 의하여 쾌적하게 사용할 수 있는 욕창방지기능을 갖는 에어매트리스의 제어방법이다.

설정압에 가깝게 하는 경우에는 아주 약간씩 압력변화를 실시하면서 팽창시의 설정압 이상으로 팽창시키거나, 또는 수축시의 설정압 이하로 수축시키고 있기 때문에 팽창ㆍ수축시에 있어서의 각각의 설정압을 넘는 일이 없어서 정확히 설정압에 가까워지도록 하고 있으며, 또 낭비 없는 압력제어를 실시하는 것이 가능하다.

또한 이 때의 압력의 계측은 주머니체압력을 정확한 값으로 계측할 수 있어서 압력계측시의 오차의 발생을 막도록 한 것이다.

각 공기주머니군의 팽창ㆍ수축시에는 각각의 설정압력을 계속 유지할 수 잇으며, 따라서 팽창해 있는 공기주머니군과 수축해 있는 공기주머니군의 사이에 발생하고 있는 압력차를 아주 약간의 상태로 계속 유지할 수 있어서 커다란 압력차가 발생하는 일이 없다.

누워 있을 때에는 체압을 효과적으로 분산시켜서 우수한 욕창방지효과를 발휘할 수 있는 에어매트리스의 제어방법이다.

Claims

복수계통으로 이루어지는 각 계통에 접속된 복수의 공기주머니군을 번갈아 병설한 에어매트리스의 제어장치이며, 이 에어매트리스의 제어장치에 로터리밸브를 통하여 압축공기공급원을 설치하고, 이 압축공기공급원과 로터리밸브를 접속하는 급기파이프에 압력센서를 설치한 것을 특징으로 하는 에어매트리스의 제어장치.
제 1 항에 있어서,

상기 로터리밸브에는 이 로터리밸브의 급기 또는 배기의 위치를 인식하는 위치센서와 로터리밸브를 회전시키는 스테핑모터가 설치되고, 또한 로터리밸브와 상기 압축공기공급원에 설치된 급기파이프의 도중에는 적어도 하나의 압력센서를 설치한 것을 특징으로 하는 에어매트리스의 제어장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 압력센서로 각 공기주머니군의 압력을 계측할 때에는 급기측의 주머니군의 계측은 상기 로터리밸브를 급기의 위치에서 상기 압축공기공급원을 정지하여 압력이 안정된 후에 계측을 실시하고, 배기측의 주머니군의 계측은 압축공기공급원을 정지한 상태에서 상기 스테핑모터를 회전하며, 상기 로터리밸브를 급기의 위치로 하여 압력이 안정된 후에 계측을 실시하고, 상기 급기측의 주머니군에 있어서는 압축공기공급원의 구동을 단속적으로 반복하여 설정압력으로 하는 동시에, 상기 배기측의 주머니군에 있어서는 압축공기공급원을 정지한 상태에서 스테핑모터를 회전시켜서 로터리밸브를 번갈아 급기의 위치와 배기의 위치로 전환하여 설정압력으로 하는 것을 특징으로 하는 에어매트리스의 제어장치.
제 3 항에 있어서,

상기 로터리밸브는 상기 스테핑모터를 회전시켜서 급기의 위치와 배기의 위치로 번갈아 전환했을 때에 로터리밸브에 설치된 급기홈이 배기의 위치를 통과하지 않는 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 에어매트리스의 제어장치.
복수계통으로 이루어지는 각 계통에 접속된 복수의 공기주머니군을 번갈아 병설한 에어매트리스의 각 공기주머니군에 압축공기공급원을 구동시켜서 압축공기를 급기하여 팽창시키고, 압축공기공급원을 정지하여 수축시키는 에어매트리스의 제어방법이며, 상기 양 계통의 각 공기주머니군에 압축공기공급원을 구동시켜서 압축공기를 급기하여 양 각 공기주머니군을 설정압으로 팽창시킨 후 압축공기공급원을 정지하여 한쪽의 각 공기주머니군을 설정압으로 수축시키고, 이 상태를 일정시간 유지시킨 후 수축한 각 공기주머니군을 압축공기공급원을 구동시켜서 압축공기를 급기하여 다른쪽 계통의 각 공기주머니군의 팽창해 있는 설정압과 동압으로 한 후 압축공기공급원을 정지하여 다른쪽의 각 공기주머니군을 설정압으로 수축시키며, 이 상태를 일정시간 유지시킨 후 수축한 각 공기주머니군을 압축공기공급원을 구동시켜서 압축공기를 급기하여 한쪽 계통의 각 공기주머니군의 팽창해 있는 설정압과 동압으로 제어하고, 이것을 반복제어할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 에어매트리스의 제어방법.
제 5 항에 있어서,

상기 각 공기주머니군의 팽창시의 압력설정은 목표설정압력보다도 낮은 압력으로부터 단속적으로 압축공기공급원을 구동하고, 급기를 반복하여 압력센서로 압력을 계측하면서 설정압력으로 갖고 가며, 수축시의 압력설정은 목표설정압력보다도 높은 압력으로부터 단속적으로 압축공기공급원을 정지한 상태에서 배기를 반복하여 압력센서로 압력을 계측하면서 설정압력으로 갖고 가도록 한 것을 특징으로 하는 에어매트리스의 제어방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 각 공기주머니군의 설정압력을 계측할 때에는 팽창시키는 측의 주머니군에 있어서는 압축공기공급원을 급기상태에서 정지하여 압력이 안정된 후에 압력센서로 계측하고, 수축시키는 측의 주머니군에 있어서는 배기로부터 압축공기공급원이 정지한 상태에서 급기상태로 되돌리며, 압력이 안정된 후에 압력센서로 계측하도록 한 것을 특징으로 하는 에어매트리스의 제어방법.
제 5 항에 있어서,

상기 한쪽의 각 공기주머니군이 팽창하고, 다른쪽의 각 공기주머니군이 수축한 상태에서 일정시간 유지되고 있을 때에 소정 시간마다 팽창측과 수축측의 압력을 번갈아 압력센서로 계측하도록 한 것을 특징으로 하는 에어매트리스의 제어방법.
제 5 항에 있어서,

상기 한쪽의 각 공기주머니군이 팽창하고, 다른쪽의 각 공기주머니군이 수축한 상태인 때, 팽창한 주머니군과 수축한 주머니군의 압력차를 작게 하여 신체를 양 공기주머니군에서 받도록 한 것을 특징으로 하는 에어매트리스의 제어방법.