JP2020532348A - 人間工学的で硬さを調節可能な内骨格を含むマットレス - Google Patents

Abstract

頭からつま先までにわたりマットレスの硬さに可変的に影響を及ぼす内骨格エラストマを開示する。エラストマは、輪郭カッティングを使用して発泡体に切削された空隙または球面キャップ形状の切り欠きを満たす。エラストマは、高温の液体として空隙に注入され、冷えて固体エラストマとなる。詳細な具体例には、マットレスの中央部分における一式の平行な包含物、または一式の球面キャップ形状の切り欠きの生成を含み、これらは、マットレスの中央部分を硬くすることによって適切な脊髄の並びを維持するために腰部領域を支える上で有効となる。深さ、幅、形状、間隔、エラストマの硬度、および位置（マットレスの頭からつま先までおよび深さの両方）は、任意の所望の様式で変更して硬さに影響を及ぼすことができる。また、マットレスは、マットレスの層の様々な部分に切り込まれて水平方向に延びる一連の切り欠きを含んでいてもよい。これらの切り欠きは、マットレスの幅方向に沿って延在してもよく、マットレスの上面の数カ所および下面の数カ所に配置されてもよい。【選択図】 図６

Description

［優先する出願の参照］
本出願は、以下の２つの出願の特権を主張するものであり、その各々は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
１） ２０１７年８月１４日に出願された米国仮出願第６２／５４５，４４５号
２） ２０１８年７月１３日に出願された米国仮出願第６２／６３７，８７１号

本開示は、概ね、エラストマの内骨格を有する改良された発泡体マットレスに関する。

マットレスの主要な目的の１つは、睡眠に最適となる人間工学的な状態を可能にするのに必要な支持を提供することである。人体の脊椎は、寝ているときに中立的な状態となり、関節および筋肉に対する緊張を防ぐ必要がある。横向きに寝ている状態では、側方から見たときに、脊椎が横方向の屈曲を有さずに真っ直ぐになっているべきである。仰向けに寝ている状態や、俯せに寝ている状態では、脊椎が中立的な立位からわずかに弛緩しているはずであり（弛緩は、脊椎への重力による負荷がなくなることによるものである）、腰椎または胸椎の後湾や前湾はなく、また、頚椎の屈曲や伸張もない状態であるべきである。同様に、身体は、仰向けに寝ている状態において、前方肩部の落ち込みを示さない状態にあるべきである。図１は、最適な脊椎の状態１１０を示し、図２は、最適でない脊椎の状態１２０を示す。

残念なことに、身体は、頭からつま先まで、および様々な睡眠姿勢において、様々な支持高さや圧力緩和を必要とするので、すべての体型およびすべての睡眠姿勢（例えば、横寝、俯せ、仰向け）にわたって、マットレスがこれらの人間工学的な要件すべてに対応できるようにすることは極めて困難である。それにもかかわらず、大多数のマットレスは、頭からつま先までにわたり均一な感触を提供するものであって、身体の異なる部分における特有の圧力要件および支持要件を考慮していない。マットレス全体にわたって全く均一な硬さを有するマットレスは、身体の表面積および重量が様々に異なるため、最適な脊椎の並びを達成することができない。

このような問題（および欠点）を解決するための従来の解決策には、以下のものが含まれる。

Ａ．区画されたコンボリューション：コンボリュートカッティング（例えば、エッグクレートカッティング）は、単一の材料片からコンボリュートカッティングされた２つの加工片を生成する。一対の成形ローラがもとの発泡体を変形させ、変形した発泡体を、固定された平坦な切断ブレードに通す。従来のコンボリュートカッティングは、材料を除去することによって発泡体を軟化させる「エッグクレート」外観を作り出す。他の形状（例えば、波、円、ジグザグ）は、ローラの形状を変えることによって作り出すことができる。単一のローラを異なる区画で機械加工して、頭からつま先まででコンボリュートカッティングに違いを生じさせることができる。しかし、硬さの変化の程度は、製造方法の制限のために極めて制限されたものとなる（除去された素材の５０％が、対向する加工片の各々となり、切断の深さは変更できない等）ので、頭からつま先までに認められる変化は極めて小さなものとなる（典型的には、コンボリュートカッティングされた発泡体層の硬さの変動が１０％未満であり、マットレス全体ではより少なくなる）。

この方法の欠点はまた、限定された変化と、材料の除去がマットレスの耐久性を減少させるという事実（より少ない材料が、使用による摩耗や損傷を受けることになるため）とを含む。さらに、このアプローチの欠点は、コンボリューションにおける制約のために、変化の程度が非常に制限されることである。層から層への機械的遷移も、コンボリューションで作り出すことができる形状のために制限される。この方法はまた、元の発泡体を軟化させるために材料を除去するので、マットレスの耐久性を低下させる。

Ｂ．区画された輪郭：輪郭カッティングは、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）鋸を用いて発泡体の切断および除去を伴う。この製造方法は、切れ目の形状（深さ、幅、および形状を含む）を大幅に変化させることが可能となる。大量の材料を除去することによって、２０％を上回る硬さの変化を達成することができる。しかし、このような材料の除去は、マットレスの耐久性に極めて不利益となる影響を及ぼす可能性がある。さらに、この方法は、元の発泡体を軟化させるために材料を除去するので、マットレスの耐久性を低下させる。

Ｃ．区画された発泡体：区画された発泡体は、マットレスの頭からつま先までにおける様々な箇所への、密度、硬度、および支持因子の少なくとも１つが異なる発泡体の配置を伴う。この手法は、組立時間及び労働コストを増大させることになるので、一般的には３区画に限定される。さらに、この方法は、労働集約的であり、費用がかかる。この方法は、配列に誤りが生じる可能性がある。また、１つの区画から隣の区画への移行の滑らかさは、当接するブロックにおいて突然終わる発泡体の複数のブロックによって変化が生じるので、制限されたものとなる。

Ｄ．可変ばね剛性：異なるばね定数のばねを、マットレスの様々な箇所に配置することができる。ばね定数は、とりわけ、合金、ワイヤ径、コイル巻数、およびコイル径の少なくとも１つを調整することによって変化させることができる。この方法は、座るためのエッジサポート力を増大させる境界を作り出すために最も頻繁に使用される。しかし、この方法は、寝るための様々な支持の区画を作り出すために使用することもできる。欠点は、ばねベースのマットレスに限定されることである。

Ｅ．発泡体スプリング：切断され成形された発泡体スプリングは、金属スプリングと同様に可変の硬さを得ることができるが、設計自由度がより限定されたものとなる。この形態のばねは、発泡体自体に固有のばね効果以外には、目に見えるようなばね効果を生じない。しかし、発泡体ばねの形成には、マットレス内に多くの空隙空間の形成が必要となる。これは、存在する発泡体により多くの摩耗や損傷を生じさせ、中空でない発泡体と比較して早期の軟化をもたらす。発泡体ばねによって生じる硬さの変化も、ばね自体の直径に制限される。従って、頭からつま先までの硬さの細密な調整は、ばね径（典型的には４〜６インチ）によって制限される。

Ｆ．成形発泡体シリンダ：これは、異なる硬さの成形発泡体シリンダを使用してマットレスコアを形成するものである。しかし、発泡体ばねの場合と同様に、成形発泡体シリンダの組立体は、多くの空隙を作り出し、中空でない発泡体と比較して、より少ない材料がより多くの摩耗や損傷を受けることになる。それらはまた、典型的には、直径が４〜６インチであり、硬さを変化させる能力が制限される。

Ｇ．発泡体組み合わせ：これは、輪郭カッティングした発泡体（パズルピース状）を組み合わせて、マットレスに多様な硬さを作り出すものである。しかし、この方法は、廃棄物の増加につながる。

Ｈ．３Ｄプリンティング：この方法では、射出ヘッドがポリマを発泡体ベース内に選択的に射出する。しかし、これは、非常に遅く、非常に高価な製造方法であり、有効性が立証されていない。プリンティングで得られる形状は非常に繊細である。さらに、溶融プラスチックを、多孔質または透過性の発泡体に流入しなければならず、これは統制されていない工程となる。従って、最終的なポリマ形状を制御することは困難である。

ここで提案されているのは、頭からつま先までにわたりマットレスの硬さに可変的に影響を及ぼす成形エラストマ（「内骨格」）を含むことである。エラストマは、輪郭カッティングを使用して発泡体に切削された空隙または球面キャップ形状の切り欠きを満たす。エラストマは、高温の液体として空隙に注入され、冷えて固体エラストマとなる。詳細な具体例には、マットレスの中央部分における、一式の平行な包含物、または一式の球面キャップ形状の切り欠きの生成を含み、これらは、マットレスの中央部分を硬くすることによって適切な脊髄の並びを維持するために腰部領域を支える上で有効となる。深さ、幅、形状、間隔、エラストマの硬度、および位置（マットレスの頭からつま先までおよび深さの両方）は、任意の所望の様式で変更して硬さに影響を及ぼすことができる。包含物は、マットレス内の任意の箇所における硬さおよび支持に対するほぼ無限の調整を可能にする。また、マットレスは、マットレスの層の様々な部分に切り込まれて水平方向に延びる一連の切り欠きを含んでいてもよい。これらの切り欠きは、マットレスの幅方向に沿って延在してもよく、マットレスの上面の数カ所および下面の数カ所に配置されてもよい。また、マットレスは、上部の２つの層を含む、マットレスの１つ以上の層を貫通する、垂直に延びる一連の孔を含んでもよい。

いくつかの実施形態による、最適な脊椎の状態を示す図である。 いくつかの実施形態による、最適でない脊椎の状態を示す図である。 いくつかの実施形態による、エラストマゲルストリップを有する内骨格を備えたマットレスの分解図である。 いくつかの実施形態による、エラストマゲルストリップを有する内骨格を備えたマットレスの層の拡大図である。 いくつかの実施形態による、エラストマゲルストリップを有する内骨格を備えたマットレスの上に横たわる人体を模擬的に示す図である。 いくつかの実施形態による、球面キャップ形状のエラストマゲルを有する内骨格を備えたマットレスの側面図である。 いくつかの実施形態による、球面キャップ形状のエラストマゲルを有する内骨格を備えたマットレスの分解図である。 いくつかの実施形態による、球面キャップ形状のエラストマゲルを有するマットレスの層の下面の平面図である。 いくつかの実施形態による、図８Ａに示されたマットレスの層の複数の断面を示す図である。 いくつかの実施形態による、図８Ａに示されたマットレスの層の下面の拡大図である。

添付の図面は、以下の詳細な説明と共に、個々の図の全般にわたって、同様の参照番号が、同一または機能的に同様の要素を指すものであって、本明細書に組み込まれてその一部となり、特許請求される発明を含む概念の実施形態をさらに例示し、それらの実施形態の様々な原理および利点を説明する役割を果たす。

当業者であれば、図中の要素は、簡略化および明瞭化して図示されており、必ずしも一定の縮尺で描かれていないことを理解するであろう。例えば、図中のいくつかの要素の寸法は、本発明の実施形態の理解向上の一助とするために、他の要素に対して誇張されていることがある。

装置および方法の構成要素は、本明細書の説明の恩恵を受ける当業者にとって明確になるような詳細な開示を不明瞭にしないように、本発明の実施形態を理解する上で適切な特定の詳細のみを示しつつ、適切であれば、一般的な記号によって図面中に表されている。

適切な人間工学性を可能にするために、頭からつま先までを多様に支持するマットレスが必要とされる。また、人間工学的要件はマットレスの他の性能要件と調和されていなければならないが、当該性能要件の多くは、良好な人間工学性を提供する上で相反するものであって、以下を含んでいる。

Ａ．圧力緩和：圧力（ポンド／平方インチで測定）を最小レベルに維持するのに必要な柔らかさを提供して、不快感を引き起こしたり血液の循環を悪くする可能性のある圧迫箇所を排除または最少化したりする。これは、通常、圧力を減少可能な最大表面積にわたって体重を分散させることによって達成される。

Ｂ．熱的快適性：身体の熱および水分（汗または湿気）を身体から放出させる（熱は、伝導、対流、または放射によって移動することができ、水分は、対流に伴う吸い上げまたは蒸発によって移動することができる）。

Ｃ．位置再調整：夜間に身体の姿勢を簡単に変えることができる。ここで、純粋なメモリーフォームマットレスは、睡眠している人が身体の下に形成される凹所に入り込み、この凹所から上方に動いて新しい位置に移動するのに多くのエネルギーを要するので、労力がいる。

Ｄ．パートナー隔離：パートナーの位置変化がもう一人のパートナーの眠りに影響を与えないように、一方のパートナーから他方のパートナーに移動や動きが伝わるのを最小限に抑える。

Ｅ．耐久性：マットレスの全寿命にわたって新しいマットレスの全ての性能特性を維持する。これは、典型的には、硬さの変化（睡眠する人がその時間の大部分を過ごす領域でマットレスが軟化したか）、および高さの変化（マットレス表面に谷部または窪みが形成されるか）で測定される。最も一般的に劣化する性能特性は、硬さの変化に起因した人間工学性の低下である。すべてのマットレスが、その寿命にわたって硬さおよび高さの変化を示すことに留意することが重要であり、認められた変化が、どの程度まで、そしてどのような影響を性能に及ぼすかが問題である。

本解決策は、身体の様々な部分に、区画された硬さを提供することによって機能する。本解決策は、身体の正しい部分（例えば、腰）を支える対抗圧力を提供することにより、最適な人間工学的姿勢を達成する。エラストマの高い弾性および高いポアソン比は、垂直荷重から受ける圧迫箇所を減らすのに役立ち、エラストマは、圧縮されると外側に流れ出るように変形する（ポアソン比は、材料が圧縮の方向に垂直な方向に膨張しようとする現象であるポアソン効果の尺度である）。

材料の高い熱伝導率および横方向の結合性は、身体からの熱の移動を促進し、熱的な点での眠り心地を改善する。

図３は、エラストマゲルストリップを有する内骨格を備えた５層のマットレス５００の実施形態を示す。最上層５１０は、フローソフトフォームで形成することができ、表１に示す物理的特性を有してもよい。

［表１］
フローソフトフォーム

第１の層５１０は、第１の層の上面から始まり、第２の層の下面まで垂直に下方に延びる一連の垂直に配向された円形孔（図示せず）を有していてもよい。これらの孔は、マットレス内を通る空気流を改善する。

第２の層５２０は、ラテックスで形成することができ、表２に示す物理的特性を有していてもよい。

［表２］
ラテックスフォーム

第２の層５２０は、第２の層の上面から始まり、第２の層の下面まで垂直に下方に延びる一連の円形の孔（図示せず）を有していてもよい。これらの孔は、マットレス内を通る空気流を改善する。これらの孔は、空気流が両方の層を貫通して流れるよう、第２の層５２０の孔が第１の層５１０の孔とほぼ同じ位置にあるように配置してもよい。

第３の層５３０は、粘弾性発泡体で形成することができ、表３に示す物理的特性を有するようにしてもよい。

［表３］
粘弾性発泡体

第４の層５４０は、高弾性（ＨＲ）発泡体で形成することができ、表４に示す物理的特性を有していてもよい。

［表４］
高弾性（ＨＲ）発泡体

この層は、第４の層５４０の下面から垂直に形成された一連の切り欠き５７０を含んでおり、これらの切り欠き５７０は、一連のエラストマゲルストリップ５８０で満たされている。一連のエラストマゲルストリップ５８０は、２０ショア００の硬度を有するゲルを含んでもよい。

第５の層５５０は、一般的なポリウレタンフォームで形成することができ、表５に示す物理的特性を有していてもよい。

［表５］
一般的なポリウレタンフォーム

この第５の層５５０は、層の上面から形成された一連の平行なリッジ状形状の切り欠き５６０ａ，５６０ｂを含み、これらの切り欠き５６０ａ，５６０ｂは、マットレスの幅を横断して延在する。図５に示すように、一連の平行なリッジ状形状の切り欠きは、マットレスの上半身側セクションに１組、下半身側セクションに１組の２組からなり、それぞれの組は、層に関して互いに対称に配置されてもよい。それぞれの組は、異なる深さの一連の平行なリッジ状形状の切り欠きからなり、１つの組の一番外側の切り欠きが最も浅い切り欠き深さを有し、その組の中央に近い切り欠きほど徐々に切り欠き深さが深くなり、その組の中央部分で最も深い切り欠き深さとなる。平行なリッジ状形状の切り欠き（中央の切り欠き以外）のそれぞれの底部は、中央から遠い側の方が中央に近い側よりも深くなる切り欠き深さを有するように、わずかに傾斜していてもよい。

図４を参照すると、マットレス４００の詳細な側面図が示されている。第４の層４３０は、第３の層４４０の下にあり、第５の層４１０の上にある。エラストマゲルストリップ４２０ａ，４２０ｂ，４２０ｃは、第４の層４３０の垂直な切り欠きに嵌入される。一連のエラストマゲルストリップ４２０ａ，４２０ｂ，４２０ｃは、最終的にマットレスを使用する人によって加えられる圧力の実態に応じて、異なる支持および硬さを可能にする。

図５を参照すると、３つのセクション６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃを有する模擬人体が、５つの層６２０，６３０，６４０，６５０，６６０を有するマットレス６７５の上に寝ているモデル６００が示されている。第４の層６５０は、垂直の切り欠きに嵌入されたエラストマゲルストリップを含む。第５の層６６０は、２組の空の垂直な切り欠き６７０ａ，６７０ｂを含む。モデル６００から分かるように、人体の６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃの様々な部位は、マットレス６７５の５つの層６２０，６３０，６４０，６５０，６６０に様々な大きさの下向きの圧力を与える。

頭部及び胸部領域６１０ａは、マットレス６７５に中程度の下向きの圧力を与えうる。従って、第５の層６６０の第１の組の空の垂直な切り欠き６７０ａは、上方の４つの層ならびに頭部および胸部領域６１０ａにとって適度なレベルの支持および硬さを提供する。

腰部領域６１０ｂは、マットレス６７５に大きな下向きの圧力を与えうる。従って、第４の層６５０の垂直な切り欠きに嵌入されたエラストマゲルストリップは、上方の３つの層および腰部領域６１０ｂに大きなレベルの支持および硬さを提供する。

脚部領域６１０ｃは、マットレス６７５に小さな下向きの圧力を与えうる。従って、第５の層６６０の第２の組の空の垂直な切り欠き６７０ｂは、上方の４つの層および脚部領域６１０ｃに低いレベルの支持および硬さを提供する。

この支持システムは、人体の自然な形状を能動的に反映し、より深く、より体力回復に役立つ眠りを可能にする。

図６を参照すると、球面キャップ形状のエラストマゲルを有する内骨格を備えた、別のマットレス７００の側面図が示されている。マットレス７００は、５つの層７１０，７２０，７３０，７４０，７５０を備え、これらの層は、図３に示されるような別のマットレスの実施形態における層と同じ特性を有していてもよい。層の数は、４つ以下または６つ以上であってもよい。一連の垂直孔が、第１の層７１０の上面から第２の層７２０の下面まで延びて、空気流を増大させる。垂直孔は、任意の数の層を貫通して延設することができる。垂直孔のサイズは、マットレスの区域によって変化させるようにしてもよい。垂直孔のサイズは、垂直孔の列の位置がマットレスの長手方向に移動するにつれて、より大きくなったり（７３６）、より小さくなったり（７３５）するようにしてもよい。

第４の層７４０は、層の下面に一連の球面キャップ形状の切り欠きを含んでいる。最小の球面キャップ形状の切り欠き７７０ａ，７７０ｂは、マットレスの幅を横断して延び、これら一連の切り欠き群の一番外側にある。次に大きい球面キャップ形状の切り欠き７８０ａ，７８０ｂは、マットレスの幅を横断して延び、これら一連の切り欠き群の中央に１段階近い位置にある。次に大きい球面キャップ形状の切欠き７９０ａ，７９０ｂは、マットレスの幅を横断して延び、これら一連の切り欠き群の中央に更に１段階近い位置にある。次に大きい球面キャップ形状の切り欠き７９５ａ，７９５ｂは、マットレスの幅を横断して延び、これら一連の切り欠き群の中央に更に１段階近い位置にある。最大の球面キャップ形状の切り欠き７９６は、マットレスの幅を横断して延び、これら一連の切り欠き群の中央にある。球面キャップ形状の切り欠きの各々は、これら球面キャップ形状の切り欠き内に嵌入された球形キャップ形状のエラストマゲルを含んでいてもよい。このエラストマゲルは、２０ショア００の硬度を有するエラストマを有していてもよい。これら一連の球面キャップ形状の切り欠きは、第４の層７４０の中央幅の周りに対称的に配置されてもよい。

第５の層７５０は、層の上面から形成されてマットレスの幅を横断して延在する、一連の平行なリッジ状形状の切り欠き７６０ａ，７６０ｂを含む。図６に示すように、一連のリッジ状形状の切り欠きは、マットレスの上半身側セクションに１組、下半身側セクションに１組の２組からなり、一方の組が、他方の組に対して対称的に層に配置されるようにしてもよい。それぞれの組は、異なる深さの一連の平行なリッジ状形状の切り欠きからなり、１つの組の一番外側の切り欠きが最も浅い切り欠き深さを有し、切り欠きがその組の中央に近くなるにつれて徐々に切り欠き深さが深くなり、その組の中央部分で最も深い切り欠き深さとなる。また、平行なリッジ状形状の切り欠き（中央の切り欠き以外）のそれぞれの底部は、中央から遠い側の方が中央に近い側よりも深くなる切り欠き深さを有するように、わずかに傾斜していてもよい。

図７を参照すると、球面キャップ形状のエラストマゲルを有する内骨格を備えた５層のマットレス９００の分解図が示されている。マットレス９００は、５つの層９１０，９１５，９２０，９３０，９４０を備え、これらは、図３に示されて、表１、表２、表３、表４および表５に記載されるような別のマットレスの実施形態における層と同じ特性を有していてもよい。層の数は、４層以下または６層以上であってもよい。

一連の垂直孔が、第１の層９１０の上面から第２の層９１５の下面まで延びて、空気流を増大させる。これら垂直孔のサイズは、マットレスの区域によって変化させるようにしてもよい。これら垂直孔のサイズは、垂直孔の列の位置がマットレスの長手方向に移動するにつれて、より大きくなったり（９７０ａ，９７０ｂ，９７０ｃ）、より小さくなったり（９６０ａ，９６０ｂ，９６０ｃ，９６０ｄ）してもよい。さらに、マットレスの長手方向に沿う１つの列の孔配列パターンは、マットレスの長手方向に沿う隣の列の孔配列パターンからわずかにずれていてもよい。

第４の層９３０は、一連の球面キャップ形状の切り欠き９５５を含んでいる。球面キャップ形状の切り欠きの各々は、ゲルを含むことができ、ゲルは、２０ショア００の硬度のエラストマを有していてもよい。

第５の層９４０は、層の上面から形成されてマットレスの幅を横断して延在する一連の平行なリッジ状形状の切り欠き９５０ａ，９６０ｂを含む。図６に示されるように、一連の平行なリッジ状形状の切り欠きは、マットレスの上半身側セクションに１組、下半身側セクションに１組の２組からなり、一方の組が、他方の組に対して対称的に層に配置されるようにしてもよい。それぞれの組は、異なる深さの一連の平行なリッジ状形状の切り欠きからなり、１つの組の一番外側の切り欠きが最も浅い切り欠き深さを有し、切り欠きがその組の中央に近くなるにつれて徐々に切り欠き深さが深くなり、その組の中央部分で最も深い切り欠き深さとなる。また、平行なリッジ状形状の切り欠き（中央の切り欠き以外）のそれぞれの底部は、中央から遠い側の方が中央に近い側よりも深くなる切り欠き深さを有するように、わずかに傾斜していてもよい。

図５のマットレス（エラストマゲルストリップを有する内骨格を備える）に寝ている人体に関して説明した利点は、図６および図７のマットレス（球面キャップ形状のエラストマゲルを有する内骨格を備える）にも当てはまる。図６および図７のマットレス（球面キャップ形状のエラストマゲルを有する内骨格を備える）の垂直孔に関して説明した利点は、図５のマットレス（エラストマゲルストリップを有する内骨格を備える）にも同様に当てはまる。

図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃを参照すると、ゲルを充填した球面キャップ形状の切り欠きの配列８００の一例がより詳細に示されている。この配列は、図６に示す第４の層７４０の下面に配置してもよく、高弾性発泡体層の上に配置してもよい。

この配列８００は、球面キャップ形状の切り欠きの複数の列からなり、これらの列は、高弾性発泡層の幅を横断して延びる。この構成では、このような列が９本ある（但し、他の任意の数を適用してもよい）。球面キャップ形状の切り欠きはゲルで満たされていてもよく、このゲルは、２０ショア００の硬度のエラストマを有してもよい。

中央の列（Ａ）は、最大の球面キャップ形状の切り欠き８２５ａを有する。図８Ｂの断面Ａ−Ａ（８２５ｃ）は、最も深く形成された切り欠きを示す。図８Ｃの詳細な平面図Ｆは、最大の球面キャップ形状の切り欠き８２５ｄを示す。

中央の列のすぐ左隣、およびすぐ右隣（Ｂ）の列は、次に大きい球面キャップ形状の切り欠き８２４ａ，８２４ｂを有する。図８Ｂの断面Ｂ−Ｂ（８２４ｃ）は、次に深い球面キャップ形状の切り欠きを示す。図８Ｃの詳細な平面図Ｆは、次に大きい球面キャップ形状の切り欠き８２４ｄ，８２４ｅを示す。

前述の列のすぐ左隣、およびすぐ右隣（Ｃ）の列は、次に大きい球面キャップ形状の切り欠き８２３ａ，８２３ｂを有する。図８Ｂの断面Ｃ−Ｃ（８２３ｃ）は、次に深い球面キャップ形状の切り欠きを示す。図８Ｃの詳細な平面図Ｆは、次に大きい球面キャップ形状の切り欠き８２３ｄを示す。

前述の列のすぐ左隣、およびすぐ右隣（Ｄ）の列は、次に大きい球面キャップ形状の切り欠き８２２ａ，８２２ｂを有する。図８Ｂの断面Ｄ−Ｄ（８２２ｃ）は、次に深い球面キャップ形状の切り欠きを示す。図８Ｃの詳細な平面図Ｆは、次に大きい球面キャップ形状の切り欠き８２３ｄを示す。

前述の列のすぐ左隣、およびすぐ右隣（Ｅ）の列は、最小の球面キャップ形状の切り欠き８２１ａ，８２１ｂを有する。図８Ｂの断面Ｅ−Ｅ（８２１ｃ）は、最も浅い球面キャップ形状の切り欠きを示す。図８Ｃの詳細な平面図Ｆは、最小の球面キャップ形状の切り欠き８２１ｄを示す。

それぞれの列に沿った球面キャップ形状の切り欠きの配置は、マットレスの幅方向にずれていてもよい。図８Ａ、図８Ｂ、および図８Ｃに示すように、１つおきの列（Ａ、Ｃ、およびＥなど）が第１の配置様式を有するように配置してもよい。他の列（ＢおよびＤなど）は、第２の配置様式を有する。

マットレスの他の具体例は、以下のうちの１つ以上を含んでもよい。

Ａ．内骨格用の包含物は、身体に対してほぼ任意の形態（平行、横切り、傾斜、またはその任意の組合せ）をとることができる。それは、直線形状または曲線形状を有することができる。

Ｂ．包含物は、マットレスの任意の高さまたは深さに配置することができ、マットレスの設置領域（上から見た場合）の１％〜１００％にわたって設けることができる。

Ｃ．包含物は、マットレスにおける別の箇所に設けた発泡体除去部分または切り抜きと組み合わせて、硬さにより大きな変動幅を作り出すことができる。あるいは、包含物は、発泡体除去部分や切り欠きを一切用いず、単独で用いてもよい。

Ｄ．包含物は、位置に応じて、マットレスを軟化または硬化することが可能であり、またはその両方を行うことができる。

Ｅ．包含物は、マットレスを左右に横切る方向において硬さに変化を作り出すことができる。

Ｆ．包含物は、任意の組み合わせで、マットレスの様々な層に面して設けることができる。

Ｇ．包含物は、シリコーン、ポリウレタン、またはそのほかのエラストマとすることができる。それは、発泡体であっても中実体であってもよい。

Ｈ．包含物は、液体の状態で発泡体内に注入することができ、また射出成形、ＲＩＭ成形、圧縮成形、押出成形、または成形エラストマを生成する他の製造方法によって成形することができる。

Ｉ．包含物は、それがもはや元の形状に回復しなくなる前に２０％未満の伸びが得られる程度に硬質（プラスチック、ゴム、またはそのほかの材料）であってもよい。

Ｊ．包含物は、発泡体層に接合された織物であってもよい。

Ｋ．包含物は、空気または液体を入れる袋体であってもよい。

Ｌ．包含物は、（切削、コンボリューティング、成形、またはそのほかの手段によって形成された）発泡体内の成形空隙を満たすようにすることができ、または発泡体の細孔を満たして、その場所に設けることができる。あるいは、その両方であってもよい。

Ｍ．包含物は、マットレスに外付けして、マットレスの外面を画定するのに利用してもよい。この場合、それは「外骨格」となる。

Ｎ．包含物は、包含物の硬さまたは熱伝導率が、空気圧、電気、磁気、温度、またはそのほかの外力または場によって変化させることができるように構成することができる。

Ｏ．包含物は、熱伝導率を改善するための添加物を含むことができる。

Ｐ．包含物は、マットレス、シート、クッション、パッド、またはそのほかの任意の快適製品のためのものとすることができる。

Ｑ．マットレス内の複数の層は、様々な数および組成であってもよく、表１、表２、表３、表４、表５に特定される物理的特性を有する層のうちの１つ以上を含んでもよい。切り欠きは、１つ以上の層に形成してもよい。包含物は、１つ以上の層に埋め込まれてもよい。

Ｒ．マットレスは、上部の２つの層を含む、マットレスの１つ以上の層を貫通する、一連の垂直に配向された孔を含んでもよい。

Ｓ．包含物は、様々な配列で配置された様々なサイズの球面キャップ形状の切り欠きで作ることができる。

このように、可変硬度を作り出すために発泡体のマットレスにエラストマの内骨格を適用することは、以下の利点を有する。

Ａ．はるかに大きな硬度の違いを生じさせることができる。

Ｂ．耐久性を増加させる（それは、減じるものではなく、基本的に付加する手法であるからである）。

Ｃ．はるかに広い範囲の形状を達成することができる。

Ｄ．睡眠の質を向上させるために任意の好みに変更（例えば、温度調節）することが可能な充填材を含むことができる。

Ｅ．発泡体と比較して圧迫箇所を減少させる高い弾性およびポアソン比を有する。

Ｆ．熱伝導率を増加させ、熱を身体の外に移動させる。

以上、具体的な実施形態について説明した。しかし、当業者であれば、特許請求の範囲に記載される本発明の範囲から逸脱せずに種々の変更および変形を行えることが理解できるであろう。従って、明細書および図面は、限定的な意味ではなく例示的な意味で見なされるべきであり、すべてのそのような修正は、本教示の範囲内に含まれることが意図される。

利益、利点、問題の解決策、および任意の利益、利点、もしくは解決策を生じさせ、またはより顕著にし得るいずれかの要素は、特許請求の範囲の請求項のいずれかまたはすべてに含まれる重要な、必要な、または必須の特徴または要素として解釈されるべきではない。本発明は、本出願の係属中になされたなんらかの補正を含む添付の請求項、および発行されたこれらの請求項のすべての均等物によってのみ定義される。

さらに、この文書では、第１および第２、上面および下面などの関係を表す用語は、１つの存在物または動作と別の存在物または動作との間のそのような実際の関係または順序を必ずしも必要とせず、または暗示するものではなく、１つの存在物または動作を別の存在物または動作から区別するためにのみ使用される場合がある。用語「からなる」、「備える」、「有する」、「有している」、「含む」、「含んでいる」、「包含する」、またはそれらのなんらかの変形は、非排他的な包含を論じることを意図するものであり、列挙された要素を備え、有し、含み、または包含するプロセス、方法、物品、または装置が、それらの要素のみを含むのでなく、そのようなプロセス、方法、物品、または装置に明示的に列挙されていない別の要素、またはそれらに本来備わっている別の要素を含んでいてもよい。「〜を備える」、「〜を有する」、「〜を含む」、「〜を包含する」との表現で示される要素は、１つの要素を備え、有し、含み、または包含するプロセス、方法、物品または装置にさらに同様の要素が存在することを、さらなる制約なしで、排除するものではない。用語「ａ」および「ａｎ」は、本明細書において明示的に別段に述べられない限り、１つまたは複数として定義され、用語「実質的に」、「本質的に」、「ほぼ」、「約」、またはこれらの何らかの別の表現形態は、当業者によって理解されるように近似するものとして定義され、本明細書で使用される用語「結合された」は、必ずしも直接的なものではなく、必ずしも機械的なものでもないが、接続されたものとして定義される。特定の方法で「構成された」装置または構造は、少なくとのその方法で形成されるものではあるが、列挙されていない方法で構成されてもよい。

開示の要約は、これを読む者が技術的開示の本質を迅速に確認することを可能にするために提供される。要約書は、請求項による請求の範囲および意味を解釈または限定するために使用されるものではないことを理解されたい。さらに、上記の詳細な説明では、様々な特徴が、本開示を簡素化するため、様々な実施形態において、一緒に組み合わされる。この開示方法は、特許請求の範囲に記載された態様が、各請求項に明確に記載されたものよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映するものと解釈されるべきではない。むしろ、以下の特許請求の範囲に示すように、発明の主題は、開示した単一の実施形態の全ての特徴より少ない特徴にある。このため、以下の特許請求の範囲は、それぞれの請求項が個別に主張する主題としての特徴をもって、本明細書に盛り込まれている。

Claims (20)

1. 第１発泡体層と第２発泡体層とを含む複数の発泡体層を備えたマットレスであって、
   前記第１発泡体層は、第１発泡体層下面を有し、
   前記第１発泡体層は、前記第１発泡体層下面から形成された複数の球面キャップ形状の切り欠きを含み、
   前記第２発泡体層は、第２発泡体層上面と、第２発泡体層幅と、第２発泡体層第１半部と、第２発泡体層第２半部とを有し、
   前記第２発泡体層第１半部および前記第２発泡体層第２半部は、前記第２発泡体層幅を横断して延び、
   前記第２発泡体層は、前記第２発泡体層の上面から形成されて水平に延びる複数の切り欠きを含む、
   マットレス。
2. 前記第１発泡体層は、前記第２発泡体層の上方にある、請求項１に記載のマットレス。
3. 水平に延びる前記複数の切り欠きは、前記第２発泡体層幅を横断して延びる、請求項２に記載のマットレス。
4. 水平に延びる前記複数の切り欠きは、第１の切り欠き群および第２の切り欠き群を構成し、
   前記第１の切り欠き群は、前記第２発泡体層層第１半部内で前記第２発泡体層幅を横断して延び、
   前記第２の切り欠き群は、前記第２発泡体層第２半部内で前記第２発泡体層幅を横断して延びる、
   請求項３に記載のマットレス。
5. 前記第１の切り欠き群および前記第２の切り欠き群は、前記第２発泡体層に関して互いに対称に配置される、請求項４に記載のマットレス。
6. 前記第１の切り欠き群は、第１の一連の平行なリッジ状形状の切り欠きを備え、前記第２の切り欠き群は、第２の一連の平行なリッジ状形状の切り欠きを備える、請求項５に記載のマットレス。
7. 前記第１の切り欠き群および前記第２の切り欠き群は、前記第１発泡体層の上方にある前記複数の発泡体層内における当該複数の発泡体層のための支持および硬さを提供する、請求項４に記載のマットレス。
8. 前記第２発泡体層は、ポリウレタンフォームを備える、請求項４に記載のマットレス。
9. 第１発泡体層と第２発泡体層とを含む複数の発泡体層を備えたマットレスであって、
   前記第１発泡体層は、第１発泡体層下面と、第１発泡体層幅と、第１発泡体層中央幅とを有し、
   前記第１発泡体層は、前記第１発泡体層下面から形成された複数の球面キャップ形状の切り欠きを含み、
   前記複数の球面キャップ形状の切り欠きは、それぞれエラストマゲルで満たされ、
   前記第２発泡体層は、前記第２発泡体層の上面から形成されて水平に延びる複数の切り欠きを含み、
   前記第１発泡体層は、前記第２発泡体層の上方にある、
   マットレス。
10. 前記複数の球面キャップ形状の切り欠きは、前記第１発泡体層幅を横断する複数の球面キャップ形状の切り欠きからなる複数の列を構成する、請求項９に記載のマットレス。
11. 前記球面キャップ形状の切り欠きの前記複数の列は、前記第１発泡体層中央幅の周りに対称的に配置される、請求項１０に記載のマットレス。
12. 前記球面キャップ形状の切り欠きの前記複数の列の中央の列は、前記複数の球面キャップ形状の切り欠きのうちで最大の大きさの球面キャップ形状の切り欠きを備える、請求項１１に記載のマットレス。
13. 前記球面キャップ形状の切り欠きの前記複数の列のうちの、前記中央の列から最も遠い列は、前記複数の球面キャップ形状の切り欠きのうちで最小の大きさの球面キャップ形状の切り欠きを備える、請求項１１に記載のマットレス。
14. 前記第１発泡体層は、高弾性発泡体を備える、請求項１１に記載のマットレス。
15. 前記複数の球面キャップ形状の切り欠きは、前記第１発泡体層の上方にある前記複数の発泡体層内における当該複数の発泡体層のための支持および硬さを提供する、請求項１１に記載のマットレス。
16. 第１発泡体層と第２発泡体層とを含む複数の発泡体層を備えたマットレスであって、
    前記第１発泡体層は、第１発泡体層下面と、第１発泡体層幅と、第１発泡体層中央幅とを有し、
    前記第２発泡体層は、第２発泡体層上面と、第２発泡体層幅と、第２発泡体層第１半部と、第２発泡体層第２半部とを有し、
    前記第１発泡体層は、前記第２発泡体層の上方にあり、
    前記第１発泡体層は、前記第１発泡体層下面から形成された複数の球面キャップ形状の切り欠きを含み、
    前記複数の球面キャップ形状の切り欠きは、それぞれエラストマゲルで満たされ、
    前記第２発泡体層は、前記第２発泡体層上面から形成されて前記第２発泡体層幅を横断して水平に延びる複数の切り欠きを含み、
    水平に延びる前記複数の切り欠きは、第１の切り欠き群および第２の切り欠き群を構成し、
    前記第１の切り欠き群は、前記第２発泡体層第１半部内で前記第２発泡体層幅を横断して延び、
    前記第２切り欠き群は、前記第２発泡体層第２半部内で前記第２発泡体層幅を横断して延びる、
    マットレス。
17. 前記複数の球面キャップ形状の切り欠きは、前記第１発泡体層幅を横断する複数の球面キャップ形状の切り欠きからなる複数の列を構成する、請求項１６に記載のマットレス。
18. 前記球面キャップ形状の切り欠きの前記複数の列は、前記第１発泡体層中央幅の周りに対称的に配置される、請求項１７に記載のマットレス。
19. 前記第１発泡体層の上方にある前記複数の発泡体層のうちの少なくとも１つの発泡体層が、垂直に配向された一連の孔を含む、請求項１８に記載のマットレス。
20. 前記第１発泡体層が高弾性発泡体を備え、前記第２発泡体層がポリウレタンフォームを備える、請求項１８に記載のマットレス。