JP3863940B2

JP3863940B2 - 流体クッション及びその製造方法

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Publication number: JP3863940B2
Application number: JP08539196A
Authority: JP
Inventors: ダブリューペッカーロバート
Original assignee: Dielectrics Industries Inc
Current assignee: Dielectrics Inc
Priority date: 1995-04-07
Filing date: 1996-04-08
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2016-04-08
Also published as: CA2173526A1; EP0736278B1; EP0736278A1; DE69611701T2; DE69611701D1; JPH0994132A; AU713412B2; US5638565A; AU5044796A; CA2173526C

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、人間の身体を支持するクッションに関する。より詳細には、積層された流体室（chamber ）１組からなる流体セル（cell）から構成され、この流体セルあるいは流体室に空気などの流体を封入し、セル内あるいは層内で流体の連絡を行うことによりクッション表面に作用する外力を緩衝する流体封入式多層クッションに関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
流体封入式のクッションは、椅子のクッションやマットレスなどに使用される対弱衝撃用のもの、輸送時の荷物の保護などに用いられる対強衝撃用のものとがある。
【０００３】
例えば、長期間ベッドや車椅子から離れることのできない人にとっては、圧力をうまく分散・吸収しない不適切な流体クッションやマットレスの使用を続けることは、床ずれ、あるいは健康を悪化させる原因になる。そこで、圧力を吸収し、身体の接触部分全体に圧力が平均化するようなクッションやマットレスが必要である。また、車椅子の座面のような弱い衝撃向けのクッションの場合、座面に対する圧力はごく柔軟に作用することが望ましいのだが、一般に、クッションに対して理想的な圧力だけが作用することは稀である。急な動作や衝撃に対しても、クッションは確実に衝撃を吸収し、同時に内部の流体は過度に動揺しないことが望ましい。
【０００４】
例えば、クッション上で通常の動作をしたとする。単に流体を満たしただけのクッションでは、圧力がかかる部分から生じる流体の波（surging ）が発生し、圧力のかかった部分は潰れ、別の部分はその反動で急速に膨張するという現象が起こる。この流体の圧縮・膨張は１サイクルで終わらず、流体の「揺り返し」がクッション内で生じる。クッションのこのような動揺は、使用者にとって身体の不安定感や不快感を伴うものであった。
【０００５】
また、特に高衝撃下で使用されるクッションの場合、衝撃がクッションの表面に反響することによって起こる「リバウンド」（rebound ）あるいは、衝撃がクッション底面に反響することによって起こる「ボトムアウト」（bottoming out ）が問題である。リバウンドは、クッションの上面に作用した衝撃が、流体を介しても十分に緩衝されず、底面に反射した圧力が再びクッション上面の流体を動揺させて起こる現象である。ボトムアウトは逆に、十分に緩衝されない衝撃による流体の圧力が、クッションの底面を動揺させる現象である。この両現象は、どちらもクッションを不安定にさせる原因となる。因に、この両現象は一般に反比例の関係にあり、例えば非常に大きなリバウンドが生じた場合には、ボトムアウトはごく小規模である。
【０００６】
流体を封入したクッションで緩衝性能の改善を図った例としては、例えば米国特許第２，４９５，１２４号に開示されている座席用クッションがある。このクッションは隣接関係にある複数の流体室２層からなっており、各流体室は他の流体室と流体の連絡を行わない独立構造である。こうしたクッションであると、流体室間における圧力の拡散が不能なために十分な緩衝性が得られず、またクッションの局所的な反動が起こるので、使用者の身体との接触部分に圧力が集中し、床ずれの原因となる。
【０００７】
米国特許第２，４３４，６４１号は、空気支持クッションを長期間使用するために生じる床ずれの問題を解決するために、サイズの異なる流体室間で流体（空気）を相互連通可能にし、この流体室からクッションを構成した。しかし、連通手段を設けたクッションは、製造が非常に複雑で手間がかかりコスト高となるのが難点であった。
【０００８】
また、米国特許第５，０３０，５０１号には多面体の空気充填流体室からなる衝撃保護材が開示されている。この流体室は弾力性と安定性を持ち合わせ、しかも流体室間を連通する導管が設けられている。この導管は衝撃や打撃を受けた流体室から他の流体室へ空気を排出して衝撃を吸収し、潰れた流体室には圧力の高くなった他の流体室から再び空気を流入する。つまり流体室に設けた導管によって、衝撃から生じるクッションの反動（リバウンド）の軽減を狙ったものである。
【０００９】
しかし、以上の従来形態においては、多層式のクッションには流体室間の流体の交換機能がないか、流体室間に流体の連通手段が設けられていても単層内に限られている。クッションを流体室で小分割したため、流体の揺り返しをある程度防げる反面、緩衝性や安定性は十分なものではなく、より緩衝性・安定性に優れた流体クッションの需要は依然として満たされていない。また、流体室と、それに付随する流体連通手段を設ける製造工程は、非常に複雑で手間のかかるものであった。
【００１０】
【発明の目的】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、外力の作用により生じるクッション内の流体の動揺を効果的に抑える安定性を有し、かつ緩衝性に優れる流体クッションを得ることを目的としている。
【００１１】
さらに本発明は、この流体クッションを短時間・低コストで製造可能な製造方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【発明の概要】本発明は、２枚の可撓性シート材により形成される上層と；前記上層の垂直方向下側に位置して、２枚の可撓性シート材により形成される下層と；前記上層の前記２枚の可撓性シート材の所定箇所を接合して形成した複数の流体室と；前記下層の前記２枚の可撓性シート材の所定箇所を接合して形成した複数の流体室と；前記上層の各流体室及び該各流体室の下方に位置する前記下層の流体室が対となって形成される流体セルと；前記複数の流体セルのうちの少なくとも所定数の流体セル内に配置した、上層の流体室と下層の流体室を連通させる、層間オリフィスと；を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、この流体クッションには、各層状体の少なくとも一部の流体室間を連通させる層内オリフィスがさらに設けられ、クッションに加重が加わったとき、この層内オリフィスと層間オリフィスで流体の移動を行うことを特徴とする。
そして、本発明においては、層内オリフィスによるクッション層内の流量と、層間オリフィスによるクッション層間の流量の割合により、クッションの緩衝性や安定性を制御していることを要点とする。具体的には、セル内の流量よりも、層内の流量を多くすることで、外力を素早く吸収すると共に、衝撃を吸収した流体の動揺や反動を緩和する。
【００１４】
また、本発明は、２枚の可撓性シート材により形成された上層と、２枚の可撓性シート材により形成された下層と、を備え、前記上層の複数の流体室と、これら流体室のそれぞれに対応する前記下層の流体室と、により複数の流体セルを構成する流体クッションを製造する方法において、前記下層の下側の可撓性シート材を準備するステップと；前記下側の可撓性シート材の上面において、複数の流体室となる領域、及び、前記複数の流体室に連通する層内オリフィスとなる領域に、前記下層の上側の可撓性シート材との融着を防ぐため、剥離材をコーティングするステップと；前記上層の上側の可撓性シート材を準備するステップと；前記上層の前記上側の可撓性シート材の前記上層の下側可撓性シート材の上面に対向する面において、複数の流体室となる領域、及び、前記複数の流体室に連通する層内オリフィスとなる領域に、前記上層の前記下側の可撓性シート材との融着を防ぐため、剥離材をコーティングするステップと；前記下層の前記上側の可撓性シート材を準備するステップと；前記下層の前記上側の可撓性シート材の上面において、前記上層の流体室と前記下層の流体室を連通させる層間オリフィスとなる領域以外の領域に，前記下層の前記上側の可撓性シート材と前記上層の前記下側の可撓性シート材との融着を防ぐため、剥離材をコーティングするステップと；前記上層の前記下側の可撓性シート材を準備するステップと；前記下層の前記上側の可撓性シート材及び前記上層の前記下側の可撓性シート材の層間オリフィスとなる領域を切り抜くステップと；前記下層の前記上下可撓性のシート材及び前記上層の前記上下可撓性のシート材を積層し、前記下層の前記上側の可撓性シート材及び前記上層の前記下側の可撓性シート材の層間オリフィスとなる領域周囲、並びに、前記上層及び前記下層において前記流体室となる領域の外縁部分及び前記層内連通管となる領域の外縁部分を一回で融着するステップと；からなることを特徴とする。
【００１５】
本発明において言う「流体室」とは、流体を封入する部分である。本発明のクッションは、この流体室が複数積層された、つまり多層式クッションであることを特徴としているために、積層接合された流体室のまとまり１組を特に「流体セル」（以下、単にセル）と呼ぶ。このセルを基本単位として、クッションは複数のセルからなっている。この定義は、上述部分にも同様である。
【００１６】
また「層」とは、流体室の広がりを概念的に１枚の層状体と捉えたもので、「層内」と言えば、この層状体内の流体室相互における現象、という意味になる。多層にわたり「層内」現象が起こつた場合、より広い意味で「セル間」と表現できる。一方、「層間」とは積層関係にある流体室相互における現象という意味になる。「層間」現象が１つあるいは特定のセルに限定されている場合、「セル内」と呼ぶ。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を使用して本発明を説明する。図１〜図３は本発明における流体クッションの一実施形態を示している。なお、本発明においては、椅子やマットレスなど比較的低衝撃の環境で使用される場合に加え、スポーツ器具の衝撃防護パッドや靴底など高衝撃の下で用いられるクッションも対象にしている。
【００１８】
まず、クッション１０を構成する基本単位であるセル１２、及びセル１２を構成する流体室１４，１４′について説明する。
【００１９】
図１に示すように、本発明のクッション１０は上層１１，下層１３の２層が積層された多層構成である。後に詳述するが、２枚の熱可塑性シート材４０，４２から複数の上流体室１４、即ち上層１１が形成されている。同様に、熱可塑性シート材４０′，４２′から複数の下流体室１４′、即ち下層１３が形成されている。
【００２０】
このクッション１０の断面図である図３に示すように、セル１２は、上流体室１４と下流体室１４′が垂直方向に接合した構成で、横から見ると中央部が絞られた（狭部１８）、略砂時計形をしている。そして上流体室１４と下流体室１４′は、この狭部１８、即ち上下流体室１４，１４′の接する中央部分において接合（融着）されている。この融着部分はインナーシール４８である。また、セル１２の外縁の、シート材４０，４２の融着部分はアウターシール４６である。
【００２１】
以上の構成を有するセル１２は、クッション１０の長手方向に連接してクッション１０を構成する。図１および図２において、セル１２の垂直対称軸ａは、ディンプルパターンのクッション１０表面において縦・横方向に等間隔である。つまり、セル１２は相互に等間隔である。また、図２に示すように、セル１２は上方から見て円形であると感触が良く好ましいが、方形や多面形であってもよい。さらに、セル１２外周のアウターシール４６に囲繞される菱形部２６は、後述の通気用菱形開口部２６′としてもよい。
【００２２】
流体室１４（１４′）に封入される流体は、気体・液体・ゲルなどである。流体自体の粘度、あるいは封入する圧力によってクッション１０の固さを調節できる。
このような流体によって膨張した状態の、図３に示すクッション１０は、上流体室１４における上面と下面の幅、即ち平行接線ｔ−ｔ′の間が上層１１の高さとなる。同様に下流体室１４′の上面と下面の幅ｔ′−ｔ″が下層１３の高さである。膨張時には流体室１４（１４′）の高さは非膨張時の層面高（基準層面高）よりも突出しており、この突出部分で物体を支持することになる。クッション１０にとっては快適さが重要であるという観点からすると、使用者の身体と直に接触するクッション１０の該支持部分は、ゆるやかな凸型を保った楕円体であることが望ましい。特に長期間に亙ってベッドや車椅子から離れることのできない人はクッションとの接触部分に床ずれが生じやすいため、流体室１４（１４′）の外表面が決定するクッション１０の外面形状は重要である。本実施形態では流体室１４（１４′）の外面形状は楕円体であるが、球体や多面体であってもよい。
【００２３】
次に、クッション１０における、流体の連通手段について説明する。
【００２４】
隣接関係にある流体室１４（１４′）は、層１１（１３）を形成している。上流体室１４からなる上層１１には、上流体室１４間を相互連通して上層１１内の流体を連通させる層内連通管２０（層内オリフィス）が設けられている。この層内連通管２０は、シート材４０，４２間の非融着部分である。同様に、下流体室１４′からなる下層１３の層内連通管２０′は下流体室１４′間の流体を連通させる。
【００２５】
この層内連通管２０（２０′）でクッション１０の緩衝性能を制御する方法としては、まず層内連通管２０（２０′）の配置がある。例えば、図２では、等間隔のセル１２間を連絡する層内連通管２０（２０′）は格子状に配列されているる。この層内連通管２０（２０′）を減らせば、流体の動揺が少なく、反発力の強いクッション１０となるし、増やせば、反発力は小さいが内部で揺り返しの起こりやすいクッション１０になる。
【００２６】
また、層内連通管２０，２０′の断面径（内径）によってもクッション１０の緩衝性能は変化する。例えば、通常の座面用であると想定した本実施形態のクッション１０の場合、層内連通管２０，２０′の内径は０．０６２５インチ（約１．６ミリメートル）から０．２５インチ（約６．３ミリメートル）の範囲である。しかし、これより大きな断面あるいは容積の流体室からセルが構成される大型のクッションの場合や、逆に小さいクッションの場合もあるので、層内連通管２０，２０′の内径はこれに限定されるものではない。
【００２７】
この層内連通管２０，２０′の断面径は、クッション１０全体に亙り同サイズでもよいが、層内連通管２０，２０′の断面径を部分的に異ならせると、クッション１０の緩衝動作の範囲や緩衝効果を様々に変化させることが可能である。例えば、下層１３の層内連通管２０′を上層１１の層内連通管２０よりも小径にすると、下層１３が固くなるので「ボトムアウト」に対して効果的である。もしクッション１０の特定範囲のセル１２の緩衝効果を他の部分より強めたければ、当該部分のセル１２に連通する層内連通管２０，２０′の断面径を大きく取ればよい。
【００２８】
このように、層内での流体の移動を制御することにより、緩衝性能を操作でき、クッション１０に外力が加わったときに起こる流体の動揺をある程度緩和し、圧力を分散させることができる。しかし、層内方向に圧力を拡散するだけでは、流体の動揺・揺り返し等が物体（人体）を支持する面で起き、十分な安定性・緩衝性があるとは言えない。
【００２９】
そこで、上記層内連通管２０，２０′とは別に、上層１１における上流体室１４と下層１３における下流体室１４′間、つまりセル１２内での流体の連絡を行う層間連通孔２２（層間オリフィス）がクッション１０には設けられている。この層間連通孔２２はセル１２の狭部１８に設けられる。
【００３０】
層間連通孔２２を設けるセル１２の数・位置、または層間連通孔２２の形状は、必要とされる緩衝効果に応じて任意である。例えば、下流体室１４′にかかる圧力が強過ぎる場合には、層間連通孔２２を一部のセル１２にだけ穿設すれば、下層１３への流体の過度の流入が抑えられ、クッション１０の「ボトムアウト」を解消できる。逆に、多数のセル１２に層間連通孔２２を設ければ、「リバウンド」を解消できる。
【００３１】
図１７には、垂直方向への流体連通手段の一態様が示されている。
この層間連通孔８３は、対向する２つの円弧状スリット８５と、フラップ８７と、スリット８５の切り残し部分であるタブ８９とから構成される。タブ８９の幅（つまりスリット８５の切込長）によって、流量は変化する。この実施形態では、スリット８５を含む層間連通孔８３の全径は、最大で０．７５インチ（約１．９センチメートル）までが好ましい。
【００３２】
層間連通孔２２は、垂直方向に流体を通すことにより、単独でも「リバウンド」「ボトムアウト」等を抑えて衝撃を吸収する作用を有するが、上記層内連通管２０，２０′と合わせて、より効果的な緩衝効果を得ることができる。図１５は、クッション１０における緩衝作用の概念を示す断面図である。ここでは、クッション１０の層間方向への流量（太矢印で示す）よりも、クッション１０の層内方向への流量（細矢印で示す）の方が大きくなるように、各層間連通孔２２の断面積は各層内連通管２０（２０′）の断面積に比して小さい。同様の理由から、層間連通孔２２の総断面積は層内連通管２０（２０′）の総断面積に比して小さくなっている。断面積の小ささ、及び製造の容易さの点から、層間連通孔２２はスリット状であることが好ましい。
【００３３】
図１５においては、手前と奥側にも図示しない流体室が存在するが、図示部分のみ説明する。
外力Ｆが加わると、まず上流体室１４Ａが潰れ、潰れた体積分の流体が層内連通管２０を通して隣接する上流体室１４Ｂ₁ ，１４Ｂ₂ へ排出される（太矢印ａ）。隣接する上流体室１４Ｂ₁ には層間連通孔２２が設けられているので、流入分は下流体室１４′へ移動する（細矢印ｘ）。一方で上流体室１４Ｂ₂ は、流入方向とは反対に層内連通管２０を一本有するのみなので、次の上流体室１４Ｃへ流入分を移動させる（太矢印ｂ）。ここで、細矢印ｘと太矢印ｂの流体移動はほぼ同時に始まるが、断面積の差異により細矢印ｘの方が時間を多く要する。同様に細矢印ｙの流体は減速される。下層１３に至った流体は層内連通管２０′を通して移動する（太矢印ｃ）。層間連通孔２２の通過時に流体は減速されるため、太矢印ｃの移動速度は太矢印ａ，ｂに比べ緩やかである。そして、下流体室１４′Ａと１４′Ｂ₂ に流体が至る時点では、外力Ｆによる圧力がクッション１０全体に広く行き渡って相殺され、「リバウンド」も「ボトムアウト」も起こらず、クッション１０は徐々に元形状へと復元していく。
【００３４】
つまりクッション１０は、外力を受けると変形し、上層１１で素早くこの外力を吸収する。次に、この変形がクッション１０の表面を不安定にしない程度に早く、しかし「リバウンド」や「ボトムアウト」を起こさない程度に減速して、圧力を受けた流体を下層１３へ移動させる。最後に、多層間で平均化された圧力によって緩やかに復元する。
【００３５】
前述したように、従来の流体流体クッションであると、外力が作用した箇所から全体へと波打って伝わる流体の波（surge ）と、「リバウンド」あるいは「ボトムアウト」を、同時に緩和することが困難であった。しかし、層間連通孔２２および層内連通管２０，２０′を設けて流体を移動させる多層構造のクッション１０であると、これを解決できる。
【００３６】
本発明においては、層内連通管２０（２０′）を介してクッション１０の層内方向に連絡される流量と、層間連通孔２２を通してクッション１０の層間方向に連絡される流量の割合を異ならせていること、言い換えれば層内の流量と層間の流量に差異を設けてクッション１０の緩衝性能を制御していることが重要である。
【００３７】
以下、図４を中心に本発明におけるクッション１０の製造方法を説明する。図４は、図１に示すクッション１０を分解して示す斜視図である。熱可塑性シート材４０，４２が上層１１に、シート材４０′，４２′が下層１３になる。ここでは、これらを一回の密閉工程で融着して、クッション１０を製造する。
【００３８】
密閉工程において、熱可塑性シート材４０，４２，４０′，４２′は所定の順序で積層され、これを、対向する密閉打型（sealing dice）が上下から挟んで密閉する。この密閉打型（sealing dice）は、高周波予熱（RF）または熱エネルギー（thermal energy）により、シート材を融着するタイプである。
【００３９】
クッション１０において、融着されてはならない部分は、
▲１▼流体室１４，１４′と層内連通管２０，２０′の部分、
▲２▼セル１２の狭部１８以外の層間部分、
である。シート材のうち、それに対応する位置に剥離材４４をコーティングした部分が非融着部４３（▲２▼では４７）となる。
まず、▲１▼を下層１３を例に説明すると、外面シート材４０′の対向面５０では、下流体室１４′と、格子状に配される層内連通管２０′部分が融着されてはならないので、対応部分に剥離材４４をコーティングする。上層１１も同様に、外面シート材４０の対向面５０にのみ非融着部４３を形成する。
次に、▲２▼部分であるが、セル１２の狭部１８となる部分のみ融着するので、中間シート材４２′の内対向面５４のうち、この接合部４５を除く部分に剥離材４４をコーティングする。この部分が非融着部４７となる。
さらに、中間シート材４２，４２′の所定位置（接合部４５内に収まる位置）に、層間連通孔２２を切り抜く。
▲１▼、▲２▼の非融着部４３，４７がコーティングされ、層間連通孔２２となる切込が施されると、上記打型が、▲１▼、▲２▼以外の部分を融着させ、クッション１０ができる。打型による融着は一回で行うことができる。
【００４０】
ここで用いられる剥離材４４としては、例えば本出願人による米国特許第５，０２２，１０９号において、シルクスクリーンまたはフレキソ方式のロートグラビア版のような印刷技術に使用されるものが開示されている。この剥離材４４は、粒径５ミクロン程度の微粒子であるポリエチレン、テフロンまたはシリコンの混合水溶物、あるいは有機溶剤の液状分散質であることが望ましい。そして、シート材４０，４０′，４２′にコーティングされた剥離材４４のポリエチレン、テフロンまたはシリコンの粒子により、コーティング部分は融着されず、その他の部分が上記打型によって融着されて密閉されたクッション１０となる。
【００４１】
融着される部分について説明する。まず、外面シート材４０（４０′）と中間シート材４２（４２′）の融着による、流体室１４（１４′）の外縁部分は、アウターシール４６である。また、上流体室１４と下流体室１４′の結合する狭部１８では、中間シート材４２，４２′間の融着された接合部分はインナーシール４８と呼ぶ。
【００４２】
また、流体室１４，１４′を膨張させる手段は、クッション１０の製造工程において上流体室１４に設けた開口と、この開口に挿入されたチューブ２４である。流体が空気の場合など、必要に応じて、このチューブ２４の挿入部分は気密性にしてもよい。また、この膨張手段に一方向弁を使用すれば、使用毎に膨らませる必要のない常時流体封入式のクッション１０を得ることができる。
【００４３】
図５は、本発明におけるクッション１０の第２実施形態を示している。以下、先の実施形態と同じ部材については同符号で説明する。この実施形態は、セル１２の容積や直径が均一でないことを特徴とし、セル１２の固さはセル１２の容積と反比例関係にある。つまり大型流体室６０は小型流体室６２よりも柔らかい。サイズ・固さ共に異なる流体室６０，６２は目的に応じて配置され、クッション１０に柔軟な部分と固い部分を形成する。図示しないが、本実施形態のクッション１０を水平方向から見た場合、小型流体室６２の凸型表面高に比して大型流体室６０の凸型表面高は高く、座る人間を安定保持するために大型流体室６０をクッション１０の外周に配置してある。
【００４４】
図６および図７に示す第３実施形態では、流体室１４（１４′）間をつなぐ層内連通管２０（２０′）が、１つの流体室１４（１４′）につき、多くても２方向のみに限られ、限定的な連通関係でつながった流体室１４（１４′）が各々列を形成している。上流体室１４の列と下流体室１４′の列とは相互が直交の関係にある。そして層間連通孔２２は、全流体室１４，１４′間に流体の連絡が可能な最低限の数だけ、つまりクッション１０の外周を構成するセル１２のうち、隣接する２辺のセル１２にのみ設けられている。
このような層内連通管２０，２０′の配置であると、クッション１０の安定性を増すことができる。流路の数を最低限にしたために、流体の移動及びクッション全体への圧力拡散の時間が長くなるからである。
【００４５】
例えば、このクッション１０表面に作用した圧力の拡散は、図６と図７を併用して説明する以下のような段階を経る。圧力の作用した点をαとする。まず圧力点αから層内連通管２０で連通された列内にへ流体が移動し（矢印Ｔ）、次に該上流体室列の層間連通孔２２βを通った流体が下流体室１４′の列に移り圧力を伝える（矢印Ｐ）。流体の圧力はさらに層間連通孔２２γを上がって残りの上流体室１４列を通り（矢印Ｏ）、最後に未通過の層間連通孔２２δから下流体室１４′列へ至り残りの下流体室１４′に圧力を伝える（矢印Ｑ）。
【００４６】
図８および図９に示す第４実施形態では、外面シート材４０はクッション１０の最外縁まで延長して中間シート材４２′と融着され、上層１１と下層１３間を密閉する第２アウターシール８０を形成している。この第２アウターシール８０とセル１２との空間、及び各セル１２相互の空間が密閉されるので、この密閉部分が中間流体室８２になる。上下流体室１４，１４′と同様に、中間流体室８２はチューブ２４′を通して空気・液体・ゲル等の流体を流入して膨張させる。セル１２と中間流体室８２で流体の種類を異ならせてもよい。または、中間流体室８２を高圧に、セル１２をそれよりも低圧にすることで、表面は柔らかく芯の固いクッション１０を得ることができる。中間流体室８２を設けた場合には「ボトムアウト」のおそれが減少することも利点である。
【００４７】
クッション１０に長時間接していると、人間の身体とクッション１０が接する部分に熱がこもって汗をかくので、通気性のあるクッションが必要となる。第５実施形態を示す図１０および図１１は、通気性の有るクッション１０を表している。このクッション１０の菱形開口部２６′は、層１１（１３）のうちセル１２に囲繞された部分で、使用者とクッション１０間の通気のために切り抜かれている。セル１２が膨張しているときはセル１２間の容積が拡大するので菱形開口部２６′に空気が流入し、セル１２が圧縮されるとセル１２間の容積が縮小するので菱形部２６′から空気が排出される。このようなクッション１０のポンプ様動作により通気が行われる。
【００４８】
図１２および図１３に示す第６実施形態においては、クッション１０は３層構造である。つまり垂直方向に３層に積層された流体室１４，１４′，１４″がセル１２を形成しており、各流体室１４，１４′，１４″はそれぞれ第１層１１・第２層１３・第３層９４を形成している。例えば、最下層の流体室１４″を、流体室１４，１４′と協働してクッション１０の緩衝性を強化させてもよいし、流体の連通手段を設けずに第３層９４を独立式に構成してもよい。その場合、独立式の第３層９４は、「ボトムアウト」現象を軽減させる固いベースクッションになる。
【００４９】
図１４に示す第７実施形態は、方形の流体室１４（１４′）から構成されるセル１２を有するクッション１０である。ここで隣接関係にあるセル１２間には、図２における菱形部２６のような隙間がない。
【００５０】
また、第８実施形態を示す図１６のように、分割された区域９５，９６，９７にクッション１０を仕切り、この区域９５，９６，９７の範囲内で、セル１２を流体移動可能に連接してもよい。この構造であると、セル１２のサイズや内圧等によって各区域のクッション性能を異ならせることが可能であるから、クッションの特定部分に他の部分より強い圧力がかかる場合などに有効である。例えば靴のインナーソールでは、踵部分には固いクッション、つま先や土踏まず部分には柔らかいクッション、と必要とされるクッション硬度が部分によって異なるが、本実施形態なら１つのクッション１０でそれを達成できる。
【００５１】
以上いくつかの実施形態を挙げて説明したが、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない限りにおいて細部の種々の変形・省略・追加が可能である。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、外力の作用により生じるクッション内の流体の動揺や反動を効果的に抑える、安定性・緩衝性に優れた流体クッションを得ることができる。また、この流体クッションを一度の密閉工程で製造できるので、短時間かつ低コストな製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における流体封入式クッションの実施形態を示す全体斜視図である。
【図２】図１の流体封入式クッションの平面図である。
【図３】図１のIII −III 線に沿う部分の断面図である。
【図４】本発明のクッションの製造方法を示す分解斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態におけるクッションの平面図である。
【図６】本発明の第３実施形態におけるクッションの平面図である。
【図７】図６のクッションの底面図である。
【図８】本発明の第４実施形態におけるクッションの平面図である。
【図９】図８のIX−IX線に沿う部分の断面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態におけるクッションの平面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線に沿う部分の断面図である。
【図１２】本発明の第６実施形態におけるクッションの全体斜視図である。
【図１３】図１２のXIII−XIII線に沿う部分の断面図である。
【図１４】本発明の第７実施形態におけるクッションの平面図である。
【図１５】本発明におけるクッションの緩衝作用の概念を示す断面図である。
【図１６】本発明の第８実施形態におけるクッションの平面図である。
【図１７】本発明における層間連通孔の異なる実施態様を示す図である。
【符号の説明】
１０クッション
１１上層（第１層）
１２セル
１３下層（第２層）
１４１４′ １４″ 流体室
１８狭部
２０２０′ 層内連通管（層内オリフィス）
２２８３層間連通孔（層間オリフィス）
２４２４′ チューブ
２６菱形部
２６′ 菱形開口部
４０４０′ 外面シート材
４２４２′ 中間シート材
４３４７非融着部
４４剥離材
４５接合部
４６アウターシール
４８インナーシール
５０５４対向面
６０大型流体室
６２小型流体室
８０第２アウターシール
８２中間流体室
８５スリット
８７フラップ
８９タブ
９４第３層

Claims

２枚の可撓性シート材により形成される上層と；
前記上層の垂直方向下側に位置して、２枚の可撓性シート材により形成される下層と；
前記上層の前記２枚の可撓性シート材の所定箇所を接合して形成した複数の流体室と；
前記下層の前記２枚の可撓性シート材の所定箇所を接合して形成した複数の流体室と；
前記上層の各流体室及び該各流体室の下方に位置する前記下層の流体室が対となって形成される流体セルと；
前記複数の流体セルのうちの少なくとも所定数の流体セル内に配置した、上層の流体室と下層の流体室を連通させる、層間オリフィスと；を備えたことを特徴とする流体クッション。
請求項１において、各層状体の少なくとも一部の流体室間を連通させる層内オリフィスがさらに設けられ、クッションに加重が加わったとき、この層内オリフィスと層間オリフィスで流体の移動が生じる流体クッション。
請求項１または２において、流体室及び流体セルは閉塞され、常時流体が封入されている流体クッション。
請求項１または２において、各層状体の隣接する流体室の間に、通気のための開口部を有している流体クッション。
請求項１または２において、流体室に流体を封入する手段を有している流体クッション。
請求項１または２において、緩衝性を異ならせた複数の区域を有している流体クッション。
請求項１または２において、流体室は、楕円体、球体または多面体である流体クッション。
請求項１または２において、流体室のサイズを、クッションの位置により異ならせた流体クッション。
請求項１または２において、上記流体セルを構成する流体室とは別に独立する流体室を、クッション外縁と流体セルとの間、及び流体セル相互の空間に有する流体クッション。
請求項１または２において、流体の移動速度を制御する緩衝機構を有している流体クッション。
２枚の可撓性シート材により形成された上層と、２枚の可撓性シート材により形成された下層と、を備え、前記上層の複数の流体室と、これら流体室のそれぞれに対応する前記下層の流体室と、により複数の流体セルを構成する流体クッションを製造する方法において、
前記下層の下側の可撓性シート材を準備するステップと；
前記下側の可撓性シート材の上面において、複数の流体室となる領域、及び、前記複数の流体室に連通する層内オリフィスとなる領域に、前記下層の上側の可撓性シート材との融着を防ぐため、剥離材をコーティングするステップと；
前記上層の上側の可撓性シート材を準備するステップと；
前記上層の前記上側の可撓性シート材の前記上層の下側可撓性シート材の上面に対向する面において、複数の流体室となる領域、及び、前記複数の流体室に連通する層内オリフィスとなる領域に、前記上層の前記下側の可撓性シート材との融着を防ぐため、剥離材をコーティングするステップと；
前記下層の前記上側の可撓性シート材を準備するステップと；
前記下層の前記上側の可撓性シート材の上面において、前記上層の流体室と前記下層の流体室を連通させる層間オリフィスとなる領域以外の領域に，前記下層の前記上側の可撓性シート材と前記上層の前記下側の可撓性シート材との融着を防ぐため、剥離材をコーティングするステップと；
前記上層の前記下側の可撓性シート材を準備するステップと；
前記下層の前記上側の可撓性シート材及び前記上層の前記下側の可撓性シート材の層間オリフィスとなる領域を切り抜くステップと；
前記下層の前記上下可撓性のシート材及び前記上層の前記上下可撓性のシート材を積層し、前記下層の前記上側の可撓性シート材及び前記上層の前記下側の可撓性シート材の層間オリフィスとなる領域周囲、並びに、前記上層及び前記下層において前記流体室となる領域の外縁部分及び前記層内連通管となる領域の外縁部分を一回で融着するステップと；
からなることを特徴とする流体クッションを製造する方法。