JP5410976B2 - 圧縮によって調整されるバルブを備える複合クッションおよびそのためのバルブ組立体 - Google Patents
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Description
性を成すことが重要であると考えられる。医療での用途において、適切な支持特性は、最
重要である。
すための材料の適切な組合せならびに方法を提供するために利用されている。
といった圧縮可能な材料のみの使用)。
)。更に他のクッションは、組み合わされた方法に頼っている。
望ましく、このためにバルブ組立体が用いられる。ユーザがクッションに沈み込む深さを
調節する手段として空気を使用する場合、一般にバルブは、クッションの内部容積内の空
気を放出するために開けられる。一旦沈み込みが所望の水準に達すると、ユーザは、バル
ブを閉めて内部容積を再度密閉する。
るカスケード デザイン,インク.(CASCADE DESIGNS,INC.)は、
そのZoid PSV(登録商標)車椅子用クッションにおいて、プリセットされたバル
ブ組立体を組み込んでいる。このバルブ組立体は、発泡フォームにユーザを沈み込ませる
ために空気を放出して、ユーザに合わせ、クッションの表面にかかるユーザの体重を配分
する。十分な空気が放出されたことをPSVが感知したとき、最適圧力分配のために空気
の流れを自動的に閉ざす。
てはならず、また使用後はそれを閉じなくてはならない。
すなわち、ユーザが上に乗る場合は圧縮されるとともに、上に乗らない場合は自己膨張して休止状態の形状に回復が可能な本体の平面方向の内部に装着されるバルブ組立体であって、外気に面して開口した外部開口部と、この外部開口部と流体連通し、前記本体の内部に位置する内部開口部と、前記膨張可能な本体に対する界接面とを有する通気体と、前記本体の内部に挿入され、前記内部開口部から延びる近位端を有し、遠位端で終わる、圧潰が可能、かつ圧潰をしない場合は休止状態の形状に回復が可能な中空の長形部材と、前記本体の横断方向の内部であって、かつ前記ユーザが上に乗ることによる機械的力を与えられた場合に前記長形部材を圧潰して密閉するように、前記長形部材上の第1の位置で前記長形部材の周りに配置され、発泡フォームを備えている第1の圧縮部材と、を備え、前記機械的力が与えられない場合には、前記長形部材は、前記遠位端から近位端、または前記近位端から遠位端への流体移動が可能な状態のままであることを特徴とするバルブ組立体、および前記バルブ組立体が開口部を塞いでおり、長形部材の全体がチャンバー内に延在していることを特徴とする自己膨張式本体である。
本発明の実施例において、ユーザが積極的に関与することなく、膨張可能な本体からの
流体の流出容量を調整および/または膨張可能な本体内の一般的な加圧の度合いを設定す
ることを可能にする。
体内の容積および/または圧力の手動もしくは積極的な調整が望ましくないか不可能であ
る場合の用途において関連するものである。
作流体は、気体であって、とりわけ空気である。従って、開示の内容が他の意味の利益を
享受しない限り、「流体」という用語が通常使われている。特に明記しない場合、「気体
」または「空気」という記載は、上記のように用語「流体」と同義であるとする。
開口部を画成する通気体と、外部開口部と流体連通する内部開口部と、膨張可能な本体に
対する界接面とを備える。膨張可能な本体に対する界接面は、流体不浸透性の密閉を提供
するように構成されたバルブ組立体を膨張可能な本体に組み込むための適当な手段を提供
する。
内部開口部までが、膨張可能な本体によって画成された内部容積もしくはチャンバーの内
外への唯一の有効な流体導管である。
る構造体から延びている。長形部材は、多くの点でダックビルバルブと類似して機能する
。
と長形部材の遠位端との間の流体導管を提供する。
外側面全体に渡って、概ね対向する機械的力が付加されることからのみ生じる。
近位端から遠位端へ流体移動が可能な状態のままである。
体圧力が周囲環境と同等(正味流体交換)またはそれ以下(正味流体充填)である限り、
流体は、常に、膨張可能な本体を備えるパネルによって画成されるチャンバー内に入るこ
とができる。
外部開口部から放出される。この流体放出は、チャンバー流体圧力が周囲環境の流体圧力
を上回っている限り継続するのであって、概ね対向する機械的力が長軸に沿ってかつその
横軸全体に実質的に渡って長形部材の少なくとも一部に与えられるまで、または放出する
流体が無くなるまで継続する。
不浸透性の密閉を成すことが好ましい。概ね対向する機械的力がある限り、クッションは、
チャンバーの流体の量が一定のままである状態におかれる。
の性能および/または作動特性を高める材料でのラミネーションを受けてもよい。このよ
うに、長形部材が適切な肉厚の薄いポリ塩化ビニル(PVC)から構成されていてもよく
、一方、内面は、長形部材が接触による圧縮を受けるときに弾性のある密閉を成すために
ウレタン層を有する。
に配置された取り外し可能なウレタンライナー)を有する場合も本発明の範囲内である。
長形部材の幾何学的形状(横断面)の要件は無いが、楕円であるか卵子形状が用いられる
ことが好ましい。
み込まれるときに、長形部材の配置は重要になる。沈み込みに対する制御が重要であるそ
うした用途において、長形部材の正確な配置が、ユーザの体の一部によってもたらされた
機械的な圧縮に対抗することを確実にするのであって、このことは所望の支持水準に相関
することが好ましい。長形本体の圧潰の時間に影響を及ぼす変数は、与えられた圧力や、
圧力の位置に対する長形部材の位置(力のベクトル分布)や、長形部材の剛性や、長形部
材の幾何学的形状などである。
所化する。加えて、性能パラメータが、圧縮部材の物理的特性(高さ、上面面積、下面面
積、構成、密度、局所化のための***など)並びに、圧縮部材の位置(他の圧縮部材に対
する近さ、クッションの幾何学的形状に関連する分配)を変更することによって変更し得
る。
であるか否かに関わらない)に適用したり、従来の外部的に操作可能な導管閉塞手段(例
えばネジ式バルブまたはこれに類似するもの)を本明細書で開示された内部密閉手段に加
えて用いたりすることができることを想到するであろう。
いる。
おける一般的な原理は、添付の請求の範囲に記載の本発明の精神と範囲から逸脱すること
なく、他の実施例および用途に適用することができる。よって、本発明は、図示した実施
例に限られていることを目的とせず、本明細書において開示される原理および特徴に合っ
た最も広い範囲を与えられることが意図される。
れ、とりわけ図1では、自己膨張式クッション10が斜視図で示されている。
の覆いは、パネル12aおよび12bと発泡フォーム芯(コア)14(図4)とを備えており、これら全ては、米国特許第4,025,974号,4,149,919号,4,261,776号および4,624,877号に加えカスケード デザイン,インク.が所有する類似する特許において開示されている方法に従って構成されることが望ましい(これらの開示内容は、本明細書に参照として組み込まれている)。
発泡フォーム芯14を封じ込めている。結果として生じる構造は、発泡フォーム芯14に
よって占有されるチャンバーを画成し、このチャンバーは、バルブ組立体30の存在を抜
きにした場合に周囲環境に対して密閉されるであろう。
介してである。上記の特許において開示されている膨張可能な本体は、従来のネジ式バル
ブ構造を用いており、流体/気体の出入りを調整する。その開位置において、対向するパ
ネルによって画成されたチャンバーは、周囲環境に晒され、また、その閉位置においてチ
ャンバーは、周囲環境から隔離される。このように、ユーザが膨張可能な本体を圧縮され
た状態から膨張させたい場合、この本体が自己膨張式であるなら単にバルブを開け、チャ
ンバーを周囲環境と均一にし、次にこの本体の圧縮または圧力の状態に関わらずチャンバ
ーの容量が一定となるようにバルブを閉じるのである。
バーを隔離するための外部手段を必ずしも必要としない(しかしながら、かかる外部閉塞
手段は、本発明の範囲内である)。その代わりに、バルブ組立体30によって画成された
、チャンバーと周囲環境との間の流体導管を選択的に遮断するために内部手段が提供され
る。
開口部44を更に備える。ブッシング46は、外部フランジ42に使用されるものと同じ
か適合性のあるプラスチックから構成されることが好ましい。当業者は、ブッシング46
が外部フランジ42と一体(例えば、射出成型といった単一の製造工程から生じる)であ
ってもよいことを当然理解するであろう。ブッシング46は、外部開口部50を画成する
面部である第1の端部48と、内部開口部54を画成し更に導管56(図5)を画成する面部である第2の端部52と、を含む。
方、第2の端部52は、長形部材60の近位端64aを外側に受けるように寸法決めされ
る。長形部材60は、適切な対向する機械的力の付加に対して予想通りに変形し、かつか
かる力が解除された場合に休止状態の形状に回復する弾性材料から構成されている。長形部材60は、中空体のため、その内面は、処理されるか、コーティングされるか、本体の性能および/または作動特性を高める材料でのラミネーションを受けてもよい。このように、長形部材60が適切な肉厚の薄いPVCから構成されていてもよく、一方、内面66は、長形部材60が接触による圧縮を受けるときに弾性のある密閉を成すためにウレタン層を有する。
ことが望ましい。この形状は、クッション10の使用中に短軸が垂直方向にあり、下記に
記載するように長形部材60が圧潰することを容易にしている。
である。本発明の実施例は、長形部材60に作用する少なくとも一つの圧縮部材70を用
いてこの機能を達成する。充分な圧縮力が長形部材60の一部に作用するときに、内面6
6の対向する側部が互いに接触し、これにより密閉を成す(この接触は、当該部材の短軸
に沿って連続するか、楕円の長軸に沿って連続する(かかる構造に対して接触がなされる
場合)と考えられ、もし一つの圧縮部材が使用されるのであればこれには対向して配置さ
れた反応表面があると考えられる)。
あるが、長形部材60に対して互いに鏡像の関係で配置される。
ができるが、例示した実施例においては密度および/または押込み力歪値が芯14よりも
高い発泡材料が使用されており、下記に記述するように、その機能を高めるために様々な
付加的な構造を備えていてもよい。例示の実施例において各圧縮部材は、芯の孔または中
空円筒に配置され、「スリーブ」を形成する。これは、ピストン往復機関を説明する場合
にピストンがスリーブ内にあるのとほぼ同じである。しかしながら、当業者は、長形部材
の圧縮をなす無数の形態を想到すると思われ、これらには、芯の外面に延在しない圧縮部
材や、複合圧縮部材や、芯に埋め込まれた剛性構造体や、長形部材を包含する蝶番式の構
造体もしくは長形部材を包含するはさみで切られた構造体が含まれるが、これらに限定さ
れない。
記載するように、一般的に圧縮的な機械的力を受けたときに圧縮部材70aは、対応する「スリーブ」内を移動する。両方の圧縮部材70aの内転運動によって、上面62aおよび下面62bで長形部材60の局所的な圧潰が起き、それによって上述のように内面66aおよび66bを互いに接触させ、周囲環境からチャンバーを孤立させる。一旦対向する圧縮力が除去されると、長形部材60および/または芯14の固有の弾力性は、「スリーブ
」と各圧縮部材の外面とを画成しているその表面間の固有の摩擦によって、長形部材60
の内面66aと内面66aとの間の密閉を減失させる。
は付加的な回復バイアスを与えることができ、例えば、蝶番式の圧縮部材がその蝶番から
延びるアームに対する旋回性開口バイアスを組み込んでいてもよい。
に形成され、ユーザを適切に受けるために特定の領域でクッションの押込み力歪を変える
。孔18は、芯14の一方の表面から対向する他方の表面に貫通するように芯14を打ち
抜くことによって形成されることが望ましい(但し、貫通孔は必ずしも必要ではない)。
かつ、局所的な圧迫を分配する(さもないと芯14からパネル12の意図しない分離を起
こす可能性がある)ために選択される。
であろう。複数の別個の部品を互いに嵌合または接着する複合芯の形成や、部材の形状や
、パネル12の選択的な接着などである。かかる押込み力歪変更は、開示された実施例の
動作には必ずしも必要ではないが、エンドユーザの見地から望まれると思われる。さらに
、圧縮部材70での減少された押込み力歪値またはこの圧縮部材70に隣接する領域での
減少された押込み力歪値は、同じ効果を増加させる。
ている。図示された実施例では、圧縮部材70bおよび70cが使用されている。各圧縮
部材は、長形部材60の最も近くにある上部の近位端部72(図8)と、遠位端部74(
図8)とを含んでいる。圧縮部材70bおよび70cは、クッション10の中心線上では
ない孔18に位置しており、このクッションの使用中の骨盤/臀部および大腿/脚との接
触で中心から外れた所で起こるより大きな荷重に対応している。
沿って用いられている。結果、クッション10は、異なるサイズおよび姿勢のユーザでも
使用可能である。更に、各部材70の圧縮の有効性は、かかる変数を考慮に入れて場合に
よっては変更することができる。
横断リブ78を上部に有するポリエチレン・ディスク76を含んでおり、図7および特に
図8に最もよく示されている。これらのリブまたは***部は長形部材60において更に圧
縮力を局所化し、より良好な密閉をもたらす。
この特徴を備える対向する圧縮部材の対向する機械的圧縮に起因する圧着効果を更に増加
する。
Claims (14)
- ユーザが上に乗る場合は圧縮されるとともに、上に乗らない場合は自己膨張して休止状態の形状に回復が可能な本体の平面方向の内部に装着されるバルブ組立体であって、
外気に面して開口した外部開口部と、この外部開口部と流体連通し、前記本体の内部に
位置する内部開口部と、前記膨張可能な本体に対する界接面とを有する通気体と、
前記本体の内部に挿入され、前記内部開口部から延びる近位端を有し、遠位端で終わる、圧潰が可能、かつ圧潰をしない場合は休止状態の形状に回復が可能な中空の長形部材と、
前記本体の横断方向の内部であって、かつ前記ユーザが上に乗ることによる機械的力を与えられた場合に前記長形部材を圧潰して密閉するように、前記長形部材上の第1の位置で前記長形部材の周りに配置され、発泡フォームを備えている第1の圧縮部材と、を備え、
前記機械的力が与えられない場合には、前記長形部材は、前記遠位端から近位端、また
は前記近位端から遠位端への流体移動が可能な状態のままであることを特徴とするバルブ組立体。 - 第1の圧縮部材は、機械的力が与えられる前に長形部材に接触していることを特徴とする請求項1に記載のバルブ組立体。
- 長形部材は、その内面にコーティングを備えており、対向する内面が互いに接触するときに密閉状態の形成を促進するようになされていることを特徴とする請求項1に記載のバルブ組立体。
- 長形部材は、第1の位置において楕円の横断面を有することを特徴とする請求項1に記載のバルブ組立体。
- 第1の圧縮部材に概ね対向する第2の圧縮部材を更に備えることを特徴とする請求項1に記載のバルブ組立体。
- 第1の圧縮部材は、力を局所化する特徴をその近位端に有し、長形部材に作用するときに単位面積あたりの圧力を増加することを特徴とする請求項1記載のバルブ組立体。
- 長形部材の長手方向に沿って配置された複数対の圧縮部材を更に備えることを特徴とする請求項5に記載のバルブ組立体。
- 複数の圧縮部材の少なくともいくつかは、異なる押込み力歪(Indentation Force Deflection)値を有することを特徴とする請求項7に記載のバルブ組立体。
- 通気体は、外部開口部と内部開口部との間の双方向の流体の流れを防ぐために組み込まれた手段を有していないことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のバルブ組立体。
- 長形部材の第1の位置は、開口部が無いことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のバルブ組立体。
- 長形部材は、圧縮部材によって押圧されるいずれの箇所にも開口部を有していないことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のバルブ組立体。
- 長形部材は、その遠位端において一つの開口部を画成しており、その近位端において一つの開口部を画成しており、この近位端の開口部は、通気体の内部開口部に流体的に連結されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のバルブ組立体。
- 弾性のある芯材料で満たされたチャンバーと、前記芯を周囲環境に晒すための開口部とを画成する自己膨張式本体であって、
請求項1〜12のいずれか一項に記載のバルブ組立体が開口部を塞いでおり、長形部材の全体がチャンバー内に延在していることを特徴とする自己膨張式本体。 - 長形部材および第1の圧縮部材は、チャンバーを画成する自己膨張式本体の一部を構成しないことを特徴とする請求項13に記載の自己膨張式本体。
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