JP5562060B2

JP5562060B2 - エアマットレス

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Publication number: JP5562060B2
Application number: JP2010024853A
Authority: JP
Inventors: 和博竹田; 修一青木; 伸次植木; 健太大野
Original assignee: Paramount Bed Co Ltd
Current assignee: Paramount Bed Co Ltd
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2010-02-05
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2030-02-05
Also published as: JP2011160892A; US20160008198A1; US9867748B2; KR20120123136A; CN102811646A; EP2532280B1; US9114048B2; EP2532280A1; KR101383951B1; EP2532280A4; WO2011096114A1; US20120291204A1; CN102811646B

Description

本発明は、エアマットレスに関し、特に、エアマットレス上に横たわる人に褥瘡が発生することを防止できるエアマットレスに関する。

従来、褥瘡防止用のエアマットレスとしては、例えば特許文献１及び２に開示されたものがある。特許文献１には、ベースシート上に袋状のエアセルを複数本設置して形成したエアマットレスにおいて、全てのエアセルを仕切り板により上部層と下部層とに分離し、全てのエアセルを上部層及び下部層にて、夫々膨張又は収縮させる技術が開示されている。

また、特許文献２には、弾性材料によって形成された保持部材の内部にて複数本のエアセルをエアマットレスの長手方向に並ぶように設け、エアセル内の圧力を調整することにより、褥瘡を防止する技術が開示されている。

また、特許文献３には、エアマットレス上に横たわる人の褥瘡が発生した部位にマットレスからの反発力が負荷されることを防止する技術が開示されており、直方体状の多数個のエアセルをエアマットレスの長手方向及び幅方向に並置し、人の褥瘡発生部位に磁性を有するマーカを取り付け、各エアセルに設けた磁気センサによりマーカの位置を検出し、検出したマーカ位置に対応するエアセル内の圧力を小さくすることが開示されている。

登録実用新案第３１１５０３９号公報特開２０００−１８９２８８号公報特開２００７−１４４００７号公報

しかしながら、上述の従来技術には以下のような問題点がある。特許文献１のエアマットレスは、全てのエアセルを上部層及び下部層にて夫々膨張及び収縮させる構成である。従って、エアマットレス上に横たわる人の臀部に負荷されるマットレスからの反発力が大きくなり、褥瘡の発生を完全に防止できるものではない。

また、特許文献２のエアマットレスは、全てのエアセル内の圧力が同一となるように構成されている。従って、特許文献１と同様に、エアマットレス上に横たわる人の臀部に負荷されるマットレスからの反発力が大きくなり、褥瘡を完全に防止できるものではない。

特許文献３の技術は、褥瘡が発生した特定の部位にマットレスからの反発力が負荷されることを防止するものであり、褥瘡の発生を防止するためのものではない。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、エアマットレス上に横たわる人に褥瘡が発生することを防止できるエアマットレスを提供することを目的とする。

本発明に係るエアマットレスは、夫々複数個の袋状セルから構成されエアマットレスの長手方向について前記エアマットレス上に横たわる人の少なくとも頭部、肩部、背部、臀部、大腿部、膝部及び踵部に対応して並置された複数個のエアセル群と、
給排気ポンプと、
前記エアセル群のうち、エアセル群毎にそのエアセル群に属する袋状セルに共通して接続する１又は複数の第１の系統で前記袋状セルと前記給排気ポンプとを連結する第１系統エアチューブと、
他の複数のエアセル群について、その中の特定の袋状セル毎に共通して接続する複数の第２の系統で前記袋状セルと前記給排気ポンプとを連結する第２系統エアチューブと、
前記第１の系統及び第２の系統に対する給排気ポンプの給排気を制御する制御部と、
を有し、
少なくとも、前記背部、臀部及び大腿部のエアセル群は、下段の袋状セルと上段の袋状セルを有し、
下段の袋状セルは、前記第１の系統により前記第１系統エアチューブを介して前記給排気ポンプに接続されて、前記制御部は、前記背部及び大腿部のエアセル群の圧力が前記臀部のエアセル群の圧力よりも高い圧力で一定に保持されるように制御し、
前記肩部、膝部並びに上段の背部、臀部及び大腿部の各エアセル群の各袋状セルは、複数の前記第２の系統により前記第２系統エアチューブを介して前記給排気ポンプに接続されて、前記制御部は、各エアセル群内で複数の前記第２系統の各系統毎に袋状セルが順次膨張と収縮を繰り返すように制御することを特徴とする。

本発明のエアマットレスにおいて、例えば前記制御部は、前記エアマットレス上に横たわる人の頭部及び踵部のエアセル群の圧力を一定に保持するように制御する。又は、前記制御部は、例えば前記エアマットレス上に横たわる人の頭部のエアセル群の圧力を一定に保持し、踵部のエアセル群が膨張及び収縮を繰り返すように圧力を制御する。

上述のエアマットレスは、前記エアセル群の袋状セルが、例えばエアマットレスの幅方向に伸びる棒状のセルであり、この袋状セルをエアマットレスの長手方向に並置して構成されている。

本発明に係る他のエアマットレスは、背ボトムが起き上がり可能なベッドのボトム上に載置されて使用されるエアマットレスにおいて、
夫々複数個の袋状セルから構成されエアマットレスの長手方向について前記エアマットレス上に横たわる人の少なくとも頭部、肩部、背部、臀部、大腿部、膝部及び踵部に対応して並置された複数個のエアセル群と、
給排気ポンプと、
前記エアセル群のうちエアセル群毎に独立した複数の系統で前記袋状セルと前記給排気ポンプとを連結するエアチューブと、
前記複数の系統に対する給排気ポンプの給排気を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記エアチューブにより給気されるエアセル群のうち少なくとも前記エアマットレス上に横たわる人の背部及び大腿部のエアセル群の圧力が臀部のエアセル群の圧力よりも高くなるように制御すると共に、背ボトムが起き上がる角度が大きくなるほど、臀部のエアセル群の圧力が大きくなるように制御することを特徴とする。

本発明のエアマットレスは、制御部が背部及び大腿部のエアセル群の圧力が臀部のエアセル群の圧力よりも高くなるように制御する。これにより、背部及び大腿部のエアセル群により、人の臀部をその両側から安定的に支持し、体圧分散することができる。従って、エアマットレス上の人の臀部に負荷されるエアマットレスからの反発力が大きくなって褥瘡が発生することを防止することができる。

本発明の実施形態に係るエアマットレスにおいて、各袋状セルへの給排気系統を示す模式図である。本発明の実施形態に係るエアマットレスにおいて、各袋状セルと給排気ポンプの配置を示す平面図である。本発明の実施形態に係るエアマットレスを示す斜視図である。本発明の実施形態に係るエアマットレスにおいて、背部、臀部及び大腿部に対応する袋状セルの一例を示す図である。本発明の実施形態に係るエアマットレスにおいて、給排気ポンプ及びコネクタを示す斜視図である。本発明の実施形態に係るエアマットレスにおいて、エアチューブ側のコネクタを示す平面図である。（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係るエアマットレスにおいて、エアチューブ側コネクタをその嵌合面側から見た図である。（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の実施形態に係るエアマットレスにおいて、コネクタの離脱工程を示す一部平面図である。本発明の第２実施形態に係るエアマットレスを電動ベッドの背ボトム上に載置した場合を示す模式図である。荷重センサを有するベッドを示す模式図である。

以下、本発明の実施形態に係るエアマットレスについて、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施形態に係るエアマットレスにおいて、各袋状セルへの給排気系統を示す模式図、図２は本発明の実施形態に係るエアマットレスにおいて、各袋状セルと給排気ポンプの配置を示す平面図、図３は本発明の実施形態に係るエアマットレスを示す斜視図、図４は本発明の実施形態に係るエアマットレスにおいて、背部、臀部及び大腿部に対応する袋状セルの一例を示す図である。また、図５は本実施形態の給排気ポンプ及びコネクタを示す斜視図、図６は本実施形態のエアチューブ側コネクタを示す平面図、図７（ａ）及び図７（ｂ）は本実施形態のエアチューブ側コネクタをその嵌合面側から見た図、図８は本実施形態のエアマットレスにおいて、コネクタの離脱工程を示す図であり、図５の断面Ａにおける断面図である。

先ず、本実施形態のエアマットレスの構成について説明する。図１乃至３に示すように、本実施形態のエアマットレス１には、夫々複数個の袋状セル１７から構成された複数個のエアセル群１０と、給排気ポンプ１１と、各エアセル群１０の袋状セル１７を給排気ポンプ１１に接続するエアチューブ１３と、各エアセル群１０に対して給排気ポンプによる給排気を制御するマットレス制御回路１５とが設けられている。本実施形態においては、図３に示すように、複数個のエアセル群１０、エアチューブ１３及び給排気ポンプ１１が一体的に構成されている。

図２に示すように、複数個のエアセル群１０の各袋状セル１７は、例えばエアマットレス１の幅方向に延びる棒状のセルであり、複数個の袋状セル１７がエアマットレスの長手方向に並置されることにより、エアマットレス本体を構成している。そして、図１及び図２に示すように、複数個の袋状セル１７は、エアマットレス１の長手方向について、エアマットレス１に横たわる人の頭部、肩部、臀部、大腿部、膝部及び踵部に対応して夫々複数個並置され、人体の各部位に対応するエアセル群１０ａ乃至１０ｅを構成している。本実施形態においては、図１に示すように、人の背部、臀部及び太腿部に対応する袋状セル１７は、上段と下段に分離され、夫々別の系統により空気圧が制御される。各袋状セル１７は、夫々、例えばナイロン繊維等の樹脂材を縫製することにより袋状に形成したものであり、隣接して配置された袋状セル１７同士は、例えば縫製により固定されている。なお、袋状セル１７同士の固定は、例えば接着によって行ってもよい。このように、エアマットレス１の幅方向に延びる複数個の棒状のセルをエアマットレスの長手方向に並置し、各袋状セル１７の内部に空気を充填することにより、エアマットレス１はマットレス上に横たわる人の身体を支える。そして、袋状セル１７内部の空気圧を人体の各部位に応じて調整することにより、例えば背部及び大腿部の袋状セル内の圧力を臀部の袋状セル内の圧力より大きくすることにより、体圧分散を図ることができる。複数個の袋状セル１７には、夫々、少なくとも１カ所にエアチューブ１３を接続するための給排気用端子が設けられている。本実施形態においては、夫々１カ所に給排気用の端子が設けられており、この給排気端子にエアチューブ１３を接続することにより、各系統のエアチューブ１３を介して袋状セルに給排気を行い、各袋状セルが膨張又は収縮可能に構成されている。エアチューブ１３は、例えば塩化ビニール等の樹脂製のものが好適に使用される。

マットレス上に横たわる人の背部、臀部及び大腿部に対応するエアセル群１０ｃ乃至１０ｅの各袋状セル１７は、図４に示すように、例えば、上部側の袋状セルと下部側の袋状セル１７ｃとに分離され、上部側の袋状セルと下部側の袋状セル１７ｃとが例えば接着により固定されたものである。更に、上部側の袋状セルは、その内部にて、例えばナイロン繊維等からなる仕切り部材が設けられており、上段の袋状セル１７ａと中段の袋状セル１７ｂとに仕切られている。仕切り部材は、例えば上段の袋状セル１７ａと中段の袋状セル１７ｂとの境界の両端部を除く部分に配置されており、従って、上段の袋状セル１７ａと中段の袋状セル１７ｂとは、袋状セルの長手方向の両端部において連通している。これにより、上段の袋状セル１７ａの内部と圧力と中段の袋状セル１７ｂの内部圧力とが等しくなるように圧力を制御することができるように構成されている。このように、袋状セル１７を、上部側の上段及び中段の袋状セル１７ａ、１７ｂ、並びに下部側の袋状セル１７ｃにより３段に構成することにより、例えば、下段の袋状セル１７ｃ内の圧力を上部側の袋状セル１７ａ、１７ｂ内の圧力よりも高くすれば、上段の袋状セル１７ａ内の圧力は中段の袋状セル１７ｂ内の圧力と同じでありながら、側面の曲率半径が小さい上段の袋状セル１７ａは、その表面における表面張力が中段の袋状セル１７ｂの表面張力よりも小さくなるため、柔らかい接触感となる。これにより、３段構造の袋状セル１７は、上段の袋状セル１７ａにより、肌に対する接触感を和らげ、中段の袋状セル１７ｂにより人体に対する反発力を低減し、下段のエアセル１７ｃにより人体を安定的に支持することができるように構成されている。

図１に示すように、本実施形態においては、エアマットレス上に横たわる人の頭部に対応するエアセル群１０ａの複数個の袋状セル１７は、１系統の独立した給排気系統で給気又は排気されるように共通のエアチューブ１３に接続され、踵部のエアセル群１３ｇの複数個の袋状セルは、１系統の独立した給排気系統で給気又は排気されるように共通のエアチューブ１３に接続されている。更に、エアマットレス上に横たわる人の背部に対応するエアセル群１０ｃの袋状セル１７のうち、下段の袋状セルは、大腿部のエアセル群１０ｅの下段の袋状セルと共通のエアチューブ１３に接続されて、１系統の独立した給排気系統（系統Ａ）で給気又は排気されるように構成されている。同様に、臀部のエアセル群１０ｄの下段の袋状セルは、１系統の独立した給排気系統（系統Ｂ）で給気又は排気されるように共通のエアチューブ１３に接続されている。本実施形態においては、更に、エアマットレス上に横たわる人の肩部に対応するエアセル群１０ｂの複数個の袋状セル１７は、３系統の独立した給排気系統（系統１、系統２及び系統３）のいずれかにエアチューブ１３を介して接続されており、これにより、夫々独立して給気又は排気されるように構成されている。同様に、背部（上段）、臀部（上段）、大腿部（上段）及び膝部のエアセル群１０ｃ乃至１０ｆの複数個の袋状セルも、３系統の独立した給排気系統（系統１、系統２及び系統３）のいずれかにエアチューブ１３を介して接続されており、これにより、夫々独立して給気又は排気されるように構成されている。そして、図１及び図２に示すように、肩部から膝部にかけて、系統１、系統３、系統２、系統１、系統３・・・というように、３系統の各給排気系統に接続された袋状セル１７が順次及び交互に配置されている。そして、同一の給気系統（系統１、系統２、系統３）の袋状セルは、夫々共通のエアチューブ１３に接続されている。更にまた、本実施形態においては、更に、１系統の独立した系統で給気される噴気用のエアチューブ１３がマットレスの下面に敷設されており、噴気用エアチューブに給気することにより、噴気用エアチューブの外面に設けられた複数個の噴気孔から空気を噴出し、マットレスの除湿を行うことができるように構成されている。即ち、本実施形態においては、エアマットレス上に横たわる人の頭部、踵部、臀部（下段）、並びに背部（下段）及び大腿部（下段）のエアセル群１０毎に独立した系統で給気を行うブロック制御用の４系統の給排気系統と、肩部、背部（上段）、臀部（上段）、大腿部（上段）及び膝部のエアセル群１０の中の特定の袋状セル毎に独立した系統で給気を行う系統１、系統２及び系統３の交互膨縮用の３系統の給排気系統と、噴気用の１系統の給気系統との合計８系統の給排気系統が設けられている。これにより、袋状セル内部の空気圧を体の部分に応じて個別に調整して、体圧分散を図ることができる。本実施形態においては、エアマットレス上に横たわる人の頭部及び踵部に対応するエアセル群１０ａ、１０ｇの圧力を一定に保持し、背部及び大腿部のエアセル群１０ｃ、１０ｅの圧力を臀部のエアセル群１０ｄより大きくする。なお、本実施形態においては、人の頭部及び踵部のエアセル群１０ａ、１０ｇの圧力を一定に保持するが、踵部のエアセル群１０ｇについては、膨張及び収縮を繰り返すように内圧を制御するように構成することができる。これにより、踵部を支持する部分を、一定周期毎に太腿と踵とで切り替え、人の踵にマットレスからの反発力が長時間負荷されることを防止することができる。各袋状セル１７には、内部圧力を計測するための圧力センサを設置し、圧力センサによる計測値を後述する手元スイッチ又はベッドの制御回路に出力することができる。この場合に、全ての袋状セル１７に圧力センサを設置してもよいし、同一系統の給排気系統に対しては、設置する圧力センサを共通化してもよい。

図２に示すように、複数個のエアセル群１０の袋状セル１７のうち、エアマットレス上に横たわる人の踵部に対応して配置されたエアセル群１０ｇの袋状セル１７は、例えば他のエアセル群（１０ａ乃至１０ｆ）の袋状セル１７よりも長さが短く、他のエアセル群１０の袋状セル１７は、エアマットレスの縁部まで延びている。従って、踵部に対応するエアセル群１０ｇの袋状セル１７は、エアマットレスの縁部との間に空間が残されている。エアマットレス上に横たわる人の踵部に対応して配置された袋状セル１０ｇは、例えば他のエアセル群１０ａ乃至１０ｆの袋状セル１７の長さの３０％以下短い。即ち、複数個の袋状セル１７が配列されて全体として平面視で矩形となるように形成された袋状セルの集合体において、その４隅のうち、エアマットレス上に横たわる人の踵部側の一方の隅部には、袋状セル１７が配置されていない空間が残されている。

給排気ポンプ１１は、この袋状セル１７が配置されていない空間において、例えばその長手方向が各袋状セル１７の長手方向に対して垂直の方向となるように、即ち、エアマットレス上に横たわる人の頭部から踵部に向かう方向に長手方向を有するように配置されている。これにより、給排気ポンプ１１は、全体として平面視で矩形となるように構成されたエアマットレス１の４隅のうち、エアマットレス上に横たわる人の踵部に対応する隅部に配置されている。この踵部の側部に対応する部分は、エアマットレス利用者が寝返りをうってもその身体が接触しにくい部分であり、寝心地を損なうことはない部分である。なお、給排気ポンプ１１の外面を例えばウレタン等の柔軟性部材で覆うことにより、仮に、エアマットレス上の人が寝返り等によって踵が給排気ポンプ１１上に位置した場合においても、柔軟性部材がクッションとして作用するので、これによっても寝心地の低下を防止することができる。また、柔軟性部材により、踵からの衝撃から給排気ポンプ１１を保護することができる。柔軟性部材としては、体圧分散性が高い部材を使用することが好ましい。これによっても、褥瘡が発生するリスクを低減することができる。また、給排気ポンプ１１は、エアマットレス利用者の踵部に対応する部分に配置されているため、ポンプの動作音により、エアマットレス利用者の寝心地を損なうこともない。更に、給排気ポンプ１１を複数個のエアセル群１０からなるエアマットレスの幅及び長さの範囲内の領域に設置することにより、ポンプ１１をエアマットレスの外部に設置する必要はなく、その取り扱いは容易である。給排気ポンプ１１の高さは、例えば各エアセル群１０の袋状セル１７の高さ以下であり、空気が充填された各袋状セル１７に比して硬度が高い給排気ポンプ１１がエアセル群１０よりも高さ方向に突出することが防止され、例えばサイドレールを有するベッド上に設置されたエアマットレスにおいて、エアマットレス上に横たわる人の位置がサイドレールの高さ以上となることが防止されるように構成されている。

図３に示すように、本実施形態においては、複数個のエアセル群１０と給排気ポンプ１１とは、例えばナイロン繊維をポリウレタンでコーティングした１枚のトップカバー１４により覆われて上面を保護されている。トップカバー１４でエアセル群１０及び給排気ポンプ１１の上面を覆うことにより、給排気ポンプ１１は、エアマットレス１の幅方向の一方の側面と、エアマットレス１の長手方向におけるエアマットレス利用者の踵部に対応する側の側面と、下面とが外部に露出している。なお、本実施形態の如く、トップカバー１４を設置する場合においては、例えば複数個のエアセル群１０からなるエアセル群の集合体及び／又は給排気ポンプ１１をトップカバー１４に固定するための構造が設けられ、給排気ポンプ１１は、例えばエアセル群１０に固定されている。

図３に示すように、給排気ポンプ１１は、例えばエアマットレス１の長手方向の端部にて外部に露出した側面に、電源入力用のコードと、マットレス制御回路１５に接続されてマットレス制御回路１５との間で信号を送受信するコードと、手元スイッチ１６との間で信号を送受信するコードとが夫々１本ずつ設けられている。手元スイッチ１６には、例えば系統１、系統２及び系統３の給気系統のエアチューブ１３に連通した袋状セル１７への給気量及び排気量を連続的に変化させることにより、エアマットレス上に横たわる人の肩部から膝部にかけて隣接するセル同士を交互膨縮させて、マットレス利用者の身体の一部分に一定の圧力が負荷されないようにする褥瘡防止モード等、エアマットレスの圧力を切り替えるスイッチが設けられている。給排気ポンプ１１は、電源から入力された電力により駆動され、手元スイッチ１６から入力された指示に基づいてマットレス制御回路１５との間で信号を送受信することにより、例えばポンプ１１内に設けられたファンの回転数を変化させて上述の７系統の給排気系統及び１系統の噴気系統のエアチューブ１３への給気量及び排気量を制御し、各給気系統のエアチューブ１３に連通した袋状セル１７の内部圧力を制御するように構成されている。

本実施形態においては、図５に示すように、エアチューブ１３は給排気ポンプ１１にコネクタ１２を介して接続されている。給排気ポンプ側のコネクタ１１０は、例えば給排気ポンプ１１の長手方向において、電源コードとは逆側の側面に２カ所設けられている。本実施形態においては、各給排気ポンプ側のコネクタ１１０には、夫々４個の給排気口１１０ａが設けられており、給排気ポンプ１１に合計８個設けられた給排気口１１０ａのうち、７個は給排気口として構成されており、頭部、踵部、系統１乃至３、並びに系統Ａ及びＢにエアチューブ１３を介して接続された袋状セルに対して給排気を行う。また、８個の給排気口１１０ａのうちの残りの１個は給気口として構成されており、マットレスの下面に敷設した噴気用エアチューブに給気することにより、噴気用エアチューブ外面に設けられた複数個の噴気孔から空気を噴出し、マットレスの除湿を行うことができる。なお、本実施形態においては、図６に示すように、エアチューブ側のコネクタ１２は、４本のエアチューブ１３を接続することができるものであり、従って、図５に示すように、２個のエアチューブ側コネクタ１２を給排気ポンプ１１に接続することにより、７系統の給排気系統より各系統のエアチューブ１３を介して、各袋状セル内の圧力を制御し、１系統の噴気系統によりマットレスの除湿を行う。なお、図７（ｂ）においては、８系統の給排気系統に対応する吸排気端子１２ａの配置を一例として示してある。

図５に示すように、給排気ポンプ側の２個のコネクタ１１０には、夫々４個の給排気口１１０ａが設けられており、この給排気口１１０ａに、図６に示すエアチューブ側コネクタ１２の吸排気端子１２ａを挿入し、コネクタカバー１２ｂ側面の突起を給排気ポンプ側コネクタ１１０の内面の凹部に係合させることにより、給排気ポンプ側のコネクタ１１０にエアチューブ側のコネクタ１２を嵌合させる。なお、エアチューブ側コネクタ１２の吸排気端子１２ａには、その外面にゴムシール１２ｃが設けられており、給排気口１１０ａと吸排気端子１２ａとの間のシール性を高めている。

本実施形態においては、図８に示すように、コネクタ１２を給排気ポンプ１１から離脱させると、全てのエアチューブ１３は、夫々８系統の給排気系統への連通が解除され、従って、袋状セル１７の内部圧力の制御も解除され、全袋状セル内の空気は各給排気系統のエアチューブ１３から速やかに排気されるように構成されている。

図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、本実施形態のコネクタ１２は、コネクタカバー１２ｂの前端縁は相互に対向する方向に延出しており、コネクタカバー１２ｂの後端縁を相互に接近する方向に押圧すると、コネクタカバー１２ｂ側面の突起と給排気ポンプ側コネクタ１１０の内面の凹部との係合が外れると同時に、図８（ｂ）に示すように、コネクタカバー１２ｂの延出先端部は、給排気ポンプ側コネクタ１１０の給排気口が設けられた面（嵌合面）を押圧するように構成されている。

次に、本実施形態のエアマットレスの動作について説明する。本実施形態においては、例えば手元スイッチ１６のスイッチを操作すると、手元スイッチ１６からの入力信号は、先ず、給排気ポンプ端部のコードを介してマットレス制御回路１５に入力される。そして、マットレス制御回路１５は、受信した信号に基づいて、例えば給排気ポンプ１１内のファンの回転数等を制御する。これにより、給排気ポンプの各給排気系統に接続されたエアチューブ１３への給排気量を調整することにより、各給気系統のエアチューブ１３に連通した袋状セル１７の内部圧力を制御する。

この際、マットレス制御回路１５は、ブロック制御用の４系統の給気系統に接続されたエアチューブ１３に対しては、夫々対応する袋状セル内の圧力が常時一定となるように制御する。即ち、エアマットレス上に横たわる人の体重が例えば３０乃至１３５ｋｇである場合においては、人の頭部に対応するエアセル群１０ａの袋状セルの内部圧力を例えば１．６乃至４．３ｋＰａ、踵部に対応するエアセル群１０ｇの袋状セルの内部圧力を例えば１．１乃至３．０ｋＰａ、背部及び大腿部に対応する下段のエアセル群１０ｃ、１０ｅ（系統Ａ）の袋状セルの内部圧力を１．５乃至６．４ｋＰａ、臀部に対応する下段のエアセル群１０ｄ（系統Ｂ）の袋状セルの内部圧力を１．１乃至３．３ｋＰａとなるように各エアセル群毎に個別に制御する。エアマットレス上に横たわる人の頭部及び踵部に対応するエアセル群１０ａ、１０ｇの袋状セルの内部圧力を一定となるように制御することにより、人が仰臥した状態で人体の背部側に突出した骨（後頭骨及び踵骨）に対応する部位を安定的に支持することができる。また、人の背部及び大腿部に対応する下段のエアセル群１０ｃ、１０ｅ（系統Ａ）の袋状セルの内部圧力を臀部に対応する下段のエアセル群１０ｄ（系統Ｂ）の袋状セルの内部圧力よりも大きく制御することにより、マットレス側に突出し、従って、仰臥した状態で体重が他の部位に比して大きく負荷される臀部をその両側、即ち、背部及び大腿部に対応するエアセル群１０ｃ、１０ｅの袋状セルにより安定的に支持することができ、これにより、体圧分散を図り、エアマットレス上の人の臀部に負荷されるエアマットレスからの反発力が大きくなって褥瘡が発生することを防止することができる。なお、踵部のエアセル群１０ｇを膨張及び収縮を繰り返すように構成している場合においては、圧力を一定に保持した頭部のエアセル群１０ａにより人の後頭骨に対応する部位を安定的に支持し、背部及び大腿部のエアセル群１０ｃ、１０ｅにより臀部を両側から支えて臀部に対するエアマットレスからの反発力を低減し、繰り返し膨張及び収縮する踵部のエアセル群により、踵部を支持する部分を、一定周期毎に太腿と踵とで切り替え、人の踵にマットレスからの反発力が長時間負荷されることを防止することができる。

一方、マットレス制御回路１５は、交互膨縮用の３系統の吸排気系統のエアチューブ１３に対しては、例えば、先ず、系統１の吸排気系統のエアチューブ１３への給気量を系統２及び系統３の吸排気系統のエアチューブ１３への給気量よりも小さくし、系統２と系統３のエアチューブ１３への給気量をほぼ同等とする。これにより、系統１のエアチューブに連通している袋状セル１７の内部圧力が最も小さくなり、系統２のエアチューブに連通している袋状セル１７の内部圧力は、系統３のエアチューブに連通している袋状セル１７の内部圧力とほぼ等しく、且つ系統１の袋状セルの内部圧力よりも大きくなる。この際、各系統の袋状セル１７に圧力センサを設置している場合には、マットレス制御回路１５は、圧力センサによる計測値により、各系統への給気量を適宜増減して、各系統の袋状セル１７の内部圧力を所定の設定値に速やかに設定することができる。

この状態で、各交互膨縮用の３系統のエアチューブ１３に連通した袋状セル１７の内圧を、例えば４６０秒以下の所定の期間保持した後、マットレス制御回路１５は、７系統の給排気系統による給排気量を制御することにより、系統１の袋状セル内の圧力を増やし、系統２の袋状セル内の圧力を減らし、系統３の袋状セル内の圧力を一定に保持する。これにより、例えば、１７０秒以下の圧力遷移期間を経て、系統２の袋状セル１７の内部圧力が最も小さくなり、系統１の袋状セルの内部圧力と系統３の袋状セルの内部圧力とがほぼ等しく、且つ系統２の袋状セルの内部圧力よりも大きくなる。頭部、背部（下段）、臀部（下段）、大腿部（下段）及び踵部に対応する袋状セルについては、内部圧力を一定に保持する。なお、踵部のエアセル群１０ｇを膨張及び収縮を繰り返すように構成している場合においては、例えば、踵部に対応する袋状セルが収縮した状態（内部圧力は例えば０．５ｋＰａ程度）から、セル内に例えば６０秒給気し、袋状セルを膨張（内部圧力は例えば１．１乃至３．０ｋＰａ）させる。そして、踵部に対応する袋状セルが膨張した状態で、内部圧力を例えば８００秒保持した後、セル内の空気を例えば１０秒排気し、袋状セルを収縮させる。そして、踵部に対応する袋状セルが収縮した状態で、内部圧力を例えば８７０秒保持した後、再度セル内に給気する。

この状態で、マットレス制御回路１５は、上述した方法と同様の方法により、各袋状セル１７の内圧制御を行う。即ち、マットレス制御回路１５は各袋状セル内の圧力を例えば４６０秒以下の所定の期間の後、７系統の給排気系統による給排気量を制御することにより、１７０秒以下の圧力遷移期間を経て、系統３の袋状セルの内部圧力を最も小さくし、系統１の袋状セルの内部圧力と系統２の袋状セルの内部圧力とをほぼ等しく、且つ系統３の袋状セルの内部圧力よりも大きくなるように制御する。頭部、背部（下段）、臀部（下段）、大腿部（下段）及び踵部に対応する袋状セルについては、内部圧力を一定に保持する。なお、踵部のエアセル群１０ｇを膨張及び収縮を繰り返すように構成している場合においても、上述と同様の内部圧力制御を行う。

このように、各給排気系統のエアチューブ１３に連通した袋状セルの内部圧力を制御することにより、人が仰臥した状態で、マットレスの表面に触れる皮膚が柔らかい部分、即ち、人の肩部、背部、臀部、大腿部及び膝部に対応するエアセル群１０の袋状セルの内部圧力を時間的に変化させることができ、皮膚の特定の部分に長時間同一の圧力が負荷されて褥瘡が発生することを防止することができる。

エアマットレス上の人に対して医療又は介護作業等を行う場合には、介護者等は、手元スイッチ１６を操作することにより、例えばエアマットレスの褥瘡防止機能を停止する。即ち、各系統のエアチューブ１３に連通した袋状セル内の圧力を医療又は介護作業等に適した圧力に設定した後、設定圧力を保持するか、又は全ての袋状セル１７の内部圧力を同一に設定した状態にして設定圧力を保持する。

本実施形態のエアマットレス１においては、給排気ポンプ１１はマットレス内に内蔵され、これにより、給排気ポンプが邪魔になることはなく、例えば医療行為又は介護作業等の作業性を向上させ、給排気ポンプ１１の設置空間を低減している。

エアマットレス上の人に緊急の医療行為、例えば心肺蘇生等を行う必要がある場合においては、エアマットレスによる弾性力が医療行為を阻害してしまう場合がある。この際には、給排気ポンプからエアチューブ１３を外す。本実施形態のエアマットレス１においては、エアチューブ１３は給排気ポンプ１１にコネクタ１２を介して接続されている。図８（ａ）乃至図８（ｃ）に示すように、本実施形態のコネクタ１２は、コネクタカバー１２ｂの後端縁を相互に接近する方向に押圧すると、コネクタカバー１２ｂ側面の突起と給排気ポンプ側コネクタ１１０の内面の凹部との係合が外れると同時に、図８（ｂ）に示すように、コネクタカバー１２ｂの延出先端部は、給排気ポンプ側コネクタ１１０の給排気口が設けられた面（嵌合面）を押圧するように構成されている。従って、介護者等がコネクタ１２の側面を押圧するだけで、給排気ポンプ１１からのコネクタ１２の離脱を速やかに行うことができ、従って、全ての袋状セル１７からの排気も円滑に行われる。

エアマットレス１を例えばベッド上に設置した場合において、エアマットレス上の人をベッドごと移動させる必要がある場合においては、例えば、手元スイッチに設けられた搬送モードスイッチを押した後、給排気ポンプ１１の電源コード先端のプラグを電力供給源、例えばコンセントから抜く。手元スイッチの搬送モードボタンを押すことにより、給排気ポンプ１１は、例えば各給排気系統から排気が行われないように、排気口を閉じるように構成されており、各袋状セル内の圧力は一定に保持された状態となる。これにより、マットレス利用者の搬送時に、袋状セル内が減圧されて大きく沈み込む底突きが発生することが防止され、ベッドのボトムによりマットレス利用者の臀部等が押圧されて褥瘡が発生することが防止される。

本実施形態のエアマットレス１においては、給排気ポンプ１１はマットレスの隅部に配置されているため、エアマットレスを使用しない際に、給排気ポンプ１１及びエアチューブ１３のメンテナンスを行う場合には、給排気ポンプ１１に容易に接触することができる。この場合に、給排気ポンプ１１からエアチューブ１３を外したときに、給排気ポンプ１１をマットレスから離脱可能であるように構成している場合においては、給排気ポンプ１１及びエアチューブ１３のメンテナンスは更に容易となる。

以上のように、本実施形態においては、マットレス制御回路１５は、エアマットレス１上に横たわる人の頭部及び踵部のエアセル群１０の圧力を一定に保持し、背部及び大腿部のエアセル群１０ｃ、１０ｅの圧力が臀部のエアセル群１０ｄの圧力よりも高くなるように制御する。これにより、頭部及び踵部のエアセル群１０ｃ、１０ｅにより、エアマットレス上の人を安定的に支持した状態で、背部及び大腿部のエアセル群１０ｃ、１０ｅにより、人の臀部をその両側から安定的に支持し、体圧分散することができる。従って、エアマットレス上の人の臀部に負荷されるエアマットレスからの反発力が大きくなって褥瘡が発生することを防止することができる。踵部のエアセル群１０ｇを膨張及び収縮を繰り返すように構成している場合においては、圧力を一定に保持した頭部のエアセル群１０ａにより人の後頭骨に対応する部位を安定的に支持し、背部及び大腿部のエアセル群１０ｃ、１０ｅにより臀部を両側から支えて臀部に対するエアマットレスからの反発力を低減し、繰り返し膨張及び収縮する踵部のエアセル群により、踵部を支持する部分を、一定周期毎に太腿と踵とで切り替え、人の踵にマットレスからの反発力が長時間負荷されることを防止することができる。

また、人が仰臥した状態で、マットレスの表面に触れる皮膚が柔らかい部分、即ち、人の肩部、背部、臀部、大腿部及び膝部に対応するエアセル群１０の袋状セルの内部圧力を時間的に変化させることができ、皮膚の特定の部分に長時間同一の圧力が負荷されて褥瘡が発生することを防止することができる。

なお、本実施形態においては、交互膨縮機能を動作させた場合においても、背部及び大腿部のエアセル群の圧力が臀部のエアセル群の圧力よりも高くなるように制御するため、本発明の効果を得ることができる。また、本実施形態においては、交互膨縮機能を有するエアマットレスについて説明したが、本発明においては、エアマットレスは交互膨縮機能を有していなくてもよい。即ち、本実施形態においては、図４に示すように、背部、臀部及び大腿部のエアセル群１０ｃ乃至１０ｅの袋状セル１７を上段のエアセル１７ｂ（及び気室１７ａ）と下段のエアセル１７ｃとに分離し、上段のエアセル１７ｂ（及び気室１７ａ）に対しては、交互膨縮用の系統１乃至３のいずれかにより給排気を行い、下段のエアセル１７ｃに対しては、ブロック制御用の系統Ａ又は系統Ｂによりエアセル群ごとに独立した系統で給排気を行うように構成しているが、背部、臀部及び大腿部のエアセル群１０ｃ乃至１０ｅの袋状セルの上段のエアセルと下段のエアセルとの間の仕切りを一部取り除き、上段のエアセルと下段のエアセルとを連通させて１個の袋状セル１７として構成し、エアセル群ごとに独立した系統で給排気を行うように構成してもよい。この場合においても、少なくともマットレス上に横たわる人の頭部及び踵部のエアセル群１０ａ、１０ｇの圧力を所定の圧力で一定に保持し、背部及び大腿部のエアセル群１０ｃ、１０ｅの圧力を臀部のエアセル群１０ｄの圧力よりも高くなるように構成することにより、背部及び大腿部のエアセル群１０ｃ、１０ｅにより、人の臀部をその両側から安定的に支持し、体圧分散することができる。そして、頭部及び踵部のエアセル群１０ａ、１０ｇの圧力を一定に保持した場合においては、頭部及び踵部のエアセル群１０ａ、１０ｇにより、エアマットレス上の人を安定的に支持した状態で、体圧分散することができ、踵部のエアセル群１０ｇを膨張及び収縮を繰り返すように構成している場合においては、踵部を支持する部分を、一定周期毎に太腿と踵とで切り替え、人の踵にマットレスからの反発力が長時間負荷されることを防止することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係るエアマットレスについて説明する。図９に示すように、第２実施形態においては、エアマットレス１は、背ボトムが起き上がり可能なベッド２のボトム上に載置されて使用される。本実施形態においては、ベッド２は、電動ベッドであり、手元スイッチ２ｃからの入力に基づいてアクチュエータ２ｂ先端のピストンロッドを進出又は待避させ、これにより、ピストンロッドの先端に連結されたベッドの各リンク機構を連動させて背上げ又は背下げ動作を行う構成である。

本実施形態においては、マットレス制御回路１５は、電動ベッド２の制御回路２ａに接続されており、例えば電動ベッドの制御回路２ａから背ボトムの背上げ角度が信号として入力される。そして、この背上げ角度の信号により、例えば予め設定された圧力値となるように、例えば各背上げ角度に対応して給排気ポンプ１１の各給排気系統のファンの回転数を制御することにより、前記８系統の給排気系統に連通した袋状セル内の圧力を夫々制御するように構成されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。

次に、本実施形態のエアマットレスの動作について説明する。本実施形態においては、電動ベッド２のベッド用手元スイッチ２ｃを操作すると、ベッド用手元スイッチからの指令は、先ず電動ベッド２の制御回路２ａに入力される。そして、電動ベッド制御回路２ａは、ベッド用手元スイッチからの信号により、アクチュエータ２ｂ先端のピストンロッドを進出又は待避する長さを決定し、これにより、背ボトムの背上げ角度を決定する。次に、電動ベッド制御回路２ａは、マットレス制御回路１５に背ボトムの背上げ角度についての信号を送信する。これにより、マットレス制御回路１５は、入力された背上げ角度の信号に対応して、各給排気系統に連通した各袋状セルの最適圧力を決定する。このとき、マットレス制御回路１５は、背部及び大腿部のエアセル群１０ｃ、１０ｅの圧力を臀部のエアセル群１０ｄの圧力よりも高くし、更に、背ボトムが起き上がる角度が大きくなる程、臀部のエアセル群１０ｄの圧力を大きくするように、各給排気系統に連通した各袋状セル１７の内部圧力を制御する。

次に、電動ベッド制御回路２ａは、例えばアクチュエータ２ｂに電力を供給することによりアクチュエータ２ｂを動作させる。また、マットレス制御回路１５は、例えば給排気ポンプ１１の各給排気系統に対応したファンの回転数を制御することにより、各給排気系統に連通した袋状セル内の圧力が所定の圧力となるように、各給排気系統の給排気量を制御する。これにより、電動ベッド２の背ボトムが所定の背上げ角度となるように背上げ又は背下げされた状態において、各給排気系統に対応する袋状セルの内部圧力は最適な値に設定される。なお、この袋状セルの内部圧力の設定値とは、エアマットレス上の人の体重をマットレス上に均一に分散させ、例えばマットレス利用者に局所的に大きな圧力が負荷されたり、マットレス利用者が異物感等の不快感を覚えることがない圧力であり、実験等により経験値として設定されるものである。そして、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、マットレス制御回路１５は、エアマットレス上に横たわる人の頭部及び踵部に対応するエアセル群１０ａ、１０ｇの袋状セルの内部圧力を一定となるように制御する。又は、マットレス制御回路１５は、踵部に対応するエアセル群１０ｇの袋状セルについては、膨張及び収縮を繰り返すように袋状セルの内部圧力を制御する。また、人の背部及び大腿部に対応するエアセル群１０ｃ、１０ｅ（系統Ａ）の袋状セルの内部圧力を臀部に対応するエアセル群１０ｄ（系統Ｂ）の袋状セルの内部圧力よりも大きくなるように制御する。また、背部及び大腿部のエアセル群１０ｃ、１０ｅの圧力は、背ボトムが起き上がる角度が大きくなる程、各エアセル群内の圧力を大きくするように制御されている。

本実施形態においては、マットレス制御回路１５は、ベッドの背ボトムが起き上がった状態で、エアマットレス１上に横たわる人の背部及び大腿部を支持するエアセル群（夫々１０ｃ、１０ｅ）の圧力を増加させるように制御する。これにより、ベッドの背ボトムを起き上がり動作させた場合においても、人の背部及び大腿部を支持するエアセル群により、エアマットレス上の人の臀部をその両側から安定的に支持することができ、本発明の効果を得ることができる。また、ベッドの背ボトムを起き上がり動作させた場合においても、人の臀部に対応するエアマットレス１上に、局所的に大きな圧力が負荷され、エアマットレス１のうち、人の臀部に対応する部分が押圧されて大きく沈み込む底突きが発生することが防止され、マットレス利用者を安定的に支持することができる。

また、本実施形態においては、背ボトムが起き上がったときに、エアマットレス１上に横たわる人の臀部を支持するエアセル群１０ｄの圧力を増加させるのではなく、臀部の両側の背部及び大腿部を支持するエアセル群（夫々１０ｃ、１０ｅ）の圧力を増加させるため、人の臀部に負荷されるエアマットレスからの反発力が大きくなって寝心地を低下させることはなく、エアマットレスにより、効果的に体圧分散することができる。

更に、本実施形態においては、マットレス制御回路１５は、背ボトムが起き上がる角度が大きくなる程、臀部のエアセル群１０ｄの圧力を大きくするように各エアセル群の圧力を制御するため、背上げ角度によらず、上述の効果を得ることができる。

なお、本実施形態においても、ベッド２の背ボトムを背上げ動作させた状態において、各袋状セル内の圧力を連続的に変化させる構成のエアマットレスとすることができる。

また、本実施形態のエアマットレスは、以下の構成とすることにより、エアマットレス上に横たわる人の体重によらず、上述の効果を得ることができる。即ち、体重を手元スイッチ１６に入力することができるように構成し、マットレス制御回路１５が人の体重が重い程、各エアセル群の圧力を大きくなるように制御するように構成する。このように、エアマットレスを構成することにより、例えば人の体重が重い場合において、例えば臀部に対応する位置にて、マットレスの沈み込みが体重が軽い人に比して大きくなることを防止することができる。

この場合において、例えば図１０に示すように、エアマットレス１を載置するベッド２の例えばその４隅に夫々荷重センサ２３を設け、この荷重センサ２３−１乃至２３−４により、エアマットレス上の人の体重を検出するように構成し、荷重センサ２３により検出されたエアマットレス上の人の体重を電動ベッドの制御回路２ａを介して、マットレス制御回路１５に入力されるように構成してもよい。

１：エアマットレス、１０：エアセル群、１１：給排気ポンプ、１１０：（給排気ポンプ側）コネクタ、１１０ａ：給排気口、１２：（エアチューブ側）コネクタ、１２ａ：給排気用端子、１２ｂ：コネクタカバー、１２ｃ：ゴムシール、１３：エアチューブ、１４：トップカバー、１５：マットレス制御回路、１６：手元スイッチ、２：電動ベッド、２ａ：電動ベッド制御回路、２ｂ：アクチュエータ、２ｃ：電動ベッド用手元スイッチ、２３：荷重センサ

Claims

夫々複数個の袋状セルから構成されエアマットレスの長手方向について前記エアマットレス上に横たわる人の少なくとも頭部、肩部、背部、臀部、大腿部、膝部及び踵部に対応して並置された複数個のエアセル群と、
給排気ポンプと、
前記エアセル群のうち、エアセル群毎にそのエアセル群に属する袋状セルに共通して接続する１又は複数の第１の系統で前記袋状セルと前記給排気ポンプとを連結する第１系統エアチューブと、
他の複数のエアセル群について、その中の特定の袋状セル毎に共通して接続する複数の第２の系統で前記袋状セルと前記給排気ポンプとを連結する第２系統エアチューブと、
前記第１の系統及び第２の系統に対する給排気ポンプの給排気を制御する制御部と、
を有し、
少なくとも、前記背部、臀部及び大腿部のエアセル群は、下段の袋状セルと上段の袋状セルを有し、
下段の袋状セルは、前記第１の系統により前記第１系統エアチューブを介して前記給排気ポンプに接続されて、前記制御部は、前記背部及び大腿部のエアセル群の圧力が前記臀部のエアセル群の圧力よりも高い圧力で一定に保持されるように制御し、
前記肩部、膝部並びに上段の背部、臀部及び大腿部の各エアセル群の各袋状セルは、複数の前記第２の系統により前記第２系統エアチューブを介して前記給排気ポンプに接続されて、前記制御部は、各エアセル群内で複数の前記第２系統の各系統毎に袋状セルが順次膨張と収縮を繰り返すように制御することを特徴とするエアマットレス。
前記制御部は、前記エアマットレス上に横たわる人の頭部及び踵部のエアセル群の圧力を一定に保持するように制御することを特徴とする請求項１に記載のエアマットレス。
前記制御部は、前記エアマットレス上に横たわる人の頭部のエアセル群の圧力を一定に保持し、踵部のエアセル群が膨張及び収縮を繰り返すように圧力を制御することを特徴とする請求項１に記載のエアマットレス。
前記エアセル群の袋状セルは、エアマットレスの幅方向に伸びる棒状のセルであり、この袋状セルをエアマットレスの長手方向に並置して構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエアマットレス。
背ボトムが起き上がり可能なベッドのボトム上に載置されて使用されるエアマットレスにおいて、
夫々複数個の袋状セルから構成されエアマットレスの長手方向について前記エアマットレス上に横たわる人の少なくとも頭部、肩部、背部、臀部、大腿部、膝部及び踵部に対応して並置された複数個のエアセル群と、
給排気ポンプと、
前記エアセル群のうちエアセル群毎に独立した複数の系統で前記袋状セルと前記給排気ポンプとを連結するエアチューブと、
前記複数の系統に対する給排気ポンプの給排気を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記エアチューブにより給気されるエアセル群のうち少なくとも前記エアマットレス上に横たわる人の背部及び大腿部のエアセル群の圧力が臀部のエアセル群の圧力よりも高くなるように制御すると共に、背ボトムが起き上がる角度が大きくなるほど、臀部のエアセル群の圧力が大きくなるように制御することを特徴とするエアマットレス。
前記制御部は、前記エアマットレス上に横たわる人の頭部及び踵部のエアセル群の圧力を一定に保持するように制御することを特徴とする請求項５に記載のエアマットレス。
前記制御部は、前記エアマットレス上に横たわる人の頭部のエアセル群の圧力を一定に保持し、踵部のエアセル群が膨張及び収縮を繰り返すように圧力を制御することを特徴とする請求項５に記載のエアマットレス。
前記エアセル群の袋状セルは、エアマットレスの幅方向に伸びる棒状のセルであり、この袋状セルをエアマットレスの長手方向に並置して構成されていることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載のエアマットレス。