JP6621104B1 - 枕の製造方法、枕製造システム、コンピュータプログラム、及び寝姿勢測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このような種々の睡眠に関する問題を改善するために、消費者は寝具を買い替えることを検討したりしている。あるアンケート調査によると、快眠のためにこだわっていることやグッズの第1位に「枕」が挙げられている。
特許文献1には、仰臥したときに後頭部を支える後頭部支持部、及び頸部を支える頸部支持部と、後頭部支持部及び頸部支持部の両側に位置して、横臥したときに横頭部を支える2個の横頭部支持部とから構成され、後頭部支持部と頸部支持部の高さが、仰臥したときの、鼻と顎の高さがほぼ水平になるように調整され、横頭部支持部の高さが、横臥したときの、頸椎と胸椎とがほぼ直線になるように調整された整体矯正枕が開示されている。
寝具についてもオーダーメードが求められている。
しかし、現在市場にて発売されている「オーダーメード枕」は、棒状のもので正中線上のラインを計測し、そのラインに沿って、頭部を受ける詰め物を変えているとされているが、計測した段階で偏りのある数種〜十数種類に分類され、高さを大まかに決めた後に作成現場でほぼ目分量で作製されており、十分に使用者の体形に沿っているとはいえない。
最初に本発明の実施態様を列挙して説明する。以下に記載する実施態様の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
そして、「骨形状と、使用者の寝姿勢とに基づく形状」とは、「骨、及びそれを取り巻く肉の寝姿勢時の形状」を含む趣旨である。
本態様にあっては、3Dプリンタにより形成されたコア部が、使用者の前記骨形状と寝姿勢とに基づく形状を有する。コア部は、使用者が仰向け寝姿勢若しくはうつぶせ寝姿勢、又は横向き寝姿勢であるときに、使用者の頭部が当接して固定される、即ち最も荷重がかかる部分に該当するので、使用者の頭部と枕とが密着し、体圧が良好に分散し、違和感がなく、肩及び首の凝り、並びに頭痛が生じるのが抑制される。寝返りもスムーズに打つことができるとともに少ない回数で済み、良好な睡眠が得られる。
耳は頭側部から突出しており、横向き寝姿勢において体圧が耳の部分に集中する。従って、耳で血液の流れが止まり、血液の流れが滞らないように寝返りを打つ回数が増え、寝返りの前後で目を覚ますこともある。耳をつぶさないように無理な姿勢を取ることで首又は肩の筋肉に凝りが生じることもある。本態様においては、使用者の耳の形状、大きさ、及び位置情報に対応する凹部に耳が収容され、凹部以外の部分に頭側部及び頬の荷重がかかって分散されるので、この問題が生じない。従来から、耳を考慮した枕は存在するが、耳の大きさ、形状、及び位置は個人間で大きな差異があり、これを考慮していなかったために上記の問題は解決できなかった。
就寝時に枕に最も荷重がかかる、使用者の後頭部から頬までの部分(仰向け寝時)又は顔面から頬までの部分(うつぶせ寝時)を含む骨形状、及び寝姿勢に基づいて枕が製造されるので、使用者の体と枕とを密着させることができ、体圧が良好に分散し、違和感がなく、肩及び首の凝り、並びに頭痛が生じるのが抑制される。寝返りもスムーズに打つことができるとともに、少ない回数で済み、良好な睡眠が得られる。
使用者の後頭部から頬までの部分又は顔面から頬までの部分を含む骨形状、及び寝姿勢に基づいて枕が製造されるので、使用者の頭部と枕とを密着させることができ、体圧が良好に分散し、違和感がなく、肩及び首の凝り、並びに頭痛も抑制される。寝返りもスムーズに打つことができるとともに少ない回数で済み、良好な睡眠が得られる。
(第1実施形態)
図1は枕1の平面図、図2は図1のII−II線断面図、図3は図1のIII −III 線断面図である。
枕1は、カバー部2と、高さ調整部3と、支持部4と、コア部5と、コア部6,6と、被覆部7とを備える。
支持部4は、枕1の長手方向の中央部に短手方向に延びる凹部41を有し、長手方向の両端部側に短手方向に延びる凹部43,43を有する。
カバー部2は、ウレタンチップ及び軟性ポリエステルパイプ等の材料を収容する複数の区画された収容部(不図示)を有する。収容部に収容する前記材料の量を調整することにより、枕1の各部の高さが調整される。
高さ調整部3は、薄いウレタンを重ねて入れてあり、高さを調整する。
コア部5は長手方向の略中央部に貫通孔51を有する。支持部4、高さ調整部3、及びカバー部2は、貫通孔51に連なる貫通孔42、貫通孔31、及び貫通孔21を有する。なお、貫通孔21、31、42、51を有する場合には限定されない。また、貫通孔21、31、42を設けずに、貫通孔51の代わりに、底面が凹部43の底面と一致する、凹部51を設けることにしてもよい。貫通孔51又は凹部51は通気性を上げ、また頭首肩に求めるラインが後頭部形状が異なる人でも出しやすくなるように設けているが、必ずしも設ける必要はない。コア部5の形状が、仰向け寝姿勢に対応していればよい。
骨形状のデータは、使用者毎に、後述する取得装置11により取得する第1データから抽出する。使用者毎に、耳の形状、大きさ、及び位置に係るデータも取得装置11から取得する。
貫通孔61は、各使用者の耳の外縁部より例えば0.5cm〜2cm大きい形状を有するのが好ましい。これにより、寝返りがし易いとともに、コア部6の貫通孔61以外の部分により、良好に頭部の荷重を支持することができる。貫通孔61は、前記外縁部より1cm〜1.5cm大きい形状を有するのがより好ましい。
支持部4、高さ調整部3、及びカバー部2は、貫通孔61に連なる貫通孔44、貫通孔32、及び貫通孔22を有する。なお、貫通孔44、貫通孔32、及び貫通孔22を設けず、貫通孔61の代わりに、底面が凹部43の底面と一致する、凹部61を設けることにしてもよい。
図1においては、コア部5と、コア部6,6とは分離しているが、連続させてもよい。
支持部4はコア部5を受け入れるための前記凹部41、及び凹部43,43を有する。支持部4は、頭の軸心と水平線との角度が5〜20度をなすのが好ましい。
コア部5の表面は、使用者毎に、仰向け寝姿勢の後頭部の形状に対応する形状を有するので、荷重がかかる部分において、各使用者の後頭部と枕1とを密着させることができ、体圧が良好に分散する。従って、違和感がなく、肩及び首の凝り、並びに頭痛が生じるのが抑制される。
コア部5は、取得した骨形状データ及び寝姿勢に係るデータに基づいて、使用者の頭部が遊嵌されるようにしてもよい。
耳は頭側部から突出しており、横向き寝姿勢において頭部体圧が耳の部分に集中する。従い首又は肩の筋肉に凝りが生じたり、血液の流れが止まり、血液の流れが滞らないように寝返りを打つ回数が増え、寝返りの前後で目を覚ますこともある。耳をつぶさないように無理な姿勢を取ることで、首又は肩の筋肉に凝りが生じることもある。本実施形態においては、耳が使用者の耳の形状、大きさ、及び位置情報に対応する貫通孔61に収容され、貫通孔61以外の、使用者の横向き寝姿勢の頬の形状に対応する部分により、頭側部及び頬にかかる荷重が分散されるので、この問題が生じない。寝返りもスムーズに打つことができ、良好な睡眠が得られる。
枕製造システム10は、撮像データを取得する取得装置11と、撮像データから前記第1データ及び耳の形状、大きさ、及び位置に係るデータを抽出し、前記第2データを生成する生成装置としてのPC12と、第2データに基づいて枕1を製造する3Dプリンタ13とを備える。
取得装置11として、例えば3Dスキャナ等が挙げられる。取得装置11は、2台以上の複数のカメラ又はレンズを有し、動いたりずれたりするのを防ぐために、一度に使用者の上半身を複数方向から同時に撮影できるのが好ましい。撮影は一台でも可能であるが、2台以上の場合、撮影時間も短縮できる。使用者は立位又は座位である場合、髪の毛の影響を除くために、水泳帽を被ったり、バンダナを巻いたりする等して、測定部位の骨の面形状が出来るだけ正確に出るように撮影されるのが好ましい。なお、使用者の上半身を撮影する場合には限定されないが、少なくとも後頭部から頬までの部分を含む骨形状を抽出できるように、撮像データを取得する。
頭部のみでなく、首の骨、肩の骨、肩甲骨、及び腰骨の形状も第1データとして取得するのが好ましい。首の骨はS字カーブに合う形状、ストレートネックの場合、圧迫しない形状である必要がある。肩の骨及び腰の骨が、頭骨及び首の骨と一直線に結ばれている場合、寝返りをし易い。肩甲骨と後頭部との段差は枕1の高さに対応するので、計測するのが好ましい。
本実施の形態においては、X線を使用せずに、「寝ている際の骨及び肉の形状」を取得する。正しく寝ている姿勢をベースに体勢を決め、体勢をベースに骨及び周りの肉の形状を測定する。その際、骨形状が肉眼でも確認出来る部分は骨形状が撮像できるが、個人差により形状を確認出来ない部分がある使用者については、その姿勢の際の肉と骨形状を測定することになる。
PC12は第2データを3Dプリンタ13へ出力し、3Dプリンタ13は第2データに基づいてコア部5又は6を作製する。
図5は寝姿勢測定装置8を示す斜視図、図6は寝姿勢測定装置8を用いて使用者の頭部、及びそれを取り巻く肉の寝姿勢時の形状を取得する状態を示す模式図である。
寝姿勢測定装置8は、四角枠状の枠体82と、枠体82の開口面に張り渡された例えばビニルシート等のシート83とを備える測定部84と、寝姿勢の使用者を支持する支持部81,81,81とを備える。枠体82は四角枠には限定されず、支持部81も箱型状には限定されない。支持部81は3つである場合には限定されない。使用者の体の測定したい部分に対応させて、支持部81を配置する。測定する部分が頭部である場合、図6に示すように、頭部が測定部84の開口に対向するように、測定部84を長手方向に並ぶ支持部81,81,81の一端部側に配置する。測定する部分が腰部である場合、測定部84を腰部に対向するように配置し、測定部84を支持部81,81により挟むように、支持部81,81,81を配置する。
四角状のシート83の外縁部は、枠体82の上縁部に、紐等により、引張加減を調整できるように、取り付けられている。紐による調整は例えば、紐止めやコードストッパー等を使って行う。シート83は柔らかい他の素材でもよい。シート83の形状は四角状である場合に限定されない。シート83の厚みは薄く、骨形状が良好に認識できるものが好ましい。
支持部81は、例えば使用者が家で使用している敷き寝具、それに類するサンプルを予め数種類準備しておき、出来るだけ家と近い寝姿勢で測定出来るように調整してもよい。
測定に際し、支持部81と測定部84との相対的な高さを調整する。使用者が使用しているマット及び敷布団等を考慮し、作製した枕1を使用するときに、力が入らない、自然な背骨のカーブを有する寝姿勢が得られるようにする。パンタグラフ等を用いて、測定部84の高さを調整してもよい。
立位又は座位によれば非常に簡単に測定を行える。側頭部の形状測定では体圧を分散するために特に重要な耳の周りの骨形状、後頭部に関しても同様に後頭部の頂部分から首にかけての骨形状は、髪の毛により明確でない場合、上述したように水泳帽等、髪の毛を押さえたりまとめたりできるものを用いて測定できる。
しかし、立位又は座位と、臥位とでは、上述したように、人間の骨や筋肉の形状が異なる。
人間の脊椎がカーブを描くのは立ち姿勢を支えるためであり、筋力が働いて身体を支えるための生理現象であるので、立位又は座位で首の彎曲部の深さを測定し、出力物に反映する場合、寝たときに、違和感を感じる虞がある。寝姿勢測定装置8を用いて第1データを取得するのが好ましい。
寝返りが打ちやすい姿勢は横向き寝の場合は頭部、首、背骨、及び腰骨が敷き寝具の底面に対して並行で且つ出来るだけ直線で結ばれており、仰向き寝の場合は首から下が寝具底面に対して出来るだけ直線で結ばれており、かつ頭部は若干直線よりも上の角度を向いているのが、寝姿勢として苦しくないことが実験により確認されている。
寝返りが楽な角度を求める試験を行った。角度が10〜20度の範囲である場合、被験者全員に対し快適な枕を提供することができた。使用者が寝姿勢を取った後、10〜20度の範囲を基準に、違和感のない角度に調整して測定し、あとは枕1の作製時に、カバー部2により調整するのが好ましい。
なお、横向け寝の寝姿勢を寝姿勢測定装置8を用いて測定することにせず、立位又は座位で取得した第1データの耳の形状、大きさ、及び位置情報により、第2データを取得して、貫通孔61の形状及び位置情報を得、コア部6を作製してもよい。
無呼吸症候群の症状を有する使用者に対しては、使用者の舌根が沈下して上気道が狭くならない、使用者の理想的な寝姿勢に係るデータを医師等と協力して取得し、第2データを作成する。
制御部121は、取得装置11から使用者の撮像データを取得し、第1データを取得する(S1)。
制御部121は、第1データに基づいて第2データを生成する(S2)。
制御部121は、第2データを3Dプリンタ13へ出力し、3Dプリンタ13により、支持部4上に、コア部5又は6を形成する(S3)。
作業者又は機械により、コア部5又は6上に被覆部7を設けることにより、枕1が製造される。
制御部121は、取得装置11から使用者の撮像データを取得し、第1データを取得する(S11)。
制御部121は、第1データに基づいて前記模型用の製造用3Dデータを生成し、3Dプリンタ13により模型を作製する(S12)。
作業者は模型を弾性体上に転動させて使用者の寝姿勢を再現し、取得装置11により寝姿勢を撮像し、制御部121は、撮像データを取得装置11から取得する(S13)。
制御部121は第2データを3Dプリンタ13へ出力し、3Dプリンタ13により支持部4上に、コア部5又は6を形成する(S15)。
作業者又は機械により、コア部5又は6上に被覆部7を設けることにより、枕1が製造される。
寝姿勢測定装置8を用いて、使用者の仰向け寝時の頭部の骨形状に係る第1データを取得し、3DCADソフトにより第2データを取得し、図1に示す枕1を作製した。
網状芯材を有する市販の枕を用いた。
[比較例2]
そば殻を有する市販の枕を用いた。
[比較例3]
市販のウレタン枕を用いた。
下位検定の結果、実施例1の枕を使用した場合、比較例1及び3の枕を使用した場合と比較して、有意にPS深睡眠が多くなる(=熟睡できる)ことが明らかとなった。また、心拍/脈波間隔およびS睡眠(REM睡眠に相当)割合に有意傾向が見られた。下位検定の結果、実施例1の枕を使用した場合、比較例1の枕を使用した場合と比較して有意に心拍間隔が短くなることがわかった。
例えば、前記実施形態においては、仰向け寝姿勢及び横向き寝姿勢に基づいてコア部5,6,6を形成する場合につき説明しているがこれに限定されず、うつぶせ寝姿勢及び横向き寝姿勢に基づいてコア部を形成することにしてもよい。
枕1がコア部5とコア部6とを有する場合に限定されない。例えば使用者が主に仰向け寝姿勢で寝る場合は、コア部5のみを設けることにしてもよく、使用者が主に横向け寝姿勢で寝る場合は、コア部6のみを設けることにしてもよい。
被覆部7は、支持部4の全面に亘って設けられる場合に限定されない。被覆部7は省略してもよく、コア部5、6の硬度及び反発性によって省略することにしてもよい。被覆部7の代わりに、布製のカバーで被覆してもよい。被覆部7を布製のカバーにより覆うことにしてもよい。カバーをカバー部2と一体化させてもよい。
そして、3Dプリンタ13から出力する材料は合成樹脂に限定されず、金属、セラミックス、天然繊維、及び粘土等でもよい。
さらには、予め使用者の睡眠時の寝姿勢をモーションキャプチャ等により動画として撮影しておき、寝返りの特徴等を捉えて、前記模型を弾性体上に転動させることにしてもよい。
2 カバー部
3 高さ調整部
4 支持部
41 凹部
5、6 コア部
51、61 貫通孔(凹部)
7 被覆部
10 枕製造システム
11 取得装置
12 PC
121 制御部
122 記憶部
123 枕製造プログラム
124 入力部
125 インタフェース部
13 3Dプリンタ
14 記録媒体
8 寝姿勢測定装置
81 支持部
82 枠体
83 シート
84 測定部
Claims (6)
- 寝姿勢の使用者の肩から頭頂にかける部分を支持部から宙に浮くように突出させ、前記使用者の他部は支持部により支持し、寝姿勢における頭部から首の付け根の骨形状に沿うようにシートを調整した状態で、少なくとも、後頭部から頬までの部分又は顔面から頬までの部分を含む骨形状に係る第1データを取得し、
前記第1データに基づき、前記使用者の仰向け寝姿勢又はうつぶせ寝姿勢、及び横向き寝姿勢に基づく第2データを生成し、又は前記第1データ及びモーションキャプチャに基づくデータに基づいて第2データを生成し、
第2データに基づき、3Dプリンタを用いて、コア部を形成し、
前記コア部を支持部に嵌合して枕を製造する、枕の製造方法。 - 前記支持部の前記コア部を嵌合しない部分を覆い、弾性ジェルを含む被覆部を形成する、請求項1に記載の枕の製造方法。
- 前記第1データは、前記使用者の耳の形状、大きさ、及び位置情報に係るデータを含み、
該データに基づく凹部を有するように、前記コア部を形成する、請求項1又は2に記載の枕の製造方法。 - 寝姿勢の使用者の肩から頭頂にかける部分を支持部から宙に浮くように突出させ、前記使用者の他部は支持部により支持し、寝姿勢における頭部から首の付け根の骨形状に沿うようにシートを調整した状態で、少なくとも、後頭部から頬までの部分又は顔面から頬までの部分を含む骨形状に係る第1データを取得する取得装置と、
前記第1データに基づき、前記使用者の仰向け寝姿勢又はうつぶせ寝姿勢、及び横向き寝姿勢とを表すデータを生成し、該データに基づき、支持部に嵌合するコア部を形成するための第2データを生成し、又は
前記第1データ及びモーションキャプチャに基づくデータに基づいて第2データを生成する生成装置と、
第2データに基づいて、前記コア部を形成する3Dプリンタと
備える枕製造システム。 - コンピュータに、
寝姿勢の使用者の肩から頭頂にかける部分を支持部から宙に浮くように突出させ、前記使用者の他部は支持部により支持し、寝姿勢における頭部から首の付け根の骨形状に沿うようにシートを調整した状態で、少なくとも、後頭部から頬までの部分又は顔面から頬までの部分を含む骨形状に係る第1データを取得し、
前記第1データに基づき、前記使用者の仰向け寝姿勢又はうつぶせ寝姿勢、及び横向き寝姿勢とを表すデータを生成し、該データに基づき、支持部に嵌合するコア部を形成するための第2データを生成し、又は
前記第1データ及びモーションキャプチャに基づくデータに基づいて第2データを生成し、
第2データを3Dプリンタへ出力する
処理を実行させる、コンピュータプログラム。 - 枠体と、該枠体の開口に張り渡されたシートとを備える測定部と、
寝姿勢の使用者を支持する支持部と
を備え、
前記使用者の肩から頭頂にかける部分を前記開口に対向させ、前記使用者の他部は前記支持部により支持し、前記シートが前記寝姿勢における頭部から首の付け根の骨形状に沿うように調整した状態で、前記肩から頭頂にかける部分の、少なくとも、頭部から頬までの部分又は顔面から頬までの部分を含む骨形状を静止状態で測定する寝姿勢測定装置。
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