JP7311850B2 - 枕製造方法 - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 ロボディクス・メカトロニクス講演会２０１８での公開

本発明はユーザの寝姿勢に適した枕製造方法に関する。

枕は快適な睡眠を行う上で不可欠な寝具であり、ユーザ毎の頭部環境に合致した枕形状を取得することが好ましい。従来、ユーザの枕を製造するに当り、枕専門店等で複数の枕を試着することによって自分に合った枕を選択するのが一般的である。

尚、２層セル状空気式アクチュエータを用いたマットレス（参照：特許文献１）及び詰め物を挿入したマット（参照：非特許文献１）は公知である。

特開２０１３－２７５３１号公報（特許第５７０３１６０号公報）

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しかしながら、上述の従来の枕製造方法では、時間及び手間がかかるという課題がある。また、枕形状は布団、マットレスの硬さの影響を受けるので、枕専門店等での試着ではユーザに最適な枕形状を提供できないという課題もある。

上述の課題を解決するために、本発明に係る枕製造方法は、複数の平行な第１の袋状空気式アクチュエータを有する第１のアクチュエータと、第１の袋状空気式アクチュエータに交差するように配置された複数の平行な第２の袋状空気式アクチュエータを有する第２のアクチュエータとを具備する枕と、各袋状空気式アクチュエータへの空気の供給および排出するための複数の３ポート弁と、各３ポート弁に接続されたエアポンプと、３ポート弁を操作するための操作ユニットと、操作ユニットの操作状態に応じて各３ポート弁をエアポンプ又は大気側に開くことにより各袋状空気式アクチュエータの内圧を制御するための制御ユニットとを具備する枕装置において、枕装置の操作ユニットの操作状態に応じて枕の形状を決定するためのステップと、形状が決定された枕を含む枕装置に基づいてこの枕の形状と同一形状の枕を通常の枕素材で製造するためのステップとを具備するものである。

本発明によれば、布団、マットレス上でのユーザ毎の寝姿勢に迅速かつ簡易に適応した枕を提供できる。

本発明に係る枕装置の実施の形態を示す図である。 図１のアクチュエータの詳細を示す図であり（Ａ）は下層アクチュエータの袋状空気式アクチュエータを示し、（Ｂ）は上層アクチュエータの袋状空気式アクチュエータを示す。 空気のみ及び１層詰め物を挿入した図１の袋状空気式アクチュエータの内圧／高さ特性図である。 １層詰め物及び２層詰め物を挿入した図１の袋状空気式アクチュエータの内圧／高さ特性図である。 図１のタッチパネル付きディスプレイユニットの操作状態を示す図である。 図１のタッチパネル付きディスプレイユニットの基準画面表示の第１の例を示す図である。 図１の枕の硬さを調整するための図６のタッチパネル付きディスプレイユニットの画面の例を示す図である。 図１の枕の全体の高さを調整するための図６のタッチパネル付きディスプレイユニットの画面の例を示す図である。 図１の枕の頭部先端部の高さを調整するための図６のタッチパネル付きディスプレイユニットの画面の例を示す図である。 図１の枕の頭部横中央部の高さを調整するための図６のタッチパネル付きディスプレイユニットの画面の例を示す図である。 図１の枕の首部の高さを調整するための図６のタッチパネル付きディスプレイユニットの画面の例を示す図である。 図１の枕の頭部縦中央部の高さを調整するための図６のタッチパネル付きディスプレイユニットの画面の例を示す図である。 図１の枕の頭部縦端部の高さを調整するための図６のタッチパネル付きディスプレイユニットの画面の例を示す図である。 図１の枕の頭部縦外側の高さを調整するための図６のタッチパネル付きディスプレイユニットの画面の例を示す図である。 図１のタッチパネル付きディスプレイユニットの基準画面表示の第２の例を示す図である。 図１の枕の全体の高さを調整するための図１５のタッチパネル付きディスプレイユニットの画面の例を示す図である。 図１の枕の頭部横中央部の高さを調整するための図１５のタッチパネル付きディスプレイユニットの画面の例を示す図である。 図１の枕の首部の高さを調整するための図１５のタッチパネル付きディスプレイユニットの画面の例を示す図である。 図１の枕の頭部縦引き込み部を調整するための図１５のタッチパネル付きディスプレイユニットの画面の例を示す図である。 図１の枕の硬さを調整するための図１５のタッチパネル付きディスプレイユニットの画面の例を示す図である。 図１の枕装置の操作状態を示す表であり、（Ａ）は図６の基準画面表示を用いた場合を示し、（Ｂ）は図１５の（Ｂ）の詳細型基準画面表示を用いた場合を示す。 図１の枕装置を用いた場合の枕形状決定時間を示し、（Ａ）は図６の基準画面表示を用いた場合を示し、（Ｂ）は図１５の（Ｂ）の詳細型基準画面表示を用いた場合を示す。 図１の枕装置を用いた枕製造方法を説明するためのフローである。

図１は本発明に係る枕装置の実施の形態を示す図である。

図１において、ユーザＵの頭部の下に枕１０を設ける。枕１０は、下層アクチュエータ１１、下層アクチュエータ１１上に設けられた上層アクチュエータ１２、及び上層アクチュエータ１２上にスポンジ等の弾性材を介して２次元的（＝６×６）に配置されたシート状の接触圧センサ１３－１、１３－２、…、１３－３６（図示せず）よりなる。

下層アクチュエータ１１は、ユーザＵの左右方向に平行に配置された袋状空気式アクチュエータ１、２、３よりなる。この場合、図２の（Ａ）に示すごとく、負荷が大きい頭部中央の袋状空気式アクチュエータ２の幅は大きくたとえば１２０ｍｍとされ、負荷が小さい頭部先端部の袋状空気式アクチュエータ１の幅はたとえば４０ｍｍとされ、負荷が中程度の首部の袋状空気式アクチュエータの幅はたとえば８０ｍｍとされる。他方、上層アクチュエータ１２はユーザＵの体幹方向に平行に配置された袋状空気式アクチュエータ６、５、４、５’、６’よりなる。この場合、図２の（Ｂ）に示すごとく、袋状空気式アクチュエータ６、５、４、５’、６’の幅は同一たとえば８０ｍｍとされる。接触圧センサ１３－１、１３－２、…、１３－３６（図示せず）はたとえば静電容量型センサによって構成され、数は３６に限定されない。

各袋状空気式アクチュエータ１、２、３、６、５、４、５’、６’のチューブ１ａ、２ａ、３ａ、６ａ、５ａ、４ａ、５’ａ、６’ａには、各袋状空気式アクチュエータ１、２、３、６、５、４、５’、６’の内圧を検出する内圧センサ１ｂ、２ｂ、３ｂ、６ｂ、５ｂ、４ｂ、５’ｂ、６’ｂが設けられ、さらに、チューブ１ａ、２ａ、３ａ、６ａ、５ａ、４ａ、５’ａ、６’ａは、３ポート弁１ｃ、２ｃ、３ｃ、６ｃ、５ｃ、４ｃ、５’ｃ、６’ｃを介してエアポンプ７又は大気側に接続され、袋状空気式アクチュエータ１、２、３、６、５、４、５’、６’に対して空気の供給排出がされる。尚、各３ポート弁１ｃ、２ｃ、３ｃ、６ｃ、５ｃ、４ｃ、５’ｃ、６’ｃは、吸気、排気及び吸排気停止の３機能を有する。

接触圧センサ１３－１、１３－２、…、１３－３６、内圧センサ１ｂ、２ｂ、３ｂ、６ｂ、５ｂ、４ｂ、５’ｂ、６’ｂ、３ポート弁１ｃ、２ｃ、３ｃ、６ｃ、５ｃ、４ｃ、５’ｃ、６’ｃ及びエアポンプ７はマイクロコンピュータ、パーソナルコンピュータ等よりなる制御ユニット８に接続され、また、制御ユニット８にはタッチパネル付きディスプレイユニット９が接続されている。尚、タッチパネル付きディスプレイユニット９はたとえばタブレットであり、制御ユニット８にＵＳＢ（登録商標）ケーブル、ＷｉＦｉ（登録商標）を介して接続される。

各袋状空気式アクチュエータ１、２、３、６、５、４、５’、６’に、弾性詰め物を挿入する。これにより、袋状空気式アクチュエータの内圧対高さ特性を高めることができる。これについて図３、図４を参照して説明する。尚、図３、図４においては、上層アクチュエータ１２を構成するサイズ幅８０ｍｍ×長さ２２０ｍｍの小型袋状空気式アクチュエータ４等及び下層アクチュエータ１１を構成するサイズ幅１２０ｍｍ×長さ３８０ｍｍの大型袋状空気式アクチュエータ２の中央部に対して内径１４．４ｍｍ、外径８６．０ｍｍ、重量３ｋｇの錘を乗せて内圧を３ｋＰａから０．５ｋＰａまで減圧し、そのときの錘の変位を計測した。高さは０．５ｋＰａ時の錘が乗っている袋状空気式アクチュエータの部分の高さを計測し、これによる変位を足すことにより袋状空気式アクチュエータの高さとした。

図３は空気のみ及び１層詰め物を挿入した場合の図１の袋状空気式アクチュエータの内圧／高さ特性を示すグラフである。

内圧が０．５～１．５ｋＰａ程度の低圧状態では、図３の（Ａ）に示すごとく、小型袋状空気式アクチュエータにおいては、詰め物がない空気のみの場合、高さ０であり、硬い底の影響を直接受けることになり、触感は悪化する。他方、硬ウレタン製スポンジ又は発泡スチロール製粒子を詰め物として導入すると、図３の（Ａ）に示すごとく、小型袋状空気式アクチュエータにおいて、１０～１５ｍｍ、図３の（Ｂ）に示すごとく、大型袋状空気式アクチュエータにおいて、１０～２５ｍｍ程度の高さを保持している。このように、１層詰め物を挿入した袋状空気式アクチュエータは０．５～１．５ｋＰａ程度の低内圧でも通常の枕に近い触感が得られる。

内圧が１．５～３．０ｋＰａ程度の高圧状態では、図３の（Ａ）に示すごとく、小型袋状空気式アクチュエータにおいては、発泡スチロール製粒子の方が硬ウレタン製スポンジよりも加圧による高さ増加率が小さくなっている。この原因は発泡スチロール製粒子がチューブ内部で動きやすいために錘の両側に片寄ってしまい、錘中央部の高さが増加しない形状に陥ってしまったためである。他方、図３の（Ｂ）に示すごとく、大型袋状空気式アクチュエータにおいては、発泡スチロール製粒子の方が硬ウレタン製スポンジよりも加圧による高さ増加率が大きくなっているが、単独の空気層が現れてくるので、錘の安定性は硬ウレタン製スポンジより悪くなる。つまり、発泡スチロール製粒子は空気のみの袋状空気式アクチュエータと同一の感触となると予想される。以上から、硬ウレタン製スポンジの方が発泡スチロール製粒子よりも加圧時の高さ変化は少ないものの、単独の空気層が生じないので、１．５ｋＰａ～３．０ｋＰａ程度の高圧状態でも通常の枕に近い感触が得られると期待できる。尚、発泡スチロール製粒子では、大型袋状空気式アクチュエータの内圧／高さ特性が小型袋状空気式アクチュエータの内圧／高さ特性と異なっているが、これは発泡スチロール製粒子が流動し易いことが計測結果に大きく影響を与えているからである。

図４は１層詰め物及び２層詰め物を挿入した場合の図１の袋状空気式アクチュエータの内圧／高さ特性を示すグラフである。この場合、１層詰め物として硬ウレタン製スポンジを用い、また、２層詰め物として下層を軟ウレタン製スポンジとし、かつ上層を硬ウレタン製スポンジとし、下層：上層の厚さを３：１とした。

図４の（Ａ）に示すごとく、小型袋状空気式アクチュエータにおいても、また、図４の（Ｂ）に示すごとく、大型袋状空気式アクチュエータにおいても、２層詰め物の方が１層詰め物よりも内圧／高さ特性が優れている。つまり、２層詰め物においては、内圧が低圧０．５ｋＰａから高圧３ｋＰａまで高さが線形的に増加するので、袋状空気式アクチュエータの高さを内圧によって制御し易いことが分る。尚、硬ウレタン製スポンジを下層とし、軟ウレタン製スポンジを上層としても、同様である。また、同一の硬さのウレタン製スポンジを複数層挿入しても同様である。さらに、高さを変更しても触感が変化しないことが期待される。

図３、図４から、袋状空気式アクチュエータにおいては、１層又は多層の同一又は異なる硬さのウレタン製スポンジを挿入することにより内圧／高さ特性を向上できる。

図５は図１のタッチパネル付きディスプレイユニット９の操作状態を説明するための図である。図５に示すように、ユーザＵはマット２０上に下層アクチュエータ１１、上層アクチュエータ１２及びシート状の接触圧センサ１３－１～１３－３６よりなる枕１０をセットし、ユーザＵは枕１０上に寝姿状態でタッチパネル付きディスプレイユニット９を操作して枕１０の形状を決定する。タッチパネル付きディスプレイユニット９には、図６の基準画面表示及び図１５の基準画面表示の一方のみが設けられる。

図６は図１のタッチパネル付きディスプレイユニット９の基準画面表示の第１の例を示す図である。ユーザＵは、基準画面（タブ）９－Ａ、９－Ｂ、９－Ｃを切換えながらボタンをタップし、この結果、制御ユニット８は３ポート弁１ｃ、２ｃ、３ｃ、６ｃ、５ｃ、４ｃ、５’ｃ、６’ｃを制御する。このための制御プログラムは制御ユニット８に予め内蔵されている。

始めに、枕１０の硬さの調整について説明する。この場合、図６の画面表示９－Ａをタップして拡大表示する。枕１０を柔らかくする場合、図７の（Ａ）に示すごとく、上段の左向き矢印をタップする。このとき、「柔らかく」が表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁６ｃ、５ｃ、４ｃ、５’ｃ、６’ｃを大気側に開く。この結果、枕１０の上層アクチュエータ１２の袋状空気式アクチュエータ６、５、４、５’、６’の内圧がすべて下降して枕１０が柔らかくなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁６ｃ、５ｃ、４ｃ、５’ｃ、６’ｃが停止して枕１０の所望の硬さが得られる。他方、枕１０を硬くする場合、図７の（Ｂ）に示すごとく、上段の右向き矢印をタップする。このとき、「硬く」が表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁６ｃ、５ｃ、４ｃ、５’ｃ、６’ｃをエアポンプ７側に開く。この結果、枕１０の上層アクチュエータ１２の袋状空気式アクチュエータ６、５、４、５’、６’の内圧がすべて上昇して枕１０が硬くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁６ｃ、５ｃ、４ｃ、５’ｃ、６’ｃが停止して枕１０の所望の硬さが得られる。

次に、枕１０の全体の高さの調整について説明する。この場合も、図６の画面表示９－Ａをタップして拡大表示する。枕１０の全体を低くする場合、図８の（Ａ）に示すごとく、下段の左向き矢印をタップする。このとき、「低く」が表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁１ｃ、２ｃ、３ｃを大気側に開く。この結果、枕１０の下層アクチュエータ１１の袋状空気式アクチュエータ１、２、３の内圧がすべて下降して枕１０が低くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁１ｃ、２ｃ、３ｃが停止して枕１０の所望の全体の高さが得られる。他方、枕１０の全体を高くする場合、図８の（Ｂ）に示すごとく、下段の右向き矢印をタップする。このとき、「高く」が表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁１ｃ、２ｃ、３ｃをエアポンプ７側に開く。この結果、枕１０の下層アクチュエータ１１の袋状空気式アクチュエータ１、２、３の内圧がすべて上昇して枕１０が高くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁１ｃ、２ｃ、３ｃが停止して枕１０の所望の高さが得られる。

次に、枕１０の頭部先端部の高さの調整について説明する。この場合、図６の画面表示９－Ｂをタップして拡大表示する。枕１０の頭部先端部を低くする場合、図９の（Ａ）に示すごとく、上段の左向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ１がたとえば青く表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁１ｃを大気側に開く。この結果、枕１０の下層アクチュエータ１１の袋状空気式アクチュエータ１の内圧が下降して枕１０の頭部先端部が低くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁１ｃが停止して枕１０の頭部先端部の所望の高さが得られる。他方、枕１０の頭部先端部を高くする場合、図９の（Ｂ）に示すごとく、上段の右向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ１がたとえば赤く表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁１ｃをエアポンプ７側に開く。この結果、枕１０の下層アクチュエータ１１の袋状空気式アクチュエータ１の内圧が上昇して枕１０の頭部先端部が高くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁１ｃが停止して枕１０の頭部先端部の所望の高さが得られる。

次に、枕１０の頭部横中央部の高さの調整について説明する。この場合も、図６の画面表示９－Ｂをタップして拡大表示する。枕１０の頭部横中央部を低くする場合、図１０の（Ａ）に示すごとく、中段の左向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ２がたとえば青く表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁２ｃを大気側に開く。この結果、枕１０の下層アクチュエータ１１の袋状空気式アクチュエータ２の内圧が下降して枕１０の頭部横中央部が低くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁２ｃが停止して枕１０の頭部横中央部の所望の高さが得られる。他方、枕１０の頭部横中央部を高くする場合、図１０の（Ｂ）に示すごとく、中段の右向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ２がたとえば赤く表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁２ｃをエアポンプ７側に開く。この結果、枕１０の下層アクチュエータ１１の袋状空気式アクチュエータ２の内圧が上昇して枕１０の頭部横中央部が高くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁２ｃが停止して枕１０の頭部横中央部の所望の高さが得られる。

次に、枕１０の首部の高さの調整について説明する。この場合も、図６の画面表示９－Ｂをタップして拡大表示する。枕１０の首部を低くする場合、図１１の（Ａ）に示すごとく、下段の左向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ３がたとえば青く表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁３ｃを大気側に開く。この結果、枕１０の下層アクチュエータ１１の袋状空気式アクチュエータ３の内圧が下降して枕１０の首部が低くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁３ｃが停止して枕１０の首部の所望の高さが得られる。他方、枕１０の首部を高くする場合、図１１の（Ｂ）に示すごとく、下段の右向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ３がたとえば赤く表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁３ｃをエアポンプ７側に開く。この結果、枕１０の下層アクチュエータ１１の袋状空気式アクチュエータ３の内圧が上昇して枕１０の首部が高くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁３ｃが停止して枕１０の首部の所望の高さが得られる。

次に、枕１０の頭部縦中央部の高さの調整について説明する。この場合、図６の画面表示９－Ｃをタップして拡大表示する。枕１０の頭部縦中央部を低くする場合、図１２の（Ａ）に示すごとく、上段の左向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ４がたとえば青く表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁４ｃを大気側に開く。この結果、枕１０の上層アクチュエータ１２の袋状空気式アクチュエータ４の内圧が下降して枕１０の頭部縦中央部が低くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁４ｃが停止して枕１０の頭部縦中央部の所望の高さが得られる。他方、枕１０の頭部縦中央部を高くする場合、図１２の（Ｂ）に示すごとく、上段の右向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ４がたとえば赤く表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁４ｃをエアポンプ７側に開く。この結果、枕１０の上層アクチュエータ１２の袋状空気式アクチュエータ４の内圧が上昇して枕１０の頭部縦中央部が高くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁４ｃが停止して枕１０の頭部縦中央部の所望の高さが得られる。

次に、枕１０の頭部縦端部の高さの調整について説明する。この場合も、図６の画面表示９－Ｃをタップして拡大表示する。枕１０の頭部縦端部を低くする場合、図１３の（Ａ）に示すごとく、中段の左向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ５、５’がたとえば青く表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁５ｃ、５’ｃを大気側に開く。この結果、枕１０の上層アクチュエータ１２の袋状空気式アクチュエータ５、５’の内圧が下降して枕１０の頭部縦端部が低くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁５ｃ、５’ｃが停止して枕１０の頭部縦端部の所望の高さが得られる。他方、枕１０の頭部縦端部を高くする場合、図１３の（Ｂ）に示すごとく、中段の右向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ５、５’がたとえば赤く表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁５ｃ、５’ｃをエアポンプ７側に開く。この結果、枕１０の上層アクチュエータ１２の袋状空気式アクチュエータ５、５’の内圧が上昇して枕１０の頭部縦端部が高くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁５ｃ、５’ｃが停止して枕１０の頭部縦端部の所望の高さが得られる。

最後に、枕１０の頭部縦外側の高さの調整について説明する。この場合も、図６の画面表示９－Ｃをタップして拡大表示する。枕１０の頭部縦外側を低くする場合、図１４の（Ａ）に示すごとく、下段の左向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ６、６’がたとえば青く表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁６ｃ、６’ｃを大気側に開く。この結果、枕１０の上層アクチュエータ１２の袋状空気式アクチュエータ６、６’の内圧が下降して枕１０の頭部縦外側が低くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁６ｃ、６’ｃが停止して枕１０の頭部縦外側の所望の高さが得られる。他方、枕１０の頭部縦外側を高くする場合、図１４の（Ｂ）に示すごとく、下段の右向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ６、６’がたとえば赤く表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁６ｃ、６’ｃをエアポンプ７側に開く。この結果、枕１０の上層アクチュエータ１２の袋状空気式アクチュエータ６、６’の内圧が上昇して枕１０の頭部縦外側が高くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁６ｃ、６’ｃが停止して枕１０の頭部縦外側の所望の高さが得られる。

図１５は図１のタッチパネル付きディスプレイユニット９の基準画面表示の第２の例である。図１５においては、基準画面９－Ｄ－１、９－Ｄ－２は基本的に同一であり、簡単／詳細ボタンをタップすることによりボタン表示のみが変化する。つまり、通常、ユーザＵは、簡単／詳細ボタンをタップすることにより基準画面９－Ｄ－１、９－Ｄ－２のいずれかを選択する。また、任意に基準画面９－Ｄ－１から基準画面９－Ｄ－２へ又は基準画面９－Ｄ－２から基準画面９－Ｄ－１へ切替えることができる。従って、その後は、ユーザＵは、基準画面（タブ）９－Ｄ－１、９－Ｄ－２を切換えることなくボタンをタップし、この結果、制御ユニット８は３ポート弁１ｃ、２ｃ、３ｃ、６ｃ、５ｃ、４ｃ、５’ｃ、６’ｃを制御する。このための制御プログラムは制御ユニット８に予め内蔵されている。簡単型基準画面９－Ｄ－１を選択した場合の動作は詳細型基準画面９－Ｄ－２を選択した場合の動作に含まれるので、以下の説明では、詳細型基準画面９－Ｄ－２を選択した場合についてのみ説明する。

始めに、枕１０の全体の高さの調整について説明する。全体の高さを調整する場合、頭部に直接接触している上層アクチュエータ１２の袋状空気式アクチュエータ６、５、４、５’、６’の形状をなるべく維持するために、下層アクチュエータ１１の袋状空気式アクチュエータ１、２、３を同時に加減圧する。すなわち、枕１０の全体を低くする場合、図１６の（Ａ）に示すごとく、「全体高さ」ボタンの下向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ１、２、３に下向き矢印が表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁１ｃ、２ｃ、３ｃを大気側に開く。この結果、枕１０の下層アクチュエータ１１の袋状空気式アクチュエータ１、２、３の内圧がすべて下降して枕１０が低くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁１ｃ、２ｃ、３ｃが停止して枕１０の所望の全体の高さが得られる。他方、枕１０の全体を高くする場合、図１６の（Ｂ）に示すごとく、「全体高さ」ボタンの上向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ１、２、３に上向き矢印が表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁１ｃ、２ｃ、３ｃをエアポンプ７側に開く。この結果、枕１０の下層アクチュエータ１１の袋状空気式アクチュエータ１、２、３の内圧がすべて上昇して枕１０が高くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁１ｃ、２ｃ、３ｃが停止して枕１０の所望の高さが得られる。

次に、枕１０の頭部横中央部の高さの調整について説明する。枕１０の頭部横中央部を低くする場合、図１７の（Ａ）に示すごとく、「頭高さ」ボタンの下向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ２にたとえば下向き矢印が表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁２ｃを大気側に開く。この結果、枕１０の下層アクチュエータ１１の袋状空気式アクチュエータ２の内圧が下降して枕１０の頭部横中央部が低くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁２ｃが停止して枕１０の頭部横中央部の所望の高さが得られる。他方、枕１０の頭部横中央部を高くする場合、図１７の（Ｂ）に示すごとく、「頭高さ」ボタンの上向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ２にたとえば上向き矢印が表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁２ｃをエアポンプ７側に開く。この結果、枕１０の下層アクチュエータ１１の袋状空気式アクチュエータ２の内圧が上昇して枕１０の頭部横中央部が高くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁２ｃが停止して枕１０の頭部横中央部の所望の高さが得られる。

次に、枕１０の首部の高さの調整について説明する。枕１０の首部を低くする場合、図１８の（Ａ）に示すごとく、「頭高さ」ボタンの下向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ３に下向き矢印が表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁３ｃを大気側に開く。この結果、枕１０の下層アクチュエータ１１の袋状空気式アクチュエータ３の内圧が下降して枕１０の首部が低くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁３ｃが停止して枕１０の首部の所望の高さが得られる。他方、枕１０の首部を高くする場合、図１８の（Ｂ）に示すごとく、「頭高さ」ボタンの上向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ３に上向き矢印が表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁３ｃをエアポンプ７側に開く。この結果、枕１０の下層アクチュエータ１１の袋状空気式アクチュエータ３の内圧が上昇して枕１０の首部が高くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁３ｃが停止して枕１０の首部の所望の高さが得られる。

次に、枕１０の頭部縦包み込み部の高さの調整について説明する。枕１０の頭部縦包み込み部を緩くする場合、図１９の（Ａ）に示すごとく、「包み込み」ボタンの下向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ６、５、５’、６’に下向き矢印が表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁６ｃ、５ｃ、５’ｃ、６’ｃを大気側に開く。この結果、枕１０の上層アクチュエータ１２の袋状空気式アクチュエータ６、５、５’、６’の内圧が下降して枕１０の頭部縦包み込み部が緩くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁６ｃ、５ｃ、５’ｃ、６’ｃが停止して枕１０の頭部縦包み込み部の所望の大きさが得られる。他方、枕１０の頭部縦包み込み部をきつくする場合、図１９の（Ｂ）に示すごとく、「包み込み」ボタンの上向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ６、５、５’、６’に上向き矢印が表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁６ｃ、５ｃ、５’ｃ、６’ｃをエアポンプ７側に開く。この結果、枕１０の上層アクチュエータ１２の袋状空気式アクチュエータ６、５、５’、６’の内圧が上昇して枕１０の頭部縦包み込み部がきつくなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁６ｃ、５ｃ、５’ｃ、６’ｃが停止して枕１０の頭部縦包み込み部の所望の大きさが得られる。

最後に、枕１０の硬さの調整について説明する。枕１０を柔らかくする場合、図２０の（Ａ）に示すごとく、「硬さ」ボタンの下向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ６、５、４、５’、６’に下向き矢印が表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁６ｃ、５ｃ、４ｃ、５’ｃ、６’ｃを大気側に開く。この結果、枕１０の上層アクチュエータ１２の袋状空気式アクチュエータ６、５、４、５’、６’の内圧がすべて下降して枕１０が柔らかくなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁６ｃ、５ｃ、４ｃ、５’ｃ、６’ｃが停止して枕１０の所望の硬さが得られる。他方、枕１０を硬くする場合、図２０の（Ｂ）に示すごとく、「硬さ」ボタンの上向き矢印をタップする。このとき、袋状空気式アクチュエータ６、５、４、５’、６’に上向き矢印が表示される。これを受けて、制御ユニット８は３ポート弁６ｃ、５ｃ、４ｃ、５’ｃ、６’ｃをエアポンプ７側に開く。この結果、枕１０の上層アクチュエータ１２の袋状空気式アクチュエータ６、５、４、５’、６’の内圧がすべて上昇して枕１０が硬くなる。尚、適切な状態で加圧／減圧コマンドを停止させると３ポート弁６ｃ、５ｃ、４ｃ、５’ｃ、６’ｃが停止して枕１０の所望の硬さが得られる。

尚、接触圧センサ１３－１～１３－３６、内圧センサ１ｂ、２ｂ、３ｂ、６ｂ、５ｂ、４ｂ、５’ｂ、６’ｂのデータは枕形状の決定に用いられていないが、最終データは制御ユニット８内の記憶装置に格納され、後述の枕製造に用いられる。

図２１は図１の枕装置の操作状態を示す表であり、（Ａ）は図６の基準画面表示を用いた場合を示し、（Ｂ）は図１５の（Ｂ）の詳細型基準画面表示を用いた場合を示す。

図２１の（Ａ）に示すごとく、図６の基準画面表示を用いた場合には、基準画面（タブ）の切替えに伴い、合計８個の操作状態（ボタン）が存在する。これに対し、図２１の（Ｂ）に示すように、図１５の基準画面表示を用いた場合には、図２１の（Ａ）の袋状空気式アクチュエータ１のみの操作状態、袋状空気式アクチュエータ４のみの操作状態は存在せず、図２１の（Ａ）の袋状空気式アクチュエータ５、５’の操作状態及び袋状空気式アクチュエータ６、６’の操作状態は１つの包み込み操作状態としたので、合計５個の操作状態（ボタン）が存在する。

図２２は図１の枕装置を用いた場合の枕形状決定時間を示し、（Ａ）は図６の基準画面表示を用いた場合を示し、（Ｂ）は図１５の（Ｂ）の詳細型基準画面表示を用いた場合を示す。尚、図２２の枕形状決定時間はすべて同一被験者によるものである。

図２２の（Ａ）に示すごとく、図６の基準画面表示を用いた場合には、基準画面（タブ）の切替があること及び操作状態数が多いことから、枕形状決定時間は１７０ｓ～１８０ｓと長くなった。これに対し、図１５の（Ｂ）の詳細型基準画面表示を用いた場合には、基準画面（タブ）の切替がないこと及び操作状態数が少ないことから、枕形状決定時間は１４０ｓ～１５０ｓと短くなった。

上述の枕装置の袋状空気式アクチュエータよりなる枕はそのまま枕として用いることができるが、この枕と同一形状を用いて図２３の製造方法により通常の枕素材によって構成することもできる。

図２３は図１の枕装置を用いた枕製造方法を説明するためのフローである。

始めに、ステップ２３１にて、枕製造業者は図１に示す枕装置をユーザに発送する。すなわち、この場合、枕１０のチューブ１ａ、２ａ、３ａ、６ａ、５ａ、４ａ、５’ａ、６’ａに内圧センサ１ｂ、２ｂ、３ｂ、６ｂ、５ｂ、４ｂ、５’ｂ、６’ｂ及び３ポート弁１ｃ、２ｃ、３ｃ、６ｃ、５ｃ、４ｃ、５’ｃ、６’ｃを接続し、３ポート弁１ｃ、２ｃ、３ｃ、６ｃ、５ｃ、４ｃ、５’ｃ、６’ｃにエアポンプ７を接続し、これらに制御ユニット８及びタッチパネル付きディスプレイユニット９を接続した状態でユーザに発送される。尚、この場合、エアポンプ７は十分小型化され、また、制御ユニット８はパーソナルコンピュータではなく、マイクロコンピュータ用制御基板で小型化されている。

次に、ステップ２３２にて、ユーザは枕装置の枕１０を布団、マットレス等に設定し、ユーザは図５に示すごとくタッチパネル付きディスプレイユニット９を操作し、袋状空気式アクチュエータ１、２、３、６、５、４、５’、６’の形状を決定する。その際、接触圧センサ１３－１～１３－３６及び内圧センサ１ｂ、２ｂ、３ｂ、６ｂ、５ｂ、４ｂ、５’ｂ、６’ｂの最終データも制御ユニット８内の記憶装置に保持される。

次に、ステップ２３３にて、枕１０の形状が決定された枕装置全体をユーザから枕製造業者へ返送する。

次に、ステップ２３４にて、枕製造業者は、形状決定された枕１０の頭部、首部の高さを荷重試験機で測定して通常の枕素材を用いて枕を製造する。

最後に、ステップ２３５にて、接触圧センサ１３－１～１３－３６及び内圧センサ１ｂ、２ｂ、３ｂ、６ｂ、５ｂ、４ｂ、５’ｂ、６’ｂ特に後者の最終データを参考に枕形状特に硬さを調整してユーザ仕様に仕上げる。

このように、ユーザの寝姿勢に適した形状の枕を通常の枕素材で構成できる。

尚、上述の実施の形態においては、各アクチュエータ１１、１２の袋状空気式アクチュエータの数も３又は５以外の複数の数になし得る。

また、本発明は上述の実施の形態の自明の範囲のいかなる変更にも適用できる。

１０：枕
１１：下層アクチュエータ
１２：上層アクチュエータ
１３－１～１３－３６：接触圧センサ
１、２、３、６、５、４、５’、６’：袋状アクチュエータ
１ａ、２ａ、３ａ、６ａ、５ａ、４ａ、５’ａ、６’ａ：チューブ
１ｂ、２ｂ、３ｂ、６ｂ、５ｂ、４ｂ、５’ｂ、６’ｂ：内圧センサ
１ｃ、２ｃ、３ｃ、６ｃ、５ｃ、４ｃ、５’ｃ、６’ｃ：３ポート弁
７：エアポンプ
８：制御ユニット
９：タッチパネル付きディスプレイユニット
Ｕ：ユーザ

Claims (3)

1. 複数の平行な第１の袋状空気式アクチュエータを有する第１のアクチュエータと、前記第１の袋状空気式アクチュエータに交差するように配置された複数の平行な第２の袋状空気式アクチュエータを有する第２のアクチュエータとを具備する枕と、
   前記各袋状空気式アクチュエータへの空気の供給および排出するための複数の３ポート弁と、
   前記各３ポート弁に接続されたエアポンプと、
   前記各３ポート弁を操作するための操作ユニットと、
   前記操作ユニットの操作状態に応じて前記各３ポート弁を前記エアポンプ又は大気側に開くことにより前記各袋状空気式アクチュエータの内圧を制御するための制御ユニットと
   を具備する枕装置において、
   前記枕装置の前記操作ユニットの操作状態に応じて前記枕の形状を決定するためのステップと、
   前記形状が決定された前記枕を含む前記枕装置に基づいて前記枕の形状と同一形状の枕を通常の枕素材で製造するためのステップと
   を具備する枕製造方法。
2. 複数の平行な第１の袋状空気式アクチュエータを有する第１のアクチュエータと、前記第１の袋状空気式アクチュエータに交差するように配置された複数の平行な第２の袋状空気式アクチュエータを有する第２のアクチュエータとを具備する枕と、
   前記各袋状空気式アクチュエータへの空気の供給および排出するための複数の３ポート弁と、
   前記各３ポート弁に接続されたエアポンプと、
   前記各３ポート弁を操作するための操作ユニットと、
   前記操作ユニットの操作状態に応じて前記各３ポート弁を前記エアポンプ又は大気側に開くことにより前記各袋状空気式アクチュエータの内圧を制御するための制御ユニットと
   を具備する枕装置において、
   前記枕装置をユーザに発送するための発送ステップと、
   前記ユーザが前記枕装置の前記枕の形状を決定するための枕形状決定ステップと、
   前記ユーザが前記枕の形状が決定された前記枕装置を返送するための返送ステップと、
   前記返送された前記枕装置の前記枕の形状と同一形状の枕を通常の枕素材で製造するためのステップと
   を具備する枕製造方法。
3. 前記枕装置は、さらに、前記各袋状空気式アクチュエータの内圧を検出するための複数の内圧センサを具備し、
   前記制御ユニットは前記枕の形状を決定した際の前記内圧センサのデータを記憶するようにし、
   前記枕製造方法は、さらに、前記通常の枕素材で製造された前記枕の形状を前記内圧センサのデータに基づき調整するためのステップを具備する請求項１又は２に記載の枕製造方法。

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