以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図1~3に、本発明の第一の実施形態としての体圧支持用の流体セル10を示す。本実施形態の流体セル10は、全体として4個の上下セル12a~dを平面上に並べた構造とされている。各上下セル12は、内部に流体室を備えており、それらの流体室に対して管体14を通じて外部から流体としての空気が給排されるようになっている。そして、各上下セル12への空気の給排により、流体室の内圧が変更可能とされていると共に、各上下セル12が高さ方向に伸縮可能とされている。
より詳細には、各上下セル12は、下段セル16の上に上段セル18を高さ方向に重ね合わせた2段セル構造とされている。4個の上段セル18は、互いに独立した袋状構造とされており、図2に示されているように、平面視において4角が丸められた正方形に近い角丸矩形状とされている。例えば角丸矩形状の平らな樹脂シート20a,20bの2枚を重ね合わせて外周縁部を溶着等で相互に固着することにより、両樹脂シート20a,20b間に流体室としての上段気室22を備えた上段セル18が構成され得る。なお、図2中のハッチング領域は、上段セル18を構成する上下樹脂シート20a,20bにおける外周縁部の固着部分を示している。
一方、4個の下段セル16は、全体につながった一つの袋状構造とされており、その内部が仕切られることによって、4個の下段気室24が区画形成されている。そして、各下段気室24が、各上段気室22の下方に位置せしめられて、上下セル12を構成している。
このような下段セル16は、例えば4個の上段セル18の下方にわたって広がる大きさの平らな樹脂シート26a,26bの2枚を重ね合わせて外周縁部を溶着等で相互に固着することにより形成され得る。下段セル16を形成する上下の樹脂シート26a,26bは、上段セル18を形成する上下の樹脂シート20の略4枚分の大きさとされている。これにより、4つの下段セル16は、4つの上段セル18の下方にわたって広がる大きさをもった一つの共用セル28によって構成されている。
共用セル28は、樹脂シート26a,26b間に形成された一つの流体室を有しており、この一つの流体室が部分的に仕切られることによって、4個の上段セル18の下部にそれぞれ位置する4個の下段セル16が、それぞれ形成されている。なお、本実施形態では、各下段セル16が、各上段セル18に略対応した平面形状と大きさとされているが、大きさや形状を上下セル間で異ならせることも可能である。
すなわち、図3に示されているように、下段セル16を構成する上下の樹脂シート26a,26bは、隣接する縁部をオーバーラップさせて並べた4個の上段セル18の最外周縁を縁取ったような略角丸矩形状の平面形状とされている。なお、図2の平面視よりも図3の平面視の方が大きな寸法で図示されているのは、図2が図1に対応した気室の膨張状態を示すのに対して、図3では気室に空気が入っていない非膨張状態での平置き平面視だからである。
また、下段セル16を構成する上下の樹脂シート26a,26bは、最外周縁部を縁取るようにして溶着等により相互に固着されており、両樹脂シート26a,26b間に一つの気室である流体封入領域が形成されている。更に、上下の樹脂シート26a,26bには、中央部分においても溶着等による固着領域30が設けられている。かかる中央部分の固着領域30は、4個の上段セル18に対応した区画方向に向かって延びている。
換言すれば、上下の樹脂シート26a,26bの中央部分に設けられた固着領域30は、共用セル28内の気室を4個の下段セル16に仕切って、各上段セル18の上段気室22の下側において略対応した形状の下段気室24を形成するように設けられている。本実施形態では、略角丸矩形状の平面形状を有する上下の樹脂シート26a,26bにおいて、中心を通って対向する各辺部の中央部分同士をつなぐ方向に延びる2本の線状の固着領域30a,30bが、互いに直交して設けられている。
また、各線状の固着領域30a,30bは、樹脂シート26a,26bにおいて対向する各辺部の中央部分同士をつなぐ方向に延びているが、対向する辺部間の全長に亘って連続して延びていない。要するに、対向する辺部間にまたがって延びる固着領域30a,30bには、何れも、長さ方向の少なくとも一箇所で分断されており、少なくとも一つの非連続部分32が設定されている。
これにより、上下の樹脂シート26a,26b間に形成された共用セル28内の一つの気室は、固着領域30a,30bによって仕切られて、各上段セル18の上段気室22の下方にそれぞれ位置する複数(本実施形態では4個)の下段気室24が形成されている。
なお、固着領域30a,30bは、長さ方向で幅寸法が変化しており、樹脂シート26a,26bの重ね合わせ面間において外周縁の固着領域と中央部分の固着領域30a,30bとで仕切られるようにして形成された各下段気室24の平面外周形状が、上段セル18と同様に、略角丸矩形状とされている。このように上下気室22,24が角丸矩形状とされていることにより、直角な角部を有する矩形状の気室に比して、膨らんだ場合の応力集中や大きな皺の発生が軽減され得る。
また、これら4個の下段気室24は、相互に完全に独立しておらず、固着領域30a,30bに設定された非連続部分32によって構成された通気孔34を通じて、相互に連通されている。なお、通気孔34による下段気室24相互間の連通は制限的であり、非連続部分32の寸法によって、通気孔34の断面積や長さをチューニングすることで、通気孔34による下段気室24間の流通抵抗を調節設定することができる。
本実施形態では、図3中の左右方向をX方向とし、同上下方向をY方向として、直交する平面上のX-Yの2軸方向を想定すると、X方向に延びる固着領域30aには長さ方向の両端部分に非連続部分32からなる通気孔34が計2つ設けられていると共に、Y方向に延びる固着領域30bには長さ方向の両端部分と中央部分に非連続部分32からなる通気孔34が計4つ設けられている。これらの通気孔34は略同じ大きさとされていることで、本実施形態では、X方向(図3中の左右方向)で隣り合う下段気室24,24間での通気孔34を通じての流通抵抗に比して、Y方向(図3中の上下方向)で隣り合う下段気室24,24間での通気孔34を通じての流通抵抗の方が大きく設定されている。
そして、共用セル28の内部に形成された各下段気室24の上に、上段気室22を備えた上段セル18が重ね合わされており、共用セル28が固着領域30で仕切られて形成された4個の下段セル16の上に、それぞれ上段セル18が配置されている。また、下段セル16と上段セル18は、各中央部分において下段セル16の上側樹脂シート26bと上段セル18の下側樹脂シート20aとが溶着等で固着されることによって、上段気室22と下段気室24を内部に備えた上下セル12が形成されている。
かかる上下セル12は、下段セル16と上段セル18が相互に固着された中央部分において各樹脂シート26b,20aを貫通する連通路36を有している。この連通路36を通じて、上段セル18の上段気室22と下段セル16の下段気室24とが相互に連通されている。
なお、上段セル18と下段セル16との連結部分は、上段セル18や下段セル16の外周縁より一回り小さい角丸矩形状や円形状など、任意の外周形状をもって形成され得る。上段セル18と下段セル16の各外周部分は、中央の連結部分から外周に広がっている。これにより、上下セル12が膨らんだ状態では、図1からも判るように、上段セル18の下段セル16(共用セル28)への接続部分が括れ形状とされて、かかる括れ形状の接続部分での屈曲変形が容易に許容されることで、上段セル18が共用セル28に対して相対的に傾動が容易とされている。
また、上段セル18と下段セル16との連結部分に設けられた連通路36は、形状や大きさ、数などを適宜に設定可能であるが、本実施形態では、共用セル28内で隣り合う下段セル16,16間を連通する通気孔34の流通抵抗に比して、小さな流通抵抗となるように連通路36が設定されている。これにより、各上下セル12における上段セル18と下段セル16との間での流体移動が、隣り合う上下セル12,12間での流体移動よりも優先的に生ぜしめられ得るようになっている。
さらに、上述の如き複数(本実施形態では4個)の上下セル12a~d内の各気室に対して、外部から空気を給排するための管体14が設けられている。かかる管体14は、一方の開口端が共用セル28に接続されて、共用セル28の内部の流体室に連通されている。具体的には、例えば図示されているように、固着領域の幅を比較的に大きくとることのできる、隣接する下段気室24,24間に位置する共用セル28の幅方向中央部分に対して、管体14の一方の端部が差し入れられるように配置される。そして、共用セル28を構成する上下の樹脂シート26a,26b間で、管体14の当該端部を挟んだ状態で、溶着等により管体外周面を気密に固着することによって、管体14が流体セル10へ取り付けられる。
これにより、各上下セル12a~dは、下段気室24に接続された管体14を通じて、外部に対する空気の給排が行われ得る。なお、管体14の開口部に対して直近に位置する二つの下段気室24a,24cは、略直接に管体14を通じて空気の給排が可能であるが、管体14の開口部から最も離れて位置する残りの二つの下段気室24b,24dは、通気孔34や下段気室24a,24cを介して、管体14を通じての空気の給排が実現される。更に、各上下セル12a~dの上段気室22は、何れも、連通路36と下段気室24を介して、管体14を通じての空気の給排が実現される。
さらに、共用セル28へ先端が固着された管体14は、外部に向かって延び出して流体セル10の支持面上に敷設され、例えば特許文献2等にも記載されているように外部の給排用のバルブを介してポンプなどに接続される。それ故、管体14によっても、共用セル28延いては流体セル10に対して、流体セル10が設置される支持面上で或る程度の位置決め作用が発揮され得る。この管体14による位置決め作用を利用することで、流体セル10の装着面とされる支持面上への位置決め手段を簡素化することも可能であり、例えば共用セル28の底面において、ホック,スナップボタンや面ファスナーなどによる支持面に対する位置決め手段を、管体14の接続側に対して反対側に偏倚させて設置することもできる。
具体的には、本実施形態では、図3に示されているように、位置決め手段としてのスナップボタン38が、共用セル28において管体14の接続位置に対して、近くに位置する2個の下段気室24a,24cの底壁部分には無く、遠くに位置する2個の下段気室24b,24dの底壁の各中央部分に設けられている。
ところで、本発明に係る流体セル10の各構成部材の材質は特に限定されるものでなく、例えば上下セルを構成する各樹脂シート20,26は、柔軟な可撓性シートが採用され得る。加工のし易さや耐久性,耐過重性,製造コストなどを考慮すると、樹脂シート20,26は、熱可塑性のエラストマシートが好ましく、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレンなどの合成樹脂シートが採用され得る。管体14は、金属でもよいが、加工や取り扱いやすさなどを考慮すると、樹脂チューブやメッシュ補強の複合樹脂チューブなどが好適に採用され得る。
また、上段セル18を構成する樹脂シート20は、上段セル18を膨らませた際に隣り合う上段セル18,18間に大きな隙間が発生しないように、共用セル28を構成する樹脂シート26,26に対する相対的な大きさや形状を設定されることが望ましい。例えば、図1,2に示されているように、流体セル10を膨張させた状態で、隣り合う上段セル18,18間で、溶着等された樹脂シート20の外周縁部が相互に重なり合うことようにして、隣り合う上段セル18,18間に隙間が実質的に発生しないようにできる。即ち、流体セル10内から空気を抜いた収縮状態では、隣り合う上段セル18,18の外周縁部が、溶着等された樹脂シート20の外周縁部よりも大きな幅寸法の領域で互いに重なり合うような大きさで、樹脂シート20を形成することが望ましい(第二実施形態の図13参照)。
上述の如き構造とされた流体セル10によれば、4個の上下セル12a~dを構成する4個の下段セル16が、4個の上段セル18の下方にわたって広がる大きさの一つの共用セル28によって構成されている。これにより、上段セル18の数を維持して、各上段セル18による体圧作用面の変形への追従性などを確保しつつ、下段セル16の数や流体給排用の管体14を実質的に減らすことが出来て、構造や製造の簡略化などが図られ得る。
特に本実施形態では、4個の上下セル12a~dへの空気給排用の管体14が、共用セル28に接続された1本で行われるようになっている。それ故、複数の上下セル12を備えた流体セル10において、管体14の取りまわしや、管体14を通じての空気の給排用の設備、空気の給排の制御なども、簡略化が図られ得る。
また、4個の下段セル16が、実質的に一つの共用セル28で構成されているものの、互いに隣り合う下段気室24a~d間での空気の流動特性を、各通気孔34(固着領域30a,30bに設定された非連続部分32)の大きさによって適宜に設定可能である。
それ故、例えば上段気室22と下段気室24との連通路36に比して各通気孔34の通気抵抗を大きく設定すれば、上下気室22,24による衝撃緩衝作用や速やかな圧力制御性能などを確保しつつ、隣り合う上下セル12,12間での過度に速やかな空気流動による体圧支持面の揺れを抑制したりすることなども可能になる。
また、例えば共用セル28内においてもX方向とY方向で隣り合う下段気室24,24間での通気孔34による空気の流通抵抗を異ならせるように設定すれば、X方向で隣り合う下段気室24,24間では比較的に速やかな空気流動を許容することで比較的速やかな体圧分散やクッション性能等を実現しつつ、Y方向で隣り合う下段気室24,24間での過度に速やかな空気流動を抑えて体圧支持面の揺れを抑制することなども可能になる。
なお、共用セル28内における下段気室24,24間の通気孔34や上下気室22,24間の連通路36は、給排用の管体14に比して、流通抵抗を小さくされることが望ましい。これにより、管体14を通じての圧力制御を、各下段気室24や各上段気室22に対して速やかに及ぼし易くできる。
さらに、本実施形態の流体セル10では、使用者の体圧が作用する体圧作用面として流体セル10の天面を構成する上段セル18が、小径の括れ状部を介して共用セル28上に設置されて首振り状の変形変位が比較的容易に許容されることから、使用者の体表面への追従性や体圧のサポート性に優れており、褥瘡の原因ともされる体表面へ作用する摩擦力の軽減も図られ得る。一方、下段セル16は、共用セル28によって複数個が一体的に構成されていることから、横方向の変形や変位が抑えられることとなり、上下セル12の全体としても横方向に倒れるような変形が抑えられ得る。それ故、例えば局所的に大きな体圧が作用した場合等においても、隣り合う上下セル12,12間への使用者の体の一部の入り込みや、底着きなどの発生が回避されやすい。
しかも、本実施形態の流体セル10では、一つの下段セル16に一つの上段セル18が実質的に対応して上下方向に延びる略直線的な中心軸上で重なって上下セル12が構成されている。それ故、下段セル16と上段セル18における各空気給排に伴う高さ方向の伸縮中心軸が略一致して、上下セル12の高さ方向の伸縮中心軸とされていると共に、複数(本実施形態では4個)の上下セル12の高さ方向の伸縮中心軸が略平行とされている。その結果、例えば一つの下段セル16の上に複数の上段セル18を設けた場合に懸念される、下段セル16の膨張/縮小に伴う下段セル16における上段セル18の支持面の傾斜が抑えられて、各上下セル12における膨張時の傾きやそれに伴う上段セル18,18間での隙間の発生なども軽減され得る。
加えて、本実施形態の流体セル10では、図1,2にも示されているように、平面視において膨張状態における上段セル18の全体で下段セル16が重なるように、上段セル18と下段セル16の膨張時における平面視での大きさや形状が略同じとされている。それ故、上段セル18だけでなく下段セル16も、体圧支持面の平面方向で略隙間なく膨張するようになっており、上段セル18と下段セル16における上下二段の気室22,24によって、隙間に起因する底着き等も回避されて良好で略一様なクッション性能を発揮し得る体圧作用面が広い面積をもって構成され得る。
ところで、本発明に係る流体セルを用いれば、例えばベッドや椅子などにおける体圧支持面を構成するマットレスなどを実現することができる。図4~5には、上述の如き第一の実施形態に係る流体セル10の複数を用いて構成された流体セル式マットレス40を備えたベッド42が例示されている。
本実施形態のベッド42は、ベッドフレーム44の上に設置されるマットレス本体46を備えている。マットレス本体46は、底部全体に亘って広がるベースクッション48と、該ベースクッション48の上に重ね合わされた頭部クッション50及び左右クッション52,52を備えており、更に、これら頭部クッション50と左右クッション52,52で囲まれたベースクッション48の中央部分に流体セル式マットレス40が設置されている。また、マットレス本体46の最上層には、上面全体に亘って広がるカバークッション54が重ね合わされており、頭部クッション50と左右クッション52,52と流体セル式マットレス40の全体がカバークッション54で覆われている。
なお、マットレス本体46の保護などの目的で、マットレス本体46にカバーを付けることもできる。カバーは、例えばマットレス本体46の上面だけを覆うパッドタイプや、上面と外周面を覆うカバータイプ、マットレス本体46の全体を収容する袋タイプのもの等が適宜に採用され得る。
ベースクッション48や頭部クッション50,左右クッション52,52,カバークッション54の材質は限定されるものでなく、要求される形状安定性や緩衝特性などを考慮して、例えばウレタンフォームなどの発泡樹脂が採用され得る。因みに、ベースクッション48は硬質であってもよいし、カバークッション54は非クッション性の可撓性シートなどであってもよい。
また、ベースクッション48や頭部クッション50,左右クッション52,52の大きさや形状なども要求特性に応じて任意に設定可能であって限定されるものでなく、ベッドの足部側にクッションを追加したり、ベッドの長さ方向や幅方向の中間部分などにクッションを追加したりすることも任意である。これらのクッションの形状や配置態様などに応じて、流体セル式マットレス40の形態も適宜に変更設定され得る。
流体セル式マットレス40は、図1~3に示された流体セル10の複数個を並置して、頭部クッション50と左右クッション52,52で囲まれたベースクッション48の中央部分を、それら流体セル10で埋めつくすようにして構成されている。本実施形態では、流体セル10をベッド幅方向に3個、ベッド長さ方向に8個、並設することによって構成されている。即ち、全体として上段セル18が、ベッド幅方向に6個、ベッド長さ方向に16個、互いに略隙間なく並んだ状態で膨らんで体圧作用面を構成するようになっている。
なお、本実施形態では、流体セル式マットレス40の上を全体に亘って覆うように調節クッション56が配置されており、流体セル式マットレス40によるクッション性の調節や、流体セル式マットレス40と頭部クッション50及び左右クッション52,52との高さの調節、多数並んだ上段セル18による体圧支持面における支持特性の均質化などが図られている。尤も、かかる調節クッション56は必須ではないし、調節クッション56をカバークッション54の下面に固着することで、頭部クッション50や左右クッション52,52の内側への調節クッション56の嵌まり込み作用を利用して、カバークッション54を面方向で位置決めすることも可能である。
また、流体セル式マットレス40を構成する多数の流体セル10は、各別に独立して準備されたものをベースクッション48上に設置してもよいが、適数個の流体セル10を予め組み合わせてユニット化したものを設置してもよい。
例えば図6~7に例示されているように、ベッド42の幅方向に配置されることとなる3個の流体セル10a,10b,10cを、並置した状態で組み合わせた流体セルユニット60として準備され得る。なお、複数の流体セル10をユニット化するに際しては、ユニット体としての取り扱いを容易にするために、複数の流体セル10を例えば接着や溶着等により或いはバンド等を用いてつないだりすることが望ましい。また、後述する別態様の流体セルユニット(70)のように、上下セル12の括れ状部を相互につなぐように広がる中間シート(72)を採用することで、複数の流体セル10をユニット化することも可能である(第二実施形態の図14参照)。
かかる流体セルユニット60では、各上下気室22,24が膨らんだ状態で、隣り合う上段セル18,18間や共用セル28,28間において実質的に隙間が無くなるように、非膨張状態では周縁部が相互に重なり合った状態で配設されている。各流体セルユニット60の位置決めは、例えば図5及び図8に示されているように、ベースクッション48上に敷設されたベースシート62において、予め所定位置にスナップ受け64が設けられており、各スナップ受け64に対して、流体セルユニット60の共用セル28の底面に設けられた前述のスナップボタン38が嵌め合わされて固定されることにより行われ得る。
尤も、流体セルユニット60を構成する各流体セル10では、スナップボタン38のスナップ受け64への嵌合固定だけでなく、管体14によっても、位置決め作用が発揮される。それ故、スナップボタン38からなる位置決め手段の数が少なくて済み、スナップボタン38やスナップ受け64の部材への取付作業や、相互の嵌合作業について労力軽減が図られ得る。
また、流体セルユニット60の各共用セル28から延びだした空気給排用の管体14は、ベッド幅方向で同じ側に引き出されている。そして、複数本(本実施形態では3本)の管体14が束ねられた状態で、例えばベッド42の幅方向となる左右の何れか一方のクッション52を貫通して外部に取り出され、特許文献2に記載されている如き弁体やポンプなどの空気圧制御手段に接続されることとなる。
本実施形態では、各共用セル28の幅方向の中央部分から管体14が同一方向に向かって延びだしている。それ故、一つの共用セル28から直線的に延びる管体14は、ベッド幅方向(ユニットの長さ方向)で隣り合う別の共用セル28の幅方向の中央部分の下側を通ることとなる。ここにおいて、各共用セル28の幅方向の中央部分は、隣り合う下段セル16,16間を延びる固着領域30とされていることから、管体14を、共用セル28において隣り合う下段気室24,24間の隙間である当該固着領域30の下方を通る状態で敷設することができる。
それ故、各管体14の敷設領域を、ベースクッション48上において優れたスペース効率で確保できる。また、管体14が、固着領域30の下から下段気室24の下側へ多少は入り込んでも、下段気室24の外周部分は気室膨張によって浮き上がる領域であって、体圧作用時にも最大圧力の管体14への作用が回避される。従って、仮に管体14が比較的に軟質な樹脂チューブ等で形成されていても、管体14の潰れによる圧力制御への悪影響などが回避され得る。要するに、気室膨張によって浮き上がることでスペース確保し易い下段気室24,24間の領域を巧く利用して、管体14の配設スペースを得ることが可能となる。
また、隣り合う下段気室24,24間の同じ領域に配された複数本の管体14をテープなどで束ねても良く、それによって管体14を介しての各共用セル28に対する位置決め作用の向上も図られ得る。なお、複数の共用セル28を並べる場合に、各共用セル28に接続された管体14を同一方向に延びださせることは、本発明において必須ではなく、例えば幾つかの管体14を他の管体14とは反対方向に延びだすように配設することもできる。
上述の如き構造とされた流体セル式マットレス40では、体圧支持面を構成する上段セル18の個数を充分に確保しつつ、下段セル16の複数をまとめて共用セル28で構成した流体セル10を採用したことで、例えば特許文献2に記載の如き各独立した上下セルの複数の並置した従来構造の流体セル式マットレスに比して、実質的なセルの構成数を少なくできて、流体セル式マットレス40の構造の簡略化や低コスト化などが図られ得る。また、従来構造の流体セル式マットレスに比して、空気給排用の管体14の数も少なくできることから、管体14の配設も容易になると共に、管体14を通じての空気圧制御の簡略化も容易となる。
そして、各流体セル10が管体14を通じて空気圧制御されることにより、特許文献2に記載の如き各独立した気室を備えた上下セルの複数を並置した従来構造の流体セル式マットレスと同様に、使用者の体重などの載荷重に対応した荷重支持特性を提供することができる。例えば、各流体セル10又は各上下セル12に対応する部位に荷重センサを配置して、それら荷重センサの検出値に基づいて、或いは各気室の空気圧の検出値に基づいて、荷重が所定範囲に亘って分散されるように各流体セル10の空気圧を制御することができる。なお、荷重センサは、例えば各流体セル10を構成する少なくとも一つの上段セル18とカバークッション54との間に配置することができ、本実施形態では調節クッション56と上段セル18又はカバークッション54との間に配置することができる。
特に本実施形態では、使用者の体圧支持面が、首振り状に傾動可能とされた多数の独立した上段セル18によって構成されていることから、例えば図9に示すように、使用者Aの体表面に略沿った体圧支持面をもって広い面積で当接して、体圧を効率的に分散させた状態で支持することができる。なお、本実施形態では、多数の上段セル18による体圧支持面に対して、使用者Aの体表面は、薄いシート状のクッション54,56を介して当接されることとなる。尤も、このようなクッションを設けることなく、必要に応じて例えば薄いシーツ等を介して、直接的に上段セル18の体圧支持面によって使用者Aの体表面を当接支持せしめてもよい。
また、1つの流体セル10を構成する4個の上段セル18の上段気室22は、連通路36と下段気室24、更に通気孔34を通じて、相互に連通されている。それ故、4個の上段セル18の上段気室22間で、各作用する体圧に応じて、空気流動が生ぜしめられて、体圧分散が図られると共に、4個の上段セル18の上面によって構成される体圧支持面が使用者Aの体表面に沿うように速やかに変形し得る。尤も、4個の上段セル18間での空気の流動は、通路断面積が絞られた連通路36や通気孔34によって制限されることから、過度な空気流動に起因する揺れや揺れ戻しなどの不快感は抑えることができる。
さらに、異なる流体セル10間でも、管体14を介して、更に必要に応じてバルブの制御によって、空気流動が生ぜしめられることで、複数の流体セル10の多数の上段セル18間で体圧分散が図られると共に、それら多数の上段セル18で構成される体圧支持面の全体が使用者Aの体表面に沿って変形されることとなる。
なお、流体セル10の気室間での空気流動を許容する通気孔34の流通抵抗よりも管体14を介しての異なる流体セル10間での空気流動の流通抵抗が大きく設定されることが望ましい。これにより、管体14を通じて共用セル28に及ぼされる圧力変化を、共用セル28内の複数の下段気室24や更に上段気室22に対して、速やかに及ぼすさとが可能になって、一つの流体セル10内で異なるセルに対して大きな時間差をもって圧力変化が及ぼされることに起因する体圧支持面の不必要な揺れなども抑えられる。また、複数の共用セル28間を管体14を通じて相互に連通する場合でも、体圧変動に際して一つの流体セル10における複数のセル間での流体移動を優先的に生ぜしめつつ、異なる流体セル10間での流体移動を許容することで、圧力分散を次第に拡大させて広い領域での大きな揺れや揺れ戻しなどを抑えることも可能になる。
ところで、上述の実施形態では、4個の上下セル12を備えた流体セル10について説明したが、1個の共用セル28において構成される下段気室24の数ひいては流体セル10を構成する上下セル12の数は限定されるものでない。
例えば図10~12に示されている第二の実施形態のように、2個の上下セル12a,12bを備えた流体セル66を構成することも可能である。なお、図10,11はセルの膨張状態を示しており、図12はセルの非膨張状態を示している。また、本実施形態では、第一の実施形態と同様な構造とされた部材及び部位について、第一の実施形態と同一の符合を付して詳細な説明を省略する。なお、図11中のハッチング領域は、図2,6と同様、上下樹脂シートの固着領域を示す。
すなわち、本実施形態の流体セル66は、独立した2個の上段セル18,18と、1個の共用セル28の内部に2個の下段気室24,24が形成されることによって構成された2個の下段セル16,16を備えている。また、共用セル28を構成する上下の樹脂シート26,26において2個の下段気室24,24間を仕切る固着領域30には、長さ方向の両側に非連続部分32が設けられており、かかる非連続部分32によって下段気室24,24間を連通する通気孔34が構成されている。
共用セル28には、一方の下段気室24側の端部に位置して、気室に対する空気給排用の管体14が接続されている。なお、管体14における共用セル28への接続側端部は、共用セル28の一方の隅部からやや側方に突出しており、後述する流体セルユニット(70)において他の共用セル28の側面に沿って延びるようになっている。また、共用セル28を装着面へ位置決めするためのスナップボタン38は、管体14が接続された方の下段気室24には設けられておらず、管体14の接続部位から最も離れて位置する、他方の下段気室24の底部を構成する樹脂シート26に設けられている。
このような本実施形態の流体セル66も、第一の実施形態の流体セル10と同様に、例えば複数並べて設置することでベッド用のマットレスを構成し得る。その際、前述の流体セル式マットレス40において例示したように、複数個の流体セル66を予めまとめてユニット化することもできる。
具体的には、例えば図13~14に示されているように、合計6個の流体セル66を、流体セル66の長手方向(下段気室24の配列方向)に3個、流体セル66の短手方向に2個、配置して一つの流体セルユニット70を構成することができる。なお、図13はセルの非膨張状態での図示であって、互いに隣り合う上段セル18の外周縁部が重なっていることが判る。図14はセルの膨張状態での斜視図である。
本実施形態では、図15に示されている中間シート72を用いて、6個の流体セル66を纏めてユニット化したものである。かかる中間シート72は、樹脂等の可撓性のシートで構成されており、各流体セル66の配設位置にはセル装着孔74が形成されている。このセル装着孔74は、上段セル18及び下段セル16の外寸よりは小さいが、それら両セルが中央で固着された括れ状の連結部分の外寸よりは大きい貫通孔とされている。そして、各セル装着孔74に対して各上段セル18が挿し通されて、くびれ状の連結部分がセル装着孔74内に位置するようにして装着されることで、全ての流体セル66が、各くびれ状とされた上下セルの高さ方向中間部分において、中間シート72で相互に位置決めされて連結状態とされている。
この流体セルユニット70は、第一の実施形態の流体セル10を用いた前述の流体セルユニット60と同じ数の上下セル12を有している。従って、前述の実施形態と同様に、当該流体セルユニット70をベッド長さ方向に8個並べることによって、前述の実施形態と同様な流体セル式マットレス40を構成することができる。
本実施形態の流体セル66においても、第一の実施形態の流体セル10と同様に、各独立した上段セル18,18の上段気室22にそれぞれ連通された下段気室24,24を備えた下段セル16,16が、一つの共用セル28で構成されており、且つ、共用セル28内の下段セル16,16間での空気流通抵抗も通気孔34によって調節設定することが可能である。
それ故、本実施形態の流体セル66においても、各上段セル18による体圧作用面の変形への追従性などを確保しつつ、下段セル16の数や流体給排用の管体14を実質的に減らして構造や製造の簡略化などが図られ得るといった、第一の実施形態の流体セル10と同様な効果が達成され得る。また、かかる流体セル66を用いて構成された流体セル式マットレスにあっても、第一の実施形態の流体セル10を用いて構成された流体セル式マットレス40と同様な効果が達成され得ることとなる。
なお、本実施形態の流体セルユニット70を用いて流体セル式マットレスを構成した場合では、隣り合う流体セル66,66における下段気室24,24間(共用セル28,28間)の下部領域を利用して管体14が配設されることとなる。この場合でも、気室膨張によって浮き上がる領域を利用して、管体14への圧力作用を軽減しつつ、管体14を良好なスペース効率をもって配設することが可能になる。
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、上段セル18や下段セル16、共用セル28の具体的な形状は、限定されるものでなく、上面視で円形状や長円形状、長方形状などのように任意に設定されて得る。
また、前記実施形態の流体セル式マットレス40のように、複数の流体セル10を並べて設置するような場合には、隣り合う流体セル10の共用セル28を形成する樹脂シート26を連続したシートで構成してもよい。具体的には、例えば前記第一の実施形態のように流体セルユニット60を構成する複数の流体セル10が直列的配置された態様では、各共用セル28における上下の少なくとも一方の樹脂シート26を、ユニット長手方向で隣り合う複数の共用セルに跨がってのびる一つの連続した樹脂シートで構成することも可能である。或いは前記第二の実施形態のように流体セルユニット70を構成する複数の流体セル66が並列的配置された態様では、各共用セル28における上下の少なくとも一方の樹脂シート26を、ユニット短手方向で隣り合う複数の共用セルに跨がってのびる一つの連続した樹脂シートで構成することも可能である。
なお、ベッド用の流体セル式マットレス40の場合には、流体セル10(共用セル28)のベッド幅方向のサイズが大きくなりすぎると体圧分散や横揺れへの影響が懸念されることから、ベッド幅方向における流体セル10(共用セル28)の設置数は、2個以上が好ましく、より好適には3個以上とされる。
また、上段セル18は、完全に独立している他、例えば上段気室22が封止された外周縁のシート状部分が相互に連結されることで、隣接する上段セル18,18が互いに反対側に首振り状に変形して過度に離れてしまうことを防止することなども可能である。
また、上段気室22や下段気室24には、発泡ウレタンなどの弾性体を収容することもできる。弾性体を収容することで、衝撃的な大荷重の入力時におけるセルの底着きの防止や、荷重の解除時におけるセルの復元速度の向上なども図られ得る。
さらに、下段セル16や上段セル18は、樹脂シートを上下に重ね合わせて外周部分を溶着した構造に限定されず、筒状成形体やブロー成形体などを用いて形成することなども可能である。また、下段セル16や上段セル18を構成する樹脂シート20,26も、平らなシートに限定されるものではなく、例えば膨張状態のセル形状を考慮して、予め凹状又は凸状とされた平面でない樹脂シートを用いても良い。
また、共用セル28への管体14の取付構造も、例示の如き樹脂シート間への挟み込みによる固着に限定されず、例えば樹脂シートを貫通して管体14を取り付けたり、樹脂シートに予め管体14の嵌入用の筒状ポート部を形成することも可能である。
また、流体セルは、下段セル16と上段セル18を備えていれば良く、例えば下段セル部の下側に最下段セル部が設けられるなどして、全体として高さ方向に三段以上の多段セル構造とされていても良い。
流体セル式マットレスを構成する際に、複数の流体セルをまとめてユニット化することは必須ではない。また、予めユニット化する場合でも、流体セルユニットを構成する流体セルの数が限定されないことは勿論であり、例示のようにベッド幅方向に延びる長手のユニットを構成する態様の他、ベッド長さ方向に延びる長手のユニットを構成することも可能であって、ユニットの形状やサイズなども自由に設定できる。
また、共用セル28内の流体室において、非連続的に延びる固着領域30で部分的に仕切られることにより複数の下段気室24が区画形成される態様は、共用セル28において隣り合って形成された下段気室24,24間を連通する通気孔34を形成する態様の固着領域30であれば良く、隣り合う下段気室24,24間を完全に気密に分断しない固着領域であればよい。例えば、固着領域が、長さ方向の端部で非連続であってもよいし、中間部分で非連続であってもよく、また、長さ方向の複数箇所が非連続であってもよい。非連続部の大きさや形状によって通気孔の流通抵抗を調節することが可能であり、例えば蛇行や屈曲等して延びる形状の通気孔を採用することも可能である。
本発明に従う流体セルを用いて流体セル式マットレスを構成する場合に、全体を本発明に従う流体セルで構成する必要はない。例えば 体圧作用面の特定のエリアを、特許文献1や特許文献2に記載の如き従来構造の流体封入式のセルによって構成してもよい。
また、流体セル式マットレスを構成する流体セルにおいて、共用セルのX方向の通気孔とY方向の通気孔における流通抵抗の大小は限定されるものでなく、同じであってもよいし、何れの方向が他の方向に比して大きくてもよい。例えば一つの流体セル式マットレスにおいて、エリアなどによって、X方向とY方向の流体流通抵抗の大小を反対に設定することも可能である。
また、流体セルを構成する共用セルに複数の給排口を設けてもよい。更にまた、共用セルへの流体給排用の管体は、各共用セル毎に独立して配管してもよいが、例えば一本の配管上に分岐を設けることで、一本の配管を複数の共用セルに接続することも可能である。そして、当該配管を一つの給排制御弁に接続すれば、当該配管に対して分岐接続された複数の共用セルに対して共通の流体給排制御を行うことができる。なお、当該配管から分岐した各分岐路上に給排制御弁を設ければ、一本の配管を用いて、複数の許容セルに対して異なる流体給排の制御を実行することも可能である。
また、流体セルを装着面に対して位置決めする手段は、例示の如き着脱式である必要はなく、着脱が不要であれば接着や溶着なども採用され得る。なお、かかる位置決め手段は、前述のように共用セルへ接続された管体による位置決め作用を利用することを考慮すると、好適には管体が接続された流体給排口の最も近くに位置する下段気室の形成領域を外れて、別の下段空気室の底壁部の略中央に設けられる。位置決め手段を、下段気室の底壁部の略中央に設けることにより、例えば共用セルが膨らんだ際に、仮に位置決め手段がなくても装着面への当接状態に維持される部位を装着面へ位置決めすることができて、下段気室の膨張形態への影響を軽減することができる。
さらに、本発明に係る流体セルによって構成される体圧支持面は、例示の如きベッドの体圧支持面に限定されない。例えば、着座姿勢の体圧を支持する面を、本発明に係る流体セルによって構成することで、乗り物用のシートを含む椅子の着座面や背もたれなどの体圧支持面を構成する流体セル式マットレスを提供することも可能である。そして、実現される体圧支持面の要求特性などに応じて、上下セル12や流体セル10の形状や配列方向等も任意に設定可能であり、例えば体圧支持面の平面形状が円形などであっても良く、平面形状が円弧状や円形状とされた共用セルの上に、平面形状が円形状や円弧状などの上段セルの複数を設置すると共に、共用セルの固着領域を円形や円弧状等に湾曲してのびるように形成することも可能である。