JPH07124039A

JPH07124039A - クッション装置

Info

Publication number: JPH07124039A
Application number: JP5272290A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kawamata; 智川眞田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1993-10-29
Filing date: 1993-10-29
Publication date: 1995-05-16

Abstract

(57)【要約】【目的】簡易な構成で容易に所望の剛性を調整可能な
クッション装置を提供する。【構成】弾性材からなる袋状のバッグと、このバッグ
内に形成された一対の電極と、上記バッグ内に封入され
上記一対の電極間に介在される電気粘性流体とを備えた
クッション装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のシート，ソフ
ァ，マットレス，ベッドなどに使用され、快適な座り心
地や睡眠を得ることが可能なクッション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】例えば、クッション装置と
してのベッドでは、通常、多数のコイルスプリングを行
列状に配列しこれらを弾性材で被覆して構成されるもの
が知られている。また、可撓性シートなどで袋状に形成
したバッグ内に比重の大きい水などの液体を封入して構
成されるものも知られており、これは一般的にウォータ
ベッドと呼称されている。このウォータベッドは、身体
の体圧を分散して支持することにより、関節痛，筋肉
痛，腰痛，肩こりなどを軽減し、血液の循環を良好にす
るなどの効果を有しているため、近年、長期の臥床者な
どに限らず、健康な人にも使用されるようになってい
る。

【０００３】ところでベッドには、その重要な性能の一
つとして、身体を正しい寝姿勢で支える適度な剛性が要
求されている。このベッドの剛性は硬さとも呼ばれ、硬
さが利用者の体重や体格に適合しないと、身体が不自然
に沈み込み寝心地が悪くなるなどの不具合が生じてしま
う。ところがこのベッドの硬さに関しては、寝心地の良
悪の判断が利用者の嗜好性によっても大きく左右される
という側面を有している。そしてこの嗜好性の面で云え
ば、使用時における利用者の体調や感情面での状態によ
ってその都度望まれるベッドの硬さは異なってくる。従
って、上述の機械的なスプリングを用いるベッドやウォ
ータベッドでは、その剛性が簡単に可変調節できるよう
構成されていないため、このような利用者の要求に容易
に対応することはできない。

【０００４】

【発明の目的】本発明の目的は、かかる従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、簡易な構成で容易
に所望の剛性を調整可能なクッション装置を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、弾性材からな
る袋状のバッグと、このバッグ内に形成された一対の電
極と、上記バッグ内に封入され上記一対の電極間に介在
される電気粘性流体とを備えたクッション装置である。

【０００６】なお、本発明における電気粘性流体とは、
電気絶縁性液体中に特定の誘電性固体微粒子が分散され
た懸濁液で、充分に強い電場の作用の下で極めて速やか
に、しかも可逆的でかつ印加電圧に比例して粘度が変化
するものである。この流体が電圧の印加により粘度を上
昇させる原理は、電圧印加に伴い粒子中の正負電荷が移
動して粒子が分極し、粒子同士が引き合って電極間で数
珠状の鎖を形成することによって見かけ上の粘度が上昇
すると説明されており、またこの見かけ上の粘度上昇に
関しては、電場の印加によりビンガム流動における流体
の降伏応力が上昇する現象とも説明されている（石野，
斉藤，五嶋：工業材料，1993年９月号（vol.41，No.11)
113−117)。そしてこの現象は一般的に電気粘性効果と
称されている。

【０００７】

【作用】本発明の上記構成によれば、使用時電極間に所
定の電圧を印加させバッグ内の電気粘性流体に電気粘性
効果を発現させる。そして利用者の横臥あるいは着座に
伴って流体が圧力の加わった部分から加わっていない部
分へと移動する際、適性に粘度が上昇しているので流動
量が制限され、流体の弾性が適性に調整される。

【０００８】

【実施例】以下、さらに具体的な実施例でもって説明す
る。

【０００９】本実施例における電気粘性流体では、溶媒
中に分散させる分散相として、炭素原子と水素原子との
原子比が１．０〜１０である炭素質粒子を用い、この炭
素質粒子と絶縁性油からなる溶媒液相とで構成されてい
る。

【００１０】具体的には以下のように調製されたもので
ある。すなわち、フリーカーボンをまったく含有しない
コールタールを４５０℃で実質的に不活性雰囲気中で熱
処理し、得られた熱処理物をタール系中油（沸点範囲１
２０〜２５０℃）を使用し抽出・ろ過した。かかる抽出
・ろ過残留物を４５０℃の温度、窒素気流下で再熱処理
して、炭素質粉末をさらに粉砕分級した。こうして得ら
れた炭素質微粒子の炭素／水素原子比の値は２．４０で
あり平均粒径は２．９μｍであった。かかる炭素質微粒
子２０重量％を電気絶縁性液相である灯油８０重量％に
懸濁し、本実施例の電気粘性流体を得た。

【００１１】なお他の分散相粒子としては、コールター
ルピッチ，石油ピッチ，合成ピッチ，ポリ塩化ビニルを
熱分解して得られるピッチまたはタール成分などを加熱
処理して得られる各種炭素質メソフェーズ及びその粉砕
物，フェノール樹脂，フラン樹脂，ポリアクリロニトリ
ル，セルロース，ポリ塩化ビニリデンなど残炭率の高い
高分子物質を不活性雰囲気中３００〜７００℃で加熱処
理し炭化したいわゆる各種低温処理炭素材料が適用でき
る。これらの炭素質粒子は、粒子中に水分が吸着してい
なくても電気粘性効果を発現するため、この粒子を用い
た電気粘性流体は経時的に安定している。炭素質物質の
組成は均等であることが好ましく、そのため例えば炭素
質粒子の原料となるコールタールピッチ中にもともと含
まれるフリーカーボン（遊離炭素とも称される）をあら
かじめ除去することが、電界印加中の消費電力を低減さ
せることに効果的である。

【００１２】また溶媒液相としては電気絶縁性油であれ
ばよく、例えば、石油エーテル，灯油，ｎ−ヘキサン，
ｎ−ヘプタン，イソオクタン，リグロインなどの脂肪族
系炭化水素、またはトルエン，キシレンなどの芳香族系
炭化水素、四塩化炭素，ジクロルエタン，トリフロロエ
タン，ブロモナフタレンなどのハロゲン化炭化水素また
はそれらの混合物、ポリジメチルシロキサンなどのシリ
コーン油が適用可能である。これらは単独で用いること
ができ、また２種以上を併用することも可能である。

【００１３】図１は、本発明をベッド用マットレスとし
て適用した場合の一実施例を示すものである。

【００１４】図１において、ベッド用マットレス１は図
示しないベッド枠体内に収納され、また、マットレス１
の本図面で上側部分に利用者が横臥するよう設置され
る。２は、水密性ゴム，ゴム引布，塩化ビニル系樹脂，
ポリエチレン，ポリウレタンなどの可撓性防水シートで
袋状に形成された外バッグである。この外バッグ２内の
側縁部には、軟質ウレタンフォーム，ポリスチレンフォ
ーム，ポリエチレンフォームなどの保形性を有する合成
樹脂フォームからなる芯材３が埋設されている。外バッ
グ２の内部には、電気粘性流体５が封入された内バッグ
４が設置され、さらにその上側には、外バッグ２、芯材
３および内バッグ４とで水密に形成された室に、水６
が、必要に応じて少量の防腐剤と共に封入される。よっ
て、外バッグ２の内部には、内バッグ４の可撓性防水シ
ートを挟んで、電気粘性流体５と水６とがそれぞれ層状
に重設されている。

【００１５】内バッグ４は、水密性ゴム，ゴム引布，塩
化ビニル系樹脂，ポリエチレン，ポリウレタンなどの可
撓性防水シートで袋状に形成されている。この可撓性防
水シート内面には、金属薄膜板の接着あるいはスパッタ
リングなどにより膜状に形成された一対の電極７が固着
されている。一対の電極７は、内バッグ４の上側内面の
正極7aと下側内面の負極7bとで構成され、すなわちこの
正極7aと負極7bとは電気粘性流体６を挟んで対向配置さ
れている。なお、電極７の形状は平板形状，櫛歯形状，
渦巻形状など適宜の形状に構成される。電極７は電線８
によって電源９に接続され、この電源９はコントローラ
10によって印加電圧を調整される。また、内バッグ４に
は、所定の剛性を有するストッパ11が設けられ、電極7a
と電極7bとが接触して短絡しないよう構成されている。
なお、このストッパ11は必要に応じて省略してもよい。

【００１６】このベッド用マットレス１における動作を
説明すると、まずコントローラ10を所望する剛性に合わ
せてセットする。これによって電源９が電極7a,7b 間に
設定された所定の電圧を印加し、電気粘性流体５は、印
加電圧に対応して見かけ上の粘度を所定の範囲で増加さ
せる。この状態で利用者がマットレス１に横臥すると、
水６は圧力の加わった部分から加わっていない部分へと
流動する。このとき電気粘性流体５も、水６を介して利
用者の横臥に伴う圧力を受けて圧力の加わった部分から
加わっていない部分へと流動するが、電圧印加のない場
合に比して見かけ上の粘度が増加しているため、流動抵
抗が大きくなって流動量が制限される。その結果として
マットレス１の剛性が高くなって所定の硬さが得られ
る。

【００１７】さらにマットレス１の剛性を高くしたいと
きは、コントローラ10を操作してより大きな所定の印加
電圧に設定する。電気粘性流体５は印加電圧に対して比
例的に増粘するためマットレス１の剛性を設定値までさ
らに高める。

【００１８】なお、外バッグ２内に封入された水６は必
要に応じて省略可能であり、この場合には、内バッグ４
を省略し外バッグ２内面に電極を形成して電気粘性流体
５を外バッグ２内に封入する。

【００１９】図２は本発明にかかるベッド用マットレス
の他の実施例を示したもので、図１で示した構成部材と
同等の構成部材には同番号を付与して示す。この例にお
いては、外バッグ２内部を薄型に形成した複数の内バッ
グ４を積層することによって構成している。これによれ
ば、内バッグ４が薄型で電極間距離が狭く、従って電気
粘性効果が効率的に発現され、消費電力の節約になる。
なお、内バッグ４には、可撓弾性材からなるスペーサ12
が設けられ、電極7aと電極7bとが接触して短絡しないよ
う構成されている。このスペーサ12には、図１で示した
ストッパ11と同様必要に応じて省略してもよく、またス
トッパ11と併用してもよい。

【００２０】図３は本発明にかかるベッド用マットレス
のさらに異なる他の実施例を示したもので、図１で示し
た構成部材と同等の構成部材には同番号を付与して示
す。この例においては、複数の内バッグ４を長さ方向に
並列させることによって外バッグ２内部を構成してい
る。これによれば、頭部，背部，臀部，脚部など利用者
の身体の部分々々に応じてそれぞれ別個に剛性を可変制
御することが可能であり、さらに寝心地が向上される。
なお、図示しないが、本例でも図１、図２と同様各内バ
ッグ４の電極には電線が接続され、この電線はさらに電
源・コントローラに接続されている。

【００２１】なお本発明は、上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、本発明はベッド，マットレスのみ
ならず、自動車用シートやソファにも適用可能である。

【００２２】また、内バック４の形状は任意の形状のも
のを用いることが可能であり、例えば、図３で幅方向
（図３の奥方方向）に複数個分割して並列するように構
成してもよく、また、長さ方向と幅方向にそれぞれ複数
個分割して並列するよう構成してもよい。

【００２３】また、電気粘性流体によりクッション装置
の剛性を可変制御させて減衰作用をもたらすようにして
もよい。例えばベッド装置においては、使用者が***を
変化させると、この変化に応じて流体が波動を生じベッ
ドを揺動させる。従って、使用者は***の変化の都度揺
動を受け、時には船酔い現象を引き起こすこともある。
これを防止するため、ベッド装置に振動を検知するセン
サーを取り付け、揺動が生じたとき一時的に印加電圧を
上昇させ一時的にベッド装置の剛性が高まるよう構成す
る。而して、ベッド装置の揺動は迅速に減衰され、使用
者に不快感を与えることはない。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、請求の
範囲に記載した構成により、簡易な構成で容易に所望の
剛性を調整可能なクッション装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すマットレスのほぼ中央
部を長さ方向の断面で示した概略説明図である。

【図２】本発明の他の実施例を示すマットレスのほぼ中
央部を長さ方向の断面で示した概略説明図である。

【図３】本発明のさらに他の実施例を示すマットレスの
ほぼ中央部を長さ方向の断面で示した概略説明図であ
る。

【符号の説明】

１マットレス２外バッグ４内バッグ５電気粘性流体７電極９電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】弾性材からなる袋状のバッグと、このバ
ッグ内に形成された一対の電極と、上記バッグ内に封入
され上記一対の電極間に介在される電気粘性流体とを備
えたことを特徴とするクッション装置。