WO2019225542A1 - 寝具 - Google Patents

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WO2019225542A1
WO2019225542A1 PCT/JP2019/019908 JP2019019908W WO2019225542A1 WO 2019225542 A1 WO2019225542 A1 WO 2019225542A1 JP 2019019908 W JP2019019908 W JP 2019019908W WO 2019225542 A1 WO2019225542 A1 WO 2019225542A1
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WO
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cushion material
air
surface cushion
human body
air flow
Prior art date
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PCT/JP2019/019908
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English (en)
French (fr)
Inventor
西田 篤史
浅野 彰仁
Original Assignee
デルタ工業株式会社
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Publication date
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    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47CCHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C21/00Attachments for beds, e.g. sheet holders, bed-cover holders; Ventilating, cooling or heating means in connection with bedsteads or mattresses
    • A47C21/04Devices for ventilating, cooling or heating
    • A47C21/042Devices for ventilating, cooling or heating for ventilating or cooling
    • A47C21/044Devices for ventilating, cooling or heating for ventilating or cooling with active means, e.g. by using air blowers or liquid pumps
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    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6887Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient mounted on external non-worn devices, e.g. non-medical devices
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    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235Details of waveform analysis

Definitions

  • the present invention relates to bedding, and more particularly, to bedding capable of controlling the bed environment.
  • Patent Document 1 discloses a bedding that controls a temperature in a bed by sending wind at a predetermined temperature to a breathable mat based on a temperature sensor disposed on the mat.
  • Patent Document 2 discloses a sleeping apparatus that controls the temperature in the bed by sending wind at a predetermined temperature into a bag that supports a person.
  • Patent Documents 1 and 2 use a mat or bag that supports the human body as a part of the ventilation duct, and the wind blown from the mat or bag directly acts on the human body.
  • these winds are sent according to the temperature in the bed, the winds hit the human body irregularly during sleep, and the temperature is not constant, and the control by these winds is rather comfortable. May lead to disturbing sleep.
  • the present invention has been made in view of the above, and creates a temperature gradient, a humidity gradient, or an airflow gradient between the air layer around the human body on the surface cushion material and the air layer in the surface cushion material, thereby producing a human body. It is an object of the present invention to provide a bedding that can realize a comfortable sleep by controlling the environment in the bed by causing a gentle movement of air between the surrounding and the surface cushion material.
  • the bedding of the present invention is A surface cushion material having air permeability in the thickness direction and the surface direction, and the surface side being a contact surface with the human body, An air layer around the human body on the contact surface, and an air layer in the surface cushion material, disposed at a lower portion of the surface cushion material, and having a function of forming an air flow in the surface cushion material;
  • a bed environment control means for generating a temperature gradient, a humidity gradient or an air flow gradient between the human body and the surface cushion material, and controlling the bed environment. It has a support layer that supports the surface cushion material and the in-bed environment control means and suppresses the influence of outside air on the surface cushion material side.
  • the surface cushion material is preferably formed using a three-dimensional solid knitted fabric.
  • the support layer is preferably formed from a bead foam.
  • the in-bed environment control means is At least one main body case disposed in the lower part of the surface cushion material and having an air circulation space inside, and the main body case disposed in the main body case from the contact surface side with the human body in the surface cushion material
  • a fan that sucks air into the case and a position spaced apart from the fan in the main body case, and is opened in a direction facing the contact surface with the human body in the surface cushion material, and the air flow accompanying the air suction of the fan and the human body
  • a ventilation mechanism having an exhaust port for exhausting in the direction of the contact surface of A heater for heating the air flow;
  • a sensor for measuring the environment in the bed It is preferable to include the ventilation mechanism and a controller that controls the heater based on the measurement result of the in-bed environment measurement sensor.
  • the heater is a planar heater disposed between the surface cushion material and at least one of the ventilation mechanisms.
  • the ventilation mechanism further includes a swirl flow generation unit that swirls the air flow and exhausts the air flow as a swirl flow from the exhaust port.
  • the swirl flow generating unit has a cylindrical portion that rises toward the exhaust port, and the swirl flow is generated by the air flow swirling around the cylindrical portion. Is preferred.
  • a biological signal measuring device for acquiring a biological signal from a person supported by the surface cushion material is attached to the surface cushion material, and comprises an analyzer for analyzing the biological state of the person from the biological signal, It is preferable that it is the structure which can monitor a human biological state. It is preferable that the control unit has a function of controlling at least one of the ventilation mechanism and the fan based on the biological state of the person obtained from the analyzer.
  • the bedding of the present invention has a surface cushion material having air permeability in the thickness direction and the surface direction, the surface side being a contact surface with a human body, and forming a flow of air in the surface cushion material at the lower part thereof
  • An internal environment control means is provided. Thereby, in the surface cushion material, air not only escapes in the thickness direction but also spreads quickly in the surface direction, and the air layer in the surface cushion material is controlled to a predetermined temperature, humidity or air flow, A temperature gradient, a humidity gradient, or an airflow gradient is generated between the air layer around the supported human body.
  • a gentle air movement occurs between the air layer around the human body and the air layer in the surface cushion material, and the environment in the bed (temperature, humidity or airflow) is gently controlled to an appropriate condition and comfortable. Sleep can be realized.
  • a three-dimensional fabric particularly a three-dimensional solid knitted fabric, is used as the surface cushion material, the air flows more quickly in the surface direction through the wide gap between the connecting yarns than the air flow directly acting on the human body through the gap between the yarns of the ground knitted fabric. The above function is easy to be exhibited.
  • the support layer that supports the surface cushion material and the bed environment control means has a function of suppressing the influence of outside air on the surface cushion material side.
  • This support layer is preferably formed from a bead foam. For this reason, it is suppressed that the movement of the air in the air layer in the surface cushion material and the air layer around the human body is hindered by the influence of outside air.
  • a ventilation mechanism that exhausts air in the direction of the contact surface with the human body after the air is sucked from the contact surface side with the human body as the environment control means in the bed.
  • sucking air it is possible to efficiently reduce dampness due to heat, sweat, and the like in the vicinity of the contact portion between the human body and the surface cushion material.
  • the flow of air exhausted from the exhaust port contacts the human body through the surface cushion material, heat and moisture near the contact portion can be reduced also by this exhaust.
  • the air is exhausted as a swirling flow, a flow mainly in the tangential direction rather than the normal direction is likely to occur with respect to the body surface, and the air layer near the body surface can be efficiently stirred.
  • the effect of reducing heat, moisture, and the like is increased, and comfort can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a bedding according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an arrangement relationship between the ventilation mechanism and the heater.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a partial cross section of the embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the ventilation mechanism used in the embodiment.
  • FIG. 5 is a plan view of FIG.
  • FIG. 6 is a side view of FIG.
  • FIG. 7 is a rear view of FIG.
  • FIG. 8 is a graph showing the measurement results of the temperature difference depending on the surface cushion material depending on whether or not the fan of the ventilation mechanism is driven.
  • FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating an example of a biological signal measuring apparatus.
  • FIG.1 and FIG.2 is the figure which showed the bedding A which concerns on one Embodiment of this invention.
  • the bedding A of the present embodiment includes a surface cushion material 1100 and a support layer 1200, and a ventilation mechanism 1 and a heater 2 that constitute the in-bed environment control means are provided therebetween. Further, it has a bed environment measuring sensor 3 and a control unit 4.
  • the surface cushion material 1100 is disposed on the side in contact with the human body, and is formed from a material having air permeability in the thickness direction and the surface direction.
  • it is a three-dimensional fabric that is breathable and excellent in cushioning properties, and more preferably a three-dimensional solid knitted fabric.
  • the surface cushion layer 1100 may be used for one three-dimensional fabric such as a three-dimensional solid knitted fabric, or may be a laminate of a plurality of three-dimensional fabrics 1101 and 1102 as shown in FIG.
  • a two-dimensional fabric having air permeability, a different kind of three-dimensional fabric, or the like may be laminated and used.
  • the three-dimensional solid knitted fabric here is a three-dimensionally formed by reciprocating connecting yarns between two layers of ground knitted fabrics with a predetermined interval. Due to elasticity, etc., even if it is thin, for example, about 3 to 20 mm thick, it has sufficient cushioning properties to support human loads and has a foreign body sensation such as the ventilation mechanism 1 disposed below. Can be reduced. Further, high air permeability can be exhibited in both the thickness direction and the surface direction through the gaps between the yarns of the ground knitted fabric and the gaps between the connecting yarns. However, since the gap between the connecting yarns is larger than the gap between the yarns between the ground knitted fabrics, the spread of air in the surface direction is smoother.
  • the support layer 1200 is disposed below the surface cushion material 1100 and supports the in-bed environment control means such as the ventilation mechanism 1 and the surface cushion material 1100.
  • the support layer 1200 has a function of suppressing, preferably blocking, the influence of outside air on the surface cushion material 1100 side.
  • the bead foam 1201 excellent in heat insulation and heat retention is used.
  • the support layer 1200 only needs to have such a function, and can be composed only of the bead foam 1201. However, as in the present embodiment, the support layer 1200 compensates for a stroke feeling of a person supported on the surface cushion material 1100. Therefore, for example, an open-cell foamed urethane material 1202 having a predetermined thickness can be disposed on the bead foam 1201.
  • the ventilation mechanism 1 is disposed in a disposition recess 1203 formed at an appropriate position of the support layer 1200.
  • the number of formation recesses 1203 is not limited, and is determined in consideration of the size of the ventilation mechanism 1 and the like. For example, one is formed near the center of the bedding A, as shown in FIG. Thus, a plurality can be formed.
  • the disposing recess 1203 may penetrate from the front surface side of the foamed urethane material 1202 to the back surface side of the bead foam 1201 (see FIG. 2), or may be a dent in the middle of the thickness direction of the bead foam 1201. May be.
  • the ventilation mechanism 1 includes a main body case 10, two fans 11, 12, an exhaust port 13, and a swirling flow generating section 14, as shown in FIGS.
  • the main body case 10 has two concave plate-like members 10A and 10B provided with concave portions 10A1 and 10B1 on the inside, and both are joined with their open surfaces facing each other, and the concave portions 10A1 and 10B1 are combined.
  • the space is an air circulation space.
  • the main body case 10 is formed by joining two concave plate-like members 10A and 10B, and the wall portion corresponding to the bottom surface of the concave portion 10A1 of the one concave plate-like member 10A is the bottom wall portion 101 in the entire main body case 10.
  • the wall portion corresponding to the bottom surface of the concave portion 10B1 of the other concave plate-like member 10B is the upper wall portion 103 positioned on the contact surface side with the person in the entire main body case 10. Further, the peripheral walls 10A2 and 10B2 of the two concave plate-like members 10A and 10B are joined so that the open surfaces face each other, thereby constituting the peripheral wall portion 102 in the main body case 10 as a whole. In the upper wall portion 103, intake ports 103a and 103b are opened corresponding to positions where the two fans 11 and 12 are disposed.
  • the ventilation mechanism 1 of this embodiment is unitized. Therefore, the ventilation mechanism 1 can be easily used by being arranged as a unit in the above-described arrangement recess 1203.
  • the two fans 11 and 12 have a plurality of rotating blades 11a and 12a, and air is sucked from the front surface side to the back surface side of the rotating blades 11a and 12a by the rotation.
  • the two fans 11 and 12 are close to one end in the length direction and are adjacent to each other in the width direction, and the rotation shafts 11 b and 12 b that support the rotary blades 11 a and 12 a are substantially perpendicular to the bottom wall portion 101. It is provided in the direction.
  • the exhaust port 13 is a position spaced apart from the fans 11 and 12 in a plan view, and is provided so as to open upward in a direction facing the contact surface with the human body in the surface cushion material 1100. Therefore, in the present embodiment, the exhaust port 13 is formed in the upper wall portion 103 of the main body case 10 together with the intake ports 103 a and 103 b corresponding to the fans 11 and 12. As described above, the fans 11 and 12 and the intake ports 103a and 103b are provided near one end in the length direction of the main body case 10, but the exhaust port 13 is provided at a position separated by a predetermined distance on the other end side in the length direction. It is done.
  • the air sucked by the fans 11, 12 flows in the direction of the exhaust port 13 in the air circulation space surrounded by the bottom wall portion 101, the peripheral wall portion 102, and the upper wall portion 103.
  • a guide wall 104 is provided to facilitate the operation.
  • the guide wall 104 has a substantially arc shape in plan view and extends so as to protrude toward the exhaust port 13. Therefore, the air sucked by one fan 11 tends to be diffused in the direction of the peripheral wall portion 102, but the air flows while being restricted by the guide wall 104.
  • the peripheral wall portion 102 is formed in a substantially semicircular shape in a plan view at a portion near the exhaust port 13. Therefore, the air sucked by the other fan 12 is also diffused in the direction of the peripheral wall 102, but the flow is restricted by the peripheral wall 102 and turns.
  • a cylindrical portion 105 that substantially coincides with the center of the exhaust port 13 and has an outer diameter smaller than that of the exhaust port 13 in plan view is formed on the bottom wall portion 101. It is erected. The air sucked by the fans 11 and 12 is restricted by the guide wall 104 and the peripheral wall portion 102 as described above, so that the air turns. Further, such a cylindrical portion 105 is provided. Therefore, the air flow sucked by the fans 11 and 12 becomes a swirl flow that swirls around the cylindrical portion 105 below the exhaust port 13, and this swirl flow is exhausted from the exhaust port 13.
  • the swirl flow generating unit 14 is configured by combining the cylindrical part 105, the peripheral wall part 102 and the guide wall 104 of the main body case 10.
  • the heater 2 is formed of a thin sheet (planar heater), and is between the surface cushion material 1100 and the ventilation mechanism 1, and covers the arrangement recess 1203 and the urethane foam material 1202 of the support layer 1200. (See FIGS. 2 and 3). For this reason, there is a gap between the intake ports 103a and 103b and the exhaust port 13 of the ventilation mechanism 1 without close contact. In addition, a gap is provided so that part of the peripheral edge of the disposition recess 1203 is not blocked by the heater 2. As a result, the air flow contacts the heater 2 without being blocked by the fans 11 and 12.
  • the planar heater constituting the heater 2 has a through hole in a range corresponding to the air inlets 103a and 103b and the air outlet 13 or a belt-like heater It is also possible to use a net that is arranged at predetermined intervals.
  • the heater 2 may be arranged corresponding to all of the ventilation mechanisms 1 arranged, or may be arranged corresponding to only a part thereof. Alternatively, it may be provided at a position slightly deviated from the arrangement position of the ventilation mechanism 1. This is because the surface cushion material 1100 has air permeability in the thickness direction and the surface direction, and the air sucked from the intake ports 103a and 103b by driving the fans 11 and 12 of the ventilation mechanism 1 is exhausted from the exhaust port 13. This is because the surface cushion material 1100, particularly the gap between the connecting yarns, moves quickly in the surface direction.
  • two heaters 2 are arranged corresponding to the two ventilation mechanisms 1, but this is only an example, for example, corresponding to the ventilation mechanism 1 located near a human foot. It can arrange
  • the bed environment measuring sensor 3 is disposed in the vicinity of the surface cushion material 1100. Since the space created by the comforter (not shown) and the mattress (corresponding to the surface cushion material 1100) is in the bed, the environment measurement sensor 3 in the bed is the surface of the surface cushion material 1100 or the surface cushion material 1100. It is provided at a position close to the surface within the thickness range. Examples of the bed environment measuring sensor 3 include a temperature sensor, a humidity sensor, and an airflow sensor.
  • the control unit 4 controls the fans 11 and 12 of the ventilation mechanism 1 (ON / OFF, rotation speed, rotation time) or the heater 2 based on the temperature, humidity, and airflow measured by the in-bed environment measurement sensor 3. Control (ON / OFF, temperature, heating time) is performed. In general, it is said that the proper temperature in the bed is 33 ° C. ⁇ 1 ° C. and the relative humidity in the bed is 50% ⁇ 5%. Control to approach those values.
  • the control unit 4 turns on the fans 11 and 12 of the ventilation mechanism 1. Drive to rotate.
  • the fans 11 and 12 are driven, air is sucked from the intake ports 103a and 103b into the main body case 10 formed with the bottom wall portion 101, the peripheral wall portion 102, and the upper wall portion 103.
  • the sucked air circulates in the air circulation space surrounded by the bottom wall portion 101, the peripheral wall portion 102, and the upper wall portion 103 in the main body case 10, and the cylindrical portion 105 constituting the swirl flow generation portion 14 It turns around and is exhausted from the exhaust port 13.
  • the control unit 4 turns on the heater 2 to generate heat, and the fan of the ventilation mechanism 1. 11 and 12 are driven to rotate. As a result, air is sucked into the main body case 10 through the intake ports 103a and 103b, and then discharged from the exhaust port 13. The air is heated by the heater 2 during that time. The heated air not only escapes above the surface cushion material 1100 but also quickly spreads in the surface direction within the surface cushion material 1100. Accordingly, a temperature gradient, a humidity gradient, and an airflow gradient are generated between the air layer around the human body located on the contact surface side in the surface cushion material 1100 and the air layer in the surface cushion material 1100. Therefore, in the wide range of the surface cushion material 1100, a gentle air flow occurs between the air layer in the surface cushion material 1100 and the air layer around the human body, and the temperature in the bed rises.
  • the air layer around the human body is gently and appropriately utilized using the temperature gradient, humidity gradient, or airflow gradient between the human body side across the surface cushion material 1100 and the inside of the surface cushion material 1100. It can be induced to a proper temperature and humidity, and the bed environment can be properly maintained without disturbing comfortable sleep.
  • the temperature sensor ch1 installed near the exhaust port 13, the temperature sensor ch2 installed near one intake port 103a, and a substantially middle of them. There was almost no difference in measurement between the temperature sensor ch3 installed at the position and the temperature sensor ch4 installed at a position spaced outward from both the outer periphery of the ventilation mechanism 1 and the outer periphery of the heater 2.
  • the temperature sensor ch1 installed in the vicinity of the exhaust port 13 is substantially the same as the temperature sensor ch3 installed in the substantially intermediate position, and the temperature sensor installed in the vicinity of one of the intake ports 103a.
  • the value of ch2 was about 10 ° C. lower than those, and the temperature sensor ch4 installed at a position spaced outward from the heater 2 was a value lower by 25 ° C. or more.
  • ch1 to ch4 are almost in the same range (maximum temperature difference is about 5 ° C.). This indicates that the air flow is distributed in the surface direction in the surface cushion material 1100 by the fans 11 and 12, and not only the heater 2 is operated when heating, but also the fan 11. , 12 are preferably operated simultaneously.
  • any fan can be used as long as it has an intake function and an exhaust function and can generate a swirling flow during exhaust.
  • the number of arrangement may be one, or three or more.
  • a plurality of exhaust ports may be formed.
  • FIGS. 9A and 9B are diagrams showing a biological signal measuring apparatus 400 that acquires a biological signal from a person supported by the surface cushion material 1100.
  • the biological signal device 400 is arranged at a position below the surface cushion material 1100 and corresponding to the back of a person different from the ventilation mechanism 1 and the heater 2 (see FIG. 1).
  • the biological signal measuring apparatus 400 includes a biological signal detection unit 410 in addition to electrical wiring and the like (not shown).
  • the biological signal detection unit 410 has a three-layer structure in which a substantially rectangular first layer member 411, a second layer member 412, and a third layer member 413 each having a predetermined width and length are stacked.
  • the first layer member 411 is made of a three-dimensional solid knitted fabric or the like and is used by being positioned on the human body side that is a detection target of the biological signal.
  • the biological signal through the body surface of the back part of the human body is transmitted to the first layer member 411. First propagated.
  • the second layer member 412 functions as a resonance layer that emphasizes the weak back body surface pulse wave propagated from the first layer member 411 by a resonance phenomenon or a beat phenomenon, and includes a base member 4121 made of a bead foam or the like, a natural vibration A three-dimensional solid knitted fabric 4122 that functions as a child and a film 4123 that generates membrane vibration are included.
  • Two arrangement holes 4121a and 4121a are formed at symmetrical positions with the center of the base member 4121 interposed therebetween, and three-dimensional solid knitted fabrics 4122 and 4122 that function as natural vibrators are arranged in the arrangement holes 4121a and 4121a.
  • the films 4123 and 4123 are laminated on both surfaces of the second layer member 412 so as to cover the exposed surfaces of the three-dimensional solid knitted fabrics 4122 and 4122 that function as the natural vibrator.
  • a microphone sensor 414 that detects vibration (sound) due to the back body surface pulse wave is disposed between the one-dimensional three-dimensional knitted fabric 4122 and the film 4123.
  • the third layer member 413 is stacked on the opposite side of the first layer member 411 via the second layer member 412, and reduces vibration input from the outside.
  • the third layer member 413 preferably has a function of removing high-frequency external vibration exceeding 100 Hz.
  • a three-dimensional solid knitted fabric is preferably used in the same manner as the first layer member 411 in order to achieve such a filtering function.
  • a signal from the biological signal measuring device 400 is sent to the analyzing device 300 (see FIG. 1), and for example, biological conditions such as sleepiness, fatigue, heart rate, respiratory rate, body temperature, blood pressure, and sweating amount are analyzed.
  • the analysis result is displayed on a monitor (not shown), for example, so that the biological state of the person lying on the bedding A can be known.
  • the ventilation mechanism 1 and the heater 2 can be driven based on the blood pressure rising and falling compared to a predetermined set value.
  • the ventilation mechanism 1 can be operated when the amount of sweating is greater than or equal to a predetermined amount.
  • Such a control can also properly guide the in-bed environment and promote comfortable sleep.

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Abstract

快適な睡眠を実現できる寝具を提供する。 厚み方向及び面方向に通気性を有し、表面側が人体との接触面となる表層クッション材1100を有し、その下部に、表層クッション材1100中に空気の流れを形成する寝床内環境制御手段が配設されている。それにより、表層クッション材1100中では、空気が厚み方向に抜けるだけでなく面方向にも速やかに広がり、表層クッション材1100中の空気層は、所定の温度、湿度又は気流に制御され、表層クッション材1100に支持されている人体周囲の空気層との間で、温度勾配、湿度勾配又は気流勾配を生じさせる。その結果、人体周囲の空気層と表層クッション材1100中の空気層との間で穏やかな空気の移動が生じ、寝床内環境(温度、湿度又は気流)が穏やかに適正な条件に制御され、快適な睡眠を実現できる。

Description

寝具
 本発明は寝具に関し、特に、寝床内環境を制御可能な寝具に関する。
 特許文献1には、マットに配置した温度センサーに基づき、所定温度の風を通気性のあるマットに送り、寝床内温度を制御する寝具が開示されている。また、特許文献2には、人を支持する袋体内に所定温度の風を送り寝床内温度を制御する就寝装置が開示されている。
特開昭58-25116号公報 特開平3-41910号公報
 しかし、特許文献1及び2に開示の技術は、人体を支持するマットや袋体をいわば通風ダクトの一部として利用するもので、マットや袋体から吹き出す風が人体に直接作用する。また、寝床内温度に応じてこれらの風が送られる構成であるため、就寝中、不定期に風が人体にあたることになり、しかも、その温度も一定ではなく、これらの風による制御はむしろ快適な睡眠の妨げにつながるおそれがある。
 本発明は上記に鑑みなされたものであり、表層クッション材上の人体周囲の空気層と表層クッション材中の空気層との間に、温度勾配、湿度勾配又は気流勾配を作りだし、それにより、人体周囲と表層クッション材との間で穏やかな空気の移動を行わせて寝床内環境を制御し、快適な睡眠を実現できる寝具を提供することを課題とする。
 上記課題を解決するため、本発明の寝具は、
 厚み方向及び面方向に通気性を有し、表面側が人体との接触面となる表層クッション材と、
 前記表層クッション材の下部に配設され、前記表層クッション材中に空気の流れを形成する機能を有し、前記接触面上の前記人体周囲の空気層と、前記表層クッション材中の空気層との間で、温度勾配、湿度勾配又は気流勾配を生じさせ、前記人体周囲と前記表層クッション材との間で空気の移動を促し寝床内環境を制御する寝床内環境制御手段と、
 前記表層クッション材及び前記寝床内環境制御手段を支持すると共に、前記表層クッション材側への外気の影響を抑制する支持層と
を有することを特徴とする。
 前記表層クッション材が、三次元立体編物を用いて形成されていることが好ましい。
 前記支持層が、ビーズ発泡体から形成されていることが好ましい。
 前記寝床内環境制御手段が、
 前記表層クッション材の下部に少なくとも一つ配設され、内部が空気の流通空間となっている本体ケースと、前記本体ケース内に配置され、前記表層クッション材における人体との接触面側から前記本体ケース内に吸気するファンと、前記本体ケースにおいて前記ファンから離間した位置に、前記表層クッション材における人体との接触面に対峙する向きで開設され、前記ファンの吸気に伴う空気流を前記人体との接触面方向に排気する排気口とを有するベンチレーション機構と、
 前記空気流を加温するヒーターと、
 寝床内環境測定センサーと、
 前記寝床内環境測定センサーの測定結果に基づき、前記ベンチレーション機構及び前記ヒーターを制御する制御部と
を有して構成されることが好ましい。
 前記ヒーターは、前記表層クッション材と前記ベンチレーション機構の少なくとも一つとの間に配設される面状ヒーターであることが好ましい。
 前記ベンチレーション機構は、さらに、前記空気流を旋回させ、前記排気口から前記空気流を旋回流として排気させる旋回流生成部を備えていることが好ましい。
 前記旋回流生成部は、前記排気口方向に向かって立ち上がる筒状部を有してなり、前記空気流が前記筒状部の周囲を旋回することで前記旋回流が生成される構成であることが好ましい。
 前記表層クッション材に支持されている人から生体信号を取得する生体信号測定装置が前記表層クッション材に付設されていると共に、前記生体信号から前記人の生体状態を分析する分析装置を備え、前記人の生体状態をモニタリング可能である構成であることが好ましい。
 前記制御部は、前記分析装置から得られる前記人の生体状態に基づき、前記ベンチレーション機構及び前記ファンの少なくとも一方を制御する機能を有することが好ましい。
 本発明の寝具は、厚み方向及び面方向に通気性を有し、表面側が人体との接触面となる表層クッション材を有し、その下部に、表層クッション材中に空気の流れを形成する寝床内環境制御手段が配設されている。それにより、表層クッション材中では、空気が厚み方向に抜けるだけでなく面方向にも速やかに広がり、表層クッション材中の空気層は、所定の温度、湿度又は気流に制御され、表層クッション材に支持されている人体周囲の空気層との間で、温度勾配、湿度勾配又は気流勾配を生じさせる。その結果、人体周囲の空気層と表層クッション材中の空気層との間で穏やかな空気の移動が生じ、寝床内環境(温度、湿度又は気流)が穏やかに適正な条件に制御され、快適な睡眠を実現できる。表層クッション材として立体布帛、特に、三次元立体編物を用いると、グランド編地の糸間の隙間を通じて直接人体に作用する空気の流れよりも、連結糸間の広い隙間を通じて面方向により速やかに空気が流れるため、上記の機能を発揮しやすい。
 また、表層クッション材及び寝床内環境制御手段を支持する支持層が、表層クッション材側への外気の影響を抑制する機能を有する。この支持層は好ましくはビーズ発泡体より形成される。このため、表層クッション材中の空気層と人体周囲の空気層とにおける上記の空気の移動を外気の影響で妨げられることが抑制される。
 また、寝床内環境制御手段として、人体との接触面側から吸気した後、再び、人体との接触面方向に排気するベンチレーション機構を設けた構成とすることが好ましい。空気の吸引によって人体と表層クッション材の接触部付近における熱や汗等による湿り気の低減を効率的に図ることができる。また、排気口から排気される空気の流れが表層クッション材を経て人体に接触するため、この排気によっても接触部付近の熱や湿り気の低減を図ることができる。また、空気が旋回流となって排気される構成とすると、体表面に対して法線方向よりも接線方向を主体とした流れが生じやすくなり、体表面近くの空気層を効率的に攪拌でき、熱や湿り気等の低減効果が高くなり、快適性を向上させることができる。
図1は、本発明の一の実施形態に係る寝具を示す斜視図である。 図2は、ベンチレーション機構とヒーターの配置関係の一例を示した図である。 図3は、上記実施形態の一部断面を模式的に示した図である。 図4は、上記実施形態で用いたベンチレーション機構を示す斜視図である。 図5は、図4の平面図である。 図6は、図4の側面図である。 図7は、図4の背面図である。 図8は、ベンチレーション機構のファンの駆動の有無による表層クッション材の部位による温度の違いの測定結果を示したグラフである。 図9(a),(b)は、生体信号測定装置の一例を示した図である。
 以下、図面に示した実施形態に基づき、本発明をさらに詳細に説明する。図1及び図2は、本発明の一の実施形態に係る寝具Aを示した図である。これらの図に示したように、本実施形態の寝具Aは、表層クッション材1100と支持層1200とを備え、それらの間に、寝床内環境制御手段を構成するベンチレーション機構1及びヒーター2が配設され、さらに、寝床内環境測定センサー3及び制御部4を有している。
 表層クッション材1100は、人体に接する側に配置され、厚み方向及び面方向に通気性を有する素材から形成される。好ましくは、通気性があり、かつ、クッション性に優れた立体布帛であり、より好ましくは、三次元立体編物である。また、表層クッション層1100は、三次元立体編物等の立体布帛1枚で用いてもよいし、図2に示したように、立体布帛1101,1102の複数枚の積層体であってもよい。さらには、通気性のある二次元の布帛や、異なる種類の立体布帛等と組み合わせて積層して用いてもよい。なお、ここでいう三次元立体編物は、所定間隔をおいた2層のグランド編地間を、連結糸を往復させて立体的に形成したものであり、各グランド編地の剛性、連結糸の弾性等により、薄型でも、例えば、厚さ3~20mm程度でも、人の荷重を支持するのに十分なクッション性を有していると共に、下部に配設されるベンチレーション機構1等の異物感を軽減できる。また、グランド編地の糸間の隙間、連結糸間の隙間を通じて、厚み方向、面方向のいずれに対しても高い通気性を発揮できる。但し、グランド編地間の糸間の隙間よりも、連結糸間の隙間の方が大きいため、面方向への空気の広がりはよりスムーズである。
 支持層1200は、表層クッション材1100の下側に配置され、ベンチレーション機構1等の寝床内環境制御手段と表層クッション材1100を支持する。支持層1200は、表層クッション材1100側への外気の影響を抑制、好ましくは遮断する機能を有する。好ましくは、断熱性、保温性に優れたビーズ発泡体1201が用いられる。支持層1200は、このような機能を有すればよく、ビーズ発泡体1201のみから構成することもできるが、本実施形態のように、表層クッション材1100上で支持される人のストローク感を補うために、該ビーズ発泡体1201上に、例えば、所定厚さの連続気泡の発泡ウレタン材1202を配設することもできる。
 ベンチレーション機構1は、この支持層1200の適宜位置に形成した配設用凹部1203に配設される。配設用凹部1203の形成数は限定されるものではなく、ベンチレーション機構1の大きさ等を考慮して決められ、例えば、寝具Aの中央付近に1つ形成したり、図1に示したように、複数形成したりすることができる。配設用凹部1203は、発泡ウレタン材1202の表面側からビーズ発泡体1201の裏面側まで貫通していてもよいし(図2参照)、ビーズ発泡体1201の厚み方向の中途までのへこみであってもよい。
 ベンチレーション機構1は、図4~図7に示したように、本体ケース10と、2つのファン11,12と、排気口13と、旋回流生成部14とを有している。本体ケース10は、内側に凹状部10A1,10B1を備えた2つの凹状板状部材10A,10Bを有し、両者がそれぞれの開放面を向かい合わせて接合され、凹状部10A1,10B1を合わせた内部空間が空気の流通空間となっている。本体ケース10は、2つの凹状板状部材10A,10Bを接合して形成され、一方の凹状板状部材10Aの凹状部10A1の底面に相当する壁部が該本体ケース10全体における底壁部101となり、他方の凹状板状部材10Bの凹状部10B1の底面に相当する壁部が該本体ケース10全体において人との接触面側に位置する上壁部103となっている。また、2つの凹状板状部材10A,10Bの各周壁10A2,10B2が、開放面が向かい合わせで接合されることにより、本体ケース10全体における周壁部102を構成している。上壁部103は、2つのファン11,12の配設位置に対応して吸気口103a,103bが開口されている。
 そして、この本体ケース10内に、ファン11,12、排気口13及び旋回流生成部14が設けられる構成であるため、本実施形態のベンチレーション機構1は、ユニット化されている。よって、このベンチレーション機構1は、上記した配設用凹部1203にユニットとして配置して簡易に使用することができる。
 2つのファン11,12は、複数枚の回転羽根11a,12aを有し、回転により、回転羽根11a,12aの表面側から裏面側へと空気が吸引される。2つのファン11,12は、本体ケース10内において、長さ方向一端寄りに、幅方向に隣り合わせで、回転羽根11a,12aを支持する回転軸11b,12bが底壁部101に対して略垂直となる向きで設けられる。
 排気口13は、平面視でファン11,12から離間した位置であり、表層クッション材1100における人体との接触面に対峙する方向である上方向に開口するように設けられる。従って、本実施形態では、排気口13は、ファン11,12に対応する吸気口103a,103bと共に、本体ケース10の上壁部103に開口形成される。ファン11,12及び吸気口103a,103bが、上記のように、本体ケース10の長さ方向一端寄りに設けられるが、排気口13は長さ方向他端側に所定の距離離間した位置に設けられる。
 ここで、本体ケース10内には、ファン11,12により吸引された空気が、底壁部101、周壁部102及び上壁部103により取り囲まれた空気の流通空間内を排気口13方向に流れ易くなるようにガイド壁104が設けられている。ガイド壁104は、図5に示したように、平面視で略円弧状で排気口13方向に突出するように延びている。そのため、一方のファン11により吸引された空気は、周壁部102方向に拡散されようとするが、このガイド壁104に規制されて旋回するような流れとなる。また、周壁部102は、図5に示したように、排気口13寄りの部分では平面視で略半円形に形成されている。よって、他方のファン12により吸引された空気も周壁部102方向に拡散されるが、周壁部102に規制されて旋回するような流れとなる。
 排気口13は、略円形に開口されているが、平面視で、該排気口13の中心に略一致し、外径が排気口13よりも小さい筒状部105が、底壁部101上に立設されている。ファン11,12により吸引された空気は、上記のようにガイド壁104及び周壁部102に規制されることで、旋回するような流れとなり、さらに、このような筒状部105が設けられているため、ファン11,12により吸引された空気の流れは、排気口13の下方において筒状部105の周囲を旋回する旋回流となり、この旋回流が排気口13から排気される。よって、排気口13から旋回流となって排気されると、排気口13の周囲及び表層クッション材1100における人体の接触面付近において、人体に対して法線方向よりも接線方向を主体とした流れが生じやすくなり、人体周囲の体表面近くの空気層を効率的に攪拌でき、熱や湿り気等の低減効果を高め、快適性を向上させることができる。本実施形態において、旋回流生成部14は、筒状部105と、本体ケース10の周壁部102及びガイド壁104が組み合わさって構成される。
 ヒーター2は、薄いシート状のもの(面状ヒーター)から構成され、表層クッション材1100とベンチレーション機構1との間であって、配設用凹部1203を覆って支持層1200の発泡ウレタン材1202の表面に積層される(図2、図3参照)。このため、ベンチレーション機構1の吸気口103a,103bや排気口13には密接せず、隙間がある。また、配設用凹部1203の周縁の一部もヒーター2によって塞がれないように隙間を設けている。これにより、ファン11,12による吸気及び排気が妨げられずに、空気流がヒーター2に接触する。ファン11,12による吸気及び排気を円滑にするために、ヒーター2を構成する面状ヒーターとして、吸気口103a,103b及び排気口13に相当する範囲において貫通孔を有するもの、あるいは、帯状のものを所定間隔をおいて配置してネット状としたものなどを用いることもできる。
 ヒーター2は、配設したベンチレーション機構1の全てに対応して配置してもよいし、その一部のみに対応して配置してもよい。あるいは、ベンチレーション機構1の配設位置から多少ずれた位置に設けることもできる。これは、表層クッション材1100が厚み方向及び面方向に通気性を有するためであり、ベンチレーション機構1のファン11,12の駆動によって吸気口103a,103bから吸引された空気が排気口13から排気された後、表層クッション材1100の特に連結糸間の隙間を面方向に速やかに移動するからである。図1において、ヒーター2を2つのベンチレーション機構1に対応して2つ配設しているが、これはあくまで一例であり、例えば、人の足下付近に位置するベンチレーション機構1に対応させて配置したり、逆に、人の腰付近に位置するベンチレーション機構1に対応させて配置したりすることができる。
 寝床内環境測定センサー3は、表層クッション材1100の近傍に配設される。掛け布団(図示せず)と敷き布団(表層クッション材1100に相当)とにより作られる空間が寝床内であるため、寝床内環境測定センサー3は、表層クッション材1100の表面、あるいは、表層クッション材1100の厚みの範囲内の表面に近い位置に設けられる。寝床内環境測定センサー3としては、温度センサー、湿度センサー、気流センサーなどが挙げられる。
 制御部4は、寝床内環境測定センサー3により測定される温度、湿度、気流に基づいて、ベンチレーション機構1のファン11,12の制御(ON・OFF、回転速度、回転時間)又はヒーター2の制御(ON・OFF、温度、加温時間)を行う。一般的に、適正な寝床内温度は33℃±1℃、寝床内の相対湿度は50%±5%と言われていることから、制御部4は、寝床内環境測定センサー3による測定値がそれらの値に近づくように制御する。
 本実施形態によれば、寝床内環境測定センサー3により、例えば、寝床内温度が上記の適正な温度よりも高いと判定された場合、制御部4は、ベンチレーション機構1のファン11,12を回転駆動させる。ファン11,12が駆動すると、底壁部101、周壁部102及び上壁部103を備えて形成された本体ケース10内に、吸気口103a,103bから空気が吸引される。吸引された空気は、本体ケース10内において底壁部101、周壁部102及び上壁部103に取り囲まれた空気の流通空間内を流通し、旋回流生成部14を構成する筒状部105の周囲を旋回して、排気口13から排気される。表層クッション材1100における人体との接触面側から空気が吸引されることにより、熱や汗が速やかに低減される。また、排気口13から排気された空気の流れは、表層クッション材1100中に速やかに広がり、人体周囲の空気層と表層クッション材1100中の空気層との間で温度勾配、湿度勾配、気流勾配も生じさせる。それにより、人体周囲の空気層と表層クッション材1100中の空気層との間での空気の流れが促進され、寝床内温度を速やかに低下させる。
 一方、寝床内環境測定センサー3により寝床内温度が上記の適正な温度よりも低いと判定された場合には、制御部4は、ヒーター2をONして発熱させると共に、ベンチレーション機構1のファン11,12を回転駆動させる。これにより、吸気口103a,103bを経て本体ケース10内に空気が吸引され、その後、排気口13から排出されるという空気の流れが生じるが、その間にヒーター2により空気が加温される。加温された空気は、表層クッション材1100の上方に抜けるだけでなく、表層クッション材1100内の面方向にも速やかに行き渡る。それにより、表層クッション材1100に接触面側に位置する人体周囲の空気層と表層クッション材1100中の空気層との間で温度勾配、湿度勾配、気流勾配が生じる。そのため、表層クッション材1100の広範囲において、表層クッション材1100中の空気層と人体周囲の空気層との間で穏やかな空気の流れが生じ、寝床内温度が上昇する。
 このように本実施形態によれば、表層クッション材1100を隔てた人体側と表層クッション材1100内との間の温度勾配、湿度勾配又は気流勾配を利用して人体周囲の空気層を穏やかに適正な温度、湿度に誘導することができ、快適な睡眠を妨げることなく、寝床内環境を適正に維持できる。
 ここで、図3に示したch1~ch4の位置に温度センサーを設定して、ベンチレーション機構1のファン11,12のみを作動させた場合、ヒーター2のみを作動させた場合、ファン11,12及びヒーター2の同時に作動させた場合について、温度変化を測定した。なお、測定は、表層クッション材1100上に、人を横臥させず、また、掛け布団を配置せずに行った。結果を図8に示す。
 図8から明らかなように、ファン11,12のみを作動させた場合には、排気口13付近に設置した温度センサーch1、一方の吸気口103a付近に設置した温度センサーch2、及びそれらの略中間位置に設置した温度センサーch3と、ベンチレーション機構1の外周及びヒーター2の外周のいずれもから外方に離間した位置に設置した温度センサーch4との間で、測定の違いはほとんどなかった。
 一方、ヒーター2のみを作動させた場合には、排気口13付近に設置した温度センサーch1と略中間位置に設置した温度センサーch3とはほぼ同じで、一方の吸気口103a付近に設置した温度センサーch2がそれらよりも10℃ほど低い値であり、ヒーター2から外方に離間した位置に設置した温度センサーch4に至ってはさらに25℃以上低い値であった。これに対し、ヒーター2に加えてファン11,12も共に作動させた場合には、ch1~ch4はほとんど同じ範囲(温度差が最大でも5℃程度)に収まっていた。これは、ファン11,12により、表層クッション材1100内の面方向に空気の流れが行き渡っていることを示すものであり、加温する場合も、ヒーター2のみを作動させるのではなく、ファン11,12と同時に作動させることが好ましいことがわかる。
 なお、上記実施形態においては、ファン11,12を2つ用い、排気口13を1箇所としているが、吸気機能と排気機能を備え、排気の際に旋回流を生成できる構造であれば、ファンの配置数は1つであってもよいし、3つ以上でもよい。排気口の形成数も複数であってもよい。
 図9(a),(b)は、表層クッション材1100に支持されている人から生体信号を取得する生体信号測定装置400を示した図である。この生体信号装置400を表層クッション材1100の下部であって、上記のベンチレーション機構1やヒーター2とは異なる人の背部に相当する位置に配置する(図1参照)。生体信号測定装置400は、図示しない電気的な配線等に加え、生体信号検出部410を有してなる。
 生体信号検出部410は、それぞれ所定の幅及び長さを有する略長方形の第一層部材411、第二層部材412及び第三層部材413が積層された三層構造で構成されている。第一層部材411は、三次元立体編物等からなり、生体信号の検出対象である人体側に位置させて用いられ、人体の背部の体表面を介しての生体信号は第一層部材411にまず伝播される。第二層部材412は、第一層部材411から伝播される微弱な背部体表脈波を共鳴現象又はうなり現象によって強調させる共鳴層として機能し、ビーズ発泡体等からなるベース部材4121、固有振動子の機能を果たす三次元立体編物4122、膜振動を生じるフィルム4123を有して構成される。ベース部材4121の中心を挟んだ対称位置に、2つの配置孔4121a,4121aが形成され、この配置孔4121a,4121aに固有振動子の機能を果たす三次元立体編物4122、4122が配置されている。フィルム4123,4123は、この固有振動子の機能を果たす三次元立体編物4122,4122の各露出面を覆うように、第二層部材412の両面に積層される。そして、一方の三次元立体編物4122とフィルム4123との間に背部体表脈波による振動(音)を検出するマイクロフォンセンサ414が配設されている。第三層部材413は、第二層部材412を介して第一層部材411の反対側に積層され、外部からの振動入力を低減する。第三層部材413は、好ましくは100Hzを超える高周波の外部振動を除振する機能を有する。第三層部材413としては、このようなフィルタリング機能を果たすために、第一層部材411と同様に三次元立体編物を用いることが好ましい。
 生体信号測定装置400からの信号を分析装置300(図1参照)に送り、例えば、眠気、疲労度、心拍数、呼吸数、体温、血圧、発汗量等の生体状態を分析する。その分析結果は、例えばモニタ(図示せず)に表示させることで、寝具A上に横たわっている人の生体状態を知ることができる。
 また、単にモニタリングするだけでなく、分析結果に基づいて、制御部4からベンチレーション機構1やヒーター2を作動させる信号を出力する構成とすることもできる。例えば、血圧が所定の設定値に比べて上下したことに基づき、ベンチレーション機構1やヒーター2を駆動させることができる。あるいは、発汗量が所定以上の場合には、ベンチレーション機構1を作動させたりすることもできる。このような制御によっても、寝床内環境を適正に誘導し、快適な睡眠を促すことができる。
 A 寝具
 1100 表層クッション材
 1200 支持層
 1 ベンチレーション機構
 10 本体ケース
 101 底壁部
 102 周壁部
 103 上壁部
 104 ガイド壁
 105 筒状部
 11,12 ファン
 13 排気口
 14 旋回流生成部
 2 ヒーター
 3 寝床内環境測定センサー
 4 制御部
 300 分析装置
 400 生体信号測定装置

Claims (9)

  1.  厚み方向及び面方向に通気性を有し、表面側が人体との接触面となる表層クッション材と、
     前記表層クッション材の下部に配設され、前記表層クッション材中に空気の流れを形成する機能を有し、前記接触面上の前記人体周囲の空気層と、前記表層クッション材中の空気層との間で、温度勾配、湿度勾配又は気流勾配を生じさせ、前記人体周囲と前記表層クッション材との間で空気の移動を促し寝床内環境を制御する寝床内環境制御手段と、
     前記表層クッション材及び前記寝床内環境制御手段を支持すると共に、前記表層クッション材側への外気の影響を抑制する支持層と
    を有することを特徴とする寝具。
  2.  前記表層クッション材が、三次元立体編物を用いて形成されている請求項1記載の寝具。
  3.  前記支持層が、ビーズ発泡体から形成されている請求項1又は2記載の寝具。
  4.  前記寝床内環境制御手段が、
     前記表層クッション材の下部に少なくとも一つ配設され、内部が空気の流通空間となっている本体ケースと、前記本体ケース内に配置され、前記表層クッション材における人体との接触面側から前記本体ケース内に吸気するファンと、前記本体ケースにおいて前記ファンから離間した位置に、前記表層クッション材における人体との接触面に対峙する向きで開設され、前記ファンの吸気に伴う空気流を前記人体との接触面方向に排気する排気口とを有するベンチレーション機構と、
     前記空気流を加温するヒーターと、
     寝床内環境測定センサーと、
     前記寝床内環境測定センサーの測定結果に基づき、前記ベンチレーション機構及び前記ヒーターを制御する制御部と
    を有して構成される請求項1~3のいずれか1に記載の寝具。
  5.  前記ヒーターは、前記表層クッション材と前記ベンチレーション機構の少なくとも一つとの間に配設される面状ヒーターである請求項4記載の寝具。
  6.  前記ベンチレーション機構は、さらに、前記空気流を旋回させ、前記排気口から前記空気流を旋回流として排気させる旋回流生成部を備えている請求項4又は5記載の寝具。
  7.  前記旋回流生成部は、前記排気口方向に向かって立ち上がる筒状部を有してなり、前記空気流が前記筒状部の周囲を旋回することで前記旋回流が生成される請求項6記載の寝具。
  8.  前記表層クッション材に支持されている人から生体信号を取得する生体信号測定装置が前記表層クッション材に付設されていると共に、前記生体信号から前記人の生体状態を分析する分析装置を備え、前記人の生体状態をモニタリング可能である請求項1~7のいずれか1に記載の寝具。
  9.  前記制御部は、前記分析装置から得られる前記人の生体状態に基づき、前記ベンチレーション機構及び前記ファンの少なくとも一方を制御する機能を有する請求項8記載の寝具。
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