(57)【要約】【課題】折り曲げ収納容易で、マットレス内部の水分を効果的に除去することが可能な温度調節マットレスを提供する。【解決手段】マットレス内に、屈曲容易な身体熱交換層３と、その下側配置された空気通路を有する支持手段１２と、マットレス内に温度調節された空気を循環させる温度調節ユニット２とを設ける。温度調節ユニット２はマットレス内部の水分を除去する換気手段３４と結露除去手段３５を備え、通常運転時には結露除去手段３５から水蒸気を室内に放出し、乾燥運転時には換気手段３４を用いて温風を循環しながら一部の空気を排出する。【選択図】図１
2010200795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マットレス本体がカバー材で覆われたマットレスの内部に空気の循環通路が形成されており、前記循環通路を通して前記マットレスの内部の空気を循環駆動する手段と、循環する空気の温度調節を行う手段と、循環する空気の風量を調節する手段とを備えた温度調節マットレスにおいて、マットレス本体には、前記カバー材の直下に、表面を平面状とした面状の通気性繊維層が単一の形態又は複数に分割された形態で面状に配されており、マットレス上に横臥する人の頭部側と足元側の区間にわたる通気性繊維層が前記循環通路の一部を形成して、前記通気性繊維層を通る空気とマットレス上に横臥する人との熱交換が前記カバー材を介して行われる構成と成し、前記マットレス本体は折り畳み可能な柔軟材により構成するか又は折り畳みの折り目となる部位に屈曲可能部を設けて折り畳み可能な屈曲性をもたせてあり、前記通気性繊維層の少なくともマットレスの折り畳みの折れ目となる部位の幅はマットレス本体の幅とほぼ等しい幅に形成されていることを特徴とする温度調節マットレス。
【請求項２】
空気を循環駆動する手段と循環する空気の温度調節を行う手段とは一体化されて温度調節ユニットとして空気の循環通路に介設されており、該温度調節ユニット内には前記循環通路の壁面となる部位に吸水性を有する結露除去手段が設けられ、該結露除去手段の一方側は循環通路内に面し、他方側は外気側に面して、前記一方側から循環通路を循環する空気中の水分を吸水して他方側からその吸水した水分を外気へ気化排出することを特徴とする請求項１記載の温度調節マットレス。
【請求項３】
空気を循環駆動する手段と循環する空気の温度調節を行う手段とは一体化されて温度調節ユニットとして空気の循環通路に介設されており、該温度調節ユニット内には前記循環通路の一部の通路の他に外気を通流させる外気の空気流路が設けられ、前記循環通路と外気の空気流路間には前記循環通路を流れる循環空気の一部を外気空気流路へ排出すると共に、その排出位置よりも上流側の新鮮な補充の外気を外気空気流路から循環通路内に導入する換気の手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の温度調節マットレス。
【請求項４】
通気性繊維層を通過する空気の流れ速度を加速するための送風手段が循環通路に追加介設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の温度調節マットレス。
【請求項５】
循環通路はマットレスから外側へ引き出されてマットレス外の筐体内を通した通路部位を有して構成され、循環する空気の温度調節を行う手段は前記筐体内に配置され、当該筐体は排熱口と当該排熱口を開閉する開閉蓋部材を有しており、前記筐体内には熱の貯蔵媒体の収納手段が設けられ、当該収納手段に収納された熱の貯蔵媒体は前記空気の温度調節を行う手段の排熱側に熱的に接続しており、前記温度調節を行う手段の運転中には当該手段からの排熱を前記貯蔵媒体に貯蔵し、前記温度調節を行う手段の非運転時には筐体に設けた前記開閉蓋部材を開けて筐体内を外気に連通させて、前記貯蔵媒体に貯蔵された熱を外気へ放出する構成としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の温度調節マットレス。
【請求項６】
マットレスの置かれている周囲環境の気温を検知する気温検知手段と、所定の温度運転上下限界温度を比較することによって、気温が温度上限界温度より高すぎるとき、及び温度運転下限界温度より低すぎるときには、自動的に温度調節マットレスを運転される構成を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の温度調節マットレス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、睡眠用のベッド等の寝具のマットレスとして、或いは、リハビリテーションや療養、手術台、新生児集中治療用のベッド、ソファーベッド等の非睡眠用のマットレスとして、様々な用途に用いられる温度調節機能を備えた温度調節マットレスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の少子高齢化の進展によって、健全な体調の維持・増進に支障をきたす人々が増加しつつある。また、おおむね健康であっても、膝や足が、夏場においても局部的に冷える等の障害を訴える人々や、更には、これを原因としての睡眠障害を訴える人々が増加しつつある。さらには、最近の社会全体の２４時間化や、生活パターンの夜型化、生活習慣の変化による肥満者の増加、更にはうつ等により良好な睡眠を維持できず、不眠や何らかの睡眠障害をきたす人々も増加しつつある。
【０００３】
体調に支障を来したり、局部的に冷える人々は、日常生活においては、新陳代謝を高めて血行を促進するために、ヒータを内蔵するサポータを用いたり、温浴をしたり、温湿布やマッサージ器具等を用いて、身体の冷えや痛みを起こす患部の症状を緩和している。
【０００４】
しかし、前記の痛みの症状を緩和するための処置は、一般的には座位、或いは立位で行われており、就寝中や身体の横臥状態において患部を加温したり、冷やしたりする等の温度調節は行われておらず、加齢により身体の動きが不自由な高齢者や、座位の姿勢が苦痛な人たちにとっては不便であった。また、横臥状態において患部の痛みを緩和する手段は、これまで電気毛布以外にはなかったが、電気毛布は全身を加温する手段であり、夏場にも局部的な冷えを訴える人々には不便なものであった。
【０００５】
また、一般に電気毛布や、サポータ等の加温手段は、布や、ゴム／布複合体等とヒータを複合したものであり、その機能が加温のみであることから、適正な温度を維持することは困難であること、身体との接触部分の熱容量が大きいことから、低温火傷等の事故が生ずることもあった。
【０００６】
一方、前記社会全体の２４時間化や生活パターンの夜型化、生活習慣病者の増加にしたがって、良好な睡眠を維持できにくい人々は、睡眠薬を服用したり、就寝前に温浴をとったり、軽い運動を行ったりすること等、就寝前に体温を上昇させることによって、良好な睡眠を得ようとしている。つまり、良好な睡眠をとる手段として、睡眠時に必要な条件である脳を含む深部体温の冷却を効果的に行うため、睡眠前に温度４０℃程度のぬるめの浴槽に入ったり、運動による熱産生を促進したりすることで身体を暖め、末梢血管を拡張させ、熱放散を促進させることで急速に深部体温を下げることで、円滑な入眠を行わせているのである。
【０００７】
しかしながら、高齢者、特に睡眠障害を訴える高齢者にとっては、常に温めの浴槽に入る等のことは現実的に困難なことが多い。また、高齢者の睡眠障害は加齢による末梢組織の温覚、冷覚細胞等が持つ体温検知機能、及びこれを脳視床下部の体温調節中枢に伝える神経組織自体、更にはメラトニン等、入眠時に脳において分泌される体温を下げるホルモンの分泌量そのものが少ないために体温を下げることができないことが原因であることもあり、前記のような対策によっては、十分な効果を得ることができないという問題もあった。
【０００８】
このような課題に対して、マットレス上に横たわる人等の身体を、全体的に、または、部分的に、暖めたり冷やしたりすることができる温度調節マットレスが提案された（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。この温度調節マットレスは、ウレタンフォームや、硬綿等からなるマットレス本体の内部に温度調節された空気を循環させ、その上面部分において身体との熱交換をさせるものである。その具体的構成はマットレス内に内部空気を循環するなんらかの構成を形成し、例えば、図１２に示すように、マットレス本体１を４層構造とし、身体との熱交換を行う熱交換層である第一層７１をウレタンフォームからなる額縁状に構成し、この開口部に通気性繊維からなる身体熱交換層３を収納して構成し、その下にマットレス内に所定の方向に空気流路を形成する手段である複数の開口２５を設けた第二層７２を、そして第二層７２の下部には温度調節ユニット２からの空気をマットレス内を流通させるための空気通路４を配設した第三層７３を、そして、底板としての第四層７４を構成している。
【０００９】
温度調節ユニット２は、マットレス内部の空気を送風し、また吸引することで循環する空気循環手段と、マットレス内空気を冷暖することで温度調節し、また、冷却時には身体等から放出された熱を室内空気中に排熱するための温度調節手段から構成されている。マットレス内の空気の流通は、マットレス足元端部に設けた温度調節ユニット２から、第三層７３の空気通路４を通り、身体の頭部分の下まで導かれ、この部分で身体との熱交換を行う身体熱交換層３に向かい、温度調節ユニット２に戻る構成である。
【００１０】
また、マットレスの足元端部に装着される温度調節ユニット２は、例えば、図1５に示す構造であり、マットレス内部に空気を循環する手段である空気流通手段８０と、循環空気の温度調節を行う温度調節手段からなり、ウレタン等のケース１０内に収容して形成されている。循環ファン６は、例えばシロッコファンからなり、空気流通手段８０から身体の下の熱交換の場である身体熱交換層３に温度調節された空気を供給する。身体と熱交換したのちに、第二層７２に設けた吸引口２０から温度調節ユニット２の吸引口２２に戻して空気を循環させるものである。なお、マットレス上に身体が乗っている（横たわっている）場合には、マットレスカバー５、パッド（図示せず）を介して、身体と内部循環空気との間で熱交換が行われる。
【００１１】
温度調節は、熱交換素子２９、循環空気と熱交換を行う循環ヒートシンク８、ヒートパイプ３１、排熱ヒートシンク９、排熱ファン７を有しており、熱交換素子２９と循環ヒートシンク８の配設領域と、排熱ヒートシンク９と排熱ファン７の配設領域との間には、内部循環空気と排熱空気が互いに混ざり合わないよう隔壁手段２６が設けられている。また、外気を熱交換ユニット２のケース１０に設けた外気取り入れ口３２より取り込み、運転により発生する熱はこの取り込んだ外気と内部の排熱ヒートシンク９で熱交換したあと、排熱口３３より排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−００７３７８号公報
【特許文献２】特願２００８−２４６１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで前記、温度調節マットレスにおいては以下の課題があった。ひとつには、従来のマットレスにおいは比較的剛性の高い発泡ウレタンを積層したものを本体とし、例えば図１４に示すように第一層７１を額縁状に形成し、額縁状に形成された部分に身体熱交換層３をはめ込んでいたために、マットレス全体の剛性が高く、折り曲げが困難であるため、健常な人には良いが、寝たきりの高齢者等のようにギャッチアップ(ベッドの背を立てて上半身を起こした状態にすること)が必要な人用の寝具としては使いにくい点があった。また、健常な人においても、ベッドではなく、たたみの上に夜のみマットレスを敷いて、その上で就寝される人には折り畳みが困難であるために収納がしづらい欠点があった。
【００１４】
さらに、前記提案の温度調節マットレスは、マットレス全体がマットレスカバー５で気密状に密閉された構造であり、かつ、温度調節方式が内部空気循環であることから、効率的で、消費電力を小さく出来る長所がある反面、内部空気の入れ替えが困難であり、例えば、マットレス上に横たわる身体から放出される汗や、失禁などによりマットレス内に浸入する水分がマットレス内から除去しにくいという欠点があった。このため、前記特許文献２においては、マットレスカバーの一部に気密性の蓋を開閉自在に配設し、乾燥時には蓋部材を開いて換気を行うことを提案しているが、乾燥時に蓋を開け、終了後には蓋を閉めなければならない手間が要る欠点があった。
【００１５】
また、マットレスとは別個に温度調節ユニットを配置し、温度調節ユニット内の空気流通路の一部に三方コックのような空気循環と排気を切り替えることのできる手段を提案しているが、温度調節ユニットを別個に用意しなければならない実用上の欠点があった。
【００１６】
また、温度調節マットレスは、皮膚の乾燥や、過度の冷えを避けるため、身体に直接風を当てずに、マットレスカバーや、パッドを介して熱伝導により身体を加温或いは冷却しているが、カバーや、パッドを介するため、からだとの熱の授受に数分以上かかり、急速な涼感や温感が得られにくい欠点があった。
【００１７】
また、従来の温度調節マットレスでは、冷暖いずれにも、また所定の一定温度、または、例えば夏場では就床直後は少し涼しめに冷風を送り、その後、安眠に適した温度に維持するなどの所定の温度パターンに制御できる特徴があるが、冷却運転時にはからだや室内から放出される熱と温度調節ユニット２の運転により発生する熱は温度調節ユニット２によって除去された後、室内に排熱されるため、特に常に高温環境である夏場には室内温度が上昇しやすい欠点があった。
【００１８】
また、従来の温度調節マットレスでは、マットレス内を循環する空気温度を精密に調節できるため、快適で安全な睡眠環境を提供できるが、温度調節マットレスを必要とする一部の人々、すなわち、加齢により食事量も運動量も不足しており、更に加齢の体温調節機能だけでなく、皮膚の温覚・冷覚細胞の数の減少、この信号をから脳の体温調節中枢に伝える神経機能の劣化等で、周囲環境温度を的確に把握・調節する機能が衰えている高齢者においては、室内環境温度の過度な上昇、下降に対して適切にマットレスの制御操作ができない、また、運転を忘れたために、気温が３０℃を超える夏場に熱中症を生じたり、寒冷な冬の朝に肺炎を患い健康を損ねることが生じているが、これらの不具合に対して有効に対応できる温度調節マットレスの制御機構がない欠点があった。
【００１９】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電動ベッドにも対応できる屈曲・折りたたみ自在で収納が可能で、温感・冷感を高めることができ、高温環境で運転してもその排熱が室温を大きく高めることなく、常にマットレス内部を乾燥した状態に運転でき、体温制御に不具合がある高齢者などにも安全に使える簡単な構成の温度調節マットレスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明は次に示す構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００２１】
すなわち、第１の発明は、身体との熱交換を行う通気性繊維層を、少なくとも折り畳みの折れ目となる部位においては、ほぼマットレス本体の幅に等しく構成し、マットレスを数箇所で屈曲できるように形成することを課題解決の手段としている。
【００２２】
また、第２の発明は、マットレス内の循環空気の湿気除去（乾燥）を可能とする簡易な手段を提供するものであり、内部空気が循環している密閉系の循環通路の壁面に、一方側は循環通路内に綿糸他方側は外気に面する吸水性樹脂等の結露除去手段を配設することにより、内部空気が循環している密閉系での通常運転時にも、当該結露除去手段で、内部の湿った空気を吸水し、その吸水した水分を外気に気化放出させてマットレス内部の湿気を除去することを課題解決手段としている。
【００２３】
また、第３の発明は、マットレス内の乾燥を可能とする他の簡易な手段を提供するものであり、空気の循環通路の他に外気を通流させる空気流路を設け、循環通路の空気の一部を前記空気流路へ排出し、その排出した空気量分を補充する新鮮な空気を前記空気流路から循環通路へ導入する換気の手段を設けることによりマットレス内部を乾燥させることを課題解決手段としている。
【００２４】
また、第４の発明は、マットレス上に横たわる人体への熱供給或いは冷却に際してその涼感・温感を高めることための簡易な手段を提供するもので、マットレス内の空気の流通速度を増加或いは減少させるための追加の新たな送風手段を設けることを課題解決手段としている。
【００２５】
また、第５の発明は、身体を冷却する際に発生する熱を運転中には室内に放出させず、非運転時にこれを放出させることで冷房された室内の温度をマットレス運転によって上昇させないための簡易な手段を提供するもので、マットレス本体（マットレス）から外へ空気の循環通路を引き出して、当該引き出し部分の循環通路に介設される温度調節ユニット（空気の循環駆動の手段と循環空気の温度調節を行う手段とを具備するユニット）を、熱の貯蔵媒体の収納手段を有する筐体内に収容し、運転中には温度調節ユニットの排熱を貯蔵媒体に貯蔵し、非運転時に貯蔵媒体に貯蔵した熱を外気に放出することを課題解決手段としている。
【００２６】
また、第６の発明は、温度調節マットレスの置かれている室内環境の気温を検知して、温度調節マットレス上の人体が常に安全な温度状態になるように、温度調節ユニットが自動的に運転されて温度調節マットレス表面を加温、あるいは冷却する運転する簡易な手段を提供するもので、温度調節マットレスあるいは、温度調節マットレスの置かれている室内の気温を検知する気温検知手段と、検知した気温を所定の安全温度域（温度運転上限界温度と温度運転下限界温度との間の温度域）とを比較して、気温が温度運転上限界温度より高すぎる、あるいは温度運転下限界温度より低すぎる場合にはそれぞれ、冷却あるいは加温する気温検知比較運転手段を設けることを課題解決手段としている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、身体との熱交換を行う通気性繊維層を少なくともマットレスの折り畳みの折れ目となる屈曲部においては、ほぼマットレス本体の幅に等しく構成し、マットレスを数箇所で屈曲できるように形成し、そして、マットレス本体を柔軟材により構成するか又は折り畳みの折れ目部分には屈曲を容易にする複数の屈曲可能部を設けるため、マットレス全体が電動ベッドのように屈曲された場合においても、温度調節ユニットにおいて所定の温度に調節された循環空気は、空気循環通路の通気性繊維層を通って、温度調節ユニットに戻ることが可能になるため、身体熱交換層上のマットレス全体を身体（マットレスの上に横臥する人の身体）に快適に加温或いは冷却を行うことができる。また、マットレス全体が内部の空気を密閉系で循環させるために、気密に保つために従来、複数枚のウレタンフォームを、高精度に組立てられていたためにコストが高くなっていたが、この不具合が改善され経済的になること、さらに、長年の使用によって通気性繊維層がへたり気味になった場合には、通気性繊維層単位で交換することができるため、保守性が高まる効果も生ずる。
【００２８】
第２の発明によれば、マットレス内の空気を常時乾燥した状態にすることが、簡易に出来るため、衛生的となる。さらに、マットレス内の湿度を一定以下にできるため、利用者の体から放出される汗のみでなく、失禁や水をこぼす等によるマットレス内部の湿潤化、カビ等の繁殖を防止できるだけでなく、マットレスの設置場所が高温多湿の環境においても常にマットレス内部を乾燥させることが可能となり、マットレスを清潔に保つことが可能となる。
【００２９】
第３の発明によれば、マットレス内に凝縮する水分を、常時マットレス内の系外に換気により排出できるため、マットレス上で水をこぼしたときのみでなく常にマットレス内をより乾燥した状態にでき、前記第２の発明と同様にマットレス内部を乾燥させることが可能となり、マットレスを清潔に保つことが可能となる。
【００３０】
第４の発明によれば、急速な利用者の体との熱交換が可能となるため、就床直後から十分な涼感、温感いずれも高めることができるとともに、それぞれ人によって個別に異なる涼感、温感の程度を個別に変えることが出来るため、より心地よい睡眠空間を提供できるとともに、やけどなどの救急・救命時のベッドとしても対応が可能となる。特に冷却運転時に室内に排出されるからだや室内の熱及び温度調節ユニットの運転に必要なエネルギーを少なくできるため、冷却運転を行うときに必然的に生ずる室内温度の上昇が実質的になくなるため、真夏においてさえ、エアコンを殆ど使わずに快適な睡眠環境を得ることができる。また、このことにより消費電力を大幅に抑えることができるため、家計負担を抑えるとともに、地球環境の保護につなげることができる。
【００３１】
第５の発明によれば、身体を冷却する際に発生する熱を運転中には室内に放出させず、非運転時にこれを放出させることで冷房された室内の温度をマットレス運転によって上昇させないための簡易な手段を提供するもので、マットレス本体とは空気循環通路を介して別途設置される筐体内に温度調節ユニットおよび該ユニットからの排熱を貯蔵することが可能な貯蔵媒体の収納手段を設け、運転中には排熱を貯蔵媒体に貯蔵し、非運転時にその貯蔵した熱を外気に放出することを可能とする。
【００３２】
また、第６の発明によれば、季節および日内の急激な気温変動があった場合にも、その気温を検知し、温度調節マットレス上の温度が常に安全な温度範囲になるように温度調節ユニットが自動的に運転されるため、環境温度検知機能や、体温調節が機能が衰えた高齢者や、体温調節が不自由なひとびとに対しても常に安全な睡眠環境を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る温度調節マットレスの第１実施例の構成をマットレス状に横たわる身体と共に模式的に示す分解図である。
【図２】第１実施例の支持手段の概略構成を示す模式的な斜視図である。
【図３Ａ】第１実施例の身体熱交換層の構成を模式的に示す斜視図である。
【図３Ｂ】第１実施例の身体熱交換層の構成を模式的に示す断面図である。
【図４】第１実施例の風量均一化手段の構成を模式的に示す斜視図である。
【図５Ａ】第１実施例での整流手段の構造と動作を模式的に示す斜視図である。
【図５Ｂ】第１実施例での整流手段の動作を示す平面図である。
【図６Ａ】第１実施例の空気通路の構成を示す模式的な斜視図である。
【図６Ｂ】空気通路の他の構成例を示す模式的な斜視図である。
【図７Ａ】第１実施例の温度調節ユニットの部品構成を模式的に示す斜視図である。
【図７Ｂ】第１実施例の温度調節ユニットの動作を模式的に示す断面図である。
【図７Ｃ】第１実施例の温度調節ユニット内の空気流通を模式的に示す平面図である。
【図７Ｄ】温度調節ユニットの他の構成例を模式的に示す斜視図である。
【図７Ｅ】第１実施例の温度調節ユニットの変形例を説明する平面図である。
【図７Ｆ】第１実施例の温度調節ユニットの他の変形例を説明する断面図である。
【図８】本発明に係る温度調節ユニットの換気、湿気の除去方法を説明する図である。
【図９】本発明に係る温度調節ユニットの換気機構の構成を説明する斜視図である。
【図１０Ａ】本発明に係る温度調節マットレスの第２実施例の構成を模式的に示す分解図である。
【図１０Ｂ】第２実施例での接続ユニットの構成を模式的に示す分解図である。
【図１０Ｃ】第２実施例でのマットレス内での空気の流通を模式的に示す分解図である。
【図１１Ａ】第１実施例の変形例を模式的に示す斜視図である。
【図１１Ｂ】第１実施例の変形例を模式的に示す断面図である。
【図１２Ａ】本発明に係る温度調節マットレスの第３実施例の構成を模式的に示す平面図である。
【図１２Ｂ】第３実施例での蓄熱及び排熱換気方法を模式的に示す説明図である。
【図１３】第４実施例での気温検知及び気温連動自動運転方法を模式的に示す説明図である。
【図１４】従来提案された温度調節マットレスの一例を説明するための模式的な斜視図である。
【図１５】従来提案された温度調節ユニットの一例を説明するための模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に本発明に係る温度調節マットレスの実施の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３５】
図１には温度調節マットレスの第１実施例の構成が模式的な分解図によって示されている。図に示すようにマットレス１００は、マットレス本体をカバー材としてのマットレスカバー５で覆うことによって構成され、図示の例では、マットレス本体（マットレスカバー５によって覆われる層の全体）は、マットレス支持手段１２と、風量均一化手段１３と、身体熱交換層３との積層体によって形成されている。例えば、下からウレタンフォームや、ポリエステル繊維を切断・圧縮・接合して所定の硬度、形状に構成した硬綿からなるマットレス支持手段１２と、マットレス上に横たわるからだを、所定温度に冷却或いは加温する空気を供給するための空気通路４と、この空気をからだの幅方向にほぼ均一に吹出させるために所定の穴サイズ、形状に配置して構成する風量均一化手段１３と、この循環空気をからだの下で流通させるための身体熱交換層３と、所定温度に調節された空気を直接からだにあてることなくからだと身体熱交換層３の中の空気との熱交換を行うためのマットレスカバー５から構成される。ここで、それぞれの構成要素を詳細に説明する。
【００３６】
マットレス支持手段１２は、マットレスを所定の硬度、形状に保ち、また、内部空気を循環させるための空気通路４を形成し、また、温度調節ユニット２を所定位置に固定するためのもので、図２においては、最下部の支持手段基材１４と、温度調節ユニット２を固定し、空気流通路４を形成するための支持手段形成材１５から構成される。これらは、ポリエステル綿を圧縮した中芯にさらに綿やポリエステルなどからなる硬綿などのシート材料で構成され、運送や収納時の折りたたみが可能にするため、当該折りたたみの折れ目となる部分を圧縮して、或いは一部分を削ってへこませるなどによりマットレス支持手段１２の屈曲を容易にされている。
【００３７】
具体例として、支持手段形成材１５は上記同様に硬綿や、ポリエチレン発泡シートなどで構成され、温度調節ユニット２から供給される空気を身体熱交換層３に導くチューブ（空気通路４を構成するチューブ）などを固定するための空気流通路４の溝と、図中破線で示す温度調節ユニット２をマットレスに気密に装着するための温度調節ユニット装着部５７を支持手段形成材１５に切削や接着剤などで加工して構成される。また、マットレスを柔軟に折りたたみ収納しやすくするため、必要に応じて屈曲可能部１６を有する。
【００３８】
もちろん、マットレス支持手段１２が、硬綿や、軟質ウレタンフォームなど、素材自体が十分に変形可能な材料で構成されている場合や、マットレスが薄い場合には、つまり、マットレス支持手段１２が柔軟材により構成されている場合には、屈曲可能部１６として特にへこみ部を設けなくてもよい。さらに温度調節ユニット２を固定するために、例えば紐、或いは布などの温度調節ユニット固定手段１７が設けられている。もちろん、温度調節ユニット固定手段１７は必ずしも温度調節ユニット２の上方である必要はなく、側面や下部に取り付けてもよい。
【００３９】
図３Ａは身体の下にあって温度調節ユニット２からの循環空気が流通し、身体と熱交換するための身体熱交換層３の構成を示したものであり、身体熱交換層３は通気性繊維層（通気性繊維１８の層）によって形成されている。図の通気性繊維１８は、幅がマットレス（マットレス本体）の幅とほぼ同じ程度にとられ、通気性の高い厚さ２０〜３０ｍｍ程度のポリエステルや、ポリプロピレンなどを三次元状の平面板状に形成された合成繊維の、上面と外周面が布等の上面カバー２１で覆われ、下面は布等の下面カバー１９で覆って構成されている。すなわち、通気性繊維１８は上面カバー２１と下面カバー１９とによって形成された袋内に収容された形態と成している。
【００４０】
身体熱交換層３は単一の板状の通気性繊維１８によって形成することも可能であるが、図３Ａの例では複数（図では３個）の通気性繊維１８を面状に配列配置して形成され、隣り合う通気性繊維１８の対向端面は上面カバー２１によって覆われておらず、一方側の通気性繊維１８から他方側の通気性繊維１８へ空気が円滑に流れるようにしてある。上面カバー２１を気密性の材料によって形成した場合には、当該上面カバー２１は通気性繊維１８を通る空気の通路壁として機能し、上面カバー２１を非気密性の材料によって形成し、マットレスカバー５を気密性の材料によって形成すれば、マットレスカバー５が通気性繊維１８を通る空気の通路壁として機能する。また、下面カバー１９を気密性の材料によって形成した場合には、当該下面カバー１９が通気性繊維１８を通る空気の通路の底面側の通路壁として機能し、下面カバー１９を非気密性の材料によって形成した場合には、風量均一化手段１３の基材の面がその底面側の通路壁として機能する。
【００４１】
このように、通気性繊維１８の通気性繊維層を通る空気は気密性の通路壁によって外部（外気）とは隔絶されて周縁部或いは上面からの空気の流入が実質的になく、マットレス内部を循環する温度調節された空気によってマットレス内部を一定温度に保持するようにしている。身体熱交換層３底部の身体熱交換層下面カバー１９には、マットレス支持手段１２の空気流通路４からの空気を導入し、また、温度調節ユニット２に戻すための吸引口２０Ａおよび開口２５Ａが設けられている。
【００４２】
図３Ｂは、複数の通気性繊維１８を身体熱交換層上面カバー２１、身体熱交換層下面カバー１９で覆った後の断面図である。図示のように通気性繊維１８は、上下両面が面状（平面状）を呈した平面板状のブロックの形態で形成され、複数配列された各隣り合うブロック同士が上下面のカバーで接続され、マットレスが電動ベッドに置かれて伸縮する際にも、矢印のように空気の流通が可能な構成となっている。なお、身体熱交換層３の屈曲可能部は必ずしも、身体熱交換層上面カバー２１、身体熱交換層下面カバー１９の一部で構成する必要はなく、例えば複数のひだを有するゴム状の接続部材を用いてもよい。さらに、身体横臥時に通気性繊維１８同士の接続部とその両側部分（図中のＡ）との硬度が異なるために違和感が生じることを防止するために、例えば接続部（図中Ｂ）の部分には、折り曲げ変形時に柔軟性があり硬度の低い同種の通気性繊維１８を入れてもよい。
【００４３】
図４は身体熱交換層３の下部に設けられる風量均一化手段１３であり、横臥する人の頭の下に位置する枕（図示せず）側には、厚さが１〜５ｍｍ程度の可撓性の高いウレタンフォームや、ブチルゴムなど、またはポリエステル織布や、フェルト、硬綿などの材料を基材とし、身体熱交換層３内の通気性繊維１８内を通過する空気量が身体の幅方向にほぼ均一になるように開口２５の位置や、サイズが決められる。また、風量均一化手段１３の足元側には循環空気吸引口２０が設けられ、温度調節ユニット２の吸引口２２に吸引流入する空気量を調節することができる。なお、開口２５の位置は身体熱交換層３の開口２５Ａ（図３Ａ参照）に一致させ、循環空気吸引口２０の位置は身体熱交換層の吸引口２０Ａ（図３Ａ参照）に一致させる。風量均一化手段１３を直接、身体熱交換層３に縫製や、紐等で取り付けることによって身体熱交換層下面カバー１９を省いてもよい。
【００４４】
図５Ａ及び図５Ｂは、通気性繊維層１８を複数に分割した場合のマットレス内部の通気性繊維層１８中の空気の流れ、すなわち、マットレス内部の温度の均一化方法及びそのときの空気の流れを模式的に示したものである。具体的には、幅が５ｃｍ〜１５ｃｍ程度の大きさの布、フェルトや軟質のゴム板など、マットレスに横臥した場合に異物感を与えない整流手段２３を、足元側の通気性繊維層１８内の所定位置に切欠いて設けた整流手段固定部２４に取り付ける。このように構成することによりマットレス内の空気が直接、循環空気吸引口２０に向かって入るのを妨げることで、図５Ｂの実線に示すようにマットレスの幅方向に空気流を広げることが可能となる。但し、整流手段２３の中央部を通る空気流、すなわちマットレスの中央部を流れる空気流が減少し、足元部においては温度均一性が保ちにくい場合には、整流手段２３の一部に開口部９０を設けて空気流を調節すればよい。
【００４５】
図６Ａは空気流通路４を示したものである。空気流通路４は、温度調節ユニット２から供給される温度調節された空気を枕下の内部に風量調節手段としての開口２５に導くものであり、例えば、軟質ポリ塩化ビニル樹脂や、ウレタン材料、または織布を縫製したものからなり、内部に空気を流通する開口部９１と、マットレス支持手段１２を折り曲げ可能にする屈曲可能部１６からなる。空気流通路４は、必ずしもこれに限らず、図６Ｂに示すように長手方向全体が蛇腹のホースであっても良い。また、空気流通路４は、必ずしも図６Ａ、６Ｂに示すようなホース状にした別途部品とする必要はなく、例えば図1に示すホース（空気通路４のホース）を固定するための空気通路４の溝自体を空気通路に用いてもよい。
【００４６】
図７Ａ，図７Ｂ，図７Ｃは換気及び水分除去の構成を備えた温度調節ユニット２を模式的に示したものであり、図７Ａは温度調節ユニット２全体を分解状態で示す斜視図、図７Ｂは、温度調節ユニット２を図７Ａ中のＡ−Ａ’面で切断した時の断面図、図７Ｃはケースふた１１を取った状態の温度調節ユニット２を上面から見た図であり、温度調節ユニット２高さ方向のほぼ中央に設けた隔壁手段２６上の部材は実線で、隔壁手段２６より下の部材を破線で表している。
【００４７】
まず、本温度調節ユニット２の構成を説明し、その後で動作を説明する。
【００４８】
温度調節ユニット２は、例えば図７Ａに示すようにケースふた１１とケース本体１０に分けられる。ケースふた１１にはマットレス内を循環する空気を吸引するための循環空気吸入口２２が設けられており、ケース本体１０は、マットレス内を循環する空気と排熱空気の混合を防ぐための板状の隔壁手段２６が設けられ、これを境界として上部スペース２７と下部スペース２８に分けられている。上部スペース２７には、循環ファン６、循環ヒートシンク８がネジなどの図示しない固定手段により隔壁手段２６、或いはケース本体１０に固定されている。また、循環ヒートシンク８から循環空気送風口３６の間には、板状の高吸水性樹脂からなる結露除去手段３５と、マットレス内を乾燥する場合など、必要に応じて上部スペース２７と下部スペース２８間の空気の流通を可能とする換気手段３４が隔壁手段２６に取り付けられている。
【００４９】
一方、下部スペース２８には排熱ヒートシンク９が、その空気流通の方向が循環ヒートシンク８を通過する空気流通の方向がほぼ直交するように配置されており、また、排熱ヒートシンク９と循環ヒートシンク８の間には熱交換素子２９が挟まれて配置されている。また、排熱ヒートシンク９にはポリイミドヒーター、シリコンゴムヒーターなどの加温によって排熱ヒートシンク９が結露を生ずることを防止するための結露防止手段９２が配設されている。なお、ここでは説明の容易化のため隔壁手段２６を板状として説明を行っているが必ずしも板状に限られることはない。
【００５０】
また同様に、循環ファン６、循環ヒートシンク８などを配置する隔壁手段２６より上のスペースを上部スペース２７、排熱ファン７、排熱ヒートシンク９などを配置する隔壁手段２６より下のスペースを下部スペース２８としているが、排熱ファン７、循環ファン６を上下逆にしても、さらには、図７Ｄに示すように、隔壁手段２６を図示しないヒートパイプなどと一体化したアルミ板などの熱伝導性基板として、熱交換素子２９を循環ヒートシンク８の下部に、また、結露防止手段９２を排熱ヒートシンク９の上に置くなど、一部分水平方向など位置をずらすことによって全体の高さを下げて薄型化を図っても良い。
【００５１】
次に、温度調節ユニット２の動作について図７Ａ，７Ｂ，７Ｃを用いて詳細に説明を行う。
【００５２】
循環ファン６は、密封されたマットレス内部で温度調節した空気を循環させるもので、循環ファン６の上部に設けられた循環空気吸引口２２からマットレス内の空気を吸引し、循環ヒートシンク８によって所定温度に制御した後、ケース前方の循環空気送風口３６からマットレス内に送るためのものである。マットレス内の空気温度の調節は図示しない温度センサーでマットレス内部温度を測定し、これを図示しない温度制御ユニットに設けたマイコンのメモリに登録された所定値（設定値）や、室内温度と比較し、所定温度（設定温度）になるように循環ヒートシンク８の下部に設けられたペルチェモジュールなどの熱交換素子２９に電流を印加して駆動することで行われる。なお、図１に示されるように、循環ファン６の送風口から送出された空気が、空気通路４、開口２５、身体熱交換層３、吸引口２０を順に経て循環ファン６の吸引口に戻る通路は空気の循環通路を構成している。
【００５３】
熱交換素子２９としてペルチェモジュールを用いて、冷却運転を行う場合には熱交換素子２９の上面の循環ヒートシンク８が冷却され、同時に循環ヒートシンク８を通過するマットレス内循環空気は冷却される。一方、循環ヒートシンク８の下面にある排熱ヒートシンク９は、循環ヒートシンク８を通過する空気から奪われた熱量、すなわち、からだ及び外気からマットレスカバー５を通して流入する熱量と、ペルチェモジュールを運転するために投入される運転電力の合計に相当する熱量を室内環境に放出する。
【００５４】
排熱ヒートシンク９はこの熱を室内環境に放出するための放熱手段であり、図７Ｃに示すように下部スペース２８に配置された排熱ファン７によりケース端部（図中下右端）の外気取入口３２から室内空気を吸引して、排熱空気流路Ａを通って排熱ヒートシンク９で熱交換を行い、排熱空気を、排熱空気流路Ｂ、排熱口３３を通して室内に放出する。なお、冷却運転時には、排熱ファンが運転されるが、排熱ファンの回転数は急速に上げた場合、突発的な騒音が生じて睡眠を妨げることがないように、徐々に上げる、すなわち、排熱ファンを運転することによる騒音レベルもすこしづつ上がるように運転することが、良好な睡眠環境の提供には好ましい。
【００５５】
一方、マットレス内を暖める場合には、循環ヒートシンク８をペルチェモジュールなどからなる熱交換素子２９で加温することが必要である。この場合にはペルチェモジュールへの通電方向を冷却時とは逆方向とすることで、循環ヒートシンク８の下部に取り付けられた熱交換素子２９の上面が加温され、同時に排熱ヒートシンク９は冷却される。例えば、室温が25℃の場合にマットレス内部を３５℃に加温すると、排熱ヒートシンク９の温度は１５℃近辺の温度になる。ところでこのように排熱ヒートシンク９が、室内環境温度より低くなると室内の空気に含まれた水分が露点以下になり、結露が生ずる。
【００５６】
通常、結露は大気に含まれる水分量が多い場合に顕著に生ずるが、問題となる結露は経験的には室内の空気温度より５℃低くなると多く発生することが多い。これを防ぐためには、排熱ヒートシンク９に導入される室内空気の湿度を下げ、かつ除湿装置を設けることも有効ではあるが、現実的にはコスト高になるため、排熱ヒートシンク９の温度を結露が生じない温度、すなわち、室内温度より５℃以上低くならないように制御することが好ましい。また、通常、温度調節マットレスなどでは、マットレス内にからだから発汗などで生ずる水分が浸入するがこの水分を放置するとマットレス内の清潔さが保てないため、数週間に一回低ドン頻度で水分を除去するための乾燥運転が行われる。この方法としては、４０〜４５℃にマットレス内空気温度を高めて、同時に循環空気の一部を排気することが行われる。具体的には、乾燥運転時には循環ヒートシンク８の温度は、室温が３２℃でも結露が生じない温度である２７℃以上となるように加温することが好ましい。これを実現する具体化手段として、排熱ヒートシンク９にポリイミドヒーター、シリコンゴムヒーターなどからなる結露防止手段９２を取り付け、排熱ヒートシンク９の温度が環境空気温度より多くとも５℃以上下がらないように運転制御を行うことが望ましい。また、加温運転時には排熱ファンは運転せず、騒音を下げることが望ましい。
【００５７】
図７Ｅ及び図７Ｆは換気及び水分除去の変形例の構成を示している。図７Ｅの温度調節ユニット２の構成は、図７Ａ、７Ｃ、７Ｄに示したものとほぼ同一であるが、下部スペース２８において排熱ヒートシンク９を通過する空気の向きが循環空気と同じ方向であることが異なる。図において実線の矢印で示したものは上部スペース２７における循環空気の流れ、破線の矢印で示したものは排熱空気の流れである。図のように、循環空気の流れは図７Ｂのものと同じであるが、排熱空気の流れは、図中ケース下端の左右に設けられた２基の排熱ファン７と２つの排熱口３３から室内に放出されている。この場合、室内空気は図中下端に設けられた外気取入口３２から吸引され、排熱ヒートシンク９を通過後にケース本体１０の先端（図では上端）で左右に分けられて室内に排出されている。なお、本例では説明の簡単化のために換気手段３４、結露除去手段３５を図示していない。
【００５８】
図７Ａ、７Ｃ、７Ｄ及び図８は、結露除去手段３５の構造及びその働きを説明する図である。循環ヒートシンク８と循環空気送風口３６間には、厚さが１〜３ｍｍ程度の親水性加工を施したポリエステルやポリアミドからなる板状の高吸水性樹脂からなる結露除去手段３５と、必要に応じて上部スペース２７と下部スペース２８間の空気の流通を可能とする換気手段３４が設けられている。このうち結露除去手段３５は、マットレス上の身体から汗などの形でマットレスカバーを通して侵入する水分を、通常運転時にマットレス内から除去するためのものであり、水分侵入により比較的高湿度になったマットレス内空気が、循環ヒートシンク９で冷却されて、液化した水を循環ヒートシンク９前に配置した高吸水性樹脂からなる結露除去手段３５で吸水し、重力によって結露除去手段３５の上部から下部に移行し、高濃度になった状態で、その裏面に排熱風をあてて室内空気に排出するものである。結露除去手段３５は、図７ＢのＡ部詳細図に示すように上部スペース２７、下部スペース２８間のそれぞれの空気の混合を防ぐための隔壁手段２６の一部分を切り欠いて貫通穴３７を形成し、この貫通穴部分に嵌めこまれている。
【００５９】
このように結露除去手段３５を構成することにより、通常運転時にからだ等からマットレス内に侵入する水分は、循環ヒートシンク８の前に配置された結露除去手段３５に吸収され、図８（ｂ）の平面図に示されるように結露除去手段３５中を板の下面に移動し、排熱ヒートシンク９から吹出される排熱風によってその水分を除去され、排熱口３３から室内へ排出する。なお、本例では結露除去手段３５を直角に折れ曲がるかぎ状に構成しているがこれに限らず、例えば循環ヒートシンク８の前面の隔壁手段２６の一部分に溝を構成し、板状の結露除去手段３５とつないでもよい。
【００６０】
次に換気手段３４について説明を行う。マットレス内の乾燥は通常運転では、前記結露防止手段３０を用いて行われるが、常時マットレスを使っている場合、たとえば、特に発汗の多い夏場や、積雪の多い冬には、マットレス内部がやや湿潤状態になることがある。換気手段３４はこのような場合にマットレス内の空気を室内空気と置き換えるために用いられるものである。具体的には換気手段３４は、４５℃以上の比較的高温で数時間かけて行う乾燥運転時に乾燥させながら、一部分の空気を少しづつ排気しながらマットレス内の空気を室内空気と置換する。以下にその構成及び動作について説明を行う。
【００６１】
図９は乾燥運転時の各部の動きを示したもので、通常運転時と異なるところは、図中循環ヒートシンク８の左に配置された換気手段３４の開閉動作がなされることである。乾燥運転時には図示のように、中央部に回転軸を持つ、例えば板状の換気手段３４が詳細を図示しないモーターや手動ハンドルによって構成される換気手段開閉機構３８によって断面図（図９（ａ））の矢印の方向に回転される。このように換気手段３４を回転させることによって循環ファン６から送られ循環ヒートシンク８によって高温にされた空気の一部分は（図中Ａの矢印）マットレス内に送風され、再び循環ファン６に戻される。
【００６２】
また、循環ファン６からマットレス内に送られた風の一部は隔壁手段２６の下方向に排出され（図中Ｂの矢印）、排熱口３３から放出されることでマットレスから放散された水蒸気を多く含む空気も除去される。同時に循環ファン６から隔壁手段２６の下方向に排出された空気とほぼ同量の空気は外気取入口３２から排熱空気通路Ａの左方に設けた外気導入口６５からマットレス内部が負圧にならないように自然に供給される。なお、板状の換気手段３４は通常運転時には外気導入口６５を押さえる構成であるため、通常運転時には室内空気等の外気はマットレス内部に入らない。
【００６３】
図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃは加速ファンに関する構成を示すものであり、温度調節ユニット２をマットレスとは別に設置するとともに、マットレス内の新たな送風手段である接続ファン４２を内蔵した接続ユニット３９をマットレスに装着し、この間を、吸引接続手段４３、送風接続手段４４を構成する可撓性のあるホース等で接続して循環を行うものである。
【実施例２】
【００６４】
図１０Ａは本発明に係る温度調節マットレスの第２の実施例の構成を模式的な分解図によって示したものである。
【００６５】
図の温度調節マットレス１００の構成要素のうち、第１実施例と同一の部分（同一符号の部分）は説明を簡略化又は省略し、異なる部分について詳細に説明を行う。マットレス支持手段１２は、第一の実施例における支持手段とほぼ同じであるが、装着する対象が温度調節ユニット２ではなく接続ユニット３９であることが異なる。空気供給手段、風量均一化手段１３、通気性繊維層１８、マットレスカバー５はほぼ同一の構成である。接続ユニット３９は、マットレス内の空気を温度調節ユニット２に導き、所定温度に温度調節した空気を再度マットレス内に導くための手段であり、その構成は、図１０Ｂに示すように、接続ユニットふた４０、接続ユニット本体４１からなる保護筐体内に接続ファン４２を設け、接続ファン４２を駆動することにより、マットレス内の空気を蛇腹の可撓性のホースからなる吸引接続手段４３を介して後述の温度調節ユニット２に導くものである。
【００６６】
本例の場合には、温度調節された空気は送風接続手段４４、接続ユニット３９を介してマットレス内に入る。なお、ここでは接続ユニット３９内を吸引・送風の双方向の空気が通過する構成としているが、特にケースを用いる必要はなく、マットレス内に直接接続ファン４２を設け、マットレスに直接、吸引接続手段４３、送風接続手段４４を接続してこれらの手段４３、４４と接続ファン４２とをマットレス内に設けた空気通路を介して連通させてもよい。
【００６７】
本例において接続ファン４２の主な役割は、内径が３〜５ｃｍ程度の筒状の吸引接続手段４３、送風接続手段４４の存在によって全空気流通路が延長され空気抵抗が増した状態でもマットレス内を循環する空気の速度を落とさないようにする手段であるが、この接続ユニット３９を入れることによって得られる新たな効果として、通気性繊維１８の層を通過する空気の流れを速くも遅くも調節することが可能となり、例えば冷房した部屋の中で風があたると涼感が増すと同様に、マットレスカバー５裏面での熱交換量の程度を接続ファン４２から出る風の速度を調節することにより可能に出来る。
【００６８】
すなわち、これまで、接続ファン４２を設けない場合に涼感を感じにくかった理由は、温度調節ユニット２から送風された空気の流速が、身体熱交換層３内と空気流通路４内では異なることに起因していた。具体的には、温度調節ユニット２からの空気は図１０Ｃにおける空気流通路４を通る間に減速され、更に開口（風量調節手段）２５の部位で横方向に広げられ、上方に向きを折り返すために更に流速が減少し、その結果、身体熱交換層３でマットレスカバー５にあたる空気の流速が落ち、その結果、身体との熱交換量が少なくなることに起因していたためである。
【００６９】
身体熱交換層３内での空気流速を高めるために挿入する新たな接続ファン（送風手段）４２の位置は身体熱交換層３内のいずれの位置にあってもよい。接続ユニット３９を配設する効果は、特に冷気運転の場合に大きい。したがって、例えば温度調節マットレスを、例えば、体温が上昇しがちのからだを冷やすために用いる場合には、マットレスとの接触面積が多い背中部分で通過風速が高まるように接続ユニット３９を枕下に設けると効果的である。
【００７０】
また、接続ユニット３９を設けた場合にはふとんが被って排熱口３３をふさぐ心配がないという利点も併せて得られる。接続ファン４２の使用例として、温度調節ユニット２をマットレスとは別置きにした場合で説明したが、例えば図１に示すマットレス端部に温度調節ユニット２を装着する場合でも、例えば枕下や、足元に接続ファン４９を設けて風量を調節することによって涼感や温感を高めることも出来る。なお、図１０Ｃは接続ユニット３９を用いた場合のマットレス内の空気の循環を示した図である。
【実施例３】
【００７１】
図１２Ａ、図１２Ｂ（ａ）、（ｂ）は、蓄熱に関する構成を備えた温度調節マットレスの第３実施例を示す。蓄熱以外の構成は第１実施例又は第２実施例と同じであるので、その共通構成部分の重複説明は省略する。本第３実施例では、睡眠時、冷却運転を行うときに室内に排出される熱量を一旦、温度調節ユニット２内に蓄熱し、朝昼など非睡眠時にこの蓄積した熱を放出するものである。図においてマットレス本体１、接続ユニット３９の構成は第二の実施例と同一であるため、説明を省略する。本実施例での温度調節ユニット２は、排熱口３３の構成が異なる。具体的には冷却媒体４８が室内の空気ではなく水などの比熱の大きな液体、または蓄熱材などの比熱の高い固体と比熱の大きな液体を中に収納する液糟４９が、また、排熱ファン７に換えて内部の液体を攪拌して均熱化する攪拌手段５０及び加温手段５１が設けられている。
【００７２】
液糟内の液は比熱の大きい水や、不凍水液が好ましく、その量は例えば夏場３０℃の環境下で快適な寝床内温度である２８℃を少なくとも３時間保持するために必要な１０Ｌ以上とすることが好ましい。図中の放熱手段５２は、例えば、０．５〜１ｍｍ厚さで幅４０ｍｍ長さ２００ｍｍ程度の銅やアルミの薄肉フィンを１００〜２００枚程度設けて構成されるラジエーターであり、また、断熱手段５３は例えば３〜５ｃｍウレタンフォームであり、筐体に設けた排熱口５６を開閉する開閉蓋部材５５の内側に取り付けて構成される。また、図中、加温手段５１は例えば投げ込み式のヒーターなどからなるが、これは熱交換素子２９をペルチェ素子として用い、さらに液量が少ない場合に、液が凍結することを防止するためのものである。液量が多い場合や不凍液などを用いる場合には特に必要ではない。
【００７３】
次に本例での運転時、停止時における動作を図１２Ｂ（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図１２Ｂ（ａ）は運転時の動作を示すものであり、図示しない循環空気導出手段によって外気取入口３２から導入された循環空気は切替弁５４、循環ヒートシンク８、送風接続手段４４、接続ユニット３９を通ってマットレス内を循環している。熱交換素子２９としてペルチェ素子を用いてマットレス内部空気を加温する場合には、図中熱交換素子２９の上部が加熱され、液糟内の液体が冷却され、マットレス内部空気を冷却する場合には、熱交換素子２９上部が冷却され、このときに身体などから奪った熱と熱交換素子２９を運転するために投入したエネルギーの和に等しい熱量が液糟内の液体に移動し、液糟内の液体の温度を上昇させる。
【００７４】
一般に、人体から放散される熱量は、運動や食事によって生ずるエネルギーとして成人男子では約１００Ｗであるが、睡眠中は運動などが極めて少なくなるため、呼吸も含めてからだから放散される熱量は約２０Ｗ程度である。一方、熱交換素子２９への投入電力は熱交換素子２９自体の熱効率にもよるが、おおむね２０〜４０Ｗ程度であるため、合計最大で６０Ｗ程度の熱量が液糟内に移動し液糟内部の液体の温度を上昇させる。なお、このときには筐体に開閉自在に取り付けて構成された開閉排熱口５６は閉じられており、内部の液糟からの熱は断熱手段５３により、ケース内から放散されないため、運転期間である夜間の睡眠中には室内には放散されない。
【００７５】
図１２Ｂ（ｂ）は例えば昼間の停止時の動作を示すものであり、排熱口５６を開けた状態を示している。この場合には、排熱口５６が開けられているため、運転によって上昇した液糟内の液からの熱は、ラジエーターなどで構成される放熱手段５２から室内に放散される。もちろん、液糟を例えば水道につないで１時間に１−２Ｌ程度の水を流して排熱ヒートシンクを冷却してもよい。このように構成することにより、冷却運転が必要な睡眠中、特に夏季の睡眠時には室内に熱
を出さないため、室内温度が排熱によって上昇するのを防止出来る。
【実施例４】
【００７６】
図１３（ａ）、（ｂ）は、気温連動自動運転に関する構成を備えた温度調節マットレスの第４実施例を示す。気温連動自動運転以外の構成は第１実施例又は第２実施例と同じであるので、その共通構成部分の重複説明は省略する。図１３（ａ）において、温度調節マットレス１００に装着される温度調節ユニット２の外装ケース上には、室内の気温を検知する気温検知手段５８が設けられており、温度調節ユニット２が通電されている常時、あるいは例えば睡眠を行う時間である午後１１時から朝８時ごろまでの間で周囲気温を検知している。気温検知手段５８は気温などの温度を計測する手段であればよく、例えばサーミスターや、熱電対などが好ましい。気温検知手段５８の取り付け位置は温度調節ユニット２の外周でなくても、温度調節マットレスの置かれている空間の気温を測定できればよく、例えばマットレス本体を載せるベッドや、室内の壁に取り付けてもよい。
【００７７】
図１３（ｂ）は、気温検知自動運転の方法の一例を説明するものであり、それぞれ暑熱期、寒冷期におけるその動作を示している。図において縦軸は温度を示し、横軸は経過時間である。また、Ａは温度運転上限界温度としての冷却運転開始最低温度を、Ｂは温度運転下限界温度としての加温運転開始最高温度を、Ａ〜Ｂの温度範囲は非運転温度域を示している。まず、図中左側の暑熱期での動作を説明する。気温が非運転温度域から上昇し、冷却運転開始最低温度を超えると自動的に冷却運転を行い（図中Ｃ点以降）、身体を冷却する。また、寒冷期には、気温がＢであらわされる加温運転開始最高温度を超えた場合には運転を停止し（図中Ｄ点以前とＥ点以降の期間）、逆にこの温度を下回った場合には（図中Ｄ点〜Ｅ点までの期間）、図示しない温度制御回路内のサンプル温度を所定値と比較する比較回路、マイコン制御回路を用いて、自動的に加温運転を行うものである。
【００７８】
この冷却運転開始最低温度としては具体的には、気温上昇によって身体から外気に対して熱放散が妨げられ、発汗が急増する温度である３０℃近辺の温度が、また、Ｂの加温運転開始最高温度は、食事活動や筋肉運動による産熱が殆どない睡眠中でも、身体組織、特に筋肉組織などが正常に働く最低温度である２４℃程度にとることが好ましいが、人体の安全性は肥満度や、年齢、性別によってそれぞれ異なるので運転開始温度は、それぞれの状況に合わせて補正してもよい。
【００７９】
なお、上記の各実施例では、通気性繊維層の幅（横幅）は長手方向の全区間にわたってマットレスや、マットレス本体の幅とほぼ等しくしたが必ずしも長手方向の全区間にわたってマットレスや、マットレス本体の幅とほぼ等しくしなくてもよい。ただし、その場合においても、マットレスの折り畳みの折れ目となる部位の幅（横幅）はマットレスや、マットレス本体の幅とほぼ等しくして、折り畳み易くする構成とすることが好ましい。ここで、ほぼ等しい幅とは目視的に同程度の幅を意味し、マットレス本体と同幅な場合を含むと共に多少の寸法ずれを許容する意である。
【変形例】
【００８０】
図１１Ａ、図１１Ｂは実施例１における変形例を示すものであり、ベッドの背中部分を手動、あるいはベッドに取り付けられたモーターなどで自在に上下運動ができるベッドにマットレスを一体的に取り付けた例を示している。温度調節ユニット２は図１１Ａに示すように、足元側端部に設けられ、温度調節ユニット２からの循環空気は、マットレス１００内部を通らず、マットレス下側に配設された蛇腹のホースからなる送風接続手段４４を通して、ベッドの足元側から枕下まで導かれている。なお、送風接続手段４４は図示しないひもなどの固定手段でベッド支持体６０に固定されている。
【００８１】
図１１Ｂの（ａ）は図１１Ａに示すＡ部の詳細を示したものである。図のように送風接続手段４４は、その先端部に設けられた固着手段６１によって、マットレス１００の裏面に固定されている。なお、本変形例の支持手段２は硬綿などの繊維を用いて構成せず、通気性繊維層１８に接触する側は硬綿などの比較的弾性の高い材料で構成し、ベッドフレーム側、すなわち、マットレスの下側は木板などを用いる複層で構成して、固着手段４４をねじによって止めることを可能としている。
【００８２】
図１１Ｂの（ｂ）は図１１Ａに示すＢ部の詳細を示したものである。図のように温度調節ユニット２は、木や、ステンレスなどからなるベッド支持体６０に図示しないねじを用いてアングルなどの固着手段６１によって固定されており図中左側の先端部は内径が３〜５ｃｍ程度の送風接続手段４４と接続され、マットレスの下部の温度調節ユニット装着部５７に嵌め込む構成をとる。なお、図示していないが開口部周囲に周囲環境から塵埃などが入らないように布やゴムなどの可撓性材料で、ベッド支持体６０とマットレス１００を接続すればよい。さらに、本変形例では温度調節ユニット２及び送風接続手段４４をベッド支持体６０に取り付けているが、マットレス１００の下側にとりつけてもよい。
【００８３】
電動ベッドなどに対応した本変形例の構成をとることによって得られる他の効果として、温度調節ユニット２の排熱口３３をベッドの下部に向けて配置することが可能となるため、冷却運転時にマットレスから放出される排熱をベッド下部に放出でき、また、温度調節ユニット２の固定がより確実になる。なお、なお、本例では説明を簡略化のためベッドの可動部分に関する機構などは図示していない。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
温度調節が望まれる、睡眠用、非睡眠用、医療用、業務用、家庭用等の様々な用途のマットレスに適用できる。
【符号の説明】
【００８５】
２    温度調節ユニット
３    身体熱交換層
４    空気通路
５    マットレスカバー（カバー材）
１６  屈曲可能部
１８  通気性繊維（通気性繊維層）
２９  熱交換素子
３０、３４  換気手段
３５  結露除去手段
９２  結露除去手段
１００  マットレス
【図１】
2010200795.tif 000003
【図２】
2010200795.tif 000004
【図３Ａ】
2010200795.tif 000005
【図３Ｂ】
2010200795.tif 000006
【図４】
2010200795.tif 000007
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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