(57)【要約】【課題】圧力を検知した部位において、該圧力に応じた応力を付与することが可能で、かつ利用者の体形等によらず優れたフィット感を得ることが可能な寝具を提供すること。【解決手段】利用者の身体と接するマット２を備えた寝具であって、マット２の利用者と接する面からマット２の厚さ方向において、利用者からの圧力を感知可能な領域内に、該圧力に応じた応力を発生する複数のソフトアクチュエータ素子３が、マット２の面内の全域あるいは局所に、相対的に離散して配置されていること。【選択図】図１
2010042078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者の身体と接するマットを備えた寝具であって、
前記マットの利用者と接する面から前記マットの厚さ方向において、前記利用者からの圧力を感知可能な領域内に、該圧力に応じた応力を発生する複数のソフトアクチュエータ素子が、前記マットの面内の全域あるいは局所に、相対的に離散して配置されていることを特徴とする寝具。
【請求項２】
前記マットにおいて、前記ソフトアクチュエータ素子の配置は、マトリクス状であることを特徴とする請求項１に記載の寝具。
【請求項３】
前記ソフトアクチュエータ素子は、誘電エラストマーと、該誘電エラストマーの両側に配された対向電極とからなることを特徴とする請求項１または２に記載の寝具。
【請求項４】
前記ソフトアクチュエータ素子は、イオン交換膜と、該イオン交換膜の両側に配された対向電極とからなることを特徴とする請求項１または２に記際の寝具。
【請求項５】
前記ソフトアクチュエータ素子は、電解質と、前記電解質の一面に配された導電性ポリマーと、前記電解質の他面に配された電極とからなることを特徴とする請求項１または２に記載の寝具。
【請求項６】
外部からの圧力による前記ソフトアクチュエータ素子の電位容量の変化を検知する電位容量測定器、前記電位容量の変化に応じて前記ソフトアクチュエータ素子に加える応力を算出するコンピュータ、前記ソフトアクチュエータ素子に応力を付与するための電源、及び前記ソフトアクチュエータ素子への電気的信号の入出力の切り替えを行うスイッチング回路、からなる制御装置と各前記ソフトアクチュエータ素子とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の寝具。
【請求項７】
任意の時間ごとに外部からの圧力を感知し、該圧力に応じた応力を前記ソフトアクチュエータ素子に発生させることを特徴とする請求項６に記載の寝具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は寝具に係り、より詳しくは、利用者からの圧力を検知した部位において、該圧力に応じた応力を利用者に付与することが可能で、フィット感に優れた寝具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の寝具には、床ずれ防止、マッサージ機能、就寝時の快適性などを目的として、加圧装置が配され、身体に対して何らかの圧力を加える類の寝具がある。
【０００３】
例えば特許文献１には、床ずれやむくみなどを防止する目的として、ベッドマットの中に押圧用のピンがアレイ状に配置されたベッドが開示されている。このベッドは、アクチュエータ素子でピンをストロークさせ、利用者の身体を押圧するものである。アクチュエータ素子としては、ＰＺＴなどの圧電性セラミックス、電磁モーター、空気圧、油圧などを使い、ピンは独立して駆動できるように構成されている。
また、特許文献２や特許文献３には、床ずれやむくみなどを防止する目的として、ベッドマットの中にベローズなどのエアーアクチュエータ素子がアレイ状に配置されたベッドや、エアークッションが配されたベッドが開示されている。これらのベッドでは、ベローズやエアークッションは独立して駆動させることができ、利用者の身体を押圧する構成となっている。
さらに特許文献４には、ゴムやナイロン糸を用いたベッドが開示されている。このベッドでは、身体に及ぼされる応力を調整することができ、柔らかく安全で、静かである。
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に開示されたベッドでは、アクチュエータ素子が強固であり、大きな力が発生する。そのため、仮に装置が誤動作した場合、身体が挟まれて抜けなくなる、怪我をするなどの虞がある。また、ピンがストロークする構造なので、ベッドの厚さが厚くなってしまう。
また、上述した特許文献２及び特許文献３に開示されたベッドはエアー駆動のため、エアーの排気音やエアーコンプレッサーの駆動音など騒音が生じる。また、エアーコンプレッサーからは水が排出されるため、排水の処理が必要とされる。
上述した特許文献４に開示されたベッドでは、応力を及ぼす機構をマトリクス状に配置することが困難な構成となっているため、身体の各部位に対して、利用者の好きなタイミングで心地よい応力付与ができないという問題がある。
さらに、上述した特許文献１〜４に開示されたベッドでは、アクチュエータ素子とは別に圧力センサを有するため、圧力をセンシングする部位と身体に応力を付与する部位とが異なり、利用者が思ったところに適切な応力を付与することが困難である。また、アクチュエータ素子と応力センサの両者が必要であるため、コストが高くなり、更にベッドマットにマトリクスを構成する際に、実装密度が低下するといった問題が生じていた。
【特許文献１】特開２００５−２０４９４５号公報
【特許文献２】特開２００４−２４２９３０号公報
【特許文献３】特開平５−３３７０２１号公報
【特許文献４】特公平６−６９４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、圧力を検知した部位において、該圧力に応じた応力を付与することが可能で、かつ利用者の体形等によらず優れたフィット感を得ることが可能な寝具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に記載の寝具は、利用者の身体と接するマットを備えた寝具であって、前記マットの利用者と接する面から前記マットの厚さ方向において、前記利用者からの圧力を感知可能な領域内に、該圧力に応じた応力を発生する複数のソフトアクチュエータ素子が、前記マットの面内の全域あるいは局所に、相対的に離散して配置されていることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の寝具は、請求項１において、前記マットにおいて、前記ソフトアクチュエータ素子の配置は、マトリクス状であることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の寝具は、請求項２において、前記ソフトアクチュエータ素子は、誘電エラストマーと、該誘電エラストマーの両側に配された対向電極とからなることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の寝具は、請求項２において、前記ソフトアクチュエータ素子は、イオン交換膜と、該イオン交換膜の両側に配された対向電極とからなることを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の寝具は、請求項２において、前記ソフトアクチュエータ素子は、電解質と、前記電解質の一面に配された導電性ポリマーと、前記電解質の他面に配された電極とからなることを特徴とする。
本発明の請求項６に記載の寝具は、請求項１ないし５のいずれかにおいて、外部からの圧力による前記ソフトアクチュエータ素子の電位容量の変化を検知する電位容量測定器、前記電位容量の変化に応じて前記ソフトアクチュエータ素子に加える応力を算出するコンピュータ、前記ソフトアクチュエータ素子に応力を付与するための電源、及び前記ソフトアクチュエータ素子への電気的信号の入出力の切り替えを行うスイッチング回路、からなる制御装置と各前記ソフトアクチュエータ素子とが電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の請求項７に記載の寝具は、請求項６において、任意の時間ごとに外部からの圧力を感知し、該圧力に応じた応力を前記ソフトアクチュエータ素子に発生させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の寝具によれば、ソフトアクチュエータ素子が利用者からの圧力を検知すると共に、該圧力に応じた応力を発生させることができる。したがって、利用者の体形や動きに合わせて適切な箇所に応力を付与することができ、利用者に優れたフィット感を与えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を、図面を参照して詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０００９】
＜第１実施形態＞
図１（ａ）は、本発明の寝具１０を模式的に示した断面図である。
本発明の寝具１０は、下部マット１と、下部マット１上に設けられ、利用者１１の身体と接する上部マット２とから概略構成されている。また、上部マット２は、利用者１１と接する面２ａから下部マット１方向（上部マット２の厚さ方向）において、利用者１１からの圧力を感知可能な領域内に、該圧力に応じた応力を発生する複数のソフトアクチュエータ素子３が、上部マット２の面内の全域あるいは局所に、相対的に離散して配置されている。以下、本発明の寝具１０について詳細に説明する。
なお、図１では、ソフトアクチュエータ素子３が上部マット２の面内において、全域にマトリクス状に配置された一例を示している。また、必ずしも下部マット１と上部マット２とからなる必要はなく、上部マット２のみから構成されていてもよい。
【００１０】
本発明の寝具１０とは、敷蒲団若しくはベッド用敷マットのようなシート状の敷物寝具である。本発明の寝具は、一般的に用いられる上記寝具のほか、医療用の寝具あるいは寝袋の底面部として用いることができる。
【００１１】
下部マット１としては、通常、敷蒲団若しくはベッド用敷マットのようなシート状の敷物寝具で用いられているものであれば得に限定されるものではなく、例えばウレタンシートやエアーマット、綿布団、ウールの布団等が挙げられる。または、ソフトアクチュエータ素子３で発生した応力が、利用者１１に効率的に加えられるように、木製などの硬質のものを用いることもできる。
【００１２】
上部マット２は、利用者の身体と接する部分であり、例えばウレタン、綿、ウール、紙、ポリエステル、シルク等からなる。該上部マット２中には、利用者１１からの圧力を感知可能な領域内に複数のソフトアクチュエータ素子３が相対的に離散して埋め込むように配置されている。ここで、利用者１１からの圧力を検知可能な領域とは、利用者１１が上部マット２に乗った際に、ソフトアクチュエータ素子３の電位が変化する程度に該ソフトアクチュエータ素子３に変形が生じる領域であり、適用するソフトアクチュエータ素子３や上部マット２を構成する材料によって適宜調節することができる。
なお、上部マット２は、例えば寝具１０を被包するシーツ等の通気性生地（図中、非表示）を介して利用者１１と接していてもよいし、各ソフトアクチュエータ素子３を包装体で覆い、それぞれを横方向に接続して上部マット２とすることもできる。
図１において、上部マット２はソフトアクチュエータ素子３と同様にマトリクス状に分割してなるものが記載されているが、特にこの構造に限定されるものではなく、１枚のシート状であってもよいし、例えば頭部、体幹部、脚部と３分割されたものであってもよい。
【００１３】
ソフトアクチュエータ素子３は、１つの例として、利用者からの圧力を感知し、該圧力に応じた応力を発生するもので、受動的柔軟性（Passive flexibility）を有し、化学エネルギーや電気エネルギー等の物理エネルギーを駆動力とした導電性高分子アクチュエータ素子である。各ソフトアクチュエータ素子３同士は、相対的に離散して（離間して）上部マット２に配置されている。
ソフトアクチュエータ素子３の形状は特に限定されるものではなく、例えば円柱状のほか、四角柱等の多角柱状などが挙げられる。大きさは、感知する圧力や発生させる応力に応じて適宜変更できるが、例えば幅、厚さともに数ｃｍ程度の大きさのものを適用できる。
【００１４】
ソフトアクチュエータ素子３としては、例えば誘電エラストマーと、誘電エラストマーの両側に配された対向電極とからなるもの、イオン交換膜と、イオン交換膜の両側に配された対向電極とからなるもの、または電解質と、前記電解質の一面に配された導電性ポリマーと、前記電解質の他面に配された電極とからなるもの等が挙げられる。これらの具体例については後述する。
【００１５】
従来では、上述したように圧力の感知と応力の発生とはそれぞれ別の部材で行っていたが、本発明においては、同一のソフトアクチュエータ素子３により圧力の感知と応力の発生とを行うため、低コスト化を図ることができる。更に、圧力を感知する部位と身体に応力を付与する部位が同一であるため、利用者が思ったところに適切な応力を付与することができ、フィット感に優れた寝具を得ることができる。また、ソフトアクチュエータ素子３自体が軽量であるため、ソフトアクチュエータ素子３を複数配置した際でも、過度に上部マット２が重くなることがなく、取り扱い性に優れた寝具を得ることができる。また、ソフトアクチュエータ素子３自体が高分子で構成されているため、柔らかく感触がよいという利点を有する。
【００１６】
ソフトアクチュエータ素子３ではなく、従来のように例えばＰＺＴなどのセラミックスアクチュエータ素子や、電磁モーターなどを応力発生源に用いた場合、これらのアクチュエータ素子は強力な応力を発生し、なおかつ素子自体が強固であるため、万が一、セラミックスアクチュエータ素子や電磁モーターなどが暴走した場合、身体がありえない方向に曲げられたり、身体が挟まれて抜けなくなる虞がある。また、エアークッションを用い場合は、エアーの脱気音がうるさく、快適さにかける。また、エアーコンプレッサーを用いるため、直近に該エアーコンプレッサーがある場合動作音がうるさく、遠くにエアーコンプレッサーを置いたとすると、配管を延ばす必要があり、エアークッションの動作が乱雑となる虞がある。
本発明のようにソフトアクチュエータ素子を用いた場合では、仮にソフトアクチュエータ素子３自体が暴走して身体が不意の方向に曲げられた場合であっても、身体に負担をしいる応力よりも、ソフトアクチュエータ素子３を構成する高分子の方が降伏応力が低いため、身体が痛む前にソフトアクチュエータ素子３自体が降伏し、利用者の身体に負担をかける虞がない。さらに、ソフトアクチュエータ素子３は駆動させても動作音が出ないため、ベッドなどの寝具に最適である。
【００１７】
ソフトアクチュエータ素子３は、図１に示すように上部マット２面内において全域に配置されてもよいし、局所的に配置されてもよい。
ソフトアクチュエータ素子３が上部マット２の全域に配置されることで、利用者１１の身体の各部位により加えられた圧力に対し、適度な応力を発生して利用者１１に加えられるため、フィット感のよい寝具を得ることができる。この際、ソフトアクチュエータ素子３を配置する位置によってその大きさや形状を変化させてもよい。例えば、頭部や臀部、肩部周辺など大きな圧力が加わる箇所には大きめあるいは厚さの厚い作動力の大きなソフトアクチュエータ素子３を配置することができる。
【００１８】
一方、上部マット２面内に局所的にソフトアクチュエータ素子３を配置することで、本発明の寝具１０の低コスト化を図ることができる。この場合、身体の一部に疾患を有した利用者に最適である。具体的には、例えば腰にヘルニアを疾病した利用者にあっては、上部マット２において、利用者の腰及びその近傍と接する部位にのみソフトアクチュエータ素子３を配置することで、睡眠中などの際に疾患部位に的確な応力付与を行うことができる。そのため、患部に余計な力が加わることが抑制され、痛みの低減を図ること、及び疾病からの回復を補助することが可能となる。
【００１９】
本発明の寝具１０において、ソフトアクチュエータ素子３の配置は、マトリクス状であることが好ましい。特に本発明においては、同一のソフトアクチュエータ素子３により圧力のセンシングと応力の発生とを行うため、上部マット２にマトリクスを構成する際に高密度化を図ることができる。そのため、身体の各部位に対してより的確な応力付与を行うことができ、フィット感により優れた寝具１０を得ることができる。ソフトアクチュエータ素子３の配置がマトリクス状である場合、例えばその密度は、４〜９個／１００ｃｍ２程度である。
【００２０】
図１（ｂ）は、寝具１０に利用者１１が仰向けに寝た時の様子を模式的に示した図であり、図１（ｃ）は、ソフトアクチュエータ素子３によって利用者１１の姿勢が最適となるように応力が付与された状態を模式的に示した図である。
利用者１１の身体の部位によって重量が異なり、また、凹凸があるため、寝具１０にかかる圧力は、図１（ｂ）に示すように、上部マット２面内で大きく差がある。そのため、身体の各部位の重量に応じて沈み込んだ状態となる。
本発明の寝具１０においては、図１（ｂ）でソフトアクチュエータ素子３に加わった圧力に対応した応力を利用者１１に付与することで、図１（ｃ）に示すように、利用者１１の全身にかかる圧力が一定となり、脊椎が自然なＳ字曲線を描くような姿勢で睡眠をとることが可能となる。そのため、睡眠時における疲労回復効果の向上が図れる。特に、睡眠中に利用者１１が寝返りを打った際であっても、利用者１１の身体の位置の変化をソフトアクチュエータ素子３に加わる圧力変化により検知し、該圧力変化に適した応力を利用者に付与することができる。したがって、寝具１０上における利用者の位置によらず、最適なフィット感を与えることができ、睡眠時における疲労回復効果の向上がより一層図れる。
更に、睡眠中に頭部１１ａや臀部１１ｂ、肩部１１ｃ等の局所に力が加わることが大幅に低減されるため、肩部１１ｃや頸部１１ｄ、臀部１１ｂのこりを低減することができる。
また、リウマチやヘルニア等を疾患している利用者であっても、疾患部位に不要な力が加わることがなく、快適な睡眠を得ることができる。
【００２１】
図２は、誘電エラストマー３１と、誘電エラストマー３１の両側３１ａ、３１ｂに配された対向電極３２，３３とからなるソフトアクチュエータ素子３Ａを模式的に示した図である。図２（ａ）は圧力が作用していない通常の状態のソフトアクチュエータ素子であり、図２（ｂ）は、圧力が加わり、圧縮された状態のソフトアクチュエータ素子２を模式的に示したものである。また、図２（ｃ）は、作用機序を模式的に示した図である。
外部からの圧力を受け、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように対向電極３２，３３間の距離が変化することで電位容量が変化する。この電位容量の変化を測定することでソフトアクチュエータ素子３Ａは圧力を検知することができる。また、応力の発生に関しては、対向電極３２，３３に通電することによって生じるクーロン力によって応力を発生することができる。
【００２２】
この誘電エラストマー３１としては、例えば、シリコン、アクリル、ウレタンなどが挙げられる。またその厚さは、検知する圧力の大きさや発生させる応力等に応じて適宜調節できる。例えば誘電エラストマー３１としてアクリルを用いた場合では、４００％の歪みと約８ＭＰａの応力を得ることができる。
また対向電極３２，３３としては、特に限定されるものではなく従来公知なものを用いることができ、例えば銅や銅を含んだ合金などが挙げられる。
【００２３】
電解質が必要なソフトアクチュエータ素子では、電解質は液体であることが多く、該電解質を封止するための構造が必要となり、コストが高くなってしまう。また、該封止構造は繰り返しの可動により劣化し、損傷が生じる虞があるため、信頼性が低下する虞がある。誘電エラストマー３１と対向電極３２，３３とを用いた場合では、電解質を必要としないため、コストを低減することが出来るとともに、繰り返し使用した際の信頼性の向上を図ることができる。特に、寝具１０にはかなりの回数の繰り返しが生じるため、信頼性を高くしておくことは、非常に有用である。
【００２４】
また、図３に示すように、誘電エラストマー３１の両側３１ａ、３１ｂに加え、側面３１ｃ、３１ｄにも電極３０ｃ、３０ｄを配することもできる。この際、ソフトアクチュエータ素子に加わった圧力の検知には、対向電極３２，３３を用い、応力の発生には電極３０ｃ、３０ｄを用いる。すなわち、対向電極３２，３３間の距離が変化したことによる電位容量の変化からソフトアクチュエータ素子に生じた圧力を検知し、該圧力に応じて電極３０ｃ，３０ｄに通電することで、応力を発生させることができる。電極３０ｃ，３０ｄに通電した場合、電極３０ａ，３０ｂの水平方向の方が、電極３１，３２の水平方向と比べ、誘電エラストマー３１の伸長は大きいため、より大きな応力を発生させることができる。なお、電極３０ｃ、３０ｄは、伸縮に耐えるように折れ線状などに加工しておくことができる。
【００２５】
図４（ａ）は、イオン交換膜３４と、イオン交換膜３４の両側に配された対向電極３２，３３とからなるソフトアクチュエータ素子３Ｂを模式的に示した図であり、図４（ｂ）はその作用機序を模式的に示した図である。
イオン交換膜３４はイオン交換樹脂からなり、その厚さは、検知する圧力の大きさや発生させる応力等に応じて適宜調節できる。誘電エラストマー３１と同様に外部からの圧力を受けイオン交換膜３４が圧縮し、対向電極２２，２３間の距離が変化することで電位容量が変化し、この電位容量の変化を測定することで圧力を検知することができる。応力の発生に関しては、図４（ｂ）に示すように、イオン交換膜３４に電圧をかけると、イオン交換膜３４内のイオン４１，４２及び高分子電解質４３は、イオン４１，４２の電荷に応じて対向電極３２あるいは対向電極３３の方向に移動する。その際に、イオン４１，４２にひきずられて水分子４４も移動するため、イオン交換膜３４の部分的な膨潤、膨張が起こり、応力が発生する。
【００２６】
このようなイオン交換膜３４としては、陽イオン交換樹脂、及び陰イオン交換樹脂のどちらも適用することが可能である。例えば、スチレン系やアクリル系のものが挙げられる。より具体的には、例えばスチレン・ジビニルベンゼンの共重合体からなる母体をもつものや、アクリル酸・ジビニルベンゼンの共重合体からなる母体をもつもの、ポリエチレンやフッ素樹脂などにスルホン酸基やカルボキシル基などの親水性官能基を導入したもの、などが挙げられる。
また対向電極３２，３３としては、特に限定されるものではなく従来公知なものを用いることができ、例えば銅や銅を含んだ合金などが挙げられる。
【００２７】
この方式のソフトアクチュエータ素子は、直流１．５Ｖ程度の小さな電圧で駆動することができるので、本発明の寝具１０に用いた際に、安全であるという利点がある。
【００２８】
図５（ａ）は、電解質３５と、電解質３５の一面３５ａに配された導電性ポリマー３６と、電解質３５の他面３５ｂに配された電極３７とからなるソフトアクチュエータ素子３Ｃを模式的に示した図であり、図５（ｂ）はその作用機序を模式的に示した図である。
誘電エラストマー３１と同様に外部からの圧力を受け電解質３５が圧縮し、導電性ポリマー３６と電極３７との間の距離が変化することで電位容量が変化し、この電位容量の変化を測定することで圧力を検知することができる。応力の発生に関しては、図５（ｂ）に示すように、導電性ポリマー３６に電圧を印加すると、導電性ポリマー３６に電解質３５中の陰イオン５１（あるいは陽イオン５２）の侵入もしくは脱離が起こり、体積が変化して応力が発生する。イオンの侵入、脱離の際に、水分子を伴って該イオンが侵入、脱離したり、酸化・還元反応を伴ったりする場合もある。なお、図４（ｂ）は、電解質３５中の陰イオン５１が導電性ポリマー３５に侵入した際の様子を模式的に示したものである。
【００２９】
この導電性ポリマー３６としては、例えば、ポリピロール、ポリアニリン、などが挙げられる。
また電極３７としては、特に限定されるものではなく従来公知なものを用いることができ、例えば銅や銅を含んだ合金などが挙げられる。
【００３０】
導電性ポリマー３６を用いたソフトアクチュエータ素子３を本発明の寝具１０に適用した場合では、ソフトアクチュエータ素子がある形状に変化した後は、印加電圧を解除しても形状が保持されるという特徴があり、低消費電力で駆動できるという利点がある。
【００３１】
なお、上部マット２の位置（利用者の身体の各部位）に応じて、上記誘電エラストマー３１と誘電エラストマー３１の両側に配された対向電極３２，３３とからなるソフトアクチュエータ素子３Ａ、イオン交換膜３４とイオン交換膜３４の両側に配された対向電極３２，３３とからなるソフトアクチュエータ素子３Ｂ、または電解質３５と、電解質３５の一面３５ａに配された導電性ポリマー３６と、電解質３５の他面３５ｂに配された電極３７とからなるソフトアクチュエータ素子３Ｃをそれぞれ使い分けることもできる。例えば、応力の変化が比較的少ない脚などの部分では、低消費電力で駆動できる導電性ポリマー３６を用いたソフトアクチュエータ素子３Ｃを配置し、大きな応力が繰り返し加わる臀部には、信頼性に優れた誘電エラストマー３１を用いたソフトアクチュエータ素子３Ａを配置し、頭部には、低電力で安全性に優れたイオン交換膜３４を用いたソフトアクチュエータ素子３Ｂを配置する。このように利用者の身体の各部位に応じてソフトアクチュエータ素子３を使い分けることで、より効果的に利用者に適した快適なフィット感を与えることができる。
【００３２】
図６は、上部マット２において、ソフトアクチュエータ素子３の配置がマトリクス状である寝具１０と、各ソフトアクチュエータ素子３を制御する制御装置６０との一例を模式的に示した図である。
制御装置６０は、スイッチング回路６２と、デジタルマルチメータ６３と、直流電源６４と、コンピュータ６５とから概略構成されている。そして、制御装置６０と各ソフトアクチュエータ素子３とは配線６１により電気的に接続されている。
【００３３】
各ソフトアクチュエータ素子３に加わった圧力による電位容量の変化は、配線６１を介してアナログ電流信号として出力され、デジタルマルチメータ６３に入力され、該圧力がセンシングされる。デジタルマルチメータ６３としては、例えば電気容量測定器などを用いることができる。
デジタルマルチメータ６３で測定した電位容量の変化の値をコンピュータ６５に取り込み、所定のアルゴリズムにしたがって適切な応力付加を与えるための印加電圧を計算し、直流電源６４から出力され、配線６１を介してソフトアクチュエータ素子３にアナログ電流信号として出力される。ソフトアクチュエータ素子３では、直流電源６４からの電流信号に応じた応力が発生される。
各ソフトアクチュエータ素子３への出力（応力付与）、および各ソフトアクチュエータ素子３からの入力（圧力測定）の切り替えは、スイッチング回路６２を用いて切り替えることができる。したがって、各ソフトアクチュエータ素子３とスイッチング回路６２とを繋ぐ配線６１は、圧力測定用と応力付与用とを同じ配線６１で行うことができる。
【００３４】
制御装置６０を用いることで、図１に示したように、利用者１１の全身にかかる圧力が一定となるようにソフトアクチュエータ素子３を調整するほか、部分的な沈み込みを防ぐように調整したり、特定の部位を持ち上げたり下げたりすることができる。また、特定の部位をマッサージする機能も実現できる。
例えば寝る場合、最初の２時間は背中をマッサージするように動かして、その後は頭側を高くした体勢を保てるようにソフトアクチュエータ素子３を調整する、といった使い方が考えられる。マッサージをする時間帯は、例えば１０秒おきに圧力センシングを繰り返し、身体にかかる応力を小刻みに変化させることで心地よさが増す。また、例えば腰の辺りを圧迫してもらいたい時には、腰に小さな力を入れることでベッドに圧力を与え、その圧力をセンシングしてその場所に大きな応力を返す仕組みにすることもできる。この場合、フィードバックされるまでの時間が短い方が快適性は高いので、２秒おき程度に圧力センシングが繰り返されるとよい。
【００３５】
就寝時は身体の動きも少ないため、測定される圧力に変化がない場合、圧力センシングの間隔を徐々に延ばしていき、１０分程度まで延ばすこともできる。そうすることで、本発明の寝具１０に費やす消費電力を低減することができる。また、利用者１１が寝返りをうって身体の向きが変わり、寝具１０に及ぼす応力の変化が生じた場合にあっても、該応力の変化を感知し、それにみあった応力を付与することができる。そのため、就寝中に体勢が変わった場合においても身体の各部位に適切なフィット感を与えることができ、関節や筋肉に加わる負荷が低減され、効果的に疲れをとることができる。
【００３６】
なお、ソフトアクチュエータ素子３が上部マット２の面内全域あるいは局所に、相対的に離散して配置された寝具においても、上述した図５と同様に制御装置６０を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、日常用、医療用などの寝具に適用することができ、利用者の体形によらず、フィット感に優れた寝具を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の寝具を模式的に示した断面図である。
【図２】本発明で用いることができるソフトアクチュエータ素子の一例を模式的に示した図である。
【図３】本発明で用いることができるソフトアクチュエータ素子の他の一例を模式的に示した図である。
【図４】本発明で用いることができるソフトアクチュエータ素子の他の一例を模式的に示した図である。
【図５】本発明で用いることができるソフトアクチュエータ素子の他の一例を模式的に示した図である。
【図６】本発明の寝具と、制御装置とを模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  下部マット、２  上部マット、３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）  ソフトアクチュエータ素子、１０  寝具、１１  利用者、１１ａ  頭部、１１ｂ  臀部、１１ｃ  肩部、１１ｄ  頸部、１１ｅ  脚部、３１  誘電エラストマー、３２，３３  対向電極、３４  イオン交換膜、３５  電解質、３６  導電性ポリマー、３７  電極、４１，４２  イオン、４３  高分子電解質、４４  水分子、５１  陰イオン、５２  陽イオン、６０  制御装置、６１  配線、６２  スイッチング回路、６３  電位容量測定器、６４  直流電源、６５  コンピュータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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