(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被支持体の荷重を受けるマットにおいて、
樹脂の粉体又は顆粒体を有しその隙間に液体を加えた混合物が詰められた袋体と、前記袋体を振動させる加振機とを備え、
前記液体は、前記粉体又は顆粒体に対して質量比で３０％〜５０％存在し、
前記袋体は、前記被支持体と接する表面部分が、前記被支持体の荷重を受けても前記混合物により変形し難いものであるとともに、前記加振機の加振によって前記被支持体の荷重及び形状に応じて前記混合物が流動化し、前記被支持体と接する表面部分が変形し、前記加振の停止によりその表面部分の形状を固定可能としたことを特徴とする形状可変マット。
【請求項２】
前記袋体に詰められた混合物中に、液体を補給する液体補給袋を備え、前記液体補給袋からの液体補給量は、前記袋体から液体漏洩の量と等しい量が液体補給袋からしみ出るものであることを特徴とする請求項１記載の形状可変マット。
【請求項３】
前記袋体に詰められた混合物は、樹脂の顆粒体に水を混合したものであり、前記補給袋からしみ出る液体も水である請求項２記載の形状可変マット。
【請求項４】
前記液体は、前記粉体又は顆粒体に対して質量比で３０％〜３４％である請求項３記載の形状可変マット。
【請求項５】
前記加振機は、前記袋体の部位ごとに取り付けられ、それら複数の加振機は、加振及び停止の動作を各々独立して制御可能である請求項４記載の形状可変マット。
【請求項６】
前記袋体は、椅子の座部に取り付けられるマットである請求項４記載の形状可変マット。
【請求項７】
前記袋体は、ベッド用のマットであり、複数の袋体からなる請求項５記載の形状可変マット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人体等の荷重を支持する椅子やベッド等のマットに関し、人体等が接する保持面の形状が変化する形状可変マットに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、椅子や自動車のシート等の人体を保持する面の形状は、通常、標準的な体型の人に合わせて形成されている。しかし、利用者の体形は個人差があるため、必ずしも理想的な形状とならず、不快に感じる場合がある。この不快感は、座面等を構成するマットのクッション等の反発弾性の性能調整によって容易に解消できるものではない。例えば、マットを軟らかく設定しすぎると、身体が沈み込んで身体保持面が大きくなりすぎるとともに、保持力の弱い部分が生じ、姿勢を安定させる機能が損なわれ、不快に感じてしまうためである。
【０００３】
また、長期臥床者が使用するベッドにおいては、上記と同様の不快感を生じるばかりでなく、同じ体勢で寝たきりになっていると、体重のかかる人体部分が圧迫され、末梢血管が閉塞して組織が部分的に壊死する褥瘡や床ずれの問題も生じる。
【０００４】
このような褥瘡や床ずれを防止するマットとしては、例えば特許文献１に開示されているように、空気が充填された袋体によって、いわゆるエアーマットのベッドを構成することによって身体にかかる圧力の集中を防ぎ、さらに、人体保持面に所定周波数の振動を与え、圧迫状態を緩和する音響振動印加機能付マットが提案されている。
【０００５】
また、特許文献２に開示されているように、ベッド用のマットの内部に、パラフィンワックス等の液体が封入された流体袋を収納し、パラフィンワックスの温度を制御することによって人体保持面の形状を変化させる床ずれ防止構造が提案されている。この構造によれば、パラフィンワックスはヒーター加熱によって融点の４０℃を超えると液状化して軟らかくなり、温度が４０℃より低くなると固化しその形状を維持することができるものである。
【特許文献１】特開平１１−７６３１９号公報
【特許文献２】特開平８−３０８８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の音響振動印加機能付マットにあっては、臥床者が自発的に身体を動かそうとすると、エアーマットの人体保持面が不安定に変形するので、寝返りをうったり、姿勢を変え難いものであった。このため、たとえ褥瘡予防の効果があったとしても、不安定さによる不快感等によって、臥床者の運動意欲そのものが減退してしまうという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２の床ずれ防止構造を具備するマットにあっては、流体袋に封入した多量の液体の温度を変化させて、人体保持面の形状を変化させる必要がある。しかし、液体は比較的熱容量が大きいため、その温度を素早く変化させることができず、人体保持面の形状を短時間で所望の形状に設定することができないものであった。また、加熱を停止した状態で使用していると、液体の温度は室温等の環境温度まで低下し、臥床者の体温が多量の液体に奪われてしまうので、断熱体あるいは液体の保温機器などが必要であるという問題があった。さらに、パラフィンワックス等の液体は、荷重による流体袋の変形状態を適宜の状態で止めるとこことができず、沈み込みの程度等を適宜調節のできるものではなかった。
【０００８】
本発明は、上記背景技術に鑑みて成されたもので、利用者の体型に最適な形状の保持面を短時間で形成することができ、安定性が良く、身体にかかる圧力を均一にして圧力の集中を少なくすることによる褥瘡予防等の効果を有し、座り心地や寝心地も良い形状可変マット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】
【０００９】
この発明は、人体等の被支持体の荷重を受ける椅子の座部やベッド等のマットであって、粉体又は顆粒体を有し、その隙間に液体を所定割合で加えた混合物が詰められた袋体と、前記袋体を振動させる加振機とを備え、前記液体は、前記粉体又は顆粒体に対して質量比で３０％〜５０％存在し、前記袋体は、前記被支持体と接する表面部分が、前記被支持体の荷重を受けても前記混合物により変形し難いものであるとともに、前記加振機の加振によって前記被支持体の荷重及び形状に応じて前記混合物が流動化し、前記被支持体と接する表面部分が変形し、前記加振の停止によりその表面部分の形状を固定可能とした形状可変マットである。前記袋体に詰められた混合物は、樹脂の顆粒体に液体を混合したものである。
【００１０】
さらに、前記袋体に詰められた混合物中に、液体を補給する液体補給袋を備えたものであり、前記液体補給袋からの液体補給量は、前記袋体から液体漏洩の量と等しい量が液体補給袋からしみ出るものである。特に、前記袋体に詰められた混合物は、樹脂の顆粒体に水を混合したものであり、前記補給袋からしみ出る液体も水である。前記液体は、前記粉体又は顆粒体に対して質量比で３０％〜３４％の割合で含まれるものである。
【００１１】
前記加振機は、前記袋体の部位ごとに取り付けられ、それら複数の加振機は、加振及び停止の動作を各々独立して制御されるものであることが好ましい。
【００１２】
前記加振機は、支持ばねと、モータと、このモータの回転軸に変心して取り付けられた重りからなるものである。前記加振機は、圧電素子を利用した圧電振動装置でも良い。
【００１３】
前記袋体は、椅子の座部に取り付けられるマットである。又は、前記袋体は、ベッド用のマットであり、複数の袋体からなるものである。
【００１４】
なお、粉体や顆粒体と液体との混合は、液体の量が適当である場合に、粉体の種類とその粒径およびその分布によって、その混合物の総質量や形態に依らない共振周波数が１つ存在する。さらに、その混合物が最も流動化しやすい周波数は、その共振周波数よりも低い周波数であることが分かった。この共振周波数は、平均粒径を持つ粒子の質量と、粒子の濡れ性などによってのみ決まり、水の凝集力に由来する引力によると推定される。この性質から、粉体と液体の混合物に印加する加振周波数を決めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の形状可変マットによれば、マットの人体等の保持面は、袋体に封入された粉体と液体の混合物が加振によって流動化し、その軟らかい状態で利用者の人体等の荷重を支えるので、載せるものの形に合った保持面形状が形成される。また、このような方法で保持面を形成すれば、当該混合物の流動化の作用によって、保持面は身体等をより広い面で保持しようとする作用が働き、荷重は均一に支持され、特定の部分への圧力の集中を防止することができる。さらに、人体等を載せた状態で振動を加え、人体の沈み込みが適宜の位置に達した状態で止めることにより、その位置で保持面が固定され、所望の保持面を形成し維持することができる。
【００１６】
また、混合物は、振動を加えると短時間で流動化するため、人体等を載せて保持面形状を初めて形成するときや、姿勢や体位を変えて保持面形状を変更するときに、最適な保持面形状に変化するまで、長時間待つ必要が無い。従って、不適切な支持面により支持される苦痛を感じることがない。同時に、この加振機が発生する振動は、人体を載置した場合、保持面に接して圧迫された人体部分にも加わり、その人体部分が除圧され、血流を促進させる。従って、褥瘡あるいは床ずれ等の予防に効果的である。
【００１７】
さらに、加振機を停止すれば短時間で当該混合物は固化し、保持面は最適な形状に固定される。従って、例えば、椅子の座面のマットに適用すれば、利用者が着座した最適な形状で身体の体重をしっかり支えられ、座り心地がよい。また、介護用ベッドのマット等に適用すれば、保持面形状が安定しているので臥床者は体位を変更しやすく、また、その際に不安定さによる不快感等がないため、臥床者は自発的に動こうとする運動意欲を持ち続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の形状可変マットの第一の実施形態を示す側断面図（ａ）と、加振機の斜視図（ｂ）である。
【図２】この第一の実施形態の動作を説明する側断面図である。
【図３】この第一の実施形態の混合物についての検証実験に用いた実験装置の斜視図（ａ）と、部分断面図（ｂ）及び（ｃ）である。
【図４】この第一の実施形態の混合物についての検証実験の結果を示すグラフである。
【図５】この発明の形状可変マットの第二の実施形態を示す平面図（ａ）と、断面図（ｂ）である。
【図６】この発明の形状可変マットの第三の実施形態を示す側断面図（ａ）と、加振機の斜視図（ｂ）である。
【図７】この発明の形状可変マットの第四の実施形態を示す平面図（ａ）と、断面図（ｂ）である。
【図８】この発明の形状可変マットの実施例を示す写真である。
【図９】この発明の形状可変マットの実施例の、人が座った状態での座部の圧力分布であって、加振前の圧力分布を示すグラフである。
【図１０】この発明の形状可変マットの実施例の、人が座った状態での座部の圧力分布であって、加振後の圧力分布を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の形状可変マットの第一の実施形態について、図１、図２を用いて説明する。本実施形態の形状可変マット１０は椅子の座部であって、図１（ａ）に示すように、利用者が着座する人体保持面１２ｂを有する略正方形で所定の厚みの袋体１２と、袋体１２が水平に載置され、その袋体１２の底面１２ｃ側から振動を加える加振機１４と、加振機１４の加振動作を制御する制御装置２８とを備えている。
【００２０】
袋体１２は、ほぼ正方形に形成され、上側に人体保持面１２ｂが設けられ、ナイロンやビニール樹脂、その他樹脂と金属箔のラミネート体等で形成されている。袋体１２の内部には粒径４００〜５００μｍ程度のポリエステル樹脂粉粒が入れられ、この樹脂粉粒に対して質量比で３０％〜５０％程度の水を加えた混合物１２ａが封入されている。袋体１２は、通常、混合物１２ａが固化しているが、所定の振動を加えると混合物１２ａが流動化して、荷重が加わると容易に形状変化できる状態となる。
【００２１】
加振機１４は、伸縮自在なコイルバネから成る支持ばね１８が４隅に立設された基台１６と、中央部分に振動モータ２２が取り付けられ、支持ばね１８の上端に水平に載置された振動板２０と、振動板２０の上方に取り付けられ、袋体１２が載置される載置板２６とを備えている。基台１６は、袋体１２の底面１２ｃとほぼ同外形の正方形の板材であって、その上面４隅には、支持ばね１８とほぼ同じ内周を有する収納部１６ａが形成され、支持ばね１８の下端が嵌め込まれている。
【００２２】
振動板２０は、図１（ｂ）に示すように、袋体１２の底面１２ｃとほぼ同外形の正方形の板材であって、下面の４隅には、基台１６の収納部１６ａと対向する位置に、同形状の収納部２０ｂが形成され、基台１６に取り付けられた支持ばね１８の上端が各々嵌め込まれている。すなわち、振動板２０は、下面４隅を支持ばね１８上に水平に支持されているので、後述する振動モータ２２によって、所定の振動数で振動することができる。
【００２３】
また、振動板２０の中央部には、振動モータ２２の取付穴２０ｃが設けられている。振動モータ２２は、本体２２ａの上面中央から突出した回転軸２２ｂに、重り２２ｃが偏心させて固着された構造を有している。そして、回転軸２２ｂと重り２２ｃが振動板２０の取付穴２０ｃに挿入され、本体２２ａの上面は取付穴２０cの周縁部に当接され、本体２２ａの側面上端部に形成された固定片２２ｄによって振動板２０に螺子止めされている。従って、振動モータ２２が回転動作すると、偏心固着された重り２２ｃによる重心位置の変動作用によって本体２２ａが振動し、その振動は本体２２ａが螺子止めされた振動板２０に伝達される。このとき、振動板２０は、支持ばね１８上に支持されているので、振動モータ２２の回転数とその周囲の部材の質量等により、所定の振動数で振動板２０全体が揺れ動くことができる。
【００２４】
振動板２０の上面には、袋体１２の底面１２ｃとほぼ同外形の正方形の板材であって、袋体１２が載置される載置板２６が取り付けられている。振動板２０と載置板２６との間隔は、振動モータ２２の重り２２ｃが載置板２６と接触することなく自在に回転動作できる空間が確保され、スペーサ２４で固定されている。従って、振動板２０が振動すると、その振動はスペーサ２４を介してそのまま載置板２６に伝達され、載置板２６は振動板２０と一体に揺れ動く。
【００２５】
制御装置２８は、コントローラ２８ａを操作し、振動モータ２２の回転動作を制御する装置であって、駆動のオン・オフや回転速度の調整等を行うことができるものである。
【００２６】
次に、形状可変マット１０の動作を説明する。まず利用者は、椅子等の座部に着座する前にコントローラ２８ａを操作して、袋体１２の形状を変化させたい旨の指令を出す。すると、制御装置２８は振動モータ２２を駆動し、振動板２０及び載置板２６が一体に振動する。載置板２６の振動は袋体１２に伝達され、袋体１２に封入された混合物１２ａが振動する。そして、混合物１２ａは振動によって流動化し、形状変化しやすい状態に変質する。
【００２７】
次に利用者は、振動モータ２２が振動しており、形状変化しやすい状態になった袋体１２の上面に着座する。すると、図２に示すように、袋体１２の人体保持面１２ｂは、利用者の体重によって押し下げられ、人体部分Ｍ１の形状に変化する。このとき、袋体１２には、人体部分Ｍ１をより広い面で保持しようとする作用が働き、人体部分Ｍ１にかかる圧力は均一化され、圧力集中を防止することができる。また、圧迫された人体部分Ｍ１には、振動モータ２２が発生する振動が人体保持面１２ｂから伝わるので、人体部分Ｍ１は除圧され、血流を促進させる効果がある。なお、着座した後、コントローラ２８ａを操作して、振動モータ２２を振動させても良い。
【００２８】
そして利用者は、人体保持面１２ｂが自分の体型に合った心地の良い形状になったところで、コントローラ２８ａを操作して、袋体１２の形状を固定する旨の指令を出す。すると、振動モータ２２が停止し、袋体１２に封入された混合物１２ａの振動が停止し、そして混合物１２ａは流動化状態から固化状態になり、その状態を維持する。このようにして、人体保持面１２ｂは最適な形状が維持され、かつ、利用者の体重がしっかり支えられるので、座り心地がよい。
【００２９】
また、利用者は、例えば脚を組み直したり、着座の姿勢を変えたいときは、再度コントローラ２８ａを操作して、袋体１２の形状を変化させたい旨の指令を出し、上記の動作を繰り返せば、人体保持面１２ｂの形状を変更することができる。
【００３０】
ここで、袋体１２に封入された混合物１２ａの性質について説明する。上記のように、混合物１２ａは、粒径４００〜５００μｍ程度のポリエステル樹脂粉末に対して質量比で３０％〜５０％程度の水を加えたものである。混合物１２ａに振動を加えていないときは、隣在する粒子同士の接触部分が多いため、袋体１２外部から外圧が加わっても、その接触部分の静止摩擦の作用によって粒子が移動しにくく、袋体１２全体としてみると、形状変化し難い固化したような性質を示す。一方、混合物１２ａに所定の振動を加えると、粒子個々が遊動し、粒子同士の隙間の水が流動化し、動摩擦の状態となり粒子間の摩擦係数が小さくなる。従って、袋体１２外部から外圧が加わると、粒子が容易に移動でき、袋体１２全体としてみると、形状変化しやすい流動化した状態に変わる。
【００３１】
この混合物の性状の変化に関する実験結果を、図３、図４に基づいて説明する。実験装置３０は、図３（ａ）に示すように、円柱形の振動発生部３０ａの上面中央部に突設した支持部３０ｂの突端に容器３０ｃが取り付けられたもので、振動発生部３０ａが動力源となって、容器３０ｃを所定の周波数と速度で加振することができる装置である。
【００３２】
試料とする混合物３２は、粒径が平均４８０μｍ程度のポリエステル樹脂粉末に対して、水を質量比２６，２８，３０，３２，３４％で混合した５種類を用意した。実験方法は、まず、図３（ｂ）に示すように、容器３０ｃ内に１５０グラムの混合物３２を投入し、容器３０ｃを加振する前に、混合物３２の上面に黄銅球３４を静かに載置する。そして、図３（ｃ）に示すように、加振を開始してから、黄銅球３４が混合物３２中に完全に沈み込むまでの時間を測定する、という手順で行った。黄銅球は、直径１／２インチと１／４インチの２種類を用い、加振の条件は、それぞれ３０ｍｍ／ｓｅｃと２０ｍｍ／ｓｅｃの二乗平均平方根(Root Mean Square)の速度をもつ振動とし、比較的流動化が起こりやすい３７０Ｈｚの周波数に設定した。
【００３３】
実験結果を図４に示す。混合比率が２６％と２８％の混合物３２においては、直径１／２インチと１／４インチの黄銅球３４のいずれも、１０分間加振しても沈み込まなかった。混合比率３０％の混合物３２においては、黄銅球３４が直径１／２インチのときは約６０秒の加振で、直径１／４インチの場合は約４０秒の加振で沈み込んだ。さらに、混合比率３２％と３４％の混合物３２においては、直径１／２インチと１／４インチの黄銅球３４のいずれも、５秒以下の加振で沈み込んだ。
【００３４】
図４から分かるように、水の混合比率が２８％以下になると、混合物３２は、急激に流動化し難くなった。これは、混合物３２の水の混合比率が少なすぎると、ポリエステル樹脂粉末の粒子間に多くの気泡を含む状態となり、ポリエステル粉末の全ての粒子に振動が伝わらず、全体としての流動化が発生し難くなったことが主な原因であると考えられる。一方、水の混合比率が多すぎると、混合物３２の表面に水の層が形成されて、加振しない状態でも軟らすぎる状態となり、黄銅球３４を支持することができなくなる。よって、粒径が平均４８０μｍ程度のポリエステル樹脂粉末を用いる場合は、質量比３０％程度の水を混合することが望ましい。
【００３５】
以上説明したように、袋体１２は、加振開始または停止してから、数秒から１分程度の短時間のうちに性状が変化する。従って、従来の液体袋に封入した液体の温度を変化させる方法に比べ、本実施形態の形状可変マット１０は、格段に短い時間で所望の人体保持面１２ｂを形成することができる。
【００３６】
次に、本発明の形状可変マットの第二の実施形態について、図５に基づいて説明する。ここで、上記形状可変マット１０と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態の形状可変マット４０は、長期臥床者が利用するベッドであって、図５（ａ）に示すように、臥床者の身体を保持する人体保持面４２ｂを有し、長方形で所定の厚みの袋体４２と、袋体４２が水平に載置され、その袋体４２の底面４２ｃ側から振動を加える複数の加振機１４を備えている。さらに、加振機１４の加振動作を制御する制御装置２８を備え、袋体４２の人体保持面４２ｂ上には、薄手のウレタンシート４４が敷かれている。
【００３７】
袋体４２は、上側に人体保持面４２ｂが設けられ下側に底面４２ｃを有し、所定の厚みの長方形であって、座部１０と同様に、その内部に粒径４００〜５００μｍ程度のポリエステル樹脂粉末に質量比１／３程度の水を加えた混合物１２ａが封入されている。ウレタンシート４４は、臥床者の体圧をより分散するために敷かれているが、必ずしも必要なものではない。
【００３８】
加振機１４は、伸縮自在なコイルバネの支持ばね１８が４隅に立設された基台１６と、中央部分に振動モータ２２が取り付けられ、支持ばね１８の上端に水平に載置された振動板２０を有している。振動板２０の上方には、袋体４２の底面４２ｃの一部を支持する載置板２６を備えている。
【００３９】
形状可変マット４０は、袋体４２の面を１５エリアに分割し、長手方向に５個、短手方向に３個、合計１５個の加振機１４を整列配置し、袋体４２全体を均等に支持している。従って、例えば、一つの加振機１４−１の振動板２０−１が振動すると、その載置板２６−１は振動板２０−１と一体に振動し、袋体４２の底面４２ｃの一つである底面４２ｃ−１の部分のみに振動を加えることができる。
【００４０】
制御装置２８は、コントローラ２８ａを操作し、１５個の加振機１４の振動モータ２２の動作を、それぞれ独立して制御できる装置である。
【００４１】
次に、形状可変マット４０の動作を説明する。まず臥床者は、臥寝する前にコントローラ２８ａを操作して、袋体４２の形状を変化させたい旨の指令を出す。すると、制御装置２８は、１５個の加振機１４の振動モータ２２全てを駆動し、振動板２０及び載置板２６が一体に振動する。１５個の載置板２６の振動は袋体４２全体に伝達され、袋体４２に封入された混合物１２ａが振動する。混合物１２ａは振動によって流動化し、袋体４２全体が形状変化しやすい状態に変化する。
【００４２】
次に臥床者は、形状変化しやすい状態になった袋体４２の上面に身体を横たえる。すると、袋体４２の人体保持面４２ｂは、臥床者の体重によって押し下げられ、人体の形状に応じて変形する。このとき、袋体４２には、人体をより広い面で保持しようとする作用が働き、人体にかかる圧力は均一化され、圧力の集中を防止することができる。また、圧迫された人体部分には、振動モータ２２が発生する振動が人体保持面４２ｂから伝わるので、その人体部分は除圧され、血流を促進させる効果がある。
【００４３】
そして臥床者は、人体保持面４２ｂが自分の体型に合った心地の良い形状になったところで、コントローラ２８ａを操作して、袋体４２の形状を固定する旨の指令を出す。すると、制御装置２８は、１５個全ての加振機１４の振動モータ２２を停止し、袋体４２に封入された混合物１２ａの振動が停止し、そして混合物１２ａは流動化状態から固化状態に変質する。このようにして、人体保持面４２ｂは最適な形状に固定され、かつ、臥床者の体重がしっかり支えられるので、寝心地がよい。なお、臥床者が、臥寝した直後にコントローラ２８ａを操作して振動を発生させても良い。
【００４４】
また、臥床者は、寝返りをうったり臥寝の姿勢を変えたいときは、再度コントローラ２８ａを操作して、袋体４２の形状を変化させる旨の指令を出し、上記の動作を繰り返せばよい。また、特定エリアの人体保持面４２ｂだけ形状を変化させたい場合や、圧迫感を感じる人体部分だけ加振して除圧したい場合には、該当する位置に配置された加振機１４のみを駆動して、袋体４２の該当部位を加振するようにしても良い。
【００４５】
この実施形態の形状可変マット４０は、ごく短時間で、所望形状の人体保持面１２ｂに変化させることができるほか、従来のように、液体袋に封入された多量の液体に臥床者の体温が奪われてしまう心配がないので、断熱体あるいは液体の保温機器といった特別な装置等は不要である。
【００４６】
次に、本発明の形状可変マットの第三の実施形態について、図６に基づいて説明する。上記形状可変マット１０，４０と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態の形状可変マット５０は、椅子の座部であって、図６に示すように、利用者が着座する人体保持面１２ｂを有し、内部に混合物１２ａが封入され、略正方形で所定の厚みを有した袋体１２を備える。さらに、上面に袋体１２が水平に載置される基台５２と、混合物１２と共に袋体１２の中に埋め込まれ、混合物１２に振動を加える加振機５３と、加振機５３の加振動作を制御する制御装置２８とを備えている。袋体１２と制御装置２８は、上記と同様の構成であるため、説明を省略する。
【００４７】
加振機５３は、振動モータ２２と、円盤形の振動板５６と、カバー５４ａとを備えている。振動板５６の中央部５６ａに形成された取付穴５６ｂには、振動モータ２２の回転軸２２ｂと重り２２ｃとが挿入され、本体２２ａの上面は取付穴２０ｃに係止され、本体２２ａの側面上端部に形成された固定片２２ｄによって取付穴５６ｂに螺子止めされている。また、振動板の周辺部５６ｃは、網目状に多数の透孔が形成されている。そして、中央部５６ａには、重り２２ｃの回転動作を混合物１２ａによって妨げないように、表裏の両方に箱形のカバー５４ａが設けられ、振動モータ２２全体を密閉している。また、振動板５６は、後述する天板５２ａが接触しないよう袋体１２の内部で位置設定がされており、振動板５６の振動が天板５２ａと接触して減衰されることはない。
【００４８】
基台５２は、上面に袋体１２が載置される天板５２ａと、天板５２ａを下方４隅から支持する４本の脚５２ｂを備えており、袋体１２を下方から安定に支持するものである。
【００４９】
形状可変マット５０は、上述の形状可変マット１０の構造を簡単化したものである。即ち、形状可変マット１０は、袋体１２の下方に加振機１４を配置し、袋体１２の底面１２ｃ付近に位置する混合物１２ｂに振動を加える構造であるのに対して、形状可変マット５０では、加振機５３を袋体１２の中に配置し、混合物１２ｂの内部に直接加振する構造としている。さらに、振動板５６の周辺部５６ｃを網目状に多数の透孔を形成し、混合物１２ａとの接触面積を広くしている。従って、加振機５３の振動は混合物１２ａの個々の粒子に効率よく伝わるので、加振機の構造は簡単でありながらも、混合物１２ａの固化と流動化の制御を効率よく急峻に行うことが可能である。
【００５０】
次に、本発明の形状可変マットの第四の実施形態について、図７に基づいて説明する。ここで、上記形状可変マット１０と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態の形状可変マット４０は長期臥床者が利用するベッドであって、図７（ａ）に示すように、臥床者の身体を保持する人体保持面４２ｂを有し、長方形で所定の厚みを有した袋体４２と、袋体４２が水平に載置され、その袋体４２の底面４２ｃ側から振動を加える複数の加振機１４と、加振機１４の加振動作を制御する制御装置２８とを備え、さらに、袋体４２の人体保持面４２ｂ上に、薄手のウレタンシート４４が敷かれている。
【００５１】
袋体４２内には、上側に人体保持面４２ｂを、下側に底面４２ｃを有する長方形で所定の厚みを有し、上記座部１０と同様に、その内部に粒径４００〜５００μｍ程度のポリエステル樹脂粉末に質量比３０％〜５０％程度の水を加えた混合物１２ａが封入されている。ウレタンシート４４は、臥床者の体圧をより分散するために敷かれているが、必ずしも必要なものではない。
【００５２】
袋体４２内には、蒸発したり振動等により袋体４２の外へ漏れ出る水分の補給用に、水分補給袋６０が設けられている。この水分の漏洩は、加振機１４の振動により袋体４２の封止部から僅かながら水分がしみ出すこと、及び袋体４２を水分子が透過することによるものである。そこで、この実施形態の袋体４２内には、水分補給用の水分補給袋６０が内蔵されている。水分補給袋６０も、加振機１４の振動により、水分補給袋６０の表面又は封止部から、水分が漏れ出るものである。水分補給袋６０からの水分補給量は、袋体４２の水分漏洩の量と等しい量が水分補給袋６０からしみ出る。これにより、袋体４２からの水分の漏洩を補い、例えば袋体４２の含水率の変動を１〜０．５％以内に抑えるものである。水分補給袋６０から出る水分量の調節は、水分補給袋６０の厚みを袋体４２よりも薄くして、水分子の透過性を良くしたり、封止部のシール部に水分通過用のスリットを形成したりすることにより行う。
【００５３】
この実施形態の形状可変マット４０は、水分の漏洩を水分補給袋６０により補うので、長期間に亘り振動による形状変更を可能にし、耐久性を高めるものである。また、この袋体４２は、椅子等の座部に用いても良いものであり、用途は問わない。
【実施例】
【００５４】
次に、本発明の形状可変マットの実施例について、図８〜図１０に基づいて説明する。ここで、上記形状可変マット１０と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。本実施例の形状可変マット６２は、車椅子６４の座部に取り付けたもので、人が座った状態で、加振機を作動させる前と後の座部の圧力分を測定した。
【００５５】
表面を平坦な状態した形状可変マット６２に人が座った直後の圧力分布は、図９に示すように、臀部の中心部で最も高い圧力を受け、周囲に行くに従い圧力が下がっている状態である。この後、形状可変マット６２内の加振機１４を約１０秒間振動させると、図１０に示すように、臀部の圧力分布が分散して平均化した。
【００５６】
なお、本発明は上記実施形態や実施例に限定されるものではなく、混合物を構成する粉体や顆粒体の材質や粒径、及び液体の種類は、非振動時に固化し、振動時に流動化する性質を有するものであればよい。加振の周波数や速度の設定についても、形状可変マットの用途や大きさ、混合物の性質に鑑みて、適宜設定されるものである。
【００５７】
粉体や顆粒体に混合する液体は、水の他、オイルやジェルでもよく、その材質は適宜設定可能である。
【００５８】
また、加振機における振動発生源の構造は、偏心重りを装着したモータやムービングコイル、ムービングマグネット等を用いたものの他、圧電素子その他の各種アクチュエータを用いてもよく、特に限定するものではない。
【００５９】
さらに、混合物を封入した袋体の人体保持面は必ずしも水平に配置する必要はなく、例えば角度変更可能な椅子の背もたれ部分等に配置してもよい。また、一般的な形状固定型のマットと本発明の形状可変マットを併用し、例えば褥瘡が発生しやすい人体部分を保持する箇所のみ形状可変マットを配置してベッド等を構成してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０，４０，５０  形状可変マット
１２  袋体
１２ａ，３２  混合物
１２ｂ  人体保持面
１４，５３  加振機
２２  振動モータ
２８  制御装置
Ｍ１  人体部分
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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