(57)【要約】      （修正有）【課題】液封位置調整装置をマット材内に埋め込み、通気性と圧力分散性とを両立させ、床ずれを防止したマットを提供する。【解決手段】支持金具２が位置を下げると、第１の室Ｒ１から第２の室Ｒ２に磁気粘性流体ＭＲが第２のオリフィス６ａを通して移動し、磁性板８が底壁部３Ａに接近する方向に移動することにより、弾性部材４が撓む。支持金具２が目標位置に到達すれば、第２の電磁ソレノイド７を制御手段１１が励磁しオリフィス６ａ内の磁気粘性流体ＭＲの粘度を上げ、目標位置を保持する。一方、支持金具２の位置を上げるには、第１の電磁ソレノイド５を励磁しすることにより、磁性板８を上壁部材６側に押し上げ、弾性部材４の撓みを緩和し、支持金具２の位置を押し上げる。支持金具２が目標の位置に到達した後、第２の電磁ソレノイド７を励磁して第２のオリフィス６ａ内の磁気粘性流体の粘度を上げ、オリフィス３Ａａの通過を規制し、目標位置を保持する。【選択図】  図１
2006288671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材と第２の部材とが筒状の弾性部材で結合されてハウジングが形成され、そのハウジングの内部に非圧縮性流体が封入され、前記非圧縮性流体の挙動を制御手段にて制御することにより前記第１の部材と第２の部材との間隔を調整する液封位置調整装置において、
前記非圧縮性流体は磁気粘性流体であり、
前記第２の部材が、中央部に第１のオリフィスが形成された底壁部と、その底壁部の外縁より一方の側に延びる筒状の外壁部とを有し、
この第１のオリフィスに対応して前記底壁部に設けられる第１の電磁ソレノイドと、
前記外壁部の先端部付近に設けられ中央部に第２のオリフィスを有し、前記第１の部材および前記弾性部材により第１の室を形成する上壁部材と、
この第２のオリフィスに対応して前記上壁部材に設けられた第２の電磁ソレノイドと、
前記第２の部材内に前記外壁部の内周面に沿って移動可能に設けられ前記上壁部材側の第２室と、前記底壁部側の第３室とに区画する磁性板とを備え、
前記第１及び第２の室内に磁気粘性流体が、前記第３室に空気がそれぞれ封入され、前記第１及び第２の電磁ソレノイドが前記制御手段にて駆動制御されることを特徴とする液封位置調整装置。
【請求項２】
前記磁性板と前記外壁部の内周面との間に、前記第２の室から第３の室への磁気粘性流体の漏れを規制するシール材が設けられている請求項１記載の液封位置調整装置。
【請求項３】
前記弾性部材は、前記第２の部材側から前記第１の部材側に向かって半径が徐々に小さくなっていることを特徴とする請求項１または２記載の液封位置調整装置。
【請求項４】
シート状の弾性マット材内に、請求項１記載の液封位置調整装置が間隔を存して、軸線が厚さ方向になるように設けられ、前記マット材の上面と各液封位置調整装置との間に、前記弾性マット材の上面に作用する圧力を検出する圧力センサが前記各液封位置調整装置に対応してそれぞれ設けられ、
前記各圧力センサよりの信号を受けてコントローラが前記各液封位置調整装置の第１および第２の電磁ソレノイドを制御する構成とされていることを特徴とする床ずれ防止マット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気粘性流体（ＭＲＦ）を利用した液封位置調整装置およびそれを用いた床ずれ防止マットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、床ずれ防止マットとしては、低反発材料からなるマット、エアーマットなどが知られている。エアーマットは、圧力を感知し分散させるものもあり、低反発材料からなりその材料のみで圧力を分散させるマットに比べて圧力分散機能は高い。
【０００３】
しかし、エアーマットは、通気性が悪く、それにより床ずれにつながる場合がある。また、エアーマットは、ポンプを用いて圧力調整するため、ポンプ音が発生し、マットの配置スペース以外のスペースが必要であった。
【０００４】
ところで、第１の部材と第２の部材とが間隔を置いて筒状の弾性部材で結合されてハウジングが形成され、そのハウジングの内部に非圧縮性流体が封入され、前記非圧縮性流体の挙動を制御することで防振効果を発揮する防振装置は知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００５】
発明者は、そのような装置において、前記弾性部材の弾性を利用することでスプリングと同様な機能（スプリング効果）を発揮させることができるので、これをマット材内に埋設すれば、通気性を確保して、エアマットと同様に圧力分散が図れる床ずれ防止マットを製造できることに着想した。
【特許文献１】特開平５−１７３９号公報
【特許文献２】特開平５−１６４１８１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、上述したような装置は、構造が複雑であるし、元の状態に復元させるスプリング効果を発揮させるための制御応答性に劣り、マット材内に埋設しても、エアマットと同様に圧力分散を図ることは困難である。
【０００７】
そこで、発明者は、非圧縮性流体として磁気粘性流体を用いると共に、前述した防振装置の構造を工夫して、制御応答性を高め、マット材中に埋設すれば、通気性と圧力分散性とを両立させ、床ずれを防止したマットとなる本発明をなすに至ったものである。
【０００８】
本発明は、簡単な構造で、制御応答性よく、スプリング効果が発揮される液封位置調整装置を提供すると共に、前記液封位置調整装置をマット材内に液封位置調整装置を埋め込み、スプリングと同様な効果を発揮させる床ずれ防止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】
請求項１の発明は、第１の部材と第２の部材とが筒状の弾性部材で結合されてハウジングが形成され、そのハウジングの内部に非圧縮性流体が封入され、前記非圧縮性流体の挙動を制御手段にて制御することにより前記第１の部材と第２の部材との間隔を調整する液封位置調整装置において、前記非圧縮性流体は磁気粘性流体であり、前記第２の部材が、中央部に第１のオリフィスが形成された底壁部と、その底壁部の外縁より一方の側に延びる筒状の外壁部とを有し、この第１のオリフィスに対応して前記底壁部に設けられる第１の電磁ソレノイドと、前記外壁部の先端部付近に設けられ中央部に第２のオリフィスを有し、前記第１の部材および前記弾性部材により第１の室を形成する上壁部材と、この第２のオリフィスに対応して前記上壁部材に設けられた第２の電磁ソレノイドと、前記第２の部材内に前記外壁部の内周面に沿って移動可能に設けられ前記上壁部材側の第２室と、前記底壁部側の第３室とに区画する磁性板とを備え、前記第１及び第２の室内に磁気粘性流体が、前記第３室に空気がそれぞれ封入され、前記第１及び第２の電磁ソレノイドが前記制御手段にて駆動制御されることを特徴とする。ここで、磁性粘性流体としては、例えば、分散媒であるシリコン等の油中に強磁性体であるカルボニル鉄粉（直径５μｍ程度）を数十体積％の割合で均一分散させてなるものが用いられる。また、第１および第２の部材は、使用目的に応じた一定の剛性を有するものであればよく、金属材のほか、合成樹脂材（繊維強化樹脂材を含む）で形成することも可能である。
【００１０】
このようにすれば、第１の部材に荷重（圧力）が作用すると、第１の部材が第２の部材側に接近して、弾性部材が撓み、第１の室から第２の室に磁気粘性流体が第２のオリフィスを通して移動する。この磁気粘性流体の移動により第２の室の容積を大きくする必要が生じるので、磁性板が第２の部材の底壁部に接近する方向に移動する。これにより第３の室内から空気が第１のオリフィスを通じて流出し、弾性部材が撓む。第１の部材が目標の位置に到達すれば、第２の電磁ソレノイドが必要に応じて制御手段にて制御（励磁）され、第２のオリフィス内の磁気粘性流体の粘度を高める。このように磁気粘性流体の粘度が高まることで、磁気粘性流体がオリフィスを通過するのが規制され、目標位置が保持される。
【００１１】
一方、第１の部材への荷重（圧力）が解除されると、弾性部材の弾性により第１の部材は元に位置に復帰しようとする。このとき、制御手段にて第１の電磁ソレノイドを励磁して磁力を発生することにより、磁性板を上壁部材側に押し上げる力を作用させ、第２の室の容積を小さくする方向に変化させることで、第１の部材を元に位置に復帰させようとする弾性部材の弾性力が補助され、第１の部材が元の位置まで制御応答性よく押し上げられる。第１の部材が元の位置に復帰した後、第２の電磁ソレノイドを制御手段にて制御して、励磁すれば、第２のオリフィス内の磁気粘性流体の粘度が高められ、第２のオリフィスを通じての磁気粘性流体の通過が規制され、元の位置に保持される。
【００１２】
このようにして、簡単な構造で、制御応答性よく、スプリング効果が発揮される。
【００１３】
この場合、請求項２に記載のように、前記磁性板と前記外壁部の内周面との間に、前記第２の室から第３の室への磁気粘性流体の漏れを規制するシール材が設けられていることが望ましい。
【００１４】
このようにすれば、磁気粘性流体は粘度が大きいので、第２の室から第３の室への磁気粘性流体の漏れはほとんど起こらないが、シール材を設けることによって確実に防止される。
【００１５】
また、請求項３に記載のように、前記弾性部材は、前記第２の部材側から前記第１の部材側に向かって半径が徐々に小さくなっている構成とすることができる。
【００１６】
このようにすれば、第１の部材の下降により、弾性部材が外側に広がるように無理なく変形することができる。
【００１７】
請求項４の発明は、シート状の弾性マット材内に、請求項１記載の液封位置調整装置が間隔を存して、軸線が厚さ方向になるように設けられ、前記マット材の上面と各液封位置調整装置との間に、前記弾性マット材の上面に作用する圧力を検出する圧力センサが前記各液封位置調整装置に対応してそれぞれ設けられ、前記各圧力センサよりの信号を受けてコントローラが前記各液封位置調整装置の第１および第２の電磁ソレノイドを制御する構成とされていることを特徴とする。
【００１８】
このようにすれば、マット上に人体が載ると、その荷重あるいは形状による押圧力を受けて各液封位置調整装置の第１の部材がそれぞれ独立に偏倚する。そして、圧力センサよりの信号にもとづき、マット材を支持する第１の部材の高さがすみやかに決定され、制御応答性よくマット上の人体の形状に沿うようにマット上面を変化させることができる。そして、人体を支持する部位に位置する液封位置調整装置からの反力はほぼ一定とされ、人体のいずれの部位もマットから受ける力（圧力）は一定とされる。このように、マット正面が人体の形状に沿い、かつ反力がほぼ一定とされるので、通気性と圧力分散性との両立が図られる。なお、人体の載っていない部位の液封位置調整装置は、自由状態（図１に示す状態）で、人体が載れば直ちに偏倚できるようになっている。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように構成したから、本発明によれば、簡単な構造で、制御応答性に優れる液封位置調整装置を得ることができる。また、前記液封位置調整装置をマット材内に液封位置調整装置を圧力センサと共に埋め込むことで、通気性と圧力分散性とを両立させ、床ずれを防止したマットを得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００２１】
図１は本発明にかかる液封位置調整装置の一実施の形態を示す概略断面図である。
【００２２】
図１に示すように、液封位置調整装置１は、第１の部材としての円板形状の支持金具２と第２の部材である筒状金具３とが筒状の弾性部材４で密封状態に結合されてハウジング５が形成され、そのハウジング５の内部に磁気粘性流体ＭＲが封入され、磁気粘性流体ＭＲの挙動を制御することでスプリング効果を発揮する構成とされる。
【００２３】
筒状金具３は、中央部に第１のオリフィス３Ａａが形成された底壁部３Ａと、その底壁部３Ａの外縁より一方の側に延びる筒状の外壁部３Ｂとを有する。この筒状金具３の底壁部３Ａには、第１のオリフィス３Ａａの対応して第１の電磁ソレノイド５が設けられている。
【００２４】
また、筒状金具３の外壁部３Ｂの上端部（先端部）付近には、支持金具２および弾性部材４により第１の室Ｒ１を形成する上壁部材６が設けられている。この上壁部材６の中央部には第２のオリフィス６ａが開口している。この上壁部材６には、第２のオリフィス６ａに対応して第２の電磁ソレノイド７が設けられている。
【００２５】
筒状金具３内には磁性板８が外壁部３Ｂの内周面に沿って上下方向に移動可能に設けられている。この磁性板８によって、筒状金具３の内部が、上壁部材６側の第２室Ｒ２と、底壁部３Ａ側の第３室Ｒ３とに区画される。
【００２６】
このようにして区画された第１及び第２の室Ｒ１，Ｒ２内には磁気粘性流体が封入され、この磁気粘性流体が第２のオリフィス６ａを通じて移動可能とされる一方、第３室Ｒ３に空気が封入され、磁性板８の位置（高さ）の変化によって第１のオリフィス３Ａａを通じて空気が出入りするようになっている。
【００２７】
そして、第１及び第２の電磁ソレノイド５，７には、これらの励磁・消磁を制御する制御手段１１が接続されている。第１の電磁ソレノイド５は、それが励磁されることで磁力を生じ、磁性板８の高さ（底壁部３Ａからの距離）を制御する機能を有する。一方、第２の電磁ソレノイド７は、それが励磁されることで磁力を生じ、第２のオリフィス６ａ内の磁気粘性流体の粘度を変え、第２のオリフィス６ａを通じて流れる磁気粘性流体の流量（移動量）を制御する機能を有する。
【００２８】
続いて、上記液封位置調整装置を用いた床ずれ防止マットについて説明する。
【００２９】
床ずれ防止マット２１は、弾性マット材２１ａ内に多数の液封位置調整装置１が、それらの軸線が厚さ方向になるように埋設され、それら各液封位置調整装置１の上側に圧力センサ２２が配設されて構成される。これらの圧力センサ２２よりの信号をコントローラ（制御手段１１の集合体に相当するもの）が受け、その信号に基づいて各液封位置調整装置１の第１および第２の電磁ソレノイド５，７が制御される。これにより、マット２１上の人体各部のマット２１への沈み込み量が調節され、マット２１上に寝ている人体（図示せず）に作用する反力（圧力）が均等になるように、圧力が分散される。このようなマット２１上の人体各部のマット２１への沈み込み量の調節は、マット２１上の人体の状態が変化する毎に行われるので、通気性も確保される。
【００３０】
より詳細に説明すれば、圧力センサ２２により各部位の圧力が測定され、圧力信号として、一定時間間隔でもって前記コントローラに送られる。その状態でマット２１上に人が寝ると、第１の室Ｒ１から第２の室Ｒ２に磁気粘性流体ＭＲが第２のオリフィス６ａを通して移動するので、磁性板８が下がり、底壁部３Ａに接近する方向に移動する。これにより第３の室Ｒ３内から空気が第１のオリフィス３Ａａを通じて流出し、弾性部材４が撓む。この動きは、磁気粘性流体の粘度が高いので、ゆっくりと行われる。
【００３１】
一方、人体が載っている部分に対応する圧力センサ２２からの圧力信号がコントローラによって取り込まれ、支持金具２が、人体を支持する各部の圧力がほぼ一定位置となる目標の位置に到達すれば、第２の電磁ソレノイド７が励磁されて第２のオリフィス６ａの磁気粘性流体ＭＲの粘度が高められる。これにより、第２のオリフィス６ａの通過を規制して、目標位置を保持する。
【００３２】
一方、寝ている人が動き、圧力が作用しなくなって支持金具２の位置を上げる場合には、第１の電磁ソレノイド５を励磁して磁力を発生することにより、磁性板８を上壁部材６側に押し上げ、弾性部材４の撓みを緩和し、支持金具２の位置を目標の位置まで押し上げる。支持金具２が目標の位置に到達した後、前述した場合と同様に第２の電磁ソレノイド７を励磁して第２のオリフィス６ａ内の磁気粘性流体の粘度を上げ、第２のオリフィス６ａの通過を規制し、目標位置を保持する。なお、人体が載っていない場合には、位置調整をする必要がないので、第２の電磁ソレノイド７を励磁して必ずしも目標位置を保持する必要はない。
【００３３】
このように各液封位置調整装置１を独立制御すれば、弾性マット材２１ａによって通気性が確保され、、また、各液封位置調整装置１がスプリング効果を発揮し、マット２１の上面が人体の形状に沿い、かつ反力がほぼ一定とされるので、通気性と圧力分散性との両立が図られ、床ずれが防止される。また、液封位置調整装置１がポンプ機能を有するので、液封位置制御装置１を駆動するために、別置きでポンプを設ける必要がない。よって周知のエアーマットとは異なり、ポンプを必要としないので、静粛で、コンパクトである。またマッサージ機としても使用可能である。
【００３４】
前記実施の形態では、磁気粘性流体は粘度が大きく、第２の室から第３の室への磁気粘性流体の漏れはほとんど起こらないので、前記磁性板と前記外壁部の内周面との間にシール材を設けていないが、それらの間に、前記第２の室から第３の室への磁気粘性流体の漏れを規制するシール材を設けることもできる。このようにすれば、第２の室Ｒ２から第３の室Ｒ３への磁気粘性流体の漏れを、シール材を設けることによって確実に防止される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明にかかる液封位置調整装置の一実施の形態を示す概略断面図である。
【図２】（ａ）（ｂ）はそれぞれ床ずれ防止マットの概略平面図および概略側面図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ｒ１    第１の室
Ｒ２    第２の室
Ｒ３    第３の室
１    液封位置調整装置
２    支持金具（第１の部材）
３    筒状金具（第２の部材）
３Ａａ    第１のオリフィス
４    弾性部材
５    第１の電磁ソレノイド
６    上壁部材
６ａ    第２のオリフィス
７    第２の電磁ソレノイド
８    磁性板
１１    制御手段
２１    床ずれ防止マット
２１ａ    弾性マット材
２２    圧力センサ
【図１】
2006288671.tif 000003
【図２】
2006288671.tif 000004