(57)【要約】本発明は、膨張式デバイスまたは身体支持デバイス、特に２個または３個以上の流体チャンバーを含む膨張式デバイスを目的とする。該デバイスの１つの実施態様は、第１流出口を含む第１流体チャンバーおよび流入口を含む第２流体チャンバーを含み、ここで、第２流体チャンバーは、流体が第２流体チャンバーから第１流体チャンバーへと流れることを許容するよう配置された一方向バルブにより、第１流体チャンバーに流動的に接続される。本発明はまた、調節可能な支持を提供するための方法を目的とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流出口を含む第１流体チャンバー；および
流入口を含む第２流体チャンバー；および
第１流体チャンバーを第２流体チャンバーに流動的に接続する一方向バルブであって、流体が第２流体チャンバーから第１流体チャンバーへと流れることを許容するよう配置された、前記バルブ、
を含む、膨張式デバイス。
【請求項２】
膨張式デバイスが身体支持デバイスとして構成および配置された、請求項１に記載の膨張式デバイス。
【請求項３】
第１流体チャンバーが構造層として構成および配置され、第２流体チャンバーが快適層として構成および配置された、請求項２に記載の膨張式デバイス。
【請求項４】
身体支持デバイスがマットレスとして構成および配置された、請求項３に記載の膨張式デバイス。
【請求項５】
身体支持デバイスが枕として構成および配置された、請求項３に記載の膨張式デバイス。
【請求項６】
身体支持デバイスがシートとして構成および配置された、請求項３に記載の膨張式デバイス。
【請求項７】
身体支持デバイスが椅子の背面支持部として構成および配置された、請求項３に記載の膨張式デバイス。
【請求項８】
身体支持デバイスが背面支持体として構成および配置された、請求項３に記載の膨張式デバイス。
【請求項９】
一方向バルブが、十分な流体圧力により開状態となり、かかる流体圧力がない場合にバルブシートに対するシールを形成するようつくられた、請求項１に記載の膨張式デバイス。
【請求項１０】
第１流体チャンバーおよび第２流体チャンバーの１つが、実質的に流体密封ポリマー材料からなる、請求項１に記載の膨張式デバイス。
【請求項１１】
第２流体チャンバーが、第２流体チャンバー内の流体レベルを調節するための第２流出口を含む、請求項１に記載の膨張式デバイス。
【請求項１２】
流入口および第２流出口が単一のバルブを含み、該バルブが、第２流体チャンバーの外側から該流体チャンバーの内側への空気の流れを許容して該流体チャンバーを加圧するよう構成および配置され、また、第２流体チャンバーの内側から第２流体チャンバーの外側へと排気するようつくられた、請求項１１に記載の膨張式デバイス。
【請求項１３】
膨張式デバイスが身体支持デバイスとして構成および配置され、第２流出口が、該身体支持デバイスにより支持されている人が容易にアクセスできる位置に位置する、請求項１１に記載の膨張式デバイス。
【請求項１４】
流入口がインフレータに結合するよう適合された、請求項１に記載の膨張式デバイス。
【請求項１５】
流入口に接続された膨張用デバイスをさらに含む、請求項１に記載の膨張式デバイス。
【請求項１６】
第３流体チャンバーおよび、第１流体チャンバーと第３流体チャンバーを流動的に接続する第２一方向バルブをさらに含み、流体が第１流体チャンバーから第３流体チャンバーへ流れることを許容する、請求項１に記載の膨張式デバイス。
【請求項１７】
第１流体チャンバーおよび第２流体チャンバーが互いに接続された、請求項１に記載の膨張式デバイス。
【請求項１８】
第１流体チャンバーおよび第２流体チャンバーが、少なくとも１つの壁を共有する、請求項１７に記載の膨張式デバイス。
【請求項１９】
膨張式デバイスを有する調節可能な支持を提供する方法であって、
膨張式デバイスの第１流体チャンバーおよび第２流体チャンバーを、第２流体チャンバーの流入口と、第１および第２流体チャンバーを流動的に接続する一方向バルブとを通して膨張させること；
第１流体チャンバー内の流体レベルを維持しつつ、第２流体チャンバーから流体を放出すること；
を含む、前記方法。
【請求項２０】
流体を、第１流体チャンバーから、第１流体チャンバーの流出口を通して放出すること；
をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
膨張式身体支持デバイスを有する調節可能な身体支持を提供する方法であって、
第１流体チャンバーおよび第２流体チャンバーを有する膨張式身体支持デバイスを提供すること、ここで第１流体チャンバーは、デバイスの下部チャンバーとして用いられる構造支持チャンバーとしてつくられ、第２流体チャンバーは、構造チャンバーの上部に位置する快適チャンバーとしてつくられ、第１および第２流体チャンバーは、流動的に分離されており；
第１流体チャンバーを膨張の第１レベルまで膨張させること；
第２流体チャンバーを膨張の第２レベルまで膨張させること；そして、
第１流体チャンバー内の膨張の第１レベルを維持しつつ、流体を第２流体チャンバーから放出することにより第２流体チャンバーの膨張の第２レベルを調節して、所望のレベルの身体支持を提供すること；
を含む、前記方法。
【請求項２２】
第１流体チャンバーを膨張させる行為が、十分な流体を第１流体チャンバーへ供給して、構造用レベルの膨張を提供することを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
第２流体チャンバー上に身体を支持することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
膨張式身体支持を提供する行為が、第２流体チャンバーを含む上部層と第１流体チャンバーを含む下部層とを含むエアマットレスを提供することを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
第１流体チャンバーおよび第２流体チャンバーが、共通の壁を共有する、請求項２１に記載の膨張式デバイス。
【請求項２６】
第１流入口および第１流出口を含む第１流体チャンバーであって、第１流体チャンバーが、デバイスの下部チャンバーとして用いられる構造支持チャンバーとしてつくられた、前記第１流体チャンバー；
第２流入口および第２流出口を含む第２流体チャンバーであって、第２流体チャンバーが、構造支持チャンバーの上に位置する快適チャンバーとしてつくられた、前記第２流体チャンバー；そして
ここで第２流体チャンバーが第１流体チャンバーから流動的に分離されている、
を含む、膨張式デバイスデバイス。
【請求項２７】
第２流入口および第２流出口が、単一の二方向バルブを含む、請求項２６に記載の膨張式デバイス。
【請求項２８】
第１流体チャンバーおよび第２流体チャンバーが、共通の壁を共有する、請求項２６に記載の膨張式デバイス。
【請求項２９】
膨張式デバイスが、マットレスとして構成および配置された、請求項２６に記載の膨張式デバイス。
【請求項３０】
単一の二方向バルブが、膨張式マットレスにより支持されている人が容易にアクセスできるように位置する、請求項２９に記載の膨張式デバイス。
【請求項３１】
膨張式デバイスが、背面支持デバイスとして構成および配置された、請求項２６に記載の膨張式デバイス。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明背景
１．応用分野
本発明は膨張式デバイスを目的としており、特に、２個または３個以上の流体チャンバーを含む膨張式デバイスを目的としており、ここで該流体チャンバーは、各チャンバーを単一の流入口を通して膨張させ単一の流出口を通して排気することができるような方法で、そして１つの流体チャンバー内の流体量を他のそれから独立して調節できるような方法で、一方向バルブにより流動的に接続されている。
【０００２】
２．関連技術
膨張式デバイスは、浮力またはクッション性のある支持が必要な状況や、空間が限られているかまたは携帯性が所望されるような、種々の状況において用いられている。例えば、膨張式マットレス、クッションおよび他の身体支持体は、キャンプ、病院の寝具類ならびに、家庭における予備および毎日の寝具類などの用途に用いられている。膨張式デバイスの他の使用により、支持性、健康、快適性、および安全性が提供可能である。
【０００３】
かかる膨張式デバイスはしばしば、膨張式デバイスにより提供される支持および快適性の度合いを調節するために、膨張式デバイスの膨張の度合いを調節する機構と共に提供される。しかし、かかる膨張式デバイスは通常は単一の空気袋（bladder）を含み、膨張の度合いに基づきデバイスが提供できる支持の量と、デバイスの快適性とは両立しない。例えば、デバイスは最大圧力まで膨張することができ、最大の支持を提供するが、ユーザーは快適性に欠けると思うかもしれない。一方で、ユーザーは膨張式デバイスを最大膨張レベルより少ない膨張レベルに調節することができ、所望の快適性が提供されるが、しかし、デバイスにより提供される支持の量は譲歩したものとなる。例えば、膨張の少ない膨張式デバイスはたわみ勝ちであり、例えば、膨張式マットレスはユーザーを支持する場合に真ん中でたわむことがある。
【０００４】
代替的に、睡眠表面調節（sleep surface adjustment）のための１個以上の膨張式チャンバーを含む睡眠支持システムの１例が、米国特許第6,397,419B1号（‘４１９特許）に開示されている。‘４１９特許には、第２流体チャンバーに並んで位置し、発泡体（foam）の中心壁によって分離された第１流体チャンバーを含む、睡眠支持システムが開示されている。第１流体チャンバーおよび第２流体チャンバーは、上部壁、下部壁および側壁構造により囲まれている。さらに、睡眠支持システムはベースパッドを含み、該ベースパッドは、Ｌ９発泡体などの発泡体であるか、または代替的に、第１および第２流体チャンバーの下に位置して、側壁の最上部の壁と実質的に同じレベルまで流体チャンバーを持ち上げるのに用いられる、付加的流体チャンバーであってもよい。
【０００５】
睡眠支持システムの１つの実施態様は、外部流体ポンプおよび手動制御を通してベースパッド流体チャンバーに結合する流体チャンバーの１つを含む。この実施態様において、ベースパッド流体チャンバーを本質的に加圧のない状態に維持しつつ、第１流体チャンバーを最高の固さまで膨張させることができる。次にユーザーは、流体ポンプからの空気の流れを手動制御で変化させるようスイッチを入れて、流体ポンプが第１流体チャンバーに流体を供給しないよう、逆に今度は、第１流体チャンバーの流体容積が減少しても、第１流体チャンバーとベースパッド流体チャンバーを組合せた高さを維持するとの考えにより、流体が第１流体チャンバーからベースパッド流体チャンバーへと導かれるようにすることができる。
同様に、手動制御および流体ポンプは、流体がベースパッド流体チャンバーから第１流体チャンバーへと流れるようにして、それによって第１流体チャンバーとベースパッド流体チャンバーの組合せ全体の高さを維持するために用いることができる。開示された睡眠支持システムのこの実施態様では、流体チャンバーは外部流体ポンプを通して接続することにより、流体が１つのチャンバーからの他のチャンバーへと導かれて、１つのチャンバーの加圧状態が変化する。すなわち、各チャンバーは独立に加圧および調節することができない。
【０００６】
発明の概要
１つの実施態様において、本発明は、第１流出口を含む第１流体チャンバーと流入口を含む第２流体チャンバーとを含む、膨張式デバイスを目的としている。該膨張式デバイスはまた、第１流体チャンバーを第２流体チャンバーに流動的に接続し、流体が第２流体チャンバーから第１流体チャンバーへと流れることを許容するよう配置された、一方向バルブを含む。
【０００７】
他の実施態様において、本発明は、膨張式デバイスを有する調節可能な支持を提供する方法を目的としている。該方法は、膨張式デバイスの第１流体チャンバーおよび第２流体チャンバーを、第２流体チャンバーの流入口ならびに第１および第２流体チャンバーを流動的に接続する一方向バルブを通して膨張させること、および、第１チャンバー内の流体レベルを維持しつつ、第２チャンバーから流体を放出することを含む。
【０００８】
他の実施態様において、本発明は、膨張式身体支持デバイスを有する調節可能な身体支持体を提供する方法を目的としている。該方法は、第１流体チャンバーおよび第２流体チャンバーを有する膨張式身体支持デバイスを提供することを含み、ここで第１流体チャンバーは、該デバイスの下部チャンバーとして用いられる構造支持チャンバーとしてつくられ、第２流体チャンバーは、構造支持チャンバーの上に位置する快適チャンバーとしてつくられ、第１および第２流体チャンバーは流動的に分離されている。該方法は、第１流体チャンバーを膨張の第１レベルまで膨張させることを含む。該方法はさらに、第２流体チャンバーを膨張の第２レベルまで膨張させること、および、第１流体チャンバー内の膨張の第１レベルを維持しつつ、流体を第２流体チャンバーから放出することにより第２流体チャンバーの膨張の第２レベルを調節することを含む。
【０００９】
本発明の膨張式デバイスの他の実施態様は、デバイスの下部チャンバーとして用いられる構造支持チャンバーとしてつくられ、第１流入口および第１流出口を含む第１流体チャンバー、および、構造支持チャンバーの上に位置する快適チャンバーとしてつくられ、第２流入口および第２流出口を含む第２流体チャンバーを含む。第１流体チャンバーと第２流体チャンバーは、流動的に分離されている。
【００１０】
発明の詳細な記述
本明細書で使用される場合、身体支持デバイスは、例えば、マットレス、椅子のシート、椅子の背もたれ、ヘッドレスト、脚もしくは足支持デバイス、または、例えば座ること、よりかかること、横たわることもしくは一般に人を支持すること、のために用いられる任意の他のデバイスを含むことが理解される。かかる身体支持デバイスは、本明細書で使用される場合、少なくとも１つの膨張式デバイスを含むことができ、さらにまた、必ずしも必要ではないが固い表面、パッド付き表面、布張り表面を含むことができ、さらにまた、任意の数および種類の支持構造、例えば発泡体、スプリング、サスペンションストラップその他を含むことができることが理解される。本明細書で使用される場合、「膨張式」は、任意の流体、例えば気体、空気、または液体、その他により膨張可能であることを意味する。膨張式デバイスは、膨張でき密閉できる、少なくとも１つの流体不浸透性袋体を含み、また多くの形状、サイズ、構造を含むことができ、さらに、任意の複数の材料から作成することができる。
【００１１】
本発明は、膨張式デバイスおよび身体支持デバイスを目的としており、さらに、１つの実施態様において、両方のチャンバーが膨張式デバイスの単一の流入口を通して膨張でき、また単一の流出口を通して排出できて、１つの流体チャンバーの流体量を他とは独立して調節できるよう、一方向バルブにより流動的に接続された、２個または３個以上の流体チャンバーを含む膨張式デバイスを目的としている。一方向バルブにより分離可能な２個の流体チャンバーを含む膨張式デバイスのこの配置は、構造的な支持体を提供し、特定の負荷または使用に適合するように膨張の度合いを調節する能力を提供する点において、従来技術に勝っており、なぜならば、１方のチャンバーは構造体を提供するのに使用でき、他方のチャンバーは特定の使用または状況に適合させることができるからである。
【００１２】
従来技術においては、膨張式デバイスの膨張の量を減少させて負荷または使用に適合させることは、一般に、例えば単一流体チャンバーの膨張式デバイスが有する全体的な構造的安定性をある程度犠牲にする。それに対して、本発明の膨張式デバイスおよび身体支持デバイスの幾つかの実施態様は、例えば構造チャンバーおよび快適チャンバーを含み、構造チャンバーの膨張を調節することなく、従って構造を犠牲にすることなく、快適チャンバーの膨張を調節することを可能にする。さらに、本発明の幾つかの実施態様は、膨張用の単一の流入口および収縮用の単一の流出口という簡単さを犠牲にすることなく、この選択的調節を可能にする。
【００１３】
本発明の１つの実施態様において、膨張式デバイスは、流出口を含む第１流体チャンバーおよび流入口を含む第２流体チャンバーを含む。第２流体チャンバーは、流体が第２流体チャンバーから第１流体チャンバーへ流れることを許容するよう配置された一方向バルブにより、第１流体チャンバーに流動的に接続されている。膨張式デバイスは、それ自体でまたは任意の身体支持デバイスの一部として、椅子、マットレス、枕、クッションその他として形作することができる。
【００１４】
本発明の例示的な実施態様について、図を参照して、特に図１および図２を参照して説明する。図１および図２に示された本発明の実施態様において、膨張式デバイス１０は、背面支持クッションとして形成されサイズを決めて配置されており、流出口４０を有する第１チャンバー２０および流入口５０を有する第２チャンバー３０を含む。第２チャンバー３０は、流体が第２流体チャンバー３０から第１流体チャンバー２０へと流れることを許容するよう配置された一方向バルブ６０により、第１チャンバー２０に流動的に接続されている。
【００１５】
本発明の膨張式デバイス１０のこの実施態様は、例えば、図１および２に示すようなベッド腰掛け用クッションとして用いることができ、ここで第１および第２流体チャンバー２０、３０は、全体として三日月型、または人の背中を適切に支持するその他の形を有するよう構成することができる。例えば、膨張式デバイス１０は、立ち上がり背面部２４および肘掛２２を有することができる。立ち上がり背面部２４および／または肘掛２２は、第１および第２流体チャンバーから形成することができ、または、第１および第２流体チャンバーから分離した付加的な構造体として、例えば発泡構造体として形成可能であることが理解されるべきである。この実施態様において、第１流体チャンバー２０は、膨張式デバイス１０の形を維持するための構造層として構成され、ユーザーの背中を所望の角度に維持する。この実施態様において、第２流体チャンバー３０は、所望の快適性または特定の姿勢を提供するために調節可能な快適層として構成される。膨張式デバイス１０の全体形状における第１および第２流体チャンバー２０、３０の配置は、多数の形態を取れることが理解される。例えば、図１および２の実施態様が示すように、第１流体チャンバー２０は、膨張式デバイス１０の大部分を形成することができ、第２流体チャンバー３０は、膨張式デバイス１０のユーザーの背中が接触する一部のみを形成することができる。他の実施態様において、第２流体チャンバー３０は、例えば肘掛２２など膨張式デバイス１０の他の部分まで伸ばすことも可能である。
【００１６】
第１および第２流体チャンバー２０、３０は、任意の方法により、意図した用途のために必要とされる圧力の下で所望の流体を維持することのできる任意の材料（単数または複数）により構成することができる。例えば、第１および第２流体チャンバー２０、３０は、実質的な流体不透過バリアで構成することができ、背面支持体１０の意図する使用に従って形作ることができる。
【００１７】
他の実施態様において、膨張式デバイス１０は、図３〜６に示すようにマットレスの形の身体支持デバイスとして形成し配置することができる。第１および第２流体チャンバー２０、３０は、一緒にそれ自体で、または全体の身体支持デバイスの一部として、従来のマットレスの形状および高さに構成され、所望より、膨張式デバイス１０を従来のベッドのフレームおよび寝具類と共に使用可能としている。マットレスとして構成された膨張式デバイス１０の１つの実施態様において、第１流体チャンバー２０は構造層または基礎となる層であって、膨張式デバイス全体に構造体を提供するよう、および／または、重量が膨張式デバイス１０に均等に分散されていない場合に、膨張式デバイス１０を支持する表面に接触する機会を減らすよう設計されている。すなわち、第１流体チャンバー２０は、従来のマットレスのボックススプリングと同様のマットレスの基礎層である。この実施態様において、第２流体チャンバー３０は、各人の好みの所望のレベルの快適性を提供するために調節可能な快適層である。すなわち、第２流体チャンバーは使用者と接触することが意図されており、従来のマットレスセットのマットレス上層部と同様、対象に快適性と支持を提供することができる。この実施態様においては、第１および第２流体チャンバー２０、３０はほぼ同じサイズおよび形状を取ることができるが、多くの変形が可能であり、それらは本発明の範囲であることが理解される。例えば、第２流体チャンバー２０は、第１流体チャンバー３０より厚くても薄くてもよい。構造層２０はまた快適性を改善するためにも機能すること、快適層３０はまた幾らかの構造体を提供すること、また、構造層および快適層の用語は、流体チャンバーの主要な機能を示しているが、それが唯一の機能ではないことが理解されるべきである。
【００１８】
例えばマットレスとして形成され構成された膨張式デバイスなど、本発明の膨張式デバイスの幾つかの用途において、第１流体チャンバーに重なる第２流体チャンバーは、単一の袋体を含む従来の膨張式マットレスより薄くできることが理解される。これは、第１流体チャンバーがまた、支持層および快適層の両方として機能できることの結果であり、例えば、重なっている第２流体チャンバーが低い圧力で膨張された場合には、例えば、身体のある点においては下側の第１流体チャンバーに接触することになる。本発明の多層式膨張式デバイスの支持および快適特性は、類似の形状およびサイズを有する単一袋体のそれらとは異なることも理解される。例えば、単一袋体は、低い膨張レベルにおいて、例えば身体などによる袋体への負荷に応答してより深く押し下げられ勝ちである。一方、本発明の２重の袋体の配置においては、下部の第１流体チャンバーはかかる押し下げを限定するよう作用し、それによって、第２流体チャンバーが低レベルの膨張を有することによる任意のたわみを減少させる。従って、本発明の二重流体チャンバー膨張式デバイスの幾つかの利点は、よりよい支持性を有するより快適なデバイスを提供するように、組み合わせを調節できることである。さらに、二重流体チャンバーを有する膨張式デバイスは、各流体チャンバーの膨張レベルを調節できることにより、睡眠および身体支持姿勢に対してより多くのオプションを提供する。例えば、本発明の二重流体チャンバー膨張式デバイスは、睡眠時の姿勢、および例えば読書やテレビ鑑賞その他のためのリクライニングの姿勢を提供するよう調節可能である。
【００１９】
２個の流体チャンバー２０、３０を含む本発明の膨張式デバイス１０は、必ずしも身体支持デバイスとして構成される必要はないことが、理解されるべきである。他の用途、例えば梱包用および出荷用の物体用、または壊れ物を保護するための用途もまた、本発明から利益を得る。従って、本発明の実施態様は他の支持デバイスとして構成されてもよく、身体支持デバイスに限定されるものではない。
【００２０】
第１および第２流体チャンバー２０、３０は、例えばリブまたは仕切りなどの内部構造を含んでよいことが理解される。例えば、第１および第２流体チャンバー２０、３０の各々は、流体を含む２個または３個以上のコンパートメントに分けられてもよい。１つの実施態様において、膨張式デバイスは、流体チャンバー２０、３０に仕切られ一方向バルブにより流動的に接続された単一の流体袋体を含むことができる。代替的に、第１および第２流体チャンバー２０、３０は、１つまたは２つ以上の壁を共有することができ、一方向バルブによって流動的に結合することができる。
【００２１】
本発明の膨張式デバイスまたは身体支持デバイスの他の実施態様は、２個以上の流体チャンバーを含む。例えば、図７を参照すると、第１流体チャンバー２０は二重マットレスの構造層として構成することができ、第２流体チャンバー３０は快適層として構成することができる。第１および第２流体チャンバーは、上記のように、一方向バルブ６０により結合することができる。さらに、少なくとも１個の第３流体チャンバー７０が設けられ、一方向バルブ７５により第１流体チャンバーに結合される。この実施態様においては、第３流体チャンバーは、膨張式デバイス１０の各端部において支持を提供し、膨張式デバイスの端に座る人または端近くを転がる人に対して付加的な支持を提供する。
【００２２】
第３流体チャンバー７０は、第１および第２流体チャンバーの近傍に位置する単一の流体チャンバーであってもよく、または、１個以上の流体チャンバーを含んでもよいことが理解される。代替として、第１流体チャンバー２０は、端部において膨張式デバイス１０の上部表面まで達するような形に形成してもよく、膨張式デバイス１０の端に座る人または睡眠時に端近くまで転がる人に対し、付加的な支持を提供する。他の実施態様において、第３流体チャンバー７０は、同じ目的のために、好適な発泡体（foam）、例えばＬ９発泡体などに置き換えることができる。他の実施態様において、第２流体チャンバー３０および第３流体チャンバー７０は、支持層２０の上の２つに分離された快適層として、第２流体チャンバーおよび第３流体チャンバーの各々が、異なる人のためまたは身体の異なる部分のために所望の快適レベルにそれぞれ調節することができるように、提供することができる。この実施態様において、第１流体チャンバーは、第２および第３流体チャンバーに支持を提供するよう、調節することができる。第１、第２および第３流体チャンバー２０、３０、７０は、内部構造を有してよく、それによって第１、第２および第３流体チャンバー内での流体の動きを制御できることが理解される。例えば、第１、第２および第３流体チャンバーの任意のチャンバーは、第１、第２および第３流体チャンバーが膨張または収縮される場合に流体の流れを改善するため、流体チャンバー内に調節板（baffle）または壁を含むことができる。
【００２３】
第１、第２および第３流体チャンバー２０、３０、７０の任意のチャンバーの壁厚さは、第１、第２および第３流体チャンバーが使用される圧力下における流体を実質的に維持する、任意の厚さを取れることが理解される。壁の厚さは、第１、第２および第３流体チャンバー２０、３０、７０が構成される材料に依存してよい。例えば、より耐性または塑性のある材料を用いれば、耐性または塑性の少ない材料の場合に比べて、第１、第２および第３流体チャンバーの壁はより薄くなる。一般には、第１、第２または第３流体チャンバーの壁は約４〜１６ミル（ミルは１／１０００インチ）の厚さをとることができる。
【００２４】
さらに、第１、第２および第３流体チャンバー２０、３０、７０の各々は、実質的に流体を維持でき、流体チャンバーが使用される圧力に耐えるのに十分強い流体チャンバーを形成可能な、任意の材料（単数または複数）から構成することができる。例えば、第１、第２および第３流体チャンバー２０、３０、７０は、熱可塑性などのポリマー材料から構成できる。第１、第２および第３流体チャンバー２０、３０、７０はまた、比較的安価で加工が容易な、耐性のある材料から構成することができる。幾つかの材料の例には、塩化ポリビニルフィルムおよびポリウレタンが含まれる。第１、第２および第３流体チャンバー２０、３０、７０を作る方法は、当業者により認識されるように、それらを構成し形成する材料に依存してよい。
【００２５】
本発明の幾つかの実施態様において、第２流体チャンバー３０は流入口５０を含むことができる。流入口５０は、流体が第２流体チャンバー３０へと所望により流れることを許容できる、任意の様式および任意の材料を用いて構成可能である。例えば、流入口５０は、本明細書に参照として組み込まれている米国特許第6,237,621号に開示されているような、一方向バルブまたは二方向バルブを含む密閉可能な開口部、または合わせキャップ付きのオリフィス（orifice）であってよい。膨張式デバイス１０は、第１流体チャンバー２０など任意のチャンバーに付加的な流入口を含むことができるが、本発明の幾つかの実施態様によれば、かかる流入口は不要である。流入口５０はまた、ポンプなどの膨張用のデバイスと適合する構造を含むことができる。例えば、流入口５０は、本明細書に参照として組み込まれている米国特許第6,237,653号に開示された留め金作用（snapping action）、捻り作用（twisting action）または回転動作（rotating motion）を介して、膨張用のデバイス上の構造と結合する構造を有することができる。
【００２６】
一方向バルブ６０、７５は、流体が流体チャンバー２０、３０および７０の間において、第１の方向へは流れるが第２の方向へは流れないようにすることを許容できる、任意の様式および任意の材料（単数または複数）を用いて構成可能である。すなわち、一方向バルブ６０、７５は、流体が、第２流体チャンバー３０から第１流体チャンバー２０へ、また第１流体チャンバー２０から第３流体チャンバー７０へと流れるのは許容するが、第１流体チャンバー２０から第２流体チャンバー３０へ、また第３流体チャンバー７０から第１流体チャンバー２０への流体の動きは妨げる。一方向バルブ６０、７５は、隔膜（diaphragm）およびバルブシートなとの閉鎖用部材（closing member）を有する従来のバルブを含むことができる。
【００２７】
米国特許第6,237,621号に開示されているかかるバルブの１実施態様においては、閉鎖用部材は、例えばヒンジを組み込んだバイアス組立てによりバルブシートに対してバイアスを有しており、バルブに対して第１方向（例えば、第２流体チャンバーから第１流体チャンバーへ）に流体圧力がかかると、バイアスに抗して開くことができる（biased open）；逆に、バルブに対して第２方向（例えば、第１流体チャンバーから第２流体チャンバーへ）に流体圧力がかかると、閉鎖用部材がバルブシートに押し付けられ、バルブシートに対しバイアスを有する。かかるバルブにおいては、閉じる方向のバルブのバイアス力は、それを開くのに必要な流体圧力の量に対してバランスする。好ましい配置において、バルブは、２個の流体チャンバーの圧力が実質的に同じである場合か、またはそこから閉鎖用部材がシートに対して押し付けられるバルブの側（例えば、第１流体チャンバー２０）において圧力が高い場合には閉鎖状態を維持し、またその逆側（例えば、第２流体チャンバー３０）において圧力がやや高い場合には開くように構成する。バルブのバイアスを閉じる方向に構成しまたそれを開くのに必要な圧力を構成する１つの方法は、閉鎖用部材の選択によることが理解される。例えば、より薄く、より柔軟性のある閉鎖用部材は、より容易に開くことができるが、閉じる方向へのバイアスはより少なく、一方、より厚く硬い閉鎖用部材は、開くのはより困難であるかもしれないが、閉鎖方向へのバイアスはより強い。一方向バルブ６０、７５はまた、流体がただ一方向のみに流れることを許容する他のデバイスおよびシステムを含むことができることが理解される。例えば、流体がただ一方向のみに流れることを許容する膜は、この能力において使用可能である。一方向バルブ６０、７５もバイアス用構造、例えばモーターまたはソレノイドなどと共に設置可能であり、それによりバルブ構造をバイアスを有して開閉できることも、さらに理解される。
【００２８】
本発明の幾つかの実施態様において、第１流体チャンバー２０は流出口４０を含むことができる。流出口４０は、流体が第１流体チャンバー２０の内部から第１流体チャンバー２０の外部へと所望のように流れることを許容するような、任意の様式および任意の材料（単数または複数）で構成可能である。例えば、流出口４０は、密封可能な開口部であるか、またはチャンバー内の圧力を調節するために用いることができるバルブ、もしくはチャンバーから空気を排出するために完全に開放できるバルブにより密封可能であるか（これらは、本明細書に参照として組み込まれた米国特許第5,367,726号に開示されている）、または単純に、合わせキャップ付きのオリフィスであってよい。
【００２９】
所望により、任意の流体チャンバーに付加的な流出口を設定可能であることが理解される。例えば、第２流体チャンバー３０の流体量を第１流体チャンバー２０の流体量とは独立に調節するために、１個または２個以上の流出口を設けてもよい。かかる流出口は、流出口４０に関して記載したように、流体の放出を許容する任意の様式で構成することができる。１つの実施態様において、第２流体チャンバーの流出口は、二方向バルブとして流入口５０と組み合わせることができる。すなわち、流入口５０は、第２流体チャンバー３０へ流体を供給することを許容し、また第２流体チャンバー３０から流体を排出することを許容する二方向バルブを含み、これによって例えば米国特許第6,237,621号に開示されているように、第２流体チャンバー３０の圧力が調節される。任意の流体チャンバーの流出口は、膨張式デバイス１０のユーザーが容易にアクセスできる位置に位置させられることもまた理解される。例えば、膨張式デバイス１０がマットレスまたは背面支持体のような身体支持デバイスである場合、流体チャンバー３０の流出口は、膨張式デバイスにより支持されるユーザーが容易にアクセスできるよう、位置させることができる。例えば、流出口は手で簡単に操作できるように、膨張式デバイスの上部表面に位置させてよい。
【００３０】
図３〜６に、マットレスとしてつくられた本発明の膨張式デバイス１０の実施態様の代表的な操作を図示する。例示のため、膨張式デバイス１０は初めに、図３に示すように完全に、または部分的に収縮した状態にあるとする。流体、例えば空気または水は、流入口５０を通して膨張式デバイス１０へと導入することができる。流体は、一方向バルブ６０の流体閾値開口レベル（fluid threshold opening level）まで第２流体チャンバー３０を膨張させ、流体閾値開口レベルに到達すると、流体はさらに一方向バルブ６０を通って流れ、図４に示すように第１流体チャンバー２０を膨張させる。次に図７に示す実施態様を参照すると、この実施態様に対して流体は第１流体チャンバー２０を一方向バルブ７５の流体閾値開口レベルまで膨張させ、一方向バルブ７５の流体閾値開口レベルに到達すると、さらに流体は一方向バルブ７５を通って流れ、第３流体チャンバー７０を膨張させる。再び図５〜６を参照すると、十分な量の流体が流入口５０に導入されて、所望の度合いの膨張または快適性または支持が、第１および第２流体チャンバー（および、図７の実施態様においては第３流体チャンバー）の両方またはその１つへ提供された場合、流入口５０は図５に示されるように閉じるかまたは閉鎖される。ユーザー、および幾つかの場合においては膨張式デバイス１０上のユーザーは、第２流体チャンバーの流出口を操作することができ、これは１つの実施態様においては流入口５０を含み、それによって図６に示すように、第２流体チャンバー３０の圧力のみを快適性または他の支持基準に応じて所望のレベルに調節する。流出口（示されず）は第３流体チャンバー７０（図７参照）にも設けることができ、第３流体チャンバーの流体量も独立して制御できることが理解される。
【００３１】
図８に、少なくとも１つのリクライニング位置を有するシートとしてつくられた、本発明の身体支持デバイスの他の実施態様を示す。この実施態様は、図８に示すようにシート部８０および背もたれ９０を含む。シート部は、少なくとも第１袋体２０および第２袋体３０を含み、１つの実施態様においては、一方向バルブ６０により流動的に接続可能である。この実施態様において、第２流体袋体は流入口５０を含み、第１流体袋体は流出口４０を含む。このシート表面８０は、上述のように、支持および快適性の両方を提供するように調節可能である。シートデバイスの背もたれ９０は、第１袋体２０および第２袋体３０を含み、１つの実施態様においては、被験者１００に腰部の支持を提供するよう作用する第３袋体７０を含む。１つの実施態様においては、第１袋体２０と第２袋体３０は一方向バルブ６０により流動的に接続され、第１袋体２０と第３袋体７０は一方向バルブ７５により流動的に接続される。この実施態様においては、第２袋体３０には流入口５０が設けられ、第１袋体には流出口４０を設けることができる。シートの背もたれ９０は、上述のようにユーザー１００に対して支持および快適性を提供するよう、調節可能である。
【００３２】
図９は、枕として形成され配置された、本発明の身体支持デバイスの他の実施態様を示す。枕は断面図として示されている。枕の１実施態様は、一方向バルブ６０により流動的に接続された第１袋体２０および第２袋体３０を含む。さらにこの実施態様は、第２袋体３０の流入口５０と、第１袋体２０の流出口４０を含む。この配置により、枕は上述のように、被験者１００の頭および首に支持と快適性の両方を提供し、睡眠に快適な位置を提供し、また睡眠に適切な姿勢を提供するのに使用可能である。
【００３３】
本発明の他の実施態様によれば、例えば２つの袋体を有する膨張式デバイスにおいて各袋体を独立して調節することは、袋体が一方向バルブによって接続された実施態様のみには限定されない。この実施態様によれば、図１０および図１１に示すように、第１および第２袋体２０、３０は、部分的または完全に流動的に分離可能である。図示の例において、第１および第２流体チャンバー２０、３０は、壁５５、例えば共通の壁により恒久的に分離されている。しかし、他の実施態様においては、流体チャンバーの分離は恒久的である必要はないことが、理解されるべきである。
【００３４】
この実施態様において、第１流体チャンバー２０は流入口４０を通して膨張することができ、１実施態様によれば、流入口４０は、所望の構造および／または支持を提供するのに十分なレベルまで第１流体チャンバーを膨張および収縮するために設けられた二方向バルブを含む。膨張のレベルには、所望の度合いの構成および／または支持を達成するための、推奨されたかまたは所望の範囲の膨張を含むことができる。第２流体チャンバー３０は、所望の快適性および支持を提供するために十分なレベルまで、流入口５０を通して独立して膨張することができ、そこでの膨張のレベルは、例えば、通常はバルブ５０を通して比較的少量ずつ流体を付加するおよび／または放出することにより調節可能である。この実施態様によれば、第１流体チャンバーは、バルブ４０により規定レベルの膨張に維持および／または調節することができ、一方第２流体チャンバーは、バルブ５０により独立して維持および調節可能である。
【００３５】
前に述べたように、膨張式デバイスのこの実施態様は、構造用流体チャンバーである第１流体チャンバー２０および、身体支持チャンバーである第２流体チャンバー３０を含むことができる。構造用流体チャンバー２０は、膨張式デバイスに対して所望の構造を提供するように構成することができ、一方身体支持用流体チャンバー３０は、所望のレベルの快適性および／または支持を提供するために調節可能である。かかる実施態様において、構造用流体チャンバーは所望の構造を提供するのに十分なレベルまで膨張可能であり、これは膨張の規定の構造用レベルであってよい。膨張の構造用レベルは、所望の度合いの構造的支持を達成するための、推奨または所望の範囲の膨張を含むことができる。支持用流体チャンバーは、所望の快適性を提供するのに十分なレベルまで独立して膨張することができ、次にその膨張レベルは、例えば、通常は比較的少量ずつ流体を付加する、および／または放出することにより、調節可能である。構造用流体チャンバーの膨張は構造用レベルに維持でき、一方、支持用流体チャンバーの膨張レベルは、所望のレベルの快適性および／または支持を提供するように調節される。
【００３６】
本発明の種々の態様は、所望により動力化または他の自動化が可能であることが理解される。例えば、流体は、膨張式デバイス１０に対して、例えば米国特許第5,367,726号に開示されているように、膨張式デバイス１０に結合されたかまたは恒久的に固定されたポンプにより、供給することができる。ポンプは、マニュアルでまたは電気的に操作可能で、幾つかの実施態様においてはバルブ５０に組み込まれ、少なくとも部分的に流体チャンバー３０内に位置される。ポンプはまた、膨張式デバイス１０を収縮するために、または第２流体チャンバー３０もしくは第３流体チャンバー７０の流体を調節するために用いることもできる。流入口バルブ５０および／または一方向バルブ６０、７５も機械化が可能である。例えば、ソレノイドまたはモーター駆動のメカニズムを流入口バルブ５０および／またはバルブ６０、７５を操作するのに用いて、膨張式デバイス１０の膨張または収縮、ならびに各流体チャンバーの調節を行うことができる。
【００３７】
任意の電気的または機械的デバイスを、膨張式デバイス１０の何らかの支援に用いる場合、かかるデバイスは、容易にアクセス可能な制御機器を含むことができることが理解される。ある実施態様においては、１個以上の制御機器、例えば膨張および収縮両方のための制御機器などを、単一の便利な場所の単一のコントローラ内に設置することができる。１つの好ましい実施態様において、制御機器は、コードのみまたはその他により膨張式デバイス１０に接続可能なコントローラに設置することができる。他の実施態様において、コントローラは、赤外線その他を用いるリモートコントローラであってよく、コードやケーブルによる接続の必要なしに膨張式デバイスの制御を可能にする。
【００３８】
本明細書に記載の膨張式デバイスの要素の各々、もしくはそれらの２個または３個以上の組み合わせは修正可能であり、または上記と異なる他の用途において有用性が見出されることが理解されるであろう。本出願の膨張式デバイスの特定の実施態様が例示および記載されているが、示された詳細に限定することは意図しておらず、なぜならば、クレームにより規定されている用途の精神からどのような意味においても離れることなく、種々の修正および置換が可能であるためである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
以上の詳細な記載の観点から、特に添付の図面を参照することにより、本出願はよりよく理解されその利点はより明白となる。ここで、
【図１】本発明による膨張式デバイスの１実施態様の立面斜視図である。
【図２】図１の膨張式デバイスの側面図である。
【図３】本発明による膨張式デバイスの他の実施態様の、部分的膨張状態の側面断面図である。
【図４】図３の膨張式デバイスの、部分的膨張状態の側面断面図である。
【図５】図３の膨張式デバイスの、膨張状態の側面断面図である。
【図６】図３の膨張式デバイスの、使用中の側面断面図である。
【図７】本発明による膨張式デバイスの他の実施態様の斜視図である。
【図８】本発明の椅子型身体支持デバイスの実施態様の、側面透視図である。
【図９】本発明の枕型身体支持デバイスの、断面図である。
【図１０】本発明による膨張式デバイスの他の実施態様の、膨張状態の側面断面図である。
【図１１】図１０の膨張式デバイスの、部分的膨張状態の側面断面図である。
【図１】
2005532086.tif 000002
【図２】
2005532086.tif 000003
【図３】
2005532086.tif 000004
【図４】
2005532086.tif 000005
【図５】
2005532086.tif 000006
【図６】
2005532086.tif 000007
【図７】
2005532086.tif 000008
【図８】
2005532086.tif 000009
【図９】
2005532086.tif 000010
【図１０】
2005532086.tif 000011
【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年8月2日(2004.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流出口を含む第１膨張式流体チャンバー；
流入口を含む第２膨張式流体チャンバー、ここで第１流体チャンバーは、第２流体チャンバーを支持するように構成および配置され；および
第１流体チャンバーを第２流体チャンバーに流動的に接続し、流体が第２流体チャンバーから第１流体チャンバーへと流れることを許容するよう配置された、一方向バルブ；
を含む、膨張式デバイス。
【請求項２】
膨張式デバイスが身体支持デバイスとして構成および配置された、請求項１に記載の膨張式デバイス。
【請求項３】
削除
【請求項４】
身体支持デバイスがマットレスとして構成および配置された、請求項２に記載の膨張式デバイス。
【請求項５】
身体支持デバイスが枕として構成および配置された、請求項２に記載の膨張式デバイス。
【請求項６】
身体支持デバイスがシートとして構成および配置された、請求項２に記載の膨張式デバイス。
【請求項７】
身体支持デバイスが椅子の背面支持部として構成および配置された、請求項２に記載の膨張式デバイス。
【請求項８】
身体支持デバイスが背面支持体として構成および配置された、請求項２に記載の膨張式デバイス。
【請求項９】
一方向バルブが、十分な流体圧力に応答して開状態となり、かかる流体圧力がない場合にはバルブシートに対するシールを形成するようつくられた、請求項１に記載の膨張式デバイス。
【請求項１０】
第１流体チャンバーおよび第２流体チャンバーの１つが、実質的に流体密封ポリマー材料からなる、請求項１に記載の膨張式デバイス。
【請求項１１】
第２流体チャンバーが、第２流体チャンバー内の流体レベルを調節するための第２流出口を含む、請求項１に記載の膨張式デバイス。
【請求項１２】
流入口および第２流出口が単一のバルブを含み、該バルブが、第２流体チャンバーの外側から該流体チャンバーの内側への空気の流れを許容して該流体チャンバーを加圧するよう構成および配置され、また、第２流体チャンバーの内側から第２流体チャンバーの外側へと排気するようつくられた、請求項１１に記載の膨張式デバイス。
【請求項１３】
膨張式デバイスが身体支持デバイスとして構成および配置され、第２流出口が、該身体支持デバイスにより支持されている人が作動させて第２流体チャンバーの膨張レベルを選択できるよう、構成および配置された、請求項１１に記載の膨張式デバイス。
【請求項１４】
流入口がインフレータに結合するよう適合された、請求項１に記載の膨張式デバイス。
【請求項１５】
流入口に接続された膨張用デバイスをさらに含む、請求項１に記載の膨張式デバイス。
【請求項１６】
第３流体チャンバーおよび第２一方向バルブをさらに含み、ここで第２一方向バルブは、第３流体チャンバーと、第２流体チャンバーおよび第１流体チャンバーのどちらかとを接続するよう流動的に適合された、請求項１に記載の膨張式デバイス。
【請求項１７】
第１流体チャンバーおよび第２流体チャンバーが互いに接続された、請求項１に記載の膨張式デバイス。
【請求項１８】
第１流体チャンバーおよび第２流体チャンバーが、少なくとも１つの壁を共有する、請求項１７に記載の膨張式デバイス。
【請求項１９】
膨張式デバイスを有する調節可能な支持を提供する方法であって、
膨張式デバイスの第１流体チャンバーおよび第２流体チャンバーを、第２流体チャンバーの流入口と、第１および第２流体チャンバーを流動的に接続する一方向バルブとを通して膨張させること、ここで膨張させる行為が、第１流体チャンバーに対して、第２流体チャンバーを支持するのに十分な流体レベルを提供することを含み；
第１流体チャンバー内の流体レベルを維持しつつ、第２流体チャンバーから流体を放出して、第２流体チャンバーに選択した快適性のレベルを提供すること；
を含む、前記方法。
【請求項２０】
流体を、第１流体チャンバーから、第１流体チャンバーの流出口を通して放出すること；
をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
削除
【請求項２２】
削除
【請求項２３】
第２流体チャンバー上に身体を支持することをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
第１流体チャンバーおよび第２流体チャンバーがエアマットレスを構成する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
第１流体チャンバーおよび第２流体チャンバーが、共通の壁を共有する、請求項１９に記載された膨張式デバイス。
【請求項２６】
以下削除
【国際調査報告】
2005532086.tif 000013
2005532086.tif 000014
2005532086.tif 000015