(57)【要約】【課題】十分な変位量を得ることができ、支持安定に優れ、複雑なシステムを必要としないマットレスおよびベッドを提供すること。【解決手段】流体に対する非透過性を有する可撓性材料からなる複数の袋ユニットと、前記流体の吸入および排出のために前記袋ユニットに接続されたチューブとを備えるマットレスであって、複数の前記袋ユニットの少なくとも一部は、前記袋ユニットを前記マットレスの厚み方向に貫通する中空部を有し、該中空部は前記マットレスの外部と連通していることを特徴とするマットレス。【選択図】図１
2015165873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体に対する非透過性を有する可撓性材料からなる複数の袋ユニットと、
前記流体の吸入および排出のために前記袋ユニットに接続されたチューブとを備えるマットレスであって、
複数の前記袋ユニットの少なくとも一部は、前記袋ユニットを前記マットレスの厚み方向に貫通する中空部を有し、該中空部は前記マットレスの外部と連通していることを特徴とする、マットレス。
【請求項２】
複数の前記袋ユニットの少なくとも一部が、前記マットレスの厚み方向に積み重ねられている、請求項１に記載のマットレス。
【請求項３】
前記マットレスの厚み方向から見たときの前記袋ユニットの外形が正六角形である、請求項１または２に記載のマットレス。
【請求項４】
前記袋ユニットは、流体の吸入および排出によって膨張および収縮する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のマットレス。
【請求項５】
前記袋ユニットは、前記マットレスの厚み方向の前記袋ユニットの長さを測定するためのセンサを有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のマットレス。
【請求項６】
流体に対する非透過性を有する可撓性材料からなる複数の袋ユニットと、
前記流体の吸入および排出のために前記袋ユニットに接続されたチューブとを備えるベッドであって、
複数の前記袋ユニットの少なくとも一部は、前記ベッドの高さ方向に貫通した中空部を有し、該中空部は前記ベッドの外部と連通していることを特徴とするベッド。
【請求項７】
請求項６に記載のベッドと、
前記チューブに接続され、前記チューブを介して前記袋ユニットに対する前記流体の吸入および排出を行うためのポンプとを備える、ベッドシステム。
【請求項８】
さらに、人体の動きを感知するセンサを備える、請求項７に記載のベッドシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マットレス、ベッドおよびベッドシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
将来、高齢者の増加によって寝たきり高齢者も増加し、介護士不足によって寝たきりの高齢者がかかる病気である褥瘡が、大きな問題となることが予想される。褥瘡とは、長期にわたり同じ体勢で寝たままの状態で生活する人において、ベッドと常に接触する体の部位が血行不全となり、その部位の周辺組織が壊死を起こすことであり、床ずれとも呼ばれる。 
【０００３】
褥瘡の治療および予防のためには、介護士によって寝たきり高齢者の寝返り動作を行う寝返り支援が効果的であると考えられているが、寝返り支援は介護士にとって重労働である。
【０００４】
介護士による寝返り支援の代わりに、機械的に傾いたり、変形したりする機能を備えたベッドによる寝返り支援も知られているが、ベッドの価格が高価であるといった課題がある。
【０００５】
また、反発力の小さいウレタンフォームなどを材料とするマットレスによって、体がベッドから圧力を受ける面積を広くして除圧することで、ベッドとの接触部位における血行不良を改善し、褥瘡の治療および予防を行う方法も知られている。しかし、褥瘡初期には有効であっても、褥瘡が進行した後では効果が少ないという課題がある。
【０００６】
一方、能動的に変形させることのできるマットレスも提案されており、例えば、特許文献１（実開平８−４４８号公報）や特許文献２（特開２０１１−１６０８９２号公報）には、空気供給口を有する柔軟なチューブ状のエアセルを並列に配置してなる褥瘡防止用のエアマットレスが開示されている。
【０００７】
さらに、特許文献３（特開２０１３−１３６１６号公報）には、多角柱形状を呈し、基台上において整列するように配置され、基台上の少なくとも一部の領域において積み重ねられて配置される複数の空気袋と、複数の空気袋に対して選択的に空気の吸排気を行う吸排気装置とを備えるマット装置が開示されている。特許文献３では、このマット装置を用いて、選択的に空気袋を膨張又は収縮させ、人体の同じ部位が継続的に圧迫されることを防止することにより、褥瘡（床ずれ）を防止できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平８−４４８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１６０８９２号公報
【特許文献３】特開２０１３−１３６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１および２に開示されるようなマットでは、個々の袋ユニットの膨張および収縮による変位量が小さく、寝返り支援を行ったり、人体の一部を完全に圧迫されていない状態にしたりすることは難しい。
【００１０】
特許文献３に開示されるマットでは、上下に積み重ねられた袋ユニットが膨張時に主に中心部同士で押し合うことになり、ぐらつきなどが生じ易いといった支持安定性の点での課題があった。
【００１１】
さらに、特許文献１〜３においては、基本的にマットの変位をさせるために多量の空気を送りこむ必要があるため、大型のポンプが必要となり、別室に設置されたポンプから空気を供給するといった複雑で大掛かりなシステムが必要であった。また、動作のための消費エネルギーが多く、レスポンスも遅いといった課題もあった。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、十分な変位量を得ることができ、支持安定に優れ、複雑なシステムを必要としないマットレスおよびベッド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】
【００１３】
本発明は、流体に対する非透過性を有する可撓性材料からなる複数の袋ユニットと、
流体の吸入および排出のために前記袋ユニットに接続されたチューブとを備えるマットレスであって、
複数の前記袋ユニットの少なくとも一部は、前記袋ユニットを前記マットレスの厚み方向に貫通する中空部を有し、該中空部は前記マットレスの外部と連通していることを特徴とするマットレスである。
【００１４】
複数の前記袋ユニットの少なくとも一部が、前記マットレスの厚み方向に積み重ねられていることが好ましい。
【００１５】
前記マットレスの厚み方向から見たときの前記袋ユニットの外形が正六角形であることが好ましい。
【００１６】
前記袋ユニットは、流体の吸入および排出によって膨張および収縮することが好ましい。
【００１７】
前記袋ユニットは、前記マットレスの厚み方向の前記袋ユニットの長さを測定するためのセンサを有することが好ましい。
【００１８】
また、本発明は、流体に対する非透過性を有する可撓性材料からなる複数の袋ユニットと、
前記流体の吸入および排出のために前記袋ユニットに接続されたチューブとを備えるベッドであって、
複数の前記袋ユニットの少なくとも一部は、前記ベッドの高さ方向に貫通した中空部を有し、該中空部は前記ベッドの外部と連通していることを特徴とするベッドにも関する。
【００１９】
また、本発明は、上記のベッドと、
前記チューブに接続され、前記チューブを介して前記袋ユニットに対する前記流体の吸入および排出を行うためのポンプとを備える、ベッドシステムにも関する。
【００２０】
さらに、人体の動きを感知するセンサを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、十分な変位量を得ることができ、支持安定に優れ、複雑なシステムを必要としないマットレスおよびベッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態１で用いられるアクチュエータの構成を示す概略斜視図である。
【図２】実施形態１で用いられるアクチュエータの構成を示す概略断面図である。
【図３】実施形態１で用いられるアクチュエータの設置状態を示す概略斜視図である。
【図４】実施形態１のマットレスの使用状態の一例を示す概略斜視図である。
【図５】実施形態１のマットレスの使用状態の別の例を示す概略斜視図である。
【図６】実施形態１のマットレスの使用状態のさらに別の例を示す概略斜視図である。
【図７】実施形態１のマットレスの使用状態のさらに別の例を示す概略斜視図である。
【図８】実施形態２で用いられるアクチュエータの構成を示す概略断面図である。
【図９】実施形態１で用いられるアクチュエータの形状について説明するための概略上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明のマットレスは、複数の袋ユニットと、袋ユニットに接続されたチューブとを備える。そして、複数の袋ユニットの少なくとも一部は、袋ユニットをマットレスの厚み方向に貫通する中空部を有し、該中空部はマットレスの外部と連通していることを特徴とする。
【００２４】
袋ユニットは、流体に対する非透過性を有する可撓性材料からなる。流体としては、例えば、空気などの気体や、水などの液体が挙げられる。可撓性材料は、このような流体に対して非透過性である（例えば、気密性または液密性である）。このような可撓性材料としては、流体に対する非透過性と可撓性を有する材料であれば特に限定されないが、例えば、ウレタン樹脂が挙げられる。
【００２５】
チューブは、袋ユニット内部への流体の吸入、および、袋ユニット内部からの流体の排出を行うために、袋ユニットに接続されている。チューブの材質は、流体に対して非透過性の材料であれば特に限定されないが、例えば、袋ユニットと同様の材料を用いることができる。ただし、必ずしも可撓性の材料である必要はない。
【００２６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２７】
（実施形態１）
図１および２に、実施形態１で用いられるアクチュエータの構成を示す。図１および２を参照して、アクチュエータ１は、袋ユニット１１を積み重ねてなる。袋ユニット１１同士は、互いに接着されていてもよく、他の部材によって変形可能に一体化されていてもよい。
【００２８】
本実施形態のマットレスにおいては、このようなアクチュエータ１が図３に示すように、マットレスの長さ方向および幅方向にマトリックス状に敷き詰められている。なお、多様なマットレスの変形を実現するために、アクチュエータ１同士は互いに独立に変形できるように設置されることが好ましい。ただし、個々のアクチュエータ１は必ずしも完全に分離されている必要はなく、例えば、１枚のシートにアクチュエータ１の底面のみが固定されている場合のように、個々のアクチュエータが独立に伸縮可能な形態で一体化されていてもよい。
【００２９】
ここで、袋ユニット１１およびアクチュエータ１は、マットレスの厚み方向（使用時の鉛直方向）から見たときの外形が正六角形である。これにより、アクチュエータ１を図３のように隙間なく敷き詰めることができる。
【００３０】
また、図９（ｃ）に示すように、このような袋ユニット１１およびアクチュエータ１の形状を採用することで、ずれの応力に対してずれ難いという利点が得られる。これに対して、例えば、マットレスの厚み方向（使用時の鉛直方向）から見たときの袋ユニット１１の外形が三角形である場合、図９（ａ）に示すような方向に押されると、図９（ｂ）に示すようにずれやすくなってしまう。矩形等である場合も同様にずれが生じやすい。
【００３１】
また、袋ユニット１１は、袋ユニット１１を積み重ねの方向（マットレスの厚み方向）に貫通する中空部を有している。すなわち、袋ユニットは環状の筒体からなる。
【００３２】
これにより、中空部の容積分の流体の供給が不要となるため、少ない量の流体でアクチュエータを伸縮させる方向に、袋ユニット１１を構成する筒体を膨張させることができるという利点を有している。さらに、袋ユニット１１を積み重ねることで、袋ユニット１１を構成する筒体同士が押し合う動作により、より大きなアクチュエータの変形量を得ることが可能となる。また、中空部によって、通気性を確保することができるため、人体の蒸れ等を防止することもできる。
【００３３】
なお、全ての袋ユニット１１が中空部を有している必要はなく、例えば、最上部に積み重ねられる袋ユニット１１、または、最下部に設置される袋ユニット１１の一方が中空部を有していなくともよい。ただし、袋ユニット１１を積み重ねた状態において、中空部は必ずマットレスの外部と連通している必要がある。例えば、最上部に積み重ねられる袋ユニット１１および最下部に設置される袋ユニット１１の両方が中空部を有していないような場合、中間の袋ユニット１１の中空部が密封された状態となって、アクチュエータ１の変形動作が妨げられるからである。
【００３４】
なお、袋ユニット１１は、中空部に相当する孔部を有し外形が正六角形であるウレタン樹脂等の材料からなるシートを２枚重ねて、外周部および内周部を熱万力で溶着することにより作製することができる。
【００３５】
また、図示していないが、各々の袋ユニット１１にはチューブが接続されている。チューブの他端は、ポンプ等に接続されており、このポンプによって、チューブを介して、袋ユニット１１内部への流体の吸入、および、袋ユニット内部からの流体の排出を行うことができる。流体の吸入および排出は、個々の袋ユニット１１ごとに独立に制御してもよく、アクチュエータ１ごとに制御してもよい。
【００３６】
袋ユニット１１は、流体の吸入および排出によって膨張（図１（ｂ）、図２（ｂ）参照）および収縮（図１（ａ）、図２（ａ）参照）することができる。これにより、アクチュエータ１を伸縮させることができ、マットレスを変形させることができる。なお、流体による駆動のため、柔軟なマットレスの動作が可能である。
【００３７】
次に、本実施形態のマットレスの使用状態について説明する。図４〜７は、本実施形態のマットレスの使用状態の例を示す概略斜視図である。
【００３８】
図４を参照して、個々のアクチュエータの伸縮（袋ユニットの膨張および収縮）を独立に制御することで、マットレス２の上面に凹凸を形成し、人体４への圧迫力を分散させることができる。さらに、このような凹凸を所定時間ごとに変化させれば、人体４の同じ部位が継続的に圧迫されることを防止できる。なお、このような変形は、図３に示すようにアクチュエータ１をマトリックス状に配置することによって可能となる。
【００３９】
また、図５に示すように、マットレス２の一方を高く変形させて、マットレス２の上面を傾けることもでき、傾斜方向を所定時間ごとに変化させることで、人体４の寝返り動作を支援することができる。これにより、人体４の同じ部位が継続的に圧迫されることを防止できる。
【００４０】
また、図６に示すように、マットレス２の上面を波板状に変形させることもでき、人体４への圧迫力を分散させることができる。さらに、このような波型形状を所定時間ごとに変化させれば、人体４の同じ部位が継続的に圧迫されることを防止できる。
【００４１】
また、図７に示されるように、マットレス２の上面を人体４の形状に合わせて窪ませるように変形させることもでき、人体４への圧迫力を分散させ、人体４の特定部位のみが圧迫されることを防止できる。
【００４２】
上述したようなマットレスの変形により、例えば、寝たきり高齢者等の褥瘡に対する有効な治療および予防が可能となる。
【００４３】
さらに、このような変形量が多く自由度の高い変形が可能である本発明のマットレスによれば褥瘡予防のみならず、生活の様々な場面において、寝たきり高齢者とその介護者等のＱＯＬ（quality  of  life）を向上すること等が容易に実現可能となる。一例として、食事や起き上がり、異常発生の際に、マットレスを椅子状に変形させるといったことも可能となる。
【００４４】
（実施形態２）
本実施形態は、アクチュエータ１にアクチュエータ１の高さ（マットレスの厚み方向の長さ）を測定するためのセンサを有している点で実施形態１と異なる。それ以外の点は、実施形態１と同様である。図８は、実施形態２で用いられるアクチュエータの構成を示す概略断面図である。
【００４５】
図８を参照して、アクチュエータ１の下部にはセンサ３１が設けられ、上部には反射板３２が設けられている。センサ３１はＰＳＤセンサ（光位置センサ）であり、センサ３１側から反射板３２の方向へ赤外線を放射し、反射板３２で反射された赤外線を検出することで、センサ３１と反射板３２との間の距離（アクチュエータ１の高さ）を測定することができる。このようにアクチュエータ１の高さを直接測定することで、この測定値の情報に基づいてポンプの動作を制御すれば、マットレスの形状を所望の形状に正確に変化させることが可能となる。
【００４６】
なお、このようなセンサは、袋ユニット１１が中空部を有していることにより使用可能となる。従来のように、中空部を有しない袋ユニットからなるアクチュエータの場合、ポテンショメータ等を使用してアクチュエータの高さを測定することも考えられるが大きな変位を測定することはできない。また、直接高さを測定する方法に比べ把握できる高さの精度は劣るものの、例えば、袋ユニットやチューブ内の流体の圧力や流量を測定することでアクチュエータ１の高さを推定し、ポンプの動作を制御することも可能である。
【００４７】
（実施形態３）
本実施形態は、実施形態１と同様の複数の袋ユニットとチューブとを備えるベッドである。複数の袋ユニットの少なくとも一部は、ベッドの高さ方向に貫通した中空部を有し、該中空部がベッドの外部と連通している。
【００４８】
このように、袋ユニットとチューブとはベッドの一部として形成されていてもよく、このようなベッドの上に可撓性のマットレスを載置することによっても、上述のマットレスと同様の効果を得ることができる。
【００４９】
（実施形態４）
実施形態３と同様のベッドに加えて、さらに、チューブに接続され、チューブを介して袋ユニットに対する流体の吸入および排出を行うためのポンプとを備えるベッドシステムである。また、実施形態１および２のようなマットレスを備えるベッドに加えて、さらに、同様のポンプを備えるベッドシステムであってもよい。
【００５０】
なお、上述のアクチュエータは、中空部の容積分の流体の供給が不要となり、少ない量の流体で伸縮させることができるため、従来よりも小型のポンプを使用することができるため、ポンプと一体化されたベッドまたはマットレスを実現することが容易になる。
【００５１】
本実施形態のベッドシステムは、さらに、人体の動きを感知するセンサを備えることが好ましい。例えば、図４〜７を参照して、ジャイロセンサ５を着衣等に貼り付けることで、人体の動き（姿勢）を感知することができる。また、上述のアクチュエータに設けられたセンサにより、アクチュエータの長さと使用者を支える力の情報を取得し、その情報から使用者の位置情報を取得することができる。このようにして所得した人体の位置や姿勢の情報の情報に基づいて、ポンプの制御によりマットレスの形状を制御することで、寝返り支援等をより確実かつ安全に行うことが可能になる。
【００５２】
また、このような情報に基づく離床検知や動作検知などによって、もしものときの為に見守り機能を発揮させることも可能である。例えば、ベッドの手すり（柵）の近くに人体があるときは、アクチュエータの膨張を停止し、ベッドの手すりに手足などを挟む事故を防止することも可能である。
【００５３】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５４】
１  積層体、１１  袋ユニット、２  マットレス、３１  センサ、３２  反射板、４  人体、５  ジャイロセンサ。
【図１】
2015165873.tif 000003
【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】
2015165873.tif 000009
【図８】
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【図９】
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