(57)【要約】      （修正有）【課題】流体、特に圧縮空気により膨らませるのに適した複数の隔室を有し、特に人の体を支持するためのマットレス型の支持装置を提供する。【解決手段】人の体を支持するためのマットレス型の支持装置１は、流体、特に空気により膨らまされるのに適したｎ個の複数の隔室２、好ましくは少なくとも３個の隔室、より好ましくは３〜２４個の隔室を備える。ｐ個の複数の隔室は、それぞれ、当該隔室のための少なくとも一つの流体供給孔及び／又は排出孔４−１、と、当該隔室に対する流体の供給及び／又は排出を制御する役割を果たす少なくとも一つの電磁弁３−１、とを有する。ｐは、２〜ｎの範囲内にある整数である。上記弁が、供給孔及び／又は排出孔と協働するかこれと一体化され、各弁３−１が、単一の隔室に対する充填及び／又は排出を行う目的で専用に設けられる。【選択図】図４
2008237892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に人の体を支持するためのマットレス型支持装置（１）であって、
流体、特に空気により膨らまされるのに適したｎ個の複数の隔室（２）、好ましくは少なくとも３個の隔室、より好ましくは３〜２４個の隔室を備え、
ｐ個の複数の前記隔室は、それぞれ、
前記隔室のための少なくとも一つの流体供給・排出孔、又は、少なくとも一つの流体供給孔及び流体排出孔（４−１、４−２、４−３）と、
前記隔室に対する流体供給及び／又は流体排出を制御可能とする少なくとも一つの電磁弁（３−１、３−２、３−３）と
を有し、
ｐは、２〜ｎの範囲内にある整数である
装置であって、
前記弁は、それぞれ、一つの前記供給・排出孔、又は、一つの前記供給孔若しくは一つの前記排出孔と協働するかこれと一体化されており、
前記弁（３−１、３−２、３−３）は、それぞれ、単一の隔室に対する充填及び／又は放出を行う目的で専用に設けられ、
前記弁は、マニホールド型ユニットと協働したり一体化されたりしていない
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記隔室は、それぞれ、流体供給孔（４−１）及び流体排出孔（４−２）を有し、
対象となる前記隔室は、それぞれ、二つの弁、すなわち、供給弁（３−１）及び排出弁（３−２）を有し、又はこれらと協働し、
一方の弁は、流体供給を制御する役割を果たし、他方の弁は、流体排出を制御する役割を果たし、
前記弁は、それぞれ、前記供給孔及び前記排出孔と一体化され、又はこれらと協働し、
前記弁（３−１、３−２）は、それぞれ、単一の隔室に対する充填又は放出を行う目的で専用に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
対象となる前記隔室は、それぞれ、前記隔室に対する供給及び排出の両方を行う単一の弁（３−３）と協働する、又はこれと一体化された単一の供給・排出孔（４−３）を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記装置は、複数の分岐連結手段（６）を備えた単一の主供給管（５）を有し、前記分岐連結手段は、複数の隔室（２）、好ましくは全ての隔室の前記供給孔と直接協働する、又はこれらと一体化された複数の前記弁との連結を可能とするものであり、
前記供給孔（４−１、４−３）は、前記マットレス型装置の共通の長手方向側面に沿って配置され、
前記主供給管（５）は、前記長手方向側面に沿って延び、
前記主供給管は、共通の流体注入装置（７）により供給されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記弁（３−１、３−２、３−３）は、少なくとも
−  好ましくは鋸歯状の外表面を呈する、円形状断面の第１端部片（１３−１）であって、弾性を有する管形状の前記供給孔又は前記排出孔（４−１、４−３又は４−２、４−３）に押し込まれる第１端部片であって、前記流体を通過させるための第１の円筒状の軸方向流路（１４−１）を閉止する第１端部片と、
−  好ましくは鋸歯状の外表面を呈する、円形状断面の第２端部片（１３−２）であって、前記主供給管（５）又は排出管に連結された分岐管（６）の一端に押し込まれる、又は大気中に開放される第２端部片であって、前記流体を通過させるための第２の円筒状の軸方向内部流路（１４−２）を含む第２端部片と
を備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記弁は、それぞれ、二つの前記端部片（１３−１及び１３−２）、すなわち、好ましくは曲線的形状の外表面を画定する本体（１０）に対して対称に配置された第１端部片及び第２端部片を有し、
前記本体は、円筒形状であり、
前記本体は、前記第１及び第２端部片と同じ長手方向軸（Ｘ１Ｘ’１）を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記本体（１０）は、同じ長手方向軸（Ｘ１Ｘ’１）を有する前記第１及び第２内部流路（１４−１、１４−２）の両者が通じる円筒状の内部空洞（１１）を有し、
前記内部空洞は、前記弁の前記軸方向兼長手方向（Ｘ１Ｘ’１）に沿って移動するのに適した長手方向の磁心（１３）を収容し、
前記磁心は、同じ前記長手方向軸（Ｘ１Ｘ’１）に沿って軸方向に延在する誘導コイル（１２）の中を移動し、
前記磁心は、
第１に、前記流体が前記第１及び第２端部片の両者の端部間にて前記弁を通過することを許容するように、前記磁心が、同じ長手方向軸（Ｘ１Ｘ’１）上にあり前記内部空洞（１１）に通じる前記第１及び第２内部流路（１４−１、１４−２）の両者の端部から引き離された開位置と、
第２に、前記流体が前記第１及び第２端部片の端部間にて前記弁を通過することを妨げるような態様で、前記磁心が、前記内部空洞に通じる前記弁の前記第１及び第２内部流路（１４−１、１４−２）のうちの一方の端部を閉止する閉位置と
の間を移動可能であることを特徴とする、請求項５又は６に記載の装置。
【請求項８】
前記磁心が前記コイルによって電気的に活性化（electrically activated）されていない場合には、前記磁心は、前記空洞に通じる前記流路の二つの前記端部のうちの一方に押し当てられるように、前記磁心に作用するバネによってその閉位置に保持され、
前記コイルを電気的に活性化することにより前記磁心がその開位置に移動する場合には、前記磁心は、前記空洞に通じる前記流路の両者の端部から間隔をおいて配置されるような態様で、前記バネに抗して動作して前記内部流路の前記端部から切り離されるように移動することを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記弁は、前記内部空洞（１１）を外部と連通可能にする第３内部流路（１４−３）を更に含む３ポート弁（３−３）であって、
−  前記磁心が前記第１及び第２内部流路（１４−１、１４−２）の前記端部から切り離される前記開位置においては、前記第３内部流路（１４−３）は閉止され、
−  前記閉位置においては、前記隔室の一つの孔（４−３）とのみ連通する前記第１内部流路は開放され、前記供給管と連通する前記第２内部流路（１４−２）は閉止され、前記第３内部流路は開放され、前記流体は、前記隔室から大気中へ排出可能となる
ような３ポート弁であることを特徴とする、請求項３及び請求項７若しくは８に記載の装置。
【請求項１０】
前記弁は、３ｃｍ〜１０ｃｍの範囲内、好ましくは４ｃｍ〜６ｃｍの範囲内に収まる全長を呈し、その円形状断面の外表面が、１０ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内に収まる最大径を呈し、
前記第１端部片は、好ましくは、直径が５ｍｍ〜１５ｍｍの範囲内に収まる円形状断面を呈することを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記弁及び前記供給管は、前記マットレスの保護カバー内に配設されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記弁は、電子制御ユニット（８）により制御され、前記電子制御ユニットは、
−  全ての前記隔室を膨らませる連続モード（continuous mode）と、
−  前記マットレスの少なくとも一つの領域における前記隔室の一部のみを少なくとも部分的に収縮させ、その後、再膨張させる、いくつかの圧力交互変化モード（alternating pressure modes）であって、収縮・再膨張させる前記隔室は、一定間隔をおいて配置され、好ましくは、二つに一つの隔室、又は、三つに一つの隔室であり、より好ましくは、前記領域内の各隔室を、前記領域に亘って、前記マットレスの長手方向に沿って往復両方向に一つの隔室から隣接する隔室へと連続的に収縮・再膨張させる圧力交互変化モードと
のどちらを実行するかを選択可能にすることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記隔室は、前記マットレスの軸方向兼長手方向（ＸＸ’）に対して交差するように延在するソーセージ形状の管を形成することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記弁は、コンパクトな直線配置型の電磁弁であり、
各弁は、
同じ長手方向軸（Ｘ１Ｘ’１）を有する磁心（１３）及び誘導コイル（１２）を収容する内部空洞（１１）を備えた本体（１０）と、
前記第１又は第２内部流路（１４−１、１４−２）を含み、前記本体に対して対称に、且つ、前記本体と同じ長手方向軸（Ｘ１Ｘ’１）上に配置された一つの前記第１端部片及び一つの第２端部片（１３−１、１３−２）と
を備え、
前記第１及び第２端部片は、前記マットレスの屈曲した管状孔（４−１、４−２及び４−３）と、分岐管のそれぞれ屈曲した端部とに係合し、前記弁を前記供給管及び前記マットレスの前記長手方向ＸＸ’と一直線に揃えて配設することができるように、前記マットレスの前記長手方向に関して長手方向に位置ずらし（offset）されることを特徴とする、請求項５〜１３のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体、特に圧縮空気により膨らませるのに適した複数の隔室を有する装置であって、特に人の体を支持するためのマットレス型の支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記の隔室は、特に、ソーセージ形状の管の形態を有する。各管は、マットレスの長手方向に対して交差するように延在し、各々の管は、マットレスの長手方向に沿って並設される。
【０００３】
通常、各隔室は、流体供給孔及び流体排出孔を有する。  
隔室に充填したりこれを膨張させたりするためには、上記供給孔を通じて隔室への供給を行うべく第１電磁弁を開放し、その後、所要の圧力に達したら、当該弁を閉止する。その間、上記排出孔から流体を排出する役割を果たす第２電磁弁は、閉じたままにする。逆に、隔室内の圧力を調整する目的で隔室を空にする又は収縮させるためには、供給孔を制御する第１弁は閉状態に保たれ、一方で、排出孔からの排出を制御する第２弁は開放される。
【０００４】
この種のマットレスは、マットレス内における流体分布をより良好に制御することが可能なため、医療の場面で用いられる。とりわけ、使用する弁の個数次第で、個別に圧力制御を行うことが可能となり、よって、マットレスの異なる各領域において各隔室へ個別に充填を行うことが可能となる。
【０００５】
図１及び図３に、一例として、以下の三つの領域に細分された１６個の隔室を有するマットレスを概略的に示す。  
−  １個の隔室を備えた、頭部及び肩のための第１領域
−  １２個の隔室を備え、肩からふくらはぎまでに亘る第２領域
−  ３個の隔室を備えた、踵付近にある第３領域
【０００６】
理論上、及び、特に床ずれを防止したり、体がマットレスに対して押圧される特定の領域における痛みを緩和したりする目的では、マットレスに対して体の各領域が及ぼす圧力（「界面圧力」と呼ばれる）が、体の表面がマットレスと接触する全ての点において実質的に等しい場合、且つ、これと同時に、体とマットレスとの上記接触面が可能な限り最大の面積を占める場合に、患者は快適に感じるものである。このため、体が各隔室へ沈み込む度合いを、体の異なる部位にマッチするよう適合させる必要がある。
【０００７】
これを達成するためには、各隔室内の圧力を分散させる必要がある。これは、予め確立された所定の計算に従って、マットレスの長手方向に配設された各隔室をどの程度充填すべきか、ないしどの程度空にすべきかを制御することによって為される。上記計算は、マットレスの中、上又は下に設置されたセンサによる測定に基づくものであり、当該測定に相関しており、使用するセンサのタイプに応じたものである。
【０００８】
このようなセンサは、当業者には知られており、各隔室内の圧力や、患者の体がマットレスの所定の隔室へ沈み込んだ度合いを測定する役割を果たし、例えば本出願人名義の特許文献１に開示されている。
【０００９】
電磁弁を用いて隔室に対する充填又は放出を制御・調節することにより、マットレスをいわゆる「圧力交互変化（alternating pressure）」モードで動作させることもできる。このモードにおいては、マットレスの長さ方向に沿って一定間隔をおいて配置された所定数の隔室について、対象となる各隔室が、同時に収縮され、次いで再度膨らまされる。例えば、二つに一つの隔室、又は、三つに一つの隔室を収縮・再膨張させ、次いで、先に収縮・再膨張させた当該隔室に隣接する隔室を収縮・再膨張させることができる。
【００１０】
したがって、マットレスの隔室が、一つの隔室から隣接する隔室へと順番に連続的に収縮・再膨張され、これにより、マットレスの長手方向に沿って往復両方向に移動する一種の波が作り出される。その結果、隔室の再膨張の際には、患者がマッサージされ、マットレスとの界面における柔組織の血管新生が促進され、隔室の収縮の際には、乏血――特に無酸素症や低酸素症――の影響が最小限に抑えられる。
【００１１】
現時点で実用されている弁は、複数個がまとめられて、ユニット――特に空気圧式マニホールドや、より一般的には、調整・管理された態様でマットレスの各隔室領域に対する流体の供給・排出を制御する役割を果たす電子制御ユニットと適宜組み合わされた、マニホールドユニットを構成する複数のマニホールド――に装着されるように設計されている。一般に、各供給弁は、空気や圧縮ガスを隔室へ適宜注入するために、共通の供給源――しかるべき場合には共通のポンプや圧縮機――から流体が供給される。
【００１２】
流体の制御・分散のための上記マニホールド型ユニットにおいては、各弁がグループにまとめられており、これらのユニットは、例えば、ベッドの足元に配設される。よって、これらのユニットは、供給管及び排出管を介して各弁が連結される幾つかの隔室からは、必然的に比較的遠くに位置することになる。
【００１３】
一般に、弁の個数を抑えるために、各弁は、複数の隔室に対して供給又は排出を行うよう機能する。  
弁の個数を抑えることは、マニホールドから延びる管の個数、ひいては、管が占有するスペースを抑えるのにも貢献する。しかしながら、これにより、使用する弁を、複数の隔室へ供給を行うのに適した流量（rate）で流体を送ることが可能な大きさにする必要がある。
【００１４】
一例として、図１に、三つの供給弁を有するマニホールドを示す。供給弁には、三つの主供給管が装着されており、ｎ個の隔室に対して供給を行うために、主供給管からは、各々、Ｔ字カップリングを介して副供給管が分岐する。  
対称的に、各隔室の排出孔に連結されたｎ個の副排出管が、Ｔ字カップリングを介して、三つの主排出管に連結される。これら主排出管は、共通のマニホールドに装着された三つの排出弁へ流体を運ぶ役割を果たす。
【００１５】
より詳細には、図１において、弁Ｖ３及びＶ６は共に、それぞれ第１主供給管及び第１排出管を介して、頭部すなわち第１領域のための単一の隔室を制御する。  
弁Ｖ２及びＶ５は、それぞれ、肩から足までの躯体全体の下に延在する中央領域の１２個の隔室に対して供給及び排出を行う役割を果たす。１２個の隔室は、それぞれ、１２個の副供給管及び副排出管を介して供給及び排出が行われる。副供給管及び副排出管は、それぞれ、対応する上記弁に連結された第２主供給管及び第２主排出管に連結される。
【００１６】
最後に、弁Ｖ１及びＶ４は、第３主供給管及び第３主排出管を介して、足部領域により構成される三つの隔室の充填及び放出を制御する。第３主供給管及び主排出管は、それぞれ、三つの別の副供給管及び三つの別の副排出管に連結される。
【００１７】
図２に、１６個の隔室を有するマットレスへ供給を行うための装置の変形例を示す。これらの隔室は、上記と同様に三つの領域に分散配置されているが、「圧力交互変化モード」で動作可能となっており、三つの隔室のうちの一つを交互に収縮・再膨張させることが可能である。したがって、１４個の弁（７個の供給弁及び７個の排出弁）とともに、７個の主供給管及び７個の主排出管を用いる必要がある。
【００１８】
これら主供給管や主排出管が複数の副管に対して供給を行うことを可能とするとともに、マニホールドと、最も遠くの隔室との間の経路において捩れによる玉こぶが生じる事態を防止するためには、これら主供給管や主排出管は、それなりに大きな剛性と、それなりに大きな直径の断面を呈する必要があることが理解されるべきである。これらの管は、マットレスの側方――通常、マットレスを保護するためのカバーの中――に配置される。このようなたくさんの管は、設置や使用を困難なものにする大きな嵩となることが理解される。管の数が増えれば、捩れによる玉こぶが生じる可能性もそれだけ増加する。実際に――また、標準的な態様では――これらの管は、円形状断面の外径が、１０ミリメートル（ｍｍ）〜２０ｍｍの範囲内にあり、より詳細には約１５ｍｍであり、その内径が、５ｍｍ〜１５ｍｍの範囲内にあり、より詳細には約１０ｍｍである。
【００１９】
各弁が、比較的長い距離に亘って複数の隔室の充填又は排出を制御可能でなければならない状況からして、これらの弁は、事実上毎分５０リットル（Ｌ／分）にまで及び得る比較的大きな流量で流体を送ることができなければならない。したがって、このような弁は、比較的大きな重量、サイズ及びコストを呈するが、マニホールドユニット自体の重量、サイズ及びコストも同様であることは言うまでもない。更には、弁の動作に起因する騒音問題もあり、これらの弁に対するコマンドの起動と、開コマンド又は閉コマンドの維持のために大きなエネルギーを消費する。
【００２０】
全体として、上述した種々の制約が、実装時の大きな困難につながることなく各隔室に対してこの種の流体供給・排出システムを実装することを非常に困難にしている。
【特許文献１】欧州特許第０６７６１５８号明細書
【発明の開示】
【００２１】
本発明の目的は、マットレスの複数の隔室に対する流体の供給又は排出のための装置であって、よりコンパクト且つ廉価で、実装がより簡単且つ容易であり、現時点で実用されているシステムに比べて概して改良された装置を提供することにある。
【００２２】
本発明の別の目的は、マットレスの複数の隔室に対する流体の供給又は排出のための装置であって、現時点で利用可能なシステムのように実装時に過度の困難を伴うことなく、各隔室に対する流体の充填・放出を個別に制御・調節するのに用いることができる装置を提供することにある。
【００２３】
本発明の別の目的は、マットレスの複数の隔室に対する流体の供給又は排出のための装置であって、選択肢として選ぶことのできる多種多様なモードにて動作可能な装置を提供することにある。
【００２４】
上記目的のために、本発明は、特に人の体を支持するためのマットレス型支持装置であって、
流体、特に空気により膨らまされるのに適したｎ個の複数の隔室、好ましくは少なくとも３個の隔室、より好ましくは３〜２４個の隔室を備え、
ｐ個の複数の上記隔室は、それぞれ、
上記隔室のための少なくとも一つの流体供給・排出孔、又は、少なくとも一つの流体供給孔及び流体排出孔と、
上記隔室に対する流体供給及び／又は流体排出を制御可能とする少なくとも一つの電磁弁と
を有し、
ｐは、２〜ｎの範囲内にある整数である
装置であって、
上記弁は、それぞれ、一つの上記供給・排出孔、又は、一つの上記供給孔若しくは一つの上記排出孔と協働するかこれと一体化されており、
上記弁は、それぞれ、単一の隔室に対する充填及び／又は放出を行う目的で専用に設けられ、
上記弁は、マニホールド型ユニットと協働したり一体化されたりしていない
ことを特徴とする装置を提供する。
【００２５】
本発明の装置の好ましい実施形態においては、上記隔室は、それぞれ、流体供給孔及び流体排出孔を有し、
対象となる上記隔室は、それぞれ、二つの弁、すなわち、供給弁及び排出弁を有するかこれらと協働し、
一方の弁は、流体供給を制御する役割を果たし、他方の弁は、流体排出を制御する役割を果たし、
上記弁は、それぞれ、上記供給孔及び上記排出孔と一体化されるかこれと協働し、
上記弁は、それぞれ、単一の隔室に対する充填又は放出を行う目的で専用に設けられる。
【００２６】
この好ましい実施形態では、２ポート弁（「２／２弁」と称する）の使用を必要とし、二つの弁、すなわち、各孔に対して一つの弁――隔室への供給のために一つ、隔室からの排出のために一つ――が装着された隔室内の圧力を調節することを可能とする。
【００２７】
これらの二つのポートは、
−  供給弁については、
・  隔室の上記供給孔と連通する第１内部流路と、
・  供給管と連通する第２内部流路と
を備え、
−  排出弁については、
・  隔室の排出孔と連通する第１内部流路と、
・  排出管と連通するか、あるいは大気に開放される第２内部流路と
を備える。
【００２８】
しかしながら、別の実施形態においては、対象となる各隔室――すなわち、上記弁を有するかこれと協働する各隔室――は、上記隔室に対する供給及び排出の両方を行う単一の弁と協働する単一の孔を有する。上記弁は、当該弁が作動しているか否かに応じて供給孔及び排出孔の両方として機能する単一の開放孔と協働するかこれと一体化され、他方の孔が設けられている場合には、それは閉止される。  
この別の実施形態は、３ポート弁（「３／２弁」として知られる）の使用を必要とする。
【００２９】
これらの３ポート弁は、
−  隔室に対する空気の供給及び排出を行うための単一の開放孔に通じる第１内部流路と、
−  弁に流体を供給するための管と連通する第２内部流路と、
−  大気に開放され、隔室からの流体の排出を可能とする第３内部流路と
を備える。
【００３０】
しかし、このような３ポート弁は、隔室の膨張・収縮のみの制御を可能とし、その圧力調節までは可能としない。  
いずれにせよ、上記２／２弁又は３／２弁が単一の隔室のみの充填・放出を行う役割を果たすことからして、これらの弁は、従来使用されてきた弁と比較して相当小さなサイズにすることができる。なぜなら、従来の弁は、複数の隔室に対する供給・排出を行う目的で専用に設けられていたからである。
【００３１】
ある隔室において大気圧より同じ値だけ大きい圧力を得るためには、本発明の弁の方が、複数の隔室のために設けられた各弁よりも、必要な流体流量、ひいては弁に必要な流れ断面（flow sections）は相当小さくて済む。
【００３２】
更に、隔室の孔の位置にて使用され直接配設される弁については、例えば従来技術のようにベッドの足元等の集約された共通の遠隔位置に遠隔配置（offset）された弁に比べて、供給弁及び排出弁間の距離、ひいては、供給弁及び排出弁間の損失水頭を最小限に抑えることができる。
【００３３】
結局、これらの弁に実際に要求されているのは、大気圧より約１０ミリバール（ｍｂａｒ）〜１００ｍｂａｒ程度だけ高いマットレス内の圧力を調節することなので、本発明の弁は、（それぞれが一つの隔室にのみ供給を行うため）比較的小さな流量で流体を送れば済み、したがって、これらのサイズ及び重量は、例えばベッドの足元に配置された遠隔型のマニホールドユニットにて従来実装されていたような、複数の隔室に対して供給を行う弁のサイズ及び重量と比べて、小さい。
【００３４】
結果として、上記電磁弁は、その制御のためにより少ないエネルギーを消費し、特に、従来使用されてきた電磁弁と比べて、その消費量は約十分の一である。
【００３５】
最後に、本発明の弁は、隔室の膨張を調節ないし適応化し、より短い応答時間で隔室内の圧力修正を行う役割を果たす。実際、ベッドの足元に遠隔配置されるタイプのマニホールドユニットにおいて従来使用されてきた弁の応答時間は、約１秒〜３秒であるが、本発明にあっては、０．５秒〜１秒のオーダーにあるか、それよりも更に短い。
【００３６】
本発明においては、一対の２ポート弁を各隔室に割り当てることができ、各隔室に対する供給・排出――特に膨張・収縮――を個別に調節することができ、したがって、マットレスの各隔室の膨張形態を、状況により、患者の体形に応じて、又は、その他の条件に従って、より正確な態様で適合させることができる。
【００３７】
更に、上述したように、対象となる各隔室の膨張・収縮の制御だけを望む場合には、各隔室に対して、当該隔室に対する流体の供給及び排出を行う役割を果たす単一の開放孔と協働する単一の３ポート弁を割り当てることもできる。ここで、他方の孔が設けられている場合には、それは塞がれる。
【００３８】
以降説明するように、本発明によれば、弁の制御を適宜プログラムすることにより選択可能な多様なモードに従って各隔室の放出・充填が交互に行われるマットレス型支持装置を提供することもできる。
【００３９】
しかし、このように各隔室専用に設けられ、マットレスに隣接配置されるこれらの弁のサイズが小さいことこそが、何より、弁の配設及び使用を相当容易なものにするのに貢献している。これは、特に、流体供給・排出装置において流体を伝送するために、配備時により小サイズな、簡素化された管類の網を用いることが可能となるからである。  
したがって、本発明の主たる利点は、上記隔室に対する流体の供給・排出のための弁及び管を備える装置の設置が容易であり、そのサイズが小さく抑えられる点にある。
【００４０】
本発明は、また、弁を単に追加したり取り外したりするだけで、マットレスの動作特性を要望に応じて適応化することが容易となる。したがって、従来技術においては必要であった空気圧式配気網の変更を要することなく、マットレスの機能的特性を変更することが可能となる。
【００４１】
好ましい実施形態においては、本発明の装置は、複数の分岐連結手段を備えた主供給管を一つだけ有し、上記分岐連結手段は、複数の上記弁と連結するためのものであり、各弁は、複数の隔室、好ましくは全ての隔室のうちから選択された対応する供給孔と直接協働するかこれと一体化され、
上記供給孔は、上記マットレス型装置の一方の長手方向側面に沿って配置され、
上記主供給管は、上記長手方向側面に沿って延び、
上記主供給管は、共通の流体注入装置から供給される。
【００４２】
本明細書において、「〜と連結するための分岐連結手段」という用語は、主供給管が、例えば複数のＴ字カップリングを介して、分岐を有することを意味するよう用いられる。これらのＴ字カップリングの他端側は、それが連結されるべき弁の端部片（coupling endpiece）に直接装着されるか、あるいは、主供給管に配設されたＴ字カップリングの端部片と、連結されるべき弁の端部片とにその両端部がそれぞれ連結される複数本の短い副供給管を介して装着される。  
同様に、「孔と直接協働する弁」という用語は、弁の端部片が、例えば当該孔に押し込まれることにより、孔に直接装着されることを意味するよう用いられる。
【００４３】
本発明は、多数の弁から多数の隔室に対して供給を行う管類の束ないし網を、電磁弁に電力を供給するための電線の束ないし網――こちらの電線網の方が遥かにコンパクトである――と置き換える結果となる。  
各弁に対して供給を行うために単一の主供給管を用いることで、コストの点及び本発明の装置の実装が簡単であるという点において、大きな利点が得られる。
【００４４】
隔室に対する流体の供給及び／又は排出を制御する本発明の弁は、ｐ個の隔室に対する流体の供給又は排出を制御する弁の流量をｐで割った値の流量にて、流体を搬送可能である必要がある。実際、本発明の弁は、従来のように５０Ｌ／分ではなく、１Ｌ／分〜５Ｌ／分の範囲で流体の流れを搬送可能である必要がある。
【００４５】
より詳細には、上記弁は、少なくとも
−  好ましくは鋸歯状の外表面を呈する、円形状断面の第１端部片であって、弾性を有する管形状の上記供給孔又は上記排出孔に押し込まれる第１端部片であって、上記流体を通過させるための第１の円筒状の軸方向流路を閉止する第１端部片と、
−  好ましくは鋸歯状の外表面を呈する、円形状断面の第２端部片であって、上記主供給管又は排出管に連結された分岐管の一端に押し込まれるか、大気中に開放される第２端部片であって、上記流体を通過させるための第２の円筒状の軸方向内部流路を含む第２端部片と
を備える。
【００４６】
鋸歯状の外表面とすることで、弾性な管状孔に押し込まれた後に当該管状孔内においてより良好な保持が達成される。  
より詳細には、上記供給弁は、それぞれ、特に好ましくは鋸歯状の外表面を呈する、円形状断面の第２端部片を有し、この第２端部片は、上記主供給管に連結された分岐管の一端に押し込まれ、上記流体を通過させるための第２の円筒状の軸方向内部流路を含む。  
より詳細には、上記排出弁は、それぞれ、円形状断面の第２端部片を有し、この第２端部片は、流体を大気中に排出することを可能とする。  
したがって、上記各排出弁の第２端部片は、排出管の一端や、主排出管に連結された分岐管の一端に連結されてはいない。本発明の装置にあっては、そのような排出管を使用する必要はない。  
有利なことに、上記弁及び上記供給管は、上記マットレスを保護するためのカバー内に配設される。
【００４７】
好ましい実施形態においては、上記排出孔と協働するかこれと一体化される排出弁は、排出管に連結されてはいない。ここで、この流体は、大気中に自由に排出されるか、しかるべき場合には上記保護カバー内へ排出される気体――特に空気――である。
【００４８】
別の実施形態においては、上記排出弁の第２端部片から離れる方向に延びる排出管を通じて流体を運ぶことによってこれをカバー内から取り除くのが望ましい場合もある。
【００４９】
有利なことに、上記弁は、電子制御ユニットにより制御され、上記電子制御ユニットは、
−  全ての上記隔室を膨らませる連続モード（continuous mode）と、
−  上記マットレスの少なくとも一つの領域における上記隔室の一部のみを少なくとも部分的に収縮させ、その後、再膨張させる、いくつかの圧力交互変化モード（alternating pressure modes）であって、収縮・再膨張させる上記隔室は、一定間隔をおいて配置され、好ましくは、二つに一つの隔室、又は、三つに一つの隔室であり、より好ましくは、上記領域内の各隔室を、上記領域に亘って、上記マットレスの長手方向に沿って往復両方向に一つの隔室から隣接する隔室へと連続的に収縮・再膨張させる圧力交互変化モードと
のどちらを実行するかを選択可能にする。
【００５０】
より詳細には、全ての隔室が、上記供給弁及び／又は排出弁を有し、各弁は、一定間隔をおいて配置された複数の隔室の一部――好ましくは、二つに一つの隔室、又は、三つに一つの隔室――を少なくとも部分的に収縮させ、その後、再膨張させるいくつかの圧力交互変化モードであって、各隔室を、上記マットレスの長手方向に沿って往復両方向に一つの隔室から隣接する隔室へと収縮・再膨張させるいくつかの圧力交互変化モードのうちの選択された一つのモードを実行する機能を有する電子制御ユニットにより制御される。
【００５１】
これらの弁は、そのサイズを小さくする必要があるとともに、マットレスの周りに配置された保護カバー内において各隔室の供給孔及び排出孔の位置に配置され得るのに適し、且つ、その形状のためにマットレスやカバーを傷つけてしまう危険性がなく、且つ、マットレスの収縮時に患者に怪我をさせたり患者の邪魔になったりする危険性のない形状とする必要があることが理解されるであろう。
【００５２】
好ましくは、上記弁は、それぞれ、二つの上記端部片、すなわち、好ましくは曲線的形状の外表面を画定する本体に対して対称に配置された第１端部片及び第２端部片を有し、
上記本体は、円筒形状であり、
上記本体は、上記第１及び第２端部片と同じ長手方向軸を有する。
【００５３】
より好ましくは、上記円筒状の本体の外径は、供給管のそれと概ね等しいか、これよりも若干大きい。これにより、コンパクトな構成にて、上記弁を上記管に対して直線配置することができる。
【００５４】
より詳細には、上記本体は、同じ長手方向軸を有する上記第１及び第２内部流路の両者が通じる円筒状の内部空洞を有し、
上記内部空洞は、上記弁の上記軸方向兼長手方向に沿って移動するのに適した長手方向の磁心を収容し、
上記磁心は、同じ上記長手方向軸に沿って軸方向に延在する誘導コイルの中を移動し、
上記磁心は、
第１に、上記流体が上記第１及び第２端部片の両者の端部間にて上記弁を通過することを許容するように、上記磁心が、同じ長手方向軸上にあり上記内部空洞に通じる上記第１及び第２内部流路の両者の端部から引き離された開位置と、
第２に、上記流体が上記第１及び第２端部片の端部間にて上記弁を通過することを妨げるような態様で、上記磁心が、上記内部空洞に通じる上記弁の上記第１及び第２内部流路のうちの一方の端部を閉止する閉位置と
の間を移動可能である。
【００５５】
本発明のこの種の弁のことを、「コンパクト」であるとか「直線配置型」であると説明してあるが、これは、当該弁の各種の構成要素が、弁の長手方向軸と同じ共通の軸上に沿って配置されているからである。
【００５６】
更に、磁心の軸及びその動作が、弁内における流体流動用の導管に対して通常垂直である従来の弁とは異なり、第１及び第２端部片間において弁を通過する流体は、必ず、弁の軸と同じ長手方向軸に沿って、軸方向に流れる。
【００５７】
異なる実施形態においては、上記磁心が上記コイルによって電気的に活性化（electrically activated）されていない場合には、上記磁心は、上記空洞に通じる上記流路の二つの上記端部のうちの一方に押し当てられるように、上記磁心に作用するバネによってその閉位置に保持され、
上記コイルを電気的に活性化することにより上記磁心がその開位置に移動する場合には、上記磁心は、上記空洞に通じる上記流路の両者の端部から間隔をおいて配置されるような態様で、上記バネに抗して動作して上記内部流路の上記端部から切り離されるように移動する。
【００５８】
通常、この変形例が選択されるが、その理由は、各隔室の圧力を一旦適宜調整したなら、マットレスは「平衡状態にある」と言えるからである。それ以降は、患者が姿勢を変えた場合に、時々圧力調整を行えばよいだけで、それ以上何もする必要はない。実際、全使用時間のうちの７５％の間、弁は作動されない。
【００５９】
別の変形例においては、上記磁心が上記コイルによって電気的に活性化されていない場合には、上記磁心は、上記空洞に通じる第１及び第２流路の両端部から間隔をおいて配置されるように、上記磁心に作用するバネによってその開位置に保持され、上記コイルを電気的に活性化することにより上記磁心が動かされる場合には、上記磁心は、上記空洞に通じる第１及び第２流路の二つの端部のうちの一方に押し当てられるような態様で動かされ、当該端部を閉止する。
【００６０】
流体は、公知の態様により、磁心の外表面に設けられた溝を介して、及び／又は、長手方向に磁心を貫通する穴を通って、磁心及びコイル間にて空洞内を流れることができる。
【００６１】
上記弁が３ポート弁の場合には、当該弁は、上記内部空洞を外部（すなわち、大気）と連通可能にする第３内部流路を更に含み、
−  上記磁心が上記第１及び第２内部流路の上記端部から切り離される上記開位置においては、上記第３内部流路は閉止され、
−  上記閉位置においては、上記隔室の一つの孔とのみ連通する上記第１内部流路は開放され、上記供給管と連通する上記第２内部流路は閉止され、上記第３内部流路は開放され、上記流体は、上記隔室から大気中へ排出可能となる
ような弁である。
【００６２】
一例として、上記弁は、３センチメートル（ｃｍ）〜１０ｃｍの範囲内、好ましくは４ｃｍ〜６ｃｍの範囲内に収まる全長を呈し、その円形状断面の外表面が、１０ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内に収まる最大径を有し、上記第１及び第２端部片は、好ましくは、直径が５ｍｍ〜１５ｍｍの範囲内に収まる円形状断面を呈し、より好ましくは、直径が２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内、好ましくは４ｍｍ〜７ｍｍの範囲内に収まる内部流路を有する。
【００６３】
本発明は、更に、コンパクトな直線配置型の電磁弁を提供し、
各弁は、
同じ長手方向軸（Ｘ１Ｘ’１）を有する上記磁心及び上記誘導コイルを収容する内部空洞を備えた本体と、
上記第１又は第２内部流路を含み、上記本体に対して対称に、且つ、上記本体と同じ長手方向軸（Ｘ１Ｘ’１）上に配置された一つの上記第１端部片及び一つの第２端部片と
を備え、
上記第１及び第２端部片は、上記マットレスの屈曲した管状孔と、分岐管のそれぞれ屈曲した端部とに係合し、上記弁を上記供給管及び上記マットレスの上記長手方向ＸＸ’と一直線に揃えて配設することができるように、上記マットレスの上記長手方向に関して長手方向に位置ずらし（offset）される。
【００６４】
好ましくは、上記本体、第１及び第２端部片、並びに、第１及び第２内部流路は、円形状断面を有する。  
有利なことに、各電磁弁は、連続モードと、圧力交互変化モードとして知られる別のモードとから制御モードを選択することを可能にする制御ユニットに接続される。これにより、要望に応じて、上記マットレス上に寝ている患者の体の少なくとも一部をマッサージすることが可能になる。  
また、これにより、体の一部のみの下――例えば、気管切開手術のために首の下だけ――で、局所的に収縮を起こすことも可能である。
【００６５】
より詳細には、電磁弁を制御するための電子制御ユニットは、少なくとも一つのセンサに接続され、上記ユニットは、各隔室内において所定の空気圧を維持するような態様で――好ましくは、マットレス上に横たわる患者の体からマットレス表面に対して加わる圧力が、マットレスと接触している体の全域に亘って概ね等しくなるような態様で――隔室に対する空気供給又は空気排出を制御するのに適した電子的手段を備える。  
本発明の他の特徴や利点は、以下の詳細な説明に照らして明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６６】
図１は、本発明がなされる前の技術にかかるマットレスを示す図であり、上記マットレスは、その長手方向（ＸＸ’）に対して交差するように延在するソーセージ形状の管からなる１６個の隔室を備える。  
これらの１６個の隔室は、以下の三つの領域に分散配置されている。  
−  頭部領域Ｚ３：１個の隔室
−  躯体領域Ｚ２：１２個の隔室
−  足部領域Ｚ１：３個の隔室
【００６７】
図２に、三つの電磁弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を有する供給マニホールドＭ１と、三つの排出電磁弁Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６を有する排出マニホールドＭ２とを備えるマニホールドユニットから各隔室に対する空気の供給又は排出を行うためのシステムを示す。  
このマニホールドユニットは、電子制御ユニット（不図示）と組み合わされる。供給マニホールドＭ１は、単一のポンプないし圧縮機７に連結される。  
各供給弁Ｖ１及びＶ３は、それぞれ一つの隔室領域（Ｚ１〜Ｚ３）への供給を行う主供給管ｔ１〜ｔ３に連結される。
【００６８】
より詳細には、電磁弁Ｖ１は、主供給管ｔ１から領域Ｔの三つの隔室への供給を行う。ここで、管ｔ１は、二つのＴ字カップリングを備える。各カップリングは、分岐接続された副管ｔ’１に対して供給を行う役割を果たす。この副管は、管状の連結用端部片を介して各隔室の管状の供給孔４−１へ連結するためのものである。Ｔ字カップリングは、鋸歯状の外表面を有する管状の端部片を呈する。
【００６９】
対称的に、マットレスの反対側に位置する上記隔室の管状の排出孔４−２には、「鋸歯状」型の管状の端部片を介して副排出管ｔ’４が連結され、一方、この副排出管は、Ｔ字カップリングを介して、排出マニホールドＭ２の排出電磁弁Ｖ４に連結された共通の主排出管ｔ４に連結される。
【００７０】
電磁弁Ｖ２及びＶ５は、それぞれ、マニホールドユニットの供給電磁弁Ｖ２及び排出電磁弁Ｖ５にそれぞれ連結された主供給管ｔ２及び主排出管ｔ５を介して、躯体領域の１２個の隔室に対する供給及び排出を制御する。
【００７１】
躯体領域の１２個の隔室の供給孔４−１は、副供給管ｔ’２を介して主供給管ｔ２に連結される。この副供給管は、Ｔ字カップリングを介して管ｔ２に連結され、管状の端部片（不図示）を介して管状の供給孔４−１に連結される。
【００７２】
対称的に、副排出管ｔ’５が、管状の排出孔４−２との間の連結を提供する。これらの副排出管は、その一端側では管状の端部片（不図示）を介して排出孔と連結され、その反対側の端部では各Ｔ字カップリングを介して主排出管ｔ５に連結される。
【００７３】
最後に、供給電磁弁Ｖ３及び排出電磁弁Ｖ６は、それらにそれぞれ連結された主供給管ｔ３及び主排出管ｔ６を介して、頭部領域の単一の隔室に対する供給及び排出を制御する役割を果たす。
【００７４】
図１に示したマニホールドとマットレスの各隔室との間の上記空気圧式連結網は、「連続圧力（continuous pressure）」モードとして知られるモードで動作する。なぜなら、各領域内の全ての隔室に対しては同じ態様で供給及び／又は排出が行われ、唯一可能なのは、三対の供給・排出電磁弁を用いて各領域間で変更調整を行うことだけだからである。
【００７５】
図２は、同種のマットレスを示すが、このマットレスは、三つに一つの隔室が収縮可能であって、後続の隔室が次々に収縮・再膨張される「圧力交互変化」モードで動作可能な空気供給・排出システムに連結されている。  
この圧力交互変化モードでは、必要に応じて、各領域内の複数の隔室の制御を三等分に細分する必要がある。
【００７６】
したがって、図２において、三つに一つ（one-in-three）の圧力交互変化モードで動作するためには、以下の電磁弁及び管を実装する必要があることが見て取れるだろう。  
−  足部領域の三つの隔室の三つの供給孔への供給のための、三つの主供給管ｔ１、ｔ２、ｔ３を介して動作する三つの供給弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３
−  対称的に、足部領域内の隔室の排出孔と、三つの排出弁Ｖ８、Ｖ９、Ｖ１０との間の連結を提供する三つの主排出管ｔ８、ｔ９、ｔ１０
【００７７】
このような設備により、足部領域内の各隔室を、残りの二つの隔室は膨らませた状態のままで、次々に収縮させることができる。
【００７８】
同様に、躯体領域内の三つに一つの隔室――すなわち、躯体領域内の１２個の隔室のうち、一定間隔をおいて配置された四つの隔室――を同時に収縮させ、躯体領域内の相連なった全ての隔室を、一つの隔室から隣接する隔室へと順番に連続的に収縮させるためには、三つの主供給管ｔ４、ｔ５、ｔ６を介して動作する三つの供給弁Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６を用いて、四つの副供給管を介して四つの隔室への供給をそれぞれ行う必要がある。ここで、四つの副供給管は全て、一つの共通の主供給管に連結される。  
したがって、主供給管ｔ４、ｔ４、ｔ６は、それぞれ、四つの分岐管ｔ’４、ｔ’５、ｔ’６に対して供給を行う。  
対称的に、三つの副分岐管ｔ’１１、ｔ’１２、ｔ’１３が、それぞれ、三つの主排出管ｔ１１、ｔ１２、ｔ１３に連結される。  
最後に、供給電磁弁Ｖ７及び排出電磁弁Ｖ１４が、それぞれ、主供給管ｔ７及び主排出管ｔ１４を介して、頭部領域に対する供給及び排出を制御する。  
各供給管ｔ１〜ｔ１４及び各排出管ｔ’２〜ｔ’１３は、捩れによる玉こぶの発生を防止するために十分に剛であるとともに、比較的曲がりくねった経路をたどることができるように十分な可撓性を有する。
【００７９】
これらの各管は、約１５ｍｍの標準的な外径と、約１０ｍｍの内径を有する。複数の隔室への供給を行う必要があり、よって５０Ｌ／分にまで及び得る比較的大きな流量で流体を送る必要のある各電磁弁は、それ相応の大きさに設計されており、マニホールドユニットに、５００グラム（ｇ）（図１）〜１０００ｇ以上（図２）の範囲に及び得る全重量を与える。  
しかし、何より、多数の供給管及び排出管は大きな嵩となり、これらの管をマットレスを囲繞する保護カバー内に挿入しなければならないことも理解される。
【００８０】
図３及び図４は、本発明によるマットレスの各隔室に対して供給・排出を行うためのシステムを示す図である。
【００８１】
図３においては、共通の空気注入装置７が、単一の主供給管５（「バス」と称する）を介して、１６個の２ポート供給電磁弁３−１への供給を行うよう動作する。これらの供給電磁弁は、それぞれ、１６個の隔室２の各々の１６個の供給孔４−１に直結されており、長手方向に関してマットレスの同じ側に配置されている。長手方向に関してマットレスの反対側には、図１及び図２に示す従来技術のように排出管に空気を排出するのではなく、隔室２から大気中へ空気を排出する１６個の２ポート排出電磁弁３−２に直結された１６個の排出孔４−２が配置されている。
【００８２】
図３Ａにおいては、管状の供給孔４−１及び排出孔４−２は、供給弁３−１及び排出弁３−２とともに、マットレス及び供給管５の長手方向ＸＸ’に対して垂直方向に配置されている。  
しかしながら、図３Ｂの３ポート弁３−３について以降説明するような、９０°曲げられ、ＸＸ’方向に関して長手方向に位置ずらしされた分岐管端部６とともに、管状の供給孔及び排出孔を用いるのが有利な場合がある。これにより、全体のサイズをより小型化すべく、２ポート弁３−１及び３−２を供給管及びマットレスの長手方向ＸＸ’と一直線に揃えて配設することが可能になる。
【００８３】
図４は、汎用制御ユニット８に接続され、電気的接続手段１９を介してポンプないし圧縮機７を制御することも可能にするセンサ１８と組み合わされた本発明の装置を示す。  
また、図３及び図４は、電磁弁３−１及び３−２に電力を供給するための電線９を幾つか概略的に示す。これらの電線は、図５及び図７Ａにも図示してある。  
供給弁３−１及び排出弁３−２は、図５に示すような類の構造を呈する。
【００８４】
円筒状の本体１０は、誘導コイル１２を収容する内部空洞１１を有する。コイルは、弁の長手方向軸Ｘ１Ｘ’１に対して軸方向に配置される。内部空洞１１の中には、電気的に活性化（activated electrically）されたときのコイル１２からの動力（drive）により長手方向Ｘ１Ｘ’１に沿って内部空洞１１内で移動するのに適した円筒状の長手方向の磁心１３が配設されている。
【００８５】
図４において、各弁３−１、３−２は、以降説明するように、誘導コイル１２を電気的に活性化させ磁心１３を移動させる役割を果たす集中制御ユニット８に対して、電力供給線９を介して接続される。
【００８６】
上記円筒状本体１０の各長手方向端部において、弁１０は、第１端部片１３−１及び第２端部片１３−２をそれぞれ有する。端部片は、円形状断面であり、軸方向に沿って、且つ、互いに対して左右対称に配置されている。
【００８７】
これらの端部片１３−１及び１３−２は、円形状断面の鋸歯状切れ込み１４を有する鋸歯状の外表面をそれぞれ画成する。これらの鋸歯状切れ込み１４は、管状の供給孔４−１又は管状の排出孔４−２――また、しかるべき場合には、副供給管６――と連結するのに適した鋸歯状の端部片を画成する。
【００８８】
各第１端部片１３−１は、第１の軸方向内部流路１４−１を有する。この流路は、その一端側が、内部空洞１１に通じており、その他端側が、上記第１端部片１３−１が管状の供給孔４−１又は管状の排出孔４−２に差し込まれた際に隔室２に通じる。  
同様に、各第２端部片１３−２は、内部空洞１１及び第２端部片１３−２の自由端と連通する第２の軸方向内部流路１４−２を有する。  
第２端部片１３−２は、供給弁３−１の場合には副供給管６に連結され、排出電磁弁３−２の場合には大気に通じる。  
上記２ポート弁３−１及び３−２の開閉動作は、二つの動作モードにて実現可能である。
【００８９】
図５において、上記コイルによって上記磁心が電気的に活性化されていない場合には、当該磁心１３に作用するバネ１５により磁心は閉位置に保持され、これにより、磁心は、空洞に通じている二つの流路のうちの一方の端部に設けられたＯリング１７に対して押し当てられる。コイルの電気的活性化により磁心が動かされると、磁心は、バネを圧縮して上記内部空洞の上記端部から切り離されるよう動かされ、これにより、磁心は、場合によっては当接手段１６との協働により、上記空洞に通じる流路１４−１及び１４−２の端部から離れた状態に保持される。その結果、二つの端部片１３−１、１３−２のそれぞれの自由端から流体が上記弁を通って流れることが可能となる。空気は、磁心１３の周りにて――場合によっては、磁心の外表面に設けられた溝（不図示）に沿って、及び／又は、長手方向に磁心を貫通する軸方向の穴を通って――空洞１を通って流れることができる。
【００９０】
図３Ｂは、本発明のマットレスの異なる実施形態を示す。このマットレスにおいては、その隔室の幾つかに、それぞれの単一の３ポート電磁弁が装着されている。  
具体的には、頭部領域Ｚ１及び足部領域Ｚ３の隔室は、予め較正された圧力にて空気を送る装置７により、連続モードにて膨らまされる。  
躯体領域Ｚ２の各隔室にだけは、供給手段及び排出手段の両方として機能する孔４−３にそれぞれ直結された単一の３ポート弁３−３が装着されている。各隔室の出口側の孔４−４は、塞がれている。
【００９１】
図３Ｂに示すこの実施形態は、以降説明するように、圧力交互変化の動作モードで動作することにより、躯体領域Ｚ２においてマッサージ式マットレスを提供するのに特に便利である。  
図３Ｂにおいて、３ポート弁３−３は、マットレス及び供給管５の共通軸ＸＸ’に沿って長手方向に配置されている。  
管状の供給・排出孔４−３及び分岐管端部６は、９０°曲げられ、ＸＸ’方向に関して長手方向に位置ずらしされている。これにより、３ポート弁３−３の第１及び第２端部片を供給管及びマットレスの上記長手方向ＸＸ’と一直線に揃えて配設し、設備の小型化を最適化することができる。
【００９２】
図６は、以下に具体的に示す二つの長手方向の内部流路を備えた３ポート電磁弁を示す。  
−  各隔室の開放された管状孔４−３に直接装着される上記第１端部片１３−１内の第１内部流路１４−１
−  副供給管６の対応する端部に押し込まれる第２端部片１３−２内の第２内部流路１４−２
−  内部空洞の内部と、弁の外部との間で連通する第３内部流路１４−３であって、軸Ｘ１Ｘ’１上にて軸方向に空洞１１内へ通じるとともに、円筒状本体１０の外表面を横断するように貫通して、結果として、屈曲部ないしＬ字形状を呈する第３流路１４−３
【００９３】
通常の位置においては、バネ１５が磁心１３に対して圧力を付与するため、磁心は、長手方向に移動して、第３流路１４−３の端部を閉止する一方で、第３流路１４−３の端部に対して平行に空洞へ通じる第１流路１４−１の端部を開状態のままにする。これにより、流体は、第１内部流路１４−１及び第２内部流路１４−２と、内部空洞１１とを通過することにより、隔室２へ自由に供給することができる。
【００９４】
その後、３ポート電磁弁３−３が電気的に活性化されると、バネ１５が圧縮され、磁心１３は、長手方向に関して逆方向に移動して、第２供給流路１４−２を閉止する一方、磁心の他端部は、第１内部流路１４−１及び第２内部流路１４−３の端部から離される。
【００９５】
これにより、隔室に収容された空気は、第１内部流路１４−１を、次いで内部空洞１１を通り、その後、第３内部流路１４−３を介して大気中へと排出可能である。これにより、隔室は収縮する。
【００９６】
本発明の直線配置型（in-line）電磁弁の独創性を説明するために、図８に、従来の電磁弁３−４を示す図を挙げる。この電磁弁においては、磁心１３ａは、コイル１２ａ（不図示）及びバネ１５ａからの動力により、流体が二つの端部片間にて当該弁を通って流れる方向Ｘ１Ｘ’１に対して垂直に移動する。
【００９７】
本発明の弁３−１〜３−３は、従来技術のように管状孔から離れた集約された位置に遠隔配置（offset）されるのではなく、隔室２の管状孔４−１〜４−３にそれぞれ組み込まれているため、各弁は、ただ一つの隔室を制御する役割を果たし、弁と隔室との間の損失水頭が、従来技術に比べて相当抑えられる。
【００９８】
流動する空気の「ゲージ（相対）」圧が約１０ｍｂａｒ〜１００ｍｂａｒである（大気圧よりもこれだけ高い）ことを思い起こすと、空気圧式連結管が従来技術のように長いと、大きな損失水頭が生じる可能性がある。
【００９９】
上記弁をこのように隔室の孔の位置に配置することにより、事実上１Ｌ／分〜５Ｌ／分の流量で空気を送るだけで事足り、そのため、１０ｍｂａｒ〜１００ｍｂａｒ程度の圧力の使用を要するような、小さな寸法の弁を用いることが可能となる。上記弁にあっては、流路１４−１及び１４−２の内径は、５ｍｍ〜８ｍｍの範囲内にあり、より詳細には約７ｍｍである。  
このようなコンパクトな直線配置型の弁は、直径２ｍｍ〜３ｍｍの導管に等しい流体流れ断面（fluid flow section）を呈する。  
１５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内にあり、より正確には約１７ｍｍであるような本体外径については、上記弁の全長は、５０ｍｍ〜７０ｍｍの範囲内にあり、より詳細には６０ｍｍである。上記第１及び第２端部片の最大径は、約１１ｍｍである。
【０１００】
一例として、上述したタイプの弁の重量は、１５ｇ〜２０ｇの範囲内にあり、そのため、たとえ数多くの弁を用いたとしても（図２においては弁の数が１４個であるのに対して、図３においては弁の数は３２個である）、図３に示す本発明の空気供給・排出システムの全重量は、図１及び図２に示す従来技術の空気供給・排出システムのそれよりも相当小さいもので済む。
【０１０１】
図５〜図７は、ともに約１１ｍｍの外径を有する第１端部片１３−１及び第２端部片１３−２を示す。この外径により、これらの端部片を、約１０．５ｍｍの内径を有する管６の端部と、標準的な本隔室の管状孔４−１とに押し込むことができ、その結果、上記管及び孔は変形して、連結が確実なものとなる。上記で規定した流量にて全ての弁に対して供給を行い得るように、主供給管５の内径は、約１０ｍｍの値に維持するのが望ましい。
【０１０２】
これに対して、副分岐管６――ひいては、副管６を主供給管５に連結する機能を有するＴ字カップリング――の内径は、より小さくすることも可能であるし、第２端部片１３−２の外径もこれに対応してより小さくすることも可能であるが、実用上の理由から、共通の標準的な直径を有する管を使用し続けた方が好ましい。
【０１０３】
実際には、本発明においては、上記弁が、隔室の管状孔と供給管又は副排出管とを連結する管状の構成要素の代わりに用いられる。
【０１０４】
本発明の供給・排出システムを容易に実装することができるのは、多数の弁を集約化するマニホールドユニットが不要となる限り、ベッド８の足元の制御ユニットの嵩が遥かに小さくて済むという事実に由来する。とりわけ、弁と各隔室との間の空気供給・排出管の網が不要となり、代わりに単一の主供給管５が用いられる。上記供給・排出管の網の代わりに、各電磁弁に対して電力を供給する役割を果たす電線９の網が用いられる。
【０１０５】
しかし、直径が１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内にある上記電線の網の方が、空気圧式供給・排出管の網に比べて、マットレス周囲への配設――及び、必要に応じて、保護カバー内への組み込み――がより容易である。
【０１０６】
本発明の供給・排出システムの本質的な利点は、各隔室が他の隔室とは個別独立して制御可能であることから、モジュール化度を高くすることができる点にある。  
各隔室に対して個別に空気の供給又は排出を行うことができるため、マットレスの形態を、患者の体形に応じて、より正確なものにすることができる。
【０１０７】
更に、本発明にあっては、ベッドの足元に配設され各電磁弁が接続される電子制御ユニット８のプログラムに応じて二つに一つの隔室、又は、三つに一つの隔室を収縮させる交互変化モードを選択することができる。
【０１０８】
更に、弁がマットレスの表面に亘って分散配置されるため、看護スタッフはより容易にマットレスを取り扱うことが可能となる。
【０１０９】
したがって、各隔室に対して弁を追加したり取り外したりすることや、マットレスが実行可能な機能を要望に応じて変えることが容易である。このような選択肢は、従来技術において実装されてきた空気圧式網によっては実現し得なかった。なぜなら、マットレスの機能に関するいかなる変更であっても、空気分配用管の網を完全に変更する必要があり、このような機能変更は実用的ではなかったからである。
【０１１０】
最後に、各弁は、発熱を全く伴わない非常に低いレベルの電力を用いて稼動される。よって、これらの弁は、湿潤な空気においても錆びたり腐食したりしにくい材料で形成されている場合には、保護カバー内の限られた環境の中にあっても、隔室と接触した状態で動作することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】６個の電磁弁を備えた、マニホールドからマットレスの各隔室への供給を行う空気圧式配気網の従来技術を示す図である。
【図２】１４個の電磁弁を備えた、マニホールドからマットレスの各隔室への供給を行う空気圧式配気網の従来技術を示す図である。
【図３Ａ】２ポート弁を用いた本発明の装置における電磁弁の分布を示す図である。
【図３Ｂ】３ポート弁を用いた本発明の装置における電磁弁の分布を示す図である。
【図４】本発明の装置を含むマットレスの側面図である。
【図５】本発明の２ポート電磁弁の長手方向断面図である。
【図６】本発明の３ポート電磁弁の長手方向断面図である。
【図７Ａ】図５の矢印VIIＡに沿って眺めた図である。
【図７Ｂ】図５の矢印VIIＢに沿って眺めた図である。
【図８】従来技術にかかる電磁弁を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【外国語明細書】
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