(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の細長い可撓性中空エアセルよりなる第１及び第２エアセル群が交互に配置されてなるエアマット本体と、上記各群のエアセルへ給気するためのエアポンプと、該エアポンプと上記各群のエアセルの間に介在せしめられ、上記各群のエアセルへの給気と排気を交互に切換え制御するための制御部とを有するエアマットにおいて、上記給気エアセルのエア圧力を検知する圧力検知部と、該圧力検知部にて上記エア圧力が高圧域の下限値まで低下したことが検知されたときオンとなるとともに高圧域の下限値を超えて上昇したことが検知されたときオフとなる第１スイッチと、該第１スイッチのオンに続いてオンになって上記エアポンプを駆動するエアポンプ駆動スイッチと、該エアポンプ駆動スイッチと上記第１スイッチとの間に設けられて該第１スイッチを介して制御電源から充電される充電電圧によって、該第１スイッチがオフとなってから上記エアポンプ駆動スイッチがオン状態を持続する時定数を設定する時定数回路とを備え、上記エアポンプ騒動スイッチのオン時間が、上記第１スイッチのオン時間より上記時定数回路の時定数だけ長く設定されてなることを特徴とするエアマット。
【請求項２】
上記圧力検知部にて上記給気エアセルのエア圧力が高圧域の上限値まで上昇したときオンとなる第２スイッチと、該第２スイッチがオンのとき上記時定数回路の充電電圧を放電する放電回路とを備えてなることを特徴とする請求項１記載のエアマット。
【請求項３】
上記制御部は、上記エアポンプからエアが導入される導入孔、上記エアセル群へそれぞれエアを供給すべく各群に対応して設けられた給気孔、上記エアセル群のそれぞれのエアを排気すべく各群に対応して設けられた排気孔、上記導入孔から上記各給気孔まで空気を流通する複数の給気路、上記各給気孔から上記各排気孔まで空気を流通する複数の排気路を有する可撓性エアバッグと、該エアバッグの上記給気路と上記排気路を開放又は閉鎖する開閉手段を有するものであって、上記エアバッグの上記導入孔と上記給気路との間に上記圧力検知部としてエア圧力調整バッグ部が形成されるとともに、上記第１、第２スイッチは、該エア圧力調整バッグ部の膨張、収縮を検知して作動するものであり、上記第１スイッチは、上記エア圧力調整バッグ部の内圧が高圧域の下限値を超えて低下したときオンとなるとともに上記エア圧力調整バッグ部の内圧が高圧域の下限値を超えて上昇したときオフとなり、上記第２スイッチは、上記エア圧力調整バッグ部の内圧が高圧域の上限値を超えて上昇したときオンとなるとともに上記エア圧力調整バッグ部の内圧が高圧域の上限値を超えて低下したときオフとなるものであることを特徴とする請求項２記載のエアマット。
【請求項４】
上記第１スイッチは、上記制御電源側の第１接点と上記エアポンプ駆動スイッチ側の可動接片よりなり、かつ上記第２スイッチは、接地側の第２接点と上記可動接片よりなり、上記第１及び第２接点間にオフ領域が設けられてなり、上記可動接片は摺動構造の接片であり、上記エア圧力調整バッグ部の膨張に応じて、上記第１接点、オフ領域、第２接点に摺動移動することを特徴とする請求項３記載のエアマット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に慢性就床患者等にみられる床ずれを防止するエアマットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
床ずれとは、患者の身体の圧迫部位、主に骨隆起部に起こる局部的な細胞の壊死をいい、長時間にわたる身体の局部的圧迫による毛細血管への血流阻害に起因することが多く、また床ずれを生じないまでも、骨隆起部分に圧迫感及び苦痛を感じることが多い。これを抑制或いは軽減するため、前後方向に対し垂直な方向に細長いエアセルを複数配列し、これを交互に位置する２系統のエアセル群に分けて給排気を所定周期で繰り返す構造が広く知られている（例えば特開平５−８４１２３号公報）。
【０００３】
２系統のエアセル群を交互に給排気駆動するには、上記公報に開示のごとくロータリーバルブが使用されることが多い。通常ロータリーバルブは、表面にエア導入孔と２系統のエアセル群への給気孔を有する固定板と、この固定板に接触して重ね合わされ、接触面にエア分配溝が形成された回転体にて構成される。回転体はモータにて回転せしめられ、この回転により、エア導入孔から導入されたエアを溝を介して２系統のエアセル群へ、給気孔を介して所定周期で給排気するのである。
【０００４】
上記構造のロータリーバルブにあっては、固定体と回転体の接触面を介してエアが導入孔から給気孔へ送出されるために、この接触面からのエア洩れを完全に阻止することができない。とくに長期間の使用により両者の接触面の磨耗により、エア洩れは大きくなる傾向がある。本発明者等は、かかる問題を解決し、ロータリーバルブ構造に比して、エア洩れが小さく、かつ長期間使用してもエア洩れの量が増加することのないエア切換制御構造を有するエアマットを提案している（特願平１０−１９８２７０号）。この発明にあっては、制御部内に、エアセルに連通するダイヤフラム構造のエアバッグを内蔵させ、これに給排気路を設け、この給排気路を開閉することにより、エアセルへの給排気を制御するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前掲出願の発明においては、エア圧力調整バッグ部に隣接してエアポンプ駆動スイッチが配置され、エア圧力調整バッグ部の膨張、収縮によりこのスイッチをオン、オフさせ、エアポンプの駆動が制御される。すなわち、エアポンプ駆動スイッチとして、ヒステリシス特性をもつスナップ構造のリミットスイッチが使用され、エアセル内のエア圧が予め設定された高圧域における下限値にまで低下すると、エアポンプが駆動し、エア圧がこの下限値より上昇しヒステリシス特性にて設定された上限値まで上昇するとエアポンプを停止するのである。
【０００６】
かかる構造では、エアポンプの駆動時間がリミットスイッチのヒステリシス特性によって左右されるが、このヒステリシス特性は同一製品のリミットスイッチ間においても数倍のバラツキがあり、一定の上限値をとることができない場合が多い。それ故、エアセルの内圧もまた、安定した圧力に設定することができないという問題があった。またスナップ構造のリミットスイッチは、オン、オフ切り換わり時、カチッという音を発し、就寝者にとって耳障りであるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、リミットスイッチの個々の特性に左右されることなく、安定したエア圧を得るとともに、エアポンプ駆動スイッチの切り換わり時、音を発することのないエアマットを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１）に係るエアマットは、複数の細長い可撓性中空エアセルよりなる第１及び第２エアセル群が交互に配置されてなるエアマット本体と、上記各群のエアセルへ給気するためのエアポンプと、該エアポンプと上記各群のエアセルの間に介在せしめられ、上記各群のエアセルへの給気と排気を交互に切換え制御するための制御部とを有するエアマットにおいて、上記給気エアセルのエア圧力を検知する圧力検知部と、該圧力検知部にて上記エア圧力が高圧域の下限値まで低下したことが検知されたときオンとなるとともに高圧域の下限値を超えて上昇したことが検知されたときオフとなる第１スイッチと、該第１スイッチのオンに続いてオンになって上記エアポンプを駆動するエアポンプ駆動スイッチと、該エアポンプ駆動スイッチと上記第１スイッチとの間に設けられて該第１スイッチを介して制御電源から充電される充電電圧によって、該第１スイッチがオフとなってから上記エアポンプ駆動スイッチがオン状態を持続する時定数を設定する時定数回路とを備え、上記エアポンプ駆動スイッチのオン時間が、上記第１スイッチのオン時間より上記時定数回路の時定数だけ長く設定されてなるものである。
【０００９】
かかる構成において、給気エアセルの内圧が、高圧域の下限値にまで低下すると、第１スイッチがオンとなり、続いてエアポンプ駆動スイッチがオンとなってエアポンプが駆動し、該エアセルに給気が開始される。給気エアセルの内圧が上昇し、第１スイッチがオフとなっても、エアポンプ駆動スイッチは、時定数回路の時定数時間だけ、オン状態を持続し、エアポンプの駆動を維持する。したがって、上記エアセルには給気が続行され、時定数で設定された時間が経過するとエアポンプは停止する。かくしてエアポンプが駆動する時間は長くなり、同時に次にエアポンプが駆動する時間までの間隔もまた長くなる。
【００１０】
本発明（請求項２）に係るエアマットにあっては、上記圧力検知部にて上記給気エアセルのエア圧力が高圧域の上限値まで上昇したときオンとなる第２スイッチと、該第２スイッチがオンのとき上記時定数回路の充電電圧を放電する放電回路とを備えてなるものである。かかる構成において、エアセルへの給気動作中、すなわちエアポンプの駆動中に、該エアセルに外からの圧力が加わり、該エアセルの内圧が急上昇した場合、第１スイッチはオンからオフへ、次いで第２スイッチがオンに切り換わる。これにより、時定数回路の充電電圧は、放電回路を介して放電され、エアポンプ駆動スイッチは、オフとなり、エアポンプは停止する。
【００１１】
本発明（請求項３）に係るエアマットにあっては、上記制御部は、上記エアポンプからエアが導入される導入孔、上記エアセル群へそれぞれエアを供給すべく各群に対応して設けられた給気孔、上記エアセル群のそれぞれのエアを排気すべく各群に対応して設けられた排気孔、上記導入孔から上記各給気孔まで空気を流通する複数の給気路、上記各給気孔から上記各排気孔まで空気を流通する複数の排気路を有する可撓性エアバッグと、該エアバッグの上記給気路と上記排気路を開放又は閉鎖する開閉手段を有するものであって、上記エアバッグの上記導入孔と上記給気路との間に上記圧力検知部としてエア圧力調整バッグ部が形成されるとともに、上記第１、第２スイッチは、該エア圧力調整バッグ部の膨張、収縮を検知して作動するものであり、上記第１スイッチは、上記エア圧力調整バッグ部の内圧が高圧域の下限値を超えて低下したときオンとなるとともに上記エア圧力調整バッグ部の内圧が高圧域の下限値を超えて上昇したときオフとなり、上記第２スイッチは、上記エア圧力調整バッグ部の内圧が高圧域の上限値を超えて上昇したときオンとなるとともに上記エア圧力調整バッグ部の内圧が高圧域の上限値を超えて低下したときオフとなるものものである。
【００１２】
かかる構成において、エアセルの内圧が高圧域の下限値より低下すると第１スイッチが、オンとなってエアポンプが駆動し、エアセルに給気し、下限値を超えて上昇すると第１スイッチはオフとなる。しかしエアポンプ駆動スイッチはその後時定数回路の時定数分だけオン状態を持続し、給気は続行される。他方、エアボンプ駆動中に、エアセルに外からの圧力が加わり、エアセルの内圧が高圧域の上限値を超えて上昇したときは、第１スイッチはオフ、換わって第２スイッチがオンとなり、時定数回路の充電電圧は、放電回路を通して急速放電され、エアポンプ駆動スイッチはオフとなり、エアセルへの給気動作は停止する。
【００１３】
本発明（請求項４）においては、上記第１スイッチは、上記制御電源側の第１接点と上記エアポンプ駆動スイッチ側の可動接片よりなり、かつ上記第２スイッチは、接地側の第２接点と上記可動接片よりなり、上記第１及び第２接点間にオフ領域が設けられてなり、上記可動接片は摺動構造の接片であり、上記エア圧力調整バッグ部の膨張に応じて、上記第１接点、オフ領域、第２接点に摺動移動するものである。
【００１４】
かかる構成において、第１スイッチがオンのときは、第１接点及び可動接片を介してエアポンプ駆動スイッチにこれをオンとする制御電源電圧を印加し、可動接片がオフ領域にあるときは、時定数回路の自己放電によりエアポンプ駆動スイッチはオフとなり、第２スイッチがオンのときは、時定数回路の充電電圧は、放電回路を通して急速放電され、時定数回路の充電電圧によりオン状態にあったエアポンプ駆動スイッチは、オフに切り換わる。この切り換わりは、可動接片が第１接点、オフ領域及び第２接点を摺動移動することによりなされ、切り換わり時に音が発生することはない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１６】
図１はエアマットの全体構成を示し、１はエアマット本体、２ａ，２ａ，……は複数の細長い可撓性中空エアセルよりなる第１エアセル群、２ｂ，２ｂ，……は、第１エアセル群２ａ，２ａ，……と略同一形状の第２エアセル群で、交互に隣接配置されている。第１及び第２エアセル群２ａ，２ａ，……，２ｂ，２ｂ，……の材料としては、ナイロン等の織布の両面又は片面にポリ塩化ビニルをラミネートしたものが使用できる。３ａは、第１エアセル群２ａ，２ａ，……への給排気に用いる第１エアパイプ、３ｂは、第２エアセル群２ｂ，２ｂ，……への給排気に用いる第２エアパイプ、４は第１及び第２エアセル群２ａ，２ｂが収納されるシーツ、５はコントローラ、６はこのコントローラ５へ電源を供給するためのプラグである。
【００１７】
コントローラ５は、図２，３に示すように、エアを吐出するエアポンプ７及びエアの第１及び第２エアセル群２ａ，２ａ，……，２ｂ，２ｂ，……への切換えを行う制御部８を備え、これらはケース９内に収納されている。１０は電源スイッチ、１１はボリュームスイッチにて構成されたエア圧力調整スイッチで、第１及び第２エアセル群２ａ，２ａ，……，２ｂ，２ｂ，……の内圧を調整するものであり、使用者の症状、体重或いは嗜好に応じて硬め或いは軟らかめ等任意に設定される。１２は、エア洩れが検知されたとき、これを表示するネオンランプで報知手段として使用される。１３ａ，１３ｂは、それぞれ第１及び第２エアチューブ３ａ，３ｂに連結される第１及び第２給排気開口部である。
【００１８】
図４，５は、制御部８の構造を示し、１４はモータ、１５はこのモータ１４にて回転駆動される円盤であり、円盤１５の表面には同心円状の２種類の溝１６，１７が、回転中心に対し所定角度の長さに円弧状に刻設されている。具体的には、溝１６の円盤回転中心に対する角度は１６度、溝１７の角度は２００度であり、両者の位置はずれている。１８はモータ１４及び円盤１５を固定する基板で、円盤１５のみ基板１８に対し回転可能に取りつけられている。１９はモータ１４及び円盤１５の取付け用孔、２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ２，２０Ｂ１はこの孔１９の両側に直線状にそれぞれ２個ずつ配置形成された円筒形状の孔であり、円盤１５の溝１６，１７の位置に対応している。Ａ１，Ａ２，Ｂ２，Ｂ１は、これらの孔２０Ａ１，２０Ａ２，２０Ｂ２，２０Ｂ１に移動可能な状態で差し込まれたピンで、その一端側（円盤側）は、半球形に形成されて円盤１５に接している。すなわち円盤１５の回転により、ピンＡ１，Ａ２，Ｂ２，Ｂ１は溝１６，１７が存在する位置と存在しない位置とで２つの位置をとることとなる。
【００１９】
２１は、基板１８に接して配置された可撓性エアバッグで、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＵ（ポリウレタン）等よりなる２枚の可撓性フィルムが所定形状に溶着されて形成されている。このエアバッグ２１は、図６にその詳細を示すように、エアポンプ７からエアが導入される導入孔２２、第１及び第２給排気開口部１３ａ，１３ｂ（図２）に通じる第１及び第２給気孔２３ａ，２３ｂ、第１及び第２排気孔２４ａ，２４ｂを有する。導入孔２２と第１及び第２給気孔２３ａ，２３ｂは、それぞれ第１及び第２給気路ａ２，ｂ２にて導通せしめられており、導入孔２２から導入されたエアは、これらの第１及び第２給気路ａ２，ｂ２を通ってそれぞれ第１及び第２給気孔２３ａ，２３ｂへ送気される。また導入孔２２と第１及び第２排気孔２４ａ，２４ｂは、それぞれ第１及び第２排気路ａｌ，ａ２にて連通せしめられており、エアバッグ２１内のエアはこの第１及び第２排気孔２４ａ，２４ｂを介して外部へ排気される。
【００２０】
第１排気路ａ１、第１給気路ａ２、第２給気路ｂ２及び第２排気路ｂ１は、ピンＡ１，Ａ２，Ｂ２，Ｂ１の他端の直径とほぼ同様若しくはこれより僅か狭い幅の通路に設定され、かつ上記順番に直線状に配置され、その間隔はピンＡ１，Ａ２，Ｂ２，Ｂ１のそれに一致せしめられている。すなわちピンＡ１，Ａ２，Ｂ２，Ｂ１は、これら排気路ａ１，ｂ１及び給気路ａ２，ｂ２上に位置し、ピンＡ１，Ａ２，Ｂ２，Ｂ１の押圧により排気路ａ１，ｂ１又は給気路ａ２，ｂ２は押しつぶされて閉鎖状態（エア遮断状態）となり、他方ピンＡ１，Ａ２，Ｂ２，Ｂ１の押圧解除により開放状態（エア流通状態）となる。ここでピンＡ１，Ａ２，Ｂ２，Ｂ１の一端側が、円盤１５上の溝１６，１７内に位置しているとき開放状態に、溝１６，１７外に位置しているとき閉鎖状態にある。
【００２１】
かかる構成において、ピンＡ１，Ａ２，Ｂ２，Ｂ１はエアバッグ２１の押圧体として、またモータ１４及び円盤１５は、押圧体駆動手段として作用し、これらの組み合わせにより開閉手段が構成される。図７に示すように、第１及び第２給気孔２３ａ，２３ｂはエアバッグ２１に固着され、これらは、それぞれ第１及び第２給排気開口部１３ａ，１３ｂに連結される。
【００２２】
２５は、エアバッグ２１の導入孔２２と第１及び第２給気路ａ２，ｂ２の間のエア流通路に、ジグザグ状のエア振動抑制通路２６を介して形成された円形のエア圧力調整バッグ部で、内圧の大きさに応じてその膨張度合いが変化する。エア振動抑制通路２６は、導入孔２２、第１及び第２給気路ａ２，ｂ２におけるポンプ７のエア吐出振動等の小さなエア振動を消去する作用をなす。
【００２３】
２７ａは、エアバッグ２１の第１給気路ａ２及び第１排気路ａ１間に形成された第１圧力検知バッグ部、２７ｂは、エアバッグ２１の第２給気路ｂ２及び第２排気路ｂ１間に形成された第２圧力検知バッグ部であり、それぞれ内圧の大きさに応じてその膨張度合いが変化する。第１圧力検知バッグ部２７ａは、第１エアセル群２ａ内のエア圧力を検知するためのものであり、第２圧力検知バッグ部２７ｂは、第２エアセル群２ｂ内のエア圧力を検知するためのものである。
【００２４】
図４，５に戻って説明すると、２８は圧力検知板で、ケース９の内面に突設された支柱２９にその一端側の軸３０が回動自在に支持されている。圧力検知板２８の一部は円盤状に形成され、この円盤部３１がエア圧力調整バッグ部２５に接しており、その外側には、略三角形の延在部３２が形成され、その端部は開放端とされている。円盤部３１の略中央には、エア圧力調整スイッチ１１の先端が当接しており、円盤部３１の移動を規制する作用をなしている。すなわち円盤部３１はエア圧力調整バッグ部２５の膨張圧力を受けて軸３０を中心に回動しようとするが、エア圧力調整スイッチ１１により所定位置以上の回動は抑制されるのである。
【００２５】
このエア圧力調整スイッチ１１は、図８に示すように、ボリューム構造の摘み部３３を有し、この摘み部３３の中心をなす軸３４は、その図４中右側がボルトネジに形成されており、ケース９にネジ止めされている。軸３４内には、コイルスプリング３５及びこのコイルスプリング３５にて弾性支持された突出ピン３６が装着されており、突出ピン３６は常時円盤部３１を弾性押圧している。３７は、ゴムリングである。例えば摘み部３３を右回転すると、軸３４はケース９内へねじ込まれることとなるから、コイルスプリング３５は圧縮され、突出ピン３６の弾性押圧力は強くなり、エア圧力調整バッグ部２５の内圧に対抗する弾性力は強くなる。したがって圧力検知板２８の回動幅は小さくなる。３８は、圧力検知板２８に一定の弾性押圧力を付与する補助コイルスプリングである。
【００２６】
３９は、延在部３２に相対して配置された摺動接点構造のマイクロスイッチで、エアセルの内圧に対応するエア圧力調整バッグ部２５内の圧力を検知し、これが高圧域の下限値を超えて低下したとき、これを検知する第１スイッチＳ１（図１３）と、高圧域の上限値を超えて上昇したとき、これを検知する第２スイッチＳ２（図１３）とからなる。すなわち、エア圧力調整バッグ部２５内の圧力が高圧域の上限値及び下限値の範囲内にあるときは、第１、第２スイッチＳ１，Ｓ２ともにオフ状態（Ｓ０）にあり、下限値を超えて低下すると、このバッグ部２５は収縮するから、圧力検知板２８は、図８中、軸を中心として左回転方向に回動する。これにより第１スイッチＳ１がオンとなり、次いでマイクロスイッチ３９がオンとなってエアポンプ７が駆動しエアセルへの給気が開始され、エア圧力調整バッグ部２５内の圧力が下限値を超えて上昇すると、圧力検知板２８は、今度は右回転方向に回動し、第１スイッチＳ１をオフとするのである。
【００２７】
このようにして、エア圧力調整スイッチ１１にて設定されたエア圧力（高圧域の下限値）を基準として、この値を維持するようマイクロスイッチ３９がはたらく。エアの設定圧力は、摘み部３３の回転により可変制御される。このエア圧力調整スイッチ１１は、エアセルの高圧域の下限値を任意に可変調整するものであり、膨張制御手段として作用する。
【００２８】
一方、エアセルへの給気時、エアセルへ外からの圧力が加わる等により、その圧力が急上昇し、エア圧力調整バッグ部２５内の圧力が高圧域の上限値を超えたときは、エア圧力調整バッグ部２５の更なる膨張により、圧力検知板２８は、更に右回転方向に回動し、第２スイッチＳ２をオンとする。これにより、エアポンプ駆動スイッチを構成するトランジスタ５４（図１０）はオフとなり、エアポンプ７の駆動は停止する。
【００２９】
４０は、エアバッグ２１の第１及び第２給気路ａ２，ｂ２、第１及び第２排気路ａ１，ｂ１が位置する部位に相対してピンＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２と反対側に配置された軟らかいゴム板で、ケース９内面に形成された突設部４１に固定されている。このゴム板４０は、ピンＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２の押圧力を弾性をもって受けるものでピンＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２とゴム板４０の間に位置するエアバッグ２１を弾性挟持してこれを保護すると同時に、第１及び第２給気路ａ２，ｂ２、第１及び第２排気路ａ１，ｂ１の閉鎖状態を完全なものとする作用をなす。図９は、この部分の概略断面構造を示し、４本のピンＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は、円盤１５にて図中左右方向に駆動され、第１及び第２給気路ａ２，ｂ２、第１及び第２排気路ａ１，ｂ１を押圧又は押圧解除するのである。なお、図中４２は、基板１８を突設部４１に固定するネジである。
【００３０】
４３ａ，４３ｂは、それぞれ第１及び第２圧力検知バッグ部２７ａ，２７ｂに相対して配置されたリミットスイッチよりなる第１及び第２エア洩れ検知スイッチであり、ケース９内面に固定されている。これらのエア漏れ検知スイッチ４３ａ，４３ｂは、第１又は第２エアセル群２ａ，２ｂ内のいずれかのエアセルがエア洩れを生じたとき、コントローラ５に事故が発生したとき或いはエアチューブ３ａ，３ｂ等が破損若しくは外れたとき等、エアセル内のエア圧力が異常に低下（約８０ｍｍＡｑ）したとき、ランプ１２を点灯し、事故発生を報知するのである。
【００３１】
図１０は、各電気部品の回路図を示し、４４は商用交流１００Ｖ電源、４５はヒューズ、７はエアポンプ、１０は電源スイッチ、４６は電源スイッチ１０がオンのとき点灯するネオンランプで電源スイッチ１０に内蔵されている。１４はモータ、４３ａ，４３ｂは、第１及び第２エア洩れ検知スイッチ、４７はこれらのスイッチ４３ａ，４３ｂと直列に接続されたネオンランプ、４８はＡＣ／ＤＣコンバータで、交流１００Ｖ電源を入力し直流５Ｖの出力電圧を得るものである。Ｓ１は、第１接点４９と可動接片５０よりなる第１スイッチで、第１接点４９にはＡＣ／ＤＣコンバータ４８からの出力電圧が加えられる。５１はコンデンサ５２及び抵抗５３よりなる時定数回路で、可動接片５０側端子は、この時定数回路５１を介して、スイッチングトランジスタ５４のベースに接続されている。Ｓ２は第２接点５５と可動接片５０よりなる第２スイッチで、第２接点５５は、抵抗５６を介して接地側に接続されている。この第２接点５５及び抵抗５６にて放電回路５７が構成され、時定数回路５１のコンデンサ５２に充電された電圧を放電する作用をなす。第１及び第２スイッチＳ１，Ｓ２の間にはオフ領域が設けられている。これをＳ０にて示す。
【００３２】
可動接片５０側端子が接続されるトランジスタ５４はエアポンプ駆動スイッチとしてはたらく。５８は、ＡＣ／ＤＣコンバータ４８の出力端子とトランジスタ５４のコレクタ間に接続されたＬＥＤ、５９は交流電源４４とエアポンプ７との間に接続されたトライアックで、ＬＥＤ５８に隣接配置され、このＬＥＤ５８からの光を受けてオン状態となる。このトライアック５９とＬＥＤ５８とは、フォトトライアックと呼ばれ、リレー（ソリッドステートリレー）６０として作用する。時定数回路５１の時定数は約３秒に、放電回路５７の時定数はこれより短く約１秒に設定することができる。
【００３３】
次に図１１，１２に基づいて、制御部８の動作を、第１エアセル群２ａが給気状態に、第２エアセル群２ｂが排気状態にある時点から説明する。ピンＡ１，Ａ２，Ｂ２，Ｂ１に対し円盤１５が図１２Ａで示す位置、すなわち第１排気路ａ１閉、第１給気路ａ２開（開から閉の状態へ移行しつつあるが、完全に閉じるまでは開状態）、第２給気路ｂ２開、第２排気路ｂ１閉の状態にあり、この場合、第１及び第２エアセル群２ａ，２ｂに給気が開始される。この給気により第１及び第２エアセル群２ａ，２ｂのエアセルの内圧は上昇し、エア圧力調整スイッチ１１にて設定された圧力に達すると、エア圧力調整バッグ２５の膨張により、第１スイッチＳ１がオフ、続いてスイッチングトランジスタ５４がオフとなり給気動作は停止する。
【００３４】
その後円盤１５の回転により、第１排気路ａ１は開、第１給気路ａ２は閉、第２給気路ｂ２は開、第２排気路ｂ１は閉となり、第１エアセル群２ａは排気され、第２エアセル群２ｂのエアは高圧状態を維持する（図１２Ｂ）。
【００３５】
溝１６の長さは小さいから、第１排気路ａ１は短時間後（約４０秒後）に閉に変わり、第１エアセル群２ａは、所定の低圧状態に維持される。このとき第２エアセル群２ｂの高圧状態も同様に維持される（図１２Ｃ）。この状態を維持する時間はモータ１４の回転速度にて任意に設定され、例えば高圧状態時間１１分、低圧状態時間９分に設定することができる。
【００３６】
第２エアセル群２ｂが高圧状態にある期間（図１２Ｃに示す期間）において、第２エアセル群２ｂの内圧が低下した場合、第１スイッチＳ１がオン、続いてスイッチングトランジスタ５４がオンとなって、第２エアセル群２ｂに給気がなされる。給気によりその内圧が所定値に達すると、第１スイッチＳ１はオフとなり、その後スイッチングトランジスタ５４がオフとなる。このエアポンプ駆動時間を波形Ｐにて示す。エアセル群２ａ，２ｂ、エアチューブ３ａ，３ｂ等そのエア流通路を完全に密封することは、複雑な構造を要することから現実的には採用されず、時間経過とともに僅かなエア洩れを生じることが多い。それ故、所定の高圧状態を保つために、エアを供給する必要がある。実際にはこのときのポンプ駆動時間は３〜４秒程度である。かくして、高圧状態はその全期間をとおして、補給されながら一定値に維持される。
【００３７】
約１０分経過すると、円盤１５の回転により、第１排気路ａ１閉、第１給気路ａ２開、第２給気路ｂ２開、第２排気路ｂ１閉となる（図１２Ｄ）。かくすると第１及び第２エアセル群２ａ，２ｂが連通し、第２エアセル群２ｂ内のエアは第１エアセル群２ａ側へ流れ、第２エアセル群２ａの内圧は低下する。これにより第１スイッチＳ１がオン、続いてトランジスタ５４がオンとなり、第１及び第２エアセル群２ａ，２ｂへの給気が開始され、両エアセル群２ａ，２ｂの内圧が高圧域の下限値に達したとき、第１スイッチＳ１はオフ、その後トランジスタ５４はオフとなり、給気動作は停止する。給気状態が完了するまで約３０秒である。
【００３８】
続いて、第１排気路ａ１閉、第１給気路ａ２開、第２給気路ｂ２閉、第２排気路ｂ１開となる（図１２Ｅ）。かくして、第１エアセル群２ａは、所定の高圧状態に維持され、第２エアセル群２ｂは、短時間排気され、その後低圧に維持される（図１２Ｆ）。第１エアセル群２ａにおいては、その高圧期間中にエア洩れにより内圧が低下したとき、図Ｃに示す期間において第２エアセル群２ｂにおいて給気されたのと同様、給気され、高圧状態が維持される。実際にはかかる給気動作は、１１分間の１期間中、１〜２回程度である。かかる動作が繰り返され、第１及び第２エアセル群２ａ，２ｂが、交互に給排気する。
【００３９】
高圧域のエア圧の下限値は、約２５０ｍｍＡｑないし６００ｍｍＡｑの範囲で設定され、通常約２５０ｍｍＡｑでは軟らかく、約６００ｍｍＡｑでは硬い感触となる。これらの値は、使用者に症状や好みによって任意に設定されるが、体重に応じて設定することもできる。この場合、体重の軽い人は軟らかい状態で、重い人は硬い状態で使用されることになる。エア圧力調整スイッチ１１には、上記のような圧力の値又は体重が表示される。なお排気状態の内圧（低圧）は、排気時間の調節により設定され、上記例の場合、排気時間を約４０秒としたとき、１５０ｍｍＡｑ（高圧２５０ｍｍＡｑから排気したとき）ないし２００ｍｍＡｑ（高圧６００ｍｍＡｑから排気したとき）程度となる。
【００４０】
図１３は、第１，第２スイッチＳ１，Ｓ２、時定数回路５１及び放電回路５７の動作を示すもので、図１０の回路図とともに説明する。エアセルのエア圧が低下し、高圧域の下限値を超えて低下すると、策１スイッチＳ１がオン、ＡＣ／ＤＣコンバータ４８からの直流電圧は、コンデンサ５２に加わりこれを充電すると同時にトランジスタ５４をオンとし、ＬＥＤ５８を発光する。このＬＥＤ５８の発光によりフォトトライアック５９がオンとなりエアポンプ７に交流電源４４が加わり、エアポンプ７が駆動する。エアセルへの給気によりエアセルの内圧が下限値を超えて上昇すると、エア圧力調整バッグ部２５の膨張により、可動接片５０が回動し、第１スイッチＳ１はオフとなり、ＡＣ／ＤＣコンバータ４８からトランジスタ５４への直流電圧の供給は遮断される。しかしながらトランジスタ５４のべースには時定数回路５１のコンデンサ５２から抵抗５３を介して、充電電圧が加わり、その時定数である約３秒間トランジスタ５４はオン状態を持続する。この時定数を時間ｔ１で示す。第１スイッチＳ１は、ヒステリシス特性を持たないために、時定数回路５１が存在しない場合、下限値を境に小刻みなオン・オフを繰り返し、トランジスタ５４もまたこれに応じてオン・オフを繰り返すこととなるが、この時定数回路５１のためにトランジスタのオン時間は、その時定数分だけ延長される。
【００４１】
次に、エアポンプ駆動期間すなわち第１スイッチＳ１オン期間及び第１スイッチＳ１オン後の時定数期間内にエアマットに人が横たわる等外からの圧力が加わり、エアセルの内圧が上限値を超えて上昇したときは、エア圧力調整バッグ部２５が大きく膨張し、可動接片５０は、第１スイッチＳ１からオフ領域を越えて第２スイッチＳ２まで短時間の内に回動し、第２スイッチＳ２をオンとする。これによりコンデンサ５２の充電電圧は、第２接点５５及び抵抗５６を介して急速に（約１秒以下）放電される。この放電回路５７の時定数を時間ｔ２にて示す。この放電回路５７を設けたのは、エアセル給気中に外圧印加によりエアセルの内圧が上昇しているにもかかわらず、エアポンプ７を駆動し続けると、エアセルが圧力に耐えきれず破裂する等の事故が発生する危険があるからである。ここで高圧域の上限値は、下限値より約１００ｍｍＡｑほど高い値とすることができる。
【００４２】
エアマットの使用中に、エアチューブ３ａ，３ｂ等が外れたり、エアセル群２ａ，２ｂのエアセルが破損等の事故により、エアが洩れ、その内圧が低下した場合、それが第１エアセル群２ａ側で起こったときは、第１エア洩れ検知スイッチ４３ａが、また第２エアセル群２ｂ側で起こったときは、第２エア洩れ検知スイッチ４３ｂがオンとなり、ランプ１２が点灯して事故が発生したことを報知する。なお、これらのスイッチ４３ａ，４３ｂは、排気状態にあるエアセルの内圧より低い圧力で動作するよう設定されている。このランプ１２は、第１及び第２圧力検知バッグ２７ａ，２７ｂの圧力を検知するものであり、エアマット１の使用開始時には、エアマット完全排気状態から給気完了まで、約１５分間点灯している。
【００４３】
【発明の効果】
本発明（請求項１）によれば、第１スイッチオンによりエアポンプが駆動し給気エアセルの内圧が高圧域の下限値を超えて上昇し、第１スイッチがオフに切り換わった後も、時定数回路の時定数だけエアポンプは駆動を持続するものであるから、エアポンプの駆動時間が長くなり、したがってエアポンプの駆動周期（約５分周期）も長いものとなる。時定数回路が設けられない場合、エアポンプは第１スイッチのオン・オフに対応して、数秒周期で小刻みに駆動することから、エアポンプ駆動音が耳障りになることがあり、またエアポンプの寿命も短縮化されるが、本発明によればかかる問題は改善される。
【００４４】
本発明（請求項２）によれば、給気エアセルへの給気時、該エアセルへ外圧が加わることにより該エアセルの内圧が高圧域の上限値を超えて急上昇した場合、第１スイッチオフ、第２スイッチオンとなって、時定数回路の充電電圧は急速に放電されエアポンプ駆動スイッチはオフとなり、エアポンプは停止する。それ故、給気エアセルに高い圧力が加わっているにもかかわらず、エアポンプが駆動して更に給気動作を継続し、ますます該エアセルの内圧を上昇させ、該エアセルを破裂させるという危険はない。
【００４５】
また本発明（請求項３）によれば、第１、第２スイッチは、エアバッグの膨張、収縮を利用してオン・オフ動作せしめられるものであるから、スイッチ構造を簡単なものとすることができる。
【００４６】
また本発明（請求項４）によれば、可動接片は、第１接点、オフ領域及び第２接点間を、摺動しつつ移動するから、スナップ構造のマイクロスイッチに比較して、切り換わりの際に音が発生することなく、静かな作動音とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るエアマットの斜視図である。
【図２】コントローラを示す斜視図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】制御部の分解斜視図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】エアバッグの平面図である。
【図７】図６のVII−VII線断面図である。
【図８】図４のVIII−VIII線断面図である。
【図９】図４のIX−IX線断面図である。
【図１０】制御部の回路図である。
【図１１】エアセルの圧力、給気路、排気路の開閉を説明するための波形図である。
【図１２】給気路、排気路と円盤の著しい関係を示す平面図である。
【図１３】第１、第２スイッチ、時定数回路、放電回路及びスイッチングトランジスタの動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
１  エアマット本体
２ａ  第１エアセル群
２ｂ  第２エアセル群
３ａ，３ｂ  エアチューブ
４  シーツ
５  コントローラ
６  プラグ
７  エアポンプ
８  制御部
９  ケース
１０  電源スイッチ
１１  エア圧力調整スイッチ
１２  ランプ
１３ａ，１３ｂ  第１及び第２給気開口部
１４  モータ
１５  円盤
１６，１７  溝
１８  基板
２１  エアバッグ
２２  導入孔
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４  ピン
ａ１  第１排気路
ａ２  第１給気路
ｂ２  第２給気路
ｂ１  第２排気路
２３ａ  第１給気孔
２３ｂ  第２給気孔
２４ａ  第１排気孔
２４ｂ  第２排気孔
２５  エア圧力調整バッグ
２８  圧力検知板
３３  摘み部
３９  ポンプ駆動スイッチ
４９  ゴム板
４３ａ，４３ｂ  第１，第２エア漏れ検知スイッチ
４４  交流電源
４８  ＡＣ／ＤＣコンバータ
４９，５５  第１，第２接点
５０  可動接片
５１  時定数回路
５４  スイッチングトランジタ
５７  放電回路
５８  ＬＥＤ
５９  フォトトライアック
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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