에어 매트리스

에어 매트리스 {AIR MATTRESS}

본 발명은, 에어 매트리스에 관한 것으로, 특히 복수개의 주머니 형상 셀 내의 압력을 독립된 계통으로 조절 가능한 에어 매트리스에 관한 것이다.

종래, 에어 매트리스로서는, 복수개의 주머니 형상 셀을 적절하게 팽창 및 수축시켜, 예를 들어 에어 매트리스 위에 눕는 사람에게 욕창이 발생하는 것을 방지하거나, 사람에 대한 접촉감을 향상시키는 구성의 것이 사용되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 베이스 시트 상에 주머니 형상의 에어 셀을 복수개 병치하여 형성한 에어 매트리스에 있어서, 모든 에어 셀을 구획판에 의해 상부층과 하부층으로 분리하고, 모든 에어 셀을 상부층 및 하부층에서, 각각 팽창 또는 수축시켜 에어 매트리스 위에 눕는 사람에게 욕창이 발생하는 것을 방지하는 기술이 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 2에는, 4매의 가요성 시트를 겹쳐, 주연부를 접착 고정하고, 가요성 시트 사이에 공기를 충전함으로써, 에어 매트리스를 3층의 에어 셀에 의해 구성하고, 각 에어 셀 내의 압력을 개별로 조정함으로써, 에어 매트리스 위의 사람에게 욕창이 발생하는 것을 방지하는 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 3에는, 1개의 제1 셀의 상에 제1 셀보다도 소경의 제2 및 제3 셀을 형성하여, 제1 셀과 제2 및 제3 셀을 연통시킨 에어 매트리스용 에어 셀이 개시되어 있다. 그리고 이와 같이 에어 셀을 구성함으로써, 복수개의 에어 셀을 병치한 에어 매트리스 위에 사람이 누웠을 때에, 제2 셀과 제3 셀이 사람에게 접촉하는 면적이 증가하고, 또한 제2 셀과 제3 셀이 서로 이격되도록 이동하므로, 에어 셀 전체가 찌그러지기 어려워져, 사람에의 접촉압이 저감되는 것이 개시되어 있다.

특허문헌 4에는, 탄성 재료에 의해 형성된 보유 지지 부재의 내부에서 복수개의 에어 셀을 에어 매트리스의 길이 방향으로 배열되도록 설치하고, 에어 셀 내의 압력을 조정함으로써, 에어 매트리스 위에 눕는 사람에게 욕창이 발생하는 것을 방지하는 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 5에는, 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 욕창이 발생한 부위에 매트리스로부터의 반발력이 부하되는 것을 방지하는 기술이 개시되어 있고, 직육면체 형상의 복수개의 에어 셀을 에어 매트리스의 길이 방향 및 폭 방향으로 병치하고, 사람의 욕창 발생 부위에 자성을 갖는 마커를 설치하고, 각 에어 셀에 설치한 자기 센서에 의해 마커의 위치를 검출하고, 검출한 마커 위치에 대응하는 에어 셀 내의 압력을 작게 하는 기술이 개시되어 있다.

그러나 상술한 종래 기술에는 이하와 같은 문제점이 있다. 특허문헌 1의 에어 매트리스는, 모든 에어 셀을 상부층 및 하부층에서 각각 팽창 및 수축시키는 구성이기 때문에, 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 특정한 부위, 예를 들어 둔부에 매트리스로부터 큰 반발력이 부하되는 등에 의해, 누울 때의 기분이 저하되어 버린다.

또한, 특허문헌 2의 에어 매트리스에 있어서도, 제1, 제2 및 제3 셀을 각각 동일한 압력으로 설정하기 때문에, 특허문헌 1의 기술과 마찬가지로, 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 특정한 부위, 예를 들어 둔부에 매트리스로부터 큰 반발력이 부하되는 등에 의해, 누울 때의 기분이 저하되어 버린다. 또한, 특허문헌 2의 에어 셀은, 상면과 하면을 복수개의 점 형상의 접착부에 의해 접착하고, 이에 의해 복수개의 볼록 형상을 형성하고 있지만, 에어 셀을 이와 같이 구성한 경우, 가령 접착부가 박리되어 버리면, 에어 셀이 1개의 큰 주머니 형상으로 부풀어 올라 버려, 에어 매트리스로서 기능하지 않게 된다.

특허문헌 3의 에어 셀은, 구조가 복잡하고, 부재끼리의 접착 부분도 많아, 제조 비용이 높아진다고 하는 문제점이 있다.

특허문헌 4의 에어 매트리스는, 모든 주머니 형상 셀 내의 압력을 일정한 값으로 설정하기 때문에, 특허 문헌 1 및 2의 기술과 마찬가지로, 누울 때의 기분이 저하되어 버린다.

특허문헌 5의 에어 매트리스는, 에어 셀을 다수개 설치할 필요가 있어, 구조가 복잡할 뿐만 아니라, 각 에어 셀에 자기 센서도 설치할 필요가 있어, 제조 비용이 높아진다.

본 발명의 목적은, 각 주머니 형상 셀 내의 압력이 가변인 구성의 에어 매트리스에 있어서, 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 누울 때의 기분을 저하시키는 일이 없는 에어 매트리스를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 관한 에어 매트리스는, 각각 복수개의 주머니 형상 셀로 구성되고 에어 매트리스의 길이 방향으로 배열되는 복수개의 에어 셀군과, 급배기 펌프와, 상기 에어 셀군 중 에어 셀군마다 독립된 하나 또는 복수의 제1 계통 및 복수의 에어 셀군 중의 특정한 주머니 형상 셀마다 독립된 하나 또는 복수의 제2 계통으로 상기 주머니 형상 셀과 상기 급배기 펌프를 연결하는 에어 튜브와, 상기 각 제1 및 제2 계통마다 상기 주머니 형상 셀 내의 압력을 측정하는 압력 센서와, 상기 제1 계통 및 제2 계통에 대한 급배기 펌프의 급배기를 제어하는 제어부를 갖고, 상기 복수개의 에어 셀군 중 하나 또는 복수개의 특정 에어 셀군은, 각각 상단, 중단 및 하단의 3단의 주머니 형상 셀이 상기 에어 매트리스의 길이 방향으로 배열되어 구성되어 있고, 상기 하단의 주머니 형상 셀은 상기 제1 계통에 의해 압력 제어되고, 상기 중단의 주머니 형상 셀은 상기 제2 계통에 의해 압력 제어되어 있고, 상기 상단의 주머니 형상 셀은, 그 하방의 중단의 주머니 형상 셀에 연통하고 있는 것을 특징으로 한다.

상술한 에어 매트리스에 있어서, 예를 들어 상기 복수개의 에어 셀군은, 상기 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 적어도 머리부, 견부, 배면부, 둔부, 대퇴부, 무릎부 및 발뒤꿈치부에 대응하여 병치되어 있고, 상기 특정 에어 셀군은, 상기 배면부, 둔부 및 대퇴부에 대응하는 에어 셀군이다.

또한, 예를 들어 상기 상단 및 중단의 주머니 형상 셀은, 각각 적어도 그 측면이 원호 형상으로 형성되어 있고, 상기 상단의 주머니 형상 셀의 원호 형상 부분의 곡률 반경은, 상기 중단의 주머니 형상 셀의 원호 형상 부분의 곡률 반경보다도 작다.

상술한 에어 매트리스에 있어서, 상기 제어부는, 상기 하단의 주머니 형상 셀의 압력을 상기 중단의 주머니 형상 셀보다도 커지도록 제어하는 것이 바람직하다.

상기 제어부는, 예를 들어 상기 에어 셀군 중 적어도 상기 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 머리부의 에어 셀군의 압력을 일정하게 유지하고, 발뒤꿈치부의 에어 셀군의 주머니 형상 셀을 일정 주기마다 팽창 또는 수축시키고, 상기 배면부 및 대퇴부의 에어 셀군의 압력이 둔부의 에어 셀군의 압력보다도 높아지도록 제어한다.

이 경우에, 상기 머리부 및 발뒤꿈치부의 에어 셀군의 주머니 형상 셀, 및 상기 배면부, 둔부 및 대퇴부의 에어 셀군의 하단의 주머니 형상 셀은, 상기 제1 계통에 상기 에어 튜브를 통해 접속되어 있고, 상기 제어부는, 상기 제1 계통에 의해 급기되는 주머니 형상 셀의 압력을 설정 목표값으로 하기 위해, 상기 압력 센서에 의한 측정값이 상기 설정 목표값보다도 저하되고, 측정값과 설정 목표값의 차가 5％ 이상으로 된 기간이 4초 이상으로 되었을 때에, 그 계통에 대해, 상기 급배기 펌프에 의한 급기를 개시하고, 상기 압력 센서에 의한 측정값이 상기 설정 목표값 이상으로 되었을 때에, 상기 급배기 펌프에 의한 급기를 정지한다.

또한, 예를 들어 상기 제2 계통은 2 이상의 계통에 의해 구성되고, 상기 견부 및 무릎부의 에어 셀군의 주머니 형상 셀, 및 상기 배면부, 둔부 및 대퇴부의 에어 셀군의 상단의 주머니 형상 셀은, 각각 상기 제2 계통 중 어느 하나의 계통에 상기 에어 튜브를 통해 접속되고, 각 에어 셀군 내에서 각 계통마다 순차 팽창과 수축을 반복하도록 제어 가능하다.

본 발명의 에어 매트리스는, 제1 계통 및 제2 계통의 흡배기 계통을 갖고, 특정 에어 셀군에 있어서, 하단의 주머니 형상 셀은 제1 계통에 의해 압력 제어되고, 중단의 주머니 형상 셀은 제2 계통에 의해 압력 제어되어 있고, 상단의 주머니 형상 셀은, 그 하방의 중단의 주머니 형상 셀에 연통하고 있다. 이에 의해, 에어 셀군마다 개별로 압력을 제어할 수 있고, 또한 특정 에어 셀군에 있어서는, 상단 및 중단의 주머니 형상 셀과 하단의 주머니 형상 셀을 각각 독립된 계통으로 압력 제어할 수 있어, 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 몸의 부위에 맞추어 압력을 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 특정 에어 셀군의 부분에 있어서는, 하단의 주머니 형상 셀에 의해 인체를 안정적으로 지지한 상태에서, 상단 및 중단의 주머니 형상 셀의 압력을 누울 때의 기분을 저하시키는 일이 없는 압력으로 설정할 수 있다. 따라서 본 발명의 에어 매트리스에 따르면, 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 누울 때의 기분을 저하시키는 일이 없다.

도 1의 (a)는 본 발명의 실시 형태에 관한 에어 매트리스에 있어서, 3단의 주머니 형상 셀을 도시하는 횡단면도, (b)는 마찬가지인 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 관한 에어 매트리스에 있어서, 3단의 주머니 형상 셀을 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 에어 매트리스에 있어서, 각 주머니 형상 셀로의 급배기 계통을 도시하는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 관한 에어 매트리스에 있어서, 각 주머니 형상 셀과 급배기 펌프의 배치를 도시하는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 관한 에어 매트리스를 도시하는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 관한 에어 매트리스에 있어서, 급배기 펌프 및 커넥터를 도시하는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 관한 에어 매트리스에 있어서, 에어 튜브측의 커넥터를 도시하는 평면도이다.
도 8의 (a), (b)는, 본 발명의 실시 형태에 관한 에어 매트리스에 있어서, 에어 튜브측 커넥터를 그 끼워 맞춤면측에서 본 도면이다.
도 9의 (a) 내지 (c)는, 본 발명의 실시 형태에 관한 에어 매트리스에 있어서, 커넥터의 이탈 공정을 도시하는 일부 평면도이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 관한 에어 매트리스에 있어서, 각 계통의 주머니 형상 셀에 대해 내부 압력의 설정 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태에 관한 에어 매트리스에 있어서, 욕창 방지 기능을 동작시켰을 때의 각 급배기 계통의 동작을 시간적으로 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태에 관한 에어 매트리스에 있어서, 모드 이행 시에 있어서의 각 계통의 주머니 형상 셀에 대해 내부 압력의 설정 공정을 나타내는 흐름도의 일부이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태에 관한 에어 매트리스에 있어서, 모드 이행 시에 있어서의 각 계통의 주머니 형상 셀에 대해 내부 압력의 설정 공정을 나타내는 흐름도의 일부이고, 도 12의 스텝 12 이후의 공정을 나타낸다.
도 14는 모드 이행 시에 있어서의 각 계통의 주머니 형상 셀에 대해, 각 급기 계통의 동작을 시간적으로 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 에어 매트리스에 있어서, 계통 A 및 계통 B에 대한 급배기 동작을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시 형태에 관한 에어 매트리스를 전동 베드의 배면 보텀 위에 적재한 경우를 도시하는 모식도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 관한 에어 매트리스에 대해, 첨부의 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 1의 (a)는, 본 발명의 실시 형태에 관한 에어 매트리스에 있어서, 3단의 주머니 형상 셀을 도시하는 횡단면도, 도 1의 (b)는 마찬가지인 종단면도, 도 2는 3단의 주머니 형상 셀을 도시하는 사시도이다. 도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 에어 매트리스에 있어서, 각 주머니 형상 셀로의 급배기 계통을 도시하는 모식도, 도 4는 본 발명의 실시 형태에 관한 에어 매트리스에 있어서, 각 주머니 형상 셀과 급배기 펌프의 배치를 도시하는 평면도, 도 5는 본 발명의 실시 형태에 관한 에어 매트리스를 도시하는 사시도이다. 또한, 도 6은 본 실시 형태의 급배기 펌프 및 커넥터를 도시하는 사시도, 도 7은 본 실시 형태의 에어 튜브측 커넥터를 도시하는 평면도, 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)는 본 실시 형태의 에어 튜브측 커넥터를 그 끼워 맞춤면측에서 본 도면, 도 9는 본 실시 형태의 에어 매트리스에 있어서, 커넥터의 이탈 공정을 도시하는 도면으로, 도 6의 단면 A에 있어서의 단면도이다.

우선, 본 실시 형태의 에어 매트리스의 구성에 대해 설명한다. 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 에어 매트리스(1)에는, 각각 복수개의 주머니 형상 셀(17)로 구성된 복수개의 에어 셀군(10)과, 급배기 펌프(11)와, 각 에어 셀군(10)의 주머니 형상 셀(17)을 급배기 펌프(11)에 접속하는 에어 튜브(13)와, 각 에어 셀군(10)에 대해 급배기 펌프에 의한 급배기를 제어하는 매트리스 제어 회로(15)가 설치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 복수개의 에어 셀군(10), 에어 튜브(13) 및 급배기 펌프(11)가 일체적으로 구성되어 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 복수개의 에어 셀군(10)의 각 주머니 형상 셀(17)은, 예를 들어 에어 매트리스(1)의 폭 방향으로 연장되는 막대 형상의 셀이고, 복수개의 주머니 형상 셀(17)이 에어 매트리스의 길이 방향으로 병치됨으로써, 에어 매트리스 본체를 구성하고 있다. 그리고 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 복수개의 주머니 형상 셀(17)은, 에어 매트리스(1)의 길이 방향에 대해, 에어 매트리스(1)에 눕는 사람의 머리부, 견부, 둔부, 대퇴부, 무릎부 및 발뒤꿈치부에 대응하여 각각 복수개 병치되고, 인체의 각 부위에 대응하는 에어 셀군(10a 내지 10e)을 구성하고 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 사람의 배면부, 둔부 및 대퇴부에 대응하는 주머니 형상 셀(17)은, 상단과 하단으로 분리되고, 각각 다른 계통에 의해 공기압이 제어된다. 각 주머니 형상 셀(17)은, 각각, 예를 들어 나일론 섬유 등의 수지재를 봉제함으로써 주머니 형상으로 형성한 것이고, 인접하여 배치된 주머니 형상 셀(17)끼리는, 예를 들어 봉제에 의해 고정되어 있다. 또한, 주머니 형상 셀(17)끼리의 고정은, 예를 들어 접착에 의해 행해도 된다. 이와 같이, 에어 매트리스(1)의 폭 방향으로 연장되는 복수개의 막대 형상의 셀을 에어 매트리스의 길이 방향으로 병치하고, 각 주머니 형상 셀(17)의 내부에 공기를 충전함으로써, 에어 매트리스(1)는 매트리스 위에 눕는 사람의 신체를 지지한다. 그리고 주머니 형상 셀(17) 내부의 공기압을 인체의 각 부위에 따라 조정함으로써, 예를 들어 배면부 및 대퇴부의 주머니 형상 셀 내의 압력을 둔부의 주머니 형상 셀 내의 압력보다 크게 함으로써, 체압 분산을 도모할 수 있다. 복수개의 주머니 형상 셀(17)에는, 각각 적어도 1개소에 에어 튜브(13)를 접속하기 위한 급배기용 단자가 설치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 각 주머니 형상 셀에는, 각각 1개소에 급배기용의 단자(17d)가 설치되어 있고, 이 급배기 단자에 에어 튜브(13)를 접속함으로써, 각 계통의 에어 튜브(13)를 통해 주머니 형상 셀에 급배기를 행하여, 각 주머니 형상 셀이 팽창 또는 수축 가능하게 구성되어 있다. 에어 튜브(13)는, 예를 들어 염화 비닐 등의 수지제의 것이 적절하게 사용된다.

매트리스 위에 눕는 사람의 배면부, 둔부 및 대퇴부에 대응하는 에어 셀군(10c 내지 10e)의 각 주머니 형상 셀(17)은, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 상부측의 주머니 형상 셀과 하부측의 주머니 형상 셀(17c)로 분리되고, 상부측의 주머니 형상 셀과 하부측의 주머니 형상 셀(17c)이, 예를 들어 접착에 의해 고정된 것이다. 또한, 상부측의 주머니 형상 셀은, 그 내부에서, 예를 들어 나일론 섬유 등으로 이루어지는 구획 부재가 설치되어 있어, 상단의 주머니 형상 셀(17a)과 중단의 주머니 형상 셀(17b)로 구획되어 있다. 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 구획 부재는, 예를 들어 상단의 주머니 형상 셀(17a)과 중단의 주머니 형상 셀(17b)의 경계의 양단부를 제외하는 부분에 배치되어 있고, 따라서 상단의 주머니 형상 셀(17a)과 중단의 주머니 형상 셀(17b)은, 주머니 형상 셀의 길이 방향의 양단부에 있어서 연통하고 있다. 이에 의해, 상단의 주머니 형상 셀(17a)의 내부와 압력과 중단의 주머니 형상 셀(17b)의 내부 압력이 동등해지도록 압력을 제어할 수 있게 구성되어 있다.

도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 상단의 주머니 형상 셀(17a)과 중단의 주머니 형상 셀(17b)은, 각각 적어도 그 측면이 원호 형상으로 형성되어 있다. 그리고 상단의 주머니 형상 셀(17a)의 원호 형상 부분의 곡률 반경 R ₁ 은, 중단의 주머니 형상 셀의 원호 형상 부분의 곡률 반경 R ₂ 보다도 작다. 상단 및 중단의 주머니 형상 셀(17a, 17b)의 원호 형상 부분의 곡률 반경을 이와 같이 설정함으로써, 동일한 내압의 주머니 형상 셀에 있어서, 상단의 주머니 형상 셀(17a)의 표면에 있어서의 표면 장력을 저감시킬 수 있고, 이에 의해 사람이 접촉한 경우의 접촉감을 약하게 할 수 있다. 즉, 일반적으로, 주머니 형상체에 있어서, 내압과 표면 장력은 하기 수학식에 의해 나타낼 수 있고, 내압이 일정한 경우, 표면 장력은 주머니 형상체의 곡률 반경에 비례한다. 따라서 측면의 곡률 반경이 작은 상단의 주머니 형상 셀(17a)은, 중단의 주머니 형상 셀(17b)에 비해, 표면 장력이 작아, 접촉하였을 때에, 부드러운 접촉감으로 된다. 또한, 하기 수학식에 있어서, p는 내압을 나타내고, R은 곡률 반경을 나타내고, γ는 표면 장력을 나타낸다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 머리부에 대응하는 에어 셀군(10a)의 복수개의 주머니 형상 셀은, 1계통의 독립된 급배기 계통으로 급기 또는 배기되도록 공통의 에어 튜브(13)에 접속되고, 발뒤꿈치부의 에어 셀군(10g)의 복수개의 주머니 형상 셀은, 1계통의 독립된 급배기 계통으로 급기 또는 배기되도록 공통의 에어 튜브(13)에 접속되어 있다. 또한, 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 배면부에 대응하는 에어 셀군(10c)의 주머니 형상 셀 중, 하단의 주머니 형상 셀은, 대퇴부의 에어 셀군(10e)의 하단의 주머니 형상 셀과 공통의 에어 튜브(13)에 접속되어, 1계통의 독립된 급배기 계통(계통 A)으로 급기 또는 배기되도록 구성되어 있다. 마찬가지로, 둔부의 에어 셀군(10d)의 하단의 주머니 형상 셀은, 1계통의 독립된 급배기 계통(계통 B)으로 급기 또는 배기되도록 공통의 에어 튜브(13)에 접속되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 또한 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 견부에 대응하는 에어 셀군(10b)의 복수개의 주머니 형상 셀은, 3계통의 독립된 급배기 계통(계통 1, 계통 2 및 계통 3) 중 어느 하나에 에어 튜브(13)를 통해 접속되어 있고, 이에 의해 각각 독립되어 급기 또는 배기되도록 구성되어 있다. 마찬가지로, 배면부(상단), 둔부(상단), 대퇴부(상단) 및 무릎부의 에어 셀군(10c 내지 10f)의 복수개의 주머니 형상 셀도, 3계통의 독립된 급배기 계통(계통 1, 계통 2 및 계통 3) 중 어느 하나에 에어 튜브(13)를 통해 접속되어 있고, 이에 의해 각각 독립되어 급기 또는 배기되도록 구성되어 있다. 그리고 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 견부로부터 무릎부에 걸쳐, 계통 1, 계통 3, 계통 2, 계통 1, 계통 3…이라고 하는 것 같이, 3계통의 각 급배기 계통의 주머니 형상 셀이 순차 및 교대로 배치되어 있다. 그리고 동일한 급배기 계통(계통 1, 계통 2, 계통 3)의 주머니 형상 셀은, 각각 공통의 에어 튜브(13)에 접속되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 1계통의 독립된 계통으로 급기되는 분기용의 에어 튜브(13)가 매트리스의 하면에 더 부설되어 있고, 분기용 에어 튜브에 급기함으로써, 분기용 에어 튜브의 외면에 설치된 복수개의 분기 구멍으로부터 공기를 분출하여, 매트리스의 제습을 행할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 본 실시 형태에 있어서는, 매트리스 이용자의 머리부, 발뒤꿈치부, 둔부(하단), 및 배면부(하단) 및 대퇴부(하단)의 블록 제어용의 4계통의 급배기 계통이 설치되어 있고, 계통 1, 계통 2 및 계통 3의 교대 팽창 수축용의 3계통의 급배기 계통과, 분기용의 1계통의 급기 계통의 합계 8계통의 급배기 계통이 설치되어 있다. 이에 의해, 주머니 형상 셀 내부의 공기압을 신체의 부분에 따라 개별로 조정하여 체압 분산을 도모할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 머리부에 대응하는 에어 셀군(10a)의 압력을 일정하게 유지하고, 발뒤꿈치부의 에어 셀군의 주머니 형상 셀(10g)을 일정 주기마다 팽창 또는 수축시키고, 배면부 및 대퇴부의 에어 셀군(10c, 10e)의 압력을 둔부의 에어 셀군(10d)보다 크게 한다. 또한, 본 발명에 있어서는, 각 주머니 형상 셀(17)에는, 내부 압력을 계측하기 위한 압력 센서가 설치되고, 압력 센서에 의한 계측값을 후술하는 베드의 제어 회로에 출력하도록 구성되어 있다. 이 경우에, 모든 주머니 형상 셀(17)에 압력 센서를 설치해도 되고, 동일 계통의 급배기 계통에 대해서는, 설치하는 압력 센서를 공통화해도 된다.

도 4에 도시한 바와 같이, 복수개의 에어 셀군(10)의 주머니 형상 셀(17) 중, 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 발뒤꿈치부에 대응하여 배치된 에어 셀군(10g)의 주머니 형상 셀(17)은, 예를 들어 다른 에어 셀군(10a 내지 10f)의 주머니 형상 셀(17)보다도 길이가 짧고, 다른 에어 셀군(10)의 주머니 형상 셀(17)은, 에어 매트리스의 테두리부까지 연장되어 있다. 따라서 발뒤꿈치부에 대응하는 에어 셀군(10g)의 주머니 형상 셀(17)은, 에어 매트리스의 테두리부와의 사이에 공간이 남겨져 있다. 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 발뒤꿈치부에 대응하여 배치된 주머니 형상 셀(10g)은, 예를 들어 다른 에어 셀군(10a 내지 10f)의 주머니 형상 셀(17)의 길이의 30％ 이하로 짧다. 즉, 복수개의 주머니 형상 셀(17)이 배열되어 전체적으로 평면에서 볼 때 직사각형으로 되도록 형성된 주머니 형상 셀의 집합체에 있어서, 그 4코너 중, 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 발뒤꿈치부측의 한쪽의 코너부에는, 주머니 형상 셀(17)이 배치되어 있지 않은 공간이 남겨져 있다.

급배기 펌프(11)는, 이 주머니 형상 셀(17)이 배치되어 있지 않은 공간에 있어서, 예를 들어 그 길이 방향이 각 주머니 형상 셀(17)의 길이 방향에 대해 수직의 방향으로 되도록, 즉 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 머리부로부터 발뒤꿈치부를 향하는 방향으로 길이 방향을 갖도록 배치되어 있다. 이에 의해, 급배기 펌프(11)는, 전체적으로 평면에서 볼 때 직사각형으로 되도록 구성된 에어 매트리스(1)의 4코너 중, 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 발뒤꿈치부에 대응하는 코너부에 배치되어 있다. 이 발뒤꿈치부의 측부에 대응하는 부분은, 에어 매트리스 이용자가 돌아누워도 그 신체가 접촉되기 어려운 부분이고, 누울 때의 기분을 손상시키는 일은 없는 부분이다. 가령 접촉하였다고 해도, 그것은 발뒤꿈치이기 때문에, 펌프의 존재에 의해 누울 때의 기분이 나빠지는 일은 없다. 급배기 펌프(11)를 복수개의 에어 셀군(10)으로 이루어지는 에어 매트리스의 폭 및 길이의 범위 내의 영역에 설치함으로써, 펌프(11)를 에어 매트리스의 외부에 설치할 필요는 없어, 그 취급은 용이하다. 급배기 펌프(11)의 높이는, 예를 들어 각 에어 셀군(10)의 주머니 형상 셀(17)의 높이 이하이고, 공기가 충전된 각 주머니 형상 셀(17)에 비해 경도가 높은 급배기 펌프(11)가 에어 셀군(10)보다도 높이 방향으로 돌출되는 것이 방지되고, 예를 들어 사이드 레일을 갖는 베드 상에 설치된 에어 매트리스에 있어서, 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 위치가 사이드 레일의 높이 이상으로 되는 것이 방지되도록 구성되어 있다. 또한, 급배기 펌프(11)는, 그 외면이, 예를 들어 우레탄 등의 유연성이 있는 부재에 의해 덮여 있어, 에어 매트리스 위의 사람, 또는 간호자 등이 급배기 펌프(11)에 접촉한 경우의 충격을 약하게 하는 동시에, 급배기 펌프(11)를 보호하도록 구성되어 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 복수개의 에어 셀군(10)과 급배기 펌프(11)는, 예를 들어 나일론 섬유를 폴리우레탄으로 코팅한 1매의 톱 커버(14)에 의해 덮여 상면이 보호되어 있다. 톱 커버(14)로 에어 셀군(10) 및 급배기 펌프(11)의 상면을 덮음으로써, 급배기 펌프(11)는, 에어 매트리스(1)의 폭 방향의 한쪽의 측면과, 에어 매트리스(1)의 길이 방향에 있어서의 에어 매트리스 이용자의 발뒤꿈치부에 대응하는 측의 측면과, 하면이 외부에 노출되어 있다. 또한, 본 실시 형태와 같이, 톱 커버(14)를 설치하는 경우에 있어서는, 예를 들어 복수개의 에어 셀군(10)으로 이루어지는 에어 셀군의 집합체 및／또는 급배기 펌프(11)를 톱 커버(14)에 고정하기 위한 구조가 설치되고, 급배기 펌프(11)는, 예를 들어 에어 셀군(10)에 고정되어 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 급배기 펌프(11)는, 예를 들어 에어 매트리스(1)의 길이 방향의 단부에서 외부에 노출된 측면에, 전원 입력용의 코드와, 매트리스 제어 회로(15)에 접속되어 매트리스 제어 회로(15)와의 사이에서 신호를 송수신하는 코드와, 리모트 스위치(16)와의 사이에서 신호를 송수신하는 코드가 각각 1개씩 설치되어 있다. 리모트 스위치(16)에는, 예를 들어 계통 1, 계통 2 및 계통 3의 급기 계통의 에어 튜브(13)에 연통한 주머니 형상 셀(17)로의 급기량 및 배기량을 연속적으로 변화시킴으로써, 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 견부로부터 무릎부에 걸쳐 인접하는 셀끼리를 교대로 팽창 수축시켜, 매트리스 이용자의 신체의 일부분에 일정한 압력이 부하되지 않도록 하는 욕창 방지 모드 등, 에어 매트리스의 압력을 전환하는 스위치가 설치되어 있다. 급배기 펌프(11)는, 전원으로부터 입력된 전력에 의해 구동되고, 리모트 스위치(16)로부터 입력된 지시에 기초하여 매트리스 제어 회로(15)와의 사이에서 신호를 송수신함으로써, 예를 들어 펌프(11) 내에 설치된 팬의 회전수를 변화시켜 상술한 7계통의 급기 계통 및 1계통의 배기 계통의 에어 튜브(13)로의 급기량 및 배기량을 제어하고, 각 급기 계통의 에어 튜브(13)에 연통한 주머니 형상 셀(17)의 내부 압력을 제어하도록 구성되어 있다. 리모트 스위치에는, 욕창 방지 모드용 스위치 외에, 예를 들어 에어 매트리스 위에 사람이 누운 상태에서 반송될 때에, 에어 매트리스의 각 주머니 형상 셀 내의 공기를 배기하지 않도록 배기 구멍을 폐쇄하는 반송 모드용 스위치가 설치되어 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 에어 튜브(13)는 급배기 펌프(11)에 커넥터(12)를 통해 접속되어 있다. 급배기 펌프측의 커넥터(110)는, 예를 들어 급배기 펌프(11)의 길이 방향에 있어서, 전원 코드와는 반대측의 측면에 2개소 설치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 각 급배기 펌프측의 커넥터(110)에는, 각각 4개의 급배기구(110a)가 형성되어 있고, 급배기 펌프(11)에 합계 8개 형성된 급배기구(110a) 중, 7개는 급배기구로서 구성되어 있고, 머리부, 발뒤꿈치부, 계통 1 내지 계통 3, 및 계통 A 및 계통 B에 에어 튜브(13)를 통해 접속된 주머니 형상 셀에 대해 급배기를 행한다. 또한, 8개의 급배기구(110a) 중 나머지의 1개는 급기구로서 구성되어 있고, 매트리스의 하면에 부설한 분기용 에어 튜브에 급기함으로써, 분기용 에어 튜브 외면에 형성된 복수개의 분기 구멍으로부터 공기를 분출하여, 매트리스의 제습을 행할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 에어 튜브측의 커넥터(12)는, 4개의 에어 튜브(13)를 접속할 수 있는 것이고, 따라서 도 6에 도시한 바와 같이, 2개의 에어 튜브측 커넥터(12)를 급배기 펌프(11)에 접속함으로써, 8계통의 급배기 계통에 대응하는 주머니 형상 셀(17) 내의 압력을 제어한다. 또한, 도 8의 (b)에 있어서는, 8계통의 급배기 계통에 대응하는 흡배기 단자(12a)의 배치를 일례로서 도시하고 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 급배기 펌프측의 2개의 커넥터(110)에는, 각각 4개의 급배기구(110a)가 형성되어 있고, 이 급배기구(110a)에, 도 7에 도시하는 에어 튜브측 커넥터(12)의 흡배기 단자(12a)를 삽입하여, 커넥터 커버(12b) 측면의 돌기를 급배기 펌프측 커넥터(110)의 내면의 오목부에 결합시킴으로써, 급배기 펌프측의 커넥터(110)에 에어 튜브측의 커넥터(12)를 끼워 맞추게 한다. 또한, 에어 튜브측 커넥터(12)의 흡배기 단자(12a)에는, 그 외면에 고무 시일(12c)이 설치되어 있어, 급배기구(110a)와 흡배기 단자(12a) 사이의 시일성을 높이고 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 도 9에 도시한 바와 같이, 커넥터(12)를 급배기 펌프(11)로부터 이탈시키면, 모든 에어 튜브(13)는, 각각 8계통의 급배기 계통으로의 연통이 해제되고, 따라서 주머니 형상 셀의 내부 압력의 제어도 해제되어, 전체 주머니 형상 셀 내의 공기는 각 급배기 계통의 에어 튜브(13)로부터 빠르게 배기되도록 구성되어 있다.

도 9의 (a) 및 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 커넥터(12)는, 커넥터 커버(12b)의 전단부 테두리는 서로 대향하는 방향으로 연장되어 있고, 커넥터 커버(12b)의 후단부 테두리를 서로 접근하는 방향으로 압박하면, 커넥터 커버(12b) 측면의 돌기와 급배기 펌프측 커넥터(110)의 내면의 오목부의 결합이 어긋나는 동시에, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 커넥터 커버(12b)의 연장 선단부는, 급배기 펌프측 커넥터(110)의 급배기구가 형성된 면(끼워 맞춤면)을 압박하도록 구성되어, 커넥터의 제거가 용이하게 되도록 구성되어 있다.

매트리스 제어 회로(15)는, 예를 들어 리모트 스위치(16) 및 급배기 펌프(11)의 외부에 설치되어 있고, 리모트 스위치(16) 및 급배기 펌프에 각각 접속되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 매트리스 제어 회로(15)는, 각 에어 셀군(10)에 대한 급배기 펌프(11)의 급배기를 제어하여, 각 주머니 형상 셀(17) 내의 압력이 각 급배기 계통마다 소정의 설정 목표값으로 되도록 제어한다. 또한, 매트리스 제어 회로(15)는, 각 급기 계통마다 설치된 압력 센서에 의한 측정값과 설정 목표값의 차가 5％ 이상으로 된 기간이 4초 이상으로 되었을 때에, 그 계통에 대해, 급배기 펌프(11)에 의한 급기를 개시하고, 압력 센서에 의한 측정값이 설정 목표값 이상으로 되었을 때에, 급배기 펌프(11)에 의한 급기를 정지하도록 구성되어 있다.

다음에, 본 실시 형태의 에어 매트리스의 동작에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 있어서는, 예를 들어 리모트 스위치(16)의 스위치를 조작하면, 리모트 스위치(16)로부터의 입력 신호는, 우선 급배기 펌프 단부의 코드를 통해 매트리스 제어 회로(15)에 입력된다. 그리고 매트리스 제어 회로(15)는, 수신한 신호에 기초하여, 예를 들어 급배기 펌프(11) 내의 팬의 회전수 등을 제어한다. 이에 의해, 급배기 펌프의 각 급배기 계통에 접속된 에어 튜브(13)로의 급배기량을 조정함으로써, 각 급기 계통의 에어 튜브(13)에 연통한 주머니 형상 셀(17)의 내부 압력을 제어한다.

이때, 매트리스 제어 회로(15)는, 블록 제어용의 4계통의 급기 계통에 접속된 에어 튜브(13)에 대해서는, 발뒤꿈치부의 에어 셀군(10g)을 제외하고, 각각 대응하는 주머니 형상 셀 내의 압력이 상시 일정해지도록 제어한다. 발뒤꿈치부의 에어 셀군(10g)에 대해서는, 일정 주기마다 소정의 압력의 범위에서 팽창 또는 수축하도록 압력을 제어한다. 즉, 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 체중이 예를 들어 30 내지 135㎏인 경우에 있어서는, 사람의 머리부에 대응하는 에어 셀군(10a)의 주머니 형상 셀의 내부 압력을, 예를 들어 1.6 내지 4.3㎪, 발뒤꿈치부에 대응하는 에어 셀군(10g)의 주머니 형상 셀의 내부 압력을, 예를 들어 1.1 내지 3.0㎪, 배면부 및 대퇴부에 대응하는 하단의 에어 셀군(10c, 10e)(계통 A)의 주머니 형상 셀의 내부 압력을 1.5 내지 6.4㎪, 둔부에 대응하는 하단의 에어 셀군(10d)(계통 B)의 주머니 형상 셀의 내부 압력을 1.1 내지 3.3㎪로 되도록 각 에어 셀군마다 개별로 제어한다. 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 머리부에 대응하는 에어 셀군(10a)의 주머니 형상 셀의 내부 압력을 일정해지도록 제어함으로써, 사람이 앙와한 상태에서 인체의 배면부측으로 돌출된 뼈(후두골)에 대응하는 부위를 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 사람의 배면부 및 대퇴부에 대응하는 하단의 에어 셀군(10c, 10e)(계통 A)의 주머니 형상 셀의 내부 압력을 둔부에 대응하는 하단의 에어 셀군(10d)(계통 B)의 주머니 형상 셀의 내부 압력보다도 크게 제어함으로써, 매트리스측으로 돌출되고, 따라서 앙와한 상태에서 체중이 다른 부위에 비해 크게 부하되는 둔부를 그 양측, 즉 배면부 및 대퇴부에 대응하는 에어 셀군(10c, 10e)의 주머니 형상 셀에 의해 안정적으로 지지할 수 있고, 이에 의해 체압 분산을 도모하여, 에어 매트리스 위의 사람의 둔부에 부하되는 에어 매트리스로부터의 반발력이 커져 욕창이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 발뒤꿈치부의 에어 셀군(10g)을 일정 주기마다 팽창 또는 수축시킴으로써, 발뒤꿈치부를 지지하는 부분을, 일정 주기마다 대퇴와 발뒤꿈치로 전환하여, 사람의 발뒤꿈치에 매트리스로부터의 반발력이 장시간 부하되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 매트리스 제어 회로(15)는, 특히 계통 A 및 계통 B에 의해 흡배기되는 에어 셀군(17c 내지 17e)에 대해서는, 하단의 주머니 형상 셀(17c)의 내부 압력을 상단 및 중단의 주머니 형상 셀(17a, 17b)보다도 커지도록 제어한다. 이에 의해, 하단의 주머니 형상 셀(17c)에 의해 사람을 안정적으로 지지하면서, 하단의 주머니 형상 셀(17c)보다도 압력이 작은 상단 및 중단의 주머니 형상 셀(17a, 17b)에 의해 사람에 대한 매트리스로부터의 반발력을 저감시키고, 또한 상단의 주머니 형상 셀(17a)에 의해, 사람에 대한 접촉감을 약하게 할 수 있어, 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 누울 때의 기분을 저하시키는 일이 없다.

다음에, 본 실시 형태의 에어 매트리스에 있어서, 매트리스 제어 회로(15)에 의한 내압 제어에 대해 설명한다. 각 급기 계통에 접속된 주머니 형상 셀 내의 압력을 조정할 때에는, 매트리스 제어 회로(15)는, 예를 들어 도 10에 나타내는 흐름도에 의해 압력 제어를 행한다. 압력 제어의 개시 시점에 있어서는, 주기 카운트 n ₀ 의 초기값은, 0이다. 우선, 각 급기 계통마다 설치된 압력 센서에 의해 주머니 형상 셀 내의 압력을 측정한다(스텝 S1). 다음에, 매트리스 제어 회로(15)는, 모든 주머니 형상 셀 내의 압력이 설정 목표값의 95％를 초과하고 있는지를 판정한다(스텝 S2). 이때, 각 주머니 형상 셀 내의 압력이 설정 목표값의 95％를 초과하고 있는 경우에는, 매트리스 제어 회로(15)는 압력 제어를 종료한다(스텝 S3). 한편, 내부 압력이 설정 목표값의 95％ 이하인 주머니 형상 셀이 1개라도 있었던 경우에는, 매트리스 제어 회로(15)는, 압력 센서에 의한 측정값과 설정 목표값의 차가 5％ 이상으로 된 기간을 계측한다(스텝 S4). 그리고 매트리스 제어 회로(15)는 계측한 기간이 4초 이상으로 되었는지 여부를 판정한다. 압력 센서에 의한 측정값과 설정 목표값의 차가 5％ 이상인 주머니 형상 셀이 존재한 기간이 4초 미만이었던 경우에는, 다시 스텝 S1로 되돌아간다. 한편, 압력 센서에 의한 측정값과 설정 목표값의 차가 5％ 이상인 주머니 형상 셀이 존재한 기간이 4초 이상으로 된 경우에는, 매트리스 제어 회로(15)는, 각 급배기 계통마다 순차 급배기 펌프(11)에 의한 급기를 개시한다(스텝 S5). 예를 들어, 계통 B의 급기 계통에 접속된 주머니 형상 셀(17) 내의 압력이 저하되어, 소정의 설정 목표값과의 차가 5％ 이상으로 된 기간이 4초 이상으로 된 경우에는, 매트리스 제어 회로(15)는, 계통 B의 각 주머니 형상 셀에 급기한다. 또한, 예를 들어 계통 B의 급기 계통에 접속된 주머니 형상 셀(17) 내의 압력이, 기간 계측의 도중에 있어서, 설정 목표값의 95％ 이상으로 된 경우에 있어서도, 예를 들어 계통 A의 급기 계통에 접속된 주머니 형상 셀(17) 내의 압력이 저하되어, 설정 목표값과의 차가 5％ 이상으로 된 상태가 계속되고 있으면, 매트리스 제어 회로(15)는 기간의 계측을 계속한다. 계속해서 계측된 기간이 4초에 도달하기 전에 모든 주머니 형상 셀 내의 압력이 설정 목표값의 95％를 초과한 경우에는, 기간의 계측을 종료하고, 다시 스텝 S1로 되돌아간다.

각 급기 계통마다의 급기 기간 t ₁ 은, 예를 들어 60초로 설정되고, 이 급기 기간 t ₁ 의 동안에, 급기 대상의 주머니 형상 셀의 내부 압력이 설정 목표값 이상으로 되면, 그 계통에 대해서는, 급배기 펌프(11)에 의한 급기를 정지하고, 다음 계통에 대한 급기를 개시한다. 소정의 급기 기간 t ₁ 의 동안에 급기 대상의 주머니 형상 셀의 내부 압력이 설정 목표값 이상으로 되지 않는 경우에는, 그 계통에 대해서는, 급기를 정지하고, 다음 계통에 대한 급기를 개시한다. 그리고 모든 계통에 대해, 급기가 종료되면, 주기 카운트 n ₀ 를 1 늘린다(스텝 S6). 그리고 매트리스 제어 회로(15)는, 스텝 S1 내지 스텝 S6의 일련의 동작을 1주기로 하여, 압력 제어를 최대로 2주기 반복한다. 그리고 각 주기마다 주기 카운트 n ₀ 의 수치 판정을 행한다(스텝 S7). 주기 카운트 n ₀ 가 2를 초과한 경우에는, 에러 처리로 하여, 예를 들어 매트리스의 압력 제어 상태가 이상인 것을 리모트 스위치(16)의 모니터에 표시한다(스텝 S8).

이와 같이, 본 실시 형태의 에어 매트리스에 있어서는, 매트리스 제어 회로(15)는, 각 계통마다 압력을 측정하여 급기를 행하고, 압력 센서에 의한 측정값이 설정 목표값 이상으로 되었을 때에, 급배기 펌프(11)에 의한 급기를 정지한다. 따라서, 본 실시 형태의 매트리스는, 모든 주머니 형상 셀에 급기하는 경우에 비해, 소정의 압력 목표값으로의 설정이 빠르게 행해져, 응답성이 높다.

다음에, 본 실시 형태의 에어 매트리스에 대해, 욕창 방지 기능을 동작시켰을 때의, 각 급기 계통의 동작을 설명한다. 에어 매트리스의 욕창 방지 기능의 동작 시에는, 매트리스 제어 회로(15)는, 교대 팽창 수축용의 3계통의 급기 계통에 대해서는, 예를 들어 도 11에 나타낸 바와 같이, 우선 계통 1의 급기 계통에 급기하고, 계통 2의 급기 계통에 대해서는 배기를 행하도록 제어한다. 계통 3의 급기 계통에 대해서는 급기 및 배기를 행하지 않는다. 이에 의해, 계통 2의 에어 튜브에 연통하고 있는 주머니 형상 셀(17)의 내부 압력이 가장 작아지고, 그 직전까지 내부 압력이 가장 작았던 계통 1의 에어 튜브에 연통하고 있는 주머니 형상 셀(17)의 내부 압력이, 계통 3의 에어 튜브에 연통하고 있는 주머니 형상 셀(17)의 내부 압력과 대략 동등해진다. 계통 A 및 계통 B, 및 머리부 및 발뒤꿈치부의 급기 계통에 대해서는 급배기를 행하지 않는다. 이때, 매트리스 제어 회로(15)는, 압력 센서에 의한 계측값에 의해, 각 계통으로의 급기량 또는 급기 시간을 적절하게 제어하여, 각 계통의 주머니 형상 셀(17)의 내부 압력을 소정의 설정 목표값으로 설정한다.

이 경우에 있어서는, 매트리스 제어 회로(15)는, 교대 팽창 수축용의 계통 1 내지 계통 3의 팽창 대상의 급기 계통에 대해서는, 급기 기간을 예를 들어 최대 170초로 하고, 수축 대상의 계통에 대해서는, 배기 기간을 예를 들어 최대 120초로 하고, 예를 들어 계통 1로의 급기 개시로부터 소정의 기간 후에 계통 2로부터의 배기를 행하도록 제어한다. 이에 의해, 계통 1의 에어 튜브에 연통하고 있는 주머니 형상 셀(17)의 내부 압력이 설정 목표값 이상으로 될 때까지 팽창시킨 후에 계통 2를 배기하므로, 매트리스에 의한 지지력이 손상되는 일은 없다. 그리고 계통 1의 급기 기간 및 계통 2의 배기 기간이 종료되면, 예를 들어 각 급기 계통의 주머니 형상 셀 내의 압력을 일정하게 유지한다. 이 압력 유지 기간은, 예를 들어 120초이고, 압력 유지 기간 및 상기 계통 1 내지 계통 3으로의 급배기 동작의 기간의 동안에, 예를 들어 계통 A 및 계통 B의 압력이 저하되어, 계통 A 및 계통 B에 설치된 압력 센서에 의한 측정값과 설정 목표값의 차가 5％ 이상으로 된 기간이 4초 이상으로 되면, 매트리스 제어 회로(15)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 계통 A, 계통 B의 순서대로, 급배기 펌프(11)에 의한 급기를 행하고, 주머니 형상 셀(17) 내의 압력이 설정 목표값 이상으로 되면, 급배기 펌프(11)에 의한 급기를 정지한다. 이에 의해, 계통 A 및 계통 B의 주머니 형상 셀 내의 압력이 설정 목표값 이상으로 된다.

계속해서, 매트리스 제어 회로(15)는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 계통 2의 급기 계통에 급기하고, 계통 3의 급기 계통에 대해서는 배기를 행하도록 제어한다. 계통 1의 급기 계통에 대해서는 급기 및 배기를 행하지 않는다. 이에 의해, 계통 3의 에어 튜브에 연통하고 있는 주머니 형상 셀(17)의 내부 압력이 가장 작아지고, 그 직전까지 내부 압력이 가장 작았던 계통 2의 에어 튜브에 연통하고 있는 주머니 형상 셀(17)의 내부 압력이 계통 1의 에어 튜브에 연통하고 있는 주머니 형상 셀(17)의 내부 압력과 대략 동등해진다. 계통 A 및 계통 B, 및 머리부 및 발뒤꿈치부의 급기 계통에 대해서는 급배기를 행하지 않는다.

계속해서, 마찬가지로, 예를 들어 120초의 압력 유지 기간의 이후, 계통 3의 급기 계통에 급기하고, 계통 1의 급기 계통에 대해서는 배기를 행하도록 제어한다. 계통 2의 급기 계통에 대해서는 급기 및 배기를 행하지 않는다. 이에 의해, 계통 1 내지 계통 3에 대한 일련의 급배기 동작이 1주기로 된다. 이 1주기의 배기 동작 시에는, 계통 1로부터의 배기 종료와 동시에 분기용 에어 튜브로부터의 분기를 행한다.

이상과 같이, 각 급배기 계통의 에어 튜브(13)에 연통한 주머니 형상 셀의 내부 압력을 제어함으로써, 사람이 앙와한 상태에서, 매트리스의 표면에 접촉하는 피부가 부드러운 부분, 즉 사람의 견부, 배면부, 둔부, 대퇴부 및 무릎부에 대응하는 에어 셀군(10)의 주머니 형상 셀의 내부 압력을 교대로 팽창 및 수축시킬 수 있어, 피부의 특정한 부분에 장시간 동일한 압력이 부하되어 욕창이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 동시에 급배기 동작을 행하지 않는 계통에 대해서도, 압력 센서에 의해 각 계통마다 주머니 형상 셀 내의 압력을 측정하여, 내부 압력값이 설정 목표값보다도 작은 경우에는, 소정의 기간 후에, 급배기 펌프(11)에 의한 급기를 행한다. 따라서 각 계통의 주머니 형상 셀 내의 압력을 소정의 압력 목표값으로 용이하게 설정할 수 있다.

다음에, 본 실시 형태의 에어 매트리스에 있어서, 예를 들어 리모트 스위치(16)의 조작에 의한 모드 이행 시의 동작에 대해 설명한다. 도 12 및 도 13은, 본 발명의 실시 형태에 관한 에어 매트리스에 있어서, 모드 이행 시에 있어서의 각 계통의 주머니 형상 셀에 대해 내부 압력의 설정 공정을 나타내는 흐름도, 도 14는 모드 이행 시에 있어서의 각 계통의 주머니 형상 셀에 대해, 각 급기 계통의 동작을 시간적으로 나타내는 도면이다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 모드 이행이라 함은, 에어 매트리스의 전원 온 시 및 욕창 방지 기능의 개시 시를 말하는 것이다.

에어 매트리스의 전원 온 시 및 욕창 방지 기능에 있어서는, 예를 들어 리모트 스위치(16)의 조작에 의해, 전원을 온 하거나, 또는 욕창 방지 기능의 동작을 개시한다. 이때는, 우선 각 급기 계통마다 설치된 압력 센서에 의해, 주머니 형상 셀(17) 내의 압력을 측정한다(스텝 10). 주기 카운트 n ₁ 의 초기값은 0이다. 다음에, 매트리스 제어 회로(15)는, 압력 센서에 의한 측정값에 의해, 모든 계통의 주머니 형상 셀 내의 압력이 설정 목표값 이하인지를 판정한다(스텝 S11). 모든 계통의 주머니 형상 셀 내의 압력이 설정 목표값 이하이었던 경우에는, 급기 행정으로 이동한다(스텝 S12). 한편, 주머니 형상 셀 내의 압력이 설정 목표값을 초과한 계통이 1계통이라도 있었던 경우에는, 모든 주머니 형상 셀에 대해, 각 계통마다 배기를 행하고(스텝 S13, 도 13의 전반 부분), 주기 카운트 n ₁ 을 1 가산한다(스텝 S14). 각 급기 계통에 대해, 배기 시간은 t ₁ (예를 들어 10 내지 50초)이다. 계속해서, 각 급기 계통마다 셀 내의 압력을 측정한다(스텝 S15). 그리고 매트리스 제어 회로(15)는, 압력 센서에 의한 측정값에 의해, 모든 계통의 주머니 형상 셀 내의 압력이 설정 목표값 이하인지를 판정한다(스텝 S16). 모든 계통의 주머니 형상 셀 내의 압력이 설정 목표값 이하이었던 경우에는, 급기 행정으로 이동한다(스텝 S12). 주머니 형상 셀 내의 압력이 설정 목표값 이상인 계통이 1계통이라도 있었던 경우에는, 다시 스텝 S13 내지 스텝 S16의 동작으로 되돌아가, 스텝 S13 내지 스텝 S16의 일련의 동작을 1주기로 하여, 배기 동작을 최대로 10주기 반복한다. 그리고 주기 카운트 n ₁ 의 크기를 판정하고(스텝 S17), 주기 카운트 n ₁ 이 10을 초과한 경우에는, 에러 처리로 하여, 예를 들어 매트리스의 압력 제어 상태가 이상인 것을 리모트 스위치(16)의 모니터에 표시한다(스텝 S18).

스텝 S12에 의해, 급기 공정으로 이행할 수 있었던 경우에는, 도 13의 흐름도에 의해 급기를 행한다. 주기 카운트의 초기값 n ₂ 는 0이다. 이때, 우선 모든 주머니 형상 셀에 대해, 각 계통마다 급기를 행한다(스텝 S20, 도 14의 후반 부분). 급기 시간은, 최대 t ₂ 초(예를 들어 에어 매트리스 기동 시 : 300초, 욕창 방지 기능 등의 타 모드 이행 시 : 60초)이다. 그리고 매트리스 제어 회로(15)는, 모든 주머니 형상 셀 내의 압력이 설정 목표값 이상인지를 판정한다(스텝 S21). 모든 주머니 형상 셀 내의 압력이 설정 목표값 이상이었던 경우에는, 급기 공정을 종료한다(스텝 S22). 한편, 주머니 형상 셀 내의 압력이 설정 목표값 미만인 계통이 1계통이라도 있었던 경우에는, 주기 카운트 n ₂ 를 1 늘리고(스텝 S23), 다시 스텝 S20으로 되돌아온다. 그리고 스텝 S20 내지 스텝 S21의 일련의 동작을 1주기로 하여, 급기 동작을 최대로 m주기(예를 들어 에어 매트리스 기동 시 : m＝3, 욕창 방지 기능 등의 타 모드 이행 시 : m＝2) 반복한다. 그리고 주기 카운트 n ₂ 의 크기를 판정하고(스텝 S24), 주기 카운트 n ₂ 가 m을 초과한 경우에는, 에러 처리로 하여, 예를 들어 매트리스의 압력 제어 상태가 이상인 것을 리모트 스위치(16)의 모니터에 표시한다(스텝 S25). 이상의 공정에 의해, 본 실시 형태에 있어서는, 모드 이행 시에 있어서도 각 주머니 형상 셀 내의 압력을 설정 목표값을 기준으로서 빠르게 설정할 수 있다. 즉, 모든 주머니 형상 셀 내의 압력을 설정 목표값보다도 작게 한 후에, 각 계통마다 급기해가고, 내부 압력값이 설정 목표값 이상으로 된 계통에 대해서는, 순차 급기를 종료해가므로, 각 계통의 압력값이, 순차 빠르게 설정 목표값 이상으로 설정되어 간다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 각 에어 셀군이 사람의 몸의 부위에 따라 배치되어 있고, 각각 에어 셀군마다 독립된 계통으로 급배기를 행하여 내압 제어할 수 있다. 또한, 사람의 배면부, 둔부 및 대퇴부에 대응하는 에어 셀군이 각각 상단, 중단 및 하단의 3단으로 형성되고, 상단의 주머니 형상 셀과 중단의 주머니 형상 셀이 연통하고 있어, 상단 및 중단의 주머니 형상 셀과 하단의 주머니 형상 셀을 각각 독립된 계통으로 압력 제어할 수 있다. 이에 의해, 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 몸의 부위에 맞추어 압력을 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 배면부, 둔부 및 대퇴부에 대응하는 에어 셀군에 있어서는, 하단의 주머니 형상 셀에 의해 사람을 안정적으로 지지하면서, 하단의 주머니 형상 셀보다도 압력이 작은 상단 및 중단의 주머니 형상 셀에 의해 사람에 대한 매트리스로부터의 반발력을 저감시키고, 또한 상단의 주머니 형상 셀에 의해, 사람에 대한 접촉감을 약하게 할 수 있다. 따라서 본 실시 형태의 에어 매트리스는, 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 누울 때의 기분을 저하시키는 일이 없다.

또한, 매트리스 제어 회로(15)는, 각 계통마다 압력을 측정하여 급기를 행하고, 압력 센서에 의한 측정값이 설정 목표값 이상으로 되었을 때에, 급배기 펌프(11)에 의한 급기를 정지한다. 따라서 본 실시 형태의 매트리스는, 모든 주머니 형상 셀에 급기하는 경우에 비해, 소정의 압력 목표값으로의 설정이 빠르게 행해져, 응답성이 높다.

그리고 에어 매트리스의 기동 시 및 욕창 방지 기능의 개시 시 등의 모드 이행 시에 있어서도, 매트리스 제어 회로(15)는, 모든 주머니 형상 셀 내의 압력을 설정 목표값보다도 작게 한 후에, 각 계통마다 급기해가고, 내부 압력값이 설정 목표값 이상으로 된 계통에 대해서는, 순차 급기를 종료해가므로, 각 계통의 압력을 빠르게 설정 목표값 이상으로 설정할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 에어 매트리스에 대해 설명한다. 도 16에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에 있어서는, 에어 매트리스(1)는, 배면 보텀이 세우기 가능한 베드(2)의 보톰 위에 적재되어 사용된다. 본 실시 형태에 있어서는, 베드(2)는, 전동 베드이고, 리모트 스위치(2c)로부터의 입력에 기초하여 액추에이터(2b) 선단의 피스톤 로드를 진출 또는 대피시키고, 이에 의해 피스톤 로드의 선단에 연결된 베드의 각 링크 기구를 연동시켜 배면 세우기 또는 배면 눕히기 동작을 행하는 구성이다.

본 실시 형태에 있어서는, 매트리스 제어 회로(15)는, 전동 베드(2)의 제어 회로(2a)에 접속되어 있고, 예를 들어 전동 베드의 제어 회로(2a)로부터 배면 보텀의 배면 세우기 각도가 신호로서 입력된다. 그리고 이 배면 세우기 각도의 신호에 의해, 예를 들어 미리 설정된 압력값으로 되도록, 예를 들어 각 배면 세우기 각도에 대응하여 급배기 펌프(11)의 각 급배기 계통의 팬의 회전수를 제어함으로써, 상기 8계통의 급배기 계통에 연통한 주머니 형상 셀 내의 압력을 각각 제어하도록 구성되어 있다. 그 외의 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

다음에, 본 실시 형태의 에어 매트리스의 동작에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 있어서는, 전동 베드(2)의 베드용 리모트 스위치(2c)를 조작하면, 베드용 리모트 스위치로부터의 지령은, 우선 전동 베드(2)의 제어 회로(2a)에 입력된다. 그리고 전동 베드 제어 회로(2a)는, 베드용 리모트 스위치로부터의 신호에 의해, 액추에이터(2b) 선단의 피스톤 로드를 진출 또는 대피하는 길이를 결정하고, 이에 의해 배면 보텀의 배면 세우기 각도를 결정한다. 다음에, 전동 베드 제어 회로(2a)는, 매트리스 제어 회로(15)에 배면 보텀의 배면 세우기 각도에 관한 신호를 송신한다. 이에 의해, 매트리스 제어 회로(15)는, 입력된 배면 세우기 각도의 신호에 대응하여, 각 급배기 계통에 연통한 각 주머니 형상 셀의 최적 압력을 결정한다. 이때, 매트리스 제어 회로(15)는, 예를 들어 배면부 및 대퇴부의 에어 셀군(10c, 10e)의 압력을 둔부의 에어 셀군(10d)의 압력보다도 높게 하고, 또한 배면 보텀이 세워지는 각도가 커질수록, 둔부의 에어 셀군(10d)의 압력을 크게 하도록, 각 급배기 계통에 연통한 각 주머니 형상 셀(17)의 내부 압력을 제어한다.

다음에, 전동 베드 제어 회로(2a)는, 예를 들어 액추에이터(2b)에 전력을 공급함으로써 액추에이터(2b)를 동작시켜, 배면 보텀을 배면 세우기한다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 매트리스 제어 회로(15)는, 베드의 배면 세우기 동작이 정지하고, 배면 세우기 각도가 확정되면, 우선 계통 A의 급기 계통에 대한 급기를 개시하고, 계통 A에 접속된 주머니 형상 셀 내의 압력을 설정 목표값으로 한다. 계속해서, 매트리스 제어 회로(15)는, 계통 B의 급기 계통에 대한 급기를 개시하고, 계통 B에 접속된 주머니 형상 셀 내의 압력을 설정 목표값으로 한다. 그 후, 예를 들어 매트리스 제어 회로(15)는, 도 12 내지 도 14에 나타내는 공정에 의해, 각 계통의 주머니 형상 셀 내의 압력을 설정 목표값으로 하고, 그 후 도 10에 나타내는 통상의 압력 조정 모드로 이행한다.

본 실시 형태에 있어서는, 각 계통의 압력의 설정 목표값은, 전동 베드(2)의 배면 보텀이 소정의 배면 세우기 각도로 되도록 배면 세우기 또는 배면 눕히기된 상태에 있어서, 최적의 값으로 설정된다. 또한, 이 주머니 형상 셀의 내부 압력의 설정값이라 함은, 에어 매트리스 위의 사람의 체중을 매트리스 위에 균일하게 분산시키고, 예를 들어 매트리스 이용자에게 국소적으로 큰 압력이 부하되거나, 매트리스 이용자가 이물질감 등의 불쾌감을 느끼는 일이 없는 압력이고, 실험 등에 의해 경험값으로서 설정되는 것이다. 그리고 본 실시 형태에 있어서도, 예를 들어 제1 실시 형태와 마찬가지로 내부 압력을 제어한다. 또한, 사람의 배면부 및 대퇴부에 대응하는 에어 셀군(10c, 10e)(계통 A)의 주머니 형상 셀의 내부 압력을 둔부에 대응하는 에어 셀군(10d)(계통 B)의 주머니 형상 셀의 내부 압력보다도 커지도록 제어한다. 또한, 배면부 및 대퇴부의 에어 셀군(10c, 10e)의 압력은, 배면 보텀이 세워지는 각도가 커질수록, 각 에어 셀군 내의 압력을 크게 하도록 제어한다.

본 실시 형태에 있어서는, 매트리스 제어 회로(15)는, 베드의 배면 보텀이 세워진 상태에서, 에어 매트리스(1) 위에 눕는 사람의 배면부 및 대퇴부를 지지하는 에어 셀군(각각 10c, 10e)의 압력을 증가시키도록 제어한다. 이에 의해, 제1 실시 형태의 효과에 더하여, 베드의 배면 보텀을 세우기 동작시킨 경우에 있어서도, 사람의 배면부 및 대퇴부를 지지하는 에어 셀군에 의해, 에어 매트리스 위의 사람의 둔부를 그 양측으로부터 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 베드의 배면 보텀을 세우기 동작시킨 경우에 있어서도, 사람의 둔부에 대응하는 에어 매트리스(1) 위에 국소적으로 큰 압력이 부하되어, 에어 매트리스(1) 중, 사람의 둔부에 대응하는 부분이 압박되어 크게 꺼지는 바닥 함몰부가 발생하는 것이 방지되어, 매트리스 이용자를 안정적으로 지지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 배면 보텀이 세워졌을 때, 에어 매트리스(1) 위에 눕는 사람의 둔부를 지지하는 에어 셀군(10d)의 압력을 증가시키는 것이 아니라, 둔부의 양측의 배면부 및 대퇴부를 지지하는 에어 셀군(각각 10c, 10e)의 압력을 증가시키므로, 사람의 둔부에 부하되는 에어 매트리스로부터의 반발력이 커져 누울 때의 기분을 저하시키는 일은 없고, 에어 매트리스에 의해, 효과적으로 체압 분산할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 매트리스 제어 회로(15)는, 배면 보텀이 세워지는 각도가 커질수록, 둔부의 에어 셀군(10d)의 압력을 크게 하도록 각 에어 셀군의 압력을 제어하므로, 배면 세우기 각도에 의하지 않고, 상술한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서도, 베드(2)의 배면 보텀을 배면 세우기 동작시킨 상태에 있어서, 각 주머니 형상 셀 내의 압력을 연속적으로 변화시키는 구성의 에어 매트리스로 할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 에어 매트리스는, 이하의 구성으로 함으로써, 에어 매트리스 위에 눕는 사람의 체중에 의하지 않고, 상술한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 체중을 리모트 스위치(16)에 입력할 수 있도록 구성하고, 매트리스 제어 회로(15)가 사람의 체중이 무거울수록, 각 에어 셀군의 압력이 커지도록 제어하도록 구성한다. 이와 같이, 에어 매트리스를 구성함으로써, 예를 들어 사람의 체중이 무거운 경우에 있어서, 예를 들어 둔부에 대응하는 위치에서, 매트리스의 꺼짐이 체중이 가벼운 사람에 비해 커지는 것을 방지할 수 있다.

이 경우에 있어서, 예를 들어 에어 매트리스(1)를 적재하는 베드의, 예를 들어 그 4코너에 각각 하중 센서를 설치하고, 이 하중 센서에 의해, 에어 매트리스 위의 사람의 체중을 검출하도록 구성하고, 하중 센서에 의해 검출된 에어 매트리스 위의 사람의 체중을 전동 베드의 제어 회로(2a)를 통해, 매트리스 제어 회로(15)에 입력되도록 구성해도 된다.

본 발명은, 에어 매트리스의 누울 때의 기분의 향상에 유익하다.

1 : 에어 매트리스
10 : 에어 셀군
11 : 급배기 펌프
110 : (급배기 펌프측)커넥터
110a : 급배기구
12 : (에어 튜브측)커넥터
12a : 급배기용 단자
12b : 커넥터 커버
12c : 고무 시일
13 : 에어 튜브
14 : 톱 커버
15 : 매트리스 제어 회로
16 : 리모트 스위치
17 : 주머니 형상 셀
17a : 상단의 주머니 형상 셀
17b : 중단의 주머니 형상 셀
17c : 하단의 주머니 형상 셀
2 : 전동 베드
2a : 전동 베드 제어 회로
2b : 액추에이터
2c : 전동 베드용 리모트 스위치
23 : 하중 센서