Mattress

本発明は、病院や養護施設、一般家庭等で用いられるマットレスに関する。

近年、病院や養護施設における看護、介護の現場では、人口の高齢化に伴ってベッドでの生活を余儀なくされる人々が増加の傾向にある。 このような看護あるいは介護の現場においては、長時間にわたってベッドに伏していても疲れにくく、褥瘡をつくりにくいマットレスの開発が要望されている。

このような目的のため、従来より、例えば、剛性の異なる複数のクッション材を積層したもの（特許文献１参照）、立体編み物クッションを積層したもの（特許文献２参照）、厚手のスポンジマットを積層し、このスポンジマットの間にシリコーンゲルシートを配置したもの（特許文献２参照）等、種々のマットレスが提案されている。

特開２００１−２９２８７０号公報（全頁、全図）

特開２００２−３３６０７６号公報（全頁、全図）

特開２００２−０７８７５７号公報（全頁、全図）

しかしながら、従来提案されているマットレスの場合、重みの集中する部分だけが大きく沈み込むという、いわゆるハンモック現象が見られた。 このため、仰臥姿勢で寝た患者の臀部が大きく沈み込んでしまい、腰椎の前湾が増強して腰痛の原因となった。 また、体圧分散を図るあまり、低硬度ウレタンを用いると、その劣化が問題となっている。 また、ウレタン等の低反発性のため、寝返りがうちにくい。 このような問題は、特に腰痛者や寝たきりの患者、体力のない老人にとって大きな問題となる。

前記ハンモック現象をなくすには、沈み込みの少ない硬めのクッションを用いればよい。 硬めのクッションを用いた場合、腰椎の前湾変形を防ぐことができ、寝返りも打ちやすくなるが、体圧分散効果が悪くなり、寝たきりの患者の場合、褥瘡発生の危険性が高くなってしまう。 一方、褥瘡の発生を防止するには、柔らか目のクッションを用いて体圧の分散を図ればよいが、柔らか目のクッションを用いた場合、短期間のうちにクッションとしての弾性が劣化してしまい、耐用年数の点で問題を生じる。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、ハンモック現象を軽減すると同時に体圧分散にも優れ、腰痛の予防と改善並びに褥瘡予防を図ることができるとともに、寝心地がよく、寝返りの打ちやすいマットレスを提供することを課題とするものである。 さらに、本発明は、上記効果に加え、マットレスの耐用年数を延ばすことができるともに、通気性に優れ、蒸れ軽減にも役立つマットレスを提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するため、本発明のマットレスは、上下に重ね合わせた２枚の弾性クッションと、該２枚の弾性クッションの間に挟み込まれた弾性シートとから構成し、この２枚の弾性クッションの対向する面に山部と谷部からなる多数の凹凸部を形成するとともに、これら各凹凸部の山部を、弾性シートを隔てて対向する反対側の凹凸部の谷部上に位置するように位置合わせして配置したものである。

なお、前記凹凸部は、直交する二方向に沿って断面凹凸形状とされていてもよいし、一方向に沿ってのみ断面凹凸形状とされていてもよい。 また、前記凹凸部の凹凸断面形状は、山と谷が交互に出現する形状であればよく、例えば、波形、三角形、台形等の凹凸形状を採用することができるが、最も好ましくは波形とすることが望ましい。 また、上下に対向配置した２枚の弾性クッションとしては、圧縮弾性を有する樹脂フォームであれば採用可能であるが、最も好ましくはポリウレタンフォームを用いることが望ましい。 また、前記弾性シートとしては、ポリウレタンシート、塩化ビニルシート、オレフィン系エラストマーシート、ゴムシート、シリコーンゲルシート、合成繊維編み地シート等、面弾性（＝膜弾性）を有するシートであればよいが、最も好ましくはポリウレタンシートを用いることが望ましい。

上記構成になる本発明のマットレスによれば、弾性シートを中に挟んで上下に対向配置した弾性クッションの対向面に凹凸部を形成しているため、この凹凸部の作用によって弾性クッション本来の柔らかさよりも更に柔らかなクッション効果を付与することができる。 このため、硬めの弾性クッションを用いながら、マットレス全体としてはそれよりも柔らかな弾性クッションを用いたと同等の体圧分散効果を発揮することができ、人体への圧力を和らげ、腰痛の予防と改善並びに褥瘡の予防を図ることができる。

また、上下に対向配置した弾性クッションの対向面に形成した凹凸部の山部によって弾性シートを上下から点接触状態で挟持しているので、弾性シートが本来持っている面弾性を充分に発現させることができる。 そして、この弾性シートの発現する面弾性は、圧力作用点を中心として広い範囲にわたって膜状に作用し、ポリウレタンフォーム等の圧縮弾性材のように圧力の作用する部分だけが局所的に窪んでそこだけが深く落ち込んでしまうという、いわゆるハンモック現象も軽減することができる。 このため、臀部や腰部だけが深く落ち込むようなことがなくなり、腰痛発生の原因となる腰椎の前湾変形を防ぐことができるとともに、寝返りも打ちやすいマットレスとすることができる。

また、硬めのクッションを用いながら柔らかなクッションと同等の弾性を与えることができるので、柔らかなクッションを用いたマットレスのように短期間でクッションが弾性劣化するようなこともなくなり、マットレスの耐用年数を延ばすことができる。

さらに、本発明のマットレスは、上下に対向配置した弾性クッションの対向面に形成した凹凸部の隙間部分が空気流通可能な間隙部となる。 このため、通気性が向上し、体熱のこもり等による蒸れも軽減することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図３に、本発明に係るマットレスの第１の実施の形態を示す。 図１（ａ）（ｂ）はそれぞれマットレスを側面側と頭部側から見た模式的断面図、図２はマットレスの部分拡大断面図、図３はその分解斜視図である。

この第１の実施の形態に係るマットレス１１は、上下に重ね合わせた２枚の弾性クッション１２，１３と、この２枚の弾性クッション１２，１３の間に挟まれた弾性シート１４とから構成されている。 前記２枚の弾性クッション１２，１３の対向面には、マットレスの長手方向と横幅方向の両方向に沿ってその断面形状が波形を呈する山形状の凹凸部１５がクッション全面にわたって多数形成されており、それぞれの山部１６が、弾性シート１４を中に挟んで対向する反対側の凹凸部１５の谷部１７上に位置するように位置合わせして対向配置されている。

前記上下の弾性クッション１２，１３としては、ポリウレタンフォーム等の樹脂フォームが用いられ、その厚さＤ _１ ，Ｄ _２ （図２参照）は、マットレスの設計仕様に応じて任意の寸法が採用されるが、一例を挙げるとＤ _１ ＝Ｄ _２ ＝３０ｍｍ程度である。 なお、この厚さＤ _１ ，Ｄ _２は、必ずしも上下で同一厚さとする必要はなく、Ｄ _１ ≠Ｄ _２とすることもできる。

前記弾性クッション１２，１３の対向面に形成された凹凸部１５の波のピッチｐとその高さｈ _１ 、ｈ _２ （図２参照）は、マットレスの設計仕様に応じて任意の寸法が採用されるが、一例を挙げるとｐ＝４０ｍｍ、ｈ _１ ＝ｈ _２ ＝２０ｍｍ程度である。 この波のピッチｐと高さｈ _１ ，ｈ _２は、弾性クッション１２，１３の全面において同一としてもよいが、場所によって、すなわち人体の当たる場所によって変えることも可能である。

また、前記弾性シート１４としては、例えば、ポリウレタンシート、塩化ビニルシート、オレフィン系エラストマーシート、ゴムシート、シリコーンゲルシート、合成繊維編み地シート等、面弾性（＝膜弾性）を有するシートが設計仕様に応じて適宜選択使用される。 その厚さｔも、設計仕様に応じて任意の厚さが採用されるが、通常、ｔ＝０．１〜０．３ｍｍ程度である。

なお、前記弾性クッション１２，１３と、その間に挟まれた弾性シート１４は、使用中にお互いの位置関係がずれることがないようにするため、各凹凸部１５の山部１６の頂部を接着剤等を用いて弾性シート１４の表面に接着固定するか、あるいは、マットレス完成時に弾性クッション１２，１３及び弾性シート１４の外周縁部をマットレス外周囲を覆うマットレスカバー等に一体的に縫い付け、その位置を固定することが望ましい。

上記構成になるマットレス１１の場合、弾性シート１４を中に挟んで上下に対向配置された弾性クッション１２，１３は、その対向面に形成された凹凸部１５の山部１６を介して弾性シート１４に点接触状態で接し、さらに、各山部１６は弾性シート１４を中に挟んで反対側の凹凸部１５の谷部１７上に位置するように位置合わせされている。

このため、上下の弾性クッション１２，１３の間に挟まれた弾性シート１４は、上下の凹凸部１５の山部１６によって上下から点接触状態で挟持された状態となり、弾性シート１４が本来有している面弾性を最大限に発揮できるような状態とされている。 さらに、弾性クッション１２，１３は、その対向面に形成された凹凸部１５が押圧力に応じて柔軟に変形するので、平面状をした弾性クッションに比べて柔らかいクッションの役目を果たすようになる。

従って、いま図１中に二点鎖線で示すように、マットレス１１上に患者Ｍ等が寝ると、上側の弾性クッション１３と下側の弾性クッション１２の対向面に形成した凹凸部１５がその押圧力に応じて変形し、あたかも柔らかなクッションの役目を果たす。 このため、マットレス１１上に寝た患者Ｍを柔らかく包み込んで支え、患者Ｍに作用する体圧を効果的に分散することができ、人体への圧力を和らげて腰痛の予防と改善並びに褥瘡の予防を図ることができる。

さらに、前記押圧力は、上側の弾性クッション１３を通じてその下側の弾性シート１４に伝えられるが、前述したように、弾性シート１４は、上側の弾性クッション１３の凹凸部１５の山部１６によって上方から押されると同時に、下側の弾性クッション１２の凹凸部１５の山部１６によって下側から支えるように支持されている。 このため、押圧力が作用すると、弾性シート１４は、上下の凹凸部１５の各山部１６を支持点として各凹凸部１５の間で上下方向に膜状にたわみ、そのたわみ量に応じた面弾性を発生する。

前記弾性シート１４の発現する面弾性は、ポリウレタンフォーム等の圧縮弾性と異なり、圧力作用点を中心として面弾性の及ぶ広い範囲にわたって膜状に作用する。 このため、マットレス２１は広い範囲にわたって滑らかに沈み込み、ポリウレタンフォーム等のように圧力の作用する部分だけが大きく窪んで落ち込んでしまうという、いわゆるハンモック現象も軽減される。 このため、臀部や腰部ののような重い部分だけが深く沈み込むようなことがなくなり、腰痛発生の原因となる腰椎の前湾変形を防ぐことができるとともに、寝返りも打ちやすくなる。

また、上記構造になるマットレスは、弾性クッション１２，１３の対向面に形成した凹凸部１５によるクッション性と弾性シート１４の発生する面弾性により、マットレス全体として柔らかいクッションを用いたと同等の弾性を発現させることができる。 このため、弾性クッション１２，１３として硬めのポリウレタンフォームを用いてマットレスとしての耐久性を延ばしながら、クッション性に優れた柔らかくて寝心地のよいマットレスとすることができる。

さらに、上記構造になるマットレスの場合、弾性クッション１２，１３の対向面に形成した凹凸部１５の隙間部分を空気が流通することができるので、通気性も向上し、体熱のこもり等による蒸れも軽減することができる。

図４に、本発明の第２の実施の形態を示す。
この第２の実施の形態に係るマットレス２１は、前記第１の実施の形態（図１〜図３）と同様の構成において、下側の弾性クッション１２の下にさらに高反発ポリウレタンフォーム１８を重ねるとともに、上側の弾性クッション１３の上にさらに低反発ポリウレタンフォーム１９を重ねたものである。 このように、本発明のマットレスは目的とする設計仕様に応じてさらに他のクッションを積層してもよいものである。

図５に、本発明の第３の実施の形態を示す。
この第３の実施の形態に係るマットレス４１は、上下の弾性クッション３２，３３の対向面に形成される凹凸部３５の断面形状を、一方向へのみ波が走る波形断面とし、この波形断面になる上下の弾性クッション３２，３３をその波の向きが同じ方向（図中のＸ方向）となるように配置し、お互いの山部１６が相手側の谷部１７上に位置するように位置合わせしたものである。

この第３の実施の形態に係るマットレス４１の場合、上下の弾性クッション３２，３３の波の向きを同じ方向に揃えているため、上下の弾性クッション３２，３３の凹凸部３５は、それぞれ波方向に沿ってのみ弾性シート１４に点接触状態で接した状態となる。 このため、凹凸部３５と弾性シート１４の作用に方向性を持たせることができ、波の向きを変えることによって、本発明のマットレスが発現する体圧分散効果とハンモック現象の軽減効果の作用方向をコントロールすることが可能となる。

本発明のマットレスの効果を確認するため、実験を行なった。 その実験結果を表１に示す。 実験には、前記第２の実施の形態（図４）に係るマットレス２１を用い、図６に示すような方法で行った。 すなわち、マットレス２１上に外面略球体状になる重り７１を載せ、その時のマットレス２１の沈み込み量Ｓと、重り７１の下底面に作用する接触圧力Ｆ（体圧分散効果）を測定した。

＜マットレス２１の各部の仕様＞
（１）高反発ポリウレタンフォーム１８：厚さ３０ｍｍ
（２）弾性クッション１２：ポリウレタンフォーム（厚さＤ _１ ＝３０ｍｍ、硬さ＝１６０Ｎ／ｃｍ ^２ 、凹凸部の波のピッチｐ＝４０ｍｍ、波の高さｈ _１ ＝２０ｍｍ）
（３）弾性シート：材質＝ポリウレタンシート、（厚さｔ＝０．２５ｍｍ）
（４）弾性クッション１３：ポリウレタンフォーム（厚さＤ _２ ＝３０ｍｍ、硬さ＝１６０Ｎ／ｃｍ ^２ 、凹凸部の波のピッチｐ＝４０ｍｍ、波の高さｈ _２ ＝２０ｍｍ）
（５）低反発ポリウレタンフォーム１９：厚さ３０ｍｍ

＜重り７１の仕様＞
（１）重り上面の直径＝４２０ｍｍ
（２）下底面までの深さ＝１１０ｍｍ
（３）球体状になる下底部の曲率半径＝２５５ｍｍ

なお、比較対象として、図６のマットレス２１から弾性シート１４を取り除き、弾性クッション１２，１３に代えて、弾性クッション１２，１３と同じ硬さ１６０Ｎ／ｃｍ ^２からなる厚さ６０ｍｍのポリウレタンフォーム７２を挟み込んだ第１の比較対象のマットレス７３と、同じく硬さが半分の８０Ｎ／ｃｍ ^２からなる厚さ６０ｍｍのポリウレタンフォーム７２を挟み込んだ第２の比較対象のマットレス７４の２種類のマットレスを用意し、それぞれのマットレス７３，７４について、図７に示すように、図６と同様の方法によって沈み込み量Ｓと接触圧力Ｆ（体圧分散効果）を測定した。 その結果を表２、表３に示す。

表１〜表３を比較すれば明らかなように、本発明のマットレス２１（表１）は、表２に示す同じ硬さ１６０Ｎ／ｃｍ ^２のポリウレタンフォームを用いた第１の比較対象のマットレス７３に比べてその沈み込み量Ｓを大きくして接触圧力Ｆ（体圧分散効果）を大きく低減することができ、あたかも、表３に示す硬さ約半分の８０Ｎ／ｃｍ ^２のポリウレタンフォームを用いた第２の比較対象の照マットレス７４と同じ程度の接触圧力Ｆ（体圧分散効果）を得られることが確認された。 また、本発明のマットレス２１の場合、重り７１の当たっている場所とその周辺だけにとどまらず、その周辺の広い範囲にわたって全体的にしなるようにゆるやかに沈み込み、いわゆるハンモック現象も軽減されていることが目視によって確認された。

本発明は、病院や介護施設、一般家庭、さらには椅子やソファ、車両用シート等、圧力軽減や衝撃緩和を図る必要のある分野全般にわたって広く適用可能である。

本発明に係るマットレスの第１の実施の形態を示すもので、（ａ）は側面側から見たマットレスの模式的断面図、（ｂ）は頭部側から見たマットレスの模式的断面図である。

上記マットレスの部分拡大断面図である。

上記マットレスの分解斜視図である。

本発明に係るマットレスの第２の実施の形態を示す部分拡大断面図である。

本発明に係るマットレスの第３の実施の形態を示す部分分解斜視図である。

本発明のマットレスの測定実験の説明図である。

比較対象のマットレスの測定実験の説明図である。

符号の説明

１１、２１，４１ マットレス １２，３２ 下側の弾性クッション １３，３３ 上側の弾性クッション １４ 弾性シート １５，３５ 凹凸部 １６ 山部 １７ 谷部 １８ 高反発ポリウレタンフォーム １９ 低反発ポリウレタンフォーム