JP2003116669A

JP2003116669A - エアマットの制御装置とその制御方法

Info

Publication number: JP2003116669A
Application number: JP2001314724A
Authority: JP
Inventors: Haruki Nakao; 春樹中尾; Norikazu Takagi; 則和高木
Original assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Current assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2003-04-22
Also published as: KR20030030841A; KR100486761B1

Abstract

(57)【要約】【課題】所期設定圧に圧力制御を行うことによって身
体への集中的圧迫や特定個所への圧迫の継続を効果的に
防止し、もって優れた床擦れ防止効果を発揮するエアマ
ットの制御装置とその制御方法を提供する。【解決手段】複数系統からなる各系統に接続された複
数の空気袋群２ａ、２ｂを交互に併設したエアマット２
の制御装置であって、このエアマット２の制御装置にロ
ータリーバルブ５を介して圧縮空気供給源９を設け、こ
の圧縮空気供給源９とロータリーバルブ５を接続する給
気パイプ９ａに圧力センサ１５を設けたエアマットの制
御装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通常のエアマッ
ト、またはベッド等に臥床している病人等に対して床擦
れの発生を防止するために利用されるエアマットの制御
装置とその制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】医療、或は介護現場等において、病人等
が長期に渡って臥床している場合には身体に床擦れが起
こる可能性があり、従来より、この床擦れを防ぐために
各種のエアマット装置が提供されている。

【０００３】例えば、特開平９−３８１５３号公報にお
けるエアマット装置は、複数のグループに分けてそれぞ
れ連通させた袋状のエアセルと、各グループとエアポン
プ間のエア移送路を切り換える分配器を備え、運転時に
はエアセルに延設した帰還路からエアセル内のエアを圧
力センサに導いてエア圧を検知することによってエア圧
を制御するようにしている。

【０００４】一方、特開平１１−４６９３４号公報のエ
アマットのエア供給装置は、チューブ状のエアセルより
なる第１、第２エアセル群と、この各エアセル群への空
気を供給或は排気を切換えるエア切換え弁と、これらを
接続するエアチューブと制御するための制御回路を具備
している。動作時には、エアセル群内の圧力が予め設定
された設定値より低いときにはエアポンプを強運転し、
また、設定値より高くなったときにはエアポンプを弱運
転するようにし、この動作を繰り返すことでエアセル群
内の圧力を設定圧に近づけるようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例では、次のような課題点を有している。特開平９
−３８１５３号公報におけるエアマット装置は、膨張過
程である給気時のエアセル内の圧力は制御されている
が、収縮過程である排気時の圧力は積極的に制御されて
おらず、従ってエアセル内の圧力制御を高精度に行えな
くなり、体圧を効果的に分散させることが難しかった。

【０００６】また、特開平１１−４６９３４号公報にお
けるエアマットのエア供給装置は、何れか一方のエアセ
ル群にエアを給気している間には、圧力センサによって
このエア給気側のエアセル群の圧力検知のみが行われ、
もう一方の排気側エアセル内の圧力が検知されることが
ないため、給気側と排気側のエアセル全体の圧力を一度
に制御することができなかった。

【０００７】従って、これらによると、給排気時におい
てエアセル同士には高い圧力差が生じ、身体にかかる負
荷が大きくなり、また、身体の一部に負荷がかかること
によって圧迫が継続して起こり、床擦れを確実に防ぐこ
とができない。また、これらのエアマットの制御装置
は、エアセル群同士の圧力差を効果的に制御することが
できないため、体圧の分散状態が悪く、臥床時の体圧を
効果的に分散することが難しかった。

【０００８】本発明は、従来の課題点に鑑みて開発に至
ったものであり、その目的とするところは、所期設定圧
に圧力制御を行うことによって身体への集中的圧迫や特
定個所への圧迫の継続を効果的に防止し、もって優れた
床擦れ防止効果を発揮するエアマットの制御装置とその
制御方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、複数系統からなる各系統に
接続された複数の空気袋群を交互に併設したエアマット
の制御装置であって、このエアマットの制御装置にロー
タリーバルブを介して圧縮空気供給源を設け、この圧縮
空気供給源とロータリーバルブを接続する給気パイプに
圧力センサを設けたエアマットの制御装置である。

【００１０】請求項２に係る発明は、前記ロータリーバ
ルブには、このロータリーバルブの給気または排気の位
置を認識する位置センサと、ロータリーバルブを回転さ
せるステッピングモータとが設けられ、更に、ロータリ
ーバルブと前記圧縮空気供給源とに設けられた給気パイ
プの途中には、少なくとも１つの圧力センサを設けたエ
アマットの制御装置である。

【００１１】請求項３に係る発明は、前記圧力センサで
各空気袋群の圧力を計測する際には、給気側の袋群の計
測は、前記ロータリーバルブを給気の位置で前記圧縮空
気供給源を停止して圧力が安定した後に計測を行い、排
気側の袋群の計測は、圧縮空気供給源を停止した状態で
前記ステッピングモータを回転し、前記ロータリーバル
ブを給気の位置にして圧力が安定した後に計測を行い、
前記給気側の袋群にあっては、圧縮空気供給源の駆動を
断続的に繰り返して設定圧力にすると共に、前記排気側
の袋群にあっては、圧縮空気供給源を停止した状態でス
テッピングモータを回転させロータリーバルブを交互に
給気の位置と排気の位置とに切り換えて設定圧力にする
エアマットの制御装置である。

【００１２】請求項４に係る発明は、前記ロータリーバ
ルブは、前記ステッピングモータを回転させて給気の位
置と排気の位置とに交互に切り換えた時に、ロータリー
バルブに設けられた給気溝が排気の位置を通過しない形
状になっているエアマットの制御装置である。

【００１３】請求項５に係る発明は、複数系統からなる
各系統に接続された複数の空気袋群を交互に併設したエ
アマットの各空気袋群に圧縮空気供給源を駆動させ圧縮
空気を給気して膨張させ、圧縮空気供給源を停止して収
縮させるエアマットの制御方法であって、前記両系統の
各空気袋群に圧縮空気供給源を駆動させ圧縮空気を給気
して両各空気袋群を設定圧に膨張させた後、圧縮空気供
給源を停止して一方の各空気袋群を設定圧に収縮させ
て、この状態を一定時間保持させた後、収縮した各空気
袋群を圧縮空気供給源を駆動させ圧縮空気を給気して他
方の系統の各空気袋群の膨張している設定圧と同圧にし
た後、圧縮空気供給源を停止し他方の各空気袋群を設定
圧に収縮させて、この状態を一定時間保持させた後、収
縮した各空気袋群を圧縮空気供給源を駆動させ圧縮空気
を給気して一方の系統の各空気袋群の膨張している設定
圧と同圧に制御し、これを繰り返し制御できるようにし
たエアマットの制御方法である。

【００１４】請求項６に係る発明は、前記各空気袋群の
膨張時の圧力設定は、目標設定圧力よりも低い圧力から
断続的に圧縮空気供給源を駆動し、給気を繰り返し圧力
センサで圧力を計測しながら設定圧力に持っていき、収
縮時の圧力設定は、目標設定圧力よりも高い圧力から断
続的に圧縮空気供給源を停止した状態で、排気を繰り返
し圧力センサで圧力を計測しながら設定圧力に持ってい
くようにしたエアマットの制御方法である。

【００１５】請求項７に係る発明は、前記各空気袋群の
設定圧力を計測する時には、膨張させる側の袋群にあっ
ては、圧縮空気供給源を給気状態で停止し圧力が安定し
た後に圧力センサで計測し、収縮させる側の袋群にあっ
ては、排気から圧縮空気供給源が停止した状態で給気状
態に戻し、圧力が安定した後に圧力センサで計測するよ
うにしたエアマットの制御方法である。

【００１６】請求項８に係る発明は、前記一方の各空気
袋群が膨張し、他方の各空気袋群が収縮した状態で一定
時間保持されているときに、所定時間毎に膨張側と収縮
側の圧力を交互に圧力センサで計測するようにしたエア
マットの制御方法である。

【００１７】請求項９に係る発明は、前記一方の各空気
袋群が膨張し他方の各空気袋群が収縮した状態の時、膨
張した袋群と収縮した袋群の圧力差を小さくして身体を
両空気袋群で受けるようにしたエアマットの制御方法で
ある。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明におけるエアマッ
トの制御装置と制御方法の一実施形態を図面に従って説
明する。図１は、本発明におけるエアマットの制御装置
の一例を示す参考図であり、図において、１は装置本
体、２はエアマット、３は第１流路管３ａ、及び第２流
路管３ｂからなる流路管であり、装置本体１とエアマッ
ト２をこの流路管３で接続して圧縮空気流路を形成して
いる。

【００１９】エアマット２は、内部に圧縮空気を給気、
或は排気可能な複数系統からなる各系統に接続された複
数の空気袋群を並設し、本例における空気袋群は、第１
流路管３ａに接続するＡ空気袋群２ａ、及び第２流路管
３ｂに接続するＢ空気袋群２ｂを一組としてエアマット
２を構成している。各流路管３ａ、３ｂ内に圧縮空気を
給排気した場合には各空気袋群２ａ，２ｂごとに膨張・
収縮が可能であり、身体ｂをエアマット２に臥床したと
きに圧力差を設けるようにしている。この空気袋群２
ａ，２ｂは、密封性を有する布・樹脂製で溶着などの手
段によって袋状に形成され、エアマット２の長手方向に
交互に並設するようにしている。

【００２０】流路管３は、可撓性を有するゴムホース等
からなり、この３ａ、３ｂからなる流路管３の一端はＡ
空気袋群２ａ、Ｂ空気袋群２ｂにそれぞれ設けた図示し
ない接続部に接続し、一方、他端は図２に示されるロー
タリーバルブ５に設けた第１流路孔（以下、Ａポートと
いう）５ａと、第２流路孔（以下、Ｂポートという）５
ｂにそれぞれ接続して空気流路を形成している。

【００２１】図２は、装置本体１内部の回路構成を示す
回路図である。図において、９は圧縮空気を供給するた
めの圧縮空気供給源（以下、エアポンプという）、９ａ
は給気パイプであり、本実施例におけるエアマットの制
御装置は、エアマット２にロータリーバルブ５を介して
エアポンプ９を設け、このエアポンプ９とロータリーバ
ルブ５を接続する給気パイプ９ａにエアマット２内の圧
力を検知可能に少なくとも１つの圧力センサ１５を設け
ている。

【００２２】ロータリーバルブ５は、図７に示すように
ステッピングモータ８に接続されてステッピングモータ
８からの回転が伝達され、このロータリーバルブ５は、
ステッピングモータ８に軸着されたジョイント１７を取
付け、さらにこのジョイント１７にローター５ｃを取付
けており、ステッピングモータ８が回転するとこの回転
はジョイント１７を介してローター５ｃに伝達してロー
ター５ｃが回転自在になるように設けている。

【００２３】Ａポート５ａ及びＢポート５ｂは、装置本
体１内部に固定された固定部１６側に設けられ、このＡ
ポート５ａ、Ｂポート５ｂは、ローター５ｃ側に略円弧
状の溝状部位を備えている。また、固定部１６には、エ
アポンプ９と接続され、このエアポンプ９から供給され
る圧縮空気をロータリーバルブ５内に給気するための給
気孔６、また、エアマット２内の圧縮空気を空気中に排
気するための排気孔７を空気流路としてそれぞれ設けて
いる。

【００２４】図１及び図２において、エアマット２のＡ
空気袋群２ａ及びＢ空気袋群２ｂの空気流路は、給気パ
イプ９ａを通じて給気孔６と連通しており、この給気パ
イプ９ａ内の圧力を圧力センサ１５で計測することでＡ
空気袋群２ａ又はＢ空気袋群２ｂ内の圧力を計測可能に
している。

【００２５】ローター５ｃは、固定部１６と面圧シール
によって保持されており、ローター５ｃと固定部１６と
の密接によってロータリーバルブ５の内部に形成される
空気流路をローター５ｃが回転することによって切り換
え可能に設けている。ローター５ｃを回転させるとこの
ローター５ｃに設けた略く字形状に曲折した溝状の給気
溝５ｄを介して固定部１６のＡポート５ａ、又はＢポー
ト５ｂの溝状部位と、給気孔６、又は排気孔７とがそれ
ぞれ連通して図１１に示すように空気流路を形成するよ
うにしている。ローター５ｃの回転動作は、制御回路１
１内のマイコン１２によって制御され、マイコン１２か
らステッピングモータ８に信号を発することによって高
精度に制御可能に設けている。なお、１３は、ローター
５ｃとジョイント１７との間に弾発させて設けたばねで
あり、ローター５ｃを固定部１６側に弾発保持してい
る。

【００２６】５ｅは、ローター５ｃ外周の環状突出部位
に複数箇所穿孔するようにして形成した検知部であり、
一方、１０はローター５ｃの環状部位を挟むようにして
設けた位置センサである。ステッピングモータ８を動作
させ、ローター５ｃの回転時には、位置センサ１０が検
知部５ｅを検知して、この検知データが制御回路１１に
送られ、制御回路１１によってこの検知データから給気
溝５ｄの状態を認識してロータリーバルブ５の給気また
は排気の位置を認識するようにしている。なお、検知部
５ｅの穿孔位置は、図以外の穿孔箇所に設けるようにし
てもよく、ローター５ｃが回転したときに位置センサ１
０によって検知可能であればよい。

【００２７】制御回路１１は、圧力センサ１５と、ステ
ッピングモータ８に電気的に接続され、ステッピングモ
ータ８の動作を制御可能なマイコン１２と、圧力を設定
可能に装置本体１の外部に設けた圧力設定操作部（ボタ
ン）１４を備えている。圧力設定ボタン１４は、例え
ば、３０、５０、８０、１００ｋｇの各段階の体重に設
定された操作部（ボタン）であり、臥床する身体の体重
に応じてこのボタンを押すと、その体重に適した各空気
袋群２ａ、２ｂの膨張及び収縮時の圧力が設定され、そ
の設定圧になるようにマイコン１２で制御しながら圧縮
空気の給排気を行っている。

【００２８】制御回路１１は、位置センサ１０によって
検知された検知部５ｅの状態と圧力センサ１５によって
計測されたエアマット２内の圧力値に応じてステッピン
グモータ８の回転動作並びにエアポンプ９の運転動作を
制御している。なお、１ａは電源スイッチ、１ｂは家庭
用電源に接続するための電源コードである。

【００２９】次に、上記実施形態の作用を説明する。本
例におけるエアマットの制御装置を動作させると、この
制御装置は、両系統の各空気袋群２ａ、２ｂにエアポン
プ９を駆動させ圧縮空気を給気して両各空気袋群２ａ、
２ｂを設定圧に膨張させた後、エアポンプ９を停止して
一方の各空気袋群を設定圧に収縮させて、この状態を一
定時間保持させた後、収縮した各空気袋群をエアポンプ
９を駆動させ圧縮空気を給気して他方の系統の各空気袋
群の膨張している設定圧と同圧にした後、エアポンプ９
を停止し他方の各空気袋群を設定圧に収縮させて、この
状態を一定時間保持させた後、収縮した各空気袋群をエ
アポンプ９を駆動させ圧縮空気を給気して一方の系統の
各空気袋群の膨張している設定圧と同圧に制御し、これ
を繰り返し制御するようにしている。

【００３０】この動作を説明すると、先ず、家庭用電源
に電源コード１ｂを差し込み電源スイッチ１ａをオンに
して装置本体１を動作させると、エアポンプ９からの圧
縮空気がロータリーバルブ５に接続した給気パイプ９ａ
を介してＡ空気袋群２ａ、及びＢ空気袋群２ｂ内に給気
される。この圧縮空気は、以降図６のチャート図に示す
ような給排気サイクルによって各空気袋群２ａ，２ｂに
給排気される。

【００３１】各空気袋群２ａ、２ｂ内の圧力は、図１１
の（ａ）〜（ｅ）の状態に示すようにロータリーバルブ
５のローター５ｃをステッピングモータ８で回転駆動さ
せることによって圧力制御し、例えば、エアポンプ９が
動作した状態で（ａ）の状態にすると、給気溝５ｄを介
して固定部１６の給気孔６とＡポート５ａ及びＢポート
５ｂとが連通し、エアポンプ９からの圧縮空気がＡポー
ト５ａ、Ｂポート５ｂの両方に給気され、Ａ空気袋群２
ａ、Ｂ空気袋群２ｂが共に膨張を開始する。

【００３２】空気袋群２ａ、２ｂ内の圧力が圧力設定ボ
タン１４によって設定した設定圧に近づくと、エアポン
プ９から給気を断続的に行うようにエアポンプ９の運転
・停止動作をマイコン１２で制御して目標設定圧力より
も低い圧力から徐々に段階的に圧力を上げて設定圧に近
づけるようにしている。この状態で身体ｂを臥床し、引
き続き仰臥した体重に応じた設定圧になるまで給気が断
続的に行われる。このときの圧力計測は、給気パイプ９
ａに設けた１つの圧力センサ１５によって行い、この圧
力計測は、ロータリーバルブ５からの給気を一旦停止
し、所定時間が経過した後に安定した状態の圧力値とな
った空気袋群２ａ、２ｂ内の圧力を計測する。なお、こ
のときの設定圧としては、本例では、例えば、５ＫＰａ
（０．０５ｋｇ／ｃｍ^２）に設定している。

【００３３】なお、この（ａ）の状態は、運転開始時に
両空気袋群２ａ、２ｂを同時に膨張させるための状態で
あり、空気袋群２ａ、２ｂが設定圧まで上がると、以降
の圧力制御は、ローター５ｃを回転制御して（ｂ）〜
（ｅ）の状態にすることによって行われる。

【００３４】次に、図３に示すように、Ｂ空気袋群２ｂ
から排気を行なって圧力を下げ、Ｂ空気袋群２ｂを収縮
させる。このときの動作としては、エアポンプ９を停止
させると共に、マイコン１２によってステッピングモー
タ８を制御してローター５ｃを回転して（ｅ）の状態に
すると、給気溝５ｄを介してＢポート５ｂと排気孔７と
が連通し、Ｂ空気袋群２ｂ内の圧縮空気が排気口７から
排気される。このときＡポート５ａは、ローター５ｃに
よって塞がれているためＡ空気袋群２ａ内の圧力は保持
され、Ａ空気袋群２ａの膨張を保つようにしながらＢ空
気袋群２ｂのみを収縮させるようにしている。

【００３５】Ｂ空気袋群２ｂ内の圧力が収縮時における
設定圧に近づくと、ローター５ｃが回転して給気の状態
である（ｄ）の状態になり、この状態においてＢポート
５ｂと給気孔６とが連通すると共にＢ空気袋群２ｂから
の排気が停止し、この状態で所定時間経過させることに
よってＢ空気袋群２ｂ内の圧力を安定させ、安定状態に
なったら圧力センサ１５によって圧力の計測を行うよう
にしている。

【００３６】計測した圧力が収縮時における設定圧より
も高い場合には、ステッピングモータ８を回転させ再度
ロータリーバルブ５を（ｅ）の排気の位置にし、Ｂ空気
袋群２ｂから排気し、再び（ｄ）の状態に戻して所定時
間経過後に圧力の計測を行う。このようにエアポンプ９
を停止した状態でロータリーバルブ５を交互に給気の状
態と排気の状態とに切り換える動作を繰り返し行うこと
で収縮時の圧力設定を目標設定圧力よりも高い圧力から
断続的に排気を繰り返すことによって行い、圧力センサ
１５で圧力を計測しながら設定圧力に持っていくように
して高精度の圧力調整を行うようにしている。

【００３７】収縮時におけるＢ空気袋群２ｂの設定値と
しては、本例では、例えば、４．５ＫＰａ（０．０４５
ｋｇ／ｃｍ^２）を設定圧とし、一方、このとき膨張して
いるＡ空気袋群２ａは、５ＫＰａ（０．０５ｋｇ／ｃｍ
^２）に維持されている。このように膨張している空気袋
群と収縮している空気袋群との設定圧の圧力差を０．５
ＫＰａ（０．００５ｋｇ／ｃｍ^２）以下に抑えて空気袋
群２ａ、２ｂの圧力差を極力小さくすることによって、
身体ｂを臥床して空気袋群から圧力を受けたときに極僅
かな圧力差によって身体ｂへの圧迫の継続を防ぐことが
できる。

【００３８】両空気袋群２ａ、２ｂが設定圧に所定時間
保持されている間には、図示しないホース接続部やばね
１３による面圧シールを行っているロータリーバルブ５
等から徐々に空気漏れが生じるため、この間において、
両空気袋群２ａ、２ｂ内の圧力を所定時間毎に圧力セン
サ１５で交互に計測して当該空気袋群の設定圧力を保持
するようにしている。例えば、上記のようにＢ空気袋群
２ｂが膨張状態、Ａ空気袋群２ａが収縮状態で５分間保
持されている状態において各空気袋群２ａ、２ｂ内の圧
力を圧力センサ１５で計測しながら圧力調整を行う場合
の動作を説明する。

【００３９】先ず、（ｂ）の状態にロータリーバルブ５
が回転すると、給気孔６とＡポート５ａとが連通して収
縮状態のＡ空気袋群２ａ内の圧力を計測し、本例におい
ては、例えば各空気袋群２ａ、２ｂにおける設定圧まで
制御した後の略１分間経過後の圧力の安定した状態で圧
力を計測している。

【００４０】圧力計測時において、Ａ空気袋群２ａ内の
圧力が設定圧よりも低い場合には、（ｂ）の状態のまま
でエアポンプ９を運転して設定圧付近まで圧力を上昇さ
せる。圧力が設定圧付近まで近づくとエアポンプ９を一
旦停止して所定時間経過後に圧力を計測し、設定圧より
も低い場合には続けてエアポンプ９の運転を行なうよう
にする。この動作を繰り返すことで設定圧になるまで圧
力を徐々に上げるようにしている。

【００４１】次に、エアポンプ９を停止した状態で略１
分間経過後に（ｄ）の状態に回転して、給気孔６とＢポ
ート５ｂとが連通して膨張状態のＢ空気袋群２ｂ内の圧
力を計測する。この圧力が設定値よりも低い場合には、
（ｄ）の状態のままでエアポンプ９を運転して設定圧付
近まで圧力を上昇させる。圧力が設定圧付近まで近づく
とエアポンプ９を一旦停止して所定時間経過後に圧力を
計測し、設定圧よりも低い場合には続けてエアポンプ９
の運転を行うようにし、この動作を繰り返すことで設定
圧になるまで圧力を徐々に上げるようにしている。

【００４２】なお、この圧力計測及び圧力制御は、前述
したように空気漏れによって減圧した各空気袋群２ａ、
２ｂ内の圧力をそれぞれの膨張・収縮時における設定圧
まで上昇させるためのものであるが、必要に応じて各空
気袋群２ａ、２ｂ内の圧力を下降させるようにしてもよ
く、例えば、Ａ空気袋群２ａ内の圧力が設定圧よりも高
い場合には、エアポンプ９を停止した状態で（ｃ）のよ
うにＡポート５ａと排気孔７とを連通させてＡ空気袋群
２ａ内の圧縮空気を排気した状態と、（ｂ）のようにＡ
ポート５ａと給気孔６とを連通させて圧力を安定させて
圧力計測する状態とを交互に繰り返しながら（ｂ）にお
ける所定時間経過後の圧力計測時にこの圧力が設定圧に
なるまで徐々に圧力を下降させる。

【００４３】また、Ｂ空気袋群２ｂ内の計測した圧力が
設定値よりも高い場合には（ｅ）のようにＢポート５ｂ
と排気孔７とを連通させて排気した状態と（ｄ）のよう
にＢポート５ｂと給気孔６とを連通させて圧力を安定さ
せて圧力計測する状態とを交互に繰り返して（ｄ）にお
ける所定時間経過後の圧力計測時にこの圧力が設定圧に
なるまで徐々に圧力を下降させる。このようにして、各
空気袋群２ａ、２ｂ内の圧縮空気を断続的に上昇又は下
降させることによって正確に圧力制御を行うことがで
き、本例においては、この圧力制御を高精度にするため
に上述したように略１分間毎に行うのが望ましい。

【００４４】圧力計測は、上述のように膨張しているＡ
空気袋群２ａと収縮しているＢ空気袋群２ｂとを交互に
行うようにしているが、このときのローター５ｃの回転
は（ｂ）から（ｄ）、又は（ｄ）から（ｂ）の回転であ
り、このようにステッピングモータ８を回転させて給気
の位置と排気の位置とに交互に切り換えた時に、ロータ
リーバルブ５に設けられた給気溝５ｄが排気孔７と連通
することがなく、空気袋群２ａ又は２ｂ内の圧力を減圧
することなく圧力計測することができる。

【００４５】また、各空気袋群２ａ、２ｂの圧力設定時
に関しては、Ａ空気袋群２ａについて（ｂ）と（ｃ）の
状態を繰り返して設定圧に制御するか、或は、Ｂ空気袋
群２ｂについて（ｄ）と（ｅ）の状態を繰り返して設定
圧に制御するようにしたとしても、この制御中に制御し
ていない他方の空気袋群２ａ、２ｂ内の圧力を減圧する
ことがない。このように固定部１６に設けたＡポート５
ａ、Ｂポート５ｂ、給気孔６及び排気孔７と、略く形状
に設けた給気溝５ｄとの組合わせによって給気溝５ｄが
排気の位置を通過しない形状になっているため、制御時
に他方の空気袋群内の圧力に影響を与えることがなく、
高精度の圧力制御を行うことができる。

【００４６】次に、所定時間、本例では５分間経過後に
Ｂポート５ｂに対してエアポンプ９から圧縮空気を給気
してＢ空気袋群２ｂを膨張時の設定圧である５ＫＰａ
（０．０５ｋｇ／ｃｍ^２）まで膨張させて図４に示すよ
うにＡ空気袋群２ａ及びＢ空気袋群２ｂを共に膨張時の
設定圧である５ＫＰａ（０．０５ｋｇ／ｃｍ^２）の状態
にする。

【００４７】このときのロータリーバルブ５の回転制御
としては、エアポンプ９を運転させると共にローター５
ｃを（ｄ）の状態にして、Ｂポート５ｂと給気孔６とを
連通させ、Ｂポート５ｂに圧縮空気を給気する。Ｂ空気
袋群２ｂ内の圧力が膨張時の設定圧付近まで上昇すると
ロータリーバルブ５を給気の位置でエアポンプ９を停止
させ、所定時間経過させて圧力が安定した後に計測を行
う。このとき計測した圧力が膨張時における設定圧より
低い場合には、再度エアポンプ９を所定時間運転し、再
び停止させて所定時間経過後に圧力の計測を行う。この
制御を繰り返し断続的に行うことで圧力を徐々に上昇さ
せ、高精度の圧力制御を行っている。

【００４８】このようにエアポンプ９を断続的に動作さ
せて設定値より低い圧力から設定圧力に近づけるように
して、設定圧力を超えないようにしながらＢ空気袋群２
ｂを膨張させるようにしている。

【００４９】次に、図５において、Ａ空気袋群２ａの収
縮動作は、ロータリーバルブ５を（ｃ）の状態に回転制
御してＡポート５ａと排気孔７を連通させると共に、Ｂ
ポート５ｂを塞いだ状態にしてＢ空気袋群２ｂ内の圧力
を５ＫＰａ（０．０５ｋｇ／ｃｍ^２）に保持しながらＡ
空気袋群２ａ内の圧縮空気を排気して、Ｂ空気袋群２ｂ
の膨張を保つようにしながらＡ空気袋群２ａのみを収縮
させるようにする。このときのＡ空気袋群２ａ内の圧力
制御は、Ｂ空気袋群２ｂの収縮動作の場合と同様に
（ｃ）の状態で設定圧付近まで圧力が下がると（ｂ）の
状態に回転して所定時間経過後に圧力計測して（ｃ）の
状態と（ｂ）の状態を繰り返しながら設定圧である４．
５ＫＰａ（０．０４５ｋｇ／ｃｍ^２）まで圧力を下げて
所定時間保持する。

【００５０】なお、各空気袋群２ａ、２ｂの各設定圧の
圧力保持中においては、前述した動作によってＡ、Ｂ空
気袋群２ａ、２ｂ内の圧力計測及び圧力制御をそれぞれ
行なうことによって空気漏れに対応するようにし、更
に、これ以降繰り返し行なわれる各空気袋群２ａ、２ｂ
の設定圧の保持中においてもこの圧力計測及び圧力制御
が同様に行なわれる。

【００５１】続いて、Ａ空気袋群２ａにおいて、（ｂ）
の状態にロータリーバルブ５を制御して給気孔６とＡポ
ート５ａとを連通させると共に、エアポンプ９を動作さ
せて図４のようにＡ空気袋群２ａ内の圧力を設定圧まで
膨張させる。Ａ空気袋群２ａ内の圧力が設定圧である５
ＫＰａ（０．０５ｋｇ／ｃｍ^２）に近づいた場合には、
Ｂ空気袋群２ｂの膨張動作の場合と同様にエアポンプ９
が停止して所定時間経過後に圧力の計測を行ない、設定
圧より低い場合には再度エアポンプ９が所定時間運転す
る。このように、エアポンプ９の運転、停止を所定時間
ずつ繰り返して圧力センサ１５によって圧力計測を行な
いながら設定圧まで圧力を徐々に上昇させて高精度の圧
力制御を行う。上記のようにＡ空気袋群２ａの設定圧に
なるまでの圧力制御は、Ｂ空気袋群２ｂの膨張・収縮時
の場合と同様に行われ、このＡ空気袋群２ａとＢ空気袋
群２ｂの膨張・収縮動作は、図６に示すように繰り返し
行われる。なお、各空気袋群２ａ、２ｂについて、一方
が膨張状態、他方が収縮状態の保持時間は、本例では５
分間程度に設定しているが、１０分間程度に設定しても
よい。

【００５２】このように、本発明のエアマットの制御装
置は、複数系統の空気袋群２ａ、２ｂを交互に膨張・収
縮する際にエアポンプ９とロータリーバルブ５を接続す
る給気パイプ９ａに圧力センサ１５を設け、エアポンプ
９を駆動させエアマット２のＡ空気袋群２ａ、及びＢ空
気袋群２ｂの両系統の空気袋群に対して圧縮空気を給排
気して身体ｂの接触部位に対して圧力差を交互に発生さ
せる。膨張・収縮を保持させている状態で、この膨張し
ている空気袋群と、他方の収縮している空気袋群内の圧
力を圧力センサ１５で交互に計測しながら圧力制御して
設定圧を一定に制御して保持することができるので、臥
床時の体圧を効果的に分散することができる。

【００５３】しかも、圧力制御時にはマイコン１２で圧
縮空気の供給・排気を断続的に行うことによって、ま
た、何れか一方の空気袋群が膨張した状態を高精度で圧
力の制御ができる。他方の空気袋群が収縮した状態を保
持した後一旦空気袋群２ａ、２ｂを共に膨張させた後に
何れかの空気袋群のみを収縮させるような膨張・収縮サ
イクルとしているので身体ｂが上下に揺れるようなこと
がなく、いわゆる船酔い現象を防ぐことができる。

【００５４】膨張側と収縮側の袋群の圧力差を小さくす
ることで、身体ｂは、膨張及び収縮袋群２ａ、２ｂの両
方で受ける形になるため体圧の分散が良くなるほか、任
意の体重に対して膨張側の空気袋群の圧力を従来品より
低く設定することができるため集中的圧迫を防ぐことが
でき、かつ膨張・収縮を繰り返す特定個所への圧迫の継
続を効果的に防止することができる。

【００５５】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
のエアマットの制御装置によると、エアマットの各空気
袋群の膨張・収縮時いずれの場合の圧力制御が可能であ
るのはもちろん、圧力を効果的に制御して各空気袋内の
圧力を設定圧に保持することができるため、集中的圧迫
及び特定個所への圧迫の継続を効果的に防止して優れた
床擦れ防止効果を発揮することができる。

【００５６】圧力計測時には、ロータリーバルブの回転
を高精度に制御しつつ、交互に圧力計測することが可能
な構造であるため、正確な圧力計測を行なうことができ
る。

【００５７】また、給気・排気時におけるいずれの空気
袋群に関しても設定圧力に高精度に近づけることがで
き、このとき各設定圧力に対して徐々に近づけるように
しているため、急激な圧力変化の発生の心配がない。

【００５８】しかも、給排気時において、どちらか一方
の空気袋群を圧力制御する際に、他方の空気袋群の圧力
に影響を与えることがなく、圧力制御を行なっていない
他方の空気袋群の圧力の状態を保持することができるエ
アマットの制御装置である。

【００５９】また、本発明におけるエアマットの制御方
法は、臥床した身体に対してほとんど圧力差を発生させ
ることなく膨張・収縮する制御方法であり、細かい圧力
制御によって快適に使用することのできる床擦れ防止機
能を有するエアマットの制御方法である。

【００６０】設定圧に近づける場合には、極僅かづつ圧
力変化を行ないながら膨張時の設定圧以上に膨張させた
り、或は、収縮時の設定圧以下に収縮させたりしている
ので膨張・収縮時におけるそれぞれの設定圧を越えるこ
とがなく、正確に設定圧に近づけるようにしており、ま
た、無駄のない圧力制御を行なうことが可能である。

【００６１】さらに、このときの圧力の計測は、袋体圧
力を正確な値で計測でき、圧力計測時の誤差の発生を防
ぐようにしたものである。

【００６２】各空気袋群の膨張・収縮時には、それぞれ
の設定圧力を保持し続けることができ、従って、膨張し
ている空気袋群と収縮している空気袋群との間に生じて
いる圧力差を極僅かな状態に保ち続けることができ、大
きな圧力差が生じることがない。

【００６３】臥床時においては、体圧を効果的に分散さ
せ、優れた床擦れ防止効果を発揮することのできるエア
マットの制御方法である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるエアマットの制御装置の一例を
示す参考図である。

【図２】装置本体内部の回路構成を示す回路図である。

【図３】エアマットのエアの給排気状態を示す概略説明
図である。

【図４】エアマットのエアの給排気状態を示す概略説明
図である。

【図５】エアマットのエアの給排気状態を示す概略説明
図である。

【図６】エアの給排気状態を示すチャート図である。

【図７】ロータリーバルブの概略断面図である。

【図８】固定部の底面図である。

【図９】ローターの平面図である。

【図１０】図９のＡ−Ａ線断面図である。

【図１１】ロータリーバルブの回転動作を示した説明図
である。

【符号の説明】

１装置本体２エアマット２ａ、２ｂ空気袋群５ロータリーバルブ５ｄ給気溝８ステッピングモータ９圧縮空気供給源（エアポンプ）９ａ給気パイプ１０位置センサ１５圧力センサｂ身体

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年７月１５日（２００２．７．１
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項８

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項９

【補正方法】変更

【補正内容】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3B096 AC12 AD03 4C040 AA01 CC03 EE02 4C100 AD02 BB05 BC13 CA13 DA05 DA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数系統からなる各系統に接続された複
数の空気袋群を交互に併設したエアマットの制御装置で
あって、このエアマットの制御装置にロータリーバルブ
を介して圧縮空気供給源を設け、この圧縮空気供給源と
ロータリーバルブを接続する給気パイプに圧力センサを
設けたことを特徴とするエアマットの制御装置。
【請求項２】前記ロータリーバルブには、このロータ
リーバルブの給気または排気の位置を認識する位置セン
サと、ロータリーバルブを回転させるステッピングモー
タとが設けられ、更に、ロータリーバルブと前記圧縮空
気供給源とに設けられた給気パイプの途中には、少なく
とも１つの圧力センサを設けたことを特徴とする請求項
１に記載のエアマットの制御装置。
【請求項３】前記圧力センサで各空気袋群の圧力を計
測する際には、給気側の袋群の計測は、前記ロータリー
バルブを給気の位置で前記圧縮空気供給源を停止して圧
力が安定した後に計測を行い、排気側の袋群の計測は、
圧縮空気供給源を停止した状態で前記ステッピングモー
タを回転し、前記ロータリーバルブを給気の位置にして
圧力が安定した後に計測を行い、前記給気側の袋群にあ
っては、圧縮空気供給源の駆動を断続的に繰り返して設
定圧力にすると共に、前記排気側の袋群にあっては、圧
縮空気供給源を停止した状態でステッピングモータを回
転させロータリーバルブを交互に給気の位置と排気の位
置とに切り換えて設定圧力にすることを特徴とする請求
項１または２に記載のエアマットの制御装置。
【請求項４】前記ロータリーバルブは、前記ステッピ
ングモータを回転させて給気の位置と排気の位置とに交
互に切り換えた時に、ロータリーバルブに設けられた給
気溝が排気の位置を通過しない形状になっていることを
特徴とする請求項１から請求項３に記載のエアマットの
制御装置。
【請求項５】複数系統からなる各系統に接続された複
数の空気袋群を交互に併設したエアマットの各空気袋群
に圧縮空気供給源を駆動させ圧縮空気を給気して膨張さ
せ、圧縮空気供給源を停止して収縮させるエアマットの
制御方法であって、前記両系統の各空気袋群に圧縮空気
供給源を駆動させ圧縮空気を給気して両各空気袋群を設
定圧に膨張させた後、圧縮空気供給源を停止して一方の
各空気袋群を設定圧に収縮させて、この状態を一定時間
保持させた後、収縮した各空気袋群を圧縮空気供給源を
駆動させ圧縮空気を給気して他方の系統の各空気袋群の
膨張している設定圧と同圧にした後、圧縮空気供給源を
停止し他方の各空気袋群を設定圧に収縮させて、この状
態を一定時間保持させた後、収縮した各空気袋群を圧縮
空気供給源を駆動させ圧縮空気を給気して一方の系統の
各空気袋群の膨張している設定圧と同圧に制御し、これ
を繰り返し制御できるようにしたことを特徴とするエア
マットの制御方法。
【請求項６】前記各空気袋群の膨張時の圧力設定は、
目標設定圧力よりも低い圧力から断続的に圧縮空気供給
源を駆動し、給気を繰り返し圧力センサで圧力を計測し
ながら設定圧力に持っていき、収縮時の圧力設定は、目
標設定圧力よりも高い圧力から断続的に圧縮空気供給源
を停止した状態で、排気を繰り返し圧力センサで圧力を
計測しながら設定圧力に持っていくようにしたことを特
徴とする請求項５に記載のエアマットの制御方法。
【請求項７】前記各空気袋群の設定圧力を計測する時
には、膨張させる側の袋群にあっては、圧縮空気供給源
を給気状態で停止し圧力が安定した後に圧力センサで計
測し、収縮させる側の袋群にあっては、排気から圧縮空
気供給源が停止した状態で給気状態に戻し、圧力が安定
した後に圧力センサで計測するようにしたことを特徴と
する請求項５または請求項６に記載のエアマットの制御
方法。
【請求項８】前記一方の各空気袋群が膨張し、他方の
各空気袋群が収縮した状態で一定時間保持されていると
きに、所定時間毎に膨張側と収縮側の圧力を交互に圧力
センサで計測するようにしたことを特徴とする請求項５
から請求項７に記載のエアマットの制御方法。
【請求項９】前記一方の各空気袋群が膨張し他方の各
空気袋群が収縮した状態の時、膨張した袋群と収縮した
袋群の圧力差を小さくして身体を両空気袋群で受けるよ
うにしたことを特徴とする請求項４から請求項７に記載
のエアマットの制御方法。