JP2023511509A

JP2023511509A - 制御可能なベッド

Info

Publication number: JP2023511509A
Application number: JP2022538793A
Authority: JP
Inventors: アンドリュー・ジェイ・フランク
Original assignee: ペイシェンテック・エルエルシー
Priority date: 2020-01-24
Filing date: 2021-01-25
Publication date: 2023-03-20
Also published as: WO2021151084A1; CA3163863A1; EP4093246A1; EP4093246A4; US20210227991A1; US20240180337A1

Abstract

人体を支えるための支持構造であって、この支持構造は、股関節部ゾーン、腰部ゾーン、および肩部ゾーンを含む複数のゾーンを含む。この支持構造は、複数のゾーンのそれぞれに配置されている少なくとも１つのエアブラダーセルを含み、少なくとも１つのエアブラダーセルのそれぞれは、密閉された本体を形成している。空気圧コントローラは、柔軟なマニホルドに接続されている複数のエアポンプを含み、柔軟なマニホルドは、複数の電磁弁のうちの１つまたは複数に接続されている。複数の入口管はそれぞれ、第１の端部で複数の電磁弁の１つに接続され、第２の端部で少なくとも１つのエアブラダーセルのうちの１つの入口ポートに接続され得る。エアブラダーセルの数は、ゾーンの数よりも多くても構わない。

Description

［関連出願の相互参照］
本願は、２０２０年１月２４日に出願された米国仮特許出願第６２／９６５，７７５号の優先権を主張するものであり、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

本願技術の実施形態は、一般に、膨張可能なブラダー（inflatable bladder）を組み込んだベッドを含むが、これに限定されない制御可能なベッドに関連する。

腹臥位の人体をサポートするための膨張可能なブラダーを備えたマットレスを備えたベッドは、より良い睡眠状態を支援する。しかしながら、騒音や振動を最小限に抑えながら効果的なブラダーの膨張制御を提供することは困難な場合がある。

米国特許出願公開第２０１４／００２６３２７号明細書中国特許出願公開第１０５９０９４９９号明細書米国特許出願公開第２０１９／０２１１８２９号明細書中国特許出願公開第１０８０５６６２７号明細書米国特許第５２４９３１９号明細書米国特許出願公開第２００５／０１２５９０５号明細書米国特許出願公開第２０１９／０１２５０９５号明細書

支持構造の実施形態の概略側面図である。別の支持構造の実施形態の概略側面図である。空気圧コントローラの実施形態の斜視図である。図３の空気圧コントローラの底面斜視図である。図３の空気圧コントローラの右後面の斜視図である。図３の空気圧コントローラの上部ハウジング部分を取り外した状態での斜視図である。図３の空気圧コントローラの上部ハウジング部分を取り外した状態での平面図である。図６の線８－８に沿った空気圧コントローラの断面図である。図７の線９－９に沿った空気圧コントローラの背面図である。図３の空気圧コントローラの背面パネルを取り外し、典型的な足部（representative foot）を示す実施形態の部分斜視断面図である。代替的な足部（alternative feet）を示す図３の空気圧コントローラの実施形態の部分斜視図である。代替的な足部を示す図３の空気圧コントローラの実施形態の別の部分斜視図である。代替的な足部を示す図３の空気圧コントローラの実施形態の別の部分斜視図である。センチメートルでの代表的な寸法を示している図３の空気圧コントローラの実施形態である。本明細書に開示されている空気圧コントローラのマニホルドの斜視図である。図１５のマニホルドの左下の斜視図である。図１５のマニホルドの平面図である。図１５のマニホルドの背面図である。図１５のマニホルドを回転させた右側面図である。図１９の線２０－２０に沿ったマニホルドの断面図である。本願で開示したシステムの実施形態の概略図である。本願で開示したシステムの実施形態の概略図である。本願で開示したシステムの実施形態の概略図である。本願で開示したシステムの実施形態の概略図である。本願で開示したシステムの実施形態の概略図である。支持構造の実施形態の概略図である。支持構造の実施形態の概略図である。支持構造の実施形態の概略図である。

特定の実施形態は、添付の図面と併せて行われる以下の説明からより良く理解され、同様の参照符号は類似の要素を示している。

次に、ここで開示している様々な非限定的な実施形態を説明して、本明細書に開示される装置、システム、方法、及びプロセスの構造、機能、及び使用の原理の全体的な理解を提供する。これらの非限定的な実施形態の１つまたは複数の例が、添付の図面に示されている。当業者は、本明細書に具体的に記載され、添付の図面に示されているシステム及び方法が非限定的な実施形態であることを理解するであろう。１つの非限定的な実施形態に関連して図示または説明された特徴は、他の非限定的な実施形態の特徴と組合せることができる。そのような修正及び変形は、本開示の範囲内に含まれることを意図している。

本明細書全体を通して、「様々な実施形態（various embodiments）」、「いくつかの実施形態（some embodiments）」、「一実施形態（one embodiment）」、「いくつかの例示的な実施形態（some example embodiments）」、「一例の実施形態（one example embodiment）」または「実施形態（an embodiment）」への言及は、任意の実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造または特性が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味している。従って明細書の全体を通して、「様々な実施形態において」、「いくつかの実施形態において」、「一実施形態において」、「いくつかの例示的な実施形態において」、「一実施形態において」または「実施形態において」という句の出現は、必ずしも全て同じ実施形態に言及している訳ではない。更に、特定の特徴、構造または特徴は、１つまたは複数の実施形態において任意の適切な方法で組合せることができる。

本明細書で論じられる例は単なる例示であり、本明細書に記載された装置、デバイス、システム及び方法の説明を支援するために提供される。図面に示されている、または以下で説明されている機能またはコンポーネントは、特に必須として指定されていない限り、装置、デバイス、システムまたは方法の特定の実装のために必須と見なされるべきではない。読みやすく明確にするために、特定のコンポーネント、モジュールまたは方法は、特定の図に関連してのみ説明されている場合がある。コンポーネントのコンビネーションまたはサブコンビネーションを具体的に説明しなかった場合でも、コンビネーションまたはサブコンビネーションが可能でないことを示すものとして理解されるべきではない。また、記載されている方法については、その方法がフローチャートと関連して説明されているかどうかに関係なく、文脈によって別段の指定または要求が無い限り、方法の実行に際して行われるステップの明示的または黙示的な順序は、当該ステップが提示された順序で実行されなければならないことを意味するものではなく、代わりに別の順序で、または並行して実行できることを意味している。

ブラダーの膨張の効果的な制御及びベッドコンポーネントの制御に関連する問題の解決策は、本明細書に開示されているブラダー制御装置、方法及びシステムの実施形態を用いて達成することができる。一般に、本開示の装置、方法及びシステムは、ベッド用のマットレス等の支持構造に組み込まれた１つまたは複数のブラダーの比較的速く、静かで、適応可能な膨張、収縮及び膨張制御を提供する。本開示のブラダー制御装置は、ベッド用マットレスの文脈で説明されるが、本明細書で説明される構造、特徴及び利点は、他のブラダー制御に適用できることが理解される。

ここで図１を参照すると、支持構造１０の実施形態の概略側面図が示され、これは、人３０が横たわることができるベッド２０用のマットレスを含むことができる。支持構造１０はエアブラダーセル（air bladder cell）２２Ａ～２２Ｆ等の１つまたは複数のエアブラダーセル２２を組み込むことができ、それぞれのエアブラダーセルが適応クッション（adaptive cushion）として機能し、変化する条件及び制御命令に適応可能である、る。支持構造１０は、標準的なシングルベッド、ダブルベッド、クイーンサイズベッド、キングサイズベッドまたは病院用ベッドで使用するのに適切なサイズ及び形状にすることができる。しかしながら、支持構造１０のサイズ及び形状は、固定椅子または車椅子での使用等、異なる用途に適合するように変えることができる。もちろん、支持構造１０はまた、任意のタイプのベッド、プラットフォームまたは家具で使用するためのサイズ及び形状とできることを理解されたい。

支持構造１０は、１つまたは複数のエアブラダーセル２２の圧力を調整することによって、ベッドに横たわっている人３０の身体の力の集中（body force concentrations）を調整することができる。各エアブラダーセル２２は、その縁で密封的に接合されて、密閉された本体を形成することができる。各々のエアブラダーセル２２は、横方向に細長い長方形の形状であって良く、約０．０１４インチの厚さを有するネオプレン（商標）ゴムまたはポリウレタン等の可撓性のエラストマー材料の薄いシートで作製され得る。各々のエアブラダーセル２２のサイドパネル及びエンドパネルは、その縁部で密封的に接合されて、中空の内部空間を有する密閉された本体を形成することができる。任意選択で、各々のエアブラダーセル２２は、各エンドパネルが管状プリフォームの反対側の横方向端部に密封的に接合されている管状プリフォームから製造され得る。いずれの実施形態においても、個々のエブラダーセル２２の隣接するパネルは、超音波接合、ＲＦ溶接または接着接合等の適切な方法によって密封的に接合することができる。

エアブラダーセル２２の数、サイズ、形状、厚さ、相対的な位置及び間隔は、必要に応じて変えることができる。図１に示されるように、エアブラダーセル２２（２２Ａ～２２Ｅ）は、人３０の脚、腰、腰部、肩及び頭の領域の１つまたは複数をそれぞれ支持するために配置することができる。

支持構造１０は、個別の支持ゾーン内の人に支持を提供することができ、各ゾーンは、人の体のターゲット部分に関連付けられている。一例では、支持構造１０は、頭部ゾーン、肩部ゾーン、腰部ゾーン（上側及び／または下側）、股関節部ゾーン（hip zone）及び足部ゾーンのうちの１つまたは複数で調整可能な支持を提供することができる。エアブラダーセル２２の各列は、複数のゾーンにまたがることができる。例えば、典型的な人体の縦方向に配置された中間セクション（medial section）の主曲率に沿った位置に対応して、３つ～６つのゾーンを配置することができる。図１の例示的な実施形態に示されるように、支持構造１０は、６つのエアブラダーセル２２及び４つの支持ゾーン５０、例えば、エアブラダーセル２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｆを含む結合された頭脚支持ゾーン（combined head and leg support zone）５０Ａ、エアブラダーセル２２Ｅを含む肩部支持ゾーン５０Ｂ、エアブラダーセル２２Ｄを含む腰部支持ゾーン５０Ｃ、及びエアブラダーセル２２Ｃを含む股関節支持ゾーン５０Ｄを有するベッド２０であって良い。従って、図１に示される実施形態では、図１に示されるように、支持構造１０は、６つのエアブラダーセル２２及び４つの支持ゾーン５０を有するが、一般に、支持構造は、６つを超えるエアブラダーセル、及びエアブラダーセルの数と同等またはそれ以下の支持ゾーンを有していて良い。一実施形態では、エアブラダーセル２２は、隣接するエアブラダーセルが互いに物理的に接触するように、それぞれ無視できる程に小さい最小の縦方向及び横方向の間隔で、前及び後及び横に並べて密接に配置することができる。

別の代表的な実施形態では、図２に示されるように、支持構造１０は、エアブラダーセル２２及びクッション部材４２の組合せを含むことができ、これらは、発泡クッション等の非膨張のクッション（non-inflated cushions）であって良い。図示の実施形態では、２つのクッション部材４２が提供され、脚部支持ゾーン５０Ｅに配置された脚部ゾーンクッション４２Ａと、頭部支持ゾーン５０Ｆに配置された頭部ゾーンクッション４２Ｂとである。更に図２を参照すると、一実施形態では、支持構造１０は、３つの支持ゾーン、すなわち股関節支持ゾーンであり得る第１の支持ゾーン５０Ｇ、腰部支持ゾーンであり得る第２の支持ゾーン５０Ｈ、及び肩部支持ゾーンであり得る第３の支持ゾーン５０Ｉを有していて良く、各支持ゾーンは１つまたは複数のエアブラダーセルを有している。支持構造は、任意の数のエアブラダーセル２２及び／または支持ゾーン５０、あるいは支持ゾーン５０とエアブラダーセル２２の組合せを含み得ることが理解されるべきである。

支持ゾーン５０ごとに少なくとも１つのエアブラダーセル２２を含む１つまたは複数のエアブラダーセル２２は、側壁、例えば、左側壁または右側壁を通って突出することができる空気入口ポート２４を備えることができ、エアブラダーセル２２内の中空の内部空間との流体連絡を提供する。エアブラダーセル２２の空気入口ポート２４を通って中空内部空間に流入または排出される空気は、エアブラダーセルを、選択された、所定の、または適応的に変更された圧力まで膨張または収縮させることを可能にする。

エアブラダーセル２２の形状は、長方形のブロックまたは平行六面体の形状であり得るが、エアブラダーセル２２は、クッションの基部から上方に突出する凸状の半球等、任意選択で異なる形状を有し得る。

次に図３を参照すると、１つまたは複数のエアブラダーセル２２内の空気圧を制御するための空気圧コントローラ１００の例が示されている。

エアブラダーセル２２の各空気入口ポート２４は、空気圧コントローラ１００に動作可能に接続することができ、空気圧力コントローラ１００は、図３に示された入口管１１０Ａ～１１０Ｄ等の１つまたは複数の入口管１１０を介して、流体、例えば、空気をエアブラダーセル２２に連通させることができる。一実施形態では、単一ゾーン用のエアブラダーセル２２は、単一の入口管１１０に接続することができる。従って、一実施形態では、単一の入口管１１０は、２つ以上のエアブラダーセル２２への空気通路を提供することができる。各入口管１１０は、空気入口ポート２４上の嵌合部（mating feature）または空気入口ポート２４に接続された延長管（図示せず）に接続している、クイックディスコネクトコネクタ（quick disconnect connector）であり得るコネクタ１１８を有することができる。各入口管１１０は、空気圧コントローラ１００のハウジング１１２から出ており、これは、上部ハウジング部分１１２Ａと、嵌合可能に接続可能な下部ハウジング部分１１２Ｂとを含むことができる。空気圧コントローラ１００への電力は、図２１の例示的な実施形態に示される電源コード１７０によって提供することができ、これは、図５に示されるバレルコネクタ等の電源接続１４２に差し込むことができる。ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ：Universal Serial Bus）ケーブル１１５は、図３及び図５に示されるように、ＵＳＢポート１４６で空気圧コントローラ１００に接続することができる。ＵＳＢケーブル１１５は、空気圧コントローラ１００から支持構造上の複数のセンサのうちの１つまたは複数に配線することができ、本明細書で以下に説明するエアブラダーセルの空気圧を制御するための複数の圧力センサのうちの当該１つまたは複数からデータを送信することができる。電力は、空気圧コントローラ１００に電力を供給するための他の任意の適切なメカニズム（例えば、ＰｏＥ、バスバー、ワイヤ及び導管、外部電力貯蔵ユニット等）を介して提供できることを理解されたい。

次に図４を参照すると、空気圧コントローラ１００の下側は、床に取り付けられた構成または表面に取り付けられた構成のために、１つまたは複数の脚部１１４を含むことができる。一般に、脚部１１４は、ゴムまたはネオプレン（商標）等の比較的柔らかく滑りにくい材料（または材料の組合せ）で作ることができ、空気圧コントローラ１００からの振動の伝達、または空気圧コントローラ１００と、ユーザの寝室の床、テーブル、ナイトスタンド等の取り付け面等との間の振動の伝達を低減するのに寄与している。通気孔１１６は、空気が１つまたは複数のエアポンプ１２０を介してエアブラダーセル２２との間で最終的に伝達するためにハウジング１１２に入るのを可能にし、これらは図６に関連して以下に説明される。１つまたは複数のチャネル１１７は、安全でひずみが軽減された動作のために、ＵＳＢケーブル１１５等の固定コード（securing cords）を提供することができる。

次に図５を参照すると、空気圧コントローラ１００は、入口管１１０の反対側のエンドパネルまたはリアパネル等の制御パネル部分を含むことができる。例えば、エンドパネルは、接続及び制御パネル１４０を含むことができ、これは、様々な制御コンポーネント、並びにユーザ入力コンポーネント（例えば、トグルスイッチ、タッチスクリーン、ボタン等）及び／または動作状態、選択されたオプション及び／またはユーザ固有の設定またはデータを示す視覚信号をユーザに提供するためのインジケータ（例えば、ＬＥＤライト、ディスプレイパネル等）が含まれる。例えば、接続及び制御パネル１４０は、電源接続１４２、オン／オフスイッチ、電源状態インジケータ１４４、ＵＳＢポート１４６、Ｗｉ－Ｆｉ及び／またはブルートゥース（登録商標）接続状態インジケータ１４８、リセットボタン等を含んでいて良い。

次に図６を参照すると、様々な例示的な構成要素及び特徴を示すために、上部ハウジング部分１１２Ａが取り外された代表的な空気圧コントローラ１００の斜視図が示されている。一般に、空気圧コントローラ１００は、複数のエアポンプ１２０を含むことができ、そのそれぞれは、柔軟な（pliable）マニホルド１２２に動作可能に接続することができ、それを通して、エアポンプ１２０からの空気は、それぞれが複数の電磁弁１２４に流れることができる。各々の電磁弁は入口管１１０に接続されている。一例では、図６及び図７に示されるように、柔軟なマニホルドは、相互接続された複数のソレノイド１２４の第１のソレノイドバルブ１２４への適切な接続によって接続されることができ、相互接続は、空気流が第１のソレノイドバルブを通って最後のソレノイドバルブ１２４まで続くための閉経路を含む。従って、１つまたは複数のエアポンプ１２０からの空気は、第１の電磁弁１２４に流れ、次に、残りの電磁弁１２４の１つまたは複数を通って流れて、電磁弁１２４のいずれかまたは全てに空気流を提供することができる。柔軟なマニホルド１２２は、剛性ポリマー、金属、複合材料等のような剛性材料で作られたマニホルドと比べて柔軟である。一実施形態では、柔軟なマニホルドはシリコーンを含む。エアポンプ１２０は、２４ＶＤＣまたは１２ＶＤＣポンプ等の低電圧直流電源により駆動可能であって良い。動作中、空気は、空気圧コントローラ１００の外側から、１つまたは複数のエアポンプ１２０によって選択的に圧送され得、圧送されたそれぞれの空気は、柔軟なマニホルド１２２との間で供給され、そして１つまたは複数の電磁弁１２４を介して選択的に圧送され、次いで入口管１１０を通り、支持ゾーン５０の１つまたは複数のエアブラダーセル２２に入る。ポンプ、ソレノイド及び他の動作コンポーネントの動作は、多機能プロセッサであるかまたはそれを含むことができる電子制御ボード１２６の様々なコンポーネントを介して選択的且つ個別に制御することができる。電子制御ボード１２６は、データのシリアル通信のためのＲＳ－２３２接続、ＣＡＮバス、イーサネット機能、ＵＳＢのための接続、ブルートゥース（登録商標）接続、マルチチャネルＷｉ－Ｆｉ、並びに受信、分析、報告、またはそれ以外の場合は、一つまたは複数のゾーンの一つまたは複数のセンサからの圧力の入力からのデータを処理するためのＩ／Ｏ機能を有している。電子制御ボード１２６は、制御の分野で知られている方法で、制御パネル１４０の機構（features）に動作可能に接続されている。

次に図７を参照すると、上部ハウジング部分１１２Ａが取り外された空気圧コントローラ１００の平面図において、４つのエアポンプ１２０が存在する実施形態の一例が示されており、エアポンプそれぞれが単独で、または１つまたは複数の他のエアポンプと組合せて空気を柔軟なマニホルド１２２へ圧送することができる。柔軟なマニホルド１２２は、図示の実施形態では、４つのソレノイドバルブ１２４に空気流を向けている。第５の電磁弁１２４Ａは、１つまたは複数のエアブラダーセル２２から空気を放出するためのベントとして作動させることができる。一般に、任意の数のエアポンプ１２０及び任意の数の電磁弁１２４を選択的に利用することができる。各ソレノイドバルブ１２４は、対応する圧力変換器１３４への流体連通を提供する戻りホース１３２を有することができ、ゾーンからの圧力フィードバックを利用して、ゾーンの関連するエアブラダーセル２２における適切な圧力制御を容易にすることができる。動作中、制御盤１２６からの手動またはプログラムされた信号は、１つまたは複数のエアブラダーセル２２への所望の空気流の量及び速度に応じて、１つまたは複数のエアポンプ１２０を選択的に作動させることができる。一実施形態では、例えば、エアブラダーセル２２内の比較的小さな体積変化のために最小限の空気流が望まれるかまたは必要とされる場合、１つのエアポンプ１２０を作動させることができる。しかしながら、例えば、エアブラダーセル２２の１つまたは全ての初期充填のために最大の空気流が望まれる場合、４つ全てのエアポンプ１２０を作動させることができる。特定のエアブラダーセル２２が所望の圧力まで満たされると、それらのそれぞれのソレノイド１２４は、空気流が他のエアブラダーセル２２に留まる間、空気流を遮断するために選択的に作動され得る。

従って、本明細書の説明から理解できるように、本開示の支持構造１０のシステム及び装置を利用するベッドは、複数の支持ゾーン５０を有する支持構造１０を含むことができ、当該ゾーンは、頭部、肩部、腰部、臀部、足部等の人体の一部に関連付けられている。ゾーン５０の数は、例えば、２～１０の間または３～６の間であり得る。各ゾーン５０は、１つまたは複数のエアブラダーセル２２とそれに関連し得る。一実施形態では、単一ゾーン５０の全てのエアブラダーセルは、入口管１１０によって空気圧コントローラ１００に動作可能に接続されている。従って、一般に、各ゾーン５０に対して１つの入口管１１０が存在することができる。一実施形態では、本開示のベッドは、５つのエアブラダーセル２２及び４つのゾーン５０、または１０個のエアブラダーセル２２及び６個のゾーン５０を有していて良い。

図８は、空気圧コントローラ１００の断面斜視図であり、様々な取り付け機構の例が示されている。エアポンプ１２０のそれぞれは、上部ハウジング部分１１２Ａと下部ハウジング部分１１２Ｂとの間にクランプされることによって強固に取り付けることができる。一実施形態では、クッション部材１２８は、騒音及び振動を減衰させるために、エアポンプ１２０の外部ハウジングとハウジング１１２コンポーネントとの間に配置される。各エアポンプ１２０は、図９に示されるように、電気コネクタ１３０を介して電力を供給され得る。

次に図１０を参照すると、足部１１４の１つの代表的な設計が示されている。図１１～図１３は、足部１１４の他の非限定的な設計例を示している。

図１４は、センチメートル単位で寸法を表している代表的な空気圧コントローラ１００を示している。例として、空気圧コントローラ１００は、約１５０ｃｍから３５０ｃｍの間の幅寸法Ｗを有することができ、約２１０ｃｍであり得る。空気圧コントローラ１００は、約１５０ｃｍから約３５０ｃｍの間の長さＬを有することができ、約２１８ｃｍであり得る。空気圧コントローラ１００は、約５０ｃｍから約１５０ｃｍの間の高さ寸法Ｈを有することができ、約９１ｃｍであり得る。空気圧コントローラ１１０は、特定の用途に応じて他の任意の寸法を有することができることを理解されたい（例えば、シングルベッド対キングサイズベッドでのエアブラダーの制御、または追加のエアブラダーセルを制御する必要がある実施形態）。

柔軟なマニホルド１２２は、図１５～図２０に更に詳細に示されている。図１５及び図１６は、それぞれ、柔軟なマニホルド１２２の上面及び底面の斜視図を示している。図１７は柔軟なマニホルド１２２の上面図を示し、図１８は背面図を示している。図１９は回転させた右側面図を示し、図２０は、図１９の線２０－２０に沿った断面を示している。様々な特徴は、図１４及び図１５に関して説明されており、同様の特徴が図１６～図１９で明らかとなっている。図示されるように、柔軟なマニホルド１２２は、二次管部分１５２に供給される一次管部分１５０を備えた、略Ｌ字形を有することができる。第１の端部１５４は、動作中に接続される（plugged）ことができ、第２の端部１５６は、動作上、電磁弁に接続することができる。第３の端部１５８は、上記のように、その中に統合された、またはそれに結合された緊急逃し弁を有することができる。上記のように、エアポンプ１２０のそれぞれは、エアポンプとの漏れの無い接合を行うのを助けるフランジ部分１６２を有することができるマニホルド入口管１６０に接合することができる。複数の入口管１６０の間のウェビング（webbing）１６４は、寸法安定性を提供することができ、同様に、柔軟なマニホルドを所定の位置に接続または固定するために使用できる穴１６６を形成する部分を有することができる。

上記の説明から理解できるように、支持構造１０は、空気圧コントローラ１００の特徴及び構成要素によって利点をもたらすことができ、これは、騒音及び振動を最小限に抑えながら、効果的なエアブラダーセルの膨張を提供する。複数のエアポンプ１２０を単一のマニホルドに「連結（ganging）」することにより、例えば、柔軟なマニホルド１２２を通過してソレノイドバルブ１２４に至る有効量の空気（例えば、毎分立方フィートで測定される）を、可変且つ静粛なやり方で移動させることができる。例えば、エアブラダーセル２２を最初に充填するとき、複数のエアポンプ１２０の全てを駆動させて利用することができる。使用中、任意の所与のエアブラダーセル２２内の圧力を維持、変更または他の方法で変更するために利用できるのは、１つのエアポンプ１２０を含む複数のエアポンプ１２０の全てよりも少ない。各エアポンプ１２０は、単一の柔軟なマニホルド１２２に供給されるので、エアポンプ１２０のいずれかまたは全てを使用して、ソレノイドバルブ１２４のいずれかに空気を供給することができる。低電圧ＤＣエアポンプを使用すると、騒音や振動が減少するだけでなく、ユーザの安全性も向上する。更に、上記のように、エアポンプ１２０の使用が可変的に減少すること、並びにハウジング１１２に統合されたときの騒音及び振動を隔離する取り付け（isolation mounting）により、騒音及び振動を低減することができる。更に、エアポンプ１２０のそれぞれを電磁弁１２４のいずれかに本質的に「相互接続」することによって、入口管１１０のいずれかまたは全てへの空気の流れ、そして最終的にはエアブラダーセル２２を最適化及び／または能力を最大限に発揮させることができる。

柔軟なマニホルド１２２は、空気圧コントローラ１００の動作に多くの利点を提供する。一実施形態では、柔軟なマニホルド１２２は、ゴム、可撓性プラスチック及び／またはシリコーンで作ることができる。柔軟なマニホルド１２２は、騒音及び振動を低減し、水または化学物質による損傷を最小化または排除し、製造及び使用のコストを低減することができる。柔軟なマニホルド１２２は、その中にまたはその上に圧力逃し弁１３６を組み込むことができる。圧力逃し弁は、過圧状態の場合に緊急逃し弁として機能できる安全機能である。圧力逃し弁１３６は、そこを通って空気を放出することを可能にすることに加えて、作動または動作時に口笛の音等の可聴信号も提供するベンチュリ弁であって良い。

いくつかの実施形態では、空気圧コントローラ１００は、支持構造１０の足部または遠位部分に取り付けられるか、さもなければ近接して配置され得る。しかしながら、空気圧コントローラ１００は、支持構造１０に対して他の場所に取り付けまたは配置することができることを理解されたい（例えば、側部、支持構造１０のヘッド部分、床、壁への取り付け等）。空気圧コントローラ１００は、発泡体または他の減衰材で封入する（encapsulate）ことができる。いくつかの実施形態では、空気圧コントローラ１００は、支持構造１０の片側または支持構造１０の複数の側にある１つまたは複数のエアブラダーセル２２に（及びいくつかの実施形態では）空気を選択的にポンプ輸送することができる。例えば、第１の空気圧コントローラ１００が、支持構造１０の第１の側に配置されたエアブラダーセル２２に空気を選択的に圧送する実施形態（図示せず）では、第２の空気圧コントローラ１００を利用して、支持構造１０の第２の側に位置するエアブラダーセル２２に空気を選択的に圧送することができる。

一実施形態では、ベッドの形態の支持構造１０は、図２１を参照して説明したように構成することができる。上で説明した様々な特徴及び利点に加えて、前述の全ての部材が存在することができる図２を参照すると、例示的な構成では、空気圧コントローラ１００は、支持構造１０の内部、例えば、脚部ゾーンクッション４２Ａ内等のクッション部材４２の内部に配置することができる。ＵＳＢケーブル１１５等の１つまたは複数のケーブルは、１つまたは複数のセンサ、例えば、センサ１９２のマトリックスに動作可能に接続することができ、そのうちの２つは、感知層１９０に概略的に示され、この感知層１９０は支持構造の表面１０の全部または一部に延在することができる。一実施形態では、複数のセンサ１９２、例えば、５０～５０００のセンサ１９２を、ベッドの表面上に延びる布地に組み込むことができる。複数のセンサ１９２は、１つまたは複数のゾーン内の圧力を検出するために感知層１９０に均等に分配された抵抗要素または容量要素であり得る。この圧力データを利用して、空気圧コントローラ１００内に１つまたは複数のエアポンプ１２０を生じさせ、ゾーン５０の１つまたは複数に空気を送り込むか、あるいは、そこに含まれるそれぞれのエアブラダーセル２２を介してゾーン５０の１つまたは複数から空気を排出する。一実施形態では、複数のセンサ１９２のうちの１つまたは複数は、圧力変化が圧力調整をトリガーする閾値または基準値を有することができるように、感度について設定または調整することができる。一実施形態では、空気圧コントローラ１００は、それ自体がクッション部材４２の内部に構成されているコントローラハウジング（図示せず）によって収容及び支持され得る。コントローラハウジングは、例えば、成形フォームピース等の１つまたは複数のピースで構成されたマルチピース部材であり得、これらは、空気圧コントローラ１００の周りに適合してしっかりと所定の位置に保持し、適切な空気循環とケーブルアクセスのために開口部を提供するように協働している。

複数のセンサ１９２は、局所圧力を検出し、局所圧力データを空気圧コントローラの制御盤に送信して、必要に応じて、検出された局所圧力のゾーン内の１つまたは複数のエアブラダーセル内の空気量を変化させる命令を実行することによって応答することができる。一実施形態では、人３０は、事前プログラミング等によって、支持構造１０のための１つまたは複数の所望の圧力プロファイルを事前に決定することができる。圧力プロファイルは、背中や側面等、さまざまな睡眠位置ごとに設定することができる。開示されたシステムによって、１つまたは複数のエアブラダーセル２２内の空気の量を増加または減少させるための空気圧コントローラのリアルタイムのフィードバック制御された応答は、例えば、後ろから自分の側に向きを変える人に応答してベッドを再形成するために空気圧を再分配することができる。例えば、人が自身の後ろから自身の上に転がるとき、背部ゾーン５０におけるエアブラダーセル２２のより多くの膨張が望ましく、臀部ゾーン５０及び肩部ゾーン５０のそれぞれにおけるエアブラダーセル２２のより少ない膨張が望ましい場合がある。エアブラダーセル２２の膨張のそのような再分配は、複数のセンサ１９２を空気圧コントローラ１００の制御構成要素と適切にリンクして、所定の膨張レベルを提供するように動作するループ内で感知、応答及びフィードバックを提供することによって達成することができる。従って、エアブラダーセル２２の膨張の分布は、各ゾーンについて常に監視することができ、人３０が眠っている間に自動的に調整が行われる。

空気圧コントローラ１００は、例えば、任意のフォームパッドを含む、ベッドの外側に開口部を有する空気ダクト１１９を含む、任意の適切な経路を介して、ベッドの外側から空気を引き込むことができる。同様に、空気圧コントローラ１００は、図２１に示されるように、制御パネル１４０がベッドの外側を向くように配置することができる。空気圧コントローラ１００は、上記のように、複数のエアブラダーセル２２のそれぞれにつながる１つまたは複数の入口管１１０を有することができる（そのうちの１つは、図２１に代表的に示されている）。空気圧コントローラ１００は、例えば、電源コード１７０及びプラグ１７４を介して１２０ＶＡＣ壁コンセントからＡＣ電源によって電力を供給され得る。電力は、変圧器１７２によって、例えば、１２０ＶＡＣから１２ＶＤＣに変換されて、エアポンプに電力を供給することができる。一実施形態では、変圧器１７２は、支持構造１０が載置されている床等、支持構造１０の外側に配置することができる。この構成では、全ての比較的高い電圧及び全てのＡＣ電圧が支持構造１０から分断され（decoupled）、従って、支持構造１０上に横たわっている人３０から物理的に分離されている。

図２１の例示的な実施形態から理解できるように、いくつかの有益な利点が支持構造１０において達成され得る。低電圧のＤＣモーターは、人の近くにあるが見えない場所に目立たないように配置でき、外部の影響による不注意な衝撃の影響を受けない安全な電力を提供している。更に、発泡クッションは振動と音を減衰させるのに役立ち、静かで非振動の動作を提供する。最後に、変圧器１７２は、支持構造１０に対して安全に外部に配置され、一方のコードのみが外部に配置される。

図２２～図２４に記載された例示的な実施形態から理解できるように、ベッドの形態等の支持構造１０は、１つまたは複数の有線及び／または無線通信チャネルを介して、任意の数の他の電子デバイス（例えば、スマートデバイス、ＩｏＴデバイス、コンピュータ、スマートフォン等）に通信可能に結合することができる。例えば、図２２に例示的に示されるように、支持構造１０は、スマートフォン２００と無線通信し、接続された「アプリ」を実行し、そこから様々な制御及び設定を管理し、様々なデータを受信及び分析することができる。同様に、図２３及び図２４に例示的に示されるように、支持構造１０は、１つまたは複数の無線通信チャネル（例えば、ＷｉＦｉ通信チャネル、ブルートゥース（登録商標）通信チャネルまたは任意の他の無線通信）を介して、任意の数の電子デバイス２４０と無線通信することができる。一例では、本開示のシステムは、仮想アシスタント（例えば、ＡＬＥＸＡ（登録商標）、ＧＯＯＧＬＥ（登録商標））、ノイズ発生器（例えば、スピーカ）、触覚フィードバック発生器（例えば振動装置）、ノイズキャンセリングスピーカ、照明、窓覆い（window coverings）、ガレージドアを含むドア、警報システム、スマートサーモスタット及び支持構造１０の環境に影響を与えるその他の装置を含んでいて良い。更に、図２５に示されるように、生体認証モニタリングを、動きや呼吸等のパラメータを監視するために利用でき、睡眠の質、呼吸、動き及び/または組織圧の分布と管理を、記録、分析及び/または報告するために分析することができる。生体認証データは、ラップトップ、タブレット、スマートフォン等のデバイスに表示することができる。接続及び制御パネル１４０が表示画面を含む実施形態では、そのような生体認証データは、空気圧コントローラ１００自体でユーザに表示することができる。

上記の構成要素及び特徴に加えて、空気圧コントローラ１００は、睡眠時間、睡眠の快適さ及び睡眠の質に関連するデータ及びレポートを、生成、収集及び／または送信するように動作可能に構成することができる。例えば、睡眠活動に関連するデータを収集して、クラウドベースのストレージに保存できる。そのようなデータは、例えば、睡眠の快適さ、睡眠サイクル、圧力分布、呼吸、心拍数、体温等に関連するデータを含むことができる。同様に、例えば、室内照明、室温、ベッド温度、騒音レベル等を含む、睡眠環境に関連する他のデータを収集、分析及び／または送信することができる。いくつかの実施形態では、そのようなデータは処理され得、レポートは、空気圧コントローラ１００によって局所的に生成され、次いで、表示のためにユーザの接続されたデバイスに送信され得る。他の実施形態では、データ処理及びレポート生成は、１つまたは複数のリモートコンピューティングデバイス（例えば、リモートサーバー等）またはリモートコンピューティングサービス（例えば、クラウドサービス）によって実行され、表示のためにユーザの接続されたデバイスに配信され得る。そのような実施形態では、空気圧コントローラ１００は、分析及びレポート生成のために、センサデータ及び動作データをリモートコンピューティングデバイス／サービスに送信するように構成することができる。いくつかの実施形態では、データ処理及びレポート生成の一部は、空気圧コントローラ１００とリモートコンピューティングデバイス／サービスとの組合せによっても実行できることを理解されたい。

次に図２６～図２８を参照すると、一実施形態では、支持構造１０は、エアブラダーセル（図示せず）のゾーン５０の左右（例えば、サイド・バイ・サイドで）の列を特徴としており、各列１２は、例えば、人３０がゾーン５０の一列に横になるようにベッドの左側または右側に配置されている。図２６～図２８に示されるように、支持構造１０は、Ｌ１、Ｌ２及びＬ３として示されるゾーン５０の左列１２Ａ、並びにＲ１、Ｒ２及びＲ３として示されるゾーン５０の右列１２Ｂを含むことができる。単一の空気圧コントローラ１００は、列１２のいずれかまたは両方の１つまたは複数の選択ゾーン５０にある１つまたは複数のエアブラダーセルに選択的に空気を供給することができる。空気圧コントローラは、エアポンプ１２０の任意の組合せから（上記のように）ソレノイドバルブの任意の組合せ、並びにゾーン５０の任意の組合せに空気を選択的に供給することができる。例として図２６に示されるように、空気圧コントローラ１００は、６つの電磁弁のうちの４つから、ベッドの左側に横たわっている人（図示せず）のＬ１及びＬ２、並びにベッドの右側に横たわっている人（図示せず）のＲ２及びＲ３として示される４つのゾーン５０に空気を選択的に供給することができる。同様に図２７に示されるように、空気圧コントローラ１００は、６つのソレノイドのうちの５つから、ベッドの左側に横たわっている人（図示せず）のＬ１及びＬ３、並びにベッドの右側に横たわっている人（図示せず）のＲ１、Ｒ２及びＲ３として示される５つのゾーン５０に空気を選択的に供給することができる。同様に図２８に示されるように、空気圧コントローラ１００は、６つの電磁弁のうちの２つから、ベッドの左側に横たわっている人（図示せず）のＬ３、及びベッドの右側に横たわっている人（図示せず）のＲ２として示される２つのゾーン５０に空気を選択的に供給することができる。事前に決定されたものを含め、空気供給の任意の組合せを決定することができ、空気圧コントローラ１００の構成要素は、必要に応じて、ありとあらゆるエアブラダーセル内の空気圧を調整することができる。一実施形態では、選択されたゾーン内の空気の選択的調整は、手動で調整することができる。一実施形態では、選択ゾーン内の空気の選択的調整は、ユーザ設定及び／または他のシステム設定、並びにフィードバックベースの動的調整を含む、複数のセンサ９２からの感知された必要性及び／またはフィードバックに基づいて自動的に調整され得る。一実施形態では、図２６～図２８に記載されているような支持構造１０の複数列構成（multi-column configuration）は、２つ以上の空気圧コントローラから供給することができる。一実施形態では、図２６～図２８に記載されているような支持構造１０の複数列構成は、ゾーン及びエアブラダーセルの任意の数及び配置、並びに図２６～図２８に示される脚部クッション４２Ａ及び／または頭部クッション４２Ｂ等のクッションの任意の数及び配置を有することができる。

実施形態及び例の前述の説明は、例示及び説明の目的で提示されている。説明されている形式を網羅したり、限定したりすることを意図したものではない。上記の教示に照らして、多くの修正が可能である。それらの修正のいくつかは議論されており、他のものは当業者によって理解されるであろう。企図される特定の用途に適した様々な実施形態の原理を最もよく説明するために、実施形態が選択され、説明された。もちろん、その範囲は、本明細書に記載の例に限定されるものではなく、当業者によって、任意の数の用途及び同等の装置に使用することができる。むしろ、本開示の範囲は、本明細書に添付された特許請求の範囲によって定義されることが意図されている。

Claims

人体を支えるための支持構造であって、
複数のゾーンであって、該複数のゾーンの各々が人体の少なくとも一部を支持する構成で互いに隣接している複数のゾーンと、
前記複数のゾーンの各々に配置された少なくとも１つのエアブラダーセルであって、各々が中空の内部空間及び入口ポートを有する密閉された本体を形成しているエアブラダーセルと、
複数のエアポンプを含む空気圧コントローラであって、前記複数のエアポンプの各々は柔軟なマニホルドに流体的に接続されており、前記柔軟なマニホルドは複数の電磁弁のうちの１つまたは複数に流体的に接続されており、前記空気圧コントローラは更に複数の入口管を含み、該複数の入口管の各々は、第１の端部で前記複数の電磁弁のうちの１つに流体的に接続され、第２の端部で前記少なくとも１つのエアブラダーセルの前記入口ポートに流体的に接続された、空気圧コントローラと、
該空気圧コントローラに接続された電源と、
を含む支持構造。
前記複数のゾーンの各々が、股関節部ゾーン、腰部ゾーン及び肩部ゾーンの１つである、請求項１に記載の支持構造。
前記腰部ゾーンが更に上側腰部ゾーン及び下側腰部ゾーンを含む、請求項２に記載の支持構造。
前記複数のエアポンプが低電圧直流電源により駆動される、請求項１に記載の支持構造。
前記柔軟なマニホルドがシリコーンを含む、請求項１に記載の支持構造。
前記空気圧コントローラが支持構造内に配置されている、請求項１に記載の支持構造。
前記電源が変圧器を含む、請求項１に記載の支持構造。
前記空気圧コントローラが更に排出電磁弁を備え、該排出電磁弁が前記少なくとも１つのエアブラダーセルの１つまたは複数と流体的に連通している、請求項１に記載の支持構造。
前記空気圧コントローラが更に、前記複数のエアポンプの１つまたは複数及び前記複数の電磁弁の１つまたは複数を選択的に制御するための電子制御ボードを含む、請求項１に記載の支持構造。
前記複数のエアポンプが第１のエアポンプと第２のエアポンプとを含み、前記複数の電磁弁が第１の電磁弁と第２の電磁弁とを含み、前記第１の電磁弁は前記複数のゾーンの第１のゾーンに配置された第１のエアブラダーセルと流体的に連通しており、前記第２の電磁弁は前記複数のゾーンの第２のゾーンに配置された第２のエアブラダーセルと流体的に連通しており、
前記空気圧コントローラは、
（ｉ）前記第１のエアポンプを駆動し、前記第１の電磁弁を第１の作動モードで動作させて、空気を、前記第１のゾーンで前記第１のエアブラダーセルに方向付け、
（ｉｉ）前記第１及び第２のエアポンプを駆動し、前記第１及び第２の電磁弁を第２の作動モードで動作させて、空気を、前記第１のゾーンでは前記第１のエアブラダーセルに、前記第２のゾーンでは前記第２のエアブラダーセルに方向付けている、
請求項９に記載の支持構造。
エアブラダーセルの数はゾーンの数より大きい、請求項１に記載の支持構造。
人体を支えるための支持構造であって、
複数のゾーンであって、該複数のゾーンの各々が複数のサイド・バイ・サイドの列の１つで互いに隣接しており、各々の複数のサイド・バイ・サイドの列が人体の少なくとも一部を支持するように構成された、複数のゾーンと、
前記複数のゾーンの各々に配置された少なくとも１つのエアブラダーセルであって、各々が中空の内部空間及び入口ポートを有する密閉された本体を形成しているエアブラダーセルと、
複数のエアポンプを含む空気圧コントローラであって、前記複数のエアポンプの各々は柔軟なマニホルドに流体的に接続されており、前記柔軟なマニホルドは複数の電磁弁のうちの１つまたは複数に流体的に接続されており、前記空気圧コントローラは更に複数の入口管を含み、該複数の入口管の各々は、第１の端部で前記複数の電磁弁のうちの１つに流体的に接続され、第２の端部で前記少なくとも１つのエアブラダーセルの前記入口ポートに流体的に接続された、空気圧コントローラと、
前記複数のエアポンプの各々のエアポンプと、前記複数の電磁弁の各々の電磁弁とを選択的に制御するための電子制御ボードと、
該空気圧コントローラに接続された電源と、
を含む支持構造。
前記少なくとも１つのエアブラダーセルの量は前記複数のゾーンの量より大きい、請求項１２に記載の支持構造。
前記電子制御ボードが前記空気圧コントローラ内に収容されている、請求項１２に記載の支持構造。
前記電子制御ボードは無線通信回路を含み、該無線通信回路は、前記支持構造と、スマートフォン、タブレット、仮想アシスタント、スピーカ、照明、窓覆い及びリモートコンピューティングサーバーの１つまたは複数との間の通信チャネルを確立するためのものである、請求項１４に記載の支持構造。
前記複数のエアポンプが第１のエアポンプと第２のエアポンプとを含み、前記複数の電磁弁が第１の電磁弁と第２の電磁弁とを含み、前記第１の電磁弁は前記複数のゾーンの第１のゾーンに配置された第１のエアブラダーセルと流体的に連通しており、前記第２の電磁弁は前記複数のゾーンの第２のゾーンに配置された第２のエアブラダーセルと流体的に連通しており、
前記空気圧コントローラは、
（ｉ）前記第１のエアポンプを駆動し、前記第１の電磁弁を第１の作動モードで動作させて、空気を、前記第１のゾーンで前記第１のエアブラダーセルに方向付け、
（ｉｉ）前記第１及び第２のエアポンプを駆動し、前記第１及び第２の電磁弁を第２の作動モードで動作させて、空気を、前記第１のゾーンでは前記第１のエアブラダーセルに、前記第２のゾーンでは前記第２のエアブラダーセルに方向付けている、
請求項１２に記載の支持構造。
前記柔軟なマニホルドがシリコーンを含む、請求項１２に記載の支持構造。
前記空気圧コントローラが支持構造内に配置されている、請求項１２に記載の支持構造。
前記複数のエアポンプの１つまたは複数が直流電源により駆動されており、前記電源がＡＣ－ＤＣ変圧器を含む、請求項１２に記載の支持構造。
前記空気圧コントローラが更に排出電磁弁を備え、該排出電磁弁が前記少なくとも１つのエアブラダーセルの１つまたは複数と流体的に連通している、請求項１２に記載の支持構造。
人体を支えるための支持構造であって、
複数のゾーンであって、該複数のゾーンの各々が人体の少なくとも一部を支持する構成で互いに隣接していると共に、前記複数のゾーンの各々が、股関節部ゾーン、腰部ゾーン及び肩部ゾーンの１つである、複数のゾーンと、
前記複数のゾーンの各々に配置された少なくとも１つのエアブラダーセルであって、各々が中空の内部空間及び入口ポートを有する密閉された本体を形成しているエアブラダーセルと、
前記支持構造の近位端に配置された頭部ゾーン及び前記支持構造の遠位端に配置された足部ゾーンであって、各々が非膨張のクッションを含む、頭部ゾーン及び足部ゾーンと
複数のエアポンプを含む空気圧コントローラであって、前記複数のエアポンプの各々は柔軟なマニホルドに流体的に接続されており、前記柔軟なマニホルドは複数の電磁弁のうちの１つまたは複数に流体的に接続されており、前記空気圧コントローラは更に複数の入口管を含み、該複数の入口管の各々は、第１の端部で前記複数の電磁弁のうちの１つに流体的に接続され、第２の端部で前記少なくとも１つのエアブラダーセルの前記入口ポートに流体的に接続された、空気圧コントローラと、
前記複数のエアポンプの各々のエアポンプと、前記複数の電磁弁の各々の電磁弁とを選択的に制御するための電子制御ボードと、
該空気圧コントローラに接続された電源と、
を含む支持構造。
前記柔軟なマニホルドがシリコーンを含む、請求項２１に記載の支持構造。
前記空気圧コントローラが支持構造内に配置されている、請求項２１に記載の支持構造。
前記空気圧コントローラが減衰材内に封入されている、請求項２３に記載の支持構造。
前記空気圧コントローラが支持構造の前記足部ゾーン内に配置されている、請求項２３に記載の支持構造。
前記電子制御ボードは無線通信回路を含み、該無線通信回路は、前記支持構造と、スマートフォン、タブレット、仮想アシスタント、スピーカ、照明、窓覆い及びリモートコンピューティングサーバーの１つまたは複数との間の通信チャネルを確立するためのものである、請求項２１に記載の支持構造。
前記空気圧コントローラが更に排出電磁弁を備え、該排出電磁弁が前記少なくとも１つのエアブラダーセルの１つまたは複数と流体的に連通している、請求項２１に記載の支持構造。