JP2000514337A - 発泡材―空気セル型ハイブリッド式クッション及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 耐水性の表皮材（１３）と、転子及び坐骨に作用する圧力を解放するよう構成され成形された発泡材ベース（１１）と、部分的に充填された空気セルよりなりベース（１１）の後方部の下方の室（３０）内に配置された二対の空気セル（４１）を有する空気セルモジュール（１２）とを含む発泡材ベース及び空気セルモジュールの複合クッション（１０）。表皮材（１３）は二方向に伸張可能な外層（１４）と水不透過性の内層（１５）とよりなる二層構造を有する。ベース（１１）の底壁（２９）は水不透過性のシート（５５）にて覆われており、周縁部は表皮材（１３）の周縁部に固定されている。根元部（４０）が上側部材に固定されて空気セル（４１）の開口端を閉ざし空気セル内に空気が捕捉される前に空気セル（４１）が部分的に崩壊するよう、空気セルクッション（１０）は空気セル（４１）よりも深さが小さい型内に予め成形された上側部材を配置することにより形成される。

Description

【発明の詳細な説明】 発泡材−空気セル型ハイブリッド式クッション 及びその製造方法技術分野 本発明は、全体的にはクッション装置に係り、更に詳細には車椅子や他の着座 用又は椅子用クッションに係る。本発明のクッションは成形された柔軟な発泡材 ベースを含み、ベースはこれと一体に形成された耐湿性の上面表皮と発泡材ベー スの底面に接合された水分不透過性の底面表皮とを有している。互いに独立の二 組の相互に接続され部分的に充填された空気セルを有する空気セルモジュールが 、使用者を支持すると共に使用者のボトミングを防止すべく、使用者の臀部の下 方にて発泡材ベースに形成された室内に緩く配置されている。 また本発明は、密封された空気セルモジュールを種々の高度、種々の大気圧、 種々の温度に於いて使用することができるよう、部分的に充填された空気セルを 有する空気セルモジュールを製造する方法にも係る。背景技術 車椅子に座った状態で長時間過ごさなければならない人達には筋肉組織が破壊 されたり押圧部に痛みが生じたりする虞れがある。押圧部に生じる痛みは非常に 危険であり、また治療が困難である。か かる押圧部の痛みは、典型的には坐骨、踵、肘、耳、肩の如き骨の突出部が存在 する領域に生じる床擦れである。一般に多くの人の場合、長時間座った状態にあ ると、坐骨の領域、即ちに臀部の凸状の骨の領域に体重が集中的に作用し、従っ て運動が頻繁に行われなければ、これらの領域に於ける皮膚や組織への血液の流 れが組織の破壊を生ずる程度にまで低下する。この問題はよく知られており、坐 骨の領域に体重が集中することを低減する車椅子用の多数のクッションが種々開 発されており、それらは一般に使用者の体重を臀部のより広い領域に一様に分散 させようとするものである。 問題が発生する他のーつの領域は転子の領域であり、クッション及びクッショ ン用のベースは坐骨及び転子に対する圧力を緩和するよう成形されている。車椅 子用クッションに関する更に他の一つの問題は、使用者が車椅子に座っていると きに安全な感じを覚えるよう使用者を安定化させることである。 一連の互いに近接して隔置された空気セルを有し、各空気セルは共通のベース より上方へ突出し互いに連通接続されたセル型クッションが多数の米国特許公報 に開示されている。これらのクッションは体重をできるだけ一様に分散させ、こ れにより押 圧部の痛みの発生を最も効果的に防止する。空気セルは互いに連通しているので 、全ての空気セル内の圧力は互いに同一であり、各空気セルはそれが変形される 程度に拘らず臀部に対し実質的に同一の回復力を及ぼす。特に米国特許第４，５ ４１，１３６号公報には車椅子に使用されるセル型クッションが開示されており 、このクッションは現在アメリカ合衆国イリノイ州、ベルヴィル所在のロホ・イ ンコーポレイテッド（Roho，Inc.）により製造され販売されている。 安定性の問題は、本願出願人の米国特許第４，９５３，９１３号公報及び同第 ４，７２６，６２４号公報に記載されている如く、所定形状のベースを使用する ことにより解決が試みられている。これらのベースは一般にクッションとの関連 で使用され、特に米国特許第４，９５３，９１３号に記載されたベースはセル型 クッション及び織物カバーとの関連で使用されている。また安定性の問題はセル 型クッションの分野に於いては複数の膨らませ帯域を使用することによって解決 が試みられており、かかるクッションは例えば種々の高さのセルを有する複数の 帯域に分割されたセル型クッションを開示する本願出願人の米国特許第４，６９ ８，８６４号公報や、種々の高さのセルを有する他の形態の複数の 帯域に分割されたクッションを開示する本願出願人の米国特許第５，０５２，０ ６８号公報に記載されている。 また本願出願人の米国特許第５，１１１，５４４号公報には、複数の帯域に分 割されたセル型クッションのためのカバーであってセルが外方へ変形することを 防止するカバーが記載されている。このカバーは伸張可能な上面パネルと、滑り 難い底面パネルと、非伸張性の織物製の側面パネルとを有している。 空気セル式クッションの一つの経済的な欠点は、それらが高コストなプロセス により形成されるディッピングされたネオプレンゴムにて形成され、そのためク ッションが高価であるということである。クッションが高価であることは治療の 状況に於いては合理性があるが、虚血性潰瘍を治療するのではなくそれを防止す ることや使用者の快適性に対する関心が高い他の状況に於いては低廉なクッショ ンが望ましい。 最も広い意味に於ける本発明のクッションは、膨張され成形された柔軟な発泡 材ベースであって、伸張可能な上面カバー層と該上面カバー層に固定された水不 透過性の内層とよりなる複合表皮材を有する発泡材ベースと、使用者のボトミン グを防止す べく使用者の臀部の領域に於いて発泡材ベースの上面の下方に設けられたキャビ ティ内に配置された密封された空気室を有する空気セルモジュールとを含んでい る。クッションの発泡材ベースはキャビティ内に空気セルモジュールを保持し発 泡材ベースの底面に水不透過性を与えるべくネオプレンゴム層にて覆われている 。上面カバー及び底面カバーの縁部は発泡材ベースの周縁部の周りに於いて帯材 により互いに固定されている。発明の概要 本発明の主要な目的は、柔軟な発泡材ベースと、使用者のボトミングを防止す べく使用者の臀部の領域に於いて上面の下方に設けられた室内に配置され密封さ れた空気セルモジュールとを有し、空気セルモジュール全体が上面全体に亘り伸 張性を有する水分不透過性の表皮材内に収容された複合クッションを提供するこ とである。 他の一つの目的は、種々の高度、種々の大気圧、種々の温度に於いて使用可能 な密封された空気セル式クッションのための部分的に充填され密封された空気セ ルを製造する方法を提供することである。 更に他の一つの目的は、所要の支持を行うと共に坐骨の下方に於いて力の均等 化を行うべく、使用者 の臀部の下方に部分的に充填され密封された空気セルを有する空気セルモジュー ルを有する低廉な水分不透過性の柔軟な発泡材クッションを提供することである 。図面の簡単な説明 図１は発泡材クッション及び密封された空気セルクッションを示す分解斜視図 である。 図２は図１のクッションの平面図である。 図３は図２の線３−３に沿う断面図である。 図４は図２の線４−４に沿う断面図である。 図５は図２の線５−５に沿う横断面図である。 図６は図１の線６−６に沿う断面図である。 図７は図１の線７−７に沿う断面図である。 図８は図１の線８−８に沿う横断面図である。 図９は本発明のクッションを製造するプロセスの解図的フローチャートである 。 図１０は部分的に充填され密封された空気セルを製造するプロセスの解図的フ ローチャートである。 図１１は本発明の修正例を示す図４と同様の断面図である。 図１２は図１１に示された修正例を示す図５と同様の断面図である。発明を実施するための最良の形態 図１乃至図５は本発明のクッション１０を示しており、 クッション１０はベース１１と、使用者の臀部の下方にてベース１１内に配置さ れた空気セルモジュール１２とを含んでいる。 ベース１１は膨張されたウレタン発泡材にて形成されており、比較的柔軟であ るが、空気セルモジュール１２と組合されると使用者の重量を支持するに十分な 剛性を有するようになる。成形工程中に耐湿性を有する複合材料製の表皮材１３ がベース１１の上面及び側面に一体的に取り付けられる。表皮材１３は二方向に 伸張可能な外層１４及び耐湿性を有する内層１５にて形成されている。複合材料 製の表皮材１３はＤＡＲＬＥＸなる商品名にて販売されており、ＳＰＡＮＤＥＸ なる商品名にて販売されている市販の材料である伸張可能な外層１４と、ポリウ レタンである水分不透過性の内層１５とを含んでいる。平滑な外層１４により、 クッション１０は使用者の重量を受けた状態に於いても移動することができ、ま た使用者は過剰の摩擦を生じることなくクッション１０上に滑って乗ったり降り たりすることができる。内層１５は失禁する使用者が漏らした尿の如き水分より 発泡材製のベース１１を保護する。水分は発泡材を劣化させ、従ってクッション の寿命が短くなってしまう。 発泡材のベース１１はオープンセルのポリウレタンにて形成されていることが 好ましく、使用者に快適さを与えるに十分なほど柔軟であるが、坐骨の下方に於 いて空気セルモジュールと組み合わされると使用者の重量を支持するに 十分な堅さ及び厚さを有している。発泡材は約２２〜２８のＩＦＤ（押し込み力 撓み）を有する。図１乃至図５に図示されている如く、ベース１１は後側側縁部 ２０と、使用者の転子に対する圧力を解放する隆起した前側側縁部２１と、使用 者の坐骨を受け入れる後方窪み２２とを含む成形された上面を有している。後側 側縁部２０は前側側縁部２１よりも低く、転子に対する圧力解放を行うための低 い領域２０ａを有している。隆起した凸部２３が前側側縁部２１と共働して脚用 溝２４を郭定している。またベース１１は図５に示されている如くテーパ状の前 面２５と、前側側縁部２１に於いて内方へ湾曲した太腿支持領域２６とを含んで いる。前面２５は約２°の角度にて傾斜している。太腿に対し過剰の圧力を与え ることなく適正に太腿を支持し得るよう、太腿支持領域２６は側縁部２１より内 方へ傾斜している。側縁部２１と実質的に同一の高さを有する隆起した凸部２３ は、両脚を互いに分離し、骨盤を安定化させ、使用者が着座状態より摺動によっ て脱落することを防止するよう設計されている。隆起した側縁部２１と凸部２３ との間には皿形の脚保持谷部２４が設けられており、谷部２４は凸部２３と共働 して両脚部を互いに分離するよう後方窪み２２の中央より離れる方向に僅かな角 度にて傾斜している。使用者を着座状態に保持し得るよう、後縁部２７は僅かに 隆起している。後縁部の中央には使用者の尾骨を解放する低い領域２８が設けら れている。 ベース１１の底面２９には窪み２２の下方に室３０が形成されているる。室３ ０は空気セルモジュール１２を受け入れるよう構成されている。室３０は一方の 後側側縁部２０より他方の後側側縁部２０まで延在して垂直の側壁３１を郭定し ており、また後縁部２７より前面２５までの距離の２分の１未満の範囲に亘り垂 直の背壁３２を郭定している。またベース１１は図４及び図５に示されている如 く凸部２３の下方に中空空間３３を有していてよい。尚ベースは図１１及び図１ ２に示されている如く凸部２３の下方に於いて充実であることが好ましい。 側壁３１及び背壁３２は非常に柔軟であり且つ非常に薄いので、他の部材によ る補助がなければ使用者がボトミングすることを防止することができない。他の 部材による補助は室３０内に配置された空気セルモジュール１２により与えられ る。モジュール１２はベースの後方部に残存する発泡材と共働して使用者のボト ミングを防止し、またシートクッションに必要される望ましいフィーリング、支 持、生理学的特性を与える。 モジュール１２は米国特許第５，３６９，８２８号公報に記載された型式のも のであってよい。 モジュール１２は実質的に矩形の可撓性を有するベース４０を有し、複数個の 空気セル４１がベース４０より上方へ突出している。好ましい実施形態に於いて は、中央領域４２により区分され互いに分離された二つの領域Ａ及びＢ が設けられている。各領域Ａ及びＢの空気セル４１は通路４３により互いに接続 されている。かくして各領域の空気セル４１内の空気圧は互いに同一である。 通路４３は米国特許第４，５４１，１３６号公報に記載されている如く構成さ れてよく、或いは空気セル４１が形成された上側部材に成形された隆起したトン ネルであってもよい。 前述の如くモジュール１２は予め膨らまされた複数個の空気セル４１にて形成 されている。モジュール１２は工場に於いて予め設定された空気圧に充填され、 従って使用者が空気圧を調節することはできない。各空気セル４１は領域Ａ及び Ｂ毎に互いに接続されているが、領域Ａ及びＢ内の空気圧をそれが設定された後 に調節することはできない。後に詳細に説明する如く、空気セル４１はクッショ ン１０を種々の高度に於いて使用し得るよう部分的にのみ空気にて充填されてい る。使用者が一方の側へ大きく傾斜することがないよう、二つの領域Ａ及びＢは 相互に独立している。使用者がクッション１０にアクセスする際に一方の側へ傾 斜するような場合には、全ての空気セルが互いに接続されていれば全ての空気が 他方の側へ移動してしまう。その場合には使用者が非常に望ましくない角度に傾 斜してしまう。領域Ａ及びＢを互いに独立した状態に維持することにより、使用 者の皮膚に作用する荷重を均一化する望ましい効果が得られ、また使用者の安定 性を良好に維持することができ る。 空気セル４１はピラミッド形をなし、正方形の下端と矩形の側縁４４と台形又 は矩形のテーパ状をなす上側側面４５と実質的に丸い上端部４６とを有している 。このピラミッド形の目的は、ピラミッドにより郭定される先端点上に人が着座 することによって空気セルに係合する際に空気セルを制御された態様にて崩壊さ せる手段を与えることである。先端点の高さが高ければ高いほど係合による変位 距離が長くなり、空気セルの内圧が徐々に増大され、従って着座時に於ける反力 が低く、このことは予め空気にて充填され密封された空気セルが使用される場合 に重要である。空気セル４１は横方向及び長手方向の通路４７により互いに隔置 されており、空気にて充填され起立せしめられると実質的に互いに独立して起立 する。モジュール１２は真空成形等により可撓性を有する材料にて形成されるこ とが好ましい。ベース４０はモジュール１２の周縁４８及び各空気セル４１の間 （通路４３の部分を除く）に於いて高周波溶接等によって空気セル４１にシール される。 ベースの底面２９はネオプレンであることが好ましい水不透過性のシート５５ によりシールされている。シート５５は空気セルモジュール１２が室３０内に配 置された後にベースの底面２９に対し接合され、シート５５は室３０内にモジュ ール１２を緩く保持する。 クッションの表皮材１３は発泡材のベースの底面２９の 周縁よりも僅かに大きい周縁５６を有している。底面カバー５５もベースの底面 ２９よりも僅かに大きく且つ表皮材の周縁５６と同一の範囲に亘り延在する周縁 ５７を有している。帯材５８が周縁５７及び５８を覆っており、クッション１０ に対し完成した外観を与えるよう周縁５７及び５８に対し縫い付けられている。 また帯材５８は表皮材１３又は底面カバー５５のざらざらした周縁が使用者の脚 に係合して脚を擦る虞れを排除する。 発泡材ベースの上面には図１及び図２に於いて放射状のパターンとして図示さ れたレリーフ領域５９が形成されているが、この領域のパターンは任意のパター ンであってよい。レリーフ領域５９の目的は使用者とクッションとの間に空気が 循環するための空間を与えることである。 クッションの表皮材１３の側壁には、空気がクッションより流出し、これによ り使用者がクッションに沈み込んで空気セルモジュール１２に到達することがで きるよう、一連の非常に小さい孔７０が設けられている。これらの通気孔が設け られていない場合には、クッション全体が一つの大きい空気セルとなり、非常に 不安定なものになる。通気孔の大きさは非常に小さくまた数が限定されているの で、クッションの水分不透過性が低下したり損なわれたりすることはない。クッション及び空気セルモジュールの製造 図９はクッションを形成する各工程を解図的に示してい る。クッション型内に表皮材を配置するこにより、ウレタンが成形されると、ウ レタンは表皮材１３に接合し、表皮材１３をベース１１に接合する。 図１０は部分的にのみ充填された空気セル４１を有する空気セルモジュール１ ２を製造する方法を示している。空気セル４１は下端にて開いた一片の上側部材 として真空成形される。上側部材は型より取り出され、同一の外側寸法を有する が深さの浅いキャビティを有する第二の型内に配置される。このことにより空気 セル４１が部分的に崩壊せしめられ、それらの容量が最大値になるようには延在 しない。かくして部分的に崩壊された空気セル４１はそれらの容量よりも少ない 空気を保有する。空気セルモジュールのベース４０が空気セル４１に対し適用さ れると（空気セル４１は小さい型内に存在する状態のままである）、空気セル４ １内に捕捉された空気の量はそれらの容量よりも少ない。かくして空気量を設定 する理由は、海面レベルより約７０００フィート（２１００ｍ）までに亘る種々 の高度、種々の大気圧、種々の周囲温度に於いて空気セルモジュールを使用し得 るようにするためである。クッションが高高度に於いて使用される場合には、空 気圧が低下し、クッション内に捕捉された空気が膨張して空気セル４１を膨らま せる。このことにより空気セルの表面が堅くなり、使用者にとって快適性が低下 する。 本発明は開示の目的で選定された本発明の例に対する全 ての変更や修正をカバーするものであり、それらの変更や修正も本発明の範囲よ り逸脱するものではない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＵ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＥＥ，ＧＥ， ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＣ，ＬＫ，Ｌ Ｒ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．着座位置にて人を受けるよう成形された上面を有し、底面に少なくとも一つ の中空領域が設けられた膨張された発泡材ベースであって、前記中空領域は前記 上面の後方部の下方にて前記上面上に着座する人の臀部の下方に位置する発泡材 ベースと、前記中空領域内に配置された空気セルモジュールであって、底壁と可 撓性の上端部及び側壁を有する直立の空気セル領域とを含む空気セルモジュール とを含み、前記空気セル領域は使用者の臀部を可撓的に支持するよう空気にて充 填されていることを特徴とするクッション。 ２．前記ベースの前記上面は耐湿性のカバーにより覆われていることを特徴とす る請求項１に記載のクッション。 ３．前記カバーは伸張可能な外層と該外層に接合された耐湿性の内層とを有し、 前記内層は前記発泡材ベースに接合されていることを特徴とする請求項２に記載 のクッション。 ４．前記ベースは前記中空領域に於いて前記空気セルモジュールを保持し前記底 面を覆う水分不透過性のカバーを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の クッション。 ５．前記耐湿性のカバーは使用者が前記クッションに着座する際に前記発泡材よ り大気中へ空気が通過することを許す複数個の小孔を有していることを特徴とす る請求項１に記載のクッション。 ６．前記発泡材の前記上面は隆起した中央凸部領域を有す る前側領域と、使用者の両脚のための互いに隔置された溝部を郭定する隆起した 側部領域とを含んでいることを特徴とする請求項１に記載のクッション。 ７．前記上面の前記前側領域の前縁部は使用者が前記クッションより摺動により 容易に離れることができるよう僅かに下方へ傾斜していることを特徴とする請求 項６に記載のクッション。 ８．使用者の性器の領域の下方の前記クッションを柔軟にすべく前記中央凸部領 域の下方に第二の中空領域を含んでいることを特徴とする請求項６に記載のクッ ション。 ９．前記上面の後方部は使用者の臀部を受ける横方向凹部を有していることを特 徴とする請求項１に記載のクッション。 １０．前記門部に於ける前記クッションの前記上面には使用者の臀部の下方に於 いて空気を循環させるための低い領域が設けられていることを特徴とする請求項 ９に記載のクッション。 １１．前記凹部は隆起した後部リム及び側部リムにより囲繞されており、前記後 部リムは使用者の尾骨を受けるための中央窪み領域を有し、前記側部リムは転子 領域を解放するための低い領域を有していることを特徴とする請求項９に記載の クッション。 １２．前記中空領域は側壁及び背壁により郭定されており、前記側壁は前記背壁 よりも幅が広く且つ剛性が高いことを 特徴とする請求項１に記載のクッション。 １３．前記空気セルモジュールは一連の相互に独立し直立した空気セルを含んで いることを特徴とする請求項１に記載のクッション。 １４．前記空気セルは空気圧的に互いに独立した二つの横に並べられた組にて形 成されており、各組の空気セルは前記底壁に設けられた絞り通路により互いに接 続されていることを特徴とする請求項１３に記載のクッション。 １５．前記空気セルは矩形の根元部とピラミッド形の上端部とを有することを特 徴とする請求項１３に記載のクッション。 １６．前記空気セルは前記モジュール内に空気を保持するよう密封されているこ とを特徴とする請求項１３に記載のクッション。 １７．前記空気セルはそれらの容積よりも少ない空気にて充填されていることを 特徴とする請求項１に記載のクッション。 １８．前記空気セルはそれらの容積の実質的に７分の５の空気にて充填されてい ることを特徴とする請求項１７に記載のクッション。 １９．前記ベースの下縁の周縁部の周りに配置され前記上面カバー及び前記底面 カバーの周縁部を結合する帯材を含んでいることを特徴とする請求項４に記載の クッション。 ２０．前記空気セルモジュールは高い空気不透過性を有す るポリスチレンウレタンにて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の クッション。 ２１．広範囲の種々の大気圧下にて使用可能な密封セル式クッションの製造方法 にして、 空気不透過性のプラスチック材料の可撓性の第一のシートに一連の空気セルを 形成する工程と、 前記第一のシートに形成されたセルと整合し前記第一のシートに形成されたセ ルよりも小さい型セルを有する型内に前記第一のシートを配置する工程と、 前記第一のシート上に両立可能なプラスチック材料よりなる裏当て用の第二の シートを配置する工程と、 前記空気セルの前記根元部の周りにて前記第二のシートを前記第一のシートに 固定し、これにより前記空気セル内の空気を密封して空気セルモジュールを形成 する工程と、 前記空気セルモジュールを前記型より除去する工程と、を含み、前記空気セル 内に捕捉された空気は大気圧に於いては前記空気セルの容積よりも少なく、前記 クッションが空気圧の低い領域へ移動されると膨張することができることを特徴 とする製造方法。