TWI865341B

TWI865341B - 氣囊及氣墊床

Info

Publication number: TWI865341B
Application number: TW113106244A
Authority: TW
Inventors: 趙玥茵; 林昇緯
Original assignee: 雃博股份有限公司
Priority date: 2024-02-21
Filing date: 2024-02-21
Publication date: 2024-12-01
Also published as: TW202533785A; EP4606363A1; CN120514558A; US20250261767A1

Abstract

本案提供一種氣囊及氣墊床。氣囊包括二彼此相對應設置的囊壁；在氣囊被充氣時，於該些囊壁之頂邊形成一頂端面。氣囊具有沿著頂邊延伸的一接合線，其可由該二囊壁以壁面互相接合而成；而接合線通過壁面接合處位置的安排而具有二半弧形接合面。另外，氣墊床包括多個氣囊、流體產生器及控制系統。流體產生器連通至該些氣囊。控制系統適於控制流量產生器以在該氣墊床使用中決定該些氣囊進行充氣或洩氣。

Description

氣囊及氣墊床

本案係關於一種氣囊及氣墊床，尤其是關於一種可充放氣之氣囊以及由多個氣囊組合而成之醫療用氣墊床。

對於長期臥床且無法自主行動的病患來說，由於長時間躺臥在床上，若是身體欠缺適當的翻身或活動，肌膚長時間處於被壓迫的狀態下，容易發生壓瘡的情形，因而導致病患不舒適，嚴重者則危害病患健康。因此，醫療級氣墊床已經廣泛運用在照護產業中，藉由對氣墊床之氣囊壓力的控制，確保了病患皮膚與床墊之間的壓力(或稱介面壓力)可被維持在一個理想的狀態，使患者在臥床姿態下不會發生皮膚或皮下組織長期受壓迫的現象，進而使血液循環不易受阻，也基於此，避免了褥瘡的產生。

病患皮膚與床墊之間的壓力關係，存在有多種影響因素，其中一種常見的因素是躺臥面的平整度。常見的氣墊床是由多個橢圓形氣囊並排連接而成，使用時每一氣囊之整體寬度很難維持一致，導致氣囊與氣囊之間可能會留有空隙，且橢圓形氣囊係藉由模具搭配高週波熔接方式，一次性地加工熔接氣囊四周，導致氣囊的上端面兩側因為側邊的熔接線，而分別形成凸出，此將影響氣墊床表面的平整度以及患者躺臥時的舒適度。為了解決這個問題，習知技術在氣囊內部沿著長度方向設有多個拉帶、隔膜或其類似物，該些拉帶、隔膜或其類似物用於限制或維持氣囊的寬度，避免充氣後的氣囊於寬度方向上過度膨脹，也維持了氣囊頂面的平整度，不過，此一習知技術的製造工序繁雜，造成製作成本居高不下。

鑒於上述，本案提供一種氣囊，其包括二囊壁，並彼此相對應設置，且每一囊壁包括一頂邊、一底邊及二側邊。其中，在氣囊被充氣時，一頂端面形成於該二囊壁之頂邊。而且，氣囊具有沿著頂邊方向延伸的一接合線，其可由該二囊壁以壁面互相接合而成；而接合線通過壁面接合處位置的安排而至少具有二半弧形接合面。

一些實施例中，前述氣囊可更包含由接合線所分隔之相鄰的一第一氣室與一第二氣室；而第一氣室之最大充氣空間可小於第二氣室之最大充氣空間。其中，第一氣室係可由頂端面、接合線與該二側邊所界定之空間；第二氣室係可由接合線、底邊與該二側邊所界定之空間。

一些實施例中，前述接合線可包括一中央弧線段，而該中央弧線段可包括一中央頂點。其中，中央頂點與頂端面間的距離可小於中央頂點與底邊之間的距離。

一些實施例中，前述該二半弧形接合面可分設於中央弧線段之二端，且每一半弧形接合面可包括一半弧邊，其可朝向頂端面彎弧。

一些實施例中，前述接合線可更包括二縱向傾斜段及二橫向平坦段；其中，該些縱向傾斜段之一端可分別連接中央弧線段之二端，且朝向頂端面而呈現漸開狀。又，前述該些橫向平坦段之一端可分別連接該些縱向傾斜段之另一端，而前述該些橫向平坦段之另一端則可分別往該二側邊方向延伸。

一些實施例中，前述接合線可更包括多個弧形彎折段，其可分別介於該些縱向傾斜段與該中央弧線段之間，以及該些縱向傾斜段與該些橫向平坦段之間。

一些實施例中，前述該二囊壁可分別為一梯形囊壁，而每一囊壁的頂邊之長度可大於底邊之長度。

一些實施例中，前述頂端面之二側端可各包括一折角部，其係自頂端面之長度方向往底邊方向彎折，且每一折角部可包含一折角接合線，其可朝頂端面之寬度方向延伸。

本案提供一種氣墊床，其包括多個前述之氣囊、一流體產生器以及一控制系統；流體產生器流體連通至該些氣囊；控制系統電性連接流體產生器，並適於控制流體產生器以在該氣墊床使用中決定該些氣囊進行充氣或洩氣。

一些實施例中，前述該些氣囊可分別包括至少一第一氣囊及至少一第二氣囊。其中，每一第一氣囊之接合線的二端分別連接到該二囊壁之二側邊；而每一第二氣囊之該接合線的二端分別與該二囊壁之該二側邊間隔有一特定距離。

以下提出各種實施例進行詳細說明，而實施例僅用以作為範例說明，並不會限縮本案欲保護之範圍。此外，實施例中的圖式省略部份元件，以清楚顯示本案的技術特點。再者，在所有圖式中相同的標號將用於表示相同或相似的元件，且本案之圖式僅作為示意說明，其未必按比例繪製，而所有細節也未必全部呈現於圖式中。

請參閱圖1、圖2以及圖3A至圖3C，圖1係本案依據一些實施例之氣囊的立體圖，圖2係顯示圖1中氣囊的前視圖，圖3A至圖3C分別顯示圖2中AA線段、BB線段及CC線段之剖視圖。如該些圖面所示，氣囊2包括二彼此相對應設置的囊壁21，且每一囊壁21包括一頂邊211、一底邊212及二側邊213。然而，當氣囊2被充氣時，於該二囊壁21之頂邊211即形成一頂端面22，該頂端面22即為直接或間接接觸使用者之表面。

再者，又如圖中所示，氣囊2具有沿著頂邊211延伸的一接合線3，也就是沿著頂端面22之長度方向L延伸。接合線3係由該二囊壁21以壁面互相接合而成，且接合線3在氣囊2的高度方向H上分隔了頂邊211與底邊212；又該接合線3通過壁面接合處位置的安排而至少具有二半弧形接合面4。

進一步說明，該二囊壁21可由單一件氣囊布料一體彎折U形構造後，接著再使用高週波熱熔接(high frequency welding)或其他接合方式形成底邊212、二側邊213以及接合線3。再者，在一些實施例中，底邊212、二側邊213以及接合線3可使用一模具（圖中未示）並以高週波熱熔接方式一次性形成。在其他實施例中，亦可為多件氣囊布料熔接形成該氣囊2，例如由兩件氣囊布料對接形成。

在一些實施例中，頂邊211、底邊212以及二側邊213透過高週波熱熔製程後形成一密閉囊室C，而接合線3則將該密閉囊室C分隔出一第一氣室Ca1與一第二氣室Ca2。如圖1、圖2以及圖3A至圖3C所示的實施例中，第一氣室Ca1與第二氣室Ca2係彼此相鄰且互不連通，其中第一氣室Ca1之最大充氣空間小於第二氣室Ca2之最大充氣空間。如圖中所示，該第一氣室Ca1係由頂端面22、接合線3與該二側邊213所界定之空間；而第二氣室Ca2係由接合線3、底邊212與該二側邊213所界定之空間。

於該些圖示所呈現的實施例中，採用了二個可分別充氣和放氣的獨立氣室，其中第一氣室Ca1可透過第一氣嘴51進行充氣和放氣，而第二氣室Ca2則可透過第二氣嘴52進行充氣和放氣。在一些實施例中，透過對第一氣室Ca1的充氣或放氣，例如但不限於週期性的充氣或放氣，可提供給使用者有活絡血液流通以及避免褥瘡形成之效果。另外，第二氣室Ca2則可提供基本的緩衝和支撐，且可避免於停機時使用者之身體直接接觸硬質的床板而產生不適感。

請一併參閱圖1及圖2，如該些圖中所示，頂端面22之二側端各包括一折角部(folded corner part)11，其係自該頂端面22之長度方向L往該底邊212方向彎折，該折角部11包含一折角接合線111及一扣件112，折角接合線111係朝頂端面22之寬度方向W延伸，而該扣件112則可用於扣接到床緣的固定組件(圖中未示)上。

在一些實施例中，折角部11可為三角形；折角部11可於形成頂邊211、底邊212、二側邊213以及接合線3等熔接線後，再次熔接形成折角接合線111。其中，折角接合線111係位於頂端面22之二側端，而長度幾乎與頂端面22的寬度一致。據此，折角部11可用於消除頂端面22的兩側因側邊213熔接線所形成的凸點。

另一方面，當折角部11透過扣件112扣接到床緣的固定組件(圖中未示)後，又可拉撐整個頂端面22，進一步使頂端面22維持平坦。再且，由於折角部11的形成將縮減頂邊211的長度，故在一些實施例中，該二囊壁21可構形為一梯形，即頂邊211之長度可大於底邊212之長度。據此，當形成折角部11後，梯形之囊壁21的構形設計仍可維持氣囊2概呈矩形。

請一併參閱圖2及圖3C，接合線3包括一中央弧線段31，其朝向頂端面22的方向彎弧，而曲率半徑可介於500mm至4000mm之間，較佳地可介於1000mm至3500mm之間，更佳地可介於1500mm至3000mm之間，所使用的曲率半徑完全取決於氣囊2的尺寸規格以及所欲產生的支撐度。進一步說明，中央弧線段31可以對第一氣室Ca1產生氣室體積限縮的效果；其中，曲率半徑越小，而該限縮效果越強，則可於氣囊2的高度方向H上形成支撐效果越強。具體而言，在一些實施例中，除了可以透過第二氣室Ca2來提供高度方向H上的支撐力之外，還可利用了向上彎弧的中央弧線段31來強化向上支撐效果；例如中央弧線段31可以撐起氣囊2之頂端面22的中間部位，使其呈現平整狀。

又如圖中所示，中央弧線段31包括一中央頂點Tc，而該中央頂點Tc與頂端面22間的距離d1小於中央頂點Tc與底邊212之間的距離d2。其中，於中央弧線段31上與頂端面22間距離越短處，該中央弧線段31於高度方向H上對頂端面22所產生的支撐效果越明顯。換言之，向上彎弧的中央弧線段31於高度方向H上所產生的支撐效果為，位於中央頂點Tc處的中間為最強，再逐漸往二側減弱。藉此，可改善一般習知氣囊於長度方向的中段處因內壓較低及支撐力不足所產生頂端面22凹陷之缺陷。

再請一併參閱圖2及圖3B，如圖中所示，於該中央弧線段31之二端各設有一個半弧形接合面4。在一些實施例中，半弧形接合面4可為一半圓形的熔接面，其係由該二囊壁21以壁面互相熔接接合而成，並可與接合線3同步形成。而且，半弧形接合面4包括半弧邊41及平底邊42；半弧邊41係朝向頂端面22彎弧，平底邊42是直接連接於中央弧線段31，故半弧形接合面4的方位也順應著中央弧線段31的彎弧程度而分別略為朝向該二側邊213而呈現外擴狀。

據此，半弧形接合面4可以對第一氣室Ca1於寬度方向W上產生侷限效果，即可用於縮減第一氣室Ca1於充氣膨脹後所形成的寬度，特別是二半弧形接合面4所對應的位置，藉此可讓氣囊2的整體寬度維持大致一致。再且，在一些實施例中，半弧形接合面4亦可用於控制第一氣室Ca1和第二氣室Ca2之空氣容積，使得第一氣室Ca1之空氣容積小於第二氣室Ca2之空氣容積；換言之，半弧形接合面4的設置位置、大小以及型態即與氣囊2之充氣後的寬度息息相關。

然而，半弧形接合面4不以連接於接合線3為限，且半弧形接合面4的形狀也不以半圓形為限，半弧形接合面4的尺寸大小亦可依實際需求設定。換言之，在其他的實施例中，可以根據實際需求而改變半弧形接合面4的位置、形狀和大小，例如根據氣囊2充氣後實際於寬度方向W上形成鼓起的樣態、程度和位置，來調整半弧形接合面4的位置、形狀和大小。

再請一併參閱圖1、圖2及圖3A，如該些圖中所示，接合線3更包括二縱向傾斜段32、二橫向平坦段33以及四個弧形彎折段34。該二縱向傾斜段32之一端分別連接中央弧線段31之二端，且朝向頂端面22而呈現漸開狀。該二橫向平坦段33之一端分別連接該二縱向傾斜段32，另一端分別往該二側邊213方向延伸，並連接於該二側邊213。又，縱向傾斜段32與中央弧線段31之間以及橫向平坦段33與縱向傾斜段32之間各包括一弧形彎折段34，進而使接合線3整體呈現平滑的一U形接合線。

易言之，二橫向平坦段33、二縱向傾斜段32、四弧形彎折段34及中央弧線段31所構形的接合線3，其可強化第一氣室Ca1與第二氣室Ca2之間的連結；並且，藉此可於鄰近於二側邊213處各形成一支撐部位SP，提升上方的第一氣室Ca1的支撐效果，讓第一氣室Ca1不會輕易搖晃。另一方面，當第一氣室Ca1洩氣時，透過第二氣室Ca2二側的支撐部位SP仍可產生局部的支撐功效。

請參閱圖4，其係本案依據一些實施例之氣囊2的前視圖。在圖4所示的實施例中，接合線3之兩端分別與該二囊壁21之該二側邊213間隔有一特定距離G，亦即接合線3之兩端並未連接至該二囊壁21的側邊213。也就是說，第一氣室Ca1和第二氣室Ca2係彼此連通。據此，當對氣囊2充氣時，將同時對第一氣室Ca1和第二氣室Ca2進氣；同樣地，當對氣囊2洩氣時，也將同時對第一氣室Ca1和第二氣室Ca2排氣。此種形式的氣囊2可配置於支撐重量較小的位置，例如人體頭部、頸部以及下肢部位。

請同時參閱圖5及圖6，圖5係本案依據一些實施例之氣墊床1的局部立體圖，圖6係本案依據一些實施例之氣墊床1的系統架構圖。如該些圖中所示，氣墊床1包括多個氣囊2、流體產生器8以及控制系統Cs。控制系統Cs電性連接流體產生器8。其中，控制系統Cs適於控制流體產生器8以在該氣墊床1使用中決定該些氣囊2進行充氣或洩氣。

在一些實施例中，該些氣囊2可包括多個第一氣囊2A及多個第二氣囊2B。第一氣囊2A可以採用如圖1、圖2以及圖3A至圖3C所示之氣囊2，即第一氣室Ca1和第二氣室Ca2為可分別充、洩氣的獨立氣室。第二氣囊2B可以採用如圖4所示之氣囊2，即第一氣室Ca1和第二氣室Ca2為彼此連通。據此，在一些實施例中，第一氣囊2A可配置於對應到承載重量較重的身體軀幹部位，而第二氣囊2B則可配置於對應到承載重量較輕的部位，例如人體頭部、頸部以及下肢部位。

又如圖6所示，在一些實施例中，控制系統Cs可包括充氣模組5、洩氣模組6及控制模組7；充氣模組5與流體產生器8進行流體連接，二者配置為向該些氣囊2充氣。在一些實施例中，充氣模組5可以包括多個流體電磁閥、多個歧管元件、多個管路和連接器(圖中未示)。其中，多個流體電磁閥可電性連接控制模組7，且流體電磁閥可透過歧管元件、管路和連接器而與該些氣囊2進行流體連接。

在一些實施例中，可以為每一氣囊2或每一氣室各配置一流體電磁閥(圖中未示)，以對每一氣囊2或每一氣室進行各別充氣控制。惟，不以流體電磁閥為限，在其他實施例中，亦可採用流量比例閥、氣動電磁閥或其他可受控制模組7控制之流體閥。另外，在其他實施例中，亦可為多個氣囊2配置一流體電磁閥，以對多個氣囊2進行同步充氣。

在一些實施例中，流體產生器8可以根據氣墊床1的不同需求，以不同的壓力和流量對氣囊2輸送氣體。例如，流體產生器8可以配置為鼓風機，以相對較低的壓力和相對較高的流量輸送氣體。在另一個實施例中，流體產生器8也可以配置為氣體壓縮機，以相對較低的流量和相對較高的壓力輸送氣體。

另外，在一些實施例中，洩氣模組6也可以包括多個流體電磁閥、多個歧管元件、多個管路和連接器(圖中未示)；其中，多個流體電磁閥可電性連接控制模組7，且流體電磁閥可透過歧管元件、管路和連接器而與該些氣囊2進行流體連接。

在一些實施例中，可以為每一氣囊2或每一氣室配置一流體電磁閥(圖中未示)，以對每一氣囊2或每一氣室進行各別排氣控制。在其他實施例中，亦可為多個氣囊2配置一流體電磁閥(圖中未示)，以對該多個氣囊2進行同步洩氣。同樣地，不以流體電磁閥為限，在其他實施例中，亦可採用流量比例閥、氣動電磁閥或其他可受控制模組7控制之流體閥。

在一些實施例中，控制模組7可以包括處理器71和記憶體72。記憶體72可以配置為存儲多個指令，該些指令可由處理器71執行。該些指令可以指示控制模組7致動流體產生器8與充氣模組5中的流體電磁閥，以允許氣體輸送到該些氣囊2，甚至可以對各別地對每一氣囊2進行控制。另外，該些指令也可以指示控制模組7致動洩氣模組6的流體電磁閥，以允許氣體從該些氣囊2中排出，同樣也可以對各別氣囊2進行洩氣控制。指令可以根據流體電磁閥的數量、流體產生器8的規格、是否存在多個流體產生器8或其他變數而有所不同。

在其他實施例中，控制模組7也可以硬體電路方式來實現各種操作功能，示例包括但不限於：工作站、膝上型電腦、客戶端終端、伺服器、分散式運算系統，手持裝置或任何其他運算系統或裝置。

雖然本案已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本案，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本案的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本案的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

1:氣墊床 2:氣囊 3:接合線 4:半弧形接合面 5:充氣模組 6:洩氣模組 7:控制模組 8:流體產生器 11:折角部 21:囊壁 22:頂端面 31:中央弧線段 32:縱向傾斜段 33:橫向平坦段 34:弧形彎折段 41:半弧邊 42:平底邊 51:第一氣嘴 52:第二氣嘴 71:處理器 72:記憶體 111:折角接合線 112:扣件 211:頂邊 212:底邊 213:側邊 2A:第一氣囊 2B:第二氣囊 C:密閉囊室 Ca1:第一氣室 Ca2:第二氣室 Cs:控制系統 G:特定距離 Tc:中央頂點 d1:中央頂點與頂端面間的距離 d2:中央頂點與底邊之間的距離 H:高度方向 L:長度方向 SP:支撐部位 W:寬度方向

圖1係本案依據一些實施例之氣囊的立體圖。圖2係顯示圖1之氣囊的前視圖。圖3A係圖2中AA線段之剖視圖。圖3B係圖2中BB線段之剖視圖。圖3C係圖2中CC線段之剖視圖。圖4係本案依據一些實施例之氣囊的前視圖。圖5係本案依據一些實施例之氣墊床的局部立體圖。圖6係本案依據一些實施例之氣墊床的系統架構圖。

2:氣囊

3:接合線

4:半弧形接合面

11:折角部

21:囊壁

22:頂端面

31:中央弧線段

32:縱向傾斜段

33:橫向平坦段

34:弧形彎折段

41:半弧邊

42:平底邊

51:第一氣嘴

52:第二氣嘴

111:折角接合線

211:頂邊

212:底邊

213:側邊

Ca1:第一氣室

Ca2:第二氣室

Tc:中央頂點

H:高度方向

L:長度方向

SP:支撐部位

Claims

一種氣囊，包括：二囊壁，係彼此相對應設置，每一囊壁包括一頂邊、一底邊及二側邊；其中，在該氣囊被充氣時，一頂端面形成於該二囊壁之該些頂邊；該氣囊具有沿著該些頂邊方向延伸的一接合線，該接合線係由該二囊壁以壁面互相接合而成；該接合線通過壁面接合處位置的安排而至少具有二半弧形接合面。
如請求項1所述之氣囊，其中，更包含由該接合線所分隔之相鄰的一第一氣室與一第二氣室，該第一氣室之最大充氣空間小於該第二氣室之最大充氣空間；該第一氣室係由該頂端面、該接合線與該二側邊所界定之空間；該第二氣室係由該接合線、該底邊與該二側邊所界定之空間。
如請求項1所述之氣囊，其中，該接合線包括一中央弧線段，該中央弧線段包括一中央頂點；該中央頂點與該頂端面間的距離小於該中央頂點與該底邊之間的距離。
如請求項3所述之氣囊，其中，該些半弧形接合面係分設於該中央弧線段之二端，且每一半弧形接合面包括一半弧邊，其係朝向該頂端面彎弧。
如請求項3所述之氣囊，其中，該接合線更包括二縱向傾斜段及二橫向平坦段；該二縱向傾斜段之一端分別連接該中央弧線段之二端，且朝向該頂端面而呈現漸開狀；該二橫向平坦段之一端分別連接該二縱向傾斜段之另一端，該二橫向平坦段之另一端分別往該二側邊方向延伸。
如請求項5所述之氣囊，其中，該接合線更包括多個弧形彎折段，其分別介於該二縱向傾斜段與該中央弧線段之間以及該二縱向傾斜段與該二橫向平坦段之間。
如請求項1所述之氣囊，其中，該二囊壁分別為一梯形囊壁，該些頂邊之長度大於該底邊之長度。
如請求項1所述之氣囊，其中，該頂端面之二側端各包括一折角部，其係自該頂端面之長度方向往該底邊的方向彎折；該些折角部包含一折角接合線，其係朝該頂端面之寬度方向延伸。
一種氣墊床，其包括：多個如請求項1至8中任一項所述之氣囊；一流體產生器，其係流體連通至該些氣囊；以及一控制系統，其電性連接該流體產生器；該控制系統適於控制該流體產生器以在該氣墊床使用中決定該些氣囊進行充氣或洩氣。
如請求項9所述之氣墊床，其中，該些氣囊包括至少一第一氣囊及至少一第二氣囊；每一第一氣囊之該接合線的二端分別連接到該二囊壁之該二側邊；每一第二氣囊之該接合線的二端分別與該二囊壁之該二側邊間隔有一特定距離。