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Title:
MOBILE ROD DEVICE FOR SUPPORTING THE HUMAN BODY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/072729
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a device for supporting the human body, such as a bedspring mattress or seat system, comprising an upper face located on the side of the contact zone with the body and at least a sealed section containing a fluid. The device comprises on its upper face a plurality of mobile rods (1) adapted to move vertically and whereof the top ends are designed to be urged in contact with a person's body.

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Inventors:
CAMPONOVO FABIO (CH)
Application Number:
PCT/CH2000/000303
Publication Date:
December 07, 2000
Filing Date:
May 26, 2000
Export Citation:
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Assignee:
CAMPONOVO FABIO (CH)
International Classes:
A47C23/00; (IPC1-7): A47C23/00
Foreign References:
FR2242966A11975-04-04
EP0085468A21983-08-10
CA2073424A11994-01-09
EP0417388A21991-03-20
CA2073424A11994-01-09
FR2242966A11975-04-04
Attorney, Agent or Firm:
Roland, André (Case postale 1255, Lausanne, CH)
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Claims:
Revendications
1. Dispositif pour le soutien du corps humain, en particulier système matelas sommier, comprenant une face supérieure qui se situe du côté de la zone de contact avec le corps, au moins un compartiment étanche dans lequel réside un fluide et muni sur sa face supérieure d'une pluralité de tiges mobiles adaptées pour se déplacer verticalement, ledit dispositif étant caractérisé par le fait qu'il est modulaire et qu'il comprend plusieurs compartiments étanches reliés entre eux par des moyens de fixation.
2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que les compartiments étanches sont reliés entre eux par un système de tubulures ou de joints adaptés pour permettre l'acheminement du fluide d'un compartiment à l'autre.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un caisson étanche contenant le fluide, la paroi supérieure dudit caisson étant munie d'une pluralité de trous et de tiges, chacune desdites tiges venant se loger de façon étanche dans chacun desdits trous et agissant sur le fluide à la manière d'un piston.
4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un caisson ouvert sur sa face supérieure et que la section des tiges soit telle qu'elle permette de disposer les tiges de manière adjacente sur toute la face supérieure du caisson afin de maintenir son étanchéité.
5. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé par le fait qu'au moins un compartiment étanche et souple repose sur le fond du caisson, t'extrémité inférieure de chaque tige entrant en contact avec la surface supérieure dudit compartiment.
6. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que des moyens de retenue se situent à l'intérieur ou à l'extérieur du compartiment étanche et souple afin de limiter son gonflement local.
7. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que sa face supérieure est rigide et percée de trous dans lesquels sont placés des seringues dont l'extrémité distale, dirigée vers le bas, est reliée à un système de tubulures connectées en réseau avec un bac étanche contenant le fluide, les pistons des seringues faisant office de tiges, un dispositif de retenue sous forme de vis en travers de la partie haute de la seringue évite la sortie des pistons non soumis à une charge.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les tiges ont un diamètre de 6 mm et que le dispositif supporte un poids de 80 kg, la densité des tiges étant d'au moins 1000 tiges/m2.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il a la forme d'un siège.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il ne comprend pas de matelas ou tout autre objet de fonction similaire.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'au moins un module comprend une soupape d'échappement dont l'ouverture, commandée par une horloge, fait chuter la pression dans le but de provoquer le réveil de l'utilisateur.
Description:
Dispositif de tiges mobiles pour le soutien du corps humain La présente invention se rapporte à un dispositif pour le soutien du corps humain tel que décrit dans la revendication 1.

Pour une personne soutenue par une surface plus ou moins plate et rembourrée telle qu'un système matelas-sommier ou un siège, il importe d'optimiser les fonctions de sustentation, de confort manométrique, de confort thermique et de confort hygrométrique.

Afin de parvenir à cet objectif, il s'agit de maximiser la surface de soutien du corps humain et de lisser les pics et creux de pression pour une personne en position couchée, allongée ou assise.

Une solution décrite dans t'état de la technique réside dans le fait d'utiliser un dispositif de soutien a I'etat fluide, par exemple un lit à eau. Avec ce type de dispositif, la personne est en contact direct, par l'intermédiaire d'une fine membrane, avec le fluide.

Les dispositifs de t'état de la technique présentent cependant un certain nombre d'inconvénients. Dû au fait que le contact est quasi direct avec le fluide, le confort hygrométrique ne peut tre atteint. Précisément parce-que le contact direct avec une membrane imperméable rend difficile l'évaporation de t'humidité due à la perspiration et à la transpiration. II est dès lors souhaitable de pouvoir soutenir le corps humain en le mettant en contact avec un système solide discontinu aéré tout en bénéficiant cependant des avantages du rapport fonctionnel avec un corps fluide.

Un autre handicap est représenté par la résistance à l'élongation horizontale et au cisaillement vertical des membranes imperméables ainsi que de tous les types de matelas.

Une autre manière de conférer aux solides des propriétés similaires à celles des fluides dans ce domaine peut s'obtenir en les morcelant en très fines portions FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) COPIE DE CONFIRMATION indépendantes dont les points de contact réciproques sont soumis à un tres faible coefficient de frottement.

La demande de brevet canadien CA 2073424 et la demande de brevet français FR 2242966 divulguent un lit muni sur sa face supérieure d'une pluralité de tiges, l'utilisateur venant s'appuyer sur une extrémité des tiges.

Les lits de l'état de la technique présentent cependant plusieurs inconvénients. Le recours à un système de tiges rend leur déplacement difficile.

Par ailleurs, il serait souhaitable d'optimiser la surface du lit en fonction des besoins de l'utilisateur.

Comme on le verra par la suite, la présente invention a le mérite de remédier aux problèmes précédemment décrits.

Un de ses objets vise à répondre plus adéquatement aux exigences de confort qui peuvent tre essentiellement résumées comme suit : -Minimiser la contrainte de compression sur les tissus cellulaires, les vaisseaux sanguins et les récepteurs nerveux (Meissner, Paccini,...) -Maximiser le lissage de la compression -Permettre l'évaporation de la perspiration insensible -Permettre la dissipation de chaleur en excès Etant donné que la pression représente le rapport Force/Surface ou le produit de l'accélération terrestre g par la masse divisé par la surface, pour minimiser la pression moyenne, il importe de maximiser la surface de soutien. La forme de cette dernière doit ainsi tre parfaitement complémentaire à celle de la surface de la personne en contact et envelopper toute la demi-surface inférieure (déclive) de celle-ci.

Pour minimiser la pression maximale, il faut maximiser le lissage de pression. La surface de contact doit donc tre répartie par une matière constituée de particules libres de mouvement entre elles afin qu'elles puissent adapter sans contrainte leur agencement dans l'espace à la forme qu'elles doivent assumer.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'isolement de la composante verticale de 1'effet sustentateur de la pression pneumatique dans les fonctions de matelas et sommier, rendu possible par le dispositif de tiges verticales parallèles placées au travers de trous cylindriques dans plusieurs caissons pressurisés, permet d'éviter la résistance au cisaillement et la tension de surface des parois étanches des autres matelas pneumatiques ou à eau.

L'optimisation du système matelas-sommier par l'intégration de la fonction matelas au sommier (les tiges jouent le rôle du matelas) permet la suppression du matelas monobloc dont la résistance au cisaillement gène I'adaptation à la forme de l'individu.

En effet, un défaut majeur des matelas, par leur résistance au cisaillement, est de gner la fonction de sommier.

L'élimination du matelas épais monobloc permet également de faciliter le transport de la structure.

L'homogénéité de la pression de sustentation selon les deux axes horizontaux, longitudinal et transversal, est obtenue grâce au système de modules indépendants entre eux mais pouvant s'adapter chacun à l'ensemble.

Cette homogénéité s'étendant jusqu'aux marges de la structure, cela permet la liaison de deux ou plusieurs structures adjacentes sans pertes fonctionnelles.

Ces modules pouvant constituer une structure unique ou former des sous-structures de super-modules interconnectés grâce à des tubulures ou joints étanches, permettent une grande versatilité de conformation dimensionnelle ou structurelle.

En effet les modules des moitiés droite et gauche d'un lit peuvent tre déconnectés et créer donc une séparation fonctionnelle selon deux différentes pressions de remplissage des espaces isobares, pour adapter le confort à deux personnes qui ont un poids, ou un rapport poids/taille, très différent.

Inversement on peut réaliser une liaison fonctionnelle de deux petit lits en un grand qui aura les mmes caractéristiques qu'un grand lit d'origine.

Par ailleurs, ce système modulaire permet d'agrandir un lit d'enfant de 70 x 140 cm en un petit lit d'adulte de 90 x 190 cm et ensuite en un plus grand de 140 x 200 cm ou 180 x 200 cm par simple adjonction et connexion de modules, en procédant éventuellement par étapes intermédiaires.

Un sur-module spécial peut inclure un dispositif de réveil pneumatique sous la forme d'une soupape d'échappement dont l'ouverture, commandé par une horloge, fait chuter la pression et partant induit une stimulation des récepteurs cutanés ainsi que un mouvement des articulations perçu par les récepteurs posturaux articulaires et musculo-tendineux, ce qui constitue la seule façon de provoquer le réveil mme durant le sommeil paradoxal.

L'isolement et l'éloignement entre la surface étanche et la peau, rendue possible par le dispositif de la présente invention, évite ainsi l'inconfort du à la perspiration et la transpiration.

La transmission de la force par les tiges mobiles (les pilotis) permet d'éviter le contact de la peau avec une surface imperméable fermée qui rend difficile t'évaporation ou I'absorption de 1'eau de transpiration et perspiration.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la face supérieure du dispositif est rigide et percée de trous dans lesquels sont placés des seringues dont l'extrémité distale, dirigée vers le bas, est reliée à un système de tubulures connectées en réseau avec un bac étanche contenant le fluide, ou la dite face constitue le toit du bac dans le quel se trouvent les seringues, les tiges mobiles étant constituées par les pistons des seringues. Un dispositif de retenue sous forme de vis en travers de la partie haute de la seringue, ou un anneau, évite la sortie des pistons non soumis à une charge.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la densité de tiges est d'au moins 1000 tiges2 et dans certains cas de 2000 tiges/m2.

En effet un des buts recherchés étant d'éviter tout ralentissement de circulation, il faut au moins obtenir une pression de contact entre la peau et la surface de sustentation qui soit inférieure à la pression de fermeture artériolaire voire capillaire.

La fonction qui relie la pression de sustentation à la densité des tiges découle de : <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Nombre de tiges intéressés (avec un plateau supérieur d'appuis de 1 cm de rayon) = = Poids du sujet 80 Kg/ (Pression de fermeture capillaire 250 Kg/m2 x Surface plateau (1I x rayon2 (0. 01m) 2)) = 1019 tiges. <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P>Surface de la projection horizontale du sujet (modélisé par un cylindre horizontal) = = 2 x Racine (Masse/densité 80000 cm3 x Taille 180 cm x Facteur corr. 1.789/z) <BR> <BR> <BR> 5728 cl2<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Densité de tiges/m2 = Nombre de tiges intéressés/Surface de la proj. horiz. = = 1019 tiges/5728 cm2 = 0.1778 tiges/cm2 = > 1778 tiges2 Cette densité de tiges est préconisée pour les conditions exposées précédemment.

A noter cependant qu'au niveau de l'extrémité qui est en contact avec l'utilisateur, les tiges peuvent tre munies d'une pièce forme plane, le plus souvent en forme de disque.

Suivant le diamètre du disque, la densité des tiges ne pourra pas tre supérieure à une certaine valeur.

De manière générale, on utilisera de préférence une densité de tiges d'au moins 1000 tiges/m2.

Dans une configuration particulièrement avantageuse, on choisira une densité de tiges égale ou supérieure à 2000 tiges/m2.

La réduction de la pression de sustentation, obtenue en augmentant la densité de tiges au m2, est rendue possible par le fait que les tiges coulissent directement dans le caisson, ce qui dispense de la nécessité d'installer des pistons et des cylindres, et permet donc de réduire la taille transversale des modules (tige-disque rembourré- butoir-joint étanche). Une telle configuration permet ainsi d'améliorer considérablement le pouvoir d'adaptation à la forme de l'individu.

L'invention sera décrite ci-après au moyens des figures suivantes : La figure 1 représente une vue partielle en coupe d'un dispositif de soutien selon l'invention.

La figure 2 représente une vue globale en coupe d'un dispositif de la figure 1.

La figure 3 montre une vue supérieure (exemple orthogonal) d'un mode de réalisation du dispositif de l'invention.

La figure 4 illustre un lit selon l'invention constitué d'une pluralité de modules La figure 5 montre un groupe de modules La figure 6 illustre plus précisément la manière dont deux modules sont reliés En se référant aux figures 1 et 2, le dispositif comprend un caisson étanche (8) rempli d'un fluide (6), par exemple de l'eau ou de I'air. La face supérieure (5) du caisson est percée d'une pluralité de trous (9) dans lesquels des tiges verticales (1) peuvent coulisser. Chaque trou (9) étant garni d'un joint (2) pour assurer t'étanchéité du caisson (5). L'extrémité supérieure de chaque tige (1), destinée à entrer en contact avec une personne, est munie d'un disque (11) sur lequel vient se fixer un rembourrage (4). L'extrémité inférieure de chaque tige (1) est munie d'un plateau (3) et d'un butoir (10) destiné à entrer en contact avec la paroi inférieure du caisson.

Le rembourrage (4) peut tre en mousse, laine, crin ou coton. L'épaisseur du disque (11) et du rembourrage peut tre de l'ordre de 2 cm.

Le joint (2) n'est pas nécessairement aussi performant que celui des tiges de soupape dans une culasse de moteur puisque les pressions à contenir sont nettement inférieures. Le joint (2) crée également un effet amortisseur qui réduit l'effet balançoire.

La figure 3 illustre une manière de répartir les tiges sur la surface supérieure du caisson.

Le caisson peut tre en métal ou en matériau synthétique, et peut tre multiple, fragmenté en une série de sous-caissons.

La pression est réglée par une pompe et un cylindre d'expansion vertical (non- visibles sur les figures), fermé supérieurement par un piston qui supporte un poids déterminé et interchangeable. La pompe peut tre incluse dans un module spécial, ainsi que le barostat à poids.

Le plateau (3) situé à l'extrémité inférieure de chaque tige vise à empcher cette dernière de sortir du caisson lorsqu'elle n'est pas soumise à une charge.

Outre le butoir (10) mentionné précédemment, le plateau (3) peut également tre muni d'un second butoir, placé sur sa face supérieure, afin d'amortir le contact du plateau (3) avec la surface supérieure (5) du caisson.

Avec une excursion des tiges de 20 cm, on peut espérer obtenir une très bonne adaptation à la forme du dormeur.

Avec une densité de l'ordre de 2000 tiges/m2, une épaisseur de disque et de rembourrage de l'ordre de 2 cm et une personne de 80 kg, on a sensiblement une surface de contact de 1.8 m2, soit 1150 tiges sollicitées. Ceci résulte en une pression de contact avec la personne qui est de l'ordre de 0.022 kg/cm2.

L'épiderme et le derme, ainsi que les autres tissus avoisinant sont ainsi soumis à une pression qui est inférieure à la pression de fermeture des artérioles (qui se situe aux environs de 0.042 kg/cm2) et qui est comparable à la pression de fermeture des capillaires (env. 0.016kg/cm2). Cette configuration résulte donc en une amélioration de l'irrigation. Elie évite des pathologies liées à la stase sanguine tel que le décubitus et la thrombose.

Comme on peut le constater aux figures 4 à 6, le lit est constitué d'une pluralité de modules (12) reliés entre eux par des joints (13).

Dans le cas présent, chaque joint (13) rempli une double fonction. Outre le fait qu'il permet de rendre solidaires deux modules (12) adjacents, il permet, de par sa forme tubulaire, d'acheminer le fluide entre les modules (12). Cette configuration rend possible le maintien d'une pression unique dans l'ensemble du lit, la régulation de cette dernière est d'autant plus facilitée.

II va sans dire que l'invention ne se limite pas aux exemples illustrés précédemment.

La répartition des tiges sur la surface supérieure du caisson peut tre de type hexagonal tels que dans une brosse.