JP2005143251A - 電動アクチュエータ、及び電動ベッド - Google Patents

Abstract

【課題】 位相の異なる少なくとも二相の回転信号に基づきアクチュエータロッドの所定の可動範囲の両端を判別することで、制御に必要な配線数が減少する。
【解決手段】 アクチュエータロッドが引き込み限界に到達すると、一端リミットスイッチ４４はＯＦＦとなり、Ａ相回転信号を遮断する。一方、アクチュエータロッドが伸び出し限界に到達すると、他端リミットスイッチ４６がＯＦＦとなり、Ｂ相回転信号を遮断する。
一端リミットスイッチ４４、他端リミットスイッチ４６による信号を直接検出しなくても、Ａ相、Ｂ相回転信号が遮断されたことを検出することによりアクチュエータロッドの可動範囲の両端を判別する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電動アクチュエータ、及び電動ベッドに関する。

近年、モータの回転動作によってアクチュエータロッドを動かし、被接続部材の位置や体勢を変更する電動アクチュエータが様々な装置に適用されている。

例えば、病院等で使用される電動ベッドでは、背もたれ部、足載せ部、床部など複数の可動部が電動アクチュエータの動作によって位置や体勢を変更する。特許文献１には電動ベッドの複数の可動部の位置や体勢を好適に制御する技術が開示されており、患者等が操作コントローラを操作して背もたれ部の傾き、足載せ部の屈曲、床部の昇降を容易に調節できる。電動ベッドでは各可動部を手動で動作させる必要がなくなるため介護者の労力を軽減でき、患者は体が楽な姿勢に各可動部を調節することで快適なベッド生活を過ごすことができる。

電動ベッドには可動部の位置や体勢を変更する動力源としての電動アクチュエータがあり、電動アクチュエータは可動制御部により制御されている。また、可動制御部には各可動部の位置や体勢をそれぞれ独立して操作できる操作コントローラが接続されている。可動制御部は操作コントローラより可動部の位置や体勢を変更する指示を受けると、指示された可動部を動作させる電動アクチュエータへ駆動指示を出力し、電動アクチュエータのモータを回転させる。モータの回転による動力はリンク機構によってアクチュエータロッドが伸び出し、引き込む動作に変換され、可動部ではアクチュエータロッドが伸び出し、引き込む動作によって位置や体勢を変更する。

また、アクチュエータロッドには伸び出し、引き込む動作ができる可動範囲が予め定められており、所定の可動範囲の一端と他端にはそれぞれリミットスイッチが設けられている。一端、他端に設けられたリミットスイッチはアクチュエータロッドがそれぞれの端部に到達している／到達していないでＯＦＦ（０）／ＯＮ（１）の反転信号を出力する。可動制御部は反転信号によりアクチュエータロッドが所定の可動範囲の一端、他端に到達したと判別すると、モータの回転を停止させる。リミットスイッチにより所定の可動範囲の両端を判別できるため、例えば、電動ベッドの背もたれ部の過剰な傾きを防止でき、適正な可動範囲を設定できる。

さらに、電動アクチュエータは回転センサを備えており、操作コントローラからの指示によりモータが回転すると回転センサによってモータの回転が検出して位相の異なる少なくとも二相の回転信号を可動制御部へ出力する。可動制御部では少なくとも二相の回転信号に基づきモータの回転速度を算出して、回転速度の変化から可動部に発生した異常を判断する。例えば、電動ベッドの背もたれ部を水平方向へ傾ける際に、背もたれ部に毛布等がはさまると、傾ける動作に負荷が発生してモータの回転速度が急激に低下するので、可動制御部は異常が発生したと判断してモータの回転を停止する。
特開平５−１５８６９７号

しかしながら、電動ベッドの可動制御部には、各可動部を制御するため可動部ごとにモータを回転させる通電線、所定の可動範囲の両端を判別する反転信号線、及び回転センサによる回転信号線を接続する必要があり、制御に必要な配線数が多く配線（電気配線並びに配線の取り回しを含む）が煩雑であった。

また、可動制御部では、可動部ごとに所定の可動範囲の両端を判別する反転信号と回転センサの回転信号とを別々に検出する必要があり、安価なＣＰＵでは信号を入力するポート数が足りず、ポート数の多い高価なＣＰＵが必要であった。

本発明は上記事実を鑑み、位相の異なる少なくとも二相の回転信号に基づきアクチュエータロッドの所定の可動範囲の両端を判別することで、制御に必要な配線数が減少する電動アクチュエータ、及び前記電動アクチュエータを用いることで安価なＣＰＵで複数の可動部を制御できる電動ベッドを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、モータの回転による動力が変換部材によってアクチュエータロッドの伸び出し、引き込み動作に変換され、前記アクチュエータロッドが所定の可動範囲内で伸び出し、引き込む電動アクチュエータにおいて、前記モータの回転方向及び回転速度を含む回転状態に応じて位相の異なる少なくとも二相の回転信号を出力する回転信号出力手段と、前記アクチュエータロッドが前記所定の可動範囲の両端に到達したことを検出する可動範囲検出手段と、前記可動範囲検出手段により前記アクチュエータロッドが前記所定の可動範囲の一端に到達したことを検出した場合に、前記回転信号の一方の相を遮断する一端回転信号遮断手段と、前記可動範囲検出手段により前記アクチュエータロッドが前記所定の可動範囲の他端に到達したことを検出した場合に、前記回転信号の他方の相を遮断する他端回転信号遮断手段と、前記遮断された前記回転信号に基づき、前記アクチュエータロッドが前記所定の可動範囲の一端又は他端のいずれかに到達したことを判別する端部判別手段と、前記端部判別手段により前記アクチュエータロッドが前記所定の可動範囲の一端又は他端のいずれかに到達したと判別した場合に、前記モータの回転を停止するモータ停止手段と、を有することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、電動アクチュエータはモータの回転による動力が変換部材によりアクチュエータロッドの伸び出し、引き込み動作に変換され、アクチュエータロッドが所定の可動範囲で伸び出し、引き込む。

回転信号出力手段では、例えば、モータの回転軸にセンサマグネットを設け、回転センサによりモータの回転による磁界の変化を検出して、位相の異なる少なくとも二相の回転信号を出力する。この位相の異なる少なくとも二相の回転信号からモータの回転方向、回転速度を算出できる。

可動範囲検出手段はアクチュエータロッドが伸び出し（又は引き込み）動作により所定の可動範囲の一端に到達したことを検出すると、一端回転信号遮断手段では回転信号の一方の相を例えばスイッチ素子などにより遮断する。一方、可動範囲検出手段はアクチュエータロッドが引き込み（又は伸び出し）動作により所定の可動範囲の他端に到達したことを検出すると、他端回転信号遮断手段では回転信号の他方の相を遮断する。

よって、端部判別手段では回転信号の一方の相が遮断されるとアクチュエータロッドが所定の可動範囲の一端に、他方の相が遮断されるとアクチュエータロッドが所定の可動範囲の他端に到達したと判別できる。モータ停止手段は端部判別手段によりアクチュエータロッドが所定の可動範囲の一端又は他端に到達したと判別すると、モータの回転を停止し、アクチュエータロッドの伸び出し、引き込み動作を停止する。

従って、請求項１の発明によれば、位相の異なる少なくと二相の回転信号が遮断されているかを検出することで、アクチュエータロッドが所定の可動範囲の一端、他端に到達したことを判別できる。また、アクチュエータロッドが所定の可動範囲の一端、他端に到達したときにアクチュエータロッドの動作を停止できる。

請求項２に係る発明は、モータの回転による動力が変換部材によってアクチュエータロッドの伸び出し、引き込み動作に変換され、前記アクチュエータロッドが所定の可動範囲内で伸び出し、引き込む電動アクチュエータにおいて、前記モータの回転方向及び回転速度を含む回転状態に応じて位相の異なる少なくとも二相の回転信号を出力する回転信号出力手段と、前記アクチュエータロッドが前記所定の可動範囲の両端に到達したことを検出する可動範囲検出手段と、前記可動範囲検出手段により前記アクチュエータロッドが前記所定の可動範囲のいずれか端部に到達したことを検出した場合に、前記回転信号の一方の相を遮断する回転信号遮断手段と、前記一方の相の回転信号及び前記モータの回転方向に基づき前記アクチュエータロッドが前記所定の可動範囲の一端又は他端のいずれかに到達したことを判別する端部判別手段と、前記端部判別手段により前記アクチュエータロッドが前記所定の可動範囲の一端又は他端のいずれかに到達したと判別した場合に、前記モータの回転を停止するモータ停止手段と、を有することを特徴とする。

請求項２の発明によれば、電動アクチュエータでは、モータの回転による動力が変換部材によりアクチュエータロッドの伸び出し、引き込み動作に変換され、アクチュエータロッドは、所定の可動範囲で伸び出し、引き込む。回転信号出力手段では、例えば、回転センサによりモータの回転を検出して、位相の異なる少なくとも二相の回転信号を出力する。この位相の異なる少なくとも二相の回転信号からモータの回転方向、回転速度を算出できる。

可動範囲検出手段はアクチュエータロッドが伸び出し又は引き込み動作により所定の可動範囲のいずれか端部に到達したことを検出すると、回転信号遮断手段では回転信号の一方の相を遮断する。

端部判別手段は一方の相の回転信号が遮断されると、遮断されたときのモータの回転方向からアクチュエータロッドが所定の可動範囲の一端、他端のどちらに到達したかを判別する。すなわち、一方の相の回転信号が遮断されたときに、モータの回転方向がアクチュエータロッドを所定の可動範囲の一端へ伸び出す（又は引き込む）方向の場合、アクチュエータロッドが所定の可動範囲の一端に到達したと判別し、モータの回転方向がアクチュエータロッドを所定の可動範囲の他端へ引き込む（又は伸び出す）方向の場合、アクチュエータロッドは所定の可動範囲の他端に到達したと判別する。モータ停止手段は、端部判別手段によりアクチュエータロッドが所定の可動範囲の一端、他端に到達したと判別すると、モータの回転を停止し、アクチュエータロッドの伸び出し、引き込み動作を停止する。

従って、請求項２の発明によれば、一方の相の回転信号のみが遮断される場合でも、遮断されたときのモータの回転方向からアクチュエータロッドが所定の可動範囲の一端又は他端に到達したことを判別できる。また、アクチュエータロッドが所定の可動範囲の一端又は他端に到達したときにアクチュエータロッドの動作を停止できる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記モータ停止手段が、前記回転信号が遮断され、前記端部判別手段により前記アクチュエータロッドが前記所定の可動範囲の一端又は他端のいずれかに到達したと判別した場合に、前記モータを逆方向へ所定量回転させ、前記回転信号の遮断が解除するまで前記アクチュエータロッドを伸び出し、又は引き込むことを特徴とする。

請求項３の発明によれば、アクチュエータロッドがモータの回転による伸び出し、又は引き込み動作により所定の可動範囲の一端又は他端のいずれかに到達した場合に、モータを逆方向へ所定量回転させることで回転信号の遮断が解除され、所定の可動範囲の一端及び他端で停止することが無くなる。また、回転信号の一方の相、他方の相の両方を検出できるため回転信号の遮断を検出して所定の可動範囲の一端、他端をすぐに判別できる。

従って、請求項３の発明によれば、アクチュエータロッドは所定の可動範囲の一端及び他端で停止することが無くなり、所定の可動範囲を越えることを防止できる。

請求項４に係る発明は、前記請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の電動アクチュエータが少なくとも背もたれ部、足載せ部及び床部を含む複数の可動機器の駆動部として適用され、当該電動アクチュエータの駆動制御によって位置や体勢を変更する電動ベッドにおいて、前記複数の可動部の位置や体勢の変更をそれぞれ独立して指示する可動部変更指示部と、前記複数の可動部の前記電動アクチュエータを制御し、可動部変更指示部の変更指示により前記可動部を動作させる可動部集中制御部とを有し、前記可動部の可動範囲の両端と前記電動アクチュエータのモータの回転方向及び回転速度を含む回転状態とを検出する信号線を前記電動アクチュエータの二相の回転信号線のみで構成し、かつ、前記可動部集中制御部で前記各可動部の可動範囲の両端を前記電動アクチュエータの二相の回転信号によって検出すること、を特徴とする。

請求項４の発明によれば、電動ベッドには背もたれ部、足載せ部、及び床部を含む複数の可動部があり、各可動部は請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の電動アクチュエータの動力によって位置や体勢を変更する。また、各可動部の可動範囲の両端は電動アクチュエータのアクチュエータロッドの所定の可動範囲の両端によって定まっている。

電動ベッドには、各可動部の位置や体勢の変更をそれぞれ独立して指示できる可動部変更指示部があり、可動部集中制御部は可動部変更指示部からの指示により各可動部の電動アクチュエータのモータを回転させる。可動部はモータの回転によるアクチュエータロッドの伸び出し、又は引き込みによって動作する。

各可動部の可動範囲の両端と電動アクチュエータのモータの回転状態とを検出する信号線は、二相の回転信号線のみで構成されており、可動部集中制御部では二相の回転信号によって各可動部の可動範囲の両端と電動アクチュエータのモータの回転状態とを検出することができる。すなわち、二相の回転信号により電動アクチュエータのモータの回転速度と回転方向を算出して回転状態を検出し、さらに、回転信号が遮断されたことを検出することで、可動部の可動範囲の両端を判別することができる。

よって、可動部集中制御部では所定の可動範囲の両端を二相の回転信号のみで判別できるため、接続する配線数を減り、信号を入力するポート数も減らすことができる。

ところで、病院等で用いられる電動ベッドでは洗浄液により消毒されるため防水対策が必要である。防水対策が必要な電動ベッドの可動部の動力源に請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の電動アクチュエータを用いると、電動アクチュエータを接続する配線は二相の回転信号線とモータを回転させる通電線となり配線数が減少する。電動アクチュエータへの洗浄液の浸入を防ぐため配線（回転信号線と通電線）を防水チューブで包んだ場合、配線数が減少して配線全体の幅が細くなるため、防水チューブの外径が同じでも防水部分を厚くすることができるため、防水性を高めることができる。

従って、請求項４の発明によれば、電動ベッドは可動部集中制御部に接続される配線数が減るため配線（電気配線並びに配線の取り回しを含む）を容易にすることができ、入力される信号も減るため必要なポート数が減り、ポート数の少ない安価なＣＰＵでも各可動部を制御することができる。

さらに、電動アクチュエータの配線を防水チューブで包んだ場合、防水チューブの防水部分が厚くなり防水性が高まるため、電動ベッドの防水性を高めることができる。

（第１の実施の形態）
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施の形態について説明する。

図１（Ａ）（Ｂ）には、第１の実施の形態の電動アクチュエータ１０の横断面図、下側面断面図が示されている。

電動アクチュエータ１０は、カバーハウジング１２及びこれに固定されたパイプホルダ１４を備えている。パイプホルダ１４の開口側先端部にはカバーキャップ１８が取り付けられており、パイプホルダ１４の内部には、スクリューシャフト２０が収容配置されている。スクリューシャフト２０は軸受２２によって回転自在に支持されており、さらに、一端部にはベベルギヤ２４が設けられている。このベベルギヤ２４は、ベベルギヤ２６に噛み合っており、さらにモータ２８（図１（Ｂ）参照）と連結されたべベルギヤ２７と噛み合っている。よって、スクリューシャフト２０（図１（Ａ）参照）はモータ２８の回転によって軸線周りに回転する。

モータ２８（図１（Ｂ）参照）の回転軸には、センサマグネット４８が取り付けられており、回転方向に沿って２つの回転センサ５０、５２がセンサマグネット４８の磁界を検出できる位置に配置されている。モータ２８の回転に伴ってセンサマグネット４８が回転すると、回転センサ５０、５２はセンサマグネット４８の回転による磁界の変化を検出して位相の異なる二相の回転信号を出力する。モータ２８と回転センサ５０、５２とは制御装置３０（図３参照）に接続されており、制御装置３０によってモータ２８の回転方向は制御される。ここで、回転センサ５０が出力する回転信号をＡ相回転信号、回転センサ５２が出力する回転信号をＢ相回転信号とする。

モータ２８によって回転するスクリューシャフト２０（図１（Ａ）参照）にはナット３２が螺合しており、スクリューシャフト２０の回転によってナット３２がスクリューシャフト２０の軸線方向に移動される。ナット３２には、アクチュエータロッド３４が連結固定されており、スクリューシャフト２０の回転によってナット３２と共にスクリューシャフト２０は軸線方向に沿って移動し、パイプホルダ１４の先端部から伸び出し、又は引き込む。

また、アクチュエータロッド３４とパイプホルダ１４との間のアクチュエータロッド３４の外周には、内蔵チューブ３８が配置されており、カバーキャップ１８の側の先端部には、キャップ４０が取り付けられている。このキャップ４０は、ナット３２がスクリューシャフト２０の軸線方向に沿って移動してカバーキャップ１８に接近しその移動限（換言すれば、アクチュエータロッド３４の最も伸び出した状態）の近傍位置に到達した際に、ナット３２に係合するようになっている。したがって、ナット３２がキャップ４０に係合した状態で更にナット３２が移動すると、ナット３２と共にキャップ４０すなわち内蔵チューブ３８が移動される構成である。

さらに、アクチュエータロッド３４とパイプホルダ１４との間のアクチュエータロッド３４の外周には、スプリング４２が配置されている。スプリング４２は、内蔵チューブ３８の一端部（キャップ４０）に対応して軸線方向に沿って隣接して配置されており、常に内蔵チューブ３８をアクチュエータロッド３４が引き込む方向（カバーハウジング１２の方向）へ付勢している。このため、内蔵チューブ３８は、通常最もカバーハウジング１２内に入り込んだ状態で保持されている。

カバーハウジング１２内には、一端リミットスイッチ４４が配置されている。一端リミットスイッチ４４は、前述したナット３２に係合可能に配置されており、ナット３２と非係合であると作動状態（ＯＮ）となり、ナット３２すなわちアクチュエータロッド３４が引き込み限界（最も引き込んだ状態）（図２（Ａ）参照）に到達してナット３２と係合すると非作動状態（ＯＦＦ）となるため、アクチュエータロッド３４の引き込み限界を検出することができる。一端リミットスイッチ４４はアクチュエータロッド３４の引き込み限界を検出するとＡ相回転信号を遮断する（図３参照）。

また、カバーハウジング１２内（図１（Ａ）参照）には、他端リミットスイッチ４６が配置されている。他端リミットスイッチ４６は、前述した内蔵チューブ３８に係合可能に配置されており、通常は、スプリング４２によって付勢されて最もカバーハウジング１２内に入り込んだ状態で保持されている内蔵チューブ３８に係合して作動状態（ＯＮ）となっている。一方、他端リミットスイッチ４６は、内蔵チューブ３８がスプリング４２の付勢力に抗してアクチュエータロッド３４と共に移動し（図２（Ｂ）参照）、アクチュエータロッド３４が伸び出し限界に到達し、内蔵チューブ３８と非係合となると非作動状態（ＯＦＦ）となり、アクチュエータロッド３４の伸び出し限界（最も伸び出した状態）を検出することができる。他端リミットスイッチ４６はアクチュエータロッド３４の伸び出し限界を検出するとＢ相回転信号を遮断する（図３参照）。

図３には、電動アクチュエータ１０及び制御装置３０の概略構成図が示されている。

制御装置３０は、回転センサ５０、５２より出力された回転信号（Ａ相、Ｂ相回転信号）によってモータ２８の回転状態を判断し、駆動指示信号を出力するＣＰＵ５４と、駆動指示信号を受けモータ２８の回転を制御する通電切替回路５６とから構成されており、制御装置３０は図示しない電源と接続されている。

また、ＣＰＵ５４は、回転センサ５０、５２による回転信号を受ける入力ポート５８と、回転信号に基づきアクチュエータロッド３４の可動範囲の伸び出し限界、引き込み限界を判別する両端判別部６０と、回転信号に基づきモータ２８の回転方向、回転速度、回転した数を算出する回転算出部６２と、モータ２８の回転方向、回転した数に基づきアクチュエータロッド３４の位置を算出するロッド位置算出部６４と、ロッド位置算出部６４で算出したアクチュエータロッド３４の位置を保存する不揮発性メモリ６６と、モータ２８の回転速度の変化から異常を検出する異常検出部６８と、アクチュエータ指示信号を受けモータ２８を回転させる方向を判断するアクチュエータ指示判断部７０と、モータ２８が回転状態を判断し、駆動指示信号を出力するモータ駆動判断部７２と、図示しないＲＡＭ、ＲＯＭ、これらを接続するバスとを備えている。

入力ポート５８は回転センサ５０、５２から出力された回転信号を受け、両端判別部６０と回転算出部６２へ回転信号をそのまま出力する。

両端判別部６０はＡ相、Ｂ相回転信号が遮断されているかを検出し、アクチュエータロッド３４が可動範囲の伸び出し限界、引き込み限界に到達したかを判別する。

アクチュエータロッド３４が引き込み限界に到達すると、上述したように、ナット３２が一端リミットスイッチ４４に係合（図２（Ａ）参照）し、一端リミットスイッチ４４がＯＦＦとなり回転センサ５０（図３参照）が出力するＡ相回転信号が遮断される。両端判別部６０はＡ相回転信号が遮断されたことを検出するとアクチュエータロッド３４が引き込み限界に到達したと判別して、両端判別信号をモータ駆動判断部７２へ出力する。

一方、アクチュエータロッド３４が伸び出し限界に到達すると、上述したように、内蔵チューブ３８が他端リミットスイッチ４６から離間し（図２（Ｂ）参照）、他端リミットスイッチ４６（図３参照）がＯＦＦとなり回転センサ５２が出力するＢ相回転信号を遮断される。両端判別部６０はＢ相回転信号が遮断されたことを検出するとアクチュエータロッド３４が伸び出し限界に到達したと判別して、両端判別信号をモータ駆動判断部７２へ出力する。

回転算出部６２は、位相の異なるＡ相、Ｂ相回転信号に基づいて、モータ２８の回転方向、回転速度、回転した数を算出する。算出した回転方向と回転した数をロッド位置算出部６４へ、回転速度を異常検出部６８へ出力する。

ロッド位置算出部６４は、不揮発性メモリ６６からモータ２８の回転停止時のアクチュエータロッド３４の可動範囲内での位置を読み込み、モータ２８の回転によるアクチュエータロッド３４の移動距離を算出して、モータ２８回転時におけるアクチュエータロッド３４の可動範囲内での位置を求める。

アクチュエータロッド３４（図１（Ａ）参照）と連結固定されているナット３２は、スクリューシャフト２０と螺合しているのでスクリューシャフト２０（図１（Ａ）参照）が一回転すると、スクリューシャフト２０の螺子１ピッチ分の距離を移動する。よって、アクチュエータロッド３４はナット３２に連結固定されているので、ナット３２の移動と共に螺子１ピッチ分の距離を移動することになる。モータ２８とスクリューシャフト２０とはべベルギヤ２４、２６、２７を介して連結されているため、モータ２８の回転した数とスクリューシャフト２０の回転した数には一定の比率がある。よって、ロッド位置算出部６４は、モータ２８の回転した数を一定の比率によってスクリューシャフト２０の回転した数に変換し、スクリューシャフト２０の回転した数と螺子１ピッチ分の距離からアクチュエータロッド３４の移動距離を算出する。ロッド位置算出部６４は、モータ２８の回転停止後、算出したアクチュエータロッド３４の位置を不揮発性メモリ６６に保存する。

不揮発性メモリ６６はロッド位置算出部６４で算出したアクチュエータロッド３４の可動範囲内での位置を保存する。

異常検出部６８は回転算出部６２で算出したモータ２８の回転速度の変化から電動アクチュエータ１０の異常を検出する。回転速度が急激に低下した場合、異常検出部６８は異常が発生したと判断してモータ２８の回転を停止させる異常停止信号を出力する。

アクチュエータ指示判断部７０は、アクチュエータ指示信号を受け、モータ２８を回転させる方向を判断し、回転方向指示信号をモータ駆動判断部７２へ出力する。

モータ駆動判断部７２は、回転方向指示信号を受け、不揮発性メモリ６６からモータ２８停止時のアクチュエータロッド３４の位置を読み込み、モータ２８が指示された回転方向へ回転可能であるか判断する。すなわち、アクチュエータロッド３４が可動範囲の伸び出し限界又は引き込み限界にあり、指示された回転方向へモータ２８を回転させるとアクチュエータロッド３４が可動範囲を越えてしまう場合、回転不可と判断する。モータ２８を回転させても可動範囲を越えない場合は、回転可能と判断して、駆動指示信号を通電切替回路５６へ出力し、モータ２８を指示された回転方向へ回転させる。

また、両端判別部６０より両端判別信号、異常検出部６８より異常停止信号を受けると、モータ２８の回転を停止させる駆動指示信号を出力する。

通電切替回路５６は、モータ駆動判断部７２より駆動指示信号を受け、図示しない電源による通電を行いモータ２８を回転させる。

次に上記第１の実施の形態の作用を説明する。

図８に第１の実施の形態の電動アクチュエータ１０の制御に関するフローチャートを示す。

ＣＰＵ５４は電動アクチュエータ１０を駆動させるアクチュエータ指示信号を受けると、ステップ２００の処理を開始し、ステップ２０２へ移る。

ステップ２０２では、アクチュエータ指示判断部７０において、アクチュエータ指示信号により、アクチュエータロッド３４を伸び出させる指示を受けると、モータ２８をアクチュエータロッド３４が伸び出す方向（以下、伸び出し方向）へ、アクチュエータロッド３４を引き込ませる指示を受けると、モータ２８をアクチュエータロッド３４が引き込む方向（以下、引き込み方向）へ回転させる回転方向指示信号をモータ駆動判断部７２へ出力する。

ステップ２０４では、モータ駆動判断部７２において、不揮発性メモリ６６に保存してあるモータ２８停止時のアクチュエータロッド３４の位置を読み込み、アクチュエータロッド３４の位置と、回転方向指示信号によるモータ２８の回転方向の指示より、モータ２８が回転可能であるかを判断する。すなわち、アクチュエータロッド３４が可動範囲の伸び出し限界であり回転方向の指示が伸び出し方向の場合、可動範囲の引き込み限界であり回転方向の指示が引き込み方向の場合、モータ２８を指示された方向へ回転させるとアクチュエータロッド３４が可動範囲外となるため、判定がＮＯとなりステップ２１８へ移動し処理終了となる。

アクチュエータロッド３４が可動範囲の伸び出し限界であり、回転方向の指示が引き込み方向の場合、可動範囲の引き込み限界であり、回転方向の指示が伸び出し方向の場合、及び可動範囲の伸び出し限界、引き込み限界でない場合は、モータ２８は指示された方向へ回転可能であるため、判定がＹＥＳとなり、モータ２８を回転方向指示信号により指示された方向へ回転させる駆動指示信号を通電切替回路５６へ出力する。

ステップ２０６では、通電切替回路５６において、駆動指示信号で指示された方向へモータ２８を回転させる通電を行いモータ２８を回転させる。モータ２８が回転すると、モータ２８にベベルギヤ２４、２６，２７を介して連結されたスクリューシャフト２０（図１（Ａ）参照）が回転し、アクチュエータロッド３４がナット３２と共に軸線方向に移動する。また、回転センサ５０、５２（図１（Ｂ）参照）はモータ２８の回転に伴って回転するセンサマグネット４８の磁界を検出してＡ相、Ｂ相回転信号を入力ポート５８（図３参照）へ出力する。

ここで、図４に入力ポート５８へ出力されるＡ相、Ｂ相回転信号の波形を示す。

入力ポート５８は出力されたＡ相、Ｂ相回転信号を両端判別部６０及び回転算出部６２へ出力する。回転算出部６２は、Ａ相、Ｂ相回転信号に基づき、モータ２８の回転方向、回転速度、回転した数を算出する。算出したモータ２８の回転方向、回転した数をロッド位置算出部６４へ、回転速度を異常検出部６８へ出力する。

ステップ２０８では、ロッド位置算出部６４において、不揮発性メモリ６６に保存してあるモータ２８の停止時のアクチュエータロッド３４の位置を読み込み、モータ２８の回転方向及び回転した数に基づきモータ２８の回転によるアクチュエータロッド３４の移動距離を算出して、動範囲内でのアクチュエータロッド３４の位置を求める。

ステップ２１０では、両端判別部６０において、Ａ相、Ｂ相回転信号が遮断されているかを検出し、アクチュエータロッド３４が可動範囲の伸び出し限界又は引き込み限界であるかを判別する。

モータ２８の回転によりアクチュエータロッド３４（図２（Ａ）参照）が引き込み限界に到達すると、ナット３２が一端リミットスイッチ４４に係合するため一端リミットスイッチ４４（図３参照）はＯＦＦとなり、Ａ相回転信号を遮断（図４の矢印ｔ１参照）する。

両端判別部６０では、Ｂ相回転信号が検出され、Ａ相回転信号が検出されなくなるとアクチュエータロッド３４が引き込み限界に到達したと判別（ステップ２１０の判定はＹＥＳ）して両端判別信号をモータ駆動判断部７２へ出力する。モータ駆動判断部７２は、両端判別信号を受けると通電切替回路５６へモータ２８を停止させる駆動指示信号を出力する。通電切替回路５６はモータ２８を停止させる駆動指示信号を受けるとモータ２８への通電を停止し、モータ２８の回転を停止する（ステップ２１６）。

一方、アクチュエータロッド３４が伸び出し限界に到達すると、内蔵チューブ３８が他端リミットスイッチ４６から離間（図２（Ｂ）参照）して他端リミットスイッチ４６（図３参照）がＯＦＦとなり、Ｂ相回転信号を遮断する。

両端判別部６０では、Ａ相回転信号が検出され、Ｂ相回転信号が検出されなくなるとアクチュエータロッド３４が伸び出し限界に到達したと判別（ステップ２１０の判定はＹＥＳ）して両端判別信号をモータ駆動判断部７２へ出力し、モータ２８の回転を停止する（ステップ２１６）。

Ａ相、Ｂ相回転信号が両方検出できると、アクチュエータロッド３４が可動範囲の両端では無いため、ステップ２１０の判定がＮＯとなり、ステップ２１２へ移る。

ステップ２１２では、異常検出部６８において、モータ２８の回転速度の急激な変化から異常を検出する。回転速度が急激に低下した場合、異常が発生したと判断し、ステップ２１２の判定をＹＥＳとなり、異常停止信号をモータ駆動判断部へ出力する。

一方、モータ２８の回転速度の急激な変化が無い場合、異常なしと判断し、ステップ２１２の判定がＮＯとなり、ステップ２１４へ移る。

ステップ２１４では、アクチュエータ指示判断部７０において、電動アクチュエータ１０を停止させるアクチュエータ指示信号が入力されたかを判断する。停止するアクチュエータ指示信号の入力が無い場合、判定はＮＯとなりステップ２０６へ移行し、電動アクチュエータ１０の駆動を継続する。停止するアクチュエータ指示信号が入力された場合、判定はＹＥＳとなり、アクチュエータ指示判断部７０はモータ２８の回転停止の回転方向指示信号を出力する。モータ駆動判断部７２は、回転停止の回転方向指示信号を受けると通電切替回路５６へモータ２８を停止させる駆動指示信号を出力する。

ステップ２１６では、通電切替回路５６において、モータ２８を停止させる駆動指示信号を受けモータ２８への通電を停止し、モータ２８の回転を停止する。

また、ロッド位置算出部６４において算出したアクチュエータロッド３４の位置を不揮発性メモリ６６に保存し、ステップ２１８へ移り処理を終了する。

このように、本第１の実施の形態の電動アクチュエータ１０によれば、一端リミットスイッチ４４、他端リミットスイッチ４６による信号を直接検出しなくても、Ａ相、Ｂ相回転信号が遮断されたことを検出することによりアクチュエータロッド３４の可動範囲の両端を判別できる。

よって、アクチュエータロッド３４の可動範囲の両端を回転信号により判別できるため配線数を減り、また、ＣＰＵ５４に接続するポート数も減らすことができる。

なお、モータ２８の回転方向と回転した数によりアクチュエータロッド３４の位置を算出したが、両端判別部６０で検出した結果（伸び出し限界、引き込み限界、伸び出し限界及び引き込み限界以外）を不揮発性メモリ６６に保存してもよい。
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態の特徴は、
アクチュエータロッド３４が伸び出し限界に到達すると、他端リミットスイッチ４６Ａは回転センサ５０が出力するＡ相回転信号を遮断する点、及び回転信号が遮断されると、モータ２８を回転信号が遮断された回転方向と逆の回転方向へ回転させる点にある。

第２の実施の形態の電動アクチュエータ１０は第１の実施の形態で示した図１（Ａ）（Ｂ）と同様の構成であるため、説明を省略する。

図５には、電動アクチュエータ１０及び制御装置３０の概略構成図が示されている。なお、同一符号の個所は第１の実施の形態の図３と同様であるため説明を省略し、異なる部分については符号Ａを付して説明をする。

電動アクチュエータ１０では、他端リミットスイッチ４６Ａがアクチュエータロッド３４の伸び出し限界を検出すると回転センサ５０が出力するＡ相回転信号を遮断する。

ＣＰＵ５４には、両端判別部６０Ａより出力される両端判別信号を受け、逆方向回転指示信号を出力する逆方向回転指示部７４Ａが追加されている。

回転算出部６２Ａは、位相の異なるＡ相、Ｂ相回転信号に基づいて、モータ２８の回転方向、回転速度を算出し、算出した回転方向を両端判別部６０Ａへ、回転速度を異常検出部６８へ出力する。

両端判別部６０Ａは、回転算出部６２Ａにより算出したモータ２８の回転方向及び回転信号に基づき、アクチュエータロッド３４が可動範囲の伸び出し限界、引き込み限界に到達したかを判別する。すなわち、両端判別部６０Ａは、Ａ相回転信号が遮断されたときにモータ２８が伸び出し方向へ回転していると、アクチュエータロッド３４が可動範囲の伸び出し限界に、モータ２８が引き込み方向へ回転していると、アクチュエータロッド３４が可動範囲の引き込み限界に到達したと判別して、両端判別信号を出力する。

逆方向回転指示部７４Ａは、両端判別信号より、アクチュエータロッド３４が可動範囲の伸び出し限界であるとモータ２８を引き込み方向へ、可動範囲の引き込み限界であるとモータ２８を伸び出し方向へ回転させる逆方向回転指示信号を出力する。

モータ駆動判断部７２Ａは、逆方向回転指示信号を受けると、モータ２８を、逆方向回転指示信号で指示された回転方向へ回転させる駆動指示信号を出力する。

次に上記第２の実施の形態の作用を説明する。

図９に第２の実施の形態の電動アクチュエータ１０の制御に関するフローチャートを示す。なお、同一符号の個所は第１の実施の形態の図８と同様であるため説明を省略し、異なる部分については符号Ａを付して説明をする。

ステップ２０６Ａでは、モータ駆動判断部７２Ａ（図５参照）において、回転方向指示信号で指示された回転方向へモータ２８を回転させる駆動指示信号を出し、通電切替回路５６が駆動指示信号で指示された方向へモータ２８を回転させる通電を行い、モータ２８が回転する。モータ２８の回転に伴ってセンサマグネット４８（図１（Ｂ）参照）が回転し、回転センサ５０、５２はＡ相、Ｂ相回転信号を出力する。回転算出部６２Ａ（図５参照）は、Ａ相、Ｂ相回転信号に基づき、モータ２８の回転方向、回転速度を算出し、算出したモータ２８の回転方向を両端判別部６０Ａへ回転速度を異常検出部６８へ出力する。

ステップ２１０Ａでは、両端判別部６０Ａにおいて、モータ２８の回転方向及び回転信号に基づき、アクチュエータロッド３４が可動範囲の伸び出し限界又は引き込み限界に到達したかを判別する。

他端リミットスイッチ４６Ａはアクチュエータロッド３４が伸び出し限界（図２（Ｂ）参照）に到達すると、一端リミットスイッチ４４はアクチュエータロッド３４が引き込み限界（図２（Ａ）参照）に到達するとＡ相回転信号を遮断する。

両端判別部６０では、Ｂ相回転信号が検出でき、Ａ相回転信号が検出できなくなるとＡ相回転信号が遮断されたと判断し、ステップ２１０Ａの判定はＹＥＳとなる。

両端判別部６０Ａでは、Ａ相回転信号が遮断されたときに、モータ２８が伸び出し方向へ回転しているとアクチュエータロッド３４が伸び出し限界、引き込み方向へ回転しているとアクチュエータロッド３４が引き込み限界に到達したと判別して両端判別信号を逆方向回転指示部７４Ａへ出力する。

ステップ２２０Ａでは、逆方向回転指示部７４Ａにおいて、両端判別信号よりアクチュエータロッド３４が伸び出し限界であるとモータ２８を引き込み方向へ、アクチュエータロッド３４が引き込み限界であるとモータ２８を伸び出し方向へ回転させる逆方向回転指示信号を出力する。

モータ駆動判断部７２Ａは、モータ２８を逆方向回転指示信号で指示された回転方向へ回転させる駆動指示信号を通電切替回路５６へ出力し、通電切替回路５６はモータ２８をアクチュエータロッド３４が伸び出し限界、又は引き込み限界に到達した回転方向と逆方向へ回転させる通電を行う。

アクチュエータロッド３４は、モータ２８をアクチュエータロッド３４が伸び出し限界、又は引き込み限界に到達した回転方向と逆方向へ回転させることよって、アクチュエータロッド３４が可動範囲の中間部となり、Ａ相回転信号の遮断が解除される。両端判別部６０ＡはＡ相回転信号の遮断が解除されと両端判別信号の出力を停止し、逆方向回転指示部７４Ａでは両端判別信号の出力が停止すると逆方向回転指示信号の出力を停止する。モータ駆動判断部７２Ａは逆方向回転指示信号の出力が停止すると、モータ２８の回転を停止する駆動指示信号を出力し、モータ２８の回転を停止する（ステップ２１６）。

アクチュエータロッド３４は、モータ２８をアクチュエータロッド３４が伸び出し限界、又は引き込み限界に到達した回転方向と逆方向へ回転させることによって、可動範囲の引き込み限界及び伸び出し限界で停止しなくなる。

このように、本第２の実施の形態の電動アクチュエータ１０は、アクチュエータロッド３４が引き込み限界、又は伸び出し限界に到達してＡ相回転信号が遮断される構成においても、回転信号とモータ２８の回転方向によってアクチュエータロッド３４の可動範囲の両端を判別することができる。

よって、アクチュエータロッド３４の可動範囲の両端を二相の回転信号（Ａ相、Ｂ相回転信号）により判別できるため配線数を減り、また、ＣＰＵ５４に接続するポート数も減らすことができる。

また、アクチュエータロッド３４の引き込み限界又は伸び出し限界を判別した場合、モータ２８を逆の方向へ回転させることで、アクチュエータロッド３４が引き込み限界、及び伸び出し限界で停止しなくなり、回転信号が遮断されたままモータ２８が停止しなくなる。これにより、ＣＰＵ５４はＡ相、Ｂ相回転信号が遮断されたことを検出してアクチュエータロッド３４の可動範囲の両端をすぐに判別でき、誤って可動範囲を越えてしまうことを防止できる。
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。この第３の実施の形態の特徴は、
電動ベッドの可動部の動力に第１の実施の形態で説明した電動アクチュエータ１０を用いた点にある。

図６には、第３の実施の形態の電動ベッド８０の概略側面図が示されている。

この電動ベッド８０には、可動部として背もたれ部８６による傾き調節、足載せ部９０による屈曲調節、及び床部８４Ａの昇降調節があり、各可動部の動力源として電動アクチュエータ１０が用いられている。

電動ベッド８０は、床面に設置される架台８２に対してベッドフレーム８４が平行に配置されている。ベッドフレーム８４の床部８４Ａには背もたれ部８６が設けられており、当該背もたれ部８６の下端部付近がヒンジ８８を介して床部８４Ａに回動可能に連結されている。さらに、背もたれ部８６の下端部には、電動アクチュエータ１０Ａのアクチュエータロッド３４Ａの先端部が連結されている。

ベッドフレーム８４の床部８４Ａには、背もたれ部８６と反対側に足載せ部９０が設けられている。足載せ部９０は二枚の板材９０Ａ、９０Ｂをヒンジ９２により結合されており、屈曲可能に構成されている。また、足載せ部９０のふくらはぎに対応する部位の裏面には短めの連結部材９４が垂下されており、連結部材９４の下端部に電動アクチュエータ１０Ｂのアクチュエータロッド３４Ｂの先端部が連結されている。

ベッドフレーム８４は複数の脚部８４Ｂを備えており、この脚部８４Ｂは架台８２から立設された脚部８２Ａに対して平行に配置されている。双方の脚部８４Ｂ、８２Ａの連結には、側面視で略Ｌ字形状を成す揺動リンク９６が使用されている。具体的には、揺動リンク９６の屈曲部位がベッドフレーム８４の脚部８４Ｂの下端部に相対回転可能に連結されており、更に一方の端部が架台８２の脚部８２Ａの上端部に相対回転可能に連結されている。また、揺動リンク９６の他方の端部同士は、ベッドフレーム８４の床部８４Ａに対して平行に配置された平行リンク９８によって相対回転可能に連結されている。そして、一方の揺動リンク９６の他方の端部側に、電動アクチュエータ１０Ｃの基端部が連結されている。電動アクチュエータ１０Ｃのアクチュエータロッド３４Ｃの先端部は、ベッドフレーム８４の床部８４Ａから垂下された別の連結部材１００の下端部に連結されている。

床部８４Ａの下方には、可動部を制御する電動ベッド制御装置１２０が設けられており、配線（回転信号線と通電線）により電動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃと、電源コードにより図示しないＡＣ電源と接続されている。さらに、電動ベッド制御装置１２０には各可動部を操作する操作コントローラ１２２が接続されており、各可動部の電動アクチュエータ１０は、操作コントローラ１２２による指示によって動作する。

図７には電動ベッド制御装置１２０の概略構成図が示されている。

電動ベッド制御装置１２０は、操作コントローラ１２２による可動部の操作指示を受け、アクチュエータ指示信号を出力する操作ＳＷ信号入力回路１２４と、可動部の電動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃと回転信号線で接続され、回転信号を受ける回転パルス入力回路１２６と、アクチュエータ指示信号に基づき通電切替回路５６へ駆動指示信号を出力するＣＰＵ５４と、電動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのモータ２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃとそれぞれ通電線で接続され、駆動指示信号に基づく通電を行う通電切替回路５６と、ＡＣ電源による交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ１２７と、ＣＰＵ５４へ電力を供給するＣＰＵ電力供給回路１２８とから構成されている。

操作コントローラ１２２には、電動ベッド８０の各可動部の動作を指示する操作スイッチがあり、電動ベッド８０の各可動部を位置や体勢を変更するため操作指示信号を出力する。

操作ＳＷ信号入力回路１２４は操作指示信号を受け、指示を受けた可動部のアクチュエータロッド３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃを伸び出し、又は引き込み動作させるアクチュエータ指示信号をＣＰＵ５４へ出力する。

回転パルス入力回路１２６は、電動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの回転センサ５０Ａ、５２Ａ、５０Ｂ、５２Ｂ、５０Ｃ、５２Ｃから回転信号を受け、ＣＰＵ５４へ回転信号をそのまま出力する。

ＣＰＵ５４は回転信号に基づきモータ２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃの回転方向、回転速度を含む回転状態を検出し、アクチュエータロッド３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃの可動範囲の両端を判別している。また、アクチュエータ指示信号に基づきモータ２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃをアクチュエータロッド３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃが伸び出す方向又は引き込む方向へ回転させる駆動指示信号を通電切替回路５６へ出力する。

通電切替回路５６は、駆動指示信号で指示された方向へモータ２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃを回転させる通電を行う。

次に上記第３の実施の形態の作用を説明する。

操作コントローラ１２２は背もたれ部８６（図６参照）を垂直方向へ傾ける操作スイッチがオンされると、操作ＳＷ信号入力回路１２４（図７参照）へ背もたれ部８６を垂直方向へ傾ける操作指示信号を出力する。操作ＳＷ信号入力回路１２４では操作指示信号により、電動アクチュエータ１０Ａのアクチュエータロッド３４Ａを伸び出し動作させる（図６の矢印Ａ方向）アクチュエータ指示信号をＣＰＵ５４（図７参照）へ出力する。

ＣＰＵ５４は、アクチュエータ指示信号によりアクチュエータロッド３４Ａを伸び出し動作させる指示を受けると、通電切替回路５６へ電動アクチュエータ１０Ａのモータ２８Ａをアクチュエータロッド３４Ａが伸び出す方向へ回転させる駆動指示信号を出力する。

通電切替回路５６は、駆動指示信号の指示によりモータ２８Ａへ通電を行い、モータ２８Ａをアクチュエータロッド３４Ａが伸び出す方向へ回転させる。回転によってアクチュエータロッド３４Ａが図６の矢印Ａ方向に伸び出し、背もたれ部８６がヒンジ８８回りに図６の矢印Ｂ方向へ回動される。

また、アクチュエータロッド３４Ａが伸び出し、背もたれ部８６が適正に使用できる範囲の最大まで垂直方向に傾き、アクチュエータロッド３４Ａが可動範囲の伸び出し限界に到達すると、他端リミットスイッチ４６Ａ（図７参照）はＯＦＦとなり、電動アクチュエータ１０Ａの出力するＢ相回転信号が遮断される。

ＣＰＵ５４では電動アクチュエータ１０Ａの出力するＡ相、Ｂ相回転信号を検出しており、Ｂ相回転信号が検出されなくなると、アクチュエータロッド３４Ａが伸び出し限界に到達したと判別して、通電切替回路５６へ電動アクチュエータ１０Ａのモータ２８Ａの回転を停止させる駆動指示信号を出力する。通電切替回路５６は駆動指示信号によりモータ２８Ａへの通電を停止し、モータ２８Ａの回転を停止させる。モータ２８Ａの回転が停止するとアクチュエータロッド３４Ａ（図６参照）の伸び出し動作も停止し、背もたれ部８６を垂直方向へ傾ける動作も停止する。

一方、操作コントローラ１２２の背もたれ部８６を水平方向へ傾ける操作スイッチがオンされると、操作ＳＷ信号入力回路１２４（図７参照）はアクチュエータロッド３４Ａを引き込み動作させるアクチュエータ指示信号を出力する。

ＣＰＵ５４は、アクチュエータ指示信号によりアクチュエータロッド３４Ａを引き込み動作させる指示を受けると、通電切替回路５６へ電動アクチュエータ１０Ａのモータ２８Ａをアクチュエータロッド３４Ａが引き込む方向へ回転させる駆動指示信号を出力する。

通電切替回路５６は、駆動指示信号の指示によりモータ２８Ａへ通電を行い、モータ２８Ａをアクチュエータロッド３４Ａが引き込む方向へ回転させる。回転によってアクチュエータロッド３４Ａが図６の矢印Ｈ方向に引き込むことで、背もたれ部８６がヒンジ８８回りに図６の矢印Ｉ方向へ回動される。

また、背もたれ部８６が図６の矢印Ｉ方向へ回動して水平となり、アクチュエータロッド３４Ａは可動範囲の引き込み限界に到達すると、一端リミットスイッチ４４Ａ（図７参照）はＯＦＦとなり、電動アクチュエータ１０Ａの出力するＡ相回転信号が遮断される。

ＣＰＵ５４では電動アクチュエータ１０Ａの出力するＡ相回転信号が検出されなくなったことにより、アクチュエータロッド３４Ａが引き込み限界に到達したと判別して、電動アクチュエータ１０Ａのモータ２８Ａの回転を停止させる駆動指示信号を出力する。通電切替回路５６は駆動指示信号によりモータ２８Ａへの通電を停止し、モータ２８Ａの回転を停止させる。モータ２８Ａの回転が停止するとアクチュエータロッド３４Ａ（図６参照）の伸び出し動作も停止し、背もたれ部８６を図６の矢印Ｉ方向へ傾ける動作も停止する。

さらに、操作コントローラ１２２の背もたれ部８６を図６の矢印Ｉ方向へ傾ける操作スイッチがオンされ、背もたれ部８６が図６の矢印Ｉ方向へ回動している際に、背もたれ部８６とベッドフレーム８４との間に毛布がはさまるとモータ２８Ａ（図７参照）の回転に負荷が発生する。ＣＰＵ５４では電動アクチュエータ１０Ａの出力するＡ相、Ｂ相回転信号より算出していたモータ２８Ａの回転速度が負荷により急激に低下すると、異常が発生したと判断してモータ２８Ａの回転を停止させる駆動信号を出力し、背もたれ部８６の動作を停止させる。

他の可動部についても上述した制御と同様である。

足載せ部９０であれば、操作コントローラ１２２の足載せ部９０を屈曲させる操作スイッチがオンされると、操作ＳＷ信号入力回路１２４（図７参照）はアクチュエータロッド３４Ｂを伸び出し動作させる（図６の矢印Ｃ方向）アクチュエータ指示信号出力する。

ＣＰＵ５４は、アクチュエータ指示信号によりアクチュエータロッド３４Ｂを伸び出し動作させる指示を受けると、通電切替回路５６へ電動アクチュエータ１０Ｂのモータ２８Ｂをアクチュエータロッド３４Ｂが伸び出す方向へ回転させる駆動指示信号を出力する。

通電切替回路５６は、駆動指示信号の指示によりモータ２８Ｂへ通電を行い、モータ２８Ｂをアクチュエータロッド３４Ｂが伸び出す方向へ回転させる。回転によってアクチュエータロッド３４Ｂが図６の矢印Ｃ方向へ伸び出し、足載せ部９０がヒンジ９２の回りに図６の矢印Ｄ方向へ回動して屈曲させる。

床部８４Ａの昇降調節であれば、操作コントローラ１２２の床部８４Ａを上昇させる操作スイッチがオンされると、操作ＳＷ信号入力回路１２４（図７参照）はアクチュエータロッド３４Ｃを引き込み動作させる（図６の矢印Ｅ方向）アクチュエータ指示信号出力する。

ＣＰＵ５４は、アクチュエータ指示信号によりアクチュエータロッド３４Ｃを引き込み動作させる指示を受けると、通電切替回路５６へ電動アクチュエータ１０Ｃのモータ２８Ｃをアクチュエータロッド３４Ｃが引き込む方向へ回転させる駆動指示信号を出力する。

通電切替回路５６は、駆動指示信号の指示によりモータ２８Ｃへ通電を行い、モータ２８Ｃをアクチュエータロッド３４Ｃが引き込む方向へ回転させる。回転によってアクチュエータロッド３４Ｃ（図６参照）が図６の矢印Ｅ方向へ引き込む。このため、平行リンク９８を介して一対の揺動リンク９６が時計方向（図６の矢印Ｆ方向）へ揺動される。その結果、ベッドフレーム８４の床部８４Ａが図６の矢印Ｇ方向へ上昇される。

複数の可動部を持つ電動ベッド８０に電動アクチュエータ１０を用いると、ＣＰＵ５４では回転信号線を通して各電動アクチュエータ１０から出力される二相の回転信号（Ａ相、Ｂ相回転信号）によって、各可動部の可動範囲の両端と電動アクチュエータ１０のモータ２８の回転状態を検出することができる。

よって、電動ベッド８０の各可動部を接続する配線は、回転信号線とモータ２８を回転させる通電線となり配線数が減少する。

このように、第３の実施の形態の電動ベッド８０によれば、各可動部をモータ２８を回転させる通電線、及び回転センサ５０、５２による回転信号線によりに制御することができ、複数の可動部を有する電動ベッドで配線を容易にすることができる。

また、ＣＰＵ５４では各可動部ごとに二相の回転信号を検出することで、各可動部の可動範囲の両端と各電動アクチュエータ１０のモータ２８の回転状態を検出できるので、入力ポート数が少ない安価なＣＰＵでも複数の可動部を制御するこができる。

さらに、配線を防水チューブ包んだ場合、配線数が減少して配線全体が細くなるため、外径が同じでも防水チューブでも配線数が減少する方が防水チューブの防水部分を厚くできるため、電動ベッド８０の防水性を高めることができる。

なお、本第３の実施の形態では、電動ベッドに本発明の電動アクチュエータ１０を用いたが、他の防水性が必要な可動部を有する機器の動力源に電動アクチュエータ１０を用いることもできる。例えば、電動開閉屋根、電動開閉窓、電動シャッタなどの開閉部の動力源、衛星通信で用いるパラボラアンテナなど指向性アンテナの方角を変更調節する機器の動力源に用いてもよい。

また、理髪店、美容室などで用いられ、背もたれ部や足載せ部などの可動部を有する電動椅子の動力源として本発明の電動アクチュエータ１０を用いてもよい。

第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの断面図である。 第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの一端、他端検出状態を示す概略断面図である。 第１の実施の形態に係る電動アクチュエータ及び制御装置の概略構成図である。 第１の実施の形態に係るＣＰＵにおいて検出される回転信号の波形図である。 第２の実施の形態に係る電動アクチュエータ及び制御装置の概略構成図である。 第３の実施の形態に係る電動ベッドの概略側面図である。 第３の実施の形態に係る電動ベッド制御装置の概略構成図である。 第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの制御を示したフローチャートである。 第２の実施の形態に係る電動アクチュエータの制御を示したフローチャートである。

符号の説明

１０ 電動アクチュエータ、１２ カバーハウジング、１４ パイプホルダ、１８ カバーキャップ、２０ スクリューシャフト、２２ 軸受、２４ ベベルギヤ、２６ ベベルギヤ、２７ べベルギヤ、２８ モータ、３０ 制御装置、３２ ナット、３４ アクチュエータロッド、３８ 内蔵チューブ、４０ キャップ、４２ スプリング、４４ 一端リミットスイッチ、４６ 他端リミットスイッチ、４８ センサマグネット、５０ 回転センサ、５２ 回転センサ、５４ ＣＰＵ、５６ 通電切替回路、５８ 入力ポート、６０ 両端判別部、６２ 回転算出部、６４ ロッド位置算出部、６６ 不揮発性メモリ、６８ 異常検出部、７０ アクチュエータ指示判断部、７２ モータ駆動判断部、７４ 逆方向回転指示部、８０ 電動ベッド、８２ 架台、８２Ａ 脚部、８４ ベッドフレーム、８４Ｂ 脚部、８４Ａ 床部、８６ 背もたれ部、８８ ヒンジ、９０ 足載せ部、９０Ａ 板材、９０Ｂ 板材、９２ ヒンジ、９４ 連結部材、９６ 揺動リンク、９８ 平行リンク、１００ 連結部材、１２０ 電動ベッド制御装置、１２２ 操作コントローラ、１２４ 操作ＳＷ信号入力回路、１２６ 回転パルス入力回路、１２７ ＡＣ／ＤＣコンバータ、１２８ ＣＰＵ電力供給回路

Claims (4)

1. モータの回転による動力が変換部材によってアクチュエータロッドの伸び出し、引き込み動作に変換され、前記アクチュエータロッドが所定の可動範囲内で伸び出し、引き込む電動アクチュエータにおいて、
   前記モータの回転方向及び回転速度を含む回転状態に応じて位相の異なる少なくとも二相の回転信号を出力する回転信号出力手段と、
   前記アクチュエータロッドが前記所定の可動範囲の両端に到達したことを検出する可動範囲検出手段と、
   前記可動範囲検出手段により前記アクチュエータロッドが前記所定の可動範囲の一端に到達したことを検出した場合に、前記回転信号の一方の相を遮断する一端回転信号遮断手段と、
   前記可動範囲検出手段により前記アクチュエータロッドが前記所定の可動範囲の他端に到達したことを検出した場合に、前記回転信号の他方の相を遮断する他端回転信号遮断手段と、
   前記遮断された前記回転信号に基づき、前記アクチュエータロッドが前記所定の可動範囲の一端又は他端のいずれかに到達したことを判別する端部判別手段と、
   前記端部判別手段により前記アクチュエータロッドが前記所定の可動範囲の一端又は他端のいずれかに到達したと判別した場合に、前記モータの回転を停止するモータ停止手段と、
   を有することを特徴とする電動アクチュエータ。
2. モータの回転による動力が変換部材によってアクチュエータロッドの伸び出し、引き込み動作に変換され、前記アクチュエータロッドが所定の可動範囲内で伸び出し、引き込む電動アクチュエータにおいて、
   前記モータの回転方向及び回転速度を含む回転状態に応じて位相の異なる少なくとも二相の回転信号を出力する回転信号出力手段と、
   前記アクチュエータロッドが前記所定の可動範囲の両端に到達したことを検出する可動範囲検出手段と、
   前記可動範囲検出手段により前記アクチュエータロッドが前記所定の可動範囲のいずれか端部に到達したことを検出した場合に、前記回転信号の一方の相を遮断する回転信号遮断手段と、
   前記一方の相の回転信号及び前記モータの回転方向に基づき前記アクチュエータロッドが前記所定の可動範囲の一端又は他端のいずれかに到達したことを判別する端部判別手段と、
   前記端部判別手段により前記アクチュエータロッドが前記所定の可動範囲の一端又は他端のいずれかに到達したと判別した場合に、前記モータの回転を停止するモータ停止手段と、
   を有することを特徴とする電動アクチュエータ。
3. 前記モータ停止手段が、前記回転信号が遮断され、前記端部判別手段により前記アクチュエータロッドが前記所定の可動範囲の一端又は他端のいずれかに到達したと判別した場合に、前記モータを逆方向へ所定量回転させ、前記回転信号の遮断が解除するまで前記アクチュエータロッドを伸び出し、又は引き込むことを特徴とする前記請求項１又は請求項２記載の電動アクチュエータ。
4. 前記請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の電動アクチュエータが少なくとも背もたれ部、足載せ部及び床部を含む複数の可動機器の駆動部として適用され、当該電動アクチュエータの駆動制御によって位置や体勢を変更する電動ベッドにおいて、
   前記複数の可動部の位置や体勢の変更をそれぞれ独立して指示する可動部変更指示部と、
   前記複数の可動部の前記電動アクチュエータを制御し、可動部変更指示部の変更指示により前記可動部を動作させる可動部集中制御部とを有し、
   前記可動部の可動範囲の両端と前記電動アクチュエータのモータの回転方向及び回転速度を含む回転状態とを検出する信号線を前記電動アクチュエータの二相の回転信号線のみで構成し、かつ、前記可動部集中制御部で前記各可動部の可動範囲の両端を前記電動アクチュエータの二相の回転信号によって検出すること、
   を特徴とする電動ベッド。

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