JP2008220603A - 電動ベッド及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被介護者の身体的属性及びマットレス属性が異なる場合でも、確実に、被介護者がベッド上でずれてしまうことを防止し、被介護者に腹部及び胸部の圧迫感を与えることを防止することができる電動ベッド及びその制御方法を提供する。
【解決手段】制御部は、背ボトムの持ち上がり角度である背角度α及び膝ボトムの持ち上がり角度である膝角度βが予め設定されたパターンに沿って変化するように駆動部を制御する。この制御部は、（α、β）座標における各ボトムが水平状態である座標点（０、０）と背ボトムが起き上がった座標点（α_０、β_０）との間を複数の点で結ぶパターンを複数個格納する記憶部と、この記憶部の複数個のパターンから一つを選択する選択部と、この選択部により選択されたパターンに従って前記背角度α及び前記膝角度βが変化するように前記駆動部を制御する演算部とを有する。
【選択図】図２１

Description

本発明は、介護用ベッド等において、ベッドの背の部分を電動で起こすことができる電動ベッドに関し、特に、患者等の被介護者が横たわった状態で、被介護者がずれたり、圧迫感を感じたりすることなく、背の部分を起こすことができる電動ベッド、その制御方法及び制御装置に関する。

高齢化社会において、寝たきりの患者が増加しているが、医療上又は食事をとるために、又はテレビ鑑賞若しくは読書等のために、患者の上半身をベッド上で起こす必要がある。そこで、ベッドの背ボトム及び膝ボトムを電動で起こしたり、下げたりすることができる電動ベッドが開発されている。しかし、電動ベッドを背上げ、背下げをすることによって、患者の身体にずれが生じたり、力がかかる。その結果、筋肉と皮膚との間にずれを生じ、筋肉から皮膚に向かう細い血管が引き延ばされて血管の閉塞又は血行障害を起こしやすくなり、皮膚に障害が発生する。また、背上げ及び背下げにより、位置がずれた寝たきりの患者の身体を、介護者がもとの位置に戻すことは、患者が自力で動くことができないため、介護者にとって極めて大きな負担となる。

また、寝たきりではないにしても、ベッドから車椅子に移る際に、ベッド上の患者の上半身を起こすことにより、ベッド上で座位の姿勢をとることが容易になり、そのまま車椅子に移りやすくなる。この場合も、患者の上半身を起こす際に、身体にずれが生じたり、力がかからないことが好ましい。

そこで、背上げ及び膝上げが可能な電動ベッドにおいて、電動による背上げ動作と膝上げ動作のタイミングを変えたり、背ボトムと膝ボトムとの間の角度が必要以上に狭くならないようにして、より使い勝手がよいベッドとした背膝連動制御方法が開示されている（特許文献１）。

特開２００１−３７８２０号公報 特許第３７０７５５５号

しかしながら、この公報に記載の従来技術は、背上げ及び膝上げの動作を独立に制御することができるものであるが、基本的には、背上げと、膝上げとの操作を個別に行うものである。即ち、操作者（介護者）により、背上げの開始及び停止の操作と、膝上げの開始及び停止の操作がなされる。このため、背上げにより患者がずれてしまわないように、膝ボトムを２０〜３０°上げた後、背ボトムを上げる操作をするが、この従来技術は、初期の目的は達成できたものの、このような操作を介護者がしても、それが介護者の主観的な操作である以上、必ずしも十分に背上げ時のずれを防止できるものではなかった。また、背上げ操作及び背下げ操作において、患者が圧迫感を感じることを確実に防止できるものではなかった。

そこで、本発明者は、背角度と膝角度とを所定のパターンに沿って変化させることにより、介護者の主観によらず、患者が圧迫感を感じることなく、背上げ及び背下げ動作することができる電動ベッドを提案し、特許出願して特許された（特許文献２）。この発明は、その所期の目的は達成したものの、患者には、身長差等の身体上の相違点があり、また、ベッド自体にも、マットレスの厚さ等において、差がある。従って、このような身体属性及びマットレス属性等が相違した場合に、必ずしも、最適のパターンで背上げ操作及び背下げ操作を行うことができるものではなかった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、背ボトムを起き上げるとき（背上げ操作）、及び背ボトムを寝かせる（背下げ操作）ときに、操作者である介護者の主観によらず、且つ、被介護者の身体的属性及びマットレス属性が異なる場合でも、確実に、被介護者がベッド上でずれてしまうことを防止し、また、この操作に際し、被介護者に腹部及び胸部の圧迫感を与えることを防止することができ、被介護者及び介護者の負担を軽減することができる電動ベッド及びその制御方法を提供することを目的とする。

本発明に係る電動ベッドは、背ボトムと、膝ボトムと、前記背ボトム及び前記膝ボトムを上下揺動させる駆動部と、前記背ボトムの水平状態からの持ち上がり角度である背角度α及び前記膝ボトムの水平状態からの持ち上がり角度である膝角度βが予め設定されたパターンに沿って変化するように前記駆動部を制御する制御部とを有し、この制御部は、（α、β）座標における各ボトムが水平状態である座標点（０、０）と背ボトムが起き上がった座標点（α_０、β_０）との間を複数の点で結ぶパターンを複数個格納する記憶部と、この記憶部の複数個のパターンから一つを選択する選択部と、この選択部により選択されたパターンに従って前記背角度α及び前記膝角度βが変化するように前記駆動部を制御する演算部とを有することを特徴とする。

また、本発明に係る電動ベッドの制御方法は、上下揺動する背ボトム及び膝ボトムを有する電動ベッドにおける前記背ボトム及び膝ボトムの揺動制御方法において、前記背ボトムの水平状態からの持ち上がり角度である背角度α及び前記膝ボトムの水平状態からの持ち上がり角度である膝角度βが予め設定されたパターンに沿って変化するように前記背ボトム及び膝ボトムを駆動し、前記α及びβの組み合わせを（α、β）座標により現した場合に、背ボトム及び膝ボトムが水平状態である（０，０）と背ボトムが起き起き上がった座標点（α０，β０）との間を複数の点で結ぶパターンを複数個用意し、これらの複数個のパターンから一つを選択してこの選択されたパターンに従って前記背角度α及び膝角度βが変化するように前記背ボトム及び膝ボトムの揺動を制御することを特徴とする。

これらの電動ベッド及びその制御方法において、前記複数個のパターンは、例えば、身長等のベッド利用者の身体属性毎に異なるものであるか。マットレスの種類及び特性等のマットレスのマットレス属性毎に異なるものであるか、又は、前記背ボトムが起き上がった座標点（α_０、β_０）が異なるものであり、また、これらを組み合わせたものである。

本発明によれば、複数個のパターンが用意されていて、このパターンからその被介護者又は寝具に最適のパターンを選択してこの最適パターンに合わせて背ボトム及び膝ボトムの揺動を制御するので、背ボトムを起き上げるとき、及び背ボトムを寝かせるときに、操作者である介護者等の主観に拘わらず、常に最適のパターンで背ボトム及び膝ボトムを動作させることができ、これにより、確実に、被介護者がベッド上でずれてしまうことを防止し、被介護者に腹部及び胸部の圧迫感を与えることを防止することができ、被介護者及び介護者の負担を軽減することができる。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態について、具体的に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電動ベッドを示す斜視図、図２はこの電動ベッドの背ボトム、膝ボトム及び足ボトムと、それらの間の湾曲部とを示す平面図、図３は同じくその正面図、図４は背ボトムが水平の場合の背上げ装置を示す正面図、図５は背ボトムを上げた場合の背上げ装置を示す正面図、図６は膝ボトムが水平の場合の膝上げ装置を示す正面図、図７は膝ボトムを上げた場合の膝上げ装置を示す正面図、図８乃至図１８は電動ベッドの動作を示す斜視図である。

図１乃至図３に示すように、本実施形態の電動ベッド１は、背ボトム２、背湾曲部３、腰ボトム４、膝ボトム５、膝湾曲部６及び足ボトム７がこの順に連結されている。背ボトム２と腰ボトム４とは、湾曲可能の背湾曲部３により連結されており、膝ボトム５と足ボトム７とは、同様に湾曲可能の膝湾曲部６により連結されている。腰ボトム４は固定されている。背ボトム２はその頭部側先端が持ち上がるように回動すると共に、水平に戻るように逆回動し、この背湾曲部３側を中心として揺動する。膝ボトム５はその膝湾曲部６側先端が持ち上がるように回動すると共に、水平に戻るように逆回動し、この腰ボトム４側を中心として揺動する。背湾曲部３及び膝湾曲部６は、多数の棒材を相互に平行にすだれ状に配置し、各棒材間の間隔を変動可能に各棒材を相互に連結したものであり、背湾曲部３及び膝湾曲部６の全体で棒材の連結方向に延び縮みすると共に、各棒材の連結方向に連続的に且つ滑らかに湾曲する。また、操作ボックス１１には、背上げ操作又は背下げ操作を指示するためのスイッチの押しボタンが装着されている。更に、足ボトム７の下方には、電動ベッド１の動作を制御する制御装置を格納した制御ボックス１２が設置されており、操作ボックス１１からの指令信号が入力される。

なお、電動ベッド１は、上述の背ボトム２等を支持するフレームが、アクチュエータ（いずれも図示せず）により上下動するようになっており、これにより、ベッドの高さを調節することができるようになっている。

図２及び図３に示すように、これらの背ボトム２、背湾曲部３、腰ボトム４、膝ボトム５、膝湾曲部６及び足ボトム７の下方には、背ボトム２を上げるための背上げ装置２０と、膝ボトム５を上げるための膝上げ装置４０が設置されている。

図４及び図５に示すように、背上げ装置２０においては、ベッドの長手方向に延びる１対の平行な支持棒２１が背ボトム２の下面に固定されて、この背ボトム２を支持している。また、同様にベッドの長手方向に延びる１対の平行な第１リンク２３が固定支点Ｆ１を中心として回転可能に設けられている。そして、この第１リンク２３の先端と、支持棒２１の腰ボトム４側の部分とが、移動支点Ｍ１により連結されている。また、第２リンク２４が固定支点Ｆ２を中心として回転可能に設けられており、この第２リンク２４の先端は、支持棒２１における移動支点Ｍ１より更に腰ボトム４側の部分に移動支点Ｍ３を介して連結されている。支持棒２１にはその腰ボトム４側の位置に、下方に突出する突部２２が設けられており、この突部２２の先端には、移動支点Ｍ２を介して第３リンク２５が連結されている。この第３リンク２５は背上げ用のアクチュエータ２８のピストンロッド２７に移動支点Ｍ４を介して連結されており、更に、腰ボトム４には第４リンク２６が固定支点Ｆ３を介して回転可能に支持されていて、第４リンク２６の先端は、第３リンク２５とピストンロッド２７との連結点である移動支点Ｍ４に連結されている。なお、アクチュエータ２８はその後端が固定支点Ｆ６に回転可能に支持されており、ピストンロッド２７の進出待避方向が若干水平からずれることを許容するようになっている。

図６及び図７に示すように、膝上げ装置４０においては、膝ボトム５の下面に支持部４１が固定されており、足ボトム７の下面に支持部４２が固定されている。膝ボトム５と腰ボトム４との間は固定支点Ｆ４により相互に回転可能に連結されている。腰ボトム４は固定されているので、膝ボトム５は固定支点Ｆ５を介して揺動する。支持部４１は足ボトム７側に延出し、支持部４２は膝ボトム５側に延出している。そして、支持部４１と支持部４２との相互に近接する部分は、膝湾曲部６の下方の移動支点Ｍ５により相互に連結されている。膝ボトム５及び足ボトム７が水平の状態で、図６に示すように、支持部４１及び支持部４２は膝湾曲部６から離れ、膝ボトム５が立ち上がった状態で、図７に示すように、支持部４１及び支持部４２がその上縁が弧を描くように湾曲し、同様に湾曲した膝湾曲部６を下方から支持するようになっている。固定支点Ｆ５には、第５リンク４３が回転可能に軸支されており、この第５リンク４３の先端には、足ボトム７の先端側の部分が、移動支点Ｍ７を介して連結されている。支持部４１における支持部４２の反対側の部分４４は、腰ボトム４側に延出し、この部分４４の先端は、膝上げ用アクチュエータ４５のピストンロッド４６に移動支点Ｍ６を介して連結されている。なお、アクチュエータ４５はその後端が固定支点Ｆ７に回転可能に支持されており、ピストンロッド４６の進出待避方向が若干水平からずれることを許容するようになっている。

なお、本明細書において、固定支点とは、支点の位置が移動せず固定されていることを意味し、この固定支点に軸支されたリンク自体は固定支点に対して回転可能である。なお、固定支点は前述の背ボトム２等を支持するフレームに対して固定されており、フレーム全体が昇降してベッドの高さが変化する場合には、それと共に、昇降する。また、移動支点は、支点自体がリンクの回動により移動するものである。

アクチュエータ２８，４５は、モータを内蔵し、このモータの正逆回転により、ピストンロッド２７、４６を進出させ、又は待避移動させる。このアクチュエータ２８，４５は、制御ボックス１２内の制御装置（図２に図示せず）により制御されている。操作ボックス１１のスイッチの押下により出力された信号は、シリアル通信方式で、この制御ボックス１２内の制御装置に入力される。

図１９は、この制御装置６０の構成を示すブロック図である。操作ボックス１１から入力されたスイッチのオン・オフ信号は、制御装置６０の入力部６１に入力された後、制御部６２に入力される。また、電源電流は整流部６３に入力され、５Ｖの直流電流に変換されて、チョッパ回路６４及び制御部６２に供給される。制御部６２はチョッパ回路６４に各アクチュエータの駆動のための制御信号を出力する。

前述のベッドの高さを調節するアクチュエータ（図示せず）に内蔵されたモータ６８と、背上げ装置２０のアクチュエータ２８の内蔵モータ６９と、膝上げ装置４０のアクチュエータ４５の内蔵モータ７０とに対し、チョッパ回路６４は、パルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）された信号を出力し、この制御信号は、夫々リレー６５，リレー６６及びリレー６７を介して、夫々モータ６８，モータ６９及びモータ７０に出力される。このチョッパ回路６４の出力信号は制御部６２にも入力され、制御信号が制御部６２にフィードバックされる。また、制御部６２からの制御信号は各リレー６５，６６，６７に入力され、リレー６５，６６，６７のオン・オフを制御する。ベッドの昇降用アクチュエータのピストンロッドの位置（進出待避位置）を検出するセンサ７１、背上げ装置２０のアクチュエータ２８のピストンロッド２７の位置（進出待避位置）を検出するセンサ７２、膝上げ装置４０のアクチュエータ４５のピストンロッド４６の位置（進出待避位置）を検出するセンサ７３の検出信号は制御部６２に入力されている。センサ７１乃至７３は、ピストンロッドの位置を検出するものである。このようにピストンロッドの位置を検出する方法としては、例えば、ピストンロッドの進出退入に伴い変化する抵抗を測定するポテンショメータと、モータ回転量を検出し、又はモータの回転速度を所定値に制御しこのモータ回転速度に動作時間を積算してモータ回転量を求め、これによりピストンロッドの位置を検出するものとがある。モータ回転量を検出するセンサとしては、モータ回転軸等の運動機構にスリット円板を取付け、発光ダイオードからの光がスリット円板で遮られたり通過することで、回転角度又は回転数を計測するもの、ホール素子を利用して磁気的に回転数を検出するもの、モータの回転に伴い変化する抵抗を測定するポテンショメータがある。更に、モータの回転速度を制御するセンサとしては、モータの回転に伴う逆起電圧を検出して電力制御することによりモータを一定速度で回転させ、この回転速度で回転した動作時間を積算してモータ回転量を求めるもの、モータにタコジェネレータ（発電機）を連結し、発生電圧を検出してモータを一定速度で回転するように電力制御し、この回転速度で回転した動作時間を積算してモータ回転量を求めるものがある。

制御部６２は、記憶部８１、選択部８３及び演算部８２を含み、記憶部８１には、背上げ及び背下げの複数個のパターンが記憶されている。このパターンデータは、予めＲＯＭ（Read Only Memory）に格納しておいても良いし、ＲＡＭ(Random Access Memory)に記憶させ、そのデータを外部から更新できるようにしておいてもよい。

この複数個のパターンは、被介護者の身長等の身体的特性、マットレスの種類及び特性等のマットレスの特性、又は背上げ動作で到達すべき最終目標点（α_０，β_０）の相違により、異なるパターンであり、各特性に合わせた最適のパターンである。又は、被介護者の嗜好に合わせた最適のパターンである。

例えば、マットレスの特性に応じて最適のパターンが複数種類記憶部に格納されている。このマットレスの特性は、マットレスの厚さ、及び反発性等の特性であり、これらの特性が異なる毎に、夫々に最適の動作パターンが記憶部８１に格納される。

これらの動作パターンは、被介護者の身体的特性毎に、異なるものにしてもよく、この身体的特性として、例えば、ベッド利用者の身長（１４０ｃｍ代、１５０ｃｍ代、１６０ｃｍ代、１７０ｃｍ代、１８０ｃｍ代等）に分けて最適な動作パターンを設けることができる。また、体重毎に最適なパターンを設けてもよいし、ＢＭＩ（Body Mass Index）毎に最適な動作パターンを設けてもよい。更には、股関節の可動域（角度）等の関節可動域（ＲＯＭ）毎に最適なパターンを設けてもよい。更に、この複数個のパターンは、被介護者の嗜好に合わせて異なるパターンを設定することもできる。この場合に、例えば、背角度α_０は最大７５°とし、そのときの膝角度β_０を０°、１０°、１５°に設定して、その最後の姿勢になるまでの最適な動作パターンを、被介護者の嗜好に合わせて複数種類設定する。この嗜好に合わせた最適パターンは、調査のｎ数（調査対象人数）を多数にすることにより、好みの動作パターンも数種類のパターンに集約される。

図２０及び図２１はこの記憶部に記憶された複数個のパターンを示すグラフ図である。図２０は、この２０名の被介護者の嗜好のパターンを求め、統計的に処理した結果を示すグラフ図である。２０名の被験者であっても、その嗜好に合わせて好ましいと感じられたものは、これらの４パターンに集約される。この図２０に示すパターンを、電動ベッドで実現できるパターンに近似させたのが、図２１に示すパターンである。この図２１に示すパターンを、背角度α及び膝角度βの座標（α、β）で表現して、記憶部８１に記憶させる。例えば、図２１の第１のパターンにおいては、（０，０）、（１５，０）、（３５，１５）、（４５，１５）、（７５，７）の５座標点で、このパターンを表現することができる。

背角度αは、背ボトム２が水平方向に対してなす角度であり、膝角度βは、膝ボトム５が水平方向に対してなす角度である。この背角度αはアクチュエータ２８のピストンロッド２７の位置から幾何学的に算出され、膝角度βはアクチュエータ４５のピストンロッド４６の位置から幾何学的に算出される。そこで、これらのアクチュエータ２８，４５のピストンロッド２７，４６の位置と夫々背角度α及び膝角度βとの間の関係を予め幾何学計算により求め、これらの関係を対応表にしておき、この対応表のデータを、記憶部８１に記憶しておく。そして、演算部８２はセンサ７２，７３から入力された各アクチュエータ２８，４５のピストンロッドの位置検出結果から、夫々背角度α及び膝角度βを記憶部８１に記憶された対応表から読み出し、背角度α及び膝角度βを把握する。そして、演算部８２は、この背角度α及び膝角度βと、図２０又は図２１に示すパターンとを比較し、背角度α及び膝角度βの測定結果が前記パターンと一致するように、リレー６５〜６７に対して制御信号を出力する。

動作パターンは、前述のごとく、背角度αと膝角度βとにより構成される座標系（α、β）により表現され、複数個のパターンが記憶部８１に格納される。そして、被介護者の身長、マットレスの厚さ、被介護者の嗜好等に応じて、制御部６２の選択部８３を介して、記憶部８１から最適のパターンを選択し、このパターンを演算部８２に設定する。なお、背ボトム２を上げる上げパターンと、背ボトム２を下げる下げパターンとは、異なるものにすることができる。

パターンの選択部８３は、電動ベッドの手元スイッチの裏面又は側面に設けた切替スイッチとしてもよく、１ボタンで押す都度、違うパターンが順次選択されるものでもよく、各パターン毎に専用のボタンを設けてもよい。また、電動ベッドのコントロールボックスに、切替ボタンを設置してもよい。更に、外部端末でパターンを切り替えることとしてもよい。ナースステーション等に切替装置を設け、通信（又はローカルエリアネットワークＬＡＮ）を介して、リモートコントロールで、電動ベッドの昇降パターンを切り替えることとしてもよい。また、この通信又はＬＡＮで直接パターン切替信号を送信する代わりに、被介護者の身長等を、その被介護者用のベッドに送信し、選択部８３を介して、パターンを選択するようにしてもよい。更に、ベッド上に横たわった被介護者の身長を、画像センサ、又は光電センサにより計測し、選択部８３がこの計測結果を基にパターンを選択することとしてもよい。更にまた、ベッド上の被介護者の体重をベッドに設けたロードセル等により計測し、この計測結果を基に、選択部８３がパターンを選択することとしてもよい。また、マットレスにＩＣタグ等の情報媒体を設置し、これをベッドに設けたセンサーが読み取ることとしてもよい。更に、このＩＣタグを被介護者に設置してもよい。

次に、このように構成された電動ベッドの動作について説明する。先ず、選択部８３により、記憶部８１に格納されたパターンから、被介護者の身体的特性、マットレスの特性又は被介護者の嗜好により、最適なパターンを選択し、これを演算部８２に設定する。そして、図４の水平状態から、図５に示すように、アクチュエータ２８を動作させて、ピストンロッド２７を進出させると、固定支点Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は移動しないので、第４リンク２６が時計方向に回動し、第３リンク２５が背ボトム２の支持部２１の突部２２を時計方向に回転させようとする。支持部２１には、固定支点Ｆ１，Ｆ２に軸支された第１リンク２３及び第２リンク２４が夫々移動支点Ｍ１及び移動支点Ｍ３で連結されているので、長寸の第１リンク２３と短寸の第２リンク２４との共同作用により、背ボトム２は２点Ｍ１，Ｍ３を回動中心として起き上がるように回動することができる。従って、アクチュエータ２８の作動により、ピストンロッド２７が前進（進出）移動すると、第３リンク２５が支持部２１の突部２２を押し、これにより、支持部２１及び背ボトム２が２点を回転中心として時計方向に回動する。背ボトム２は図５に示すように立ち上がり、背ボトム２と固定された腰ボトム４との間は背湾曲部３（図５に図示せず）により滑らかに湾曲する。

一方、アクチュエータ２８のピストンロッド２７を待避移動させると、第３リンク２５が突部２２を引張り、支持部２１及び背ボトム２が水平状態に戻る。これにより、図４に示すように、背ボトム２と、背湾曲部３及び腰ボトム４が水平状態に戻る。

膝上げ装置４０においては、図６に示すように、アクチュエータ４５のピストンロッド４６が進出した状態で、膝ボトム５、膝湾曲部６及び足ボトム７が水平状態にある。そして、図７に示すように、アクチュエータ４５のピストンロッド４６を退入させることにより、固定支点Ｆ４を中心として、膝ボトム５及び支持部４１が反時計方向に回動する。これにより、膝ボトム５が立ち上がる。この場合に、膝ボトム５は支持部４１及び支持部４２を介して足ボトム７に連結されており、足ボトム７は固定支点Ｆ５に連結された第５リンク４３に連結されている。よって、膝ボトム５が立ち上がると、支持部４２が持ち上がり、後方部分を第５リンク４３に連結された足ボトム７が移動支点Ｍ５、Ｍ７で回転可能に支持されながら、上方に移動する。このとき、膝ボトム５と足ボトム７との間は、膝湾曲部６により連結されており、この膝湾曲部６の下部は支持部４１，４２により支持されていて、膝湾曲部６は支持部４１及び支持部４２の上縁の包絡線に沿って、滑らかに湾曲している。

このような背上げ動作及び背下げ動作は、相互に連動して同時に進行し、図８乃至図１８に示すような態様で背ボトム２及び膝ボトム５（足ボトム７も膝ボトム５に追従して）が動く。この図８乃至図１３は、（α、β）が（０，０）〜（７５，０）まで動く背上げ時のパターンの一例であり、図１３乃至図１８は、（α、β）が（７５，０）〜（０，１０）まで動く背下げ時のパターンの一例である。

上述の背上げ装置２０及び膝上げ装置４０は、以下のようにして、背角度α及び膝角度βが図２１に示すパターンに沿って変化するように、相互に連動して動作する。図２２は図１９の制御部６２における動作を示すフローチャート図である。

操作ボックス１１から、背上げ操作（背上げ操作）の開始を指示する信号が制御部６２に入力された場合、図２２のステップＳ１が「Ｙｅｓ」であるので、制御部６２の演算部８２は、記憶部８１から図２０に示す上げパターンを選択する。そして、制御部６２に入力されているセンサ７２，７３の検出信号から、演算部８２は背ボトム２の背角度α及び膝ボトム５の膝角度βを、記憶部８１に記憶された対応表を使用して読み出し、把握する。

そして、現在の背角度α及び膝角度βと、図２０の上げパターンとを比較し、アクチュエータ２８，４７の動作要求を決定する（ステップＳ３）。この動作要求は、背ボトム２又は膝ボトム５の「停止要求」、「上げ動作要求」、又は「下げ動作要求」である。

演算部が背角度α及び膝角度βの測定値と、上げパターンとを比較して、背角度αが上げパターンで示されている角度に一致している場合は、背ボトムについて「停止要求」を出力し、背角度αが上げパターンで示されている角度より小さい場合は、背ボトムについて「上げ動作要求」を出力し、背角度αが上げパターンで示されている角度より大きい場合は、背ボトムについて「下げ動作要求」を出力する。膝ボトムについても同様で、膝角度βが上げパターンで示されている角度に一致している場合は、膝ボトムについて「停止要求」を出力し、膝角度βが上げパターンで示されている角度より小さい場合は、膝ボトムについて「上げ動作要求」を出力し、膝角度βが上げパターンで示されている角度より大きい場合は、膝ボトムについて「下げ動作要求」を出力する。

一方、操作ボックス１１から伝送された開始信号が、背下げ操作（背下げ操作）の開始を指示する信号であった場合は、図２２のステップＳ１が「Ｎｏ」であるので、ステップＳ２に移る。そして、このステップＳ２で、開始信号が背下げ操作を指示する信号であるので、「Ｙｅｓ」となり、演算部８２は記憶部８１から図２１の下げパターンを選択する。また、同様にして、背角度α及び膝角度βを把握し、この背角度α及び膝角度βと図２１の下げパターンとを比較し、アクチュエータ２８，４７の動作要求を決定する（ステップＳ４）。この動作要求は、背ボトム２又は膝ボトム５の「停止要求」、「上げ動作要求」、又は「下げ動作要求」である。

演算部が背角度α及び膝角度βの測定値と、下げパターンとを比較して、背角度αが下げパターンで示されている角度に一致している場合は、背ボトムについて「停止要求」を出力し、背角度αが下げパターンで示されている角度より小さい場合は、背ボトムについて「上げ動作要求」を出力し、背角度αが下げパターンで示されている角度より大きい場合は、背ボトムについて「下げ動作要求」を出力する。膝角度βについても同様に、膝角度βが下げパターンで示されている角度に一致している場合は、膝ボトムに対して「停止要求」を出力し、膝角度βが下げパターンで示されている角度より小さい場合は、膝ボトムに対して「上げ動作要求」を出力し、膝角度βが下げパターンで示されている角度より大きい場合は、膝ボトムについて「下げ動作要求」を出力する。

更に、操作ボックス１１から入力部６１を介して制御部６２に入力された信号が背上げ操作の開始及び背下げ操作の開始のいずれをも指定するものではない場合には、背ボトム及び膝ボトムの双方の動作要求を「停止要求」に決定する（ステップＳ５）。

そして、図２２のステップＳ６において、背ボトムの動作要求が、「停止要求」である場合は、演算部８２は背ボトム用のアクチュエータのリレー６６に制御信号を出力して、モータ６９を停止させる（ステップＳ８）。背ボトムの動作要求が、「停止要求」ではない場合には、ステップＳ７で、背ボトムの動作要求が上げ動作要求か否かを判断し、上げ動作要求の場合（Ｙｅｓ）は、演算部８２は、リレー６６に制御信号を出力して、モータ６９を背ボトム２の背角度αが大きくなる方向に回転させる（ステップＳ９）。下げ動作要求の場合（Ｎｏ）は、演算部８２は、リレー６６に制御信号を出力して、モータ６９を背ボトム２の背角度αが小さくなる方向に回転させる（ステップＳ１０）。

一方、図２２のステップＳ１１において、膝ボトムの動作要求が、「停止要求」である場合は、演算部８２は膝ボトム用のアクチュエータのリレー６７に制御信号を出力して、モータ７０を停止させる（ステップＳ１３）。背ボトムの動作要求が、「停止要求」ではない場合には、ステップＳ１２で、背ボトムの動作要求が上げ動作要求か否かを判断し、上げ動作要求の場合（Ｙｅｓ）は、演算部８２は、リレー６７に制御信号を出力して、モータ７０を膝ボトム５の膝角度βが大きくなる方向に回転させる（ステップＳ１４）。下げ動作要求の場合（Ｎｏ）は、演算部８２は、リレー６７に制御信号を出力して、モータ７０を膝ボトム５の膝角度βが小さくなる方向に回転させる（ステップＳ１５）。

そして、再度ステップＳ１に戻り、このフローを適当な間隔で繰り替えすことにより、図２０又は図２１に示すパターンに沿って、背ボトム２及び膝ボトム５が上げ動作又は下げ動作する。なお、ステップＳ１５の次に、ステップＳ１、Ｓ２に戻り、背上げスイッチがオンかオフかを判断し、更に、背下げスイッチがオンかオフかを判断するので、背上げスイッチが常にオンである場合に限り、背上げ動作が進行し、又は背下げスイッチが常にオンである場合に限り、背下げ動作が進行する。途中で、背上げスイッチ又は背下げスイッチがオフになった場合には、ステップＳ５で常に動作要求が「停止」になり、全ての動作が停止する。従って、背上げ動作を連続的に進行させるためには、操作者は、常に背上げスイッチをオンにしておく必要があり、押しボタンの場合には、常に押し続ける必要がある。また、背下げ動作の場合も同様である。なお、背上げスイッチと背下げスイッチが同時にオンになった場合は、図２２のフローチャートに示されていないが、常に動作を停止する。以上のように、スイッチの動作を設定することにより、安全性が向上する。

なお、操作ボックス１１から背上げ動作（背上げ操作）の開始を指示する信号又は背下げ動作（背下げ操作）を指示する信号が制御装置６０の制御部６２に入力されるが、これは、操作ボックス１１に、背上げ動作開始のスイッチ（第１スイッチ）及び背下げ動作開始のスイッチ（第２スイッチ）を押しボタン形式で夫々専用に設けても良いし、又は左右いずれかに倒れることにより、中央のニュートラル位置と、背上げ動作と、背下げ動作とを選択するスイッチでもよい。

なお、上記実施形態においては、背ボトム２が水平方向に対してなす背角度αと、膝ボトム５が水平方向に対してなす膝角度βを、夫々アクチュエータ２８のピストンロッド２７の位置とアクチュエータ４５のピストンロッド４６の位置から幾何学的に算出し、ピストンロッド２７，４６の位置と夫々背角度α及び膝角度βとの間の関係を予め対応表にしておき、この対応表のデータを、記憶部８１に記憶しておき、演算部８２はセンサ７２，７３から入力された各アクチュエータ２８，４５のピストンロッドの位置検出結果から、夫々背角度α及び膝角度βを記憶部８１に記憶された対応表から読み出し、背角度α及び膝角度βを把握し、演算部８２が、この背角度α及び膝角度βと、図２０又は図２１に示すパターン（記憶部８１に格納されている）とを比較し、背角度α及び膝角度βの測定結果が前記パターンと一致するように背ボトム２及び膝ボトム５の駆動を制御するものである。

しかし、この背ボトム２及び膝ボトム５の駆動制御は、このような方法によらず、ピストンロッドの位置の検出結果から直接アクチュエータを制御して、背ボトム２及び膝ボトム５を駆動制御してもよい。つまり、背角度αが例えば図２０の０°、４０°、４７°、６０°、７５°となるときの背ボトムの駆動用アクチュエータ２８のピストンロッド２７の位置（ａとする）を幾何学的計算により予め求め、また、膝角度βが図２０の０°、２５°、１５°、０°となるときの膝ボトムの駆動用アクチュエータ４５のピストンロッド４６の位置（ｂとする）を幾何学的計算により予め求め、この（ａ、ｂ）座標による最適パターンを記憶部に記憶しておき、センサ７２、７３によりピストンロッド２７，４６の位置を検出したときに、その位置検出結果と、（ａ、ｂ）座標による最適パターンとを直接比較することにより、各ピストンロッドの位置が（ａ、ｂ）座標で指定された位置になるように、アクチュエータを駆動しても良い。この場合は、図２０及び図２１の背角度α及び膝角度βによる（α、β）のパターンの代わりに、記憶部８１には、ピストンロッドの位置による（ａ、ｂ）座標のパターンが記憶される。

また、背ボトム２が回動するときの先端側の位置の高さ及び膝ボトム５が回動するときの先端側の位置（膝湾曲部６側の端部）の高さを、光センサ又は超音波センサ等により検出し、この高さを基に、図２０及び図２１に示すパターンに沿って背ボトム２及び膝ボトム５を駆動制御しても良い。この場合も、高さ位置を背角度α及び膝角度βに換算して、この背角度α及び膝角度βが図２０及び図２１に示すパターンに沿って変化するように駆動制御しても良いし、又は背ボトム２及び膝ボトム５の高さ位置を座標点とする最適パターンを作成し、この高さ位置を座標点とする最適パターンと、高さ位置の検出結果とを直接対比して、背ボトム及び膝ボトムを駆動制御するようにしても良い。

本発明の実施形態に係る電動ベッドを示す斜視図である。 この電動ベッドの背ボトム、膝ボトム及び足ボトムと、それらの間の湾曲部とを示す平面図である。 同じくその正面図である。 背ボトムが水平の場合の背上げ装置を示す正面図である。 背ボトムを上げた場合の背上げ装置を示す正面図である。 膝ボトムが水平の場合の膝上げ装置を示す正面図である。 膝ボトムを上げた場合の膝上げ装置を示す正面図である。 電動ベッドの動作を示し、座標（α、β）が（０，０）の場合の斜視図である。 電動ベッドの動作を示し、座標（α、β）が（０，２５）の場合の斜視図である。 電動ベッドの動作を示し、座標（α、β）が（４０，２５）の場合の斜視図である。 電動ベッドの動作を示し、座標（α、β）が（４７，１５）の場合の斜視図である。 電動ベッドの動作を示し、座標（α、β）が（６０，１５）の場合の斜視図である。 電動ベッドの動作を示し、座標（α、β）が（７５，０）の場合の斜視図である。 電動ベッドの動作を示し、座標（α、β）が（６４，１０）の場合の斜視図である。 電動ベッドの動作を示し、座標（α、β）が（５０，１０）の場合の斜視図である。 電動ベッドの動作を示し、座標（α、β）が（４０，２５）の場合の斜視図である。 電動ベッドの動作を示し、座標（α、β）が（１９，２５）の場合の斜視図である。 電動ベッドの動作を示し、座標（α、β）が（０，１０）の場合の斜視図である。 本発明の実施形態の制御装置を示すブロック図である。 ベッド利用者の嗜好で集約された４個の動作パターンを示すグラフ図である。 図２０の動作パターンを、座標値で表して制御可能にした動作パターンを示すグラフ図である。 制御部のフローチャート図である。

符号の説明

１：電動ベッド
２：背ボトム
３：背湾曲部
４：腰ボトム
５：膝ボトム
６：膝湾曲部
７：足ボトム
１１：操作ボックス
２０：背上げ装置
２１：支持棒
２３〜２６、４３：リンク
２８、４５：アクチュエータ
４０：膝上げ装置
４１，４２：支持部
６２：制御部
６８〜７０：モータ
７１〜７３：センサ
８１：記憶部
８２：演算部
８３：選択部

Claims (8)

1. 背ボトムと、膝ボトムと、前記背ボトム及び前記膝ボトムを上下揺動させる駆動部と、前記背ボトムの水平状態からの持ち上がり角度である背角度α及び前記膝ボトムの水平状態からの持ち上がり角度である膝角度βが予め設定されたパターンに沿って変化するように前記駆動部を制御する制御部とを有し、この制御部は、（α、β）座標における各ボトムが水平状態である座標点（０、０）と背ボトムが起き上がった座標点（α_０、β_０）との間を複数の点で結ぶパターンを複数個格納する記憶部と、この記憶部の複数個のパターンから一つを選択する選択部と、この選択部により選択されたパターンに従って前記背角度α及び前記膝角度βが変化するように前記駆動部を制御する演算部とを有することを特徴とする電動ベッド。
2. 前記複数個のパターンは、身長等のベッド利用者の身体属性毎に異なるものであることを特徴とする請求項１に記載の電動ベッド。
3. 前記複数個のパターンは、マットレスの種類及び特性等のマットレスのマットレス属性毎に異なるものであることを特徴とする請求項１に記載の電動ベッド。
4. 前記複数個のパターンは、前記背ボトムが起き上がった座標点（α_０、β_０）が異なるものであることを特徴とする請求項１に記載の電動ベッド。
5. 上下揺動する背ボトム及び膝ボトムを有する電動ベッドにおける前記背ボトム及び膝ボトムの揺動制御方法において、前記背ボトムの水平状態からの持ち上がり角度である背角度α及び前記膝ボトムの水平状態からの持ち上がり角度である膝角度βが予め設定されたパターンに沿って変化するように前記背ボトム及び膝ボトムを駆動し、前記α及びβの組み合わせを（α、β）座標により現した場合に、背ボトム及び膝ボトムが水平状態である（０，０）と背ボトムが起き起き上がった座標点（α０，β０）との間を複数の点で結ぶパターンを複数個用意し、これらの複数個のパターンから一つを選択してこの選択されたパターンに従って前記背角度α及び膝角度βが変化するように前記背ボトム及び膝ボトムの揺動を制御することを特徴とする電動ベッドの制御方法。
6. 前記複数個のパターンは、身長等のベッド利用者の身体属性毎に異なるものであることを特徴とする請求項４に記載の電動ベッドの制御方法。
7. 前記複数個のパターンは、マットレスの種類及び特性等のマットレスのマットレス属性毎に異なるものであることを特徴とする請求項４に記載の電動ベッドの制御方法。
8. 前記複数個のパターンは、前記背ボトムが起き上がった座標点（α_０、β_０）が異なるものであることを特徴とする請求項４に記載の電動ベッドの制御方法。

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