JP2020000818A - 椅子型牽引装置 - Google Patents

Abstract

【課題】治療時と待機時で、利用者を乗せる装置の傾き状態等が異なる椅子型牽引装置において、治療時から待機時に移行する際に、機器の下部に利用者以外の人が誤って挟まるのを効果的に検出可能とすること。【解決手段】利用者の上半身を保持する背凭れ部2と、前記利用者の下半身を保持する座部１と、前記背凭れ部2及び座部１を載置する臥台３と、前記臥台3上で前記背凭れ部2及び座部1を離間駆動するための離間駆動手段と、前記臥台3を水平方向又は鉛直方向にチルティングするための傾動機構部5とを備え、前記臥台3の中央より前記座部側に、前記臥台3を水平方向から鉛直方向に移す際に、前記臥台3の座部側と地面との間の異物の挟み込みを検知するための挟み込み検知部を配してなるものである。【選択図】図１

Description

本発明は、椅子型の牽引装置に関するものである。

従来の椅子型牽引装置としては、先行文献１〜３に開示されるように、その装置の下のスペースに利用者以外の人や異物を挟み込んだ場合でも、それを検知する手段を有していない場合が大半であった。

特開２０１５−２１７２３１号 特開２００５−０７４０８６号 特開２０１０−００５４１３号 特開２００８−２１２４０７号

しかしながら、装置の重量化等が進むにつれて、そのフェールセーフ機能の向上が、より求められており、当該挟み込みを検知するセンサを搭載するのが望ましい。

上記課題を解決するために、本発明の椅子型牽引装置は、利用者の上半身を保持する背凭れ部と、前記利用者の下半身を保持する座部と、前記背凭れ部及び座部を載置する臥台と、前記臥台上で前記背凭れ部及び座部を離間駆動するための離間駆動手段と、前記臥台を水平方向又は鉛直方向にチルティングするための傾動機構部とを備え、前記臥台の中央より前記座部側に、前記臥台を水平方向から鉛直方向に移す際に、前記臥台の座部側と地面との間の異物の挟み込みを検知するための挟み込み検知部を配してなるものである。

上記構成により、本発明の椅子型牽引装置は、装置の下部に、人や物を不意に挟みこんだことを検知することを可能とし、より安全な装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る椅子型牽引装置の概観図 同椅子型牽引装置のパンタグラフ構造を示した概観図 同椅子型牽引装置の挟み込み検知部を示した詳細図 同椅子型牽引装置の挟み込み検知部のピン部を示した詳細図 同椅子型牽引装置の挟み込み検知部を側方から見た図 同椅子型牽引装置の挟み込み検知部を上面から見た図 本発明の第２の実施の形態に係る椅子型牽引装置の挟み込み検知部を示した図 同椅子型牽引装置の挟み込み検知部を示した図 同椅子型牽引装置の挟み込み検知部の動作概念を示した図 同椅子型牽引装置の挟み込み検知部を側方から見た図 同椅子型牽引装置の挟み込み検知部を正面から見た図 本発明の第３の実施の形態に係る椅子型牽引装置の挟み込み検知部を示した図 同椅子型牽引装置の挟み込み検知部を示した図

（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態について、図１〜３を用いて説明する。本実施の形態では、利用者の下肢を支持する座部１と、前記利用者の背部と頭部を支持する背凭れ部２を移動可能な状態に配置する椅子状の臥台３と、その臥台３の一部に、臥台３と平行して上アーム４が取付けられるパンタグラフ機構５を備えている。

上記構成において、牽引時に、利用者の下半身は、座部１に配された状態で、脇アーム１７を背凭れ部２に沿って、頭部方向に移動させることで、利用者の上肢を頭部方向に牽引し、腰椎を伸ばすものである。この際、利用者の脊髄への重力の影響をできるだけ除くため、予め、上半身を寝かした状態となるように、背凭れ部２を水平位置付近まで傾斜させる必要がある。

本実施形態の椅子型牽引装置では、背凭れ部２を、パンタグラフ機構５の上アーム４に取り付け、上アーム４と下アーム６をヒンジ部７で接続し、当該ヒンジ部７における両アーム４、６の水平面に対する角度を変えることによって、臥台３の上端部（背凭れ部２の上端８）を略垂直方向に上下させるものである。当該構造によって、背凭れ部２の上端８が下方に移動する際に、その後方への移動量を減少させることが出来るので、利用者の不安、即ち、後ろに倒れこむことに対する不安を抑制することができる。

具体的には、基底部９に取付けられた第１下アーム６と第２下アーム１０、前記第１下アーム６と第１ヒンジ７を介して接続された第１上アーム４、及び、第２下アーム１０と第２ヒンジ１２を介して接続される第２上アーム１１を有し、第２ヒンジ１２から第１下アーム６に対して、伸縮自在なアーム（駆動手段）１３を接続している。
当該構成において、駆動手段１３の伸縮アームを伸ばすことにより、図２（ｂ）に示すように、パンタグラフ機構５は、横方向に拡大し、縦方向に縮む方向に変形することになる。この結果、臥台３は、徐々に水平方向に近づくが、このとき、パンタグラフ機構５の作用により、背凭れ部２の上端部８は、後方にあまり移動することなく、ほぼ垂直方向の下方に移動することになる。

一方、その状態から、駆動手段１３の伸縮アームを縮めることにより、パンタグラフ機構５は、徐々に縦方向に伸び、その結果、再び、臥台３が鉛直方向に起き上がることとなり、利用者の装置への乗降を可能とする。
なお、上記説明では、第１上アーム４を臥台３に平行に取付ける構成としているが、臥台３は、金属で強固な構造を有する場合が多く、第１上アームとして兼用させることは可能である。

上記構成において、駆動手段１３の伸縮アームを縮め、パンタグラフ機構５を徐々に縦方向に伸ばし、臥台３が鉛直方向に起き上がる際に、当該装置の鉛直方向への移動は、ゆっくりと行われるため、通常は、臥台３の下部に、人が、間違って挟み込まれることは考え難い。
しかしながら、万一、臥台３の下部に挟み込んだ場合は、早期に、その旨を検知し、軽く当たった程度の範囲内で、装置の鉛直方向への移動を停止することが望ましい。

一方、椅子型牽引装置以外に使用される一般的な挟み込みを検知する手段としては、駆動用モータの駆動電流の変化（異物を挟み込んだ際、モータがロックする為、駆動電流が大きくなり易い）を見て判断するものや、モーションセンサにより、異物の動きを察知して、その挟み込み状態を検出する手段がある。

しかしながら、上述の一般的な挟み込み検知手段では、例えば、モータの駆動電流の変化を利用する方法を椅子型牽引装置に利用した場合、当該装置では、もともと通常駆動時のモータ電流が大きいため、異物が当たった程度では、即ち、完全なモータロックまでは至らない状態では、その電流変化が小さく、検知が困難な場合が生じ得る。そのため、最も重要と目される挟み込みの初動対応が困難となる。
また、モーションセンサを用いた場合、機器の配置方法等によっては、機器本体の一部等を異物と誤検出してしまう場合があり、人を挟みこんだことを適切に検知することが困難な場合が生じ得る。

本実施の形態では、人に当たった程度の状態であっても、複数方向で、3次元的に、その挟み込みを検出することを可能とする装置を提案するものである。
本実施の形態の構造原理の主要部を図３に示す。挟み込み検知部のベース部（以下、「挟み込みベース部」という。）は、臥台３の座部側に取り付けられ、後述する外装部品の連結金具を接続する固定具20,21（椅子背面側、座面下部側）と、この固定具20,21に取り付けられたリミットスイッチ１６（上部側、下部側の計4個）から構成される。

次に、挟み込み検知部のセンサ部（以下、「挟み込みセンサ部」という。）は、図４に示すように、固定具20,21と連結する連結金具（連結部材）22,23（椅子背面側、座面下部側）が取り付けられた外装部品24により構成される。
ここで、複数面での挟み込みを検出できるよう、連結金具22,23の孔25の形状を工夫している。具体的には、外装部品24全体を臥台3の座部側へ向かって可動させるために、ピン18,19（例えば、孔の両側にボルトとナットを配するように組み合わせたもの）が平行移動可能な孔と、ピン18,19どちらか片方を軸に外装部品24が回転可能となる孔を重ね合わせた扇状の孔（例えば、扇の要側に回転軸が嵌るように配置した孔）としている。挟み込みベース部と挟み込みセンサ部は上部側ピン18、下部側ピン19の左右を合わせて、計4本のピンにより連結され、ピン18,19と孔25、ピン18,19と固定具20,21、連結金具（連結部材）22,23には、比較的大きなクリアランスを設ける事で、単純な回転運動だけでなく、捩れの動きにも追従するようにする。

また、リミットスイッチ16を押下していない位置を適正位置とし、押下している位置を押下位置と定義すると、特許文献４（特開2008-212407）に記載されるバネ等を用いずとも、挟み込みセンサ部は挟み込みセンサ部自体の自重により適正位置に常に位置しており、押下位置からも自重により適正位置まで復帰する事ができる。実際の挟み込みの動きを、側面から見た場合を図５、上面から見た場合を図６、を用いて説明する。

図５において、挟み込みを検出したい部分を大きく分けて3分割し、上から範囲A、範囲B、範囲Cとする(図５(a)参照)。範囲Aで挟み込みが発生した場合、下部側ピン１９を軸に挟み込みセンサ部上部が可動し、上部側のリミットスイッチ１６が押下され、挟み込みを検出する(図５(b)参照)。また、範囲Cで挟み込みが発生した場合、上部側ピン１８を軸に挟み込みセンサ部下部が可動し、下部側のリミットスイッチ１６が押下され、挟み込みを検出する(図５(c)参照)。更に、範囲Bで挟み込みが発生した場合、挟み込みセンサ部全体が可動し、4個いずれかのリミットスイッチ１６が押下され、挟み込みを検出する(図５(d)参照)。
また、図６において、挟み込みを検出したい部分を大きく分けて、右から範囲D、範囲E、範囲Fとする(図６(a)参照)。範囲Dで挟み込みが発生した場合、左側のピンを軸にして挟み込みセンサ部の右部が可動し、右側のリミットスイッチ１６が押下され、挟み込みを検出する(図６(b)参照)。範囲Fは範囲Dと同様のため割愛する。範囲Eで挟み込みが発生した場合は、下部側ピン19を軸に挟み込みセンサ部上部が可動するためであるから、図５の範囲Aと同義となる。このように、どの角度で挟み込んだかに拘らず、即ち、一平面ではない複数面に跨る挟み込みを検出する事が可能となる。

なお、本実施の形態においては、椅子の背面下部および座面下の二面を対象にした挟み込み検出を想定した構成として説明したが、専用部品の形状を工夫する事で、例えば椅子上部までエリアを拡大する、あるいは、下腿保持部背面側までエリアを拡大することも可能であり、本実施の形態で説明した範囲に限定するものではない。

その他の検出用センサとして、例えば、テープスイッチ等のシート状の接触センサや、空気圧を利用した接触センサが考えられるが、当該センサのみで広い範囲の挟み込みを網羅するには現実的ではない。仮に、利用するのであれば、本構成で利用したリミットスイッチ部に上記接触センサを代替利用する事は有用である。
また、本構成に準じる限りは、例えば光電スイッチや磁気センサなど、変位を検出可能なセンサであればリミットスイッチの代替として利用する事も可能である。

なお、特許文献４（特開2008-212407）においては、例えば、その（0040）段落「第一の挟み込み防止手段４７の構成によれば、例えば、前方向下側カバー４４ａと基台部３の間の空間（例えば、図３中、Ｆ円部の空間）に異物が侵入したままの状態で椅子部２の起立動作を継続した結果、その異物が前方向下側カバー４４ａと基台部３の間に挟み込まれてしまうという好ましくない事態に至ることを防止できる。」とあるが、椅子の下部側に着目した場合、文献内の空間Fは本発明での検出範囲と比べて極めて狭い範囲であり、人が容易に入り得るスペースでは無いのに対し、本実施の形態に係る椅子型牽引装置では、パンタグラフ構造を用いる等の関係で、臥台３の下部が広範囲に及ぶ場合でも、その全域に及ぶ広い範囲で挟み込みを検出する事が可能であり、特に、座部が可動する構造であるにもかかわらず、座部下面を検出範囲とする事が出来るものである。

（実施の形態２）
実施の形態２の構造略図を図７に示す。
外観および動作は実施の形態１と同じだが、内部構造を変更する事により、実施の形態１で用いたリミットスイッチの数量を４個から２個に減らしたものである。

具体的な構造を説明する。
挟み込みベース部51は、臥台3側に取り付けられ、後述する挟み込み検出の動きを伝達するリンク（計4本）を取り付けるリンク固定具26,27 (椅子背面側、座面下部側)と、リンク固定具26,27にそれぞれピンにより連結された4つのリンク28~31（椅子背面側リンク左右、座面下部側リンク左右）と、挟み込み検出用のリミットスイッチ16（リンク動作検出部）が取り付けられたリミットスイッチ固定具32（左右の計2つ）より構成される。
次に、挟み込みセンサ部52は、挟み込み検出の動きを伝達するリンクと連結するための連結金具（連結部材）33,34 (椅子背面側、座面下部側)が取り付けられた外装部品24により構成される。

挟み込みベース部51と挟み込みセンサ部52の連結方法を図８に示す。
挟み込みベース部51と挟み込みセンサ部52の連結は、椅子背面側において、椅子背面側リンク28,29は、その片端が鉤爪状に形作られており、その鉤爪状に加工された箇所に、連結金具（連結部材）33 (椅子背面側)両端の軸を引っ掛けることで連結する。
座面下部側は、座面下部側リンクを、連結金具（連結部材）34 (座面下部側)に設けられた孔に通すことで連結する。

また、各リンク固定具と各リンクは、ピンにより連結されているが、実施の形態１と同様にクリアランスを設けることで、単純な回転運動だけではなく、捩れの動きにも追従できる。
また、実施の形態１と同様に、バネを用いずとも、挟み込みセンサ部52と挟み込みベース部51の各リンクは挟み込みセンサ部52自体の自重により適正位置に常に位置しており、押下位置からも自重により適正位置まで復帰する事ができる。

図9に挟み込みベース部51の挟み込み検知機構概略図を示す。
複数面の挟み込みを検知するために、4つのリンク28〜31を用いた機構を有している事を特徴としている。
各リンク先端部について、椅子背面側のリンク28,29は挟み込みセンサ部52から座面下部側のリンク30,31に接触するために、また、座面下部側のリンク30,31はリミットスイッチ16を押下するために、L字形状となっている。
挟み込みの検出時は、最終的に座面下部側のリンク30,31が回転することで、２つあるリミットスイッチのいずれか一方または両方を座面下部側リンク30,31のL字形状部で押下する事で検知する。

実際の挟み込み検知動作を、側面から見た図10と、正面から見た図11を用いて説明する。
実施の形態１と同様に、図10において挟み込みを検出したい部分を大きく分けて3分割し、上から範囲A、範囲B、範囲Cとする。
範囲Aで挟み込みが発生した場合、座面下部側のリンク30,31と、座面下部側の連結金具（連結部材）34の接触点aを軸にして、挟み込みセンサ部52が可動する。その回転により椅子背面側のリンク28,29が、椅子背面側の連結金具（連結部材）33によって臥台3方向に押し込まれ、結果的に椅子背面側のリンク28,29の先端部がリンク固定具26のピン固定部を中心に臥台3方向に回転する。更にその回転により、椅子背面側のリンク28,29の先端部で座面下部側のリンク30,31をイスフレーム方向に押し込み、座面下部側のリンク固定具27との固定部を中心にして回転させることにより、座面下部側リンク30,31の先端部がリミットスイッチ16を押下し、挟み込みを検出する事が出来る。

範囲Cで挟み込みが発生した場合、椅子背面側のリンク28,29と、椅子背面側の連結金具（連結部材）の接触点bを軸にして挟み込みセンサ部52が可動する。その回転により座面下部側のリンク30,31が、座面下部側の連結金具（連結部材）34によって臥台3方向に押し込まれ、結果的に座面下部側のリンク30,31の先端部が臥台3方向へ回転することにより、座面下部側リンク30,31の先端がリミットスイッチ16を押下し挟み込みを検出する事が出来る。

範囲Bで挟み込みが発生した場合、挟み込みセンサ部52全体が臥台3方向に可動し、座面下部側および椅子背面側の連結金具（連結部材）33,34によって椅子背面側のリンク28,29、もしくは座面下部側のリンク30,31、もしくはその両方が押し込まれることにより、範囲Aもしくは範囲Cでの挟み込み発生時と同様の動作をすることによってリミットスイッチ16が押下され、挟み込みを検出する事が出来る。

図11において、挟み込みを検出したい部分を大きく分けてし、右から範囲D、範囲E、範囲Fとする。
範囲Dで挟み込みが発生した場合、左側リンク29,31と座面下部側および椅子背面側の連結金具(連結部材)33,34の接触点c,dを軸にして挟み込みセンサ部52の右部が可動し、座面下部側のリンク30が、座面下部側の連結金具（連結部材）34によりイスフレーム方向に押し込まれ、座面下部側リンク30の先端が臥台3方向へ回転することにより、座面下部側リンク30の先端部が右側のリミットスイッチ16が押下し、挟み込みを検出する事が出来る。範囲Fは範囲Dと同様のため割愛する。
範囲Eで挟み込みが発生した場合は、図10の範囲Aもしくは範囲Cと同義となる。
このように、平面ではない複数面に跨る挟み込みを検出部の変位をリンクに伝えることにより、２個のリミットスイッチで効果的に検出する事が可能となる。

また、実施の形態１と同様に、形状の工夫により検出範囲を拡大する事が可能であり、本実施の形態で説明した範囲に限定するものではない。
更に、本構成に準じる限りは、リミットスイッチに代えて、例えばテープスイッチや空気圧を利用した接触センサや、光電スイッチや磁気センサなどの変位を検出可能なセンサであれば、代替可能である。

（実施の形態３）
実施の形態３の構造略図を図12に示す。
外観および動作は実施の形態１および実施の形態２と同じだが、座面下部側リンクを左右一体とする事により、１つのリミットスイッチのみで、全方向の挟み込みを検出する事が可能となる。

具体的な構造を説明する。
挟み込みベース部53挟み込み検知部は、臥台3の座部側に取り付けられる。ここで、後述する挟み込み検出の動きを伝達するリンク35~37（計3本）を取り付けるリンク固定具38,39(椅子背面側、座面下部側)と、リンク固定具にそれぞれピンにより連結された3つのリンク35~37（椅子背面側リンク左右、座面下部側リンク）と、リミットスイッチ16（リンク動作検出部）が取り付けられたリミットスイッチ固定具40（1つ）より構成される。
次に、挟み込みセンサ部54は、実施の形態2と同様であり、挟み込み検出の動きを伝達するリンクと連結するための連結金具（連結部材）33,34(椅子背面側、座面下部側)が取り付けられた外装部品により構成される。
挟み込みベース部53と挟み込みセンサ部54の連結方法は実施の形態2と同様であるため、割愛する。

図13に、挟み込みベース部53の挟み込み検知機構概略図を示す。
複数面の挟み込みを検知するための機構動作は、実施の形態2の図9と同様であるが、座面下部側のリンクを連結板により左右を連結させ１つの部品とし、3つのリンクを用いた機構を特徴としている。

椅子背面側のリンク35,36は挟み込みセンサ部54から座面下部側のリンク37に接触するために、また、座面下部側のリンク37はリミットスイッチ16を押下するために、各リンク先端部をL字形状としている。
挟み込みの検出時は、最終的に座面下部側のリンクが回転することで、リミットスイッチ16が押下られた事を検知できる。
挟み込み検知動作については、実施の形態2と同様であるため割愛するが、座面下部側のリンクが1つであるため、リミットスイッチ1つで複数面の検知が可能である。

実施の形態１、２と同様に、形状の工夫により検出範囲を拡大する事が可能であり、本実施の形態で説明した範囲に限定するものではない。
更に、本構成に準じる限りは、リミットスイッチに代えて、例えばテープスイッチや空気圧を利用した接触センサや、光電スイッチや磁気センサなどの変位を検出可能なセンサであれば代替可能である。

１ 座部
２ 背凭れ部
３ 臥台
４ 上アーム（第１上アーム）
６ 下アーム（第１下アーム）
７ 第１ヒンジ
１０ 第２下アーム
１１ 第２上アーム
１２ 第２ヒンジ
１３ 駆動手段
１５ 挟み込み検知部
１６ リミットスイッチ
１８ 上部側ピン
１９ 下部側ピン
２０ 椅子背面側固定具
２１ 座面下部側固定具
２２ 椅子背面側連結金具（連結部材）
２３ 座面下部側連結金具（連結部材）
２４ 外装部品
２５ 孔
２６ 椅子背面側のリンク固定具
２７ 座面下部側のリンク固定具
２８ 椅子背面左側のリンク
２９ 椅子背面右側のリンク
３０ 座面下部左側のリンク
３１ 座面下部右側のリンク
３２ リミットスイッチ固定具
３３ 椅子背面側の連結金具（連結部材）
３４ 座面下部側の連結金具（連結部材）
３５ 椅子背面左側のリンク
３６ 椅子背面右側のリンク
３７ 座面下部側のリンク
３８ 椅子背面側のリンク固定具
３９ 座面下部側のリンク固定具
４０ リミットスイッチ固定具

Claims (7)

1. 利用者の上半身を保持する背凭れ部と、前記利用者の下半身を保持する座部と、前記背凭れ部及び座部を載置する臥台と、前記臥台上で前記背凭れ部及び座部を離間駆動するための離間駆動手段と、前記臥台を水平方向又は鉛直方向にチルティングするための傾動機構部とを備え、前記臥台の中央より前記座部側に、前記臥台を水平方向から鉛直方向に移す際に、前記臥台の座部側と地面との間の異物の挟み込みを検知するための挟み込み検知部を配してなる椅子型牽引装置。
2. 前記挟み込み検知部は、前記臥台における前記座部側下方及び前方の二面に配されてなる請求項１記載の椅子型牽引装置。
3. 前記挟み込み検知部は、面状の覆いで構成されてなる請求項１または２記載の椅子型牽引装置。
4. 前記挟み込み検知部は、前記面状の覆いの臥台側の四隅に配されたセンサで検出してなる請求項３記載の椅子型牽引装置。
5. 前記挟み込み検知部は、四隅に配されたセンサのいずれかが反応したことを検出した場合に、挟み込みと判断してなる請求項４記載の椅子型牽引装置。
6. 四辺形の四隅に相当する４箇所を支点としてそれぞれ回動可能に配置された４本のリンクと、前記４本のリンクにおける左右各２本ずつを連結する連結部材と、前記連結部材の動作に連動する左右の各リンク動作検出部を備え、前記連結部材は、前記各２本のリンクのいずれが回動しても、前記左右の各リンク動作検出部を押下げ可能とすべく連結してなる請求項１記載の椅子型牽引装置。
7. 四辺形の四隅に相当する４箇所を支点としてそれぞれ回動可能に配置された４本のリンクと、前記４本のリンクを連結する連結部材と、前記連結部材の動作に連動するリンク動作検出部を備え、前記連結部材は、前記４本のリンクのいずれが回動しても、前記リンク動作検出部を押下げ可能とすべく連結してなる請求項１記載の椅子型牽引装置。