JP4889727B2 - 医療用ダブルモータ式ベッド - Google Patents

Description

本発明は、医療用ベッドに関する。

独国特許公報第10 2004 019 144号明細書に、マットレスフレームの上に配置された高さ調整リフターを有する医療用ベッドが記載されている。高さ調整リフターの補助により、上部に横たわっている患者と共にマットレスフレームは、標準のベッドの高さから、介護を要する患者の取り扱いが職員にとって容易となる介護位置まで持ち上がる。

高さを調整するため、この従来のベッドは電気モータを有し、その電気モータがウォームギア経由でねじ山を有する軸を作動させる。高さに応じてリフターを伸ばすために、ねじ山を有する軸はリフターフットとリフターヘッドの間で伸長する。その動作は自動的に停止する。電気モータ自身は低電圧DCモータである。供給電源電圧は約２４VDCである。

従来のベッドでは、構造的に予め定められた最大体重までの患者を上げ下げ可能である。この構造的制限は本質的には使用される電気モータの持ち上げる力により与えられる。

この点に鑑み、発明が解決しようとする課題は、より重い体重の患者を起き上げたり、下げたりできる医療用ベッドを創造することである。

本発明に係る医療用ベッドは高さ調整リフターを有する。ベース高さを調整するため、運動学的に並行に仕事をする二つの電気モータが配置されている。これらの電気モータはねじ山を有する軸の駆動により自動でロックするため、もし何の対策もなければ、軸は屈曲し、屈曲した軸はベッドと電気モータに損傷を与える。ベースに構成されるてこ機構の硬直による電気モータのわずかな進路の違いがこの損傷を与える要因として十分である

これを防ぐため、医療用ベッド内の二つの電気モータは電気的に直列接続される。

この回路関係の構成は、二つのモータに自動的に対称となる機械的な負荷を与える。より大きな機械的な負荷をかけられたモータは、例えそれが小さくても、回転スピードが減少することを示す。それはこのモータの逆起電力を減少させ、結果的に、他方のモータに有効な駆動電圧を高くさせる。この高い電圧は双方のモータに等しい負荷がかかるまで、より小さな負荷がかけられたモータの回転スピードを増加させる。

経験則だと、逆説的であるが、二つのモータが非常に強固に互いをつないだときでも、この対称性は有効で、機械的な仕事はねじ山を有するスピンドル歯車機構を介して出力され、その機械的な仕事は、実際には予想に反して自動停止する。

電気的な対称性は、双方のモータがほぼ同一の機械的な出力を伝達することを確実にする。同一の機械的な出力は双方のモータが、患者を持ち上げるためのほぼ同一の力を発揮することと同義である。この方法は一方のモータが他のモータを先導するいくつかの状態において、とりわけ、ねじれ続けること防ぐ。先導するモータは患者の重量のほとんどを支えることを常に強いられる。

更に、本発明の改良は従属する請求項の主な内容である。

図面の記載を参照することにより、特殊な状況において一連の修正が当業者にとって可能であることは明白である。また、他の組み合わせも想定可能であるが、その組み合わせのあらゆる置換物は不必要に図面の解説の分量を増やすことなしには示すことができない。

本発明によれば、より重い体重の患者を起き上げたり、下げたりできる医療用ベッドを提供できる。

斜視により、図１は医療用ベッド１のリクライニング状態を示し、一方、図２は該医療用ベッド１の座椅子状態を示す。

医療用ベッド１は頭部３、足部４を有するベッドフレーム２、及び側板５，６より構成される。図示するように、観察者に向いている側板５は、リクライニング状態では床から一定間隔を有し、側板５の底縁と床との間に隙間をもたらし、この隙間により、介護人が足の先端をベッドの下に入れることができる。側板５は、図２に示すように、移動可能に支持され、また、医療用ベッド１が椅子状態にあるときのシフトダウン位置に案内可能である。側板５の特殊態様は例えば独国特許出願公開第199 12 937号明細書に詳細に説明されている。

図３に示すように、ベッドフレーム２の内にはベッドリフター７がある。

ベッドリフター７は、高さ調整ベース８と、その上部において垂直回転軸と共に取り付けられた回転ヒンジ９と、中間フレーム１０と、その上にマットレス１２が設置されるリクライニングフレーム１１と、から構成されている。リクライニングフレーム１１は上面視で長方形である。

リクライニングフレーム１１は中間フレーム１０と固く接続される中央部１３、中央部１３にヒンジをかけられた後背部１４、同様に中央部１３にヒンジをかけられた上脚部１５、及び下脚部１６に分けられる。下脚部１６は中央部１３から離れて接するように上脚部１５の端部とヒンジがかけられている。これらのヒンジ軸は水平に配置されており、部材１４，１５，１６は、このヒンジ軸の周りを中央部１３に対して回動する。最後に、リクライニングフレーム１１はベース８と直接的に堅く連結されている足部１７も含む。

リクライニングフレーム１１の中央部１３は二本の縦梁１８を有し、その二本の縦梁１８は互いに平行に、医療用ベッド１の幅に相当する程度互いに距離をおいて渡されている。側面視のため、縦梁１８は背後に横たわり関係する中央部１３の縦梁を隠している。

後背部１４は縦梁１９と他の梁の一つに境界付けられ、最初の梁と平行に設置される他の梁は図３の表現形式のため、視認できない。縦梁１９は縦梁１８とヒンジがかけられ、また、その他の図示されない梁は、縦梁１８に平行な縦梁と接続されている。後背部１４に設置される二本の縦梁１９は図示しない横梁を経由し、頂端部である２０で互いに接続する。また、その他の横棒２１は裏側で二本の縦梁１９を接続する。

上脚部１５もまた、二本の縦梁に境界付けられ、そのうち縦梁２２のみが図示されている。他方の縦梁は縦梁２２により見えない。二本の縦梁２２は交差棒２３により接続される。交差棒２６は各々の縦梁２２の中間付近で底面部に渡される。

最後に、下脚部１６もまた、二本の縦梁によって境界付けられ、そのうち縦梁２４のみが図示される。二本の縦梁２４は図示しない横棒を経由し、底端部２５で互いに連結される。また、この横棒に加え、二本の縦梁２４は底端部２５に達する平行な二本のガイドレール２７に添えられた棒２６によって接続される。図示するように、それらが底端部２５に向けた方向において集中するように、それらは縦梁２４とある角度をなして設置される。二本のガイドレール２７の間隔は縦梁２４の二本の間隔よりもかなり小さい。これらの梁に対し、ガイドレール２７は約２０ｃｍ内側にずらして配置される。

縦梁１８，１９，２２，及び２４の全ては、ゴムの枠部とこれらの縦梁１８，１９，２２，及び２４を接続するため、ベッドの中間の方を向いた釘を通す。そして、これらの縦梁１８，１９，２２，及び２４は、既知の方法で、リクライニングフレーム１１の幅を超えて伸びるスプリングロッドを固着する。

隣接する縦梁１８，１９，２２，２４と、ベッド１の各々の縁において接続されるヒンジが２９，３０，３１に図式的に示される。

下脚部１６は図示しない電気モータにより上下に動作することができる。電気モータはレバー部３２と駆動的に接続され、中間フレーム１０に配置される。

他の電気モータ３３は中間フレーム１０において支持され、横棒２１を導く。この方法で、後背部１４は上下に動作することができる。

中央部１３の二本の縦梁１８は中間フレーム１０と固く連結されている。

中間フレーム１０は矩形のフレームになるように互いに溶接された、断面が正方形であるチューブを組み上げたものである。これらの正方形チューブの一本、正方形チューブ３４のみ図示する。正方形チューブ３４によって平行な正方形チューブは隠されている。

矩形のフレームは縦梁１８同士の距離よりも幅が狭い。全体的に四本の伸張アーム３５は平行な正方形チューブ３４に溶接され、四本のうち二本で縦梁１８を支える。伸張アーム３５は医療用ベッド１の縦軸に対し水平及び垂直に動作する。

回転ヒンジ９は中間フレーム１０と高さ調整ベース８を連結する。回転ヒンジ９はリング３６とリング３４内で回転するように設けられた中心旋回プレート３７から構成される。中心旋回プレート３７は図示しないねじ部を経由し中間フレーム１０と螺合されている。回転ヒンジ９の特殊構造は参考文献として用いられる独国特許出願公開第102 50 075号明細書に説明されている。

回転ヒンジ９により、中間フレーム１０はリクライニングフレーム１１と共に、垂直回転軸と連動して回転することができる。ベース８に一端を支持され、他端を中心旋回プレート３７によって支持される電気モータ３８がその回転を生じさせる。

高さ調整ベース８は上部フレーム３９、下部フレーム４１を含み、適切な溶接を互いに施された正方形チューブから構成され、そのうち二本の平行な正方形チューブは縦梁３９ａと縦梁４１ａを形成する。上部フレーム３９は計四本の膝レバー組４２，４３により、下部フレーム４１上に支持される。回転ヒンジ９は上部フレーム３９に接続される。

膝レバー組４２，４３は各々、ベース８の縦の一面に隣接して位置する。そのため、縦の他面にある膝レバー組４２，４３は側面図である図３では図示されない。

膝レバー組４２，４３は上部膝レバーアーム４４と下部膝レバーアーム４５から構成される。レバー４２，４３の各々はベッドの結合される面において、水平な軸を有するヒンジ４６によって上下部フレーム３９，４１に接続されている。ヒンジ４６の軸全ては互いに平行に形成される。ヒンジ４６の軸と、図示されない膝レバー４２，４３のヒンジの軸は同軸である。

ヒンジ４７は二組の膝レバー４２，４３を下部フレーム４１に接続する。ヒンジ４７の軸はヒンジ４６の軸に対し平行であり、ヒンジ４６とヒンジ４７の軸は互いに同軸に形成されるように、二面上で互いに対応する。

ベース８各々の側にある二組の膝レバー４２，４３は関連する水平連結バー４８によって互いに接続される。連結バー４８のそれぞれは、図示するように、膝レバー４２、４３組の、膝継手４９とヒンジのように接続される。

最終的に、ベース８の各々の側で、対角に渡された連結バー５０は、膝レバー４２組に含まれる上部膝レバーアーム４４と、膝レバー４３組に含まれる下部膝レバーアーム４５とを連結させる。少なくとも、ベッドの二つの側面上において足端部で互いに整列された膝レバー４５は、シャフトにより互いに接続される。そして、図４において、このシャフトのうちシャフト５１のみ図示されている。同じことが、頭頂部にある二本の下部膝レバー４５にも当てはまる。

図４に示すように、リフター８の高さ調整のために、二つのスピンドルリフト駆動部５２，５３が備えられる。スピンドルリフト駆動部５２は永続的に励磁される電気モータ５４ａとギアハウジング５５ａに含まれるウォームギアから構成される。外部テレスコーピングチューブ５６ａは、ウォームギアのギアハウジング５５ａと接続する。そして、外部テレスコーピングチューブ５６ａ内において、内部テレスコーピングチューブ５７ａは縦に可動にガイドされる。内部テレスコーピングチューブ５７ａは、チューブ内に設けられたねじ山を有するスピンドルによる、公知の方法で前後に動作する。

内部テレスコーピングチューブ５７ａは下部横梁５９にある腕木５８に固定されることにより、旋回軸となる。横梁５９はシャフト５１近傍に延在する、即ち二本の膝レバーアーム４５の下端近傍に延在する。

他のコネクションヨーク６１ａは内部テレスコープチューブ５７ａの伸長部内で、ギアハウジング５５ａ近傍に備え付けられる。このコネクションヨーク６１ａは腕木６２上に固定され、旋回軸となる。腕木６２は上部リフターフレーム９の縦梁３９ａ間で延在する交差梁６３上に配置される。

スピンドルリフト駆動部５３は機械的に並行なスピンドルリフト駆動部５２と、構成要素と構造が同一なので、同一の引用符号で、そして文字ｂを加えることにより示す。スピンドルリフト駆動部５３は下部交差梁５９と上部交差梁６３、それぞれに備え付けられる腕木６４と６５の間で伸長する。

図４を参照すると、持ち上げの際に先導するモータのみが負荷を受ける結果、二つのスピンドルリフト駆動部５２，５３の動作における不規則性がリフター８の屈曲を誘発することは容易に理解できる。この点で、このモータに機械的な過負荷がかかり、駆動部品が壊れることついて、多大なリスクがあるといえる。

二つのスピンドルリフト駆動部を同調させることについて回路配置図を図５に示す。

電気モータ５４ａ及び５４ｂ及び二つのスピンドルリフト駆動部５２及び５３は永続的に励磁されるDCモータを含む。DCモータは二本の二線式コネクションケーブル６６ａ及び６６ｂ経由で電力を供給される。従って、スピンドルリフト駆動部５２は二本の電気接続６７ａ及び６８ａを含み、もう一方のスピンドルリフト駆動部５３は電気接続６７ｂ及び６８ｂを含む。

二つの電気モータ５４ａ及び５４ｂは電気的に直列に接続される。即ちモータ電流入力６８ａはモータ電流入力６７ｂに接続される。モータ電流入力６７ａは電流入力６８ｂがプッシュボタン７０の可動接点と接続している間、プッシュボタン６９の可動接点により導入される。静的接触装置７１及び７２は同時に電圧源又は電流源７４の連結部７３と接触する。

二つのプッシュボタン６９及び７０は付加的に働く連結部７５及び７６を有し、連結部７５及び７６もまた、電気的に互いに接続され、電圧源７４の二つ目の連結部７７と接触する。

図示される配置は二つのプッシュボタン６９及び７０において基礎となる配置で、スピンドルリフト駆動部５２，５３の二つの電気モータ５４ａ及び５４ｂは電源を投入されていない。

プッシュボタン６９が押されたときは、二つの電気モータ５４ａ及び５４ｂの直列回路の電流入力６７ａはDC電圧源７４の連結部７７と接触し、また、もう一方の電流接点６８ｂは連結部７３と接続される。このようにして、二つのスピンドルリフト駆動部５２，５３は、例えば、リフター８を配置する、又は伸長させる意味で、同一方向に駆動することができる。

このプッシュボタンが開放され、もう一方のプッシュボタン７０が押されたときは、電流入力６８ｂは電圧源７４の連結部７７と接続される。また、二つのスピンドルリフト駆動部５２及び５３の直列回路の電流入力６７ａは電圧源７４の連結部７７の接続を維持させる。このようにして、二つのスピンドルリフト駆動部５２，５３の直列回路は、例えば、リフター８を収縮させたいときに始動させることができる。

回路図に基づき、負荷の分配は二つのスピンドルリフト駆動部５２と５３の間で対称的に自動になされる。

回路機能の定義に関して完全な請求項はないが、次に説明をする。

推定される状況の説明に関して、例えば、持ち上げることを意図してプッシュボタン６９を押したとき、スピンドルリフト駆動部５２はスピンドルリフト駆動部５３を導通する配置となる。そのような状況はリフター８が機械的に下端部の位置より始動したときに起こりえる。導線はスピンドルリフト駆動部５３と比較して負荷増大を最初に引き起こす。スピンドルリフト駆動部５２の高負荷により、関連した電気モータ５４ａの回転スピードは、他の電気モータ５４ｂの回転スピードよりも少し低くなる。その結果、モータ５４ａの電機子によって生じた逆起電力は、モータ５４ｂの電機子によって電源が入る逆起電力よりも小さくなる。その結果、モータの直列回路を流れる電流を増やすことができる。しかしながら、モータ５４ａはより強い負荷がかかるため、その回転スピードは負荷の小さいモータ５４ｂの回転スピードよりも速くは増加しない。それゆえ、負荷の小さいモータ５４ｂは動作に関して追いつくことができる。このようにして、その伸長された位置が初期において比較的重負荷のかかった電気モータ５４ａの伸長された位置を越えたときにのみ、加速が抑制される。

二つのスピンドルリフト駆動部５２と５３の仕事に対する弾性によって、この補正動作は交互に２，３回繰り返され、二つのモータ５４ａと５４ｂとの間で対称的に負荷は分散され、リフター８を伸長するための双方に発生する力が等しくなる。

二つの電気モータ５４ａと５４ｂの電機子の遠心力の量に基づき、平衡状態に達した後、一定の行き過ぎは発生し、上述の追求が引き起こされる。しかしながら、数回の行き過ぎの後、短時間で追求は少なくなる。

所望の目的を到達させるために、双方のモータ５４ａ，５４ｂは等しい力を発生させるべきであるから、モータ５４ａ，５４ｂは発動機と遠心力の量について、重要な構造の詳細部に関して本質的に一致しなければならない。しかし、回転方向は無関係である。各々二つのスピンドルリフト駆動部５２，５３の公称電圧が、電流源７４における出力電圧の半分程度になるときに最大負荷に達することが望ましい。

この発明は回転する医療用ベッド関係において詳述した。しかしながら、回転能力を省略することもできるし、標準の医療用ベッドにも適用可能である。

医療用ベッドのリフティング能力を増やすため、また、重い患者を持ち上げるために、二つの駆動モータは高さ調整リフター内部に使用される。二つの駆動モータは機械的に並行に運転するように取り付けられる。二つのモータ間で対称に負荷の分配を成しえるために、二つのモータは電気的に直列に接続される。

本発明に係るベッド状態での医療用ベッドである。 本発明に係る椅子状態での医療用ベッドである。 本発明に係る医療用ベッドのリフター構造の側面図と、部分的に分解された組立図である。 図３に示すリフターの補助フレームの簡易上面図である。 対称的な二つのリフターモータにおいて、荷重を分配させるための基礎回路図である。

Claims (10)

1. リフターフット（４１）とリフターヘッド（３９）とから構成され、高さを調整できるリフター（８）と、
   前記リフターフット（４１）と前記リフターヘッド（３９）とに夫々接続され、前記リフターフット（４１）と前記リフターヘッド（３９）との間に配置された第１と第２の電気モータ（５４）を夫々有し、前記第１又は第２の電気モータ（５４）が動作しないときには自動的にロックし、前記第１と第２の電気モータ（５４）の動作に応じて伸縮することで前記リフター（８）の高さを調整する第１と第２のスピンドルリフト駆動部（５２，５３）と、
   前記第１と第２のモータ（５４）に電力を供給する電流源（７４）と、
   を備えた医療用ベッドであって、
   前記二つの電気モータ（５４）は、電気的に直列に接続され、前記電流源（７４）から供給される電力によって、所定の時間後同一の出力で動作する、
   ことを特徴とする医療用ベッド（１）。
2. 前記電気モータ（５４）は永続的に励磁されるDCモータである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の医療用ベッド。
3. 各々の前記電気モータ（５４）の公称電圧は前記電流源（７４）の公称電圧の半分程度である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の医療用ベッド。
4. 二つの前記電気モータ（５４）は構造的に同一である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の医療用ベッド。
5. 各々の前記電気モータ（５４）はねじ山を有するギア機構を作動させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の医療用ベッド。
6. 前記ねじ山を有するギア機構は同一構造である、
   ことを特徴とする請求項５に記載の医療用ベッド。
7. 前記電流源（７４）と前記電気モータ（５４）間に制御回路（６９，７０）が構成され、該制御回路によって、前記電気モータ（５４）に供給される電流の極性を変えることができる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の医療用ベッド。
8. 前記制御回路（６９，７０）は手動スイッチを備え、
   該手動スイッチにより、電気モータ（５４）の電流は一方の極性又は反対の極性を有して、OFFからONに切り替わる、
   ことを特徴とする請求項７に記載の医療用ベッド。
9. 前記制御回路（６９，７０）は両電気モータ（５４）について、一つの共通の電流出力を有する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の医療用ベッド。
10. 前記リフターフット（４１）は第１のモータカップリングバー（５９）を有し、
    前記リフターヘッド（３９）は前記リフターフット（４１）の前記第１のモータカップリングバー（５９）と平行に横たわる第２のモータカップリングバー（６３）を有し、
    二つの電気モータ／スプリングリフト駆動部（５２，５３，５４）は一端を前記第１のモータカップリングバー（５９）に固定され、他端を前記第２のモータカップリングバー（６３）に固定される、
    ことを特徴とする請求項１に記載の医療用ベッド。

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