JP5665133B2 - 電動ベッド - Google Patents

Description

本発明は、電動ベッド、特に停電等の非常時においても床部の昇降や起伏動作を行えるようにした電動ベッドに関する。

床部の昇降や起伏動作を、直流電動機と減速機構と回転−直動変換機構を有するアクチュエータによって行う電動ベッド、従来から、各種の構成のものが提案され、使用されている。このような電動ベッドでは、アクチュエータの直流電動機を商用電源を用いて動作させるためのコントローラーを設けており、このコントローラーによって商用電源から所定の直流電圧を得て、これを直流電動機に印加している。この直流電圧としては、例えば２４Ｖが広く使用されている。

またこのような電動ベッドでは、商用電源が停電の場合にも床部の昇降や起伏動作を行わせることができるようにするための方策がとられているものが多い。

例えば特許文献１では、アクチュエータの後部に、電動機の出力軸を、手動ハンドルによって回転操作可能とするために、クランクハンドルの端部を着脱可能に連結するための連結穴を構成している。

また特許文献２では、電動機の出力軸から、回転−直動変換機構を構成するねじシャフトに至る主駆動軸に歯車伝動機構を設けて、主駆動軸の横方向にクランクハンドルを連結可能な副駆動軸を構成している。

このように特許文献１、特許文献２では、アクチュエータの個所にクランクハンドルを取り付ける構成であるので、クランクハンドルを設置する位置に制約があり、従ってアクチュエータの設置位置にも制約があり、クランクハンドルを操作がし難い個所に設置せざるを得ない場合もある。

また特許文献３では、停電時に給電するための電池を設けている。他の文献には、電池を太陽電池としたものも提案されている。

停電時に電池を用いるものでは、コスト高になると共に、充電式の場合には、充電忘れなどがあると緊急時に使用できない場合があり、充電量を監視する等で煩雑であると共に、太陽電池では、必要な電力を得にくい。

特許第２６７０７５９号公報 実開昭５８−１９６６４８号公報 特許第２８３２９０８号公報

本発明が解決しようとする課題は、従来の電動ベッドにおいては、停電時等における手動操作のためのクランクハンドルの設置位置を含め、設計の自由度が低い点にあり、本発明では、この自由度を広げることを目的としている。

上述した課題を解決するために本発明では、床部の昇降や起伏動作を回転−直動変換機構を有するアクチュエータを用いて行うベッドにおいて、前記アクチュエータの回転−直動変換機構の回転側を、直流電動機と減速機構により構成し、このアクチュエータ側の直流電動機への給電を、商用電源に連なるコントローラーと、クランクハンドルで駆動する手動発電装置により選択的に行う構成とし、この手動発電装置は、可逆動作可能な直流電動機と、その回転軸に接続された増速機構とを器体に格納すると共に、器体の外側には、増速機構の入力軸に接続されたクランクハンドルと、手動発電装置側の前記直流電動機の電源側に接続された給電ケーブルとを設け、この給電ケーブルの先端側には、前記アクチュエータ側の直流電動機の電源側コネクタに接続可能なコネクタを設けた構成とした電動ベッドを提案する

また本発明では、上記の構成において、アクチュエータは、昇降や起伏部位に対応して複数設置されており、複数のアクチュエータの直流電動機への給電は、商用電源に連なるコントローラーにより夫々行う構成とすると共に、共通の手動発電装置から切換スイッチを介して選択的に行う構成とした電動ベッドを提案する。

そして本発明では、上記の構成において、増速機構は、クランクハンドル側をウォームホイールとし、直流電動機側をウォームとして構成した電動ベッドを提案するもので、そして、ウォームは複数条のねじとして構成した電動ベッドを提案する。

また本発明では、上記の構成において、手動発電装置の直流電動機及び増速機構を、アクチュエータの直流電動機及び減速機構と同じ構成とした電動ベッドを提案する。

また本発明では、上記の構成において、手動発電装置は、クランクハンドルを操作可能なベッドの適所に設置したり、又はベッドの適所に着脱可能に支持する構成とした電動ベッドを提案する。

本発明に係る電動ベッドは、通常時においては、アクチュエータの直流電動機に、商用電源からコントローラーを経た直流電力を給電して、床部の昇降や起伏動作を行わせる。従って通常の電動ベッドと同様にリモートコントローラーを使用して床部の昇降や起伏動作を行わせることができる。

一方、商用電源が停電となった場合や、例えばベッドの床部上に仰臥している人がリモートコントローラーで床部の昇降や起伏動作を行うことを防ぐ場合のように、コントローラーを介してのアクチュエータの直流電動機への給電が行えない場合、又は行わない場合には、手動発電装置のクランクハンドルを回転駆動して直流電力を発生させて、この直流電力でアクチュエータを構成する直流電動機を回転駆動して、回転−直動変換機構を介して床部の昇降や起伏動作を行う。

このような床部の昇降や起伏動作において、その動作は、所定の変位を得られれば良く、定速動作等の一定に制御された動作は必ずしも必要としないため、手動発電装置を用いてアクチュエータを動作させて、床部上に仰臥している人に違和感を感じさせずに昇降や起伏動作を行うことがができる。

アクチュエータと、クランクハンドルを設けた手動発電装置とは、給電ケーブルで接続すれば良いので、アクチュエータ及び手動発電装置共に、それらの設置の自由度が高い。特に、手動発電装置は、それをベッドの適所に設置したり、又は適所に着脱可能に支持して使用時に手持ちとすることもでき、操作者によるクランクハンドルの操作を非常に行いやすくすることができる。

本発明の電動ベッドでは、手動発電装置は、床部の昇降や起伏動作を行う個所が複数ある場合に、夫々に設けても良いし、また手動発電装置との給電ケーブルの接続をコネクタにより選択可能とすることにより、共通の手動発電装置で複数個所の動作に対応させることができる。また共通の手動発電装置と複数のアクチュエータの直流電動機との接続を、切換スイッチを用いて容易に行うこともできる。

本発明において、手動発電装置を構成する増速機構は、クランクハンドル側をウォームホイールとし、直流電動機側をウォームとしたウォームギヤ機構で構成することにより、大きさと重量を大幅に低減することができる。

この際、ウォームは二条又はそれ以上の条のねじ、即ち、複数条のねじとして構成し、ねじり角を大きくして摩擦の影響を小さくすることができる。一般に、発電装置として必要な回転数は、例えば最低でも1500rpm（25Hz）以上であり、また手動装置で可能な入力回転数は、120rpm（2Hz）が限界値に近いと考えられ、この場合には、増速比は、12.5以上必要である。本発明では、ウォームを二条又はそれ以上の条のねじとすることにより、高い増速比と伝達効率の向上を図ることができ、簡易に操作できる大きさと構造において、前記要件を満たす手動発電装置を実現することができる。

本発明において、手動発電装置の直流電動機及び増速機構を、アクチュエータの直流電動機及び減速機構と同じ構成とすることができ、こうすることによりコストの大幅な低減を図ることができる。

更に本発明においては、手動発電装置において床部の昇降や起伏を行っている状態では、床部の間に人の部位が挟まれる等で、アクチュエータに異常な負荷が加わると、その負荷の上昇は、手動発電装置のクランクハンドルの所要トルクの上昇として現れるので、それにより異常が検出でき、しかもクランクハンドルとアクチュエータは直接機械的には結合されていないので安全性が高い。

図１は本発明に係る電動ベッドに使用する手動発電装置の一例の構成及び動作を概念的に示す説明図である。 図２は本発明に係る電動ベッドに使用する手動発電装置の一例の本体の外観説明図である。 図３は本発明に係る電動ベッドに使用する手動発電装置の一例の縦断説明図である。 図４は本発明に係る電動ベッドに使用する手動発電装置の一例の構成要素である直流電動機と増速機構の構成を示す正面図である。 図５は本発明に係る電動ベッドに使用する手動発電装置の一例の構成要素である直流電動機と増速機構の構成を示す平面図である。 図６は本発明に係る電動ベッドに使用する手動発電装置の一例の構成要素である直流電動機と増速機構の構成を示す左側面図である。 図７は本発明の電動ベッドの実施の形態を概念的に示す説明図である。 図８は本発明の電動ベッドの他の実施の形態を概念的に示す説明図である。 図９は本発明の電動ベッドの実施の形態において、手動発電装置をベッドに設置した状態を概念的に示す説明図である。 図１０は本発明の電動ベッドの実施の形態において、手動発電装置をベッドに設置した他の状態を概念的に示す説明図である。 図１１は本発明の電動ベッドの他の実施の形態を概念的に示す説明図である。 図１２は本発明の電動ベッドの更に他の実施の形態を概念的に示す説明図である。

次に、本発明に係る電動ベッドの実施の形態を添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る電動ベッド及びそれに使用する手動発電装置を説明すると、図において、符号１は手動発電装置を概括的に示すもので、この手動発電装置１は、可逆動作可能な直流電動機２と、その回転軸３に接続された増速機構４とを器体５に格納している。そして器体５の外側には、前記増速機構４の入力軸６に接続されたクランクハンドル７と、直流電動機２の電源側に接続された給電ケーブル８とを設けている。この給電ケーブル８の先端側には、本発明の電動ベッドにおいて、床部の昇降や起伏動作を行うためのアクチュエータ９を構成する直流電動機１０の電源側コネクタ１１に接続可能な給電コネクタ１２を設けている。符号１３は受電ケーブル、１４はアクチュエータ９の構成要素である減速機構である。また符号１８は商用電源に連なるコントローラーを示すものであり、このコントローラー１８からの給電ケーブル１９をアクチュエータ９を構成する直流電動機１０に接続している。尚、この実施の形態では、手動発電装置１の器体５は、縦断方向に分割した一対の殻体をねじ（図示省略）で結合して、各要素を格納状態に支持する構成である。

ここで増速機構４を詳細に説明すると、この増速機構４は図３〜図６に示しているように、クランクハンドル７側をウォームホイール１５として、このウォームホイール１５に入力軸６を突設しており、そして直流電動機２側を、ウォームホイール１５に歯合するウォーム１６として構成している。そしてこのウォーム１６は、二条ねじとして構成しており、そのねじり角は摩擦角よりも大きくしているため、このウォームギヤ機構は可逆動作可能である。そしてこのようなウォームギヤ機構においては、例えば、1/32という大きな増速比（減速比）を容易に得ることができる。尚、図中２点鎖線で示した符号１７の部材は入力軸６、ウォームホイール１５及びウォーム１６の支持部材を示すものである。

次に図７は本発明の電動ベッドの実施の形態を概念的に示す説明図であり、この図では、床部支持フレーム２０に回動可能に支持され、使用者の背中に対応する床部２１を、その回動支点側の下側に設けた押上アーム２２に連結されたアクチュエータ９の直動部材２３によって回動させる構成を示している。

以上の本発明に係る電動ベッドは、通常時においては、アクチュエータ９の直流電動機１０に、商用電源からコントローラー１８を経た直流電力を給電ケーブル１９により給電して、床部の昇降や起伏動作を行わせる。従って通常の電動ベッドと同様にリモートコントローラーを使用して床部２等の昇降や起伏動作を行わせることができる。

一方、商用電源が停電となった場合や、例えばベッドの床部上に仰臥している人がリモートコントローラーで床部の昇降や起伏動作を行うことを防ぐ場合のように、コントローラー１８を介してのアクチュエータ９の直流電動機１０への給電が行えない場合、又は行わない場合には、手動発電装置１は、図１、図７に示すように、給電ケーブル８の給電コネクタ１２を、アクチュエータ９を構成する直流電動機１０の電源側コネクタ１１に接続した後、器体５を持ち、クランクハンドル７を回転駆動する。

クランクハンドル７の回転は増速機構４により増速されて直流発電機２の回転子を回転させて起電力を発生させ、こうして発生した直流電力は、給電ケーブル８、コネクタ１２、１１から受電ケーブル１３を介してアクチュエータ９を構成する直流電動機１０に供給されて、アクチュエータ９を動作させる。

こうしてアクチュエータ９の直動部材２３を、例えば図７中の左方向に移動させることにより、押上アーム２２により床部２１を回動上昇することができ、またクランクハンドル７を逆回転させることにより、以上と逆の動作により、床部２１を回動下降することができる。

このような床部の昇降又は起伏動作において、その動作は、所定の変位を得られれば良く、定速動作等の一定に制御された動作は必ずしも必要としないため、手動発電装置１を用いてアクチュエータ９を動作させることにより、上述した床部２１をベッド上の使用者に違和感を感じさせることなく円滑に動作させることができる。

本発明の電動ベッドでは、アクチュエータ９と、クランクハンドル７を設けた手動発電装置１とは、給電ケーブル８で接続すれば良いので、アクチュエータ９及び手動発電装置１共に、それらの設置の自由度が高い。尚、この場合、給電ケーブル８は、上述したようなコネクタにより着脱可能とする他、図８に示すように、コネクタを用いずに接続する構成とすることもできる。

手動発電装置１は、例えば図９に示すように、ベッドの足部側のフットボード２４の外側からクランクハンドル７を操作可能なようにベッドの長手方向の端部側に設置したり、図１０に示すようにベッドの側部からクランクハンドル７を操作可能なようにベッドの幅方向の端部側に設置したり、ベッドの適所に設置することができる。またはベッドの適所に移動不能に設置するのではなく、ベッドの適所に着脱可能に支持して、使用時に外して手持ちとすることもでき、操作者によるクランクハンドル７の操作を非常に行いやすくすることができる。

また本発明の電動ベッドでは、床部の昇降や起伏動作を行う個所が複数ある場合、例えば図１１では、回動させる床部が、床部２１と使用者の大腿部に対応する床部２６の２つの場合を模式的に示しているが、このような場合には、複数の個所、この場合、夫々の床部２１、２６毎に手動発電装置１を設けても良いし、またアクチュエータ９との給電ケーブル８の接続を上述したように給電コネクタ１２により接続する構成の場合には、給電コネクタ１２を接続するアクチュエータ９を選択することにより、共通の手動発電装置１で複数個所の昇降又は起伏動作に対応させることができる。また図１２に示すように共通の手動発電装置１と複数のアクチュエータ９の直流電動機との給電ケーブル８による接続を、切換スイッチ２７を用いて容易に行うようにすることもできる。

以上に説明した手動発電装置１の実施の形態の仕様を説明すると、次の通りである。
手動による入力 ：10〜50［Ｎ］
手動での入力軸の回転数：30〜120［rpm］
減速比（増速比） ：1/15.5
回転軸の回転数 ：465〜1860［rpm］
発電力 ：10〜30［VA］

この実施の形態においては、手動発電装置１を構成する増速機構４は、クランクハンドル７側をウォームホイール１５とし、直流電動機２側を二条ねじのウォーム１６としたウォームギヤ機構で構成することにより、大きさと重量を大幅に低減することができ、このため、手で持てる大きさの器体５内に構成要素を格納して、上述した仕様を満たすことができる手動発電装置１を実現することができる。

また、本発明の電動ベッドにおいて、手動発電装置１は、それを構成する直流電動機２及び増速機構４を、床部の昇降や起伏動作を行うアクチュエータ９の直流電動機１０及び減速機構１４と同じ構成とすることができ、こうすることによりコストの大幅な低減を図ることができる。

本発明の以上の通りであるので、電動ベッドにおいて、商用電源の停電時に手動操作を行うクランクハンドルの設置位置を含め、設計の自由度が非常に高く、高性能で安全性の高い電動ベッドを安価に提供することができるという特徴があり、病院用や家庭用の電動ベッドとして非常に利用可能性が高いものである。

１ 手動発電装置
２ 直流電動機
３ 回転軸
４ 増速機構
５ 器体
６ 入力軸
７ クランクハンドル
８ 給電ケーブル
９ アクチュエータ
１０ 直流電動機
１１ 電源側コネクタ
１２ 給電コネクタ
１３ 受電ケーブル
１４ 減速機構
１５ ウォームホイール
１６ ウォーム
１７ 支持部材
１８ コントローラー
１９ 給電ケーブル
２０ 床部支持フレーム
２１ 床部
２２ 押上アーム
２３ 直動部材
２４ フットボード
２６ 床部
２７ 切換スイッチ

Claims (7)

1. 床部の昇降や起伏動作を回転−直動変換機構を有するアクチュエータを用いて行うベッドにおいて、前記アクチュエータの回転−直動変換機構の回転側を、直流電動機と減速機構により構成し、このアクチュエータ側の直流電動機への給電を、商用電源に連なるコントローラーと、クランクハンドルで駆動する手動発電装置により選択的に行う構成とし、この手動発電装置は、可逆動作可能な直流電動機と、その回転軸に接続された増速機構とを器体に格納すると共に、器体の外側には、増速機構の入力軸に接続されたクランクハンドルと、手動発電装置側の前記直流電動機の電源側に接続された給電ケーブルとを設け、この給電ケーブルの先端側には、前記アクチュエータ側の直流電動機の電源側コネクタに接続可能なコネクタを設けた構成としたことを特徴とする電動ベッド。
2. アクチュエータは、昇降や起伏部位に対応して複数設置されており、複数のアクチュエータの直流電動機への給電は、商用電源に連なるコントローラーにより夫々行う構成とすると共に、共通の手動発電装置から切換スイッチを介して選択的に行う構成としたことを特徴とする請求項１に記載の電動ベッド。
3. 増速機構は、クランクハンドル側をウォームホイールとし、直流電動機側をウォームとして構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動ベッド。
4. ウォームは複数条のねじとして構成したことを特徴とする請求項４に記載の電動ベッド。
5. 手動発電装置の直流電動機及び増速機構を、アクチュエータの直流電動機及び減速機構と同じ構成としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動ベッド。
6. 手動発電装置は、クランクハンドルを操作可能なベッドの適所に設置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動ベッド。
7. 手動発電装置は、ベッドの適所に着脱可能に支持する構成としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動ベッド。

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