JP6320485B2 - キャスター - Google Patents

Description

本発明は、荷重センサを内部に備えるキャスターに関する。

被験者の生体情報は、医療や介護の現場において患者や被介護者の身体状態を知るための重要な情報の一つである。例えば被験者の呼吸状態を把握して、睡眠時無呼吸症候群やいびきなどの症状の把握、及びこれらの症状の改善に役立てることができる。

特許文献１では、ベッド本体に取り付けられた荷重検出器によってベッド本体に加わる荷重の変化を検出し、ベッド本体の寝床面上における利用者の状態を検出する、荷重検出機能付きベッドが提案されている。そして、ベッド本体の四隅の脚部にベッド本体の移動を容易にするためのキャスター機構を設け、キャスター機構の内部にロードセルを介在させる構成が示唆されている。

再表２０１３／１０８５０３号

しかし、特許文献１に示唆されているように、ベッド本体の四隅の脚部にキャスター機構を設け、キャスター機構の内部にロードセルを介在させた場合、ベッドを移動する際の振動によりロードセルに不具合が生じる可能性がある。

そこで本発明は、荷重センサを内部に備えるキャスターであって、移動の際に荷重センサを保護することが可能なキャスターを提供することを目的とする。

本発明の態様に従えば、
車輪と、
前記車輪を回転可能に支持する車輪支持体と、
前記車輪支持体の内部に支持され、起歪体と歪みゲージとを有する荷重センサーと、
前記車輪支持体の内部に、前記荷重センサーの前記起歪体に対して接離可能に設けられ、前記起歪体に加わる荷重により前記起歪体の変形量が所定値に達したときに前記起歪体に当接し、前記起歪体が所定量を超えて変形するのを抑制するストッパーとを備えるキャスターが提供される。

本発明の態様に従うキャスターは、さらに、前記起歪体に対して前記ストッパーを接離させるストッパー移動機構を備えてもよい。

本発明の態様に従うキャスターにおいて、前記車輪支持体は、前記荷重センサーが収納される第１部材と、前記ストッパーが設けられ且つ前記車輪を支持する第２部材とを備えてもよく、前記ストッパー移動機構は、第１部材と第２部材とを相対的に移動させることにより、前記ストッパーを前記荷重センサーに対して接離させてもよい。

本発明の態様に従うキャスターにおいて、前記車輪支持体がベッドの脚部に取り付けられてもよく、前記荷重は前記ベッドの荷重であってもよい。

本発明のキャスターにおける車輪支持体の内部には、車輪支持体の内部に支持されている荷重センサーに対して接離可能なストッパーが設けられている。このため、例えば本発明のキャスターが脚部に取り付られたベッドを移動する際に、車輪支持体の内部でストッパーを荷重センサーに接触させることにより、荷重センサーを保護することができる。

図１は、本発明のキャスターがベッドの脚部に取り付けられた状態を示す側面図である。 図２は、ベッドの脚部に取り付けられた本発明のキャスターを拡大して示す側面図である。 図３は、車輪支持部体の内部構造を示す断面図である。 図４は、本発明の第１変形例に係るキャスターの図３相当の図である。 図５は、本発明の第２変形例に係るキャスターの図３相当の図である。

以下、図１〜図３を参照して、本発明の実施形態に係るキャスターついて説明する。

図１に示されるように、本発明の実施形態に係るキャスター１０は、ベッド１００の移動を容易にするために、ベッド１００の脚部１１０に取り付けられる。

図２に示されるように、キャスター１０は、車輪２０と、車輪２０を回転可能に支持する車輪支持体３０とを備える。車輪支持体３０は、車輪２０を支持する車輪支持部材５０と、その上に設けられたリング部材６０と、さらにその上に設けられた筒状部材４０とを備える。筒状部材４０は本発明の「第１部材」に相当し、車輪支持部材５０は本発明の「第２部材」に相当する。

筒状部材４０は、ベッド１００の脚部１１０をキャスター１０に接続するための部材であり、その一方側の開放端４０ａにベッド１００の脚部１１０の先端が挿入さている。筒状部材４０は、不図示のボルト等によりベッド１００の脚部１１０に固定される。筒状部材４０の他方側の開放端４０ｂは、リング部材６０に接続されている。リング部材６０は、筒状部材４０と車輪支持部材５０とを連結するための部材であり、その連結機構については後述する。車輪支持部材５０は、車輪２０の回転軸２０ａの両端を回転可能に支持するフォーク状のアーム部材５１と、アーム部材５１を支持するアーム支持部材５２とを備える。アーム部材５１の車輪２０と反対側の端部は円筒状の形を有し、そこに同軸の回転軸５３が設けられている。一方、アーム支持部材５２には円筒状の軸受が設けられている。アーム部材５１は、回転軸５３がアーム支持部材５２の軸受に挿入されることにより、回転軸５３を中心として回転可能に支持されている。なお、アーム支持部材５２に回転軸５３を設け、アーム部材５１に回転軸５３が挿入される軸受を設けることにより、アーム部材５１が回転可能に支持されてもよい。

図３に示されるように、筒状部材４０の内部には、荷重センサー７０が収納されている。荷重センサー７０は、起歪体７１と起歪体７１に貼り付けられた複数の歪みゲージ７２とから構成される、いわゆる歪みゲージ式の荷重センサーである。起歪体７１は、円柱状の小径部７１ａと、小径部７１ａよりも径が大きく且つ高さが低い円柱状の大径部７１ｂとから構成されており、歪みゲージ７２は、小径部７１ａの側面に貼り付けられている。起歪体７１は、小径部７１ａの底面においてアーム支持部材５２の上面５２ａと接触し、大径部７１ｂの上面においてベッド１００の脚部１１０の先端と接触している。つまり、筒状部材４０の内部において、荷重センサー７０の上下方向の位置は、ベッド１００の脚部１１０の先端と、アーム支持部材５２の上面５２ａとによって固定されている。そして、ベッド１００からの荷重が起歪体７１の大径部７１ｂに加わると、起歪体７１の小径部７１ａが変形するため、小径部７１ａに貼り付けられた歪みゲージ７２によって荷重の大きさを測定することができる。

アーム支持部材５２の上面５２ａには、起歪体７１の小径部７１ａを取り囲む、筒状のストッパー８０が設けられている。そして、起歪体７１の大径部７１ｂの下面とストッパー８０の上端８０ａとの間には、小径部７１ａのある程度の変形を許容するための隙間が設けられている。大径部７１ｂに加えられた荷重によって小径部７１ａが変形すると、大径部７１ｂの下面とストッパー８０の上端８０ａとの間隔が小さくなる。そして、大径部７１ｂに加えられた荷重により小径部７１ａの変形量が所定値に達すると、大径部７１ｂの下面がストッパー８０の上端８０ａに突き当たるため、小径部７１ａはそれ以上変形することができなくなる。つまり、ストッパー８０は、大径部７１ｂに過剰な荷重が加わった場合に小径部７１ａが許容範囲を超えて変形するのを防ぐために設けられている。

アーム支持部材５２の上面５２ａ側の側面にはネジ山５２ｂが形成されており、リング部材６０の内周面のアーム支持部材５２側にはネジ山５２ｂと螺合する溝６０ａが形成されている。また、筒状部材４０の他方側の開放端４０ｂにはフランジ４０ｃが形成されており、リング部材６０の内周面の筒状部材４０側には、内周面から内側に向かって突出する環状の係合部６０ｂが形成されている。そして、アーム支持部材５２のネジ山５２ｂとリング部材６０の溝６０ａとが噛み合うことにより、アーム支持部材５２とリング部材６０とが接続され、筒状部材４０のフランジ４０ｃとリング部材６０の係合部６０ｂとが係合することにより、筒状部材４０とリング部材６０とが接続されている。なお、筒状部材４０のフランジ４０ｃの下面とアーム支持部材５２の上面５２ａとの間には、起歪体７１の大径部７１ｂの下面とストッパー８０の上端８０ａとの間と同様に、小径部７１ａの変形を許容するための隙間が設けられている。

リング部材６０を所定の方向に回転させると、アーム支持部材５２のネジ山５２ｂとリング部材６０の溝６０ａとが相対移動し、アーム支持部材５２の上面５２ａと筒状部材４０のフランジ４０ｃの下面とが互いに近づくように相対移動する。このとき、アーム支持部材５２の上面５２ａからの押圧力により起歪体７１の小径部７１ａが変形し、ストッパー８０の上端８０ａと起歪体７１の大径部７１ｂの下面も、互いに近づくように相対移動する。そして、リング部材６０を所定の方向にさらに回転させると、ストッパー８０の上端８０ａと大径部７１ｂの下面とが互いに近づくように相対移動し、ストッパー８０の上端８０ａが大径部７１ｂの下面に突き当たる。つまり、許容範囲の最大限まで小径部７１ａを変形させた状態で、起歪体７１をストッパー８０により固定することができる。

一方、ストッパー８０の上端８０ａが大径部７１ｂの下面に突き当たった状態から、リング部材６０を所定の方向とは反対の方向に回転させると、アーム支持部材５２の上面５２ａと筒状部材４０のフランジ４０ｃの下面とが互いに離れるように相対移動し、大径部７１ｂの下面とストッパー８０の上端８０ａも互いに離れるように相対移動する。これにより、小径部７１ａを、変形量が許容範囲の最大限まで達しない状態に回復させることができる。なお、筒状部材４０のフランジ４０ｃ、アーム支持部材５２のネジ山５２ｂ、並びにリング部材６０の溝６０ａ及び係合部６０ｂが、本発明の「ストッパー移動機構」に相当する。

上記実施形態に係るキャスター１０は、車輪支持体３０の内部に荷重センサー７０を備えている。このため、キャスターの下に荷重センサーを別途設置する必要がない。また、上記実施形態に係るキャスター１０が脚部１１０に取り付けられたベッド１００を移動する際は、キャスター１０に設けられたリング部材６０を所定の方向に回転させることにより、ストッパー８０を荷重センサー７０に突き当て、起歪体７１の変形を許容するために予め設けられた隙間を埋めた状態で荷重センサー７０を保護することができる。

次に、本発明の実施形態の第１変形例を説明する。上記実施形態と重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。

図４に示されるように、第１変形例の車輪支持体１３０において、筒状部材４０とアーム支持部材１５２とは、リング部材１６０によって接続されている。アーム支持部材１５２の上端部には凹部が形成されており、荷重センサー７０は凹部の底面１５２ａに支持されている。また、凹部の底面１５２ａには、上記実施形態と同様のストッパー８０が形成されている。上記実施形態と同様に、起歪体７１の大径部７１ｂの下面とストッパー８０の上端８０ａとの間には、小径部７１ａのある程度の変形を許容するための隙間が設けられている。また、筒状部材４０のフランジ４０ｃの下面とアーム支持部材１５２の凹部の底面１５２ａとの間には、起歪体７１の大径部７１ｂの下面とストッパー８０の上端８０ａとの間と同様に、小径部７１ａの変形を許容するための隙間が設けられている。さらに、アーム支持部材１５２の凹部の内周面には、溝１５２ｂが形成されている。

アーム支持部材１５２の凹部の内周面と筒状部材４０の外周面との間には、筒状のリング部材１６０が介在している。リング部材１６０の内径は筒状部材４０の外径と略同じであり、リング部材１６０は筒状部材４０の側面に沿って回転可能に構成されている。リング部材１６０の上端部にはフランジ１６０ａが形成されており、リング部材１６０の外周面には、アーム支持部材１５２の溝１５２ｂと噛み合うネジ山１６０ｂが形成されている。

使用者がフランジ１６０ａを介してリング部材１６０を所定の方向に回転させると、リング部材１６０のネジ山１６０ｂとアーム支持部材１５２の溝１５２ｂとが相対移動し、リング部材１６０がアーム支持部材１５２の凹部の底面１５２ａに向かって移動する。そして、リング部材１６０を所定の方向にさらに回転させると、リング部材１６０がさらに移動し、リング部材１６０の先端部１６０ｃが筒状部材４０のフランジ４０ｃに突き当たる。

リング部材１６０の先端部１６０ｃが筒状部材４０のフランジ４０ｃに突き当たった状態から、リング部材１６０を所定の方向に回転させると、筒状部材４０のフランジ４０ｃの下面がアーム支持部材１５２の凹部の底面１５２ａに近づくように移動する。このとき、筒状部材４０に固定されたベッド１００の脚部１１０からの押圧力により、荷重センサー７０の起歪体７１の小径部７１ａが変形し、ストッパー８０の上端８０ａと起歪体７１の大径部７１ｂの下面も、互いに近づくように相対移動する。そして、リング部材１６０を所定の方向にさらに回転させると、ストッパー８０の上端８０ａが大径部７１ｂの下面に突き当たる。

一方、ストッパー８０の上端８０ａが大径部７１ｂの下面に突き当たった状態から、リング部材１６０を所定の方向とは反対の方向に回転させると、筒状部材４０のフランジ４０ｃの下面が、アーム支持部材１５２の凹部の底面１５２ａから離れるように移動し、大径部７１ｂの下面もストッパー８０の上端８０ａから離れるように移動する。これにより、小径部７１ａを、変形量が許容範囲の最大限まで達しない状態に回復させることができる。なお、第１変形例においては、筒状部材４０のフランジ４０ｃ、アーム支持部材１５２の溝１５２ｂ、並びにリング部材１６０のネジ山１６０ｂ及び先端部１６０ｃが、本発明の「ストッパー移動機構」に相当する。第１変形例に係るキャスター１０においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の実施形態の第２変形例を説明する。上記実施形態と重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。

図５に示されるように、第２変形例の車輪支持体２３０において、筒状部材２４０とアーム支持部材２５２とは、筒状の接続部材２６０によって接続されている。第２変形例において、筒状部材２４０の下端部にはフランジは形成されていない。荷重センサー７０はアーム支持部材２５２の上面２５２ａに支持されている。また、アーム支持部材２５２の側面の上端側には、ネジ山２５２ｂが形成されている。

アーム支持部材２５２の側面と筒状部材２４０の内周面との間には、筒状の接続部材２６０が介在している。接続部材２６０は、アーム支持部材２５２の外径よりも大きい外径を有する大径部２６０ａと、大径部２６０ａの上端と連続しており、上方に向かって径が小さくなるテーパ部２６０ｂと、テーパ部２６０ｂの上端と連続する小径部２６０ｃとから構成される。小径部２６０ｃの外径は筒状部材２４０の内径と略同じであり、接続部材２６０は筒状部材２４０の内周面に沿って摺動可能に構成されている。また、大径部２６０ａ、テーパ部２６０ｂ、及び小径部２６０ｃの内径はアーム支持部材２５２の外径と略同じであり、接続部材２６０の内周面には、大径部２５２の下端から小径部２６０ｃの中央付近にかけて、アーム支持部材２５２のネジ山２５２ｂと噛み合う溝２６０ｄが形成されている。そして、小径部２６０ｃの上端と起歪体７１の大径部７１ｂの下面との間には、起歪体７１の変形を許容するための隙間が設けられている。また、筒状部材２４０の下端とテーパ部２６０ｂの上端との間にも、小径部２６０ｃの上端と起歪体７１の大径部７１ｂの下面との間の隙間と同じ大きさの隙間が設けられている。

使用者が大径部２６０ａを介して接続部材２６０を所定の方向に回転させると、アーム支持部材２５２のネジ山２５２ｂと接続部材２６０の溝２６０ｄとが相対移動し、接続部材２６０がアーム支持部材２５２の側面及び筒状部材２４０の内周面に沿って上方に移動する。そして、接続部材２６０を所定の方向にさらに回転させると、接続部材２６０がさらに上方に移動し、接続部材２６０のテーパ部２６０ｂの上端が、筒状部材２４０の下端に突き当たる。このとき、小径部２６０ｃの上端が起歪体７１の大径部７１ｂの下面に突き当たる。第２変形例において、接続部材２６０の小径部２６０ｃが、本発明の「ストッパー」に相当する。

一方、接続部材２６０の小径部２６０ｃの上端が大径部７１ｂの下面に突き当たった状態から、接続部材２６０を所定の方向とは反対の方向に回転させると、テーパ部２６０ｂの上端が、筒状部材２４０の下端から離れるように移動するとともに、接続部材２６０の小径部２６０ｃの上端も大径部７１ｂの下面から離れるように移動する。なお、第２変形例においては、アーム支持部材２５２のネジ山２５２ｂ、及び接続部材２６０の溝２６０ｄが、本発明の「ストッパー移動機構」に相当する。第２変形例に係るキャスター１０においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、上記実施形態、第１変形例、及び第２変形例において、互いに噛み合うネジ山と溝がそれぞれ別個の部材に形成されていたが、溝が形成されていた部材にネジ山を形成し、ネジ山が形成されていた部材に溝を形成してもよい。

また、上記実施形態、第１変形例、及び第２変形例において、荷重センサー７０の起歪体７１は、小径部７１ａと大径部７１ｂとから構成される、Ｔ字形状の断面を有していたが、起歪体７１の形状はこれに限られない。ベッド１００からの荷重を検出することができ、且つ、ベッド１００を移動する際に、起歪体７１の変形を許容するために予め設けられている隙間をストッパーにより埋めることができる形状であれば、どのような形状であってもよい。

本発明の特徴を維持する限り、本発明は上記実施の形態及びその変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

本発明のキャスターをベッドの脚部に取り付けることにより、キャスターに内蔵された荷重センサーによって検出された荷重に基づいて、ベッド上の被験者の生体情報を取得するのに役立てることができる。

１０ キャスター、２０ 車輪、３０ 車輪支持体、４０ 筒状部材、５０ 車輪支持部材、５１ アーム部材、５２ アーム支持部材、６０ リング部材、７０ 荷重センサー、７１ 起歪体、７２ 歪みゲージ、８０ ストッパー

Claims (2)

1. 車輪と、
   前記車輪を回転可能に支持する車輪支持体と、
   前記車輪支持体の内部に支持され、起歪体と歪みゲージとを有する荷重センサーと、
   前記車輪支持体の内部に、前記荷重センサーの前記起歪体に対して接離可能に設けられ、前記起歪体に加わる荷重により前記起歪体の変形量が所定値に達したときに前記起歪体に当接し、前記起歪体が所定量を超えて変形するのを抑制するストッパーとを備え、
   さらに、前記起歪体に対して前記ストッパーを接離させるストッパー移動機構を備え、
   前記車輪支持体は、前記荷重センサーが収納される第１部材と、前記ストッパーが設けられ且つ前記車輪を支持する第２部材とを備え、
   前記ストッパー移動機構は、第１部材と第２部材とを相対的に移動させることにより、前記ストッパーを前記荷重センサーに対して接離させるキャスター。
2. 前記車輪支持体がベッドの脚部に取り付けられ、前記荷重は前記ベッドの荷重である請求項１に記載のキャスター。

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