JPS6050449B2 - 寝台に於ける床部の昇降用駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は寝台に於ける床部の昇降用駆動装置に関する
ものてある。

患者等が仰臥する床部を複数個に分割して所望の床部分
を適宜方向に回動昇降させ〜て床部を起状させるように
構成した寝台、あるいは床部を支持する床部支持枠の昇
降により床部全体を水平状態のまま昇降させるように構
成した寝台、あるいは該床部支持枠の頭側あるいは足側
の一方だけを昇降して前記床部全体を傾斜させるように
構成した寝台では、前記床部の下方に構成した昇降機構
に往復動装置を装備し、該往復動装置によつて前記床部
を昇降させている。かかる往復動装置としては、親ねじ
に雌ねじを螺合さ・せ、該親ねじの正逆回転により前記
雌ねじを往復動させる装置の他、空気圧式あるいは油圧
式のシリンダ装置がある。しかしながら前記親ねじに雌
ねじを螺合させた装置では占有スペースが大きく、重量
が嵩むことに加えて、親ねじ毎に電動機・が必要である
のて価格も嵩み、加えて摩擦力が大きいので電動機に大
きな負担をかけるという欠点がある。また空気圧式ある
いは油圧式のシリンダ装置ては、圧力源としてエアコン
プレッサあるいは油圧ポンプを必要とすることに加えて
、減圧弁、圧力調整弁、制御弁等々の種々弁素子が必要
で、それらの配管が比較的複雑であることから、これら
を単体の装置としてまとめるには大きな所要スペースが
必要であることに加えてコスト高になり、非常に大がか
りな装置となつてしまう欠点がある。このようなスペー
ス的、価格的な欠点に加えて、これらの方式では圧力源
としてのエアコンプレッサあるいは油圧ポンプの動作音
が非常に大きいのて寝台に適することができず、その他
保守管理等に大きな問題がある。またシリンダ装置には
、空気圧式あるいは油圧式のものに加えて、ワックスの
様に加熱冷却によ？て固相と液相の間に相変化して膨脹
収縮する物質をシリンダ内に充填し、かかる物質の膨脹
収縮によつて作動ロッドを駆動するようにしたものがあ
る。しかしながら従来はこのように固相と液相との相変
化で膨脹させるものであるので、膨脹収縮率が小さく、
従つて作動罎ンドのストロークは比較的小さくならざる
を得ないことに加えて、対流による熱伝達率が小さいの
で動作を切り換える際の応答速度が非常に遅いという欠
点があり、加えて前記物質は導管によつてシリンダ外の
他室に導くことができないので、その加熱冷却は必ずシ
リンダ個所に於いて行なわなければならず、加熱冷却手
段の設置構成に自由度が乏しい。本発明は以上の様な従
来の昇降用駆動装置の欠点を解消したもので、単動型シ
リンダの作動亀ンドを従来の方式とは全く異なつた、極
めて親規で合理的な方式によつて前記作動ロッドを往復
動させることにより、装置がコンバ，クトて安価てあり
、しかも動作が極めて静かな寝台に於ける床部の昇降用
駆動装置を提供するものである。以下本発明を実施例に
基づいて詳細に説明すると次の通りてある。符号１は単
動型シリンダを示すもので、２はピストン、３は作動咄
ンドである。

実施例図に示す単動型シリンダ１はピストンタイプであ
るが、プランジャタイプでも差支えない。該単動型シリ
ンダ１の加圧室４と別体に加熱、冷却室Ａを設けると共
に、該加圧室４と加熱、冷却室Ａを導管５で・連結し、
該加圧室４内と加熱、冷却室Ａ内に作動流体Ｆを、外気
に対して密閉に充填するを共に、該加熱、冷却室Ａに該
作動流体Ｆの加熱手段６並びに冷却手段７を附設する。
ここて前記作動流体Ｆとしては水蒸気、フロン系ガス等
のように常温附近に於いて気相と液相との間に相変化し
易い流体を使用する。例えばフロン系ガスとしては、フ
ロン１１３（沸点４７．６ンＣ）、フロン１１（沸点２
３．８゜Ｃ）、フロン２１（沸点８．ｇ′Ｃ）、フロン
１１４（沸点３．８℃）等を使用することができる。こ
れらの流体、即ち水蒸気（沸点１００′Ｃ）及びフロン
系ガス等のうちのいずれを本発明の作動流体として使用
するかは、流体の安定性、腐食性、毒ノ性、熱的応答性
につながる熱容量や、加熱や冷却並びに保温の為の構成
に関連する作動温度等の種々条件を加味して決定するこ
とができる。例えばフロン系ガスでは、毒性、安定性の
上からはフロン１１４が適しており、また熱容量の上か
らは・フロン２１，フロン１１４が適しており、これら
の点から総合的に判断した場合にはフロン１１４が適し
ているといえる。また前記加熱、冷却室Ａは第１図に示
す様に一体の室に構成しても良いし、第２図並びに第３
図に示す様に導管５を介し゛て隔たつた別室構成として
も良い。即ち、第１図は前記加熱、冷却室Ａを一体の室
に構成したもので、ａは該加熱、冷却室Ａの作動流体Ｆ
を、加熱手段６並びに冷却手段７によつて直接的に加熱
、冷却するようにしたもの、ｂは該加熱、冷却室Ａ内の
作動流体Ｆを加熱手段６あるいは冷却手段７によつて直
接的に、あるいは間接的に加熱、冷却するようにしたも
のである。また第２図は加熱、冷却室Ａを、個別に設け
た加熱室８と冷却室９とから構成し、該加熱室８と冷却
室９を選択弁１０を介して導管５で連結すると共に、該
加熱室８内を加熱手段６により加熱状態に、並びに冷却
室９を冷却手段７により冷却状態に維持し、前記選択弁
１０により、前記加熱室８内あるいは冷却室９内のいず
れか一方のみを選択的に前記加圧室４内と連通状態とす
ることにより、容易な制御で効率良く、迅速に作動流体
Ｆを加熱あるいは冷却し得るものである。更に第３図は
第１図の構成に於ける前記加熱冷却室Ａをヒートバイブ
１１に構成して電磁弁を必要とせずに加熱、冷却効率を
高らしめたものであり、ａは該ヒートバイブ１１を固定
して加熱並びに冷却を同時に適宜に行なうことにより作
動流体Ｆに適宜の熱量を与え得るようにした構成、ｂは
該ヒートバイブ１１を左右に揺動し得る構成とすると共
に、その左右側に夫々温水並びに冷水容器１２，１３を
設け、該ヒートバイブ１１を左あるいは右に揺動させて
前記作動流体Ｆを加熱、冷却するものである。以上詳述
した構成は、加熱、冷却室Ａの構成、並びに該加熱、冷
却室Ａに於ける加熱手段６並びに冷却手段７の附設構成
の具体例を示すものであるが、該加熱、冷却室Ａの構成
は、前記加圧室Ａと別体に構成して導管５で連結する構
成てあれば前述した他適宜の構成て良く、また該加熱、
冷却室Ａに於ける加熱手段６並びに冷却手段７の附設構
成も適宜で良い。第４図並びに第５図は床部を昇降させ
る寝台、並びにそれらに於ける床部の昇降機構の具体例
を示すものであり、第４図は患者等が仰臥する床部１４
を複数個の床部分１４″に分割すると共に、起状すべき
所望の床部分１４″の端部を床部支持枠１５に回動自在
に固定し、該床部分１４″の下側に作動杆１６を設ける
と共に、該作動杆１６に作動部材１７を突設し、該作動
部材１７を変位させて作動杆１６を押し上けて該床部分
１４″を回動させ、以つて前記床部１４を所望の形状に
起状させるようにしたもの、また第５図には床部支持枠
１５の下側短手方向に回動杆１８，１８″を設けると共
に、該回動杆１８，１８″の両端に回動腕１９，１９″
を突設し、該回動腕１９，１９″を基台２０に設けた支
持腕２１，２「に連結すると共に、前記回動杆１８，１
８″に作動部材２２，２２″を突設し、かかる作動部材
２２，２２″を変位させて回動腕１９，１９″を回動さ
せることにより回動杆１８，１８″を上昇させ、以つて
床部支持枠１５を平行状態で上昇させたり、あるいは作
動部材２２，２２″のいずれかのみを変位させることに
より該床部支持枠１５を傾斜させたりするものである。
尚、ここで、寝台の床部１４の昇降形態及びぞの昇降機
構の構造は上述の構成の他、如何なる構成ても良い。し
かして前記単動型シリンダ１を前記床部１４の昇降機構
に装備し、該単動型シリンダ１の前記作動ロッド３の往
復動によつて該床部１４を昇降させる構成とする。

具体的には、第４図の構成では、作動ロッド３を前記作
動部材１７に連結すると共に、シリンダ１本体を床部支
持枠１５に固定して昇降機構に装備し、また第５図の構
成の場合にも作動ロッド３，３″を前記作動部材２２，
２２″に連結すると共に、シリンダ１，１″本体を床部
支持枠１５に固定する。かかる如く前記単動型シリンダ
１を床部１４の昇降機構に装備することにより、前記作
動ロッド３の往動、即ち図中では該作動ロッド３がシリ
ンダ１から伸長する方向への運動によつて床部分１４″
あるいは床部支持枠１５を重力に抗して上昇させること
ができ、また復動、即ち図中では前記作動ロッド３がシ
リンダ１内に短縮する方向への運動、によつて逆に下降
させることができる。本発明は、前記単動型シリンダ１
を以上の様に床部１４の昇降機構に装置するものである
が、前記作動ロッド３を往復動させる為に前記作動流体
Ｆを加熱および冷却する加熱手段６並びに冷却手段７は
、前記加圧室４と別体に構成して導管５で連結した加熱
、冷却室Ａに附設する構成てあるのて、単動型シリンダ
１を装置する位置は昇降機構により制約を受けても、該
加熱手段６並びに冷却手段７を装置する位置は制約を受
けない。

かかる構成に於いて本発明の動作を、第６図Ａ，ｂに示
す、理想的動作に於ける熱サイクル線図並びに第７図Ａ
，ｂに示す動作例を参照して説明すると次の通りてある
。

尚、第６図ａは加圧室４内圧力と作動流体Ｆのエンタル
ピとの関係を、並ひにｂは加圧室４内圧力と加圧室４の
容積との関係を示すものである。また第７図は作動流体
として前述したフロン１１４を使用した場合の動作例を
示すものてある。まず、加熱手段６を作動させて作動流
体Ｆを加熱すると、該作動流体Ｆのエンタルピは次第に
増・大する。

しかして加圧室４内の圧力は次第に上昇し、前記作動部
材１７，２２，２２″を介して作動ロッド３に加わる寝
台の床部１４の荷重に抗して前記作動ロッド３を移動し
得る圧力Ｐェに至つた後は、前記作動流体Ｆはピストン
２を押動して膨・脹し、従つて作動ロッド３の往動によ
り作動部材１７，２２，２２″を変位させて床部分１４
″あるいは床部支持枠１５を重力に抗して上昇させるこ
とができる。次に冷却手段７を作動させて作動流体Ｆを
冷却すると、該作動流体Ｆのエンタルピは）次第に減少
するので、加圧室４内圧力が低下してシリンダ１とピス
トン２との摩擦力等によつて前記圧力Ｐ１よりも低圧の
圧力Ｐ２の状態に至つた後、作動流体Ｆは作動罎ンド３
を介して床部１４の荷重により、ピストン２て押し縮め
られて体積が収縮し、従つて作動ロッド３を復動させて
前記床部分１４″あるいは床部支持枠１５を下降させる
ことができる。実施例では、作動ロッド３がシリンダ１
から伸長する方向の運動を往動とし、シリンダ１内に短
縮する方向の運動を復動としているが、この逆でも良い
ことは勿論である。以上の様に加熱及び冷却によつて前
述の動作を行なわせる作動流体Ｆは前述した様に水蒸気
、フロン系ガス等のように常温附近に於いて気相と液相
との間に相変化し易い流体を使用しているので液相と気
相間に於ける蒸発並びに凝縮に際しての容積の膨脹、収
縮率が著しく大きいので、このような液相と気相間の境
界て本発明の動作をさせることにより、作動流体Ｆの温
度を殆んど変化させることなく、しかも常温附近に於い
て前述した作動ロッド３の往復動をさせることができ、
従つて加熱、並びに冷却を簡単な構成の加熱手段６並び
に冷却手段７によつて容易に行ない得る効果を奏すると
共に、対流による熱伝達率が大きいので該加熱手段５並
びに冷却手段６の熱を迅速にシリンダ１内の作動流体Ｆ
に伝達することができ、従つて作動ロッド３を往動から
復動に、並びに復動から往動へと切り換える際の応答速
度が速いという効果を奏する。本発明は以上に示しだ様
に単動型シリンダ１の加圧室４と別体に加熱、冷却室Ａ
を設けると共に、該如圧室４と加熱、冷却室Ａを導管５
て連結し、該加圧室４内と加熱、冷却室Ａ内に常温附近
に於いて気相と液相との間に相変化し易い作動流体Ｆを
、外気に対して密閉に充填すると共に、該．加熱、冷却
室Ａに前記作動流体Ｆの加熱手段６並びに冷却手段７を
附設し、該単動型シリンダ１を、床部１４の昇降機構に
装置して作動咄ンド３の往復動によつて該床部１４を昇
降させる構成とし、前記作動流体を前記加熱、冷却室に
於いて、前記加熱手段によつて加熱して膨脹させること
により前記単動型シリンダ１の作動ロッド３を往動させ
ると共に、前記冷却手段７によつて冷却して収縮させる
ことにより前記作動ロッド３を復動させ、以つて寝台の
床部１４を適宜に昇降させる構・成であるので、油圧式
あるいは空気圧式に作動ロッド３を往復動させて床部を
昇降させる従来の装置と比較して以下に示すように種々
の大きな特徴がある。

即ち本発明は圧力源としてのエアコンプレッサあるいは
油圧ポンプを全く必要としないことに加えて減圧弁、圧
力調整弁、制御弁等々の多くの弁素子も必要とせず、本
質的には作動流体Ｆの加熱手段６並びに冷却手段７とそ
れらを制御するスイッチ等の制御素子だけで構成し得る
ので、１単体の装置として非常にコンパクトに構成し得
る、２高価な部品を必要としないので、トータルコスト
を極めて低減し得る、３構成部品が少なく、しかも構造
が簡単で、可動部分が全くない゛か、あるいは極めて少
ない構成とし得るのて、故障が少なく保守も容易で、ま
た操作が非常に簡単である、４加熱量あるいは冷却量を
調節することによつて加熱手段６あるいは冷却手段７だ
けで加圧室４内の圧力を制御することができ、従つて作
動ロッド３の移動速度を容易に調節し得ると共に、例え
ば作動流体としてフロン１１４を使用した場合に動作例
である１．８？／分というような超低速動作をスティッ
クスリップなしに行なうことができ、患者等に不快感を
与えることなく、寝台上の患者の状態に適合した床部の
昇降を行なうことができる、５動作音が極めて小さい、
等々というような大きな特徴がある。また本発明は前記
作動流体Ｆとして水蒸気やフロン系ガス等の様に常温附
近に於いて気相と液相との間に相変化し易い物質を使用
しているので、かかる作動流体Ｆとしてワックスの様に
固相と液相との間に相変化して膨脹収縮させる物質を使
用している従来のシリンダ装置と比較して、膨脹収縮率
が著しく大きく、従つて作動咄ンド３の往復動のストロ
ークを長くすることができるのて床部の昇降機構の構成
に自由度を持たすことができると共に、対流による熱伝
達度が大きいので前記加熱手段５並びに冷却手段６の熱
を迅速に作動流体Ｆの全体に伝達することができ、従つ
て作動ロッド３を往動から復動に、並びに復動から往動
へと切り換える際の応答速度が速いという特徴がある。
しかも本発明は作動流体Ｆが前述した通りであるので、
該作動流体Ｆをシリンダ１外の他室に導くことができ、
即ち本発明は前記作動流体Ｆの加熱手段６並びに冷却手
段７を、前記加圧室４と別体に構成して導管５で連結し
た加熱、冷却室Ａに附設する構成であるので、単動型シ
リンダ１自体を装置する位置は昇降機構により制約を受
けても、該加熱手段６並びに冷却手段７を装置する位置
は制約を受けす、また複数個の単動型シリンダを共通の
加熱手段６並びに冷却手段７で駆動することもでき、そ
の構成上の自由度が大きいという特徴がある。膨脹状態
の作動流体Ｆは冷却によつて収縮させるが、かかる作動
流体Ｆの収縮による床部１４の上昇あるいは下降動作を
早急に行なう場合には、前記作動流体Ｆの冷却を急速に
行なう必要があるので、自然冷却では不十分である。し
かしながら本発明は前述した通り、冷却手段７を設ける
と共に、かかる冷却手段７は前記加圧室４と別体の加熱
冷却室Ａに附設したので、強制冷却を容易に行なうこと
ができるという特徴もある。尚、以上の説明中の寝台と
は、患者等が仰臥する台という意味であり、いわゆるベ
ッドの他、診察台、治療台、手術台、患者運搬車等を含
むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，ｂｌ第２図、第３図Ａ，ｂは本発明の実施例
を示す説明図、第４図、第５図は本発明を適用した寝台
の実施例説明図、堂６図Ａ，ｂは本発明の単動型シリン
ダの動作説明図、第７図Ａ，ｂは本発明の動作状態の一
例を示す説明図である。 符号１・・・単動型シリンダ、２・・ゼストン、３・・
・作動ロッド、４・・・加圧室、５・・・導管、６・・
・加熱手段、７・・・冷却手段、８・・・加熱室、９・
・・冷却室、１０・・・選択弁、１１・・・ヒートバイ
ブ、１２・・・温水容器、１３・・・冷水容器、１４・
・・床部、１４″・・・床部分、１５・・・床部支持枠
、１６・・・作動杆、１７・・・作動部材、１８，１『
・・・回動杆、１９，１９″・・・回動腕、２０・・・
基台、２１，２「・・・支持腕、２２，２２″・・作動
部材、Ａ・・・加熱、冷却室、Ｆ・・・作動流体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 単動型シリンダの加圧室と別体に加熱、冷却室を設
   けると共に、該加圧室と加熱、冷却室を導管で連結し、
   該加圧室内と加熱、冷却室内に常温附近に於いて気相と
   液相との間に相変化し易い作動流体を、外気に対して密
   閉に充填すると共に、該加熱、冷却室に前記作動流体の
   加熱手段並びに冷却手段を附設し、該単動型シリンダを
   、床部の昇降機構に装置して作動ロッドの往復動によつ
   て該床部を昇降させる構成とし、前記作動流体を前記加
   熱、冷却室に於いて、前記加熱手段によつて加熱して膨
   脹させることにより前記単動型シリンダの作動ロッドを
   往動させると共に、前記冷却手段によつて冷却して収縮
   させることにより前記作動ロッドを復動させることを特
   徴とする寝台に於ける床部の昇降用駆動装置。 ２ 加熱、冷却室を一体の室に構成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の寝台に於ける床部の昇降
   用駆動装置。 ３ 加熱、冷却室を個別に設けた加熱室と冷却室とから
   構成し、該加熱室と冷却室を選択弁を介して導管で連結
   すると共に、該加熱室内を加熱手段により加熱状態に、
   並びに冷却室内を冷却手段により冷却状態に維持し、前
   記選択弁により前記加熱室内あるいは冷却室内のいずれ
   か一方のみを選択的に前記加圧室内と連通状態とするこ
   とにより作動流体を加熱するようにしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の寝台に於ける床部の昇降
   用駆動装置。 ４ 加熱、冷却室をヒートパイプに構成し、該ヒートパ
   イプの一側に加熱手段を、並びに他側に冷却手段を対応
   させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の寝
   台に於ける床部の昇降用駆動装置。