Electrical actuator system

本発明は、請求項１の前文に記載したような病院および介護ベッド用の電気アクチュエータ・システムに関する。

このアクチュエータ・システムは、病院または介護ベッドに適合させて用いることができるタイプの発明にしたがったものである。 このタイプのベッドにおいて、マットレスは、調整可能な背もたれ部および脚支持部をもつ支持面によって支えられ、上記支持面は、アクチュエータ・システムにおけるリニア・アクチュエータによって昇降させられるベッド・フレームに載せられている。 さらに、ベッドの背もたれ部および脚支持部は、リニア・アクチュエータの手段によって調整することができる。 通常、スラスト・ロッドを含むタイプのリニア・アクチュエータ、例えばＷＯ ０２／２９２８４ Ａ１ Ｌｉｎａｋ Ａ／Ｓに開示されたタイプのリニア・アクチュエータが用いられる。 このタイプのリニア・アクチュエータ（図５および図６参照）は、スピンドル・ナットが付属するスピンドルを含む。 スピンドルは、反転可能な電動モータにより、変速装置を介して駆動される。 スピンドルが駆動されると、スピンドル・ナットは、電動モータの回転方向により、内方または外方へ動く。 リニア・アクチュエータは、ハウジング内に包含されたスピンドル、変速機、および電動モータをもつ個別の製品である。 ハウジングは、典型的には、モータ・ハウジングとアウタ・チューブから構成される。 インナ・チューブがスピンドル・ナットに固定される。 インナ・チューブは、スピンドル・ナットがスピンドル上で内方および外方に動くとき、アウタ・チューブの内方および外方に変位させられる。 スピンドル・ナットの反対側の端部において、インナ・チューブは前部取付け部を含む。 モータ・ハウジングの外側部には、後部取付け部が設けられる。 前部取付け部および後部取付け部は、リニア・アクチュエータを、調整するべき構造に固定するために用いられる。

病院および介護部門におけるある患者のために、看護スタッフは、その患者がベッドから離れる過程にあるか、あるいはすでにベッドから離れたかを知る必要がある。 そのようなベッドは、ＵＳ ４，９３４，４６８ Ｈｉｌｌ Ｒｏｍ Ｉｎｃ． 、および、ＵＳ ５，２７６，４３２ Ｓｔｒｙｋｅｒ Ｃｏｒｐ． に開示されている。 こられの病院ベッドは、重量計測および／または患者の重さを監視するための重量計測システムが装備されている。 この重量計測システムはしかしながら、ベッド上の患者の位置を監視することもできる。 重量計測システムはさらに警報装置に接続することができ、警報装置は、患者がベッドを離れる可能性があるか、またはすでにベッドを離れたと考えられる位置にあると思われる場合に信号を発することができる。 同様の特徴をもつベッドは、ＥＰ １ ９７４ ７０８ Ａ１ Ｐａｒａｍｏｕｎｔ に開示されている。 これにおいて、患者の重心の変化が、ベッドの表面の各コーナ部に配置された、相互接続された多数の重量センサにより計測される。 各重量センサからの読み取り情報を比較することにより、患者が起き上がり、これにより潜在的に患者が病院ベッドから離れようとしているかどうか、だけではなく、当然に、患者がすでにベッドから離れているかどうか、を検出することができる。

これらのタイプのベッド構造は一般的に、患者の重量を正確に監視するために、連続的な重量計測を意図している。 このことを十分な正確性をもって行えるようにするために、高い精度をもった高級なセンサが用いられる。 このことは、また、これらのベッド構造の非常に高価な価格に反映される。 これらのベッドの使用はまた、特別な治療や特別な看護を求める選ばれた少数の患者に限られる。

患者の介護のために、例えば夜間において、ベッドの下方に１またはそれ以上のオリエンテーション・ライト（アンダー・ベッド・ライト）を設けることが適切であることが判っている。 オリエンテーション・ライトは、暗闇のなかでベッドから出るときに部屋をなんとか歩くために使用者により利用されるとともに、天井灯を点灯させる必要なく、そしてそれによりベッドが同室の患者に迷惑をかけることなく部屋をなんとか歩くためにスタッフにより利用される。 例として、ＵＳ ６，２３４，６４２ Ｂ１ Ｄｅｗｅｒｔを挙げることができ、ここでは、ベッドのオリエンテーション・ライトはコントロール・ボックスに接続されている。 ここにおいて、ベッドのマットレスにおけるセンサがコントロール・ボックスに接続され、これにより、患者が起き上がり、またはベッドを離れた際にコントロール・ボックスにおけるライトが点灯する。 ベッドの下方にライトを設け、その起動をベッドの使用者に関連させる原理は、たとえば、ＵＳ ２，１８５，０５１ Ｏ． Ｊ． Ｄａｉｇｌｅにより古くから知られている。 この文献は、ベッド面に関連して１またはそれ以上のスイッチを含むベッドを開示し、スイッチは、所望により、人が例えばベッドを離れた際にベッドの下方に配置されたライトが点灯するようにして当該ライトに接続される。

マットレスのセンサの手段によりベッドの下方のオリエンテーション・ライトを起動させることはしかしながら、そのセンサがしばしば、そしてとくに連続的な使用の後に誤信号を発生させ、あるいは、信号を発生させない場合があるので望ましくない。 ライトを起動するための信号は上記した重量センサを含むベッドにより提供可能であるが、このことはしかしながら、比較的高価な解決法に相当する。

ベッドの下方に配置されるオリエンテーション・ライトに加え、共有のベッド・ルームにおける各ベッドから共通の浴室まで走る、床に設けた光源の帯を組み合わせることが、ＥＰ １ ２７５ ８９６ Ａ１ Ｄｅａｐｉｌｌａｔ により公知である。 夜間に患者がベッドから起き上がり、あるいはベッドを離れると、このことがベッドに隣接して配置された運動センサにより検出される。 たとえば赤外線センサとすることができるこの運動センサは、ベッド下の光源と、床と浴室における光源の帯の双方を点灯するための信号を発する。 これにより、患者はベッド・ルームの他の患者に迷惑をかけることなく確実に浴室までの道程を見つけることができる。 しかしながら、部屋のなかの他の患者の動きが意図しない光源の起動を生じさせるので、運動センサの使用は望ましくない。 さらに、床に光源を組み込むことは、多大な出費を伴う。 さらに、床における光源の帯の位置に縛られるので、病室への適用が制限される。

したがって、ベッドに関連するとともにベッドに近接して、オリエンテーション・ライトを起動するための、簡易性、より高い信頼性、および低廉性を選択しうる病院ベッドまたは介護ベッド用のアクチュエータ・システムの提供が望まれる。

本発明によるアクチュエータ・システムは、アクチュエータに作用する力に１またはそれ以上の変化が検出されたときに起動される１または複数の光源が接続されていることに特徴づけられる。 これにより、ベッドにおける患者の動きのパターンを、患者が病室周りをなんとか歩くのを支援するために用いることができる。 このことは例えば浴室の光源を点灯することによって行うことができ、その結果、患者は他の患者に迷惑をかけることなく浴室までの道程を見つけることができる。 力における変化を計測するアクチュエータの手段を用いることにより、連続的な読み取り、および、これによる患者の動きのパターンの監視が可能となる。 これらの手段はアクチュエータの一体的な部分を構成するので、アクチュエータのこの部分の価格は最小限に維持することができる。 他の光源に対するアクチュエータ・システムの接続は、およそ１またはそれ以上のケーブル接続によって達成することができ、これにより、大きな出費を必要とすることなく実現できる。

特別な実施形態において、このアクチュエータ・システムは、ワイヤレス接続を介して他の光源に接続することができる。 このようにすれば、解決のためのコストを下げ、ベッドがケーブル接続に拘束されないことから、柔軟性をさらに高めることができる。

本発明はさらに、上記したタイプの電気アクチュエータ・システムを含む病院または介護ベッドに関する。

本発明によるアクチュエータ・システムの具体例は、添付図面を参照して、以下により詳細に説明する。

第１の実施形態に係る、アクチュエータ・システムを含む病院または介護ベッドの模式図である。

第２の実施形態に係る、アクチュエータ・システムを含む病院または介護ベッドの模式図である。

他の光源を含むアクチュエータ・システムのブロック図である。

病室の模式図である。

リニア・アクチュエータの説明図である。

図５に示すリニア・アクチュエータを、モータ・ハウジングおよびアウタ・チューブを一部切欠いて示す説明図である。

図１は、病院ベッドを示し、これは、駆動車輪２を装備する下部フレーム３と、上部フレーム４とを含む。 マットレス（図示せず）用の調整可能な支持面５が、上部フレーム４に載せられている。 支持面５は、背もたれ部６、関節でつながれた脚支持部７、およびこれらの間に位置する固定中間部８を含む。 背もたれ部および脚支持部６，７は、それぞれアクチュエータ９，１０で調整可能であり、これにより、支持面は異なる形態をとることかできる。 上部フレーム４はリンク機構１１，１２によって下部フレーム２に端部において接続されている。 上部フレーム４は、リンク機構１１，１２に接続されたアクチュエータ１３，１４によって昇降させられる。 すべてのアクチュエータ９，１０，１１，１２は、制御手段を含むコントロール・ボックス１５に接続されている。 コントロール・ボックスは、コンセント電源に接続することができ、かつ、例えば電源部を装備することができる。 コントロール・ボックスはさらに、再充電可能なバッテリ・パックを含んでいてもよい。

ハンドコントロール１７、および頭板や足板に組み込まれたコントロール・パネル１８、並びにその他の周辺機器のような１または複数のコントロール・ユニットを接続するための接続ボックス１６がコトロール・ボックス１５に接続されている。

アクチュエータ９，１０，１３，１４、コントロール・ボックス１５およびコントロール・ユニット１７，１８を含む全体的なシステムは、アクチュエータ・システムとして公知である。

１またはそれ以上のアクチュエータ９，１０，１３，１４は、ベッド上に横たわる人の重量、並びに、ベッド上の人の位置および位置の変化の結果として当該アクチュエータに作用する力を検出するための手段を備える。 このタイプのアクチュエータは、ＷＯ ２００９／０２１５１３ Ａ１ Ｌｉｎａｋ Ａ／Ｓに開示されており、当該公報の請求項前文に記載されたリニア・アクチュエータと同様の要素を含む。 さらに、このタイプのアクチュエータは、例えば、ひずみゲージやピエゾ素子の形態のロード・セルを含む。 アクチュエータ９，１０，１３，１４に対する力の変化は、ロード・セルによって検出され、かつこれらの力の変化に関する情報はコントロール・ボックス１５に送られる。 このタイプのリニア・アクチュエータについてはさらに、図５および図６に関連して後述する。

ベッド下のオリエンテーション・ライトとして、ＥＰ １ ９５５ ６１２ Ａ２ Ｌｉｎａｋ Ａ／Ｓに開示されたタイプの光源１９を装備することができる。

図２は、病院および介護ベッドを図１に示したベッドとは異なる実施形態において示す模式図である。 ここにおいて、下部フレーム３と上部フレーム４はリンク機構によって接続されておらず、その代わりにリフティング・コラム２１，２２として設計された２つのリニア・アクチュエータによって接続されている。 これらのリフティング・コラム２１，２２はまた、それぞれ、当該リフティング・コラム２１，２２に作用する力を検出するためのロード・セルを含むことができる。

図３に示すように、コントロール・ボックス１５はさらに、例えば、浴室２５、およびベッドが配置された病室２６における他の光源２３，２４に接続されている。 患者がベッドで起き上がり、そして潜在的にベッドから離れつつあり、もしくはすでにベッドを離れているとき、それらの変化は１またはそれ以上のアクチュエータ９，１０，１３，１４，２１，２２において検出される。 これらの変化に関する情報はコントロール・ボックス１６に送られ、これによって光源２３，２４および／またはベッド下の光源１９の１またはそれ以上を点灯することができる。 このように、患者が夜間にトイレに行く必要があるときにベッド下の光源１９および浴室２５の光源２３を点灯するように、コントロール・ボックス１５をプログラムすることができる。 このように、患者は、病室２６の光源２４を点灯する必要なく浴室２５への道程を見つけることができ、これにより、他者をわずらわせることが可能な限り少なくなる。

アクチュエータ・システムと光源との間の接続は、接続ケーブルおよび／またはワイヤレスとすることができる。 図３において、コントロール・ボックス１５と病室２５の光源２３との間の接続は、接続ケーブルによって行っている。 光源２３を点灯もしくは消灯する必要があるとき、コントロール・ボックス１５はオン信号またはオフ信号をそれぞれリレー２７に送る。 これにより、リレー２７が引き込みまたは開放され、このとき光源２３は点灯もしくは消灯させられる。 これに対し、コントロール・ボックス１５と浴室２６の光源２４との間の接続は、ワイヤレスである。 浴室２６の光源２４を点灯するために、コントロール・ボックス１５は信号を生成し、トランシーバ２８を介した信号は、所与の病院または療養所で使用されているページング・システムまたはアラーム・システムにトランシーバ２９を介して送られる。 その後、ページング・システムまたはアラーム・システムは、光源２４を点灯または消灯する。 コントロール・ボックス１５はこのようにして、リニア・アクチュエータ９，１０，１３，１４におけるロード・セルからの情報をページング・システムまたはアラーム・システムで使用される通信プロトコムに適応した信号に変換することができる。 トランシーバ２８は、例えば、コントロール・ボックス内または接続ボックス１６内に組み込むことができる。 簡易な形態において、ワイヤレス送信機４５がコントロール・ボックス１５に接続される。 ここにおいて、ワイヤレス送信機４５は、光源４７に関連して直接配置された受信機４６に信号を送る。 この実施形態においては、このように、上述したページング・システムまたはアラーム・システムに送るべきオン／オフ信号は必要なくなる。 このようにして、非常に簡易でかつ高度に機能的なアクチュエータ・システムを極めて低コストで提供することができる。 図３に示された、アクチュエータ・システムと光源との間の３つの異なるタイプの接続は、相互に選択的なものとして機能し得、あるいは相互に関連して機能しうることが理解される。

図３に示されるように、アクチュエータ・システムはまた、図２に示されたようなリフティング・コラム２１，２２を含むことができる。 これを明らかにするために、リフティング・コラム２１，２２とコントロール・ボックス１５との間の接続は、破線で示してある。

図４は、病室２５と浴室２６とを含む患者病室を示す模式図である。 ドア２６ａを介して病室２５から浴室２６に通じる通路が存在する。 病室２５は、上述したタイプの病院ベッドあるいは介護ベッド１，２０を含む。 ベッド１，２０におけるアクチュエータ・システムは、病室２５および浴室２６の光源２３，２４にそれぞれ接続されている。 アクチュエータ・システムと接続された光源２３，２４は、図１、２、３を参照して上述したようにして機能する。 このようにして、接続された光源２３，２４は、アクチュエータ・システムの一部を構成する。

図５は、請求項１の前文に記載されたタイプのリニア・アクチュエータを示し、これは、スラスト・ロッドを含み、リニア・アクチュエータ９，１０，１３，１４としてのものと同タイプのものである。 スラスト・ロッドはまた、インナ・チューブ３１として知られている。 リニア・アクチュエータ３０は、アウタ・チューブ３２およびモータ・ハウジング３３を含む。 リニア・アクチュエータ３０はさらに、インナ・チューブ３１の外部端における前部取付け部３４およびモータ・ハウジング３１における後部取付け部３５を含む。

図６は、図５のリニア・アクチュエータを示し、ここにおいて、モータ・ハウジング３３およびアウタ・チューブ３２は部分的に切欠いて示してある。 リニア・アクチュエータ３０の主たる要素はスピンドル３６であり、これには、スピンドル・ナット３７が螺合している。 スピンドル・ナット３７は、回転しないように保持されている。 インナ・チューブ３１は、スピンドル・ナット３７に固定されており、これにより、スピンドル３６の回転方向にしたがってアウタ・チューブ３６内を内方または外方に動く。 スピンドル３６は、反転可能な電動モータ３８により、変速装置を介して駆動される。 ここにおいて変速装置は、電動モータの駆動軸３９の延長部に配置されたウォーム３９、およびスピンドル３６に固定されたウォーム・ホイール４０を含む。 さらに、ベアリング４１がスピンドル３６に固定されている。 ベアリング４１は、例えば、ボール・ベアリングまたはローラ・ベアリングとすることができる。 リニア・アクチュエータ３０は、このリニア・アクチュエータに作用する力、およびこの力の相対的変化を検出するためのロード・セル４２を含む。 図６において、ロード・セル４２は、スピンドル３６の後部に関連して配置されている。 ロード・セルはまた、参照符号４３および４４で示すように、インナ・チューブまたは後部取付け部に関連して配置することができる。 ロード・セル４２，４３，４４は、例えば、ひずみゲージまたはピエゾ素子とすることができる。 リニア・アクチュエータ３０は、図１−４を参照して上述したタイプのコントロール・ボックス１５に接続される。 リニア・アクチュエータ３０への力、あるいは力の変化に関連した情報は、こうして、コントロール・ボックス１５に送られる。 リニア・アクチュエータ３０は、上記したように、ＷＯ ２００９／０２１５１３ Ａ１ Ｌｉｎａｋ Ａ／Ｓに開示されている。

図５および図６に示されたリニア・アクチュエータ３０は、主たる要素のみを開示する。 したがって、リニア・アクチュエータ３０は、例えば、制動機構、付加的なベアリング、開放機構等を装備することができる。

本発明はさらに、１つの共通のハウジング内に２つのスピンドル・ユニットとコントロール・ボックスとを含む、いわゆるデュアル・アクチュエータに関して用いることができる。 このタイプはさらに、ＷＯ ２００７／０９３１８１ Ａ１ Ｌｉｎａｋ Ａ／Ｓに開示されている。