플렉시블 매트리스 지지대를 가진 접이식 침대

플렉시블 매트리스 지지대를 가진 접이식 침대{ARTICULATING BED WITH FLEXIBLE MATTRESS SUPPORT}

관련된 출원들의 참조

본 출원은, 본 출원과 양수인이 공통되고 본원에 참조로서 포함되는, 2012년 07월 20일에 출원된 미국 임시출원 제61673878호의 '플렉시블 매트리스 지지대를 가진 접이식 침대'의 우선권을 주장한다.

본 발명은 일반적으로는, 조절 가능한 침대 분야에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 플렉시블 매트리스 지지대와 함께, 조절 가능한 일체형 허리 지지대 및 머리 각도 조절부를 가진 접이식 침대의 구조에 관한 것이다.

접이식 침대는 병원 및 헬스케어 시설에서 환자의 자세를 기대게 하거나, 앉게 하거나, 다리를 올리게 하거나, 또는 이러한 자세들을 조합하게 하도록 오랫동안 사용되어 왔다. 책을 읽거나, 휴식을 취하거나, 잠을 자기 위해 원하는 자세로 침대를 조절할 수 있는 편안함 및 안락함으로 인해, 접이식 침대의 사용은 일상적으로도 빠르게 널리 확대되고 있다.

이러한 접이식 침대를 위한 기계 구조 및 동작 메커니즘은 매트리스 및 그에 위치한 사람의 하중을 지지할 수 있어야 한다. 매트리스의 크기, 무게, 재질 및 구조와, 지지 구조로 인해, 이러한 시스템의 강성을 유지하는 것이 어려울 수도 있다. 대개의 접이식 침대는 개별적으로 사용되거나 결합하여 동작되는, 상체 배치 부재 및 대퇴/하퇴 배치 부재를 제공한다. 그러나, 접이식 부재들은 대개, 가로 및 세로로 연장되는 강성 부재이다. 이러한 강성 부재들은 매트리스 모양을 제한하고, 침대 내에 인체공학적으로 이상적이지 않은 영역을 만들 수 있다.

상체 배치 부재 및 하체 배치 부재가 들어올려질 때 접이식 침대 시스템의 한가지 확실한 단점은, 허리 위치가 굽은 자세로 되는 경향 때문에 원치 않은 요추 변형을 야기시킬 수 있는 점이다. 허리 배치 또는 지지 부재들이 제안되어 왔다. 그러나, 조절 부재들은 매트리스를 잘못 변형시키거나, 손상시키는 경향이 있었다.

비슷하게, 대부분의 접이식 침대에서 상체 배치 부재가 들어올려진 경우, 머리 및 몸체의 일직선 정렬로 인해 머리 각도가 만족스럽지 않다. 매트리스의 상체 부분과 머리가 놓이는 부분 사이에 각도를 만들어내기 위한 조절 시스템들도 사용되어 왔으나, 작동 시스템들이 복잡하거나, 상체 부분의 접이식 부재가 들어올려진 상태에서 노출되어 미관을 저하시킨 것으로 확인되었다.

그러므로 플렉시블 매트리스 지지 부재를 가지며, 매트리스의 간섭을 감소시킨 허리 지지 조절부, 및 단순하고 눈에 띄지 않는 작동 부재를 가진 머리 조절부를 제공하는 접이식 침대가 제공될 필요가 있다.

이하 개시된 실시예들은 선행 기술의 단점들을 극복하기 위하여, 사이드 프레임 부재들과 사이드 프레임 부재들 사이에 연장되는 강성 크로스 프레임 부재를 가지는 프레임을 포함하고, 강성 크로스 프레임 부재에 고정되는 플렉시블 지지 부재를 포함하는 접이식 침대를 제공한다. 지지 암들은 평활 지지부와 플렉시블 지지 부재의 상체 부분을 결합시키고, 사이드 프레임 부재들과 정렬된 위치로부터, 완전히 상승하여 상체 부분이 각지게 지지되도록 들어올려진 위치까지의 이동 범위에 걸쳐 회전 가능하다. 다리 부분 조절 부재는 플렉시블 지지 부재의 대퇴 부분 및 하퇴 부분 사이의 무릎 위치에서 플렉시블 지지 부재에 결합된다. 다리 부분 조절 부재는, 사이드 프레임 부재들과 정렬된 위치로부터, 완전히 상승하여 대퇴 부분이 하퇴 부분과 각지도록 무릎 위치가 들어올려진 위치까지의 이동 범위에 걸쳐 회전 가능하다.

본 발명의 이러한 특징 및 효과들은 첨부된 도면과 함께 이하 상세히 설명되는 예시적 실시예들을 참조하여 보다 잘 이해될 것이다.
도 1은 측면 지지부 및 플렉시블 부재가 펼쳐지지 않은, 조절 가능한 침대 시스템의 측면도이다.
도 2는 침대의 저면 사시도이다.
도 3은 플렉시블 부재가 펼쳐져 고정 디스크들이 보이는, 침대의 평면 사시도이다.
도 4는 상체 부분이 들어올려진, 조절 가능한 침대 시스템의 측면도이다.
도 5는 머리 부분이 들어올려진, 침대의 사시도이다.
도 6은 머리 부분 및 다리 부분이 들어올려진, 침대의 측면도이다.
도 7은 머리 및 다리 부분들이 들어올려진, 침대의 사시도이다.
도 8은 머리 및 다리 부분들이 들어올려지고 매트리스가 놓인, 은닉 선을 도시한 침대의 측면도이다.
도 9는 매트리스가 놓인 사시도이다.
도 10은 머리 조절부 및 허리 조절부가 작동된, 은닉 선을 도시한 침대의 측면도이다.
도 11은 머리 조절부 및 허리 조절부가 작동된, 침대의 사시도이다.
도 12는 도 11에서 매트리스가 설치된 도면이다.
도 13a는 캠 부재의 예시적 구성 요소를 도시한 등각도이다.
도 13b는 회전 레버가 포함된 캠 부재의 등각도이다.
도 14a는 캠 부재를 위한 대안적인 케이블 작동 시스템을 도시한 등각도이다.
도 14b는 도 14a의 캠 부재가 조립된 등각도이다.
도 14c는 케이블 작동 시스템을 위한 액추에이터 배열의 측면도이다.
도 15는 지지 암(arm) 셔틀의 대안적인 실시예이다.
도 16은 허리 지지부의 모양을 제한하기 위한 다양한 위치에서의 셔틀의 측면도이다.
도 17은 하체 조절부를 위한 대안적인 실시예의 측면도이다.

이하 설명되고 첨부된 도면에 도시된 실시예들은, 개별적인 강성 지지 플랫폼을 제거하고, 매트리스용 연속된 플렉시블 지지 부재를 사용하는 접이식 침대를 위한 작동 시스템을 제공한다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 조절 가능한 침대 시스템(10)은 매트리스(뒤에서 도시됨)를 지지하기 위하여 플렉시블 지지부 또는 부재(12)를 포함한다. 일 예시적인 실시예의 플렉시블 지지부는 내화성(fire resistant, FR)의 섬유 강화 플라스틱(fiber reinforced plastic, FRP)으로 된 1/8 인치 시트이다. 사이드 프레임 부재들(14)은, FRP를 관통하여 연장되는 볼트를 가진 판 또는 디스크들(18)(도 3에 잘 도시됨)을 사용하여 플렉시블 부재(12)가 고정되는, 크로스 부재(16)를 지지한다. 회전 가능한 상체 지지 암들(20)은, 침대의 상단을 향하도록 플렉시블 지지 부재(12)의 상체 부분(13)을 지지한다. 플렉시블 지지 부재(12)는 지지 암들(20) 상에서 평활하게 지지되고, 지지 암들이 움직일 때 변형된다. 일 실시예에서, 지지 암들(20) 상에 지지되는 셔틀들(22)은 플렉시블 지지 부재(12)에 부착된다. 다리 부분 조절 부재(24)는 플렉시블 지지 부재(12)의 대퇴 부분(15) 및 하퇴 부분(19)의 사이에서 사용자의 무릎 위치(25) 근방에서 플렉시블 지지 부재에 접촉하도록 배치된다. 사이드 프레임들은, 펼쳐진 상태에서 플렉시블 지지 부재(12)의 모서리들이 수용되는, 삽입부들을 포함할 수 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 플렉시블 지지 부재(12)의 상체 부분(13)은, 사이드 프레임 부재들(14)로 연장되고 그에 의해 지지되는 차축(26)을 중심으로 상체 지지 암들(20)을 회전시킴으로써, 들어올려질 수 있다. 지지 암들(20) 상의 작동 레버(21)는 회전용 액추에이터(23)에 부착될 수 있다. 셔틀들(22)은 지지 암들(20)을 따라 왕복 운동하여, 뒤에서 상술되는 바와 같이, 허리 및 목 각도 조절 부재들의 연장을 포함하여 매트리스의 적절한 모양을 형성하도록 원하는 지점에서 플렉시블 지지 부재(12)와 지지 암들의 접촉을 유지시킨다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 다리 부분 조절 부재(24)는, 사용자의 무릎 위치에서 플렉시블 지지 부재(12)를 들어올리는 차축(28)을 중심으로 회전될 수 있다. 플렉시블 지지 부재(12)는, 다리 부분 조절 부재(24) 위에 걸쳐진 대퇴 부분(15) 및 하퇴 부분(19) 사이의 중립 위치를 찾아, 회전된 다리 부분 조절 부재 상에서 휘어진다. 플렉시블 지지 부재(12)는, 그 중심이 강성 크로스 부재(16)에 고정되어 자연스럽게 휘어짐으로써, 침대의 상체 부분(13) 및 대퇴/하퇴 부분들(15, 19)에 부드러운 곡률을 형성한다. 도 8 및 도 9는 매트리스(30)가 플렉시블 지지 부재(12) 상에 놓이고, 상체 부분 및 다리 부분이 동작된 위치에 놓인, 침대를 도시한다. 종래의 침대에서는, 매트리스가, 접힌 위치에서 지지 플랫폼으로부터 들어올려지는 경향이 있다. 플렉시블 지지 부재(12)는 지지 부재 상에서 매트리스의 위치를 보다 잘 유지시키도록, 접힘 각도를 자연스럽게 형성한다. 또한, 매트리스를 머리 및 발 위치에서 플렉시블 지지 부재(12)에 제한하기 위하여, 본 출원과 양수인이 공통되고, 본원에 참조로서 포함되는, 미국 특허출원 제13/367,616호의 '조절 가능한 침대를 위한 매트리스 유지 시스템'에 개시된 것과 같은 매트리스 유지부가 사용될 수 있다.

또한, 플렉시블 지지 부재(12)의 휘어짐 특성 덕분에, 허리 지지 및 머리 각도 위치를 위해 특정 휘어짐 부재들이 더 부가될 수 있다. 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상체 지지 암들(20) 사이에 부착된 회전 가능한 제1 캠 부재(32)에 의해 허리 배치 부재가 제공되어, 허리 부분(33)에서 플렉시블 지지 부재(12)가 바깥으로 휘어지도록 회전된다. 도 12에 도시된 바와 같이, 매트리스(30)가 이렇게 휘어지게 놓여져, 사용자의 등허리 부분을 부드럽게 곡선으로 부가적으로 지지한다. 비슷하게, 상체 지지 암들(20) 사이에 부착된 회전 가능한 제2 캠 부재(34)에 의해 목 각도 조절 부재가 제공되어, 사용자의 머리를 위해 부가적으로 각지게 지지하도록, 머리 부분(35)에서 플렉시블 지지 부재(12)가 바깥으로 휘어지도록 회전될 수 있다.

캠 부재들(32, 34)은 도 13a에 도시된 것처럼, 스플라인 축(38)에 장착되어 접이식 침대를 위해 원하는 폭의 캠 부재를 만들어내는, 다수의 캠 세그먼트들(36)로부터 형성될 수 있다. 스플라인 축을 수용하도록 구성되는 회전 레버(40)는 도 13b에 도시된 바와 같이, 액추에이터에 부착되기 위한 적절한 위치에서 캠 부재들의 사이에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 하나의 캠 세그먼트가 회전 레버에 결합될 수 있다. 스플라인 축이 회전됨으로써, 다수의 캠 세그먼트들이 함께 회전된다. 또한, 스플라인 축의 전체 폭으로 연장되어 도시된 것과 달리, 캠 세그먼트(36)는, 허리 또는 목 각도 조절 캠 부재들이 플렉시블 지지 부재(12)의 일부 또는 선택된 부분들 및 그에 따른 매트리스 일부 또는 선택된 부분들과 결합하도록 구성되도록 하기 위해, 축의 폭 일부분에만 배치될 수도 있다.

다른 실시예들에서, 캠 부재의 작동은 도 14a 내지 도 14c에 도시된 것과 같이, 피복 케이블(50)의 사용을 통해서 이루어진다. 캠 세그먼트(36)는 릴리프(54) 내의 케이블(50) 단부에서 키(52)와 결합한다. 가로 홈(56)은 키가 릴리프 내에 설치되도록 하고, 인접하는 세로 홈(58)은 케이블과 동작하도록 결합한다. 지지 암(20)에 부착된 케이블용 피복 또는 하우징(55) 위의 고정 러그(lug)(53)는 케이블용 작동 지지부를 제공한다. 도 14b에 도시된 바와 같이, 케이블(50)은 캠 세그먼트로부터 연장되고, 케이블에 장력이 가해짐에 따라, 캠 세그먼트 및 스플라인 축(38)을 회전 시키고, 이에 따라 부가적인 다른 캠 세그먼트들을 회전시킨다. 케이블에 장력이 해제됨으로써, 도 14a에 도시된 것처럼, 캠 세그먼트가 지지 암들(20)과 같은 높이의 위치로 다시 회전된다. 캠 세그먼트에 의한 플렉시블 지지 부재(12)의 결합은, 플렉시블 지지 부재의 하면 및 캠 세그먼트 사이의 평활 면 결합일 수 있고, 또는 도 14a 및 도 14b에 도시된 것처럼, 캠 세그먼트의 결합 단부에 바퀴(60)가 포함될 수 있다. 허리 부분의 제1 캠 부재(32) 및 머리 각도 부분의 제2 캠 부재(34)를 모두 작동시키는 케이블은, 실제 캠 부재로부터 멀리 장착되는 액추에이터에 연결될 수 있다. 캠 부재를 작동시키기 위한 케이블을 사용하여, 케이블의 장력을 통해 작동시키기 위한 액추에이터(62)를 사이드 프레임 부재(14)의 프레임 내 또는 동작을 위한 다른 은닉 위치에 배치시킴으로써, 도 14c에 도시된 것처럼 접이식 침대의 노출된 구조에 매우 깔끔한 외관을 제공한다.

허리 및 목 각도 지지를 위한 캠 부재들(32, 34)에 의한 플렉시블 지지 부재(12)의 변위 형상은, 지지 암들(20)상의 셔틀(22)을 배치시키고 제한함으로써 이루어진다. 도 15에 도시된 바와 같이, 도 1 내지 도 11에 도시된 다수의 셔틀들은, 허리 캠 부재(32) 및 목 각도 캠 부재(34) 사이의 각각의 지지 암 위에서, 하나의 셔틀(42)로 대체될 수 있다. 허리 캠 부재(32) 및 목 각도 조절 캠 부재(34)의 사이로, 셔틀(42)의 이동이 제한됨으로써, 작동 시에 캠 부재들 위의 플렉시블 지지 부재가 자연스럽게 변형된다. 플렉시블 지지 부재(12)가 셔틀(42) 및 강성 크로스 부재(16)에 고정됨으로써, 도 15에 도시된 것처럼 허리 캠 부재의 회전에 반응하여 플렉시블 지지 부재가 변형된다.

또는, 하나 또는 두 셔틀(22a, 22b) 모두가, 지정된 범위에서 지지 암들(20)을 따라 움직이도록 제한되어, 허리 및 목 각도 캠 부재들의 조절에 반응하여 플렉시블 지지 부재(12)의 특정한 변형 곡률을 제공할 수 있다. 일예로, 도 16에 도시된 것처럼, 셔틀(22a)은 허리 지지부의 제1 후퇴 위치를 고려하여 고정되지 않은 채 최초에 하부 위치(22a')에 있고, 셔틀(22b)은 고정되지 않은 채 상부 위치(22b')에 있으며, 플렉시블 지지부는 프로파일(12')에 도시된 것처럼 펼쳐질 수 있다. 허리 지지 캠 부재(32)가 돌출 위치로 회전함에 따라, 셔틀(22a)은 지지 암(20)을 따라서 제2 위치(22a'')로 끌어올려지지만, 프로파일(12'')에 도시된 것처럼 플렉시블 지지 부재 및 매트리스의 허리 부분에 대해 소정의 곡률을 제공하도록, 상부의 제2 위치에서 스토퍼(48)에 의해 셔틀(22a)이 끌어올려지는 것이 제한될 수 있다. 비슷하게, 셔틀(22b)은 고정되지 않은 채 허리 지지부가 후퇴된 상태에서 최초에 상부 위치(22b')에 있고, 허리 캠 부재(32)가 회전함으로써, 지지 암(20)을 따라 더 낮은 제2 위치(22b'')로 끌어내려진다. 하부의 제2 위치(22b'')를 정의하기 위하여, 스토퍼(51)가 배치될 수 있다. 셔틀들(22a, 22b)의 최초 위치들은, 지지 암들(20)의 각도에 의해 배치되는, 플렉시블 지지 부재(12)의 상체 부분의 위치에 대응한다. 스토퍼들의 위치는, 플렉시블 지지 프로파일(12''')을 갖는 예시적인 제3의 하부 위치(22a'''및 22b''')에 의해 도시된 것처럼 셔틀의 위치가 임의의 원하는 프로파일을 제공하도록 선택될 수 있다.

비슷하게, 스토퍼(51)는 머리 각도 캠 부재(34)의 작동을 고려하여, 셔틀(22b)의 하향 이동을 제한할 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 셔틀(22b)은 고정되지 않은 채 최초에 상부 위치(22b')에 있어, 플렉시블 지지 부재의 상체 부분과 머리 각도를 정렬시킬 수 있다. 머리 각도 캠 부재(34)가 회전하여 머리 각도를 높이는 경우, 셔틀(22b)은 더 낮은 제2의 위치(22b'')로 하향 병진할 수 있고, 스토퍼(51)에 의해 제한되는 더 낮은 위치로 하향 병진할 수 있다.

스토퍼들 및 셔틀의 위치는, 22a''' 및 22b'''에 도시된 것처럼, 서로 다른 매트리스 두께 및/또는 단단함을 고려하여, 허리 배치 부재에 관련된 곡률을 변화시키도록 더 조절될 수 있다.

플렉시블 지지 부재(12)는 하체 조절 부재(24)에 고정되지 않아서, 사용자의 엉덩이로부터 무릎에 이르는 대퇴 길이에 맞추도록, 플렉시블 지지 부재의 휘어지는 무릎 위치를 추가로 조절하게 한다. 침대의 접이식 구조가 상체 부분(13)을 들어올리도록 조절되는 경우, 사용자는 매트리스에 만들어지는 곡률에 따라 자연스럽게 앉은 자세를 취한다. 이어서, 무릎 굽힘 위치를 결정하기 위해 대퇴 길이가 고려된다. 이는 사용자의 키에 따라 크게 달라질 수 있으므로, 종래의 침대들은 이러한 변형을 적절하게 제공하지 않는다. 본 실시예들에서는, 다리 부분 조절 부재(24)의 세로 위치가 이 길이에 맞춰 조절될 수 있다. 또는, 도 17에 도시된 바와 같은, 하나의 레버 작동 부재(66)가 포함되어, 무릎 위치에서 플렉시블 지지 부재(12)를 들어올릴 수 있다. 액추에이터(68)에 의해 정상 들어올림 위치(66')까지 작동 부재를 회전시킴으로써, 대퇴 부분(15) 및 하퇴 부분이 회전된 상태에서 무릎 위치 상에 정상적으로 걸쳐진다. 90도 넘는 위치(66'')로 회전함으로써, 강성 크로스 부재(16)에 대해 상대적으로 무릎 위치가 짧아지고, 그에 따라 대퇴 부분(15'')의 길이가 짧아질 수 있다. 작동 부재(66)가 66''으로 크게 회전되어 만들어진 자연스런 높이 감소가, 더 짧은 대퇴 길이를 추가로 보상한다. 도 17에 도시된 바와 같이, 작동 부재(66)는 플렉시블 지지 부재(12)의 하측의 결합을 위한 휠(70)을 포함할 수 있다.

이 기술분야의 숙련된 기술자는, 이상에 설명된 본 발명의 다양한 실시예들을 변경 및 대체할 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 변형들은, 이하의 특허청구범위에서와 같이, 본 발명의 범위 및 사상에 속한다.