Nursing bed with an improved lever

独国特許出願公開第１９８５４１３６号では、介護用ベッドの昇降機構が開示されている。 昇降機構は、昇降機構の台を構成するフレームと、上述したフレームにほぼ適合し昇降ヘッドとして機能する上部フレームと、を備える。 昇降機構の側面には合計４つのレバーが設けられており、二つのレバーは、それぞれトグルリンク（toggle link）によって互いに接続されている。 トグルリンクでは、二つのトグルレバー対が、水平に連結支柱によって運動学的に互いに連結されている。 もう一つの連結支柱は、例えば、ベッドの足側の端の上部レバーを頭側の下部レバーへと接続させるように、上部レバーの一つをそれぞれの側面で下部レバーに接続する。 昇降機構を動かす為の駆動モータの一端は、枠の交差する支柱に接続されている。 もう一端は、二つの水平方向に延びる連結支柱を互いに接続する接続支柱に接続されている。

側面からみると、二つの下部レバーと水平方向の連結支柱とは、ロッドからなる平行四辺形を構成し、この平行四辺形はスピンドルモータで起こされる。 二つの上部レバーも、同様に上部フレーム又は昇降ヘッドと共に平行四辺形を構成する。 この平行四辺形は、多角形状に延びる連結支柱によって起こされる。

運動学的にみて、極めて高い圧力が延びた連結支柱にかかる。 そして、この圧力は、足側のレバー又は頭側のレバーの周辺に位置する患者の重心には全く依存していない。

極めて強い圧力によって、昇降幅は低くされてしまう。

下側の平行四辺形がスピンドルモータによって起こされるため、昇降機構が下げらている際にモータによって生ずる力は比較的高く、平行四辺形が起こされるにつれ大きく減少する。 低い昇降範囲では、変換比は、ほぼ２：１等であり、昇降機構はモータによって２倍延びる。 反対に高い昇降範囲では、昇降比は反転する。 これにより、高い昇降範囲では、とても遅くしか上昇させることができない。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、より好ましい負荷分散を有する昇降機構を提供することを目的とする。

本発明によれば、請求項１の特徴を有する昇降機構を特徴とする介護用ベッドを得ることを目的とする。

本発明の介護用ベッドは、台（pedestal）と昇降ヘッドとから構成される昇降機構を特徴とする。 複数のパーツからなるマットレス枠は、昇降ヘッドに配置される。 昇降機構の両側には、頭側にレバーが、足側にレバーがそれぞれ設けられており、両方とも台に結合されている。 それぞれのレバーの上側の端は、それぞれの下側のレバーを昇降ヘッドへと接続する別のレバーに接続されている。 昇降機構のそれぞれの側面に設置されたレバー対は、水平結合支柱によって互いに結合されている。 他の結合支柱は、それぞれの側面の一つの下部レバーを、一つの上部レバーに接続しており、一つのレバーは、足側に設置され、もう片方のレバーは頭側に設置されている。 線形駆動装置は、台と昇降ヘッドとの間で延びる。

これにより、従来技術とは全く異なる運動をする。 従来技術の昇降機構は、基本的に互いに上に積み重ねられた二つの平行四辺形を備える。 この二つの平行四辺形は線形駆動装置又は多角形状の結合支柱のいずれかからなる別々の駆動装置によって起こされる。 本願発明の構成では、レバー機構は平行な動作をする。 水平動作と似た昇降工程中に生ずる水平方向の力は吸収される。

本発明の構成では、多角形状の結合支柱に生ずる力は、患者の重力の中心位置に依存する。 仮に患者が頭側の端の昇降対（lifting pair）と足側の端の昇降対との間の中心に横たわったとすると、多角形状の結合支柱に生じる力は、従来の構成の半分以下となる。

これにより、多角形状の結合支柱と水平方向の結合支柱とをレバーに接続する接合部への負荷が効果的に減少する。

仮に水平方向の結合支柱が線形駆動装置の方向と交差するように設置されている場合、負荷がかかった状態では、張力は水平方向の結合支柱に働く。 これに対応し、張力が水平方向の結合支柱に生ずる。 張力と圧縮力とが一旦入れ替わると、多角形状の結合支柱は線形駆動装置の方向にほぼ並行に横たわる。 負荷がかかった状態では、圧力は水平方向の結合支柱に働く。 にもかかわらず、上述した説明は、昇降ヘッドの線形駆動装置の結合によって圧力支柱（pressure brace）内に生ずる力の状態が改善される、換言すれば生ずる力が小規模となるように負荷分散にも適応することができる。 これは当然に接合部にも適用できる。 これは特に重要である。 なぜなら、多角形状の結合支柱とレバーとの結合は、支持されていない形、例えばヒンジ軸のような形式でなされるからである。 ヒンジ軸は、二つの構造の構成要素とを互いに接続し、せん断応力だけでなく曲げ応力にもさらされる。

昇降機構が下げられている際の力と昇降機構が上げられている際の力とを比較すると、変化する運動が同様にモータ負荷の改良に帰結することが分かる。 従来技術に対応する結果と比較して、変換比は、高い非線形となり、速度増加比から速度減少比に変化する。 しかしながら、昇降機構が下げられている状態では、減少された力で、変換比は速度増加比を維持する。

加えて、驚くことに到達する必要のある高さが同じである限り、従来技術に対応する同一の動作をする線形駆動装置を用いることが可能であることが分かっている。

昇降機構の両側のレバー間においてねじれを抑制する部品に、少なくとも対応する二つのレバーが接続される場合、片側のみに横の負荷がかかっている状態において、台に対する昇降ヘッドの傾斜を、著しく減少させることができる。

レバーが台と昇降ヘッドとのそれぞれから所定程度内側に離間して設置される場合、締め付け部を大きく省略することが可能である。 これにより、外側の被覆を用いずに新しい昇降機構を用いることが可能となる。

台と昇降ヘッドはそれぞれ方形の枠によって形成され、長手部材と交差部材とはそれぞれ方形の枠状に形成され、長手部材と交差部材とは好ましくは方形のチューブからなると好ましい。

台は、線形駆動装置のアバットメント（abutment）として機能する交差支柱を有する。

線形駆動装置は好ましくはスピンドルモータのようなものと考えられる。 スピンドルモータは、モータへの電流が止められるとすぐに、調節された昇降位置において、昇降機構を停止させるようなセルフロック機能を有するという利点がある。

別の観点からは、本発明のその他の構成は、従属項に示されている。

図の説明を読めば、詳細については説明する必要はないが、様々な変形が可能である点が明らかとなる。

図１は、倒された状態の介護用ベッド１を示す斜視図であり、図２は、着座状態、換言すれば椅子状態の介護用ベッド１を示す図である。

介護用ベッド１は、側壁５及び６と同様に足部４と頭部３とを有するベッドフレーム２に特徴がある。 観察者に面する側壁５は、図示するように倒された状態の時、床から間隙を設けて設置されている。 この側壁５の下側と床との間隙によって、処置者は、その足の一部をベッドの下に置くことができる。 側壁５は移動可能に設置されており、図２に示すように介護ベッド１が着座状態にある際は、下側に位置する。 この側壁５の特別な内容は、独国特許出願公開第１９９１２９３７号で詳細に説明されている。

ベッド昇降機構７は、図３に示すようにベッドフレーム２の中に設置される。

ベッド昇降機構７は、高さ調節台８と、高さ調節台８の上側に設置された垂直方向の回転軸を有する回転ヒンジ９と、マットレス１２がその上に敷かれベッドフレーム１１と同様の中間フレーム１０と、を備える。 上方からみると、ベッドフレーム１１は方形状である。

ベッドフレームは、中間フレーム１１に堅く接続された中心部１３と、中心部１３に対してヒンジで動く背部１４と、同様に中心部１３に対してヒンジで動く大腿部１５と、同様の下肢部１６とに分けられている。 下肢部１６は、中心部１３のように、大腿部１５の対向する端に対してヒンジで動く。 各部１４，１５，１６が中心部１３に対して旋回するヒンジの軸は水平方向に延びている。 ベッドフレーム１２は、同様に堅固に直接接続された足部分１７に特徴がある。

ベッドフレーム１２の中心部１３は、それぞれが平行に延び、介護用ベッド１の幅に対応する距離だけ相互に離間する二つの長手方向のレール１８に特徴を有する。 この側面図では、視認可能な長手方向のレールに対応する長手方向のレールは、視認可能なレールの奥に設置されており、視認可能な長手方向のレール１８と重なっている。 これらのレール１８は、それぞれヒンジのヒンジブラケットまで延びている。 これらのデザインは、独国特許出願公開第１０２５００７５号に開示されている。 この文献を引用し、ここにその内容を取り込むこととする。

それぞれのレール１８は、内側を向いたピン２１を備えており、このピンにはトーションバーに適合するモールド成型されたゴム片が取り付けられている。 トーション・バーに代えて、病院用のベッドとして一般に用いられている板状の支持具を用いることもできる。

背部１４は、レール１９と、レール１９に対して平行に延び図３では図示されていないもう一つのレールとによって定義される。 レール１９はレール１９に対してヒンジで動き、他の覆われたレールは長手方向のレール１８と平行に延びる長手方向のレールに接続されている。 背部１４の二つのレール１９は、図では見えないが、クロスレールを用いて２０の上端において互いに接続されている。 もう一つの交差支柱２１は、下側で二つの長手方向のレール１９に接続されている。

大腿部１５も、同様に二つの長手方向のレールによって定義され、長手方向のレール２２のみが視認可能である。 他の長手方向のレールは、長手方向のレール２２と重なっている。 二つの長手方向のレール２２は、交差支柱２３を用いて接続されている。 交差支柱２６は、ほぼ下側で、長手方向のレール２２の中心上を延びる。

下肢部１６も、同様に二つの長手方向のレールによって定義され、図では長手方向のレール２４のみが視認可能である。 二つの長手方向のレール２４は、図では視認できない交差支柱によって、２５の下側の端で互いに接続されている。 二つの長手方向のレール２４は、この交差支柱を用いて接続されているだけでなく、端２５と同じ長さだけ広がる二つの平行するガイドレール２７が載置された支柱２６によっても接続される。 これらは、図示するように長手方向のレール２４に対して傾斜しており、つまりこれらは足端（foot end）２５の方向に収束するように傾斜している。 ガイドレール２７間の距離は、二つの長手方向のレール２４の離間する距離よりもかなり小さい。 これらの長手方向のレールと比較して、ガイドレール２７は、ほぼ２０ｃｍほど内側に設置されている。

全ての長手方向のレール１９，２２，２４は、トーションバーが通常のように配置された間に、ベッドの中心を向き、モールドされたゴム片に長手方向のレール１９，２２，２４を接続する機能を有するピンを有する。

ベッド１のそれぞれの側面において、隣接する長手方向のレールをそれぞれ接続するヒンジは、２９，３０，３１として図示されている。

下肢部１６は、図示しない電気モータによって上昇させられたり、下降されたりする。 電気モータは、ギアを介してレバー３２に接続されており、中間フレーム１０内に設置されている。

もう一つの電気モータ３３は、中間フレーム１０内に保持されており、交差支柱２１に向かって延びる。 これによって、背部１４を起こす、又は倒すことが可能となる。

中心部１３の二つの長手方向のレール１８は、堅固に中間フレーム１０に接続されている。

中間フレーム１０は、方形のチューブから構成される。 方形のチューブは、互いに方形のフレームとなるよう溶接されている。 これらのチューブのうち、一つの方形のチューブ３４のみが視認可能である。 平行する方形のチューブは、方形のチューブ３４と重なっている。

方形のフレームは、長手方向のレール１８間の間隔よりも狭い。 四つの延長アーム３５の全ては、平行の方形のチューブ３４に溶接されており、これらの延長アームのうち２つは、それぞれ長手方向のレール１８を保持する。 延長アーム３５は、水平方向且つ、介護用ベッド１の長手方向の軸に対して垂直に延びる。

回転ヒンジ９は、中間フレーム１０を高さ調節台８へと接続する。 回転ヒンジ９は、リング３６と、リング３４内に旋回可能に保持された旋回受け台３７と、から構成される。 旋回受け台３７は、図示しないネジを用いて中間フレームに留められている。 回転ヒンジ９の正確なデザインは、独国特許出願公開第１０２５００７５号で述べられており、これを引用することにより内容を本明細書に取り込むこととする。

回転ヒンジ９によって、中間フレーム１０をベッドフレーム７とともに、回転軸に垂直に回転させることができる。 回転動作は、電気モータ３８によって行われ、電気モータ３８の一端は昇降機構８上に保持されており、他端は旋回受け台３７に保持されている。

高さ調節台８は、下部フレーム４１と共に上部フレーム３９とを備える。 これらのフレームは方形のチューブからなり、これらのチューブはそれぞれ互いに溶接によって接合されている。 これらの二つの方形のチューブは、それぞれ長手方向のレール３９ａと４１ａとから互いに平行に延びる。 上部フレーム３９は、互いに接続された合計５つのトグルレバー対４２と４３とによって下部フレーム４１上に支持される。 回転ヒンジは、上部フレーム３９に接続されている。

トグルレバー対４２，４３は、それぞれ台８の長手方向の側面に接するように設置される。 他の長手方向の側面の対応するトグルレバーペア４２，４３は図３の側面図では視認不能である。

トグルレバーペア４２，４３は、上部トグルレバーアーム４４と、下部トグルレバーアーム４５と、から構成される。 それぞれのトグルレバー４２，４３は、それぞれベッドの対応する側面において、上側及び下側フレーム３９，４１に対して、ヒンジ４６によって水平軸を中心とする関節のように接続されている。 ヒンジ４６の全ての軸は、互いに平行となるよう設置されている。 ヒンジ４６の軸は、図示しないトグルレバー４２，４３のヒンジの軸と同軸となるように設置されている。

ヒンジ４７は、トグルレバー対４２，４３を下部フレーム４１へ接続する。 ヒンジ４７の軸はヒンジ４６の軸と平行になるように調節されており、ベッドの両側面において互いに対応するヒンジ４６，４７の軸は、互いに同軸となるよう調節されている。

台８のそれぞれの側面の二つのトグルレバー対４２，４３は、それぞれ対応する水平結合支柱４８によって互いに結合されている。 それぞれの結合支柱４８は、図示するようにヒンジ形式でそれぞれのトグルレバー対４２，４３のトグルリンク４９に接続されている。

多角形に広がる結合支柱５０は、台８のそれぞれの側面に設けられたトグルレバー対４２の上部トグルレバーアーム４４を、トグルレバー対４３の下部トグルレバーアーム４５に接続する。

電気モータ３３，３８と似たスピンドルモータの形式の電気モータ５１は、上部フレーム３９と下部フレーム４１との間に設置される。 これは、トグルレバー４２の隣の破線で示す下部フレーム４１の交差支柱５２に接合されている。 その他の端は、上部フレーム３９の覆われた交差支柱にヒンジで取り付けられている。 つまりトグルレバー４３に隣接する。 これにより、モータは二つのフレーム３９と４１との間に設置され、つまり斜めの結合支柱５０のように横向きに設置される。

二つのフレーム３９と４１との間の相対的な動作を実現するため、トグルレバー４２，４３は、平行な動作の形式で水平結合支柱４８と斜め結合支柱５０と共動する。

これは、独国特許出願公開第１０２５００７５号に開示されたベッド昇降機構の運動に対して基本的な違いがあることを意味する。 この昇降機構では、モータは、二つの水平結合支柱を互いに接続する交差支柱に結合されている。 この構成は、運動学的にみて、双方が共通の水平結合支柱を有する上部平行四辺形と、下部平行四辺形と、に帰結する。 この下部平行四辺形は、駆動モータによって上昇される。 そして、知られているように斜め結合支柱は、下部平行四辺形の昇降動作を上部フレームの動作へと変換する。

開示された構成では、運動が全く異なる。 結合支柱と接続されているトグルレバーの構成では、駆動モータが下部フレーム３９と上部フレーム４１との間で延びる本発明の運動において、上昇、下降の動作をする際に生ずる水平方向のせん断力を吸収する必要がある。 運動学上、上部フレーム３９の上昇に代えてモータにおいて発生するせん断力によって、上部フレーム３９がベッドの長軸方向において下部フレーム４１に対して位置ずれを生ずることを防ぐ必要がある。

ある範囲において、下部フレーム４１に対して上部フレーム３９のかなり正確な平行動作が得られる。 例えば、上部ヒンジ４６のヒンジ軸は、下部ヒンジ４７の軸を通じて延びる垂直線上にほぼ維持される。 この範囲は、下部トグルレバーアーム４７と水平線との間でほぼ１２°と、同様に水平方向から計測した場合ほぼ８０°と、の間である。 独国特許出願公開第１０２５００７５号に開示された内容と比較すると、スピンドルモータ４１の長軸方向における他の同一形状のモータ４１によって生ずる力は、２．５倍減少する。

図３では、トグルレバーアーム４４と４３とは、上部フレーム３９と下部フレーム４１との長手方向のレール３９ａと４１ａとに、直接ヒンジで接続されている。

下部フレーム３９へトグルレバーアーム４５を接続する他の方法の詳細は図４に示されている。

図４は、ほぼ交差支柱５２の中心における下部フレームの交差部を示す。 なお、視認方向は足端の方向に延びている。

図４は、二つの下部長手レール４１ａの交差部を示す。 管状シャフト５３は、二つの長手レール４１ａの間に延びており、管状シャフト５３は、その端に視認不可能な軸受筒を有する。 シャフト５３は、ベアリングジャーナル（bearing journal）５４によって、二つの長手レール４１ａ間に回転可能なように保持されている。 ベアリングジャーナル５４は、長手レール４１ａの対応する開口を通じて延び、チューブ５３の開放端に設置されたベアリング軸受筒内を向くように設置されている。

足側の端に設置された右及び左のトグルレバー対４２の二つの下部トグルレバーアーム４５は、チューブ４３の端から所定距離離間する位置のチューブ４３に溶接されている。 トグルレバーアーム４５の上端は、上述したように水平結合支柱４８を介して、対応するトグルレバーアーム４４に関節形式で接続されている。

このような配置は、傾きの安定性、もしくは下部フレーム４１に対する上部フレーム３９の傾斜抵抗を向上させる。

スピンドルモータ５１は、長手方向のレール４１ａ間のほぼ中心に配置されるため、椅子状態又は着座状態の際に生ずる片側だけの負荷は、下部フレーム５１に対して傾いて上部フレーム３９に生ずる非対称の負荷となる。 この偏った動作は、負荷側のトグルレバー対に、少ない負荷がかかる側よりも極めて大きい負荷を生じさせる場合がある。 トグルレバー対の少なくとも一つのうち下部レバー、例えば足端のトグルレバー対は、互いに耐ねじれ形式で接続されているため、トグルレバーペア４２の下部トグルレバーアーム４５は、互いに対してねじれることがない。 これにより、下部フレーム４１に対して上部フレーム３９はわずかに傾斜した動きをする。

加えて、頭端においてトグルレバー対４３の下部トグルレバーアームに対し、図４に示す下部トグルレバーアーム４５を接続することによって、支えが改善される。 空間的な条件が許すのであれば、チューブによって、耐ねじれ形式でトグルレバーアーム４４を互いに接続し、図４に示すように長手レール４９ａ間にこのチューブを保持することも同様に可能である。

高さ調節可能な介護用ベッドは、合計４つのトグルレバー対によって互いに接続された上部フレームと下部フレームを備える台に特徴がある、ベッドのそれぞれの側面に設置されたトグルレバー対は、更に水平方向且つ多角形に延びる結合支柱によって接続されている。 多角形状の結合支柱が、下部トグルレバーアームを上部トグルレバーアームに接続する場合、水平方向の結合支柱は、トグルリンクがなされた領域で、トグルレバーを接続する。 下部フレームに対して上部フレームを昇降させるモータは、トグルレバーと結合支柱とが、ヒンジ接合部によって模擬平行動作することが可能なようにこれら二つのフレーム内に直接設置される。 また、摺動手段を省略することができる。

倒された状態の本発明のロータリー型ベッドを示す図である。

椅子状態又は着座状態の図１に示すロータリー型ベッドを示す図である。

介護用ベッドのベッド昇降機構の一部の側面を示す分解組立図である。

異なる側面のトグルレバー対のトグルレバーアームの二つを示す上面図である。