(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023146346
(43)【公開日】2023-10-12
(54)【発明の名称】昇降フレームを有するベッド
(51)【国際特許分類】
A61G 7/012 20060101AFI20231004BHJP
【FI】
A61G7/012
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022053484
(22)【出願日】2022-03-29
【新規性喪失の例外の表示】新規性喪失の例外適用申請有り
(71)【出願人】
【識別番号】599139442
【氏名又は名称】株式会社プラッツ
(74)【代理人】
【識別番号】110000279
【氏名又は名称】弁理士法人ウィルフォート国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】清本 太郎
(72)【発明者】
【氏名】指方 玲美
【テーマコード(参考)】
4C040
【Fターム(参考)】
4C040AA08
4C040BB02
4C040BB06
4C040DD01
4C040DD02
4C040EE05
(57)【要約】
【課題】 介護者が患者を持ち上げる時の肉体的負担を減らす。
【解決手段】 ボトム2tと、ボトム2を支持する昇降フレーム9,11、13と、昇降フレームを昇降する昇降機構15、16とを備えるベッドにおいて、昇降フレームが最高の高さにある時のボトムの上面の高さである最高ボトム高さH2が、69cm以上、71cm以上、72cm以上、73cm以上、74cm以上、76cm以上、77cm以上、又は80cm以上である。昇降機構の昇降スパンH3は、44cm以上、46cm以上、47cm以上、48cm以上、49cm以上、51cm以上、52cm以上、又は55cm以上である。これを実現するために、Xリンク15と昇降アクチュエータ16の配置が改良される。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
昇降機構と、前記昇降機構により昇降可能な昇降フレームと、前記昇降フレーム上に設けられたボトムとを備えるベッドにおいて、
前記昇降フレームが最高の高さにある時の前記ボトムの上面の高さである最高ボトム高さが、以下の範囲群:
69cm以上、71cm以上、72cm以上、73cm以上、74cm以上、76cm以上、77cm以上、及び80cm以上、
の中から選ばれた一つの範囲内にあるベッド。
【請求項2】
請求項1記載のベッドにおいて、
最高ボトム高さが72cm以上であるベッド。
【請求項3】
請求項2記載のベッドにおいて、
最高ボトム高さが72~77cmの範囲内にあるベッド。
【請求項4】
請求項1記載のベッドにおいて、
最高ボトム高さが77cm以上であるベッド。
【請求項5】
請求項4記載のベッドにおいて、
最高ボトム高さが77~82cmの範囲内にあるベッド。
【請求項6】
請求項1記載のベッドにおいて、
前記昇降フレームの最高と最低の高さの差である昇降スパンが、以下の範囲群:
44cm以上、46cm以上、47cm以上、48cm以上、49cm以上、51cm以上、52cm以上、及び55cm以上、
の中から選ばれた一つの範囲にあるベッド。
【請求項7】
請求項6記載のベッドにおいて、
前記昇降スパンが47cm以上であるベッド。
【請求項8】
請求項7記載のベッドにおいて、
前記昇降スパンが47~52cmの範囲内にあるベッド。
【請求項9】
請求項1~9のいずれか一項記載のベッドにおいて、
建物床上に置かれ、前記ベッドの長さ方向の全長をもつベースフレームを備え、
前記昇降機構が、
前記ベッドの幅方向に互いに隔てられた一対のXリンクであって、前記昇降フレームを昇降させる前記一対のXリンクと、
前記一対のXリンクを駆動する昇降アクチュエータと
を有し、
前記一対のXリンクの下端部が前記ベースフレームに取り付けられ、
前記一対のXリンクの各Xリンクは、相互に回動可能にX字状に結合された第1リンクと第2リンクを有し、
前記一対のXリンクの前記第1と第2リンクのそれぞれの下端部が前記ベースフレームに取り付けられ、
前記昇降アクチュエータの下端部の支点が、前記ベースフレームにおける前記一対のXリンクの前記第2リンクの下端部より前記長さ方向の外側の位置に、取り付けられ、
前記昇降アクチュエータの力点が、前記一対のXリンクの前記第1リンクにトルクを加えられるように、前記第1リンクに結合された、
ベッド。
【請求項10】
請求項9記載のベッドにおいて、
前記第1リンクの下端部の支点と前記昇降アクチュエータの力点とを直線で結んだ作用腕の主軸と、前記アクチュエータの主軸とがなす作用角が、140~150度の範囲内にある、ベッド。
【請求項11】
請求項10記載のベッドにおいて、
前記前記昇降アクチュエータの力点から前記第1リンクの主軸に垂線を下ろした場合、
前記第1リンクの全長に対する、前記前記第1リンクの下端部の支点から前記垂線の足までの距離の比率が、65~75%の範囲内に在る、ベッド。
【請求項12】
請求項11記載のベッドにおいて、
前記ベースフレームの全長が、140~149cmの範囲内にある、ベッド。
【請求項13】
請求項9記載のベッドにおいて、
前記ベースフレームは、前記長さ方向へ延びた一対の主梁を有し、
前記一対の主梁は前記建物床から所定間隔だけ高い位置に配置されて、前記建物床と前記主梁の下面との間に隙間を形成し、
前記昇降アクチュエータの下端部は、前記一対の主梁の下面より低い位置に配置されて、前記隙間内に入り込んでいる、ベッド。
【請求項14】
請求項13記載のベッドにおいて、
前記ベースフレームは、前記ベースフレームの前記長さ方向の一端部の近傍の個所に、前記一対の主梁を相互につなぐ支持梁を有し、
前記支持梁は、前記長さ方向の前記一端部へ向かい、かつ下方へ向かう方向へ後退した略V字形状を有し、
前記昇降アクチュエータの前記下端部が、略V字形状の前記支持梁の最も後退した中央部に取り付けられている、ベッド。
【請求項15】
請求項15記載のベッドにおいて、
前記ベースフレームが、前記支持梁の近傍の個所に、前記一対の主梁を相互につなぐ補強梁を有する、ベッド。
【請求項16】
請求項9記載のベッドにおいて、
前記昇降フレームが、前記一対のXリンクの前記第1リンクの上端部を前記長さ方向へ移動可能に支持するガイドレールを有し、
前記ガイドレールが、前記第1リンクの上端部を前記ガイドレールに出し入れするための開口と、前記開口を終端するストッパとを有する、ベッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ボトムを支えるフレームがアクチュエータによって昇降可能なベッドに関し、特に、そのボトムの高さ及び昇降機構の改良に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の従来装置が、例えば特許文献1に記載されている。
【0003】
特許文献1には、アクチュエータにより、ボトムを支えるフレームが昇降するベッドが開示されている。また、ボトムを支持するフレーム高さの最高値として70センチメートル、最低値として20センチメートルが例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
この種の介護用や医療用のベッドにおいて、ボトムの上面の高さは、患者本人だけではなく、介護者にも影響する。特に昇降フレームが最も上昇した時の(平らな状態での)ボトム上面の高さ(以下、「最高ボトム高さ」という)は、介護者にとり、患者の身体をケアする時の肉体的負担に大きく影響する。介護者にとり、最高ボトム高さが低すぎると、患者の身体を持ち上げたり移動させたりする時、足腰を曲げたり傾けたりする量が過度になることがあり、肉体的負担が大きい。しかし、この観点からみた、適切な最高ボトム高さに関する情報は、発明者らが知る限り、従来技術に見当たらない。
【0006】
例えば、特許文献1には、昇降フレームの高さの最高値として70cmが例示されている。しかし、この値が、介護者の肉体的負担軽減の観点から適切かどうかの情報は、特許文献1には全く記載されていない。したがって、この値は、上記観点からの実際のベッドの改良には、何の参考にもならない。
【0007】
さらに、発明者らの調査によると、現行の市販のベッドの最高ボトム高さが低すぎて作業が辛いと感じた介護者が相当数いることが分かった。市販のベッドの最高ボトム高さは、57cm~67.5cm程度であった(機種により異なる)。
【0008】
上記観点からみると、最高ボトム高さは、現行の市販のベッドのそれより高いことが好ましい。しかし、それを実現しようとすると、新たな技術的問題を引き起こす。すなわち、(最低ボトム高さを高めずに)最高ボトム高さを高めるには、ベッドの昇降機構の昇降スパンを増大させる必要がある。それには、昇降機構に関わるベッド部品のサイズの拡大や、昇降アクチュエータへの負荷の増大などが伴うおそれがある。それにより、荷重によるベッド各部の変形量が増えて、使用時のベッドの撓みやバウンドが大きくなるおそれがある。また、拡大したサイズのベッド部品が、一般的な搬送用車両(日本では、いわゆるミニバンや軽ワゴンなどと言われる比較的小型の車両が広く使われている)の荷台に収容できなくなるおそれがある。こうした実用上の各種の制約が、最高ボトム高さを、現行の市販ベッドのそれより高くすることを困難にしている。
【0009】
本発明の一つの目的は、昇降可能なボトムをもつベッドにおいて、介護者の肉体的負担を軽減できる最高ボトム高さを実現することにある。
【0010】
本発明の別の目的は、昇降可能なボトムをもつベッドにおいて、上記のような各種の技術的な制約の下で、最高ボトム高さを高めるための構造的な改良を提供すことにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
一実施形態に従う、ベッドは、最高ボトム高さが、69cm以上、71cm以上、72cm以上、73cm以上、74cm以上、76cm以上、77cm以上、又は80cm以上である。これらの高さ範囲のうち後の方ほど、介護者の肉体的負担はより一層軽減される。例えば、最高ボトム高さが72cm以上、より具体的には72~77cmであると、かなり好ましい。また、最高ボトム高さが77cm以上、例えば、77~82cmであると、より一層好ましい。
【0012】
このような最高ボトム高さを実現するために、昇降フレームの最高と最低の高さの差である昇降スパンは、44cm以上、46cm以上、47cm以上、48cm以上、49cm以上、51cm以上、52cm以上、又は55cm以上であることが好ましい。例えば、昇降スパンが47cm以上、より具体的には、47~52cmの範囲内にあると、かなり好ましい。
【0013】
このような好ましい昇降スパンを実現して、好ましい最高ボトム高さを得るために、障害となるのは、ベッドのサイズアップに対する制限や、ベッドの撓みやバウンドに対する制限など、各種の技術的制約である。こうした制約の下で、好ましい昇降スパンと好ましい最高ボトム高さを実現するために、一実施形態は、昇降機構の構造や寸法や配置に複数の改良を有する。
【0014】
上述の最高ボトム高さや昇降スパンの好ましい条件の根拠、ならびに、それを実現するための昇降機構の改良は、以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【
図1】一実施形態に係るベッドの全体的な斜視図を示す。
【
図2】同ベッドの昇降フレームが最も下降した時と最も上昇した時の側面図を示す。
【
図3】介護者がベッド上の患者の身体を持ち上げ始める時の沈み込んだ姿勢と、ベッドのボトムの高さの関係を簡単なモデルで示す。
【
図4】介護者の持ち上げ時の沈み込み量を調査した実験の方法を簡単なモデルで示す。
【
図6】好ましい最高ボトム高さの算出に用いた人体の各部の寸法を簡単なモデルで示す。
【
図7】一実施形態に係るベッドを縦断してボトム昇降機構を見せた縦断側面図を示す。
【
図8】同ベッドのXリンクのフット側の上端部を移動させるガイドレールの配置が分かるように、センターフレームを下方から見上げた斜視図を示す。
【
図9】同ベッドにおいて昇降機構が最も低い位置に在る時の昇降機構の要部の側面図を示す。
【
図10】同ベッドのXリンクのヘッド側の上端部を固定する機構の斜視図を示す。
【
図11】同ベッドのXリンクのフット側の上端部を移動させるガイドレールの斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0016】
図1は、一実施形態に係るベッドの全体的な斜視図を示す。
【0017】
図1に示すように、ベッド1は、ボトム2を有し、通常、その上にマットレスが敷かれ、その上に患者が横臥する。ボトム2は、例えば、患者の上半身を支える背ボトム2A、患者の臀部(腰部)を支える腰ボトム2B、患者の大腿部を支える膝ボトム2C、及び患者の下腿部と足を支える足ボトム2Dを有し、それのサブボトム2A~2Dは、1以上の電動アクチュエータに駆動されて、相互に折れ曲がるように動くことができる。背ボトム2Aは、上半身の内の胸椎列のほぼ上半部から頭までの部分を支える上位背ボトム2Eと、上半身の内の胸椎列のほぼ下半部から腰椎列までの部分を支える下位背ボトム2Fを有してもよく、それら上位と下位の背ボトム2E、2Fは、1以上の電動アクチュエータに駆動されて、相互に折れ曲がるように動くようになっていてよい。
【0018】
以下の説明において、ボトム2の長手方向3を、ベッドの「長さ方向」と呼び、それに直交する方向4をベッドの「幅方向」と呼ぶ。また、ベッドの長さ方向3において、ボトム2上に寝た患者の頭に近い側(又は頭に向かう方向)を「ヘッド側」(又は「ヘッド方向」)と言い、その逆側(又は逆方向)を「フット側」(又は「フット」方向)という。また、ベッドの幅方向4において、ボトム2上に寝た患者の右側(又は右方向)を「右側」あるいは単に「右」(又は「右方向」)と言い、左側(又は左方向)を「左側」あるいは単に「左」(又は「左方向」)」という。
【0019】
ボトム2は、上下に昇降可能な昇降フレーム9、11、13の上に搭載される。昇降フレーム9、11、13は、センターフレーム9とヘッドフレーム11とフットフレーム13を有し、それらは相互に固定的に結合されて1つのフレームを構成する。センターフレーム9の長さ方向のヘッド側の端部にヘッドフレーム11が固定され、フット側の端部にフットフレーム13が固定される。ヘッドフレーム11のヘッド側の端部にヘッドボード5が取り付けられ、フットフレーム13のフット側の端部にフットボード7が取り付けられる。
【0020】
昇降フレーム9、11、13は、以下の構成をもつ昇降機構によって支えられ、かつ昇降させられる。この昇降機構は、ベッド1の幅方向に隔てられた左側と右側の一対のXリンク機構15と、この一対のXリンク機構15を駆動する電動の昇降アクチュエータ16を有する。一対のXリンク機構15と昇降アクチュエータ16は、ベースフレーム17上に搭載される。
【0021】
左右各側のXリンク機構15は、棒状の第1リンク15Aと第2リンク15Bを有し、第1リンク15Aと第2リンク15Bは、それぞれの長手方向の中点にて、相互に回動可能に軸結合される。左右の各側のXリンク機構15(第1リンク15Aと第2リンク15B)は、その下端部にてベースフレーム17に連結され、その上端部にてセンターフレーム9に連結される。左右一対のXリンク機構15は、複数本の梁18によって相互に結合されて、一体的に動く。
【0022】
昇降アクチュエータ16は、電動モータ19と、電動モータ19に駆動されて伸縮するシリンダ21を有する。シリンダ21の先端部に在る力点が、一対のXリンク機構15を繋ぐ梁の一つに対して回動可能に軸連結される。シリンダ25が伸びると、一対のXリンク機構15の上端部が上昇して、昇降フレーム9、11、13及びその上のボトム2が上昇する。逆にシリンダ25が縮むと、昇降フレーム9、11、13及びボトム2が下降する。
【0023】
ベースフレーム17は、ベッドの長さ方向に延びた左側と右側の一対の主桁23を有する。その一対の主桁23は、幅方向に延びた複数本の梁により相互に結合されて、全体として、ほぼ長方形の一体化されたベースフレーム17を構成する。ベースフレーム17の例えば四隅にそれぞれ足25が取り付けられる。それらの足25は、ベースフレーム17(特に左右一対の主桁23)を、建物の床面から一定間隔だけ高くなるように浮かせる。建物床面とベースフレーム17の主桁23の下面との間の隙間に、例えば、(ベッド上で食事などをするための)補助テーブルの脚部分などが挿入できる。
【0024】
ベースフレーム17の一対の主桁23を繋ぐ複数本の梁の内の一本、例えば、ベースフレーム17のフット側端部の近傍に配置された(例えば、最もフット側に位置する)一本の梁27に、昇降アクチュエータ16(例えば電動モータ19)の下端部が回動可能に取り付けられる。この、昇降アクチュエータ16を支える梁27を、以下、「支持梁」という。患者がベッド1に乗ったりベッド上で動いたり、昇降アクチュエータ16が伸びて昇降フレーム9、11、13を上昇させたりするとき、支持梁27には、アクチュエータ22から大きな荷重が加わる。もし、支持梁27が、他の梁と同様の単純な直線的な棒形状であったならば、その大きな荷重によって支持梁27が撓み、それより一対の主桁23がその間隔が狭まるように内方へ無視できない量だけ撓む可能性がある。これらの撓みにより、ボトム2の高さに、無視できない大きさの変動又はバウンドが生じるおそれがある。
【0025】
この問題を軽減するために、支持梁27は、昇降アクチュエータ16から支持梁27に加わる荷重の方向(つまり、下方とフット方向の合わさった斜め方向)へ後退した略V字型の形状を有する。すなわち、支持梁27は、中央部27Aと、中央部27Aの左右両端部から左右方向へ延び出て左右の主桁23に接続された2本の腕部27Bとを有する。中央部27Aは、支持梁27のうち最も下方かつフット方向に後退した部分であり、ここに昇降アクチュエータ16の下端部が取り付けられる。左右両側の腕部27Bは、それぞれ、中央部27Aの両端部から、左右方向かつ上方かつヘッド方向へ延び出て、左右の主桁23に接続される。このような略V字形状であることで、支持梁27は、アクチュエータ22から大きな荷重が加わっても、その荷重のかなりの割合を2本の腕部27Bがその引っ張り応力で受けるため、梁27が直線的形状であったとした場合に比べて、支持梁27の撓みが小さく、よって、上述したベッド1の撓み又はバウンドの問題を軽減する。
【0026】
この問題(特に一対の主桁23の間隔が狭まる内方への撓み)を、さらに一層軽減するために、補強梁29が、支持梁27の近傍かつ支持梁27よりヘッド側の位置に配置される。補助梁29は、一対の主桁23を相互に繋いで、主桁23の内側へ撓もうとする力に対抗する。
【0027】
図2は、本実施形態にかかるベッド1の昇降フレーム9、11、13が最も下降した時の側面図(A)と最も上昇した時の側面図(B)を示す。
【0028】
図2(A)に示された、(平らな状態の)ボトム2の上面の最低の高さ(以下、「最低ボトム高さ」という)H1は、低いほど使いやすいく、例えば、好ましくは31cm以下、より好ましくは30cm以下、更により好ましくは26cm以下、更に一層より好ましくは25cm以下である。他方、
図2(B)に示された最高ボトム高さ(つまり、(平らな状態の)ボトム2の上面の最高の高さ)H2は、適度に高いことが使いやすく、例えば、好ましくは69cm以上、より好ましくは71cm以上、更に好ましくは72cm以上、より一層好ましくは73cm以上、更に一層好ましくは74cm以上、より一層好ましくは76cm以上、更により一層好ましくは77cm以上、更により一層好ましくは80cm以上である。
【0029】
これらの好ましい最低ボトム高さH1と最高ボトム高さH2を実現するには、昇降機構の昇降スパンH3は、適度に大きいことが要求され、例えば、好ましくは44cm以上、より好ましくは46cm以上、更に好ましくは47cm以上、より一層好ましくは48cm以上、より一層好ましくは49cm以上、より一層好ましくは51cm以上、更により一層好ましくは52cm以上、更により一層好ましくは55cm以上である。
【0030】
以下、
図3~
図6を参照して、上述した最高ボトム高さH1の好ましい範囲(69cm以上、71cm以上、72cm以上、73cm以上、74cm以上、76cm以上、77cm以上、又は80cm以上)について、それらが介護者の肉体的負担の軽減の観点から好ましい値であることの根拠を説明する。
【0031】
図3は、介護者がベッド上の患者の身体を持ち上げ始める時の沈み込んだ姿勢と、ベッドのボトムの高さの関係を簡単なモデルで示す。
【0032】
図3に示すように、通常、ベッド1上にはマットレス31が敷かれ、その上に患者33が横臥する。介護者35は、患者33の身体を持ち上げたり傾けたりする時、図中実線で示すように、上半身を前方に軽く傾けて、腕を下方に垂らして手を患者33の身体下面に接触させ(手をマットレスの上面に接触させ)、さらに、膝を曲げて腰を沈み込ませて、上半身と下半身の双方の力を使って、患者33を持ち上げようとする。以下、この姿勢を「持ち上げ開始姿勢」という
【0033】
発明者らの研究によれば、この持ち上げ開始姿勢の時に、介護者35の上半身の鉛直に対する傾き角度がほぼ20度以下であれば、持ち上げ時の介護者35の腰への負担が問題にならない程度に小さいことが分かっている。介護者35が膝を曲げたことによる腰の沈み込みの量(点線で示す膝をまっすぐにした姿勢と比較した、腰の高さの差)(以下、「沈み込み量」という)Dの大きさによって、介護者35の肉体的負担の大きさが変わる。すなわち、沈み込み量Dが或る適正範囲内であれば、介護者35は、患者33の持ち上げを楽に行える。しかし、沈み込み量Dがその適正範囲より大きいと、介護者35は、ベッドが低すぎて足腰を大きくかがめる必要があり、負担を感じる。逆に、沈み込み量Dがその適正範囲より小さいと、介護者35は、ベッドが高すぎて腕肩だけで患者33を持ち上げる必要があり、やはり負担を感じる。
【0034】
もし、ベッド1のボトム上面高さHが、沈み込み量Dを上記適正範囲の最小値にする高さまで、高くなれるなら、昇降機構でボトム上面高さHを調節することで、常に、沈み込み量Dを上記適正範囲内に収めることができる。換言すれば、ベッド1の最高ボトム高さH2(つまり、ボトム上面高さHの最高値)が、沈み込み量Dを上記適正範囲の最小値にする高さ以上であれば、常に、沈み込み量Dを上記適正範囲内に収めることができる。したがって、沈み込み量Dの記適正範囲の最小値が明らかになれば、最高ボトム高さH2の好ましい値が決定できる。
【0035】
すなわち、沈み込み量Dの適正範囲の最小値をD1とすると、介護者35が
図3で点線で示した姿勢(上半身を20度傾け、膝をまっすぐにし、腕を垂下した姿勢)をとった時の手の高さX、及び、マットレス31の厚さT(患者が乗って若干沈んだ時のマットレスの厚さ)が特定できれば、“X-D1-T”の計算式で、最高ボトム高さH2の好ましい値が決定できる。なお、マットレス31の厚さTは、既存の各種のマットレスについて調査した結果、人が仰臥して沈んだ部分の厚みは平均で6cmであることが判明した。
【0036】
図4は、介護者35の持ち上げ姿勢時の沈み込み量Dの適正範囲の最小値を特定するために、発明者らが実施した実験の方法を簡単なモデルで示す。
【0037】
図4(A)に示すように、高さが可変のテーブル37上に錘39を置き、そして、被験者41が膝をまっすぐにして上半身を20度傾けた姿勢で、腕を垂下して手で錘39の把手を掴んだ時のテーブル37の高さY1を測定した。その後、テーブル37の高さを段階的に下げていき、各テーブル高さにおいて、被験者41に次の作業をさせた。すなわち、
図4(B)に示すような持ち上げ開始姿勢を被験者41にとらせた後、
図4(C)に示すように、被験者41に錘39を持ち上げさせて、楽に持ち上げることができたか否か(つまり、肉体的な負担を感じなかったか否か)を調べた。そして、楽に持ち上げられた時のテーブル37の高さの最高値Y2を測定した。そして、この楽に持ち上げ可能な最高テーブル高さY2と、膝をまっすぐにした時のテーブル高さY1との差D1を算出した。この高さ差D1が、
図3を参照して説明した、沈み込み量Dの最小値に相当する。
【0038】
このような調査を、錘39の重量を17kg、25kg、及び35kgの三通りに変えて実施した。なお、17kg~35kgの重量は、介護者が患者の身体の一部を持ち上げたり傾けたりするときに介護者が負担する持ち上げ重量のよくある範囲である。この各重量について、身長161cm~184cmまでの男女30人を被験者41にして、上記実験調査を実施した。
【0039】
【0040】
図5に示すように、楽に持ち上げができた沈み込み量Dの最小値D1は、どの重量においても、被験者によってばらつきがあったが、これは被験者の身長との相関性は低く、各人の筋力に依存すものと考えられた。そこで、それぞれの重量について値D1の平均値D2、D3、D4を計算したところ、17kgの平均値D2は2.6cm、25kgの平均値D3は3.3cm、35kgの平均値D4は4.6cmで、重量にほぼ比例することが分かった。介護者にかかる持ち上げ重量は介護作業ごとに異なるので、重量ごとの平均値D2、D3、D4をさらに平均して、17kg~35kgの重量範囲全体の平均値D5を求めたところ、3.5cmであった。この全体的な平均値D5を、沈み込み量Dの最小値D1として採用した。つまり、沈み込み量Dの最小値D1は、3.5cmと特定された。
【0041】
図6は、
図3に点線で示した、介護者35が上半身を20度傾け膝をのばしたときの時の手の高さXを計算するために用いた、人体の各部の寸法を簡単なモデル(下記のデータブックから抜粋した絵)で示す。
【0042】
図6(A)は人の直立時の肩峰高L1を示し、同(B)は直立時の握り軸高L2を示し、同(C)は直立時の転子高L3を示す。公知文献「日本人の人体寸法データブック2004-2006、一般社団法人人間生活工学研究センター発行」の記載によれば、日本人の成人男性(介護者の年齢層の中で最も多い40~49歳)の95パーセントタイルの人の平均の肩峰高L1は146.1cm、握り軸高L2は82cm、そして、転子高L3は93.2cmである。
【0043】
これらの寸法値L1~L3を用いて計算した結果、
図3に示された手高さXはほぼ79.5cmとなった。この手高さX(78.5cm)から、
図5に示された楽に持ち上げ可能な沈み込み量Dの最小値D1(3.5cm)と、
図3に示されたマットレスの平均的な厚みT(6cm)を差し引くと、最高ボトム高さH2の好ましい最低値が求まり、その値はほぼ69cmであった。
【0044】
つまり、最高ボトム高さH2が69cm以上であれば、日本人の男性の介護者の最も多い年齢層(40~49歳)の内のほぼ95パーセントの人々が、楽に介護ができるベッド高さが実現できる。
【0045】
なお、日本の一般の住宅内では介護者は靴を履かないであろうが、介護施設や病院などでは介護者は靴を履く。しかし、上記の計算には靴の踵の高さが考慮されてない。そこで、靴の踵の高さ(踵と中底を合わせた厚さが一般に約3cm、場合によってはそれ以上)を考慮に入れると、好ましい最高ボトム高さH2は72cm以上となる。
【0046】
さらに、上記のデータブックに記載された日本人の成人男性(40~49歳)の99パーセントタイルの人の平均の肩峰高L1は150.2cm、握り軸高L2は83.8cm、そして、転子高L3は95.6cmである。これらを用いて計算した結果、上記の手高さXはほぼ80.5cmとなった。この手高さX(80.5)に基づいて、上記と同様に計算を行った。
【0047】
その結果、最高ボトム高さH2が71cm以上であれば、日本人の男性介護者の最も多い年齢層のほぼ99パーセントが、靴を履かずに楽に介護ができるベッド高さが実現できる。靴を履いた場合には、好ましい最高ボトム高さH2は74cm以上となる。
【0048】
さらに、上記のデータブックによれば、上記計算に使用した、介護者に最も多い年齢層40~49歳よりも身長が高いと考えられる年齢層は30~39歳のみであり、30~39歳が同データブックに記載された全年齢層(20~79歳)中、最も身長が高い層と考えられた。30~39歳の日本人の成人男性の99パーセントタイルの人の平均の肩峰高L1は153cm、握り軸高L2は85.5cm、そして、転子高L3は97.1cmである。これらを用いて同様に計算した結果、上記の手高さXはほぼ82.2cmとなった。この手高さX(82.2)に基づいて、上記と同様に計算を行った。
【0049】
その結果、最高ボトム高さH2がほぼ73cm以上であれば、日本人の男性介護者(全年齢層)のほぼ99パーセントが、靴を履かずに楽に介護ができるベッド高さが実現できる。靴を履いた場合には、好ましい最高ボトム高さH2は76cm以上となる。
【0050】
また、上記計算では、楽に持ち上げ可能な沈み込み量Dの最小値D1として、17kg~35kgの全重量範囲の平均値3.5cmを採用した。しかし、この重量範囲の中で介護者が実際に最も多く経験する重量は、比較的に軽い17kgに近い領域と考えられる。そこで、重量17kgを楽に持ち上げ可能な沈み込み量Dの平均値2.6cmを、その最小値D1として採用すると、上記の計算結果よりほぼ1cm高い値が、好ましい最高ボトム高さH2となる。
【0051】
すなわち、最高ボトム高さH2が77cm以上であれば、日本人の男性介護者の99パーセント(全年齢層)が、靴を履いて、楽に介護ができる。
【0052】
さらに、靴の踵の厚みが上記想定値より厚い場合や、介護者の身長が非常に高い場合や、介護者に疲労が蓄積している場合などを考慮すると、上記計算結果にさらに3cmほどを加えた高さまで、最高ボトム高さH2が実現できれば、一層好ましい。すなわち、最高ボトム高さH2が80cm以上ならば、なお一層好ましい。
【0053】
以上の検討を纏めれば、介護者にとり好ましい最高ボトム高さH1は、好ましさの程度の低いものから高いものへの順で、69cm以上、71cm以上、72cm以上、73cm以上、74cm以上、76cm以上、77cm以上、80cm以上である。
【0054】
なお、女性の介護者は、一般に、男性より身長が低い。そのため、上記の好ましい最高ボトム高さH2をもつベッドであれば、最高ボトム高さH2からボトムを若干量だけ下降させれば、女性介護者にとり適切なボトム高さを実現できる。上記の計算に用いなかった年齢層についても、同様である。
【0055】
上記の好ましい最高ボトム高さを実現するための好ましい昇降スパンH3(
図2参照)は、最低ボトム高さを25cmとした場合、好ましさの程度の低いものから高いものへの順で、44cm以上、46cm以上、47cm以上、48cm以上、49cm以上、51cm以上、52cm以上、55cm以上となる。最低ボトム高さを30cmとした場合には、好ましい昇降スパンH3は、39cm以上、41m以上、42cm以上、43cm以上、44cm以上、46cm以上、47cm以上、50cm以上となる。
【0056】
このような昇降スパンH3の好ましい範囲を、前述したような実用上の諸制約の下で可能な限り実現するために、本実施形態にかかるベッド1は、幾つかの構造上の改良を有する。以下、それらの改良を、
図7~
図11を参照して説明する。
【0057】
図7は、本実施形態に係るベッド1を縦断して昇降機構を見せた縦断側面図を示す。
図8は、ベッド1のXリンク15のフット側の上端部57をスライドさせるガイドレール59の配置が分かるように、センターフレーム9を下方から見上げた斜視図を示す。
【0058】
図1、
図7及び
図8に示すように、左右のXリンク15の各々は、第1リンク15Aと第2リンク15Bが、その長手方向の中点にて、回転軸43を介して、相互に回動可能に結合される。第1リンク15Aのヘッド側端部(下端部)が、回転軸45を介して、ベースフレーム17の一定個所に回動可能に結合される。第2リンク15Bのヘッド側端部(上端部)が、回転軸(図中、隠れて見えない)を介して、センターフレーム9の一定個所に回動可能に結合される。
【0059】
各Xリンク15の第1リンク15Aのフット側端部(上端部)はローラ機構57を有し、そのローラ機構57が、センターフレーム9に固定された水平に延びたガイドレール59に、長さ(水平)方向に移動可能に係合される。第2リンク15Bのフット側端部(下端部)もローラ機構61を有し、そのローラ機構61が、ベースフレーム17に固定された水平に延びたガイドレール63に、長さ(水平)方向に移動可能に係合される。
【0060】
昇降アクチュエータ16(電動モータ19)の下端部16Aが、ベースフレーム17の支持梁27の中央部27Aに回動可能に取り付けられる。昇降アクチュエータ16(シリンダ21)の上端部16Bが、左右一対のXリンク15に、それを駆動できるように接続される。すなわち、左右一対の第1リンク15Aを相互に繋いだ複数本の梁18の内の一本の梁18Aに、ブラケット65の一端部が固定され、そのブラケット65の他端部に、回転軸67を介して、昇降アクチュエータ16(シリンダ21)の上端16Bが回動可能に取り付けられる。第1リンク15Aの長手方向における梁18A(ブラケット65)の固定個所位置は、第1リンク15Aの中点より上端部のローラ機構57に近い位置である。このような構造により、昇降アクチュエータ16が伸長すると、左右一対のXリンク15が昇降フレーム9、11、13を上昇させる。
【0061】
ベースフレーム17の支持梁27の中央部27Aに取付けられた昇降アクチュエータ16(電動モータ19)の下端部16Aの高さは、
図7に示すように、ベースフレーム17の主桁23の下面の高さより低い。換言すれば、昇降アクチュエータ16(電動モータ19)の下端部16Aが、ベースフレーム17の主桁23と建物床との間の隙間の中に入り込む低い置に配置される。ただし、昇降アクチュエータ16(電動モータ19)の下端16Aの長さ方向の位置は、ベースフレーム17のフット側の端部の近傍なので、ベッド1の使用(例えば、前述した補助テーブルの使用など)の邪魔にはならない。このように、昇降アクチュエータ16(電動モータ19)の下端部16Aの位置を可能な限り低くすることにより、昇降アクチュエータ16(電動モータ19)がXリンク15の第1リンク15Aを押して昇降フレーム9、11、13を上昇させる時に、昇降アクチュエータ16の押圧方向を適切な角度範囲内に収めることが容易になる。これは、昇降アクチュエータ16にかかる力学的な負担をできるだけ小さくすることに貢献する。
【0062】
すわなち、最高ボトム高さH2をより高くするには、Xリンク15の昇降スパンH3を拡大することが求められる。昇降スパンを拡大すると、昇降アクチュエータ16の押圧方向の変化範囲が広がる。そのため、昇降アクチュエータ16にかかる負担が過大になるおそれが生じる。この問題を減らすために、上述の構成によって昇降アクチュエータ16の下端部16Aの位置を低くすることが役立つ。
【0063】
また、
図7と
図8に示すように、センターフレーム9は、長さ方向へ延びた左右一対の主桁69を有し、その一対の主桁69が、足ボトム2Dの下方に位置する個所にて、幅方向へ延びた梁71で相互に繋がれる。梁71の中間個所に、そこからほぼ下方へ延び出たブラケット73が固定される。ブラケット73には、膝ボトム2Cを起立させるための膝上げアクチュエータ75が取り付けられる。そして、センターフレーム9の主桁69の、梁71より低い個所に、前述した第1Xリンク15Aの上端部のロ―ラ機構57を移動させるガイドレール59が固定される。ガイドレール59は、梁71と立体交差するように伸びる。つまり、ガイドレール59は、梁71の長さ方向の位置よりヘッド方向にもフット方向にも伸びていて、それにより、十分に長い移動距離をロ―ラ機構57に提供する。
【0064】
このようなガイドレール59の十分に長い距離をロ―ラ機構57が移動できることで、Xリンク15による昇降スパンH3が拡大し、最高ボトム高さH2が従来ベッドより高くすることが容易になる。そして、ガイドレール59が、背上げ昇降アクチュエータ16を支持する梁71より低い位置に配置されているため、ガイドレール59が梁71に交差するように長くても、背上げ昇降アクチュエータ16の支持構造と干渉せずそれに支障を与えない。また、ガイドレール59が梁71より低い位置に配置されることも、最高ボトム高さH2を高くするのに役立つ。
【0065】
図9は、本実施形態にかかるベッド1において、昇降機構(Xリンク15)が最も低い位置に在る時の昇降機構の側面図を示す。
【0066】
図9において、参照番号81は、Xリンク15の第1リンク15Aの回動中心である下端部の支点を示す。参照番号83は、昇降フレームに押上力を加えるための、第1リンク15Aの上端部の力点を示す。参照番号85は、昇降アクチュエータ16の回動中心である下端部の支点を示す。参照番号87は、第1リンク15Aにトルクを加えるための、昇降アクチュエータ16の上端部の力点を示す。また、参照番号89は、第1リンク15Aの支点81から作用点83を結んだ直線(以下、第1リンク15Aの「主軸」という)91に対して、昇降アクチュエータ16の力点87から下ろした垂線の足を示す。参照番号93は、第1リンク15Aの支点81と昇降アクチュエータ16の力点87とを結んだ直線(以下、昇降アクチュエータ16が第1リンク15Aに作用する「作用腕」の「主軸」という)を示す。参照番号95は、昇降アクチュエータ16の支点85と作用点87とを結んだ直線(以下、昇降アクチュエータ16の「主軸」という)を示す。
【0067】
図9に示すように、昇降機構(Xリンク15)が最も低い位置にある時、昇降アクチュエータ16の支点85は、Xリンク15の下端部(例えば、第2リンク15Bの下端部のローラ機構61、又はそれをスライドさせるガイドレール63)の近傍かつ長さ方向外側(例えば、フット側)の位置に存在する。また、ベースフレーム17の全長P3が、好ましくは140~148cm、より好ましくは140~145cmの範囲内に設定される。また、第1リンク15Aの支点81から力点83までの距離(第1リンク15Aの全長)P1に対する、第1リンク15Aの支点81から前記垂線の足89までの距離P2の比率P2/P1は、好ましくは、65~75%の範囲内に設定される。また、駆動アームの主軸93と昇降アクチュエータ16の主軸95とがなす角度(以下、「作用角」という)Q1は、好ましくは140~150度の範囲内に設定される。
【0068】
このような配置、寸法及び角度の設定が好ましい理由は、以下のとおりである。
【0069】
まず、ベースフレーム17の全長P3が長いほど、昇降スパンH3を増やし、最高ボトム高さH2を高めることが容易である。しかし、ベッド1を分解して自動車に載せて搬送するためには(通常、分解された複数部品中、ベースフレーム17は最も全長の長い部品である)、ベースフレーム17の全長は自動車の荷室又は荷台の長さより短くなければならない。ベッド搬送に広く使用されている車両には、いわゆるミニバン又は軽ワゴンと呼ばれる車種があり、このような車種の中には、荷室又は荷台の長さが約150cm程度しかないものがある。このような短い荷室をもつ車両に積載できるようにするために、ベースフレーム17の全長P3は140~149cmの範囲内が好ましく、梱包材の厚みを十分に取る場合を考慮すると、より好ましくは140~145cmの範囲内である。
【0070】
次に、上記寸法比率P2/P1が小さいほど、最高ボトム高さH2を高めることができるが、昇降フレームを押し上げる時の昇降アクチュエータ16への負荷が大きくなり、ベッド1の使用時のベッド1の撓み又はバウンドが大きくなる。逆に、比率P2/P1が大きいほど、同じ全長の昇降アクチュエータ16による昇降スパンH3が減り、最高ボトム高さH2が低くなり、先に述べた好ましい最高ボトム高さH2を実現することが難しくなる。
【0071】
この矛盾を解消するために、寸法比率P2/P1は65~75%の範囲内に設定されることが好ましい。すなわち、この寸法設定を採用すれば、ベッド使用時のベッド1の撓み又はバウンドを実用上問題にならない程度に小さく抑制しつつ、同時に、上述したベースフレーム17の好ましい範囲140~149cmの制約下で、すでに説明した好ましい昇降スパンH3(例えば、約47~52cm)と、好ましい最高ボトム高さH2(例えば、最低ボトム高さH1が約25cmの場合の最高ボトム高さが約72~77cm、最低ボトム高さH1が約30cmの場合の最高ボトム高さ約77~82cmなど)を実現することが可能になる。
【0072】
次に、作用角Q1を小さくして90度に近づけるほど、昇降アクチュエータ16への負荷が減り、ベッド使用時のベッド1の撓み又はバウンドが減るが、昇降アクチュエータ16の向きが鉛直に近づくため、昇降アクチュエータ16の全長を短かくしない限り、先に述べた好ましい最低ボトム高さH1を実現することが難しくなる。逆に、作用角Q1を90度より大きくするほど、昇降アクチュエータ16への負荷が増えて、ベッド使用時のベッド1の撓み又はバウンドが増えるとともに、昇降アクチュエータ16の全長を短かくしない限り、ベースフレーム17の全長が拡大し、これを上述した好ましい範囲140~149cm(又は140~145cm)内に設定することが難しくなる。他方、昇降アクチュエータ16の全長を短かくすると、先に述べた好ましい最高ボトム高さH2の実現が難しくなる。
【0073】
このように絡み合った複数の矛盾を解決するために、作用角Q1は140~150度の範囲内に設定されることが好ましい。この設定を採用すれば、上述した寸法設定と相まって、ベッド使用時のベッド1の撓み又はバウンドを実用上問題にならない程度に小さく抑制しつつ、同時に、すでに説明した好ましい最低ボトム高さH1(例えば、約25cm又は30cm)と、好ましい昇降スパンH3(例えば、約48cm)と、好ましい最高ボトム高さH2(例えば、最低ボトム高さH1が約25cmの場合の最高ボトム高さ約73cm、最低ボトム高さH1が約30cmの場合の最高ボトム高さ約78cmなど)を実現することが可能になる。
【0074】
図10は、本実施形態にかかるベッド1のXリンク15のヘッド側の上端部を固定する機構の斜視図を示す。
図11は、同ベッド1のXリンク15のフット側の上端部をスライドさせるガイドレールの斜視図を示す。
【0075】
図10に示すように、Xリンク15の第2リンク15Bは、その上端部にローラ機構101を有する。センターフレーム9は、その主桁69のヘッド側端部の近傍に、ガイドレール59より短く水平に延びたホルダ103を有する。このホルダ103内に、第2リンク15Bのローラ機構101が収容される。ホルダ103は、そのフット側端部に開口105を有する。ローラ機構101は、ベッド1の組立時には、開口105を通じて、ホルダ103内に挿入され、また、ベッド1の分解時には、開口105を通じて、ホルダ103外へ取り出される。
【0076】
ベッド1の組立時には、ローラ機構101がホルダ103の開口に位置合わせされた後、センターフレーム9がフット方向へ移動させられることで、ローラ機構101がホルダ103内の閉じたヘッド側端部まで押し込まれ、そして、フック107が下降して、ローラ機構101がヘッド側端部の位置にロックされる。ベッド1の分解時には、フック107が持ち上げられてロックが解除され、そして、センターフレーム9がヘッド方向へ移動させられることで、ローラ機構101がホルダ103の開口105から出た位置まで移動し、そして、センターフレーム9が持ち上げられることで、ローラ機構101がホルダ103(センターフレーム9)から分離される。
【0077】
図11に示すように、第1リンク15Aの上端部のローラ機構57が、センターフレーム9の主桁69のフット側端部の近傍に設けられた、十分に長いガイドレール59内に収容される。ガイドレール59は、そのフット側端部に開口109を有し、その開口109のフット側端部に、開口109を終端するストッパ111を有する。ローラ機構57は、ベッド1の組立時には、開口109を通じて、ガイドレール59内に挿入され、また、ベッド1の分解時には、開口109を通じて、ガイドレール59外へ取り出される。
【0078】
ベッド1の組立時には、ローラ機構57がガイドレール59の開口109に入れられた後、センターフレーム9がフット方向へ移動させられることで、ローラ機構57がガイドレール59の開口109よりヘッド側の領域に入る。ベッド1の昇降時には、ローラ機構57が、ガイドレール59の開口109よりヘッド側の領域内で水平に往復移動する。ベッド1の分解時には、センターフレーム9がヘッド方向へ移動させられることで、ローラ機構57がガイドレール59の開口109の位置まで移動する。その際、作業員がうっかりセンターフレーム9を過大にヘッド方向へ移動させようとしても、ローラ機構57がストッパ111に当たって止まり、過大な移動が防止される。これにより、過大な移動でローラ機構57がガイドレール59から脱離して、センターフレーム9がXリンク15上から落下してしまう失敗が防止される。こうして、ローラ機構57がガイドレール59の開口109の位置に来た後、センターフレーム9が持ち上げられることで、ローラ機構57がガイドレール59(センターフレーム9)から分離される。
【0079】
以上説明した実施形態は、説明のための単なる例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態のみに限定する趣旨ではない。本発明は、上記の実施形態とは違うさまざまな形態で、実施することができる。
【符号の説明】
【0080】
1:ベッド、2;ボトム、9:センターフレーム、11:ヘッドフレーム、13:フットフレーム、15:Xリンク、15A:第1リンク、15B:第2リンク、16:昇降アクチュエータ、16A: 昇降アクチュエータの下端部、16B: 昇降アクチュエータの上端部17:ベースフレーム、23:ベースフレームの主桁、27:支持梁、18A:梁、27A:支持梁の中央部、27B:支持梁の腕部、19:昇降アクチュエータの電動モータ、21:昇降アクチュエータのシリンダ、29:補強梁、57:第1リンクの上端部(ローラ機構)、59:ガイドレール、61:第2リンクの下端部(ローラ機構)、63:ガイドレール、65:ブラケット、69:センターフレームの主桁、81:第1リンクの支点、83:第1リンクの力点、85:昇降アクチュエータの支点、87:昇降アクチュエータの力点、89:垂線の足、91:第1リンクの主軸、93:作用腕の主軸、95:昇降アクチュエータの主軸、103:ホルダ、105:ホルダの開口、107:フック、109:ガイドレールの開口、111:ストッパ、H1:最低ボトム高さ、H2:最高ボトム高さ、P1:第1リンクの支点から力点までの距離(第1リンクの全長)、P2:第1リンクの支点から垂線の足までの距離、P3:ベースフレームの全長、Q1:作用角