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【発明の名称】 ギャッヂベッドの電動装置及び電動ベッド
【発明者】 【氏名】長浜 恒男

【要約】 【課題】上昇時と下降時とで速度の差が小さく、小型化及び軽量化を図ることが出来るギャッヂベッドの電動装置の提供。

【解決手段】ベッド床の一又は複数の部分(図示せず)が昇降可能なギャッヂベッドの前記部分を、直流電圧によるモータM1の駆動力により昇降させるギャッヂベッドの電動装置。前記部分を下降させるときは、前記直流電圧を第1電圧に、前記部分を上昇させるときは、前記直流電圧を前記第1電圧より高い第2電圧に、それぞれ切換える切換回路6,200a,220を備え、前記部分の下降速度及び上昇速度の差を小さくすべくなしてあることを特徴とする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 ベッド床の一又は複数の部分が昇降可能なギャッヂベッドの前記部分を、直流電圧によるモータの駆動力により昇降させるギャッヂベッドの電動装置において、前記部分を下降させるときは、前記直流電圧を第1電圧に、前記部分を上昇させるときは、前記直流電圧を前記第1電圧より高い第2電圧に、それぞれ切換える切換回路を備え、前記部分の下降速度及び上昇速度の差を小さくすべくなしてあることを特徴とするギャッヂベッドの電動装置。
【請求項2】 前記モータの負荷を検出する負荷検出回路を更に備え、前記部分を上昇させるときは、前記切換回路は、前記負荷検出回路が検出した負荷の大小に応じて、前記直流電圧を複数種類の前記第2電圧にそれぞれ切換え、前記負荷の大小による前記上昇速度の差を小さくすべくなしてある請求項1記載のギャッヂベッドの電動装置。
【請求項3】 ベッド床の一又は複数の部分が昇降可能なギャッヂベッドの前記部分を、直流電圧によるモータの駆動力により昇降させるギャッヂベッドの電動装置において、前記モータの負荷を検出する負荷検出回路と、該負荷検出回路が検出した負荷の大小に応じて、前記直流電圧を切換える切換回路とを備え、前記負荷の大小による前記部分の動作速度の差を小さくすべくなしてあることを特徴とするギャッヂベッドの電動装置。
【請求項4】 前記負荷検出回路は、前記モータに流れる電流を検出する電流検出回路であり、該電流検出回路が検出した電流値が所定値を超えたときに、前記モータを停止させる停止回路と、前記切換回路が前記直流電圧を切換えたときは、前記停止回路の動作を禁止する禁止回路とを更に備える請求項2又は3記載のギャッヂベッドの電動装置。
【請求項5】 前記電流検出回路は、前記モータが始動するときは、その動作を禁止され、前記切換回路を作動させず、前記モータの始動時の衝撃を小さくすべくなしてある請求項4記載のギャッヂベッドの電動装置。
【請求項6】 前記切換回路は、1又は複数のダイオードを備え、該ダイオードが有する順方向の電圧降下により、前記直流電圧を切換えるべくなしてある請求項1〜5の何れかに記載のギャッヂベッドの電動装置。
【請求項7】 前記部分の下降動作又は上昇動作を判定する判定回路を更に備え、前記停止回路は、該判定回路が下降動作を判定したときは、前記所定値を第1電流値に設定し、前記判定回路が上昇動作を判定したときは、前記所定値を第1電流値より大きい第2電流値に設定すべくなしてある請求項4〜6の何れかに記載のギャッヂベッドの電動装置。
【請求項8】 前記部分の上限上昇位置を検出したときに、前記モータに流れる電流を直接的に遮断する第1のリミットスイッチと、前記部分の下限下降位置を検出したときに、前記モータに流れる電流を直接的に遮断する第2のリミットスイッチとを更に備える請求項1〜7の何れかに記載のギャッヂベッドの電動装置。
【請求項9】 請求項1〜8の何れかに記載された2つのギャッヂベッドの電動装置を備え、該2つのギャッヂベッドの電動装置は、それぞれに直流電圧を供給する共通の直流電源を有することを特徴とするギャッヂベッドの電動装置。
【請求項10】 請求項1〜9の何れかに記載されたギャッヂベッドの電動装置を備え、該ギャッヂベッドの電動装置により電動化されたことを特徴とする電動ベッド。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベッド床の背中部分、膝部分等が昇降可能なギャッヂベッドの背中部分、膝部分等を、直流電圧によるモータの駆動力により昇降させるギャッヂベッドの電動装置、及びこのギャッヂベッドの電動装置により電動化された電動ベッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ギャッヂベッドの電動装置は、図2に示すように、ベッド床の背中部分である背ボトム407を昇降させる電動装置である背上げ駆動ユニット400、及びベッド床の膝部分である膝ボトム408を昇降させる電動装置である膝上げ駆動ユニット401(又はベッド床全体を昇降させるハイ・ロー駆動ユニット)の何れか又は両方を備えており、ギャッヂベッド402のギャッヂアップ/ギャッヂダウン用の手動ハンドルの軸に取付けられ、ACコード405によりAC100Vの電源が与えられ、手元スイッチ404により操作される。
【0003】図14は、従来のギャッヂベッドの電動装置の構成例を示す回路図である。このギャッヂベッドの電動装置は、例えば、背上げ用であり、AC100Vの電源Vacがトランス7に与えられ、トランス7で降圧された交流電圧は、ダイオードブリッジで構成された整流回路8により整流されて直流電圧に変換され、平滑コンデンサ41により平滑される。トランス7、整流回路8及び平滑コンデンサ41は、直流電源回路200を構成している。
【0004】平滑コンデンサ41の正極は、定電圧レギュレータ21の入力端子に、負極は、定電圧レギュレータ21の制御端子にそれぞれ接続され、定電圧レギュレータ21の出力端子は、定電圧レギュレータ22の入力端子に、定電圧レギュレータ21の制御端子は、定電圧レギュレータ22の制御端子にそれぞれ接続されている。定電圧レギュレータ22の出力端子は、直流電源電圧Vccを出力し、定電圧レギュレータ22の制御端子は接地されている。
【0005】平滑コンデンサ41の正極は、リレー接点2a,1a及びダイオード63のカソードに接続され、平滑コンデンサ41の負極は、抵抗101の一方の端子に接続されている。抵抗101の他方の端子は、FET10を通じて、リレー接点2b,1b及びダイオード63のアノードにそれぞれ接続されている。リレー接点1a,1bに対応するリレー接点1c及びリレー接点2a,2bに対応するリレー接点2cは、それぞれモータMの端子に接続されている。
【0006】定電圧レギュレータ21の出力端子は、手元スイッチである操作スイッチ回路220の下降用操作スイッチ12及び上昇用操作スイッチ11の各一方の端子に接続され、操作スイッチ12及び操作スイッチ11の各他方の端子は、マイクロスイッチからなる下限用のリミットスイッチ15及び上限用のリミットスイッチ16の各一方の端子に接続されている。リミットスイッチ15,16の各他方の端子は、リレーの励磁回路2,1の各一方の端子にそれぞれ接続され、リレーの励磁回路2,1の各他方の端子は接地されている。
【0007】抵抗101の他方の端子は、また、演算増幅器25の非反転入力端子に接続され、演算増幅器25の反転入力端子は、抵抗104を介して接地され、演算増幅器25は、抵抗103により負帰還が掛けられている。演算増幅器25の出力端子は、抵抗105及びコンデンサ44からなる積分回路に接続され、積分回路の出力は、演算増幅器24の非反転入力端子に与えられる。抵抗101,105、コンデンサ44及び演算増幅器25とその付属回路は、電流検出回路260を構成している。演算増幅器24の反転入力端子は、直流電源電圧Vccの抵抗111及び抵抗112による分圧が与えられ、直流電源電圧Vcc、抵抗111及び抵抗112は、モータMのトリップレベルを設定するトリップレベル設定回路240を構成している。
【0008】演算増幅器24の出力端子は、抵抗125及びコンデンサ47からなる積分回路に接続され、積分回路の出力は、演算増幅器23の反転入力端子に与えられる。演算増幅器23の非反転入力端子は、直流電源電圧Vccの抵抗123及び抵抗124による分圧が与えられている。演算増幅器23の非反転入力端子は、ダイオード62のアノードに、演算増幅器23の出力端子は、ダイオード62のカソードにそれぞれ接続されている。演算増幅器23の出力端子は、また、抵抗120を通じてFET10のゲートに接続されている。
【0009】演算増幅器23の反転入力端子は、また、ダイオード61のカソードに接続され、ダイオード61のアノードは、抵抗122,121の各一方の端子に接続されている。抵抗122の他方の端子は接地され、抵抗121の他方の端子は、ダイオード63のアノードに接続されている。リミットスイッチ15,16、リレーの励磁回路2,1とそのリレー接点2a〜2c,1a〜1c、FET10、ダイオード61,63、抵抗121,122及び演算増幅器23,24とその付属回路は、モータ駆動回路270を構成している。
【0010】以下に、このような構成のギャッヂベッドの電動装置の動作を説明する。モータMに電流が流れていないとき、演算増幅器25の非反転入力端子の電圧E26bはLレベル(Low レベル)であるので、演算増幅器25の出力電圧E26cもLレベルであり、抵抗105及びコンデンサ44からなる積分回路の出力電圧E26もLレベルである。従って、演算増幅器24の非反転入力端子の電圧E26はLレベルであり、演算増幅器24の出力電圧E27aもLレベルであり、抵抗125及びコンデンサ47からなる積分回路の出力電圧E27bもLレベルである。
【0011】このとき、演算増幅器23の出力電圧E27dはHレベル(Highレベル)となり、抵抗120を通じてFET10のゲートに与えられる電圧E27eもHレベルとなって、FET10は導通している。リレーの励磁回路1,2が励磁していないとき、モータM両端のリレー接点1c,2cは、駆動電圧の負極電圧Eg側のリレー接点1b,2bに接続されている。
【0012】この状態で、背上げの上昇用操作スイッチ11が操作されると、リレーの励磁回路1が励磁し、リレー接点1cが駆動電圧の正極電圧E20側のリレー接点1aに接続され、モータMが回転始動し、ベッド床の背上げ部分が上昇し始める。モータMの回転始動時には、トリップレベル設定回路240の設定レベルE24を短時間に超える始動電流が流れ、電流検出回路260がこれを検出するが、抵抗105とコンデンサ44とからなる積分回路及び抵抗125とコンデンサ47とからなる積分回路の時定数を大きくしてあるので、演算増幅器23の出力端子の電圧E27dはLレベルにならず、モータMは過負荷トリップしない。
【0013】モータMが回転し、ベッド床の背上げ部分が上昇しているときに、背上げの上昇用操作スイッチ11の操作が停止されると、リレーの励磁回路1が無励磁となり、リレー接点1cが駆動電圧の負極電圧Eg側のリレー接点1bに接続され、モータMが停止し、ベッド床の背上げ部分の上昇が止まり、その位置で保持される。モータMが回転し、背上げの上昇用操作スイッチ11の操作が続行され、ベッド床の背上げ部分が上昇限度迄上昇すると、上限用のリミットスイッチ16がオフとなり、リレーの励磁回路1が無励磁となり、リレー接点1cが駆動電圧の負極電圧Eg側のリレー接点1bに接続され、モータMが停止し、ベッド床の背上げ部分の上昇が止まり、その位置で保持される。
【0014】この状態で、背上げの下降用操作スイッチ12が操作されると、リレーの励磁回路2が励磁し、リレー接点2cが駆動電圧の正極電圧E20側のリレー接点2aに接続され、モータMが上昇時とは逆方向に回転始動し、ベッド床の背上げ部分が下降し始める。このモータMの回転始動時にも、トリップレベル設定回路240の設定レベルE24を短時間に超える始動電流が流れるが、上昇時と同様にして、モータMは過負荷トリップしない。
【0015】モータMが回転し、ベッド床の背上げ部分が下降しているときに、背上げの下降用操作スイッチ12の操作が停止されると、リレーの励磁回路2が無励磁となり、リレー接点2cが駆動電圧の負極電圧Eg側のリレー接点2bに接続され、モータMが停止し、ベッド床の背上げ部分の下降が止まり、その位置で保持される。モータMが回転し、背上げの下降用操作スイッチ12の操作が続行され、ベッド床の背上げ部分が下降限度迄下降すると、下限用のリミットスイッチ15がオフとなり、リレーの励磁回路2が無励磁となり、リレー接点2cが駆動電圧の負極電圧Eg側のリレー接点2bに接続され、モータMが停止し、ベッド床の背上げ部分の下降が止まり、その位置で保持される。
【0016】モータMが回転し、ベッド床の背上げ部分が上昇又は下降しているときに、過負荷となり、モータMに大電流が流れると、演算増幅器25の非反転入力端子の電圧E26bはHレベルとなり、演算増幅器25の出力電圧E26cもHレベルとなり、抵抗105及びコンデンサ44からなる積分回路の出力電圧E26はHレベルである。このとき、演算増幅器24の非反転入力端子の電圧E26が、トリップレベル設定回路240の設定レベルE24を超えると、演算増幅器24の出力電圧E27aはHレベルとなり、抵抗125及びコンデンサ47からなる積分回路の出力電圧E27bもHレベルである。
【0017】この出力電圧E27bが、演算増幅器23の非反転入力端子の電圧E27cを超えると、演算増幅器23の出力電圧E27dはLレベルとなり、抵抗120を通じてFET10のゲートに与えられる電圧E27eもLレベルとなって、FET10は非導通となる。FET10が非導通となると、モータMに流れる電流が遮断され、モータMは回転を停止する。
【0018】この状態のときに、上昇用操作スイッチ11又は下降用操作スイッチ12が操作され続けている間は、駆動電圧の正極電圧E20側から、リレー接点1c又は2c、リレー接点2c又は1c、駆動電圧の負極電圧Eg側、抵抗121、抵抗122の経路で電流が流れる。この電流により抵抗122に生じた電圧Efが、ダイオード61を通じて、演算増幅器23の反転入力端子の加えられる。その為、演算増幅器23の出力電圧E27dはLレベルであり、FET10のゲートに与えられる電圧E27eもLレベルであり、FET10の非導通状態は保持される。従って、一旦、モータMがトリップすると、上昇用操作スイッチ11又は下降用操作スイッチ12が操作され続けても、モータMは回転しない。
【0019】図15は、上述したようなギャッヂベッドの電動装置を2台、背上げ駆動ユニット及び膝上げ駆動ユニットとして、組合わせて使用するギャッヂベッドの電動装置の概略構成を示す回路図である。このギャッヂベッドの電動装置では、背上げ駆動ユニット400は、100Vの交流電源Vacが与えられる上述した直流電源回路200の正極電圧E20が、リレー接点1a,2aに与えられ、直流電源回路200の負極電圧は、リレー接点1b,2bに与えられている。リレー接点1a,1bに対応するリレー接点1c及びリレー接点2a,2bに対応するリレー接点2cは、それぞれモータM1の端子に接続されている。
【0020】手元スイッチである背上げの下降用操作スイッチ12及び上昇用操作スイッチ11の各一方の端子は、上述したように、直流電源回路200の出力電圧を降圧した定電圧E21が与えられ、操作スイッチ12及び操作スイッチ11の各他方の端子は、下限用のリミットスイッチ15及び上限用のリミットスイッチ16の各一方の端子に接続されている。リミットスイッチ15,16の各他方の端子は、リレーの励磁回路2,1の各一方の端子にそれぞれ接続され、リレーの励磁回路2,1の各他方の端子は接地されている。
【0021】膝上げ駆動ユニット401も、背上げ駆動ユニット400と同様であり、100Vの交流電源Vacが与えられる上述した直流電源回路201の正極電圧E320が、リレー接点3a,4aに与えられ、直流電源回路201の負極電圧は、リレー接点3b,4bに与えられている。リレー接点3a,3bに対応するリレー接点3c及びリレー接点4a,4bに対応するリレー接点4cは、それぞれモータM2の端子に接続されている。
【0022】膝上げの下降用操作スイッチ14及び上昇用操作スイッチ13の各一方の端子は、上述したように、背上げ駆動ユニット400の直流電源回路200の出力電圧を降圧した定電圧が与えられ、操作スイッチ14及び操作スイッチ13の各他方の端子は、下限用のリミットスイッチ315及び上限用のリミットスイッチ316の各一方の端子に接続されている。リミットスイッチ315,316の各他方の端子は、リレーの励磁回路4,3の各一方の端子にそれぞれ接続され、リレーの励磁回路4,3の各他方の端子は接地されている。
【0023】背上げ駆動ユニット400及び膝上げ駆動ユニット401の、背上げの下降用操作スイッチ12、背上げの上昇用操作スイッチ11、膝上げの下降用操作スイッチ14及び膝上げの上昇用操作スイッチ13は、手元スイッチとして、1つのケースに収納されているが、背上げ駆動ユニット400及び膝上げ駆動ユニット401は、それぞれ別個の直流電源回路200,201を備えている。このような構成の背上げ駆動ユニット400及び膝上げ駆動ユニット401の各動作は、上述した図14のギャッヂベッドの電動装置の動作と同様であるので、説明を省略する。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】従来のギャッヂベッドの電動装置では、図16の負荷トルク及びモータの回転速度の関係に示すように、負荷(トルク)が大きい背上げの上昇時の速度と負荷が小さい背上げの下降時の速度との差が大きく、その為、モータの容量に余裕を持たせて、上昇時と下降時とで速度の差が大きくならないようにしていた。しかし、モータの容量を大きくすると、モータ電流を供給する直流電源回路の容量も大きくする必要があり、直流電源回路に内蔵するトランスの容量も大きくなっていた。従って、モータ及びトランスのサイズが大きくなり、重量も重くなり、ギャッヂベッドの電動装置全体として大型で重いものになっており、小型化及び軽量化が求められていた。
【0025】また、従来のギャッヂベッドの電動装置では、背ボトムを水平から起こし始めの、背ボトムと水平方向との角度が小さいときに、負荷が大きく、背ボトムと水平方向との角度が大きくなるに連れて、徐々に負荷が小さくなり、モータの回転速度が速くなる。また、図17の、背上げ時の寝ている人の体重差によるモータの回転速度の変動範囲に示すように、寝ている人の体重によっても、モータの回転速度は大きく変動する。その為、背ボトムが停止するときの衝撃、特に、体重が軽い人が寝ている場合の衝撃が大きくなり、その衝撃を軽減することが求められていた。また、モータの回転始動時の大きい負荷に合わせて、モータの駆動電圧を上げると、始動時の衝撃が大きくなるという問題がある。
【0026】また、従来のギャッヂベッドの電動装置では、背ボトムの重量の違い及び機構の違いにより、負荷の大きさが異なるので、モータの駆動電圧を変更する必要がある。ところが、直流電源回路の出力電圧のみで、モータの駆動電圧を調整しようとすると、その都度、二次電圧が異なるトランスを製作する必要があるという問題がある。また、直流電源回路の出力電圧を下げると、定電圧回路の出力電圧が不安定になるので、直流電源回路の出力電圧を必要電圧迄下げることができないことがあるという問題がある。
【0027】また、従来のギャッヂベッドの電動装置では、モータの始動電流による不要な過負荷トリップを防止する為に、過負荷状態が所定時間連続したときに、過負荷トリップするように、モータ電流の検出値を、モータの始動時間に比較して少し長い時定数の積分回路により積分していた。その為、過負荷が発生しても、モータの始動時間に比較して短い時間で過負荷トリップさせることができないという問題があった。
【0028】また、従来のギャッヂベッドの電動装置では、モータ電流の検出値により過負荷状態を検出しているが、負荷が大きい背上げの上昇時と負荷が小さい背上げの下降時とで過負荷の検出レベルを同じレベルに設定しているので、負荷が小さい背上げの下降時には、過負荷状態を検出することが難しくなっており、背ボトムの挟み込み時に、確実にまた敏速に過負荷を検出して過負荷トリップさせることが求められていた。
【0029】また、従来のギャッヂベッドの電動装置では、2台を背上げ駆動ユニット及び膝上げ駆動ユニットとして組合わせて使用する場合、それぞれ別個に直流電源回路を備えている為、ACコンセントが2つ必要であり、また、部品コストの上昇を招くという問題があった。本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、第1,2発明では、上昇時と下降時とで速度の差が小さく、小型化及び軽量化を図ることが出来るギャッヂベッドの電動装置を提供することを目的とする。
【0030】第3発明では、負荷の大小による速度差が小さく、背ボトムが停止するときの衝撃を軽減することが出来るギャッヂベッドの電動装置を提供することを目的とする。第4発明では、過負荷が発生したときに、敏速に過負荷トリップさせることが出来るギャッヂベッドの電動装置を提供することを目的とする。第5発明では、モータの始動時の衝撃を和らげることが出来るギャッヂベッドの電動装置を提供することを目的とする。
【0031】第6発明では、直流電源回路の出力電圧を変えることなく、モータの駆動電圧を切換えることが出来るギャッヂベッドの電動装置を提供することを目的とする。第7発明では、負荷が小さい背上げの下降時でも、確実にまた敏速に過負荷を検出して過負荷トリップさせることが出来るギャッヂベッドの電動装置を提供することを目的とする。第8発明では、2台を背上げ駆動ユニット及び膝上げ駆動ユニット等として組合わせて使用する場合に、1つの直流電源回路を共用することが出来るギャッヂベッドの電動装置を提供することを目的とする。
【0032】第9発明では、2台を背上げ駆動ユニット及び膝上げ駆動ユニット等として組合わせ、1つの直流電源回路を共用するギャッヂベッドの電動装置を提供することを目的とする。第10発明では、第1〜9発明に係るギャッヂベッドの電動装置により電動化された電動ベッドを提供することを目的とする。
【0033】
【課題を解決するための手段】第1発明に係るギャッヂベッドの電動装置は、ベッド床の一又は複数の部分が昇降可能なギャッヂベッドの前記部分を、直流電圧によるモータの駆動力により昇降させるギャッヂベッドの電動装置において、前記部分を下降させるときは、前記直流電圧を第1電圧に、前記部分を上昇させるときは、前記直流電圧を前記第1電圧より高い第2電圧に、それぞれ切換える切換回路を備え、前記部分の下降速度及び上昇速度の差を小さくすべくなしてあることを特徴とする。
【0034】このギャッヂベッドの電動装置では、ベッド床の一又は複数の部分が昇降可能なギャッヂベッドの前記部分を、直流電圧によるモータの駆動力により昇降させる。切換回路が、前記部分を下降させるときは、直流電圧を第1電圧に、前記部分を上昇させるときは、直流電圧を第1電圧より高い第2電圧に、それぞれ切換え、前記部分の下降速度及び上昇速度の差を小さくする。これにより、上昇時と下降時とで速度の差が小さく、小型化及び軽量化を図ることが出来るギャッヂベッドの電動装置を実現することが出来る。
【0035】第2発明に係るギャッヂベッドの電動装置は、前記モータの負荷を検出する負荷検出回路を更に備え、前記部分を上昇させるときは、前記切換回路は、前記負荷検出回路が検出した負荷の大小に応じて、前記直流電圧を複数種類の前記第2電圧にそれぞれ切換え、前記負荷の大小による前記上昇速度の差を小さくすべくなしてあることを特徴とする。
【0036】このギャッヂベッドの電動装置では、負荷検出回路がモータの負荷を検出し、前記部分を上昇させるときは、切換回路は、負荷検出回路が検出した負荷の大小に応じて、直流電圧を複数種類の第2電圧にそれぞれ切換え、負荷の大小による上昇速度の差を小さくする。これにより、上昇時と下降時とで速度の差が小さく、小型化及び軽量化を図ることが出来るギャッヂベッドの電動装置を実現することが出来る。
【0037】第3発明に係るギャッヂベッドの電動装置は、ベッド床の一又は複数の部分が昇降可能なギャッヂベッドの前記部分を、直流電圧によるモータの駆動力により昇降させるギャッヂベッドの電動装置において、前記モータの負荷を検出する負荷検出回路と、該負荷検出回路が検出した負荷の大小に応じて、前記直流電圧を切換える切換回路とを備え、前記負荷の大小による前記部分の動作速度の差を小さくすべくなしてあることを特徴とする。
【0038】このギャッヂベッドの電動装置では、ベッド床の一又は複数の部分が昇降可能なギャッヂベッドの前記部分を、直流電圧によるモータの駆動力により昇降させる。負荷検出回路がモータの負荷を検出し、切換回路は、負荷検出回路が検出した負荷の大小に応じて、直流電圧を切換え、負荷の大小による前記部分の動作速度の差を小さくする。これにより、負荷の大小による速度差が小さく、背ボトムが停止するときの衝撃を軽減することが出来るギャッヂベッドの電動装置を実現することが出来る。
【0039】第4発明に係るギャッヂベッドの電動装置は、前記負荷検出回路は、前記モータに流れる電流を検出する電流検出回路であり、該電流検出回路が検出した電流値が所定値を超えたときに、前記モータを停止させる停止回路と、前記切換回路が前記直流電圧を切換えたときは、前記停止回路の動作を禁止する禁止回路とを更に備えることを特徴とする。
【0040】このギャッヂベッドの電動装置では、負荷検出回路は、モータに流れる電流を検出する電流検出回路であり、停止回路は、電流検出回路が検出した電流値が所定値を超えたときに、モータを停止させ、禁止回路は、切換回路が直流電圧を切換えたときは、停止回路の動作を禁止する。これにより、過負荷が発生したときに、敏速に過負荷トリップさせることが出来るギャッヂベッドの電動装置を実現することが出来る。
【0041】第5発明に係るギャッヂベッドの電動装置は、前記電流検出回路は、前記モータが始動するときは、その動作を禁止され、前記切換回路を作動させず、前記モータの始動時の衝撃を小さくすべくなしてあることを特徴とする。
【0042】このギャッヂベッドの電動装置では、電流検出回路は、モータが始動するときは、その動作を禁止され、切換回路を作動させず、モータの始動時の衝撃を小さくするので、モータの始動時の衝撃を和らげることが出来るギャッヂベッドの電動装置を実現することが出来る。
【0043】第6発明に係るギャッヂベッドの電動装置は、前記切換回路は、1又は複数のダイオードを備え、該ダイオードが有する順方向の電圧降下により、前記直流電圧を切換えるべくなしてあることを特徴とする。
【0044】このギャッヂベッドの電動装置では、切換回路は、1又は複数のダイオードを備え、このダイオードが有する順方向の電圧降下により、直流電圧を切換えるので、直流電源回路の出力電圧を変えることなく、モータの駆動電圧を切換えることが出来るギャッヂベッドの電動装置を実現することが出来る。
【0045】第7発明に係るギャッヂベッドの電動装置は、前記部分の下降動作又は上昇動作を判定する判定回路を更に備え、前記停止回路は、該判定回路が下降動作を判定したときは、前記所定値を第1電流値に設定し、前記判定回路が上昇動作を判定したときは、前記所定値を第1電流値より大きい第2電流値に設定すべくなしてあることを特徴とする。
【0046】このギャッヂベッドの電動装置では、判定回路が前記部分の下降動作又は上昇動作を判定し、停止回路は、この判定回路が下降動作を判定したときは、所定値を第1電流値に設定し、判定回路が上昇動作を判定したときは、所定値を第1電流値より大きい第2電流値に設定する。これにより、負荷が小さい背上げの下降時でも、確実にまた敏速に過負荷を検出して過負荷トリップさせることが出来るギャッヂベッドの電動装置を実現することが出来る。
【0047】第8発明に係るギャッヂベッドの電動装置は、前記部分の上限上昇位置を検出したときに、前記モータに流れる電流を直接的に遮断する第1のリミットスイッチと、前記部分の下限下降位置を検出したときに、前記モータに流れる電流を直接的に遮断する第2のリミットスイッチとを更に備えることを特徴とする。
【0048】このギャッヂベッドの電動装置では、第1のリミットスイッチが、前記部分の上限上昇位置を検出したときに、モータに流れる電流を直接的に遮断し、第2のリミットスイッチが、前記部分の下限下降位置を検出したときに、モータに流れる電流を直接的に遮断する。これにより、2台を背上げ駆動ユニット及び膝上げ駆動ユニット等として組合わせて使用する場合に、1つの直流電源回路を共用することが出来るギャッヂベッドの電動装置を実現することが出来る。
【0049】第9発明に係るギャッヂベッドの電動装置は、請求項1〜8の何れかに記載された2つのギャッヂベッドの電動装置を備え、該2つのギャッヂベッドの電動装置は、それぞれに直流電圧を供給する共通の直流電源を有することを特徴とする。
【0050】このギャッヂベッドの電動装置では、請求項1〜8の何れかに記載された2つのギャッヂベッドの電動装置を備え、この2つのギャッヂベッドの電動装置は、それぞれに直流電圧を供給する共通の直流電源を有するので、2台を背上げ駆動ユニット及び膝上げ駆動ユニット等として組合わせ、1つの直流電源回路を共用するギャッヂベッドの電動装置を実現することが出来る。
【0051】第10発明に係る電動ベッドは、請求項1〜9の何れかに記載されたギャッヂベッドの電動装置を備え、該ギャッヂベッドの電動装置により電動化されたことを特徴とする。
【0052】この電動ベッドでは、請求項1〜9の何れかに記載されたギャッヂベッドの電動装置を備え、このギャッヂベッドの電動装置により電動化されている。これにより、第1〜9発明に係るギャッヂベッドの電動装置により電動化された電動ベッドを実現することが出来る。
【0053】
【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
実施の形態1.図1は、本発明に係るギャッヂベッドの電動装置及び電動ベッドの実施の形態であり、2台を背上げ駆動ユニット及び膝上げ駆動ユニット等として組合わせ、1つの直流電源回路を共用する場合の外観を示す斜視図である。このギャッヂベッドの電動装置及び電動ベッドは、背上げ駆動ユニット400a及び膝上げ駆動ユニット401aを組合わせ、背上げ駆動ユニット400aに内蔵した直流電源回路から直流電源を供給する為のコード403により、その両者を接続してある。
【0054】親機である背上げ駆動ユニット400aには、ACコード405とカールコード406に中継された手元スイッチ404とが接続され、手元スイッチ404からは子機である膝上げ駆動ユニット401aの操作も行うようになっている。これらの背上げ駆動ユニット400a及び膝上げ駆動ユニット401aは、図2に示すように、ギャッヂベッド402aのギャッヂアップ/ギャッヂダウン用の手動ハンドルの軸にそれぞれ取付けられ、ギャッヂベッド402aを電動ベッドとして使用出来るようにしている。
【0055】背上げ駆動ユニット400aは、ベッド床の背中部分である背ボトム407を昇降させ、膝上げ駆動ユニット401aは、ベッド床の膝部分である膝ボトム408を昇降させる。膝上げ駆動ユニット401aは、ベッド床全体を昇降させる駆動ユニットとして使用されることもある。
【0056】図3は、本発明に係るギャッヂベッドの電動装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。このギャッヂベッドの電動装置は、例えば、背上げ駆動ユニットであり、AC100Vの電源Vacが直流電源回路200aに与えられて整流され、整流された直流電源回路200aの出力電圧E20は、逆流防止用のダイオード51を経由して、平滑コンデンサ42により平滑される。平滑コンデンサ42の正極は、定電圧レギュレータ21の入力端子に、負極は、定電圧レギュレータ21の制御端子にそれぞれ接続され、定電圧レギュレータ21の出力端子は操作スイッチ回路220に、定電圧レギュレータ21の制御端子は定電圧レギュレータ22の制御端子にそれぞれ接続されている。ダイオード51、平滑コンデンサ42及び定電圧レギュレータ21は、定電圧回路210を構成している。
【0057】ダイオード51のアノードは、モータ電圧切換回路275に接続され、定電圧レギュレータ21の制御端子は、電流検出回路260aを通じてモータ電圧切換回路275に接続されている。モータ電圧切換回路275は、また、モータM1の両端子に接続されている。定電圧レギュレータ21の出力端子は、手元スイッチである操作スイッチ回路220の下降用操作スイッチ12及び上昇用操作スイッチ11の各一方の端子に接続され、操作スイッチ12及び操作スイッチ11の各他方の端子は、リレーの励磁回路2,1の各一方の端子にそれぞれ接続され、リレーの励磁回路2,1の各他方の端子は、それぞれダイオード76,75の各アノードに接続されている。リレーの励磁回路2,1の各一方の端子は、それぞれトリップレベル設定回路240aに接続されている。
【0058】操作スイッチ12及び操作スイッチ11の各他方の端子は、また、それぞれ順接続されたダイオード72,71を通じて、定電圧レギュレータ22の入力端子に接続され、定電圧レギュレータ22の出力端子は、直流電源電圧Vccを出力し、定電圧レギュレータ22の制御端子は、定電圧レギュレータ21の制御端子に接続されると共に接地されている。ダイオード72,71及び定電圧レギュレータ22は、定電圧回路230を構成している。
【0059】定電圧レギュレータ22の出力端子は、また、ダイオード63のカソードと抵抗131の一方の端子とに接続され、ダイオード63のアノード及び抵抗131の他方の端子は、電解コンデンサ43の正極に接続され、電解コンデンサ43の負極は接地されている。電解コンデンサ43の正極は、比較器28の非反転入力端子に接続され、比較器28の出力端子は、抵抗132を通じて、昇圧制御回路280と演算増幅器24の非反転入力端子とに接続されている。
【0060】昇圧制御回路280には、比較器28の反転入力端子、演算増幅器24の出力端子及びリレーの励磁回路5の一方の端子がそれぞれ接続されている。リレーの励磁回路5の他方の端子は、定電圧レギュレータ21の出力端子に接続されている。比較器28、抵抗132、ダイオード63、抵抗131及び電解コンデンサ43は、始動回路250を構成している。
【0061】演算増幅器24の非反転入力端子は、電流検出回路260aにも接続され、演算増幅器24の反転入力端子は、トリップレベル設定回路240aに接続されている。トリップレベル設定回路240aは、リレーの励磁回路6の一方の端子に接続され、リレーの励磁回路6の他方の端子は接地されている。演算増幅器24の出力端子は、また、抵抗125aの一方の端子に接続され、抵抗125aの他方の端子は、コンデンサ47aの一方の端子及び演算増幅器23の反転入力端子に接続され、コンデンサ47aの他方の端子は接地されている。
【0062】演算増幅器23の非反転入力端子は、直流電源電圧Vccの抵抗123,124による分圧E27cを与えられ、ダイオード62のアノードが接続されている。演算増幅器23の出力端子は、ダイオード62のカソード及びインバータ31の入力端子に接続されている。インバータ31の出力端子は、ダイオード75,76の各カソードに接続されている。インバータ31の出力電圧E27eの抵抗121,122による分圧E27fが、ダイオード61のアノードに与えられ、ダイオード61のカソードは、演算増幅器23の反転入力端子に接続されている。リレーの励磁回路1,2、ダイオード75,76、演算増幅器23,24、抵抗121〜124,125a、コンデンサ47a、ダイオード61,62、インバータ31及びモータ電圧切換回路275は、モータ駆動回路270aを構成している。
【0063】図4は、直流電源回路200aの構成例を示す回路図である。直流電源回路200aは、AC100Vの電源Vacがトランス71に与えられ、トランス71で降圧された交流電圧は、ダイオードブリッジで構成された整流回路8により整流されて直流電圧E20に変換され、平滑コンデンサ41により平滑される。平滑コンデンサ41の正極は、ダイオード51(図3)のアノードに、平滑コンデンサ41の負極は、平滑コンデンサ42(図3)の接地されている負極にそれぞれ接続されている。
【0064】トランス71の一次側のコイルは、その両端子7a,7d間にタップ7b,7cが設けられ、電源Vacを与えられるリレー接点6cからリレー接点6a、端子7aへの経路と、リレー接点6cからリレー接点6b,5c,5b,タップ7bへの経路と、リレー接点6cからリレー接点6b,5c,5a,タップ7cへの経路とが形成されるように構成されている。
【0065】図5は、電流検出回路260a及び昇圧制御回路280の構成例を示す回路図である。電流検出回路260aは、抵抗101がモータ電圧切換回路275(図3)及び定電圧レギュレータ21(図3)の接地されている制御端子間に接続され、抵抗101及びモータ電圧切換回路275間の電圧E26bが、演算増幅器25の非反転入力端子に与えられている。演算増幅器25の反転入力端子は、他方が接地された抵抗104に接続され、演算増幅器25は、抵抗103により負帰還が掛けられている。
【0066】演算増幅器25の出力端子は、抵抗105a及びコンデンサ44aからなる積分回路に接続され、この積分回路の出力電圧E26は、昇圧制御回路280の比較器27の反転入力端子に与えられている。比較器27の反転入力端子には、始動回路250の比較器28(図3)からの抵抗132を通じた出力電圧も与えられている。
【0067】昇圧制御回路280は、比較器27の非反転入力端子が、抵抗141,142,143の接続節点の電圧E28aを与えられ、非反転入力端子及び出力端子間には抵抗143が接続されている。比較器27の出力端子は、プルアップ抵抗144を介して直流電源電圧Vccを与えられ、その出力電圧E28bは、比較器30の非反転入力端子に与えられる。
【0068】比較器30の反転入力端子は、直流電源電圧Vccの抵抗133,134による分圧E1を与えられ、非反転入力端子は、比較器27の出力電圧E28bが与えらる。比較器30の出力端子は、プルアップ抵抗147を介して直流電源電圧Vccを与えられ、その出力電圧E28cは、演算増幅器26の反転入力端子に与えられる。演算増幅器26の非反転入力端子は、直流電源電圧Vccの抵抗133,134による分圧E1を与えられ、演算増幅器26の出力電圧E28eは、インバータ32の入力端子に与えられる。インバータ32の出力電圧E28は、リレーの励磁回路5(図3)に与えられる。
【0069】比較器30の出力端子は、また、コンデンサ45の一方の端子に接続され、コンデンサ45の他方の端子は、抵抗146を通じて直流電源電圧Vccを与えられ、抵抗146には並列にダイオード64が逆接続されている。コンデンサ45の他方の端子は、比較器29の非反転入力端子に接続され、比較器29の反転入力端子は、直流電源電圧Vccの抵抗133,134による分圧E1を与えられている。比較器29の出力端子は、抵抗145を介して、演算増幅器24(図3)の出力端子に接続されている。直流電源電圧Vccの抵抗133,134による分圧E1は、また、始動回路250の比較器28(図3)の反転入力端子に与えられている。
【0070】図6は、トリップレベル設定回路240aの構成例を示す回路図である。トリップレベル設定回路240aは、ダイオード81のアノードが、操作スイッチ回路220の下降用操作スイッチ12(図3)の他方の端子に接続され、ダイオード81のカソードは、インバータ34の入力端子に接続され、インバータ34の出力端子は抵抗114の一方の端子に接続されている。ダイオード81のカソードは、リレーの励磁回路6(図3)の一方の端子に接続されている。
【0071】一方、ダイオード79のアノードが、操作スイッチ回路220の上昇用操作スイッチ11(図3)の他方の端子に接続され、ダイオード79のカソードは、インバータ33の入力端子に接続され、インバータ33の出力端子は抵抗113の一方の端子に接続されている。抵抗113,114の各他方の端子は、直流電源電圧Vccを分圧する抵抗111,112の接続節点に接続され、この接続節点の電圧E24は、モータ駆動回路270aの演算増幅器24(図3)の反転入力端子に与えられている。
【0072】図7は、モータ電圧切換回路275の構成例を示す回路図である。このモータ電圧切換回路275は、リレー接点1a,2aが、直流電源回路200a(図3)の正極側の出力電圧E20を与えられ、リレー接点1b,2bが、電流検出回路260aの抵抗101(図5)の非接地側の端子に接続されている。
【0073】リレー接点1a,1bに対応するリレー接点1cは、ダイオード55のアノード及び下限用のリミットスイッチ15の一方の端子に接続され、ダイオード55のカソード及び下限用のリミットスイッチ15の他方の端子は、モータM1の一方の端子に接続されている。一方、リレー接点2a,2bに対応するリレー接点2cは、ダイオード56のアノード及び上限用のリミットスイッチ16の一方の端子に接続され、ダイオード56のカソード及び上限用のリミットスイッチ16の他方の端子は、モータM1の他方の端子に接続されている。
【0074】以下に、このような構成のギャッヂベッドの電動装置及び電動ベッドの動作を説明する。操作スイッチ11,12(図3)が操作(押圧)されていないとき、モータM1に電流は流れていないので、演算増幅器25(図5)の非反転入力端子の電圧E26bはLレベル(Low レベル)であり、演算増幅器25の出力電圧E26cもLレベルであり、抵抗105a及びコンデンサ44aからなる積分回路の出力電圧E26もLレベルである。従って、演算増幅器24(図3)の非反転入力端子の電圧E26はLレベルであり、演算増幅器24の出力電圧E27aもLレベルであり、抵抗125a及びコンデンサ47aからなる積分回路の出力電圧E27bもLレベルである。
【0075】このとき、演算増幅器23の出力電圧E27dはHレベル(Highレベル)となり、インバータ31(オープンコレクタ出力)の出力電圧E27eはLレベル、インバータ31の出力電圧E27eの抵抗121,122による分圧E27fもLレベルとなっている。一方、抵抗105a及びコンデンサ44aからなる積分回路の出力電圧E26がLレベルであるので、昇圧制御回路280の比較器27(オープンコレクタ出力)(図5)の出力電圧E28bはHレベル、比較器30の出力電圧E28cはHレベル、演算増幅器26の出力電圧E28eはLレベルとなり、インバータ32(オープンコレクタ出力)の出力電圧E28はHレベルとなって、リレーの励磁回路5(図3)は、両端子がHレベルとなって励磁していない。
【0076】また、操作スイッチ11,12(図3)が操作されていないので、リレーの励磁回路1,2,6も励磁していない。従って、直流電源回路200aのトランス71(図4)の一次側は、リレー接点6cからリレー接点6b,5c,5b,タップ7bへの経路が形成され、直流電源回路200aの出力電圧E20(正極電圧E20)は、中間的な電圧となっている。
【0077】(背上げの上昇時)この状態で、背上げの上昇用操作スイッチ11(図3)が操作されると、リレーの励磁回路1が励磁し、リレー接点1c(図7)が駆動電圧の正極電圧E20側のリレー接点1aに接続され、モータM1が回転始動し、ベッド床の背ボトム407(図2)が上昇し始める。このとき、下限用のリミットスイッチ15(図7)がオフであれば、モータ電流はダイオード55経由で流れ、モータM1の両端電圧は、ダイオード55の順方向の電圧降下分低くなる。背ボトム407(図2)が上昇し、リミットスイッチ15がオンになれば、モータ電流はリミットスイッチ15経由で流れる。上限用のリミットスイッチ16がオフであれば、モータ電流は流れず、モータM1は回転始動しない。
【0078】(トリップレベルの設定)また、操作スイッチ11(図3)(判定回路)が操作されると、ダイオード79(図6)の出力電圧E24aはHレベルになるので、インバータ33の出力電圧E24bはLレベルになる。ここで、抵抗111の抵抗値をR111、抵抗113及び抵抗112の並列接続した合成抵抗値をR24aとすると、背上げの上昇時のトリップレベル設定値E24uは、E24u=Vcc×(R24a/(R111+R24a))となる。
(負荷検出回路の動作禁止)モータM1(図3)の回転始動時には、トリップレベル設定回路240aの設定レベルE24uを短時間に超える始動電流が流れるが、始動回路250の比較器28の出力電圧E25bが負電圧(Lレベル)となっているので、電流検出回路260aの出力電圧E26を抑制する。
【0079】定電圧レギュレータ22が操作スイッチ11の操作によりオンになると、定電圧レギュレータ22が出力する直流電源電圧Vccにより、抵抗131を通じてコンデンサ43が充電され始める。比較器28の出力電圧E25bは、コンデンサ43の充電電圧である非反転入力端子の入力電圧E25aが、直流電源電圧Vccの抵抗133,134による分圧E1(図5)を超えると、正電圧(Hレベル)となる。従って、始動時から入力電圧E25aが分圧E1を超える迄の時間を、モータM1の始動時間より少し長くなるように、抵抗131及びコンデンサ43の時定数を設定しておけば、始動回路250は、始動電流による過負荷トリップを防止することが出来ると共に、始動時間が経過した後は、過負荷トリップを妨げない。
【0080】(切換回路)背上げの上昇時に負荷が大きく、モータM1に流れる電流が大きくなり、電流検出回路260a(図5)の出力電圧E26が、比較器27(オープンコレクタ出力)の非反転入力端子に与えられる電圧E28aより大きくなると、比較器27の出力電圧E28bがLレベルになり、比較器30の出力電圧E28cはLレベル、演算増幅器26の出力電圧E28eはHレベルとなり、インバータ32(オープンコレクタ出力)の出力電圧E28はLレベルとなって、リレーの励磁回路5(図3)は励磁する。
【0081】リレーの励磁回路5(図3)が励磁すると、直流電源回路200aのトランス71(図4)の一次側は、リレー接点6cからリレー接点6b,5c,5a,タップ7cへの経路が形成され、直流電源回路200aの出力電圧E20(正極電圧E20)は、中間的な電圧より高くなる。これにより、背ボトム407(図2)の立ち上がりで負荷(トルク)が大きく、モータM1の回転速度が低く、背ボトム407の上昇速度が遅いときでも、図8に示すように、モータM1の回転速度を上げ、背ボトム407の上昇速度を上げることが出来る。また、寝ている人の体重が重く、モータM1の回転速度が低く、背ボトム407の上昇速度が遅いときでも、図9に示すように、モータM1の回転速度を上げ、背ボトム407の上昇速度を上げることが出来る。
【0082】(禁止回路)ここで、比較器30の出力電圧E28cがHレベルからLレベルになると、抵抗146及びコンデンサ45からなる積分回路の出力電圧E28dは、一旦、Lレベルになった後、上昇し始める。積分回路の出力電圧E28dがLレベルになると、比較器29(オープンコレクタ出力)の出力電圧E28fがLレベルになり、演算増幅器24(図3)の出力電圧E27aを引き下げる。従って、直流電源回路200aの出力電圧E20が、高電圧に切換わり、モータ電流が一時的に増大し、電流検出回路260aの出力電圧E26が一時的に高くなっても、演算増幅器24の出力電圧E27aを抑制するので、過負荷トリップを回避できる。
【0083】抵抗146及びコンデンサ45からなる積分回路の出力電圧E28dが、Lレベルになった後、上昇し、比較器29の反転入力端子に与えられる電圧E1より大きくなると、比較器29の出力電圧E28fはHレベルに復帰し、演算増幅器24の出力電圧E27aを抑制しない。
【0084】(過負荷トリップ)この状態で、背ボトム407(図2)が何かに引っ掛かり、負荷が更に大きくなり、モータM1に流れる電流が更に大きくなり、電流検出回路260a(図3)の出力電圧E26が、演算増幅器24の反転入力端子に与えられる電圧E24u(トリップレベル設定値)より大きくなると、演算増幅器24の出力電圧E27aがHレベルになり、抵抗125aを通じた電圧E27bが、演算増幅器23の非反転入力端子に与えられる電圧E27cより大きくなると、演算増幅器23の出力電圧E27dはLレベルになり、インバータ31の出力電圧E27eはHレベルになる。
【0085】インバータ31の出力電圧E27eがHレベルになると、リレーの励磁回路1が無励磁となり、リレー接点1c(図7)がリレー接点1bに接続され、モータM1は停止し、背ボトム407(図2)は停止する。このとき、インバータ31の出力電圧E27eの、抵抗121,122の分圧E27fもHレベルであり、ダイオード61を通じて、演算増幅器23の反転入力端子に与えられるので、モータM1に流れる電流が0になっても、インバータ31の出力電圧E27eはHレベルに保持され、操作スイッチ11が操作されていても、リレーの励磁回路1は励磁しない。
【0086】(切換回路)背上げの上昇時で負荷が大きく、直流電源回路200aの出力電圧E20が高電圧である状態のときに、負荷が小さくなれば、モータM1に流れる電流が小さくなり、電流検出回路260a(図5)の出力電圧E26が、比較器27(オープンコレクタ出力)の非反転入力端子に与えられる電圧E28aより小さくなると、比較器27の出力電圧E28bがHレベルになり、比較器30の出力電圧E28cはHレベル、演算増幅器26の出力電圧E28eはLレベルとなり、インバータ32(オープンコレクタ出力)の出力電圧E28はHレベルとなって、リレーの励磁回路5(図3)は無励磁となる。
【0087】従って、直流電源回路200aのトランス71(図4)の一次側は、リレー接点6cからリレー接点6b,5c,5b,タップ7bへの経路が形成され、直流電源回路200aの出力電圧E20は、中間的な電圧に復帰する。これにより、図10に示すように、負荷(トルク)が大きくなり、T2を超えると、直流電源回路200aの出力電圧E20をE20cに高め、負荷(トルク)がT1迄下がると、出力電圧E20をE20bに下げることが出来る。定電圧回路210のダイオード51及びコンデンサ42は、モータ電流が大きくなり、定電圧回路210の入力電圧E20が低下したときに、定電圧回路210の出力電圧E21が低下するのを防止する。
【0088】(背上げの上昇時)背ボトム407(図2)が上昇しているときに、上昇用の操作スイッチ11の操作が停止されると、リレーの励磁回路1(図3)が無励磁となり、リレー接点1c(図7)がリレー接点1bに接続され、モータM1が停止し、背ボトム407(図2)の上昇が止まり、その位置で保持される。背ボトム407(図2)が上昇し、上限用のリミットスイッチ16(図7)がオフになると、モータ電流は遮断され、モータM1は停止し、背ボトム407の上昇が止まり、その位置で保持される。
【0089】(背上げの下降時)
(切換回路)背上げの下降用操作スイッチ12(図3)が操作されると、ダイオード81(図6)の出力電圧E24cはHレベルになるので、リレーの励磁回路6(図3)が励磁する。従って、直流電源回路200aのトランス71(図4)の一次側は、リレー接点6cからリレー接点6a,端子7aへの経路が形成され、直流電源回路200aの出力電圧E20(正極電圧E20)は、中間的な電圧より低くなる。これにより、負荷(トルク)が小さい背上げの下降時でも、図8に示すように、背ボトム407(図2)の下降速度が速くなり過ぎないようにすることが出来る。
【0090】また、背上げの下降用操作スイッチ12(図3)が操作されると、リレーの励磁回路2が励磁し、リレー接点2c(図7)が駆動電圧の正極電圧E20側のリレー接点2aに接続され、モータM1が回転始動し、ベッド床の背ボトム407(図2)が下降し始める。このとき、上限用のリミットスイッチ16(図7)がオフであれば、モータ電流はダイオード56経由で流れ、モータM1の両端電圧は、ダイオード56の順方向の電圧降下分低くなる。背ボトム407(図2)が下降し、リミットスイッチ16がオンになれば、モータ電流はリミットスイッチ16経由で流れる。下限用のリミットスイッチ15がオフであれば、モータ電流は流れず、モータM1は回転始動しない。
【0091】(トリップレベルの設定)また、操作スイッチ12(図3)(判定回路)が操作されると、ダイオード81(図6)の出力電圧E24cはHレベルになるので、インバータ34の出力電圧E24dはLレベルになる。ここで、抵抗111の抵抗値をR111、抵抗114及び抵抗112の並列接続した合成抵抗値をR24bとすると、背上げの下降時のトリップレベル設定値E24l(エル)は、E24l=Vcc×(R24b/(R111+R24b))となる。
【0092】抵抗113,114の各抵抗値をR113,R114とすると、R113>R114の関係であれば、R24a>R24bであり、E24u>E24lとなる。従って、R113>R114の関係にしておけば、負荷が小さい背上げの下降時のトリップレベル設定値E24lを、負荷が大きい背上げの上昇時のトリップレベル設定値E24uより低く設定することが出来る。また、背上げの下降時のトリップレベル設定値E24lは、昇圧制御回路280の比較器27(図5)の非反転入力端子に与えられる昇圧レベル設定値E28aより低く設定する。
【0093】(過負荷検出回路の動作禁止)モータM1(図3)の回転始動時には、トリップレベル設定回路240aの設定レベルE24l(エル)を短時間に超える始動電流が流れるが、始動回路250の比較器28の出力電圧E25bが負電圧(Lレベル)となっているので、電流検出回路260aの出力電圧E26を抑制する。始動回路250の動作については、上述した背上げの上昇時の動作と同様であるので、説明を省略する。
【0094】(過負荷トリップ)この状態で、背ボトム407(図2)が何かに引っ掛かり、負荷が大きくなり、モータM1に流れる電流が大きくなり、電流検出回路260a(図3)の出力電圧E26が、演算増幅器24の反転入力端子に与えられる電圧E24l(トリップレベル設定値)より大きくなると、演算増幅器24の出力電圧E27aがHレベルになり、抵抗125aを通じた電圧E27bが、演算増幅器23の非反転入力端子に与えられる電圧E27cより大きくなると、演算増幅器23の出力電圧E27dはLレベルになり、インバータ31の出力電圧E27eはHレベルになる。
【0095】インバータ31の出力電圧E27eがHレベルになると、リレーの励磁回路2が無励磁となり、リレー接点2c(図7)がリレー接点2bに接続され、モータM1は停止し、背ボトム407(図2)は停止する。このとき、インバータ31の出力電圧E27eの、抵抗121,122の分圧E27fもHレベルであり、ダイオード61を通じて、演算増幅器23の反転入力端子に与えられるので、モータM1に流れる電流が0になっても、インバータ31の出力電圧E27eはHレベルに保持され、操作スイッチ12が操作されても、リレーの励磁回路2は励磁しない。
【0096】(背上げの下降時)背ボトム407(図2)が下降しているときに、下降用の操作スイッチ12の操作が停止されると、リレーの励磁回路2(図3)が無励磁となり、リレー接点2c(図7)がリレー接点2bに接続され、モータM1が停止し、背ボトム407(図2)の下降が止まり、その位置で保持される。背ボトム407(図2)が下降し、下限用のリミットスイッチ15(図7)がオフになると、モータ電流は遮断され、モータM1は停止し、背ボトム407の下降が止まり、その位置で保持される。
【0097】実施の形態2.図11は、上述したようなギャッヂベッドの電動装置を2台、図1,2に示したように、背上げ駆動ユニット及び膝上げ駆動ユニットとして、組合わせて使用するギャッヂベッドの電動装置の実施の形態の概略構成を示す回路図である。このギャッヂベッドの電動装置では、背上げ駆動ユニット400aは、100Vの交流電源Vacを与えられる上述した直流電源回路200aの正極電圧E20が、リレー接点1a,2aに与えられ、直流電源回路200aの負極電圧E26bは、リレー接点1b,2bに与えられている。
【0098】リレー接点1a,1bに対応するリレー接点1cは、ダイオード52のアノードに接続され、ダイオード52のカソードは、ダイオード55のアノード及び下限用のリミットスイッチ15の一方の端子に接続されている。ダイオード55のカソード及び下限用のリミットスイッチ15の他方の端子は、モータM1の一方の端子に接続されている。また、ダイオード52と逆向きの、ダイオード53,54の直列回路がダイオード52と並列に接続されている。
【0099】リレー接点2a,2bに対応するリレー接点2cは、ダイオード56のアノード及び上限用のリミットスイッチ16の一方の端子に接続されている。ダイオード56のカソード及び上限用のリミットスイッチ16の他方の端子は、モータM1の他方の端子に接続されている。
【0100】(共通の直流電源)膝上げ駆動ユニット401aも、背上げ駆動ユニット400aと同様であり、上述した直流電源回路200aの正極電圧E20が、リレー接点3a,4aに与えられ、直流電源回路200aの負極電圧E26bは、リレー接点3b,4bに与えられている。リレー接点3a,3bに対応するリレー接点3cは、ダイオード355のアノード及び下限用のリミットスイッチ315の一方の端子に接続されている。ダイオード355のカソード及び下限用のリミットスイッチ315の他方の端子は、モータM2の一方の端子に接続されている。
【0101】リレー接点4a,4bに対応するリレー接点4cは、ダイオード356のアノード及び上限用のリミットスイッチ316の一方の端子に接続されている。ダイオード356のカソード及び上限用のリミットスイッチ316の他方の端子は、モータM2の他方の端子に接続されている。
【0102】手元スイッチ404(図1)である背上げの下降用操作スイッチ12及び上昇用操作スイッチ11の各一方の端子は、実施の形態1で説明したように、直流電源回路200aの出力電圧を降圧した定電圧が与えられ、操作スイッチ12及び操作スイッチ11の各他方の端子は、リレーの励磁回路2,1の各一方の端子にそれぞれ接続され、リレーの励磁回路2,1の各他方の端子は、実施の形態1で説明したように、背上げ駆動ユニット400aのモータ駆動回路(図示せず)の所定箇所に接続されている。
【0103】膝上げ駆動ユニット401aの、膝上げの下降用操作スイッチ14及び膝上げの上昇用操作スイッチ13の各一方の端子は、背上げ駆動ユニット400a同様、直流電源回路200aの出力電圧を降圧した定電圧が与えられ、操作スイッチ14及び操作スイッチ13の各他方の端子は、リレーの励磁回路4,3の各一方の端子にそれぞれ接続され、リレーの励磁回路4,3の各他方の端子は、背上げ駆動ユニット400a同様、膝上げ駆動ユニット401aのモータ駆動回路(図示せず)の所定箇所に接続されている。
【0104】背上げ駆動ユニット400a及び膝上げ駆動ユニット401aの、背上げの下降用操作スイッチ12、背上げの上昇用操作スイッチ11、膝上げの下降用操作スイッチ14及び膝上げの上昇用操作スイッチ13は、手元スイッチ404(図1)として、1つのケースに収納されている。
【0105】このような構成のギャッヂベッドの電動装置では、背上げの上昇用操作スイッチ11が操作されると、リレーの励磁回路1が励磁し、リレー接点1cが駆動電圧の正極電圧E20側のリレー接点1aに接続され、モータM1が回転始動し、ベッド床の背ボトム407(図2)が上昇し始める。
【0106】このとき、下限用のリミットスイッチ15がオフであれば、モータ電流はダイオード52,55及びリミットスイッチ16経由で流れ、モータM1の両端電圧は、ダイオード52,55の順方向の電圧降下分低くなる。背ボトム407(図2)が上昇し、リミットスイッチ15がオンになれば、モータ電流はダイオード52、リミットスイッチ15及びリミットスイッチ16経由で流れ、モータM1の両端電圧は、ダイオード52の順方向の電圧降下分低くなる。上限用のリミットスイッチ16がオフであれば、モータ電流は流れず、モータM1は回転始動しない。
【0107】背上げの下降用操作スイッチ12が操作されると、リレーの励磁回路2が励磁し、リレー接点2cが駆動電圧の正極電圧E20側のリレー接点2aに接続され、モータM1が回転始動し、ベッド床の背ボトム407(図2)が下降し始める。
【0108】このとき、上限用のリミットスイッチ16がオフであれば、モータ電流はダイオード56、リミットスイッチ15及びダイオード54,53経由で流れ、モータM1の両端電圧は、ダイオード56,54,53の順方向の電圧降下分低くなる。背ボトム407(図2)が下降し、リミットスイッチ16がオンになれば、モータ電流はリミットスイッチ16、リミットスイッチ15及びダイオード54,53経由で流れ、モータM1の両端電圧は、ダイオード54,53の順方向の電圧降下分低くなる。下限用のリミットスイッチ15がオフであれば、モータ電流は流れず、モータM1は回転始動しない。以上により、直流電源回路200aのトランスの二次電圧を変えることなく、モータM1の回転速度を変えることが出来る。
【0109】膝上げの上昇用操作スイッチ13が操作されると、リレーの励磁回路3が励磁し、リレー接点3cが駆動電圧の正極電圧E20側のリレー接点3aに接続され、モータM2が回転始動し、ベッド床の膝ボトム408(図2)が上昇し始める。
【0110】このとき、下限用のリミットスイッチ315がオフであれば、モータ電流はダイオード355及びリミットスイッチ316経由で流れ、モータM2の両端電圧は、ダイオード355の順方向の電圧降下分低くなる。膝ボトム408(図2)が上昇し、リミットスイッチ315がオンになれば、モータ電流はリミットスイッチ315及びリミットスイッチ316経由で流れる。上限用のリミットスイッチ316がオフであれば、モータ電流は流れず、モータM2は回転始動しない。
【0111】膝上げの下降用操作スイッチ14が操作されると、リレーの励磁回路4が励磁し、リレー接点4cが駆動電圧の正極電圧E20側のリレー接点4aに接続され、モータM2が回転始動し、ベッド床の膝ボトム408(図2)が下降し始める。
【0112】このとき、上限用のリミットスイッチ316がオフであれば、モータ電流はダイオード356、リミットスイッチ315経由で流れ、モータM2の両端電圧は、ダイオード356の順方向の電圧降下分低くなる。膝ボトム408(図2)が下降し、リミットスイッチ316がオンになれば、モータ電流はリミットスイッチ316及びリミットスイッチ315経由で流れる。下限用のリミットスイッチ315がオフであれば、モータ電流は流れず、モータM2は回転始動しない。その他の背上げ駆動ユニット400a及び膝上げ駆動ユニット401aの各構成及び動作は、実施の形態1において説明したギャッヂベッドの電動装置の構成及び動作と同様であるので、説明を省略する。
【0113】実施の形態3.図12は、本発明に係るギャッヂベッドの電動装置の実施の形態の構成のモータ電圧切換回路を示す回路図であり、モータ電圧切換回路を除く構成は図3に示したギャッヂベッドの電動装置の実施の形態の構成と同様である。このギャッヂベッドの電動装置では、モータ電圧切換回路は、100Vの交流電源Vacを与えられる直流電源回路200a(図3)の正極電圧E20が、リレー接点1a,2aに与えられ、直流電源回路200aの負極電圧E26bは、リレー接点1b,2bに与えられている。
【0114】リレー接点1a,1bに対応するリレー接点1cは、ダイオード52のアノードに接続され、ダイオード52のカソードは、ダイオード55のアノード及び下限用のリミットスイッチ15の一方の端子に接続されている。ダイオード55のカソード及び下限用のリミットスイッチ15の他方の端子は、モータM1の一方の端子に接続されている。また、ダイオード52と逆向きの、ダイオード53がダイオード52と並列に接続されている。
【0115】リレー接点2a,2bに対応するリレー接点2cは、ダイオード56のアノード及び上限用のリミットスイッチ16の一方の端子に接続されている。ダイオード56のカソード及び上限用のリミットスイッチ16の他方の端子は、モータM1の他方の端子に接続されている。
【0116】このようなギャッヂベッドの電動装置では、背上げの上昇用操作スイッチ11(図3)が操作されると、リレーの励磁回路1(図3)が励磁し、リレー接点1cが駆動電圧の正極電圧E20側のリレー接点1aに接続され、モータM1が回転始動し、ベッド床の背ボトム407(図2)が上昇し始める。
【0117】このとき、下限用のリミットスイッチ15がオフであれば、モータ電流はダイオード52,55及びリミットスイッチ16経由で流れ、モータM1の両端電圧は、ダイオード52,55の順方向の電圧降下分低くなる。背ボトム407(図2)が上昇し、リミットスイッチ15がオンになれば、モータ電流はダイオード52、リミットスイッチ15及びリミットスイッチ16経由で流れ、モータM1の両端電圧は、ダイオード52の順方向の電圧降下分低くなる。上限用のリミットスイッチ16がオフであれば、モータ電流は流れず、モータM1は回転始動しない。
【0118】背上げの下降用操作スイッチ12(図3)が操作されると、リレーの励磁回路2(図3)が励磁し、リレー接点2cが駆動電圧の正極電圧E20側のリレー接点2aに接続され、モータM1が回転始動し、ベッド床の背ボトム407(図2)が下降し始める。
【0119】このとき、上限用のリミットスイッチ16がオフであれば、モータ電流はダイオード56、リミットスイッチ15及びダイオード53経由で流れ、モータM1の両端電圧は、ダイオード56,53の順方向の電圧降下分低くなる。背ボトム407(図2)が下降し、リミットスイッチ16がオンになれば、モータ電流はリミットスイッチ16、リミットスイッチ15及びダイオード53経由で流れ、モータM1の両端電圧は、ダイオード53の順方向の電圧降下分低くなる。下限用のリミットスイッチ15がオフであれば、モータ電流は流れず、モータM1は回転始動しない。
【0120】以上により、直流電源回路200aのトランスの二次電圧を変えることなく、モータM1の回転速度を変えることが出来る。その他のギャッヂベッドの電動装置の構成及び動作は、実施の形態1において説明したギャッヂベッドの電動装置の構成及び動作と同様であるので、説明を省略する。
【0121】(切換回路)上述した本発明に係るギャッヂベッドの電動装置の実施の形態1,2,3においては、それぞれ異なる回路構成のモータ電圧切換回路を備えている。モータM1が回転しており、下限用のリミットスイッチ15及び上限用のリミットスイッチ16がオンであるとき、実施の形態1のモータ電圧切換回路(図7)の、上昇時のモータM1の両端電圧Emaは、直流電源回路200aの背上げの上昇時の中間的な出力電圧をE20bとすれば、Ema=E20b−E26b (1)
(E26bは、抵抗101及びモータ電圧切換回路275間の電圧)となり、このときのモータM1の回転速度をNaとする。
【0122】実施の形態2のモータ電圧切換回路(図11)の、上昇時のモータM1の両端電圧Embは、ダイオード52の順方向電圧をVfとすれば、Emb=E20b−E26b−Vf (2)
となり、このときのモータM1の回転速度をNbとすると、(1)(2)式より、モータM1の両端電圧は、Ema>Embとなり、モータM1の回転速度は、Na>Nbであり、同じ負荷(トルク)であれば、図13に示すようになる。
【0123】実施の形態1のモータ電圧切換回路(図7)の、下降時のモータM1の両端電圧Emdは、直流電源回路200aの背上げの下降時の低い出力電圧をE20aとすれば、Emd=E20a−E26b (3)
となり、このときのモータM1の回転速度をNdとする。
【0124】実施の形態2のモータ電圧切換回路(図11)の、下降時のモータM1の両端電圧Emfは、ダイオード53,54の各順方向電圧をVfとすれば、Emf=E20a−E26b−2Vf (4)
となり、このときのモータM1の回転速度をNfとする。
【0125】実施の形態3のモータ電圧切換回路(図12)の、下降時のモータM1の両端電圧Emeは、ダイオード53の順方向電圧をVfとすれば、Eme=E20a−E26b−Vf (5)
となり、このときのモータM1の回転速度をNeとすると、(3)(4)(5)式より、モータM1の両端電圧は、Emd>Eme>Emfとなり、モータM1の回転速度は、Nd>Ne>Nfであり、同じ負荷(トルク)であれば、図13に示すようになる。以上により、直流電源回路200aのトランスの二次電圧を変えることなく、モータM1の回転速度を変えることが出来る。
【0126】
【発明の効果】第1,2発明に係るギャッヂベッドの電動装置によれば、上昇時と下降時とで速度の差が小さく、小型化及び軽量化を図ることが出来るギャッヂベッドの電動装置を実現することが出来る。
【0127】第3発明に係るギャッヂベッドの電動装置によれば、負荷の大小による速度差が小さく、背ボトムが停止するときの衝撃を軽減することが出来るギャッヂベッドの電動装置を実現することが出来る。
【0128】第4発明に係るギャッヂベッドの電動装置によれば、過負荷が発生したときに、敏速に過負荷トリップさせることが出来るギャッヂベッドの電動装置を実現することが出来る。
【0129】第5発明に係るギャッヂベッドの電動装置によれば、モータの始動時の衝撃を和らげることが出来るギャッヂベッドの電動装置を実現することが出来る。
【0130】第6発明に係るギャッヂベッドの電動装置によれば、直流電源回路の出力電圧を変えることなく、モータの駆動電圧を切換えることが出来るギャッヂベッドの電動装置を実現することが出来る。
【0131】第7発明に係るギャッヂベッドの電動装置によれば、負荷が小さい背上げの下降時でも、確実にまた敏速に過負荷を検出して過負荷トリップさせることが出来るギャッヂベッドの電動装置を実現することが出来る。
【0132】第8発明に係るギャッヂベッドの電動装置によれば、2台を背上げ駆動ユニット及び膝上げ駆動ユニット等として組合わせて使用する場合に、1つの直流電源回路を共用することが出来るギャッヂベッドの電動装置を実現することが出来る。
【0133】第9発明に係るギャッヂベッドの電動装置によれば、2台を背上げ駆動ユニット及び膝上げ駆動ユニット等として組合わせ、1つの直流電源回路を共用するギャッヂベッドの電動装置を実現することが出来る。
【0134】第10発明に係る電動ベッドによれば、第1〜9発明に係るギャッヂベッドの電動装置により電動化された電動ベッドを実現することが出来る。
【出願人】 【識別番号】000003355
【氏名又は名称】株式会社椿本チエイン
【出願日】 平成12年1月14日(2000.1.14)
【代理人】 【識別番号】100078868
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 登夫
【公開番号】 特開2001−190602(P2001−190602A)
【公開日】 平成13年7月17日(2001.7.17)
【出願番号】 特願2000−7198(P2000−7198)