JPH08308884A - ベッド等における床部作動機構のリンク構造 - Google Patents

ベッド等における床部作動機構のリンク構造

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JPH08308884A
JPH08308884A JP7116035A JP11603595A JPH08308884A JP H08308884 A JPH08308884 A JP H08308884A JP 7116035 A JP7116035 A JP 7116035A JP 11603595 A JP11603595 A JP 11603595A JP H08308884 A JPH08308884 A JP H08308884A
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shaft
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Kenji Nanahara
賢司 七原
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 床部の変位状態によって変動する駆動力の改
善に供し得る、ベッド等における床部作動機構のリンク
構造を提供する。 【構成】 床部作動機構10において、駆動源にモータ
11、モータ11の出力軸に連結したねじシャフト1
2、ねじシャフト12から軸方向に伸縮動する起動軸1
3とを有し、起動軸13先端に接続したリンク14の駆
動腕15、床部側に連結される作動腕16とによって構
成する。前記起動軸13に、リンク14の作動腕16を
荷重に抗して上がる方向に付勢するようにばね部材17
を取り付ける。そして、前記リンク14の駆動腕15お
よび作動腕16のなす角度γを105(°)に設定す
る。 【効果】 ばね部材を取り付けた場合、床部の変位状態
に係わらず、軸トルクは略一定となり、現行のリンクを
適用したものに比較して、軸トルクの変動を抑えること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばベッド等の床部
作動機構において、床部を変位調節するに際し、床部の
変位状態によって変動する駆動力の改善に供し得る、ベ
ッド等における床部作動機構のリンク構造に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来から、ベッド等には、床部起伏機構
がすでに広汎に採用されており、昨今では、この他に床
部全体が上下する床部昇降機構が導入されるようになっ
てきた。 そして、これらの機構は、近年の看護婦等の
人手不足から省力化のために手動式の他に、油圧式のも
のや、電動式のものが普及しつつある。ところで、図4
に示すように、ベッド1の床部2全体が上下する床部昇
降機構3には、駆動手段4に連結した短い方の短腕5a
と、床部に連結して、床部を昇降変位させるための長い
方の長腕5bとによって構成したリンク5(以下、ハイ
ローリンク5という)を、駆動手段4によって連動変位
させ、床部2を昇降させる構成のものがある。前記ハイ
ローリンク5における短腕5aと長腕5bとは、通常、
略直角をなすように設定されている。また、かかるハイ
ローリンク5には、床部2を上昇させる方に変位するよ
うに付勢した付勢手段(ばね部材)が設けられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】以上のようなハイロー
リンク5を用いて床部2の昇降を行なう床部昇降機構3
において、図5に示すように、荷重と軸トルクとの関係
を見ると、荷重に対する軸トルクは高さに関係なく常に
一定である。しかしながら、前記ハイローリンク5に床
部2を上昇させるように付勢するばねを設けると、床部
2を上昇させるほど、軸トルクが増大してしまう。この
ため、駆動手段4を初めとして機構自体の規格を考慮す
る必要がある。本発明はこのような背景から提案された
もので、例えばベッド等の床部昇降機構において、床部
の昇降状態によってハイローリンクの軸トルクが変動す
るのを抑制するようにした、ベッド等における床部昇降
機構のリンク構造を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために、本発明は、ベッド等における床部を変位調節す
るための床部作動機構において、床部作動機構は、駆動
力を発生する駆動手段と、駆動手段に連結した駆動手段
による駆動力を受ける駆動腕と床部に当接して床部を変
位調節するための作動腕とによって構成したリンクと、
前記床部による荷重に抗してリンクを変位させる方向に
付勢する付勢手段とを備え、これら駆動腕と作動腕とが
なす角度を直角を超える角度に設定したことを特徴とす
る。
【0005】
【作用】駆動腕と作動腕とがなす角度を、直角を超える
角度に設定したリンクを適用して、床部の昇降を行なう
際、前記リンクに、床部を上昇させる方に付勢するばね
を取り付けた場合、リンクの軸トルクは略一定となる。
なお、荷重の大きさにより、多少の変動はあるが、現行
のリンクを適用したものに比較して、その変動を抑える
ことができる。
【0006】
【実施例】次に、本発明にかかるベッド等における床部
作動機構のリンク構造について、一実施例を挙げ、添付
の図面を参照しながら以下説明する。図1にベッド等に
おける床部昇降機構、床部起伏機構の共通的な機構構成
(以下、床部作動機構10)を模式的に示す。すなわ
ち、前記床部作動機構10は、駆動源にモータ11、モ
ータ11の出力軸に連結したねじシャフト12、ねじシ
ャフト12から軸方向に伸縮動する起動軸13とを有
し、起動軸13先端に接続したリンク14の駆動腕15
(Lf)、床部側に連結される作動腕16(Lw)とに
よって構成している。また、前記起動軸13には、起動
軸13が伸長する側に付勢するように、すなわち、リン
ク14の作動腕16を荷重に抗して上がる方向に付勢す
るようにばね部材17が取り付けられている。なお、か
かる床部作動機構10では、起動軸13の軸推力が水平
方向で起動軸角度を考慮しないものとし、リンク14の
作動腕16に加わる荷重は、常に鉛直方向とし、ねじシ
ャフト12における損失以外は無視するものとする。
【0007】次に、以上のような構成の床部作動機構1
0について、便宜上、以下に示す記号を用いて、さらに
詳細に説明する。すなわち、CL…リンク14における
リンク長比Lw/Lf、Fc…ねじに働く軸推力(kg
f)、Fk0…ばね初張力(kgf)、Fk…ばね力
(kgf)、Fs…リンク14に働く軸推力(kg
f)、Hw…荷重点高さ(mm)、K…ばね定数(kg
f/mm)、Lk0…ばね自由度(mm)、LL0…ロー
時のばね伸び(mm)、Lf…駆動腕15の長さ(m
m)、Lw…作動腕16の長さ(mm)、R…軸回転速
度(rpm)、P…ねじピッチ(mm)、Pw…軸動力
(モータ動力)(W)、T…軸トルク(kgf・c
m)、W…荷重(kgf)、x…軸変位(mm)、θ…
移動角度(°)、θ0…初期角度(°)、β…ねじリー
ド角(°)、α…ねじフランク角(°)、ρ…ねじ摩擦
角(°)、γ…クランク角(°)、μ…ねじ摩擦係数、
ηc…ねじ効率
【0008】床部作動機構10におけるリンク14にか
かる各種力学的計算式は、以下のように表わすことがで
きる。この場合、起動軸13の軸推力は水平とする。 1.荷重と軸推力 Fs=CL・Cosθ/Sin(γ−θ)・W…………(1) γ=90°のとき Fs=CL・W 2.軸変位と角度 x=Lf{Cos(γ−θ)−Cos(γ−θ0)}……(2) 3.荷重点高さと角度 Hw=Lw(Sinθ−Sinθ0)……………………(3) 4.荷重高さと軸変位 Hw=CL{(Sinθ−Sinθ0)}/{Cos(γ−θ)−Cos(γ− θ0)}x γ=90°のとき Hw=CL・x 5.ばね力とねじ力に働く軸推力 Fc=Fs−Fk 6.ばね力 Fk=Fk0+k(LL0−Lk0−x)……ばねが2本の
時は2倍 7.軸トルクとねじに働く軸推力 T=Fc・P/2πηc・1/10
【0009】以上のようなリンク14にかかる各種力学
的計算式を基に、実際に値を代入して計算をしてみる。
なお、ばね部材17は2本装着するものとする。 ばね部材17のばね定数……………………K=0.448kgf/mm ばね初張力……………………………………Fk0=38kgf 作動腕16の長さ……………………………Lw=250(mm) 駆動腕15の長さ……………………………Lf=125(mm) 荷重……………………………………………W=160(kgf) リンク14の駆動腕15および作動腕16 のなす角度……………………………………γ=105(°) 初期作動腕16の角度………………………θ0=45(°)
【0010】(1)式において Cosθ/Sin(γ−θ)=Cp (2)式において Cos(γ−θ)−Cos(γ−θ0)=Cx (3)式において Sinθ−Sinθ0=CH
【0011】以上の式に基づき、β=30°として、C
p、Cx、CHを求めると、 また、作動腕16(Lw)にかかる荷重(W)は、16
0kgfとして、グラフに表わしていくと、図2の通り
となる。かかるグラフから、Cpの傾きと、ばね2本の
傾きCkは、ほぼ平行となる。従って、ばねをつける
と、Cx−(Cp−Ck)、すなわち、変位−軸推力、言
い替えれば変位−軸トルクは、水平となり、軸変位に係
わらず軸トルクは略一定となることがわかる(図3参
照)。
【0012】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、駆動腕と
作動腕とがなす角度を90°を超える角度に設定したリ
ンクを適用して、床部の昇降を行なうと、ばね部材を取
り付けた場合、軸トルクは略一定となる。なお、荷重の
大きさにより、多少の変動はあるが、現行のリンクを適
用したものに比較して、その変動を抑えることができ
る。
【0013】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるベッド等における床部作動機構
のリンク構造において、駆動源の起動軸角度を考慮しな
い場合の模式的な一例を示す機構構成図である。
【図2】本発明にかかるベッド等における床部作動機構
のリンク構造の作用の説明に供するグラフである。
【図3】本発明にかかるベッド等における床部作動機構
のリンク構造による、軸変位−軸トルクとの関係を示す
グラフである。
【図4】現行のリンク構造を適用した、ベッド等におけ
る床部昇降機構の一例を示す全体概略説明図である。
【図5】現行のリンク構造に基づく、軸変位−軸トルク
との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
10 床部作動機構 11 モータ 12 ねじシャフト 13 起動軸 14 リンク 15 駆動腕 16 作動腕 17 ばね部材

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベッド等における床部を変位調節する
    ための床部作動機構において、床部作動機構は、駆動力
    を発生する駆動手段と、駆動手段に連結した駆動手段に
    よる駆動力を受ける駆動腕と床部に当接して床部を変位
    調節するための作動腕とによって構成したリンクと、前
    記床部による荷重に抗してリンクを変位させる方向に付
    勢する付勢手段とを備え、これら駆動腕と作動腕とがな
    す角度を直角を超える角度に設定したことを特徴とする
    ベッド等における床部作動機構のリンク構造。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5541027A (en) * 1993-02-24 1996-07-30 E. I. Du Pont De Nemours And Comapny Method for determining the proper replenishment for a developing solution

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