(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用時に荷重物体を支持するレスト部分（３）と、基部に対するレスト部分の高さ調整を容易にできるようにリンケージ（４）でレスト部分に連結された基部（２）と、基部に対するレスト部分の位置を固定するロッキング状態および高さ調整を容易に行えるようにするロック解除状態に選択的に作動可能なロッキング手段（53,82）とを含んでおり、ロッキング手段が少なくともロッキング解除状態にあるときに、基部とレスト部分との間に直接または間接的にばね力を作用させるように作動可能なガス式ばね手段（45;50;72）と、レスト部分に作用するばね力の上方向成分が、荷重物体の重量に実質的に相当する分だけレスト部分の重量より大きくなるように調整可能な値を有するようにばね力を調整するための、高さ調整に関係なく作動可能な調整手段（40;77）とを更に含んでなり、ガス式ばねはある量のガスを受け入れる室（76;81;87）を画成しているシリンダ（72）およびガス圧に応答してシリンダ内を移動できる第１ピストン（32）を含み、調整手段は第１ピストンと関係なく移動できるようにシリンダ内に取り付けられてガス体積が第１および第２のピストンで境界される室の第１部分（76）を占有するようになされ、また調整手段は更に、作動流体の体積を加圧するように作動可能で第２ピストンにより境界されたガス式ばねの室の第２部分（87）に連通するポンプ手段（77）を含み、これによりこのポンプ手段が室の第２部分へ作動流体を導入して、第２ピストンをガス体積が減少する方向へ移動させるように作動可能とされた、調整可能な高さ位置に荷重物体を支持することに使用される装置。
【請求項２】
請求項１に請求された装置であって、ポンプ手段で発生された最大限度を超える流体圧力を解放するために作動可能な第１圧力リリーフバルブ（80）を含む装置。
【請求項３】
請求項１および請求項２のいずれかに請求された装置であって、ガス式ばねの室の第２部分に通じており、作動流体がこの室の第２部分から流出してガス体積が増大する方向へ第２ピストンを調整できるように選択的に作動することのできる解放バルブ（79）を更に含む装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに請求された装置であって、レスト部分にばね力を作用させるように作動できる流体圧作動ラム（13）を含み、また第１ピストンで境界されたガス式ばねの室の第３部分（81）を充満する作動流体の体積と連通した流体圧作動シリンダ（20）を含む装置。
【請求項５】
請求項３に請求された装置であって、ロッキング手段が、ガス式ばねの室の第３部分との流体連通から流体圧作動ラムを遮断するためのロッキング状態に選択的に作動できる制御バルブ（82）を含む装置。
【請求項６】
請求項５に請求された装置であって、制御バルブの各側の作動流体の圧力を検出する圧力検出手段（83,84）を含む装置。
【請求項７】
請求項５および請求項６のいずれかに請求された装置であって、流体圧作動ラムとガス式ばねの室の第３部分との間に連結されて、作動流体の流量を最大限度よりも少なく制限するために作動可能なバルブ手段（86,89）を含む装置。
【請求項８】
請求項４、請求項５および請求項６のいずれかに請求された装置であって、制御バルブと並列に連結され、制御バルブを横断する圧力が最大限度を超えた場合に流体圧作動ラムとガス式ばねの室の第３部分との間を連通させるために作動可能な第２圧力リリーフバルブ（85）を含む装置。
【請求項９】
請求項４から請求項８までのいずれかに請求された装置であって、流体圧作動ラムで構成された線形アクチュエータ（13）が基部とリンケージとの間に連結されて、レスト部分の昇降に関連するリンケージの枢動運動が、高さ調整時のアクチュエータのそれぞれ伸長および収縮に連動される装置。
【請求項１０】
前掲請求項のいずれかに請求された装置であって、ばね手段が、リンケージの枢動運動で変化する角度だけ垂直方向から傾斜した方向にばね力を付与するように作動できる装置。
【請求項１１】
請求項10に請求された装置であって、リンケージはそれぞれレスト部分および基部に対する第１および第２の枢動連結部（90,91）を有するリンク部材（11）を含み、また第１および第２の枢動連結部の中間で且つ軸線方向の投影図で見たときに枢動連結部の枢動軸線と直線的に整合する軌跡から限定された距離（Ｗ）だけ偏倚した位置にて、ばね手段がリンク部材に作用する装置。
【請求項１２】
請求項11に請求された装置であって、ばね手段が、垂直投影図で見たときに枢動軸線の中間の位置で、また基部とリンク部材との間の第１枢動連結部のレベルよりも低い位置で基部に作用する装置。
【請求項１３】
前掲請求項の何れかに請求された装置を含み、医療処置時に患者を支持することに使用される調整可能な椅子兼用ベッド。
【請求項１４】
基部に対するレスト部分の高さを容易に調整できるようにリンケージ（４）で基部（２）に連結されたレスト部分（３）を有してなる荷重物体を調整可能な高さ位置に支持する装置の作動方法であって、レスト部分で支持されるように荷重物体を載置する段階と、ばね手段（45;50;72）の作動でばね力を直接または間接的に基部およびレスト部分の間に作用させて、レスト部分に作用するばね力の上方向成分が実質的に高さ調整には関係なく、レスト部分の重量よりもある可変量ほど大きい値となるように、調整手段（40;7７）の作動でばね力を調整する段階と、所望の高さを得るまでレスト部分を昇降させて荷重物体の高さ位置を調整する段階と、ロッキング手段を作動させてレスト部分を基部に対して固定する段階とを含む方法。
【請求項１５】
請求項14に請求された方法であって、この可変量が高さ調整時に荷重物体を昇降させるために十分な増分量ほど荷重物体の重量よりそれぞれ大きくまたは小さくなるようにして、調整手段を作動する方法。
【請求項１６】
請求項15に請求された方法であって、高さ調整時に、レスト部分の動きを抑制するためにレスト部分に外力を作用させる段階を含む方法。
【請求項１７】
請求項14に請求された方法であって、可変量が荷重物体の重量に実質的に等しくされてレスト部分および荷重物体が実質的に均衡状態に保持され、その後に外力が加えられて高さ調整時の動作が行われるように、調整手段を作動する段階を含む方法。
【請求項１８】
請求項17に請求された方法であって、ロッキング手段を作動させて固定的な高さ位置にレスト部分を固定し、荷重重量を検出し、ばね力の上方向有効成分を検出し、ロッキング手段が開放される前に平衡化を達成するためにばね力を調整する段階を含む方法。
【請求項１９】
室を画成するシリンダ（72）と、この室の、ある量のガスを受け入れる第１および第２のピストンで境界された第１部分（76）、第２ピストンで境界された第２部分（87）、および作動流体を充満された第１ピストンで境界された第３部分（81）、を画成するためにシリンダ内を可動な第１および第２のピストン（32,40）と、線形アクチュエータを構成しており、第３部分に流体連通状態で連結された作動シリンダ（20）を有し、アクチュエータの伸長および収縮が第１部分の内部のガス体積を変化させるための第１ピストンの変位を伴うようになされた流体圧作動ラム（13）と、第２ピストンの位置を調整するように作動可能で、第１ピストンおよびアクチュエータの位置に関係なくガスの体積を調整できる調整手段（40;77）とを含んで構成されたガス式ばね。
【請求項２０】
請求項19に請求されたガス式ばねであって、第２部分が作動流体を充満され、調整手段が第２部分に作動流体を注入するか、第２部分から作動流体を抜き出すように作動できるガス式ばね。
【請求項２１】
請求項20に請求されたガス式ばねであって、調整手段が、作動流体の体積を加圧するように作動可能で、第２部分に通じているポンプ手段（77）を含み、ポンプ手段（77）の作動が流体を第２部分内へ導いて第２ピストンを第１部分内のガス体積が減少する方向へ移動させるようになされたガス式ばね。
【請求項２２】
請求項20または請求項21に請求されたガス式ばねであって、調整手段が、第２部分に連通されており、作動流体を第２部分から流出させて第２ピストンを第１部分内のガス体積が増大する方向へ移動させるように選択的に作動可能な解放バルブ（79）を含むガス式ばね。
【請求項２３】
請求項20から請求項22までのいずれかに請求されたガス式ばねであって、第２部分に発生された最大限度より高い流体圧力を解放するために作動可能な第１圧力リリーフバルブ（80）を含むガス式ばね。
【請求項２４】
請求項19から請求項23までのいずれかに請求されたガス式ばねであって、第３部分との流体連通から流体圧作動ラムを隔絶するために選択的に作動可能な制御バルブ（82）を含み、この制御バルブは固定的な位置にアクチュエータを固定するように作動するロッキング手段を構成するガス式ばね。
【請求項２５】
請求項24に請求されたガス式ばねであって、制御バルブと並列に連結され、制御バルブを横断する圧力が最大限度を超えたときに流体圧作動ラムおよび第３部分を連通させるように作動可能な第２圧力リリーフバルブ（85）を含むガス式ばね。
【請求項２６】
請求項19から請求項24までのいずれかに請求されたガス式ばねであって、流体圧作動ラムと第３部分との間に直列に配置され、作動流体の流量を最大限度より少なく制限するように作動可能なバルブ手段（89,91）を含むガス式ばね。
【請求項２７】
請求項19から請求項26までのいずれかに請求されたガス式ばねであって、ポンプ手段および流体圧作動ラムの作動シリンダが共通のハウジング（75）に一体的に取り付けられているガス式ばね。
【請求項２８】
請求項19に請求されたガス式ばねであって、調整手段が、第２ピストンに連結されて可変長さにわたり第２部分に挿入される制御ロッド（36）を含んでいるガス式ばね。
【請求項２９】
請求項20から請求項27までのいずれかに請求されたガス式ばねに使用されるガス式ばねのシリンダ組立体であって、室を画成するシリンダ（72）と、このシリンダの内部を可動な第１および第２のピストンによって加圧ガス量を受け入れる室の第１部分（76）が境界されるように画成する第１および第２のピストン（32,40）と、使用においてポンプ手段および流体圧作動ラムに対してそれぞれ連結されるようになされる第２部分および第３部分にそれぞれ通じている第１および第２の作動流体カップリング（74,71）とを含んでなるガス式ばねのシリンダ組立体。
【請求項３０】
使用において患者が載せられる支持面を画成するレスト部分（３）と、基部の上方向へ伸長するピラー（９）およびレスト部分の下方向へ伸長する支持脚（10）の間に枢動連結されて、基部に対するレスト部分の姿勢が基部が対するレスト部分の高さ調整に応じて変化しないようにする平行運動機構を形成する平行な第１および第２のリンク（11,12）を含んでなるレスト部分を基部（２）に調整可能に連結するリンケージ（４）と、リンケージおよび基部の間に連結されて、垂直方向に対して傾いた方向へ伸縮するようになされており、その伸長および収縮に応じてリンクが枢動されて、レスト部分をそれぞれ上昇および下降させるようになされている流体圧作動ラム（13）とを含んでなる、医療処置時に患者を支持することに使用される調整可能な椅子兼用ベッドであって、第１および第２のリンクの各々が、傾いて伸長している支柱で堅固に相互連結された１対のアームを含んでいることを特徴とする調整可能な椅子兼用ベッド。
【発明の詳細な説明】
本発明は調整可能な高さ位置に荷重物体を支持する装置および方法に係わり、特に、しかし限定するわけではないが、医療処置時に患者を支持するために使用される調整可能な椅子兼用ベッド、および最小限の労力で患者を昇降させる方法に関する。本発明はまたこのような装置に使用されるガス式ばねにも関する。
基部に対して高さ調整可能なレスト部分の上に患者を支持するような調整可能な椅子兼用ベッドの提供は知られている。これは、患者の移動または休息のための１つの態様と、医療処置時に患者を支持するための他の態様とにおいて椅子兼用ベッドを使用する場合に、特に有用である。典型的にこのような椅子兼用ベッドは、下肢載せ、足載せおよび背もたれを形成するように連結されたレスト部分を有しており、これらの下肢載せ、足載せおよび背もたれが固定シートに対して調整されて、患者の上述の各態様に適した姿勢をとれるようにすることができる。
このような椅子兼用ベッドの高さ調整は、典型的には基部とレスト部分との間に作用する流体圧作動ラムで行われる。関連特許出願GB−9225791.4において、出願人はレスト部分に基部を連結する枢動リンクに対して流体圧作動ラムが作用する代替構造を開示しており、この構造は、流体圧作動ラムの有効移動量を超える高さ調整を達成できるようになされている。
このような椅子兼用ベッドを上方へ調整するときには、流体圧作動ラムを作動させてレスト部分を上昇させるように働かせるための足踏みポンプが一般に使用されており、その後に下方へ調整するときには、流体圧作動ラムが非伸長状態となるように緊張状態を単に解除するだけで、レスト部分に支持されていた荷重物体は散逸される。それ故に、特に非常に重い患者が指示されている場合には、高さ調整の繰り返しはオペレータにかなりのエネルギー消耗を課すことになる。
本発明によると、使用時に荷重物体を支持するレスト部分と、基部に対するレスト部分の高さ調整を容易にできるようにリンケージでレスト部分に連結された基部と、基部に対するレスト部分の位置を固定するロッキング状態および高さ調整を容易に行えるようにするロック解除状態に選択定に作動可能なロッキング手段とを含んでいて、ロッキング手段が少なくともロック解除状態にあるときに、基部とレスト部分との間に直接または間接的にばね力を作用させるように作動可能なばね手段と、レスト部分に作用するばね力の上方向成分が、荷重物体の重量に実質的に相当する分だけレスト部分の重量より大きくなるように調整可能な値となるようにばね力を調整するための、高さ調整に関係なく作動可能な調整手段とを更に含んでなる、調整可能な高さ位置に荷重物体を支持することに使用される装置が開示される。
このような装置の利点は、下方向の高さ調整時には、その高さ調整に等しい距離を荷重物体およびレスト部分がばね力の上方向成分に抗して移動されて、ばね手段を圧縮する働きがその後の上方向の高さ調整時に回収される蓄積エネルギーとして利用できるようになされることである。この蓄積エネルギーは、本質的にばね力の上方向成分と移動距離との積であり、ばね手段に固有のあらゆる損失の影響を受ける。
ばね手段は、ガス式ばねを含んでなることが好ましい。
ガス式ばねの使用は、軽重量且つ高効率の小型構造を形成するという利点を有する。
ガス式ばねは、ある量のガスを受け入れる室を画成しているシリンダと、ガス圧に応答してシリンダ内を移動できる第１ピストンとを含んでなり、調整手段は室内のガス体積を変化させるために、第１ピストンの位置に関係なく作動できることが好ましい。
ガスにより伝えられる力はガス圧に比例するので、またガス圧は室内の有効空間によって決まるので、調整手段はガス式ばねで与えられる力の調整手段を形成する。調整手段の個々の設定に関して、ガス式ばねは第１ピストンにより変化させる力を与える。何故なら、第１ピストンの位置自体が、ピストン排気量の関数としてガス式ばねの力の再現可能な特性を生じるように、室内のガス体積を決定するからである。調整手段の異なる設定は、ピストン排気量の関数として異なる力の特性を与える。
調整手段は、ガス式ばねのシリンダ内に可動に取り付けられた第２ピストンを含み、ガス体積が第１および第２のピストンにより境界される室の第１部分を占有するようになされることが、都合よい。
調整手段は、作動流体の体積を加圧するように作動可能で、第２ピストンで境界されたガス式ばねの室の第２部分を充満している作動流体の体積に通じたポンプ手段を含み、ポンプ手段の作動が作動流体を室の第２部分へ導いてガス体積の減少する方向へ第２ピストンを移動させるようになされることが好ましい。
通常の流体圧作動ポンプを適当な作動流体カップリングによってガス式ばねのシリンダに連結することができ、またこのポンプは足踏み作動のために都合よく遠隔配置されることができる。
この装置は、ポンプで発生された最大限度を超える流体圧力を解放するために作動可能な第１圧力リリーフバルブを含むことが有利である。
この装置は更に、ガス式ばねの室の第２部分に通じており、作動流体がこの室の第２部分から流出してガス体積が増大する方向へ第２ピストンを調整できるように選択的に作動することのできる解放バルブを含むことができる。
ガス式ばねのシリンダ内の第２ピストンの位置は、したがってポンプ手段の作動により、または第２ピストンの片側の非圧縮性作動流体の体積を変化させることのできる解放バルブの作動により、調整できる。
ばね力は、第１ピストンで境界されたガス式ばねの室の第３部分を充満している作動流体の体積に通じた流体圧作動シリンダを含む流体圧作動ラムにより、レスト部分に作用することができる。
作動流体は本質的に非圧縮性であるから、流体圧作動ラムのあらゆる収縮の伸長も第１ピストンの移動によって達成される。
ロッキング手段は、ガス式ばねの室の第３部分との流体連通から流体圧作動ラムを遮断するためのロッキング状態に選択的に作動できる制御バルブを含むことが都合よい。
バルブ手段が流体圧作動ラムとガス式ばねの室の第３部分との間に連結されており、このバルブ手段は作動流体の流量を最大限度よりも少なく制限するために作動可能とされる。
レスト部分が可動となる最大流量は、これにより安全上の特徴として制限される。
制御バルブを横断する圧力が最大限度を超えた場合に流体圧作動ラムとガス式ばねの室の第３部分との間を連通させるために、第２圧力リリーフバルブが制御バルブと並列に連結されることができる。
流体圧作動ラムで構成される線形アクチュエータが基部とリンケージとの間に連結されて、レスト部分の昇降に関連するリンケージの枢動運動が、高さ調整時のアクチュエータのそれぞれ伸長および収縮に連動するようにされることが有利である。
作動流体は非圧縮性であるから、ロッキング状態にバルブが作動されると流体圧作動ラムの移動は防止され、これにより基部に対するレスト部分の移動は防止される。
ばね手段は、リンケージの枢動運動で変化する角度だけ垂直方向から傾斜した方向にばね力を付与するように作動できることが好ましい。
このリンケージはそれぞれレスト部分および基部に対する第１および第２の枢動連結部を有するリンク部材を含むことが好ましく、また第１および第２の枢動連結部の中間で且つ軸線方向の投影図で見たときに枢動連結部の枢動軸線と直線的に整合する位置から限定された距離だけ偏倚した位置にて、ばね手段がリンク部材に作用することが好ましい。ばね手段は更に、垂直投影図で見たときに枢動軸線の中間の位置で、また基部とリンク部材との間の枢動連結部のレベルよりも低い位置で基部に作用する。
ラムおよびリンケージの幾何学的なこのような配置は、ガス式ばねのストロークを通じてばね力の均一な上方向成分を得られるという利点が見出されている。
好ましい実施例で、この装置は医療処置時に患者を支持することに使用される調整可能な椅子兼用ベッドを構成する。
本発明の他の見地によると、基部に対するレスト部分の高さを容易に調整できるようにリンク基部に連結されたレスト部分を有してなる荷重物体を調整可能な高さ位置に支持する装置の作動方法が開示され、この方法はレスト部分で支持されるように荷重物体を載置する段階と、ばね手段の作動でばね力を直接または間接的に基部およびレスト部分の間に作用させ、レスト部分に作用するばね力の上方向成分が実質的に高さ調整には関係なく、レスト部分の重量よりもある可変量ほど大きい値となるように、調整手段の作動でばね力を調整する段階と、所望の高さを得るまでレスト部分を昇降させて荷重物体の高さ位置を調整する段階と、ロッキング手段を作動させてレスト部分を基部に対して固定する段階とを含む。
この調整手段は、この可変量が高さ調整時に荷重物体を昇降させるために十分な増分量ほど荷重物体の重量よりそれぞれ大きくまたは小さくなるようにして、作動されることができる。
このような高さ調整時において、レスト部分および荷重物体の上昇はばね手段に蓄積されたエネルギーを利用するのであり、このエネルギーはばね力を増大させる調整手段の何れかの作動時にばねに与えられる。ばね力を減少させる調整手段の作動は、ばね手段から蓄積エネルギーの減損を生じる。しかしながら、このエネルギー減損は、荷重物体を上昇させることに投入された全位置エネルギーが荷重物体の降下時に実質的に失われるような従来の高さ調整装置の作動において生じるよりは少ない。
典型的に、高さ調整時にレスト部分の動きを制御するためにはレスト部分に外力を作用させることが必要であり、このような外力は典型的にはオペレータの手操作で与えられる。
これに替えて調整装置は、可変量が荷重物体の重量に実質的に等しくされてレスト部分および荷重物体が実質的に均衡状態に保持され、その後に外力が加えられて高さ調整時の動作が行われるように、作動されることができる。
本発明の他の見地によると、室を画成するシリンダと、この室の、ある量のガスを受け入れる第１および第２のピストンで境界された第１部分、第２ピストンで境界された第２部分、および作動流体を充満された第１ピストンで境界された第３部分、を画成するためにシリンダ内を可動な第１および第２のピストンと、線形アクチュエータを構成しており、第３部分に流体連通状態で連結された作動シリンダを有し、アクチュエータの伸長および収縮が第１部分の内部のガス体積を変化させるための第１ピストンの変位を伴うようになされた流体圧作動ラムと、第２ピストンの位置を調整するように作動可能で、第１ピストンおよびアクチュエータの位置に関係なくガスの体積を調整できる調整手段とを含んで構成されたガス式ばねが開示される。
第２部分は作動流体を充満され、またその後に第２部分に作動流体を注入するか、または第２部分から作動流体を抜き出すように調整手段が作動される。
調整手段は、作動流体の体積を加圧するように作動可能で、第２部分に通じているポンプ手段を含み、ポンプ手段の作動が流体を第２部分内へ導いて第２ピストンを第１部分内のガス体積が減少する方向へ移動させるようになされていることが都合よい。
調整手段は更に、第２部分に通じていて、作動流体を第２部分から流出させて第２ピストンを第１部分内のガス体積が増大する方向へ移動させるように選択的に作動可能な解放バルブを含むことができる。
ポンプ手段および流体圧作動ラムの作動シリンダは共通するハウジングに一体的に取り付けられることが都合よい。
通常の流体圧作動ラムおよび一体ポンプは、ポンプをラムから隔離し、ポンプ、ガス式ばねシリンダ、制御バルブおよびラムの間に作動流体用の相互連結ホースを追加することで変更することができる。
調整手段はこの替わりに、第２ピストンに連結されて可変長さ範囲にわたり第２部分の中に挿入される制御ロッドを含むことができる。
本発明の他の見地によると、上述したガス式ばねに使用されるガス式ばねシリンダが開示され、このガス式ばねシリンダは室を画成するシリンダと、このシリンダの内部を可動な第１および第２のピストンによって加圧ガス量を受け入れる室の第１部分が境界されるように画成する第１および第２のピストンと、使用においてポンプ手段および流体圧作動ラムに対してそれぞれ連結されるようになされる第２部分および第３部分にそれぞれ通じている第１および第２の作動流体カップリングとを含んでなる。
本発明の他の見地によると、使用において患者が載せられる支持面を画成するレスト部分と、基部の上方向へ伸長するピラーおよびレスト部分の下方向へ伸長する支持脚の間に枢動連結されて、基部に対するレスト部分の姿勢が基部に対するレスト部分の高さ調整に応じて変化しないようにする平行運動機構を形成する平行な第１および第２のリンクを含んでなるレスト部分を基部に調整可能に連結するリンケージと、リンケージおよび基部の間に連結されて、垂直方向に対して傾いた方向へ伸縮するようになされており、その伸長および収縮に応じてリンクが枢動されて、レスト部分をそれぞれ上昇および下降させるようになされている流体圧作動ラムとを含んでなる、医療処置時に患者を支持することに使用される調整可能な椅子兼用ベッドが開示される。
第１および第２のリンクの各々が、傾いて伸長している支柱で堅固に相互連結された１対のアームを含んでなることが好ましい。
本発明の好ましい実施例が単に例として、添付図面を参照して、以下に説明される。添付図面は、
第１図は、最低高さ位置に調整された椅子兼用ベッドの側立面図；
第２図は、最大高さ位置に調整された第１図の椅子兼用ベッドの側立面図；
第３図は、第１図および第２図の椅子兼用ベッドに使用されるガス式ばねの概略図；
第４図は、第１図および第２図の椅子兼用ベッドに使用される他のガス式ばねの概略図；
第５図は、第４図のガス式ばねの変更形態の概略図；
第６図は、第１図および第２図の椅子兼用ベッドに使用される更に他のガス式ばねの概略図；
第７図は、ある量のガスを収容し、ガス体積が最大とされる位置の第１および第２のピストンを示している第６図のガス式ばねシリンダの概略図；
第８図は、ガス体積を変化させるように部分前進された第２ピストンを示している第７図のシリンダの概略図；
第９図は、作動流体により内方へ変位されてガス体積を減少させるようになされた第１ピストンを示す第７図および第８図のシリンダの概略図；
第10図は、ガス体積が最小とされる位置での第１および第２のピストンの位置を示す第７図、第８図および第９図のシリンダの概略図；
第11図は、組み合わされる部材の外部連結方法を示す第６図〜第10図のガス式ばねの概略的配置図；
第12図は、椅子兼用ベッドが完全に降下された状態でのリンケージに対する関係状態における第６図〜第11図のガス式ばねの流体圧作動ラムの概略図；
第13図は、椅子兼用ベッドが完全に上昇された状態での第12図の構造の概略図；および
第14図は寸法パラメータの表示を追加した第13図に対応する概略図である。
第１図で、椅子兼用ベッド１は車輪付き基部２を含み、この基部は枢動リンケージ４でレスト部分３に連結されている。
レスト部分３はシート５を含み、このシート５は背もたれ６および下肢載せ７に連結されている。足載せ８は下肢載せ７にヒンジ連結されている。
レスト部分３は仰向けの患者を受け止めるための横にされた水平位置に実線で示されており、座った患者を受け止めるための傾斜位置に点線で示されている。座る状態と仰向け状態との間での背もたれ６、下肢載せ７および足載せ８の枢動運動は、通常のレバー操作機構（図示せず）によって連動される。
ピラー９が基部２から上方へ突起していて、このピラー９は基部２に対して堅固に取り付けられており、また垂直支持脚10がシート５のフレームから下方へ延在していて、この支持脚10はフレームに堅固に取り付けられている。
リンケージ４は第１リンク11および第２リンク12を含んでおり、各リンクは支持脚10およびピラー９の両方に枢動連結されて、リンク11,12が互いに平行関係で調整可能な角度に枢動される間はピラーおよび支持脚が垂直状態を維持するような平行四辺形構造を形成するようなされ、これにより支持脚10を垂直に保持したままレスト部分３の高さ調整を可能にするような平行移動機構を形成している。
リンク11,12は、平面図（図示せず）で見た場合に叉骨（ウィッシュボーン）に似たストラット組立体を含んでなり、これにより十分な剛性を与えるようになされている。各リンク11,12の長さは枢動軸間で測って350mmである。
第２図では、椅子兼用ベッド１は最大高さ調整位置で示されており、リンク11,12はピラー９に対して上方へ傾斜する角度で延在して、レスト部分３を第１図の降下位置より上方へ0.41mほど上昇させている。
流体圧作動ラム13は、枢動取り付け部15により第１リンク11の下方へ突起したフランジ16に取り付けられている流体圧作動シリンダ14を含んでいる。流体圧作動シリンダ14はアクチュエータ17を有し、このアクチュエータ17は第２枢動取り付け部18によってピラー９の横方向へ突起したブラケット19に連結されており、流体圧作動ラムおよびアクチュエータが一緒になって伸縮可能部材を構成して、取り付け部15,18の間の距離を変化できるようにしている。
流体圧作動ラム13の構造は、内部で作動ピストン22が軸線方向に可動なシリンダボアー21を画成する第１シリンダ20を含めて、第３図に概略的に示されている。作動ピストン22は円柱形ロッドアクチュエータ17に連結されており、このロッドアクチュエータ17はシリンダからシール24を通して軸線方向に突出しており、アクチュエータの自由端25は第２枢動取り付け部18に取り付けられている。第１取り付け部15は第１シリンダ20に取り付けられている。
作動ピストン22は狭い軸線方向通路28を形成されており、この通路28は作動ピストンの両側の圧力を平衡化させる。シリンダボアー21は非圧縮性の作動流体を充満されており、シリンダ20より外部の大気圧を超える作動流体のあらゆる過昇圧力がアクチュエータ17に伝えられる軸線方向の力を生じるのであり、この力はシール24内のアクチュエータの横断面積に比例する。
可撓性の作動流体用ホースとされた連結手段29が第１シリンダ20を第２シリンダ30に連結しており、この第２シリンダ30は円筒形の室31を画成している。第１ピストン32は室31の内部を軸線方向に可動であり、室31を第１シリンダ20のシリンダボアー21内の作動流体と連通している作動流体で充満された作動流体充満部分33と、密閉された量の窒素ガスを充満されたガス充填部分34とに仕切っている。第１ピストン32はその反対両側のガスと作動流体との間で圧力を平衡化させる遊動ピストンとして作用する。
ガス充填部分34の中のガス圧は調整手段35の作用で調整可能であり、この調整手段35は室31の第２部分の中に挿入され、ガス密シール37を通して突出されている制御ロッド36を含んでなる。調整手段35は更に、ねじ機構38を含んでおり、ハンドル39で操作されて制御ロッド36を第２部分34の中へ送り込むか、第２部分34から引き出すようにされている。
制御ロッド36は室31の内部で第２ピストン40に連結されており、第２ピストン40はガス体積を変化させるように室31内をスライド可能とされている。
遮断バルブ42が連結手段29に直列に備えられており、第１シリンダ20の中の作動流体が第２シリンダ30内の作動流体から選択的に隔絶できるようになされており、また圧力ゲージ43が第２シリンダに連結されて室31の第１部分33内の作動流体の圧力を監視できるようになされている。
第１および第２のシリンダは、組み合うピストンおよびアクチュエータ17と共にガス式ばね45を構成しており、このガス式ばね45は調整手段35の作動によって調整可能になされる。ガス式ばね45の作動は、第１ピストン32に作用する室31内のガス圧に依存しており、流体圧作動ラム13でアクチュエータ17に伝えられる力を与えるようになす。第１シリンダ20の内方へアクチュエータ17が移動して行われるガス式ばねの圧縮は、作動流体を排出して第２シリンダ30の中へ流入させ、これにより第１ピストン32を移動させてガスを圧縮するようになす。ガスの圧縮時に行われる仕事は、第２シリンダ30内のガス圧が増大することによって蓄積される。反対方向へのアクチュエータ17の移動は、ガス体積を増加するための第１ピストン32の逆方向の移動によって行われ、それ故に第２室30内のガス圧は低下される。熱力学的損失の影響を受けるが、蓄積エネルギーはこの逆方向の移動時にアクチュエータ17の移動でなされる仕事として回収される。
バルブ42が開放状態のとき、ガス式ばね45はアクチュエータ17を介して第１および第２の枢動取り付け部15,18の間で軸線方向にばね力を作用させる。このばね力の強さは調整手段35の作動によって変化できる。何故なら、例えば制御ロッド36が室31の中に送り込まれるならば、ガス体積は減少されてガス圧は相応に増大されるからである。ガス圧のこの増大は、ばね力の増大としてアクチュエータ17に伝達される。同様に、制御ロッド36の引き出しがばね力の値を低下させる。
ばね力の変化は、室31内での第１ピストン32の有効ストロークに対するその位置により、調整手段35の固定的な設定でも生じる。何故なら、第１ピストンの移動は室の体積変化を伴うからである。排気量の関数としてのばね力におけるこの後者の変化は、ガス式ばね45のばね定数特性として参照される。
ガス式ばね45に関しては、第１ピストン32の有効ストローク範囲においてばね力の変化ができるだけ小さいばね定数特性を有するように構成することが望ましい。このために、第１ピストン32のストロークは、第１ピストン32の有効横断面積を流体圧作動シリンダ13の有効ピストン面積よりも大きくなるように構成することで最小とされ、流体圧作動シリンダ13の有効ピストン面積は第３図の構造においてはアクチュエータ17の直径で決まる。この面積の相違は、アクチュエータ17に対してある倍率で伝えられる第１ピストン32の動きを生じる。
ガス式ばね45は、第２シリンダ30が図面の明瞭化のために省略されている第１図および第２図に示されるように流体圧作動ラム13を配置することで、椅子兼用ベッド１に使用される。
ガス式ばね45がばね力をそれらの間に作用させる枢動取り付け部15,18の位置は、直ぐ近くでばね力の上方向成分がレスト部分３の有効高さ調整を通じて一定に保持されるように、選定される。この取り付け部15,18の位置は第１図および第２図に示されるように、相互作用する数学的なモデル化技法によって解決された。
使用において、椅子兼用ベッド１はレスト部分３を第１図に示される完全に降下した位置へ下げることで患者の受け入れ準備が行われるのであり、背もたれ６、下肢載せ７および足載せ８に座った患者を受け入れるための位置となるように節動される。調整手段35はまず、制御ロッド35が完全に抜き出されてガス式ばね45が小さな上方向の力を作用させ、これによりレスト部分がレスト位置に保持されるように、設定される。
次ぎに患者がレスト部分上に座ることで荷重が加えられ、この荷重はレスト部分６の重量に加えられて支持脚10を介して下方へ伝達される。典型的にはこの荷重は体重が約75kgの患者の重量に相当し、典型的には45〜200kgの範囲で変化される。支持脚10のような付属物を含めたレスト部分の重量は30kgの程度である。
患者を必要な高さにまで上昇させるために、調整手段35はハンドル39を回して作動される一方、バルブ42が開放状態とされ、これにより制御ロッド36は第２シリンダ30の中に徐々に送り込まれてガス式ばね45で与えられるばね力を増大させる。ガス式ばね45によりリンケージ４を経てレスト部分３に伝えられるばね力の上方向成分は、患者およびレスト部分の全重量が支持脚に作用する上方向の力とバランスするような値にまで増大され、これによりレスト部分と荷重物体は平衡状態となるようにされる。これが達成されたことを示す指針は、ばね力の上方向成分が平衡状態を達成するために必要な値を僅かに超えたときのレスト部分の垂直上方向への移動開始によって、与えられる。したがって調整手段35は、制御ロッドのそれ以降の送り込みが上方向の移動を開始する設定位置となるように微調整されることができる。
したがって、レスト部分３にオペレータが加えたあらゆる上方向の力でレスト部分の上方向の移動が生じるのであり、したがってこれは所望の高さ位置で停止させることができる。この高さ調整の遂行のためにオペレータは最小限の労力しか必要としない。何故なら、荷重物体およびレスト部分の重量はガス式ばね45の操作よによって効果的に釣り合わされており、これにより無重量の感覚を与えているからである。それ故にオペレータが必要とする労力は、移動の開始および停止において装置に固有の全ての摩擦力に加えて荷重物体およびレスト部分の慣性より大きいことが要求される力に限定されるのである。
所望される高さが一旦達成されたならば、レスト部分の位置はバルブ42を閉じることでロックできる。
その後の患者の下降および上昇は、バルブ42を操作し、レスト部分３を垂直方向に移動した後、新しい調整高さ位置にてバルブ42を再び閉じることで、簡単に行うことができる。垂直方向の移動に対するある程度の減衰が流体圧作動ラム13で行われ、これは作動流体の流れに対する流動拘束手段として作用する通路28の寸法によって大方決定される程度とされる。過大な調整速度はそれ故に避けることができる。
患者が椅子兼用ベッドから移動されるときには、この高さが適当に調整された後、バブル42が閉じられる。患者が椅子兼用ベッドから離れると、レスト部分３の上の荷重物体が無くなることで力の不均衡が生じ、これはバルブ42が開放されるときにガス式ばね45で与えられる。バルブ42がこの状態で開放されるならば、レスト部分３はばね力の作用によって自然に上昇する。しかしながら、椅子兼用ベッドの一般的な取り扱いでは、レスト部分３上に受け止める他の患者が求められる。一般に新しい患者はそれまでの患者と異なる体重を有しており、更に高さ調整が行われる前に平衡状態を達成しておくならば、調整手段35は調整されねばならない。
調整手段35はこの他に、垂直方向の力の不均衡がレスト部分３の上昇または下降を十分に引き起こせるだけ存在するように慎重に設定されることができる。このような上昇および下降作動時に、オペレータにとってある程度の外力を加えてこの動きを制御することが一般に必要であり、オペレータはレスト部分を満足のいく位置に手操作で移動させた後、所定の高さ位置で固定することができる。
調整手段35は患者の体重範囲に関して調整手段の必要とされる設定表示を与えるために、較正されることができる。この較正は目盛りおよび指針、またはいずれかの同等な表示機構で表示できる。圧力ゲージ43もまたガス式ばね45の有効ばね力の表示を得るために使用できる。
他のガス式ばね50が第４図に示されており、対応する部材が適当な場合にはこれまでの図面の符号と同じ符号を使用して以下に説明される。
ガス式ばね50はシリンダボアー21を画成する第１シリンダ20を含み、このシリンダボアー21内で第１ピストン22が軸線方向に可動とされる。第１ピストン32は円柱形ロッドアクチュエータ17に連結されており、このロッドアクチュエータ17はシール24を通してシリンダから軸線方向に突出し、アクチュエータの自由端25は第２枢動取り付け部18に取り付けられる。第１取り付け部15は第１シリンダ20に取り付けられ、シリンダ20およびアクチュエータ17が一緒になって伸縮部材を構成しており、この伸縮部材が取付け部15と取り付け部18との間に距離を変化させる。この伸縮部材は第３図のガス式ばね45と同じ方法で椅子兼用ベッドに組み入れられる。
第４図のシリンダ20は空気を収容しており、少量のオイルがこの空気に含められてシール24の密閉作用を助成するようになされる。伸縮部材の伸長および収縮は、それ故にシリンダ20の中のガス圧を変化させることで空気ラムによって行われる。
シリンダ20はガスホース51で第２シリンダ30に連結されており、第２シリンダ30は第２ピストン40を備えていて、第２ピストン40は第２シリンダが画成している空気室31の中に軸線方向に挿入された制御ロッド36を含む調整手段35の作動に応答して、軸線方向に可動である。
第１シリンダ20内のガス圧はアクチュエータ17を伸長状態となるように付勢して、ガス式ばねの作用が枢動取り付け部15,18の間に与えられるようにする。ばね力の強さは、調整手段35を調整して第１ピストン32の位置に関係なくガス圧を調整することで、変化できる。例えば、調整手段35が制御ロッド36を第２シリンダ30の中に送り込むように作動されてガス体積が減少されるならば、圧力は増大し、ばね力は相応に増加する。
ばね力の調整手段35を使用した調整は、これにより患者を昇降させるため、または外力を加えることで昇降が行われるような平衡状態の保持のために、使用できる。
第１シリンダ20の内のガスは圧縮性があるので、第３図を参照して開示した形式のロッキングバルブ42は伸縮部材の堅固な固定を生じることはなく、第４図の構造には別個のロッキング機構53が備えられる。このロッキング機構53はロッキングシリンダ55から伸縮式に伸長されるアーム54を含み、制御研磨部材56が作動レバー57に連結され、この作動レバーによりオペレータは、ロッキングシリンダに対するアームの固定のためにロッキング機構を遠隔作動できるようになされる。
アーム54およびロッキングシリンダ55は、第１シリンダ20およびアクチュエータ17で構成された伸縮部材と並列に連結されて、取り付け部15,18の間で伸長させるようになされる。
これにより、ロッキング機構53の作動は、レスト部分３の高さ位置を所定の位置に固定するようになす。ロッキング機構53は堅固な遮断ガスストラット、またはこの替わりに、爪がラック（図示せず）とロッキング係合状態になるように可動な簡単な機械的構造を含み得る。
第５図で、第４図のガス式ばねの改良形態は、第１シリンダ20内のオイル体積を第１ピストン32より上方のレベル位置まで増大し、ガスの作動体積は減少されている。別個のピストン61がオイル／ガスの境界に備えられてシリンダボアー21内を自由に移動できるようになされる。
調整可能な高さ位置に荷重物体を支持することに使用される装置は、第６図〜第14図を参照して以下に説明されるように改良されたガス式ばねを含むことができる。この装置は、例えば第１図および第２図を参照して上述で開示された形式の椅子兼用ベッドとされ得るのであり、以下の説明は便宜的にその構造を参照し、対応する部材が適当ならば対応する参照符号を使用する。
第６図は流体圧作動ラム13が制御される方法を示しており、この流体圧作動ラムは線形アクチュエータとして第１図および第２図に示されたように連結されて、流体圧作動ラムの伸長または収縮がそれぞれレスト部分の昇降を生じるようになされる。
流体圧作動ラム13は作動流体を収容したシリンダ20を含み、またシリンダ20は制御ユニット70と連通されており、この制御ユニット70はシリンダ20とガス式ばねのシリンダ72の第１端部のコネクタ71との間に、流体連通を選択的に形成する。流体圧作動ラム13は第６図に概略図に示されており、好ましい実施例では第３図に示した形式の作動ピストン22を含む。ポンプユニット73はガス式ばねのシリンダ72の第２端部のコネクタ74に連結されている。この装置の物理的な配列は第11図に示されるようにされ、流体圧作動ラム13およびポンプユニット73が共通ハウジング75に一体形成されている。
第７図〜第10図に示されるように、ガス式ばねのシリンダ72は第１および第２のピストン32,40を収容しており、各々のピストンは差圧に応じて移動する自由ピストンを構成しており、加圧された窒素ガスの体積がシリンダ内に画成されて第１および第２のピンで境界された室の第１部分に収容されている。
ポンプユニット73は足踏み式ポンプ77を含み、この足踏み式ポンプ77は加圧された作動流体を槽78から第２端部のコネクタ74へ導き、作動流体はポンプ77の作動によりガス式ばねのシリンダ72の中へ圧送されることができる。解放バルブ79がポンプ77と並列に連結され、また足踏み操作されてこの解放バルブ79が開放されると、第２端部のコネクタ74と槽78との間に復路が形成されて作動流体がガス式ばねのシリンダ72から流出できるようになす。
圧力リリーフバルブ80もまたポンプ77と並列に連結されて、作動流体圧が所定の最大限界を超えた場合にポンプをバイパスするように構成される。
ガス式ばねのシリンダ72で画成された室の第３部分81は第１ピストン32で境界され、第１端部のコネクタ71を経て、制御ユニット70を経て流体圧作動ラム13と連通しており、第３部分81および相互連結された配管は作動流体を充満されて、流体圧作動ラムの排出がガス式ばねのシリンダ72内の第１ピストン32の移動を伴うようになされている。ガス式ばねのシリンダの室の第１部分76は固定量のガスを圧縮して収容しており、この圧力は第１ピストン32の自由ピストン作用によって流体圧作動ラム13における作動流体の圧力と等しくなされる。第７図に示される状態においてピストン32,40は最外位置にあり、第２ピストン40は第２端部のコネクタ74に隣接する静止位置に保持されて、最大ガス体積が室の第１部分76内に画成されている。これは、流体圧作動ラム13の最大伸長に対応し、また第１図および第２図の椅子兼用ベッドでの荷重物体を担持するレスト部分３の高さ調整の最高位置に対応する。第６図の状態では、ガス式ばねのシリンダ72との流体連通から流体圧作動ラムを隔絶するように選択的に作動可能な制御ユニット70の制御バルブ82の作動によって、流体圧作動ラム13はこの上昇位置に固定されている。ガス式ばねのシリンダ72内の作動流体の圧力は、制御バルブ82とガス式ばねのシリンダとの中間に連結された制御ユニット70の第１圧力ゲージ83によって測定可能である。流体圧作動ラム13の作動流体の圧力は、流体圧作動ラム13と制御バルブ82との中間に連結された第２圧力ゲージ84によって測定可能である。
流体圧作動ラム13に発生される過昇流体圧力の全てを開放するために、第２圧力リリーフバルブ85が制御バルブ82と並列に連結される。
流体圧作動ラムに対する作動流体の流量を最大値に制限するために、第２チェックバルブ86が流体圧作動ラム13と直列に連結され、配置されている。
第７図の構造のピストン32,40を有するシリンダ72により、制御バルブ82の開放は流体圧作動ラム13を先に固定された状態からロック解除し、またレスト部分３上に与えられた荷重物体が存在しない状態で、平衡状態に、この例では完全に上昇された位置にレスト部分を保持するために、十分な上昇力を与えることが流体圧作動ラム13に一般に望まれる。それ故に、ガス式ばねのシリンダ72の第１部分の中のガス量が加圧されて、最大の有効体積を占有するときですら十分に大気圧を超える状態となされることが必要であり、第２ピストン40を経て流体圧作動ラム13の作動流体に付与されるようになされる発生した力は、レスト部分を静止保持するために十分なばね力とされる。
この構造（すなわち第７図に示されるような構造）のレスト部分３上への荷重物体の載置は、流体圧作動ラム13の収縮およびガス式ばねのシリンダ72への作動流体の流入を引き起こし、これは第８図に示されるようにガス体積を減少させようとする方向へ第１ピストン32を移動させる。
しかしながら、殆ど全ての例において、制御バルブ82を開放させる前にこの力の不均衡を排除することが望ましい。制御バルブ82を閉じて荷重を流体圧作動ラム13に付与すると、第１ゲージ83により記録される圧力に比較して第２圧力ゲージ84を使用して検出される流体圧力が上昇を生じる。ポンプ77の作動により、ガス式ばねのシリンダ72内の作動流体圧力は、第１ゲージ83および第２ゲージ84が対比可能な読みを与えるまで上昇することができ、足踏み式ポンプの作動が作動流体をガス式ばねのシリンダ72に導入させて第１ピストン32を変位させ、また第１ピストン76の中のガスの有効体積を調整するようになす。第２ピストン40の排出はガス式ばねのシリンダ72の中の室に第２部分87を形成し、これはポンプ77と通じている作動流体で占有され、これによりガスの有効体積を無関係に変化させるための調整手段を構成する。
第１部分76内のガスの有効体積の減少はその圧力を上昇させ、これにより第１圧力ゲージ83で検出される作動流体圧力を上昇させる。ガス圧が上昇されてゲージが共に同じ読みを与えられた後、制御バルブ82が開放されるならば、制御バルブを横断して発生された圧力平衡は流体に正味の移動を引き起こさず、それ故に流体圧作動ラム13の正味の移動を引き起こさない。第１図および第２図の椅子兼用ベッドに関しては、このことはレスト部分３が荷重物体を担持した状態で完全に釣り合わされることを意味し、この平衡化を達成するために調整されたばね力をガス式ばねが付与する。レスト部分３の高さ変更を望むオペレータは、したがって単に手操作で力を加えて、例えばレスト部分を所定の高さ位置に降下させるようになす。この移動の間、流体圧作動ラム13は収縮してこれにより作動流体を移動させ、第１ピストン32を第２ピストン40へ向けて移動させてガス圧を上昇させる。しかしながら、結果として生じたばね力の増大は、リンケージ４の幾何学配列により、また流体圧作動ラム13が基部２およびリンケージ４の間に連結されていることから、ばね力の垂直成分を実質的に変化させることはない。高さ調整が完了したならば、オペレータはレスト部分３を保持してその移動を停止させ、制御バルブ82を移動させて流体圧作動ラム13を再び固定する。
同様に、圧力の平衡が達成されたならば、荷重物体の上昇は、その移動の間に荷重物体を加速させるようにレスト部分３に加えられるべき最小限の力を単純に必要とするだけである。この点に関して、ガス式ばねのシリンダ72はエネルギー蓄積装置とみなすことができ、このエネルギー蓄積装置ではガスは荷重物体の降下時に圧縮され、蓄積エネルギーはその後のガスの膨張による荷重物体の上昇時に使用される。
荷重物体が除かれるか軽い荷重物体に置換されるとき、バルブ８の両側の圧力を平衡化させるために、解放バルブ79を作動してガス圧を低下させ、これにより第２ピストン40を有効空気体積が増大する方向に移動させることが必要である。
装置を作動させる代替態様は、圧力の不均衡を使用してレスト部分３の昇降を慎重に引き起こすことである。例えば、レスト部分３が下降位置にあれば、空気圧はポンプ77を作動させて増大でき、これにより第１ゲージ83で検出される圧力は第２圧力ゲージ84で検出されるよりも大きくなる。バルブ82はしたがって開放され、流体圧作動ラム内の上昇された作動流体圧力を与えるようになされる。これは、レスト部分３の上昇に伴う流体圧作動ラムの伸長を生じる。下の高さに達したときに、バルブ82が閉じられるのである。
ゲージ83,84は対応する荷重物体の重量により較正され得る。第２ゲージ84の読みはしたがってレスト部分３で支持された荷重物体の重量に一致する。第１ゲージ83の読みはしたがってレスト部分３の重量を超えるばね力の有効な上方向成分に一致する。
チェックバルブ83,86、およびリリーフバルブ80,85は装置の不適当な作動を避けるために備えられるのであり、そうでなければ、潜在的に危険な結果を生じる。
そうでないときに生じる１つの状況は、バルブ82が閉じた状態で過度にポンプ77が使用者により作動されてしまい、流体圧作動ラム13に実質的に如何なる荷重も付与されていない状態で非常に高いガス圧に達してしまうことである。その後に制御バルブ82が開放されると、流体圧作動ラム13の急激な伸長が生じて、この結果としてレスト部分３の急激な上昇を生じる。この異常な機能は第２チェックバルブ86の存在によって避けられるのであり、第２チェックバルブ86は流体圧作動ラム13に対する作動流体の流量の大きさを安全なレベルにまで拘束する。
そうでないときに生じる他の状況は、重い荷重物体がレスト部分３に載置されて、ガス式ばねのシリンダ72において対応する平衡ガス圧に達していない状態で過大な荷重が流体圧作動ラム13に加えられることである。制御バルブ82が開放されているときにこのような荷重が付与されると、流体圧作動ラム13は急激に圧縮されて荷重物体はレスト部分３とともに過大な速度で下降する。この異常な機能は、流体圧作動ラムからの作動流体の流量を制限する第１チェックバルブ89の存在で回避できる。
制御バルブ82が閉じた状態で生じる他の故障状態は、レスト部分が上昇位置にあり、流体圧作動ラムが完全に伸長された状態でレスト部分３に過大荷重が加えられることである。このような状態のもとでは、過大な作動流体圧力が流体圧作動ラムに発生し、この圧力は制御バルブ82をバイパスさせるように作動して流体圧作動ラムが収縮することでレスト部分を降下できるようにする第２圧力リリーフバルブ85によって開放される。
過大荷重がレスト部分３に作用することで他の潜在的な危険性が生じる。バルブ82が開放された状態で荷重物体を上昇させることに努めるオペレータは、ポンプ77を連続的に推進作動させて、ガス式ばねのシリンダ内の圧力を徐々に上昇させる。安全限度を超える過大圧力は本発明によればリリーフバルブ80の存在によって回避され、このリリーフバルブは予め定めた限界閾値を上回る圧力上昇を防止し、これによって荷重物体が上昇されることを防止する。
流体圧作動ラム13に対するリンケージ４の幾何学配列が第12図〜第14図に示されている。ピラー９は静止状態に保持され、第１図および第２図に示されるように基部２に固定されており、また支持脚10は調整高さ位置にてリンケージ４により支持されて、平行四辺形のリンケージを構成して支持脚をこの動きを通じて垂直状態にピラー９と平行に保持するように、配列される。
流体圧作動ラム13はその下側枢動点８でピラー９から横方向に突出しているブラケット19に連結されており、垂直投影図で見た場合に、枢動点18の位置はリンケージ４のリンク部材11の第１および第２のそれぞれの枢動軸線90,91の中間にある。このリンク部材11は第１および第２図の枢動軸線90,91の間の直線的に伸長し、また流体圧作動ラム13の上端部が枢動取り付けされる下方へ突出したフランジ16を有し、第４図に見られるように水平方向の投影図で見た場合にこのフランジ16は下方へ突出して、リンク部材に対する枢動連結部の位置が枢動軸線90,91を結ぶ直線から距離ｗほど偏倚するようになされる。
ブラケット19の位置は、第１枢動軸線90からある距離だけ下方にあり、流体圧作動ラム13の下側枢動点18が第１枢動軸線よりも距離Ｈだけ下方となるようになされる。
リンケージ４は、流体圧作動ラム13のストロークＳを伴って、第14図に示されるように支持脚10の降下位置と上昇位置との間の垂直方向の最大移動距離Ｍを与えるように配列される。変数L,v,xは第14図の線図に十分に示されている。
患者用の椅子兼用ベッドがこのような装置を使用している本発明の好ましい実施例で、流体圧作動ラム13は20mmのロッド径と、108mmのストロークとを有する。圧力リリーフバルブ85は、200バールを超える圧力で開放されて作動し、またチェックバルブ86,89は１リットル／分の最大オイル流量を可能にする。流体圧作動ラムの円柱形ロッドの排出量を表す65ccのオイルの体積は、開口された制御バルブ82を通して36mmの内径を有するガスばねのシリンダ72内に流れることができる。
60ccの基準オイル体積は、最大ガス体積の第７図の構造においてガス式ばねのシリンダ室の第２部分内に残り、これにより制御バルブが開放されたときにガス圧が常に流体圧作動ラムに通じている作動流体に伝達されることを保証する。
ポンプ77は330ccの容量を有する槽78を備えており、また200バールの最大圧力で3ccのポンプストロークを有する。
窒素ガスがガス式ばねのシリンダ72の室に収容されており、第７図に示されるような最大ガス体積の位置でガスは47バールの圧力を有して、535ccを占有する。
ガスが最小体積にまで収縮された第８図の構造では、ガス体積は159ccで圧力は160バールである。
この実施例の第14図に示された変数の寸法値は、以下の通りである。すなわち、
Ｈ＝300mm
Ｌ＝350mm
Ｍ＝410mm
ｘ＝117mm
ｖ＝175mm
ｗ＝35mm
Ｓ＝208mm
上述の変数によれば、410mmの垂直移動が有効となり、745〜2209ニュートンの範囲での荷重を扱うのに適当である。
上述の値は、高さ調整の値の範囲にわたる流体圧作動ラム13の上側枢動連結部に作用する力の計算を伴う反復方法によって得られたのであり、この計算は、ガス式ばねが調整されて高さ調整の初期位置で選択された重量の荷重物体と平衡状態にされているとの過程に基づいて遂行された。この計算は異なる荷重に関して１組の曲線を得るために多数繰り返され、これにおいて力の上方向および下方向の成分をプロットした。ばね力の上方向成分はガスの知られている特性を使用してガス式ばねの動力学およびリンケージに対する流体圧作動ラムの選択された幾何学的な配置を基に計算された。力の下方向成分はレスト部分３の知られている重量および選択された荷重物体の値を基に計算された。
理想的には、上方向および下方向の垂直力成分は、高さ調整を通じて且つ選択された各荷重に関して等しく且つ半体方向でなければならない。実際には、ある交差が許容されて、力の曲線の間の適合度に対する幾何学構成の最適化の反復処理の影響を観察するために、パラメータの各々の変化を伴う。
これらの計算は手で行われることができ、またはパソコンを使用し、「スプレッドシート」の可視表示を使用して計算することが好ましく、これにおいて力の曲線およびパラメータの値はコンピュータ画面に表示できる。
他の構造では、荷重物体の重量は適当な変換器で自動的に検出することができ、また第３図、第４図および第５図のガス式ばね45または50により与えられるばね力は制御回路で自動的に調整され、変換器からの信号に応じて制御ロッド36を駆動する電気機械的アクチュエータを制御するようになす。
更に他の構造では、第３図、第４図および第５図のガス式ばね45または50の調整は、従来のガス式ばねのような調整不能なばねで補償されることができる。この更に他のガス式ばねは、レスト部分３の重量を部分的に平衡化させるように配列されることができる。
上述で説明した好ましい実施例で、ばね力は基部およびリンケージの間で付与されて、レスト部分に間接的に付与されるようになされる。他の構造はが可能であり、それにおいては、ばね力はレスト部分およびリンケージの間に作用し、またはこの替わりに、レスト部分および基部の間に直接に作用することができる。
第３図、第４図および第５図のガス式ばね45または50は他の調整手段により調整でき、これはレバー機構、流体圧作動ジャッキ、または制御ロッド36を送り込みまたは引き出しに適した同様な機械的構造を含み、また例えば手動または自動制御の基で制御ロッドを駆動することにモーターが使用される電気機械装置を含むことができる。
ガス式ばね以外にばね手段が使用される他の構造もまた推測される。例えば、コイルばねが使用されて、ばね力の調整のために適当な調整手段が備えられることができる。このような調整手段は、ばねにより与えられる力に影響を与える機械的構造を含むか、またはこれに替えて所定の力をばねが発生するようにする機械的利点の異なる機械的構造を含むことができる。
第６図を参照して上述で引用したチェックバルブ86,89で与えられるバルブ作動は、これに替えて流量の変化に応じて自動的に変化する流動抵抗を与える形式の流れ制御バルブのようないずれかの適当なバルブ手段によって与えられる。このようなバルブ手段は、この替わりに第６図に示されるバルブ89の位置の単一の流れ制御バルブで与えられることができ、これは両方向の流れを調整するようになされる。
本発明による装置は、望まれるならば他の形式のリンケージを含むことができ、特に垂直に延在する伸縮可能なリンケージを基部とレスト部分との間に延在させて含むことができる。このような構造では、ばね手段は基部と伸縮リンケージの上部との間を延在する線形アクチュエータを都合良く利用することができ、このアクチュエータは垂直方向に対して傾斜して延在するように配置される。このアクチュエータは上述で開示したいずれかの形式のばね構造とすることができ、例えば第６図〜第11図を参照して開示した形式のものとすることができる。
本発明によるガス式ばねはホイストの持ち上げに使用することができ、これにおいて荷重物体はホイストの持ち上げアームの下側に支持されるものであり、アームは使用において荷重物体の有効な高さ調整のために昇降される。ガス式ばねはしたがってアームと基部との間に連結され、アームは基部に対して枢動連結されていて、垂直方向に対して傾いて伸長するように構成される。第14図を参照して上述で開示した形式の幾何学配置が使用でき、これにおいてリンク11はホイストおよび図示された支持脚10に代えて位置91から懸吊された荷重物体の枢動アームとみなすことができる。第２リンク12もこの構造では省略されている。
【図７】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図８】
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【図４】
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【図１０】
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【図５】
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【図９】
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【図１１】
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【図６】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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