(57)【要約】【課題】  床擦れを防止するために、人体の特定の部位に体圧が掛かり続けることを防止することができる床擦れ防止装置を提供する。【解決手段】  外部から供給される回転動力により自立的に上下運動する機構を備えたユニットモジュール５を、一定の間隙を設けて配置し、カップリングを介して相隣るユニトモジュール５を結合してユニットモジュール集合体２および３を構成し、制御装置１５により、様々なパターンで各ユニットモジュール５の上下動作を行わせ、前記カップリングをユニバーサルジョイント型にすることにより、ベッドに搭載した場合、ベッドの姿勢変化に対応できる。【選択図】      図１
2006115997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仰臥した人体の横幅方向に延在するユニットモジュールであって、少なくとも回転動力を前記人体の横幅および長尺方向に略直交する方向の直線運動に変換する変換機構を備えるユニットモジュールを有し、
前記複数のユニットモジュールを、仰臥した人体の長尺方向に沿って配設することによりユニットモジュール集合体を形成し、相隣るユニットモジュール間で前記回転動力を授受可能に構成することを特徴とする床擦れ防止装置。
【請求項２】
相隣るユニットモジュール間で回転動力を授受するためのフレキシブルカップリングをさらに備え、
相隣るユニットモジュールの相対角度変化に対応可能に構成することを特徴とする請求項１記載の床擦れ防止装置。
【請求項３】
前記変換機構は、回転可能に設けられるカムと、該カムの回転動力に基づくユニットモジュールの前記直線運動を選択的に抑制する抑制手段とを有することを特徴とする請求項１記載の床擦れ防止装置。
【請求項４】
前記抑制手段は、変位可能に設けられるストッパー片と、ユニットモジュールの直線運動を抑制する変位位置にストッパー片を付勢する付勢手段と、ストッパー片を前記付勢手段による付勢力に抗して変位駆動可能なアクチュエータとを有することを特徴とする請求項３記載の床擦れ防止装置。
【請求項５】
相隣るユニットモジュールのカムを、交互に略９０度位相をずらして配設することを特徴とする請求項３記載の床擦れ防止装置。
【請求項６】
設定時間帯と待機時間帯とを予め定めておき、
前記設定時間帯において、各ユニットモジュールのストッパー片を変位駆動してカムを回転し、それぞれのユニットモジュールの位置を設定し、プログラムにより設定できる一定の待機時間経過後、次の設定時間帯において再び各ユニットモジュールのストッパー片を変位駆動してカムを回転し、それぞれのユニットモジュールの位置を設定する動作を繰り返すことを特徴とする請求項４記載の床擦れ防止装置。
【請求項７】
機械的に独立した複数のユニットモジュール集合体を設け、これらユニットモジュール集合体がそれぞれ独立してベッドの姿勢変化に対応できるようにし、プログラミングにより複数のユニットモジュール集合体の各ユニットモジュールを同期駆動させることを特徴とする請求項６記載の床擦れ防止装置。
【請求項８】
ストッパー片を選択的に変位駆動することにより特定のユニットモジュールのみを駆動させ、このときのカムの回転トルクを検出することにより、特定のユニットモジュールに掛かっている負荷を検知する検知手段をさらに備え、この検出手段の検知結果に基づいて、体圧の分布状態を検知することを特徴とする請求項４記載の床擦れ防止装置。
【請求項９】
人体が乗載される前に検知したそれぞれのユニットモジュールに掛かる負荷と、人体が乗載された後に検知したそれぞれのユニットモジュールに掛かる負荷との差異値を計算し、個々のユニットモジュールの差異値合計と人体体重とを比較することにより補正値を求め、個々のユニットモジュールに掛かる負荷の絶対値を求めることを特徴とする請求項８記載の床擦れ防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床擦れの発生を防止する床擦れ防止装置に関する。
本発明において、「略直交」は「直交」を含み、「略９０度」は「９０度」を含む。
【背景技術】
【０００２】
床擦れは、人体の抵抗力が落ちているときに長時間同じ姿勢を続けていると、皮膚、皮下組織が圧迫され血行障害を起し、皮膚が懐死する状態を言う。床擦れの発生を防止するためには、皮膚の蒸れや摩擦を回避すると同時に、長時間同じ部位が圧迫されることを回避することが重要であるとされている。特に、寝たきり老人の場合には、１〜２時間ごとに仰臥姿勢を変えることが要求されており、看護や介護する人の大きな負担となっている。
【０００３】
従来、この問題を解決するために様々な発明がなされている（たとえば特許文献１，２参照）。たとえば、人体の下にエアーマットを敷き、このマットの空気室を複数個に分割し、空気を充満させる室と排気する室を適宜切り替えることにより、特定の人体部位に体圧が継続して掛かることを防止するものが考案されている。しかし、エアーマットは通気性がなく、人体とマット間の湿度が高くなり、皮膚が蒸れるという好ましくない現象が起こる。また、機械的な手段でブロックを上下させ、体圧を分散させるものも考案されているが、ベッドと一体構造になった大掛かりなもので通気性、ベッドの姿勢変化への追従性などに問題がある。
【０００４】
通気性の確保は特に重要であり、通常のベッドの底部はメッシュの粗い金網で構成することにより通気性が確保されているが、従来の床擦れ防止装置ではこの通気性の確保が難しい。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３３３９４２号公報
【特許文献２】特開２０００−１６６９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、床擦れの発生を防止するため、長時間同じ部位が圧迫されることを自動的に回避し、皮膚の一部が蒸れたり摩擦されたりすることなくこれを実現し、かつ、既存のベッド上に搭載して使用することができ、人体上半身部の立ち上げ、膝部、腰部の折り曲げ等ベッドの姿勢変化に問題なく対応し得る床擦れ防止装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、仰臥した人体の横幅方向に延在するユニットモジュールであって、少なくとも回転動力を前記人体の横幅および長尺方向に略直交する方向の直線運動に変換する変換機構を備えるユニットモジュールを有し、
前記複数のユニットモジュールを、仰臥した人体の長尺方向に沿って配設することによりユニットモジュール集合体を形成し、相隣るユニットモジュール間で前記回転動力を授受可能に構成することを特徴とする床擦れ防止装置である。
【０００８】
また本発明は、相隣るユニットモジュール間で回転動力を授受するためのフレキシブルカップリングをさらに備え、
相隣るユニットモジュールの相対角度変化に対応可能に構成することを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、前記変換機構は、回転可能に設けられるカムと、該カムの回転動力に基づくユニットモジュールの前記直線運動を選択的に抑制する抑制手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、前記抑制手段は、変位可能に設けられるストッパー片と、ユニットモジュールの直線運動を抑制する変位位置にストッパー片を付勢する付勢手段と、ストッパー片を前記付勢手段による付勢力に抗して変位駆動可能なアクチュエータとを有することを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、相隣るユニットモジュールのカムを、交互に略９０度位相をずらして配設することを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、設定時間帯と待機時間帯とを予め定めておき、
前記設定時間帯において、各ユニットモジュールのストッパー片を変位駆動してカムを回転し、それぞれのユニットモジュールの位置を設定し、プログラムにより設定できる一定の待機時間経過後、次の設定時間帯において再び各ユニットモジュールのストッパー片を変位駆動してカムを回転し、それぞれのユニットモジュールの位置を設定する動作を繰り返すことを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、機械的に独立した複数のユニットモジュール集合体を設け、これらユニットモジュール集合体がそれぞれ独立してベッドの姿勢変化に対応できるようにし、プログラミングにより複数のユニットモジュール集合体の各ユニットモジュールを同期駆動させることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、ストッパー片を選択的に変位駆動することにより特定のユニットモジュールのみを駆動させ、このときのカムの回転トルクを検出することにより、特定のユニットモジュールに掛かっている負荷を検知する検知手段をさらに備え、この検出手段の検知結果に基づいて、体圧の分布状態を検知することを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、人体が乗載される前に検知したそれぞれのユニットモジュールに掛かる負荷と、人体が乗載された後に検知したそれぞれのユニットモジュールに掛かる負荷との差異値を計算し、個々のユニットモジュールの差異値合計と人体体重とを比較することにより補正値を求め、個々のユニットモジュールに掛かる負荷の絶対値を求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、人体の横幅方向に延在するユニットモジュールにおいて、人体の横幅および長尺方向に略直交する方向の動作により、人体の特定部位に連続して体圧が掛かることを防止することができる。このため、人体全体の姿勢を変更することなく、人体の皮膚を摩擦することなくこれを実行することができ、かつ、各ユニットモジュール間の間隙から空気の対流が行われ湿度による人体皮膚の蒸れを防止できる。
【００１７】
したがって床擦れの発生を防止するため、長時間同じ部位が圧迫されることを自動的に回避し、皮膚の一部が蒸れたり摩擦されたりすることなくこれを実現し、かつ、既存のベッド上に搭載して使用することができ、人体上半身部の立ち上げ、膝部、腰部の折り曲げ等ベッドの姿勢変化に問題なく対応し得る床擦れ防止装置を実現することができる。さらに、各ユニットモジュールは、少なくとも回転動力を前記人体の横幅および長尺方向に略直交する方向の直線運動に変換する変換機構を備え、相隣る各ユニットモジュール間で回転動力を授受しているため、ユニットモジュール集合体を薄型でコンパクトに構成できる。
【００１８】
また、相隣るユニットモジュールとの回転動力の授受をフレキシブルカップリングを介して行っているため、相隣るユニットモジュールの相対角度を変化させることが可能で、ベッドの長尺方向の姿勢変化に対応することができる。すなわち、本発明の床擦れ防止装置に仰臥したまま、ベッドの姿勢変化に対応して人体の腰部、膝部を軽く曲げることが可能になる。
【００１９】
また、カムの回転によって各ユニットモジュールを、人体の横幅および長尺方向に略直交する方向に直線運動させ、抑制手段により前記ユニットモジュールの直線運動を抑制する。これにより、任意のユニットモジュールを選択的に上下動できるため、上下動作するユニットモジュールの選択やタイミングを様々に変更することにより、仰臥する人の体格に合わせて的確に体圧分散を行うことができる。
【００２０】
またストッパー片は変位可能に設けられ、付勢手段は、ユニットモジュールの直線運動を抑制する変位位置にストッパー片を付勢する。アクチュエータは、ストッパー片を前記付勢手段による付勢力に抗して変位駆動することができる。このようなストッパー片、付勢手段およびアクチュエータを有する抑制手段によって、ユニットモジュールの直線運動を選択的に抑制することが可能となる。
【００２１】
また、相隣るユニットモジュールのカムの位相を交互に変えることにより、ユニットモジュールを上昇させる際に必要なカム軸の最大駆動トルクを軽減させることができるとともに、相隣るユニットモジュールの高さを、上、中、下と段階的に変化させ、ユニットモジュール集合体の高さをウエーブ状に変化させることが可能ことなる。このウエーブ状の上下動作により、人体にマッサージ効果を与えることができる。
【００２２】
また、設定時間帯と待機時間帯とを予め定めておき、設定時間帯において各ユニットモジュールのストッパー片を変位駆動してカムを回転し、それぞれのユニットモジュールの位置を設定し得る。待機時間はプログラムにより任意に変更することができる。これにより、待機時間を殆ど零にして早いサイクルで動作させ人体にマッサージ効果をもたらしたり、待機時間を長くして寝心地を阻害することなく、人体の特定部位の連続圧迫を回避することが可能である。
【００２３】
また、機械的に独立した複数のユニットモジュール集合体を設け、各ユニットモジュール集合体が独立してベッドの姿勢変化に対応できるとともに、プログラミングにより複数のユニットモジュール集合体の各ユニットモジュールの上下動作を同期させることにより、恰も一つのユニットモジュール集合体であるごとくユニットモジュールを上下動させることが可能となり、人体の体圧分散を確実に、かつ、人体に違和感を与えることなく行うことができる。
【００２４】
また、特定のユニットモジュールのみを上下動させ、このときのカムの回転トルクを検出することにより、特定のユニットモジュールに掛かっている負荷を検知することにより、簡単に人体の体圧分布状態を検知することができる。
【００２５】
また、人体が乗載される前後のユニットモジュールに掛かっている負荷の差異値合計を計算し、あらかじめ認知している人体の体重と比較することにより、個々のユニットモジュールに掛かる負荷を正確に検知することができる。しかして、特に負荷の大きいユニットモジュール、すなわち、人体の体圧が大きい部分を特定し、この部分の体圧分散を重点的に行うこともできる。
【００２６】
本発明の床擦れ防止装置は、既存のベッドに搭載できることを目的にしたものであるが、畳等フラットな床の上でも使用できることは、言うまでもない。この場合にも、隣り合うユニットモジュール間に間隙があるため、仰臥する人体に適度の通気性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例で説明する。
【実施例】
【００２８】
図１は、本発明の実施の一形態に係る床擦れ防止装置１の全体構成を示す斜視図である図２は、一台の駆動部と複数台のユニットモジュール５とを含む上ユニットモジュール集合体２を概略示す平面図である。図３は、一台の駆動部と複数台のユニットモジュール５とを含む下ユニットモジュール集合体３を概略示す平面図である。本実施形態において、床擦れの発生を防止する床擦れ防止装置１を説明する。ただし後述するユニットモジュール上に仰臥する人体の体重分布を測定する方法についての説明をも含む。この床擦れ防止装置１は、主に、上ユニットモジュール集合体２と、下ユニットモジュール集合体３と、制御装置１５と、手元操作卓１６とを有する。これら制御装置１５と上ユニットモジュール集合体２、下ユニットモジュール集合体３および手元操作卓１６は、それぞれケーブル１７，１８，１９により電気的に接続されている。ここで、上下のユニットモジュール集合体２，３は、それぞれ動力部４と、この動力によって駆動されプログラムに従って上下に動作するユニットモジュール５とを有する。上ユニットモジュール集合体２は、１０個のユニットモジュール５と１台の動力部４とを有する。下ユニットモジュール集合体３は、１５個のユニットモジュール５と、１台の動力部４とを有する。上下のユニットモジュール集合体２および３は、機械的には独立しているが、電気的には制御装置１５により連動して制御される。ここで、本床擦れ防止装置１に仰臥する人体の長尺方向をＸ方向と定義し、仰臥する人体の横幅方向をＹ方向と定義する。これらＸおよびＹ方向に直交する方向をＺ方向と定義する。
【００２９】
図４は、既存のベッド６上に上ユニットモジュール集合体２および下ユニットモジュール集合体３が搭載された状態を示す斜視図である。図５は、ベッド６の姿勢が変化した場合の、上ユニットモジュール集合体２と下ユニットモジュール集合体３とベッド６との相対位置関係を表している。図６は、ユニットモジュール５が連結された状態を拡大して示す正面図である。図７は、ベッド姿勢変換機構の詳細を示し、図７（ａ）は、上枠７に対応する第１のベッド姿勢変換機構の正面図、図７（ｂ）は、下枠８に対応する第２のベッド姿勢変換機構の正面図である。
【００３０】
上ユニットモジュール集合体２は、ベッド６の上枠７に取り付けられており、周知の通りこの上枠７は、ベッド６の図示外のベッド手元操作卓により第１のベッド姿勢変換機構１１を介して、立ち上がり角度αを調整できる構造となっている。第１のベッド姿勢変換機構１１は、電動シリンダー５０、リンク５１およびブラケット５２，５３を含む。ベッド６のベッド本体６ａの下面部において、その長手方向中間付近部には、ブラケット５３が固着されている。このブラケット５３に電動シリンダー５０の電動シリンダー本体５０ａが揺動可能にトラニオン支持されている。上枠７の下面部にブラケット５２が固着され、このブラケット５２に前記電動シリンダー５０のロッド５０ｂ先端部が連結されている。ベッド本体６ａの長手方向一端部と上枠７の長手方向他端部とは、リンク５１によって連結されている。
【００３１】
下枠８の長手方向一端部には、長孔５４ａが形成され、上枠７の長手方向他端部に装着されるピン５４ｂが、該長孔５４ａに摺動可能に係合する構造になっている。つまり前記ベッド手元操作卓の操作を介してブラケット５２が電動シリンダー５０により図示左方向（ブラケット５３から離隔する方向）へ駆動されると、上枠７は、支点の位置すなわちピン５４ｂの位置を前記図示左方向へずらしながら、傾斜するようになっている。このように上枠７の立ち上がり角度αを調整可能になっている。本実施形態においては、ベッド手元操作卓によって電動シリンダー５０が駆動され、上枠７の立ち上がり角度αを調整しているが、必ずしもこの形態に限定されるものではない。
【００３２】
下ユニットモジュール集合体３は、ベッド６の下枠８に取り付けられている。下枠８は、上下可動部８ａ、中間可動部８ｂ、固定部８ｃ、および、ヒンジ９およびヒンジ１０から構成されている。固定部８ｃは、ベッド本体６ａに固定されており、下枠８は、ヒンジ９およびヒンジ１０を中心として図５、図６、図７（ｂ）に示すように姿勢を変更できる。この姿勢変更はベッド６のベッド手元操作卓により第２のベッド姿勢変換機構１２を介して行える。第２のベッド姿勢変換機構１２は、電動シリンダー５５、リンク５６およびブラケット５７，５８を含む。ベッド本体６ａの下面部において、その長手方向中間付近部には、ブラケット５８が固着されている。このブラケット５８に電動シリンダー５５の電動シリンダー本体５５ａが揺動可能にトラニオン支持されている。下枠８のうちヒンジ９，１０間つまり中間可動部８ｂの下面部にブラケット５７が固着され、このブラケット５７に前記電動シリンダー５５のロッド５５ｂ先端部が連結されている。ベッド本体６ａの長手方向他端部と下枠８（上下可動部８ａ）の長手方向他端部とは、リンク５６によって連結されている。
【００３３】
前記ベッド手元操作卓の操作を介してブラケット５７が電動シリンダー５５により図示右方向（ブラケット５８から離隔する方向）へ駆動されると、下枠８の中間可動部８ｂがヒンジ９を中心にして傾斜し、立ち上がり角度βが調整可能になっている。この中間可動部８ｂの調整に伴って、ヒンジ９、ヒンジ１０およびリンク５６で連結された下枠８の上下可動部８ａは、ベッド本体６ａに対し略平行に保持されて移動する。前記略平行は、平行を含む。前記ベッド手元操作卓によって、前記下枠８の中間可動部８ｂの立ち上がり角度βを、上枠７とは独立して調整することが可能である。図５および図６に示すように、下ユニットモジュール集合体３は、下枠８の姿勢変化に追従することができる。
【００３４】
図８は、床擦れ防止装置１の各ユニットモジュール５が上下動作している状況を説明する正面図である。つまり、人が、ベッド６に搭載された上下ユニットモジュール２および３の上に仰臥し、上下ユニットモジュール集合体２および３の各ユニットモジュール５がプログラムに従って上下動作している状態を示す。図のようにＺ方向一方（矢符Ｚ１にて表記する）に下降したユニットモジュール５には体重が掛からないため、下降するユニットモジュール５を順次変更することにより、人体の特定部位に体圧が掛かり続けることを防止できる。下降するユニットモジュール５の選択と切替え間隔はプログラムにより自由に変更できる。
【００３５】
図９は、床擦れ防止装置１を構成するユニットモジュール５の概観を示す斜視図である。図１０は、ユニットモジュールの要部の縦断面図である。ユニットモジュール５は、ベッド６に当接する下レール２１と、下レール２１に対して相対的に上下動する上レール２２と、相隣るユニットモジュール５間で回転力の授受を行うカム軸２３とを備えている。詳細は後述するが、上レール２２はカム軸２３の回転力によってＺ方向一方および他方に変位する構造となっており、ユニットモジュール５単体で自立的にＺ方向一方（Ｚ１にて表記）および他方（Ｚ２にて表記する）に運動する機構を備えている。相隣るユニットモジュール５は、カップリング３１によって連結される。このカップリング３１に周知のユニバーサルジョイント型のものを採用することにより、相隣るユニットモジュール５のカム軸２３の軸線が平行ではなく、角度を持っている場合にも支障なく回転力を授受することができる。また当然のことではあるが、カップリングを使用せずに、相隣るユニットモジュールのカム軸を共通にして、動力を伝達することもできる。
【００３６】
図１１は、図９のユニットモジュールの横断面図であり、ユニットモジュールをＺ方向一方および他方に変位させるカムおよびカム軸の装着状態を説明する図である。カム軸２３にはカム２６がピン４６により固着されている。下レール２１には下シャーシ２４が固着され、この下シャーシ２４に、二つの軸受け４５がカム軸２３の軸線方向に所定小距離離隔して内装される。一方の軸受け４５は下シャーシ２４の一側壁部２４ａに内嵌係合され、他方の軸受け４５は他側壁部２４ｂに内嵌係合されている。カム軸２３は、これら二つの軸受け４５を介して下シャーシ２４に装着されている。カム２６の上部には上シャーシ２５が装着されており、上シャーシ２５は上レール２２に固着されている。カム軸２３が回転するとき、上シャーシ２５および上レール２２がカム２６の形状に従ってＺ方向一方および他方に動作する。上シャーシ２５の一部に逆Ｕ字型切り欠き部２５ａが形成されており、この逆Ｕ字型切り欠き部２５ａがカム軸２３に摺動可能な形で嵌合している。このように、ユニットモジュール５は、外部から供給される回転動力により自立的にＺ方向一方および他方に変位可能な構成になっている。
【００３７】
図１２は、図９のユニットモジュールの縦断面図の一部であり、ユニットモジュールをＺ方向一方および他方に変位させる機構と、Ｚ方向一方および他方の変位を選択的に抑制するためのストッパーの構造を説明する図である。図１３は、ユニットモジュールの変位が許容された状態を示す縦断面図である。図１１も参照しつつ説明する。図１２および図１３においては、ユニットモジュール５の長手方向一端部における構造を表している。前記構造は、ユニットモジュールを上下動させる機構（上下動機構と称す）および前記ストッパーの構造を含む。ユニットモジュール５の長手方向他端部においても、前記構造と同様の構造が設けられている。これら長手方向一端部および他端部の構造は対称構造であるので、図示する長手方向一端部の構造についてのみ説明し、長手方向他端部の構造については省略するものとする。
【００３８】
カム２６が回転するとき、上シャーシ２５、上レール２２がＺ方向一方および他方（たとえば上下）に動作することは前記した通りである。ストッパー片２７は上シャーシ２５にピン４６を介して揺動可能な状態で装着されている。ストッパー片２７の基端部がピン４６に支持され、該ストッパー片２７の先端部が揺動可能に設けられている。前記ピン４６はカム軸２３の軸線方向に平行に装備されている。ストッパー片２７はストッパー２７と同義である。付勢手段であるスプリング４７は、たとえば捩りばねによって実現され、ストッパー２７の先端部をカム２６から離隔する方向つまり図１２の反時計方向に回転させる働きをしている。ストッパー２７のＺ方向一方には、台２８が下シャーシ２４に固着されている。この台２８には、アクチュエータとしてのソレノイド２９が装着されており、前述のスプリング４７の付勢力によって、ソレノイド２９のプランジャー３０の先端にストッパー２７の先端部が当接している。つまりソレノイド２９のプランジャー３０には、スプリング４７の付勢力でもってストッパー２７の先端部が常に当接している。
【００３９】
ソレノイド２９は、前記スプリング４７の付勢力に抗してストッパー２７を変位駆動可能に構成されている。図１２の状態は、カム長径部が上にあり上シャーシ２３は上死点にある。このときストッパー２７と台２８との間には該ストッパー２７の揺動駆動を許容する間隙δ１が、形成されている。ソレノイド２９に通電され、プランジャー３０がカム２６に近接する方向、図１３の左方向（矢符Ｄ１にて表記する方向）に突き出ると、ストッパー２５の先端部がスプリング４７の付勢力に抗してカム２６に近接する方向つまり図１３の左方向（矢符Ｄ１にて表記する方向）に蹴られる。このときカム２６が回転すると、ストッパー２７は、台２８に当接することなくＺ方向一方に下降する。つまりソレノイド２９が通電状態のときにカム２６が回転すると、ストッパー２７による規制が解除されて、カム２６の外周部分に当接されかつ装着される上シャーシ２５および上レール２２がＺ方向一方に下降する。これら上シャーシ２５および上レール２２とともに、ストッパー２７もＺ方向一方に下降する。一方、ソレノイド２９が通電されない状態でカム２６が回転すると、上シャーシ２５は少しＺ方向一方に下降するが、ストッパー２７の先端部が台２８に当接し、上シャーシ２５は下降しない。このように、ソレノイド２９に通電するか否かによって、上シャーシ２５、上レール２２のＺ方向一方および他方の動作を選択できる。ストッパー２７とスプリング４７とソレノイド２９とが、抑制手段に相当する。前記抑制手段とカム２６とが、変換機構に相当する。
【００４０】
以下、本発明の床擦れ防止ベッドの動作を説明するために、上ユニットモジュール集合体２の動力部４に近いユニットモジュールから遠い方のユニットモジュールに対し、降番順にｍ１からｍ１０の連続番号を付し、下ユニットモジュール集合体３の動力部４に近いユニットモジュール５から遠い方のユニットモジュール５に対し、昇番順にｍ２５からｍ１１の連続番号を付す。ユニットモジュール５を単に、モジュール５と称す場合がある。
【００４１】
このとき奇数番号のモジュール５、偶数番号のモジュール５はそれぞれ同じ位相角にカム２６が装着されており、奇数番号のモジュール５と偶数番号のモジュール５とは９０°位相を変えてカム２６が装着されている。このように位相を変えてカム２６を装着することにより、全てのユニットモジュール５のカム２６が同時にそれぞれの上レール２２を持上げることがないため、カム軸２３の総回転力を軽減することができる。また、例えば奇数番号のモジュール５のカム２６の最大半径部が真下もしくは真上に達したとき、すなわち当該上レールが上死点もしくは下死点に設定したとき、奇数番号のモジュール５の最大半径部はほぼ水平方向となり、当該上レールは上死点と下死点の中間位置に停止する。
【００４２】
次に、ユニットモジュール集合体のパターン動作について説明する。前記したように、上ユニットモジュール集合体２と下ユニットモジュール集合体３とは、機械的には独立しているが、電気的には制御装置１５により連動して制御され、パターン動作も連動して制御される。
【００４３】
図１４は、ユニットモジュール集合体の動作状態の一例を説明する図である。この図は、上ユニットモジュール集合体２のユニットモジュールｍ１０と、下ユニットモジュール集合体３のユニットモジュールｍ１１とがＸ方向に近接した状態でおかれている場合の正面図であり、各モジュール５の上下の動作状態を示している。ｍ１、ｍ２〜ｍ２５は、各モジュール５を表す。ｍ５〜ｍ２４は番号図示を省略している。この例の場合には、図の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の４種類のパターンが連続して繰り返される。（ａ）は、ｍ４、ｍ８、ｍ１２、ｍ１６、ｍ２０、ｍ２４の各モジュール５のストッパー２７のソレノイド２９が通電され、上レール２２が下降し低位にある状態を示す。（ｂ）はｍ３、ｍ７、ｍ１１、ｍ１５、ｍ１９、ｍ２３のモジュール５のストッパー２７のソレノイド２９が通電され、上レール２２が下降し低位にある状態を示す。（ａ）の状態から（ｂ）の状態へ切り替えるタイミングは、プログラムによって変更できる。以下同様に、（ｃ）、（ｄ）の状態に変化し、再び（ａ）の状態に戻り同じパターンで動作を繰り返す。このようなパターンで動作させることにより、高位にあるモジュール５に対して、低位にあるモジュール５が少ないため、仰臥する人体に極度の違和感を与えることなく、体圧の掛かる部位を変更することができる。また、切り替えるタイミングを数十分間隔程度の長い間隔で行うことによって、人に与える違和感が更に少なくなる。
【００４４】
図１５は、ユニットモジュール集合体の動作状態の他の例を説明する図である。この例の場合には、図の（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）の４種類のパターンが連続して繰り返される。ここで、図１４で説明した場合と同じように、ｍ５以下のユニットモジュール５の動作はｍ１からｍ４の四つのユニットモジュール５の動作パターンの繰り返しであるため、ｍ１からｍ４のユニットモジュール５の動作について説明し、他のユニットモジュール５の動作についてはその説明を省略する。
【００４５】
図１５（ｅ）の状態は、ｍ２のストッパー２７のソレノイド２９が通電されずレール上は高位にあり、ｍ１、ｍ３、ｍ４のストッパー２７のソレノイド２９は通電されている。このときカム軸２３を、偶数番号のユニットモジュール５のカム長径部が下にくる位置で停止させることにより、ｍ１およびｍ３のユニットモジュール５の上レール２２は、Ｚ方向中間位置で停止し、ｍ４のユニットモジュールの上レールは低位にある。（ｆ）の状態は、ｍ１のストッパーのソレノイド２９が通電されず上レールは高位にあり、ｍ２、ｍ３、ｍ４のストッパー２７のソレノイド２９は通電される。このときカム軸２３を、奇数番号のユニットモジュール５のカム長径部が下にくる位置で停止させることにより、ｍ２およびｍ４のユニットモジュール５の上レール２２は、Ｚ方向中間位置で停止し、ｍ３のユニットモジュール５の上レール２２は低位にある。（ｅ）の状態と（ｆ）の状態とを比較すると、高位にあるユニットモジュール５あるいは低位にあるユニットモジュール５が、一つのモジュールピッチだけ若いユニットモジュール番号の方へ移動したことになる。以下同様の方法で、図の（ｇ）、（ｈ）の状態を発生させることができる。
【００４６】
（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）の四つのパターンを連続して繰り返すことにより、上下のユニットモジュール集合体２および３の各ユニットモジュール５がウエーブ状に変化して身体の下から上に移動しているような状態を生成することができる。（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）の各パターンへの切替え時間をたとえば数秒間位の短い時間にすることにより、人体にマッサージ効果を与えることが可能になる。前述の図１５の動作状態をより簡単に発生させることも可能である。具体的には、ｘ方向に連続する４個のユニットモジュール５のカム２６を、それぞれ０度、９０度、１８０度、２７０度に配置し、４個のユニットモジュール５毎にこのパターンで配置し、カム軸２３を回転させることにより、前記動作状態を実現し得る。
【００４７】
図１６は、ユニットモジュール集合体の動力部の構造を説明する図である。前記動力部の出力軸３２に、カップリング３１（図１１参照）を介してユニットモジュール５のカム軸２３が連結されている。ベースプレート４３上には、駆動源であるモータ４２が固着され、モータ４２の出力軸はトルクセンサー４１を経由して歯車４０に繋がっている。歯車４０に他の歯車３８が噛み合っており、駆動軸３７を回転させる。駆動軸３７は軸受け３６および３９に支持されている。駆動軸３７の回転角度は、図示外のロータリーエンコーダによって検出されている。駆動軸３７の両端には傘歯車３５が装着されており、この傘歯車３５と噛み合う他の傘歯車３４は出力軸３２に固着されている。結局モータ４２の回転出力は出力軸３２に伝達され、その回転角度はロータリーエンコーダによって監視される。これら出力軸３２およびロータリーエンコーダは同一の回転軸線上に配設される。
【００４８】
次に、この動力部の働きによって、ユニットモジュール５上に仰臥する人体の体重分布を測定する方法について説明する。最初に人が載らない状態にて、ユニットモジュール集合体の中から任意の1個のユニットモジュール５を選択しストッパー２７を作動させカム軸２３を一回転させる。このときのカム軸２３の駆動トルクを計測し、その値をＰｍとする。次に人が仰臥した状態で、同じモジュール５を選択しストッパー２７を作動させカム軸２３を一回転させる。このときのカム軸２３の駆動トルクを計測し、その値をＰｎとする。全てのユニットモジュール５について同様の計測を行い、人が載らない場合の計測値Ｐｍの合計値と人が仰臥した場合の計測値Ｐｎの合計値との差を求め、これをδＰとする。この値δＰは仰臥した人の体重に相当する。しかして、各ユニットモジュール５に関して、計測値Ｐｎから計測値Ｐｍを減じ、その値を前記値δＰで除した値つまり（Ｐｎ―Ｐｍ）／δＰを求めると、この値が各ユニットモジュール５に掛かる仰臥する人の分布体重に相当する。このように、簡単な方法で仰臥する人の体重分布を計測することができる。
【００４９】
以上説明した床擦れ防止装置１によれば、人体の横幅方向に延在するユニットモジュール５において、人体の横幅方向および長尺方向に略直交するＺ方向の動作により、人体の特定部位に連続して体圧が掛かることを防止することができる。このため、人体全体の姿勢を変更することなく、人体の皮膚を摩擦することなくこれを実行することができ、かつ各ユニットモジュール５間の間隙δ２（図１参照）から空気の対流が行われ湿度による人体皮膚の蒸れを防止できる。
【００５０】
したがって床擦れの発生を防止するため、長時間同じ部位が圧迫されることを自動的に回避し、皮膚の一部が蒸れたり摩擦されたりすることなくこれを実現し、かつ、既存のベッド６上に搭載して使用することができ、人体上半身部の立ち上げ、膝部、腰部の折り曲げ等ベッド６の姿勢変化に問題なく対応し得る床擦れ防止装置１を実現することができる。さらに各ユニットモジュール５は、少なくとも回転動力を前記人体の横幅および長尺方向に略直交するＺ方向の直線運動に変換する変換機構を備え、相隣る各ユニットモジュール５間で回転動力を授受しているため、ユニットモジュール集合体２，３を薄型でコンパクトに構成できる。それ故、ユニットモジュール集合体の搬送を容易にし、取り扱いを簡単化することができる。
【００５１】
相隣るユニットモジュール５との回転動力の授受をフレキシブルカップリングを介して行っているため、相隣るユニットモジュール５の相対角度を変化させることが可能で、ベッド６の長尺方向の姿勢変化に対応することができる。すなわち床擦れ防止装置１に仰臥したまま、ベッド６の姿勢変化に対応して人体の腰部、膝部を軽く曲げることが可能になる。またカム２６の回転によって各ユニットモジュール２，３を、人体の横幅および長尺方向に略直交するＺ方向に直線運動させ、抑制手段によりユニットモジュール２，３の直線運動を抑制する。これにより、任意のユニットモジュール５を選択的にＺ方向駆動できるため、Ｚ方向に駆動させるユニットモジュール５の選択やタイミングを様々に変更することにより、仰臥する人の体格に合わせて的確に体圧分散を行うことができる。
【００５２】
ストッパー２７は変位可能に設けられ、スプリング４７は、ユニットモジュール５の直線運動を抑制する変位位置にストッパー２７を付勢する。アクチュエータであるソレノイド２９は、ストッパー２７を前記スプリング４７による付勢力に抗して変位駆動することができる。このようなストッパー２７、スプリング４７およびソレノイド２９を有する抑制手段によって、ユニットモジュール５の直線運動を選択的に抑制することが可能となる。また、相隣るユニットモジュール５のカム２６の位相を交互に変えることにより、ユニットモジュール５を上昇させる際に必要なカム軸２３の最大駆動トルクを軽減させることができるとともに、相隣るユニットモジュール５のＺ方向高さを、上、中、下と段階的に変化させ、ユニットモジュール集合体２，３の高さをウエーブ状に変化させることが可能ことなる。このウエーブ状の上下動作により、人体にマッサージ効果を与えることができる。
【００５３】
また設定時間帯と待機時間帯とを予め定めておき、設定時間帯において各ユニットモジュール５のストッパー２７を変位駆動してカム２６を回転し、それぞれのユニットモジュール５のＺ方向位置を設定し得る。待機時間はプログラムにより任意に変更することができる。これにより、待機時間を殆ど零にして早いサイクルで動作させ人体にマッサージ効果をもたらしたり、待機時間を長くして寝心地を阻害することなく、人体の特定部位の連続圧迫を回避することが可能である。また、機械的に独立した複数のユニットモジュール集合体を設け、各ユニットモジュール集合体が独立してベッド６の姿勢変化に対応できるとともに、プログラミングにより複数のユニットモジュール集合体の各ユニットモジュール５のＺ方向の動作を同期させることにより、恰も一つのユニットモジュール集合体であるごとくユニットモジュール５を上下動させることが可能となり、人体の体圧分散を確実に、かつ、人体に違和感を与えることなく行うことができる。
【００５４】
また特定のユニットモジュール５のみをＺ方向に変位させ、このときのカム２６の回転トルクを検出することにより、特定のユニットモジュール５に掛かっている負荷を検知することができる。これによって、簡単に人体の体圧分布状態を検知することができる。また、人体が乗載される前後のユニットモジュール５に掛かっている負荷の差異値合計を計算し、あらかじめ認知している人体の体重と比較することにより、個々のユニットモジュール５に掛かる負荷を正確に検知することができる。しかして、特に負荷の大きいユニットモジュール５、すなわち、人体の体圧が大きい部分を特定し、この部分の体圧分散を重点的に行うこともできる。本実施形態に係る床擦れ防止装置１は、既存のベッド６に搭載できることを目的にしたものであるが、畳等フラットな床の上でも使用できることは、言うまでもない。この場合にも、隣り合うユニットモジュール間に間隙があるため、仰臥する人体に適度の通気性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実態の一形態に係る床擦れ防止装置１の概観を示す斜視図である。
【図２】一台の駆動部と複数台のユニットモジュール５とを含む上ユニットモジュール集合体２を概略示す平面図である。
【図３】一台の駆動部と複数台のユニットモジュール５とを含む下ユニットモジュール集合体３を概略示す平面図である。
【図４】既存のベッド６上に上ユニットモジュール集合体２および下ユニットモジュール集合体３が搭載された状態を示す斜視図である。
【図５】床擦れ防止装置１がベッド６に搭載され、ベッド６の姿勢変化に床擦れ防止装置１が対応している状態を説明する正面図である。
【図６】ユニットモジュール５が連結された状態を拡大して示す正面図である。
【図７】ベッド姿勢変換機構の詳細を示し、図７（ａ）は、上枠７に対応する第１のベッド姿勢変換機構の正面図、図７（ｂ）は、下枠８に対応する第２のベッド姿勢変換機構の正面図である。
【図８】床擦れ防止装置１の各ユニットモジュール５が上下動作している状況を説明する正面図である。
【図９】床擦れ防止装置１を構成するユニットモジュール５の概観を示す斜視図である。
【図１０】ユニットモジュールの要部の縦断面図である。
【図１１】図９のユニットモジュールの横断面図であり、ユニットモジュールをＺ方向一方および他方に変位させるカムおよびカム軸の装着状態を説明する図である。
【図１２】図９のユニットモジュールの縦断面図の一部であり、ユニットモジュールをＺ方向一方および他方に変位させる機構と、Ｚ方向一方および他方の変位を選択的に抑制するためのストッパーの構造を説明する図である。
【図１３】ユニットモジュールの上下動が許容された状態を示す縦断面図である。
【図１４】ユニットモジュール集合体の動作状態の一例を説明する図である。
【図１５】ユニットモジュール集合体の動作状態の他の例を説明する図である。
【図１６】ユニットモジュール集合体の動力部の構造を説明する図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  床擦れ防止装置
２  上ユニットモジュール集合体
３  下ユニットモジュール集合体
４  ユニットモジュール集合体動力部
５  ユニットモジュール
６  ベッド
２１  下レール
２２  上レール
２３  カム軸
２４  下シャーシ
２５  上シャーシ
２６  カム
２７  ストッパー
２８  台
２９  ソレノイド
３１  カップリング
３２  出力軸
４１  トルクセンサー
４２  モータ
４４  ロータリーエンコーダ
ｍ１〜ｍ２５  上下ユニットモジュール集合体を構成する各ユニットモジュールに付加した連続番号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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