(57)【要約】      （修正有）【課題】床ずれ予防装置などのように、身体などを部分的に上下させるのに好適な荷重保持体往復移動装置の提供。【解決手段】小形モータ５と、この小形モータ５の正逆転運動を往復運動に変換する変換機構６と、この変換機構６によって往復移動する荷重保持体１０と、この荷重保持体１０の移動位置を検出する位置検出手段７と、荷重保持体１０に加えられる荷重を検出する荷重検出手段８とを少なくとも備えた荷重保持体往復移動装置において、荷重保持体１０に加わる荷重情報及び荷重保持体１０の位置情報の両情報に基づき、小形モータ５、位置検出手段７及び荷重検出手段８の制御を行う構成とする。【選択図】図２
2006102209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
小形モータと、この小形モータの正逆転運動を往復運動に変換する変換機構と、この変換機構によって往復移動する荷重保持体と、この荷重保持体の移動位置を検出する位置検出手段と、前記荷重保持体に加えられる荷重を検出する荷重検出手段とを、少なくとも備えてなることを特徴とする荷重保持体往復移動装置。
【請求項２】
前記変換機構を、非磁性材からなる中央支柱と、この中央支柱に設けられた減速歯車と、前記小形モータの回転軸に設けられて前記減速歯車に噛合うピニオンと、前記中央支柱の外周に螺合した磁性材からなる往復移動支柱とを有し、前記小形モータを正逆転させて前記中央支柱を正逆転させることで、前記往復移動支柱を前記中央支柱の長手方向に沿って往復移動させることにより、前記往復移動支柱の先端部分に設けた前記荷重保持体を往復移動させる構成にしたことを特徴とする請求項１記載の荷重保持体往復移動装置。
【請求項３】
前記位置検出手段を、前記往復移動支柱と、この往復移動支柱の外周に嵌合された位置用ボビンと、この位置用ボビンの外周に巻装された位置用電磁コイルと、この位置用電磁コイルに並列に接続された位置用コンデンサとを少なくとも有し、前記位置用電磁コイルと前記位置用コンデンサとからなるＬＣ共振回路の共振周波数の数値により、前記往復移動支柱の移動位置を検出する構成としたことを特徴とする請求項２記載の荷重保持体往復移動装置。
【請求項４】
前記荷重検出手段を、前記中央支柱の下端側に設けた荷重用磁性体と、この荷重用磁性体の移動を抑制する荷重用ばねと、前記荷重用磁性体が出入する荷重用ボビンと、この荷重用ボビンに巻装された荷重用電磁コイルと、この荷重用電磁コイルに接続された荷重用コンデンサを少なくとも有し、前記荷重用電磁コイルと前記荷重用コンデンサとからなるＬＣ共振回路の共振周波数の数値により、前記往復移動支柱の先端部分に設けた前記荷重保持体に加えられる荷重を検出する構成としたことを特徴とする請求項２若しくは３記載の荷重保持体往復移動装置。
【請求項５】
前記往復移動支柱の往復移動速度は、複数段に切り替え可能とし、前記往復移動支柱の移動距離は、最大２０ｍｍとしたことを特徴とする請求項２、３若しくは４記載の荷重保持体往復移動装置。
【請求項６】
下面開口の合成樹脂からなる収納ケースと、この収納ケースの下面開口部に設けた合成樹脂からなるベースと、このベース上に立設した複数個の取り付けボスに設けた非磁性材からなる取り付け板と、この取り付け板に設けた小形モータと、前記取り付け板に設けたラジュアル軸受及び前記ベース上面に設けたスラスト軸受によって支えられた非磁性材からなる中央支柱と、この中央支柱に設けられた減速歯車と、この減速歯車に噛合い、かつ、前記取り付け板とベースとの間に位置して前記小形モータの回転軸に設けられたピニオンと、前記中央支柱の外周に螺合して収納ケースの上面から出入可能に設けた磁性材からなる往復移動支柱と、この往復移動支柱の先端部分に設けた荷重保持体と、前記往復移動支柱の移動位置を検出する位置検出手段と、前記荷重保持体に加えられる荷重を検出する荷重検出手段とを、少なくとも備え、前記収納ケースにより前記往復移動支柱の回転を阻止することで、前記小形モータを正逆転させて前記往復移動支柱を正逆転させると、前記往復移動支柱及び前記荷重保持体が往復移動するようにしたことを特徴とする荷重保持体往復移動装置。
【請求項７】
前記ベースの内底に複数個の取り付け脚を設けると共に、そのベース内に取り付け脚を用いて制御基板を配設したことを特徴とする請求項６記載の荷重保持体往復移動装置。
【請求項８】
前記荷重検出手段を、前記中央支柱の下端側に設けた荷重用磁性体と、この荷重用磁性体の移動を抑制する荷重用ばねと、前記荷重用磁性体が出入する荷重用ボビンと、この荷重用ボビンに巻装された荷重用電磁コイルと、この荷重用電磁コイルに接続された荷重用コンデンサとから少なくとも構成し、前記減速歯車を、中央支柱の中央部外周に固定されたカラーと前記荷重用磁性体との間で挟持されるように、中央支柱外周に嵌合させると共に、前記荷重用ばねの一端側を減速歯車の回転軸に設けたリング溝に装着し、かつ、前記荷重用ばねの他端側を前記スラスト軸受の外郭上面に当接させてなることを特徴とする請求項６若しくは７記載の荷重保持体往復移動装置。
【請求項９】
前記位置検出手段を、前記往復移動支柱の外周に嵌合された位置用ボビンと、この位置用ボビンの外周に巻装された位置用電磁コイルと、この位置用電磁コイルに並列に接続された位置用コンデンサとから少なくとも構成し、前記位置用ボビンの一端側に位置決め用第１突起を設けてこの位置決め用第１突起を前記収納ケースに設けた位置決め用嵌合穴に嵌合させると共に、前記位置用ボビンの他端側に位置決め第２突起を設けてこの位置決め第２突起を前記取り付け板に設けた位置決めに供するスリットに嵌合させるようにしたことを特徴とする請求項６、７若しくは８記載の荷重保持体往復移動装置。
【請求項１０】
前記ベースの下面を覆う下カバーを設けて、前記制御基板を前記ベースと前記下カバーとの間で挟持固定すると共に、前記下カバーの下面側に複数個の差し込み脚を設けて、この差し込み脚を、装着台座枠の差し込み穴に差し込むことにより、収納ケース２の取り付け位置が設定されることを特徴とする請求項６、７、８若しくは９記載の荷重保持体往復移動装置。
【請求項１１】
小形モータと、この小形モータの正逆転運動を往復運動に変換する変換機構と、この変換機構によって往復移動する荷重保持体と、この荷重保持体の移動位置を検出する位置検出手段と、前記荷重保持体に加えられる荷重を検出する荷重検出手段と、前記小形モータ、前記位置検出手段及び前記荷重検出手段を制御する電気回路を設けた制御基板とを、少なくとも備え、前記電気回路には、前記荷重検出手段の零荷重点及び最大荷重点の誤差補正データ及び前記位置検出手段の基準位置及び最大高さ位置の誤差補正データを記憶させる不揮発性メモリが包含されており、前記荷重検出手段の零荷重点及び最大荷重点につき、前記誤差補正データを用いて荷重計測調整を、かつ、前記位置検出手段の基準位置及び最大高さ位置につき、前記誤差補正データを用いて高さ制御調整を、それぞれ行うようにしたことを特徴とする荷重保持体往復移動装置。
【請求項１２】
小形モータと、この小形モータの正逆転運動を往復運動に変換する変換機構と、この変換機構によって往復移動する荷重保持体と、この荷重保持体の移動位置を検出する位置検出手段と、前記荷重保持体に加えられる荷重を検出する荷重検出手段と、前記小形モータ、前記位置検出手段及び前記荷重検出手段を制御する電気回路を設けた制御基板とを、少なくとも備え、前記電気回路に、シリアル通信機能とアドレス番号の記憶機能を持たせて、総括制御装置からのシリアル通信により、前記小形モータ、前記位置検出手段及び前記荷重検出手段を制御するようにしたことを特徴とする荷重保持体往復移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、床ずれ防止寝具などに用いられるところの身体を部分的に上下させるのに好適な荷重保持体往復移動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、床ずれ防止寝具用の荷重保持体往復移動装置としては、セル本体内に、モータ、このモータの出力を減速する減速装置、減速したモータの回転運動を直動運動に変換する回転・直動変換器を設けると共に、この回転・直動変換器の出力軸に連結された荷重保持体及びこの荷重保持体に負荷される荷重を検出する荷重検出部を設けるようにしたものが開発されている。そして、この荷重保持体往復移動装置を複数個並べて、床ずれ防止装置として使用する場合には、各荷重保持体往復移動装置の荷重検出部からの荷重を入力して予め定められた床ずれ防止モードに従って各荷重保持体往復移動装置のモータの駆動制御を行う統括制御装置を設けるようにしたものが提案されていた（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】公技番号２００４−５０５００１（技術概要の欄及び図面１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の床ずれ防止寝具用の荷重保持体往復移動装置は、荷重保持体に負荷される荷重を検出する荷重検出部からの出力にのみ基づきモータの駆動制御を行って荷重保持体の往復移動を制御するようにしたものであり、荷重保持体の移動位置（高さ位置）を検出してその検出した位置を考慮してモータの駆動制御を行うことにより、荷重保持体の往復移動を制御することができない。
【０００４】
そのために、荷重保持体に荷重が加わっていない状態で、荷重保持体が最上位の高さ（以下、最大高さ位置と称する。）に上昇している場合にもかかわらず荷重保持体をさらに上昇させる方向となるように、あるいは、荷重保持体に荷重が加わっていない状態で、荷重保持体が最下位の高さであるところの原点位置（以下、基準位置と称する。）に下降している場合にもかかわらず荷重保持体をさらに下降させる方向となるように、モータの駆動制御を行ってしてしまうという問題があった。
【０００５】
さらに、荷重保持体に負荷される荷重を検出する荷重検出部からの出力にのみ基づきモータの駆動制御を行われるため、ベッドの上面に荷重保持体往復移動装置を多数並べて、床ずれ予防装置として使用した際、最大の荷重が加わっている荷重保持体が基準位置の高さ位置であって、荷重が加わっていないかあるいは小さい荷重しか加わっていない荷重保持体が最大の荷重が加わっている荷重保持体の高さ位置よりも高くなっている場合には、最大の荷重が加わっている荷重保持体を下降させる方向にモータの駆動制御を行うのではなく、荷重が加わっていないかあるいは小さい荷重しか加わっていない荷重保持体を上昇させる方向にモータの駆動制御を行う必要があるが、そのような制御は、荷重保持体に負荷される荷重を検出する荷重検出部からの出力にのみではできないという問題があった。
【０００６】
さらに、床ずれ防止寝具などのように、複数個の荷重保持体往復移動装置を並設して、それら荷重保持体往復移動装置における荷重保持体の移動位置を統括制御装置で制御する場合には、それら荷重保持体往復移動装置の各々と統括制御装置とが、モータ用信号線及び荷重用信号線によって、並列に接続されるため、それらモータ用信号線及び荷重用信号線の配線が膨大となってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記背景技術の問題点にかんがみ、荷重保持体に加わる荷重情報及び荷重保持体の位置情報の両情報に基づきモータの駆動制御を行い、荷重保持体を最適な位置に往復移動させることを可能にする構造簡単な荷重保持体往復移動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、第１の発明は、小形モータと、この小形モータの正逆転運動を往復運動に変換する変換機構と、この変換機構によって往復移動する荷重保持体と、この荷重保持体の移動位置を検出する位置検出手段と、前記荷重保持体に加えられる荷重を検出する荷重検出手段とを、少なくとも備えてなる荷重保持体往復移動装置としたことを特徴としている。
【０００９】
さらに、第２の発明は、第１の発明において、前記変換機構を、非磁性材からなる中央支柱と、この中央支柱に設けられた減速歯車と、前記小形モータの回転軸に設けられて前記減速歯車に噛合うピニオンと、前記中央支柱の外周に螺合した磁性材からなる往復移動支柱とを有し、前記小形モータを正逆転させて前記中央支柱を正逆転させることで、前記往復移動支柱を前記中央支柱の長手方向に沿って往復移動させることにより、前記往復移動支柱の先端部分に設けた前記荷重保持体を往復移動させる構成にしたことを特徴としている。
【００１０】
さらに、第３の発明は、第２の発明において、前記位置検出手段を、前記往復移動支柱と、この往復移動支柱の外周に嵌合された位置用ボビンと、この位置用ボビンの外周に巻装された位置用電磁コイルと、この位置用電磁コイルに並列に接続された位置用コンデンサとを少なくとも有し、前記位置用電磁コイルと前記位置用コンデンサとからなるＬＣ共振回路の共振周波数の数値により前記往復移動支柱の移動位置を検出する構成したことを特徴としている。
【００１１】
さらに、第４の発明は、第２若しくは第３の発明において、前記荷重検出手段を、前記中央支柱の下端側に設けた荷重用磁性体と、この荷重用磁性体の移動を抑制する荷重用ばねと、前記荷重用磁性体が出入する荷重用ボビンと、この荷重用ボビンに巻装された荷重用電磁コイルと、この荷重用電磁コイルに接続された荷重用コンデンサとを少なくとも有し、前記荷重用電磁コイルと前記荷重用コンデンサとからなるＬＣ共振回路の共振周波数の数値により前記往復移動支柱の先端部分に設けた前記荷重保持体に加えられる荷重を検出する構成としたことを特徴としている。
【００１２】
さらに、第５の発明は、第２、第３、若しくは第４の発明において、前記往復移動支柱の往復移動速度を、複数段に切り替え可能とし、かつ、前記往復移動支柱の移動距離を、最大２０ｍｍとしたことを特徴としている。
【００１３】
さらに、上記目的を達成するために、第６の発明は、下面開口の合成樹脂からなる収納ケースと、この収納ケースの下面開口部に設けた合成樹脂からなるベースと、このベース上に立設した複数個の取り付けボスに設けた非磁性材からなる取り付け板と、この取り付け板に設けた小形モータと、前記取り付け板に設けたラジュアル軸受及び前記ベース上面に設けたスラスト軸受によって支えられた非磁性材からなる中央支柱と、この中央支柱に設けられた減速歯車と、この減速歯車に噛合い、かつ、前記取り付け板とベースとの間に位置して前記小形モータの回転軸に設けられたピニオンと、前記中央支柱の外周に螺合して収納ケースの上面から出入可能に設けた磁性材からなる往復移動支柱と、この往復移動支柱の先端部分に設けた荷重保持体と、前記往復移動支柱の移動位置を検出する位置検出手段と、前記荷重保持体に加えられる荷重を検出する荷重検出手段とを、少なくとも備え、前記収納ケースにより前記往復移動支柱の回転を阻止することで、前記小形モータを正逆転させて前記往復移動支柱を正逆転させると、前記往復移動支柱及び前記荷重保持体が往復移動する荷重保持体往復移動装置としたことを特徴としている。
【００１４】
さらに、第７の発明は、第６の発明において、前記ベースの内底に複数個の取り付け脚を設けると共に、そのベース内に取り付け脚を用いて制御基板を配設したことを特徴としている。
【００１５】
さらに、第８の発明は、第６若しくは第７の発明において、前記荷重検出手段を、前記中央支柱の下端側に設けた荷重用磁性体と、この荷重用磁性体の移動を抑制する荷重用ばねと、前記荷重用磁性体が出入する荷重用ボビンと、この荷重用ボビンに巻装された荷重用電磁コイルと、この荷重用電磁コイルに接続された荷重用コンデンサとから少なくとも構成し、前記減速歯車を、中央支柱の中央部外周に固定されたカラーと前記荷重用磁性体との間で挟持されるように、中央支柱外周に嵌合させると共に、前記荷重用ばねの一端側を減速歯車の回転軸に設けたリング溝に装着し、かつ、前記荷重用ばねの他端側を前記スラスト軸受の外郭上面に当接させてなることを特徴としている。
【００１６】
さらに、第９の発明は、第６、第７若しくは第８の発明において、前記位置検出手段を、前記往復移動支柱の外周に嵌合された位置用ボビンと、この位置用ボビンの外周に巻装された位置用電磁コイルと、この位置用電磁コイルに並列に接続された位置用コンデンサとから少なくとも構成し、前記位置用ボビンの一端側に位置決め用第１突起を設けてこの位置決め用第１突起を前記収納ケースに設けた位置決め用嵌合穴に嵌合させると共に、前記位置用ボビンの他端側に位置決め第２突起を設けてこの位置決め第２突起を前記取り付け板に設けた位置決めに供するスリットに嵌合させるようにしたことを特徴としている。
【００１７】
さらに、第１０の発明は、第６、第７、第８若しくは第９の発明において、前記ベースの下面を覆う下カバーを設けて、前記制御基板を前記ベースと前記下カバーとの間で挟持固定すると共に、前記下カバーの下面側に複数個の差し込み脚を設けて、この差し込み脚を、装着台座枠の差し込み穴に差し込むことにより、収納ケース２の取り付け位置が設定されることを特徴としている。
【００１８】
さらに、第１１の発明は、小形モータと、この小形モータの正逆転運動を往復運動に変換する変換機構と、この変換機構によって往復移動する荷重保持体と、この荷重保持体の移動位置を検出する位置検出手段と、前記荷重保持体に加えられる荷重を検出する荷重検出手段と、前記小形モータ、前記位置検出手段及び前記荷重検出手段を制御する電気回路を設けた制御基板とを、少なくとも備え、前記電気回路には、前記荷重検出手段の零荷重点及び最大荷重点の誤差補正データ及び前記位置検出手段の基準位置及び最大高さ位置の誤差補正データを記憶させる不揮発性メモリが包含されており、前記荷重検出手段の零荷重点及び最大荷重点につき、前記誤差補正データを用いて荷重計測調整を、かつ、前記位置検出手段の基準位置及び最大高さ位置につき、前記誤差補正データを用いて高さ制御調整を、それぞれ行うようにしたことを特徴としている。
【００１９】
さらに、第１２の発明は、小形モータと、この小形モータの正逆転運動を往復運動に変換する変換機構と、この変換機構によって往復移動する荷重保持体と、この荷重保持体の移動位置を検出する位置検出手段と、前記荷重保持体に加えられる荷重を検出する荷重検出手段と、前記小形モータ、前記位置検出手段及び前記荷重検出手段を制御する電気回路を設けた制御基板とを、少なくとも備え、前記電気回路に、シリアル通信機能とアドレス番号の記憶機能を持たせて、総括制御装置からのシリアル通信により、前記小形モータ、前記位置検出手段及び前記荷重検出手段を制御するようにしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
第１の発明によれば、荷重保持体の移動位置を検出する位置検出手段により得られる出力と、荷重保持体に加えられる荷重を検出する荷重検出手段に得られる出力とによって、小形モータを制御することができるので、荷重保持体を最適な位置に往復移動させることを可能にした荷重保持体往復移動装置が得られる。
【００２１】
第２の発明によれば、構造簡単な変換機構により、小形モータの正逆転運動を荷重保持体の往復移動運動に変換させることを可能にした荷重保持体往復移動装置が得られる。
【００２２】
第３の発明によれば、コンパクトな位置検出手段とすることができ、荷重保持体往復移動装置のコンパクト化を図り得る。
【００２３】
第４の発明によれば、コンパクトな荷重検出手段とすることができ、荷重保持体往復移動装置のコンパクト化を図り得る。
【００２４】
第５の発明によれば、床ずれ予防装置に使用するのに最適な荷重保持体往復移動装置が得られる。
【００２５】
第６の発明によれば、荷重保持体の移動位置を検出する位置検出手段により得られる出力と、荷重保持体に加えられる荷重を検出する荷重検出手段に得られる出力とによって、小形モータを制御することができるので、荷重保持体を最適な位置に往復移動させることを可能にすると共に、収納ケース内に、小形モータ、変換機構、荷重保持体、位置検出手段及び荷重検出手段を、堅牢に収納することを可能にした荷重保持体往復移動装置が得られる。
【００２６】
第７の発明によれば、制御基板を、収納ケース内に収納される小形モータ、変換機構、荷重保持体、位置検出手段及び荷重検出手段とは、分離して、ベースに取り付けることを可能にする荷重保持体往復移動装置が得られる。
【００２７】
第８の発明によれば、コンパクトな荷重検出手段とすることができ、荷重保持体往復移動装置のコンパクト化を図り得ると共に、荷重用ばねの取り付けを簡単に行える荷重保持体往復移動装置が得られる。
【００２８】
第９の発明によれば、コンパクトな位置検出手段とすることができ、荷重保持体往復移動装置のコンパクト化を図り得ると共に、位置用ボビンの位置決めを簡単に行える荷重保持体往復移動装置が得られる。
【００２９】
第１０の発明によれば、床ずれ予防装置などの装着台座枠への装着を簡単に行うことを可能にした荷重保持体往復移動装置が得られる。
【００３０】
第１１の発明によれば、荷重保持体の移動位置を検出する位置検出手段により得られる出力と、荷重保持体に加えられる荷重を検出する荷重検出手段に得られる出力とによって、小形モータを制御することができると共に、荷重検出手段及び位置検出手段の誤差補正を電気的に行い、機械的調整機構を不用とすることを可能にした荷重保持体往復移動装置が得られる。
【００３１】
第１２の発明によれば、荷重保持体の移動位置を検出する位置検出手段により得られる出力と、荷重保持体に加えられる荷重を検出する荷重検出手段に得られる出力とによって、小形モータを制御することができると共に、統括制御装置との配線の簡素化を図ることを可能にした荷重保持体往復移動装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明に係る荷重保持体往復移動装置の実施形態を図に基づいて説明する。図１〜図６に示す本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置１は、下面開口の合成樹脂からなる収納ケース２と、この収納ケース２の下面開口部に設けた合成樹脂からなるベース３と、ベース３の下面に取り付けられた合成樹脂からなる下カバー４とを有し、その収納ケース２とベース３との間の空間内に、小形モータ５、この小形モータ５の正逆転運動を直線的な往復運動に変換する変換機構６、位置検出手段７及び荷重検出手段８を配設すると共に、ベース３と下カバー４との間の空間内に、制御基板９を配設し、しかも、この変換機構６によって収納ケース２の上方に配設した合成樹脂からなる荷重保持体１０を往復移動させる構成にしてある。
【００３３】
小形モータ５は、外郭形状を円筒状としたステッピングモータであり、その外郭の直径寸法を約２０ｍｍに、かつ、その外郭の高さ寸法を約３０ｍｍにそれぞれ設定されている。小形モータ５は、図８に示すように、収納ケース２内を上から見て、収納ケース２の対角線上に配置させてある。小形モータ５の下端面から突出させた回転軸５Ａには、その回転軸５Ａの長手方向に延びる１個の平坦面５Ｂが形成されている。小形モータ５の外郭の下端側には、図８に示すように、一対の取り付け片５Ｃが設けられている。小形モータ５の外郭には、モータ用端子箱５Ｄが設けられている（図１及び図８を参照）。
【００３４】
小形モータ５の正逆転運動を往復移動に変換する変換機構６は、小形モータ５の回転軸５Ａに設けた合成樹脂からなるピニオン１１と、このピニオン１１に噛合う合成樹脂からなる減速歯車１２と、この減速歯車１２の回転軸１２Ａを嵌合させた非磁性材からなる中央支柱（センターピラー）１３と、この中央支柱１３の外周に螺合させた磁性材からなる往復移動支柱（ストロークピラー）１４とから少なくとも構成されている（図１〜図６を参照）。
【００３５】
ピニオン１１には、一端側に小形モータ５の回転軸５Ａが嵌合し、かつ、他端側にベース３の小突起３Ｇが嵌合するための貫通穴１１Ａが設けられている。このピニオン１１の貫通穴１１Ａの内周壁には、小形モータ５の回転軸５Ａに形成された平坦面５Ｂが当接する平坦面１１Ｂが１個形成されている。また、ピニオン１１は、そのピニオン１１の外周下端側（ベース３の上面に接触する側）を径小にしてある(図９及び図１４を参照)。ピニオン１１の歯数を１２とし、かつ、減速歯車１２の歯数を３６とすることにより、減速比を１／３に設定してある。
【００３６】
位置検出手段７は、磁性材からなる往復移動支柱１４の外周に嵌合される合成樹脂製の位置用ボビン１５と、この位置用ボビン１５の外周に巻装された位置用電磁コイル１６と、この位置用電磁コイル１６に並列に接続され、かつ、制御基板９に配設された位置用コンデンサ１７と、位置検出手段用接片１８とから少なくとも構成され、荷重保持体１０の移動位置を検出するものである（図１を参照）。位置用コンデンサ１７は、後述するように制御基板９に設けられている。
【００３７】
位置検出手段７の位置用ボビン１５には、図１５〜図１７に示すように、一端側（上端側）のフランジ部に形成した２個の位置決め用第１突起１５Ａと、他端側（下端側）に形成した径大部１５Ｂと、この径大部１５Ｂに形成した１個の位置決め第２突起１５Ｃと、位置用電磁コイル１６に接続される位置検出手段用接片１８を固定するための固定穴１５Ｄとが設けられている。位置決め第２突起１５Ｃは、位置用ボビン１５の径大部１５Ｂの下面より外方に突出させてある。固定穴１５Ｄは、径大部１５Ｂから位置決め第２突起１５Ｃ内を貫通するように形成されている。位置検出手段用接片１８は、図１８〜図２０に示すように、厚さ０．５ｍｍの黄銅板を折り曲げることによって形成されている。
【００３８】
荷重検出手段８は、中央支柱１３の下端側に設けた磁性材からなる荷重用磁性体１９と、この荷重用磁性体１９の移動を抑制する荷重用ばね２０と、荷重用磁性体１９が出入する荷重用ボビン２１と、この荷重用ボビン２１に巻装された荷重用電磁コイル２２と、この荷重用電磁コイル２２に接続され、かつ、制御基板９に配設された荷重用コンデンサ２３と、厚さ０．５ｍｍの黄銅板からなる荷重検出手段用接片２４とから少なくとも構成され、荷重保持体１０に加えられる荷重を検出するものである（図３及び図１３を参照）。荷重用コンデンサ２３は、後述するように制御基板９に設けられている。
【００３９】
荷重用ボビン２１には、図２１〜図２４に示すように、上端フランジの上面に設けた４個の小突起２１Ａと、下端フランジの下面に設けた一対の端子取り付け穴２１Ｂとが設けられている。小突起２１Ａは、スラスト軸受２５と荷重用ボビン２１との間に空隙が保持されるようにしたものである。一対の端子取り付け穴２１Ｂには、荷重検出手段用接片２４が固定される。荷重検出手段用接片２４には、荷重検出手段用リード線２６が半田付けされる。
【００４０】
減速歯車１２は、回転軸１２Ａと、ピニオン１１に噛合う歯部１２Ｂと、この歯部１２Ｂと回転軸１２Ａとの間に位置して荷重用ばね２２を装着するためのリング溝１２Ｃと、回転軸１２Ａの中央支柱１３を嵌合させる嵌合内壁にその回転軸１２Ａの長手方向に延びる一対の平坦面１２Ｄとが一体的に形成されている（図２５及び図２６を参照）。
【００４１】
収納ケース２は、この収納ケース２の対向する隅部に設けられた２個の下向きのネジ穴２Ａと、この収納ケース２の内底に設けられ、かつ、位置用ボビン１５の位置決め用突起１５Ａが嵌合する位置決め用嵌合穴２Ｂと、この収納ケース２の上面中央部に設けられ、かつ、往復移動支柱１４が出入りする出入り穴２Ｃと、この出入り穴２Ｃの内壁に形成した一対の平坦面２Ｄとを備えている（図２７、図２８及び図２９を参照）。収納ケース２は、縦寸法Ｌ１を約７０ｍｍに、横寸法Ｌ２を約７０ｍｍに、高さ寸法Ｌ３を約６１．５ｍｍに、それぞれ設定してある。
【００４２】
荷重保持体１０は、この荷重保持体１０の裏面中央に設けられ、かつ、往復移動支柱１４の先端部分が圧入装着する装着穴１０Ａと、この装着穴１０Ａから放射状に延びる複数個の補強リブ１０Ｂとを備えている（図１及び図３０を参照）。荷重保持体１０は、縦寸法Ｌ４を約７０ｍｍに、横寸法Ｌ５を約７０ｍｍに、高さ寸法Ｌ６を約９ｍｍに、それぞれ設定してある。荷重保持体１０の表面（上面）は、平坦面としてある。
【００４３】
ベース３は、収納ケース２の下面開口内壁に密着嵌合する嵌合壁３Ａと、スラスト軸受２５及び荷重検出手段８を保持する収納凹部３Ｂと、制御基板９を収納する収納空間Ｓを形成するための仕切り側壁３Ｃと、ベース３の内底（裏面側）の対向する一対の隅部にそれぞれ形成させて制御基板９を支える取り付け円筒部３Ｌと、これら取り付け円筒部３Ｌの底部にそれぞれ設けられて収納ケース２の下面開口にベース３を取り付けるための取り付け穴３Ｄと、収納凹部３Ｂに形成されて荷重検出手段８の荷重検出手段用接片２４及び荷重検出手段用リード線２６をベース３の下面側（裏面側）に取り出すための取り出し穴３Ｅと、収納凹部３Ｂの内壁に形成されてスラスト軸受２５を載置するための段部３Ｆと、ベース３の上面（表面）に形成されてピニオン１１の貫通穴１１Ａが嵌合するため小突起３Ｇと、ベース３の上面（表面）に形成されて位置検出手段７に接続された位置検出手段用リード線２７及び小形モータ５に接続されたモータ用リード線２８をベース３の下面側（裏面側）に取り出すためのリード線取り出し開口３Ｈと、ベース３の上面（表面）に形成されて取り付け板２９を固定するための３個の取り付けボス３Ｊと、ベース３の内底（裏面側）に形成されて下カバー４をベース３に取り付けるための２個の取り付け脚３Ｋとを備えている（図３１〜図３６を参照）。
【００４４】
ベース３の取り付け脚３Ｋには、ベース３に下カバー４を固定するためのネジ穴３Ｍが設けられている。ベース３は、収納ケース２の隅部に設けた下向きのネジ穴２Ａに、ベース３の取り付け穴３Ｄを通してベース用ネジ３０を螺着させることによって、収納ケース２の下面に取り付けられる（図３を参照）。ベース３の縦寸法及び横寸法は、収納ケース２の縦寸法Ｌ１及び横寸法Ｌ２と略同一に設定してある。
【００４５】
取り付け板２９は、非磁性材の鋼板からなり、その取り付け板２９をベース３に設けた３個の取り付けボス３Ｊに固定するための３個の取り付け板用取り付け穴２９Ａと、小形モータ５の回転軸５Ａを取り付け板２９の下方に突出させるための第１貫通穴２９Ｂと、中央支柱１３及びこの中央支柱１３の中間部外周に圧入固定させた円筒状のカラー３１を取り付け板２９の上方に突出させるための第２貫通穴２９Ｃと、位置検出手段７の位置用ボビン１５の位置決めに供するスリット２９Ｄと、ラジュアル軸受３２を保持するための軸受用突出凹部２９Ｅを備えている（図３７〜図３８を参照）。
【００４６】
中央支柱１３は、図３９及び図４０に示すように、その中央支柱１３の外周上部に形成した雄ネジ１３Ａと、その中央支柱１３の外周下部に形成した一対の平坦面１３Ｂと、その中央支柱１３の端部に形成されて荷重用磁性体１９を取り付けるための径小部１３Ｃとを備えている。中央支柱１３の中間部外周１３Ｄには、その中央支柱１３の外周における雄ネジ１３Ａの下端部と平坦面１３Ｂの上端部が覆われるように、カラー３１を圧入固定させてある。中央支柱１３は、その中央支柱１３の下端側を支えるスラスト軸受２５及びその中央支柱１３の中間部外周１３Ｄに圧入固定されたカラー３１を支えるラジュアル軸受３２によって、収納ケース２内の中心部分で鉛直方向に立設されるように、支持されている。荷重用磁性体１９の外周径は、中央支柱１３の外周径と略同一寸法にしてある。
【００４７】
中央支柱１３の外周に固定したカラー３１の外径寸法とラジュアル軸受３２の内径寸法とは、カラー３１がラジュアル軸受３２内を摺動自在となる寸法関係にしてある。中央支柱１３の外周には、その中央支柱１３の中間部外周に圧入固定したカラー３１とその中央支柱１３の径小部１３Ｃに圧入固定した荷重用磁性体１９との間に、減速歯車１２が嵌合されている。中央支柱１３の一対の平坦面１３Ｂに、減速歯車８の回転軸１２Ａの嵌合内壁に形成した一対の平坦面１２Ｄに当接させることで、減速歯車８をピニオン１１により正逆回転させると、中央支柱１３が減速歯車８と一体的に正逆回転させられる（図４１及び図４２を参照）。
【００４８】
筒状の往復移動支柱１４は、その内壁全周に、中央支柱１３の雄ネジ１３Ａに螺合する雌ネジ部１４Ａと、その往復移動支柱１４の外壁に長手方向全長に亘って形成されて収納ケース２の出入り穴２Ｃに設けた一対の平坦面２Ｄに当接する一対の平坦面１４Ｂと、その往復移動支柱１４の先端部分に荷重保持体１０の装着穴１０Ａに圧入するための径小装着部１４Ｃとを備えている（図４３及び図４４を参照）。
【００４９】
荷重検出手段８の荷重用ばね２２は、一端側を減速歯車１２に設けたリング溝１２Ｃに装着し、かつ、他端側をスラスト軸受２５の外郭上面に当接させてなる。荷重保持体１０に荷重が加わっていない状態（零荷重状態）で、かつ、荷重保持体１０が基準位置に下降している状態（原点位置）では、図２に示すように、荷重用ばね２２の付勢力により、減速歯車８、中央支柱１３、カラー３１及び往復移動支柱１４の全体が、上方に移動させられることで、中央支柱１３の下端に固定した荷重用磁性体１９が荷重用ボビン２１の上方に位置してその荷重用ボビン２１内に嵌合しないと共に、往復移動支柱１４の下端面がカラー３１の上端面に接触しないように、設計されている。
【００５０】
荷重保持体１０に荷重が加わっていない状態（零荷重状態）で、かつ、荷重保持体１０が最大高さ位置に上昇している状態では、図４に示すように、荷重用ばね２２の付勢力により、減速歯車８、中央支柱１３、カラー３１及び往復移動支柱１４の全体が、上方に移動させられることで、中央支柱１３の下端に固定した荷重用磁性体１９が荷重用ボビン２１の上方に位置してその荷重用ボビン２１内に嵌合しないと共に、上昇した往復移動支柱１４が収納ケース２の出入り穴２Ｃから外れないように、設計されている。
【００５１】
図４に示す状態の荷重保持体１０に荷重を加えると、中央支柱１３のカラー３１により減速歯車１２が下方に押されて荷重用ばね２２が圧縮するので、荷重保持体１０、往復移動支柱１４、中央支柱１３及び減速歯車１２の全体が下降するため、図５に示すように、中央支柱１３の荷重用磁性体１９が荷重検出手段８の荷重用ボビン２１内に入るように、設計されている。
【００５２】
図５に示す状態から荷重保持体１０に加える荷重をさらに増大させると、図６に示すように、荷重用ばね２２がさらに圧縮して減速歯車１２の下面がスラスト軸受２５の外郭上面に当接するようになって、往復移動支柱１４、中央支柱１３及び減速歯車１２の全体がそれ以上は下降しない（最大荷重が加えられている状態）と共に、図５に示す状態よりも、中央支柱１３の荷重用磁性体１９が荷重検出手段８の荷重用ボビン２１内に深く嵌合するように設計されている。
【００５３】
小形モータ５は、取り付け片５Ｂを取り付け板２９と一緒に一対の取り付け板用ネジ３３、３３Ａで、一対の取り付けボス３Ｊに固定することにより、ベース３の上方に取り付けられる。残りの取り付けボス３Ｊには、残りの取り付け板用ネジ３３Ｂで取り付け板２９が固定される（図１及び図８を参照）。
【００５４】
下カバー４は、図４５〜図４８に示すように、上面の対向する隅部にそれぞれ設けた取り付け台座４Ａと、上面の残りの対向する隅部にそれぞれ設けた筒状突起体４Ｂと、下面側で筒状突起体４Ｂと対向する位置にそれぞれ設けた差し込み脚４Ｃと、上面の周縁部に設けた立ち上がり片４Ｄと、制御基板９に接続したリードを引き出すための開口４Ｅと、取り付け台座４Ａに設けた下カバー用取り付け穴４Ｆとを備えている。差し込み脚４Ｃは、その差し込み脚４Ｃの外周径を先端に行くにしたがって小さく、すなわち、先細り状にすると共に、その差し込み脚４Ｃに先端が下カバー４の下面より下方に突出する長さに設定してある。
【００５５】
下カバー４は、下カバー４の筒状突起体４Ｂをベース３の取り付け円筒部３Ｌに挿入すると共に、ベース３の取り付け脚３Ｋに下カバー４取り付け台座４Ａを下カバー用ネジ３４で取り付けることにより、ベース３に固定される。制御基板９には、ベース３と下カバー４との間で制御基板９を挟持して固定することを可能にするための、下カバー用ネジ３４が嵌合可能な基板取り付け穴９Ａと、筒状突起体４Ｂが嵌合可能な切り欠き部９Ｂとが、それぞれ２個設けられている（図２及び図３を参照）。
【００５６】
制御基板９には、電気回路３５が設けられている。電気回路３５は、図４９に示すように、マイクロプロセッサ３６、小形モータ５のモータ用リード線２８が接続される第１コネクター３７と、この第１コネクター３７に接続された電力増幅の機能を有するパルスモータドライバー３８と、位置検出手段７の位置検出手段用リード線２７が接続される第２コネクター３９と、この第２コネクター３９に接続された位置用コンデンサ１７と、この位置用コンデンサ１７に接続された位置用発振回路４０と、荷重検出手段８の荷重検出手段用リード線２６が接続される第３コネクター４１と、この第３コネクター４１に接続された荷重用コンデンサ２３と、この荷重用コンデンサ２３に接続された荷重用発振回路４２と、マイクロプロセッサ３６に内蔵されたクロック信号発生回路のための発振子４３と、第４コネクター４４と、ダイオード４５と、第１平滑用コンデンサ４６と、レギュレータＩＣ４７と、第２平滑用コンデンサ４８と、リセット信号回路４９と、シリアル通信用の第５コネクター５０と、この第５コネクター５０に接続されたシリアル通信用のトランシーバーＩＣ５１と、８ビットのデジタルスイッチ５２と、不揮発性メモリ５３とから少なくとも構成されている。
【００５７】
マイクロプロセッサ３６は、信号処理部、制御プログラムを記憶するためのＲＯＭ、データを一時記憶するＲＡＭ、タイミングクロック信号を発生させるクロック信号発生回路、タイミングクロック信号を分周して任意のタイミング信号を作る周期タイマー、外部からのクロック信号を計測するカウントタイマー、シリアル通信を行うためのシルアル通信回路、各種の入力端子などから構成されている。
【００５８】
第４コネクター４４には、１２Ｖの直流電源が接続される。ダイオード４５は、第４コネクター４４に直流電源が逆極性に接続された場合における電気回路３６の破壊を阻止する機能を有している。レギュレータＩＣ４７は、直流電源から供給された１２Ｖを５Ｖに変えて、その５Ｖをマイクロプロセッサ３６に供給する機能を有している。リセット信号回路４９は、マイクロプロセッサ３６のＲＥＳＥＴ端子に接続されて、電源投入時にマイクロプロセッサ３６の初期化を行う機能を有している。
【００５９】
位置検出手段７の位置用電磁コイル１６と位置用コンデンサ１７とは、第２コネクター３９により並列に接続されることで、位置検出用のＬＣ共振回路を形成するようにしてある。荷重検出手段８の荷重用電磁コイル２２と荷重用コンデンサ２３とは、第３コネクター４１により並列に接続されることで、荷重検出用のＬＣ共振回路を形成するようにしてある。位置用発振回路４０からの出力信号ｆＨがマイクロプロセッサ３６のＣＮｔｉ端子に接続されると、マイクロプロセッサ３６内で周波数の計測が行われる。荷重用発振回路４２からの出力信号ｆＷがマイクロプロセッサ３６のＣＮｔｉ端子に接続されると、マイクロプロセッサ３６内で共振周波数の計測が行われる。
【００６０】
トランシーバーＩＣ５１は、送信回路５１Ａと受信回路５１Ｂとから構成されている。シリアル通信用の第５コネクター５０の信号は、差動信号となっている。受信回路１５Ｂによって非差動信号に変換されてマイクロプロセッサ３６の端子ＲＸに入力される。マイクロプロセッサ３６の端子ＴＸからの送信信号は、送信回路５１Ａによって差動信号に変換されて第５コネクター５０から外部へ送信される。送信回路１５Ａは、マイクロプロセッサ３６からのアウトプットイネーブル信号が「１」のとき、送信回路５１Ａの出力が有効となり、かつ、マイクロプロセッサ３６からのアウトプットイネーブル信号が「０」のとき、ハイインピーダンスとなるようにしてある。
【００６１】
デジタルスイッチ５２は、荷重保持体往復移動装置１のアドレス番号を設定するためのものである。複数個の荷重保持体往復移動装置１には、各々異なるアドレス番号が設定される。不揮発性メモリ５３には、位置検出手段７の基準位置及び最大高さ位置の誤差補正データ、荷重検出手段８の零荷重点及び最大荷重点の誤差補正データ並びに荷重保持体往復移動装置１のアドレス番号などが記憶される。
【００６２】
位置用発振回路４０は、図５０に示すように、アナログ的反転増幅回路として動作する第１インバータ回路５４と、この第１インバータ回路５４の入出力間に接続された第１負帰還抵抗５５と、アナログ的反転増幅回路として動作する第２インバータ回路５６と、この第２インバータ回路５６の入出力間に接続された第２負帰還抵抗５７と、第１インバータ回路５４と第２インバータ回路５６との間に接続された第１結合コンデンサ５８と、第２インバータ回路５６と位置検出用のＬＣ共振回路との間に接続されて第２インバータ回路５６の増幅率を調整する調整抵抗５９と、この調整抵抗５９と直列に接続された第２結合コンデンサ６０と、帰還抵抗６１とから構成されている。帰還抵抗６１は、第１インバータ回路５４、第１結合コンデンサ５８、第２インバータ回路５６、調整抵抗５９及び第２結合コンデンサ６０の直列回路に対して並列に接続されている。荷重用発振回路４２は、位置用発振回路４０と同じ構成になっている。
【００６３】
制御基板９に設けられた電気回路３５によれば、荷重検出手段８の零荷重点及び最大荷重点につき、不揮発性メモリ５３に記憶されている誤差補正データを用いて荷重計測調整を、かつ、位置検出手段７の基準位置及び最大高さ位置につき、不揮発性メモリ５３に記憶されている誤差補正データを用いて高さ制御調整を、それぞれ行うことができると共に、総括制御装置からのシリアル通信で、小形モータ５、位置検出手段７及び荷重検出手段８を制御することができるようにしてある。
【００６４】
位置検出手段７に接続された位置検出手段用リード線２７及び小形モータ５に接続されたモータ用リード線２８は、リード線取り出し開口３Ｈからベース３の裏面側に引き出されて、位置検出手段用リード線２７が第２コネクター３９に、モータ用リード線２８が第１コネクター３７に、それぞれ接続される。荷重検出手段８に接続された荷重検出手段用リード線２６は、ベース３の取り出し穴３Ｅからベース３の裏面側に引き出されて、第３コネクター４１に接続される。
【００６５】
荷重保持体往復移動装置１を床ずれ防止装置として用いる場合には、その荷重保持体往復移動装置１を複数個、図５１に示すように、装着台座枠６２に並設して使用する。装着台座枠６２には、並設する荷重保持体往復移動装置１の数分の差し込み穴６３及び通し穴６４が設けられている。荷重保持体往復移動装置１は、荷重保持体往復移動装置１の下カバー４に設けた差し込み脚４Ｃを、装着台座枠６２の差し込み穴６３に差し込むことにより、装着台座枠６２上に位置決めされ、かつ、装着台座枠６２に固定される。
【００６６】
荷重保持体往復移動装置１に内蔵された制御基板９の第４コネクター４４に接続された外部接続用第１リード線６５と、制御基板９の第５コネクター５０に接続された外部接続用第２リード線６６と、外部接続用第１リード線６５及び外部接続用第２リード線６６の端部に接続された外部接続用プラグ６７は、図１２に示すように、荷重保持体往復移動装置１の下カバー４に設けた開口４Ｅからその下カバー４の下面下方に取り出されるようにしてある（図１２を参照）。そして、図５１に示すように、外部接続用プラグ６７を、装着台座枠６２に設けられて複数個の荷重保持体往復移動装置１を制御する統括制御装置６８及び直流電源６９への接続を可能にするコンセントに、装着台座枠６２の通し穴６４を通して、手で、差し込むことにより、接続するようにしている。シリアル通信機能を有する複数個の荷重保持体往復移動装置１と統括制御装置６８とは、並列に接続されおり、統括制御装置６８からアドレス番号を付与して各荷重保持体往復移動装置１に指令を送信することで、各荷重保持体往復移動装置１の識別が行えるようにしてある。なお、図５１の符号７０は、並設する複数個の荷重保持体往復移動装置１の上に敷かれた薄い布団類を、かつ、符号７１は、その薄い布団類７０に仰向けに寝かされた人を、それぞれ示している。
【００６７】
往復移動支柱１４の往復移動速度は、統括制御装置６８からの指令によって、小形モータ５の回転速度を変えることで、複数段に切り替え可能となるように設計されている。本実施形態では、往復移動支柱１４の往復移動速度を、１ｍｍ／分、２ｍｍ／分及び４ｍｍ／分の３種類としてある。往復移動支柱１４は、約２０ｍｍ上昇するとその位置（最大高さ位置）が位置検出手段７により検知されて小形モータ５の回転が停止させられるので、上昇を停止させられると共に、その停止した位置から約２０ｍｍ下降して基準位置に至るとその基準位置が位置検出手段７により検知されて小形モータ５の回転が停止させられるので、下降を停止させられる。したがって、往復移動支柱１４の移動距離は、約最大２０ｍｍとなる。
【００６８】
上記本実施形態の荷重保持体往復移動装置１では、小形モータ５を駆動させると、回転軸５Ａと一緒にピニオン１１が回転する。ピニオン１１が回転すると、ピニオン１１に噛合っている減速歯車１２と一緒に中央支柱１３が減速回転する。そして、中央支柱１３が正回転する場合には、収納ケース２の出入り穴２Ｃに形成された一対の平坦面２Ｄと往復移動支柱１４の一対の平坦面１４Ｂによって、中央支柱１３に螺合している往復移動支柱１４が、回転することなく、収納ケース２の出入り穴２Ｃを通って上昇するので、往復移動支柱１４の先端に取り付けた荷重保持体１０が上昇させられる。また、中央支柱１３が逆回転する場合には、中央支柱１３に螺合している往復移動支柱１４が、収納ケース２の出入り穴２Ｃを通って下降するので、往復移動支柱１４の先端に取り付けた荷重保持体１０を下降させられる。このように、小形モータ５を正逆転させることにより、往復移動支柱１４及び荷重保持体１０が上昇若しくは下降する、換言すれば、往復移動支柱１４及び荷重保持体１０を直線往復移動する。
【００６９】
さらに、小形モータ５を正逆転させて往復移動支柱１４及び荷重保持体１０を直線往復移動させると、往復移動支柱１４と位置検出手段７の位置用電磁コイル１６との相対距離が変化するので、位置用電磁コイルのインダクタンスが変化するため、位置用電磁コイルと位置用コンデンサ１７との並列共振回路に基づく共振周波数の数値が変化する。また、荷重保持体１０に荷重が加えられることで、荷重保持体１０、往復移動支柱１４、中央支柱１３及び減速歯車１２の全体が、荷重用ばね２０の付勢力に逆らって、下降すると、荷重用磁性体１９が荷重用電磁コイル２２内に入り、荷重用電磁コイル２２のインダクタンスが変化するため、荷重用電磁コイル２２と荷重用コンデンサ２３との並列共振回路に基づく共振周波数の数値が変化する。
【００７０】
上記本実施形態の荷重保持体往復移動装置１は、図２に示す往復移動支柱１４の状態、すなわち、往復移動支柱１４が基準位置に下降しているとき、位置用電磁コイル１６と位置用コンデンサ１７との並列共振回路に基づく共振周波数の数値が約１．５ｋＨｚとなるようにし、かつ、図４に示す往復移動支柱１４の状態、すなわち、荷重保持体１０が約２０ｍｍ上昇した最大高さ位置のとき、位置用電磁コイル１６と位置用コンデンサ１７との並列共振回路に基づく共振周波数の数値が約２．７２７ｋＨｚとなるように、設計されている。また、上記本実施形態の荷重保持体往復移動装置１は、図２に示す中央支柱１３の状態（荷重が零ｋｇ）のとき、荷重用電磁コイル２２と荷重用コンデンサ２３との並列共振回路に基づく共振周波数の数値が約１４．７１ｋＨｚとなるようにし、かつ、図６に示す中央支柱１３の状態（荷重が９．７ｋｇ）のとき、荷重用電磁コイル２２と荷重用コンデンサ２３との並列共振回路に基づく共振周波数の数値が約１２．４ｋＨｚとなるように、設計されている。
【００７１】
位置用電磁コイル１６と位置用コンデンサ１７との並列共振回路に基づく共振周波数（ｋＨｚ）と、往復移動支柱１４の移動距離（ｍｍ）との関係は、図５２に示すように、往復移動支柱１４の移動距離（ｍｍ）が大きくなると、共振周波数（ｋＨｚ）が大きくなることが分かる。そして、上記本実施形態の荷重保持体往復移動装置１では、往復移動支柱１４の移動距離が零（基準位置）のとき、共振周波数の数値が約１．５ｋＨｚに、かつ、往復移動支柱１４の移動距離が約２０ｍｍ（最大高さ位置）のとき、共振周波数の数値が約２．７２７ｋＨｚとなるように、設計されている。したがって、往復移動支柱１４の移動距離（ｍｍ）、すなわち、荷重保持体１０の位置（高さ位置）は、位置用電磁コイル１９と位置用コンデンサ２０との並列共振回路の出力を、制御基板２６に設けたマイクロプロセッサ４２に内蔵されているカウンターで計数することにより、検出することができる。
【００７２】
さらに、荷重用電磁コイル２２と荷重用コンデンサ２３との並列共振回路に基づく共振周波数（ｋＨｚ）と、荷重保持体１０に加わる荷重（ｋｇ）との関係は、図５３に示すように、荷重保持体１０に加わる荷重（ｋｇ）が増大すると、共振周波数（ｋＨｚ）が小さくなることが分かる。そして、上記本実施形態の荷重保持体往復移動装置１では、荷重保持体１０に加わる荷重が零のとき、共振周波数の数値が約１４．７１ｋＨｚに、荷重保持体１０に加わる荷重が９．７ｋｇのとき、共振周波数の数値が１２．４ｋＨｚとなるように、設計されている。したがって、荷重保持体１０に加わる荷重（ｋｇ）は、荷重用電磁コイル２２と荷重用コンデンサ２３との並列共振回路の出力を、制御基板９に設けたマイクロプロセッサ３６に内蔵されているカウンターで計数することにより、検出することができる。
【００７３】
位置検出手段７の位置用コンデンサ１７を除く本体部分は、位置用ボビン１５に位置用電磁コイル１６を巻装した後、位置検出手段用接片１８を位置用ボビン１５の径大部１５Ｂに設けた固定穴１５Ｄに圧入固定し、その後、その位置検出手段用接片１８の一端に位置用電磁コイル１６の端末を、かつ、その位置検出手段用接片１８の他端に位置検出手段用リード線２７を、それぞれ半田付けすることによって、作られる。
【００７４】
荷重検出手段８の荷重用コンデンサ２３及び荷重用磁性体１９を除く本体部分は、荷重用ボビン２１に荷重用電磁コイル２２を巻装した後、荷重検出手段用接片２４を荷重用ボビン２１の下端フランジに設けた端子取り付け穴２１Ｂに圧入固定し、その後、その荷重検出手段用接片２４の一端に荷重用電磁コイル２２の端末を、かつ、その荷重検出手段用接片２４の他端に荷重検出手段用リード線２６を、それぞれ半田付けすることによって、作られる。
【００７５】
中央支柱１３には、その中央支柱１３の外周にカラー３１を圧入固定した後、その中央支柱１３の径小部１３Ｃ側から中央支柱１３の外周に減速歯車１２の回転軸１２Ａを、平坦面１３Ｂと平坦面１２Ｄが当接するように挿入し、その後、荷重用磁性体１９を径小部１３Ｃに圧入固定することにより、減速歯車１２が、カラー３１と荷重用磁性体１９に挟持された状態で、かつ、中央支柱１３の周りを回転しない状態で、取り付けられる（図４２参照）。
【００７６】
上記本実施形態の荷重保持体往復移動装置１の組立手順を、次に説明する。
【００７７】
まず、始めに、荷重検出手段８の荷重検出手段用リード線２６をベース３の収納凹部３Ｂの取り出し穴３Ｅからベース３の裏面（下面）側に取り出した状態で、ベース３の収納凹部３Ｂに荷重検出手段８の荷重用ボビン２１を収納する。
【００７８】
次いで、ベース３の収納凹部３Ｂに収納した荷重検出手段８の荷重用電磁コイル２２の上方に、収納凹部３Ｂの段部３Ｆを利用して、スラスト軸受２５を、収納凹部３Ｂに装着する。
【００７９】
次いで、ピニオン１１の貫通穴１１Ａの下端側をベース３の小突起３Ｇに挿入することで、ピニオン１１をベース３上に設置する。
【００８０】
次いで、スラスト軸受２５に荷重用ばね２０を載置した状態とし、その荷重用ばね２０内を介してスラスト軸受２５内に、中央支柱１３に予め固定されている荷重用磁性体１９側を挿入することで、中央支柱１３に装着された減速歯車１２のリング溝１２Ｂ内に、荷重用ばね２０の上端を挿入すると共に、減速歯車１２の歯部１２Ｂとピニオン１１とを噛み合わせることにより、中央支柱１３をスラスト軸受２５の上方に向って垂設させる。
【００８１】
次いで、取り付け板２９の軸受用突出凹部２９Ｅに予め圧入固定したなるラジュアル軸受３２を、往復移動支柱１４の雌ネジ部１４Ａの先端側から往復移動支柱１４の外周に挿入して、カラー３１の外周に嵌合させることで、取り付け板２９をベース３の取り付けボス３Ｊ上に載置させる。
【００８２】
次いで、取り付け板２９をベース３の取り付けボス３Ｊ上に載置させたならば、小形モータ５の回転軸５Ａを、その回転軸５Ａの平坦面５Ｂがピニオン１１の平坦面１１Ｂと対向した状態となるように、取り付け板２９の第１貫通穴２９Ｂ及びピニオン１１の貫通穴１１Ａの上端側に挿入し、その後、小形モータ５の取り付け片５Ｂと取り付け板２９とを一緒に、取り付け板用ネジ３３、３３Ａを用いて一対の取り付けボス３Ｊに固定すると共に、残りの取り付けボス３Ｊに取り付け板２９を取り付け板用ネジ３３Ｂによって、固定する。これにより、小形モータ５が取り付け板２９に固定され、かつ、ピニオン１１が取り付け板２９とベース３との間で回転可能に支持され、しかも、中央支柱１３が、スラスト軸受２５及びラジュアル軸受３２によって軸支された状態で、ベース３上に組み立てられる。
【００８３】
次いで、ベース３上に組み立てられた中央支柱１３の雄ネジ１３Ａに往復移動支柱１４の雌ネジ部１４Ａを螺合させる。
【００８４】
次いで、中央支柱１３に螺合させた往復移動支柱１４の外周に位置検出手段７の位置用ボビン１５を嵌合させた後、その位置用ボビン１５の位置決め第２突起１５Ｃを取り付け板２９のスリット２９Ｄに挿入した後、位置検出手段７の位置用電磁コイル１６に接続された位置検出手段用リード線２７及び小形モータ５に接続されたモータ用リード線２８を、ベース３に設けたリード線取り出し開口３Ｈからベース３の裏面（下面）側に引き出すようにする。
【００８５】
次いで、位置用ボビン１５の位置決め用第１突起１５Ａを、収納ケース２の位置決め用リング嵌合穴２Ｂに嵌合させつつ、しかも、往復移動支柱１４の平坦面１４Ｂと収納ケース２の出入り穴２Ｃにおける平坦面２Ｄとが対向するように、往復移動支柱１４を収納ケース２の出入り穴２Ｃに挿入して、往復移動支柱１４の径小装着部１４Ｃを収納ケース２の上方に突出させることで、ベース３上に収納ケース２を被せ、かつ、ベース３の嵌合壁３Ａを収納ケース２の下面開口内壁に密着嵌合させる。
【００８６】
次いで、収納ケース２の出入り穴２Ｃから上方に突出した往復移動支柱１４の径小装着部１４Ｃに、荷重保持体１０の装着穴１０Ａを圧入固定することにより、往復移動支柱１４に荷重保持体１０を取り付ける。
【００８７】
次いで、収納ケース２及びベース３をひっくり返して、ベース３の下面を上に向けた状態とした後、ベース３の取り付け穴３Ｄを介して収納ケース２のネジ穴２Ａに、ベース用ネジ３０を螺合させることにより、収納ケース２とベース３を一体化させる。
【００８８】
次いで、制御基板９の第１コネクター３７にモータ用リード線２８を、制御基板９の第２コネクター３９に位置検出手段用リード線２７を、制御基板９の第３コネクター４１に荷重検出手段用リード線２６を、それぞれ接続すると共に、制御基板９の第４コネクター４４接続された外部接続用第１リード線６５及び制御基板９の第５コネクター５０に接続された外部接続用第２リード線６６を、下カバー４の開口４Ｅから下カバー４の下面（裏面）側に引き出した状態にする。
【００８９】
最後に、ベース３の取り付け脚３Ｋ及び取り付け円筒部３Ｌに制御基板９を載置した後、下カバー４の筒状突起体４Ｂを制御基板９の切り欠き部９Ｂを介してベース３の取り付け円筒部３Ｌに圧入すると共に、下カバー４の取り付け台座４Ａに設けた下カバー用取り付け穴４Ｆから制御基板９の基板取り付け穴９Ａを介してベース３の取り付け脚３Ｋのネジ穴３Ｍに下カバー用ネジ３４に螺着させることにより、制御基板９をベース３と下カバー４との間に挟持した状態で、ベース３に下カバー４を固定させる。
【００９０】
以上のような組立手順によれば、荷重保持体往復移動装置１を、流れ作業により、効率よく、組み立てることができる。
【００９１】
上記本実施形態の荷重保持体往復移動装置１によれば、荷重保持体往復移動装置１の全体重量を、約０．３ｋｇ〜約０．３５ｋｇの範囲に設定すること可能である。また、上記本実施形態の荷重保持体往復移動装置１では、収納ケース２とベース３を分離させることなく、制御基板９の取り付け及び取り外しを行うことができ、制御基板９の点検修理及び交換の作業が容易である。
【００９２】
さらに、上記本実施形態の荷重保持体往復移動装置１では、図８に示すように、取り付け板２９を収納ケース２内の対角線Ｐ１に沿って斜めに配設させると共に、収納ケース２内の対角線Ｐ１上に、小形モータ５及び中央支柱１３の中心を略一致させ、かつ、収納ケース２内の対角線Ｐ１と他の対角線Ｐ２とが交わる位置に中央支柱１３の中心を略一致させてあるので、収納ケース２の形状を正方角柱形にすることが容易であり、しかも、縦寸法及び横寸法を収納ケース２の縦寸法及び横寸法と同一にした正方形の荷重保持体１０の中心に往復移動支柱１４が取り付けられて、その往復移動支柱１４で正方形の荷重保持体１０が往復移動（上下移動）させられるので、荷重保持体１０が傾くことなく、荷重保持体１０が均一に往復移動（上下移動）する。
【００９３】
さらに、上記本実施形態の荷重保持体往復移動装置１では、小形モータの正逆転運動を往復移動に変換する変換機構６を構成する往復移動支柱１４を利用して、位置検出手段７を構成してあるので、部品点数を増やすことなく、位置検出手段７をコンパクトにまとめることができる。また、小形モータの正逆転運動を往復移動に変換する変換機構６を構成する中央支柱１３を利用して、荷重検出手段８の荷重用磁性体１９を移動させるようにしてあるので、部品点数を増やすことなく、荷重検出手段８をコンパクトにまとめることができる。また、荷重用磁性体１９の外周径を中央支柱１３の外周径と略同一寸法にしてあるので、スラスト軸受２５内への中央支柱１３及び荷重用磁性体１９の嵌合及び移動が円滑に行われるため、中央支柱１３が上下方向に移動させても、その中央支柱１３の下方をスラスト軸受２５によって確実に支持することができる。
【００９４】
さらに、上記本実施形態の荷重保持体往復移動装置１では、制御基板９に設けられた電気回路３５により、荷重検出手段８の零荷重点及び最大荷重点につき、誤差補正データを用いて荷重調整を行うことができ、かつ、位置検出手段７の基準位置及び最大高さ位置につき、誤差補正データを用いて高さ調整を行うことができるので、変換機構６を構成する部品の寸法のばらつきやその部品の材料のばらつきなどによる精度の低下を、機械的調整機構を設けることなく、阻止することができ、構造の簡略化・装置全体のコンパクト化を図ることができる。
【００９５】
さらに、上記本実施形態の荷重保持体往復移動装置１では、総括制御装置６８からのシリアル通信で、電気回路３５により、小形モータ５、位置検出手段７及び荷重検出手段８を制御するようにしたので、荷重保持体往復移動装置１を多数並べて使用した場合に、それら荷重保持体往復移動装置１と総括制御装置６８との配線を簡素化することができ、かつ、配線作業を軽減することができる。
【００９６】
さらに、上記本実施形態の組立手順では、ベース３の嵌合壁３Ａを収納ケース２の下面開口内壁に密着嵌合させた後、往復移動支柱１４に荷重保持体１０を取り付け、その後、収納ケース２及びベース３をひっくり返して、ベース３に制御基板９及び下カバー４を装着させるようにしているが、これに限定されない。ベース３の嵌合壁３Ａを収納ケース２の下面開口内壁に密着嵌合させた後、収納ケース２及びベース３をひっくり返して、ベース３に制御基板９及び下カバー４を装着させ、その後、収納ケース２が上側となるように、収納ケース２及びベース３を再度ひっくり返して、往復移動支柱１４に荷重保持体１０を取り付けるようにしてもよい。
【００９７】
さらに、上記本実施形態では、荷重保持体１０及び収納ケース２の形状を、上から見て、正方形としているが、これに限定されない。荷重保持体１０の形状を、上から見て、長方形、円形、楕円形などにすることも可能である。また、荷重保持体１０を、往復移動支柱１４の先端に着脱自在に取り付けるようにしてもよい。また、荷重保持体１０は、その上面を平坦面としているが、これに限定されない。荷重保持体１０の上面に、クション材を貼着するようにしてもよいし、荷重保持体１０の上面に多数の凹凸を設けるようにしてもよい。
【００９８】
上記本実施形態の荷重保持体往復移動装置１では、制御基板９に接続された外部接続用第１リード線６５及び外部接続用第２リード線６６の端部に設けた外部接続用プラグ６７を、装着台座枠６２に設けられて複数個の荷重保持体往復移動装置１を制御する統括制御装置６８及び直流電源６９への接続を可能にするコンセントに手で、差し込むことにより、制御基板９と複数個の荷重保持体往復移動装置１を制御する統括制御装置６８及び直流電源６９との接続を行うようにしているが、荷重保持体往復移動装置１を下方に向って（装着台座枠６２に向って）押し付けることにより、外部接続用プラグ６７が荷重保持体往復移動装置１を制御する統括制御装置６８及び直流電源６９への接続を可能にするコンセントにワンタッチで電気的に接続され、かつ、下カバー４の差し込み脚４Ｃが装着台座枠６２の差し込み穴６３に差し込まれてワンタッチで機械的に固定されるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の一実施形態を示す、荷重保持体往復移動装置の外観平面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置を示し、荷重保持体に荷重が加わっていない状態で、その荷重保持体を基準位置に下降している状態における図１のＡ−Ａ縦断面拡大図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置を示し、荷重保持体に荷重が加わっている状態で、その荷重保持体が基準位置に下降させた状態における図１のＢ−Ｂ縦断面拡大図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置を示し、荷重保持体に荷重が加わっていない状態で、かつ、荷重保持体を最大に上昇させた状態における図１のＡ−Ａ縦断面拡大図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置の荷重保持体が最大に上昇させた後、その荷重保持体に荷重が加わった状態における図１のＡ−Ａ縦断面拡大図である。
【図６】図５の状態からさらに荷重を増大させて荷重保持体を最大に下降させた状態における図１のＡ−Ａ縦断面拡大図である。
【図７】図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図８】図２のＤ−Ｄ断面図である。
【図９】図２のＥ−Ｅ断面図である。
【図１０】図２のＦ−Ｆ断面図である。
【図１１】図２のＧ−Ｇ断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る制御基板に接続された外部接続用第１リード線及び外部接続用第２リード線並びに外部接続用プラグを下カバーから引き出した状態における荷重保持体往復移動装置の外観底面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置の要部分解斜視図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置のピニオンの拡大縦断面図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置の位置検出手段における位置用ボビンの拡大正面図である。
【図１６】図１５のＬ−Ｌ断面図である。
【図１７】図１５の底面図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置の位置検出手段における位置検出手段用接片の拡大正面図である。
【図１９】図１８の左側面図である。
【図２０】図１８の底面図である。
【図２１】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置の荷重検出手段における荷重用ボビンの拡大平面図である。
【図２２】図２１の左側面図である。
【図２３】図２１の底面図である。
【図２４】図２１のＭ−Ｍ断面図である。
【図２５】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置の減速歯車の要部縦断面拡大図である。
【図２６】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置の減速歯車における回転軸の要部横断面拡大図である。
【図２７】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置の収納ケースの下方外観斜視図である。
【図２８】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置の収納ケースの拡大底面図である。
【図２９】図２８のＮ−Ｎ断面図である。
【図３０】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置の荷重保持体の下方外観斜視図である。
【図３１】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置のベースの平面外観斜視図である。
【図３２】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置のベースの底面外観斜視図である。
【図３３】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置のベースの拡大平面図である。
【図３４】図３３のＫ１−Ｋ１断面図である。
【図３５】図３３のＫ２−Ｋ２断面図である。
【図３６】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置のベースの拡大底面図である。
【図３７】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置の取り付け板の拡大平面拡大図である。
【図３８】図３７のＪ−Ｊ断面図である。
【図３９】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置の中央支柱の正面図である。
【図４０】図３９の左側面図である。
【図４１】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置の中央支柱部組の分解斜視図である。
【図４２】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置の中央支柱部組の斜視図である。
【図４３】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置の往復移動支柱の要部縦断面図である。
【図４４】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置の往復移動支柱における径小部の横断面図である。
【図４５】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置の下カバーの拡大平面図である。
【図４６】図４５の左側面図である。
【図４７】図４５のＨ１−Ｈ１断面図である。
【図４８】図４５のＨ２−Ｈ２断面図である。
【図４９】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置の全体電気回路図である。
【図５０】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置に用いられる位置用発振回路図である。
【図５１】本発明の一実施形態に係る荷重保持体往復移動装置を複数個、床ずれ防止装置の装着台座枠に設置した状態を示す概略説明図である。
【図５２】本発明の一実施形態に係る位置検出手段の共振周波数と移動距離の特性図である。
【図５３】本発明の一実施形態に係る荷重検出手段の共振周波数と荷重の特性図である。
【符号の説明】
【０１００】
１      荷重保持体往復移動装置
２      収納ケース
２Ｂ    位置決め用嵌合穴
２Ｃ    出入り穴
２Ｄ    一対の平坦面
３      ベース
４      下カバー
４Ｃ    差し込み脚
５      小形モータ
６      変換機構
７      位置検出手段
８      荷重検出手段
９      制御基板
１０    荷重保持体
１１    ピニオン
１２    減速歯車
１２Ａ  回転軸
１２Ｃ  リング溝
１３    中央支柱
１３Ａ  雄ネジ
１４    往復移動支柱
１４Ａ  雌ネジ部
１４Ｂ  一対の平坦面
１５    位置用ボビン
１５Ａ  位置決め用第１突起
１５Ｃ  位置決め第２突起
１６    位置用電磁コイル
１７    位置用コンデンサ
１９    荷重用磁性体
２０    荷重用ばね
２１    荷重用ボビン
２２    荷重用電磁コイル
２３    荷重用コンデンサ
２５    スラスト軸受
２９    取り付け板
２９Ｄ  スリット
３１    カラー
３２    ラジュアル軸受
３５    電気回路
３６    マイクロプロセッサ
３８    パルスモータドライバー
４０    位置用発振回路
４２    荷重用発振回路
５１    トランシーバーＩＣ
５１Ａ  送信回路５１
５１Ｂ  受信回路５１
５２    デジタルスイッチ
５３    不揮発性メモリ
６２    装着台座枠
６３    差し込み穴
６４    通し穴
６８    統括制御装置
【図１】
2006102209.tif 000003
【図２】
2006102209.tif 000004
【図３】
2006102209.tif 000005
【図４】
2006102209.tif 000006
【図５】
2006102209.tif 000007
【図６】
2006102209.tif 000008
【図７】
2006102209.tif 000009
【図８】
2006102209.tif 000010
【図９】
2006102209.tif 000011
【図１０】
2006102209.tif 000012
【図１１】
2006102209.tif 000013
【図１２】
2006102209.tif 000014
【図１３】
2006102209.tif 000015
【図１４】
2006102209.tif 000016
【図１５】
2006102209.tif 000017
【図１６】
2006102209.tif 000018
【図１７】
2006102209.tif 000019
【図１８】
2006102209.tif 000020
【図１９】
2006102209.tif 000021
【図２０】
2006102209.tif 000022
【図２１】
2006102209.tif 000023
【図２２】
2006102209.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2006102209.tif 000026
【図２５】
2006102209.tif 000027
【図２６】
2006102209.tif 000028
【図２７】
2006102209.tif 000029
【図２８】
2006102209.tif 000030
【図２９】
2006102209.tif 000031
【図３０】
2006102209.tif 000032
【図３１】
2006102209.tif 000033
【図３２】
2006102209.tif 000034
【図３３】
2006102209.tif 000035
【図３４】
2006102209.tif 000036
【図３５】
2006102209.tif 000037
【図３６】
2006102209.tif 000038
【図３７】
2006102209.tif 000039
【図３８】
2006102209.tif 000040
【図３９】
2006102209.tif 000041
【図４０】
2006102209.tif 000042
【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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