(57)【要約】【課題】ダンパ機構等を設けることなく、省スペースで且つ簡単な構成でアクチュエータの急激な動作を抑制でき、動作時にもロスのないアクチュエータおよびこれを用いるベッド装置を提供する。【解決手段】緊急解除に対応したベッド装置（１）において、フレーム（２）に背上げ機構（９）と膝上げ機構（７）とを備え、背上げ機構（９）を駆動する直動アクチュエータ（１０）は、ねじ部を有するねじ軸（１２）と、ねじ軸（１２）が回転動作することにより進退動作を行う起動軸（１３）とを備え、緊急解除時に、起動軸（１３）の動作速度を制御するブレーキ機構（１１０）を備えることを特徴とするものである。【選択図】図５
2015112366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
緊急解除に対応したアクチュエータにおいて、
緊急解除時に、当該アクチュエータの動作速度を制御するブレーキ機構を備えることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
ねじ部を有するねじ軸と、前記ねじ軸が回転動作することにより進退動作を行う起動軸とを備え、
前記ブレーキ機構は、緊急解除時に、前記起動軸が進退動作することにより前記ねじ軸が回転動作することで生じる遠心力を利用して、前記ねじ軸の回転動作を抑制する制動力を発生させ、前記遠心力に応じて前記起動軸の動作速度を制御することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
ねじ部を有するねじ軸と、前記ねじ軸が回転動作することにより進退動作を行う起動軸とを備え、
前記ブレーキ機構は、操作レバーを備え、
緊急解除時に、前記起動軸が進退動作することにより回転動作する前記ねじ軸に対して、手動で前記操作レバーを操作することにより生じる操作力により、前記ねじ軸の回転動作を抑制する制動力を発生させ、前記操作力に応じて前記起動軸の動作速度を制御することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記ブレーキ機構は、前記ねじ軸の回転速度を一定に保つ調速機の機能を有することを特徴する請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記ブレーキ機構は、制動力の倍力機構を備えることを特徴とする請求項２から４のうちの何れか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
緊急解除に対応したベッド装置において、
床部を起伏させる起伏機構を備え、
前記起伏機構を駆動するアクチュエータとして、請求項１から５のうちの何れか一項に記載のアクチュエータを用いることを特徴とするベッド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータおよびこれを用いるベッド装置に係り、特に、アクチュエータの動作速度を制御するブレーキ機構を備えたアクチュエータと、床部を起伏させる起伏機構を備えたベッド装置において、床部の下降動作を制御するためのアクチュエータを備えたベッド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、病院用ベッドにおいて、心肺蘇生（ＣＰＲ）対応のベッドが採用されている。
ＣＰＲ対応のベッドとして、床部を起伏させる起伏機構を備えたベッドにおいては、ＣＰＲを動作させるときは、ベッドの背ボトムが起きている場合は、早急に下降して水平状態にする必要がある。このとき、あまり急激に下降させると被介護者に身体に負担をかける虞があった。
【０００３】
そこで、従来は、起伏機構のアクチュエータとは別にダッシュポット等のダンパ機構を組み込むことによって、背ボトムの降下速度を緩和させて、ベッドの背ボトムが急激に下降しないようにしたものが知られている。
【０００４】
また、駆動部の動作を制御する技術として、例えば、駆動モータの駆動伝達部に回転規制部を設けて、モータ軸に負荷トルクがかからないときにモータ軸の回転を規制し、モータ軸に負荷トルクが作用すると回転を許容するようにして駆動モータの駆動を制御するようにしたブレーキ機構が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
また、その他の例として、駆動軸に遠心力により駆動を制御するようにしたブレーキ機構を備えた制動補助装置が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２１１９７４号公報
【特許文献２】特開平１０−２０１７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来技術において、アクチュエータとは別にダンパ機構等を設ける構成では、ベッドの構造が複雑になったり、設計上のレイアウトの自由度が減る等の他にコストが増大する等の問題があった。
【０００８】
さらに、ダンパ機構は通常の昇降動作時においても動作しているため、常時ロスを発生しているという問題があった。
【０００９】
また、特許文献１のブレーキ機構は、モータ軸に負荷トルクがかからないときにモータ軸の回転を規制し、モータ軸に負荷トルクが作用すると回転を許容するように駆動伝達を制御しているが、駆動停止する時にモータ軸（駆動軸）の回転を制御するものではない。
【００１０】
また、特許文献２の制動補助装置は、駆動軸の回転が上昇すると遠心力により制動力が弱くなり、回転が下降すると制動力が強くなるようにしているが、駆動軸の回転を制御するものではない。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、別途ダンパ機構等を設けることなく、省スペースで且つ簡単な構成でアクチュエータの急激な動作を抑制でき、動作時にもロスのないアクチュエータおよびこれを用いるベッド装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するための本発明に係るアクチュエータおよびこれを用いるベッド装置は、次の通りである。
【００１３】
本発明は、緊急解除に対応したアクチュエータにおいて、緊急解除時に、当該アクチュエータの動作速度を制御するブレーキ機構を備えることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明において、「アクチュエータ」は、直動アクチュエータを含むものとする。
また、本発明において、「緊急解除」は、例えば、アクチュエータを医療機器に用いた場合に、心肺蘇生等の緊急処置を行う際に、アクチュエータの機構的拘束を解除して動作自在にするものである。
【００１５】
また、本発明は、ねじ部を有するねじ軸と、前記ねじ軸が回転動作することにより進退動作を行う起動軸とを備え、前記ブレーキ機構の構成として、緊急解除時に、前記起動軸が進退動作することにより前記ねじ軸が回転動作することで生じる遠心力を利用して、前記ねじ軸の回転動作を抑制する制動力（ブレーキ力）を発生させ、前記遠心力に応じて前記起動軸の動作速度を制御することが好ましい。
【００１６】
本発明において、遠心力を利用して制動力を発生するものとして、例えば、円周方向の摩擦力によって制動力を発生するようにしたものや、レバー等により遠心力を軸線方向の力に変換して、軸線方向の摩擦力によって制動力を発生するようにしたものであってもよい。
【００１７】
また、本発明は、ねじ部を有するねじ軸と、前記ねじ軸が回転動作することにより進退動作を行う起動軸とを備え、前記ブレーキ機構の構成として、操作レバーを備え、緊急解除時に、前記起動軸が進退動作することにより回転動作する前記ねじ軸に対して、手動で前記操作レバーを操作することにより生じる操作力により、前記ねじ軸の回転動作を抑制する制動力を発生させ、前記操作力に応じて前記起動軸の動作速度を制御することが好ましい。
【００１８】
本発明において、例えば、ねじ軸の回転力を断続可能なクラッチ部を備えて、手動で操作レバーを操作する際に、レバー操作の初動でクラッチ部の連結状態を解除してねじ軸の機構的拘束を解除するようにしてもよい。
【００１９】
また、レバー操作により制動力を発生するものとして、例えば、操作レバーにより軸線方向の摩擦力によって制動力を発生するようにしたものや、操作レバーに連動するバンドブレーキにより円周方向の摩擦力によって制動力を発生するようにしたものであってもよい。
【００２０】
また、本発明は、前記ブレーキ機構の構成として、前記ねじ軸の回転速度を一定に保つ調速機の機能を有することが好ましい。
【００２１】
また、本発明は、前記ブレーキ機構の構成として、制動力の倍力機構を備えることが好ましい。
【００２２】
また、本発明は、緊急解除に対応したベッド装置において、床部を起伏させる起伏機構を備え、前記起伏機構を駆動するアクチュエータとして、請求項１から５のうちの何れか一項に記載のアクチュエータを用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のアクチュエータによれば、緊急解除に対応したアクチュエータ（例えば、直動アクチュエータ）において、緊急解除時に、当該アクチュエータの動作速度を制御するブレーキ機構を備えることで、別途ダンパ機構等を設けることなく、省スペースで且つ簡単な構成でアクチュエータの急激な動作を抑制でき、動作にもロスのないアクチュエータを実現できる。
【００２４】
また、本発明によれば、ねじ部を有するねじ軸と、前記ねじ軸が回転動作することにより進退動作を行う起動軸とを備え、前記ブレーキ機構の構成として、緊急解除時に、前記起動軸が進退動作することにより前記ねじ軸が回転動作することで生じる遠心力を利用して、前記ねじ軸の回転動作を抑制する制動力を発生させ、前記遠心力に応じて前記起動軸の動作速度を制御することで、動作速度が速いときには制動力を大きくして、動作速度がゆっくりのときは制動力が小さくなるように自動的に制御することができる。
【００２５】
また、本発明によれば、ねじ部を有するねじ軸と、前記ねじ軸が回転動作することにより進退動作を行う起動軸とを備え、前記ブレーキ機構の構成として、操作レバーを備え、緊急解除時に、前記起動軸が進退動作することにより回転動作する前記ねじ軸に対して、手動で前記操作レバーを操作することにより生じる操作力により、前記ねじ軸の回転動作を抑制する制動力を発生させ、前記操作力に応じて前記起動軸の動作速度を制御することで、アクチュエータの動作状態を見ながら制動力を加減することができる。
【００２６】
また、本発明によれば、前記ブレーキ機構の構成として、前記ねじ軸の回転速度を一定に保つ調速機の機能を有することで、アクチュエータを安定して動作させることができる。
【００２７】
また、本発明によれば、前記ブレーキ機構の構成として、制動力の倍力機構を備えることで、効果的に制動をかけることができる。
【００２８】
また、本発明のベッド装置によれば、緊急解除に対応したベッド装置において、床部を起伏させる起伏機構を備え、前記起伏機構を駆動するアクチュエータとして、請求項１から５のうちの何れか一項に記載のアクチュエータを用いることで、別途ダンパ機構等を設けることなく、省スペースで且つ簡単な構成でアクチュエータの急激な動作を抑制できるので、緊急解除時に、動作にもロスなく迅速に床部（背ボトム）を水平にすることができるベッド装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る直動アクチュエータを備えたベッド装置の全体の構成を示す説明図である。
【図２】前記ベッド装置の背上げ機構の構成を示す平面図である。
【図３】前記ベッド装置の背上げ機構の構成を示す斜視図である。
【図４】前記直動アクチュエータの全体の構成を示す説明図である。
【図５】前記直動アクチュエータのブレーキ機構の概略の構成を示す説明図である。
【図６】前記直動アクチュエータのブレーキ機構の構成を示す説明図である。
【図７】前記ブレーキ機構のブレーキブロックにおけるブレーキトルクと角速度の関係を示すグラフである。
【図８】（ａ）は本発明の第２実施形態に係る直動アクチュエータのブレーキ機構の構成を示す説明図、（ｂ）は前記ブレーキ機構が作動した状態を示す説明図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る直動アクチュエータのブレーキ機構の概略の構成を示す説明図である。
【図１０】（ａ）前記ブレーキ機構の構成を示す説明図、（ｂ）は前記ブレーキ機構が作動した状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る直動アクチュエータのブレーキ機構の概略の構成を示す説明図である。
【図１２】（ａ）は前記ブレーキ機構の構成を示す説明図、（ｂ）は前記ブレーキ機構が作動した状態を示す説明図である。
【図１３】本発明の第５実施形態に係る直動アクチュエータのブレーキ機構の概略の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（第１実施形態）
以下、本発明のアクチュエータおよびこれを用いるベッド装置を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明を実施する形態の一例であって、本発明の第１実施形態に係る直動アクチュエータを備えたベッド装置の全体の構成を示す説明図、図２は前記ベッド装置の背上げ機構の構成を示す平面図、図３は前記ベッド装置の背上げ機構の構成を示す斜視図である。
【００３１】
第１実施形態に係るベッド装置１は、図１に示すように、緊急解除に対応したベッド装置であって、マットレス４と、マットレス４が載置される分割されたボトム（床部）３と、その分割されたボトム３の一部を起伏させる起伏機構と、起伏機構を備えるフレーム２とを備え、起伏機構を駆動する駆動手段として、本発明に係るアクチュエータを用いることを特徴とするものである。
【００３２】
フレーム２の上には、分割されたボトム３が配置される。
ボトム３は、背ボトム（背部）３ａ、腰ボトム３ｂ、膝ボトム（膝部）３ｃ、足ボトム３ｄに分割されて構成されている。そして、その分割されたボトム３の上にマットレス４が配置される。フレーム２のヘッド側とフット側には、それぞれヘッドボード５，フットボード６が設けられている。
【００３３】
膝ボトム３ｃの下側には、利用者の膝部を起伏するための起伏機構として、いわゆる膝上げ機構７が構成されている。
【００３４】
膝上げ機構７は、駆動手段として直動アクチュエータ８を用いてリンク機構を構成して、直動アクチュエータ８を進退動作させることで、膝ボトム３ｃを起伏するように構成されている。
【００３５】
背ボトム３ａの下側には、利用者の上体（背中）を起伏するための起伏機構として、いわゆる背上げ機構９が構成されている。
【００３６】
背上げ機構９は、駆動手段として本発明に係るアクチュエータの構成を採用した直動アクチュエータ１０を用いて、直動アクチュエータ１０を進退動作させることで、背ボトム３ａを起伏するように構成されている。図２，図３に示すように、直動アクチュエータ１０の一端部は背ボトム３ａ側の取付けブラケット３ｅに連結され、他端側はフレーム２側の取付けブラケット２ａに連結されている。
【００３７】
また、背上げ機構９には、緊急解除に対応した緊急解除手段２０ａが構成されている。
緊急解除手段２０ａを構成するものとして、図１〜図３に示すように、後述する直動アクチュエータ１０に設けられた緊急解除レバー１５（図４を参照）を操作するための操作レバー２１と、操作レバー２１に連結されるワイヤ部材２２とを備えている。
【００３８】
操作レバー２１は、背ボトム３ａのヘッド側の両側部に設けられた取付けブラケット２３にそれぞれ取付けられている。この操作レバー２１は、バネ部材の弾性力に抗して握り操作可能に構成されている。
【００３９】
ワイヤ部材２２は、一端側が操作レバー２１に連結され、他端側が直動アクチュエータ１０側の緊急解除レバー１５に連結される。ワイヤ部材２２の敷設経路上では背ボトム３ａの裏面側に適宜支持されている。
【００４０】
次に、第１実施形態に係る特徴的な直動アクチュエータ１０について図面を参照して詳細に説明する。
図４は第１実施形態に係る直動アクチュエータの全体の構成を示す説明図、図５は前記直動アクチュエータのブレーキ機構の概略の構成を示す説明図である。
【００４１】
第１実施形態に係る直動アクチュエータ１０は、図４，図５に示すように、緊急解除に対応した直動アクチュエータであって、緊急解除時（心肺蘇生（ＣＰＲ）等の緊急処置対応時）に、当該直動アクチュエータ１０の動作速度を制御するブレーキ機構１１０をハウジング１１内部に備えることを特徴とするものである。
【００４２】
直動アクチュエータ１０は、図５に示すように、駆動モータ（図示省略）に減速機構（図示省略）、クラッチ機構（図示省略）を介して接続される回転軸（ねじ軸）１２と、回転軸１２が回転動作することにより軸線方向に進退動作を行う起動軸１３を備えている。
ハウジング１１の外側には、ブレーキ機構１１０に連動する緊急解除レバー１５と、緊急解除レバー１５を操作するワイヤ部材２２を取付けるための取付け金具１６が突設されている。緊急解除レバー１５には、ワイヤ部材２２が連結される連結部材２５が接続されている。
【００４３】
起動軸１３は、緊急解除時には、緊急解除レバー１５を操作することでクラッチ機構による接続状態が解除されて進退自在な状態となるように構成されている。
【００４４】
その他の直動アクチュエータ１０の基本的な構成は、通常の直動アクチュエータの構成と同様とするため説明を省略する。
【００４５】
次に、第１実施形態の直動アクチュエータ１０を構成する特徴的なブレーキ機構１１０について図面を参照して詳細に説明する。
図６は第１実施形態の直動アクチュエータのブレーキ機構の構成を示す説明図である。
【００４６】
第１実施形態の直動アクチュエータ１０のブレーキ機構１１０は、図５，図６に示すように、緊急解除時に、緊急解除レバー１５を操作することで回転軸１２が開放されて、起動軸１３が進退動作することにより回転軸１２が回転動作することでブレーキ機構１１０に生じる遠心力を利用して制動力（ブレーキ力）を発生させて、この遠心力に応じて発生する制動力により起動軸１３の進退する動作速度を制御するように構成されている。
【００４７】
ブレーキ機構１１０は、図６に示すように、起動軸１３と連結される回転軸１２と一体で回転する一対のブレーキブロック１１２，１１２を備えるとともに、ハウジング１１の内側にブレーキブロック１１２，１１２に対向してブレーキドラム１１３を設けることでドラムブレーキ構造を構成したものである。
【００４８】
回転軸１２には、回転アーム１１４が一体的に設けられている。
回転アーム１１４は、中心部に回転軸１２が接続され、両端部に一対のブレーキブロック１１２，１１２がそれぞれ揺動可能に軸支されている。すなわち、直動アクチュエータ１０のハウジング１１内のブレーキドラム１１３側が固定されて、ブレーキブロック１１２側が回転するように構成されている。回転アーム１１４の側面には、ブレーキブロック１１２と位置決めするストッパ１１４ａが突設されている。
【００４９】
ブレーキブロック１１２は、略半円状に形成され、一端側１１２ａが支軸１１５により回転アーム１１４側に揺動可能に軸支され、他端側１１２ｂが回転アーム１１４のストッパ１１４ａに当接するようになっている。
【００５０】
ブレーキブロック１１２の支軸１１５に近い位置で外側に、ブレーキドラム１１３に摺接するブレーキシュー１１６が設けられている。ブレーキブロック１１２は、回転軸１２を中心として点対称に構成されている。
【００５１】
回転アーム１１４を挟んでブレーキブロック１１２，１１２の対向する位置に、引っ張りばね１１７ａ，１１７ｂが設けられ、ブレーキブロック１１２，１１２同士を内側に付勢している。引っ張りばね１１７ａ，１１７ｂは、ばね取付け部材１１８ａ，１１８ｂによってそれぞれブレーキブロック１１２，１１２に取付けられている。
【００５２】
ブレーキブロック１１２，１１２は、通常状態（静止状態）で、内側が回転アーム１１４のストッパ１１４ａに当接した状態で、外側のブレーキシュー１１６がハウジング１１側のブレーキドラム１１３に当接しないように構成されている。
【００５３】
次に、第１実施形態の直動アクチュエータ１０のブレーキ機構１１０による作用について説明する。
図７は第１実施形態の直動アクチュエータのブレーキ機構のブレーキブロックにおけるブレーキトルクと角速度の関係を示すグラフである。
【００５４】
直動アクチュエータ１０において、緊急解除時に緊急解除レバー１５を操作することで回転軸１２の機構的拘束が解除されると、回転軸１２は駆動モータによることなく高速で動作が可能となる。
【００５５】
外部からの負荷（例えば、ベッド装置１の背ボトム３ａ側にかかる荷重）により起動軸１３が高速で進退動作することで、起動軸１３に連結される回転軸１２が高速で回転すると、回転アーム１１４に取付けられたブレーキブロック１１２，１１２に遠心力が発生し、その遠心力が引っ張りばね１１７ａ，１１７ｂのばね力に勝ってブレーキブロック１１２，１１２が外側に揺動変位する。これにより、ブレーキブロック１１２に設けられたブレーキシュー１１６が内側からブレーキドラム１１３に押し付けられて、その摩擦力によって回転軸１２の回転速度が下がる。
【００５６】
なお、引っ張りばね１１７ａ，１１７ｂによる力は一定であるが、遠心力は角速度の二乗に比例するため、通常の回転動作時の角速度が小さい範囲では、ばねの力によってブレーキブロック１１２，１１２が内側方向に付勢されて回転アーム１１４側に固定され、ブレーキシュー１１６がブレーキドラム１１３の内側と接触しないので、何らブレーキ力が発生しない。
【００５７】
このようにして、ブレーキブロック１１２の質量と引っ張りばね１１７ａ，１１７ｂのばねの力を適切な値にすることによって通常動作時の回転数においては、ブレーキシュー１１６とブレーキドラム１１３とが摺接することなく、何らロスを発生しない設計とすることができる。
【００５８】
ここで、第１実施形態の直動アクチュエータ１０におけるブレーキ機構１１０による摩擦力（制動力）について説明する。
【００５９】
図６に示すブレーキ機構１１０のブレーキブロック１１２の質量をｍ、回転中心Ｐと重心位置１１２ｇの距離（半径）をｒ、角速度をωとするとブレーキブロック１１２の遠心力Ｃは、
遠心力：Ｃ＝ｍｒω2・・・（１）
となる。
【００６０】
ブレーキシュー１１６とブレーキドラム１１３内壁との摩擦係数をμ、垂直抗力をＮとすると、
摩擦力：Ｆ＝μＮ・・・（２）
となる。
【００６１】
ここで、ブレーキドラム１１３において、ブレーキシュー１１６にかかる力をＮ，Ｆ、重心１１２ｇにかかる力をＣ、ばね取付け部材１１８ａにかかる力をＳ、ばね取付け部材１１８ｂにかかる力をＳとする。そして、ブレーキドラム１１２の支軸１１５回りのモーメントの和が０であるので、
Ｃｅ＋Ｆｂ−Ｎａ−Ｓｃ−Ｓｄ＝０・・・（３）
となる。
【００６２】
これに（１）、（２）式の  Ｃ＝ｍｒω２，Ｎ＝Ｆ／μ  を代入して
Ｆ＝{ｍｒω２ｅ−Ｓ（ｃ＋ｄ）}／（ａ／μ−ｂ）・・・（４）
となる。
【００６３】
ドラムの内部の半径をＲとすると、
ブレーキトルク：Ｔ＝ＦＲ・・・（５）
となる。
【００６４】
ブレーキブロック１１２は一対なので、
全体のブレーキトルク：Ｔｂ＝２ＦＲ
＝２Ｒ{ｍｒω２ｅ−Ｓ（ｃ＋ｄ）}／（ａ／μ−ｂ）｝
・・・（６）
となる。
【００６５】
この式において、  ｍｒω２ｅ＜Ｓ（ｃ＋ｄ）  の範囲ではブレーキトルクはマイナスとなるが実際には、図７に示すように、「０」となる。
【００６６】
そして、ｍｒω２ｅ＜Ｓ（ｃ＋ｄ）  を満足する角速度ωで回転する限りブレーキトルクは発生せず、角速度が上昇し  ｍｒω２ｅ＞Ｓ（ｃ＋ｄ）  の条件が満たされるとブレーキトルクは角速度の二乗に比例して上昇する。
【００６７】
これのより、通常の上昇下降のときの角速度ωを前者の範囲におけば、このブレーキ機構１１０によるロスは全くなく、緊急解除時に急速に回転軸１２の回転速度が上がった時にのみブレーキトルクが発生して角速度の上昇を妨げることができる。
【００６８】
さらに、この時のブレーキトルクは、角速度ωの二乗に比例するので、回転トルクとブレーキトルクが釣り合うような角速度ωで回転することから、回転数を一定に保つ調速機（ガバナー）としての機能も発揮することができる。
【００６９】
以上のように構成したので、第１実施形態によれば、緊急解除に対応したベッド装置１において、背上げ機構９の駆動手段としてブレーキ機構１１０を備える直動アクチュエータ１０を用いることで、緊急解除時に、回転軸１２の機構的拘束が解除されて、起動軸１３が進退動作することによりねじ軸１２が回転動作することで生じる遠心力を利用して、ブレーキブロック１１２に設けられたブレーキシュー１１６を内側からブレーキドラム１１３に押し付けて摩擦力を発生させることで、遠心力に応じた摩擦力（制動力）により起動軸１３の動作速度を自動的に制御することができる。これにより、別途ダンパ機構等を設けることなく、省スペースで且つ簡単な構成でアクチュエータの急激な動作を抑制できる。
【００７０】
また、第１実施形態によれば、ブレーキブロック１１２の質量と引っ張りばね１１７ａばねの力を適切な値にすることにより、通常動作時の回転数においては、何らロスを発生しないブレーキ機構１１０を実現できる。
【００７１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照して説明する。
図８の（ａ）は本発明の第２実施形態に係る直動アクチュエータのブレーキ機構の構成を示す説明図、（ｂ）は前記ブレーキ機構が作動した状態を示す説明図である。
【００７２】
第２実施形態に係るアクチュエータは、ブレーキ機構の構成として、第１実施形態のブレーキ機構１１０のようにブレーキドラム１１３により円周方向の摩擦力によって制動力を発生するようにしたドラムブレーキ構造に換えて、図８（ａ）に示すように、レバー等により遠心力を軸線方向の力に変換して、軸線方向の摩擦力によって制動力を発生する平板ディスクブレーキ構造を構成するブレーキ機構２１０を備えたことを特徴とする直動アクチュエータ２０である。
【００７３】
第２実施形態に係る直動アクチュエータ２０は、基本的な構成は第１実施形態に係る直動アクチュエータ１０の構成と同様な構成を備えるため、ブレーキ機構２１０の構成を除き基本的な構成の説明は省略する。
【００７４】
第２実施形態に係るブレーキ機構２１０は、図８（ａ），（ｂ）に示すように、緊急解除時に、緊急解除レバー（図示省略）を操作することで回転軸１２が開放されて、起動軸１３が進退動作することにより回転軸１２が回転動作することでブレーキ機構２１０に生じる遠心力を利用して制動力（ブレーキ力）を発生させて、この遠心力に応じて発生する制動力により起動軸１３の進退する動作速度を制御するように構成されている。
【００７５】
ブレーキ機構２１０は、図８（ａ）に示すように、起動軸１３と連結される回転軸１２と一体で回転する一対の遠心力レバー２１２，２１２と、遠心力レバー２１２，２１２の動きに連動する回転ディスク２１６を備えるとともに、ハウジング１１の内側に回転ディスク２１６に対向して固定ディスク２１３を設けることで平板ディスクブレーキ構造を構成したものである。
【００７６】
回転軸１２には、回転アーム２１４が一体的に接続されている。
回転アーム２１４は、中心部に回転軸１２が接続され、両端部に一対の遠心力レバー２１２，２１２がそれぞれ軸線方向に対して垂直方向（円周方向）に揺動可能に軸支されている。すなわち、直動アクチュエータ２０のハウジング１１内の固定ディスク２１３側が固定されて、遠心力レバー２１２側が回転するように構成されている。回転アーム２１４の側面には、遠心力レバー２１２の一部と当接して遠心力レバー２１２を位置決めするストッパ２１４ａが突設されている。
【００７７】
遠心力レバー２１２は、Ｌ字状に形成されて、一端側には錘２１２ａ、他端側には回転ディスク２１６に当接する当接部２１２ｂが設けられ、そのＬ字状の略中央の角部２１２ｃが支軸２１５により回転アーム２１４の端部に揺動可能に軸支され、他端側の当接部２１２ｂの反対側が回転アーム２１４のストッパ２１４ａに当接するようになっている。
遠心力レバー２１２，２１２は、回転軸１２を中心として対称に構成されている。
【００７８】
回転アーム２１４側と遠心力レバー２１２の当接部２１２ｂ側との間に引っ張りばね２１７が設けられ、当接部２１２ｂを回転アーム２１４側に付勢している。すなわち、遠心力レバー２１２の錘２１２ａが内側（軸線中心側）に付勢されている。
引っ張りばね２１７は、回転アーム２１４と遠心力レバー２１２に設けられたばね取付け部材２１８によって取付けられている。
【００７９】
回転ディスク２１６は、回転軸１２と一体的に回転するとともに直線方向に沿って移動可能に構成されている。そして、回転ディスク２１６は、図示しない付勢部材によって遠心力レバー２１２の当接部２１２ｂに当接するように付勢されている。
【００８０】
回転ディスク２１６は、図８（ａ）に示すように、通常状態（静止状態）で、遠心力レバー２１２の当接部２１２ｂが回転アーム２１４のストッパ２１４ａに当接した状態で、固定ディスク２１３に一定距離をおいて対峙する位置に配置されている。
【００８１】
次に、第２実施形態の直動アクチュエータ２０のブレーキ機構２１０による作用について説明する。
【００８２】
直動アクチュエータ２０において、緊急解除時に緊急解除レバー１５を操作することで回転軸１２の機構的拘束が解除されると、回転軸１２は駆動モータによることなく高速で動作が可能となる。
【００８３】
外部からの負荷（例えば、ベッド装置１の背ボトム３ａ側にかかる荷重）により起動軸１３が高速で進退動作することで、起動軸１３に連結される回転軸１２が高速で回転すると、回転アーム２１４に取付けられた遠心力レバー２１２，２１２に遠心力が発生し、その遠心力が引っ張りばね２１７のばね力に勝って遠心力レバー２１２の錘２１２ａ側が外側に揺動変位する。これにより、図８（ａ），（ｂ）に示すように、遠心力レバー２１２の当接部２１２ｂが回転ディスク２１６を固定ディスク２１３側に押し付ける方向（図中左方向）に作用する。
【００８４】
回転ディスク２１６が固定ディスク２１３に押し付けられると摩擦力が発生して、その摩擦力によって回転ディスク２１６の回転速度が下がる。
【００８５】
なお、第２実施形態では、第１実施形態のブレーキ機構１１０と同様に、引っ張りばね２１７による力は一定であるが、遠心力は角速度の二乗に比例するため、通常の回転動作時の角速度が小さい範囲では、ばねの力によって遠心力レバー２１２の当接部２１２ｂが軸線方向で図中右側側方向に付勢されて回転アーム２１４側に固定され、回転ディスク２１６が固定ディスク２１３と接触しないので、何らブレーキ力が発生しない。
【００８６】
このようにして、遠心力レバー２１２の質量と引っ張りばね２１７のばねの力を適切な値にすることによって通常動作時の回転数においては、回転ディスク２１６と固定ディスク２１３とが摺接することなく、何らロスを発生しない設計とすることができる。
【００８７】
以上のように構成したので、第２実施形態によれば、緊急解除に対応したベッド装置１において、背上げ機構９の駆動手段としてブレーキ機構２１０を備える直動アクチュエータ２０を用いることで、緊急解除時に、回転軸１２の機構的拘束が解除されて、起動軸１３が進退動作することによりねじ軸１２が回転動作することで生じる遠心力を利用して、遠心力レバー２１２により、回転ディスク２１６を軸線方向に沿って固定ディスク２１３側に押し付けて摩擦力を発生させることで、遠心力に応じた摩擦力（制動力）により起動軸１３の動作速度を自動的に制御することができる。
【００８８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図面を参照して説明する。
図９は本発明の第３実施形態に係る直動アクチュエータのブレーキ機構の概略の構成を示す説明図、図１０の（ａ）は本発明の第３実施形態に係る直動アクチュエータのブレーキ機構の構成を示す説明図、（ｂ）は前記ブレーキ機構が作動した状態を示す説明図である。
【００８９】
第３実施形態に係る直動アクチュエータ３０は、図９、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、緊急解除に対応した直動アクチュエータであって、緊急解除時に、手動により当該直動アクチュエータ３０の動作速度を制御するブレーキ機構３１０をハウジング１１内部に備えることを特徴とするものである。
【００９０】
第３実施形態に係る直動アクチュエータ３０は、基本的な構成は第１実施形態に係る直動アクチュエータ１０の構成と同様な構成を備えるため、ブレーキ機構３１０の構成を除き基本的な構成の説明は省略する。
【００９１】
第３実施形態に係るブレーキ機構３１０は、図９に示すように、緊急解除時に、緊急解除レバー３１５を操作することで回転軸１２の機構的拘束を解除して、起動軸１３が進退動作することにより回転軸１２が回転動作することに対して、緊急解除レバー３１５をさらに動作させることで手動により回転軸１２に制動をかけて、起動軸１３の進退する動作速度を制御するように構成されている。
【００９２】
ブレーキ機構３１０は、図１０（ａ）に示すように、図示しない駆動モータからの駆動を断続するドッグクラッチ３２０と、起動軸１３と連結される回転軸１２と一体で回転する平板状の回転ディスク３１６と、回転ディスク３１６に作用する緊急解除レバー３１５を備えるとともに、ハウジング１１の内側に回転ディスク３１６に対向して固定ディスク３１３を設けることで平板ディスクブレーキ構造を構成したものである。
【００９３】
ドッグクラッチ３２０は、クラッチ部３２１が回転ディスク３１６側に一体的に連結され、クラッチ部３２２が図示しない駆動モータからの駆動系に連結されている。
【００９４】
緊急解除レバー３１５は、一端側にはハウジング１１の外部に配置されて連結部材２５が接続される操作部３１５ａが設けられ、他端側には回転ディスク３１６に当接する当接部３１５ｂが設けられ、略中央部で支軸３１５ｃによりハウジング１１側に揺動可能に軸支されている。
【００９５】
緊急解除レバー３１５の支軸３１５ｃには、通常はドッグクラッチ３２０のクラッチ部３２１とクラッチ部３２２とが連結する位置に緊急解除レバー３１５を付勢するねじりコイルばね３３０が設けられている。
【００９６】
次に、第３実施形態の直動アクチュエータ３０のブレーキ機構３１０による作用について説明する。
【００９７】
直動アクチュエータ３０において、緊急解除時に緊急解除レバー３１５を操作することで回転軸１２の機構的拘束が解除されると、回転軸１２は駆動モータによることなく高速で動作が可能となる。
【００９８】
第３実施形態では、緊急解除レバー３１５を手動操作する際に、レバー操作の初動でドッグクラッチ３２０の連結状態を解除して回転軸１２の機構的拘束を解除した後に、回転ディスク３１６を固定ディスク３１３に押し当てて、回転ディスク３１６の回転動作に制動をかけるようにしている。
【００９９】
第３実施形態のブレーキ機構３１０によるブレーキトルク（制動力）Ｔｂは、
回転ディスク３１６と固定ディスク３１３との間の摩擦係数をμ、操作力Ｆにより生じる押しつけ力をＰ、回転ディスク３１６と固定ディスク３１３の作動するブレーキ部（摺接する部分）の平均半径をｒとすると、
ブレーキトルク：Ｔｂ＝μＰｒ・・・（７）
となる。
【０１００】
これにより、緊急解除レバー３１５を手動操作して操作力Ｆを加減することで、押し付け力Ｐを加減して制動力を制御することができる。
【０１０１】
以上のように構成したので、第３実施形態によれば、緊急解除に対応したベッド装置１において、背上げ機構９の駆動手段としてブレーキ機構３１０を備える直動アクチュエータ３０を用いることで、緊急解除時に、緊急解除レバー３１５を操作する際に、初動で回転軸１２の機構的拘束を解除して、さらに緊急解除レバー３１５を動作させることで、手動により回転ディスク３１６を固定ディスク３１３に押し付けることで摩擦力を発生させ、操作力に応じて回転軸１２の回転速度を手動で制御することができる。これにより、直動アクチュエータ３０の動作状態を見ながら動作速度に応じて手動で制動力を加減することができる。
【０１０２】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図面を参照して説明する。
図１１は本発明の第４実施形態に係る直動アクチュエータのブレーキ機構の概略の構成を示す説明図、図１２の（ａ）は本発明の第４実施形態に係る直動アクチュエータのブレーキ機構の構成を示す説明図、（ｂ）は前記ブレーキ機構が作動した状態を示す説明図である。
【０１０３】
第４実施形態に係る直動アクチュエータ４０は、ブレーキ機構の構成として、第３実施形態のブレーキ機構３１０のように平板状の回転ディスク３１６と、これに対応して固定ディスク３１３により軸線方向の摩擦力によって制動力を発生するようにした平板ディスクブレーキ構造に換えて、図１２（ａ）に示すように、円錐状の回転ディスク４１６と、これに対応した円錐状の凹部を有する固定ディスク４１３により円錐状のディスクブレーキ構造を構成したものである。
【０１０４】
第４実施形態に係る直動アクチュエータ４０は、基本的な構成は第３実施形態に係る直動アクチュエータ３０の構成と同様な構成を備えるため、円錐状のディスクブレーキ構造のブレーキ機構４１０の構成を除き基本的な構成の説明は省略する。
【０１０５】
第４実施形態に係るブレーキ機構４１０は、図１１に示すように、緊急解除時に、緊急解除レバー４１５を操作することで回転軸１２の機構的拘束を解除して、起動軸１３が進退動作することにより回転軸１２が回転動作することに対して、緊急解除レバー４１５をさらに動作させることで手動により回転軸１２に制動をかけて、起動軸１３の進退する動作速度を制御するように構成されている。
【０１０６】
ブレーキ機構４１０は、図１２（ａ）に示すように、図示しない駆動モータからの駆動を断続するドッグクラッチ４２０と、起動軸１３と連結される回転軸１２と一体で回転する円錐状の回転ディスク４１６と、回転ディスク４１６に作用する緊急解除レバー４１５を備えるとともに、ハウジング１１の内側に回転ディスク４１６に対向して固定ディスク４１３を設けることで円錐状のディスクブレーキ構造を構成したものである。
【０１０７】
ドッグクラッチ４２０は、クラッチ部４２１が回転ディスク４１６側に一体的に連結され、クラッチ部４２２が図示しない駆動モータからの駆動系に連結されている。
【０１０８】
緊急解除レバー４１５は、一端側にはハウジング１１の外部に配置されて連結部材２５が接続される操作部４１５ａが設けられ、他端側には回転ディスク４１６に当接する当接部４１５ｂが設けられ、略中央部で支軸４１５ｃによりハウジング１１側に揺動可能に軸支されている。
【０１０９】
緊急解除レバー４１５の支軸４１５ｃには、通常はドッグクラッチ４２０のクラッチ部４２１とクラッチ部４２２とが連結する位置に緊急解除レバー４１５を付勢するねじりコイルばね４３０が設けられている。
【０１１０】
次に、第４実施形態の直動アクチュエータ４０のブレーキ機構４１０による作用について説明する。
【０１１１】
直動アクチュエータ４０において、緊急解除時に緊急解除レバー４１５を操作することで回転軸１２の機構的拘束が解除されると、回転軸１２は駆動モータによることなく高速で動作が可能となる。
【０１１２】
第４実施形態では、第３実施形態と同様に、緊急解除レバー４１５を手動操作する際に、レバー操作の初動でドッグクラッチ４２０の連結状態を解除して回転軸１２の機構的拘束を解除した後に、回転ディスク４１６を固定ディスク４１３に押し当てて、回転ディスク４１６の回転動作に制動をかけるようにしている。
【０１１３】
第４実施形態のブレーキ機構４１０によるブレーキトルク（制動力）Ｔｂは、
回転ディスク４１６と固定ディスク４１３との円錐部分の摩擦係数をμ１とすると、くさび効果によって見かけの摩擦係数μ２は、
μ２＝μ１／（ｓｉｎα＋μ１・ｃｏｓα）・・・（８）
となるので、操作力Ｆにより生じる押しつけ力をＰ、回転ディスク４１６と固定ディスク４１３の作動するブレーキ部（摺接する部分）の平均半径をｒとすると、
ブレーキトルク（制動力）Ｔｂは、
ブレーキトルク：Ｔｂ＝μ１・Ｐ・ｒ／（ｓｉｎα＋μ１・ｃｏｓα）・・・（９）
となる。これにより、第３実施形態における平板ディスクブレーキ構造よりも大きなブレーキトルクを発生することが可能となる。
【０１１４】
以上のように構成したので、第４実施形態によれば、緊急解除に対応したベッド装置１において、背上げ機構９の駆動手段としてブレーキ機構４１０を備える直動アクチュエータ４０を用いることで、緊急解除時に、緊急解除レバー４１５を操作する際に、初動で回転軸１２の機構的拘束を解除して、さらに緊急解除レバー４１５を動作させることで、手動により円錐状の回転ディスク４１６を円錐状に凹んだ固定ディスク４１３に押し付けることで、平板ディスクブレーキ構造よりも大きな摩擦力を発生させることができる。これにより、確実に回転軸１２に制動をかけて、起動軸１３の動作速度を制御することができる。
【０１１５】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図面を参照して説明する。
図１３は本発明の第５実施形態に係る直動アクチュエータのブレーキ機構の概略の構成を示す説明図である。
【０１１６】
第５実施形態に係る直動アクチュエータ５０は、図１３に示すように、緊急解除に対応した直動アクチュエータであって、緊急解除時に、手動により当該直動アクチュエータ５０の動作速度を制御するブレーキ機構５１０を備えることを特徴とするものである。
【０１１７】
第５実施形態に係る直動アクチュエータ５０は、基本的な構成は第１実施形態に係る直動アクチュエータ１０の構成と同様な構成を備えるため、ブレーキ機構５１０の構成を除き基本的な構成の説明は省略する。
【０１１８】
第５実施形態に係るブレーキ機構５１０は、図１３に示すように、緊急解除時に、緊急解除レバー５１５を操作することで回転軸１２の機構的拘束を解除して、起動軸１３が進退動作することにより回転軸１２が回転動作することに対して、緊急解除レバー５１５をさらに動作させることで手動により回転軸１２に制動をかけて、起動軸１３の進退する動作速度を制御するように構成されている。
【０１１９】
ブレーキ機構５１０は、起動軸１３と連結される回転軸１２と一体で回転するブレーキドラム５１３と、ブレーキドラム５１３の外周の所定範囲を包囲するブレーキバンド５１６と、ブレーキバンドを保持するブレーキバンドレバー５１２と、ブレーキバンドレバー５１２を支持する支持バー５１４とを備えて、ブレーキドラム５１３の外周をブレーキバンド５１６により締め付けるバンドブレーキ構造を構成したものである。
【０１２０】
緊急解除レバー５１５は、一端側にはハウジング（図示省略）の外部に配置されて連結部材２５が接続される操作部５１５ａが設けられ、他端側が支軸５１５ｃによりハウジング側に揺動可能に軸支されている。
【０１２１】
緊急解除レバー５１５の支軸５１５ｃには、通常は図示しないクラッチ部によって図示しない駆動モータからの駆動系と回転軸１２とを連結する位置に緊急解除レバー５１５を付勢するねじりコイルばね５３０が設けられている。
【０１２２】
ブレーキドラム５１３は、回転軸１２に一体的に設けられている。
ブレーキバンド５１６は、一端部が支持ピン５１７によりハウジング（図示省略）側に支持され、他端部がブレーキバンドレバー５１２により支持されている。
【０１２３】
ブレーキバンドレバー５１２は、略Ｌ字状に形成され、一端部にブレーキバンド５１６が連結され、他端部が支持バー５１４に支軸５１４ａにより軸支されている。そして、そのＬ字状の角部が支軸５１２ａにより支軸５１５ｃに揺動可能に軸支されている。
【０１２４】
支軸バー５１４は、ブレーキドラム５１３の外周に対向するように緊急解除レバー５１５から一体的に突設されている。
【０１２５】
次に、第５実施形態の直動アクチュエータ５０のブレーキ機構５１０による作用について説明する。
【０１２６】
直動アクチュエータ５０において、緊急解除時に緊急解除レバー５１５を操作することで回転軸１２の機構的拘束が解除されると、回転軸１２は駆動モータによることなく高速で動作が可能となる。
【０１２７】
第５実施形態では、緊急解除レバー５１５を手動操作する際に、レバー操作の初動で図示しないクラッチ部の連結状態を解除して回転軸１２の機構的拘束を解除した後に、ブレーキドラム５１３をブレーキバンド５１６により締め付けて、ブレーキドラム５１３の回転動作に制動をかけるようにしている。
【０１２８】
そして、緊急解除レバー５１５を手動操作して操作力を加減することで、ブレーキバンド５１６による締め付け力を加減してブレーキドラム５１３の制動力を制御することができる。
【０１２９】
以上のように構成したので、第５実施形態によれば、緊急解除に対応したベッド装置１において、背上げ機構９の駆動手段としてブレーキ機構５１０を備える直動アクチュエータ５０を用いることで、緊急解除時に、緊急解除レバー５１５を操作する際に、初動で回転軸１２の機構的拘束を解除して、さらに緊急解除レバー５１５を動作させることで、手動によりブレーキドラム５１３をブレーキバンド５１６により締め付けることで摩擦力を発生させ、操作力に応じて回転軸１２の回転速度を手動で制御することができる。これにより、直動アクチュエータ５０の動作状態を見ながら動作速度に応じて手動で制動力を加減することができる。
【０１３０】
また、上述した実施形態において採用したアクチュエータのブレーキ機構は、電気的制御を用いることなく、アクチュエータの動作速度を制御するようにしているので、緊急時に電気が無くても動作させることができる。
【０１３１】
なお、上述した実施形態において採用したアクチュエータのブレーキ機構は、ブレーキ部材の遠心力や操作レバーを手動により操作した操作力が直接制動力として作用するように構成しているが、倍力装置を介して制動するようにしてもよい。
【０１３２】
また、上述した実施形態では、ベッド装置１の構成として、フレーム２に、起伏機構としてそれぞれ駆動手段を備えた背上げ機構９と膝上げ機構７を備えているが、本発明は、この装置構成に限定されるものではい。
【０１３３】
また、上述した実施形態では、本発明に係るアクチュエータの構成をベッド装置の駆動手段として用いているが、ベッド装置に限定するものではなく、その他の利用として、例えば、治療用の椅子、手術台等、アクチュエータを使用可能な装置に展開することができる。
【０１３４】
なお、本発明は、上述した実施形態や変形例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明のベッド装置は、医療用、介護用、家庭用のベッド等に利用することができる。
【符号の説明】
【０１３６】
１  ベッド装置
７  膝上げ機構（起伏機構）
８，１０，２０，３０，４０，５０  直動アクチュエータ（アクチュエータ）
９  背上げ機構（起伏機構）
１１  ハウジング
１２  回転軸（ねじ軸）
１３  起動軸
１５，３１５，４１５，５１５  緊急解除レバー
２０ａ  緊急解除手段
１１０，２１０，３１０，４１０，５１０  ブレーキ機構
１１２  ブレーキブロック
１１３  ブレーキドラム
１１４，２１４  回転アーム
１１６  ブレーキシュー
１１７ａ，１１７ｂ  引っ張りばね
２１２  遠心力レバー
２１２ａ  錘
２１２ｂ  当接部
２１３，３１３，４１３  固定ディスク
２１６，３１６，４１６  回転ディスク
３２０，４２０  ドッグクラッチ
５１２  ブレーキバンドレバー
５１３  ブレーキドラム
５１６  ブレーキバンド
【図１】
2015112366.tif 000003
【図２】
2015112366.tif 000004
【図３】
2015112366.tif 000005
【図４】
2015112366.tif 000006
【図５】
2015112366.tif 000007
【図６】
2015112366.tif 000008
【図７】
2015112366.tif 000009
【図８】
2015112366.tif 000010
【図９】
2015112366.tif 000011
【図１０】
2015112366.tif 000012
【図１１】
2015112366.tif 000013
【図１２】
2015112366.tif 000014
【図１３】
2015112366.tif 000015