JP4041738B2 - 電気モータにより駆動されるキャスタ型ローラ - Google Patents
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Description
本発明は、ローラに関し、特に、走行車輪の回転動作と走行車輪の任意の旋回動作を固定可能であって、ローラの制御カムを貫通する動作シャフトを具備すると共にこの動作シャフトを駆動すべく、これに対しギア機構を介して電気モータが作用する、キャスタ型ローラに関する。
【0002】
走行車輪の回転動作及び旋回動作を固定するためにロッカーペダルを用いて切り替えることができるローラが、米国特許No.5,377,372に開示されている。このペダルは、移動可能ベッドのシャーシの中央部に延在している。これは、ローラに対する極めて複雑な伝達機構をもたらす。
【0003】
独国出願1 43 18 546から、ローラの制御カムを貫通する動作シャフトを制御するために電気モータを使用することが知られている。電気モータ及びギア機構は、プッシュロッドを延ばすように配置されており、プッシュロッドは、関節をもつ旋回レバーを介して動作シャフトを回し、その結果、制御カムを回す。これにより上述の機能が実現される。この場合も、少なからず複雑である。
【0004】
本発明の目的は、ローラの操作に関する機能を、いかに動作するかという点でより有利なものとし、いかに構築されるかという点においてより単純なものとすると共に、その使用に関して信頼性あるものとすることである。
【0005】
この目的は、第1の場合には実質的に請求項1の特徴を有するローラにおいて実現される。すなわち、歯付きギア機構を介して電気モータシャフトを用いた動作シャフトに対して電気モータが作用するように設けられる。技術的スイッチングの観点から、有利な直接的効果がある。上述の伝達機構はもはや不要である。構造的複雑さも低減される。そのさらなる理由は、歯付きギア機構が、駆動ギア車輪を具備し、そのハブに動作シャフトが貫通していることによる。制御カムに対する回転駆動については、動作シャフトが多角形断面を具備するように設けられる。このような丸くない多角形断面は、好適には六角形である。これに対応してすなわち好適には、ハブが、動作シャフトの多角形断面に適応した内部断面を具備する。
【0006】
さらに、歯付きギア機構がウォームを具備し、これがステップダウン中間ギア車輪を介して駆動ギア車輪を駆動する。ウォームからの伝達は、2箇所において、直接的に又は完全に離れて行われる。これにより、有効な駆動力の伝達が過負荷なく実現される。ウォームに対する力は、逆向きの放射状構成部品の形態で、いわば互いに打ち消しあう。この場合、ウォームの回転軸が、電気モータシャフトの回転軸と一致することがさらに有利である。これにより、コンパクトな構造が実現される。技術的スイッチングの観点から、動作シャフトが駆動ギア車輪のハブとの関係において動作シャフトの長手方向に変位可能であることが、ローラの機能に関して有利である。これにより、回転駆動に関し、電気モータ側に対する非係合の移動を可能とする。このことはいわば、ローラの機能を非結合としたり実行したりするための有効なベースを形成する。構造的に有利な解決手段は、互いに所定の距離を置いて設置された2つのローラの制御カムを動作シャフトが貫通することにより得られる。これにより、隣接するローラの同期的動作が実現される。
【0007】
この観点から、単純な手段によりスイッチングにおいて同期的に、例えばベッドのシャーシの4個のローラ全てに達するためには、電気モータによる3個又はそれ以上のローラの同時スイッチング駆動のために駆動機構を介して結合された2つの動作シャフトが、互いに平行に設置されることが提示された。これに対応するスイッチング部品は、プッシュロッドの形態で実施できる。さらに、モータに関して、固定電気モータが動作シャフトの面に対して直角にのびる電気モータシャフトを具備することも考慮する。この電気モータシャフトはまた、一般に、この方向に置かれたケーシング全体の長く延びた形状を決定する。
【0008】
この種の使用は、ポインタのように作用するために選択されるもので、同時に、さらなる機能のために基本的重要性を有する。すなわち、電気モータのコイル部(固定子)が動作シャフトから離れて設置されることが、さらに重要である。これにより、電気モータを取っ手の状態とすることができ、さらに、コイル部を覆う電気モータのケーシングが、取っ手のように突き出て形成される。
【0009】
電気モータは、一旦解放されると回ることができ、その結果、異なる機能のためのスイッチングレバーとして用いられる。従って、電気モータが動作シャフトの最端部と連携する場合もまた、有利である。良好な駆動の操作性のために、電気モータが、例えば病院ベッドの構成として設けられることが有用であり、つまり、ローラがベッドの外側に設けられる。これは、ベッド枠により規定されるベッドの、すなわち病院ベッドの外郭を意味する。
【0010】
一方、電気モータを露出する位置に設けることを避けるために、ローラに関して病院ベッドの内側の構成に電気モータが設置されることも提示する。互いの連携及び前述のステップダウンにより、独立した重要な機能も可能とする。すなわち、電気モータが、緊急操作のために動作シャフトに回転可能に設置される。言い換えるならば、電気モータの歯付きギア機構は、駆動ギア車輪からセルフロックする。緊急操作を実行するには、電気モータの旋回性を意図的に解放することが必要である。これに対応する方法として、電気モータの堅固な装着を、緊急操作のために譲歩することがある。この目的のために、病院ベッドのシャーシが用いられる。
【0011】
この予防策は、固定ベアリング孔と係合するスプリングピンが固定装着のために設けられる、等である。解放によりスプリングピンを引くことになり、その結果、固定ベアリング孔を離れ、スナップ係合により再び反対方向で固定ベアリング孔に入ることになる。ローラの機能の実行は、センサ制御された電気的効果を用いてもたらされる。この目的のために、動作シャフト上に、周方向に分布した位置標示器が設けられ、これらは、動作シャフトのスイッチング位置を検知するために位置センサの上を非接触で通過する。この場合、位置標示器自体は磁石で形成される。一方、位置センサは、近接スイッチにより設けられる。ここで、技術的組み込み条件においては、位置センサが共通回路基板に搭載されることが有利である。
【0012】
高度に段階化されたステップダウン電気モータにより、細かく、規定された角度動作が可能となる。旋回阻止手段(方向的な固定)の機能、解放位置の機能、そしてブレーキ及び旋回阻止手段(全体的阻止)の機能の観点では、3個の位置標示器が設けられかつそれらが全回転角度180度又はそれ未満の周方向範囲内に設置されることが有利である。
【0013】
さらに、2個又はそれ以上の、好適には全てのローラがそれ自身と連携する動作シャフトと、それ自身と連携する電気モータとを具備し、電気モータの駆動が中央制御ユニットを介して行われることが有利であり、中央制御ユニットは、電気モータの各々と操作に関して接続されている。
【0014】
位置標示器に戻ると、これらは、動作シャフトの長さに沿って互いに離れて設置されることが構造的に有利である。このことは、動作シャフトの長さの比較的短い部分に亘っていることを意味する。これらが互いにどのように連携するかに関して、実際には円の一部分で十分であり、後述する実施例におけるように3個の位置標示器が周方向に90度の範囲内に設置され、60度の範囲にまで低減できる。
【0015】
緊急解放のための手段の変形例もまた、動作シャフトの係合部分のみでなく解放部分までも、その長さに沿って歯付きギア機構と相互作用することによっても実施できる。さらに、動作シャフトが歯付きギア機構に関して長手方向に変位可能であることによっても実施できる。それにより、緊急操作において、解放部分が歯付きギア機構と連携することが可能となる。さらに尚簡単な解決手段は、動作シャフトの最端部に、手動操作取っ手が設けられることである。この場合、この係合は、手動操作取っ手を用いることによりスプリング力に対して動作シャフトが軸方向に移動可能であることによって生じる。
【0016】
さらに本発明は、請求項1の前段部分の特徴によるローラに関する。制御装置及び蓄電器もまた設けられ、その解決手段は、制御装置に対する電源が蓄電器により切り替え可能であること、及び、ローラの動作に続いて、スイッチング装置を用いてトリガーが掛かるように、スイッチング装置が蓄電器への電源接続を完全に遮断する。さらに、スイッチング装置を用いたローラの動作を実行するために、スイッチング装置の電源を別個に起動しなければならない。スイッチング装置への電源を起動することにより、ローラの動作状態の標示が行われる。このようにして、現在の機能の状態はどの場合も認知可能である。最後に、本発明は、共通回路基板上に搭載されるスイッチング装置のスイッチングユニットを目的とする。任意であるが、スイッチング回路基板もまた、病院ベッドの既存のスイッチングユニットへ組み込むことができる。最後に、位置センサは、動作シャフトの長さに沿って互いに離れて設置される。
【0017】
本発明の主旨は、図面に示された実施例に基づいて以下に詳細に説明する。
【0018】
<図面の簡単な説明>
図1は、本発明によるローラを用いた移動可能な病院ベッドであって、電気モータを装備されている病院ベッドの斜視図である。
図2は、病院ベッドのシャーシの一端部の下方から見た斜視図である。
図3は、同様に、シャーシへ接続可能なキャリアと連携する電気モータの斜視図である。
図4は、ロールを具備し、位置標示器と連携するキャリアの他方の端部を示す図である。
図5は、連携する位置センサを搭載する回路基板の平面図である。
図6は、旋回阻止位置におけるローラの垂直断面図である。
図7は、旋回阻止位置でのスイッチ操作における制御装置の前面プレートを示す図である。
図8は、解放位置における図6と同様の断面図である。
図9は、解放位置でのスイッチ操作における制御装置の前面プレートを示す図である。
図10は、ローラのブレーキ及び旋回阻止を示す図6と同様の断面図である。
図11は、旋回阻止位置での、スイッチ操作における制御装置の前面プレートを示す図である。
図12は、堅固に装着された電気モータを具備するローラの平面図である。
図13は、部分的に切り欠き展開されたギア機構のケーシングを具備するローラへ向かって見た図である。
図14は、動作シャフトを具備する駆動ギア車輪を通る垂直断面図である。
図15は、非係合状態の動作シャフトを具備する図14に相当する図である。
図16は、スイッチング作用を伝達する駆動機構を示す大幅に概略化した図である。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明によるローラ1は、キャスタ型ローラとして形成され、移動機構の4つの角部に設けられている。図示された実施例の場合、これは、病院ベッド3のシャーシ2である。
【0020】
シャーシ2は、柱部材4を用いてベッド枠5へ接続されている。このベッド枠は、垂直に起立するボード6により頭部と足部で終端している。
【0021】
ベッド枠5は分割されていてもよく、例えば、特定のベッド形状とするために枠パーツを互いに調整して固定することができる(このような手段は図示していない)。
【0022】
シャーシ2は、ボックス部から組み立てられる。このボックス部の材料は、T型棒部材であるビーム7と、頭部側の末端で交差するアーム8とを有し、T型の交差部材を形成している。
【0023】
ローラ1は、水平方向に挿入可能なキャリア9を用いてアーム8の自由端部に連結されている。この挿入連結は可逆的であり、横ピンで固定されている。挿入突起は符号10で示すこととする。それは、ボックス部の壁の厚さ分だけ小さくかつ全く同じ断面となるように形成されており、従って方向的に安定である。つまり、回転については固定されている。キャリア9と挿入突起10の間にある肩部9’は、壁の厚みにより形成され、挿入ストッパとして働く。
【0024】
キャリア9の下面から、旋回可能に装着された車輪フォーク11が延びる。これに対して走行車輪12が軸支されている。車輪フォーク11は、走行面13まで延びる車輪突起を具備しており、シャーシ2の自在に利用可能な低い高さの領域14を形成している。得られる高さは、例えば、床を掃除する作業のために十分なものである。
【0025】
例えば図6、8及び10に示されるように、ローラ1は、その上面側が垂直に起立した上部構造15へと続いている。このようなローラ1は、独国出願1 44 12 603の主旨であり、その技術的機能を説明するためにここで参照する。それにも拘わらず、このローラはよりコンパクトな方式で形成することができ、すなわちこれがねらいでもある。それにより、相当する機構をキャリア9をケーシングとして収容することができる(例えば図1を参照)。このローラは、固定ネジにより固定される。キャリア9のネジ孔は、図に示されている。
【0026】
各機能を実行するローラ1は、図6、8及び10に表されており、水平方向の走行車輪軸xに対して垂直方向に軸的にずれて装着されている。これにより、走行車輪12の、すなわち車輪フォーク11の旋回動作を可能とする。垂直軸は、yで示されている。
【0027】
車輪フォーク基部から上方へは、垂直に起立する搭載ピン16が延びている。搭載ピン16は、スリーブ17により取り囲まれ、スリーブ17は、キャリア9の受容部に装着される。これらは、回転について固定されるような方式で互いに連結されている。キャリア9のケーシングもまたそれ自体スリーブの機能とみなされる。
【0028】
ボールベアリング18を介在させることにより、車輪フォーク11はこれに対して回転可能であり、それによって走行車輪12の前述の旋回動作が実現される。
【0029】
スリーブ17の上端部は、任意であるがキャリア9に直結されてもよく、縦にした制御カム19を横に並べて収容している。その中心は動作シャフト20により貫通させられている。この動作シャフトは、多角形断面を有する。6角形の断面が示されている。中心の通路断面21は適合させなければならず、すなわち6角形である。
【0030】
中空の搭載ピン16の内部には、垂直方向に延びるプッシュロッド22があるが、回転については固定されている。制御カム19の回転的な変位があるとき、プッシュロッド22は走行車輪12の方向に変位する。これは、圧縮スプリング23の力に対抗して生じる。この圧縮スプリングは、復帰スプリングとして作用する。この圧縮スプリングは、プッシュロッド22へ螺合されている押圧片24に対して作用する。
【0031】
押圧片24の上面側は、プレート25で終端する。プレート25は、歯26により制御カム19のノッチ形成周縁部と係合する。歯26は、制御カム19の異なる深さの間隙部分と円弧部分とを感知して突き当たる。制御カム19の周縁形状に追随して、図8に示す基本位置を超えると、走行車輪12の回転的な動作及び/又は走行車輪12の旋回動作を、より正確には車輪フォーク11の動作を阻止することになる。前述の位置は、頂部における支持部によりそれぞれ規定される。
【0032】
前述の駆動装置Bのプレート25と押圧片24の間には、プレート25の方向に圧縮スプリング23による負荷がかかることにより、螺子山付き圧縮スプリングとして認められる圧力蓄積器が形成され、中央に螺子山調整手段を具備する。これは、ブレーキ手段の押圧抵抗を設定するために用いることができる。しかしながら、これらの手段は、本発明の主旨ではない。これらは独国出願1 44 12 603に詳細に開示されている。
【0033】
プッシュロッド22の下端部には、ブレーキ装置が設けられており、全体が符号27で示されている。走行車輪12を停止するために、プッシュロッド22の下端部に載置されたブレーキ部28が、走行車輪12のフレキシブルタイヤ30の走行表面29と係合する。図10を参照されたい。
【0034】
車輪フォーク11の旋回動作を阻止すべく働くのは、歯付きリム31であり、ブレーキ部28の背後に導入されている。この歯付きリムは、垂直変位可能なプッシュロッド22に対して回転不能に載置されている。その下向きの歯32は、車輪フォーク11の剛性阻止要素34の歯間ギャップ33と共に作用する。剛性阻止要素34は、歯32を歯間ギャップ33内へ弾性的に入れる。これらの歯間ギャップ33へ入ると、車輪フォーク11の旋回動作が結果的に阻止されると同時に、走行車輪12の回転動作が停止する。
【0035】
しかしながら、一方では、車輪フォーク11の旋回動作のみを阻止することもできる。なぜなら、歯付きリム31の上面側には阻止突起35を設けており、これが、フォーク基部の適合凹部36に係合することができるからである。この状態では、プッシュロッド22がその可能な最高変位位置にある。図6を参照されたい。
【0036】
駆動装置Bの主要な要素が、電気モータ37である。電気モータ37は、高度に段階化された歯付きギア機構38を具備する。この機構は、動作シャフト20に直接的に作用し、動作シャフト20は回転を固定された方式で制御カム19へ連結される。
【0037】
図12に特に明確に示すように、電気モータ37は、電気モータシャフト39を用い歯付きギア機構38を介して動作シャフト20の端部に作用する。電気モータは、キャリア9に対して突出している。動作シャフト20の端部、すなわち最端部は、通路断面21と同じ前述の多角形断面を具備する。この場合、動作シャフト20は、歯付きギア機構38の駆動ギア車輪41の固体ハブ40を貫通しており、固体ハブ40は両端を軸支されている。ハブ40の内側断面は、通路断面21と同じ空洞を具備し、符号42で示されている。ハブ40の方に向かって、その軸方向に示すように、これが横方向の固定された接続、あるいは駆動ギア車輪41に対する変位可能な連結でもよい。
【0038】
電気モータ37の駆動要素はウォーム43である。このウォームには中間ギア車輪44が連結されており、対応するウォーム車輪である。中間ギア車輪44は、さらに小さな直径のギア車輪45を介して、最も大きな直径をもつ駆動ギア車輪41に作用する。
【0039】
歯付きギア機構38は、対の関係にある中間ギア車輪44を含む。参照符号は類似するものに用いられている。同様の方式で、さらなるウォーム43も設けられる。ウォーム43の螺子山の方向は反対であり、その方向を維持している。中間ギア車輪44は、互いに横方向にずれて感知可能に置かれており、電気モータシャフト39の互いに反対側にある。これにより、力の導入中心を形成し、それらの中心は負荷の点で有利である。なぜなら、それらが分散されるからである。電気モータシャフト39は、両側で相対する方式で支持されている。ステップダウン率は、210:1である。供給電圧は12Vである。
【0040】
ギアケーシング46は、歯付きギア機構38の内部構成部品を囲包しており、電気モータ37のケーシング47から図12の左側へと続く。一体的な棒状の基本体である。この主な理由は、ウォーム43、すなわち両ウォーム43の回転軸48が、事実上長手方向の中心に延びておりかつ電気モータシャフト9の回転軸49と同一直線上にあるからである。幾何学的な両軸は同心的に延び、駆動軸20の幾何学的な水平軸より空間的に下方に位置する。動作シャフト20の面より下方に位置させる替わりに、電気モータ軸39を動作シャフトの面内に位置させてもよい。この場合、電気モータ/歯付きギア機構本体37/38全体の転換点は、自由に左へ突出することになる。歯付きギア機構38及び電気モータ37は、結合したケーシング中に収容してもよい。
【0041】
電気モータ37は、実質的には電気モータ37のコイル部50(固定子と回転子)であるが、動作シャフト20から離れるように延びている。その端部において全体ユニットが回転的に駆動する方式で結合されている。前記のケーシングに覆われたコイル部50は、実質的に円柱形状であり、手で掴むことができる。電気モータ37のケーシング47は、コイル部50まで覆うことで、結果的に、突き出た取っ手として利用可能となる。これにより、1又は複数のローラ1の緊急操作を可能とする。詳細については後述する。
【0042】
取っ手形成の関係から見ると、動作シャフト20の最端部における電気モータ37の固定は、電気モータ37がビーム7と並ぶその基本位置にあってシャーシ2へ接続され、動作シャフト20の面に対して直角に延びる配置を占めるように行われる。これは、事実上、電気モータシャフト39についても同様である。
【0043】
ベッド枠5に関して角部を決定するシャーシ2の寸法によって、1又は複数のローラ1の空間的位置との関係は、電気モータ37が例えば病院ベッド3の機構に関してローラ1に関係するベッドの外側になるように設けられてもよい。しかしながら、一方、電気モータ37が例えば病院ベッド3の機構に関してローラ1に関係するベッドの内側になるように設けられてもよい。
【0044】
電気モータ37は、センサを用いる制御器の補助により図6、8及び10に示した機能を起動するように使用できる。蓄電器51は、病院ベッド3の自己電源として働いてもよい。この蓄電器は、ブラケット上に搭載され装着されており、シャーシ2のビーム7から延びている。電源システムから独立した電源ライン接続は、シャーシ2の空き部分の内側空間を用いることにより適切に搭載できる。
【0045】
関連する制御装置52は、病院ベッド3の一枚のボード6の外側に設置されている。それは、同様にブラケット上に搭載され、符号53で示されている。
【0046】
電源が故障した場合、例えば蓄電器の充電の消耗による場合等、それにも拘わらず前述の機能は実行することができる。電気モータ37は、スイッチングレバー若しくはスイッチングアームとして用いられることにより動作シャフト20を回転的に駆動する。このことは、ローラ1の制御カム19における機能決定を行う回転をもたらす。このことは結果的に、まさに前述の緊急操作のように、電気モータ37が、シャーシ2すなわちキャリア9に対して動作シャフト20を回転可能として設置されるという事実を利用する。歯付きギア機構38の駆動ギア車輪41は、いわばスクリューレンチを有するが、可逆的回転はしない。前述のステップダウン比は、結果的に電気モータ37のセルフロック歯付きギア機構38となる。
【0047】
しかしながら、動作シャフト20の幾何学的水平軸について回るような、電気モータ37の取っ手形成ケーシング47の旋回動作を、ギアケーシング46の部分も含めた旋回動作を可能とするために、矢印zの方向へ動くこの旋回動作の解放が必要となる。従って、緊急操作のために、最初におけるこのユニット46/47の堅固な装着を緩めなければならない。
【0048】
このような固定装着用の構造的構成要素は、動作シャフト20に対し平行に設置されるスプリングピン54である。このスプリングピンは、ギアケーシング46のガイド受容部55に装着される。これは、ケーシング46と、電気モータ37のケーシング47の間の移行領域に設置される。可視側では、くびれた引き摘み56として終端する。スプリング57は、スプリングピン54に負荷をかけており、圧縮スプリングとして働く。
【0049】
スプリング57は、解放のために克服できるような方式で固定ベアリング孔58の方向にスプリングピン54に負荷を掛けている。この固定ベアリング孔は、ガイド受容部55と一致して延びており、キャリア9の横突起59内に形成されている。スプリング57は、スプリング環54の基端部上の環状鍔部60に対して感知可能に作用する。スプリングの当接部は、ギアケーシング46の内側に位置し、キャリア9に対向している。ここでは、陥没した環状段部でも効果がある。
【0050】
キャリア9とギアケーシング46の間の間隙は、スプリングピン54あるいはその延長されたシャンク端により架橋されているが、符号61により示されている。この間隙61はまた、駆動ギア車輪41により回転可能かつ堅固に保持されている動作シャフト20の端部が横切っている。
【0051】
電気モータ/ギア機構ユニットを装着するための固定装置は、引き離せないような方式であり、符号62で示されている。しかしながら、分解するためには離すことができる。
【0052】
引き摘み56を引いて電気モータ37の旋回機能を解放した後に、あるいはその前であっても、電気的装備へのケーブル接続を切り離すために、すなわち接触コネクタを切り離すために、適切な寸法のケーブル長を考慮する必要はない。その電気ケーブル64は、電気モータすなわちそのコイル部へつながっている。横突起59上に形成された水平挿入空間は、符号65で示されている。これは、ラインチャネル66へ接続され、これは、挿入突起10の断面を満たす形状であるにも拘わらず、対応するケーブルをシャーシ2のボックス部の内側へ通すことができる。
【0053】
図3はさらに、挿入突起10を含むキャリア9示されている。水平ベアリング孔67は、動作シャフト20の6角形の幅と同じ直径を具備する。
【0054】
蓄電器51及び制御装置52の形態の電源を用いて、4個のローラ1の全てに、前述のタイプの電気モータ37を、緊急操作のための装備も含めてそれぞれ具備させることができる。
【0055】
しかしながら、図面では、動作シャフト20が、1つの電気モータ37のみを用いて共通アーム8の隣り合う2個のローラ1を同時に駆動する可能性を示している。この目的のため、対応する長さの動作シャフト20が、キャスタ型ローラの形態で互いに離間して設置された2つのローラ1の制御カム19を貫通する。相当する方式において、電気モータ37から離れたアーム8の端部が、ベアリング孔67を具備するキャリア9を有する。挿入突起10に関しても、構造は同様である。そうでない場合、強化処置がとられる。これについては後述する。
【0056】
しかしながら、1つの電気モータ37を用いて4個のローラ1を制御可能とするために、図1の後ろ側のアーム8、すなわち左側のアーム8もまた前述のように装備される。ビーム7を用いて、駆動機構68もまた形成され、これは押圧ロッド69を有する。この押圧ロッド69はその端部にて、関節70のポイントを介して動作シャフト20のレバーアーム71に対してそれぞれ作用する。従って、このような駆動機構68を用いて、同時のスイッチング操作のために2つの動作シャフト20を用いることにより、1つの電気モータ37により3つ又はそれ以上のローラ1に対し同期的に個々の機能を行わせることが可能となる。
【0057】
レバーアーム71に連結する領域において、ベアリング孔と共にさらなる支持要素を設けてもよい。
【0058】
この程度までのさらなるバージョンにおけるキャリア9は、いわばアダプタ機能を請け負う。
【0059】
別の例として、前述の緊急操作に関して、駆動シャウト20の最端部に操作取っ手を設けてもよい。このような取っ手は、図1に符号72で示されている。ベアリング孔67は、ここでは外側へ貫通している。鍵孔のようなものである。手動操作取っ手72は、適宜引っ張ることができる。
【0060】
ここで、軸的に固定された動作シャフト20を想定するが、しかしながら、緊急操作の構造的に単純な変形例は、その軸上の変位によっても実現することができる。関連する動作シャフト20は、スプリング73により軸方向に負荷を掛けられている。これは、多角形部分aの直線領域に亘って生じる。この部分は、電気モータ37の駆動ギア車輪41のハブ40に対して回転駆動接続されている。機能的に正確な基本位置が示されている。部品20と部品41の間の積極的な係合がそのとき緩んだならば、掛け金をはずすという意味において電気モータ37の駆動手段に対する解放が実現され、動作シャフト20は、スプリング73の力により左側へ変位させられる。これが生じると、ハブ40の領域に円柱部分bが入ってくる。円柱部分bの直径は、動作シャフト20の多角形部分aの面を横切る幅の大きさより小さいためである。従って、電気モータ37のセルフロックの影響から離れ、それにも拘わらず動作シャフト20は回すことができる。そのようにする一方で、1又は複数の制御カム19を介して上述のように各機能を実行する。円柱部分bの右側の多角形部分cは、多角形部分aと一致している。多角形部分cは、手動操作取っ手72との係合のために働くことができ、その断面の点で一致している。
【0061】
この結果、動作シャフト20が、歯付きギア機構38と相互作用する多角形部分aを含む係合部分のみでなく、円柱部分bで形成される解放部分に亘る長さを有しており、また、動作シャフト20が歯付きギア機構38に対してその長手方向に変位可能であるという効果が得られる。それにより、緊急操作のために、解放部分すなわち円柱部分bが、歯付きギア機構38と連携することができる。この手動操作取っ手72を引いた後、動作シャフト20は、スプリング負荷の下にその基本位置へ復帰すべく速やかに移動する。これは図13に示されている。動作シャフト20の停止手段は示されていない。なぜなら容易に推察できるからである。
【0062】
基本バージョンに戻って、既に示した電子技術装備を取り上げる。これは、ローラをセンサ制御により電気的に固定することに基づく。これらの手段は、電気モータ37から離れたキャリア9内に収容されている(図2及び図4参照)。挿入突起10は、ここでも、段部若しくは肩部を形成するずれを設けており、図1の右前側に置かれているアーム8の端部へ挿入されている。キャリア9の内側には、図6等に関して説明した駆動装置Bの内部パーツが載置されている。制御カムの主要パーツが符号19で示されている。ここで、動作シャフト20の端部領域は、外側へ延びている。それは、キャリア9のケーシングを形成するアタッチメント74の内部に突き出ている。アタッチメント74は、キャリア9の挿入突起10から離れた側に設けられ、それ自体は基本的に立方体形状である。
【0063】
アタッチメント74は、上方、最端部及び底部において開口しており、それにより構成要素の調整のために作業を行うことができる。特に最端部及び底部においていえる。端部開口は、符号75で示されている。底部開口は符号76で示されている。
【0064】
円柱ロール78は、端部開口75を介してアタッチメント74の空洞77内に導入される。この円柱ロールは、その全長に亘って挿入することができる。それは、長手方向に沿う形態で中心に位置しており、連続的な内部断面79を有する。このことにより、動作シャフト20の端部における断面と、円柱ロールの断面とが適合される。この結果、対応する回転駆動の効果を及ぼしつつ積極的に係合することとなる。軸的に正確な固定は、グラブ螺子を用いて適宜行われる。ロール側における径方向を向いた螺子山付き孔が図4に示されている。
【0065】
結果的に、動作シャフト20上に間接的に連携して、ロール78上で周方向に分布した位置標示器80が設けられている。位置標示器80は磁石で形成される。それらの形状はピンの形態である。それらの中心軸は、径方向である。磁石すなわち位置標示器80を受容するために、ロール78は、外壁に向かって開口する適合ポケット81を具備する。
【0066】
併せて、3個の位置標示器80がロール78上に設けられ、前述の例えば旋回阻止(図6参照)、解放位置(図8参照)、ブレーキ及び旋回阻止(図10参照)等の機能をカバーしている。動作シャフト20又はロール78の回転角全体は180度未満であり、これで十分である。示された実施例においては、3個の位置標示器80は、全体で90度の回転角の範囲内に収容されている。この範囲をさらに小さくすることもできる。例えば、60度である。
【0067】
個々の位置標示器80は、動作シャフト20の長手方向に点在しているが、軸上では互いに離れている。実施例における個々の位置標示器80の間の角度間隔は、実質的に45度であり、30度まで小さくできる。位置標示器80は、ミュージックボックスの円柱の方式で露出しており、軸上のずれを考慮すると、事実上、ロール78の周面上の想像上の螺旋に沿って点在している。
【0068】
検知面は、動作シャフト20の幾何学的軸に対して垂直方向に存在しかつ交差している。
【0069】
軸上でキャリア側にある、端部開口75の反対側に位置する端部壁82は、ロール78の内面上の同心状鍔部83に関して、ロールと適合する動作シャフト20のための軸上のストッパを有する。
【0070】
反対方向へのストッパは、反作用であり、動作シャフト20の電気モータ37を具備する側にキャップを設けることにより得られ、上記の固定装置62を形成する部品としても働く。一方、電気モータ37のキャリア9に対向する部分には、鍔部84がギアケーシング46上に形成され、間隙61の方向に突き出ている。この鍔部84の反対側にはキャリア9の突出部85が設けられている。動作シャフト20は軸的に固定される。
【0071】
位置的に固定された位置センサ86が、動作シャフト20の、すなわち前述のローラ機能のスイッチング位置を検知するために働く。位置標示器80は、これらのセンサの上方を非接触で通過する。位置センサは、近接スイッチで形成され、共通回路基板87に収容されている。図5を参照されたい。回路基板87はここでは拡大して示されている。
【0072】
位置センサ86もまた、動作シャフト20の長手方向に亘って互いに軸上で離れて設置されている。この間隔は、位置標示器80の間隔に対応する。位置センサは軸上に配列しているが一直線上に位置している。
【0073】
図5に拡大して示した回路基板87は、横方向に挿入することにより、符号76で示される底部の開口と連結される。底部開口76の横方向に向いた垂直壁部分は、この目的のために縦方向の溝(図示せず)を設けており、これが、回路基板87の対応する縁を案内し、若しくは把持する。固定手段は、操作上正確な位置に回路基板87を維持することができる。
【0074】
既に示したように、制御装置52への電源は、蓄電器51により実施される。これに関して、スイッチングの点で、ローラ1の駆動後に、スイッチング装置を用いてトリガをかけることを考慮する。スイッチング装置は常に、蓄電器51からの再度の電源供給を完全に遮断する。このことは、著しいエネルギー節約効果があることが判明した。次に続く機能のために、すなわちスイッチング装置を用いたローラ1の機能に関連する動作を実行する前に、スイッチング装置に対する電源を別個に起動することを、常に実行しなければならない。いずれの場合も、現在の機能を読み取ることが可能であるので、ユーザは、彼により選択された機能が既に選択されたか否かを直接見ることができる。結果的に、スイッチング装置に対する電源の起動は、ローラ1の動作状態の標示を伴うこととなる。
【0075】
さらに、スイッチング装置/制御装置52のスイッチングユニットは、同様に、共通の回路基板上に設置される。
【0076】
電気モータ37の多様な利用により構造的な利点が得られ、2又はそれ以上のローラ1を連動して駆動でき、かつ、各ローラ1がそれ自身の動作シャフト20及びそれ自身の電気モータ37と連結されている。ここでさらに、電気モータ37の駆動は、中央制御ユニットを用いて行われる。中央制御ユニットは、各電気モータ37と動作的に接続されている。
【0077】
制御装置52の操作要素は、様々なボタンを有するが、その前面プレート88上にわかりやすい配置でグループ化され、机のように傾斜を設けている。ボタン89を操作することにより、制御装置52は、スタンバイモードへ切り替える。これは、発光ダイオード90(例えば緑色)により標示される。別のボタン91を用いて、スタンバイモードが再びオフに切り替えられる。図6及び7では、旋回阻止に切り替えられる。この目的のために、旋回阻止ボタン92が押される。これにより、センサ制御の下に、その方向の電気的調整が行われる。これもまた、旋回阻止ボタン92の横の発光ダイオードにより任意であるが視覚的に認知可能である。図8及び9は、ローラ1の解放位置を示しており、それに応じてセンサ制御の下に到達される。この目的のために、符号93で示される解放ボタンが押される。その側の発光ダイオードは、前述のようにこの状態を認知可能とする。制御カム19は反時計回りに回る。電気的調整駆動により、示された位置へ移動させる。
【0078】
図10及び11は、ブレーキ及び旋回阻止を示す。この全体的な停止を実現するために、符号94で示されるブレーキ及び旋回阻止ボタンが押される。ここでもまた、この機能が起動されたことがその側に任意に視覚的に標示される。
【0079】
説明された3つの機能はまた、故障の際には、先に詳細に示した手段により手動で起動することができる。電気モータのロック解除の後、電気モータはその水平な自由に突き出た位置から、垂直に対して2等分した角度へ動かされ、さらにその位置から垂直位置へと動かされ、その間にそれぞれのスイッチング段階を通過する。
【0080】
図1〜6に示すように、旋回動作のために必要な自由空間は、適度な縦方向の低い高さの領域14により設けられる。異なる方向への旋回動作、すなわち時計回りも可能である。なぜなら、符号15で示される特別な構造の結果、シャーシ2の上面側とベッド枠5の下面側の間には適度は自由空間があるからである。
【0081】
蓄電器51に関しては、オン/オフ揺動スイッチ、充電容量標示器及び電源システムコネクタへの接続部を有しており、これにより制御装置への電源供給をこの手段により行うことができる。電気機器は、極めて経済的に動作する。なぜなら、制御装置は、新規に各機能がセットされた後にオフに切り替わるからである。
【0082】
開示された全ての特徴は、それら自体が本発明に関する。優先権書類に関連する添付の開示内容もまた、本出願の特許請求の範囲にこれらの書類における特徴を統合する目的も含め、その全てを本出願の開示に含めるものとする。
Claims (35)
- ローラ(1)、特にキャスタ型ローラであって走行車輪(12)の回転動作及び走行車輪の旋回動作を固定可能であり、ローラ(1)の制御カム(19)を貫通する動作シャフト(20)を具備し、該動作シャフトを駆動すべく該動作シャフトに対しギア機構を介して電気モータ(37)が作用するローラにおいて、前記電気モータ(37)が歯付きギア機構(38)を介し電気モータシャフト(39)を用いて前記動作シャフト(20)に対し作用し、前記動作シャフト(20)上に、周方向に分布した位置標示器(80)が設けられ、該位置標示器は前記動作シャフト(20)のスイッチング位置を検知するための位置センサ(86)の上を非接触で通過することを特徴とするローラ。
- 前記歯付きギア機構(38)が駆動ギア車輪(41)を具備し、該駆動ギア車輪のハブ(40)が前記動作シャフト(20)により貫通されていることを特徴とする請求項1に記載のローラ。
- 前記動作シャフト(20)が多角形断面を有することを特徴とする請求項2に記載のローラ。
- 前記ハブ(40)が前記動作シャフト(20)の前記多角形断面に適応された内部断面(42)を具備することを特徴とする請求項3に記載のローラ。
- 前記歯付きギア機構(38)がウォーム(43)を具備し、該ウォームがステップダウン中間ギア車輪(44)を介して前記駆動ギア車輪(41)を駆動することを特徴とする請求項2に記載のローラ。
- 前記ウォーム(43)の回転軸(48)が、前記電気モータシャフト(39)の回転軸(49)と同一直線上にあることを特徴とする請求項5に記載のローラ。
- 前記動作シャフト(20)が、前記駆動ギア車輪(41)の前記ハブ(40)に対して該動作シャフト(20)の長手方向において変位可能であることを特徴とする請求項2に記載のローラ。
- 前記動作シャフト(20)が、互いに所定の距離を空けて設置された2つのローラ(1)の前記制御カム(19)を貫通していることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のローラ。
- 1つの電気モータ(37)による3個又はそれ以上のローラ(1)の同時スイッチング動作のために、2つの動作シャフト(20)が互いに平行に設置されかつ駆動機構(68)を用いて結合されていることを特徴とする請求項8に記載のローラ。
- 固定された前記電気モータ(37)が、前記動作シャフト(20)の面に対して直角に延びる電気モータシャフト(39)を具備することを特徴とする請求項9に記載のローラ。
- 固定された前記電気モータ(37)が、前記動作シャフト(20)の面に対して直角又は下方に延びる電気モータシャフト(39)を具備することを特徴とする請求項9に記載のローラ。
- 前記電気モータ(37)のコイル部(50)が、前記動作シャフト(20)から離れて設置されることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載のローラ。
- 前記電気モータ(37)のコイル部(50)を覆うケーシング(47)が、取っ手の状態となるように突き出て形成されることを特徴とする請求項12に記載のローラ。
- 前記電気モータ(37)が動作シャフト(20)の最端部と連結されることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載のローラ。
- 前記電気モータ(37)が、病院ベッド(3)の構造において、ローラ(1)と関係する該ベッドの外側に設置されることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載のローラ。
- 前記電気モータ(37)が、病院ベッド(3)の構造において、ローラ(1)と関係する該ベッドの内側に設置されることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載のローラ。
- 前記電気モータ(37)が、緊急操作のために前記動作シャフトに対し回転可能に設置されることを特徴とする請求項13に記載のローラ。
- 前記電気モータ(37)の前記歯付きギア機構(38)がセルフロックすることを特徴とする請求項1に記載のローラ。
- 前記電気モータ(37)の固定装着が、緊急操作のために緩めることが可能であることを特徴とする請求項17に記載のローラ。
- 固定ベアリング孔(58)に係合するスプリングピン(54)が前記固定装着のために設けられると共に、前記電気モータ(37)がキャリア(9)から突出して設けられており、前記スプリングピン(54)は前記電気モータ(37)の一部に装着されかつ前記固定ベアリング孔(58)は前記キャリア(9)の一部に設けられていることを特徴とする請求項19に記載のローラ。
- 前記位置標示器(80)が磁石で形成されることを特徴とする請求項1に記載のローラ。
- 前記位置センサ(86)が近接スイッチで形成されることを特徴とする請求項21に記載のローラ。
- 前記位置センサ(86)が共通回路基板(87)に収容されることを特徴とする請求項22に記載のローラ。
- 3個の位置標示器(80)が設けられかつそれらが周方向範囲内に設置され、180度又はそれ未満の全体角度範囲に亘ることを特徴とする請求項1に記載のローラ。
- 2又はそれ以上のローラ(1)が連動するように設けられ、かつ、各ローラ(1)がそれ自身の連結された動作シャフト(20)と、それ自身の連結された電気モータ(37)を具備し、該電気モータ(37)の駆動は中央制御ユニットを介して行われ、該中央制御ユニットは各電気モータ(37)と動作的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載のローラ。
- 前記位置標示器(80)が前記動作シャフト(20)の長手方向に亘って互いに間隔を空けて設置されることを特徴とする請求項1に記載のローラ。
- 前記3個の位置標示器(80)が周方向に60度の範囲内で設置されることを特徴とする請求項24に記載のローラ。
- 前記動作シャフト(20)がその長手方向に亘って、前記歯付きギア機構(38)と相互作用する係合部分のみでなく解放部分も有し、かつ、該動作シャフト(20)が該歯付きギア機構(38)に対して長手方向に変位可能であることにより、緊急操作のために該解放部分が該歯付きギア機構(38)と連結することが可能であることを特徴とする請求項1〜27のいずれかに記載のローラ。
- 前記動作シャフト(20)の最端部に手動操作取っ手(72)を設けることを特徴とする請求項28に記載のローラ。
- 前記動作シャフト(20)が、前記手動操作取っ手(72)を用いてスプリング力に対抗して軸上で移動可能であることを特徴とする請求項29に記載のローラ。
- 前記制御カムの回転動作を制御する制御装置(52)及び蓄電器(51)をさらに具備し、該蓄電器(51)から該制御装置(52)への電源の供給と遮断とを切り替え可能であり、かつ、前記ローラ(1)の駆動後に前記動作シャフト(20)のスイッチング位置が前記位置センサにより検知されてスイッチング装置によるトリガが掛かると、該スイッチング装置が、該蓄電器(51)と該制御装置(52)との接続を完全に遮断することを特徴とする請求項1に記載のローラ。
- 前記スイッチング装置を用いて前記ローラ(1)の動作を実行する前に、該スイッチング装置の電源を別個に起動することを実行することを特徴とする請求項31に記載のローラ。
- 前記スイッチング装置に対する電源の起動により、前記ローラ(1)の動作状態の標示が行われることを特徴とする請求項32に記載のローラ。
- 前記スイッチング装置のスイッチングユニットが共通回路基板上に設置され、スイッチング回路基板が病院ベッド(3)の既存のスイッチングユニットへ組み込まれることを特徴とする請求項31〜33のいずれかに記載のローラ。
- 前記位置センサ(86)が、動作シャフト(20)の長手方向に亘って互いに間隔を空けて設置されていることを特徴とする請求項1に記載のローラ。
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