WO2011096111A1 - 室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a cordless power supply device for indoor medical or nursing care equipment, and in particular, supplies power to equipment that needs to be used in a clean state, such as an electric bed and an electric chair for medical care and nursing care.
- the present invention relates to a cordless power supply device for indoor medical or nursing care facilities.
- Patent Document 1 An electric chair having a configuration that assists a user's independence by tilting a seat or a backrest from a seated state has been developed (Patent Document 2).
- FIG. 13 is a schematic view showing an example of a conventional electric bed disclosed in Patent Document 1.
- FIG. 14 is a block diagram showing a power supply path in a conventional electric bed.
- the conventional electric bed 20 is supplied with electric power by inserting the power plug 13 into the outlet 13a.
- the electric bed 20 is provided with a controller 11 having a switch for instructing a back raising operation or a back lowering operation, for example.
- the controller 11 is connected to a control circuit 12b in the control box 12 via a cord, and a command signal from the controller 11 is input to the control circuit 12b.
- a power supply circuit 12 a and a control circuit 12 b are provided in the control box 12.
- Power is supplied to the power supply circuit 12b from the outlet 13a via the power plug 13 and the power cord.
- the power supply circuit 12a incorporates circuits such as an A / D converter circuit and a rectifier circuit, and each unit such as an actuator 40, a weight scale 41, and an illumination 42 is controlled by a control signal from the control circuit 12b. The supply of electric power for driving is started or stopped.
- the back bottom 2, the back bending portion 3, the waist bottom 4, the knee bottom 5, the knee bending portion 6 and the foot bottom 7 are provided on the upper surface.
- the back bottom 2 and the waist bottom 4 are connected by a bendable back bending portion 3, and the knee bottom 5 and the foot bottom 7 are similarly connected by a bendable knee bending portion 6.
- the waist bottom 4 is fixed.
- the back bottom 2 rotates so that the tip on the head side is lifted, and reversely rotates so as to return to the horizontal, and swings around the back curved portion 3 side.
- the knee bottom 5 is rotated so that the tip of the knee bending portion 6 side is lifted, and is reversely rotated so as to return to the horizontal, and swings around the waist bottom 4 side.
- the back bending portion 3 and the knee bending portion 6 are formed by arranging a large number of rods in parallel and parallel to each other, and connecting the rods to each other so that the interval between the rods can be varied.
- the entire portion 3 and the knee bending portion 6 extend and contract in the connecting direction of the bars, and bend continuously and smoothly in the connecting direction of the bars.
- the electric bed 20 is configured such that a frame that supports the back bottom 2 and the like is moved up and down by an actuator 40 so that the height of the bed can be adjusted.
- FIGS. 15 (a) and 15 (b) are schematic views showing a configuration in which the back bottom 2 is driven by an actuator 40 in the conventional electric bed 20 shown in FIG.
- the back bottom 2 has a link 23 fixed to a support plate 24 fixed to the back surface thereof, and the link 23 has one end connected to the frame 21.
- the link 22b and the stay 25b (respectively connected to the frame 21 at the rotation fulcrum 22c and the rotation fulcrum 25c so as to be rotatable) are connected to the other end, and a link mechanism is configured between the link 23, the link 22b, and the stay 25b. ing.
- one end of the link 26a is rotatably connected to the frame 21 by a rotation fulcrum 26c, and the other end of the link 26a is rotatably connected to the tip of the movable part of the actuator 40 by a rotation fulcrum 26f. ing.
- One end of a link 26b is rotatably connected to the link 26a by a rotation fulcrum 26d.
- a roller 26e is provided at the other end of the link 26b, and this roller 26e is in contact with a groove on the back surface of the support plate 24.
- the link 26a rotates with the rotation fulcrum 26c as a fulcrum.
- the roller 26e provided at one end of the back 26b pushes up the back bottom 2 while rolling the groove on the back surface of the back bottom 23, and the back raising angle of the back bottom 2 is changed by the link 22b and the stay 25b.
- FIG. 16 is a side view showing each frame and link mechanism, a seat portion, a backrest, and a footrest in the conventional electric chair disclosed in Patent Document 2.
- a plurality of links and frames are connected to the base 17 a in the same manner as the electric bed 40 shown in FIGS. 13 and 15, and the movable portion of the electric actuator 40 advances and the electric motor 43.
- the seat portion 17d, the backrest 17c, the footrest 17e, and the armrest 17b are moved from the state shown in FIG. 16A to the state shown in FIG. 16B and further to the state shown in FIG.
- the seat 17d and the backrest 17c are further tilted.
- the seat portion 17d, the backrest 17c, and the footrest are moved from the state shown in FIG. 16C to the state shown in FIG. 16A by retracting the movable portion of the actuator 40 and rotating the motor 43 in the reverse direction.
- the positions of 17e and armrest 17b are restored.
- FIG. 16 includes a reclining function in which the backrest 17c and the footrest 17e are tilted by driving the actuator 40 and the motor 43 as shown in FIG. 17, for example.
- an electric chair used for medical purposes is provided with a wheel on the bottom of the base 17a so that the user can move the electric chair 17 together with the electric chair 17 on the electric chair 17.
- the power supply of the actuator 40 and the motor 43 is supplied with the power plug and the power cord as in the conventional electric bed 40 shown in FIG. 14, and the power plug is inserted into the outlet. Thus, electric power is supplied.
- the above-mentioned conventional technology has the following problems.
- a power cord and a power plug 13 are used to obtain driving power for the actuator 40 for raising and lowering the back, and the power plug 13 is placed at the corner of the room. It is necessary to connect the power supply device of the electric bed 20 to an external power supply by inserting it into an installed outlet.
- the outlet 13a is often placed on the wall near the floor, and it is necessary for the caregiver or nurse to touch the unsanitary power cord in contact with the floor, etc. Not preferable. Further, there is a possibility that the power cord extracted from the outlet 13a may be sandwiched between the frames for the lifting mechanism.
- the curl cord disclosed in Patent Document 3 is used, and the slackness of the power cord can be reduced by the elastic force of the spiral cord. Conceivable.
- the curl cord is stretched by repeated expansion and contraction due to use over time, the spiral shape is deteriorated, the power cord is loosened again, and comes into contact with the floor surface or the like.
- An object of the present invention is to provide indoor medical or nursing care that can maintain a clean environment for indoor medical or nursing care equipment such as electric beds and electric chairs for medical and nursing care by eliminating the power cord.
- the object is to provide a cordless power supply for equipment.
- a cordless power supply device for indoor medical or nursing care equipment includes a power supply unit that generates power supplied to indoor medical or nursing care equipment, a control circuit that controls the supply of power to the equipment, A power storage unit for storing the power generated by the power supply unit, and a power source that supplies the equipment with the power stored in the power storage unit and / or the power generated by the power supply unit according to a signal from the control circuit And the power supply unit can supply power to the facility without being connected to an external power source.
- the power supply unit is, for example, a solar panel that converts light energy into electrical energy.
- the power supply unit includes, for example, a piezoelectric element that converts vibration energy into electric energy.
- the cordless power supply apparatus for other medical or nursing care facilities in the room is capable of receiving power supplied to the medical or nursing care equipment in the room by being magnetically coupled to a power supply coil connected to an external power source.
- a power supply unit that includes a side coil and that can turn on and off the magnetic coupling between the power supply side coil and the power reception side coil, a control circuit that controls supply of power to the facility, and the power supply unit that receives power
- a power supply circuit for storing the power stored in the power storage unit and / or the power from the power supply unit to the facility by a signal from the control circuit. It is characterized by.
- the indoor medical or nursing care facility is, for example, an electric bed or an electric chair that performs a back-up and back-down operation by driving an actuator with electric power from the power storage unit.
- the power supply unit is a solar panel that converts light energy into electric energy, and the solar panel includes a side fence and a headboard of the electric bed. It is preferable that the light incident surface is attached to the footboard in an adjustable manner. Or when the said electric bed has a canopy, it is preferable that the said solar panel is attached to this canopy.
- the power storage unit can be connected to an external power supply, and the power supplied from the external power supply can also be stored as the power supplied to the equipment. can do.
- the cordless power supply device for indoor medical or nursing care equipment has a power supply unit that generates power supplied to the medical or nursing care equipment in the room, and can supply power without being connected to an external power source. If the cordless power supply device of the present invention is used in, for example, an electric bed and an electric chair for medical and nursing care, the electric bed and the electric chair can be driven without connecting the power cord to an external power source. It is. Therefore, the caregiver or nurse does not need to touch the power cord when moving the electric bed, the electric chair, etc., and can maintain the indoor medical or care facility use environment in a clean state.
- the medical care or nursing care equipment in the room such as an electric bed and an electric chair can be easily provided without providing a cord reel or the like and storing the power cord. Can be moved.
- the cordless power supply device is provided with a power storage unit for storing the power generated by the power supply unit.
- a power storage unit for storing the power generated by the power supply unit.
- the power receiving side coil of the power supply unit is magnetically coupled to the power feeding side coil connected to the external power source to the indoor medical or nursing care equipment. It is configured to be able to receive the supplied power.
- the cordless power supply device of the present invention is used for, for example, an electric bed and an electric chair for medical use and nursing care, the electric bed and the electric chair can be driven without connecting the power cord to an external power source. Is possible. Therefore, the caregiver or nurse does not need to touch the power cord when moving the electric bed, the electric chair, etc., and the indoor medical or care facility use environment can be kept clean.
- the cordless power supply device is provided with a power storage unit for storing the power received by the power supply unit, even when the power received by the power supply unit is small, the power amount is stored by storing the power. Can be accumulated over time, and large electric power can be supplied to indoor medical or nursing care facilities as needed. Furthermore, even when the magnetic connection between the power feeding side coil and the power receiving side coil is turned off, the power stored in the power storage unit can be supplied to indoor medical or nursing care equipment as necessary.
- FIG. 1 It is a block diagram which shows the structure of the cordless power supply device to the medical or nursing care facility in the room which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a perspective view which shows the example which uses the cordless power supply device for the indoor medical or nursing care equipment which concerns on 1st Embodiment of this invention for an electric bed.
- (A) is a side view which shows the modification of the cordless power supply device to the medical or nursing care equipment in the room which concerns on 1st Embodiment of this invention
- (b) shows a front view. It is a side view which shows the state which installed the solar panel in the footboard of the electric bed in the cordless power supply device to the medical or nursing care facility in the room which concerns on the modification of this invention.
- FIG. 1 It is a perspective view which shows the example which uses the cordless power supply device for the medical or nursing care equipment in the room which concerns on 2nd Embodiment of this invention for an electric bed.
- A is the schematic which shows a piezoelectric material module
- (b) is sectional drawing which shows an example of a piezoelectric material.
- It is a block diagram which shows the structure of the cordless power supply device to the medical or nursing care equipment in the room which concerns on 3rd Embodiment of this invention. It is a figure which shows the state which installed the solar panel in the electric chair in the cordless power supply device to the medical or nursing care equipment in the room which concerns on embodiment of this invention.
- It is a perspective view which shows the conventional electric bed.
- FIG. 1 It is a block diagram which shows the supply path
- (A), (b) is a side view which shows the back raising mechanism in the conventional electric bed.
- FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a cordless power supply device for indoor medical or nursing care facilities according to the first embodiment of the present invention
- FIG. 2 shows an indoor medical or nursing care facility according to the first embodiment of the present invention. It is a perspective view which shows the example which uses a cordless power supply device for an electric bed.
- the electric bed 1 of the present embodiment includes a back raising and lowering mechanism as a function for supporting the user's operation, and as shown in FIG. 1, is similar to the conventional electric bed 20 (FIGS. 13 to 15).
- the actuator 40 is provided and is electrically connected to the control circuit 12b in the control box 12 via a cord.
- a power supply circuit 12a and a control circuit 12b are provided in the control box 12, and are electrically connected to each other.
- the electric bed 1 is provided with a controller 11 having a switch for instructing a back raising operation or a back lowering operation.
- the controller 11 is electrically connected to a control circuit 12b in the control box 12 via a cord, and a command signal from the controller 11 is input to the control circuit 12b.
- the power supply circuit 12a incorporates circuits such as an A / D conversion circuit and a rectifier circuit, and starts or stops the supply of drive power to the actuator 40 according to a control signal from the control circuit 12b.
- the electric bed 1 is provided with, for example, a weight scale 41 and an illumination 42, and is connected to a control circuit 12 b in the control box 12, similarly to the actuator 40.
- the control circuit 12b transmits a signal for starting and stopping the supply of driving power to the weight scale 41, the illumination 42, and the like to the power supply circuit 12a according to the command signal from the controller 11, and the control signal from the control circuit 12b.
- the power supply circuit 12a starts or stops transmission of driving power to each unit.
- the electric bed 1 is provided with a solar panel 15a.
- the solar panel 15a converts light energy into electric energy to generate driving power for each unit. .
- the solar panel 15a is electrically connected to the power supply circuit 12a.
- the electric bed 1 is provided with a storage battery 14 and connected to a power supply circuit 12a. And it is comprised so that the electric power generated by the solar panel 15a can be stored in the storage battery 14.
- FIG. In addition, about another structure, it is the same as the conventional electric bed 20 shown in FIG. 13 thru
- the solar panel 15a is provided in the electric bed 1, and the electric power generated by the solar panel 15a is stored in the storage battery 14 through the power supply circuit 12a.
- the power storage amount of the storage battery 14 can be measured by the power supply circuit 12a.
- the measured power storage amount can be displayed on, for example, the controller 11 or a monitor provided separately from the controller 11.
- the electric power generated by the solar panel 15a can be supplied to each unit via the power supply circuit 12a without being stored in the storage battery 14.
- a command signal from the controller 11 is input to the control circuit 12b.
- the control circuit 12b transmits a control signal to the power supply circuit 12a so as to supply driving power for the actuator 40.
- the control circuit 12b can control the direction of current flow to the actuator 40 and the supply amount of power. That is, the control circuit 12b can control whether the movable part of the actuator 40 is advanced or retracted by controlling the direction of current flow to the actuator 40, and the storage battery 14 and / or the solar panel 15a. By controlling the amount of power supplied from the actuator to the actuator 40, the advance / retreat speed of the movable part of the actuator 40 can be controlled.
- the power supply circuit 12a When receiving the control signal from the control circuit 12b, the power supply circuit 12a supplies the electric power stored in the storage battery 14 and / or the electric power generated by the solar panel 15a to the actuator 40 via the control circuit 12b, or the actuator 40 directly. At this time, for example, the power supplied to the actuator 40 can be measured in the power supply circuit 12a, whereby the remaining amount of power stored in the storage battery 14 can be displayed on the controller 11 or a monitor provided separately from the controller 11.
- the movable portion of the actuator 40 advances or retracts depending on the direction of current flow.
- the electric bed 1 constituted by connecting a plurality of frames, links and stays operates, and the back raising angle of the back bottom is changed.
- the controller 11 instructs the control circuit 12b.
- the control circuit 12b transmits a control signal for starting or stopping the supply of driving power to each unit to the power supply circuit 12a.
- the power stored in the storage battery 14 and / or the power generated by the solar panel 15a is supplied to each unit such as the scale 41 and the illumination 42, and the unit supplied with the power is driven. .
- the electric bed 1 is moved as it is, for example, by a wheel provided at the bottom of the bed.
- a solar panel 15a is provided as the power supply unit 15, and thus, it is possible to convert light energy into electric energy and generate the drive power of units such as the actuator 40 in-house. it can. Further, unlike the conventional electric bed 20 shown in FIGS. 13 to 15, it is not necessary to supply power from an external power source such as the outlet 13a using the power plug 13 and the cord. Therefore, even when the electric bed 1 is moved, the caregiver or nurse does not need to remove the power plug 13 from the outlet 13a and does not need to contact the power cord, so that the use environment is kept clean. Can do.
- the electric bed 1 of the present embodiment is provided with a storage battery 14, and the electric power generated by the solar panel 15 a can be temporarily stored in the storage battery 14.
- the generated power can be constantly charged in the storage battery 14 as long as even a sufficient amount of light is irradiated for power generation.
- the amount of electric power can be accumulated over time, and a large amount of electric power can be supplied to each unit as necessary. Further, even when a sufficient amount of light for power generation cannot be obtained, each unit can be driven using the power stored in the storage battery 14.
- the electric bed 1 of the present embodiment can generate electric power by the solar panel 15a, and does not need to consume electric power taken from outside, and can greatly contribute to reduction of environmental load.
- the storage battery 14 is provided with, for example, an adapter or a power plug so that it can be connected to an external power supply, and the storage battery 14 is charged with electric power supplied from the external power supply. Can do. Thereby, when the electric power stored in the storage battery 14 is small, the electric power stored in the storage battery 14 can be temporarily supplemented with a large electric power necessary for driving the actuator or the like.
- the storage battery 14 may be connected to the external power supply via the power supply circuit 12 a in the control unit 12. Thereby, the amount of electricity stored in the storage battery 14 can be accurately grasped by, for example, a monitor provided in the controller 11.
- the replenishment of power by the external power source creates an initial state in which power is stored in the power storage unit 14, and disconnects the storage battery 14 from the external power source when the electric bed 1 is used. Thereby, the use environment of the electric bed 1 can be maintained in a clean state.
- the cordless power supply device for indoor medical or nursing care facilities according to this modification is configured such that the solar panel 15a is centered on the rotating shaft 15f on the single support plate 15e. As shown in FIG. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
- the support plate 15e in FIG. 3 is fixed to the protective fence of the electric bed 1. That is, as shown in FIGS. 4 and 5, the support plate 15 e is fixed to the footboard 27 a of the electric bed 1 or the side rail 28 of the electric bed 1. Note that the solar panel 15 a may be fixed to the headboard 27 b of the electric bed 1. As shown in FIG. 5, for example, when the side fence 28 is covered with a cover 28b, the support plate 15e may be fixed to the cover 28b by, for example, adhesion.
- the solar panel 15a is attached to the protection fence (the foot board 27a, the head board 27b and / or the side fence 28) so as to be able to swing, and therefore, the orientation of the solar battery cell portion can be changed.
- the incident angle of the light to the solar cell portion can be adjusted.
- the cordless power supply device of the present modification is configured such that the solar panel 15a can adjust its light incident surface. Therefore, at the time of power storage, for example, the intensity of light applied to the solar cell unit can be increased by swinging the solar panel 15a so that sunlight is irradiated vertically to the solar cell unit. Therefore, according to the cordless power supply device of this modification, in addition to the effect of the first embodiment, the power generation by the solar panel 15a can be performed more efficiently.
- the direction of the rotating shaft 15f is one direction.
- the solar panel 15a is configured to be swingable about each rotating shaft, for example, the solar panel 15a.
- the light irradiation surface can be adjusted in any direction, and the power generation efficiency by the solar panel 15a is further improved.
- the support plate 15e can be configured as a case for storing the solar panel 15a, for example, while the solar panel 15a is not used. If the panel 15a is stored in the case, the solar battery cell portion can be protected.
- the solar panel 15a is attached to the side fence 28, the headboard 27b, and / or the foot board 27a of the electric bed 1 via the support plate 15e
- the solar panel 15a is attached to the side fence. 28, It may be directly attached to the head board 27b and / or the foot board 27a. That is, as shown in FIG. 6, the solar panel 15 a is swingably attached to, for example, the upper end portion of the foot board 27 a.
- the solar panel 15a is swingably attached to the uppermost pipe of the side fence 28 constituted by, for example, a plurality of pipes. Also in this case, for example, if the light irradiation surface of the solar panel 15a is adjusted so that sunlight is irradiated vertically to the solar battery cell portion, power generation by the solar panel 15a can be performed efficiently.
- a support shaft made of, for example, two pipes is provided on the side of the bed 1, supported by the support shaft, and from the tip end portion of the support shaft.
- a canopy 29 is provided so as to overhang the bed.
- the canopy 29 is not limited to the upper part of the bed, but may be provided so as to extend to an area where the bed is not located below.
- the canopy 29 is provided so as to extend from the upper part of the bed part to the outside in the width direction of the bed further than the support shaft.
- the solar panel 15 a is fixed on the canopy 29.
- the solar panel 25a can be installed on the entire surface of the canopy 29, and a large power generation area can be ensured by the solar battery cell portion.
- FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a cordless power supply device for indoor medical or nursing care facilities according to the second embodiment of the present invention
- FIG. 9 shows an indoor medical or nursing care facility according to the second embodiment of the present invention
- FIG. 10A is a perspective view showing an example in which the cordless power supply device is used for an electric bed
- FIG. 10A is a schematic view showing a piezoelectric module used in the electric bed 1 of the present embodiment
- FIG. 10B is this embodiment. It is sectional drawing which shows an example of this piezoelectric material.
- the solar panel 15a is used as the power supply unit 15, but in this embodiment, as shown in FIG. 8, a piezoelectric body 15b is used as the power supply unit 15.
- the piezoelectric body 15 b is configured as a plurality of piezoelectric modules 150 arranged on the lower surfaces of the back bottom 2, the waist bottom 4, the knee bottom 5, and the foot bottom 7 of the electric bed 1. .
- vibration power generation by the piezoelectric element is performed using the vibration of the electric bed 1 caused by the operation on the bed of the user.
- it is the same as that of 1st Embodiment.
- the piezoelectric module 150 is configured by, for example, a piezoelectric plate 15b arranged in a matrix in, for example, six columns and six columns on a resin plate. A plurality of modules 150 are arranged on the lower surfaces of the back bottom 2, the waist bottom 4, the knee bottom 5, and the foot bottom 7 of the electric bed 1. In FIG. 9, only the piezoelectric module 150 disposed on the lower surface of the back bottom 2 is divided for each piezoelectric module.
- the piezoelectric body 15b includes a piezoelectric element 16a and two electrodes 16b and 16c.
- the electrode 16b is provided on the upper surface of the piezoelectric element 16a, and the piezoelectric element 16a.
- the electrodes 16c are connected in series across the upper and lower surfaces.
- the electrode 16c is fixed to the resin plate.
- the piezoelectric element 16a is polarized in a direction parallel to the surface thereof.
- the electrode 16b and the electrode 16c are connected to each other by lead wires, for example, by soldering.
- lead wires for example, by soldering.
- a plurality of lead wires connected to the electrodes having the same polarity are provided for each piezoelectric module 150.
- each of the positive electrode and the negative electrode is combined into one lead wire.
- a plurality of positive and negative lead wires for each piezoelectric module 150 are collected with the same polarity, and connected to the positive and negative electrodes of the storage battery 14 via the power supply circuit 12a.
- the piezoelectric element 16a is polarized by the piezoelectric effect, and voltages having different polarities are respectively generated between the electrodes 16b and 16c. appear. Therefore, a weak current is generated in each of the lead wires connected to the electrodes 16b and 16c.
- the current generated per piezoelectric body 15b is weak, in the present embodiment, by connecting a plurality of piezoelectric bodies 15b in parallel, the generated current is integrated by the number of piezoelectric bodies 15b, and the electrodes As a product of the voltage generated between 16b and the electrode 16c, the generated power can be stored in the storage battery 14 or supplied to each unit via the power supply circuit 12a.
- the electric bed 1 of this embodiment when moving, the electric bed 1 can be moved as it is, that is, without removing the power plug from the outlet, for example, by a wheel provided at the bottom of the bed. it can.
- the electric bed 1 of the present embodiment is provided with a plurality of piezoelectric bodies 15b as the power supply unit 15, thereby converting the vibration energy of the electric bed 1 into electric energy and driving power for units such as the actuator 40.
- the electric bed 1 is provided with a storage battery 14, and the electric power generated by the piezoelectric body 15 b can be temporarily stored in the storage battery 14, whereby the power generation amount per unit time of the piezoelectric body 15 b is small. Even in such a case, as long as the electric bed 1 vibrates, the generated power can be charged in the storage battery 14, and the electric power generated by the piezoelectric body 15 b is stored in the storage battery 14 to accumulate the amount of power over time. Large electric power can be supplied to each unit as needed. Furthermore, in the present embodiment, the generated vibration can be recovered as electric energy even when the electric bed 1 is raised and lowered, and not only can the environmental load be reduced by private power generation, It can greatly contribute to the effective use of energy.
- the storage battery 14 is provided with an adapter or a power plug so that the storage battery 14 can be connected to an external power source, or the power circuit 12a in the control unit 12 is provided.
- the storage battery 14 can be connected to an external power source, and when the power stored in the storage battery 14 is small, the storage battery 14 can be temporarily replenished with a large amount of power necessary for driving an actuator or the like and stored in the storage battery 14. it can. Therefore, even when the power generation amount in the piezoelectric body 15b is small, each unit can be driven using the power stored in the storage battery 14.
- the replenishment of electric power by the external power source also creates an initial state in which electric power is stored in the power storage unit 14, and the connection of the storage battery 14 to the external power source is disconnected when the electric bed 1 is used. Thus, the usage environment of the electric bed 1 is kept clean.
- the piezoelectric body module 150 is configured by arranging a plurality of piezoelectric bodies 15b on the resin plate.
- the piezoelectric body 15b may not be modularized, A plurality of piezoelectric bodies 15 b may be provided on the lower surface of each bottom of the electric bed 1.
- the installation position of the piezoelectric body 15b is preferably provided at the bottom and the curved portion, which are positions close to the user's activity position, in order to efficiently generate power using the vibration caused by the user's activity.
- the installation position is not particularly limited as long as a voltage due to the piezoelectric effect is generated between the electrode 16b and the electrode 16c of the piezoelectric body 15b by the vibration of the electric bed 1.
- the piezoelectric element 16a uses the piezoelectric body 15b having the polarization direction in the direction parallel to the surface.
- the piezoelectric element 16a has the polarization direction in the direction perpendicular to the surface. You may have.
- the electrodes 16b and 16c are installed on the surface of the piezoelectric element 16a, voltages having different polarities between the electrode 16b and the electrode 16c due to the piezoelectric effect caused by vibration in the thickness direction of the piezoelectric element 16a. To generate electricity.
- FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a cordless power supply device for indoor medical or nursing care facilities according to the third embodiment of the present invention.
- the electric bed 1 has a coil 15 c as the power supply unit 15, and the power supply side primary coil from the power plug 13 inserted into the outlet 13 a via the power cord.
- An induced electromotive force is generated on the coil 15c side by the current supplied to 15d, and electromagnetic power feeding is performed from the power feeding side coil 15d to the power receiving side coil 15c.
- the power supplied to the power receiving coil 15 c is stored in the storage battery 14.
- the power supplied to the power receiving coil 15c can be supplied to each unit via the power supply circuit 12a. That is, in this embodiment, the power supply unit 15 is the secondary coil 15c on the power receiving side, and the power supplied to the electric bed 1 is generated by magnetically coupling the power feeding side coil 15d and the power receiving side coil 15c.
- the power receiving unit 15c is configured to receive power, and the power supply unit 15 does not have a function as a private power generator. About another structure, it is the same as that of 1st and 2nd embodiment.
- the operation of the electric bed provided with the cordless power supply device of this embodiment will be described. Also in the present embodiment, since the configuration other than the configuration of the power supply unit is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
- a current is supplied from the power plug 13 inserted into the outlet 13a to the primary coil 15d on the power supply side via the power cord, a magnetic flux is generated in the coil axis direction of the primary coil 15d on the power supply side.
- the current flowing through the primary coil 15d is an alternating current, and the magnetic flux in the coil axis direction of the coil 15d changes with time.
- an induced electromotive force is generated in the secondary power receiving coil 15c so as to generate a magnetic flux in a direction against the change in the magnetic flux of the primary coil. That is, an alternating current whose phase is 1 ⁇ 4 cycle later than that of the primary power supply coil 15d flows through the secondary power reception coil 15c. Thereby, electromagnetic power feeding is performed from the power feeding side coil 15d to the power receiving side coil 15c.
- the power received by the power receiving coil 15d can be stored in the storage battery 14 or supplied to each unit via the power supply circuit 12a.
- the power cord connected to the external power source is not directly connected to the power circuit 12a to supply the drive power of each unit, but the primary side on the power feeding side is provided between the power cord and the power circuit 12a.
- a coil 15d and a power receiving side secondary coil 15c are provided, and thereby the power feeding side coil 15d and the power receiving side coil 15c are magnetically coupled.
- the storage battery 14 is provided, even when the power received by the power receiving coil 15c is small, the amount of power is accumulated over time by accumulating the power, and if necessary, the large amount of power is supplied to the actuator 41 and the like Can be supplied to each unit. Furthermore, even when the magnetic coupling between the power feeding side coil 15d and the power receiving side coil 15c is turned off due to the movement of the electric bed 1, the power stored in the storage battery 14 can be supplied as necessary. .
- the storage battery 14 is provided with an adapter or a power plug so that the storage battery 14 can be connected to an external power supply, or the storage battery 14 is connected to an external power supply via the power supply circuit 12a in the control unit 12.
- the power is stored in the storage battery 14 with a small amount of power that can be connected, large power necessary for driving the actuator or the like can be temporarily supplemented.
- the storage battery 14 is disconnected from the external power source to maintain the usage environment of the electric bed 1 in a clean state.
- the cordless power supply device is not limited to the electric bed, and the electric motor shown in FIGS. It may be installed on a chair.
- the solar panel 15 a can be installed on the armrest 17 b of the electric chair 17.
- the solar panel 15a can be swingably attached to the armrest 17b.
- the use environment of the chair can be kept clean.
- the solar panel 15a is swingably attached to the armrest 17b as a power generation device, the orientation of the solar cell unit can be changed, the incident angle of light to the solar cell unit can be adjusted, and power generation Can be performed efficiently.
- the cordless power supply device for indoor medical or nursing care facilities according to the present invention when used for indoor medical or nursing care facilities where the use environment needs to be kept clean, the power plug and the power cord are Contact with unhygienic places such as the floor surface prevents the use of indoor medical or nursing care facilities from becoming unsanitary, and the power plug is removed from the outlet when moving equipment such as electric beds. Since it is not necessary, the usage environment can be kept clean.
- the present invention makes it possible to eliminate the power cord in the bed of a hospital or the like, and makes a great contribution to improving the cleanliness of the use environment.
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Abstract
電源コードをなくすことにより、医療用及び介護用の電動ベッド及び電動チェア等の室内の医療又は介護設備の使用環境を清潔な状態に維持することができる室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置を提供する。 コードレス電源装置には、室内の医療又は介護設備に電力を供給する電力供給部が設けられ、電力供給部から供給された電力は、蓄電部に蓄電されるか、又は室内の医療又は介護設備に供給される。また、設備への電力の供給量を制御する制御回路と、制御回路からの信号により蓄電部に蓄電された電力を設備に供給する電源回路が設けられている。
Description
本発明は、室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置に関し、特に、医療用及び介護用の電動ベッド及び電動チェア等、清潔な状態で使用することが必要とされる設備に電源を供給する室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置に関する。
医療用及び介護用に使用されている電動ベッドにおいて、使用者が例えば食事をとるために、又はテレビ鑑賞若しくは読書等のために、上半身をベッド上で起こす必要がある。そこで、ベッドの背ボトム及び膝ボトムを電動で起こしたり、下げたりすることができる電動ベッドが開発されている(特許文献1)。また、着座した状態からシート又はバックレストを傾動させて、使用者の自立を補助する構成の電動チェアが開発されている(特許文献2)。
図13は、特許文献1に開示された従来の電動ベッドの一例を示す概略図である。また、図14は、従来の電動ベッドにおいて電力の供給経路を示すブロック図である。図13に示すように、従来の電動ベッド20は、電源プラグ13をコンセント13aに差し込むことにより、電力が供給される。電動ベッド20には、例えば背上げ操作又は背下げ操作を指示するためのスイッチを備えたコントローラ11が設けられている。コントローラ11は、コードを介して制御ボックス12内の制御回路12bに接続され、コントローラ11からの指令信号が制御回路12bに入力されるようになっている。図14に示すように、制御ボックス12内には電源回路12a及び制御回路12bが設けられている。電源回路12bには、コンセント13aから電源プラグ13及び電源コードを介して電源が供給される。また、電源回路12aは、例えばA/D変換回路及び整流回路等の回路が内蔵されており、制御回路12bからの制御信号により、例えば、アクチュエータ40、体重計41及び照明42等の各ユニットを駆動するための電力の供給を開始又は停止する。
図13に示すように、背上げ及び背下げ機構を備えた電動ベッド20においては、その上面に背ボトム2、背湾曲部3、腰ボトム4、膝ボトム5、膝湾曲部6及び足ボトム7がこの順に連結されている。背ボトム2と腰ボトム4とは、湾曲可能の背湾曲部3により連結されており、膝ボトム5と足ボトム7とは、同様に湾曲可能の膝湾曲部6により連結されている。腰ボトム4は固定されている。背ボトム2はその頭部側先端が持ち上がるように回動すると共に、水平に戻るように逆回動し、この背湾曲部3側を中心として揺動する。膝ボトム5はその膝湾曲部6側先端が持ち上がるように回動すると共に、水平に戻るように逆回動し、この腰ボトム4側を中心として揺動する。背湾曲部3及び膝湾曲部6は、多数の棒材を相互に平行にすだれ状に配置し、各棒材間の間隔を変動可能に各棒材を相互に連結したものであり、背湾曲部3及び膝湾曲部6の全体で棒材の連結方向に延び縮みすると共に、各棒材の連結方向に連続的に且つ滑らかに湾曲する。電動ベッド20は、上述の背ボトム2等を支持するフレームが、アクチュエータ40により上下動するようになっており、これにより、ベッドの高さを調節することができるようになっている。
図15(a)及び図15(b)は、図13に示す従来の電動ベッド20において、背ボトム2をアクチュエータ40によって駆動する構成を示す模式図である。図15(a)及び図15(b)に示すように、背ボトム2は、その裏面に固定された支持板24にリンク23が固定されており、リンク23は、フレーム21に一端を連結されたリンク22b及びステイ25b(夫々、回転支点22c及び回転支点25cにてフレーム21に回転可能に連結)の他端に連結され、リンク23とリンク22b及びステイ25bとの間でリンク機構が構成されている。また、フレーム21には、リンク26aが、その一端を回転支点26cにより回転可能に連結されており、リンク26aの他端は、アクチュエータ40の可動部の先端に回転支点26fにより回転可能に連結されている。リンク26aには、リンク26bの一端が回転支点26dにより回転可能に連結されている。リンク26bの他端にはローラ26eが設けられており、このローラ26eは支持板24の裏面の溝に接している。そして、コントローラ11からの指令信号により、制御回路12bが電源回路12aに制御信号を送信し、電源回路12aがアクチュエータ40に動力を与えると、回転支点26cを支点にしてリンク26aが回転し、リンク26bの一端に設けられたローラ26eは背ボトム23の裏面の溝を転動しながら背ボトム2を押し上げ、また、リンク22b及びステイ25bによって背ボトム2の背上げ角度が変更される。
図16は、特許文献2に開示された従来の電動チェアにおいて、各フレーム及びリンク機構と、座部、バックレスト及びフットレストとを示す側面図である。電動チェア17においては、基台17a上に、図13及び図15に示す電動ベッド40と同様に、複数本のリンク及びフレームが連結されており、電動アクチュエータ40の可動部の進出と電動モータ43の回転とにより、図16(a)に示す状態から図16(b)に示す状態へ、更に図16(c)に示す状態へと、座部17d、バックレスト17c、フットレスト17e及びアームレスト17bが上昇し、更に、座部17d及びバックレスト17cが傾動する。逆に、アクチュエータ40の可動部の待避及びモータ43の逆方向への回転により、図16(c)に示す状態から図16(a)に示す状態へと、座部17d、バックレスト17c、フットレスト17e及びアームレスト17bの位置が復帰する。
図16に示す従来の電動チェア17においては、アクチュエータ40及びモータ43の駆動により、例えば図17に示すように、バックレスト17c及びフットレスト17eが傾動するリクライニング機能を有するものもある。また、例えば医療用に使用される電動チェアには、基台17aの底に車輪が設けられ、使用者が電動チェア17上にいる状態で電動チェア17ごと移動させることができるように構成されているものもある。
従来の電動チェア17においても、アクチュエータ40及びモータ43の駆動電力の供給には、図14に示す従来の電動ベッド40と同様に、電源プラグ、電源コードが使用され、コンセントに電源プラグを差し込むことにより、電力が供給される。
上述の従来技術には以下のような問題点がある。特許文献1に開示された従来の電動ベッド20においては、背上げ及び背下げ用のアクチュエータ40の駆動電力を得るために、電源コード及び電源プラグ13を使用し、電源プラグ13を部屋の隅に設置されたコンセントに差し込んで、電動ベッド20の電源装置を外部電源に接続する必要がある。これは、特許文献2に開示された従来の電動チェアにおいても同様である。従って、例えばベッド20を移動させる際には、電源プラグ13をコンセント13aから抜き、例えばベッド上に載置した状態で移動させるか、又はコードリール等により巻き取る必要がある。この場合に、コンセント13aは、床面近くの壁に配置されている場合が多く、介護者又は看護師が床面等に接触している不衛生な状態の電源コードに触れる必要があり、衛生上好ましくない。また、コンセント13aから抜き取った電源コードを昇降機構用のフレーム間に挟み込んでしまう虞がある。
電源コードが床面等に接触することを防止するためには、例えば特許文献3に開示されたカールコードを使用し、螺旋状のコードの弾性力により、電源コードの弛みを減小させることが考えられる。しかしながら、カールコードは、経年使用による繰り返しの伸縮によって伸びてしまい、螺旋形状が劣化して電源コードが再度弛み、床面等に接触するようになるという問題点がある
また、電源コードの巻き取りにコードリールを使用した場合には、電源コードに埃が付着していた場合には、この埃もコードリール内に巻き込んでしまい、電源コードが不衛生な状態で保管されることになり、更に好ましくない。また、近時の低床化された電動ベッドにおいては、電源コードを収納する空間に限りがあり、従来使用しているような7mm径の電源コードを収納するためにコードリールを設置することが難しいという問題点がある。
本発明の目的は、電源コードをなくすことにより、医療用及び介護用の電動ベッド及び電動チェア等の室内の医療又は介護設備の使用環境を清潔な状態に維持することができる室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置を提供することにある。
本発明に係る室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置は、室内の医療又は介護設備への供給電力を発電する電力供給部と、前記設備への電力の供給を制御する制御回路と、前記電力供給部が発電した電力を蓄電するための蓄電部と、前記制御回路からの信号により、前記蓄電部に蓄電された電力及び/又は前記電力供給部が発電した電力を前記設備に供給する電源回路と、を有し、前記電力供給部は、外部電源と接続することなく前記設備への電力を供給可能であることを特徴とする。
上述の室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置において、前記電力供給部は、例えば光エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーパネルである。又は、前記電力供給部は、例えば振動エネルギーを電気エネルギーに変換する圧電素子を有する。
本発明に係る他の室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置は、外部電源に接続された給電側コイルと磁気的に結合して室内の医療又は介護設備への供給電力を受電可能の受電側コイルを備え、前記給電側コイルと前記受電側コイルとの磁気的結合をオンオフすることができる電力供給部と、前記設備への電力の供給を制御する制御回路と、前記電力供給部が受電した電力を蓄電するための蓄電部と、前記制御回路からの信号により、前記蓄電部に蓄電された電力及び/又は前記電力供給部からの電力を前記設備に供給する電源回路と、を有することを特徴とする。
前記室内の医療又は介護設備は、例えば前記蓄電部からの電力によりアクチュエータを駆動させて、背上げ及び背下げ動作を行う電動ベッド又は電動チェアである。前記室内の医療又は介護設備が電動ベッドである場合においては、例えば前記電力供給部は、光エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーパネルであり、前記ソーラーパネルは、前記電動ベッドの側柵、ヘッドボード及び/又はフットボードに、その光入射面を調節可能に取り付けられることが好ましい。又は、前記電動ベッドが天蓋を有している場合においては、この天蓋に前記ソーラーパネルが取り付けられることが好ましい。
上述の室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置において、前記蓄電部は、外部電源に接続可能であり、外部電源から供給された電力も前記設備への供給電力として蓄電可能であるように構成することができる。
本発明の室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置は、室内の医療又は介護設備への供給電力を発電する電力供給部を有し、外部電源と接続することなく電力を供給可能である。そして、本発明のコードレス電源装置を、例えば医療用及び介護用の電動ベッド及び電動チェア等に使用すれば、電源コードを外部電源に接続しなくても電動ベッド及び電動チェアを駆動することが可能である。従って、介護者又は看護師は、電動ベッド及び電動チェア等の移動時に、電源コードに接触する必要はなく、室内の医療又は介護設備の使用環境を清潔な状態に維持することができる。
また、室内の医療又は介護設備をコードレス化することができるため、コードリール等を設けて電源コードを収納したりしなくても、電動ベッド及び電動チェア等の室内の医療又は介護設備を容易に移動させることができる。
更に、コードレス電源装置には、電力供給部が発電した電力を蓄電するための蓄電部が設けられている。これにより、電力供給部での発電量が小さい場合においても、発電した電力を蓄電部に蓄電することにより電力量を経時的に蓄積し、必要に応じて大きな電力を室内の医療又は介護設備に供給することができる。
本発明の他の室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置は、電力供給部の受電側コイルが、外部電源に接続された給電側コイルと磁気的に結合して室内の医療又は介護設備への供給電力を受電可能に構成されている。これにより、電力供給部と外部電源との接続に電源コードを使用しなくても、室内の医療又は介護設備に電力を供給することができる。このため、本発明のコードレス電源装置を、例えば医療用及び介護用の電動ベッド及び電動チェア等に使用すれば、電源コードを外部電源に接続しなくても電動ベッド及び電動チェアを駆動することが可能である。従って、電動ベッド及び電動チェア等の移動時に、介護者又は看護師は電源コードに接触する必要がなく、室内の医療又は介護設備の使用環境を清潔な状態に維持することができる。
また、コードレス電源装置には、電力供給部が受電した電力を蓄電するための蓄電部が設けられているため、電力供給部で受電する電力が小さい場合においても、電力を蓄電することにより電力量を経時的に蓄積し、必要に応じて大きな電力を室内の医療又は介護設備に供給することができる。更に、給電側コイルと受電側コイルとの磁気的な接続がオフされた場合においても、蓄電部に蓄電された電力を必要に応じて室内の医療又は介護設備に供給することができる。
以下、本発明の実施形態に係る室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置の構成を示すブロック図、図2は本発明の第1実施形態に係る室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置を電動ベッドに使用する例を示す斜視図である。
本実施形態の電動ベッド1は、使用者の動作を支援する機能として背上げ及び背下げ機構を備えており、図1に示すように、従来の電動ベッド20(図13乃至図15)と同様のアクチュエータ40が設けられており、コードを介して制御ボックス12内の制御回路12bに電気的に接続されている。制御ボックス12内には電源回路12a及び制御回路12bが設けられており、互いに電気的に接続されている。また、電動ベッド1には、背上げ操作又は背下げ操作等を指示するためのスイッチを備えたコントローラ11が設けられている。コントローラ11は、コードを介して制御ボックス12内の制御回路12bに電気的に接続されており、コントローラ11からの指令信号が制御回路12bに入力されるようになっている。電源回路12aは、例えばA/D変換回路及び整流回路等の回路が内蔵されており、制御回路12bからの制御信号により、アクチュエータ40の駆動電力の供給を開始又は停止する。電動ベッド1には、アクチュエータ40の他に、例えば体重計41及び照明42等が設けられており、アクチュエータ40と同様に、制御ボックス12内の制御回路12bに接続されている。そして、制御回路12bは、コントローラ11からの指令信号により、体重計41及び照明42等の駆動電力の供給を開始及び停止する信号を電源回路12aに送信し、この制御回路12bからの制御信号により、電源回路12aは各ユニットへの駆動電力の送信を開始又は停止する。
図2に示すように、本実施形態においては、電動ベッド1にはソーラーパネル15aが設けられており、このソーラーパネル15aにより光エネルギーを電気エネルギーに変換して、各ユニットの駆動電力を発電する。図1に示すように、ソーラーパネル15aは、電源回路12aに電気的に接続されている。また、電動ベッド1には、蓄電池14が設けられており、電源回路12aに接続されている。そして、ソーラーパネル15aにより発電した電力を蓄電池14に蓄電することができるように構成されている。なお、その他の構成については、図13乃至図15に示す従来の電動ベッド20と同じである。
次に、本実施形態のコードレス電源装置を備えた電動ベッドの動作について説明する。本実施形態においては、電動ベッド1にソーラーパネル15aが設けられており、ソーラーパネル15aで発電された電力は、電源回路12aを経て、蓄電池14に蓄電される。このとき、電源回路12aにて、例えば蓄電池14の蓄電量を測定することができる。測定した蓄電量は、例えばコントローラ11又はコントローラ11とは別に設けたモニタに表示することができる。また、ソーラーパネル15aが発電した電力は、蓄電池14に蓄電せずに、電源回路12aを介して各ユニットに供給することもできる。
この状態で、使用者又は介助者等が電動ベッド1の背上げ又は背下げを行うためにコントローラ11のスイッチを操作すると、コントローラ11からの指令信号が制御回路12bに入力される。次に、制御回路12bは、アクチュエータ40の駆動電力を供給するように、電源回路12aに制御信号を送信する。このとき、制御回路12bは、アクチュエータ40への電流の通流方向及び電力の供給量を制御することができる。即ち、制御回路12bは、アクチュエータ40への電流の通流方向を制御することによりアクチュエータ40の可動部を進出させるか、又は待避させるかを制御することができ、蓄電池14及び/又はソーラーパネル15aからアクチュエータ40への電力の供給量を制御することによりアクチュエータ40の可動部の進退速度を制御することができる。制御回路12bからの制御信号を受けると、電源回路12aは、蓄電池14に蓄電された電力及び/又はソーラーパネル15aが発電した電力を、制御回路12bを介してアクチュエータ40に供給するか、又はアクチュエータ40に直接供給する。このとき、電源回路12aにおいて、例えばアクチュエータ40に供給した電力を測定することができ、これにより、蓄電池14の蓄電残量をコントローラ11又はコントローラ11とは別に設けたモニタに表示することができる。
蓄電池14及び/又はソーラーパネル15aから駆動電力が供給されると、アクチュエータ40は、電流の通流方向により可動部が進出又は待避する。これにより、図15に示す従来の電動ベッド20と同様に、複数のフレーム、リンク及びステイの連結により構成された電動ベッド1が動作し、背ボトムの背上げ角度が変更される。
なお、電動ベッド1に例えば体重計41及び照明42等のユニットが設けられている場合においても、使用者、介護者又は看護師がコントローラ11のスイッチを操作すると、コントローラ11から制御回路12bに指令信号が入力され、この指令信号により、制御回路12bは各ユニットへの駆動電力の供給の開始又は停止する制御信号を電源回路12aに送信する。そして、アクチュエータ40と同様に、蓄電池14に蓄電された電力及び/又はソーラーパネル15aが発電した電力は体重計41及び照明42等の各ユニットに供給され、電力を供給されたユニットが駆動される。
本実施形態の電動ベッド1を移動させる際には、電動ベッド1をそのまま、例えばベッドの底部に設けられた車輪により移動させる。
本実施形態の電動ベッド1には、電力供給部15としてソーラーパネル15aが設けられており、これにより、光エネルギーを電気エネルギーに変換してアクチュエータ40等のユニットの駆動電力を自家発電することができる。そして、図13乃至図15に示す従来の電動ベッド20のように電源プラグ13及びコードを使用してコンセント13a等の外部電源から電力を供給する必要がない。従って、電動ベッド1を移動させる際においても、介助者又は看護師が電源プラグ13をコンセント13aから抜き取る必要はなく、電源コードに接触する必要もないため、使用環境を清潔な状態に維持することができる。
また、本実施形態の電動ベッド1には、蓄電池14が設けられており、ソーラーパネル15aが発電した電力を蓄電池14に一時、蓄電することができる。これにより、ソーラーパネル15aにおける単位時間あたりの発電量が小さい場合においても、発電に十分な光量の光さえ照射されていれば、発電した電力を蓄電池14に常時充電することができ、ソーラーパネル15aが発電した電力を蓄電池14に蓄電することにより電力量を経時的に蓄積し、必要に応じて各ユニットに大きな電力を供給することができる。また、発電するために十分な光量の光が得られない場合においても、蓄電池14に蓄電した電力を使用して、各ユニットを駆動させることができる。
更に、本実施形態の電動ベッド1は、ソーラーパネル15aにより自家発電することができ、外部から取り込んだ電力を消費する必要がなく、環境負荷の低減に大きく寄与することができる。
なお、本実施形態の電動ベッド1においては、蓄電池14に、例えばアダプタ又は電源プラグを設け、外部電源に接続することが可能な構成とし、蓄電池14に外部電源から供給された電力を蓄電することができる。これにより、蓄電池14に蓄電された電力が少ない場合において、アクチュエータ等の駆動に必要な大きな電力を一時的に補充して、蓄電池14に蓄電することができる。この場合に、外部電源への蓄電池14の接続を、制御ユニット12内の電源回路12aを介して行うように構成してもよい。これにより、蓄電池14への蓄電量を例えばコントローラ11に設けたモニタ等により、正確に把握することができる。なお、上記外部電源による電力の補充は、蓄電部14に電力が蓄電された初期状態を作り上げるものであり、電動ベッド1の使用時には、外部電源への蓄電池14の接続は外す。これにより、電動ベッド1の使用環境を清潔な状態に維持することができる。
次に、本第1実施形態に係る室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置について、その変形例について説明する。図3(a)及び図3(b)に示すように、本変形例に係る室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置は、ソーラーパネル15aが1枚の支持板15eに回転軸15fを中心として揺動可能に連結されている。その他の構成は、第1実施形態と同様である。
本変形例においては、図3の支持板15eは、電動ベッド1の保護用柵に固定されている。即ち、図4及び図5に示すように、支持板15eは、電動ベッド1のフットボード27a又は電動ベッド1の側柵28に固定されている。なお、ソーラーパネル15aは、電動ベッド1のヘッドボード27bに固定されていてもよい。図5に示すように、例えば側柵28がカバー28bで覆われている場合においては、支持板15eはカバー28bに例えば接着等により固定されてもよい。これにより、ソーラーパネル15aは、保護用柵(フットボード27a、ヘッドボード27b及び/又は側柵28)に対して揺動可能に取り付けられ、従って、太陽電池セル部の向きを変更することができ、太陽電池セル部への光の入射角度を調節できるように構成されている。
本変形例のコードレス電源装置は、第1実施形態の構成に加え、ソーラーパネル15aは、その光入射面を調節することができるように構成されている。従って、蓄電時に、例えば太陽電池セル部に対して日光が垂直に照射するようにソーラーパネル15aを揺動させることにより、太陽電池セル部に照射する光の強度を高めることができる。従って、本変形例のコードレス電源装置によれば、第1実施形態の効果に加えて、ソーラーパネル15aによる発電を更に効率よく行うことができる。
なお、本変形例においては、回転軸15fの方向は1方向であるが、回転軸を2以上設け、ソーラーパネル15aを夫々の回転軸を中心として揺動可能に構成すれば、例えばソーラーパネル15aの光照射面を任意の方向に調節可能にすることができ、ソーラーパネル15aによる発電効率は更に向上する。
また、図3(a)に示すように、本変形例においては、支持板15eは、例えばソーラーパネル15aを収納するためのケースとして構成することができ、ソーラーパネル15aを使用しない間は、ソーラーパネル15aをケース内に収納しておけば、太陽電池セル部を保護することができる。
更に、上記変形例においては、ソーラーパネル15aは、支持板15eを介して電動ベッド1の側柵28、ヘッドボード27b及び/又はフットボード27aに取り付けられているが、ソーラーパネル15aは、側柵28、ヘッドボード27b及び/又はフットボード27aに、直接取り付けられていてもよい。即ち、図6に示すように、ソーラーパネル15aは、例えばフットボード27aの上端部に揺動可能に取り付けられている。又は、ソーラーパネル15aは、例えば複数個のパイプにより構成された側柵28の最上部のパイプに揺動可能に取り付けられている。この場合においても、例えば太陽電池セル部に対して日光が垂直に照射するようにソーラーパネル15aの光照射面を調節すれば、ソーラーパネル15aによる発電を効率よく行うことができる。
次に、第1実施形態に係る室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置について、更に他の変形例について説明する。図7に示すように、本変形例の電動ベッド1においては、ベッド1の側方に、例えば2本のパイプからなる支軸が設けられ、この支軸に支持され、支軸の先端部から寝床部の上方に向けて張り出すように天蓋29が設けられている。なお、天蓋29は、寝床部の上方だけに限らず、下方にベッドが位置していない領域まで延びるように設けられていてもよい。例えば、天蓋29は、寝床部の上方から、支軸よりも更にベッドの幅方向の外方まで延びるように設けられている。本変形例においては、天蓋29上にソーラーパネル15aが固定されている。本変形例においては、ソーラーパネル25aを天蓋29の全面に設置することができ、太陽電池セル部による発電面積を広く確保することができる。
次に、本発明の第2実施形態に係る室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置について説明する。図8は本発明の第2実施形態に係る室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置の構成を示すブロック図、図9は本発明の第2実施形態に係る室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置を電動ベッドに使用する例を示す斜視図、図10(a)は本実施形態の電動ベッド1に使用されている圧電体モジュールを示す概略図、図10(b)は本実施形態の圧電体の一例を示す断面図である。
上述の第1実施形態においては、電力供給部15として、ソーラーパネル15aを使用したが、本実施形態においては、図8に示すように、電力供給部15として圧電体15bを使用する。図9に示すように、圧電体15bは、電動ベッド1の背ボトム2、腰ボトム4、膝ボトム5及び足ボトム7の下面に、夫々複数個配列された圧電体モジュール150として構成されている。これにより、例えば使用者のベッド上での動作による電動ベッド1の振動を利用して、圧電素子による振動発電を行う。その他の構成については、第1実施形態と同様である。
図10(a)に示すように、圧電体モジュール150は、例えば樹脂板の上に、圧電体15bが例えば縦6列、横6列にマトリクス状に配列されて構成されており、この圧電体モジュール150が電動ベッド1の背ボトム2、腰ボトム4、膝ボトム5及び足ボトム7の下面に複数個配置されている。なお、図9においては、背ボトム2の下面に配置された圧電体モジュール150のみ、圧電体モジュールごとに分割して示してある。図10(b)に示すように、圧電体15bは、圧電素子16aと、2個の電極16b及び16cにより構成されており、圧電素子16aの上面に電極16bが設けられており、圧電素子16aの上下両面にわたる直列接続の電極16cが設けられている。そして、電極16cは、樹脂板に固定されている。なお、本実施形態においては、圧電素子16aは、その表面に平行な方向に分極している。
電極16b及び電極16cは、夫々、例えば半田付けによりリード線が接続されており、図10(a)に示すように、同一極性の電極に接続された複数本のリード線が圧電体モジュール150ごとに並列に接続されて、正極及び負極の夫々が1本のリード線にまとめられている。そして、圧電体モジュール150ごとの正極及び負極のリード線が、夫々同一の極性同士で複数本まとめられ、夫々、電源回路12aを経て、蓄電池14の正極及び負極に接続されている。
次に、本実施形態のコードレス電源装置を備えた電動ベッドの動作について説明する。なお、本実施形態においては、電力供給部の構成以外については第1実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。本実施形態においては、使用者がベッド1上で動くと、電動ベッド1は振動し、これにより、背ボトム2、腰ボトム4、膝ボトム5及び足ボトム7を介して、圧電体モジュール150に振動が伝達される。すると、電極16b及び16cは図10(b)の上下方向及び左右方向に振動する。即ち、この左右方向の振動方向は圧電素子16aの分極方向である。これにより、例えば図10(b)の矢印V方向に電極同士が相対的に移動すると、圧電素子16aは圧電効果により分極し、電極16bと電極16cとの間には、夫々極性が異なる電圧が発生する。従って、電極16b及び16cに接続されたリード線には、夫々微弱な電流が発生する。圧電体15bの1個あたりに発生する電流は微弱であるが、本実施形態においては、複数個の圧電体15bを並列接続することにより、発生する電流を圧電体15bの個数だけ積算し、電極16bと電極16cとの間に発生する電圧との積として、発電した電力を、電源回路12aを介して蓄電池14に蓄電するか、又は各ユニットに供給することができる。
一方、電動ベッド1の振動により、電極同士の相対的な移動方向が図10(c)の矢印Vに対して逆方向となった場合においては、電極16bと電極16cとの間に発生する電圧は、正極と負極が上述の場合と逆になる。この場合には、上述の場合とは逆に、蓄電池14から電力を取り出してしまうことになる。これを防止するためには、正極及び負極のリード線に、夫々逆流防止用のダイオードを接続すればよい。
本実施形態の電動ベッド1においても、移動させる際には、電動ベッド1をそのまま、即ち、電源プラグをコンセントから抜く作業を行わずに、例えばベッドの底部に設けられた車輪により移動させることができる。
本実施形態の電動ベッド1は、電力供給部15として複数個の圧電体15bが設けられており、これにより、電動ベッド1の振動エネルギーを電気エネルギーに変換してアクチュエータ40等のユニットの駆動電力を自家発電することができる。そして、第1実施形態と同様に、図13乃至図15に示す従来の電動ベッド20のように電源プラグ13及びコードを使用してコンセント13a等の外部電源から電力を供給する必要がない。従って、電動ベッド1を移動させる際においても、介助者又は看護師が電源プラグ13をコンセント13aから抜き取る必要はなく、電源コードに接触する必要もないため、使用環境を清潔な状態に維持することができる。
また、電動ベッド1には、蓄電池14が設けられており、圧電体15bが発電した電力を蓄電池14に一時、蓄電することができ、これにより、圧電体15bの単位時間あたりの発電量が小さい場合においても、電動ベッド1が振動している限り、発電した電力を蓄電池14に充電することができ、圧電体15bが発電した電力を蓄電池14に蓄電することにより電力量を経時的に蓄積し、必要に応じて各ユニットに大きな電力を供給することができる。更に、本実施形態においては、電動ベッド1の背上げ及び背下げ動作時においても、発生した振動を電気エネルギーとして回収することができ、自家発電により環境負荷を低減することができるだけでなく、電気エネルギーの有効利用にも大きく寄与することができる。
なお、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、蓄電池14にアダプタ又は電源プラグを設け、蓄電池14を外部電源に接続可能な構成とするか、又は制御ユニット12内の電源回路12aを介して蓄電池14を外部電源に接続可能な構成とし、蓄電池14に蓄電された電力が少ない場合において、アクチュエータ等の駆動に必要な大きな電力を一時的に補充して、蓄電池14に蓄電することができる。従って、圧電体15bにおける発電量が小さい場合においても、蓄電池14に蓄電した電力を使用して、各ユニットを駆動させることができる。なお、本実施形態においても、外部電源による電力の補充は、蓄電部14に電力が蓄電された初期状態を作り上げるものであり、電動ベッド1の使用時には、外部電源への蓄電池14の接続は外して、電動ベッド1の使用環境を清潔な状態に維持する。
また、本実施形態においては、樹脂板の上に圧電体15bを複数個配列することにより圧電体モジュール150を構成した例を説明したが、圧電体15bはモジュール化されていなくてもよく、単に複数個の圧電体15bが電動ベッド1の各ボトムの下面に設けられていてもよい。更に、圧電体15bの設置位置については、使用者の活動による振動を利用して効率よく発電するためには、使用者の活動位置に近い位置であるボトム及び湾曲部に設けることが好ましいが、電動ベッド1の振動により、圧電体15bの電極16b及び電極16c間に圧電効果による電圧が発生する限り、設置位置は特に限定されない。
更に、本実施形態においては、圧電素子16aがその表面に平行な方向に分極方向を有する圧電体15bを使用する例を説明したが、圧電素子16aは、その表面に垂直な方向に分極方向を有していてもよい。この場合においては、電極16b及び16cは、圧電素子16aの表面に設置すれば、圧電素子16aの厚さ方向の振動による圧電効果により、電極16bと電極16cとの間に、夫々極性が異なる電圧を発生させ、発電することができる。
次に、本発明の第3実施形態に係る室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置について説明する。図11は、本発明の第3実施形態に係る室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置の構成を示すブロック図である。図11に示すように、本実施形態においては、電動ベッド1は、電力供給部15としてコイル15cを有し、コンセント13aに差し込まれた電源プラグ13から電源コードを介して給電側の1次コイル15dに供給された電流により、コイル15c側に誘導起電力を発生させ、給電側コイル15dから受電側コイル15cに電磁的給電を行う。そして、受電側コイル15cに給電された電力を蓄電池14に蓄電する。また、受電側コイル15cに給電された電力を、電源回路12aを介して各ユニットに供給することができる。即ち、本実施形態においては、電力供給部15は受電側の2次コイル15cであり、給電側コイル15dと受電側コイル15cとを磁気的に結合することにより、電動ベッド1への供給電力を受電側コイル15cで受電可能に構成されており、電力供給部15は自家発電装置としての機能を有していない。その他の構成については、第1及び第2実施形態と同様である。
次に、本実施形態のコードレス電源装置を備えた電動ベッドの動作について説明する。本実施形態においても、電力供給部の構成以外については第1実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。本実施形態においては、コンセント13aに差し込まれた電源プラグ13から電源コードを介して給電側の1次コイル15dに電流を供給すると、給電側の1次コイル15dのコイル軸方向に磁束が発生する。図11に示すように、この1次コイル15dに流れる電流は交流であり、コイル15dのコイル軸方向の磁束は時間的に変化する。すると、2次側の受電側コイル15cには、1次側コイルの磁束の変化に逆らう方向に磁束を発生させるように、誘導起電力が発生する。即ち、2次側の受電側コイル15cには、1次側の給電側コイル15dよりも位相が1/4周期だけ遅い交流の電流が流れる。これにより、給電側コイル15dから受電側コイル15cに電磁的給電が行われる。受電側コイル15dが受電した電力は、電源回路12aを経て、蓄電池14に蓄電するか、又は各ユニットに供給することができる。
本実施形態においては、外部電源に接続された電源コードを電源回路12aに直接接続して各ユニットの駆動電力を供給するのではなく、電源コードと電源回路12aとの間に給電側の1次コイル15dと受電側の2次コイル15cとを設け、これにより、給電側コイル15dと受電側コイル15cとを磁気的に結合している。これにより、第1及び第2実施形態と同様に、電動ベッド1を移動させる際には、電動ベッド1をそのまま、即ち、電源プラグをコンセントから抜く作業を行わずに、例えばベッドの底部に設けられた車輪により移動させることができる。また、給電側コイル15dと受電側コイル15cとは接触しておらず、これにより、電動ベッド1を移動させる際においても、介護者又は看護師が電源プラグ13をコンセント13aから抜き取る必要はないため、使用環境を清潔な状態に維持することができる。
また、蓄電池14が設けられているため、受電側コイル15cが受電する電力が小さい場合においても、電力を蓄電することにより電力量を経時的に蓄積し、必要に応じて大きな電力をアクチュエータ41等の各ユニットに供給することができる。更に、電動ベッド1の移動により、給電側コイル15dと受電側コイル15cとの間の磁気的結合がオフされた場合においても、蓄電池14に蓄電された電力を必要に応じて供給することができる。
なお、本実施形態においても、蓄電池14にアダプタ又は電源プラグを設け、蓄電池14を外部電源に接続可能な構成とするか、又は制御ユニット12内の電源回路12aを介して蓄電池14を外部電源に接続可能な構成とし、蓄電池14に蓄電された電力が少ない場合において、アクチュエータ等の駆動に必要な大きな電力を一時的に補充することができる。そして、電動ベッド1の使用時には、外部電源への蓄電池14の接続は外して、電動ベッド1の使用環境を清潔な状態に維持する。
以上の第1乃至第3実施形態においては、コードレス電源装置を電動ベッドに設置した場合について説明したが、本発明においては、コードレス電源装置は電動ベッドに限らず、図16及び図17に示す電動チェアに設置してもよい。例えば、図12に示すように、ソーラーパネル15aを、電動チェア17のアームレスト17bに設置することができる。この場合においても、例えばソーラーパネル15aをアームレスト17bに揺動可能に取り付けることができる。コードレス電源装置を電動チェアに設置した場合においても、アクチュエータ等の各ユニットの駆動電力を電源プラグ及び電源コードを使用せずに、蓄電池に一旦蓄電する、及び/又は電力供給部15からの電力を各ユニットに供給することができる。そして、使用者が電動チェア上にいる状態で電動チェアごと移動させる必要がある場合においても、電源プラグをコンセントから抜く必要はなく、更に電源コードが床面等に接触することもないため、電動チェアの使用環境を清潔な状態に維持することができる。なお、発電装置としてソーラーパネル15aをアームレスト17bに揺動可能に取り付けた場合においては、太陽電池セル部の向きを変更することができ、太陽電池セル部への光の入射角度を調節でき、発電を効率よく行うことができる。
以上のように、本発明の室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置は、使用環境を清潔な状態に維持する必要がある室内の医療又は介護設備に使用すれば、電源プラグ及び電源コードが床面等の不衛生な場所に接触することによって室内の医療又は介護設備の使用環境が不衛生となることが防止され、電動ベッド等の設備を移動させる際においても、電源プラグをコンセントから抜き取る必要もないため、使用環境を清潔な状態に維持することができる。
本発明は、病院等のベッドにおいて、電源コードをなくすことができ、使用環境の清潔性等の向上等に多大の貢献をなす。
1:電動ベッド、2:背ボトム、3:背湾曲部、4:腰ボトム、5:膝ボトム、6:膝湾曲部、7:足ボトム、11:コントローラ、12:制御ボックス、12a:電源回路、12b:制御回路、13:電源プラグ、13a:コンセント、14:蓄電池、15:電力供給部、15a:ソーラーパネル、15b:圧電体、150:圧電体モジュール、15c:受電側(2次)コイル、15d:給電側(1次)コイル、15e:支持板、15f:回転軸、16a:圧電素子、16b,16c:電極、17:電動チェア、17a:基台、17b:アームレスト、17c:バックレスト、17d:座部、17e:フットレスト、20:電動ベッド、22a,22b,23,26a,26b:リンク、22c,22d,25c,25d,26c,26f:回転支点、24:背ボトム支持板、25a,25b:ステイ、26e:ローラ、27a:フットボード、27b:ヘッドボード、28:側柵、28a:カバー、29:天蓋、40:アクチュエータ、41:体重計、42:照明、43:モータ
Claims (9)
- 室内の医療又は介護設備への供給電力を発電する電力供給部と、前記設備への電力の供給を制御する制御回路と、前記電力供給部が発電した電力を蓄電するための蓄電部と、前記制御回路からの信号により、前記蓄電部に蓄電された電力及び/又は前記電力供給部が発電した電力を前記設備に供給する電源回路と、を有し、
前記電力供給部は、外部電源と接続することなく前記設備への電力を供給可能であることを特徴とする室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置。 - 前記電力供給部は、光エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーパネルであることを特徴とする請求項1に記載の室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置。
- 前記電力供給部は、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する圧電素子を有することを特徴とする請求項1に記載の室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置。
- 外部電源に接続された給電側コイルと磁気的に結合して室内の医療又は介護設備への供給電力を受電可能の受電側コイルを備え、前記給電側コイルと前記受電側コイルとの磁気的結合をオンオフすることができる電力供給部と、前記設備への電力の供給を制御する制御回路と、前記電力供給部が受電した電力を蓄電するための蓄電部と、前記制御回路からの信号により、前記蓄電部に蓄電された電力及び/又は前記電力供給部からの電力を前記設備に供給する電源回路と、を有することを特徴とする室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置。
- 前記室内の医療又は介護設備は、前記蓄電部からの電力によりアクチュエータを駆動させて、背上げ及び背下げ動作を行う電動ベッドであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置。
- 前記電力供給部は、光エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーパネルであり、前記ソーラーパネルは、前記電動ベッドの側柵、ヘッドボード及び/又はフットボードに、その光入射面を調節可能に取り付けられることを特徴とする請求項5に記載の室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置。
- 前記電力供給部は、光エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーパネルであり、前記電動ベッドは天蓋を有し、この天蓋に前記ソーラーパネルが取り付けられることを特徴とする請求項5に記載の室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置。
- 前記室内の医療又は介護設備は、前記蓄電部からの電力によりアクチュエータを駆動させて、背上げ及び背下げ動作を行う電動チェアであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置。
- 前記蓄電部は、外部電源に接続可能であり、外部電源から供給された電力も前記設備への供給電力として蓄電可能であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の室内の医療又は介護設備へのコードレス電源装置。
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