(57)【要約】【課題】実使用上の耐久性を高めることが可能な接触センサ、および当該接触センサを備えた着座用シート、車椅子を提供する。【解決手段】接触センサ１０は、クッション部材の下に設置される。支点機構１２は、板状部材１１ｂ上に設置され、Ｙ方向に延伸するライン状の形状を備える。板状部材１１ａは、支点機構１２上に、支点機構１２を挟んで板状部材１１ｂと対向するように設置され、支点機構１２を支点としたシーソー構造によって、板状部材１１ｂに対する傾きが変化する。スイッチ機構１３は、Ｘ方向において、支点機構１２を挟んだ板状部材１１ａ，１１ｂの両端となる２個の端１９ａ，１９ｂの内の一方の端１９ａに設置され、初期状態で接触状態となり、板状部材１１ａがシーソー構造によって端１９ｂ側に傾いた場合に非接触状態となる。【選択図】図１
2020103553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザが着座するクッション部材の下に設置される接触センサであって、
前記接触センサは、
第１の板状部材と、
前記第１の板状部材上に設置され、前記第１の板状部材の面内の第１の方向に延伸するライン状の支点機構と、
前記支点機構上に、前記支点機構を挟んで前記第１の板状部材と対向するように設置され、前記支点機構を支点としたシーソー構造によって、前記第１の板状部材に対する傾きが変化する第２の板状部材と、
前記第１の板状部材の面内で前記第１の方向と交差する第２の方向において、前記第１の板状部材および前記第２の板状部材の前記支点機構を挟んだ両端となる第１の端と第２の端の内の前記第１の端に設置され、初期状態で接触状態となり、前記第２の板状部材が前記シーソー構造によって前記第２の端側に傾いた場合に非接触状態となるスイッチ機構と、
を有する、
接触センサ。
【請求項２】
請求項１記載の接触センサにおいて、
前記スイッチ機構は、前記第１の板状部材および前記第２の板状部材にそれぞれ設置される第１の電極および第２の電極を有する、
接触センサ。
【請求項３】
請求項１記載の接触センサにおいて、
前記第２の方向において、前記第２の端と前記支点機構との距離は、前記第１の端と前記支点機構との距離の１／２倍〜５倍である、
接触センサ。
【請求項４】
請求項１記載の接触センサにおいて、
前記第２の板状部材は、前記初期状態で、前記第１の板状部材に対して角度“θ”で前記第２の端側に傾くように設置され、
前記角度“θ”は、“０°≦θ≦１０°”である、
接触センサ。
【請求項５】
請求項４記載の接触センサにおいて、
さらに、前記支点機構と前記第２の端との間の位置で、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材の間の位置に、前記スイッチ機構を前記接触状態にする方向の反力“Ｐ”を持つ弾性部材を備え、
前記反力“Ｐ”と前記角度“θ”は、“Ｐ≧（０．１−θ／１００）”を満たす、
接触センサ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の接触センサにおいて、
前記接触センサは、前記クッション部材の外周部分の下の箇所で、前記第１の端が前記前記クッション部材の外周側に、前記第２の端が前記クッション部材の内部側に向くように設置され、前記スイッチ機構の前記非接触状態から前記接触状態への遷移に基づいて前記ユーザが前記クッション部材から離座したことを検知する、
接触センサ。
【請求項７】
前記クッション部材と、
前記クッション部材の下に設置される請求項１〜６のいずれか１項に記載の接触センサと、
を有する着座用シート。
【請求項８】
前記クッション部材が搭載される座面と、
前記座面上に設置される請求項１〜６のいずれか１項に記載の接触センサと、
を有する車椅子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触センサ、着座用シートおよび車椅子に関し、例えば、医療分野や介護分野等で用いられる接触センサ、着座用シートおよび車椅子の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、マットレスの下に設置される離床センサを用い、その各信号に基づいて被験者の離床／在床を監視する生体情報監視システムが示される。離床センサは、四隅に設けた弾性部材を挟んで対向して設置される２枚の板状部材と、当該対向する板状部材間の中心部分に設置される離床検出スイッチとを備える。板状部材が押圧されると離床検出スイッチがオンとなり、当該離床検出スイッチのオン／オフによって在床／離床が判別される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−６０７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、医療分野や介護分野等では、ユーザ（患者や要介護者）の車椅子からの離座を検知することが求められる。その方式として、例えば、車椅子におけるクッション部材の下に特許文献１に示されるようなセンサを設置することが考えられる。当該センサは、着座状態／離座状態を確実に検知するため、例えば、クッション部材の中心部分の下等に設置される。しかし、このようなセンサでは、着座状態の場合に、センサに対して大きな荷重が加わるため、センサの実使用上の耐久性が低下する恐れがある。
【０００５】
また、特許文献１に示されるような座面の中心部分で荷重を感知するタイプのセンサでは、ユーザの身体が座面の一部にでも残っている状態では、クッション部材を通して荷重がセンサに加わることになる。この場合、例えば、ユーザの身体が座面前方に移動して座面からずれ落ちる可能性があるような危険な状態になっても、当該危険を感知することができず、ユーザの身体が座面からずれ落ちて初めて異常が感知されることになる。すなわち、当該センサでは、座面からのずれ落ちに関して、早期発見はできても予防効果はない。
【０００６】
そこで、本発明の目的の一つは、実使用上の耐久性を高め、また、ユーザの座面からのずれ落ちを予防することが可能な接触センサ、および当該接触センサを備えた着座用シート、車椅子を提供することにある。
【０００７】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【０００９】
一実施の形態による接触センサは、ユーザが着座するクッション部材の下に設置され、第１および第２の板状部材と、支点機構と、スイッチ機構とを有する。支点機構は、第１の板状部材上に設置され、第１の板状部材の面内の第１の方向に延伸するライン状の形状を備える。第２の板状部材は、支点機構上に、支点機構を挟んで第１の板状部材と対向するように設置され、支点機構を支点としたシーソー構造によって、第１の板状部材に対する傾きが変化する。スイッチ機構は、第１の板状部材の面内で第１の方向と交差する第２の方向において、支点機構を挟んだ第１および第２の板状部材の両端となる第１の端と第２の端の内の第１の端に設置され、初期状態で接触状態となり、第２の板状部材がシーソー構造によって第２の端側に傾いた場合に非接触状態となる。
【発明の効果】
【００１０】
前記一実施の形態によれば、接触センサにおいて、実使用上の耐久性が向上可能となり、また、ユーザの座面からのずれ落ちを予防することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の形態１による接触センサの構造例を示す平面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ’間の構造例を示す断面図である。
【図２】図１（ａ）〜図１（ｃ）の接触センサが適用される車椅子の構成例を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、図１（ａ）〜図１（ｃ）の接触センサを図２の車椅子へ設置する際の設置箇所の一例を示す上面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）において、ユーザが着座状態および離座状態の際の接触センサ周りの状態の一例を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、図３（ａ）とは異なるの設置箇所の一例を示す上面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）において、ユーザが着座状態および離座状態の際の接触センサ周りの状態の一例を示す断面図である。
【図５】図３（ａ）の各接触センサの実装形態の一例を示す断面図である。
【図６】図１（ａ）におけるＡ−Ａ’間の図１（ｂ）とは異なる構造例を示す断面図である。
【図７】（ａ）は、本発明の実施の形態２による接触センサの構造例を示す平面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ’間の構造例を示す断面図である。
【図８】（ａ）は、図７（ａ）〜図７（ｃ）の接触センサを図２の車椅子へ設置する際の設置箇所の一例を示す上面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）において、ユーザが着座状態および離座状態の際の接触センサ周りの状態の一例を示す断面図である。
【図９】（ａ）は、本発明の比較例となる接触センサの構造例を示す平面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）におけるＣ−Ｃ’間の構造例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１３】
（実施の形態１）
《接触センサ（実施の形態１）の構造》
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１による接触センサの構造例を示す平面図であり、図１（ｂ）および図１（ｃ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ’間の構造例を示す断面図である。図１（ａ）〜図１（ｃ）に示す接触センサ１０は、ユーザが着座するクッション部材の下に設置され、板状部材１１ａ，１１ｂと、支点機構１２と、スイッチ機構１３とを備える。板状部材１１ａ，１１ｂのそれぞれは、例えば、共にＸＹ平面上で矩形の形状を備える強化プラスチック等である。明細書では、Ｘ方向（長さ方向）は、板状部材１１ｂの面内（ＸＹ平面内）の方向であり、Ｙ方向（幅方向）は、板状部材１１ｂの面内（ＸＹ平面内）でＸ方向と交差する方向である。また、Ｚ方向（高さ方向）は、板状部材１１ｂの面（ＸＹ平面）と交差する方向である。
【００１４】
支点機構１２は、板状部材１１ｂ上に設置され、Ｙ方向に延伸するライン状の形状を備える。板状部材１１ａは、支点機構１２上に、支点機構１２を挟んで板状部材１１ｂと対向するように設置され、支点機構１２を支点としたシーソー構造によって、板状部材１１ｂに対する傾きが変化する構造となっている。具体的には、支点機構１２は、例えば、Ｙ方向に延伸する軸棒１５を備える。板状部材１１ａは、ＸＺ平面上で、軸棒１５を中心として回転可能な構造となっている。また、一例として、当該接触センサ１０のＸ方向（長さ方向）のサイズ（Ｌｓ）や、Ｙ方向（幅方向）のサイズ（Ｗｓ）は、５ｃｍ〜８ｃｍ程度であり、Ｚ方向（高さ方向）のサイズ（Ｈｓ）は、１．５ｃｍ程度である。
【００１５】
スイッチ機構１３は、Ｘ方向において、板状部材１１ａ，１１ｂの支点機構１２を挟んだ両端となる２個の端１９ａ，１９ｂの内の一方の端（接点端と呼ぶ）１９ａに設置される。スイッチ機構１３は、２個の板状部材１１ａ，１１ｂにそれぞれ設置される２個の電極１７ａ，１７ｂを有する。スイッチ機構１３は、初期状態で接触状態（オン状態）となり、板状部材１１ａがシーソー構造によって他方の端（非接点端と呼ぶ）１９ｂ側に傾いた場合に非接触状態（オフ状態）となる。２個の電極１７ａ，１７ｂは、それぞれ配線１８ａ，１８ｂに接続される。また、当該接触センサ１０は、弾性部材１４を備える。弾性部材１４は、例えば、バネ等であり、支点機構１２と非接点端１９ｂとの間の位置で、板状部材１１ａと板状部材１１ｂの間の位置に設けられる。
【００１６】
このような構造により、板状部材１１ａでは、支点機構１２を境界２２として、境界２２よりも接点端１９ａ側の領域（ＸＹ平面）がオン領域２０となり、境界２２よりも非接点端１９ｂ側の領域がオフ領域２１となる。図１（ｂ）に示されるように、Ｚ方向において、オン領域２０にオフ領域２１よりも大きい荷重が加わった場合、または、オン領域２０とオフ領域２１の荷重が同等の場合、板状部材１１ａ，１１ｂは、初期状態（略平行状態）を保つ。その結果、２個の電極１７ａ，１７ｂは接触状態となり、スイッチ機構１３はオン状態となる。
【００１７】
一方、図１（ｃ）に示されるように、Ｚ方向において、オフ領域２１にオン領域２０よりも大きい荷重が加わった場合、板状部材１１ａは、板状部材１１ｂを基準に非接点端１９ｂ側に傾く。その結果、２個の電極１７ａ，１７ｂは非接触状態となり、スイッチ機構１３はオフ状態となる。
【００１８】
ここで、当該接触センサ１０では、Ｘ方向において、非接点端１９ｂと支点機構１２との距離Ｌ２は、接点端１９ａと支点機構１２との距離Ｌ１の１／２倍〜５倍であり、例えば、距離Ｌ１と同等である。当該接触センサ１０は、シーソー構造に伴う荷重差を利用し、特に、オフ領域２１への荷重に伴い、スイッチ機構１３が初期状態（オン状態）からオフ状態に遷移することを利用するため、距離Ｌ２をある程度確保することが望ましい。
【００１９】
この際に、距離Ｌ１に対して距離Ｌ２が短すぎると、図１（ｃ）において、オフ状態に遷移するのに必要なオフ領域２１への荷重が過大となる恐れや、板状部材１１ａの傾斜角度が過大となる恐れがある。逆に、距離Ｌ１に対して距離Ｌ２が長すぎると、図１（ｃ）において、オフ状態に遷移するのに必要なオフ領域２１への荷重が過小となる恐れや、板状部材１１ａの傾斜角度が過小となる恐れがある。距離Ｌ１と距離Ｌ２の比率は、このようなトレードオフの関係を加味して定められる。また、弾性部材１４は、初期状態において、スイッチ機構１３のオン状態（接触状態）を確実に維持するために設けられ、電極１７ａ，１７ｂを接触させる方向に作用する。
【００２０】
《接触センサの車椅子への適用例》
図２は、図１（ａ）〜図１（ｃ）の接触センサが適用される車椅子の構成例を示す斜視図である。図２に示す車椅子２５は、車椅子２５を移動させる車輪２６と、ユーザが着座するクッション部材２８と、ユーザの背中を支える背もたれ２９と、クッション部材２８が搭載される座面２７とを有する。接触センサは、クッション部材２８と座面２７との間に設置され、例えば、ユーザが車椅子２５から立ち上がった場合や、車椅子２５からずれ落ちた場合等を検知する。
【００２１】
図３（ａ）は、図１（ａ）〜図１（ｃ）の接触センサを図２の車椅子へ設置する際の設置箇所の一例を示す上面図であり、図３（ｂ）および図３（ｃ）は、図３（ａ）において、ユーザが着座状態および離座状態の際の接触センサ周りの状態の一例を示す断面図である。図３（ａ）の例では、クッション部材２８と座面２７との間に、２個の接触センサ１０［１］，１０［２］が設置される。２個の接触センサ１０［１］，１０［２］のそれぞれは、図１（ａ）〜図１（ｃ）の接触センサ１０に示したような構造を備える。
【００２２】
接触センサ１０［１］，１０［２］のそれぞれは、クッション部材２８の外周部分の下の箇所で、接点端１９ａがクッション部材２８の外周側に、非接点端１９ｂがクッション部材２８の内部側に向くように設置される。車椅子の直進方向をＸ（Ｙ）方向とすると、接触センサ１０［１］，１０［２］は、Ｘ（Ｙ）方向と交差するＹ（Ｘ）方向において車椅子の座面２７上の両サイドにそれぞれ設置され、Ｘ（Ｙ）方向において背もたれ２９寄りに設置される。
【００２３】
図３（ｂ）に示されるように、ユーザ３０が着座状態の場合、接触センサ１０のスイッチ機構１３は、オフ領域（非接点端１９ｂ側）の荷重がオン領域（接点端１９ａ側）の荷重よりも大きくなるため、オフ状態（非接触状態）となる。一方、図３（ｃ）に示されるように、ユーザ３０が離座状態の場合、接触センサ１０のスイッチ機構１３は、オフ領域（非接点端１９ｂ側）の荷重とオン領域（接点端１９ａ側）の荷重が同等となるため、初期状態と同じくオン状態（接触状態）となる。これにより、図３（ａ）における各接触センサ１０［１］，１０［２］のスイッチ機構１３は、オフ状態（非接触状態）からオン状態（接触状態）への遷移に基づいてユーザ３０がクッション部材２８から離座したことを検知する。
【００２４】
ここで、例えば、ユーザ３０が着座状態のまま体勢を若干変えたような場合を想定する。この場合、この体勢の変化に応じてクッション部材２８の撓み具合も若干変化し得る。この際に、接触センサ１０のスイッチ機構１３は、シーソー構造に伴い、クッション部材２８の撓み具合が若干変化する（体勢が若干変化する）程度では、図３（ｂ）に示されるようなオフ状態（非接触状態）を依然として維持する。
【００２５】
すなわち、図３（ｂ）のスイッチ機構１３は、仮にクッション部材２８の撓み具合の変化に伴い電極（１７ａ，１７ｂ）間の距離が変化した場合でも、電極（１７ａ，１７ｂ）間が接触する程の大きな変化が生じない限り離座状態への遷移を検知しない。そして、当該スイッチ機構１３は、ユーザ２０が車椅子２５から完全に離れた場合に、図３（ｃ）のようなオン状態（接触状態）となり、離座状態への遷移を検知する。このように、接触センサ１０を用いると、ユーザ３０の僅かな体勢の変化に伴う誤検知の可能性を低減できる。
【００２６】
ただし、図３（ａ）において、例えば、ユーザ３０が着座状態のまま上体を横方向（接触センサ１０［２］側）に大きく傾けたような場合、接触センサ１０［１］は、図３（ｃ）のようなオン状態（接触状態）となり、離座状態への遷移を検知する可能性（すなわち、誤検知する可能性）がある。そこで、前述したように、接触センサ１０［１］，１０［２］は、車椅子の座面２７上の両サイドにそれぞれ設置される。この場合、接触センサ１０［１］，１０［２］の少なくとも一方は、図３（ｂ）のようなオフ状態（非接触状態）を維持することができる。
【００２７】
さらに、接触センサ１０［１］，１０［２］は、前述したように、背もたれ２９寄りに設置される。これにより、例えば、ユーザ３０が前方（車椅子２５の直進方向）にずれ落ちるような予兆を早期に検知することが可能になる。具体的には、ユーザ３０の着座状態が正常な場合、図３（ａ）に示される正常着座領域３１ａに荷重が加わる。この場合、接触センサ１０［１］，１０［２］は、共に、図３（ｂ）のようなオフ状態（非接触状態）を維持することができる。
【００２８】
一方、ユーザ３０が座面２７の前方に移動して座面２７からずれ落ちる可能性がある場合、図３（ａ）に示される危険着座領域３１ｂに荷重が加わる。この場合、接触センサ１０［１］，１０［２］は、図３（ｃ）のようなオン状態（接触状態）になり得る。その結果、ユーザ３０が座面からずれ落ちる際の予兆を検知することが可能になり、これに応じて介護者等が適切な対応を行うことで、ユーザ３０の座面からのずれ落ちを予防することが可能になる。
【００２９】
図４（ａ）は、図３（ａ）とは異なるの設置箇所の一例を示す上面図であり、図４（ｂ）および図４（ｃ）は、図４（ａ）において、ユーザが着座状態および離座状態の際の接触センサ周りの状態の一例を示す断面図である。図４（ａ）の例では、クッション部材２８と座面２７との間に、接触センサ１０［３］が設置される。接触センサ１０［３］は、図１（ａ）〜図１（ｃ）の接触センサ１０に示したような構造を備える。
【００３０】
接触センサ１０［３］は、前述した接触センサ１０［１］，１０［２］の場合と同様に、クッション部材２８の外周部分の下の箇所で、接点端１９ａがクッション部材２８の外周側に、非接点端１９ｂがクッション部材２８の内部側に向くように設置される。車椅子の直進方向をＸ（Ｙ）方向とすると、接触センサ１０［３］は、Ｘ（Ｙ）方向と交差するＹ（Ｘ）方向において座面２７上の中間付近に設置され、Ｘ（Ｙ）方向において背もたれ２９付近に設置される。
【００３１】
背もたれ２９寄りに設置される接触センサ１０［３］を用いることで、前述した接触センサ１０［１］，１０［２］の場合と同様に、例えば、ユーザ３０が前方（車椅子２５の直進方向）にずれ落ちるような予兆を早期に検知することが可能になる。だだし、例えば、座面２７の両サイドが固定される折り畳み式の車椅子２５等の場合、ユーザ３０が着座した際に、座面２７の背もたれ２９側では、両サイドを基準にその中間部が凹むような撓みが発生し得る。この場合、例えば、接触センサ１０［３］に可動方向とは異なる方向の力（Ｙ（Ｘ）軸方向に向けて折り曲げるような力）が加わるため、接触センサ１０［３］の破損を招く恐れがある。
【００３２】
以上のようなことから、車椅子２５に対しては、まず、図３（ａ）に示したように、座面２７の両サイドの背もたれ２９寄りに接触センサ１０［１］，１０［２］を配置することが望ましい。さらに、接触センサ１０が、前述したような可動方向とは異なる方向の力に対して十分な強度を備える場合には、加えて、図４（ａ）に示したように、背もたれ２９寄りに接触センサ１０［３］を配置することがより望ましい。
【００３３】
《接触センサの検知結果の判定方法》
図３（ａ）および図４（ａ）に示した各接触センサ１０［１］〜１０［３］からの配線（１８ａ，１８ｂ）は、図示しない制御部に接続される。制御部は、各接触センサ１０［１］〜１０［３］のスイッチ機構１３におけるオン状態・オフ状態を、例えば、電流の導通有無等に基づき判別し、その判別結果を無線信号等を介して外部へ通知する。この際に、制御部は、各接触センサ１０［１］〜１０［３］のスイッチ機構１３のオン状態（すなわち離座状態）をアンド演算し、そのアンド演算結果を外部へ通知してもよい。この場合、ユーザ３０が確実に離座したことを検知することができる。
【００３４】
また、制御部は、各接触センサ１０［１］〜１０［３］のスイッチ機構１３のオン状態（すなわち離座状態）をオア演算し、そのオア演算結果を外部へ通知してもよい。例えば、一部のスイッチ機構１３のみがオン状態である場合、ユーザ３０がクッション部材２８上でずれ落ちを含めた不自然な体勢をとっている可能性がある。この場合、オア演算結果が‘１’、アンド演算結果が‘０’となるため、その組み合わせによって、ユーザ３０が座面２７からずれ落ちる予兆などを検知することができる。
【００３５】
《接触センサの実装形態》
図５は、図３（ａ）の各接触センサの実装形態の一例を示す断面図である。図５には、２個の接触センサ１０［１］，１０［２］と、２個の接触センサ１０［１］，１０［２］を覆うカバー部材３６とを備えた接触センサ装置３５が示される。カバー部材３６は、例えば、可撓性や伸縮性を有する部材であり、２個の接触センサ１０［１］，１０［２］の間隔Ｗｃを所定の値（例えばクッション部材２８の幅と同等）に定める。また、カバー部材３６は、接触センサ１０［１］，１０［２］のオフ状態（非接触状態）に伴う板状部材の傾きを許容する程度の撓みを有する。このような接触センサ装置３５を用いることで、図３（ａ）に示したような接触センサ１０［１］，１０［２］の設置を容易化することができる。
【００３６】
また、２個の接触センサ１０［１］，１０［２］は、センサ付きの着座用シートといった形態で、予め、クッション部材２８の下に一体的に組み込まれてもよい。当該着座用シートは、必ずしも車椅子２５に限らず、医療、介護分野等で使用される様々な椅子に適用され得る。さらに、２個の接触センサ１０［１］，１０［２］は、センサ付きの車椅子２５といった形態で、予め、座面２７上に一体的に組み込まれてもよい。
【００３７】
《接触センサ（変形例）の構造》
図６は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ’間の図１（ｂ）とは異なる構造例を示す断面図である。板状部材１１ａは、初期状態で、図１（ｂ）に示したように板状部材１１ｂに対して平行か、または図６に示されるように、角度θで非接点端１９ｂ側に傾くように設置される。仮に、板状部材１１ａが初期状態で非接点端１９ｂ側ではなく接点端１９ａ側に傾くように設置された場合、例えば、図３（ｃ）のようなユーザ３０の離座状態において、クッション部材２８の荷重が均等ではなく非接点端１９ｂ側に偏って加わるため、スイッチ機構１３は、オン状態（接触状態）を保てない恐れがある。
【００３８】
一方、板状部材１１ａが、初期状態で、板状部材１１ｂに対して平行または角度θで非接点端１９ｂ側に傾くように設置されると、図３（ｃ）のようなユーザ３０の離座状態において、クッション部材２８の荷重は均等または接点端１９ａ側に偏って加わるため、スイッチ機構１３は、オン状態（接触状態）を保つことができる。ただし、角度θが過大になると、スイッチ機構１３が図３（ｂ）のような着座状態においてオフ状態（非接触状態）とならない恐れがあり、また、図３（ｃ）の離座状態において電極（１７ａ，１７ｂ）に過大な力が加わる恐れがある。このため、角度θは、例えば、０°≦θ≦１０°等に定められる。
【００３９】
ここで、接触センサ１０上にクッション部材２８が搭載される場合で、前述した角度θが１０°の場合には、スイッチ機構１３のオン状態（接触状態）を確実に保つことが可能である。ただし、その確実性は、角度θが０°に近づくほど（板状部材１１ａと板状部材１１ｂが平行に近づくほど）低下する。そこで、スイッチ機構１３をオン状態（接触状態）にする方向の反力Ｐを持つ弾性部材１４を設けることが有益となる。本発明者の検討によると、例えば、角度θが１０°の際に必要な反力Ｐは、０［ｋｇｆ］以上であり、角度θが０°の際に必要な反力Ｐは０．１［ｋｇｆ］以上である。この角度θ（０°≦θ≦１０°）と反力Ｐとの関係をリニアな関係とみなすと、反力Ｐと角度θは、式（１）の関係を満たす。
Ｐ≧（０．１−θ／１００）    …（１）
【００４０】
《接触センサ（比較例）の構造および問題点》
図９（ａ）は、本発明の比較例となる接触センサの構造例を示す平面図であり、図９（ｂ）および図９（ｃ）は、図９（ａ）におけるＣ−Ｃ’間の構造例を示す断面図である。図９（ａ）〜図９（ｃ）に示す接触センサ１０’は、板状部材１１ａ’，１１ｂ’と、スイッチ機構１３’と、弾性部材１４’とを備える。板状部材１１ａ’，１１ｂ’は、四隅に設けた弾性部材１４’を挟んで対向して設置される。スイッチ機構１３’は、当該対向する板状部材１１ａ’，１１ｂ’間の中心部分に設置される電極１７ａ’，１７ｂ’を備える。スイッチ機構１３’は、図３（ｃ）に示されるように、Ｚ方向から板状部材１１ａ’にある程度の荷重が加わると、電極１７ａ’，１７ｂ’が接触し、オン状態となる。
【００４１】
このため、例えば、当該接触センサ１０’を図３（ａ）に示した接触センサ１０［１］，１０［２］のような位置に設置した場合、スイッチ機構１３’がオン状態となる条件は、クッション部材２８の材質等に大きく依存して変わり得る。例えば、図３（ｂ）のような着座状態の場合でも、スイッチ機構１３’は、板状部材１１ａ’に対してクッション部材２８を介してＺ方向から伝わる荷重が足りなければオン状態（着座を検知した状態）とならない。したがって、比較例の接触センサ１０’は、検知精度を高めるため、通常、クッション部材２８の中心部分に設置される必要がある。
【００４２】
《実施の形態１の主要な効果》
一方、実施の形態１の接触センサ１０は、シーソー構造に基づきオン領域２０の荷重とオフ領域２１の荷重の大小関係を検知する方式である。図３（ｂ）のような着座状態の場合、接触センサ１０では、クッション部材２８の材質等に依らず、少なくともオフ領域（非接点端１９ｂ側）の荷重がオン領域（接点端１９ａ側）の荷重よりも大きい状態が構築される。これに伴い、板状部材１１ａは、非接点端１９ｂ側に傾き、スイッチ機構１３はオフ状態（着座を検知した状態）となる。このため、実施の形態１の接触センサ１０は、比較例の場合と異なり、図３（ａ）のように、クッション部材２８の外周部分に設置することができる。
【００４３】
その結果、第１の効果として、実使用上の耐久性を高めることが可能になる。具体的に説明すると、接触センサ１０は、前述したように、比較例の場合のようなクッション部材２８の中心部分ではなく外周部分に設置することができる。着座状態において、外周部分では、中心部分と比較して接触センサに加わる荷重が小さいため、耐久性を高められる。その結果、接触センサ１０を消耗部品ではなく、耐久部品として取り扱うことができ、図５で述べたように、接触センサ１０を着座用シートや車椅子の座面２７等に固定的に組み込むことも可能になる。
【００４４】
第２の効果として、接触センサ１０をクッション部材２８の外周部分に配置できることや、検知感度におけるクッション部材２８の材質等への依存性を低減できることから、図３（ａ）および図４（ａ）のように接触センサ１０の設置箇所を適切に定めることで、ユーザ３０が座面２７からズレ落ちる際の予兆を低コストで検知することが可能になる。すなわち、例えば、荷重の度合いをアナログ的に検知する高価なアナログセンサ等を用いたり、あるいは、比較例の接触センサ１０’を多数用い、それを座面全体にマトリックス状に敷き詰めるようなことをせずに、ユーザ３０の座面２７からのずれ落ちを予防することが可能になる。
【００４５】
第３の効果として、汎用性が高い接触センサ１０を実現可能になる。具体的に説明すると、検知感度におけるクッション部材２８の材質等へ依存性を低減できることから、接触センサ１０を、様々な種類のクッション部材２８に組み合わせることができる。また、接触センサ１０の検知結果はオン状態かオフ状態のみであるため、当該接触センサ１０の検知結果を処理する制御部に特殊な処理は不要であり、広く存在する様々な制御部を用いることができる。
【００４６】
（実施の形態２）
《接触センサ（実施の形態２）の構造》
図７（ａ）は、本発明の実施の形態２による接触センサの構造例を示す平面図であり、図７（ｂ）および図７（ｃ）は、図７（ａ）におけるＢ−Ｂ’間の構造例を示す断面図である。図７（ａ）〜図７（ｃ）に示す接触センサ４０は、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示した接触センサ１０と比較して、次の３点が異なっている。１点目の相違点として、接触センサ４０のスイッチ機構４３（その電極４７ａ，４７ｂ）は、初期状態で非接触状態（オフ状態）となり、板状部材１１ａがシーソー構造によって接点端１９ａ側に傾いた場合に接触状態（オン状態）となる。
【００４７】
この初期状態に違いに伴い、２点目の相違点として、弾性部材４４は、支点機構１２と接点端１９ａとの間の位置で、板状部材１１ａと板状部材１１ｂの間の位置に設けられ、電極４７ａ，４７ｂを接触させない方向に作用する。また、３点目の相違点として、Ｘ方向において、非接点端１９ｂと支点機構１２との距離Ｌ３は、接点端１９ａと支点機構１２との距離Ｌ１よりも短く、例えば、１／２以下である。
【００４８】
図７（ｂ）に示されるように、Ｚ方向において、オフ領域２１にオン領域２０よりも大きい荷重が加わった場合、または、オフ領域２１とオン領域２０の荷重が同等の場合、板状部材１１ａ，１１ｂは、初期状態（略平行状態）を保つ。その結果、２個の電極４７ａ，４７ｂは非接触状態となり、スイッチ機構４３はオフ状態となる。なお、厳密には、図７（ｂ）のような状態では、板状部材１１ａが非接点端１９ｂ側に傾き得るため、接触センサ４０は、この非接点端１９ｂ側への傾きを防止するための機構を別途設けることが望ましい。
【００４９】
一方、図７（ｃ）に示されるように、Ｚ方向において、オン領域２０にオフ領域２１よりも大きい荷重が加わった場合、板状部材１１ａは、板状部材１１ｂを基準に接点端１９ａ側に傾く。その結果、２個の電極４７ａ，４７ｂは接触状態となり、スイッチ機構４３はオン状態となる。
【００５０】
ここで、前述したように、当該接触センサ４０では、距離Ｌ３は、例えば、距離Ｌ１の１／２以下である。当該接触センサ４０は、図１（ａ）〜図１（ｃ）の接触センサ１０の場合と異なり、特に、オン領域２０への荷重に伴い、スイッチ機構４３が初期状態（オフ状態）からオン状態に遷移することを利用する。このため、距離Ｌ３は、例えば、接触センサ４０の小型化等を図るため、短くてもよい。
【００５１】
《接触センサの車椅子への適用例》
図８（ａ）は、図７（ａ）〜図７（ｃ）の接触センサを図２の車椅子へ設置する際の設置箇所の一例を示す上面図であり、図８（ｂ）および図８（ｃ）は、図８（ａ）において、ユーザが着座状態および離座状態の際の接触センサ周りの状態の一例を示す断面図である。図８（ａ）の例では、クッション部材２８と座面２７との間に、３個の接触センサ４０［１］〜４０［３］が設置される。３個の接触センサ４０［１］〜４０［３］のそれぞれは、図７（ａ）〜図７（ｃ）の接触センサ４０に示したような構造を備える。
【００５２】
３個の接触センサ４０［１］〜４０［３］は、それぞれ、図３（ａ）および図４（ａ）の接触センサ１０［１］〜１０［３］と同様の位置に設置される。ただし、３個の接触センサ４０［１］〜４０［３］のそれぞれは、図３（ａ）および図４（ａ）の場合と異なり、接点端１９ａがクッション部材２８の内部側に、非接点端１９ｂがクッション部材２８の外周側に向くように設置される。
【００５３】
図８（ｂ）に示されるように、ユーザ３０が着座状態の場合、接触センサ４０のスイッチ機構４３は、オン領域（接点端１９ａ側）の荷重がオフ領域（非接点端１９ｂ側）の荷重よりも大きくなるため、オン状態（接触状態）となる。一方、図８（ｃ）に示されるように、ユーザ３０が離座状態の場合、接触センサ４０のスイッチ機構４３は、オン領域（接点端１９ａ側）の荷重とオフ領域（非接点端１９ｂ側）の荷重が同等となるため、初期状態と同じくオフ状態（非接触状態）となる。これにより、図８（ａ）における各接触センサ４０［１］〜４０［３］のスイッチ機構４３は、図３（ａ）および図４（ａ）の場合と異なり、オン状態（接触状態）からオフ状態（非接触状態）への遷移に基づいてユーザ３０がクッション部材２８から離座したことを検知する。
【００５４】
《実施の形態２の主要な効果および実施の形態１との比較》
実施の形態２の接触センサ４０も、実施の形態１の場合と同様に、シーソー構造に基づきオン領域２０の荷重とオフ領域２１の荷重の大小関係を検知する方式である。図８（ｂ）のような着座状態の場合、接触センサ４０では、クッション部材２８の材質等に依らず、少なくともオン領域２０（接点端１９ａ側）の荷重がオフ領域２１（非接点端１９ｂ側）の荷重よりも大きい状態が構築される。これに伴い、板状部材１１ａは、接点端１９ａ側に傾き、スイッチ機構４３はオン状態（着座を検知した状態）となる。このため、実施の形態２の接触センサ４０も、実施の形態１の場合と同様に、クッション部材２８の外周部分に配置することができる。
【００５５】
その結果、実施の形態２の接触センサ４０を用いることで、実施の形態１で述べた第１、第２および第３の効果と同様の効果が得られる。ただし、第２および第３の効果で述べた検知感度におけるクッション部材２８の材質等への依存性に関しては、実施の形態１の接触センサ１０を用いる方がより有益な効果が得られる。
【００５６】
具体的に説明すると、図８（ｂ）のスイッチ機構４３は、例えば、ユーザ３０の着座状態での体勢の変化（クッション部材２８の撓み具合の変化）に伴い、電極（４７ａ，４７ｂ）間の距離が少しでも変化した場合（電極間が少しでも離れた場合）には、離座状態への遷移を検知する。このため、スイッチ機構４３は、例えば、ユーザ３０の体勢の変化に応じてある程度の振動が生じるようなクッション部材２８を用いた場合に、一時的ではあるが、離座状態への遷移を検知する可能性（すなわち誤検知する可能性）がある。
【００５７】
一方、図３（ｂ）のスイッチ機構１３は、前述したように、ユーザ３０の体勢の変化（クッション部材２８の撓み具合の変化）に伴い電極（１７ａ，１７ｂ）間の距離が変化した場合でも、電極（１７ａ，１７ｂ）間が接触する程の大きな変化が生じない限り離座状態への遷移を検知しない。このため、スイッチ機構１３では、ユーザ３０の体勢の変化に応じてある程度の振動が生じるようなクッション部材２８を用いた場合であっても、誤検知が生じる可能性が低い。
【００５８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前述した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０，４０  接触センサ
１１  板状部材
１２  支点機構
１３，４３  スイッチ機構
１４，４４  弾性部材
１５  軸棒
１７，４７  電極
１８  配線
１９  端
２０  オン領域
２１  オフ領域
２２  境界
２５  車椅子
２６  車輪
２７  座面
２８  クッション部材
２９  背もたれ
３０  ユーザ
３１ａ  正常着座領域
３１ｂ  危険着座領域
３５  接触センサ装置
３６  カバー部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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