(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マットレス・敷布団などの敷寝具の下面に敷いて荷重を検知するセンサーであって、
加圧により電気抵抗値が変化するシート体からなるセンサーシートと、
前記センサーシートの上面側を覆う薄い板体からなるカバープレートと、
前記カバープレート上面にかかる荷重が所定値以下である場合には前記センサーシート
に荷重がかからないように、前記カバープレートを前記センサーシートに対して接触又は
浮いた状態で保持するとともに、前記カバープレートにかかる荷重が前記所定値を超えた
場合には前記カバープレートが前記センサーシートに接触して前記センサーシートに荷重
がかかるように前記カバープレートを支持する、前記荷重により変形する弾性体からなる
支持部材と
を有する敷寝具用荷重センサーであって、
前記センサーシートは、間隔を空けて配置される複数の帯状体からなり、少なくとも一
組の帯体同士の間に前記支持部材が設けられるものである
敷寝具用荷重センサー。
【請求項２】
前記センサーシートの下面側を覆う薄い板体からなるベースプレートを、さらに有する
請求項１に記載の敷寝具用荷重センサー。
【請求項３】
前記カバープレートと前記ベースプレートは可撓性を有するものであって、対向する２
辺において互いに連結され、前記センサーシートは前記カバープレートと前記ベースプレ
ートに間に挟持されるものである請求項２に記載の敷寝具用荷重センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マットレスや敷布団などの敷寝具の下面に敷き、敷寝具上の人の有無を検知するための荷重センサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の荷重センサーは、一般的に、薄いシート状の加圧変化に対して電気抵抗値が連続変化する導電ゴム等からなるセンサーシートが利用される。このような荷重センサーは、センサーシートに分散した圧力がかかると圧力に対応した電気抵抗値をとるので、この電気抵抗値を電気的な出力値に変換して荷重の変化を検知するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このような荷重センサーは、マットレスなどの敷寝具の下に敷かれるので、敷寝具の重みと、敷寝具上の人の重みを両方検知することとなるが、敷寝具の重さは種々あるのでそのために人が載っているかどうかの閾値を定めるための微調整が必要になる。また、センサーシートの電気抵抗値が周囲温度で微妙に変化するので温度に合わせて微調整が必要となる。さらに、センサーシートは敷寝具の重さを常時受けているので、人の荷重が無くなった時、復帰が遅くなり、長期間安定使用が出来ないという問題もある。
本発明は、このような問題に鑑みて、敷寝具の下面に敷く荷重センサーにおいて、敷寝具の荷重がセンサーシートに常時加わることを防止し、さらに、敷寝具の重さや温度変化による微調整を不要にすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は次のような構成を有する。
請求項１に記載の発明は、マットレス・敷布団などの敷寝具の下面に敷いて荷重を検知する敷寝具用荷重センサーにおいて、加圧により電気抵抗値が変化するシート体からなるセンサーシートと、前記センサーシートの上面側を覆う薄い板体からなるカバープレートと、前記カバープレート上面にかかる荷重が所定値以下である場合には前記センサーシートに荷重がかからないように、前記カバープレートを前記センサーシートに対して接触又は浮いた状態で保持するとともに、前記カバープレートにかかる荷重が前記所定値を超えた場合には前記カバープレートが前記センサーシートに接触して前記センサーシートに荷重がかかるように前記カバープレートを支持する、前記荷重により変形する弾性体からなる支持部材とを有するものである。そして、前記センサーシートは、間隔を空けて配置される複数の帯状体からなり、少なくとも一組の帯体同士の間に前記支持部材が設けられる。
【０００５】
請求項２に記載の発明は、前記敷寝具用荷重センサーにおいて、前記センサーシートの下面側を覆う薄い板体からなるベースプレートを有するものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の敷寝具用荷重センサーにおいて、前記カバープレートと前記ベースプレートは可撓性を有するものであって、対向する２辺において互いに連結され、前記センサーシートは前記カバープレートと前記ベースプレートに間に挟持されるものである。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、一定荷重以下の場合、センサーシートには荷重がかからないので電気抵抗値の変化はなく、一定荷重を超えて初めて荷重による電気抵抗値の変化が開始される。例えば、マットレスの重量が５ｋｇ〜２０ｋｇの幅を有し、この荷重がすべてかかるものと仮定して、検知対象者の最低体重を３５ｋｇであるものとすると、上記一定荷重を４０ｋｇとしておけば、もっとも重いマットレスを使用した場合でも２０ｋｇ以上のものが加わらない限り、電気抵抗値は変化しない。即ち、使用する敷寝具の重量に幅があっても、抵抗値の変化が生じたかどうかを検知すればよいので、マットレスの重量に応じた微調整などを行う必要が無い。また、センサーシートは通常は荷重がかからない状態に保持されるので、劣化が少なく、製品寿命を延ばすことができる。そして、センサーシートを帯状として間隔を空けて配置することで、間に支持部材を配置でき、また、センサーシートの総面積が少なくなるので製作コストの低減を図ることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、ベースプレートを有することで、マットレスの下面が柔らかい床面などであっても、センサーシートが安定した状態で支持されるので、センサーシートの検知動作を安定させることができる。
請求項３に記載の発明は、カバープレートとベースプレートとの対向する２辺において互いに連結し、センサーシートを間に狭持することで、カバープレートとベースプレートにより極めて扁平な筒体が形成され、カバープレートとベースプレートとが可撓性を有することで、カバープレート上面に荷重がかかると、当該筒体の上下方向が縮まり、前記対向する２辺が離れる方向に横に広がるように変形する。即ち、ベースプレートとカバープレート同士が安定して近づいたり離れたりする構造を簡易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る敷寝具用荷重センサーの平面図である
【図２】図１のA-A拡大断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係る敷寝具用荷重センサーの動作を示す断面図である。
【図４】実施の形態に係る敷寝具用荷重センサーの抵抗値変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に本実施の形態に係る敷寝具用荷重センサーＸの平面図を示し、図２に図１のＡ−Ａ拡大断面図を示す。敷寝具用荷重センサーＸは、センサーシート１０、カバープレート２０、ベースプレート３０、支持部材４０を有する。
センサーシート１０は、導電ゴムからなる薄いシート体であり細長い短冊状のものが２枚並列に間を空けて配置される。センサーシート１０は圧縮することで電気抵抗値が小さくなるものであり、外部に配線を介してプラグ１０ａにより接続される。このプラグ１０ａが図示しない測定機器に接続され、一定以下の電気抵抗値を境に、２種類の通知信号が発せられるようになっている。
カバープレート２０、ベースプレート３０は同じ長方形状を有する薄い可撓性を有する合成樹脂板により形成される。ベースプレート３０上には前記センサーシート１０が下面を固定され支持される。カバープレート２０はベースプレートとともに前記センサーシート１０を挟持するようにカバープレート２０の上面に重なるように配置される。カバープレート２０とベースプレート３０は対向する一組の辺が互いに長尺の金具２１により固定されている。
【００１０】
支持部材４０は、２つの圧縮ばねにより構成される。支持部材４０は、カバープレート２０下面と、ベースプレート３０の上面を支持するように、２枚のセンサーシート１０の間部分に設けられる。支持部材４０を構成する圧縮ばねは、伸びた状態ではカバープレート２０がセンサーシート１０に接触しないような高さを有するとともに、最も縮んだ状態ではセンサーシート１０の厚さよりも低くなるものが採用される。また、ここでは、この圧縮ばねの強さとして、１０Kｇ以上の荷重がかかった場合に縮んでカバーシート２０がセンサーシート１０の接触しセンサーシート１０に荷重がかかる程度の強さのものが採用される。なお、ここでは敷寝具の両端側が床面に接地し、敷寝具からカバーシートにかかる荷重は３ｋｇ程度と想定している。この圧縮ばねの強さは、検知する対象者の平均体重や、想定される敷寝具の重さや床面との接地状態によって適宜変更される。
【００１１】
以上のような構成を有する敷寝具用荷重センサーＸの使用方法及び動作について説明する。使用者は、図３（ａ）に示すように、マットレスなどの敷寝具Ｍの下面のほぼ中央に敷寝具用荷重センサーＸを敷く、この際、敷き寝具の上側と下側の下面には、敷寝具用荷重センサーＸとほぼ同じ厚さのマットなどを引くことが望ましい。さらに、プラグ１０ａを図示しない測定機器に接続する。この状態では、敷寝具上に人が載っていないので、センサーシート１０ａには荷重がかからず、センサーシート１０ａは最大の抵抗値をとることになる。ここで、人が敷寝具上に載ると図３（ｂ）に示すように支持部材４０が縮み、カバープレート２０がセンサーシート１０ａを押圧してセンサーシート１０ａの抵抗値が小さくなるので、測定機器によりこの抵抗値の変化を検知することで人が載っていることを知ることができる。なお、荷重がさらに大きくなった場合は、図３（ｃ）に示すようにセンサーシート１０全面がカバープレート２０に押圧されるが、支持部材４０が最も縮んだ状態となりセンサーシート１０が取り得る最低の抵抗値となる。このような動作を行う敷寝具用荷重センサーＸの荷重と抵抗値の関係を図４のグラフに示す。なお、点線に示すものはセンサーシートのみの場合の抵抗値変化である。荷重が０からセンサーシート１０に荷重がかかり始める閾値の荷重であるＡ点までは、センサーシート１０の抵抗値は最大値であり一定である。そして、Ａ点から支持部材４０がもっとも縮んだ状態となる荷重であるＢ点までは荷重の大きさに従って抵抗値が小さくなっていく。その後、Ｂ点を越えると支持部材４０によりセンサーシート１０の抵抗値は最低値となり一定になる。点線で表される従来のセンサーシートのみの抵抗値変化は、滑らかに変化していくので人が載っているかどうかを定める閾値の設定が困難であり、また、温度変化や敷寝具の重さにより調整が必要となるが、本敷寝具用荷重センサーＸでは、Ａ点から明確に抵抗値の変化が始まるので、簡易に閾値の設定をすることが可能となる。また、人が載っていないところでは、センサーシート１０に荷重がかからず、また、体重の重い人が載っていても一定以上の荷重は支持部材４０が受けてセンサーシート１０は一定以上圧縮されることがないので、センサーシート１０が劣化しにくいという利点も有する。
【００１２】
なお、上記実施形態では支持部材４０として圧縮バネを用いたが、薄板バネ、弾性ゴム、空気バネなど種々の弾性体を採用することができる。また、支持部材を設ける位置として、上記実施形態に示すような中央位置のほか、カバープレート２０とベースプレート３０との接合部近傍など、カバープレート２０を上方に持ち上げるように作用する位置であれば適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００１３】
Ｘ  敷寝具用荷重センサー
１０  センサーシート
２０  カバープレート
３０  ベースプレート
４０  支持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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