(57)【要約】【課題】弾性体で支持することで敷寝具等の荷重は検知せずに人の荷重を検知できる、敷寝具などの下面に敷く荷重検知器において、劣化が少なくかつ低コストで製造できるようにすることを課題とする。【解決手段】荷重検知器として、上面に第一の電極が設けられる薄い板体からなるベースプレートと、前記ベースプレートの上面に設置され、下面の前記第一の電極と相対する位置に第二の電極が設けられる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第一の電極と第二の電極とが接触しないように、前記カバープレートを前記ベースプレートに対して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第一の電極と前記第二の電極とが接触す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により構成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に第一の電極が設けられる薄い板体からなるベースプレートと、
前記ベースプレートの上面に設置され、下面の前記第一の電極と相対する位置に第二の電極が設けられる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第一の電極と第二の電極とが接触しないように、前記カバープレートを前記ベースプレートに対して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第一の電極と前記第二の電極とが接触す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
を有する荷重検知器。
【請求項２】
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るものである請求項２に記載の荷重検知器。
【請求項３】
前記第一の電極及び第二の電極は、間隔を空けて配置される複数の帯状体からなり、少なくとも一組の当該帯状体同士の間に前記支持部材が設けられるものである請求項１又は２に記載の荷重検知器。
【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、フロアマットなどの下面に敷き、これらの上に人がいるか否かを検知するために使用する荷重検知器に関する。
【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。
しかし、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。
このような問題に対し、下記特許文献には、センサーシートをカバープレートで覆うとともに、弾性体によりカバープレートを支持し、一定荷重以下の荷重がセンサーシートにかかってもセンサーシートには荷重が及ばないようにすることが示されている。この発明によれば、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−９９７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献に記載の発明は、センサーシートを使用するので、荷重がかかる回数が減ってもいずれ劣化することは避けられず、また、センサーシート自体が高価であることに加えて、閾値を判定する機器が必要であり、総体的にコストがかかるという問題がある。
本発明は、このような問題に鑑みて、弾性体で支持することで敷寝具等の荷重は検知せずに人の荷重を検知できる、敷寝具などの下面に敷く荷重検知器において、劣化が少なくかつ低コストで製造できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、上面に第一の電極が設けられる薄い板体からなるベースプレートと、前記ベースプレートの上面に設置され、下面の前記第一の電極と相対する位置に第二の電極が設けられる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第一の電極と第二の電極とが接触しないように、前記カバープレートを前記ベースプレートに対して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第一の電極と前記第二の電極とが接触す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荷重検知器である。
請求項２に記載の発明は、前記荷重検知器において、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るものである。
請求項３に記載の発明は、前記荷重検知器において、前記第一の電極及び第二の電極は、間隔を空けて配置される複数の帯状体からなり、少なくとも一組の当該帯状体同士の間に前記支持部材が設けられるものである。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、荷重の有無を第一の電極と第二の電極同士の通電の有無により判定するものである。電極部分は半永久的に劣化することがなく、低コストで製造が可能であり、また、通電の有無のみで荷重の有無を検知するため、複雑な機器を必要としないので、総体的に低コストかつ長寿命な荷重感知器を実現することができる。
【０００７】
請求項２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。
請求項３に記載の発明は、各電極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、電極を長くすることで検知漏れの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る荷重検知器の平面図である
【図２】図１のA-A拡大断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係る荷重検知器の動作を示す断面図である。
【図４】実施の形態に係る荷重検知器の抵抗値変化を示すグラフである。
【図５】実施の形態に係る荷重検知器のベッドの出入り口での使用例を示す斜視図である。
【図６】実施の形態に係る荷重検知器のベッドの出入り口での他の使用例を示す斜視図である。
【図７】実施の形態に係る荷重検知器の床マットへの使用例を示す斜視図である。
【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荷重検知器Ｘの平面図を示し、図２に図１のＡ−Ａ拡大断面図を示す。荷重検知器Ｘは、ベースプレート１０、カバープレート２０、支持部材３０を有する。
ベースプレート１０、カバープレート２０と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１０の上面には、帯状の銅製の薄い板からなる第一電極１０ａが中心を挟んで二列設けられる。また、第一電極１０ａ同士は一端側でアルミテープ１０ｂで電気的に連結されている。カバープレート２０の下面には、帯状の銅製の薄い板からなる第二電極２０ａが中心を挟んで二列設けられる。また、第二電極２０ａ同士は一端側でアルミテープ２０ｂで電気的に連結されている。カバープレート２０はベースプレート１０の上面に重なるように配置され、第二電極２０ａ二列の帯状体はこの状態で丁度第一電極１０ａの二列の帯状体に向かい合うように位置が定められている。カバープレート２０とベースプレート１０は対向する一組の辺が互いに長尺の金具１１により固定される。そして、第一電極１０ａもしくはアルミテープ１０ｂには、図示しない２芯リード線の一端側の一方の線の端部が接続され、第二電極２０ａもしくはアルミテープ２０ｂには、前記２芯リード線の一端側の他方の線の端部が接続され、２芯リード線の他端側は、検知機器に接続するためのプラグ１０ｃに接続されている。
【００１０】
支持部材３０は、２つの圧縮ばねにより構成される。支持部材３０は、カバープレート２０下面と、ベースプレート１０の上面を支持するように、第一電極１０ａを構成する二列の帯状体及び第二電極２０ａを構成する二列の帯状体の間部分に設けられる。支持部材３０を構成する圧縮ばねは、伸びた状態では第一電極１０ａと第二電極２０ａとが互いに接触しないような高さを有するとともに、一定以上縮んだ状態では第一電極１０ａと第二電極２０ａとが互いに接触するような長さのものが採用される。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第一電極１０ａと第二電極２０ａとが接触する程度の強さのものが採用される。なお、敷寝具等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、想定される敷寝具等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荷重検知器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、敷寝具などの設置対象物Ｍの下面に荷重検知器Ｘを敷く。さらに、プラグ１０ａを図示しないナースコールなどの検知機器に接続する。この状態では、設置対象物Ｍの上に人が載っていないので、第一電極１０ａと第二電極２０ａとの間は接触せず、通電しない。ここで、掛け布団などの軽いものが載った場合、支持部材３０は縮むが軽いので図３（ｂ）に示すように第一電極１０ａと第二電極２０ａとが接触しない。設置対象物Ｍの上に人が載ると、支持部材３０は大きく縮み、図３（ｃ）に示すように第一電極１０ａと第二電極２０ａとが接触して、通電する。このような動作を行う荷重検知器Ｘの荷重と抵抗値の関係を図４のグラフに示す。荷重が０から第一電極１０ａと第二電極２０ａとが接触する閾値の荷重であるＡ点までは、抵抗値は無限大であり一定である。そして、Ａ点に達し第一電極１０ａと第二電極２０ａとが接触すると接触抵抗のみでほぼ抵抗値は０となる。
荷重検知器Ｘは、このような動作を行うので、支持部材３０として弾性力が適当なものを選択しておけば、通電の有無のみで人が乗っているかどうかの判断ができ、センサーシートを用いる場合のような抵抗値の判定手段を要しないので測定機器を不要とすることができる。また、センサーシートに比べて電極は安価であり、使用による劣化もほとんどないので、低コストで長寿命な製品を得ることができる。
さらに、電極は薄く形成することができるので、センサーシートを使用する場合よりも荷重検知器を薄くでき、設置状態におけるマットレス等の盛り上がりを小さく、目立たなくすることができる。
【００１２】
本実施形態に係る荷重検知器Ｘは、ベースプレート１０及びカバープレート２０の形状を適宜変更することで、異なる種々の設置対象物の下面で利用することができる。具体的には、図１に示すような形状の場合は、マットレスの下面ほぼ全域をカバーすることができ、これによりマットレス上に人がいるかどうかを通電の有無で検知することができる。また、図５に示すように、図１の形状から上下方向に短く横長の短冊状とした荷重検知器Ｙを、ベッドの降り口近傍のマットレスＭの下に設置すると、ベッドへの人の出入りを検知することができる。この場合、図６に示すように、荷重検知器Ｙを斜めに設置してもよい。このようの設置すると、降り口に近づく際に、荷重検知器Ｙに体重がかかるので離床をより早く検知することができる。
さらに、図７に示すように床に敷く転倒に対する安全のための床マットＳの下に荷重検知器Ｚを設置するようにしてもよい。従来は床マットＳの上にセンサーシートを設置していたが、これだと、センサーシートがずれたりすると転倒しやすくなり、見た目も悪いが、荷重検知器Ｚは、床マットＳの下に設置でき、薄く形成できるので床マットＳがほとんど盛り上がらず危険性も少ない。
【００１３】
なお、上記実施形態では支持部材３０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１０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】
【００１４】
Ｘ、Ｙ、Ｚ  荷重検知器
１０  ベースプレート
１０ａ  第一電極
２０  カバープレート
２０ａ  第二電極
３０  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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【図５】
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【図６】
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【図７】
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