(57)【要約】【課題】従来の電動リクライニング椅子の課題は、着座者の意図に合わせて、タイミング良く背もたれが倒れないことである。【解決手段】着座者が座るための座面部２０および背もたれ部１９および脹脛部２１を有するシート部１２と、背もたれ部１９に設けた圧力検出部２３と、圧力検出部２３で検出される圧力情報より背もたれ部１９に加わる背面荷重および背面重心移動を算出する荷重算出部３０と、この荷重算出部３０で算出される背面荷重および背面重心の移動に基づいて、座面部２０に着座した着座者の背伸び意図を推定する意図推定部３１と、座面部２０に対する背もたれ部１９の傾きを変更する駆動部と、意図推定部３１での着座者の背伸び意図の推定に基づいて駆動部を制御する制御部３３を備える、電動車椅子１１である。【選択図】図１
2011083319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
座面部および背もたれ部および脹脛部を有するシート部と、
前記背もたれ部に設けた第１の圧力検出部と、
前記第１の圧力検出部で検出される圧力情報より前記背もたれ部に加わる背面荷重および背面重心位置の移動を算出する荷重算出部と、
前記荷重算出部で算出される背面荷重および背面重心位置の移動に基づいて、前記座面部に着座した着座者の背伸び意図を推定する意図推定部と、
前記座面部に対する前記背もたれ部の傾きを変更する駆動部と、
前記意図推定部での着座者の背伸び意図の推定に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、を備える、
電動リクライニング椅子。
【請求項２】
前記意図推定部は、第１の条件を満たすと着座者の背伸び意図があると推定するものであり、
前記第１の条件は、前記荷重算出部で算出される背面荷重が背面設定荷重より大きくなり、且つ背面重心位置が通常状態の場合の背面重心位置より上方へ移動する条件である、
請求項１記載の電動リクライニング椅子。
【請求項３】
前記座面部は前記背もたれ部側の座面臀部と前記脹脛部側の座面腿部に分かれ、前記座面臀部には第２の圧力検出部が設けられており、
前記荷重算出部は、前記第２の圧力検出部で検出される圧力情報より前記座面臀部の臀部荷重を算出し、
前記意図推定部は、前記第１の条件および第２の条件を満たすと着座者の背伸び意図があると推定するものであり、
前記第２の条件は、前記荷重算出部より算出される臀部荷重が臀部設定荷重より小さくなる条件である、
請求項２記載の電動リクライニング椅子。
【請求項４】
前記シート部は足置き部を有し、前記足置き部に第３の圧力検出部が設けられており、
前記脹脛部の表面と前記足置き部の表面とが略垂直となる場合に、
前記荷重算出部は、前記第３の圧力検出部で検出される圧力情報より前記足置き部の足置き部荷重を算出し、
前記意図推定部は、前記第１の条件および第３の条件を満たすと着座者の背伸び意図があると推定するものであり、
前記第３の条件は、前記荷重算出部より算出される足置き部荷重が足置き部設定荷重より大きくなる条件である、
請求項１〜３いずれか１項に記載の電動リクライニング椅子。
【請求項５】
前記シート部は足置き部を有し、前記座面腿部に第４の圧力検出部を備え、
前記脹脛部の表面と前記足置き部の表面とが同じ平面である場合に、
前記荷重算出部は、前記第４の圧力検出部で検出される圧力情報より前記腿部の腿部荷重を算出し、
前記意図推定部は、前記第１の条件および第４の条件を満たすと着座者の背伸び意図があると推定するものであり、
前記第４の条件は、前記荷重算出部より算出される腿部荷重が腿部設定荷重より大きくなる条件である、
請求項１〜３いずれか１項に記載の電動リクライニング椅子。
【請求項６】
駆動部と請求項１〜５いずれか記載の電動リクライニング椅子とにより構成される、
電動車椅子。
【請求項７】
臥床するための床部が固定部と移動部とからなる可動ベッドにおいて、前記移動部が請求項６記載の電動車椅子である、
可動ベッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、背もたれ部の傾きを自由に変えることができる電動リクライニング椅子および電動車椅子および可動ベッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、背もたれ部や脹脛部等をモータによって回動させる電動リクライニング椅子が利用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１０に示すように、従来の電動リクライニング椅子１は、床面に載置する基台部２と、この基台部２の上方に形成された座面部３と、座面部３の後部側に一端が取付けられた背もたれ部４と、座面部３の前部側に一端が取付けられた脹脛部５とからなる。この電動リクライニング椅子１は、座面部３に着座した着座者の背中を背もたれ部４で受け止め、着座者の脚を脹脛部５で支持するものである。
【０００４】
背もたれ部４と脹脛部５とはそれぞれ回動可能に基台部２へ取付けられている。基台部２は、背もたれ部４を回動する第１のモータ（図示せず）と、脹脛部５を回動する第２のモータ（図示せず）とを有している。着座者は、コントローラ６のスイッチを押し第１のモータ、第２のモータを動かして、背もたれ部４を下げたり、脹脛部５を上げたりする。そして、電動リクライニング椅子１を着座者の好きな形状に変形させて利用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２０６１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の電動リクライニング椅子の課題は、例えば、着座者の意図に合わせて、タイミング良く背もたれが倒れないことである。つまり、例えば、着座者が背伸びをしたいと思っても、従来の電動リクライニング椅子１では、まず、着座者はリモコン６を探し、このリモコン６を操作して背もたれ部４を下げる必要がある。
【０００７】
さらに、電動リクライニング椅子を利用する着座者は、体の弱い人もおり、このようなリモコン６を探す作業、リモコン６の操作も大きな負担である。そのために、例えば、背伸びをしたいタイミングで背もたれ部４を倒すことができず、背中や腿、脚の筋肉が凝り、疲れが溜まってしまうこともあると考えられる。
【０００８】
そこで本発明は、着座者の意図を推定し、例えば、着座者が背伸びしたい時、タイミング良く背もたれが倒れる電動リクライニング椅子および電動車いすおよび可動ベッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そしてこの目的を達成するために本発明は、座面部および背もたれ部および脹脛部を有するシート部と、前記背もたれ部に設けた第１の圧力検出部と、前記第１の圧力検出部で検出される圧力情報より前記背もたれ部に加わる背面荷重および背面重心位置の移動を算出する荷重算出部と、前記荷重算出部で算出される背面荷重および背面重心位置の移動に基づいて、前記座面部に着座した着座者の背伸び意図を推定する意図推定部と、前記座面部に対する前記背もたれ部の傾きを変更する駆動部と、前記意図推定部での着座者の背伸び意図の推定に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、を備える、電動リクライニング椅子である。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明によれば、例えば、着座者が背伸びをしたい時、タイミングよく背もたれが倒れる電動リクライニング椅子および電動車椅子および可動ベッドの提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における電動車椅子の斜視図であり、（ａ）構造を示す図、（ｂ）構成を説明するための図
【図２】本実施の形態１における着座者が通常状態の電動車椅子の側面図
【図３】本実施の形態１における着座者が背伸び準備状態の電動車椅子の側面図
【図４】本実施の形態１における着座者が背伸び状態の電動車椅子の側面図
【図５】本実施の形態１に意図推定部のフローチャート
【図６】本実施の形態１における背もたれ部に埋め込んだ検出部で検出された圧力分布データを示す図であり、（ａ）着座者が通常状態の圧力分布データを示す図、（ｂ）着座者が背伸び状態の圧力分布データを示す図
【図７】本実施の形態１における足ぶら下げ形状の電動車椅子の側面図
【図８】本実施の形態１におけるシート部形状による背伸び条件を示す図
【図９】本実施の形態１における合体ベッドの斜視図
【図１０】従来の電動リクライニング椅子の側面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同じ構成には、同じ符号を付して、適宜説明を省略する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は本実施の形態１における電動車椅子１１の斜視図であり、（ａ）は電動車椅子１１の構造を示す図で、（ｂ）は電動車椅子１１の構成を説明するための図である。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、電動リクライニング椅子をなす電動車椅子１１は、着座者が座るためのシート部１２と、このシート部１２を下方で支える基台部１３と、シート部１２の両側に配置したアームレスト１４、１５とを備える。
【００１５】
基台部１３の下部に駆動車輪１６を設け、操作部１７のジョイスティックの操作に従い電動車椅子１１は移動する。
【００１６】
シート部１２は、背もたれ部１９と、座面部２０と、脹脛部２１と、足置き部２２とに分かれ、それぞれの部分で折り曲げることが可能である。
【００１７】
さらに、図１（ｂ）に示すように、電動車椅子１１は、背もたれ部１９に埋め込まれた圧力センサシートからなる圧力検出部２３と、座面部２０の背もたれ部１９側である座面臀部２４に埋め込まれた圧力検出部２６と、座面部２０の脹脛部２１側である座面腿部２５に埋め込まれた圧力検出部２７と、足置き部２２に埋め込まれた圧力検出部２８とを備える。
【００１８】
さらに、圧力検出部２３で検出される圧力情報である圧力分布データより背もたれ部１９の背面荷重および背面重心を算出し、圧力検出部２６で検出された圧力分布データより座面臀部２４の臀部荷重を算出し、圧力検出部２７で検出された圧力分布データより座面腿部２５の腿部荷重を算出し、圧力検出部２８で検出された圧力分布データより足置き部２２の足置き部荷重を算出する荷重算出部３０を備える。
【００１９】
さらに、荷重算出部３０で算出される背面荷重および背面重心移動より着座者の背伸び意図を推定する意図推定部３１と、背もたれ部１９と脹脛部２１と足置き部２２の傾きよりシート部１２の形状を検出するシート部形状検出部３２と、電動車椅子１１の各部を制御する制御部３３を備える。
【００２０】
図１（ｂ）では、荷重算出部３０、意図推定部３１、シート部形状検出部３２、制御部３３を電動車椅子１１の外に破線にて記載しているが、これらは実際には基台部１３の中に配置されている。
【００２１】
さらに、電動車椅子１１は、背もたれ部１９を支える支持部３４と、支持部３４を回動して座面部２０に対する背もたれ部１９の傾きを変更する駆動部（図示せず）とを備える。図２は、着座者が通常状態の姿勢の時の電動車椅子１１の側面図である。
【００２２】
図２に示すように、支持部３４の下端は基台部１３に回動可能に支持されている。そして駆動部３５がベルト３６を介し、支持部３４の回転軸３７を回転させることにより、支持部３４の傾きが変わる。
【００２３】
図２に示す背もたれ部１９の傾きは、座面部２０に対して８０度である。本実施の形態１において、着座者の通常状態というのは、図２に示すように、背もたれ部１９に少しもたれかかった状態（背もたれ部１９の傾きが８０度の場合）のことをいう。
【００２４】
電動車椅子１１は圧力検出部２３、２６、２７、２８からの圧力分布データを常に分析している。そして、図３に示すように着座者が少し反り返った背伸び準備状態になると、詳しくは後述するが、その動作に合わせた圧力検出部２３、２６、２７、２８の圧力分布データに基づいて、意図推定部３１が着座者の背伸び意図を推定する。
【００２５】
電動車椅子１１が着座者の背伸び意図を推定すると、背もたれ部１９の背下げを行うために、制御部３３は駆動部３５へ指示を出し、支持部３４を回動させて背もたれ部１９の傾きを変更し、背下げを行う。
【００２６】
具体的な背下げとしては、図４に示されるように、着座者の背伸びに適した背もたれ部１９の傾き（例えば４５度）になるまで背面荷重に基づき支持部３４を回動させて行う。結果、座面部２０に対する背もたれ部１９の傾きが緩やかになることで、着座者は背伸びが可能となる。
【００２７】
このように、本実施の形態１の電動車椅子１１は、圧力検出部２３、２６、２７、２８の圧力分布データを用いて、着座者の背伸び意図を推定し、背もたれ部１９を自動的に倒すことを可能としている。
【００２８】
次に、電動車椅子１１での着座者の意図推定の方法について、図５のフローチャートを用い詳細に説明する。
【００２９】
意図推定部３１は、シート部形状検出部３２よりシート部１２の形状の検出を行う（ステップＳ０１）。これは、電動車椅子１１のシート部１２の形状によって背伸び意図を判定するための条件が異なるためである。
【００３０】
シート部１２の形状は大きく２つに分類することができる。１つは、シート部１２の足置き部２２が地面に対して水平になった足置き形状（図２に示すシート部１２の状態）であり、もうひとつは、足置き部２２が脹脛部２１に対して水平（まっすぐ）になった足ぶら下げ形状である。
【００３１】
ここでは、シート部１２の形状は足置き形状の場合について説明する。
【００３２】
意図推定部３１は、圧力検出部２３、２６、２７、２８に基づいて荷重算出部３０で算出された背面荷重、背面重心移動、臀部荷重、腿部荷重、足置き部荷重を検出する（ステップＳ０２）。
【００３３】
この検出された背面荷重、背面重心移動、臀部荷重、腿部荷重、足置き部荷重より着座者の背伸び意図推定を行う（ステップＳ０３）。
【００３４】
具体的な背伸び意図推定の方法としては、下記の第１背伸び条件を満たしていれば、着座者は背伸びを意図していると推定する。
【００３５】
足置き形状での第１背伸び条件は、次の３つの条件を同時に満たした場合である。
（１）第１の条件：背面荷重が背面設定荷重（通常状態の場合の背面荷重の１５０％）より大きくなり、且つ背面重心の位置が通常状態の場合の背面重心の位置より上方（座面部２０から着座者の頭部の方向）へ６ｃｍ以上移動する。
（２）第２の条件：臀部荷重が臀部設定荷重（通常状態の場合の臀部荷重の７５％）より小さくなる。
（３）第３の条件：足置き部荷重が足置き部設定荷重（通常状態の場合の足置き部荷重の１５０％）より大きくなる。
【００３６】
この３つの条件を一つも満たしていない場合は、電動車椅子１１は、着座者は背伸び意図ではないと推定して、ステップＳ０２に戻る。
【００３７】
なお、背面荷重、背面重心の移動距離、臀部荷重、足置き部荷重は、圧力検出部２３、２６、２７、２８で検出された圧力分布データから荷重算出部３０で算出される。
【００３８】
図６（ａ）、（ｂ）に、圧力検出部２３で検出された背もたれ部１９の圧力分布データ４０、４１を示す。
【００３９】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、圧力検出部２３は複数の検出セルに分かれており、一つのセルは一辺が３ｃｍの正方形である。そして、検出セルごとに圧力が検出される。これら複数の検出セルから検出された圧力値の集合が圧力分布データ４０、４１である。
【００４０】
なお、図６では簡易的に０〜５のレベルに分けて圧力値を表示している。そして、図６にある破線は着座者と背もたれ部１９とが接触している部分を示す。
【００４１】
圧力分布データ４０は着座者が通常状態の時（図２の着座者の状態）の検出結果であり、圧力分布データ４１は着座者が背伸び準備状態の時（図３の着座者の状態）の検出結果である。
【００４２】
着座者が通常状態から背伸び準備状態に変わると、圧力検出部２３で検出される圧力情報も圧力分布データ４０から圧力分布データ４１に変わる。
【００４３】
背面荷重が背面設定荷重より大きくなり、且つ背面重心の位置が通常状態の場合の背面重心の位置より上方へ６ｃｍ以上移動すれば、第１の条件を満たしたとする。
【００４４】
同様に、圧力検出部２６で検出された圧力分布データより臀部荷重が算出され、圧力検出部２８で検出された圧力分布データより足置き部荷重が算出される。
【００４５】
なお、背面重心の移動距離、背面設定荷重、臀部設定荷重、足置き部設定荷重は、背もたれ部１９の傾き、着座者の体重等に依存して変化するものであり、背もたれ部１９の傾きや着座者の体重が変わると、それに合わせて変わる。
【００４６】
実施の形態１の背面重心の移動距離、背面設定荷重、臀部設定荷重、足置き部設定荷重は、背もたれ部１９の傾きが８０度で着座者が体重６０ｋｇであった場合に設定した値である。
【００４７】
また、背面重心の移動距離、背面設定荷重、臀部設定荷重、足置き部設定荷重は、事前に初期登録をしておいてもよいし、着座者がシート部１２に座った時、着座者の体重から自動的に算出してもよい。
【００４８】
そして、上述した（１）〜（３）の３つの条件を同時に満す場合、第１背伸び条件を満たしているとして、意図推定部３１は制御部３３へ背もたれ部１９に背下げ指示を出す（ステップＳ０４）。
【００４９】
すると、制御部３３は背部荷重に基づき駆動部３５を回動させて支持部３４を傾け、背もたれ部１９を傾斜角８０度から傾斜角４５度にする。そして、着座者は気持ちよく背伸びが可能になる。
【００５０】
さて、電動車椅子１１のシート部１２の形状が足置き形状である場合について上述したが、シート部形状が足ぶら下げ形状の場合について、以下に説明する。
【００５１】
図７は足ぶら下げ形状の電動車椅子１１の側面図である。シート部１２が足ぶら下げ形状の場合、足置き部２２に着座者が足を乗せないため、足置き部荷重は検出されない。よって、着座者が背伸ばしする場合、シート部１２が足置き形状であると、足置き部２２で着座者の体重を支えるが、足ぶら下げ形状では座面腿部２５で着座者の体重を腿で支える。
【００５２】
よって、シート部１２の形状が足ぶら下げ形状の場合と足置き形状の場合で背伸び条件を変えて、背伸び意図の推定を行う。
【００５３】
図８にシート部１２の形状による背伸び条件４２を示す。シート部１２の形状が足ぶら下げ形状の場合、背面荷重、背面重心移動、臀部荷重を検出して判定するのは前述の足置き形状の場合と同じであるが、足置き部荷重の代わりに腿部荷重を検出して判定する点が異なる。
【００５４】
つまり、シート部形状が足ぶら下げ形状での第２背伸び条件は、次の３つの条件を同時に満たす場合である。
（１）第１の条件：背面荷重が背面設定荷重（通常状態の場合の背面荷重の１５０％）より大きくなり、且つ背面重心の位置が通常状態の場合の背面重心の位置より上方（座面部２０から着座者の頭部の方向）へ６ｃｍ以上移動する。
（２）第２の条件：臀部荷重が臀部設定荷重（通常状態の場合の臀部荷重の７５％）より小さくなる。
（４）第４の条件：腿部荷重が腿部設定荷重（通常状態の場合の腿部荷重の１５０％）より大きくなる。
【００５５】
このように、シート部形状によって背伸び条件を変更することで正確な背伸び意図の推定が可能になる。
【００５６】
なお、背伸び意図の推定は、上述した第２背伸び条件（３つの条件）を満たしていなくとも、（１）第１の条件を満たすだけで、背伸び意図と判定をしてもよい。
【００５７】
つまり、荷重算出部３０で算出される背面荷重が背面設定荷重より大きくなり、且つ背面重心の位置が通常状態の場合の背面重心の位置より上方へ６ｃｍ以上移動すると、背伸び意図と判定する。その場合、圧力検出部２３は一つで済み、簡単な構成で、着座者が背伸びをしたい時、タイミングよく背もたれが倒れる電動車ング椅子１１の提供が可能になる。
【００５８】
ただし、背面荷重と背面重心移動のみで背伸び意図の判定を行うと、単に体を上下に揺すっただけで、背伸び意図と誤判定する可能性がある。
【００５９】
よって、荷重算出部３０は、座面臀部２４に設けた圧力検出部２６で検出される圧力分布データより臀部荷重を算出し、意図推定部３１で、（１）第１の条件を満たし、且つ（２）第２の条件である荷重算出部３０より算出される臀部荷重が臀部設定荷重より小さくなると、背伸び意図と判定するようにして、精度の高い背伸び意図の判定を行ってもよい。
【００６０】
あるいは、荷重算出部３０で、足置き部２２に設けた圧力検出部２８で検出される圧力分布データより足置き部荷重を算出し、意図推定部３１で、前記（１）第１の条件を満たし、且つ（３）第３の条件である荷重算出部３０より算出される足置き部荷重が足置き部設定荷重より大きくなると、背伸び意図と判定するようにして、精度の高い背伸び意図の判定を行ってもよい。
【００６１】
あるいは、荷重算出部３０で、座面腿部２５に設けた圧力検出部２７で検出される圧力分布データより腿部荷重を算出し、意図推定部３１で、（１）第１の条件を満たし、且つ（４）第４の条件である荷重算出部３０より算出される腿部荷重が腿部設定荷重より大きくなると、背伸び意図と判定するようにして、精度の高い背伸び意図の判定を行ってもよい。
【００６２】
あるいは、意図推定部３１で、（１）第１の条件を満たし、且つ（２）第２の条件と（３）第３の条件と（４）第４の条件の少なくとも一つ以上を満たす場合、背伸び意図と判定するようにして、背伸び意図の判定を行ってもよい。
【００６３】
なお、本実施の形態１で説明した、着座者が背伸びをしたい時にタイミングよく背もたれが倒れる電動リクライニング椅子は、電動車椅子１１に限らず図９に示す合体ベッド４４に用いてもよい。合体ベッド４４は、電動車椅子１１がベッド基台部４５に合体したものであり、シート部１２が合体ベッド４４の床面の一部となる。
【００６４】
図９では、合体ベッド４４の状態は、背もたれ部１９が起き上がり、且つ座面腿部が座面臀部より上方に跳ね上がった腿上げ形状である。
【００６５】
そして、腿上げ形状の場合、足ぶら下げ形状と同じ背伸び条件４２（３つの条件）で背伸び意図の推定を行う。
【００６６】
また、シート部１２の背もたれ部１９、座面部２０、脹脛部２１、足置き部２２が平坦になる場合は、足ぶら下げ形状と同じ３つの条件で背伸び意図の推定を行う。
【００６７】
このように、電動車椅子以外でも背もたれ部のある、ベッド、椅子等にも利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明にかかる電動リクライニング椅子は、着座者の背伸び意図を推定して、自動的に背もたれ部の背下げが行われるため看護用のベッドや、電動車椅子等に有用である。
【符号の説明】
【００６９】
１１、５１  電動車椅子
１２  シート部
１３  基台部
１４、１５  アームレスト
１６  駆動車輪
１７  操作部
１９  背もたれ部
２０  座面部
２１  脹脛部
２２  足置き部
２３、２６、２７、２８  圧力検出部
２４  座面臀部
２５  座面腿部
３０  荷重算出部
３１  意図推定部
３２  シート部形状検出部
３３、５２  制御部
３４  支持部
３５  駆動部
３６  ベルト
３７  回転軸
４０、４１  圧力分布データ
４２  背伸び条件
４４  合体ベッド
４５  ベッド基台部
【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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【図１０】
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