(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の開口部を有する絶縁スペーサと、
前記絶縁スペーサの一方の面に接し、前記絶縁スペーサの前記開口部内に入り込むように変形可能な第１導電シートと、
前記絶縁スペーサの他方の面に接し、前記絶縁スペーサの前記開口部内に入り込むように変形可能な第２導電シートと、を備え、
前記第２導電シートの厚みは、前記絶縁スペーサの厚み以上であり、
前記絶縁スペーサの前記開口部を介して、前記第１導電シートと前記第２導電シートとが電気的に接触することにより、接触を検知する、
接触検知センサ。
【請求項２】
絶縁片が貼り付けられると共に前記絶縁片が沈み込むように変形可能な第２導電シートと、
前記絶縁片間の隙間に入り込むように変形可能な第１導電シートと、を備え、
前記第２導電シートの厚みは、前記絶縁片の厚み以上であり、
前記絶縁片間の隙間を介して、前記第１導電シートと前記第２導電シートとが電気的に接触することにより、接触を検知する、
接触検知センサ。
【請求項３】
前記第２導電シートは、その厚み方向に柔軟性を有するシートである、
請求項１又は２に記載の接触検知センサ。
【請求項４】
前記開口部により構成される感帯領域の面積と、前記絶縁スペーサにより構成される不感帯領域の面積との関係が、０．９５≧感帯領域の面積／（感帯領域の面積＋不感帯領域の面積）≧０．６となる、
請求項１に記載の接触検知センサ。
【請求項５】
複数の開口部を有する絶縁スペーサと、
前記絶縁スペーサの一方の面に接し、前記絶縁スペーサの前記開口部内に入り込むように変形可能な第１導電シートと、
前記絶縁スペーサの他方の面に接し、前記絶縁スペーサの前記開口部内に入り込むように変形可能な第２導電シートと、を備え、
前記絶縁スペーサは、複数の絶縁線を格子状に組み合わせて形成されたスペーサである、
前記絶縁線は、その片端で前記第１導電シートに固定された第１端部と、その他端で前記第２導電シートに固定された第２端部とを有し、
前記第２導電シートは、前記絶縁線が格子状に組み合わされた格子エリアの外側で、かつ前記第１端部側において、前記絶縁線を摺動させながら保持する第１保持部を有し、
前記第１導電シートは、前記格子エリアの外側で、かつ前記第２端部側において、前記絶縁線を摺動させながら保持する第２保持部を有し、
前記絶縁スペーサの前記開口部を介して、前記第１導電シートと前記第２導電シートとが電気的に接触することにより、接触を検知する、接触検知センサ。
【請求項６】
前記絶縁線の断面形状は、前記第１導電シートに近づくにつれて先端が細くなる断面形状である、
請求項５に記載の接触検知センサ。
【請求項７】
前記絶縁線の断面形状は、前記第１導電シート側の先端が円弧の断面形状である、
請求項６に記載の接触検知センサ。
【請求項８】
前記絶縁線の断面形状は、前記第２導電シート側の先端が平坦な断面形状である、
請求項７に記載の接触検知センサ。
【請求項９】
前記開口部により構成される感帯領域の面積と、前記絶縁片により構成される不感帯領域の面積との関係が、０．９５≧感帯領域の面積／（感帯領域の面積＋不感帯領域の面積）≧０．６となる、
請求項２に記載の接触検知センサ。
【請求項１０】
絶縁片が貼り付けられると共に前記絶縁片が沈み込むように変形可能な第２導電シートと、
前記絶縁片間の隙間に入り込むように変形可能な第１導電シートと、を備え、
前記絶縁片の断面形状は、前記第１導電シートに近づくにつれて先端が細くなる断面形状であり、
前記絶縁片間の隙間を介して、前記第１導電シートと前記第２導電シートとが電気的に接触することにより、接触を検知する、接触検知センサ。
【請求項１１】
前記絶縁片の断面形状は、前記第１導電シート側の先端が円弧の断面形状である、
請求項１０に記載の接触検知センサ。
【請求項１２】
前記絶縁片の断面形状は、前記第２導電シート側の先端が平坦な断面形状である、
請求項１１に記載の接触検知センサ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１つに記載の前記接触検知センサを筐体の表面に設けて、前記接触検知センサでの接触検知により駆動制御される、
駆動装置。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれか１つに記載の前記接触検知センサを有する、
介護用ベッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触を検知する接触検知センサ、駆動装置、及び、介護用ベッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
病院施設又は介護施設等では、床部の背もたれを電動機で起し上げることができる介護用ベッドが広く普及している。このような介護用ベッドにおいて、背もたれを起した背上げ姿勢からフラット姿勢へと変形させるとき、背もたれの下面とベッドフレームとの間に人体又は異物を挟んでしまう挟み込みが発生する場合がある。この挟み込みを検知するための安全対策が、検討されている。
【０００３】
安全対策の一つとして、シート状の接触検知センサを背もたれの背面全体に貼り付けて、人体又は異物の挟み込みを接触検知センサで検知し、背もたれを停止させる方法がある。
【０００４】
また、安全対策の一つとして、介護用ベッドではないが、産業用ロボットの外周側面に板状の接触検知センサを取り付けて、その接触検知センサに何かが触れると、その産業用ロボットの動作を停止させる方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図１３は、従来の接触検知センサ１の斜視図である。従来の接触検知センサ１は、多数の孔２を有する長方形シート状の絶縁スペーサ３と、絶縁スペーサ３を挟んで導電面を向かい合わせて配置された２枚の長方形シート状の導電シート４、５と、導電シート４の外面を覆う絶縁体の長方形シート状の柔軟シート６とを有する。
【０００６】
また、導電シート４、５の両端には、導線７、８が接続されている。導線７、８は、電流等の検知回路を通じて、直流電源と接続されている。このような構成の接触検知センサ１は、柔軟シート６に触れると電流等が変化するため、接触の検知が可能である。
【０００７】
図１４は、従来の接触検知センサ１の接触時の断面図である。接触検知センサ１の接触検知の動作について説明する。
【０００８】
接触検知センサ１は、例えば、産業用ロボットの側面９に取り付けられている。そして、柔軟シート６の上から押圧力Ｆが作用すると、柔軟シート６及び導電シート４が押圧力Ｆによって変形し、導電シート４が孔２の内側へ入り込む。孔２の内側へ入り込んだ導電シート４は、導電シート５に密着する。その結果、導線７と導線８が接続されて電流等が変化することにより、検知回路は、接触検知センサ１の接触の有無を判定することができる。
【０００９】
このような接触検知センサ１を用いることで、広い範囲で外部からの接触を検知することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１０２７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の接触検知センサを、例えば介護用ベッドの挟み込み検知に用いると、接触検知センサは、人体と異物とを区別せずに、所定以上の力が加わった場合に挟み込みを検知する。ここで、人体に危害を与えないようにするために、接触検知センサの感度を高く設定した場合は、異物に対しても同じ感度で接触を検知することになる。その結果、挟み込みを検知する必要が無い場合でも、挟み込みを検知してしまう。例えば介護用ベッドにおいて、挟み込みを検知するとベッドの背もたれの駆動を停止する制御とした場合、接触検知センサの感度を高く設定すると、頻繁に背もたれの駆動が停止して、利便性が低下する。また、誤検知を少なくするため、挟み込み検知の感度を低くした場合は、人体に対する感度も低下し、人体を挟み込んだ際に危害が加わる可能性が高くなる。
【００１２】
すなわち、従来の接触検知センサでは、人体のような柔軟体と硬い異物とを区別できずに、同様の力が加わると、同じように接触を検知する。
【００１３】
本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、人体のような柔軟体が接触したことを高感度で検知する接触検知センサ、駆動装置、及び、介護用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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【００１５】
本発明の１つの態様によれば、複数の開口部を有する絶縁スペーサと、前記絶縁スペーサの一方の面に接し、前記絶縁スペーサの前記開口部内に入り込むように変形可能な第１導電シートと、前記絶縁スペーサの他方の面に接し、前記絶縁スペーサの前記開口部内に入り込むように変形可能な第２導電シートと、を備え、前記第２導電シートの厚みは、前記絶縁スペーサの厚み以上であり、前記絶縁スペーサの前記開口部を介して、前記第１導電シートと前記第２導電シートとが電気的に接触することにより、接触を検知する接触検知センサを提供する。
本発明の別の態様によれば、縁片が貼り付けられると共に前記絶縁片が沈み込むように変形可能な第２導電シートと、
前記絶縁片間の隙間に入り込むように変形可能な第１導電シートと、を備え、
前記第２導電シートの厚みは、前記絶縁片の厚み以上であり、
前記絶縁片間の隙間を介して、前記第１導電シートと前記第２導電シートとが電気的に接触することにより、接触を検知する、
接触検知センサを提供する。
本発明の別の態様によれば、複数の開口部を有する絶縁スペーサと、
前記絶縁スペーサの一方の面に接し、前記絶縁スペーサの前記開口部内に入り込むように変形可能な第１導電シートと、
前記絶縁スペーサの他方の面に接し、前記絶縁スペーサの前記開口部内に入り込むように変形可能な第２導電シートと、を備え、
前記絶縁スペーサは、複数の絶縁線を格子状に組み合わせて形成されたスペーサである、
前記絶縁線は、その片端で前記第１導電シートに固定された第１端部と、その他端で前記第２導電シートに固定された第２端部とを有し、
前記第２導電シートは、前記絶縁線が格子状に組み合わされた格子エリアの外側で、かつ前記第１端部側において、前記絶縁線を摺動させながら保持する第１保持部を有し、
前記第１導電シートは、前記格子エリアの外側で、かつ前記第２端部側において、前記絶縁線を摺動させながら保持する第２保持部を有し、
前記絶縁スペーサの前記開口部を介して、前記第１導電シートと前記第２導電シートとが電気的に接触することにより、接触を検知する、接触検知センサを提供する。
本発明の別の態様によれば、絶縁片が貼り付けられると共に前記絶縁片が沈み込むように変形可能な第２導電シートと、
前記絶縁片間の隙間に入り込むように変形可能な第１導電シートと、を備え、
前記絶縁片の断面形状は、前記第１導電シートに近づくにつれて先端が細くなる断面形状であり、
前記絶縁片間の隙間を介して、前記第１導電シートと前記第２導電シートとが電気的に接触することにより、接触を検知する、接触検知センサを提供する。
【００１６】
本発明の別の態様によれば、前記態様のいずれか１つに記載の前記接触検知センサを筐体の表面に設けて、前記接触検知センサでの接触検知により駆動制御される駆動装置を提供する。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、前記態様に記載の接触検知センサを有する介護用ベッドを提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、柔軟体が接触したことを高感度で検知する接触検知センサ、接触検知センサを使用する駆動装置、及び、介護用ベッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の第１実施形態における接触検知センサの斜視図であり、
【図１Ｂ】図１Ｂは、第１実施形態における接触検知センサの非接触時の図１ＡのＡ−Ａ線の一部断面図であり、
【図１Ｃ】図１Ｃは、第１実施形態における接触検知センサの柔軟体が接触したときの図１ＡのＡ−Ａ線の一部断面図であり、
【図２】図２は、第１実施形態における接触検知センサの柔軟体が接触したときの部分拡大断面図であり、
【図３】図３は、第１実施形態における接触検知センサに非柔軟体が接触したときの一部断面図であり、
【図４】図４は、第１実施形態における接触検知センサの分解斜視図であり、
【図５Ａ】図５Ａは、第１実施形態における接触検知センサを平面の筐体に装着した場合の断面図であり、
【図５Ｂ】図５Ｂは、第１実施形態における接触検知センサを曲面の筐体に装着した場合の断面図であり、
【図６】図６は、第１実施形態における接触検知センサに柔軟体が接触したときの断面図であり、
【図７】図７は、本発明の第２実施形態における菱形の絶縁線を有する接触検知センサの断面図であり、
【図８】図８は、第２実施形態におけるＤ形の絶縁線を有する接触検知センサの断面図であり、
【図９】図９は、本発明の第３実施形態における接触検知センサの穴あき型の絶縁スペーサの上面図であり、
【図１０Ａ】図１０Ａは、第４実施形態におけるドット型の絶縁スペーサの上面図であり、
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、第４実施形態におけるドット型の絶縁スペーサの一部断面図であり、
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、第４実施形態の第１変形例におけるドット型の絶縁スペーサの上面図であり、
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、第４実施形態の第２変形例におけるドット型の絶縁スペーサの一部断面図であり、
【図１０Ｅ】図１０Ｅは、第４実施形態の第３変形例におけるドット型の絶縁スペーサの一部断面図であり、
【図１１】図１１は、本発明の第５実施形態における介護用ベッドの斜視図であり、
【図１２】図１２は、第５実施形態における介護用ベッドの背ボトムの背面図であり、
【図１３】図１３は、従来の接触検知センサの分解斜視図であり、
【図１４】図１４は、従来の接触検知センサの接触時の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同じ構成要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。また、図面は理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。
【００２１】
（第１実施形態）
図１Ａ，図１Ｂ，図１Ｃは、本発明の第１実施形態における接触検知センサ１１の斜視図と一部断面図である。図１Ａは接触検知センサ１１の斜視図であり、図１Ｂは非接触時の図１ＡのＡ−Ａ線の一部断面図であり、図１Ｃは柔軟体２５が接触したときの図１ＡのＡ−Ａ線の一部断面図である。
【００２２】
図１Ａに示すように、第１実施形態の接触検知センサ１１は、多数の開口部２２を有する絶縁スペーサ１３と、この絶縁スペーサ１３を挟んで配置された導電布１２と導電シート１４とを備える構成である。第１導電シートの一例である導電布１２は、絶縁スペーサ１３の一方の面（例えば、図１Ａの上面）に接している。第２導電シートの一例である導電シート１４は、絶縁スペーサ１３の他方の面（例えば、図１Ａの下面）に接している。なお、導電布１２と導電シート１４とは、それぞれ、導電性を有する。
【００２３】
導電布１２は、有機繊維の表面に極めて薄い金属メッキを加工した織物である。詳しくは後述するが、第１実施形態の導電布１２は、絶縁スペーサ１３の表面の凹凸に沿った変形が必要であるため、可能な限り薄いものが望ましい。具体的には、０．１ｍｍ以下であることが望ましい。また、第１実施形態の導電布１２は、導電シート１４との接触によって生ずる電流又は抵抗の変化を顕著にするために、その抵抗値は低いものが望ましい。本第１実施形態では、導電布１２の一例として、厚みが０．０９ｍｍ程度で、抵抗が０．０５Ω／ｓｑ程度で、材料が銅を含浸したＰＥＴ織物のものを使用した。  絶縁スペーサ１３は、複数の絶縁線２０，２１を格子状に組み合わせて構成されている。絶縁スペーサ１３を構成する部材（絶縁線２０，２１）は、導電布１２及び導電シート１４より剛性の高い材料を用いることが望ましい。複数の絶縁線２０及び複数の絶縁線２１は、例えば、それぞれ等間隔に配置されている。一例として、図１Ａ〜図１Ｃでは、各絶縁線２１と各絶縁線２０とが互いに直交するようにして、絶縁スペーサ１３を構成している。具体的には、等間隔かつ平行に配置した複数の絶縁線２１の上側に、等間隔かつ平行に配置した複数の絶縁線２０を、固定することなく、載置して、絶縁スペーサ１３を構成している。第１実施形態では、絶縁スペーサ１３の一例として、直径が０．９ｍｍ程度のポリエステルを使用した。
【００２４】
導電シート１４は、シート面に外部より力が加わると、厚さ方向（図１Ｂ，図１Ｃの上下方向）に自在に変形可能な厚みを持たせた部材である。詳しくは後述するが、第１実施形態では、絶縁スペーサ１３の少なくとも一部の絶縁線２０，２１が導電シート１４内に沈み込む（めり込む）必要がある。そのため、導電シート１４は、導電シート１４に力が加わった場合に、容易に変形可能な材料を用いる必要がある。また、第１実施形態では、図３に示す非柔軟体２６の接触を検知するために、導電シート１４の厚さは、絶縁スペーサ１３の厚さ以上とする必要がある。導電シート１４の材質としては、導電性を有し、厚み方向に柔軟性を有する部材が望ましい。導電シート１４の具体的な材質としては、導電性スポンジ又は導電性ゴム等が望ましい。第１実施形態では、導電シート１４の一例として、厚みが３．４ｍｍ程度であり、抵抗が０．０５Ω／ｓｑ程度である導電スポンジを使用した。
【００２５】
図１Ｂに示すように、第１実施形態の接触検知センサ１１では、接触検知センサ１１に何も接触していないとき（柔軟体２５が接触検知センサ１１に接触していないとき）は、絶縁スペーサ１３の存在により、全ての領域において導電布１２と導電シート１４とが全く接触していない。
【００２６】
その後、図１Ｃに示すように、例えば、接触検知センサ１１に柔軟体２５の一例である人体の一部が接触すると、導電布１２と導電シート１４とが部分的に接触する。第１実施形態では、接触検知センサ１１の導電布１２と導電シート１４とが接触することで生ずる電流又は抵抗の変化を接触検知回路１５で検出することで、接触検知センサ１１に柔軟体２５が接触したことを検知する。
【００２７】
図２は、第１実施形態における柔軟体２５が接触検知センサ１１へ接触したときの接触検知センサ１１の部分拡大断面図である。
【００２８】
柔軟体２５が所定以上の力で接触検知センサ１１に接触すると、絶縁線２０，２１は、柔軟体２５と導電シート１４のどちらにも沈み込む（簡略化するため、図２では、絶縁線２１のみが柔軟体２５と導電シート１４とに沈み込んだ状態を図示している。）。このとき、導電布１２は、絶縁線２０，２１の外形に沿って変形し、導電布１２と導電シート１４とが接触する。ここで、導電布１２には、絶縁線２０，２１に沿うための柔軟性が必要である。また、絶縁線２０，２１としては、柔軟体２５及び導電シート１４よりも剛性の高い材質を用いる必要がある。第１実施形態では、絶縁線２０，２１としてポリエステルを使用しているので、導電シート１４として使用している導電スポンジよりも、充分に剛性が高い。
【００２９】
また、絶縁線２０，２１の断面形状は円形であることが望ましい。絶縁線２０，２１の断面形状として円形が望ましい理由について説明する。絶縁線２０，２１の断面の中心より図２の矢印Ｂ又は矢印Ｃの方向に細くなる形状であれば、絶縁線２０，２１は柔軟体２５又は導電シート１４に沈み込み易くなり、本発明で目的とする機能を実現することができる。しかし、例えば矢印Ｂの方向に尖った形状では、柔軟体２５が人体の一部である場合、その人に痛みを与える可能性がある。このような問題を解決するために、第１実施形態においては、絶縁線２０，２１の断面形状は円形が最適である。
【００３０】
図３は、第１実施形態における接触検知センサ１１に非柔軟体２６が接触したときの接触検知センサ１１の断面図である。ここで、非柔軟体２６とは、柔軟体２５よりも硬く、絶縁線２０，２１よりも硬い。すなわち、非柔軟体２６は、絶縁線２０，２１が沈み込まない物体を意味している。例えば、非柔軟体２６としては、金属材料、樹脂材料のものが考えられる。
【００３１】
第１実施形態では、前述のように、導電シート１４の厚みを、絶縁スペーサ１３の厚み以上に厚くしている。これにより、非柔軟体２６が所定以上の力で導電布１２を介して絶縁線２０，２１に接触すると、絶縁線２０，２１が導電シート１４内に完全に沈み込む（簡略化するため、図３では、絶縁線２１のみが導電シート１４に沈み込んだ状態を図示している。）。この絶縁線２０，２１の沈み込みによって、導電布１２と導電シート１４とが接触するため、非柔軟体２６の接触を検知することができる。
【００３２】
図３に示すように、非柔軟体２６が接触検知センサ１１に接触した場合、接触検知センサ１１で接触を検知するためには、絶縁線２０，２１が導電シート１４内に完全に沈み込んで、導電布１２と導電シート１４とが接触する必要がある。そのため、図２に示した柔軟体２５の場合に比べて、図３に示した非柔軟体２６の場合は、接触検知に大きな力を必要とする。つまり、第１実施形態の接触検知センサ１１は、柔軟体２５が絶縁線２０，２１に応じて変形することを利用して、非柔軟体２６に比べて柔軟体２５を高感度に検出することを可能とする。よって、第１実施形態の接触検知センサ１１を用いることで、柔軟体２５の一例である人体の接触を非柔軟体２６に比べて高感度で検知するとともに、誤検知の少ない接触検知センサを実現することができる。
【００３３】
ここで、以上に説明した、非柔軟体２６に比べて柔軟体２５を高感度に検出することができる内容について、数式を用いて説明する。以下の説明では、簡略化するため、絶縁線として絶縁線２１のみを考慮して、絶縁線２０を省略している。
【００３４】
図２に示すように、絶縁線２１が柔軟体２５に沈み込む変形量をｘｆとし、絶縁線２１が導電シート１４に沈み込む変形量をｘｓとする。また、柔軟体２５の弾性係数をｋｆとし、導電シート１４の弾性係数をｋｓとし、接触検知センサ１１と柔軟体２５との間で発生している力をＦ（ｘｆ＋ｘｓ）とする。すると、以下の（式１）が成り立つ。
【００３５】
【数１】
0005192577.tif 000002
ここで、図３のように、柔軟体２５の代わりに非柔軟体２６が接触するとき、ｘｆが０となり、ｋｆが無限大となるため、（式１）は以下の（式２）になる。ここで、Ｆ（ｘｓ）は、接触検知センサ１１と非柔軟体２６との間で発生している力である。
【００３６】
【数２】
0005192577.tif 000003
【００３７】
導電布１２と導電シート１４とが接触するためには、変形量の合計が下側（導電シート側）の絶縁線２１の厚みｄに等しくなればよい。よって、導電布１２と導電シート１４とが接触するときの力Ｆ（ｄ）は、柔軟体２５の場合は以下の（式３）となり、非柔軟体２６の場合は以下の（式４）となる。
【００３８】
【数３】
0005192577.tif 000004
【００３９】
【数４】
0005192577.tif 000005
（式４）の弾性係数は、導電シート１４の弾性係数ｋｓである。それに対して、（式３）の弾性係数は、導電シート１４と柔軟体２５とを直列に接続した場合の合成弾性係数（１／｛１／（ｋｆ）＋１／（ｋｓ）｝）となっている。すなわち、これらの式から、非柔軟体２６の（式４）の弾性係数よりも、柔軟体２５の（式３）の弾性係数が低いことがわかる。よって、同じ量を変形させる場合、柔軟体２５が接触した方が、非柔軟体２６が接触するより、弱い力で変形することがわかる。そのため、第１実施形態の接触検知センサ１１は、非柔軟体２６よりも柔軟体２５に高感度で反応するセンサとなる。よって、第１実施形態の接触検知センサ１１は、１つの接触検知センサで、人体（柔軟体２５）の接触と硬い異物（非柔軟体２６）の接触とを、異なる感度で検知することができる。
【００４０】
図４は、第１実施形態における接触検知センサ１１の分解斜視図である。
【００４１】
図４に示すように、絶縁スペーサ１３は、等間隔にかつ平行に並べた複数の絶縁線２１の上に、等間隔にかつ平行に並べた複数の絶縁線２０を、格子状となるように載せた構成である。このような構成により、絶縁スペーサ１３の面積を最小とすることができ、センサの不感帯領域が最小となる。また、不感帯領域である絶縁スペーサ１３の絶縁線２０，２１の幅は一定であるため、絶縁線２０，２１は、柔軟体２５及び導電シート１４に均一に沈み込む。そのため、第１実施形態の接触検知センサ１１は、不感帯領域における接触検知感度を均一に近づけることが可能である。
【００４２】
なお、絶縁線２０，２１の線径又は材質又は配置間隔によって、接触検知センサ１１の感度は変化する。接触検知センサ１１としては、人体を挟み込んだ際に怪我をさせない程度の感度で検知する必要がある。そのため、第１実施形態では、一例として、線径が直径０．９ｍｍ程度のポリエステルの繊維で構成される絶縁線２０，２１を、５ｍｍ程度の間隔に配置した絶縁スペーサ１３を使用している。
【００４３】
ここで、発明者らは、非柔軟体の感度と比較して柔軟体の感度を高くするために、種々の条件で実験を行い、感帯領域（絶縁線２０，２１間の開口部）の面積と不感帯領域の面積との関係が「０．９５≧感帯領域の面積／（感帯領域の面積＋不感帯領域の面積）≧０．６」が好ましいことを見出した。たとえば、上述の条件（絶縁線２０，２１の線径が直径０．９ｍｍで、間隔が５ｍｍ）では、「５２／（０．４５＋５＋０．４５）２＝０．７２」となり、この関係を満たしている。この関係を満たすことで、非柔軟体の感度と比較して柔軟体の感度を高くすることが可能であると考える。
【００４４】
ここで、絶縁線２０は、第２保持部２８と固着部３０ａとによって保持されている。具体的には、第２保持部２８は、絶縁線２０の片端である第１端部（例えば図４の右端部）をそれらの導電布１２に対する摺動を許容しつつ導電布１２に保持する。固着部３０ａは、絶縁線２０のもう一方の片端である第２端部（例えば図４の左端部）を導電布１２に固定する。また、絶縁線２１は、第２保持部２８と固着部３０ａとによって保持されている。具体的には、第２保持部２８は、絶縁線２１の片端である第１端部（例えば図４の下端部）をそれらの導電布１２に対する摺動を許容しつつ導電布１２に保持する。固着部３０ａは、絶縁線２１のもう一方の片端である第２端部（例えば図４の上端部）を導電布１２に固定する。
【００４５】
同様に、絶縁線２０は、第１保持部２７と固着部３０ｂとによって保持されている。具体的には、第１保持部２７は、絶縁線２０の一端である第２端部（例えば図４の左端部）をそれらの導電シート１４に対する摺動を許容しつつ導電シート１４に保持する。固着部３０ｂは、絶縁線２０の他端である第１端部（例えば図４の右端部）を導電シート１４に固定する。また、絶縁線２１は、第１保持部２７と固着部３０ｂとによって保持されている。具体的には、第１保持部２７は、絶縁線２１の一端である第２端部（例えば図４の奥側の端部）をそれらの導電シート１４に対する摺動を許容しつつ導電シート１４に保持する。固着部３０ｂは、絶縁線２１の他端である第１端部（例えば図４の手前側の端部）を導電シート１４に固定する。
【００４６】
すなわち、第２保持部２８は導電布１２に設けられ、第１保持部２７は導電シート１４に設けられている。
【００４７】
なお、導電布１２と絶縁線２０，２１の第１端部とは、接着材により接着して固定している。固着部３０ａは、その接着材が固化した部分である。同様に、導電シート１４と絶縁線２０，２１の第２端部とは、接着材により接着して固定している。固着部３０ｂは、その接着材が固化した部分である。
【００４８】
第１実施形態の第１保持部２７は、一例として、繊維より構成される糸でＵ字形を作り、このＵ字形の中に絶縁線２０又は２１を通した上で導電シート１４に縫い付けたものを使用している。同様に、第１実施形態の第２保持部２８は、繊維より構成される糸でＵ字形を作り、このＵ字形の中に絶縁線２０又は２１を通した上で導電布１２に縫い付けたものを使用している。
【００４９】
図５Ａ及び図５Ｂは、第１実施形態における接触検知センサ１１の断面図である。図５Ａは、平面の筐体３９に装着した場合の断面図であり、図５Ｂは、曲面の筐体４０に装着した場合の断面図である。
【００５０】
図５Ａ及び図５Ｂを用いて、接触検知センサ１１を曲面の筐体４０に装着可能な理由について説明する。
【００５１】
接触検知センサ１１における絶縁線２０，２１は、導電布１２に対して、それぞれの第２端部を固着部３０ａで固定している。また、接触検知センサ１１における絶縁線２０，２１は、導電シート１４に対して、それぞれの第１端部を固着部３０ｂで固定している。
【００５２】
図５Ｂに示すように、導電シート１４を凸形状（図５Ｂの上向きの凸形状）に曲げた際、絶縁線２０，２１の片端（固着部側）は導電シート１４に対して固定端となっているが、他端（保持部側）は導電シート１４に対して開放端となっている。そのため、絶縁線２０，２１は、導電シート１４の上を滑り、導電シート１４に沿って曲げられる。同様に、絶縁線２０，２１の片端（固着部側）は導電布１２に対して固定端となっているが、絶縁線２０，２１の他端（保持部側）は開放端となっている。そのため、導電布１２は、絶縁線２０，２１上を滑り、絶縁線２０，２１に沿って曲げられる。また、絶縁スペーサ１３は、絶縁線２１の上に絶縁線２０を載せただけであり、絶縁線２０と絶縁線２１とが交差する部分は固定（接着）されていない。そのため、絶縁線２０は、絶縁線２１の上を滑ることができる。このような構成の絶縁スペーサ１３を曲げた場合、積層方向に力が発生しないので、導電布１２と導電シート１４とは一定の距離を保ち、接触することがない。すなわち、このような絶縁スペーサ１３を曲げただけでは、導電布１２と導電シート１４とは接触せず、第１実施形態の接触検知センサ１１として接触検知することが可能である。そのため、第１実施形態の接触検知センサ１１は、曲面の筐体４０に装着可能である。
【００５３】
図６は、第１実施形態において、柔軟体２５が接触検知センサ１１に接触したときの接触検知センサ１１の断面図である。
【００５４】
前述のように、第１実施形態の接触検知センサ１１は、絶縁線２１の片端である第２端部を導電布１２に固着部３０ａで固定し、第１端部を第２保持部２８で摺動させながら保持している。そのため、第１実施形態の接触検知センサ１１は、導電布１２を絶縁スペーサ１３上で滑らせることができる。
【００５５】
よって、図６に示すように、柔軟体２５が接触検知センサ１１に接触した際、接触検知センサ１１は、柔軟体２５が導電布１２を介して絶縁線２１へ沈み込む。このとき、導電布１２は、絶縁線２１の第１端部を第２保持部２８で摺動可能に保持しているので、第１端部は開放端となり、絶縁線２１に対して導電布１２は動くことができる。よって、接触検知センサ１１に接触が発生しても、導電布１２の張力は高くならず、絶縁線２０，２１に導電布１２を沿わせ易い。そのため、第１実施形態の接触検知センサ１１は、柔軟体２５を高感度に検出することができる。
【００５６】
逆に、第１実施形態とは異なり、導電布１２が絶縁線２０，２１の両端に固定された状態について考える。導電布１２が絶縁線２０，２１の両端に固体された状態において接触検知センサ１１が曲げられた場合、導電シート１４が絶縁線２０，２１側に押されて導電布１２と接触し、勝手に接触検知することがある。すなわち、導電布１２が絶縁線２０，２１の両端に固体された状態において接触検知センサ１１が曲げられた場合、柔軟体２５又は非柔軟体２６が接触していないにも関わらず、接触を検知することがある。そのため、導電布１２が絶縁線２０，２１の両端に固体された状態は、湾曲した部位を有する対象物に接触検知センサが貼り付けて行う場合において、接触検知には適さない。
【００５７】
第１実施形態によれば、柔軟体２５が接触検知センサ１１に接触するときは、柔軟体２５が絶縁スペーサ１３（絶縁線２０，２１）に応じて変形することを利用して、柔軟体２５と共に導電布１２が絶縁スペーサ１３の開口部２２内に入り込み、導電布１２が導電シート１４と接触することにより、接触検知を行っている。一方、非柔軟体２６が接触検知センサ１１に接触するときは、非柔軟体２６が絶縁スペーサ１３（絶縁線２０，２１）に応じて変形しないことを利用して、絶縁線２０，２１のみが導電シート１４内に沈み込み、導電布１２が導電シート１４と接触することにより、接触検知を行っている。よって、第１実施形態により、非柔軟体２６に比べて柔軟体２５を小さな力で検出することが可能となり、非柔軟体２６に比べて柔軟体２５を高感度で検出することができる。
【００５８】
（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態における、断面菱形の絶縁線４２を有する接触検知センサ４１の断面図である。絶縁線４２は、第１実施形態の絶縁線２０，２１に代わるものである。絶縁線４２以外の第２実施形態の他の構造は、第１実施形態と同一である。図７に示すように、第２実施形態の絶縁線４２は、導電布１２に対して先端（導電布１２側の先端）を細くした断面形状を有する構成である。
【００５９】
絶縁線４２は、その断面菱形の形状により、導電布１２を介して柔軟体２５に沈み込み易くなるので、接触検知センサ４１の感度を高めることができる。なお、先端を細くした断面形状としては、菱形の絶縁線４２の他に、円弧、三角形等の形状がある。ただし、断面菱形の場合は、柔軟体２５として人体を考えと、人体に怪我などをさせる可能性があるため、導電布１２の材質又は厚みなどを適宜選択する必要がある。
【００６０】
図８は、第２実施形態の変形例における、断面Ｄ形の絶縁線４４を有する接触検知センサ４３の断面図である。絶縁線４４は、第１実施形態の絶縁線２０，２１に代わるものである。絶縁線４４以外の図８の第２実施形態の変形例の他の構造は、第１実施形態と同一である。図８に示すように、絶縁線４４は、導電布１２に対して先端を円弧にし、絶縁シート１４に対して先端を平坦にしたＤ形の断面形状を有する構成にしてもよい。
【００６１】
絶縁線４４は、導電布１２側の先端を円弧にしたことで導電布１２を介して柔軟体２５に絶縁線４４が沈み込み易くなり、導電シート１４側の先端を平坦にしたことで導電シート１４に対して絶縁線４４が沈み込み難くなる。そのため、非柔軟体２６に対する接触検知の感度を低くし、柔軟体２５に対する接触検知の感度を相対的に高くすることができる。さらに、導電布１２側の先端が円弧であるため、第１実施形態と同じく、柔軟体２５として人体を考えた場合でも、人体に怪我などをさせる可能性は低い。
【００６２】
（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態における接触検知センサの、穴あき型の四角形の薄い絶縁シートで構成される絶縁スペーサ５１の上面図である。第３実施形態の絶縁スペーサ５１は、第１実施形態の絶縁スペーサ１３に代わるものである。絶縁スペーサ５１以外の第３実施形態の他の構造は、第１実施形態と同一である。図９に示すように、絶縁スペーサ５１は、同一内径の丸い形状の開口部５２を、複数、等間隔で縦横に列を形成するように有する構成である。接触検知センサは、絶縁スペーサ５１を用いても、柔軟体２５が接触したことを高い感度で検知することができる。ただし、前述の「０．９５≧感帯領域の面積／（感帯領域の面積＋不感帯領域の面積）≧０．６」という関係を満たすためには、開口部５２間の距離を短くする必要があり、破断しない強度を保つように絶縁スペーサ５１の材質を選択する必要がある。
【００６３】
（第４実施形態）
図１０Ａは、第４実施形態における接触検知センサの、ドット型の絶縁スペーサ５３の上面図である。図１０Ｂは、第４実施形態における接触検知センサの、ドット型の絶縁スペーサ５３の一部断面図である。
【００６４】
第４実施形態の変形例の絶縁スペーサ５３は、第１実施形態の絶縁スペーサ１３に代わるものである。絶縁スペーサ５３以外の第４実施形態の変形例の他の構造は、第１実施形態と同一である。図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、絶縁スペーサ５３は、複数の大略同一外径の半球状の絶縁片５４から構成されるものである。絶縁片５４の厚さ（紙面上下方向の長さ）は、１ｍｍ程度である。具体的には、半球状の絶縁片５４を、その平面を絶縁シート１４側に配置して等間隔に格子状に絶縁シート１４に貼付けることで、絶縁スペーサ５３を構成している。この場合、感帯領域（開口部）は、絶縁片５４間の空間であり、不感帯領域は、絶縁片５４により構成される領域である。そのため、導電布１２が絶縁片５４間の隙間に入り込み、絶縁片５４が導電シート１４に沈み込むことで、接触を検知する。接触検知センサは、絶縁スペーサ５３を用いても、柔軟体２５が接触したことを高い感度で検知することができる。第４実施形態の接触検知センサは、第１実施形態〜第３実施形態のように、絶縁スペーサとして別シートを用いることなく、絶縁シート１４に絶縁片５４を貼り付けて構成することができるので、安価かつ簡便に製造することができる。なお、第１実施形態〜第３実施形態では絶縁スペーサを介して固定していた絶縁布１２と絶縁シート１４は、この第４実施形態では絶縁布１２と絶縁シート１４を直接固定している。
【００６５】
また、絶縁片５４間の間隔を変更することで、絶縁シート１４の曲げ易さ、又は、検知の感度を変えることができる。絶縁片５４間の間隔を変更した第４実施形態の第１変形例を、図１０Ｃに示す。図１０Ｃに示すように絶縁片５４を千鳥状に配置することで、図１０Ａのように格子状の配置で感度が高すぎる場合に、図１０Ａの配置よりも感度を低下させ、適当な感度で接触を検知することができる。
【００６６】
また、絶縁片５４の配置を部位ごとに適宜変更することで、部位ごとに感度の異なる接触検知センサを製造することも可能である。具体的には、例えば、接触検知センサの一部は絶縁片５４の間隔を短くして感度を低くし、その他の部位は絶縁片５４の間隔を長くして感度を高くすることで、一部の感度が低い接触検知センサも実現可能である。
【００６７】
また、図１０Ｄの第２変形例に示すように、絶縁シート１４の厚さを絶縁布１２の厚さよりも薄くすることで、柔軟体２５に対する感度を低下させることもできる。すなわち、図１０Ｂに示す場合と比べて、柔軟体２５に対する感度と非柔軟体２６に対する感度をほぼ等しい感度とすることもできる。図１０Ｂに示すように、絶縁シート１４の厚さが絶縁布１２の厚さよりも厚い場合は、柔軟体２５に対する感度は、非柔軟体２６よりもかなり高くなる。だが、図１０Ｄに示すように、絶縁シート１４の厚さが絶縁布１２の厚さよりも薄い場合は、柔軟体２５に対する感度は、非柔軟体２６より僅かに高い程度に設定することができる。
【００６８】
また、図１０Ｅの第３変形例に示すように、図１０Ｂにおける絶縁シート１４を、薄い絶縁シート１４とスポンジ５５で構成することも可能である。絶縁シート１４は高価であるため、このようにして薄い絶縁シート１４とスポンジ５５を組み合わせて用いることで、接触検知センサの価格を低くすることができる。なお、ここで、図１０Ｄの第２変形例において、図１０Ｂの絶縁布１２を、薄い絶縁布１２とスポンジ５５で構成することも可能である。
【００６９】
接触検知センサの配置又は目的などにより、この接触検知センサに求められる機能も変わる。そのため、これら図１０Ｂ〜図１０Ｅに示す変形例を、適宜、組み合わせることで、所望の性能を実現することが好ましい。
【００７０】
ただし、前述の「０．９５≧感帯領域の面積／（感帯領域の面積＋不感帯領域の面積）≧０．６」という関係を満たすためには、絶縁片５４の配置が重要となるので、絶縁片５４の貼付けを精度良く行う必要がある。
【００７１】
（第５実施形態）
図１１は、本発明の第５実施形態における介護用ベッド６１の斜視図であり、図１２は、第５実施形態における介護用ベッド６１の背ボトムの背面図である。
【００７２】
図１１及び図１２に示すように、第５実施形態の介護用ベッド６１は、接触検知センサ１１をベッド筐体（ここでは、背ボトム６３ａの背面）の表面に装着した構成である。
【００７３】
介護用ベッド６１は、被介護者が横たわるマット６２と、マット６２を支えるボトム部６３と、ボトム部６３の一部である背ボトム６３ａの傾きを変える駆動部８０と、駆動部８０の制御を行う制御部６４と、ボトム部６３を下方で支えるベッドフレーム６５を有する。駆動部８０は、正逆回転モータと、モータの回転軸に連結された公知の背ボトム傾斜機構などを備えて構成されている。
【００７４】
介護用ベッド６１は、制御部６４に接続したリモコン（図示せず）を操作することで、背ボトム６３ａを駆動部８０で動かしてマット６２の背上げ及び背下げを行なうことができる。例えば、食事を行なう場合、介護者は、図１１に示すように背ボトム６３ａを起こして、介護用ベッド６１を背上げ状態とすることができる。また、寝る場合、背ボトム６３ａを背下げして、マット６２を水平で傾きのないフラット状態とすることができる。
【００７５】
しかし、背ボトム６３ａを背下げして、背上げ状態よりフラット状態に変形させると、背ボトム６３ａとベッドフレーム６５との間の空間８１に、何かを挟み込む可能性がある。例えば、被介護者又は介護者がベッド近傍にいる状態で背ボトム６３ａが動くため、不注意により被介護者又は介護者の指又は手が、背ボトム６３ａとベッドフレーム６５との間の空間８１に入り、挟み込んでしまう可能性がある。
【００７６】
第５実施形態の介護用ベッド６１は、背ボトム６３ａの背面（図１１の下面）の表面に接触検知センサ１１を装着しているので、背ボトム６３ａの背面に人体が接触したことを接触検知センサ１１で検知することができる。そして、接触検知センサ１１が人体の接触を検知すると、接触検知センサ１１に接続された制御部６４は、駆動部８０の動作を停止させる。
【００７７】
よって、介護用ベッド６１は、人体の一部が背ボトム６３ａとベッドフレーム６５との間の空間８１に入っても、接触検知センサ１１が人体の接触を検知して駆動部８０を停止させるので、安全性が高い介護用ベッドとなっている。
【００７８】
なお、介護用ベッド６１は、駆動装置の一例として説明したが、駆動装置としては、アーム部を動かす産業用ロボット等であってもよい。
【００７９】
なお、上記様々な実施形態又は変型例のうちの任意の実施形態又は変型例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明にかかる接触検知センサは、人体のような柔軟体が接触したことを検知するので、接触検知センサとして有用であるほか、介護ベッド又は産業用ロボットなどの駆動装置の駆動制御にも有用である。
【符号の説明】
【００８１】
１１，４１，４３    接触検知センサ
１２    導電布
１３，５１，５３    絶縁スペーサ
１４    導電シート
１５    接触検知回路
２０，２１，４２，４４    絶縁線
２２，５２    開口部
２５    柔軟体
２６    非柔軟体
２７    第１保持部
２８    第２保持部
２９    格子エリア
３０ａ，３０ｂ    固着部
５４    絶縁片
６１    介護用ベッド
６２    マット
６３    ボトム部
６３ａ    背ボトム
６４    制御部
６５    ベッドフレーム
【図１Ａ】
0005192577.tif 000006
【図１Ｂ】
0005192577.tif 000007
【図１Ｃ】
0005192577.tif 000008
【図２】
0005192577.tif 000009
【図３】
0005192577.tif 000010
【図４】
0005192577.tif 000011
【図５Ａ】
0005192577.tif 000012
【図５Ｂ】
0005192577.tif 000013
【図６】
0005192577.tif 000014
【図７】
0005192577.tif 000015
【図８】
0005192577.tif 000016
【図９】
0005192577.tif 000017
【図１０Ａ】
0005192577.tif 000018
【図１０Ｂ】
0005192577.tif 000019
【図１０Ｃ】
0005192577.tif 000020
【図１０Ｄ】
0005192577.tif 000021
【図１０Ｅ】
0005192577.tif 000022
【図１１】
0005192577.tif 000023
【図１２】
0005192577.tif 000024
【図１３】
0005192577.tif 000025
【図１４】
0005192577.tif 000026