(57)【要約】【課題】圧力検知装置、それを使用する圧力検知システムおよびそれを使用する圧力検知スイッチを提供する。【解決手段】圧力検知装置は弾性管体および圧力センサーを備える。弾性管体はチャンバーと、チャンバーに繋がる開口部とを有する。圧力センサーは弾性管体の開口部に嵌め込まれ、外力を受けた弾性管体のチャンバーでの圧力変化を検知する。上述した構造特徴により、圧力検知装置は防水または防塵対策が必要な特殊環境下での使用に対応できる。一方、圧力検知装置はベッドマットまたはシートマットに内蔵され、信号処理装置によってユーザーの生理状態の変化を検知できるだけでなく、入り口の床マットに内蔵され、灯光または音声効果によって人の出入りに注意を喚起することができる。従って、圧力検知装置は構造を簡単化し、実用性を向上させ、応用範囲を広げることができる。【選択図】  図１
2018517117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの弾性管体および少なくとも一つの圧力センサーを備え、
前記弾性管体は、内部にチャンバーを有し、一端に前記チャンバーに繋がる開口部を有し、
前記圧力センサーは、前記弾性管体の前記開口部に嵌め込まれ、外力を受けた前記弾性管体の前記チャンバーでの圧力変化を検知することを特徴とする圧力検知装置。
【請求項２】
前記弾性管体は、他端に前記開口部に相対する端部壁面を有し、前記弾性管体の前記チャンバーは前記圧力センサーと前記端部壁面との間に形成されることを特徴とする請求項１に記載の圧力検知装置。
【請求項３】
前記弾性管体は、両端に前記開口部を有し、前記圧力センサーは数が二つであり、二つの前記圧力センサーは、前記弾性管体の前記両端の前記開口部に嵌め込まれ、前記弾性管体の前記チャンバーは二つの前記圧力センサーの間に形成されることを特徴とする請求項１に記載の圧力検知装置。
【請求項４】
請求項１に記載の圧力検知装置と、信号処理装置とを備え、
前記信号処理装置は、前記圧力検知装置の前記圧力センサーに電気的に接続され、前記圧力センサーからの検知信号を受信および処理することを特徴とする圧力検知システム。
【請求項５】
前記弾性管体は、他端に前記開口部に相対する端部壁面を有することを特徴とする請求項４に記載の圧力検知システム。
【請求項６】
前記弾性管体は、両端に前記開口部を有し、前記圧力センサーは数が二つであり、二つの前記圧力センサーは、前記弾性管体の前記両端の前記開口部に嵌め込まれ、前記弾性管体の前記チャンバーは二つの前記圧力センサーの間に形成されることを特徴とする請求項４に記載の圧力検知システム。
【請求項７】
請求項１に記載の圧力検知装置、コントローラーおよび負荷装置を備え、
前記コントローラーは、前記圧力検知装置の前記圧力センサーに電気的に接続され、前記圧力センサーからの検知信号をキャッチし、キャッチした前記検知信号に基づいて制御信号を発信し、
前記負荷装置は、前記コントローラーに電気的に接続され、前記コントローラーからの制御信号をキャッチし、キャッチした前記制御信号に基づいて開閉作動を行うことを特徴とする圧力検知スイッチ。  
【請求項８】
前記弾性管体は、他端に前記開口部に相対する端部壁面を有することを特徴とする請求項７に記載の圧力検知スイッチ。
【請求項９】
前記弾性管体は、両端に前記開口部を有し、前記圧力センサーは数が二つであり、二つの前記圧力センサーは、前記弾性管体の前記両端の前記開口部に嵌め込まれ、前記弾性管体の前記チャンバーは二つの前記圧力センサーの間に形成されることを特徴とする請求項７に記載の圧力検知スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサーに関し、詳しくは多方面に応用できる圧力検知装置、それを使用する圧力検知システムおよびそれを使用する圧力検知スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
センサーは測定対象の物理量または化学量のリズムを一定にし、出力信号に変換することができるため、自動車工業、医療、工業測量および自動制御などの領域に汎用される。
【０００３】
医療面において、患者の生理状態を検知する際、着用式センサーを使用することが従来の方法である。それと同時に患者に異常があるか否かをコンピューターによって監視および制御する。しかしながら、従来の方法は操作の際に熟練した医療人員に頼らなければならないことと、病状を長期に観察する必要がある患者に対応できないことが欠点である。一方、着用式センサーを患者に使用する際、着け心地があまりよくないことや、患者が無意識に取った行動が原因でセンサーが逸脱し、検知結果に影響を及ばすことがある。従って、従来の着用式センサーは実用に不便である。
【０００４】
自動制御技術の面において、例えば、作動センサーは人が感知範囲を通ると点灯するか音を出し、住居に注意喚起を促し、防犯機能を果たすことができる。しかしながら、このようなセンサーは室外に装着されることが一般的であるため、雨またはほこりなどの環境要因によって構造上の欠損または短絡が発生することがよくある。従って、作動センサーによる警告効果はあまり好ましくない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、構造が簡単で実用性が高く、応用が広がる圧力検知装置を提供することを主な目的とする。
【０００６】
本発明は、ユーザーの生理状態の変化を検知できる圧力検知システムを提供することをもう一つの目的とする。
【０００７】
本発明は、住居に防犯機能を果たしたり、商店に顧客の出入りを通知したりできる圧力検知スイッチを提供することをもう一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するため、圧力検知装置は弾性管体および圧力センサーを備える。弾性管体は内部にチャンバーを有し、一端にチャンバーに繋がる開口部を有する。圧力センサーは弾性管体の開口部に嵌め込まれ、外力を受けた弾性管体のチャンバーでの圧力変化を検知し、検知信号を発信する。
【０００９】
上述した構造により、弾性管体が外力を受けるとチャンバー内の空気が圧縮され、圧力を変化させる際、圧力センサーは検出した圧力変化に基づいて検知信号を発信する。一方、弾性管体は密閉効果および保護効果を生じるため、圧力検知装置は防水または防塵対策が必要な特殊環境下での使用に対応できるだけでなく、環境要因によって圧力センサーが影響を受けて損壊する心配がない。
【００１０】
上述した課題を解決するため、圧力検知システムは圧力検知装置および信号処理装置から構成される。信号処理装置は圧力センサーからの検知信号を受信および処理し、それを生理信号に変換する。圧力検知システムを実用する際、病室のベッドマット、車いすのシートマットまたは任意の椅子のシートマットに圧力検知装置を内蔵すれば、ユーザーの生理状態（心拍、呼吸または身体動作など）の変化を即時検知できる。ユーザーに異常があると信号処理装置が最短時間で医療人員に警告を通知するため、医療人員はそれに対応する緊急処置を取ることができる。
【００１１】
上述した課題を解決するため、圧力検知スイッチは、圧力検知装置、コントローラーおよび負荷装置から構成される。コントローラーは圧力検知装置の圧力センサーに電気的に接続され、圧力センサーからの検知信号をキャッチし、キャッチした検知信号に基づいて制御信号を発信する。負荷装置はコントローラーに電気的に接続され、コントローラーからの制御信号をキャッチし、キャッチした制御信号に基づいて開閉作動を行う。圧力検知スイッチを実用する際、圧力検知装置を出入り口の床マットに内蔵すればよい。圧力検知装置が人の出入りに対応し、床マットを通して踏まれる際、コントローラーは負荷装置を制御することによって開閉作動を行い、灯光または音声によって注意を喚起するか、門限および応答に対応する防犯機能を果たす。
【００１２】
本発明による圧力検知装置の詳細な構造、特徴、組み立てまたは使用方法は、以下の実施形態の詳細な説明を通して明確にする。また、以下の詳細な説明および本発明により提示された実施形態は本発明を説明するための一例に過ぎず、本発明の請求範囲を限定できないことは、本発明にかかわる領域において常識がある人ならば理解できるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第1実施形態による圧力検知装置を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第1実施形態による圧力検知装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態による圧力検知装置を示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態による圧力検知装置の一部分を示す断面図である。
【図５】本発明による圧力検知スイッチを示す構成図である。
【図６】本発明による圧力検知装置が床マットに内蔵された状態を示す側面図である。
【図７】本発明による圧力検知装置がベッドマットに内蔵された状態を示す平面図である。
【図８】本発明による圧力検知装置がベッドマットに内蔵された状態を示す平面図である。
【図９】本発明による圧力検知装置がベッドマットに内蔵された状態を示す断面図である。
【図１０】本発明による圧力検知装置が車いすのシートクッションに内蔵された状態を示す側面図である。
【図１１】本発明による圧力検知システムを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第1実施形態）
図１および図２に示すように、本発明の第1実施形態による圧力検知装置１０は、弾性管体２０および二つの圧力センサー３０を備える。
【００１５】
弾性管体２０は、シリコンゴム、ゴムまたは類似した弾性材質から製作され、内部にチャンバー２２を有する。本実施形態において、弾性管体２０は両端にチャンバー２２に繋がる開口部２４を別々に有する。
【００１６】
圧力センサー３０は、マイクから構成されてもよく、かつ圧電型圧力センサー、ピエゾ抵抗型圧力センサーまたは静電容量型圧力センサーに限られない。二つの圧力センサー３０は弾性管体２０の二つの開口部２４に別々に嵌め込まれる。弾性管体２０のチャンバー２２は二つの圧力センサー３０によって密封される。
【００１７】
図２に示すように、弾性管体２０が外力を受けるとチャンバー２２内の空気が圧縮され、圧力を変化させる。このとき圧力センサー３０は検出した圧力変化に基づいて検知信号を発信する。外力が解除されると弾性管体２０が本来の状態に復元する。
【００１８】
（第２実施形態）
圧力検知装置１０は上述した構造に限らない。図３に示すように、本発明の第２実施形態において、弾性管体２０は一端が開口部２４となり、他端が端部壁面２６となる。圧力センサー３０は開口部２４に嵌め込まれるため、弾性管体２０のチャンバー２２は端部壁面２６および圧力センサー３０によって密封される。
【００１９】
（第３実施形態）
図４に示すように、本発明の第３実施形態において、弾性管体２０はＴ字型管体からなる。圧力センサー３０は弾性管体２０の一端に嵌め込まれる。弾性管体２０は別の両端によって形とは異なる弾性管体と結合できるため、実際のニーズに応じて長さを増やすことができる。
【００２０】
一方、弾性管体２０は密封効果および保護効果を有するため、圧力検知装置１０は防水または防塵対策などが必要な特殊環境下での使用に対応できる。圧力センサー３０は弾性管体２０内に嵌め込まれるため、環境要因によって圧力センサー３０が影響を受けて損壊する心配がない。従って、本発明による圧力検知装置１０は様々な分野に応用できる。応用例は下記のとおりである。
【００２１】
図５に示すように、圧力検知スイッチ４０は本発明による圧力検知装置１０、コントローラー４２および負荷装置４４から構成される。コントローラー４２は圧力検知装置１０の圧力センサー３０からの検知信号をキャッチし、キャッチした検知信号に基づいて負荷装置４４に制御信号を発信する。負荷装置４４はコントローラー４２からの制御信号に基づいて開閉作動を行う。
【００２２】
図６に示すように、本発明による圧力検知装置１０が住居または商店の出入り口の床マット１２に内蔵される際、圧力検知装置１０の弾性管体２０が人の出入りに対応し、床マット１２を通して踏まれると、圧力検知装置１０の圧力センサー３０はコントローラー４２に検知信号を発信する。続いてコントローラー４２は負荷装置４４を制御することによって開閉作動を行う。開閉作動を行う負荷装置４４に灯光または音声効果を加えれば、住居または商店に注意喚起を促し、防犯機能を果たすことができるだけでなく、商店に顧客の出入りを通知することができる。
【００２３】
図７から図９に示すように、本発明による圧力検知装置１０は病室のベッドマット１４に内蔵され、配置位置が長さによって調整される。圧力検知装置１０が比較的短い場合、患者の胸部のあたりに対応する位置に圧力検知装置１０を埋め込めることが最も好ましい。圧力検知装置１０の長さが十分である場合、患者の躯幹１５に対応する位置に圧力検知装置１０を埋め込めることが最も好ましい。ベッドに横になる患者は心拍、呼吸または任意の動きによって圧力検知装置１０の弾性管体２０内の圧力を変化させる。図１１に示すように、圧力検知システム５０は本発明による圧力検知装置１０および信号処理装置５２から構成される。信号処理装置５２は圧力検知装置１０の圧力センサー３０からの検知信号を受信および処理し、処理結果を生理信号に変換する。患者に異常がある、例えば心肺または呼吸が停止したか、ベッドから転落したという事態が発生すると、信号処理装置５２が生理異常信号を発信し、最短時間で医療人員に警告を通知するため、医療人員はそれに対応する緊急処置を取ることができる。圧力検知システム５０は応用例が上述に限らず、睡眠品質の測定または車いす１６に応用できる。図１０に示すように、圧力検知システム５０は圧力検知装置１０が車いす１６のシートクッション１８に内蔵され、車いす１６に座る患者の身体動作を検知するため、生理状態検知機能を果たすことができる。
【００２４】
本発明による圧力検知装置１０は、弾性管体２０の材料特性によって密封効果を生じ、圧力センサー３０によって検知機能を果たすため、特殊環境下での使用に対応できるだけでなく、患者の生理状態を検知することも、住居に防犯機能を果たしたり商店に顧客の出入りを通知したりすることもできる。従って、上述したとおり、本発明による圧力検知装置１０は構造が簡単で実用性が高く、応用が広がる。
【符号の説明】
【００２５】
１０：圧力検知装置、  
１２：床マット、  
１４：ベッドマット、  
１５：躯幹、  
１６：車いす、  
１８：シートクッション、  
２０：弾性管体、  
２２：チャンバー、  
２４：開口部、  
２６：端部壁面、  
３０：圧力センサー、  
４０：圧力検知スイッチ、  
４２：コントローラー、  
４４：負荷装置、  
５０：圧力検知システム、  
５２：信号処理装置
【図１】
2018517117.tif 000003
【図２】
2018517117.tif 000004
【図３】
2018517117.tif 000005
【図４】
2018517117.tif 000006
【図５】
2018517117.tif 000007
【図６】
2018517117.tif 000008
【図７】
2018517117.tif 000009
【図８】
2018517117.tif 000010
【図９】
2018517117.tif 000011
【図１０】
2018517117.tif 000012
【図１１】
2018517117.tif 000013
【国際調査報告】
2018517117.tif 000014
2018517117.tif 000015
2018517117.tif 000016
2018517117.tif 000017