(57)【要約】【課題】本発明は、簡易かつ確実にマットの加圧領域を電気的に検出することができる耐久性に優れた感圧マットを提供する。【解決手段】マットの加圧領域を電気的に検出する感圧マットは、マット全体を囲むフレームＸと、下面側に帯状の第１素電極１１，１２，１３・・・を等間隔で複数配置した第１電極１と、上面側に第１素電極１１，１２，１３・・・と対向するように、帯状の第２素電極２１，２２，２３・・・を複数の配置した第２電極２とを有し、第２素電極２１，２２，２３・・・は、フレームＸに両端が張力を付与されて支持されることにより、第１素電極１１，１２，１３・・・との間に間隙が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マットの加圧領域を電気的に検出する感圧マットであって、
前記マット全体を囲むフレームと、
下面側に帯状の第１素電極を等間隔で複数水平に配置した第１電極と、
上面側に前記第１電極と対向するように配置した第２電極と、
前記第２電極に作用した荷重により撓むと共に、該荷重が除去された場合には復元して該第２電極を水平に維持する復元手段と
を備えることを特徴とする感圧マット。
【請求項２】
請求項１記載の感圧マットにおいて、
前記第２電極は、前記第１素電極と各々対向し、織り込まれて伸縮性を有する複数の第２素電極であって、
前記復元手段は、前記第２素電極がフレームに両端が張力を付与されて支持されてなることを特徴とする感圧マット。
【請求項３】
請求項１または２記載の感圧マットにおいて、
前記復元手段は、前記第２電極が貼付される合成樹脂製部材であることを特徴とする感圧マット。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の感圧マットにおいて、
前記第１電極および前記第２電極との間で前記第１素電極と格子状に直交するスペーサを備えることを特徴とする感圧マット。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の感圧マットを用いた加圧検出装置であって、
前記第１素電極と前記第２電極との接触領域の変化から荷重の進行方向および数を検出することを特徴とする加圧検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マットの加圧領域を電気的に検出する感圧マットおよび加圧検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の感圧マットとしては、下記特許文献１に示すように、互いに離隔し且つ格子状に形成された複数の電極を有する第１シートと、第１シート部材に積層されており、互いに離隔し且つ格子状に形成されると共に第１シート部材上の前記複数の電極のそれぞれに対向する複数の電極を有する第２シートと、それらに挟まれた複数の感圧部を有し、複数の感圧部が、互いに離隔し且つ格子状に配置されているものが知られている。
【０００３】
かかる感圧マットでは、第１シートおよび第２シート上の一斜め方向に関して隣り合う一対の感圧部間の領域には、一対の感圧部のうちの一方の感圧部の周囲であって、他方の感圧部の端部近傍に配置された第１の切り込みと、一対の感圧部のうちの他方の感圧部の周囲であって、一方の感圧部側の端部近傍に配置された第２の切り込みと、第１の切り込みと第２の切り込みとを接続する第３の切り込みとが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９９００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、従来の感圧マットでは、柔軟性のある面上に配置した場合にも圧力分布を測定できるものの、複数の切り込みが必要な感圧部の構成が複雑なために、耐久性に問題があった。特に、平面に近い面上に配置して踏圧を計測するような場合には不向きであった。
【０００６】
以上の事情に鑑みて、本発明は、簡易かつ確実にマットの加圧領域を電気的に検出することができる耐久性に優れた感圧マットおよび加圧検出装置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】
【０００７】
第１発明の感圧マットは、マットの加圧領域を電気的に検出する感圧マットであって、
前記マット全体を囲むフレームと、
下面側に帯状の第１素電極を等間隔で複数水平に配置した第１電極と、
上面側に前記第１電極と対向するように配置した第２電極と、
前記第２電極に作用した荷重により撓むと共に、該荷重が除去された場合には復元して該第２電極を水平に維持する復元手段と
を備えることを特徴とする。
【０００８】
第１発明の感圧マットによれば、マットの下面側に配置された複数の第１素電極と、上側に配置された第２電極とが接触することにより、簡易かつ確実にマットの加圧領域を電気的に検出することができる。
【０００９】
さらに、第２電極に復元手段を設けることで、踏圧を計測するような場合でも、第２電極に作用した荷重により撓んで第１素電極と接触させることができると共に、荷重が除去された場合には復元して第１素電極と確実に離間させることができる。
【００１０】
このように、第１発明の感圧マットによれば、簡易かつ確実にマットの加圧領域を電気的に検出することができる耐久性に優れた感圧マットを提供することができる。
【００１１】
第２発明の感圧マットは、第１発明において、
前記第２電極は、前記第１素電極と各々対向し、織り込まれて伸縮性を有する複数の第２素電極であって、
前記復元手段は、前記第２素電極がフレームに両端が張力を付与されて支持されてなることを特徴とする。
【００１２】
第２発明の感圧マットによれば、第２電極を第１素電極と対向する複数の伸縮性を有する第２素電極とし、該第２素電極に張力を付与しておくことで、踏圧を計測するような場合でも、第２素電極に作用した荷重により撓んで第１素電極と接触させることができると共に、荷重が除去された場合には復元して第１素電極と確実に離間させることができる。
【００１３】
このように、第２発明の感圧マットによれば、簡易かつ確実にマットの加圧領域を電気的に検出することができる耐久性に優れた感圧マットを具体的に提供することができる。
【００１４】
第３発明の感圧マットは、第１または第２発明において
前記復元手段は、前記第２電極が貼付される合成樹脂製部材であることを特徴とする。
【００１５】
第３発明の感圧マットは、第２電極自体に伸縮性を持たせることに加えて、または代えて、復元手段として第２電極が貼付される合成樹脂製部材を設けることで、第２電極に確実に復元力発生させることでき、踏圧が繰り返された場合にも、確実に第２電極を第１電極から離間させることができる。
【００１６】
このように、第３発明の感圧マットによれば、簡易かつ確実にマットの加圧領域を電気的に検出することができ、さらに耐久性を向上させた感圧マットを提供することができる。
【００１７】
第４発明の感圧マットは、第１〜第３発明のいずれかにおいて、
前記第１電極および前記第２電極との間で前記第１素電極と格子状に直交するスペーサを備えることを特徴とする。
【００１８】
第４発明の感圧マットによれば、第１電極と第２電極との間にスペーサを介在させることにより、荷重が除去された状態で第１素電極と第２電極とを確実に離間した状態に維持させることができる。
【００１９】
さらに、スペーサを第１素電極に対して、格子状に直交するように配置することで、第２素電極との接触領域がスペーサにより分断されて検出不能となることもない。
【００２０】
このように、第４発明に感圧マットによれば、簡易かつ確実にマットの加圧領域を電気的に検出することができ、さらに耐久性を向上させた感圧マットを提供することができる。
【００２１】
第５発明の加圧検出装置は、第１〜第４発明のいずれかの感圧マットを用いて、
前記第１素電極と前記第２電極との接触領域の変化から荷重の進行方向および数を検出することを特徴とする。
【００２２】
第５発明の加圧検出装置によれば、例えば、加圧された領域内の複数の第１電極と第２電極の電気信号（通電信号）の検出の順番および数により、加圧（例えば、踏圧）の方向および数が計測可能となる。
【００２３】
このように、第５発明の加圧検出装置によれば、簡易かつ確実にマットの加圧領域を電気的に検出して加圧の方向および数を計測することができる耐久性に優れた加圧検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態の感圧マットの全体構成を示す斜視図。
【図２】図１の感圧マットの変更例を示す断面図。
【図３】図２の感圧マットの構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本実施形態の感圧マットは、加圧領域を電気的に検出可能なマットであって、マット全体を囲むフレームＸと、底面を成す下面材Ｙと、マット全体を覆う上面材Ｚと、下面材Ｙ上に配置された第１電極１と、第１電極１と対向するように第１電極１上に配置された第２電極２とを備える。
【００２６】
フレームＸは、金属製（アルミ）、ゴム製または樹脂製（ＡＢＳ樹脂製）の枠体であって、下面材Ｙは、第１電極１を床面から絶縁する絶縁性のゴム製または樹脂製（ＡＢＳ樹脂製）の面材である。
【００２７】
上面材Ｚは、表面側に埃取りの毛部が設けられ、裏面側に滑り止め処理が施された通常の除塵マットである。
【００２８】
第１電極１は、帯状の第１素電極１１，１２，１３・・・を等間隔で複数配置した電極群である。第１素電極１１，１２，１３・・は、例えば、電極銅テープ（導電性テープ）のような薄膜状電極であって、ストライプ状に下面材Ｙに等間隔で水平に貼付されている。
【００２９】
第２電極２は、帯状の第２素電極２１，２２，２３・・・を等間隔で複数配置した電極群である。第２素電極２１，２２，２３・・は、例えば、織り込まれて伸縮性を有する紐状の電極（平編み導線）であって、第１素電極１１，１２，１３・・と各々対向するように、両端がフレームＸに固定される。
【００３０】
このとき、第２素電極２１，２２，２３・・は、両端がフレームＸに張力を付与されて固定される。なお、第２素電極２１，２２，２３・・は、張力を付与してフレームＸに直接固定されてもよいが、張力を維持し続けるために、フレームに対してスライド自在に支持される連結部材を介して支持されることが好ましい。この場合、連結部材に所定の張力を付与する付勢手段（バネ等）を設けることで、付勢手段により張力を維持し続けることが可能となる。
【００３１】
以上のように構成された感圧マットによれば、上面材Ｚに作用した荷重により、加圧を受けた第２素電極２１，２１，２２，２３・・の一部が張力に逆らって撓んで、対向する第１素電極１１，１２，１３，・・と電気的に接触する。
【００３２】
一方で、荷重が除去された状態では、撓んだ第２素電極２１，２１，２２，２３・・が、その張力により復元して第１素電極１１，１２，１３，・・と離間して水平状態に維持される。
【００３３】
このように、本実施によれば、第２素電極２１，２１，２２，２３・・自体に伸縮性を与える共に、これを張力を有するようにフレームＸに固定することで、復元手段として機能させることができ、簡易かつ確実にマットの加圧領域を電気的に検出することができる耐久性に優れた感圧マットを具体的に提供することができる。
【００３４】
なお、荷重が除去されている状態で、第１素電極１１，１２，１３，・・と、第２素電極２１，２１，２２，２３・・とを確実に離間させると共に、荷重が加わった状態から確実に復帰させるために、第１素電極１１，１２，１３，・・および第２素電極２１，２１，２２，２３・・と直交するように、スペーサ３０を格子状に配置することが望ましい。
【００３５】
スペーサ３０は、絶縁性のクッション材（例えば、ウレタンスポンジ）であって、荷重の検出（例えば、踏圧の検出）が可能となるように所定の間隔で配置される。なお、荷重検出の対象物に合わせて、検出精度を上げる場合には、間隔を大きくし、検出精度を下げる場合には間隔を小さくすることができる。
【００３６】
次に、図２および図３を参照して、上記実施形態の感圧マットの変更例について説明する。なお、上記実施形態と同一の構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
図２および図３に示すように、第２電極２´は、薄板状または薄膜状の電極であって、合成樹脂製部材４０の裏面側に貼付される。
【００３８】
合成樹脂製部材４０は、第１電極１（第１素電極１１，１２，１３，・・）を覆う可撓性の平板状部材であって、復元手段として機能する。
【００３９】
これにより、第２電極２´は、一体を成す合成樹脂製部材４０により、荷重が加わった領域が部分的に撓んで第１素電極１１，１２，１３，・・と接触すると共に、荷重が除去された場合には復元して第１素電極１１，１２，１３，・・から確実に離間される。
【００４０】
なお、本実施形態において、第２電極２´は、薄板状または薄膜状の電極である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、上記実施形態のように、紐状の第２素電極２１，２２，２３，・・であってよい。
【００４１】
次に、上記感圧マットを用いた加圧検出装置および加圧検出方法について説明する。
【００４２】
例えば、加圧検出装置としては、第１素電極１１，１２，１３，・・の通電を検出することで、第２電極２，２´と接触している第１素電極１１，１２，１３，・・、すなわち、加圧領域を検出することができる。
【００４３】
そして、加圧された領域内の複数の第１電極と第２電極の電気信号の検出の順番および数により、加圧（例えば、踏圧）の方向および数が計測可能となる。
【００４４】
例えば、図２に模式的に示すように、人の出入りの場合には、まず、足の裏全体に荷重が掛った状態、すなわち、図中第１素電極１２〜１７が通電状態となる。
【００４５】
次に、踵側から離反していく。すなわち、図中第１素電極１２、そして、第１素電極１２，１３が非通電状態へと変化していく。
【００４６】
これにより、荷重の有無による人の出入りの数に加えて、加圧領域の経時的な変化により、その進行方向を検出することができる。
【００４７】
このように、本実施形態の加圧検出装置によれば、簡易かつ確実にマットの加圧領域を電気的に検出して加圧の方向および数を計測することができる耐久性に優れた加圧検出装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１…第１電極、２，２´…第２電極、１１，１２，１３，・・・…第１素電極、２１，２２，２３，・・・…第２素電極、３０…スペーサ、４０…合成樹脂製部材、Ｘ…フレーム、Ｙ…下面材、Ｚ…上面材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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