JP2005300368A - 荷重スケール及びこれを用いた荷重スケールシステム - Google Patents

Abstract

【課題】汎用可能な荷重スケール及び、これを用いた荷重スケールシステムシステムを提供する。
【解決手段】 周縁部の一部が開放された測定皿と、 少なくとも３個のロードセルセンサを有し、前記ロードセルセンサの各々は、前記開放された一部を除く、前記測定皿の周縁部で、前記の周縁部の荷重を受ける様に配置されている。前記ロードセルセンサの各々は、ベースブロック上に固定され、前記ロードセルセンサとベースブロックの合わせた高さが、前記測定皿の深さより大となるよう構成されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、荷重スケール及びこれを用いた荷重スケールシステムに関する。特に、在宅又は、医療機関において、ベットに横たわり、あるいは車椅子に座ったままの状態での被測定者の体重測定に適した荷重スケール及びこれを用いた荷重スケールシステムに関する。

長期療養患者あるいは、人工透析中の患者等は、継続的な体重の測定管理が重要である。しかし、病床にある患者あるいは、常態が車椅子にある人にとって、体重計に自ら乗り体重測定を行うことは困難である。

そのために、図１に示すようなベットフレームに荷重を検知する荷重スケールを組み込んだベッド装置が開発、市販されている。図１に示す装置は、脚部フレームにフラットベット２０を設け、これに荷重スケール４を固定し、その上にベット床部１を乗せる構造である。

荷重を測る場合、荷重のかけ方で圧縮か引張りの２つに分けることができる。図１に示されるような、秤や体重計として用いるセンサでは、その上に測定物を置かなければならないため、荷重スケールとして、圧縮型が使われることが多い。

かかる圧縮型荷重スケールとして、ロードセルセンサが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。図２は、かかる圧縮型として使用されるロードセルセンサの構成を説明する図である。図２Ａは平面図、図２Ｂは正面図である。図２Ｂから理解できるように、ベースブロック２に固定ネジ４３により片側４２が固定され、他側は自由端となる。

図において、ベット床１等の荷重物と自由端は金属球Ｍを介して点接触している。図の矢印方向に上方からベット床１等により荷重を与えられると、自由端が下方に押され、下面に張られた歪みセンサ(ストレンゲージ)４０が、荷重に比例した応力歪みを受け、これが検出電圧の変化としてリード４１に出力される。

歪みセンサ４０として、特許文献２に記載されるように、例えば、４つのピエゾ抵抗素子や、その他の銅とニッケルの合金線あるいはニクロム系合金ををホイートストンブリッジに接続して構成され、応力歪みに対応したブリッジ抵抗の変化をリード４１から出力される電圧値で検知するものである。
特開平０６−３０７９５０号公報 特開平０５−１４１９０７号公報

このようなロードセルセンサを用いる場合、上記のようにロードセルセンサの上に測定対象を乗せることが必要であり、センサ自体の厚みにより、図１に示すようなベット装置では、ベッド床部１にマット３が乗せられ、更にその上に被測定患者が横たえられるので、と、被測定患者の位置は、床面から相当の高さに位置することになる。

これにより、患者を介護するものにとって、ベッド床面が高くなり看護がし辛くなるという不都合がある。

さらに、図１に示すように、ベット床部１と脚部フレームとの間に荷重スケール４を固定配置した構造であると、ベッド装置毎に専用の荷重スケール４を組み込んだ荷重スケールシステムを用意することが必要となる。

したがって、本発明の目的は、ベット装置に使用される場合は、ベッド床面が高くなることを回避し、更に汎用的に使用可能な荷重スケール及び、これを用いた荷重スケールシステムシステムを提供することを目的とする。

上記の本発明の目的を達成する荷重スケールの第１の態様は、周縁部の一部が開放された測定皿と、ベースブロック上に固定された３個のロードセルセンサを有し、前記ロードセルセンサの各々は、前記開放された一部を除く、前記測定皿の周縁部で、前記の周縁部の荷重を受ける様に配置され、前記ロードセルセンサとベースブロックの合わせた高さが、前記測定皿の深さよりも大となるよう構成されていることを特徴とする。

上記の本発明の目的を達成する荷重スケールの第２の態様は、第１の形態において、 前記３個のロードセルセンサにより３点で前記測定皿の周縁部で荷重を受け、更に前記３点は、略正三角形の各頂点に位置することを特徴とする。
上記の本発明の目的を達成する荷重スケールの第３の態様は、一辺が開放されたコ字状の３辺を有するベースブロックと、前記ベースブロックの３辺の各々の辺上で、略正三角形の各頂点に荷重受け点を有するように配置された３個のロードセルセンサと、前記ベースブロックのコ字状の３辺の内側に配置された受け皿部と、前記３個のロードセルセンサの各々の荷重受け点と接触する、前記受け更部野前記解放された一辺に対応する部分を除く３方に周辺部を備えた測定皿を有し、 前記ベースブロックとロードセルセンサの合わせた高さが、前記測定皿の深さよりも大となるように構成されていることを特徴とする。

上記の本発明の目的を達成する荷重スケールの第４の態様は、前記第１乃至３の態様の何れかにおいて、前記ロードセルセンサの各々は、金属球を介して前記周縁部と点接触する様に構成されていることを特徴とする。

上記の本発明の目的を達成する荷重スケールシステムの第１の態様は、それぞれ伸縮可能の２本の連結棒と、前記２本の連結棒のそれぞれの両端に固定された、４個の荷重スケールを有し、前記４個の荷重スケールの各々は、周縁部の一部が開放された測定皿と、ベースブロック上に固定された３個のロードセルセンサを有し、前記ロードセルセンサの各々は、前記開放された一部を除く、前記測定皿の周縁部で、前記の周縁部の荷重を受ける様に配置され、前記ロードセルセンサとベースブロックの合わせた高さが、前記測定皿の深さよりも大となるよう構成され、さらに、前記連結棒の両端に固定された荷重スケールの前記測定皿の開放された周縁部の一部が同じ側に向くように配置されていることを様に特徴とする。

上記の本発明の目的を達成する荷重スケールシステムの第２の態様は、第１の態様の荷重スケールシステムにおいて、前記３個のロードセルセンサにより３点で前記測定皿の周縁部で荷重を受け、更に前記３点は、略正三角形の各頂点に位置することを特徴とする。

上記の本発明の目的を達成する荷重スケールシステムの第３の態様は、それぞれ伸縮可能の２本の連結棒と、前記２本の連結棒のそれぞれの両端に固定された、４個の荷重スケールを有し、前記４個の荷重スケールの各々は、一辺が開放されたコ字状の３辺を有するベースブロックと、前記ベースブロックの３辺の各々の辺上で、略正三角形の各頂点に荷重受け点を有するように配置された３個のロードセルセンサと、前記ベースブロックのコ字状の３辺の内側に配置された受け皿部と、前記３個のロードセルセンサの各々の荷重受け点と接触する、前記受け皿部の前記解放された一辺に対応する部分を除く３方に周辺部を備えた測定皿を有し、前記ベースブロックとロードセルセンサの合わせた高さが、前記測定皿の深さよりも大となるように構成され、さらに、前記連結棒の両端に固定された荷重スケールの前記開放された一辺が同じ側に向くように配置されていることを様に特徴とする。

上記の本発明の目的を達成する荷重スケールシステムの第４の態様は、前記第１乃至３の何れかの荷重スケールシステムの態様において、さらに、前記４個の荷重スケールの出力を入力し、それらの出力の総和に基づき、前記４個の荷重スケールに与えられる荷重値を計算する回路部を有することを特徴とする。

上記の本発明の目的を達成する荷重スケールシステムの第５の態様は、前記第１乃至３の荷重スケールシステムの態様において、さらに、前記４個の荷重スケールの測定皿のそれぞれに脚部のキャスタが乗せられるベットを有し、前記ベット上の被測定者の体重を測定可能としたことを特徴とする。

上記の本発明の目的を達成する荷重スケールシステムの第６の態様は、前記第１乃至３の何れかの荷重スケールシステムの態様において、
さらに、前記４個の荷重スケールの測定皿のそれぞれに乗せられた脚部を備え、前記脚部上に設けられ、少なくとも一方側から上昇するスロープ部を有する床部材を有し、前記床部材上に車椅子を位置づけ可能としたことを特徴とする。

本発明の特徴は、以下に図面に従い説明される発明の実施の形態例から更に明らかになる。

本発明に従う荷重スケールは、ベッド等の重量のある被測定物の荷重を受ける荷重スケールであって、ロードセルセンサの位置より低い位置に前記被測定物の荷重を受ける面を有しているので、測定時に被測定物の高さが増加するという問題を回避することができる。さらに、測定時に重量のある被測定物の荷重を容易に受けることができ、測定終了後に容易に被測定物を外すことが可能な荷重スケールが提供される。したがって、特定の被測定物に限定されずに、汎用的に使用可能である荷重スケール及び、これを用いるか荷重スケールシステムが提供される。

以下に図面に従い本発明の実施の形態例を説明する。なお、図に示される実施の形態例は本発明の理解のためのものであって、本発明の技術的範囲は、これらに限定されるものではない。

ここで、本発明のよりよい理解のために、先に図１において説明した従来のベッドフレームに荷重スケールを組み込んだ構成における問題を解決するために本発明者により開発した荷重スケールについて説明する。

図３は、かかる本発明者により開発した荷重スケールの構成である。図１の従来の荷重スケールは、ベッドフレームに固定的に搭載される構造である。これに対し、図３に示す荷重スケールは、考え方を被測定物から独立させて、汎用的に使用可能とするための構造を有している。

すなわち、図３において、図３Ａは、上面図であり、図３Ｂは、中央断面を示す図である。ベースブロック２に測定皿１０に載せられた被測定物の荷重を受ける３個のセンサ１１Ａ〜１１Ｃが固定されている。

センサ１１Ａ〜１１Ｃとして、図２に示したロードセルセンサが実施例として使用され、３つのロードセルセンサ１１Ａ〜１１Ｃは、それぞれ測定皿１０の周縁部の３点位置で、金属球Ｍ１〜Ｍ３を介して荷重を受ける様に配置されている。さらに、特徴として前記３点位置は、略正三角形１３の各頂点に位置づけられている。これにより、３つのセンサ１１Ａ〜１１Ｃで測定皿１０を安定に受けることができる。

測定皿１０とベースブロック２との間にロードセルセンサ１１Ａ〜１１Ｃからの信号を受ける回路基板１２が配置されている。

ここで、測定皿１０は、重量のある被測定物から荷重を受けることを考慮して、相当の厚みを有することが必要である。したがって、図３に示すセンサ装置構造では、ベースブロック２の厚み、ロードセルセンサ１１Ａ〜１１Ｃの高さ及び、測定皿１０の厚みの総和として高さｈが決まる構造である。

かかる構造の荷重スケールを用いて、図１と同様にベッドフレームに横たわる患者の体重を測定する場合を図４により説明する。図３に示す荷重スケール１００が４個用意される。図４において、４個の荷重スケール１００のそれぞれには、ベッドフレームの４つの脚２１のそれぞれが乗せられる。

このとき、図３の荷重スケールの特徴として、測定皿１０のどの位置にベッドフレームの脚２１が位置づけられても、３つのロードセルセンサ１１Ａ〜１１Ｃの検出荷重の総和を求めることにより同じ計測値が得られる。したがって、ベッドフレームの脚２１を荷重スケール１００に乗せるに際してはその位置を考慮しなくてよい。

しかし、荷重スケール１００は、床面から前記の様に構造上測定皿１０の上面までの相当の高さｈを有するので、ベッドフレームの４脚のそれぞれを、荷重スケール１００の測定皿１０の上に乗せる作業は困難を伴う。場合によっては、複数人による作業が必要となる。

また、測定後においても、ベッドフレームを荷重スケール１００から下す作業が必要となる。

したがって、本発明は、かかる不都合についての認識に基づき、より簡易に重力物の測定を可能とする荷重スケールを提供するものである。

図５は、本発明に従う荷重スケールの実施例外観図である。図６は、その上面と断面を示す図である。コ字状に形成されたベースブロックブロック２を有し、これに荷重センサ１１Ａ〜１１Ｃが配置される。

ロードセルセンサ１１Ａ〜１１Ｃとして、図２に示した構造の圧縮センサを使用する場合、固定端部４２をベースブロック２に固定する。この際、先端領域の応力受け部に乗せられる金属球Ｍ（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）の位置が、図３に説明した略正三角形１３と同様の図６Ａに示される３点位置となるように固定端部４２が位置決めされている。

測定皿１０がロードセルセンサ１１Ａ〜１１Ｃ上に被せられる構造であり、コ字状のベースブロック２に対応して、測定皿１０は、周縁部１０Ｃの一部に開放部を有し、他の周縁部１０Ｃが金属球Ｍを介してロードセルセンサ１１Ａ〜１１Ｃに乗せられる構造である。したがって、ロードセルセンサ１１Ａ〜１１Ｃは、金属球Ｍと測定皿１０との点接触により、荷重を点で受ける状態になる。

前記の様に、金属球Ｍ（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）の位置が、図６Ａに示される３点位置にあるので、測定皿１０は、傾きを回避してロードセルセンサ１１Ａ〜１１Ｃに支持される。

本発明の特徴として、測定皿１０は底部１０Ａを有し、底部１０Ａから立上がる壁１０Ｂを介して前記周縁部１０Ｃに繋がる形状を成している。そして、底部１０Ａは、コ字状のベースブロック２の内側領域に配置されている。この際、測定皿１０の周縁部１０Ｃは、ベースブロック２、ロードセルセンサ１１Ａ〜１１Ｃ及び金属球Ｍの上に位置する。

したがって、底部１０Ａは、図５及び図６において明らかに示されるように、ベースブロック２、ロードセルセンサ１１Ａ〜１１Ｃ及び金属球Ｍの合計の高さｈより下方(高さh0)に位置づけられる。

かかる本発明の特徴により、図５に矢印で示される様にベット等の重量物をスライドして測定皿１０上に置くことが容易である。図５では、重量物の脚に有するキャスタ４を転がして測定皿１０の受け皿部１０Ａ上に位置づける例を示している。

図７は、かかる図５に示す本発明の荷重スケールをベットの重量(患者重量を含む)を測定する荷重スケールとして使用する例を示している。

本発明に従う荷重スケール１００をベットの脚数に対応して４個用意し、それぞれの測定皿１０上にベットの脚部のキャスタ２１を転がして測定皿１０上に位置づけて測定が行われる。

図３に示した先に本発明者が開発した荷重スケールを用いる場合に比べ、ベットの脚を測定皿１０上に位置づける際に、ベットを持ち上げる必要は無く、作業は一人で容易に行うことが可能である。

図８は、本発明の荷重スケールを用いて構成される荷重スケールシステムの実施例を示す図である。伸縮自在の連結棒３０の両端に同一構成の本発明に従う荷重スケール１００Ａ，１００Ｂを取り付ける。図８に示すシステムでは、二本の連結棒に取り付けられた４個の荷重スケール１００Ａ〜１００Ｄを有している。

４個の荷重スケール１００Ａ〜１００Ｄのそれぞれの検出出力は、一つの荷重スケール１００Ａを経由して演算表示部１１０に接続ケーブル１０１Ａ，１０１Ｂを通して入力される。

図９は、荷重スケール１００Ａ〜１００Ｄに共通な平面図と断面図である。図６に示した、単一の荷重スケールの構造と基本的に同じ構成であるが、図６では示されていない、回路基板１２が示されている。すなわち、回路基板１２は、測定皿１０の配置位置を避けて搭載されている。

図１０は、図８に示す荷重スケールシステムの回路ブロックの実施例構成を示す図である。荷重スケール１００Ａ〜１００Ｄのそれぞれには、３つロードセルセンサ（１１Ａ〜１１Ｃ）１０２を有し、それぞれの検出信号が対応するアンプ１０３により増幅されてアナログ／デジタル変換器１０４に入力される。

４つの荷重スケール１００Ａ〜１００Ｄの内の一つの荷重スケール１００Ａには、バッファ回路１０４と、セレクタ１０５を更に有している。

バッファ回路１０４は、荷重スケール１００Ａ〜１００Ｄのそれぞれのアナログ／デジタル変換器１０４から出力される３つのロードセルセンサ（１１Ａ〜１１Ｃ）１０２のそれぞれの検知出力、従って、都合１２のデジタル検出信号を入力し、バッファリングする。

セレクタ１０５は、バッファ回路１０４にバッファリングされたデジタル検出信号を時分割に切替えて、演算表示部１１０に送る。演算表示部１１０において、ＣＰＵ１１１は、ソフト書込み回路１１２によってＥＥＰＲＯＭ１１３に書き込まれている演算処理プログラムを読み出し、実行制御する。

演算プログラムにより実行される基本的動作は、バッファ回路１０４から送られた１２個のロードセルセンサセル１０２から出力された検出出力の総和を求め、荷重スケールに付与された荷重の重み値を算出するものである。算出された荷重の重み値は、ＳＲＡＭ１１４に格納され、またディスプレイ１１５に表示される。

図１０において、更に、電圧レギュレータ１０７Ａ，１０７Ｂは、ＡＣアダプタ１０８から供給されるＡＣ電圧を、対応する機能部に供給される必要な直流電圧に変換する。また、ＣＰＵ１１１は、荷重スケール１００Ａにおいて温度補償回路１０６で検知される温度情報に基づき必要により算出される荷重の重み値を補正する。

上記の荷重スケールシステムにより、ベッドサイズによらず、あるいは、ベットのみでなく、椅子等のサイズの異なる被測定対象部物にも容易に対応することが可能である。

図１１は、図８の荷重スケールシステムの適用例を示す図である。図１２は、図１１のシステム構造を説明する斜視図である。

図１１は、荷重スケールシステムを使用する一形態において使用される装置２００の正面を示す図である。装置２００は、図８に示した両端に荷重スケール１００を取り付けた連結棒３０の短縮した状態を有している。さらに、少なくとも一方側から上昇するスロープ部２０２と４個の荷重スケールの測定皿１０のそれぞれに乗せられる脚部２０３を備えた補助板２０１を有している。

図１１において、補助板２０１の脚部２０３が、図１２に分解して示すように、荷重スケール１００の測定皿１０に挿入される様に構成されている。かかる補助板２０１を用いることにより、図１３に示すように、車椅子に乗ったままの状態で被測定者の体重を量ることが容易である。

なお、上記実施の形態例において、ロードセルセンサにおける応力歪の検知機構としてピエゾ抵抗素子を用いた例を説明したが、本発明はこれに限られない。応力に応じて変化する容量、あるいは磁気変化等を検知するものであってもよい。

実施の形態例により接笑みしたように、本発明は、重力物を容易に測定皿に置くことが可能であり、医療用に限られず、広く重力物の重量測定に利用することが可能であるので、産業上寄与するところ大である。

従来例として荷重スケールに荷重を検知する荷重スケールを組み込んだベッド装置を示す図である。 圧縮型として使用されるロードセルセンサの構成を説明する図である。 本発明者により開発した荷重スケールの構成である。 図３の荷重スケールをベッド装置に使用する場合を説明する図である。 本発明に従う荷重スケールの実施例外観図である。 図５の荷重スケールの上面と断面を示す図である。 図５に示す本発明の荷重スケールをベット装置の重量(患者重量を含む)を測定する荷重スケールとして使用する例を示している。 本発明の荷重スケールを用いて構成される荷重スケールシステムの実施例を示す図である。 本発明に従う荷重スケールの共通な平面図と断面図である。 図８に示す荷重スケールシステムの回路ブロックの実施例を示す図である。 図８の荷重スケールシステムの適用例の正面図を示す図である。 図１１の荷重スケールシステムの適用例斜視図を示す図である。 図１１の荷重スケールシステムの適用例の使用状態を説明する図である。

符号の説明

１００ 荷重スケール
２ ベースブロック
１１Ａ〜１１Ｃ 荷重センサ
１０ 測定皿
１０Ａ 測定皿１０は底部
１０Ｂ 測定皿１０の立壁
１０Ｃ 測定皿の周縁部

Claims (10)

1. 周縁部の一部が開放された測定皿と、
   ベースブロック上に固定された３個のロードセルセンサを有し、
   前記ロードセルセンサの各々は、前記開放された一部を除く、前記測定皿の周縁部で、前記の周縁部の荷重を受ける様に配置され、
   前記ロードセルセンサとベースブロックの合わせた高さが、前記測定皿の深さよりも大となるよう構成されていることを特徴とする荷重スケール。
2. 請求項１において、
   前記３個のロードセルセンサにより３点で前記測定皿の周縁部で荷重を受け、更に前記３点は、略正三角形の各頂点に位置することを特徴とする荷重スケール。
3. 一辺が開放されたコ字状の３辺を有するベースブロックと、
   前記ベースブロックの３辺の各々の辺上で、略正三角形の各頂点に荷重受け点を有するように配置された３個のロードセルセンサと、
   前記ベースブロックのコ字状の３辺の内側に配置された受け皿部と、前記３個のロードセルセンサの各々の荷重受け点と接触する、前記受け皿部の野前記解放された一辺に対応する部分を除く３方に周辺部を備えた測定皿を有し、
   前記ベースブロックとロードセルセンサの合わせた高さが、前記測定皿の深さよりも大となるように構成されている
   ことを特徴とする荷重スケール。
4. 請求項１乃至３の何れかにおいて、
   前記ロードセルセンサの各々は、金属球を介して前記周縁部と点接触する様に構成されていることを特徴とする荷重スケール。
5. それぞれ伸縮可能の２本の連結棒と、
   前記２本の連結棒のそれぞれの両端に固定された、４個の荷重スケールを有し、
   前記４個の荷重スケールの各々は、
   周縁部の一部が開放された測定皿と、
   ベースブロック上に固定された３個のロードセルセンサを有し、
   前記ロードセルセンサの各々は、前記開放された一部を除く、前記測定皿の周縁部で、前記の周縁部の荷重を受ける様に配置され、
   前記ロードセルセンサとベースブロックの合わせた高さが、前記測定皿の深さよりも大となるよう構成され、
   さらに、前記連結棒の両端に固定された荷重スケールの前記測定皿の開放された周縁部の一部が同じ側に向くように配置されている
   ことを様に特徴とする荷重スケールシステム。
6. 請求項５において、
   前記３個のロードセルセンサにより３点で前記測定皿の周縁部で荷重を受け、更に前記３点は、略正三角形の各頂点に位置することを特徴とする荷重スケール。
7. それぞれ伸縮可能の２本の連結棒と、
   前記２本の連結棒のそれぞれの両端に固定された、４個の荷重スケールを有し、
   前記４個の荷重スケールの各々は、
   一辺が開放されたコ字状の３辺を有するベースブロックと、
   前記ベースブロックの３辺の各々の辺上で、略正三角形の各頂点に荷重受け点を有するように配置された３個のロードセルセンサと、
   前記ベースブロックのコ字状の３辺の内側に配置された受け皿部と、前記３個のロードセルセンサの各々の荷重受け点と接触する、前記受け皿部の前記解放された一辺に対応する部分を除く３方に周辺部を備えた測定皿を有し、
   前記ベースブロックとロードセルセンサの合わせた高さが、前記測定皿の深さよりも大となるように構成され、
   さらに、前記連結棒の両端に固定された荷重スケールの前記開放された一辺が同じ側に向くように配置されている
   ことを様に特徴とする荷重スケールシステム。
8. 請求項５乃至７の何れかにおいて、
   さらに、前記４個の荷重スケールの出力を入力し、それらの出力の総和に基づき、前記４個の荷重スケールに与えられる荷重値を計算する回路部を有することを特徴とする荷重スケールシステム。
9. 請求項５乃至７の何れかにおいて、
   さらに、前記４個の荷重スケールの測定皿のそれぞれに脚部のキャスタが乗せられるベットを有し、前記ベット上の被測定者の体重を測定可能とした
   ことを特徴とする荷重スケールシステム。
10. 請求項５乃至７の何れかにおいて、
    さらに、前記４個の荷重スケールの測定皿のそれぞれに乗せられた脚部を備え、前記脚部上に設けられ、少なくとも一方側から上昇するスロープ部を有する床部材を有し、前記床部材上に車椅子を位置づけ可能とした
    ことを特徴とする荷重スケールシステム。

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