JP2006266894A - ベッドの荷重検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】 ベッドの脚部が載置される載置板の高さを低く抑えたベッドの荷重検出器を提供すること。
【解決手段】 荷重検出器１は、起歪板10と、起歪板10の上側に配置され、ベッドの脚部が載置されるとともに、荷重を起歪板10に伝達する載置板２と、起歪板10の歪みを検出し、荷重の検出に用いられる信号を出力する歪み検出センサR1、R3とを備える。起歪板10は、載置板２から伝達された荷重を受けることにより歪むものである。載置板２の上面の略中央部に、ベッドの脚部が入り込む凹入部３が形成されている。載置板２の下面における凹入部３に対応する位置に凸部４が形成されている。起歪板10の略中央部における載置板２の凸部４に対応する位置に開孔11が設けられている。そして、起歪板10の開孔11の内側に凸部４が配置されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ベッドの荷重検出器、ベッド上に被験者が在床しているか否かを検出するベッドの在床検出装置、ベッドの在床検出方法及びベッドの在床監視システムに関する。

医療施設、老人施設、介護施設等では、病人、乳幼児、高齢者などの被験者の健康を把握するために、例えばベッド上に睡眠や休息等のために在床（滞在）している被験者の体動、呼吸数、脈拍数（心拍数）などの生体情報を計測する生体情報計測装置が開発されている。

また、ベッド上に被験者が在床しているか否かを検出する装置として、ベッドの脚部にロードセルを付設し、このロードセルからの出力信号に基づいて被験者の在床・離床を検出するようにしたものが知られている（例えば特許文献１）。

また、ベッドの脚部とベッド設置面との間に介在される、ベッドの荷重検出器として、基体の上面に、感歪抵抗体が装着されたセンサ基板を設置し、その上側に、ベッドの脚部の荷重を受けて感歪抵抗体を起歪させる荷重受け板を配置したものも知られている（例えば特許文献２）。
特開２００３−７９５８５号公報 特開２０００−１０５８８４号公報

ところで、ベッドの荷重検出器は、該荷重検出器に備えられた所定の載置部上にベッドの脚部が載置されることにより、ベッドの荷重を検出するものとなされているが、この荷重検出器によれば、載置部の高さが高いと、その分だけベッド寝床面のベッド設置面からの高さが高くなるので、被験者のベッド上への在床・離床が困難になる虞があるし、更には、ベッドの脚部の荷重検出器上への載置作業や荷重検出器上からの降ろし作業が困難になる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ベッドの脚部が載置される載置板の高さを低く抑えたベッドの荷重検出器、これを備えたベッドの在床検出装置、前記荷重検出器を用いたベッドの在床検出方法及び前記荷重検出器を備えたベッドの在床監視システムを提供することにある。

本発明は以下の手段を提供する。

［１］ 起歪板と、前記起歪板の下面の周縁部に下方突出状に設けられ、該起歪板をベッド設置面に対して上方に離間状態に支持する複数個の支持脚部と、前記起歪板の上側に配置され、ベッドの脚部が載置されるとともに、荷重を前記起歪板に伝達する載置板と、歪み検出センサと、を備え、前記起歪板は、前記載置板から伝達された荷重を受けることにより歪むものであり、前記歪み検出センサは、前記起歪板の歪みを検出し、ベッドの荷重の検出に用いられる信号を出力するものであり、前記載置板の上面の略中央部に、ベッドの脚部が入り込む凹入部が形成されるとともに、前記載置板の下面における前記凹入部に対応する位置に凸部が形成される一方、前記起歪板の略中央部における前記載置板の凸部に対応する位置に開孔が設けられ、前記起歪板の開孔の内側に前記載置板の凸部が配置されていることを特徴とするベッドの荷重検出器。

［２］ 前記載置板の凹入部は、プレス加工により形成されたものであり、前記載置板の凸部は、前記プレス加工に伴い形成されたものである前項１記載のベッドの荷重検出器。

［３］ 前記歪み検出センサとして歪みゲージが前記起歪板に装着されている前項１又は２記載のベッドの荷重検出器。

［４］ 前記起歪板の上下両面の少なくとも一方の面における前記開孔の両側部に、それぞれ、前記歪み検出センサとして歪みゲージが装着され、これらの歪みゲージが組み込まれたブリッジ回路からの電気的な出力信号が、ベッドの荷重の検出に用いられる前項１又は２記載のベッドの荷重検出器。

［５］ 前記起歪板の上下両面の少なくとも一方の面における前記開孔の両側部に、それぞれ、該起歪板の歪み方向を規制する溝部が設けられ、更に、前記起歪板の上下両面の少なくとも一方の面における前記開孔の両側部に、それぞれ、前記歪み検出センサとして歪みゲージが前記溝部に交差する状態に装着され、これらの歪みゲージが組み込まれたブリッジ回路からの電気的な出力信号が、ベッドの荷重の検出に用いられる前項１又は２記載のベッドの荷重検出器。

［６］ 前記起歪板の上下両面の少なくとも一方の面における前記開孔の長さ方向両側部に、それぞれ、該起歪板の歪み方向を規制する溝部が前記起歪板の長さ方向に延びて設けられ、更に、前記起歪板の上下両面の少なくとも一方の面における前記開孔の長さ方向両側部に、それぞれ、前記歪み検出センサとして歪みゲージが前記溝部に交差する状態に装着され、これらの歪みゲージが組み込まれたブリッジ回路からの電気的な出力信号が、ベッドの荷重の検出に用いられ、前記支持脚部は、前記起歪板の下面の周縁部における、前記溝部に対して線対称の位置に、それぞれ設けられており、前記起歪板と前記載置板との間に、前記載置板を前記起歪板に対して上方に離間状態に支持する複数個の支持体が介在され、前記支持体は、前記起歪板の上面の周縁部における、前記各支持脚部に対応する位置と前記溝部との間の、前記溝部に対して線対称の位置に、それぞれ配置されており、前記載置板からの荷重が前記支持体を介して前記起歪板に伝達されるものとなされている前項１又は２記載のベッドの荷重検出器。

［７］ 前記支持体は、支持ボールか、又は前記載置板への支持部が略半球状に形成されたものである前項６記載のベッドの荷重検出器。

［８］ 前記起歪板における前記開孔の長さ方向両側部に、それぞれ、幅狭部が局部的に形成されている前項６又は７記載記載のベッドの荷重検出器。

［９］ 更に、前記起歪板の下側に配置された底板を備え、前記底板に前記載置板が締結部材により締結されている前項１〜８のいずれか１項記載のベッドの荷重検出器。

［１０］ 前記起歪板の周縁部に、前記締結部材としてねじが挿通される複数個のねじ挿通孔が設けられ、前記底板に前記載置板が、前記各ねじ挿通孔に挿通されたねじにより締結されている前項９記載のベッドの荷重検出器。

［１１］ 前記底板に前記各支持脚部を突出させるための孔部が設けられる前項９又は１０記載のベッドの荷重検出器。

［１２］ 前記起歪板が押出材で形成されている前項１〜１１のいずれか１項記載のベッドの荷重検出器。

［１３］ 前記起歪板がアルミダイカストで形成されている前項１〜１１のいずれか１項記載のベッドの荷重検出器。

［１４］ 前項１〜１３のいずれか１項記載のベッドの荷重検出器と、前記荷重検出器の歪み検出センサからの出力信号に基づいて、ベッド上に被験者が在床しているか否かを演算する演算手段と、を備えていることを特徴とするベッドの在床検出装置。

［１５］ 更に、前記演算手段の演算結果を表示する表示手段を備えている前項１４記載のベッドの在床検出装置。

［１６］ 更に、前記演算手段の演算結果に基づいて警報を発する警報手段を備えている前項１４又は１５記載のベッドの在床検出装置。

［１７］ 更に、前記演算手段の演算結果を送信する通信手段を備えている前項１４〜１６のいずれか１項記載のベッドの在床検出装置。

［１８］ 前項１〜１３のいずれか１項記載のベッドの荷重検出器をベッド設置面上に載置するとともに、該荷重検出器の載置板上にベッドの脚部を載置し、この状態で、前記荷重検出器の歪み検出センサからの出力信号を用いてベッド上に被験者が在床しているか否かを検出することを特徴とするベッドの在床検出方法。

［１９］ 前項１〜１３のいずれか１項記載のベッドの荷重検出器と、前記荷重検出器の歪み検出センサからの出力信号に基づいて、ベッド上に被験者が在床しているか否かを演算する演算手段と、前記演算手段の演算結果を表示する表示手段と、前記演算手段の演算結果に基づいて警報を発する警報手段と、前記演算手段の演算結果を送信する通信手段と、を備えていることを特徴とするベッドの在床監視システム。

本発明は次の効果を奏する。

［１］の発明では、荷重検出器の載置板の上面の凹入部にベッドの脚部が入り込んだ状態でベッドの荷重が検出される。そのため、載置板の上面におけるベッド脚部の載置位置を確実に決定することができるし、更に、載置板の上面上に載置したベッド脚部の不慮の位置ずれをできる限り防止することができる。

さらに、載置板の下面の凸部は起歪板の開孔の内側に配置されているので、載置板の高さを低く抑えることができる。

［２］の発明では、載置板の凹入部を容易に形成することができる。

［３］の発明では、起歪板の歪みを確実に検出することができる。

［４］の発明では、起歪板の歪みを精度良く検出することができる。

［５］の発明では、起歪体を所定方向に確実に歪ませることができる。さらに、起歪板の歪みを更に精度良く検出することができる。

［６］の発明では、起歪板を所定方向に確実に歪ませることができる。さらに、起歪板の歪みを更に精度良く検出することができる。さらに、起歪板の歪み量が、載置板の上面におけるベッド脚部の載置位置に依存する不具合について、出来る限り防止することができる。

［７］の発明では、載置板からの荷重を起歪板に確実に伝達することができる。

［８］の発明では、起歪板を所定方向に更に確実に歪ませることができる。

［９］の発明では、起歪板の上側において載置板の安定性が向上する。

［１０］の発明では、載置板と起歪板と底板とをしっかりと順次連結することができる。

［１１］の発明では、支持脚部を底板の孔部を介して突出させることができる。

［１２］の発明では、起歪板をコスト的に有利に製作することができる。

［１３］の発明では、起歪板をコスト的に有利に製作することができる。

［１４］の発明では、上記［１］〜［１３］のいずれかの発明の効果を奏する上、更に、ベッド上に被験者が在床しているか否かを確実に検出することができる。

［１５］の発明では、演算手段の演算結果を確実に表示することができる。

［１６］の発明では、演算手段の演算結果が設定範囲外になった場合に看護師、看護師、監視者等に警報で知らせることができる。

［１７］の発明では、ベッド上に被験者が在床しているか否かについて遠隔地で検出することができる。

［１８］の発明では、上記［１］〜［１３］のいずれかの発明の効果を奏する上、更に、ベッド上に被験者が在床しているか否かを確実に検出することができる。

［１９］の発明では、上記［１］〜［１３］のいずれかの発明の効果を奏する上、更に、ベッド上に被験者が在床しているか否かについて確実に監視することができる。

次に、本発明の幾つかの実施形態について図面を参照して以下に説明する。

図１において、（１）は本発明の第１実施形態に係るベッドの荷重検出器、（30）は本発明の一実施形態に係るベッドの在床検出装置である。また、（50）はベッドである。

ベッド（50）は、医療施設、介護施設、一般家庭等で使用されるものであり、平面視四角形状に形成されている。このベッド（50）は複数個の脚部を有しており、具体的には、被験者（図示せず）の左頭部側の脚部と、右頭部側の脚部と、左脚部側の脚部と、右脚部側の脚部との合計４個の脚部を有している。本実施形態では、ベッド（50）の各脚部は、ベッド（50）の移動時にベッド設置面（55）上を走行する回転自在なベッド移動用キャスタ（51）から形成されている。

このベッド（50）上には、被験者として、健康人、病人、乳幼児、高齢者等が睡眠、休息、診察、検査等のために横臥姿勢等で在床する。

なお本発明において、ベッド（50）としては、睡眠用や休息用ベッドに限定されず、診察台、検査台、ストレッチャー、ソファー等であっても良い。

ベッドの在床検出装置（30）は、ベッド（50）上に被験者が在床しているか否かを検出するためのものである。

而して、本実施形態のベッドの荷重検出器（１）は、上記在床検出装置（30）に使用されるものであり、詳述すると、ベッド設置面（55）上においてベッド（50）の複数個の脚部としての４個のキャスタ（51）（51）（51）（51）の下にそれぞれ敷かれて使用されるものであり、すなわち、ベッド設置面（55）とベッド（50）の各キャスタ（51）との間に介在されて使用されるものである。なお、ベッド設置面（55）は、病室、診察室、検査室又は寝室の床面等からなる。

ここで説明の便宜上、本実施形態では、荷重検出器（１）がベッド設置面（55）上に載置されて使用される状態において、ベッド（50）の長さ方向に沿う方向を、荷重検出器（１）やその各構成部材の長さ方向（ａ）といい、ベッド（50）の幅方向に沿う方向を、荷重検出器（１）やその構成部材の幅方向（ｂ）という（図２及び３参照）。なお本発明では、最大２０００Ｎ（２００ｋｇｆ）の荷重が１個の荷重検出器（１）に掛かることを想定している。

荷重検出器（１）は、図１〜図７に示すように、起歪板（10）と、４個の支持脚部（22）（22）（22）（22）と、載置板（２）と、底板（25）と、歪み検出センサとしての２個の歪みゲージ（R1）（R3）とを備えている。

起歪板（10）は、弾性的に屈曲可能な材料からなり、具体的にはアルミニウム（その合金を含む。以下同じ。）の押出材で形成されている。この起歪板（10）は、図５〜図７に示すように平面視略四角形状に形成されており、更にこの起歪板（10）の略中央部に、後述するように平面視略四角形状の開孔（11）が設けられ、これにより、起歪体（10）は平面視ロ字状に形成されている。この起歪体（10）の詳細な構成については後述する。

支持脚部（22）は、アルミニウム又はプラスチック製のもので、図３、図４及び図７に示すように、起歪板（10）をベッド設置面（55）に対して上方に離間状態に支持するのであり、起歪板（10）の下面の周縁部の４個の所定箇所にそれぞれねじ（15）により取外し可能に下方突出状に取り付けられている。図７において、（16）は、起歪板（10）に設けられ、ねじ（15）が挿通されるねじ挿通孔であり、（23）は、支持脚部（22）に設けられ、ねじ（15）が螺合するねじ孔である。この支持脚部（22）の起歪板（10）への取付け箇所については後述する。

一方、起歪板（10）は、図４に示すように該起歪板（10）をベッド設置面（55）上に載置すると、これらの支持脚部（22）（22）（22）（22）によってベッド設置面（55）に対して上方に僅かに離間した状態で水平に支持される。このようにして、起歪板（10）が支持脚部（22）（22）（22）（22）に弾性的に屈曲可能に支持されている。

載置板（２）は、塑性加工可能な材料からなり、具体的には鋼製のものであり、図３に示すように平面視略四角形状に形成されている。この載置板（２）は、起歪板（10）の上側に該起歪板（10）に対して上方に僅かに離間した状態で水平に配置されるものである。この載置板（２）の上面上にはベッド（50）のキャスタ（51）が載置されるものであって、ベッド（50）のキャスタ（51）の荷重を載置板（２）は起歪板（10）に伝達するものである。

また、載置板（２）の周縁にはその全周に亘って下方突出状の周壁部（５）が一体形成されている。

起歪板（10）は、載置板（２）から伝達された荷重を受けることにより弾性的に屈曲（撓曲）して歪むものとなされている。

歪み検出センサとしての２個の歪みゲージ（R1）（R3）は、それぞれ起歪板（10）の所定位置に接着剤により貼り付けられて固着されている。この歪みゲージ（R1）（R3）の起歪板（10）への装着位置は後述する。

底板（25）は、平面視略四角形状に形成されており、鋼製のもので、図４及び図７に示すように起歪板（10）の下側にベッド設置面（55）に対して上方に僅かに離間した状態で水平に配置されている。この底板（25）には、起歪板（10）の各支持脚部（22）を突出させるための孔部（26）が合計４個設けられている。支持脚部（22）はこの孔部（26）を介して下方に突出している。そして、この状態で、底板（25）に載置板（２）が締結部材としてのねじ（６）により分離可能に締結されている。図７において、（７）は、載置板（２）の周縁部に設けられ、ねじ（６）が挿通されるねじ挿通孔であり、（28）は、底板（25）の周縁部に設けられ、ねじ（６）が螺合するねじ孔である。このように底板（25）に載置板（２）がねじ（６）により締結された状態において、このねじ（６）は、起歪板（10）の周縁部に設けられたねじ挿通孔（20）に挿通されている。したがって、載置板（２）と起歪板（10）と底板（25）とは、このねじ（６）により順次連結されている。

また、底板（25）の上面の端部には、電子制御素子（29a）を搭載した基板（29）が取り付けられている。さらに、この基板（29）には、ホイートストンブリッジ回路（24）を構成する４個の抵抗体のうち２個の抵抗体として、固定抵抗（ダミー抵抗）（R2）（R4）が２個装着されている。

また、底板（25）の周縁にはその全周に亘って上方突出状の周壁部（27）が一体形成されている。

而して、図３及び図４に示すように、載置板（２）の上面の中央部における、該載置板（３）の幅方向（ｂ）の一方側に若干ずれた位置には、平面視略四形状の凹入部（３）が形成されている。この凹入部（３）には、荷重検出時においてベッド（50）のキャスタ（51）が入り込むものである（図２参照）。一方、図４（Ａ）に示すように、載置板（２）の下面における凹入部（３）に対応する位置には、凸部（４）が形成されている。

載置板（２）の凹入部（３）は、機械プレス機や油圧プレス機等の所定のプレス機を用いたプレス加工により形成されたものである。また、載置板（２）の凸部（４）は、この凹入部（３）についてのプレス加工に伴い形成されたものである。

一方、図３〜図６に示すように、起歪板（10）の中央部における載置板（２）の凸部（４）に対応する位置には、平面視が載置板（２）の凸部（４）に対応した形状である略四角形状の前記開孔（11）が、該起歪板（10）の厚さ方向に貫通して設けられている。この開孔（11）は、載置板（２）の凸部（４）よりも若干大口径のものである。そして、図４（Ａ）に示すように、この開孔（11）内に載置板（２）の凸部（４）が遊嵌されており、すなわち開孔（11）の内側に凸部（４）が、開孔（11）の周縁と凸部（４）との間に隙間が存在する状態にして凸部（４）が開孔（11）の内側で下降変位可能になるように配置されている。

また、図５及び図６に示すように、起歪板（10）の上下両面における開孔（11）の長さ方向（ａ）両側部には、それぞれ、該起歪板（10）の歪み方向を規制する溝部（12）が起歪板（10）の長さ方向（ａ）に真直に延びて設けられている。これにより、起歪体（10）が下方向の荷重を受けると、起歪体（10）はこの溝部（12）を通る中心線（Ｐ）を中心に下側へ折れるように屈曲（撓曲）して歪むものとなされている。

さらに、起歪板（10）の上面における開孔（11）の長さ方向（ａ）両側部には、それぞれ、溝部（12）と同一深さの凹所（13）が溝部（12）に直交して設けられるとともに、この各凹所（13）の底面に、前記歪みケージ（R1）（R3）が溝部（12）に直交する状態に接着剤により貼り付けられて固着されている。

さらに、これら２個の歪みゲージ（R1）（R3）は抵抗体として、基板（29）に装着された２個の固定抵抗（R2）（R4）と共に、図８に示すようにホイートストンブリッジ回路（24）に組み込まれている。本実施形態では、このブリッジ回路（24）からの電気的な出力信号としての出力電圧が、ベッド（50）の荷重の検出に用いられるものとなされており、さらに、この出力電圧は、後述する在床検出装置（30）の演算手段（31）において、ベッド（50）上に被験者が在床しているか否かについての検出に用いられるものとなされている。なお、起歪板（10）が溝部（12）を通る線（Ｓ）を中心に下側へ折れるように屈曲して歪みと、各歪みゲージ（R1）（R3）には圧縮力が加わることになる。

また、起歪板（10）における開孔（11）の長さ方向（ａ）両側部には、その両側縁部にそれぞれ平面視略く字状の切欠き部（14）（14）が設けられることにより、それぞれ局部的に幅狭な幅狭部（21）（21）が形成されている。

支持脚部（22）は、起歪板（10）の下面の周縁部における、溝部（12）に対して線対称の位置に、つまり溝部（12）を通る中心線（Ｓ）を対称線とする線対称の位置に、それぞれ、ねじ（15）により取り付けられている。本実施形態では、支持脚部（22）は起歪板（10）の下面の各角隅部に取り付けられている。

また、図４に示すように、起歪板（10）と載置板（２）との間には、載置板（２）を起歪板（10）に対して上方に離間状態に支持する支持体（18）として鋼製の４個の支持ボール（18a）（18a）（18a）（18a）が介在されている。

この支持ボール（18a）は、起歪板（10）の上面の周縁部における、各支持脚部（22）に対応する位置と溝部（12）との間の、溝部（12）に対して線対称の位置に、それぞれ配置されている。載置板（２）からの荷重は、これらの支持ボール（18a）（18a）（18a）（18a）を介して起歪板（10）に伝達されるものとなさている。

なお、（17）は、起歪板（10）の上面の所定位置に設けられ、支持ボール（18a）を受けるための窪み部である。支持ボール（18a）は、その一部がこの窪み部（17）に入り込こむことにより、該窪み部（17）で受けられ、これにより起歪板（10）の上面上における支持ボール（18a）の不慮の位置ずれが防止されるものとなさている。（19）は、各支持ボール（18a）を受けるための受け板であり、載置板（２）の下面の所定箇所に固着されている。

なお本発明では、支持体（18）は、支持ボール（18a）ではなく、載置板（２）への支持部が半球状に形成された支持体（図示せず）であっても良い。

而して、本実施形態のベッドの在床位置検出装置（30）は、図１に示すように、上記４個の荷重検出器（１）（１）（１）（１）と、演算手段（31）と、表示手段（35）と、警報手段（36）と、通信手段（37）とを備えている。

演算手段（31）は、荷重検出器（１）の歪み検出センサからの出力信号に基づいて、ベッド（50）上に被験者が在床しているか否かを演算するものである。本実施形態では、荷重検出器（１）の歪み検出センサからの電気的な出力信号として、ブリッジ回路（24）からの出力電圧が用いられる。

表示手段（35）は、演算手段（31）の演算結果を表示するものである。

警報手段（36）は、演算手段（31）の演算結果に基づいて警報を発するものである。

通信手段（37）は、演算手段（31）の演算結果を送信するものである。

演算手段（31）では、図９に示すように、各ブリッジ回路（24）（24）（24）（24）からの出力電圧が増幅部（32）において増幅されたのち、Ａ／Ｄ変換部（アナログ／デジタル変換部）（33）においてデジタル信号に変換される。そして、この信号がコンピュータ等からなる中央演算処理部（34）に送信される。中央演算処理部（34）では、この送信されたデジタル信号に基づいて所定のプログラムに従ってベッド（50）上に被験者が在床しているか否かを演算する。

なお本発明では、演算手段（31）の中央演算処理部（34）では、更に、ベッド（50）上における被験者の重心位置（即ち被験者の在床位置）を演算したり、被験者のベッド（50）からの落下について事前に予知することを演算したりしても良い。

表示手段（35）では、演算手段（31）の演算結果として、ベッド（50）上に被験者が在床しているか否かに関する情報が、所定のモニタテレビ等のディスプレイにリアルタイムに表示される。

通信手段（37）では、演算手段（31）の演算結果として、ベッド（50）上に被験者が在床しているか否かに関する情報が、電話回線網、インターネット、有線ＬＡＮ、無線ＬＡＮ等の所定の有線通信網又は無線通信網を介して遠隔地として看護センタ等の監視室や携帯電話（ＰＨＳを含む。）へ送信される。

警報手段（36）では、演算手段（31）の演算結果として、ベッド（50）上に被験者が在床しているか否かに関する情報が設定範囲外になった場合、例えばベッド（50）上に在床していた被験者が離床した場合に、警報が看護師、介護者、監視者等に対して発せられる。

次に、上記荷重検出器（１）及び上記在床検出装置（30）を用いて遂行されるベッドの在床検出方法について、以下に説明する。

まず図１に示すように、ベッド設置面（55）上における、ベッド（50）の４個のキャスタ（51）（51）（51）（51）に対応する位置に、それぞれ、荷重検出器（１）を載置する。次いで、ベッド（50）の各キャスタ（51）を、対応する荷重検出器（１）の載置板（２）の上面の凹入部（３）に入り込ませて載置する。詳述すると、キャスタ（51）を、対応する載置板（２）の凹入部（３）の底面上に載置する。

次いで、ベッド（50）上に被験者が在床して横臥姿勢等になる。こうしてベッド（50）上に被験者が在床することにより、各荷重検出器（１）の載置板（２）は対応するキャスタ（51）を介してベッド（50）の荷重を受け、その荷重が支持ボール（18a）（18a）（18a）（18a）を介して起歪板（10）に伝達される。すると、起歪板（10）が溝部（12）を通る中心線（Ｓ）を中心に折れるように弾性的に屈曲（撓曲）し、これにより起歪板（10）に歪みが生じる。この歪みが、歪み検出センサとしての２個の圧縮側の歪みゲージ（R1）（R3）と、２個の固定抵抗（R2）（R4）とが組み込まれたブリッジ回路（24）によって検出される。そして、各ブリッジ回路（24）からの電気的な出力信号としての出力電圧が、信号線（38）を介して演算手段（31）に送信される。この送信された出力電圧に基づいて演算手段（31）によりベッド（50）上に被験者が在床しているか否かが演算される。

演算手段（31）の演算結果、即ちベッド（50）上に被験者が在床しているか否かの情報は、表示手段（35）により表示されるとともに、通信手段（37）により所定の遠隔地や携帯電話へ送信される。また、ベッド（50）上に在床していた被験者が離床した場合には、警報手段（26）により警報が発せられる。

次に、演算手段（31）の中央演算処理部（34）で実行される処理について、図１０を参照して以下に説明する。

ステップＳ１では、運転開始直後において、４個の荷重検出器（１）（１）（１）（１）のブリッジ回路（24）（24）（24）（24）からの出力電圧が正常か否かについて判定が行われる。正常と判定された場合には、「Ｙｅｓ」としてステップＳ３へ進む。一方、異常と判定された場合には、「Ｎｏ」としてステップＳ２へ進み、異常発生警報が警報手段（36）により発せられる。

ステップＳ３では、各ブリッジ回路（24）（24）（24）（24）からの出力電圧に基づいて荷重の合計値Ｗを計算する。次いで、ステップＳ４へ進む。なお、荷重の合計値Ｗは、次式（ｉ）で導出される。

Ｗ＝Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４ …（ｉ）
上記式（ｉ）において、Ｗ１〜Ｗ４は、それぞれ各ブリッジ回路（24）（24）（24）（24）からの出力電圧に対応する荷重であり、それぞれ次式で導出される。すなわち、Ｗ１＝Ａ１×Ｖ１＋Ｂ１、Ｗ２＝Ａ２×Ｖ２＋Ｂ２、Ｗ３＝Ａ３×Ｖ３＋Ｂ３、Ｗ４＝Ａ４×Ｖ４＋Ｂ４である。なお、Ｖ１〜Ｖ４はそれぞれ各ブリッジ回路（24）（24）（24）（24）からの出力電圧である。また、Ａ１〜Ａ４及びＢ１〜Ｂ４は、それぞれ予め決定された値である。

ステップＳ４では、ベッド（50）上に被験者が在床していない状態で風袋処理が行われ、被験者のみの荷重（体重）が計測される。次いで、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、荷重の合計値Ｗが、ベッド（50）上に被験者が在床していると判断する基準の設定値ＷＵ（これを「在床判断の基準設定値ＷＵ」という。）以上であるか否かについて判定が行われる。つまり、図１１に示すように、荷重の合計値Ｗが在床判断の基準設定値ＷＵ以上（即ちＷ≧ＷＵ）であると判定された場合には、「Ｙｅｓ」としてＳ７へ進み、在床中として判断されて表示手段（35）により所定の在床情報が表示される。一方、荷重の合計値Ｗが在床判断の基準設定値ＷＵ未満（即ちＷ＜ＷＵ）であると判定された場合には、「Ｎｏ」としてステップＳ６に進み、不在中として判断されてステップＳ４に戻る。なお、在床判断の基準設定値ＷＵは、演算手段（31）に備えられた記憶部（図示せず）に予め設定記憶されている。

ステップＳ８では、荷重の合計値Ｗが、ベッド（50）上に在床している被験者がベッド（50）から離床したと判断する基準の設定値ＷＤ（これを「離床判断の基準設定値ＷＤ」という。）以下か否かについて判定が行われる。つまり、図１１に示すように、荷重の合計値Ｗが離床判断の基準設定値ＷＤ以下（即ちＷ≦ＷＤ）であると判定された場合には、「Ｙｅｓ」としてステップＳ９へ進み、離床と判断されてステップＳ４へ戻るとともに、ステップＳ１０へ進み、該ステップＳ１０で警報手段（36）により離床警報が発せられる。この警報をもとに被験者の起床や被験者のベッド（50）からの不慮の落下を知ることができる。一方、荷重の合計値Ｗが離床判断の基準設定値ＷＤを超えている（即ちＷ＞ＷＤ）と判定された場合には、「Ｎｏ」としてステップＳ７へ戻る。なお、離床判断の基準設定値ＷＤは、演算手段（31）に備えられた記憶部に予め設定記憶されている。

而して、本実施形態のベッドの荷重検出器（１）は、次の利点がある。

すなわち、この荷重検出器（１）は、載置板（２）の上面の略中央部に凹入部（３）が形成されていることから、この凹入部（３）にベッド（50）のキャスタ（51）を入り込ませた状態で、ベッド（50）の荷重が検出される。そのため、載置板（２）の上面におけるキャスタ（51）の載置位置を確実に決定することができるし、更には、載置板（２）上に載置されたキャスタ（51）の不慮の位置ずれを防止することができる。このような効果を確実に奏するために、図４（Ａ）において、凹入部（３）の深さｄは１〜５ｍｍの範囲に設定することが望ましい。ただし本発明では、ｄはこのような範囲であることに限定されるものではない。

さらに、載置板（２）の下面の凸部（４）が起歪板（10）の開孔（11）の内側に配置されているから、載置板（２）のベッド設置面（55）からの高さＨを低く抑えることができる。例えば、図４（Ａ）において、載置板（２）の上面の凹入部（３）のベッド設置面（55）からの高さｈを１７ｍｍ以下、更には１２ｍｍ以下に設定することが可能である。したがって、この荷重検出器（１）の載置板（２）上にベッド（50）のキャスタ（51）を載置しても、ベッド（50）の寝床面の高さはあまり上昇せず、もってベッド（50）の低床化を図ることができる。

また、載置板（２）の上面の凹入部（３）はプレス加工により形成されるとともに、載置板（２）の下面の凸部（４）はこのプレス加工に伴い形成されたものなので、載置板（２）の凹入部（３）を容易に形成することができる。

また、歪み検出センサとして歪みゲージ（R1）（R3）が起歪板（10）に装着されているので、起歪板（10）の歪みを確実に検出することができる。

また、起歪板（10）の上面における開孔（11）の長さ方向（ａ）両側部に、それぞれ、歪みゲージ（R1）（R3）が装着されるとともに、これらの歪みゲージ（R1）（R3）が組み込まれたブリッジ回路（24）からの出力電圧が、ベッド（50）の荷重の検出に用いられるものであるから、起歪板（10）の歪みを精度良く検出することができ、もってベッド（50）の荷重を精度良く検出することができる。

さらに、起歪板（10）の所定位置には、該起歪板（10）の歪み方向を規制する溝部（12）が設けられるとともに、この溝部（12）に直交する状態に歪みゲージ（R1）（R3）が装着されているので、起歪板（10）を所定方向に確実に歪ませることができる上、しかも起歪板（10）の歪みを更に精度良く検出することができる。

その上、支持脚部（22）は、起歪板（10）の下面の周縁部における、溝部（12）に対して線対称の位置に、それぞれ設けられており、起歪板（10）と載置板（２）との間に、載置板（２）を起歪板（10）に対して上方に離間状態に支持する支持体（18）が介在されており、支持体（18）は、起歪板（10）の上面の周縁部における、各支持脚部（22）に対応する位置と溝部（12）との間の、溝部（12）に対して線対称の位置に配置されており、更に、載置板（２）からの荷重が支持体（18）（18）（18）（18）を介して起歪板（10）に伝達されるものとなされている。したがって、この荷重検出器（１）によれば、起歪板（10）の歪み量が、載置板（２）の上面におけるキャスタ（51）の載置位置に依存する不具合について出来る限り防止することができ、すなわち起歪板（10）の歪み量のキャスタ載置位置依存度が殆どないという利点がある。

また、支持体（18）が支持ボール（18a）であるから、載置板（２）からの荷重を起歪板（10）に確実に伝達することができる。

また、起歪板（10）における開孔（11）の長さ方向（ａ）両側部に、それぞれ、幅狭部（21）（21）が局部的に形成されているので、起歪体（10）を所定方向に更に確実に歪ませることができる。

また、底板（25）に載置板（２）が締結部材としてねじ（６）により締結されているから、起歪板（10）の上側において載置板（２）の安定性が向上する。

さらに、底板（25）に載置板（２）が、起歪板（10）の周縁部に設けられたねじ挿通孔（20）に挿通された、締結部材としてのねじ（６）により締結されているので、載置板（２）と起歪板（10）と底板（25）とをしっかりと順次連結することができ、もって荷重検出器（１）が使用時に不本意に分解する不具合を確実に防止することができる。

また、底板（25）に各支持脚部（22）を突出させるための孔部（26）が設けられているので、支持脚部（22）をこの孔部（26）を介して下方へ確実に突出させることができる。

また、起歪板（10）が押出材で形成されているから、起歪板（10）をコスト的に有利に製作することができる。

本実施形態のベッドの在床検出装置（30）は、次の利点がある。

すなわち、在床検出装置（30）は、上記荷重検出器（１）を備えているので、該荷重検出器（１）による上記利点を有する上、更に、演算装置（30）と表示装置（35）と警報装置（36）と通信装置（37）とを備えているので、ベッド（50）上に被験者が在床しているか否かを確実に検出することができるし、演算手段（31）の演算結果を確実に表示することができるし、演算手段（31）の演算結果が設定範囲外になった場合、例えば、被験者が離床したり被験者がベッド（50）上から不慮に落下した場合に、看護師、介護者、監視者等に警報で知らせることができるし、ベッド（50）上に被験者が在床しているか否かについて遠隔地で検出することができる。

また、本発明の一実施形態に係るベッドの在床検出システムは、上記在床検出装置（30）における荷重検出器（１）、演算手段（31）、表示手段（35）、警報手段（36）及び通信手段（37）を備えている。したがって、この監視システムによれば、在床検出装置（30）による上記利点を有する上、更に、ベッド（50）上に被験者が在床しているか否かを確実に遠隔地等で監視することができる。

図１２は、本発明の第２実施形態に係るベッドの荷重検出器を説明するための図である。

この荷重検出器（１）では、同図（Ａ）に示すように、起歪板（10）の凹部（13）は、該起歪板（10）の上下両面の所定箇所にそれぞれ設けられている。そして、これらの凹部（13）の底面にそれぞれ歪みゲージ（R1）（R2）（R3）（R4）が装着されている。ブリッジ回路は、これらの歪みゲージ（R1）（R2）（R3）（R4）が組み込まれて形成されている。すなわち、このブリッジ回路には固有抵抗は組み込まれていない。

また、同図（Ｂ）に示すように、載置板（２）と底板（25）との間には、両者間の間隔を所定間隔に規制する部材としてカラー（９）が介在されおり、底板（25）に載置板（２）を締結するねじ（６）にこのカラー（９）が取り付けられることにより、載置板（２）と底板（25）との間の間隔が所定間隔に規制されている。

この荷重検出器（１）では、これをベッド設置面（55）上に載置することにより、起歪板（10）が支持脚部（22）で押されて上方へ移動し、該起歪板（10）が底板（25）に対して上方に僅かに離間状態に配置されるものとなされている。これにより、起歪板（10）の屈曲時に起歪板（10）が底板（25）に当接するのを防止できるようになっている。

この荷重検出器（１）の他の構成は上記第１実施形態と同じである。

以上で、本発明の幾つかの実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に示したものに限定されるものではなく、様々に設定変更可能である。

例えば、本発明では、起歪板（10）の歪みを規制する溝部（12）は、起歪板（10）の上下両面のいずれか一方の面だけに設けられていても良い。

また本発明では、起歪板（10）はアルミダイカストで形成されたものであっても良い。この場合には、起歪板（10）をコスト的に有利に製作することができる。また、起歪板（10）の材質はアルミニウム以外の金属であっても良いし、繊維強化プラスチック等のプラスチックであっても良い、また、アルミニウム載置板（２）及び底板（25）の材質は、鋼以外の金属であっても良いし、繊維強化プラスチック等のプラスチックであっても良い。また同じく、支持脚部（22）の材質も何ら限定されるものではない。また、支持脚部（22）の下面にベッド設置面（55）に対する滑り止め手段が施されていても良い。

また本発明では、歪みゲージ（R1）（R3）の起歪板（10）への取付け手段としては、接着剤による貼付けに限定されるものではなく、カシメ、ねじ止め、リベット止め、溶接（例：スポット溶接）、ろう付等が挙げられる。

また、歪み検出センサとして１個の歪みゲージが起歪板（10）に装着されていても良いし、３個や４個以上の歪みゲージが装着されていても良い。

また本発明では、支持体（18）は支持ボール（18a）に限定されるものではなく、例えば、起歪板（10）の上面又は載置板（２）の下面に突設された支持突部からなるものであっても良い。

また本発明では、歪み検出センサは、歪みゲージ以外のセンサ、例えば、導電エラストマーセンサ（導電性ゴムセンサや導電性樹脂センサ等）、電歪デバイスセンサ、圧電デバイスセンサ、磁歪デバイスセンサであっても良いし、これらのセンサからなる群から選択される１種又は２種以上のセンサであっても良い。

また、本発明では、ベッド（50）の脚部にベッド移動用キャスタが設けられていなくても良い。

なお本発明では、荷重検出器がベッド設置面上に載置されて使用される状態において、ベッドの幅方向に沿う方向が、荷重検出器やその構成部材の長さ方向であっても良い。

本発明は、ベッドの荷重検出器、ベッド上に被験者が在床しているか否かを検出するベッドの在床検出装置、ベッドの在床検出方法及びベッドの在床監視システムに利用可能である。

本発明の第１実施形態に係るベッドの荷重検出器及び在床検出装置を使用状態で示す概略斜視図である。 図１中のＸ部分の拡大図である。 同荷重検出装置の平面図である。 （Ａ）は図３中のＡ−Ａ線断面図、（Ｂ）は図３中のＢ−Ｂ線断面図である。 同荷重検出器の起歪板の平面図である。 （Ａ）は図５中のＣ−Ｃ線断面図、（Ｂ）は図５中のＤ−Ｄ線断面図、（Ｃ）は図５中のＥ−Ｅ線断面図である。 同荷重検出器の分解斜視図である。 同荷重検出器のブリッジ回路を示す図である。 同在床検出装置のブロック図である。 同在床検出装置の在床検出処理を示すフローチャート図である。 同在床検出装置において在床判断の基準設定値と離床判断の基準設定値とを説明するための、時間と荷重の合計値との関係を示す図（グラフ）である。 本発明の第２実施形態に係るベッドの荷重検出器を説明する図で、（Ａ）は、図３中のＢ−Ｂ線に対応する断面図、（Ｂ）は図３中のＦ−Ｆ線に対応する断面図である。

符号の説明

１…荷重検出器
２…載置板
３…凹入部
４…凸部
10…起歪板
11…開孔
12…溝部
13…凹所
14…切切欠き部
18…支持体
18a…支持ボール
21…幅狭部
22…支持脚部
24…ブリッジ回路
R1、R3…歪みゲージ（歪み検出センサ）
R2、R4…固有抵抗
25…底板
26…孔部
30…在床検出装置
31…演算手段
32…増幅部
33…Ａ／Ｄ変換部
34…中央演算処理部
35…表示手段
36…警報手段
37…通信手段
38…信号線
50…ベッド
51…キャスタ（脚部）
55…ベッド設置面

Claims (19)

1. 起歪板と、
   前記起歪板の下面の周縁部に下方突出状に設けられ、該起歪板をベッド設置面に対して上方に離間状態に支持する複数個の支持脚部と、
   前記起歪板の上側に配置され、ベッドの脚部が載置されるとともに、荷重を前記起歪板に伝達する載置板と、
   歪み検出センサと、
   を備え、
   前記起歪板は、前記載置板から伝達された荷重を受けることにより歪むものであり、
   前記歪み検出センサは、前記起歪板の歪みを検出し、ベッドの荷重の検出に用いられる信号を出力するものであり、
   前記載置板の上面の略中央部に、ベッドの脚部が入り込む凹入部が形成されるとともに、前記載置板の下面における前記凹入部に対応する位置に凸部が形成される一方、
   前記起歪板の略中央部における前記載置板の凸部に対応する位置に開孔が設けられ、
   前記起歪板の開孔の内側に前記載置板の凸部が配置されていることを特徴とするベッドの荷重検出器。
2. 前記載置板の凹入部は、プレス加工により形成されたものであり、
   前記載置板の凸部は、前記プレス加工に伴い形成されたものである請求項１記載のベッドの荷重検出器。
3. 前記歪み検出センサとして歪みゲージが前記起歪板に装着されている請求項１又は２記載のベッドの荷重検出器。
4. 前記起歪板の上下両面の少なくとも一方の面における前記開孔の両側部に、それぞれ、前記歪み検出センサとして歪みゲージが装着され、
   これらの歪みゲージが組み込まれたブリッジ回路からの電気的な出力信号が、ベッドの荷重の検出に用いられる請求項１又は２記載のベッドの荷重検出器。
5. 前記起歪板の上下両面の少なくとも一方の面における前記開孔の両側部に、それぞれ、該起歪板の歪み方向を規制する溝部が設けられ、
   更に、前記起歪板の上下両面の少なくとも一方の面における前記開孔の両側部に、それぞれ、前記歪み検出センサとして歪みゲージが前記溝部に交差する状態に装着され、
   これらの歪みゲージが組み込まれたブリッジ回路からの電気的な出力信号が、ベッドの荷重の検出に用いられる請求項１又は２記載のベッドの荷重検出器。
6. 前記起歪板の上下両面の少なくとも一方の面における前記開孔の長さ方向両側部に、それぞれ、該起歪板の歪み方向を規制する溝部が前記起歪板の長さ方向に延びて設けられ、
   更に、前記起歪板の上下両面の少なくとも一方の面における前記開孔の長さ方向両側部に、それぞれ、前記歪み検出センサとして歪みゲージが前記溝部に交差する状態に装着され、
   これらの歪みゲージが組み込まれたブリッジ回路からの電気的な出力信号が、ベッドの荷重の検出に用いられ、
   前記支持脚部は、前記起歪板の下面の周縁部における、前記溝部に対して線対称の位置に、それぞれ設けられており、
   前記起歪板と前記載置板との間に、前記載置板を前記起歪板に対して上方に離間状態に支持する複数個の支持体が介在され、
   前記支持体は、前記起歪板の上面の周縁部における、前記各支持脚部に対応する位置と前記溝部との間の、前記溝部に対して線対称の位置に、それぞれ配置されており、
   前記載置板からの荷重が前記支持体を介して前記起歪板に伝達されるものとなされている請求項１又は２記載のベッドの荷重検出器。
7. 前記支持体は、支持ボールか、又は前記載置板への支持部が略半球状に形成されたものである請求項６記載のベッドの荷重検出器。
8. 前記起歪板における前記開孔の長さ方向両側部に、それぞれ、幅狭部が局部的に形成されている請求項６又は７記載記載のベッドの荷重検出器。
9. 更に、前記起歪板の下側に配置された底板を備え、
   前記底板に前記載置板が締結部材により締結されている請求項１〜８のいずれか１項記載のベッドの荷重検出器。
10. 前記起歪板の周縁部に、前記締結部材としてねじが挿通される複数個のねじ挿通孔が設けられ、
    前記底板に前記載置板が、前記各ねじ挿通孔に挿通されたねじにより締結されている請求項９記載のベッドの荷重検出器。
11. 前記底板に前記各支持脚部を突出させるための孔部が設けられる請求項９又は１０記載のベッドの荷重検出器。
12. 前記起歪板が押出材で形成されている請求項１〜１１のいずれか１項記載のベッドの荷重検出器。
13. 前記起歪板がアルミダイカストで形成されている請求項１〜１１のいずれか１項記載のベッドの荷重検出器。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項記載のベッドの荷重検出器と、
    前記荷重検出器の歪み検出センサからの出力信号に基づいて、ベッド上に被験者が在床しているか否かを演算する演算手段と、
    を備えていることを特徴とするベッドの在床検出装置。
15. 更に、前記演算手段の演算結果を表示する表示手段を備えている請求項１４記載のベッドの在床検出装置。
16. 更に、前記演算手段の演算結果に基づいて警報を発する警報手段を備えている請求項１４又は１５記載のベッドの在床検出装置。
17. 更に、前記演算手段の演算結果を送信する通信手段を備えている請求項１４〜１６のいずれか１項記載のベッドの在床検出装置。
18. 請求項１〜１３のいずれか１項記載のベッドの荷重検出器をベッド設置面上に載置するとともに、該荷重検出器の載置板上にベッドの脚部を載置し、この状態で、前記荷重検出器の歪み検出センサからの出力信号を用いてベッド上に被験者が在床しているか否かを検出することを特徴とするベッドの在床検出方法。
19. 請求項１〜１３のいずれか１項記載のベッドの荷重検出器と、
    前記荷重検出器の歪み検出センサからの出力信号に基づいて、ベッド上に被験者が在床しているか否かを演算する演算手段と、
    前記演算手段の演算結果を表示する表示手段と、
    前記演算手段の演算結果に基づいて警報を発する警報手段と、
    前記演算手段の演算結果を送信する通信手段と、
    を備えていることを特徴とするベッドの在床監視システム。

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