JP2008216155A - 体重計 - Google Patents

Abstract

【課題】 測定精度の低下をできるだけ抑えつつより小型化が可能な体重計を提供する。
【解決手段】 体重計は、足載せ台１と、足載せ台１の内部の四隅に設けられた荷重センサ１０Ｌ，１１Ｌ、１０Ｒ，１１Ｒと、表示部５とを備える。各荷重センサ１０Ｌ，１１Ｌ、１０Ｒ，１１Ｒは、それぞれ長手状のロードセル３０及び歪みゲージ３５を有する。各ロードセル３０は、その長手方向がＸ軸方向に一致するように配置されている。表示部５は足載せ台１の中央部に配置され、この表示部５の両側に足載せ領域１Ｌ，１Ｒが設定されている。足載せ領域１Ｌ，１Ｒは、当該足載せ領域の外側（端部）と傾斜角度が異なる。また、足載せ台１は、Ｙ軸方向の長さｂがＸ軸方向の長さａより短い。
【選択図】 図９

Description

本発明は、ロードセルを有する荷重センサを備えた体重計に関する。

ロードセルを有する荷重センサを用いた体重計は一般に、足載せ台と、この足載せ台の内部の四隅に設けられた荷重センサと、表示部とを備え、表示部が足載せ台の前側中央部に配置され、この表示部の左右両側が足載せ領域に設定されたものである。

このような体重計で体重を測定する場合、測定者は足載せ領域に左右の足を置いて足載せ台に載るが、各人の足のサイズや形状は様々であるので各人によって左右の足を足載せ領域に載せる位置が前後方向や左右方向に異なるだけでなく、同一人であっても測定のたびに左右の足を足載せ領域に載せる位置が前後方向や左右方向に変動する。この場合、各測定のたびに各荷重センサにおけるロードセルに対する荷重点が変位し、測定精度に影響が及ぶので、これを解決するために、図１２の（ｂ）に体重計内部に設けられたロードセルの配置方向を示すように、体重計１００の内部の四隅に位置するロードセル１１０は、その長手方向が体重計１００のほぼ対角線上に沿うように配置されている。こうすることで、足載せ領域に対する左右の足載せ位置が前後方向や左右方向にずれたとしても、測定精度の低下を抑えることができる。

そのような体重計としては、ロードセルの一端部を計量板の四隅に接触させて、計量板の対角線上に沿って配置したものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、載置台のコーナ部（四隅）に配置されたロードセルが、コーナ部と同形のコーナ配置部と、中央に設けられたスリットと、スリットにより形成された片持ち支持の舌片とからなる起歪部と、この起歪部の付け根側に配置された歪みゲージとを備えたものであり、舌片を載置台の対角線上に向けてロードセルを配置したものがある（例えば、特許文献２参照）。
実用新案登録第３１２８２１６号公報 特開２００３−１４９０３８号公報

ところで、上記のような体重計では、左右の足を足載せ領域に載せる場合、人間工学的には前後方向よりも左右方向のずれを認識し易いため、左右方向よりも前後方向にずれることが多い。

これに対して、上記特許文献１，２記載の体重計では、いずれも前後及び左右の両方向の足載せ位置ずれによる測定精度の低下を抑えるようロードセルを足載せ台の対角線上に沿って配置してあるため、前後及び左右の両方向の偏値に影響を受け易くなり、結果的に測定精度の更なる向上を図ることが難しくなる。

しかも、ロードセルの配置の仕方から、足載せ台（すなわち体重計）は前後及び左右の両方向に或る程度のサイズを確保できる形状にする必要がある。つまり、従来のロードセルの配置の仕方では、足載せ台が前後方向に大きい縦長又は左右方向に大きい横長のいずれであっても、前後及び左右の両方向の足載せ位置ずれによる測定精度の低下をうまく抑えることができなくなる。このため、上記特許文献１，２記載の体重計は、いずれも全体が或る程度の大きさのほぼ正方形を呈するものである。

しかしながら、体重計としてできるだけ測定精度の低下を抑えつつよりコンパクトにする要求があり、上記従来の体重計はそのような要求にかなうものではない。

従って、本発明は、そのような問題点に着目してなされたもので、測定精度の低下をできるだけ抑えつつより小型化が可能な体重計を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の体重計は、足載せ台と、この足載せ台の内部の四隅に設けられた荷重センサと、表示部とを備えたものにおいて、前記荷重センサは、長手状のロードセルと歪みゲージとを含み、前記長手状のロードセルは、その長手方向が前記足載せ台に載った足の踵と足指を結ぶ方向（前後方向）と直交するように（左右方向に一致するように）配置されており、前記表示部は、前記足載せ台の中央部に配置され、前記表示部の両側に足載せ領域を備えたことを特徴とする。

この体重計は、測定者が左右の足を足載せ領域に置いて足載せ台に載るときに、左右方向よりも前後方向に足載せ位置がずれる傾向があることに着目し、前後方向への位置ずれによる測定誤差をより効果的に補償できるように、ロードセルをその長手方向が前記直交方向（左右方向）に一致するように配置してある。これにより、上記傾向と相まって測定精度の向上を図ることが可能となる。

この体重計において、前記足載せ領域は、当該足載せ領域の外側（端部）と傾斜角度が異なることが好ましい。足載せ領域をこのような形態とすることで、もともと前後方向に比べて左右方向の位置ずれが起こり難いことと相まって、左右方向への足載せ位置ずれがより起こり難くなる。これは、測定者が足を足載せ領域の端部に載せると、足が足載せ台から落ちたりずり落ちるような感覚を得るので、これを回避しようとして足載せ領域に足を確実に載せようとする意識が働くからである。これにより、測定精度の向上をより一層図ることができる。

また、前記足載せ台は、前記足の踵と足指を結ぶ方向（前後方向）の長さが前記長手状のロードセルの長手方向（左右方向）の長さより短いこと、すなわち足載せ台を横長とすることが好ましい。本発明の体重計では、ロードセルをその長手方向が左右方向に一致するように配置してあるので、たとえ足載せ台の前後方向の長さが短くて足載せ位置が前後方向にずれたとしても、前後方向の位置ずれによるロードセルの撓みが殆ど無く、前後方向の位置ずれの影響を受けない。この構成によると、足載せ台の前後方向の長さが短い分だけ、体重計をコンパクトにすることができる。

本発明の体重計は体重を測定する基本構成であるが、これに加えて、前記足載せ台は、当該足載せ領域に左足用の電流電極及び電圧電極と、右足用の電流電極及び電圧電極とを更に備え、前記体重計は、前記電流電極から人体に電流を流すとともに、前記電圧電極において電圧を検知し、検知した電圧値を用いて前記人体の体組成成分（少なくとも体脂肪率、体脂肪量、体脂肪体積のいずれか一つを含むもの）を算出する体組成成分算出手段を更に備えることとしてもよい。これにより、体重だけでなく体組成成分も測定できる。

この場合、前記長手状のロードセルの長手方向における前記電流電極及び電圧電極の横幅は、前記足載せ台に載った足の横幅に相当することが望ましい。こうすることで、足載せ台の足載せ領域に足を載せたときに、足が電流電極と電圧電極に確実に接触するようになり、体組成成分の測定精度の向上を図ることができる。

請求項１記載の発明によれば、測定精度の向上を図ることが可能となる。

請求項２記載の発明によれば、左右方向への足載せ位置ずれがより起こり難くなり、測定精度の向上をより一層図ることができる。

請求項３記載の発明によれば、体重計をコンパクトにすることができる。

請求項４記載の発明によれば、体重だけでなく体組成成分も測定できる。

請求項５記載の発明によれば、体組成成分の測定精度の向上を図ることができる。

以下、本発明を実施形態に基づいて説明する。

その実施形態に係る体重計の平面図（上面図）を図１に、その底面図を図２に、図１の矢視Ａから見た正面図を図３の（ａ）に、図１の矢視Ｂから見た側面図を図３の（ｂ）に示す。

この体重計は、体重だけでなく体組成成分（体脂肪率、体脂肪量、体脂肪体積）も測定可能なものであり、本体としての足載せ台１を備え、この足載せ台１の中央部（左右方向の中央部）に、体重値や体組成成分等を表示する表示部（液晶表示器）５と操作部６が設けられている。この表示部５と操作部６を挟んだ左右両側に、左足用の足載せ領域１Ｌと右足用の足載せ領域１Ｒが設定されている。足載せ領域１Ｌには左足用の電流電極２Ｌ及び電圧電極３Ｌが設けられ、足載せ領域１Ｒには右足用の電流電極２Ｒ及び電圧電極３Ｒが設けられている。

この体重計の１つの特徴Ａとしては、足載せ台１は、足載せ領域１Ｌ，１Ｒに載せた左右の足の踵と足指を結ぶ方向、すなわち左足用の電極２Ｌ，３Ｌ、右足用の電極２Ｒ，３Ｒを結ぶ方向（前後方向、Ｙ軸方向）とし、その方向に直交する方向（左右方向、Ｘ軸方向、図９参照）とすると、Ｙ軸方向の長さｂがＸ軸方向の長さａよりも短く設定され、横長の形状になっていることである。

足載せ台１の内部の四隅には、この足載せ台１を支持する脚部兼用の荷重センサ１０Ｌ，１１Ｌ、１０Ｒ，１１Ｒが配置され、各荷重センサ１０Ｌ，１１Ｌ、１０Ｒ，１１Ｒは後記長手状のロードセル３０と長手状の歪みゲージ３５を有する。また、足載せ台１の裏側には、電池カバー１３が設けられている。

次に、この体重計の他の特徴部分である各荷重センサ１０Ｌ，１１Ｌ、１０Ｒ，１１Ｒについて説明する。図３の（ａ）の円Ｃで囲んだ部分の拡大断面図を図４に、図３の（ｂ）の円Ｄで囲んだ部分の拡大断面図を図５に、荷重センサの外観斜視図を図６に、その側面図を図７に、分解斜視図を図８に示す。

特に図８に示すように、荷重センサ１１Ｒ（１０Ｌ，１１Ｌ，１０Ｒも同様）は、円形状の上板２１と、円形状の下板２２と、上板２１と下板２２との間に挟持されたロードセル３０とを備える。上板２１は凹部２１ａを有し、この凹部２１ａにネジ挿通孔２１ｂが形成されている。下板２２は凸部２２ａを有し、この凸部２２ａにネジ挿通孔２２ｂが形成されている。

ロードセル３０は長手状を呈し、両端にネジ穴３１，３２を有し、ネジ穴３１，３２間の凹み部分３３に長手状の歪みゲージ３５が取り付けられている。ロードセル３０の長手方向と歪みゲージ３５の長手方向は同一方向に設定されている。このロードセル３０は、上板２１のネジ挿通孔２１ｂに通したネジ２３をネジ穴３１に螺合させ、下板２２のネジ挿通孔２２ｂに通したネジ２４をネジ穴３２に螺合させることで、上板２１と下板２２との間に挟持された状態になる。すなわち、ロードセル３０は、その一端部が上板２１に支持され、他端部が下板２２に支持された“梁”様態になる。

このような構造の荷重センサ１１Ｒは、足載せ台１の内部の隅において計量板４０にネジ２７で取り付けられ、足載せ台１の裏側から突出する下板２２が体重計の設置面に接触することになる。これにより、足載せ台１の足載せ表面に対する荷重が計量板４０を介して４つの荷重センサ１０Ｌ，１１Ｌ、１０Ｒ，１１Ｒに加わり、“梁”様態のロードセル３０が撓むのに伴って、歪みゲージ３５が撓み、この撓みに応じて荷重が検知される。

この体重計の別の特徴Ｂとしては、図９（平面図）及び図１２の（ａ）（簡略図）に示すように、上記各荷重センサ１０Ｌ，１１Ｌ、１０Ｒ，１１Ｒのロードセル３０は、その長手方向が左足用の電極２Ｌ，３Ｌ、右足用の電極２Ｒ，３Ｒを結ぶ方向（Ｙ軸方向）に直交する方向（Ｘ軸方向）に一致するように配置されていることである。

更に他の特徴Ｃとしては、図３〜図５から分かるように、足載せ領域１Ｌ，１Ｒは全体的にほぼ平面であるが、外側（前後及び左右の両方向端部）は傾斜角度が大きくなっていることである。つまり、足載せ台１は上面から側面に渡って急峻な湾曲面を呈している。

この体重計によると、上記特徴Ａ、すなわち足載せ台１のＹ軸方向の長さｂがＸ軸方向の長さａよりも短い（ｂ＜ａ）ことにより、体重計（すなわち足載せ台１）をコンパクトにすることができる。

また、上記特徴Ｂ，Ｃにより、足載せ位置ずれによる影響を受け難い測定精度の高い体重計とすることができる。つまり、前記のようにもともと前後方向に比べて左右方向への足載せ位置ずれが起こり難い傾向があるが、この体重計ではその傾向を活かすために、足載せ台１が特徴Ｃの形態になっている。この特徴Ｃにより、左右方向への位置ずれがより起こり難くなる。これは、測定者が足を足載せ領域１Ｌ，１Ｒの端部に載せると、足が足載せ台１から落ちたりずり落ちるような感覚を得るので、これを回避しようとして足載せ領域１Ｌ，１Ｒに足を確実に載せようとする意識が働くからである。

また、特徴Ａにより体重計をコンパクトにすることができるが、この体重計では前後方向の長さｂが短いので、前後方向への位置ずれが測定精度に及ぶことになる。しかしながら、そのことに対しては特徴Ｂにより十分に対処できる。特徴Ｂの場合、ロードセル３０が左右方向に配置されており、前後方向の位置ずれによるロードセルの撓みが殆ど無いので、前後方向の位置ずれの影響を受けないからである。

従って、この体重計では、特徴Ａ，Ｂ，Ｃの相乗作用により、コンパクトでありながら左右方向及び前後方向への足載せ位置ずれによる影響を受け難い高い測定精度が得られる。

この体重計のそのような効果について実験例を参照して説明する。図１０及び図１１は、いずれも被験者１０人に「体重計に“前寄り”“後寄り”“右寄り”“左寄り”に載ってください」と各３回載ってもらい、各被験者の体重値の誤差を平均で比較したものである。

図１０の（ａ）は、足載せ台１に“前寄り”に載った場合の左足ＦＬと右足ＦＲの位置、及び“後寄り”に載った場合の左足ＦＬと右足ＦＲの位置を示す。この結果を示す図１０の（ｂ）において、“対角”は比較例としてロードセルの長手方向を足載せ台の対角線上（足載せ台１が楕円形であっても四角形とみなした場合の対角線上）に沿わせた場合、“平行”はロードセルの長手方向を左右方向（Ｘ軸方向）に沿わせた場合を表している。それによると、全被験者において“平行”の場合は“対角”の場合よりも誤差が小さく、前後方向への位置ずれの影響を受け難いことが分かる。

図１１の（ａ）は、足載せ台１に“右寄り”に載った場合の左足ＦＬと右足ＦＲの位置、及び“左寄り”に載った場合の左足ＦＬと右足ＦＲの位置を示す。この結果を示す図１１の（ｂ）によると、１０人の被験者のうち、２人だけが“平行”の場合での誤差が小さいが、誤差が大きかった８人についても、“平行”の場合での誤差と“対角”の場合での誤差を比較すると、図１０の前後方向の場合に対して総じて誤差の絶対値が小さく、左右方向への位置ずれの影響は“対角”の場合と余り差が無いことが分かる。これは前記のように、もともと測定精度に対する影響は左右方向への位置ずれよりも前後方向への位置ずれの方が大きいからであり、このため前後方向への位置ずれの影響をできるだけ抑えることにより、十分な測定精度を確保することができる。

一方、本実施形態の体重計で、体組成成分を測定する場合は、左足用の電極２Ｌ，３Ｌ及び右足用の電極２Ｒ，３Ｒに接触させた左右の足に対して、体組成成分算出手段（図示せず）により、電流電極２Ｌ，２Ｒから人体に電流を流すとともに、電圧電極３Ｌ，３Ｒにおいて電圧を検知し、検知した電圧値を用いて体組成成分を算出する。

この場合、電流電極２Ｌ，２Ｒ及び電圧電極３Ｌ，３Ｒの横幅（左右方向の長さ）は、足載せ台１に載った足の横幅に相当することが望ましい。こうすることで、足載せ台１の足載せ領域１Ｌ，１Ｒに足を載せたときに、足が電流電極２Ｌ，２Ｒと電圧電極３Ｌ，３Ｒに確実に接触するようになり、体組成成分の測定精度の向上を図ることができる。

実施形態に係る体重計の平面図（上面図）である。 同体重計の底面図である。 図１の矢視Ａから見た体重計の正面図（ａ）、及び図１の矢視Ｂから見た体重計の側面図（ｂ）である。 図３の（ａ）の円Ｃで囲んだ部分の拡大断面図である。 図３の（ｂ）の円Ｄで囲んだ部分の拡大断面図である。 同体重計に設けられた荷重センサの外観斜視図である。 同体重計に設けられた荷重センサの側面図である。 同体重計に設けられた荷重センサの分解斜視図である。 同体重計の平面図（上面図）である。 同体重計において、比較例としてロードセルの長手方向を足載せ台の対角線上に沿わせた“対角”の場合と、ロードセルの長手方向を左右方向（Ｘ軸方向）に沿わせた“平行”の場合との前後方向への足載せ位置ずれ（ａ）による測定誤差を示すグラフ（ｂ）である。 同体重計において、比較例としてロードセルの長手方向を足載せ台の対角線上に沿わせた“対角”の場合と、ロードセルの長手方向を左右方向（Ｘ軸方向）に沿わせた“平行”の場合との左右方向への足載せ位置ずれ（ａ）による測定誤差を示すグラフ（ｂ）である。 同実施形態に係る体重計でのロードセルの配置方向を示す簡略図（ａ）、及び従来例に係る体重計でのロードセルの配置方向を示す簡略図（ｂ）である。

符号の説明

１ 足載せ台
１Ｌ，１Ｒ 足載せ領域
２Ｌ，３Ｌ 左足用の電極（電流電極、電圧電極）
２Ｒ，３Ｒ 右足用の電極（電流電極、電圧電極）
５ 表示部
１０Ｌ，１１Ｌ 荷重センサ
１０Ｒ，１１Ｒ 荷重センサ
２１ 上板
２２ 下板
３０ ロードセル
３５ 歪みゲージ

Claims (6)

1. 足載せ台と、
   この足載せ台の内部の四隅に設けられた荷重センサと、
   表示部とを備えた体重計において、
   前記荷重センサは、長手状のロードセルと歪みゲージとを含み、
   前記長手状のロードセルは、その長手方向が前記足載せ台に載った足の踵と足指を結ぶ方向と直交するように配置されており、
   前記表示部は、前記足載せ台の中央部に配置され、
   前記表示部の両側に足載せ領域を備えたことを特徴とする体重計。
2. 前記足載せ領域は、当該足載せ領域の外側と傾斜角度が異なることを特徴とする請求項１記載の体重計。
3. 前記足載せ台は、前記足の踵と足指を結ぶ方向の長さが前記長手状のロードセルの長手方向の長さより短いことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の体重計。
4. 前記足載せ台は、当該足載せ領域に左足用の電流電極及び電圧電極と、右足用の電流電極及び電圧電極とを更に備え、
   前記体重計は、前記電流電極から人体に電流を流すとともに、前記電圧電極において電圧を検知し、検知した電圧値を用いて前記人体の体組成成分を算出する体組成成分算出手段を更に備えたことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の体重計。
5. 前記長手状のロードセルの長手方向における前記電流電極及び電圧電極の横幅は、前記足載せ台に載った足の横幅に相当することを特徴とする請求項４記載の体重計。
6. 前記体組成成分は、少なくとも体脂肪率、体脂肪量、体脂肪体積のいずれか一つを含むことを特徴とする請求項４又は請求項５記載の体重計。

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