JP2013234877A - 荷重検出機能付きベッド及び荷重検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増加を抑制しつつ、簡便な構造によって荷重検出機能を付加することを可能とした荷重検出機能付きベッドを提供する。
【解決手段】ベッド本体に取り付けられた荷重検出器によりベッド本体に加わる荷重を検出し、ベッド本体の寝床面上における利用者の状態を検出する荷重検出機能付きベッドであって、寝床面形成部と、ベッド本体を設置すべき設置面に接する脚部と、寝床面形成部と脚部との間を連結して前記寝床面形成部からの荷重を脚部に向けて伝達する連結支持部とを有し、荷重検出器は、ベッド本体に荷重が加わることで発生する歪みを計測するロードセルを有し、寝床面形成部から連結支持部を経て脚部に至る荷重伝達経路のいずれかの個所における、寝床面形成部側からの荷重を受けてその荷重を設置面側に伝達する部位に前記ロードセルが設けられてなる。さらに前記ロードセルは、その基体が２分割構造とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベッド本体に取り付けられた荷重検出器によって、ベッド本体に加わる荷重の変化を検出し、このベッド本体の寝床面上における利用者の状態を検出する荷重検出機能付きベッド、並びにこのような荷重検出機能をベッドに付加するための荷重検出器に関するものである。

例えば、医療機関や、介護施設、養護施設、宿泊施設、一般家庭等で使用されるベッドにおいて、ベッド本体に加わる荷重の変化を検出し、このベッド本体の寝床面上における利用者（病人、被介護者、乳幼児、健康人等）の状態（入床、離床、在床位置、体動等）を検出する方法が提案されている（例えば、特許文献１〜３を参照。）。

具体的に、下記特許文献１には、ベッド本体に設けられた脚部と、このベッド本体が設置される設置面（床面等）との間に荷重センサを配置し、この荷重センサからの電気信号に基づいて、人の在床状況を検出する方法が開示されている。また、この荷重センサには、ベッド本体の脚部に設けられたキャスターをベッド本体の設置面から荷重センサの荷重受け部上に誘導するためのスロープ部が形成されている。

一方、下記特許文献２には、ベッド本体と、このベッド本体が設置される設置面との間の空所に荷重検出器を設けて、ベッド本体に加わる荷重を検出する方法が開示されている。また、この荷重検出器には、ベッドを持ち上げる手段が設けられている。

一方、下記特許文献３には、ベッドのフレームを二重構造とし、その間にロードセル（荷重検出器）を組み込んだものが開示されている。

この種のベッド本体の荷重検出のために用いる検出器（ロードセル）としては、荷重によって起歪体に歪を生じさせ、その歪の程度を、歪センサによって電気的あるいは光学的、さらには磁気的に検出するようにしたものが広く用いられている。このような歪センサの検出素子として最も広く用いられているのは、歪により電気抵抗が変化する歪ゲージ（ストレインゲージ）である。

ところで歪ゲージを用いたロードセルとしては種々のものが知られているが、その代表的なものとしては、例えば図１６に示すように、ロバーバル機構を組み込んだ片持ち梁（カンチレバー）タイプのものが知られている（例えば特許文献４参照）。このタイプのロードセルは、アルミ合金やステンレス鋼などからなる角棒あるいは厚板を起歪体３００とし、かつその起歪体３００における長さ方向の中間部にロバーバル機構３０２を形成しておくとともに、そのロバーバル機構３０２を構成する長孔３０３の両端の拡大径部３０３Ａ、３０３Ｂに対応する起歪体外面位置に、歪センサ３０４を構成する１または２以上の歪ゲージ３０４Ａ、３０４Ｂを貼着しておき、その起歪体３００を、長さ方向が水平となりかつ歪ゲージ３０４Ａ、３０４Ｂの貼着面が上面もしくは下面となるように、一方の端部３０６Ａを固定部位３０８に固定し（すなわち片持ち支持し）、他端部３０６Ｂに外部から荷重Ｗを加えるように構成したものである。

この種の片持ち梁（カンチレバー）タイプのロードセルにおいては、片持ち支持された起歪体３００の先端部に荷重Ｗが加えられれば、起歪体３００は、先端部が下がる方向に弾性的に撓み変形し、起歪体３００の上面及び下面、特にロバーバル機構３０２の近傍に引張歪もしくは圧縮歪が生じて、その歪が歪ゲージ３０４Ａ、３０４Ｂによって検出される。そしてその歪の大きさが、加えられた荷重に対応するため、結果的に荷重Ｗの大きさを検出することが可能となる。そして例えばベッド用の荷重検出器としても、前記特許文献２、特許文献３では、このような片持ち梁（カンチレバー）タイプのロードセルを用いることが示されている。

一方、例えば図１７に示すように、起歪体３００を両持ち支持するようにした両持ち梁タイプのロードセルも知られている（例えば特許文献５参照）。この両持ち梁タイプのロードセルは、アルミ合金やステンレス鋼などからなる角棒あるいは厚板からなる起歪体３００の長さ方向の両端部３０６Ａ、３０６Ｂを、それぞれ固定部位３０８Ａ、３０８Ｂに固定し（すなわち両持ち支持し）、起歪体３００の長さ方向の中央部３１０に外部から荷重Ｗを加えるように構成している。なお起歪体３００における中央部３１０の両側には、それぞれロバーバル機構３０２Ａ、３０２Ｂを形成しておくのが通常であり、その場合、歪センサの歪ゲージ３０４Ａ〜３０４Ｄは、起歪体３００の上面もしくは下面における前記ロバーバル機構３０２Ａ、３０２Ｂの各端部に対応する位置に貼着しておくのが通常である。

この種の両持ち梁タイプのロードセルにおいては、両持ち支持された起歪体３００の中央部に荷重Ｗが加えられれば、起歪体３００は、中央部が下がる方向に湾曲状に弾性的に撓み変形し、起歪体３００の中央部と両端部との間において、上面及び下面、特にロバーバル機構３０２の近傍に引張歪もしくは圧縮歪が生じ、その歪が歪ゲージ３０４Ａ〜３０４Ｄによって検出され、結果的に荷重Ｗの大きさを検出することが可能となる。

なおその他、図１７に示す両持ち梁タイプのロードセルに原理的に類似したものとして、水平な円盤などの平板状の起歪体の周囲を支持し、その平板状の起歪体の中央部に荷重Ｗを加えて、中央部と周縁部との間に生じる歪を検出するようにした、いわゆるダイヤフラムタイプのロードセルも知られており、ベッド用の荷重検出器としても、前記特許文献１では、このような平板状のロードセルを用いることが示されている。

特開２０００−１０５８８４号公報 特開２００８−３０４３９７号公報 特開２００７−２５６０７４号公報 特開平１０−２２１１８３号公報 特開平１０−２８１２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明では、荷重センサを用いてベッド本体の荷重を検出する際に、ベッドの脚部に設けられたキャスターを、荷重センサのスロープ部の前側近傍まで移動し、このスロープ部上を通過させた後、荷重センサの荷重受け部上に載置しなければならず、非常に面倒である。

一方、特許文献２に記載の発明では、例えばベッド本体が壁際に沿って設置された場合に、このベッド本体と壁との間に設置者が入り込むことができないため、荷重検出器をベッド本体と設置面との間の空所に配置することが非常に困難となる。

一方、特許文献３に記載の発明では、ベッド本体に荷重検出器が予め組み込まれているものの、ベッド本体を荷重検出器に合わせた設計としなければならず、そのための新たな部品が必要となる。このため、荷重検出機能付きベッドとしては非常に高価なものとなってしまう。さらに、部品点数の増加により軽量化が困難となってしまう。

また図１６に示したカンチレバー（片持梁）タイプの歪センサを用いた従来のロードセルをベッド本体に適用する場合、起歪体の一端をベッド本体の固定部位にしっかりと取り付けておく必要があり、そのため、既存のベッド本体にロードセルを組み込むに当っては、ロードセル取り付けのために、ベッド本体に改めて加工を施さなければならないという問題もある。

また図１７に示したような従来の両持ち梁方式のロードセルを適用した場合も、起歪体の両端をベッド本体の固定部位にしっかりと取り付けておく必要があり、そのため、上記と同様に、既存のベッド本体にロードセルを組み込むに当っては、ロードセル取り付けのために、ベッド本体に改めて加工を施さなければならないという問題がある。その他、ダイヤフラム方式の平板状ロードセルも、同様な問題がある。

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、部品点数の増加を抑制しつつ、ベッド本体に簡単かつ容易に荷重検出機能を付加することを可能とした荷重検出機能付きベッド、並びに、そのような荷重検出機能を既存のベッドに付加するため、ベッド本体に容易に組み込むことを可能とした荷重検出器を提供することを目的とする。

本発明の基本的な態様（第１の態様）による荷重検出機能付きベッドは、
ベッド本体に取り付けられた荷重検出器によって、前記ベッド本体に加わる荷重の変化を検出し、前記ベッド本体の寝床面上における利用者の状態を検出する荷重検出機能付きベッドであって、
前記ベッド本体は、前記寝床面を形成する寝床面形成部と、ベッド本体を設置すべき設置面に接する脚部と、前記寝床面形成部が前記設置面の上方に位置するように、寝床面形成部と脚部との間を連結して前記寝床面形成部からの荷重を脚部に向けて伝達する連結支持部とを有する構成とされ、
前記荷重検出器は、前記ベッド本体に荷重が加わることで発生する歪みを計測するロードセルを有し、
前記寝床面形成部から連結支持部を経て脚部に至る荷重伝達経路のいずれかの個所における、寝床面形成部の側からの荷重を受けてその荷重を設置面側に伝達する部位に、前記ロードセルが設けられており、
さらに前記ロードセルは、寝床面形成部の側からの荷重により歪を発生する基体と、その基体の歪を検出するべく基体に取り付けられた歪センサとによって構成され、
かつ前記基体は、相互に分離可能に接する第１の分割片と第２の分割片とからなり、前記第１の分割片は、前記寝床面形成部の側からの荷重を受ける荷重受け部を備え、前記第２の分割片は、前記荷重をベッド本体における前記設置面側の構成部材に伝達する荷重伝達部を備え、さらに第１の分割片と第２の分割片のいずれか一方の分割片は、前記荷重受け部と荷重伝達部との間において前記荷重によって撓む作動部を備えており、またその作動部には前記歪センサが取り付けられており、
しかも前記第２の分割片は、前記ベッド本体における荷重伝達経路のいずれかの個所の中空筒部に挿入されてその中空筒部に支持される構成とされ、かつ前記第１の分割片の荷重受け部は、前記荷重により前記第２の分割片における荷重伝達部に対して相対的に移動可能に構成され、前記作動部は、その一端が前記荷重受け部と荷重伝達部とのうちのいずれか一方に連続一体化されるとともに、その他端が前記荷重受け部と荷重伝達部の他方に接して、前記荷重により撓み変形するように構成されていることを特徴とするものである。
ここで、「荷重伝達経路」は換言すれば、寝床面形成部にかかった荷重を接地面に接する脚部に伝える構造部材、あるいは、寝床面形成部から脚部方向に伸びており、寝床面形成部にかかる荷重を支持する構造部材、あるいは、寝床面形成部にかかる荷重を脚部まで支える構造部材、である。

また本発明の第２の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ロードセルの基体における第２の分割片の荷重伝達部が、ベッド本体の前記中空筒部に挿入される筒体部を有する形状に作られるとともに、その筒体部の端部にフランジ部が形成されており、そのフランジ部がベッド本体の前記中空筒部の端縁に接して支持されるように構成されたことを特徴とするものである。

さらに本発明の第３の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１、第２のいずれかの態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ロードセルの基体における前記第２の分割片が、前記荷重伝達部および前記作動部の両者を備えて、これらを連続一体化した構成とされていることを特徴とするものである。

さらに本発明の第４の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１、第２のいずれかの態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ロードセルの基体における前記第１の分割片が、前記荷重受け部および前記作動部を備えて、これらを連続一体化した構成とされていることを特徴とするものである。

さらに本発明の第５の態様の荷重検出機能付きベッドは、前記第１〜第４のいずれかの態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ロードセルの基体における作動部が、梁状のカンチレバー部で形成されており、かつそのカンチレバー部の一端が前記荷重受け部と前記荷重伝達部とのうちの一方に連続一体化されるとともに、他端が前記荷重受け部と前記荷重伝達部とのうちの他方に当接されて、前記荷重受け部に荷重が加えられた状態で、前記カンチレバー部が片持ち梁状に撓み変形するように構成されていることを特徴とするものである。

また本発明の第６の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１〜第４のいずれかの態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ロードセルの基体における作動部が、長孔状の開口部を有する形状に作られ、かつその長孔状開口部の長さ方向に沿う２辺部のうちの一方の中央部が前記荷重受け部と前記荷重伝達部とのうちの一方に連続一体化され、前記２辺部のうちの他方の中央部が前記荷重受け部と前記荷重伝達部とのうちの他方に当接されて、前記荷重受け部に荷重が加えられた状態で、前記作動部が撓み変形するように構成されていることを特徴とするものである。

また本発明の第７の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１〜第６のいずれかの態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ロードセルが、前記ベッド本体における連結支持部の中間に介在されていることを特徴とするものである。

また本発明の第８の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第７の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ベッド本体における連結支持部が、前記寝床面形成部を昇降させる昇降リンク機構を備え、
前記ロードセルが、前記昇降リンク機構に組み込まれてなることを特徴とするものである。

また本発明の第９の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第８の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記連結支持部が、前記昇降リンク機構のほか、前記設置面の上方に前記脚部を介して支持される下側フレームを備え、
前記昇降リンク機構は、前記寝床面形成部と下側フレームとの間を連結するアームとして、少なくとも第１のアームと第２のアームとを有し、かつ前記第１のアームは、前記寝床面形成部の側に連結され、また前記第２のアームは下側フレームの側に連結され、これらの寝床面形成部及び下側フレームの間に前記ロードセルの基体が介在されていることを特徴とするものである。

また本発明の第１０の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１〜第６のいずれかの態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ロードセルの基体が、前記ベッド本体における連結支持部と寝床面形成部との間に介在されていることを特徴とするものである。

また本発明の第１１の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１〜第６のいずれかの態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ロードセルの基体が、前記ベッド本体における連結支持部と脚部との間に介在されていることを特徴とするものである。

また本発明の第１２の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１〜第６のいずれかの態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ロードセルの基体が、前記ベッド本体における脚部に組み込まれていることを特徴とするものである。

さらに本発明の第１３の態様によるベッド用荷重検出器は、
寝床面を形成する寝床面形成部と、ベッド本体を設置すべき設置面に接する脚部と、前記寝床面形成部が前記設置面の上方に位置するように、寝床面形成部と脚部との間を連結して前記寝床面形成部からの荷重を脚部に向けて伝達する連結支持部とを有してなるベッド本体に取り付けることによって、前記ベッド本体に加わる荷重の変化を測定し、前記ベッド本体の寝床面上における利用者の状態を検出するための荷重検出器において、
ベッド本体の寝床面形成部の側からの荷重により歪を発生する基体と、その基体の歪を検出するべく基体に取り付けられた歪センサとを有するロードセルを備え、
前記ロードセルの基体は、相互に分離可能に接する第１の分割片と第２の分割片とからなり、前記第１の分割片は、前記寝床面形成部の側からの荷重を受ける荷重受け部を備え、前記第２の分割片は、前記荷重をベッド本体における前記設置面側の構成部材に伝達する荷重伝達部を備え、さらに第１の分割片と第２の分割片のいずれか一方の分割片は、前記荷重受け部と荷重伝達部との間において前記荷重によって撓む作動部を備えており、またその作動部には前記歪センサが取り付けられており、
しかも前記第２の分割片は、前記ベッド本体における荷重伝達経路のいずれかの個所の中空筒部に挿入されてその中空筒部に支持される構成とされ、かつ前記第１の分割片の荷重受け部は、前記荷重により前記第２の分割片における荷重伝達部に対して相対的に移動可能に構成され、前記作動部は、その一端が前記荷重受け部と荷重伝達部とのうちのいずれか一方に連続一体化されるとともに、その他端が前記荷重受け部と荷重伝達部の他方に接して、前記荷重により撓み変形するように構成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、部品点数の増加を抑制しつつ、簡便な構造によって荷重検出機能を付加することを可能とし、同時に荷重検出器の耐久性を確保しつつ高精度での荷重検出を可能とした荷重検出機能付きベッド、並びに、そのような荷重検出機能を既存のベッドに付加するため、ベッド本体に別途組み込むことを容易にした荷重検出器を提供することができる。

本発明の荷重検出機能付きベッドに使用される荷重検出器におけるロードセルの第１の例を示す切欠正面図である。 図１に示すロードセルに使用される第２の分割片を示す縦断面図である。 図２のＸ−Ｘ線における横断平面図である。 図２のＹ−Ｙ線における底面図である。 図１に示すロードセルに使用される第１の分割片を示す正面図である。 図１に示すロードセルの歪センサに使用するホイートストンブリッジ回路を示す回路図である。 本発明の荷重検出機能付きベッドに使用される荷重検出器におけるロードセルの第２の例を示す切欠正面図である。 本発明の荷重検出機能付きベッドに使用される荷重検出器におけるロードセルの第３の例を示す切欠正面図である。 本発明を適用した荷重検出機能付きベッドの一例を示す側面図である。 （ａ）は、昇降リンク機構により寝板が下降した状態を示すベッド本体の要部側面図、（ｂ）は、昇降リンク機構により寝板が上昇した状態を示すベッド本体の要部側面図である。 （ａ）は、ロードセルが組み込まれた昇降リンク機構の要部を拡大した部分切欠側面図、（ｂ）は、ロードセルが組み込まれた昇降リンク機構の要部を拡大した正面図である。 ロードセルが組み込まれた昇降リンク機構の他の例の要部を拡大して、図１１（ａ）に倣って示す部分切欠側面図である。 ロードセルが組み込まれた昇降リンク機構のさらに他の例の要部を拡大して示す部分切欠側面図である。 本発明を適用した荷重検出機能付きベッドの他の例を示す側面図である。 本発明を適用した荷重検出機能付きベッドのさらに他の例を示す側面図である。 従来の荷重検出器の一例を示す略解図である。 従来の荷重検出器の別の例を示す略解図である。

以下、本発明の荷重検出機能付きベッド及び荷重検出器の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す例は例示に過ぎず、本発明はこれらの例には限定されない。

先ず、本発明の荷重検出機能付きベッドに使用される荷重検出器について、図１〜図８を参照して説明する。

図１〜図５には、本発明の荷重検出機能付きベッドに使用される荷重検出器のロードセルの第１の例を示し、また図６には、その荷重検出器の歪センサに用いられるホイートストンブリッジ回路を示す。

図１に示すように、荷重検出器１は、検出すべき荷重が加えられる基体３と、その基体３に取り付けられた歪センサ２９とによって構成されるロードセル２を具備している。なお図１では、ロードセル２の基体３が、ベッド本体の構成部材である中空筒部材２０の上端部に挿入されて、その中空筒部材２０により支持されている状態を示している。

基体３の材質は、加えられる荷重によって弾性歪が生じ、しかもその荷重に耐え得る程度の強度を有する材料であれば特に限定されるものではなく、通常はアルミニウム合金あるいはステンレス鋼などの金属材料やエンジニアリングプラスチック等の樹脂が用いられるが、後に改めて説明するように、異なる２種の材料を用いることもできる。

基体３は、外部からの荷重（本発明の場合、後述するベッド本体の寝床面形成部の側からの荷重）を受ける荷重受け部７と、その荷重を外部（本発明の場合、ベッド本体における設置面側の中空な構成部材；図１における中空筒部材２０）に伝達する荷重伝達部９と、前記荷重受け部７と荷重伝達部９との間において前記荷重によって撓む作動部１１とを有している。但し、これらの荷重受け部７、荷重伝達部９および作動部１１を有する基体３は、全体として一体に作られてはおらず、２分割された構成とされている。ここで、２分割されて二つとなっている基体３の各ピースを、第１の分割片３Ａ、第２の分割片３Ｂと称することとする。そして本例では、第１の分割片３Ａは前記荷重受け部７とされ、第２の分割片３Ｂは、作動部１１および荷重伝達部９とされている

より具体的には、荷重受け部７を構成する第１の分割片３Ａは、図５に示すように、上方に向かってＵ字状に開口する軸受け部１３が形成され、かつ下端面のほぼ中央に、下方に向かって突出する突起状の押圧部１５が形成されたものである。ここで軸受け部１３には、後述するようにベッド本体の構成部材、例えば水平な軸線に沿ったピン（支軸）１７が挿入されて、そのピン１７から、例えば鉛直下方に荷重Ｗが加えられるようになっている。また押圧部１５は、前記荷重Ｗを、第２の分割片３Ｂの作動部１１に加えるためのものである。

一方、荷重伝達部９および作動部１１を構成する第２の分割片３Ｂは、角筒状もしくは円筒状（図示の例では角筒状）の筒体部１９と、その筒体部１９の一端（図示の例では下端）付近において内側に向かって舌状に突出する舌片部２１とを一体化した構成とされ、さらに筒部１９の他端（図示の例では上端）にはフランジ部２３が形成されている。ここで、第２の分割片３Ｂにおける、フランジ部２３を形成した筒体部１９は、前記荷重伝達部９に相当し、舌片部２１は前記作動部１１に相当する。

そして第２の分割片３Ｂの筒体部１９は、後述するベッド本体における中空筒状の部材（中空筒部材２０）の端部内に挿入されるように作られており、かつフランジ部２３が前記中空筒部材２０の端面に当接するように作られている。図示の例では、中空筒部材２０はその軸線が垂直となっており、第２の分割片３Ｂは、その筒体部１９が中空筒部材２０の上端から下方に向かって中空筒部材２０内に挿抜可能に挿入され、フランジ部２３の下面が筒状中空筒部材２０の上端面に当接して支持されるように作られている。

荷重受け部７を構成する前記第１の分割片３Ａは、その下部が第２の分割片３Ｂの筒体部１９内に挿入されている。そしてその第１の分割片３Ａの下面の突起状の押圧部１５が第２の分割片３Ｂの舌片部２１（作動部１１）の先端近くの上面に当接している。ここで、第１の分割片３Ａは、その下部が第２の分割片３Ｂの筒体部１９内に挿入されてはいるが、筒体部１９の内面によって拘束されてはおらず、筒体部１９の軸線方向に沿って相対的に移動可能となっている。

さらに第２の分割片３Ｂの舌片部２１（作動部１１）には、水平方向に貫通しかつその舌片部２１の突出方向に伸びる長孔２５（図２参照）が形成され、その長孔２５の両端部は拡大径部２５Ａ，２５Ｂ（図２参照）とされており、このような長孔２５及び拡大孔部２５Ａ、２５Ｂによって、いわゆるロバーバル機構２７が形成されている。

また第２の分割片３Ｂの舌片部２１（作動部１１）の下面もしくは上面（図１では、下面）には、歪センサ２９として、歪によって電気抵抗が変化する４個の歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４が貼着されている。ここで、４個の歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のうち２個のＲ１、Ｒ３は、ロバーバル機構２７における先端側の拡大径部２５Ａの近傍に貼着され、残りの２個の歪ゲージＲ２、Ｒ４は、ロバーバル機構２７における基端側の拡大径部２５Ｂの近傍に貼着されている。そしてこれらの４個の歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、図６に示すように、ホイートストンブリッジ回路３１に組まれている。

前述のような図１〜図５に示すロードセル２の基体３において、フランジ部２３により第２の分割片３Ｂの筒体部１９（荷重伝達部９）をベッド本体の一つの構成部材である中空筒部材２０に支持させて、筒体部１９が中空筒部材２０に対して相対的に下降しないように規制した状態で、荷重受け部７を構成する第１の分割片３Ａの軸受け部１３に、ベッド本体の他の構成部材であるピン（支軸）１７から鉛直下方に荷重Ｗを加えれば、第１の分割片３Ａの下部の押圧部１５が第２の分割片３Ｂの舌片部２１（作動部１１）を下方に押圧する。舌片部２１は、片持ち梁（カンチレバー）となっているから、押圧部１５からの力によって先端側が下降する方向に撓む。そしてその撓みによる歪（引張／圧縮）によって、歪センサ２９の各歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の電気抵抗が変化し、図６に示すホイートストンブリッジ回路３１の出力電圧の変化が生じ、その歪が検出される。その歪は、加えた荷重に対応するから、結果的に荷重信号として出力されて、荷重Ｗが検出されたことになる。

図７には、本発明の荷重検出機能付きベッドに使用される荷重検出器のロードセルの第２の例を示す。
図７において、ロードセル２の基体３は、前記と同様に第１の分割片３Ａと第２の分割片３Ｂとによって構成されているが、この第２の例の場合、第１の分割片３Ａは、荷重受け部７および作動部１１を構成しており、第２の分割片３Ｂが荷重伝達部９を構成している。

具体的には、第１の分割片３Ａの上部には上方に向かってＵ字状に開口する軸受け部１３が形成され、かつその第１の分割片３Ａの下部には側方から水平方向に切り込まれた切り込み部３１が形成され、かつその切込み部３１によって、切込み部３１の下側に、切り込み奥部から切り込み入口側に向かって水平に延びる延出部３３が形成されている。そしてその延出部３３の先端付近には下方に向かって突出する突起部３５が形成されている。また延出部３３には、前述の第１の例の舌片部２１と同様に、ロバーバル機構２７が形成され、またその下面もしくは上面（図７では、下面）には、歪センサ２９として４個の歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４が貼着されている。これらの歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、前記と同様にホイートストンブリッジ回路３１（図６参照）を構成している。

ここで、第１の分割片３Ａにおける切込み部３１よりも上の部分は、荷重受け部７に相当し、延出部３３は作動部１１に相当する。

一方、荷重伝達部９を構成する第２の分割片３Ｂは、筒体部１９を有する有底筒状（カップ状）に作られており、かつその筒体部１９の上端にはフランジ部２３が形成されている。そしてその有底筒状の第２の分割片３Ｂは、ベッド本体の構成部材である中空筒部材２０の上端から下方に向かって挿抜可能に挿入され、フランジ部２３の下面が中空筒部材２０の上端面に当接して支持されている。

また第１の分割片３Ａは、第２の分割片３Ｂ内に上方から挿入されている。ここで、第１の分割片３Ａの上部（切込み部３１よりも上方の荷重受け部７の部分）は、第２の分割片３Ｂの筒体部１９によって拘束されておらず、第２の分割片３Ｂの筒体部１９に対して相対的に上下微小移動可能となっている。

図７に示すロードセル２の基体３において、フランジ部２３により第２の分割片３Ｂを、ベッド本体の構成部材としての中空筒部材２０に支持させて、第２の分割片３Ｂ（荷重伝達部９）が中空筒部材２０に対して相対的に下降しないように規制した状態で、荷重受け部７を構成する第１の分割片３Ａの軸受け部１３に、ベッド本体の構成部材であるピン（支軸）１７から鉛直下方に荷重を加えれば、第１の分割片３Ａの下部の延出部３３（作動部１１）の先端はその下降が阻止されているため、その荷重によって第１の分割片３Ａの上部（荷重受け部７）が下方に微小移動するとともに、第１の分割片３Ａの延出部３３（作動部１１）は、その基端側が下降する方向に撓み、歪が生じる。そしてその歪（引張／圧縮）によって、歪センサ２９の各歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の電気抵抗が変化し、図６に示すホイートストンブリッジ回路３１の出力電圧の変化が生じ、その歪が検出される。その歪は、加えた荷重に対応するから、結果的に荷重が検出されたことになる。

図８には、本発明の荷重検出機能付きベッドに使用される荷重検出器のロードセルの第３の例を示す。
図８において、ロードセル２の基体３は、前記と同様に第１の分割片３Ａと第２の分割片３Ｂとによって構成されている。この第３の例の場合、第１の分割片３Ａは、荷重受け部７および作動部１１を構成しており、第２の分割片３Ｂが荷重伝達部９を構成している。

具体的には、第１の分割片３Ａの上部には上方に向かってＵ字状に開口する軸受け部１３が形成され、その第１の分割片３Ａの上下方向の中間部分は、両側から中央に向かって水平方向に切り込まれて切り込み部３９Ａ，３９Ｂが形成され、かつその切込み部３９Ａ，３９Ｂによって、切込み部３９Ａ，３９Ｂの下側に水平な梁部４１が形成されている。この梁部４１の中央付近からは下方に向かって突出する突起部４３が形成されている。また梁部４１には、長さ方向に沿って延びる長孔状の開口部４５が形成されている、そして、その長孔状開口部４５の長さ方向に沿う上下２辺のうちの上辺の中央部が前記荷重受け部７に連続一体化され、下辺の中央部が、前記突起部４３を介して、有底筒状をなす前記荷重伝達部９に当接されている。ここで、第１の分割片３Ａの上部（切込み部３９Ａ，３９Ｂの上側の部分）は荷重受け部７に相当し、第１の分割片３Ａの梁部４１（切込み部３９Ａ，３９Ｂの下側の部分）は作動部１１に相当する。

さらに前記梁部４１の一方もしくは双方の側の下面もしくは上面（図８では、一方の下面）には、歪センサ２９として４個の歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４が貼着されている。これらの歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、前記と同様にホイートストンブリッジ回路を構成している。

一方第２の分割片３Ｂは、図７に示したものと同様に、筒体部１９を有する有底筒状（カップ状）に作られており、かつその上端にフランジ部２３が形成されている。そしてその有底筒状の第２の分割片３Ｂは、ベッド本体の構成部材である中空筒部材２０の上端から下方に向かって挿抜可能に挿入され、フランジ部２３の下面が中空筒部材２０の上端面に当接して支持されている。

図８に示すロードセル２の基体３において、フランジ部２３により第２の分割片３Ｂをベッド本体の構成部材の一つとしての中空筒部材２０に支持させて、第２の分割片３Ｂ（荷重伝達部９）が中空筒部材２０に対して相対的に下降しないように規制した状態で、荷重受け部７を構成する第１の分割片３Ａの軸受け部１３に、ベッド本体の他の構成部材であるピン１７から鉛直下方に荷重を加えれば、第１の分割片３Ａの上部（荷重受け部７）が下方に微小移動し、それによる下方への力と第２の分割片３Ｂ（荷重伝達部９）からの突起部４３を介しての反力により、長孔状開口部４５の中央部の間隔が狭くなる方向に、第１の分割片３Ａの下部の梁部４１が鼓状に変形し、歪が発生する。これを歪センサ２９（歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）が検出して、結果的に荷重を検出することになる。

なお上述の説明では、歪センサ２９を４個の歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４によって構成し、そのすべてを作動部１１における下面に貼着するものとしたが、場合によっては、その一部または全部を、作動部１１の上面に貼着しても良い。そしてまた、図６に示すホイートストンブリッジ回路の４個の抵抗体のうち、１〜３個のみを歪ゲージとして作動腕部１１に貼着し、残りの抵抗体をダミー抵抗（固定抵抗）としてもよいことはもちろんである。

なお以上の荷重検出器のロードセルについての各例では、荷重印加部材として水平なピン（軸部材）１７を適用するため、ロードセル基体３の荷重受け部７に軸受け部１３を形成しているが、荷重印加部材の形状によっては、荷重受け部７の荷重を受ける面は、単なる窪みを形成しただけでもよく、さらに、荷重印加部材の形状によっては、荷重を受ける面は、特に窪みなどの形状を与えない平面であっても良い。

なお、基体３における荷重受け部７と荷重伝達部９との関係（力点と支点の関係）は、あくまで相対的なものであり、実際にロードセル２を使用するに当たっては、これらの関係を逆転して使用することも可能である。すなわち、基体３の上下を逆転して配置し、荷重受け部７で基体を支持し、荷重伝達部９において、上方からの荷重Ｗを受けるように使用することも可能である。

さらに、前述の説明では、作動部１１が水平方向に沿うように配置して、鉛直方向に加えられる荷重Ｗを受け、それを検出することとしているが、場合によっては作動部１１が水平方向（荷重Ｗの方向に対し直交する方向）に対して９０度未満の所定角度だけ傾斜するように設置して使用することもできる。

なお、以上のロードセル２の各例において、基体３の各分割片３Ａ、３Ｂとしては、必ずしも同一の材料を用いる必要はなく、むしろ異種の材料を組み合わせることが望ましいことも多い。すなわち、基体３における各分割片３Ａ、３Ｂの要求特性、例えば望まれる各部の加工性や耐力、伸びなどに応じて各分割片３Ａ、３Ｂの構成材料として最適なものを選択することが可能となる。
ここで、荷重受け部７は、荷重印加部材からの荷重を受けてその荷重による力を作動部１１に加える部分であって、荷重検出のための歪発生には直接関与しない部分であるから、要は荷重印加部材からの荷重を受けるために最適な形状に容易に加工可能となるように加工性が良好であればよく、伸びや耐力についてはさほど考慮しなくても良い。一方、作動部１１は、荷重受け部７から与えられる力によって撓み変形する部分であるから、耐力が大きくかつ伸びが小さいことが望ましい。さらに荷重伝達部９は、ベッド本体の部材に支持させるための部分であり、耐力は、作動部１１よりは小さくても良いが、支持構造物としてある程度の耐力を有することが望まれ、また伸びはある程度小さいことが望まれる。
ここで、ロードセル２の基体３の材料としては、金属としてはアルミ合金、鉄や鋼、ステンレス鋼など、その他エンジニアリングプラスチックなどの樹脂を使用することができる。そして基体３の各分割片３Ａ，３Ｂの材料としては、荷重受け部７、作動部１１、および荷重伝達部９のうちの１または２を構成する各分割片の材料として、各部の機能に応じてこれらのうちから、最適な組み合わせを選定すれば良い。

以上のような荷重検出器を用いた本発明の荷重検出機能付きベッドについて、図９〜図１５を参照して以下に説明する。

図９は、本発明を適用した荷重検出機能付きベッド２０１の一例を示す側面図である。
この荷重検出機能付きベッド２０１は、例えば床面などの設置面Ｂ上に設置されたベッド本体２０１Ａを備え、このベッド本体２０１Ａに取り付けられた荷重検出器１のロードセル２によって、ベット本体２０１Ａに加わる荷重の変化を検出し、このベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上における利用者Ｈの状態を検出する機能を備えたものである。

なお、以下の説明において、図９に示すベッド本体２０１Ａの設置面Ｂ及び寝床面Ｔは、水平面（重力方向に対して直交する面）とし、このベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上に利用者Ｈが仰臥姿勢で就寝している状態において、利用者Ｈの頭側を「ベッド本体２０１Ａの前側」、利用者Ｈの足側を「ベッド本体２０１Ａの後側」、利用者Ｈの右側を「ベッド本体２０１１Ａの右側」、利用者Ｈの左側を「ベッド本体２０１Ａの左側」とする。

具体的には、ベッド本体２０１Ａは、寝床面Ｔを形成する寝床面形成部１００と、ベッド本体２０１Ａを設置すべき設置面Ｂに接する脚部２０４と、寝床面形成部１００が設置面Ｂの上方に位置するように、寝床面形成部１００と脚部２０４との間を連結して寝床面形成部１００からの荷重を脚部２０４に向けて伝達する連結支持部１０２とを概略備えた構成とされている。
ここで、図９に示す例では、寝床面形成部１００は、寝板２０２と、寝板２０２を支持する上側フレーム２０３とによって構成されている。また連結支持部１０２は、下側フレーム２０５と、上側フレーム２０３および下側フレーム２０５の間を連結しながら寝板２０２を上側フレーム２０３とともに昇降させる昇降リンク機構２０６とを備えている。

寝板２０２は、利用者Ｈが就寝するのに十分な長さ及び幅を有する矩形状の平板からなる。
ベッド本体２０１Ａは、この寝板２０２の上に例えばマットや敷き布団等を敷設した状態で、この上に利用者Ｈが在床することが可能となっている。（なお、図９においては、寝板２０２の上面（寝床面Ｔ）に利用者Ｈが直接横臥した状態を図示している。）

上側フレーム２０３は、寝板２０２の長さ方向（ベッド本体２０１Ａの長手方向）に延びる左右一対のパイプフレーム２０３ａと、寝板２０２の幅方向（ベッド本体２０１Ａの短手方向）に延びる前後一対のパイプフレーム２０３ｂとが全体として枠状に連結されると共に、寝板２０２の幅方向（ベッド本体２０１Ａの短手方向）に延びるパイプフレーム２０３ｃが、寝板２０２の長さ方向（ベッド本体２０１Ａの長手方向）に複数並んだ状態で、左右一対のパイプフレーム２０３ａと連結された構造（フレーム構造）を有している。

そして、上記寝板２０２は、これら複数のパイプフレーム２０３ｃの上に固定した状態で取り付けられている。また、上側フレーム２０３を構成する前後一対のパイプフレーム２０３ｂには、それぞれ鉛直上向きに立設した状態で頭板２０７ａ及び足板２０７ｂが取り付けられている。

脚部２０４は、互いに対称な位置関係にあるベッド本体２０１Ａの４隅（前左側、前右側、後左側、後右側）に４つ配置されている。また、これら４つの脚部２０４には、それぞれ重量物であるベッド本体２０１Ａの移動を容易にするためのキャスター機構２０８が設けられている。なお、このキャスター機構２０８の構成については特に限定されるものではなく、従来公知のものを使用することが可能である。

下側フレーム２０５は、ベッド本体２０１Ａの長手方向に延びる左右一対のパイプフレーム２０５ａと、ベッド本体２０１Ａの短手方向に延びる前後一対のパイプフレーム２０５ｂとが全体として枠状に連結された構造（フレーム構造）を有している。そして、上記脚部２０４（キャスター機構２０８）は、上記下側フレーム２０５を構成する左右一対のパイプフレーム２０５ａの両端部にそれぞれ設けられている。

前述の連結支持部１０２における昇降リンク機構２０６は、ベッド本体２０１Ａの前側と後側とに一対並んで配置されている。また、これら前側及び後側の昇降リンク機構２０６は、その取付位置が異なる以外は基本的に同じ構造を有している。さらに、これら前側及び後側の昇降リンク機構２０６は、それぞれベッド本体２０１Ａの右側と左側との間で左右対称な構造を有している。

したがって、前側及び後側の昇降リンク機構２０６については、例えば図１０（ａ），（ｂ）に示すように、必要に応じてこれらをまとめて説明するものとする。

なお、図１０（ａ）は、この昇降リンク機構２０６により上記寝板２０２が図示しない上側フレームとともに下降した状態を示すベッド本体２０１Ａの要部側面図である。一方、図１０（ｂ）は、この昇降リンク機構２０６により上記寝板２０２が図示しない上側フレームとともに上昇した状態を示すベッド本体２０１Ａの要部側面図である。

具体的には、この昇降リンク機構２０６は、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、上側フレーム２０３と下側フレーム２０５との間で互いに連結された第１〜第３の連結アーム２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃを左右一対で有している。

このうち、第１の連結アーム２０９ａは、その下端部が上記下側フレーム２０５を構成する前後一対のパイプフレーム２０５ｂに固定した状態で取り付けられている。なおこの第１の連結アーム２０９ａは、少なくとも上端部側（下側フレーム２０５から遠い側）に、中空筒部１０３が形成されている。一方、第２の連結アーム２０９ｂは、その下端部が第１の連結アーム２０９ａの上端部と第１のヒンジ部２１０ａを介して回動自在に取り付けられている。一方、第３の連結アーム２０９ｃは、その下端部が第２の連結アーム２０９ｂの上端部と第２のヒンジ部２１０ｂを介して回動自在に取り付けられている。

また、昇降リンク機構２０６は、前側及び後側の第３の連結アーム２０９ｃの間を連結する左右一対の第４の連結アーム２０９ｄを有している。そして、この第４の連結アーム２０９ｄには、前側及び後側の第３の連結アーム２０９ｃの上端部がそれぞれ第３のヒンジ部２１０ｃを介して回動自在に取り付けられている。

また、昇降リンク機構２０６は、上記寝板２０２を図示しない上側フレームとともに昇降駆動するためのアクチュエータ（駆動機構）２１１を有している。このアクチュエータ２１１は、電動によりシリンダ２１１ａからピストン２１１ｂを前後方向に移動（伸縮）させるものである。このうち、シリンダ２１１ａは、上記上側フレーム２０５（図１０（ａ），（ｂ）において図示せず。）に固定した状態で取り付けられている。一方、ピストン２１１ｂは、その先端部が第４の連結アーム２０９ｄと第４のヒンジ部２１０ｄを介して回動自在に取り付けられている。なお、このアクチュエータ２１１は、上記ベッド本体２０１Ａの左右の一方側のみに設けられている。

そして、この昇降リンク機構２０６では、図１０（ａ）に示すように、上記寝板２０２が図示しない上側フレームとともに下降した状態から、アクチュエータ２１１の駆動によりピストン２１１ｂが前方に移動する（伸びる）ことによって、第１〜第４の連結アーム２０９ａ〜２０９ｄが互いに協働しながら、図１０（ｂ）に示すように、上記寝板２０２が図示しない上側フレームとともに上昇した状態となる。逆に、図１０（ｂ）に示すように、上記寝板２０２が図示しない上側フレームとともに上昇した状態から、アクチュエータ２１１の駆動によりピストン２１１ｂが後方に移動する（縮む）ことによって、第１〜第４の連結アーム２０９ａ〜２０９ｄが互いに協働しながら、図１０（ａ）に示すように、上記寝板２０２が図示しない上側フレームとともに下降した状態となる。これにより、上記寝板２０２を図示しない上側フレームとともに昇降動作させながら、上記寝板２０２の高さを調整することが可能となっている。

荷重検出器１は、図９に示しているように、上記ベッド本体２０１Ａに荷重が加わることで発生する歪みを計測する既に述べたようなロードセル２を有するものであり、さらに本実施形態においては、図９に示しているように、ロードセル２の他に、ロードセル２から出力された荷重信号に基づいて、上記ベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上における利用者Ｈの状態を演算する演算部２５２と、演算部２５２で演算した結果を遠隔に送信する送信部２５３と、送信部２５３から送信された信号を受信する受信部２５４とを概略備えている。

なお、ロードセル２と演算部２５２との間、及び、演算部２５２と送信部２５３との間は、それぞれ配線２５５ａ，２５５ｂによって電気的に接続されている。一方、送信部２５３と受信部２５４との間は、無線（電波）によって送受信が可能となっている。

ところで、本発明を適用した荷重検出機能付きベッド１は、寝床面形成部１００から連結支持部１０２を経て脚部２０４に至る荷重伝達経路のいずれかの個所における、寝床面形成部側１００からの荷重を受けてその荷重を設置面Ｂ側に伝達する部位にロードセル２が組み込まれてなるものである。
そして特に図９の例の場合、上記の荷重伝達経路のうち、連結支持部１０２の昇降リンク機構２０６にロードセル２が組み込まれている。そこでここでは、先ず、上述のように昇降リンク機構２０６にロードセル２が組み込まれている場合について、さらに詳細に説明する。

具体的には、ロードセル２は、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、上記昇降リンク機構２０６を構成する第１〜第４のヒンジ部２１０ａ〜２１０ｄのうち、互いに対称な位置関係にある４隅（前左側、前右側、後左側、後右側）に配置された第１のヒンジ部２１０ａに各々（計４つ）取り付けられている。これら４つのロードセル２は、その取付位置が異なる以外は基本的に同じ構造を有しているものであり、ここでは、例えば図１〜図５に示したロードセル２が用いられているものとする。

なお、図１１（ａ）は、ロードセル２が組み込まれた昇降リンク機構２０６の要部を拡大した側面図である。一方、図１１（ｂ）は、ロードセル２が組み込まれた昇降リンク機構２０６の要部を拡大した正面図である。

具体的には、第１のヒンジ部２１０ａは、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、上記第１の連結アーム（一方の連結アーム）２０９ａに設けられたガイドスリット（軸受）２１２に、上記第２の連結アーム（他方の連結アーム）２０９ｂに設けられたピン（支軸）２１３が係合された状態で軸支されることによって、上記第１の連結アーム２０９ａに対して上記第２の連結アーム２０９ｂが回動自在に支持された構造を有している。ここで上記のピン（支軸）２１３は、図１における水平軸部材（荷重印加部材）としてのピン１７に相当する。

ロードセル２は、基本的には、寝床面形成部１００の側からの荷重により歪を発生する基体３と、その基体の歪を検出するべく基体３に取り付けられた歪センサ２９とからなるものである。そして基体３は、既に述べたように、第１の分割片３Ａおよび第２の分割片３Ｂに２分割されており、かつ荷重受け部７と、作動部１１と、荷重伝達部９とを有してなるものであり、荷重受け部７には軸受け部１３が形成されている。そして基体３は、第１の連結アーム２０９ａの筒体部１０３（図１における筒体部２０に相当するもの）内に挿入されている。

そして、ロードセル２では、ベッド本体２０１Ａに荷重が加わった際に、鉛直下向きの荷重Ｗが荷重受け部７に加わることによって、既に述べたように作動部１１に歪みが生じることになる。このとき、歪みセンサ５が作動部１１に生じた歪みの大きさに応じた抵抗の変化を検出し、その歪みの大きさに応じた荷重信号を出力する。これにより、上記ベッド本体２０１Ａに加わる荷重の変化を検出することが可能となっている。

なお、この荷重検出器１では、上記ベッド本体２０１Ａの四隅（前左側、前右側、後左側、後右側）に配置された４つのロードセル２によって、それぞれ上記ベッド本体２０１Ａの四隅に加わる荷重の変化を検出する。そして、これら４つのロードセル２が検出した荷重信号を上記演算部２５２へと出力する。

演算部２５２は、ＲＯＭやＲＡＭ、その他のメモリ、ＣＰＵ等を有するコンピュータからなり、上記ベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上における利用者Ｈの状態を演算するのに必要なプログラム、数値等が予め格納されている。

そして、この演算部２５２では、上記４つのロードセル２から出力された荷重信号に基づいて、上記ベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上における利用者Ｈの状態を演算し、その演算結果を送信部２５３に出力する。

例えば、この演算部２５２では、上記４つのロードセル２から出力された荷重信号から、これら４つのロードセル２に加わる荷重の合計値が予め記憶された閾値よりも大きい場合には、利用者Ｈが上記ベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上に在床している判断して、その演算結果を送信部２５３に出力する。

なお、この演算部２５２では、このような利用者Ｈの入床（就寝）・離床（起床）以外にも、例えば、上記ベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上における利用者Ｈの重心位置（在床位置）から、利用者Ｈの離床を予知する演算等を行うことも可能である。さらに、利用者Ｈの体動（例：寝返り等）や姿勢（例：仰臥、伏臥、横臥等）などを演算により検出することも可能である。

送信部２５３は、上記ベッド本体２０１Ａに取り付けられた送信機であり、上記演算部２５２で演算した結果を遠隔にある受信部２５４へと送信する。一方、受信部２５４では、送信部２５３から送信された信号を受信する受信機であり、送信部２５３からの信号を受信することによって、利用者Ｈの状態（在床状況）を遠隔から監視することが可能となる。

また、受信部２５４側では、上記ロードセル２が検出した検出結果や、上記演算部２５２による演算結果を、例えば、図示を省略するモニタに表示したり、プリンタに出力したりすることも可能である。

また、上記演算部２５２による演算結果から、例えば利用者Ｈの状態を、必要に応じてその旨を監視者に告知するようにしてもよい。告知方法については、特に限定されるものではなく、例えば、図示を省略するスピーカから警報を発したり、モニタに表示を行ったりすることが可能である。

以上のような構造を有する荷重検出機能付きベッドは、例えば、医療施設（例：病院、診療所等）や介護施設、養護施設などにおいて好適に用いられる。

本発明では、このような荷重検出機能付きベッド２０１を使用することで、例えば、入床（就寝）や、離床（起床）、在床位置、体動（例：寝返り等）、姿勢（例：仰臥、伏臥、横臥等）など、利用者Ｈの状態（在床状況）を遠隔から監視することが可能となる。また、このような荷重検出機能付きベッド２０１を使用することで、誰かに監視されているという利用者Ｈの精神的な負担や、深夜・早朝に限らず利用者Ｈを常時監視しなければならないという監視者の肉体的・精神的負担を軽減することが可能となる。

なお、このような荷重検出機能付きベッド２０１は、上述した施設に限定して使用されるものではなく、例えば、宿泊施設（例：ホテル、旅館等）、一般家庭（例：自宅介護等）などにおいても利用可能である。すなわち、この荷重検出機能付きベッド２０１の利用形態については、特に限定されるものではない。

また、本発明を適用した荷重検出機能付きベッド２０１の荷重検出機能を利用した応用例としては、例えば、「床ずれ防止機能」を挙げることができる。具体的には、一定時間（例えば２時間）以上、重心位置がある一定の円より外に移動していない場合、又は、各ロードセル２の荷重変化が一定（例えば１ｋｇ）以上変化していない場合に、利用者Ｈに床ずれが生じる可能性があると判断して、監視者に通知するといった機能を付加することが可能である。

また、別の応用例として「照明制御機能」を挙げることができる。具体的には、ベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上における利用者Ｈの重心位置や、重心の移動量、重心の移動速度等を計測することによって、入床又は離床したときに、照明を点灯又は消灯させるといった機能を付加することが可能である。

また、別の応用例として「体重管理機能」を挙げることができる。具体的には、ベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上における利用者Ｈの体重を定期的に（例えば毎日定刻時に）計測することによって、利用者Ｈの体重管理を行うといった機能を付加することが可能である。

また、別の応用例として「空調管理機能」を挙げることができる。具体的には、ベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上における利用者Ｈの体動（寝返り等）を検出することによって、利用者Ｈの睡眠深度を計測し、利用者の状態に応じて空調を管理するといった機能を付加することが可能である。

また、別の応用例として「透析時の体重モニタ機能」を挙げることができる。具体的には、ベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上における利用者Ｈの体重を計測することによって、透析の開始と終了とを検出するといった機能を付加することが可能である。

このように、本発明では、上述した機能に限らず、上記荷重検出機能付きベッド１の荷重検出機能を利用することで、様々な機能を付加することが可能である。

また、本発明は、荷重検出器１がベッド本体２０１Ａに予め組み込まれた荷重検出機能付きベッドであってもよく、あるいは荷重検出器１をベッド本体２０１Ａに別途組み込むことによって、既存のベッドに荷重検出機能を付加したものであってもよい。

すなわち、本発明を適用した荷重検出機能付きベッドは、ベッド本体２０１Ａに予め取り付けられた又は別途取り付けた荷重検出器１によりベッド本体２０１Ａに加わる荷重の変化を測定することで、ベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上における利用者Ｈの状態を検出することが可能となっている。

また、本発明では、本発明を適用した荷重検出器１をベッド本体２０１Ａに取り付けることによって、部品点数の増加を抑制しつつ、簡便な構造によって荷重検出機能をベッドに付加することが可能となっている。

具体的には、本発明を適用した荷重検出器１において、上記ロードセル２は、既存のベッドが備える上記第１の連結アーム２０９ａの第１のヒンジ部２１０を構成する部品（上記ガイドスリット２１２が形成された軸受部材）と交換可能な荷重検出用部品を構成している。
そのため、上記ロードセル２を構成する基体３は、その軸受部１３が軸受部材のそれと同じ取付構造を有している。

したがって、本発明では、上記ベッド本体２０１Ａの四隅（前左側、前右側、後左側、後右側）に配置された４つの軸受部材と、上記ロードセル２とを交換するだけで、上記ベッド本体２０１Ａに荷重検出器１を容易に組み込むことが可能である。

これにより、既存のベッドに安価に荷重検出機能を付加することが可能である。また、ロードセル２に故障等が生じた場合でも容易に交換が可能である。さらに、既存のベッドとの違いが少ないため、利用者Ｈに違和感なくベッドを利用してもらうことが可能である。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記荷重検出機能付きベッド２０１では、昇降リンク機構２０６を構成する第１のヒンジ部２１０ａに上記ロードセル２が組み込まれた構成となっているが、このような構成に限らず、例えば、昇降リンク機構２０６を構成する第２のヒンジ部２１０ｂや第３のヒンジ部２１０ｃに上記ロードセル２を組み込まれた構成とすることも可能である。

また、上記ベッド本体２０１Ａについては、寝板２０２の上に予めマット等が敷設されたものであってもよい。また、上記寝板２０２は、その長さ方向（ベッド本体２０１Ａの長手方向）において分割された構造を有して、利用者Ｈの上半身側や足側の一部が起き上がるといったリクライニング機能を有するものであってもよい。さらに、上記上側フレーム２０３及び下側フレーム２０５については、上述したフレーム構造に限定されるものではなく、様々なフレーム構造を採用することが可能である。

また、上記荷重検出器１では、上述したロードセル２と演算部２５２との間、及び、演算部２５２と送信部２５３との間を配線２５５ａ，２５５ｂによって電気的に接続した構成に限らず、無線により電気的に接続した構成とすることも可能である。一方、送信部２５３と受信部２５４との間の通信方法としては、上述した無線通信網を用いる場合に限らず、有線通信網を用いてもよい。さらに、上記荷重検出器１では、上記演算部２５２と上記送信部２５３とを一体に形成することも可能である。

さらに前述の実施形態では、昇降リンク機構２０６における第１の連結アーム２０９ａが、下側フレーム２０５に対して傾斜するように、下側フレーム２０５の前後一対のパイプフレーム２０５ｂに固定されている（図１１（ａ）参照）が、第１の連結アーム２０９ａは、下側フレーム２０５に対して垂直となるように固定されていても良い。その場合の状況を、図１１（ａ）に準じて図１２に示す。

図１２に示しているように、昇降リンク機構２０６の第１の連結アーム２０９ａが垂直である場合にも、ロードセル２をその全体が垂直方向に沿うように連結アーム２０９ａの筒体部に挿入し、かつ第２の連結アーム（他方の連結アーム）２０９ｂに設けられたピン（支軸）２１３を軸受部１３によって受けることによって、前記同様に荷重を検出することができる。

また前述の各実施形態では、ロードセル２は、その荷重受け部７が上方に、荷重伝達部９が下方に位置するようにベッド本体に組み込むものとしているが、荷重受け部と荷重伝達部との関係は相対的なものであり、上下を逆転してベッド本体に組み込んでも良いことはもちろんである。その場合の例を図１３に示す。

図１３において、昇降リンク機構２０６の第１の連結アーム２０９ａの上端部と第２の連結アーム２０９ｂの下端部との間が第１のヒンジ部２１０ａを介して回動自在に取り付けられており、その第１のヒンジ部２１０ａのピン（支軸）２１３は、下方の第１の連結アーム２０９ａの側に設けられている。そしてこのピン２１３にロードセル２における基体３の軸受け部２５６ｃ（第１の分割片３Ａ）が係合され、ロードセル２における基体３の第２連結片３Ｂは、上方の第２の連結アーム２０９ｂ内に挿入されている。この場合、ベッド本体の荷重は基体３の荷重伝達部９に加わることになるが、その場合でも作動部１１の歪によって荷重を検出することができる。

さらに前述の各実施形態では、上側フレーム２０３と下側フレーム２０５との間の連結支持部１０２に、昇降リンク機構２０６を設けた構成としているが、昇降リンク機構２０６を連結支持部１０２に設けない場合にも本発明を適用することができる。その一例を、図１４に示す。

図１４に示す実施形態では、上側フレーム２０３と下側フレーム２０５との間を、連結支持部１０２としての例えば中空パイプ状の複数本（通常は４本）の垂直な支柱１０２Ａによって連結した構成として、各支柱１０２Ａの上端と上側フレーム２０３との間にロードセル２を介在させている。

また昇降リンク機構２０６を連結支持部１０２に設けない場合の他の例を、図１５に示す。

図１５に示す実施形態では、図１４に示した実施形態と同様に、上側フレーム２０３と下側フレーム２０５との間を、連結支持部１０２としての例えば中空パイプ状の複数本（通常は４本）の垂直な支柱１０２Ａによって連結した構成としているが、この場合は、各支柱１０２Ａの下端と下側フレーム２０５との間にロードセル２を介在させている。

なお、図１４に示す実施形態、及び図１５に示す実施形態は、いずれも上側フレーム２０３と下側フレーム２０５との間の連結支持部１０２に昇降リンク機構を設けない場合の例として説明したが、連結支持部１０２に昇降リンク機構を設けた場合においても、図１４に示す実施形態に倣って、上側フレーム２０３と連結支持部１０２との間（例えば上側フレーム２０３と昇降リンク機構との間）にロードセル２を介在させることができる。また同様に、連結支持部１０２に昇降リンク機構を設けた場合でも、図１５に示す実施形態に倣って、連結支持部１０２と下側フレーム２０５との間（例えば昇降リンク機構と下側フレーム２０５との間）にロードセル２を介在させることができる。

さらに、図１４に示す実施形態、あるいは図１５に示す実施形態のように上側フレーム２０３と下側フレーム２０５との間の連結支持部１０２に昇降リンク機構を設けない場合において、その連結支持部１０２を構成する各支柱１０２Ａの中間部分にロードセル２を介在させることもできる。

なお昇降リンク機構２０６を設けない場合（例えば図１４に示す実施形態参照）、下側フレーム２０５をも省略してしまうことがあり、この場合は、各支柱１０２Ａの下端に、脚部２０４としてのキャスター機構２０８を直接設けることがある。このような構成のベッド本体においても、図１４に示す実施形態に倣って、上側フレーム２０３と各支柱１０２Ａとの間にロードセル２を介在させたりすれば良い。

以上のように、本発明を適用した荷重検出機能付きベッド１は、寝床面形成部（前述の各実施形態では寝板２０２と上側フレーム２０３とによって構成されるもの）１００から連結支持部（昇降リンク機構２０６もしくは下側フレーム２０５の有無は問わない）１０２を経て脚部２０４に至る荷重伝達経路のいずれかの個所における、寝床面形成部側１００からの荷重を受けてその荷重を設置面Ｂ側に伝達する部位にロードセル２が組み込まれていればよい。従ってロードセル２は、寝床面形成部１００と連結支持部１０２との間、あるいは連結支持部１０２の中間、あるいは連結支持部１０２と脚部４との間、さらには脚部２０４の部分、のいずれに介在させても良い。

なお、前述の各実施形態では、ベッド本体２０１Ａにおける寝床面Ｔを形成する寝床面形成部１００が、寝板２０２と、寝板２０２を支持する上側フレーム２０３とによって構成されているものとしたが、場合によっては寝床面形成部１００が、上側フレーム２０３のないもの、すなわち寝板２０２のみからなるものとなっていることもある。このような場合にも本発明を適用し得ることはもちろんである。例えば、寝板２０２と、それを支持するための連結支持部（例えば支柱１０２Ａ）との間にロードセル２を介在させても良い。

また、前記同様に寝床面形成部１００が、上側フレーム２０３のないもの、すなわち寝板２０２のみからなるものとなっている場合において、寝板２０２を支持するための連結支持部１０２に昇降リンク機構２０６を設けて、寝板２０２を直接昇降させるようにした構成のベッド本体もあり、このような場合にも本発明を適用し得ることはもちろんである。

さらに、寝床面形成部１００が上側フレーム２０３を備えていても、上側フレーム２０３が単なる囲いとして機能するだけで、昇降リンク機構２０６が、直接寝板２０２を昇降させる構成としたベッド本体もあり、このような場合は、上側フレーム２０３は荷重を実質的に支持しないから、上側フレーム２０３は、寝床面形成部１００から連結支持部１０２を経て脚部２０４に至る荷重伝達経路からは外れる。そしてその場合は、寝板２０２から連結支持部１０２を経て脚部２０４に至る荷重伝達経路のいずれかの個所にロードセル２を介在させればよい。

なおまた、以上の説明では、寝床面形成部１００を昇降させるための機構として、リンク機構を適用したものとしているが、場合によってはリンク機構を用いない昇降機構、例えば手動あるいは電動の回転螺子方式（スクリュー方式）、ジャッキ方式などの昇降機構を用いることもあり、そのようなリンク機構以外の昇降機構を有するベッド本体にも本発明を適用し得ることはもちろんである。

さらに、前述の各実施形態では、ロードセルの歪センサとして、歪により電気抵抗が変化する歪ゲージを用いているが、歪センサは、要はロードセルの作動腕部の歪を検出できるものであればよく、例えば、導電性エラストマーセンサ素子や、光学式歪センサ素子、電歪デバイスセンサ素子、圧電デバイスセンサ素子、磁歪デバイスセンサ素子などを用いることもできる。

１…荷重検出器 ２…ロードセル ３…基体 ３Ａ…第１の分割片 ３Ｂ…第２の分割片 ７…荷重受け部 ９…荷重伝達部 １１…作動部 １９…筒体部 ２０…中空筒部材 ２３…フランジ部２９…歪センサ １００…寝床面形成部 １０２…連結支持部 １０３…中空筒部 ２０１…荷重検出機能付きベッド ２０１Ａ…ベッド本体 ２０２…寝板 ２０３…上側フレーム ２０４…脚部 ２０５…下側フレーム ２０６…昇降リンク機構 ２０８…キャスター機構 ２０９ａ…第１の連結アーム ２０９ｂ…第２の連結アーム ２０９ｃ…第３の連結アーム ２０９ｄ…第４の連結アーム ２１０ａ…第１のヒンジ部 ２１０ｂ…第２のヒンジ部 ２１０ｃ…第３のヒンジ部 ２１０ｄ…第４のヒンジ部 ２１１…アクチュエータ ２１２…ガイドスリット（軸受） ２１３…ピン（支軸）
２５２…演算部 ２５３…送信部 ２５４…受信部
Ｂ…設置面 Ｔ…寝床面 Ｈ…利用者 Ｒ_１，Ｒ_２，Ｒ_３，Ｒ_４…歪みゲージ（抵抗体）

Claims (13)

1. ベッド本体に取り付けられた荷重検出器によって、前記ベッド本体に加わる荷重の変化を検出し、前記ベッド本体の寝床面上における利用者の状態を検出する荷重検出機能付きベッドであって、
   前記ベッド本体は、前記寝床面を形成する寝床面形成部と、ベッド本体を設置すべき設置面に接する脚部と、前記寝床面形成部が前記設置面の上方に位置するように、寝床面形成部と脚部との間を連結して前記寝床面形成部からの荷重を脚部に向けて伝達する連結支持部とを有する構成とされ、
   前記荷重検出器は、前記ベッド本体に荷重が加わることで発生する歪みを計測するロードセルを有し、
   前記寝床面形成部から連結支持部を経て脚部に至る荷重伝達経路のいずれかの個所における、寝床面形成部の側からの荷重を受けてその荷重を設置面側に伝達する部位に、前記ロードセルが設けられており、
   さらに前記ロードセルは、寝床面形成部の側からの荷重により歪を発生する基体と、その基体の歪を検出するべく基体に取り付けられた歪センサとによって構成され、
   かつ前記基体は、相互に分離可能に接する第１の分割片と第２の分割片とからなり、前記第１の分割片は、前記寝床面形成部の側からの荷重を受ける荷重受け部を備え、前記第２の分割片は、前記荷重をベッド本体における前記設置面側の構成部材に伝達する荷重伝達部を備え、さらに第１の分割片と第２の分割片のいずれか一方の分割片は、前記荷重受け部と荷重伝達部との間において前記荷重によって撓む作動部を備えており、またその作動部には前記歪センサが取り付けられており、
   しかも前記第２の分割片は、前記ベッド本体における荷重伝達経路のいずれかの個所の中空筒部に挿入されてその中空筒部に支持される構成とされ、かつ前記第１の分割片の荷重受け部は、前記荷重により前記第２の分割片における荷重伝達部に対して相対的に移動可能に構成され、前記作動部は、その一端が前記荷重受け部と荷重伝達部とのうちのいずれか一方に連続一体化されるとともに、その他端が前記荷重受け部と荷重伝達部の他方に接して、前記荷重により撓み変形するように構成されていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。
2. 請求項１に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
   前記ロードセルの基体における第２の分割片の荷重伝達部が、ベッド本体の前記中空筒部に挿入される筒体部を有する形状に作られるとともに、その筒体部の端部にフランジ部が形成されており、そのフランジ部がベッド本体の前記中空筒部の端縁に接して支持されるように構成されたことを特徴とする荷重検出機能付きベッド。
3. 請求項１、請求項２のいずれかの請求項に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
   前記ロードセルの基体における前記第２の分割片が、前記荷重伝達部および前記作動部の両者を備えて、これらを連続一体化した構成とされていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。
4. 請求項１、請求項２のいずれかの請求項に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
   前記ロードセルの基体における前記第１の分割片が、前記荷重受け部および前記作動部を備えて、これらを連続一体化した構成とされていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかの請求項に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて：
   前記ロードセルの基体における作動部が、梁状のカンチレバー部で形成されており、かつそのカンチレバー部の一端が前記荷重受け部と前記荷重伝達部とのうちの一方に連続一体化されるとともに、他端が前記荷重受け部と前記荷重伝達部とのうちの他方に当接されて、前記荷重受け部に荷重が加えられた状態で、前記カンチレバー部が片持ち梁状に撓み変形するように構成されていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。
6. 請求項１〜請求項４のいずれかの請求項に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
   前記ロードセルの基体における作動部が、長さ方向に沿って延びる長孔状の開口部を有する梁部によって形成され、かつその長孔状開口部の長さ方向に沿う２辺部のうちの一方の中央部が前記荷重受け部と前記荷重伝達部とのうちの一方に連続一体化され、前記２辺部のうちの他方の中央部が前記荷重受け部と前記荷重伝達部とのうちの他方に当接されて、前記荷重受け部に荷重が加えられた状態で、前記梁部が撓み変形するように構成されていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかの請求項に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
   前記ロードセルが、前記ベッド本体における連結支持部の中間に介在されていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。
8. 請求項７に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
   前記ベッド本体における連結支持部が、前記寝床面形成部を昇降させる昇降リンク機構を備え、
   前記ロードセルが、前記昇降リンク機構に組み込まれてなることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。
9. 請求項８に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
   前記連結支持部が、前記昇降リンク機構のほか、前記設置面の上方に前記脚部を介して支持される下側フレームを備え、
   前記昇降リンク機構は、前記寝床面形成部と下側フレームとの間を連結するアームとして、少なくとも第１のアームと第２のアームとを有し、かつ前記第１のアームは、前記寝床面形成部の側に連結され、また前記第２のアームは下側フレームの側に連結され、これらの寝床面形成部及び下側フレームの間に前記ロードセルの基体が介在されていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。
10. 請求項１〜請求項６のいずれかの請求項に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
    前記ロードセルの基体が、前記ベッド本体における連結支持部と寝床面形成部との間に介在されていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。
11. 請求項１〜請求項６のいずれかの請求項に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
    前記ロードセルの基体が、前記ベッド本体における連結支持部と脚部との間に介在されていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。
12. 請求項１〜請求項６のいずれかの請求項に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
    前記ロードセルの基体が、前記ベッド本体における脚部に組み込まれていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。
13. 寝床面を形成する寝床面形成部と、ベッド本体を設置すべき設置面に接する脚部と、前記寝床面形成部が前記設置面の上方に位置するように、寝床面形成部と脚部との間を連結して前記寝床面形成部からの荷重を脚部に向けて伝達する連結支持部とを有してなるベッド本体に取り付けることによって、前記ベッド本体に加わる荷重の変化を測定し、前記ベッド本体の寝床面上における利用者の状態を検出するための荷重検出器において、
    ベッド本体の寝床面形成部の側からの荷重により歪を発生する基体と、その基体の歪を検出するべく基体に取り付けられた歪センサとを有するロードセルを備え、
    前記ロードセルの基体は、相互に分離可能に接する第１の分割片と第２の分割片とからなり、前記第１の分割片は、前記寝床面形成部の側からの荷重を受ける荷重受け部を備え、前記第２の分割片は、前記荷重をベッド本体における前記設置面側の構成部材に伝達する荷重伝達部を備え、さらに第１の分割片と第２の分割片のいずれか一方の分割片は、前記荷重受け部と荷重伝達部との間において前記荷重によって撓む作動部を備えており、またその作動部には前記歪センサが取り付けられており、
    しかも前記第２の分割片は、前記ベッド本体における荷重伝達経路のいずれかの個所の中空筒部に挿入されてその中空筒部に支持される構成とされ、かつ前記第１の分割片の荷重受け部は、前記荷重により前記第２の分割片における荷重伝達部に対して相対的に移動可能に構成され、前記作動部は、その一端が前記荷重受け部と荷重伝達部とのうちのいずれか一方に連続一体化されるとともに、その他端が前記荷重受け部と荷重伝達部の他方に接して、前記荷重により撓み変形するように構成されていることを特徴とするベッド用荷重検出器。
    
    

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