JP2020103553A - Contact sensor, seat for seating and wheelchair - Google Patents
Contact sensor, seat for seating and wheelchair Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020103553A JP2020103553A JP2018244691A JP2018244691A JP2020103553A JP 2020103553 A JP2020103553 A JP 2020103553A JP 2018244691 A JP2018244691 A JP 2018244691A JP 2018244691 A JP2018244691 A JP 2018244691A JP 2020103553 A JP2020103553 A JP 2020103553A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- contact sensor
- contact
- plate
- state
- shaped member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、接触センサ、着座用シートおよび車椅子に関し、例えば、医療分野や介護分野等で用いられる接触センサ、着座用シートおよび車椅子の技術に関する。 The present invention relates to a contact sensor, a seat for seating, and a wheelchair, and, for example, to a technology of a contact sensor, a seat for seating, and a wheelchair used in the medical field, the care field, and the like.
例えば、特許文献1には、マットレスの下に設置される離床センサを用い、その各信号に基づいて被験者の離床/在床を監視する生体情報監視システムが示される。離床センサは、四隅に設けた弾性部材を挟んで対向して設置される2枚の板状部材と、当該対向する板状部材間の中心部分に設置される離床検出スイッチとを備える。板状部材が押圧されると離床検出スイッチがオンとなり、当該離床検出スイッチのオン/オフによって在床/離床が判別される。
For example,
例えば、医療分野や介護分野等では、ユーザ(患者や要介護者)の車椅子からの離座を検知することが求められる。その方式として、例えば、車椅子におけるクッション部材の下に特許文献1に示されるようなセンサを設置することが考えられる。当該センサは、着座状態/離座状態を確実に検知するため、例えば、クッション部材の中心部分の下等に設置される。しかし、このようなセンサでは、着座状態の場合に、センサに対して大きな荷重が加わるため、センサの実使用上の耐久性が低下する恐れがある。
For example, in the medical field, the nursing field, and the like, it is required to detect the user (patient or care recipient) sitting out of a wheelchair. As the method, for example, it is possible to install a sensor as disclosed in
また、特許文献1に示されるような座面の中心部分で荷重を感知するタイプのセンサでは、ユーザの身体が座面の一部にでも残っている状態では、クッション部材を通して荷重がセンサに加わることになる。この場合、例えば、ユーザの身体が座面前方に移動して座面からずれ落ちる可能性があるような危険な状態になっても、当該危険を感知することができず、ユーザの身体が座面からずれ落ちて初めて異常が感知されることになる。すなわち、当該センサでは、座面からのずれ落ちに関して、早期発見はできても予防効果はない。
Further, in a sensor of the type that senses a load at the central portion of the seat surface as disclosed in
そこで、本発明の目的の一つは、実使用上の耐久性を高め、また、ユーザの座面からのずれ落ちを予防することが可能な接触センサ、および当該接触センサを備えた着座用シート、車椅子を提供することにある。 Therefore, one of the objects of the present invention is to improve the durability in actual use and to prevent the user from slipping off the seat surface, and a seat for seating equipped with the contact sensor. , To provide a wheelchair.
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 The following is a brief description of the outline of a typical embodiment of the invention disclosed in the present application.
一実施の形態による接触センサは、ユーザが着座するクッション部材の下に設置され、第1および第2の板状部材と、支点機構と、スイッチ機構とを有する。支点機構は、第1の板状部材上に設置され、第1の板状部材の面内の第1の方向に延伸するライン状の形状を備える。第2の板状部材は、支点機構上に、支点機構を挟んで第1の板状部材と対向するように設置され、支点機構を支点としたシーソー構造によって、第1の板状部材に対する傾きが変化する。スイッチ機構は、第1の板状部材の面内で第1の方向と交差する第2の方向において、支点機構を挟んだ第1および第2の板状部材の両端となる第1の端と第2の端の内の第1の端に設置され、初期状態で接触状態となり、第2の板状部材がシーソー構造によって第2の端側に傾いた場合に非接触状態となる。 A contact sensor according to one embodiment is installed under a cushion member on which a user sits, and has first and second plate-shaped members, a fulcrum mechanism, and a switch mechanism. The fulcrum mechanism is installed on the first plate-shaped member and has a linear shape extending in the first direction within the plane of the first plate-shaped member. The second plate-shaped member is installed on the fulcrum mechanism so as to face the first plate-shaped member with the fulcrum mechanism interposed therebetween, and is inclined with respect to the first plate-shaped member by a seesaw structure having the fulcrum mechanism as a fulcrum. Changes. The switch mechanism has a first end that is both ends of the first and second plate-shaped members sandwiching the fulcrum mechanism in a second direction that intersects the first direction in the plane of the first plate-shaped member. It is installed at the first end of the second ends and is in a contact state in the initial state, and is in a non-contact state when the second plate member is inclined toward the second end side by the seesaw structure.
前記一実施の形態によれば、接触センサにおいて、実使用上の耐久性が向上可能となり、また、ユーザの座面からのずれ落ちを予防することが可能になる。 According to the one embodiment, in the contact sensor, the durability in actual use can be improved, and the contact sensor can be prevented from slipping off from the seat surface.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiments, the same members are denoted by the same reference symbols in principle and their repeated description is omitted.
(実施の形態1)
《接触センサ(実施の形態1)の構造》
図1(a)は、本発明の実施の形態1による接触センサの構造例を示す平面図であり、図1(b)および図1(c)は、図1(a)におけるA−A’間の構造例を示す断面図である。図1(a)〜図1(c)に示す接触センサ10は、ユーザが着座するクッション部材の下に設置され、板状部材11a,11bと、支点機構12と、スイッチ機構13とを備える。板状部材11a,11bのそれぞれは、例えば、共にXY平面上で矩形の形状を備える強化プラスチック等である。明細書では、X方向(長さ方向)は、板状部材11bの面内(XY平面内)の方向であり、Y方向(幅方向)は、板状部材11bの面内(XY平面内)でX方向と交差する方向である。また、Z方向(高さ方向)は、板状部材11bの面(XY平面)と交差する方向である。
(Embodiment 1)
<<Structure of Contact Sensor (Embodiment 1)>>
1A is a plan view showing a structural example of a contact sensor according to
支点機構12は、板状部材11b上に設置され、Y方向に延伸するライン状の形状を備える。板状部材11aは、支点機構12上に、支点機構12を挟んで板状部材11bと対向するように設置され、支点機構12を支点としたシーソー構造によって、板状部材11bに対する傾きが変化する構造となっている。具体的には、支点機構12は、例えば、Y方向に延伸する軸棒15を備える。板状部材11aは、XZ平面上で、軸棒15を中心として回転可能な構造となっている。また、一例として、当該接触センサ10のX方向(長さ方向)のサイズ(Ls)や、Y方向(幅方向)のサイズ(Ws)は、5cm〜8cm程度であり、Z方向(高さ方向)のサイズ(Hs)は、1.5cm程度である。
The
スイッチ機構13は、X方向において、板状部材11a,11bの支点機構12を挟んだ両端となる2個の端19a,19bの内の一方の端(接点端と呼ぶ)19aに設置される。スイッチ機構13は、2個の板状部材11a,11bにそれぞれ設置される2個の電極17a,17bを有する。スイッチ機構13は、初期状態で接触状態(オン状態)となり、板状部材11aがシーソー構造によって他方の端(非接点端と呼ぶ)19b側に傾いた場合に非接触状態(オフ状態)となる。2個の電極17a,17bは、それぞれ配線18a,18bに接続される。また、当該接触センサ10は、弾性部材14を備える。弾性部材14は、例えば、バネ等であり、支点機構12と非接点端19bとの間の位置で、板状部材11aと板状部材11bの間の位置に設けられる。
The
このような構造により、板状部材11aでは、支点機構12を境界22として、境界22よりも接点端19a側の領域(XY平面)がオン領域20となり、境界22よりも非接点端19b側の領域がオフ領域21となる。図1(b)に示されるように、Z方向において、オン領域20にオフ領域21よりも大きい荷重が加わった場合、または、オン領域20とオフ領域21の荷重が同等の場合、板状部材11a,11bは、初期状態(略平行状態)を保つ。その結果、2個の電極17a,17bは接触状態となり、スイッチ機構13はオン状態となる。
With such a structure, in the plate-shaped
一方、図1(c)に示されるように、Z方向において、オフ領域21にオン領域20よりも大きい荷重が加わった場合、板状部材11aは、板状部材11bを基準に非接点端19b側に傾く。その結果、2個の電極17a,17bは非接触状態となり、スイッチ機構13はオフ状態となる。
On the other hand, as shown in FIG. 1C, when a larger load is applied to the off region 21 than the on region 20 in the Z direction, the plate-shaped
ここで、当該接触センサ10では、X方向において、非接点端19bと支点機構12との距離L2は、接点端19aと支点機構12との距離L1の1/2倍〜5倍であり、例えば、距離L1と同等である。当該接触センサ10は、シーソー構造に伴う荷重差を利用し、特に、オフ領域21への荷重に伴い、スイッチ機構13が初期状態(オン状態)からオフ状態に遷移することを利用するため、距離L2をある程度確保することが望ましい。
Here, in the
この際に、距離L1に対して距離L2が短すぎると、図1(c)において、オフ状態に遷移するのに必要なオフ領域21への荷重が過大となる恐れや、板状部材11aの傾斜角度が過大となる恐れがある。逆に、距離L1に対して距離L2が長すぎると、図1(c)において、オフ状態に遷移するのに必要なオフ領域21への荷重が過小となる恐れや、板状部材11aの傾斜角度が過小となる恐れがある。距離L1と距離L2の比率は、このようなトレードオフの関係を加味して定められる。また、弾性部材14は、初期状態において、スイッチ機構13のオン状態(接触状態)を確実に維持するために設けられ、電極17a,17bを接触させる方向に作用する。
At this time, if the distance L2 is too short with respect to the distance L1, in FIG. 1(c), the load on the off region 21 necessary for transitioning to the off state may become excessive, or the plate-shaped
《接触センサの車椅子への適用例》
図2は、図1(a)〜図1(c)の接触センサが適用される車椅子の構成例を示す斜視図である。図2に示す車椅子25は、車椅子25を移動させる車輪26と、ユーザが着座するクッション部材28と、ユーザの背中を支える背もたれ29と、クッション部材28が搭載される座面27とを有する。接触センサは、クッション部材28と座面27との間に設置され、例えば、ユーザが車椅子25から立ち上がった場合や、車椅子25からずれ落ちた場合等を検知する。
<<Application example of contact sensor to wheelchair>>
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration example of a wheelchair to which the contact sensor of FIGS. 1(a) to 1(c) is applied. The
図3(a)は、図1(a)〜図1(c)の接触センサを図2の車椅子へ設置する際の設置箇所の一例を示す上面図であり、図3(b)および図3(c)は、図3(a)において、ユーザが着座状態および離座状態の際の接触センサ周りの状態の一例を示す断面図である。図3(a)の例では、クッション部材28と座面27との間に、2個の接触センサ10[1],10[2]が設置される。2個の接触センサ10[1],10[2]のそれぞれは、図1(a)〜図1(c)の接触センサ10に示したような構造を備える。
FIG. 3A is a top view showing an example of an installation location when the contact sensor of FIGS. 1A to 1C is installed in the wheelchair of FIG. 2, and FIGS. FIG. 3C is a cross-sectional view showing an example of a state around the contact sensor when the user is in a sitting state and a leaving state in FIG. 3A. In the example of FIG. 3A, two contact sensors 10[1] and 10[2] are installed between the
接触センサ10[1],10[2]のそれぞれは、クッション部材28の外周部分の下の箇所で、接点端19aがクッション部材28の外周側に、非接点端19bがクッション部材28の内部側に向くように設置される。車椅子の直進方向をX(Y)方向とすると、接触センサ10[1],10[2]は、X(Y)方向と交差するY(X)方向において車椅子の座面27上の両サイドにそれぞれ設置され、X(Y)方向において背もたれ29寄りに設置される。
In each of the contact sensors 10[1] and 10[2], the
図3(b)に示されるように、ユーザ30が着座状態の場合、接触センサ10のスイッチ機構13は、オフ領域(非接点端19b側)の荷重がオン領域(接点端19a側)の荷重よりも大きくなるため、オフ状態(非接触状態)となる。一方、図3(c)に示されるように、ユーザ30が離座状態の場合、接触センサ10のスイッチ機構13は、オフ領域(非接点端19b側)の荷重とオン領域(接点端19a側)の荷重が同等となるため、初期状態と同じくオン状態(接触状態)となる。これにより、図3(a)における各接触センサ10[1],10[2]のスイッチ機構13は、オフ状態(非接触状態)からオン状態(接触状態)への遷移に基づいてユーザ30がクッション部材28から離座したことを検知する。
As shown in FIG. 3B, when the
ここで、例えば、ユーザ30が着座状態のまま体勢を若干変えたような場合を想定する。この場合、この体勢の変化に応じてクッション部材28の撓み具合も若干変化し得る。この際に、接触センサ10のスイッチ機構13は、シーソー構造に伴い、クッション部材28の撓み具合が若干変化する(体勢が若干変化する)程度では、図3(b)に示されるようなオフ状態(非接触状態)を依然として維持する。
Here, for example, it is assumed that the
すなわち、図3(b)のスイッチ機構13は、仮にクッション部材28の撓み具合の変化に伴い電極(17a,17b)間の距離が変化した場合でも、電極(17a,17b)間が接触する程の大きな変化が生じない限り離座状態への遷移を検知しない。そして、当該スイッチ機構13は、ユーザ20が車椅子25から完全に離れた場合に、図3(c)のようなオン状態(接触状態)となり、離座状態への遷移を検知する。このように、接触センサ10を用いると、ユーザ30の僅かな体勢の変化に伴う誤検知の可能性を低減できる。
That is, even if the distance between the electrodes (17a, 17b) changes with the change in the degree of bending of the
ただし、図3(a)において、例えば、ユーザ30が着座状態のまま上体を横方向(接触センサ10[2]側)に大きく傾けたような場合、接触センサ10[1]は、図3(c)のようなオン状態(接触状態)となり、離座状態への遷移を検知する可能性(すなわち、誤検知する可能性)がある。そこで、前述したように、接触センサ10[1],10[2]は、車椅子の座面27上の両サイドにそれぞれ設置される。この場合、接触センサ10[1],10[2]の少なくとも一方は、図3(b)のようなオフ状態(非接触状態)を維持することができる。
However, in FIG. 3A, for example, when the
さらに、接触センサ10[1],10[2]は、前述したように、背もたれ29寄りに設置される。これにより、例えば、ユーザ30が前方(車椅子25の直進方向)にずれ落ちるような予兆を早期に検知することが可能になる。具体的には、ユーザ30の着座状態が正常な場合、図3(a)に示される正常着座領域31aに荷重が加わる。この場合、接触センサ10[1],10[2]は、共に、図3(b)のようなオフ状態(非接触状態)を維持することができる。
Further, the contact sensors 10[1] and 10[2] are installed near the
一方、ユーザ30が座面27の前方に移動して座面27からずれ落ちる可能性がある場合、図3(a)に示される危険着座領域31bに荷重が加わる。この場合、接触センサ10[1],10[2]は、図3(c)のようなオン状態(接触状態)になり得る。その結果、ユーザ30が座面からずれ落ちる際の予兆を検知することが可能になり、これに応じて介護者等が適切な対応を行うことで、ユーザ30の座面からのずれ落ちを予防することが可能になる。
On the other hand, when the
図4(a)は、図3(a)とは異なるの設置箇所の一例を示す上面図であり、図4(b)および図4(c)は、図4(a)において、ユーザが着座状態および離座状態の際の接触センサ周りの状態の一例を示す断面図である。図4(a)の例では、クッション部材28と座面27との間に、接触センサ10[3]が設置される。接触センサ10[3]は、図1(a)〜図1(c)の接触センサ10に示したような構造を備える。
FIG. 4A is a top view showing an example of an installation place different from that of FIG. 3A, and FIGS. 4B and 4C show that the user sits down in FIG. 4A. It is sectional drawing which shows an example of the state around a contact sensor at the time of a state and a detached state. In the example of FIG. 4A, the contact sensor 10[3] is installed between the
接触センサ10[3]は、前述した接触センサ10[1],10[2]の場合と同様に、クッション部材28の外周部分の下の箇所で、接点端19aがクッション部材28の外周側に、非接点端19bがクッション部材28の内部側に向くように設置される。車椅子の直進方向をX(Y)方向とすると、接触センサ10[3]は、X(Y)方向と交差するY(X)方向において座面27上の中間付近に設置され、X(Y)方向において背もたれ29付近に設置される。
The contact sensor 10[3] is located below the outer peripheral portion of the
背もたれ29寄りに設置される接触センサ10[3]を用いることで、前述した接触センサ10[1],10[2]の場合と同様に、例えば、ユーザ30が前方(車椅子25の直進方向)にずれ落ちるような予兆を早期に検知することが可能になる。だだし、例えば、座面27の両サイドが固定される折り畳み式の車椅子25等の場合、ユーザ30が着座した際に、座面27の背もたれ29側では、両サイドを基準にその中間部が凹むような撓みが発生し得る。この場合、例えば、接触センサ10[3]に可動方向とは異なる方向の力(Y(X)軸方向に向けて折り曲げるような力)が加わるため、接触センサ10[3]の破損を招く恐れがある。
By using the contact sensor 10 [3] installed near the
以上のようなことから、車椅子25に対しては、まず、図3(a)に示したように、座面27の両サイドの背もたれ29寄りに接触センサ10[1],10[2]を配置することが望ましい。さらに、接触センサ10が、前述したような可動方向とは異なる方向の力に対して十分な強度を備える場合には、加えて、図4(a)に示したように、背もたれ29寄りに接触センサ10[3]を配置することがより望ましい。
From the above, for the
《接触センサの検知結果の判定方法》
図3(a)および図4(a)に示した各接触センサ10[1]〜10[3]からの配線(18a,18b)は、図示しない制御部に接続される。制御部は、各接触センサ10[1]〜10[3]のスイッチ機構13におけるオン状態・オフ状態を、例えば、電流の導通有無等に基づき判別し、その判別結果を無線信号等を介して外部へ通知する。この際に、制御部は、各接触センサ10[1]〜10[3]のスイッチ機構13のオン状態(すなわち離座状態)をアンド演算し、そのアンド演算結果を外部へ通知してもよい。この場合、ユーザ30が確実に離座したことを検知することができる。
<<Method of judging the detection result of contact sensor>>
The wirings (18a, 18b) from the contact sensors 10[1] to 10[3] shown in FIGS. 3A and 4A are connected to a control unit (not shown). The control unit determines the on/off state of the
また、制御部は、各接触センサ10[1]〜10[3]のスイッチ機構13のオン状態(すなわち離座状態)をオア演算し、そのオア演算結果を外部へ通知してもよい。例えば、一部のスイッチ機構13のみがオン状態である場合、ユーザ30がクッション部材28上でずれ落ちを含めた不自然な体勢をとっている可能性がある。この場合、オア演算結果が‘1’、アンド演算結果が‘0’となるため、その組み合わせによって、ユーザ30が座面27からずれ落ちる予兆などを検知することができる。
Further, the control unit may perform an OR operation on the ON state (that is, the separated state) of the
《接触センサの実装形態》
図5は、図3(a)の各接触センサの実装形態の一例を示す断面図である。図5には、2個の接触センサ10[1],10[2]と、2個の接触センサ10[1],10[2]を覆うカバー部材36とを備えた接触センサ装置35が示される。カバー部材36は、例えば、可撓性や伸縮性を有する部材であり、2個の接触センサ10[1],10[2]の間隔Wcを所定の値(例えばクッション部材28の幅と同等)に定める。また、カバー部材36は、接触センサ10[1],10[2]のオフ状態(非接触状態)に伴う板状部材の傾きを許容する程度の撓みを有する。このような接触センサ装置35を用いることで、図3(a)に示したような接触センサ10[1],10[2]の設置を容易化することができる。
<<Mounting form of contact sensor>>
FIG. 5: is sectional drawing which shows an example of the mounting form of each contact sensor of FIG. FIG. 5 shows a
また、2個の接触センサ10[1],10[2]は、センサ付きの着座用シートといった形態で、予め、クッション部材28の下に一体的に組み込まれてもよい。当該着座用シートは、必ずしも車椅子25に限らず、医療、介護分野等で使用される様々な椅子に適用され得る。さらに、2個の接触センサ10[1],10[2]は、センサ付きの車椅子25といった形態で、予め、座面27上に一体的に組み込まれてもよい。
Further, the two contact sensors 10[1] and 10[2] may be integrated in advance under the
《接触センサ(変形例)の構造》
図6は、図1(a)におけるA−A’間の図1(b)とは異なる構造例を示す断面図である。板状部材11aは、初期状態で、図1(b)に示したように板状部材11bに対して平行か、または図6に示されるように、角度θで非接点端19b側に傾くように設置される。仮に、板状部材11aが初期状態で非接点端19b側ではなく接点端19a側に傾くように設置された場合、例えば、図3(c)のようなユーザ30の離座状態において、クッション部材28の荷重が均等ではなく非接点端19b側に偏って加わるため、スイッチ機構13は、オン状態(接触状態)を保てない恐れがある。
<<Structure of contact sensor (modification)>>
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a structural example between AA′ in FIG. 1A different from FIG. 1B. In the initial state, the plate-shaped
一方、板状部材11aが、初期状態で、板状部材11bに対して平行または角度θで非接点端19b側に傾くように設置されると、図3(c)のようなユーザ30の離座状態において、クッション部材28の荷重は均等または接点端19a側に偏って加わるため、スイッチ機構13は、オン状態(接触状態)を保つことができる。ただし、角度θが過大になると、スイッチ機構13が図3(b)のような着座状態においてオフ状態(非接触状態)とならない恐れがあり、また、図3(c)の離座状態において電極(17a,17b)に過大な力が加わる恐れがある。このため、角度θは、例えば、0°≦θ≦10°等に定められる。
On the other hand, when the
ここで、接触センサ10上にクッション部材28が搭載される場合で、前述した角度θが10°の場合には、スイッチ機構13のオン状態(接触状態)を確実に保つことが可能である。ただし、その確実性は、角度θが0°に近づくほど(板状部材11aと板状部材11bが平行に近づくほど)低下する。そこで、スイッチ機構13をオン状態(接触状態)にする方向の反力Pを持つ弾性部材14を設けることが有益となる。本発明者の検討によると、例えば、角度θが10°の際に必要な反力Pは、0[kgf]以上であり、角度θが0°の際に必要な反力Pは0.1[kgf]以上である。この角度θ(0°≦θ≦10°)と反力Pとの関係をリニアな関係とみなすと、反力Pと角度θは、式(1)の関係を満たす。
P≧(0.1−θ/100) …(1)
Here, when the
P≧(0.1−θ/100) (1)
《接触センサ(比較例)の構造および問題点》
図9(a)は、本発明の比較例となる接触センサの構造例を示す平面図であり、図9(b)および図9(c)は、図9(a)におけるC−C’間の構造例を示す断面図である。図9(a)〜図9(c)に示す接触センサ10’は、板状部材11a’,11b’と、スイッチ機構13’と、弾性部材14’とを備える。板状部材11a’,11b’は、四隅に設けた弾性部材14’を挟んで対向して設置される。スイッチ機構13’は、当該対向する板状部材11a’,11b’間の中心部分に設置される電極17a’,17b’を備える。スイッチ機構13’は、図3(c)に示されるように、Z方向から板状部材11a’にある程度の荷重が加わると、電極17a’,17b’が接触し、オン状態となる。
<<Structure and Problems of Contact Sensor (Comparative Example)>>
FIG. 9A is a plan view showing a structural example of a contact sensor as a comparative example of the present invention, and FIGS. 9B and 9C are views between CC′ in FIG. 9A. 3 is a cross-sectional view showing a structural example of FIG. The
このため、例えば、当該接触センサ10’を図3(a)に示した接触センサ10[1],10[2]のような位置に設置した場合、スイッチ機構13’がオン状態となる条件は、クッション部材28の材質等に大きく依存して変わり得る。例えば、図3(b)のような着座状態の場合でも、スイッチ機構13’は、板状部材11a’に対してクッション部材28を介してZ方向から伝わる荷重が足りなければオン状態(着座を検知した状態)とならない。したがって、比較例の接触センサ10’は、検知精度を高めるため、通常、クッション部材28の中心部分に設置される必要がある。
Therefore, for example, when the
《実施の形態1の主要な効果》
一方、実施の形態1の接触センサ10は、シーソー構造に基づきオン領域20の荷重とオフ領域21の荷重の大小関係を検知する方式である。図3(b)のような着座状態の場合、接触センサ10では、クッション部材28の材質等に依らず、少なくともオフ領域(非接点端19b側)の荷重がオン領域(接点端19a側)の荷重よりも大きい状態が構築される。これに伴い、板状部材11aは、非接点端19b側に傾き、スイッチ機構13はオフ状態(着座を検知した状態)となる。このため、実施の形態1の接触センサ10は、比較例の場合と異なり、図3(a)のように、クッション部材28の外周部分に設置することができる。
<<Main effects of the first embodiment>>
On the other hand, the
その結果、第1の効果として、実使用上の耐久性を高めることが可能になる。具体的に説明すると、接触センサ10は、前述したように、比較例の場合のようなクッション部材28の中心部分ではなく外周部分に設置することができる。着座状態において、外周部分では、中心部分と比較して接触センサに加わる荷重が小さいため、耐久性を高められる。その結果、接触センサ10を消耗部品ではなく、耐久部品として取り扱うことができ、図5で述べたように、接触センサ10を着座用シートや車椅子の座面27等に固定的に組み込むことも可能になる。
As a result, as a first effect, it becomes possible to enhance durability in actual use. More specifically, as described above, the
第2の効果として、接触センサ10をクッション部材28の外周部分に配置できることや、検知感度におけるクッション部材28の材質等への依存性を低減できることから、図3(a)および図4(a)のように接触センサ10の設置箇所を適切に定めることで、ユーザ30が座面27からズレ落ちる際の予兆を低コストで検知することが可能になる。すなわち、例えば、荷重の度合いをアナログ的に検知する高価なアナログセンサ等を用いたり、あるいは、比較例の接触センサ10’を多数用い、それを座面全体にマトリックス状に敷き詰めるようなことをせずに、ユーザ30の座面27からのずれ落ちを予防することが可能になる。
As a second effect, the
第3の効果として、汎用性が高い接触センサ10を実現可能になる。具体的に説明すると、検知感度におけるクッション部材28の材質等へ依存性を低減できることから、接触センサ10を、様々な種類のクッション部材28に組み合わせることができる。また、接触センサ10の検知結果はオン状態かオフ状態のみであるため、当該接触センサ10の検知結果を処理する制御部に特殊な処理は不要であり、広く存在する様々な制御部を用いることができる。
As a third effect, the
(実施の形態2)
《接触センサ(実施の形態2)の構造》
図7(a)は、本発明の実施の形態2による接触センサの構造例を示す平面図であり、図7(b)および図7(c)は、図7(a)におけるB−B’間の構造例を示す断面図である。図7(a)〜図7(c)に示す接触センサ40は、図1(a)〜図1(c)に示した接触センサ10と比較して、次の3点が異なっている。1点目の相違点として、接触センサ40のスイッチ機構43(その電極47a,47b)は、初期状態で非接触状態(オフ状態)となり、板状部材11aがシーソー構造によって接点端19a側に傾いた場合に接触状態(オン状態)となる。
(Embodiment 2)
<<Structure of Contact Sensor (Second Embodiment)>>
FIG. 7A is a plan view showing a structural example of the contact sensor according to the second embodiment of the present invention, and FIGS. 7B and 7C are BB′ in FIG. 7A. It is sectional drawing which shows the structural example between them. The
この初期状態に違いに伴い、2点目の相違点として、弾性部材44は、支点機構12と接点端19aとの間の位置で、板状部材11aと板状部材11bの間の位置に設けられ、電極47a,47bを接触させない方向に作用する。また、3点目の相違点として、X方向において、非接点端19bと支点機構12との距離L3は、接点端19aと支点機構12との距離L1よりも短く、例えば、1/2以下である。
According to the difference in this initial state, as a second difference, the
図7(b)に示されるように、Z方向において、オフ領域21にオン領域20よりも大きい荷重が加わった場合、または、オフ領域21とオン領域20の荷重が同等の場合、板状部材11a,11bは、初期状態(略平行状態)を保つ。その結果、2個の電極47a,47bは非接触状態となり、スイッチ機構43はオフ状態となる。なお、厳密には、図7(b)のような状態では、板状部材11aが非接点端19b側に傾き得るため、接触センサ40は、この非接点端19b側への傾きを防止するための機構を別途設けることが望ましい。
As shown in FIG. 7B, when a load larger than that in the on region 20 is applied to the off region 21 in the Z direction, or when the loads in the off region 21 and the on region 20 are equal, the plate-shaped
一方、図7(c)に示されるように、Z方向において、オン領域20にオフ領域21よりも大きい荷重が加わった場合、板状部材11aは、板状部材11bを基準に接点端19a側に傾く。その結果、2個の電極47a,47bは接触状態となり、スイッチ機構43はオン状態となる。
On the other hand, as shown in FIG. 7C, when a larger load is applied to the on region 20 than the off region 21 in the Z direction, the plate-shaped
ここで、前述したように、当該接触センサ40では、距離L3は、例えば、距離L1の1/2以下である。当該接触センサ40は、図1(a)〜図1(c)の接触センサ10の場合と異なり、特に、オン領域20への荷重に伴い、スイッチ機構43が初期状態(オフ状態)からオン状態に遷移することを利用する。このため、距離L3は、例えば、接触センサ40の小型化等を図るため、短くてもよい。
Here, as described above, in the
《接触センサの車椅子への適用例》
図8(a)は、図7(a)〜図7(c)の接触センサを図2の車椅子へ設置する際の設置箇所の一例を示す上面図であり、図8(b)および図8(c)は、図8(a)において、ユーザが着座状態および離座状態の際の接触センサ周りの状態の一例を示す断面図である。図8(a)の例では、クッション部材28と座面27との間に、3個の接触センサ40[1]〜40[3]が設置される。3個の接触センサ40[1]〜40[3]のそれぞれは、図7(a)〜図7(c)の接触センサ40に示したような構造を備える。
<<Application example of contact sensor to wheelchair>>
FIG. 8A is a top view showing an example of an installation location when the contact sensor of FIGS. 7A to 7C is installed in the wheelchair of FIG. 2, and FIGS. FIG. 8C is a cross-sectional view showing an example of a state around the contact sensor when the user is in a sitting state and a leaving state in FIG. 8A. In the example of FIG. 8A, three contact sensors 40[1] to 40[3] are installed between the
3個の接触センサ40[1]〜40[3]は、それぞれ、図3(a)および図4(a)の接触センサ10[1]〜10[3]と同様の位置に設置される。ただし、3個の接触センサ40[1]〜40[3]のそれぞれは、図3(a)および図4(a)の場合と異なり、接点端19aがクッション部材28の内部側に、非接点端19bがクッション部材28の外周側に向くように設置される。
The three contact sensors 40[1] to 40[3] are installed at the same positions as the contact sensors 10[1] to 10[3] shown in FIGS. 3A and 4A, respectively. However, in each of the three contact sensors 40[1] to 40[3], unlike the case of FIG. 3(a) and FIG. 4(a), the
図8(b)に示されるように、ユーザ30が着座状態の場合、接触センサ40のスイッチ機構43は、オン領域(接点端19a側)の荷重がオフ領域(非接点端19b側)の荷重よりも大きくなるため、オン状態(接触状態)となる。一方、図8(c)に示されるように、ユーザ30が離座状態の場合、接触センサ40のスイッチ機構43は、オン領域(接点端19a側)の荷重とオフ領域(非接点端19b側)の荷重が同等となるため、初期状態と同じくオフ状態(非接触状態)となる。これにより、図8(a)における各接触センサ40[1]〜40[3]のスイッチ機構43は、図3(a)および図4(a)の場合と異なり、オン状態(接触状態)からオフ状態(非接触状態)への遷移に基づいてユーザ30がクッション部材28から離座したことを検知する。
As shown in FIG. 8B, when the
《実施の形態2の主要な効果および実施の形態1との比較》
実施の形態2の接触センサ40も、実施の形態1の場合と同様に、シーソー構造に基づきオン領域20の荷重とオフ領域21の荷重の大小関係を検知する方式である。図8(b)のような着座状態の場合、接触センサ40では、クッション部材28の材質等に依らず、少なくともオン領域20(接点端19a側)の荷重がオフ領域21(非接点端19b側)の荷重よりも大きい状態が構築される。これに伴い、板状部材11aは、接点端19a側に傾き、スイッチ機構43はオン状態(着座を検知した状態)となる。このため、実施の形態2の接触センサ40も、実施の形態1の場合と同様に、クッション部材28の外周部分に配置することができる。
<<Main Effects of Second Embodiment and Comparison with First Embodiment>>
Similarly to the case of the first embodiment, the
その結果、実施の形態2の接触センサ40を用いることで、実施の形態1で述べた第1、第2および第3の効果と同様の効果が得られる。ただし、第2および第3の効果で述べた検知感度におけるクッション部材28の材質等への依存性に関しては、実施の形態1の接触センサ10を用いる方がより有益な効果が得られる。
As a result, by using the
具体的に説明すると、図8(b)のスイッチ機構43は、例えば、ユーザ30の着座状態での体勢の変化(クッション部材28の撓み具合の変化)に伴い、電極(47a,47b)間の距離が少しでも変化した場合(電極間が少しでも離れた場合)には、離座状態への遷移を検知する。このため、スイッチ機構43は、例えば、ユーザ30の体勢の変化に応じてある程度の振動が生じるようなクッション部材28を用いた場合に、一時的ではあるが、離座状態への遷移を検知する可能性(すなわち誤検知する可能性)がある。
More specifically, the
一方、図3(b)のスイッチ機構13は、前述したように、ユーザ30の体勢の変化(クッション部材28の撓み具合の変化)に伴い電極(17a,17b)間の距離が変化した場合でも、電極(17a,17b)間が接触する程の大きな変化が生じない限り離座状態への遷移を検知しない。このため、スイッチ機構13では、ユーザ30の体勢の変化に応じてある程度の振動が生じるようなクッション部材28を用いた場合であっても、誤検知が生じる可能性が低い。
On the other hand, as described above, the
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前述した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The invention made by the present inventor has been specifically described above based on the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. .. Further, it is possible to add/delete/replace other configurations with respect to a part of the configurations of the respective embodiments.
10,40 接触センサ
11 板状部材
12 支点機構
13,43 スイッチ機構
14,44 弾性部材
15 軸棒
17,47 電極
18 配線
19 端
20 オン領域
21 オフ領域
22 境界
25 車椅子
26 車輪
27 座面
28 クッション部材
29 背もたれ
30 ユーザ
31a 正常着座領域
31b 危険着座領域
35 接触センサ装置
36 カバー部材
10, 40
Claims (8)
前記接触センサは、
第1の板状部材と、
前記第1の板状部材上に設置され、前記第1の板状部材の面内の第1の方向に延伸するライン状の支点機構と、
前記支点機構上に、前記支点機構を挟んで前記第1の板状部材と対向するように設置され、前記支点機構を支点としたシーソー構造によって、前記第1の板状部材に対する傾きが変化する第2の板状部材と、
前記第1の板状部材の面内で前記第1の方向と交差する第2の方向において、前記第1の板状部材および前記第2の板状部材の前記支点機構を挟んだ両端となる第1の端と第2の端の内の前記第1の端に設置され、初期状態で接触状態となり、前記第2の板状部材が前記シーソー構造によって前記第2の端側に傾いた場合に非接触状態となるスイッチ機構と、
を有する、
接触センサ。 A contact sensor installed under a cushion member on which a user sits,
The contact sensor is
A first plate-shaped member,
A linear fulcrum mechanism installed on the first plate-shaped member and extending in a first direction within a plane of the first plate-shaped member;
The seesaw structure is installed on the fulcrum mechanism so as to face the first plate-shaped member with the fulcrum mechanism interposed therebetween, and the inclination with respect to the first plate-shaped member changes due to a seesaw structure having the fulcrum mechanism as a fulcrum. A second plate-shaped member,
In the second direction intersecting the first direction within the plane of the first plate-shaped member, both ends of the first plate-shaped member and the second plate-shaped member sandwich the fulcrum mechanism. A case where the first plate is installed at the first end of the first end and the second end, is in a contact state in an initial state, and the second plate-shaped member is inclined toward the second end side by the seesaw structure. A switch mechanism that is in a non-contact state with
Has,
Contact sensor.
前記スイッチ機構は、前記第1の板状部材および前記第2の板状部材にそれぞれ設置される第1の電極および第2の電極を有する、
接触センサ。 The contact sensor according to claim 1,
The switch mechanism has a first electrode and a second electrode installed on the first plate-shaped member and the second plate-shaped member, respectively.
Contact sensor.
前記第2の方向において、前記第2の端と前記支点機構との距離は、前記第1の端と前記支点機構との距離の1/2倍〜5倍である、
接触センサ。 The contact sensor according to claim 1,
In the second direction, the distance between the second end and the fulcrum mechanism is ½ to 5 times the distance between the first end and the fulcrum mechanism.
Contact sensor.
前記第2の板状部材は、前記初期状態で、前記第1の板状部材に対して角度“θ”で前記第2の端側に傾くように設置され、
前記角度“θ”は、“0°≦θ≦10°”である、
接触センサ。 The contact sensor according to claim 1,
In the initial state, the second plate-shaped member is installed so as to incline toward the second end side at an angle “θ” with respect to the first plate-shaped member,
The angle “θ” is “0°≦θ≦10°”,
Contact sensor.
さらに、前記支点機構と前記第2の端との間の位置で、前記第1の板状部材と前記第2の板状部材の間の位置に、前記スイッチ機構を前記接触状態にする方向の反力“P”を持つ弾性部材を備え、
前記反力“P”と前記角度“θ”は、“P≧(0.1−θ/100)”を満たす、
接触センサ。 The contact sensor according to claim 4,
Further, at a position between the fulcrum mechanism and the second end, at a position between the first plate-shaped member and the second plate-shaped member, a direction in which the switch mechanism is brought into the contact state. Equipped with an elastic member with reaction force "P",
The reaction force “P” and the angle “θ” satisfy “P≧(0.1−θ/100)”,
Contact sensor.
前記接触センサは、前記クッション部材の外周部分の下の箇所で、前記第1の端が前記前記クッション部材の外周側に、前記第2の端が前記クッション部材の内部側に向くように設置され、前記スイッチ機構の前記非接触状態から前記接触状態への遷移に基づいて前記ユーザが前記クッション部材から離座したことを検知する、
接触センサ。 The contact sensor according to any one of claims 1 to 5,
The contact sensor is installed below the outer peripheral portion of the cushion member such that the first end faces the outer peripheral side of the cushion member and the second end faces the inner side of the cushion member. Detecting that the user has left the cushion member based on a transition of the switch mechanism from the non-contact state to the contact state,
Contact sensor.
前記クッション部材の下に設置される請求項1〜6のいずれか1項に記載の接触センサと、
を有する着座用シート。 The cushion member,
The contact sensor according to claim 1, which is installed under the cushion member,
A seat for seating.
前記座面上に設置される請求項1〜6のいずれか1項に記載の接触センサと、
を有する車椅子。 A seat surface on which the cushion member is mounted,
The contact sensor according to any one of claims 1 to 6, which is installed on the seat surface,
Wheelchair with.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018244691A JP2020103553A (en) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Contact sensor, seat for seating and wheelchair |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018244691A JP2020103553A (en) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Contact sensor, seat for seating and wheelchair |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020103553A true JP2020103553A (en) | 2020-07-09 |
Family
ID=71450020
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018244691A Pending JP2020103553A (en) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Contact sensor, seat for seating and wheelchair |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020103553A (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005081053A (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-31 | Kid International:Kk | Seating cushion with sensor |
JP2010259645A (en) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Kawamura Cycle:Kk | Wheelchair |
JP2013039300A (en) * | 2011-08-19 | 2013-02-28 | Toyama Prefecture | Patient behavior identification method and patient behavior detection system |
JP2014084069A (en) * | 2012-10-26 | 2014-05-12 | Fujikura Ltd | Occupant detection device |
-
2018
- 2018-12-27 JP JP2018244691A patent/JP2020103553A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005081053A (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-31 | Kid International:Kk | Seating cushion with sensor |
JP2010259645A (en) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Kawamura Cycle:Kk | Wheelchair |
JP2013039300A (en) * | 2011-08-19 | 2013-02-28 | Toyama Prefecture | Patient behavior identification method and patient behavior detection system |
JP2014084069A (en) * | 2012-10-26 | 2014-05-12 | Fujikura Ltd | Occupant detection device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7708341B2 (en) | Vehicle seats | |
US20050072249A1 (en) | Occupant classification device | |
US8039766B2 (en) | Obstruction detecting force sensing system wherein the threshold force value for detecting an obstruction is set according to the configuration of the bed | |
JP6060093B2 (en) | Bed with load detection function and load detector for bed | |
JP2012071099A (en) | Cushion and wheelchair | |
JP5103027B2 (en) | Vehicle seat | |
KR20160034128A (en) | Sitting-mat for performing a sitting posture correction and chair including the same | |
JP2014084069A (en) | Occupant detection device | |
JP2020103553A (en) | Contact sensor, seat for seating and wheelchair | |
US20210153779A1 (en) | Sensor unit and bed apparatus | |
US7859422B2 (en) | Seat sensor | |
US8710823B2 (en) | Contact sensor, driver device, and care bed | |
JP2016214388A (en) | Vehicle seat | |
JP2011121536A (en) | Posture detector | |
US20220388431A1 (en) | Conveyance seat | |
JP2004226380A (en) | Tactile sensor and distribution tactile sensor | |
JP6393941B2 (en) | Occupant detection device | |
JP5401048B2 (en) | Control device for vehicle seat | |
JP5934571B2 (en) | Load detector | |
JP2010195358A (en) | Occupant detection sensor and occupant detection system | |
CN107257752A (en) | Weight response type seat occupant detects and sorting technique and system | |
JP4017142B2 (en) | Occupant detection system | |
JP2014210554A (en) | Seat device | |
JP5965716B2 (en) | Bed with load detection function and load detector | |
JP2005186639A (en) | Seating sensing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190726 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200714 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20210126 |