JP4829020B2 - Bed load detector - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、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、その製造方法、ベッドの在床状況検出装置、ベッドの在床状況検出方法、及びベッドの在床状況監視システムに関する。 The present invention relates to, for example, a bed load detector interposed between a bed leg and a bed installation surface, a method for manufacturing the bed load detector, a bed occupancy detection device, a bed occupancy detection method, and a bed The present invention relates to a bed monitoring system.
なお、本明細書では、アルミニウムの語はアルミニウム合金を含む意味において用いる。 In the present specification, the term “aluminum” is used to include an aluminum alloy.
例えば、ベッド寝床部上の被験者（例：病人、高齢者、被介護者、健康人、乳幼児）の在床状況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状況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１参照）。 For example, a load cell is attached to the leg of the bed as a device for detecting the bed condition of a subject (eg, sick person, elderly person, cared person, healthy person, infant) on the bed and output from this load cell A device that detects the presence of a subject based on a signal is known (see, for example, Patent Document 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、ベッドの脚部から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が知られている（例えば特許文献２参照）。
ところで、ベッドの荷重検出器が、例えば、片持ち梁部と、該片持ち梁部の先端部に配置され、ベッドの脚部が載置される載置板部とを備えた片持ち梁式の荷重検出器であって、片持ち梁部と載置板部がダイカスト材により一体形成されたものである場合、片持ち梁部に生じる歪み量のばらつきが大きいことが、本発明者らの実験により判明した。このように歪み量のばらつきが大きいと、荷重検出器により検出される荷重のばらつきが大きくなる。 By the way, the bed load detector is, for example, a cantilever type including a cantilever portion and a placement plate portion that is disposed at a tip portion of the cantilever portion and on which a leg portion of the bed is placed. When the cantilever part and the mounting plate part are integrally formed of a die-cast material, the variation in the amount of strain generated in the cantilever part is large. It became clear by experiment. Thus, when the variation in the strain amount is large, the variation in the load detected by the load detector becomes large.
本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、荷重検出性能に優れたベッドの荷重検出器、その製造方法、ベッドの在床状況検出装置、ベッドの在床状況検出方法、及びベッドの在床状況監視システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described technical background, and is a bed load detector excellent in load detection performance, a manufacturing method thereof, a bed occupancy state detection device, a bed occupancy state detection method, and a bed It is to provide a occupancy status monitoring system.
本発明は次の手段を提供する。 The present invention provides the following means.
［１］ ベッド設置面上に載置される基板部と、
基板部にベッド設置面に対して上方に離間した状態に略水平状に支持された片持ち梁部と、
片持ち梁部の先端部に配置され、ベッドの脚部が載置される載置板部と、
片持ち梁部の歪みを検出し、ベッドの脚部に掛かる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と、を備え、
片持ち梁部は展伸材からなり、
載置板部は鋳造材からなり、
片持ち梁部と載置板部が一体化されていることを特徴とするベッドの荷重検出器。
[1] a substrate unit placed on the bed installation surface;
A cantilever portion supported substantially horizontally in a state of being spaced apart from the bed installation surface on the substrate portion;
A placement plate portion placed at the tip of the cantilever portion and on which the leg of the bed is placed;
A strain detection sensor that detects a strain of the cantilever portion and outputs a signal used to detect a load applied to the leg portion of the bed;
The cantilever part is made of wrought material,
The mounting plate is made of cast material,
A bed load detector, wherein the cantilever portion and the mounting plate portion are integrated.
［２］ 片持ち梁部と載置板部が摩擦撹拌接合により接合一体化されている前項１記載のベッドの荷重検出器。
[2] The bed load detector according to
［３］ 片持ち梁部は展伸材としてアルミニウム押出材からなる前項１又は２記載のベッドの荷重検出器。
[3] The bed load detector according to
［４］ 載置板部は鋳造材としてアルミニウムダイカスト材からなる前項１〜３のいずれかに記載のベッドの荷重検出器。
[4] The bed load detector according to any one of
［５］ 基板部は、互いに離間して対向配置された一対の側辺部と、該両側辺部の間に互いに離間して対向配置され、両側辺部の一端部同士及び他端部同士をそれぞれ相互に連結した一対の連結辺部と、を有し、
載置板部が基板部の両側辺部と両連結辺部との間で下降変位可能になるように、片持ち梁部が基板部の両連結辺部のうちいずれか一方の連結辺部に支持されている前項１〜４のいずれかに記載のベッドの荷重検出器。
[5] The substrate portion is disposed so as to be opposed to each other between a pair of side portions that are spaced apart from each other and between the both side portions. A pair of connecting sides connected to each other,
The cantilever part is placed on any one of the connecting side parts of the board part so that the mounting plate part can be displaced downward between the both side parts of the board part and both connecting side parts. The bed load detector according to any one of the preceding
［６］ ベッド設置面上に載置される基板部と、
基板部にベッド設置面に対して上方に離間した状態に略水平状に支持された片持ち梁部と、
片持ち梁部の先端部に配置され、ベッドの脚部が載置される載置板部と、
片持ち梁部の歪みを検出し、ベッドの脚部に掛かる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と、を備えたベッドの荷重検出器の製造方法であって、
片持ち梁部は展伸材からなり、
載置板部は鋳造材からなり、
片持ち梁部と載置板部を一体化することを特徴とするベッドの荷重検出器の製造方法。
[6] A substrate unit placed on the bed installation surface;
A cantilever portion supported substantially horizontally in a state of being spaced apart from the bed installation surface on the substrate portion;
A placement plate portion placed at the tip of the cantilever portion and on which the leg of the bed is placed;
A strain detection sensor that detects a strain of a cantilever portion and outputs a signal used to detect a load applied to a leg portion of the bed, and a method of manufacturing a bed load detector comprising:
The cantilever part is made of wrought material,
The mounting plate is made of cast material,
A method for manufacturing a load detector for a bed, wherein the cantilever portion and the mounting plate portion are integrated.
［７］ 片持ち梁部と載置板部を摩擦撹拌接合により接合一体化する前項６記載のベッドの荷重検出器の製造方法。 [7] The method for manufacturing a bed load detector according to [6], wherein the cantilever portion and the mounting plate portion are joined and integrated by friction stir welding.
［８］ 片持ち梁部は展伸材としてアルミニウム押出材からなる前項６又は７記載のベッドの荷重検出器の製造方法。
[8] The method for manufacturing a bed load detector according to the
［９］ 載置板部は鋳造材としてアルミニウムダイカスト材からなる前項６〜８のいずれかに記載のベッドの荷重検出器の製造方法。
[9] The method for manufacturing a bed load detector according to any one of
［１０］ 前項１〜５のいずれかに記載のベッドの荷重検出器と、
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、被験者の在床状況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状況検出装置。
[10] The bed load detector according to any one of 1 to 5 above,
A bed occupancy status detection apparatus, comprising: an arithmetic means for calculating the occupancy status of a subject based on an output signal from a strain detection sensor of a load detector.
［１１］ 前項１〜５のいずれかに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部上にベッドの脚部を載置し、この状態で、荷重検出器の歪み検出センサからの出力信号を用いて被験者の在床状況を検出することを特徴とするベッドの在床状況検出方法。
[11] The bed load detector according to any one of the preceding
［１２］ 前項１〜５のいずれかに記載のベッドの荷重検出器と、
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、被験者の在床状況を演算する演算手段と、
演算手段の演算結果を報知する報知手段と、を備えていることを特徴とするベッドの在床状況監視システム。
[12] The bed load detector according to any one of 1 to 5 above,
Based on the output signal from the strain detection sensor of the load detector, computing means for computing the presence of the subject,
A bed occupancy status monitoring system, comprising: a notification unit configured to notify a calculation result of the calculation unit.
本発明は次の効果を奏する。 The present invention has the following effects.
［１］の発明では、片持ち梁部が展伸材からなることにより、片持ち梁部に生じる歪み量のばらつきを小さくできる。これにより、荷重検出器の荷重検出性能として検出荷重のばらつきを小さくできる。 In the invention of [1], since the cantilever portion is made of a wrought material, variation in the amount of strain generated in the cantilever portion can be reduced. Thereby, the dispersion | variation in a detection load can be made small as load detection performance of a load detector.
さらに、載置板部が鋳造材からなることにより、様々な形状の載置板部を容易に製造できる。 Furthermore, when the mounting plate portion is made of a cast material, mounting plates of various shapes can be easily manufactured.
なお、本発明では、片持ち梁部と載置板部を一体化する手段として、後述する摩擦撹拌接合をはじめ、機械的締結手段（例：ボルト、リベット）、溶融溶接（例：ＭＩＧ、ＴＩＧ）などが用いられ、特に、後述する理由により摩擦撹拌接合が用いられることが望ましい。 In the present invention, as means for integrating the cantilever portion and the mounting plate portion, friction stir welding described later, mechanical fastening means (eg, bolts, rivets), fusion welding (eg, MIG, TIG) In particular, it is desirable to use friction stir welding for the reasons described later.
［２］の発明では、片持ち梁部と載置板部が摩擦撹拌接合により接合一体化されているので、接合時に片持ち梁部に与える熱影響が少ない。そのため、片持ち梁部の弾性特性の熱影響による変化を防止でき、もって、片持ち梁部について歪み量のばらつきが小さな状態に確実に維持できる。さらに、摩擦撹拌接合は、材質が異なる部材同士を強固に一体化できる接合手段である。したがって、この摩擦撹拌接合を両者を一体化する手段として用いることにより、展伸材からなる片持ち梁部と鋳造材からなる載置板部とを強固に接合一体化できる。 In the invention of [2], since the cantilever portion and the mounting plate portion are joined and integrated by friction stir welding, there is little thermal influence on the cantilever portion during joining. Therefore, it is possible to prevent a change in the elastic characteristics of the cantilever portion due to the thermal effect, and thus it is possible to reliably maintain a state in which the variation in strain amount is small in the cantilever portion. Further, the friction stir welding is a joining means capable of firmly integrating members of different materials. Therefore, by using this friction stir welding as a means for integrating both, the cantilever portion made of the wrought material and the mounting plate portion made of the cast material can be firmly joined and integrated.
なお、もし仮に片持ち梁部と載置板部を摩擦撹拌接合ではなくボルトやリベットにより締結一体化した場合には、経年によりボルトやリベットに緩みが生じる虞があるし、ボルト孔やリベット孔を両者のいずれか一方に形成しなければならないので、部位を長く設定する必要がある。また、もし仮に片持ち梁部と載置板部を摩擦撹拌接合ではなくＭＩＧ、ＴＩＧ等の溶融溶接により溶接一体化した場合には、溶接時に片持ち梁部に与える熱影響が大きく、そのため、片持ち梁部の弾性特性が熱影響により変化し、その結果、歪み量のばらつきが大きくなる虞がある。これに対して、片持ち梁部と載置板部を摩擦撹拌接合により接合一体化した場合には、上述した不具合の発生を防止することができる。 If the cantilever part and the mounting plate part are fastened and integrated with bolts and rivets instead of friction stir welding, the bolts and rivets may loosen over time, and bolt holes and rivet holes Must be formed on either one of them, so that it is necessary to set the site long. Also, if the cantilever part and the mounting plate part are welded and integrated by fusion welding such as MIG and TIG instead of friction stir welding, the thermal effect on the cantilever part during welding is large. The elastic characteristics of the cantilever portion may change due to thermal effects, and as a result, the variation in strain amount may increase. On the other hand, when the cantilever portion and the mounting plate portion are joined and integrated by friction stir welding, the occurrence of the above-described problems can be prevented.
［３］の発明では、片持ち梁部が展伸材としてアルミニウム押出材からなるので、片持ち梁部を低コストで且つ能率良く製造することができるし、また荷重検出器の軽量化を図ることができる。 In the invention of [3], since the cantilever portion is made of an aluminum extruded material as the wrought material, the cantilever portion can be manufactured efficiently at low cost and the load detector can be reduced in weight. be able to.
［４］の発明では、載置板部は鋳造材としてアルミニウムダイカスト材からなるので、様々な形状の載置板部を確実に容易に製造できるし、また荷重検出器の軽量化を図ることができる。 In the invention of [4], since the mounting plate portion is made of an aluminum die cast material as a cast material, it is possible to reliably and easily manufacture mounting plates of various shapes, and to reduce the weight of the load detector. it can.
［５］の発明では、載置板部が基板部の両側辺部と両連結辺部との間で下降変位可能になるように、片持ち梁部が基板部の両連結辺部のうちいずれか一方の連結辺部に支持されているので、載置板部の下側には基板部が存在していない。これにより、ベッド設置面に対する載置板部の高さを低くすることができる。したがって、この載置板部上にベッドの脚部を載置した場合において、ベッド寝床部の低床化を図ることができる。さらに、ベッドの脚部を載置板部上に容易に載置することができるし、載置板部上からベッドの脚部を容易に降ろすことができる。すなわち、ベッドの脚部の載置板部上への載置及び降ろし作業を容易に行うことができる。 In the invention of [5], the cantilever part is either of the connecting side parts of the substrate part so that the mounting plate part can be displaced downward between the both side parts of the board part and the connecting side parts. Since it is supported by one of the connecting side portions, the substrate portion does not exist below the placement plate portion. Thereby, the height of the mounting board part with respect to a bed installation surface can be made low. Therefore, when the leg portion of the bed is placed on the placement plate portion, the bed bed portion can be lowered. Furthermore, the leg portion of the bed can be easily placed on the placement plate portion, and the leg portion of the bed can be easily lowered from the placement plate portion. That is, it is possible to easily perform the placement and lowering operations on the placement plate portion of the leg portion of the bed.
［６］〜［９］の発明では、それぞれ上記［１］〜［４］の発明に係るベッドの荷重検出器を製造することができる。 In the inventions [6] to [9], the bed load detectors according to the inventions [1] to [4] can be manufactured, respectively.
［１０］の発明では、上記［１］〜［５］のいずれかの発明の効果を奏する上、更に、被験者の在床状況を正確に検出することができる。 In the invention of [10], the effect of any one of the above-described [1] to [5] can be achieved, and further, the presence of the subject can be accurately detected.
［１１］の発明では、上記［１０］の発明と同様の効果を奏する。 The invention [11] has the same effects as the invention [10].
［１２］の発明では、上記［１］〜［５］のいずれかの発明の効果を奏する上、更に、被験者の在床状況を監視することができる。 In the invention of [12], the effect of any one of the above-mentioned [1] to [5] is exerted, and further, the occupancy status of the subject can be monitored.
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。 Next, several embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は、本実施形態に係るベッドの荷重検出器を示す図である。同図において（１）は本実施形態の荷重検出器である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a bed load detector according to the present embodiment. In the figure, (1) is the load detector of this embodiment.
図１１は、この荷重検出器（１）を備えた本実施形態に係るベッドの在床状況検出装置を示す図である。同図において、（３０）は本実施形態の在床状況検出装置である。また、（５０）はベッドである。このベッド（５０）は、医療施設（例：病院）、高齢者施設、介護施設、養護施設、一般家庭などで使用されるものである。このベッド（５０）の寝床部（５１）は、平面視四角形状に形成されている。このベッド（５０）は、病室、寝室、検査室、診察室等における床面からなるベッド設置面（１５）上に設置されるものである。ベッド（５０）は、ベッド寝床部（５１）を所定高さ位置に水平状に支持した四個の脚部（５２）（５２）（５２）（５２）を有している。各脚部（５２）の下端部にはベッド移動用キャスタ（５３）が取り付けられている。 FIG. 11 is a view showing a bed occupancy state detection apparatus according to the present embodiment provided with the load detector (1). In the figure, reference numeral (30) denotes the occupancy status detection apparatus of the present embodiment. Reference numeral (50) denotes a bed. The bed (50) is used in medical facilities (eg, hospitals), elderly facilities, nursing homes, nursing homes, general households, and the like. The bed (51) of the bed (50) is formed in a square shape in plan view. The bed (50) is installed on a bed installation surface (15) composed of a floor surface in a hospital room, bedroom, examination room, examination room or the like. The bed (50) has four legs (52) (52) (52) (52) which horizontally support the bed bed (51) at a predetermined height position. A bed moving caster (53) is attached to the lower end of each leg (52).
このベッド寝床部（５１）上には、被験者（Ｈ）として、例えば、病人、認知症患者、高齢者、健康人、乳幼児等が睡眠、休息、検査、診察等のために様々な姿勢（例：仰臥姿勢、側臥姿勢、伏臥姿勢）で在床する。 On the bed sleeping portion (51), as subjects (H), for example, sick people, dementia patients, elderly people, healthy people, infants, etc. can be in various postures (eg, sleep, rest, examination, examination, etc.) : Supine posture, lateral posture, prone posture).
而して、図１１に示すように、本実施形態の荷重検出器（１）は、ベッド（５０）の脚部（５２）に掛かる荷重を検出するものであり、ベッド（５０）の脚部（５２）とベッド設置面（１５）との間に介在されるものである。ここで、上述したように、ベッド（５０）の脚部（５２）の下端部にはベッド移動用キャスタ（５３）が取り付けられていることから、本実施形態では、荷重検出器（１）は、ベッド（５０）の脚部（５２）の下端部のキャスタ（５３）とベッド設置面（１５）との間に介在される。ただし本発明では、ベッド（５０）の脚部（５２）の下端部には必ずしもキャスタ（５３）は設けられていなくても良い。 Thus, as shown in FIG. 11, the load detector (1) of the present embodiment detects the load applied to the leg (52) of the bed (50), and the leg of the bed (50). (52) and the bed installation surface (15). Here, as described above, since the bed moving caster (53) is attached to the lower end portion of the leg portion (52) of the bed (50), in this embodiment, the load detector (1) is The caster (53) at the lower end of the leg (52) of the bed (50) is interposed between the bed installation surface (15). However, in the present invention, the caster (53) is not necessarily provided at the lower end of the leg (52) of the bed (50).
なお本実施形態では、例えば最大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。 In the present embodiment, it is assumed that, for example, a maximum load of 2000 N (200 kgf) is applied to one load detector (1).
荷重検出器（１）は、図１〜図４に示すように、基板部（２）と、片持ち梁部（５）と、載置板部（７）と、歪み検出センサとしての４個の歪みゲージ（８）（８）（８）（８）を備えている。 As shown in FIGS. 1 to 4, the load detector (1) includes a substrate part (2), a cantilever part (5), a mounting plate part (7), and four strain detection sensors. Strain gauges (8), (8), (8), and (8).
基板部（２）は、ベッド設置面（１５）上に載置されるものであり、片持ち梁部（５）を片持ち梁状に支持するものである。この基板部（２）は、例えばアルミニウム押出材からなる。 The substrate portion (2) is placed on the bed installation surface (15) and supports the cantilever portion (5) in a cantilever shape. This board | substrate part (2) consists of an aluminum extrusion material, for example.
この基板部（２）は、互いに離間して対向配置された左右一対の側辺部（２ａ）（２ａ）と、該両側辺部（２ａ）（２ａ）間に互いに離間して対向配置された前後一対の連結辺部（２ｂ）（２ｂ）とを有している。そして、両側辺部（２ａ）（２ａ）の一端部同士が一方の連結辺部（２ｂ）を介して相互に連結されるとともに、両側辺部（２ａ）（２ａ）の他端部同士が他方の連結辺部（２ｂ）を介して相互に連結されている。これにより、この基板部（２）は平面視略ロ字状（ロ字状）に形成されている。 The substrate portion (2) is disposed so as to be opposed to each other between the pair of left and right side portions (2a) (2a) arranged opposite to each other and the side portions (2a) (2a). It has a pair of front and rear connecting sides (2b) (2b). And while one end part of both sides (2a) (2a) is mutually connected via one connection side (2b), the other ends of both sides (2a) (2a) are the other Are connected to each other via the connecting side (2b). Thereby, this board | substrate part (2) is formed in planar view substantially square shape (square shape).
また、この基板部（２）の下面からなる接床面には、ベッド設置面（１５）に対する滑り止め用ゴム（図示せず）が貼着されている。 Further, a non-slip rubber (not shown) for the bed installation surface (15) is attached to the floor contact surface formed by the lower surface of the substrate portion (2).
片持ち梁部（５）は、所定の長さを有するものであり、弾性的に屈曲可能な起歪体として機能するものである。 The cantilever portion (5) has a predetermined length, and functions as an elastically bendable strain generating body.
図４〜図６に示すように、この片持ち梁部（５）には、片持ち梁部（５）を基板部（２）に固定するための４個のボルト（固定用ボルト）（１１）を挿通する４個のボルト挿通孔（１１ａ）が、片持ち梁部（５）の厚さ方向に貫通して設けられている。また、この片持ち梁部（５）の基端部（即ち固定端部）（５ａ）と先端部（即ち自由端部）（５ｂ）との間の部位には、当該部位にロバーバル構造を形成するための断面略メガネ状の貫通孔（５ｃ）が、片持ち梁部（５）の幅方向に貫通して設けられている。 As shown in FIGS. 4 to 6, the cantilever portion (5) has four bolts (fixing bolts) (11) for fixing the cantilever portion (5) to the substrate portion (2). ) Are inserted through the cantilever portion (5) in the thickness direction. Further, at the portion between the base end portion (ie, the fixed end portion) (5a) and the tip end portion (ie, the free end portion) (5b) of the cantilever portion (5), a Roverval structure is formed at the portion. A through-hole (5c) having a substantially glasses-like cross section is provided to penetrate the cantilever portion (5) in the width direction.
この片持ち梁部（５）は、押出材、圧延材、鍛造材等の金属展伸材からなり、詳述するとアルミニウム押出材からなる。すなわち、図１０に示すように、この片持ち梁部（５）は、該片持ち梁部（５）製造用アルミニウム押出素材（４）をその押出方向に所定の厚さで押出方向に交差する平面内で切断することにより、製造されたものである。なお、（４ａ）はアルミニウム押出素材（４）の切断予定線である。 This cantilever part (5) consists of metal extending | stretching materials, such as an extrusion material, a rolling material, and a forging material, and when it explains in full detail, it consists of an aluminum extrusion material. That is, as shown in FIG. 10, the cantilever portion (5) intersects the extrusion direction with a predetermined thickness in the extrusion direction of the extruded aluminum material (4) for manufacturing the cantilever portion (5). It is manufactured by cutting in a plane. In addition, (4a) is a cutting projected line of the aluminum extrusion raw material (4).
この片持ち梁部（５）の厚さは例えば１０〜７０ｍｍの範囲に設定され、片持ち梁部（５）の先端部（５ｂ）の幅は例えば２０〜１５０ｍｍの範囲に設定されている。ただし本発明では、片持ち梁部（５）の各部位の寸法は上記の範囲であることに限定されるものではない。 The thickness of the cantilever portion (5) is set, for example, in the range of 10 to 70 mm, and the width of the tip portion (5b) of the cantilever portion (5) is set, for example, in the range of 20 to 150 mm. However, in the present invention, the size of each part of the cantilever part (5) is not limited to the above range.
図２〜図４に示すように、この片持ち梁部（５）は、基板部（２）に、ベッド設置面（１５）に対して上方に僅かに離間した状態に水平状に且つ片持ち梁状に支持されている。詳述すると、この片持ち梁部（５）の基端部（５ａ）は基板部（２）の一方の連結辺部（２ｂ）上に載置されるとともに、この載置状態で片持ち梁部（５）の基端部（５ａ）が連結辺部（２ｂ）に４個の固定用ボルト（１１）により固定されている。さらに、この固定状態において、片持ち梁部（５）は、基板部（２）の両側辺部（２ａ）（２ａ）間において水平状に配置された状態で連結辺部（２ｂ）に支持されている。 As shown in FIGS. 2 to 4, the cantilever part (5) is horizontally and cantilevered with the substrate part (2) slightly spaced upward from the bed installation surface (15). Supported in a beam shape. More specifically, the base end portion (5a) of the cantilever portion (5) is placed on one connecting side portion (2b) of the substrate portion (2), and the cantilever in this placement state. The base end part (5a) of the part (5) is fixed to the connecting side part (2b) by four fixing bolts (11). Further, in this fixed state, the cantilever portion (5) is supported by the connecting side portion (2b) in a state of being horizontally disposed between the side portions (2a) (2a) of the substrate portion (2). ing.
図４において、（１１ｂ）は、基板部（２）の一方の連結辺部（２ｂ）に設けられ、固定用ボルト（１１）を挿通するボルト挿通孔である。（１２）は、ボルト挿通孔（１１ａ）（１１ｂ）内に挿通された固定用ボルト（１１）の先端部に螺合するナットである。このナット（１２）は、基板部（２）の一方の連結辺部（２ｂ）の下面に設けられたナット収容凹所（図示せず）内に配置されている。これにより、ナット（１２）が連結辺部（２ｂ）の下面よりも下側にはみ出ないものとなさている。 In FIG. 4, (11b) is a bolt insertion hole that is provided in one of the connecting side portions (2b) of the substrate portion (2) and through which the fixing bolt (11) is inserted. (12) is a nut that is screwed into the tip of the fixing bolt (11) inserted into the bolt insertion holes (11a) and (11b). The nut (12) is disposed in a nut receiving recess (not shown) provided on the lower surface of one connecting side portion (2b) of the base plate portion (2). Thereby, the nut (12) does not protrude below the lower surface of the connecting side portion (2b).
なお本実施形態では、片持ち梁部（５）の基板部（２）への固定手段として、機械的締結手段の範疇に入るボルト（１１）が用いられている。しかるに、本発明では、この固定手段はボルト（１１）であることに限定されるものではなく、その他に、例えば、ねじ、リベット等の機械的締結手段であっても良いし、摩擦撹拌接合であっても良い。 In the present embodiment, a bolt (11) that falls into the category of mechanical fastening means is used as means for fixing the cantilever part (5) to the substrate part (2). However, in the present invention, the fixing means is not limited to the bolt (11), but may be other mechanical fastening means such as screws and rivets, or by friction stir welding. There may be.
載置板部（７）は、片持ち梁部（５）の先端部（５ｂ）に配置され、ベッド（５０）の脚部（５２）が載置されるものである。本実施形態では、上述したように、ベッド（５０）の脚部（５２）の下端部にベッド移動用キャスタ（５３）が取り付けられていることから、図１１に示すように、載置板部（７）上には、ベッド（５０）の脚部（５２）としてキャスタ（５３）が載置されることになる。 The placing plate portion (7) is disposed at the tip end portion (5b) of the cantilever portion (5), and the leg portion (52) of the bed (50) is placed thereon. In the present embodiment, as described above, since the bed moving caster (53) is attached to the lower end of the leg (52) of the bed (50), as shown in FIG. (7) On the top, the caster (53) is placed as the leg portion (52) of the bed (50).
載置板部（７）は金属鋳造材からなるものである。詳述すると、この載置板部（７）はアルミニウムダイカスト材からなるもので、ダイカストにより製造されたものである。 The mounting plate portion (7) is made of a metal casting material. More specifically, the mounting plate portion (7) is made of an aluminum die casting material and is manufactured by die casting.
載置板部（７）の左右両側縁部には、キャスタ（５３）が載置板部（７）上から落下するのを防止する左右一対のキャスタ落下防止壁部（７ｃ）（７ｃ）が載置板部（７）に対して立ち上がり状に載置板部（７）に一体形成されている。さらに、載置板部（７）の先端部には、載置板部（７）の左右方向（即ち幅方向）に延びた断面略三角形状の小さな凸条（７ｅ）が一体形成されている。さらに、載置板部（７）の基端部（７ａ）の近傍部には、該載置板部（７）上に載置されたキャスタ（５３）の移動を止めるストッパ壁部（７ｄ）が載置板部（７）に対して立ち上がり状に載置板部（７）に一体形成されている。 A pair of left and right caster fall prevention walls (7c) (7c) for preventing the casters (53) from dropping from the placement plate (7) are provided at the left and right edges of the placement plate (7). The mounting plate portion (7) is integrally formed with the mounting plate portion (7) so as to stand up with respect to the mounting plate portion (7). Furthermore, a small protrusion (7e) having a substantially triangular cross section extending in the left-right direction (that is, the width direction) of the mounting plate portion (7) is integrally formed at the tip of the mounting plate portion (7). . Further, a stopper wall portion (7d) for stopping the movement of the caster (53) placed on the placement plate portion (7) is provided in the vicinity of the base end portion (7a) of the placement plate portion (7). Are integrally formed on the mounting plate portion (7) in a rising manner with respect to the mounting plate portion (7).
載置板部（７）の基端部（７ａ）の厚さ及び幅は、それぞれ片持ち梁部（５）の先端部（５ｂ）の厚さ及び幅と同寸に設定されている。また、載置板部（７）のキャスタ載置部の厚さは例えば３〜２０ｍｍ（好ましくは３〜１０ｍｍ）の範囲に設定されている。ただし本発明では、載置板部（７）の各部位の寸法は上記の範囲であることに限定されるものではない。 The thickness and width of the base end portion (7a) of the mounting plate portion (7) are set to be the same size as the thickness and width of the tip end portion (5b) of the cantilever portion (5), respectively. Moreover, the thickness of the caster mounting part of the mounting board part (7) is set to the range of 3-20 mm (preferably 3-10 mm), for example. However, in this invention, the dimension of each site | part of a mounting board part (7) is not limited to it being said range.
この載置板部（７）は、片持ち梁部（５）の先端部（５ｂ）に摩擦撹拌接合により接合されており、すなわち、片持ち梁部（５）と載置板部（７）は摩擦撹拌接合により接合一体化されている。（Ｊ）は、両者（５）（７）を一体化した接合部（即ち摩擦撹拌接合部）である。 The mounting plate portion (7) is joined to the tip portion (5b) of the cantilever portion (5) by friction stir welding, that is, the cantilever portion (5) and the mounting plate portion (7). Are integrated by friction stir welding. (J) is a joint (that is, a friction stir joint) obtained by integrating both (5) and (7).
図９に示すように、片持ち梁部（５）の先端部（５ｂ）の先端面から断面略メガネ状の貫通孔（５ｃ）までの長さＬ0は、貫通孔（５ｃ）の２個の断面円形状部の中心間の長さＬ1に対して０．５倍以上に設定されている（即ち、Ｌ0≧０．５Ｌ1）。もしＬ0がＬ1に対して０．５倍未満である場合（即ち、Ｌ0＜０．５Ｌ1）、片持ち梁部（５）のロバーバル構造の特性が摩擦撹拌接合時の熱影響により変化する虞がある。これに対して、Ｌ0がＬ1に対して０．５倍以上である場合（即ち、Ｌ0≧０．５Ｌ1）、そのような不具合の発生を確実に防止でき、もって、片持ち梁部（５）について歪み量のばらつきが小さな状態に更に確実に維持できる。ただし本発明では、Ｌ0はＬ1に対して０．５倍以上であることに限定されるものではない。 As shown in FIG. 9, the length L 0 from the tip surface of the tip portion (5b) of the cantilever portion (5) to the through-hole (5c) having a substantially glasses-like cross section is two of the through-hole (5c). Is set to be 0.5 times or more with respect to the length L 1 between the centers of the circular cross-sections (that is, L 0 ≧ 0.5L 1 ). If L 0 is less than 0.5 times L 1 (that is, L 0 <0.5L 1 ), the characteristics of the Roverval structure of the cantilever part (5) are affected by the thermal effect during friction stir welding. May change. On the other hand, when L 0 is 0.5 times or more with respect to L 1 (ie, L 0 ≧ 0.5L 1 ), the occurrence of such a problem can be reliably prevented, and the cantilever beam Part (5) can be more reliably maintained in a state where the variation in distortion amount is small. However, in the present invention, L 0 is not limited to 0.5 times or more than L 1 .
次に、摩擦撹拌接合により片持ち梁部（５）と載置板部（７）を接合一体化する方法について、以下に説明する。 Next, a method for joining and integrating the cantilever part (5) and the mounting plate part (7) by friction stir welding will be described below.
図９において、（２０）は摩擦撹拌接合用の接合工具である。この接合装具（２０）は、大径の円柱状回転子（２１）と、該回転子（２１）の先端面に突設された小径のピン状プローブ（２２）とを有している。プローブ（２２）の周面には撹拌用凸部（図示せず）が設けられている。 In FIG. 9, (20) is a welding tool for friction stir welding. The joining device (20) includes a large-diameter columnar rotor (21) and a small-diameter pin-like probe (22) projecting from the distal end surface of the rotor (21). A stirring convex portion (not shown) is provided on the peripheral surface of the probe (22).
まず、片持ち梁部（５）の先端部（５ｂ）と載置板部（７）の基端部（７ａ）とを突合せ状に合わせる。次いで、接合工具（２０）のプローブ（２２）を回転させた状態で、該プローブ（２２）を片持ち梁部（５）の先端部（５ｂ）と載置板部（７）の基端部（７ａ）との合わせ部（詳述すると突合せ部）（６）に両部位（５ｂ）（７ａ）の上面から挿入する。そして、この状態で、プローブ（２２）を合わせ部（６）に沿って移動させる。これにより、合わせ部（６）を両部位（５ｂ）（７ａ）の上面から接合する。この接合が終了したら、プローブ（２２）を合わせ部（６）に両部位（５ｂ）（７ａ）の下面から挿入する。そして、この状態で、プローブ（２２）を合わせ部（６）に沿って移動させる。これにより、合わせ部（６）を両部位（５ｂ）（７ａ）の下面から接合する。その結果、図７及び図８に示すように、片持ち梁部（５）と載置板部（７）が合わせ部（６）において接合一体化される。 First, the front end part (5b) of the cantilever part (5) and the base end part (7a) of the mounting plate part (7) are matched to each other. Next, in a state where the probe (22) of the joining tool (20) is rotated, the probe (22) is moved to the distal end portion (5b) of the cantilever portion (5) and the proximal end portion of the mounting plate portion (7). (7a) is inserted into the mating part (detailed butting part) (6) from the upper surface of both parts (5b) (7a). In this state, the probe (22) is moved along the mating portion (6). Thereby, the joining part (6) is joined from the upper surface of both site | part (5b) (7a). When this joining is completed, the probe (22) is inserted into the mating portion (6) from the lower surface of both parts (5b) (7a). In this state, the probe (22) is moved along the mating portion (6). Thereby, the joining part (6) is joined from the lower surfaces of both the parts (5b) (7a). As a result, as shown in FIGS. 7 and 8, the cantilever portion (5) and the mounting plate portion (7) are joined and integrated at the mating portion (6).
本実施形態では、片持ち梁部（５）の先端部（５ｂ）と載置板部（７）の基端部（７ａ）との開先形状はＩ形である。 In this embodiment, the groove shape of the front-end | tip part (5b) of a cantilever part (5) and the base end part (7a) of a mounting board part (7) is I shape.
図２及び図３に示すように、この載置板部（７）は、片持ち梁部（５）が基板部（２）の一方の連結辺部（２ｂ）に支持された状態のもとで、基板部（２）の両側辺部（２ａ）（２ｂ）と両連結辺部（２ｂ）（２ｂ）との間においてベッド設置面（１５）に対して上方に僅かに離間して配置されている。さらに、この状態のもとで、載置板部（７）は、基板部（２）の両側辺部（２ａ）（２ａ）と両連結辺部（２ｂ）（２ｂ）との間で下降変位可能である。載置板部（７）とベッド設置面（１５）との間の距離は例えば０．５〜５ｍｍの範囲に設定されている。ただし本発明では、この距離は上記の範囲であることに限定されるものではない。 As shown in FIGS. 2 and 3, the mounting plate portion (7) is in a state where the cantilever portion (5) is supported by one connecting side portion (2 b) of the substrate portion (2). Thus, the substrate portion (2) is disposed slightly spaced above the bed installation surface (15) between the side portions (2a) (2b) and the connecting side portions (2b) (2b). ing. Further, under this state, the mounting plate portion (7) is moved downwardly between the side portions (2a) (2a) and the connecting side portions (2b) (2b) of the substrate portion (2). Is possible. The distance between the mounting plate portion (7) and the bed installation surface (15) is set in a range of 0.5 to 5 mm, for example. However, in the present invention, this distance is not limited to the above range.
以上により、載置板部（７）が基板部（２）の両側辺部（２ａ）（２ａ）と両連結辺部（２ｂ）（２ｂ）との間で下降変位可能になるように、片持ち梁部（５）が基板部（２）の一方の連結辺部（２ｂ）に支持されている。 In this way, the placing plate portion (7) is moved downwardly between the side portions (2a) (2a) of the substrate portion (2) and the connecting side portions (2b) (2b). The cantilever portion (5) is supported by one connecting side portion (2b) of the substrate portion (2).
歪みゲージ（８）は、片持ち梁部（５）に生じる歪みを検出し、これにより、ベッド（５０）の脚部（５２）に掛かる荷重の検出に用いられる信号、すなわち荷重検出信号を出力するものである。本実施形態では、歪みゲージ（８）の個数は４個である。 The strain gauge (8) detects a strain generated in the cantilever portion (5), and outputs a signal used for detecting a load applied to the leg portion (52) of the bed (50), that is, a load detection signal. To do. In the present embodiment, the number of strain gauges (8) is four.
これらの歪みゲージ（８）（８）（８）（８）は、電気的に接続されてブリッジ回路（詳述するとホイートストンブリッジ回路）が形成されている。これらの歪みゲージ（８）（８）（８）（８）は、片持ち梁部（５）の上面に貼着されて片持ち梁部（５）に装着されている。そして、これらの歪みゲージ（８）（８）（８）（８）は、載置板部（７）にベッド（５０）の脚部（５２）から荷重が下方向に加わることにより片持ち梁部（５）に生じた歪みを検出し、これにより、荷重検出信号として電気的な信号を出力するものである。詳述すると、これらの歪みゲージ（８）（８）（８）（８）から出力される電気的な信号とは、これらの歪みゲージ（８）（８）（８）（８）が組み込まれたブリッジ回路（ホイートストンブリッジ回路）から出力される電圧である。 These strain gauges (8), (8), (8), and (8) are electrically connected to form a bridge circuit (in detail, a Wheatstone bridge circuit). These strain gauges (8), (8), (8), and (8) are attached to the upper surface of the cantilever portion (5) and attached to the cantilever portion (5). These strain gauges (8), (8), (8), and (8) are cantilevered by applying a load downward from the leg (52) of the bed (50) to the mounting plate (7). The distortion which arose in the part (5) is detected, and, thereby, an electrical signal is output as a load detection signal. More specifically, these strain gauges (8), (8), (8), and (8) are incorporated with these strain gauges (8), (8), (8), and (8). Output from a bridge circuit (Wheatstone bridge circuit).
図４において、（１０）は、制御装置（図示せず）を搭載した制御基板である。制御装置は、例えば、これらの歪みゲージ（８）（８）（８）（８）が組み込まれたブリッジ回路からの出力信号を増幅する増幅部と、増幅された信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部と、変換された信号を後述する演算手段（３１）に送信する通信部とを有している。（９）は、歪みゲージ（８）と制御基板（１０）とを接続した信号線である。 In FIG. 4, (10) is a control board on which a control device (not shown) is mounted. The control device includes, for example, an amplification unit that amplifies an output signal from a bridge circuit in which these strain gauges (8), (8), (8), and (8) are incorporated, and converts the amplified signal from an analog signal to a digital signal. An analog-digital conversion unit for conversion and a communication unit for transmitting the converted signal to the calculation means (31) described later are included. (9) is a signal line connecting the strain gauge (8) and the control board (10).
図１１に示すように、本実施形態のベッドの在床状況検出装置（３０）は、ベッド寝床部（５１）上の被験者（Ｈ）の在床状況として、被験者（Ｈ）の寝姿に対応した値、離床、在床（入床）、体動の有無、被験者（Ｈ）が上体を起こしたか否かなどを検出するものである。 As shown in FIG. 11, the bed occupancy state detection device (30) of the present embodiment corresponds to the sleeping state of the subject (H) as the occupancy state of the subject (H) on the bed sleeping portion (51). The detected value, getting out of bed, staying in bed (flooring), presence or absence of body movement, whether or not the subject (H) has raised his / her upper body, and the like are detected.
この検出装置（３０）は、本実施形態の４個の荷重検出器（１）（１）（１）（１）と、演算手段（３１）と、通信手段（３２）と、報知手段（３３）とを備えている。 The detection device (30) includes four load detectors (1) (1) (1) (1) of the present embodiment, a calculation means (31), a communication means (32), and a notification means (33). ).
演算手段（３１）は、これらの荷重検出器（１）（１）（１）（１）の歪み検出センサとしての歪みゲージ（８）（詳述するとブリッジ回路）からの出力信号に基づいて、被験者（Ｈ）の在床状況を演算するものである。この演算手段（３１）は、例えば、ＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部とを有するコンピュータにより構成されている。（３４）は、各荷重検出器（１）からの出力信号を演算手段（３１）に送信する信号線である。なお本発明では、各荷重検出器（１）からの出力信号は例えば無線通信手段により演算手段（３１）に送信されるように構成されていても良い。 The calculation means (31) is based on an output signal from a strain gauge (8) (a bridge circuit in detail) as a strain detection sensor of these load detectors (1) (1) (1) (1). This calculates the presence of the subject (H). This calculating means (31) is comprised by the computer which has CPU, and memory | storage parts, such as ROM and RAM, for example. (34) is a signal line which transmits the output signal from each load detector (1) to the calculating means (31). In the present invention, the output signal from each load detector (1) may be configured to be transmitted to the calculation means (31) by, for example, wireless communication means.
この演算手段（３１）は、ナースステーション、監視室、介護者の詰め所などに設置されるものである。 This calculation means (31) is installed in a nurse station, a monitoring room, a caregiver's stuffing station, or the like.
通信手段（３２）は、演算手段（３１）の演算結果として、被験者（Ｈ）の在床状況に関する情報を、電話回線網、インターネット、有線ＬＡＮ、無線ＬＡＮなどの無線通信網又は有線通信網を介して報知手段（３３）に送信するものである。電話回線網としては、例えば、固定電話の回線網や携帯電話（ＰＨＳを含む）の回線網が用いられる。 The communication means (32) obtains information on the presence of the subject (H) as a calculation result of the calculation means (31), a wireless communication network such as a telephone line network, the Internet, a wired LAN, a wireless LAN, or a wired communication network. To the notification means (33). As the telephone network, for example, a fixed telephone network or a mobile telephone (including PHS) network is used.
報知手段（３３）は、演算手段（３１）の演算結果として、被験者（Ｈ）の在床状況に関する情報を報知対象者に対して報知するものである。報知対象者としては、看護師、介護者、監視者などが挙げられる。 The notification means (33) notifies the notification target person of information related to the presence of the subject (H) as the calculation result of the calculation means (31). Examples of the notification target include nurses, caregivers, and supervisors.
この報知手段（３３）は、報知スピーカ、報知ランプ、表示手段などを有している。報知スピーカは、所定の情報を音声やブザー音等の音で報知対象者に対して報知するものである。報知ランプは、所定の情報をランプの点灯や点滅等で報知対象者に対して報知するものである。表示手段は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＣＲＴ等により構成されており、所定の情報を文字、図等の表示により報知対象者に対して報知するものである。 This notification means (33) has a notification speaker, a notification lamp, a display means, and the like. The notification speaker notifies the notification target person of predetermined information with sounds such as voice and buzzer sound. The notification lamp notifies the notification target person of predetermined information by lighting or blinking the lamp. The display means is constituted by a liquid crystal display, a plasma display, an organic EL display, a CRT, or the like, and notifies predetermined information to a notification target person by displaying characters, figures, and the like.
この報知手段（３３）は、ナースステーション、監視室、介護者の詰め所などに設置されたり、あるいは携帯電話（ＰＨＳを含む）などに備えられるものである。 The notification means (33) is installed in a nurse station, a monitoring room, a caregiver's stuffing station, etc., or provided in a mobile phone (including PHS).
次に、本実施形態の荷重検出器（１）及び在床状況検出装置（３０）を用いて遂行されるベッドの在床状況検出方法について、以下に説明する。 Next, a bed occupancy status detection method performed using the load detector (1) and the occupancy status detection device (30) of the present embodiment will be described below.
まず、ベッド設置面（１５）上における、ベッド（５０）の各脚部（５２）のキャスタ（５３）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、各荷重検出器（１）の載置板部（７）上にベッド（５０）の対応する脚部（５２）のキャスタ（５３）を載置する。そして、各荷重検出器（１）の歪みゲージ（８）から出力される信号について、ベッド（５０）の荷重を風袋とした風袋処理を演算手段（３１）により行う。 First, the load detector (1) is placed on the bed installation surface (15) at a position corresponding to the caster (53) of each leg (52) of the bed (50). Next, the caster (53) of the corresponding leg (52) of the bed (50) is placed on the placement plate (7) of each load detector (1). Then, for the signal output from the strain gauge (8) of each load detector (1), a tare process using the load of the bed (50) as the tare is performed by the computing means (31).
次いで、この状態で、ベッド寝床部（５１）上に被験者（Ｈ）が在床する。すると、各荷重検出器（１）の載置板部（７）に、ベッド（５０）の脚部（５２）のキャスタ（５３）から被験者（Ｈ）の体重に対応する荷重が下方向に加わる。これにより、載置板部（７）が基板部（２）の両側辺部（２ａ）（２ａ）と両連結辺部（２ｂ）（２ｂ）との間で下降変位するとともに、載置板部（７）が下降変位するのに伴い、片持ち梁部（５）の先端部（５ｂ）が下方に変位するように片持ち梁部（５）が弾性的に僅かに屈曲する。その結果、片持ち梁部（５）に歪みが生じる。この歪みが、歪み検出センサとしての４個の歪みゲージ（８）（８）（８）（８）により検出される。そして、これらの歪みゲージ（８）（８）（８）（８）が組み込まれたブリッジ回路から電圧が、ベッド（５０）の各脚部（５２）に掛かる荷重の検出に用いられる電気的な信号として出力される。この出力信号（詳述すると出力電圧）に基づいて、ベッド（５０）の各脚部（５２）に掛かる荷重が演算手段（３１）により演算される。さらに、この荷重に基づいて被験者（Ｈ）の在床状況が演算手段（３１）により演算れる。 Next, in this state, the subject (H) is present on the bed sleeping portion (51). Then, a load corresponding to the weight of the subject (H) is applied to the placement plate part (7) of each load detector (1) from the caster (53) of the leg part (52) of the bed (50) in the downward direction. . As a result, the mounting plate portion (7) is lowered and displaced between the side portions (2a) (2a) and the connecting side portions (2b) (2b) of the substrate portion (2), and the mounting plate portion As (7) descends, the cantilever portion (5) is elastically slightly bent so that the tip (5b) of the cantilever portion (5) is displaced downward. As a result, distortion occurs in the cantilever portion (5). This strain is detected by four strain gauges (8) (8) (8) (8) as strain detection sensors. The electrical voltage used to detect the load applied to each leg (52) of the bed (50) from the bridge circuit incorporating these strain gauges (8), (8), (8), and (8). Output as a signal. Based on this output signal (detailed output voltage), the load applied to each leg (52) of the bed (50) is calculated by the calculation means (31). Further, based on this load, the presence state of the subject (H) is calculated by the calculation means (31).
ここで、この演算手段（３１）により演算される被験者（Ｈ）の在床状況が、例えば被験者（Ｈ）がベッド寝床部（５１）上に在床（入床）したか否かである場合、この演算手段（３１）で行われる演算は次のとおりである。 Here, the case where the subject (H) is in bed calculated by the calculation means (31) is, for example, whether or not the subject (H) is on the bed (51) on the bed sleeping portion (51). The calculation performed by the calculation means (31) is as follows.
４個の荷重検出器（１）（１）（１）（１）からの総出力信号、あるいはこの総出力信号に基づいて演算された総荷重が、予め設定された所定の閾値よりも大きいか否かを判定する。この判定結果において総出力信号又は総荷重が閾値よりも大きいと判定された場合、被験者（Ｈ）がベッド寝床部（５１）上に在床したと判定する。一方、総出力信号又は総荷重が閾値以下であると判定された場合、被験者（Ｈ）がベッド寝床部（５１）上に在床していないと判定する。このような演算が演算手段（３１）により行われる。 Whether the total output signal from the four load detectors (1) (1) (1) (1) or the total load calculated based on the total output signal is greater than a predetermined threshold value set in advance Determine whether or not. When it is determined that the total output signal or the total load is larger than the threshold value in this determination result, it is determined that the subject (H) is present on the bed sleeping portion (51). On the other hand, when it is determined that the total output signal or the total load is equal to or less than the threshold value, it is determined that the subject (H) is not present on the bed / bed portion (51). Such calculation is performed by the calculation means (31).
ただし本発明では、演算手段（３１）により演算される被験者（Ｈ）の在床状況は、上記の在床状況であることに限定されるものではなく、その他に、被験者（Ｈ）の寝姿に対応した値、離床、体動の有無、被験者（Ｈ）が上体を起こしたか否かなどが挙げられる。また本発明では、演算手段（３１）の演算方法は上記の方法であることに限定されるものではない。 However, in the present invention, the presence state of the subject (H) calculated by the calculation means (31) is not limited to the above-described presence state, and in addition, the sleeping state of the subject (H) And the like, whether or not there is a body movement, whether or not the subject (H) has raised his / her upper body, and the like. In the present invention, the calculation method of the calculation means (31) is not limited to the above method.
演算手段（３１）の演算結果としての被験者（Ｈ）の在床状況に関する情報は、通信手段（３２）により演算手段（３１）から報知手段（３３）に送信され、そして、報知手段（３３）により報知対象者に対して報知される。これにより、報知対象者は被験者（Ｈ）の在床状況に関する情報を知ることができる。 Information relating to the presence of the subject (H) as the calculation result of the calculation means (31) is transmitted from the calculation means (31) to the notification means (33) by the communication means (32), and the notification means (33). Is notified to the notification subject. Thereby, the information subject can know information about a subject's (H) bed situation.
而して、本実施形態の荷重検出器（１）は次の利点がある。 Thus, the load detector (1) of this embodiment has the following advantages.
すなわち、荷重検出器（１）の片持ち梁部（５）が展伸材からなることにより、片持ち梁部（５）に生じる歪み量のばらつきを小さくできる。これにより、荷重検出器（１）の荷重検出性能として、検出荷重のばらつきを小さくできる。 That is, since the cantilever part (5) of the load detector (1) is made of the wrought material, the variation in the amount of strain generated in the cantilever part (5) can be reduced. Thereby, the dispersion | variation in a detection load can be made small as load detection performance of a load detector (1).
さらに、載置板部（７）が鋳造材からなることにより、様々な形状の載置板部（７）を容易に製造できる。 Furthermore, when the mounting plate portion (7) is made of a cast material, the mounting plate portion (7) having various shapes can be easily manufactured.
ここで、本発明者らは、片持ち梁部（５）と載置板部（７）をダイカスト材により一体形成した場合、なぜ片持ち梁部（５）に生じる歪み量のばらつきが大きいのかについて推察したところ、ダイカスト材中に存在する微細な鋳巣が歪み量のばらつきを生じさせているとの結論に達した。これに対して、片持ち梁部（５）が展伸材からなる場合には、展伸材中に鋳巣は存在しないので、歪み量のばらつきを、片持ち梁部（５）と載置板部（７）をダイカスト材により一体形成した場合に比べて格段に小さくすることができる。 Here, when the cantilever part (5) and the mounting plate part (7) are integrally formed of a die-cast material, the inventors of the present invention have a large variation in the amount of strain generated in the cantilever part (5). As a result, it has been concluded that the fine cast hole present in the die-cast material causes variations in the amount of distortion. On the other hand, when the cantilever portion (5) is made of a wrought material, since there is no cast hole in the wrought material, the variation in strain is placed on the cantilever portion (5). Compared to the case where the plate portion (7) is integrally formed of a die-cast material, it can be made much smaller.
さらに、片持ち梁部（５）と載置板部（７）が摩擦撹拌接合により接合一体化されているので、接合時に片持ち梁部（５）に与える熱影響が少ない。そのため、片持ち梁部（５）の弾性特性の熱影響による変化を防止でき、もって、片持ち梁部（５）について歪み量のばらつきが小さな状態に確実に維持できる。さらに、摩擦撹拌接合は、材質が異なる部材同士を強固に接合一体化できる接合手段である。したがって、この摩擦撹拌接合を両者（５）（７）を一体化する手段として用いることにより、展伸材からなる片持ち梁部（５）と鋳造材からなる載置板部（７）とを強固に接合一体化できる。 Furthermore, since the cantilever part (5) and the mounting plate part (7) are joined and integrated by friction stir welding, there is little thermal influence on the cantilever part (5) during joining. Therefore, a change in the elastic characteristics of the cantilever portion (5) due to the thermal influence can be prevented, so that the variation in strain amount can be reliably maintained in the cantilever portion (5). Further, the friction stir welding is a joining means capable of firmly joining and integrating members of different materials. Therefore, by using this friction stir welding as means for integrating both (5) and (7), the cantilever portion (5) made of the wrought material and the mounting plate portion (7) made of the cast material are formed. Can be firmly joined and integrated.
さらに、片持ち梁部（５）が展伸材としてアルミニウム押出材からなるので、片持ち梁部（５）を低コストで且つ能率良く製造することができるし、また荷重検出器（１）の軽量化を図ることができる。 Furthermore, since the cantilever part (5) is made of an aluminum extruded material as the wrought material, the cantilever part (5) can be manufactured at low cost and efficiently, and the load detector (1) Weight reduction can be achieved.
さらに、載置板部（７）は鋳造材としてアルミニウムダイカスト材からなるので、様々な形状の載置板部（７）を確実に容易に製造できるし、また荷重検出器（１）の軽量化を図ることができる。 Further, since the mounting plate portion (7) is made of an aluminum die-cast material as a casting material, various shapes of the mounting plate portion (7) can be reliably and easily manufactured, and the load detector (1) can be reduced in weight. Can be achieved.
さらに、載置板部（７）が基板部（２）の両側辺部（２ａ）（２ａ）と両連結辺部（２ｂ）（２ｂ）との間で下降変位可能になるように、片持ち梁部（５）が基板部（２）の両連結辺部（２ｂ）（２ｂ）のうちいずれか一方の連結辺部（２ｂ）に支持されているので、載置板部（７）の下側には基板部（２）が存在していない。これにより、ベッド設置面（１５）に対する載置板部（７）の高さを低くすることができる。したがって、この載置板部（７）上にベッド（５０）の脚部（５２）のキャスタ（５３）を載置した場合において、ベッド寝床部（５１）の低床化を図ることができる。さらに、ベッド（５０）の脚部（５２）のキャスタ（５３）を載置板部（７）上に容易に載置することができるし、載置板部（７）上からキャスタ（５３）を容易に降ろすことができる。すなわち、ベッド（５０）の脚部（５２）のキャスタ（５３）の載置板部（７）上への載置及び降ろし作業を容易に行うことができる。 Further, the mounting plate part (7) is cantilevered so that it can be displaced downward between the both side parts (2a) (2a) of the board part (2) and the connecting side parts (2b) (2b). Since the beam portion (5) is supported by one of the connecting side portions (2b) and (2b) of the base plate portion (2), the bottom of the mounting plate portion (7) There is no substrate part (2) on the side. Thereby, the height of the mounting board part (7) with respect to a bed installation surface (15) can be made low. Therefore, when the caster (53) of the leg portion (52) of the bed (50) is placed on the placement plate portion (7), the bed sleeping portion (51) can be lowered. Furthermore, the caster (53) of the leg portion (52) of the bed (50) can be easily placed on the placement plate portion (7), and the caster (53) from above the placement plate portion (7). Can be taken down easily. That is, it is possible to easily place and lower the legs (52) of the bed (50) on the placing plate (7) of the casters (53).
本実施形態のベッドの在床状況検出装置（３０）は、本実施形態の荷重検出器（１）を備えているので、この荷重検出器（１）による検出荷重のばらつきが小さい等の上述した利点がある。したがって、この検出装置（３０）によれば、ベッド寝床部（５１）に対する被験者（Ｈ）の在床状況を正確に検出することができる。 Since the bed occupancy state detection device (30) of the present embodiment includes the load detector (1) of the present embodiment, the detection load variation by the load detector (1) is small, as described above. There are advantages. Therefore, according to this detection device (30), it is possible to accurately detect the occupancy state of the subject (H) with respect to the bed sleeping portion (51).
本実施形態のベッドの在床状況監視システム（４０）は、本実施形態の在床状況検出装置（３０）を備えている。したがって、この監視システム（４０）は、荷重検出器（１）及び検出装置（３０）の上述した利点がある上、更にベッド寝床部（５１）に対する被験者（Ｈ）の在床状況を遠隔地等で監視することができる。 The bed occupancy status monitoring system (40) of the present embodiment includes the occupancy status detection device (30) of the present embodiment. Therefore, the monitoring system (40) has the above-described advantages of the load detector (1) and the detection device (30), and further, the presence of the subject (H) with respect to the bed bed (51) can be monitored remotely. Can be monitored.
而して、上記実施形態の荷重検出器（１）では、上述したように、片持ち梁部（５）の先端部（５ｂ）と載置板部（７）の基端部（７ａ）との開先形状はＩ形である。しかるに、本発明では、この開先形状はＩ形であることに限定されるものではなく、その他に、例えば、図１２及び図１３に示すように、互いに嵌合する形状であっても良い。図１２及び図１３では、いずれも、片持ち梁部（５）の先端部（５ｂ）と載置板部（７）の基端部（７ａ）とが互いに嵌合状態に合わされるとともに、当該合わせ部（６）が摩擦撹拌接合によって接合されることにより、片持ち梁部（５）と載置板部（７）が接合一体化されている。 Thus, in the load detector (1) of the above embodiment, as described above, the distal end portion (5b) of the cantilever portion (5) and the proximal end portion (7a) of the mounting plate portion (7) The groove shape is I-shaped. However, in the present invention, the groove shape is not limited to the I shape, and other shapes such as shown in FIGS. 12 and 13 may be used. In both FIG. 12 and FIG. 13, the tip end portion (5b) of the cantilever portion (5) and the base end portion (7a) of the mounting plate portion (7) are fitted to each other in a fitted state. By joining the mating portion (6) by friction stir welding, the cantilever portion (5) and the mounting plate portion (7) are joined and integrated.
また、本実施形態の荷重検出器（１）では、片持ち梁部（５）と載置板部（７）を一体化する手段として、摩擦撹拌接合が用いられているが、本発明では、その他に、例えば、機械的締結手段（例：ボルト、リベット）、溶融溶接（例：ＭＩＧ、ＴＩＧ）などを用いても良い。 In the load detector (1) of the present embodiment, friction stir welding is used as means for integrating the cantilever part (5) and the mounting plate part (7). In addition, for example, mechanical fastening means (eg, bolts, rivets), fusion welding (eg, MIG, TIG), or the like may be used.
しかるに、もし仮に片持ち梁部（５）と載置板部（７）をボルトやリベットにより締結一体化した場合には、経年によりボルトやリベットに緩みが生じる虞があるし、ボルト孔やリベット孔を両者のいずれか一方に形成しなければならないので、部位を長く設定する必要がある。また、もし仮に片持ち梁部（５）と載置板部（７）をＭＩＧ、ＴＩＧ等の溶融溶接により溶接一体化した場合には、溶接時に片持ち梁部（５）に与える熱影響が大きく、そのため、片持ち梁部（５）の弾性特性が熱影響により変化し、その結果、歪み量のばらつきが大きくなる虞がある。これに対して、本実施形態のように、片持ち梁部（５）と載置板部（７）を摩擦撹拌接合により接合一体化した場合には、上述した不具合の発生を防止することができる。したがって、両者（５）（７）を一体化する手段として摩擦撹拌接合を用いるのが特に望ましい。 However, if the cantilever part (5) and the mounting plate part (7) are fastened and integrated with bolts or rivets, the bolts and rivets may loosen over time, and bolt holes and rivets Since a hole must be formed in either one of the two, it is necessary to set the site long. Also, if the cantilever part (5) and the mounting plate part (7) are welded and integrated by fusion welding such as MIG or TIG, the thermal effect on the cantilever part (5) during welding is affected. For this reason, the elastic characteristics of the cantilever portion (5) change due to thermal effects, and as a result, there is a possibility that the variation in the amount of distortion becomes large. On the other hand, when the cantilever part (5) and the mounting plate part (7) are joined and integrated by friction stir welding as in this embodiment, the occurrence of the above-described problems can be prevented. it can. Therefore, it is particularly desirable to use friction stir welding as a means for integrating both (5) and (7).
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であることに限定されるものではなく、様々に設定変更可能である。 Although several embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to those shown in the above embodiments, and various setting changes can be made.
例えば、本発明では、荷重検出器（１）の基板部（２）の材質は、アルミニウム以外の金属（例：ステンレス鋼）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。 For example, in the present invention, the material of the substrate portion (2) of the load detector (1) may be a metal other than aluminum (eg, stainless steel) or a plastic such as fiber reinforced plastic. .
また発明では、歪み検出センサとして１個の歪みゲージ（８）が片持ち梁部（５）に装着されていても良いし、２個や３個以上の歪みゲージ（８）が片持ち梁部（５）に装着されていても良い。 In the invention, one strain gauge (8) may be mounted on the cantilever portion (5) as a strain detection sensor, and two or more strain gauges (8) may be attached to the cantilever portion. (5) may be attached.
また本発明では、歪み検出センサは、歪みゲージ（８）以外のセンサ、例えば、導電性エラストマセンサ（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より選択される１種又は２種以上のセンサであっても良い。 In the present invention, the strain detection sensor is a sensor other than the strain gauge (8), such as a conductive elastomer sensor (conductive rubber sensor, conductive resin sensor, etc.), electrostrictive device sensor, piezoelectric device sensor, or magnetostrictive device sensor. There may be one or two or more sensors selected from the group consisting of these sensors.
次に、本発明の具体的な実施例及び比較例を以下に示す。ただし本発明は、後述する実施例に限定されるものではない。 Next, specific examples and comparative examples of the present invention are shown below. However, this invention is not limited to the Example mentioned later.
＜実施例＞
上記実施形態の荷重検出器（１）を準備した。この荷重検出器（１）の片持ち梁部（５）はアルミニウム押出材（材質：Ａ６０６１）からなる。載置板部（７）はアルミニウムダイカスト材（材質：ＡＤＣ１２）からなり、ダイカストにより製造されたものである。片持ち梁部（５）と載置板部（７）は摩擦撹拌接合により接合一体化されている。
<Example>
The load detector (1) of the above embodiment was prepared. The cantilever portion (5) of the load detector (1) is made of an extruded aluminum material (material: A6061). The mounting plate portion (7) is made of an aluminum die cast material (material: ADC12) and is manufactured by die casting. The cantilever part (5) and the mounting plate part (7) are joined and integrated by friction stir welding.
この荷重検出器（１）の載置板部（７）上における位置依存性を調べた。その測定位置は図２に示した４箇所Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄである。その結果を表１に示す。 The position dependency of the load detector (1) on the mounting plate (7) was examined. The measurement positions are the four locations A, B, C, and D shown in FIG. The results are shown in Table 1.
なお、位置依存性の算出方法は次のとおりである。 The calculation method of position dependency is as follows.
各測定位置において、荷重Ｘ（単位：Ｎ）と、荷重検出器（１）の歪みゲージ（８）から出力される電圧Ｙ（単位：ｍＶ）との関係式Ｙ＝ａ・Ｘ＋ｂを求めた。そして、４箇所の測定位置で求められた関係式におけるａの値に基づいて、次式（ｉ）により位置依存性（単位：％）を算出した。 At each measurement position, a relational expression Y = a · X + b between the load X (unit: N) and the voltage Y (unit: mV) output from the strain gauge (8) of the load detector (1) was obtained. And position dependence (unit:%) was calculated by following Formula (i) based on the value of a in the relational expression calculated | required at four measurement positions.
位置依存性＝｛（ａの最大値）／（ａの最小値）−１｝×１００ …（ｉ） Position dependency = {(maximum value of a) / (minimum value of a) −1} × 100 (i)
＜比較例＞
片持ち梁部（５）と載置板部（７）がアルミニウムダイカスト材（材質：ＡＤＣ１２）により一体形成されていること以外は、実施例と同じ構成の荷重検出器を準備した。
<Comparative example>
A load detector having the same configuration as that of the example was prepared except that the cantilever portion (5) and the mounting plate portion (7) were integrally formed of an aluminum die cast material (material: ADC12).
この荷重検出器（１）の載置板部（７）上における位置依存性を調べた。その測定位置は実施例と同じである。その結果を表１に示す。 The position dependency of the load detector (1) on the mounting plate (7) was examined. The measurement position is the same as in the example. The results are shown in Table 1.
表１に示すように、実施例の位置依存性は比較例の位置依存性よりも良好である。したがって、実施例の荷重検出器（１）は検出荷重のばらつきが小さく、すなわち実施例の荷重検出器（１）は荷重検出性能に優れていることを確認できた。 As shown in Table 1, the position dependency of the example is better than the position dependency of the comparative example. Therefore, it was confirmed that the load detector (1) of the example had a small variation in the detected load, that is, the load detector (1) of the example was excellent in load detection performance.
本発明は、例えば、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、その製造方法、ベッドの在床状況検出装置、ベッドの在床状況検出方法、及びベッドの在床状況監視システムに利用可能である。 The present invention relates to, for example, a bed load detector interposed between a bed leg and a bed installation surface, a method for manufacturing the bed load detector, a bed occupancy detection device, a bed occupancy detection method, and a bed It can be used for a bed-status monitoring system.
１…荷重検出器
２…基板部
２ａ…側辺部
２ｂ…連結辺部
５…片持ち梁部
５ａ…基端部（固定端部）
５ｂ…先端部（自由端部）
６…合わせ部
７…載置板部
７ａ…基端部
８…歪みゲージ（歪み検出センサ）
Ｊ…接合部（摩擦撹拌接合部）
１５…ベッド設置面
２０…摩擦撹拌接合用接合工具
３０…在床状況検出装置
３１…演算手段
３２…通信手段
３３…報知手段
４０…在床状況監視システム
５０…ベッド
５１…ベッド寝床部
５２…脚部
５３…キャスタ
Ｈ…被験者
DESCRIPTION OF
5b ... tip part (free end part)
6 ... Matching
J: Joint (friction stir joint)
DESCRIPTION OF
Claims (12)
基板部にベッド設置面に対して上方に離間した状態に略水平状に支持された片持ち梁部と、
片持ち梁部の先端部に配置され、ベッドの脚部が載置される載置板部と、
片持ち梁部の歪みを検出し、ベッドの脚部に掛かる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と、を備え、
片持ち梁部は展伸材からなり、
載置板部は鋳造材からなり、
片持ち梁部と載置板部が一体化されていることを特徴とするベッドの荷重検出器。 A substrate part placed on the bed installation surface;
A cantilever portion supported substantially horizontally in a state of being spaced apart from the bed installation surface on the substrate portion;
A placement plate portion placed at the tip of the cantilever portion and on which the leg of the bed is placed;
A strain detection sensor that detects a strain of the cantilever portion and outputs a signal used to detect a load applied to the leg portion of the bed;
The cantilever part is made of wrought material,
The mounting plate is made of cast material,
A bed load detector, wherein the cantilever portion and the mounting plate portion are integrated.
載置板部が基板部の両側辺部と両連結辺部との間で下降変位可能になるように、片持ち梁部が基板部の両連結辺部のうちいずれか一方の連結辺部に支持されている請求項１〜４のいずれかに記載のベッドの荷重検出器。 The substrate part is disposed so as to be opposed to each other between a pair of side parts that are spaced apart from each other and between both side parts, and one end part and the other end part of each side part are mutually connected. A pair of connected sides,
The cantilever part is placed on any one of the connecting side parts of the board part so that the mounting plate part can be displaced downward between the both side parts of the board part and both connecting side parts. The bed load detector according to any one of claims 1 to 4, which is supported.
基板部にベッド設置面に対して上方に離間した状態に略水平状に支持された片持ち梁部と、
片持ち梁部の先端部に配置され、ベッドの脚部が載置される載置板部と、
片持ち梁部の歪みを検出し、ベッドの脚部に掛かる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と、を備えたベッドの荷重検出器の製造方法であって、
片持ち梁部は展伸材からなり、
載置板部は鋳造材からなり、
片持ち梁部と載置板部を一体化することを特徴とするベッドの荷重検出器の製造方法。 A substrate part placed on the bed installation surface;
A cantilever portion supported substantially horizontally in a state of being spaced apart from the bed installation surface on the substrate portion;
A placement plate portion placed at the tip of the cantilever portion and on which the leg of the bed is placed;
A strain detection sensor that detects a strain of a cantilever portion and outputs a signal used to detect a load applied to a leg portion of the bed, and a method of manufacturing a bed load detector comprising:
The cantilever part is made of wrought material,
The mounting plate is made of cast material,
A method for manufacturing a load detector for a bed, wherein the cantilever portion and the mounting plate portion are integrated.
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、被験者の在床状況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状況検出装置。 The load detector of the bed according to any one of claims 1 to 5,
A bed occupancy status detection apparatus, comprising: an arithmetic means for calculating the occupancy status of a subject based on an output signal from a strain detection sensor of a load detector.
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、被験者の在床状況を演算する演算手段と、
演算手段の演算結果を報知する報知手段と、を備えていることを特徴とするベッドの在床状況監視システム。
The load detector of the bed according to any one of claims 1 to 5,
Based on the output signal from the strain detection sensor of the load detector, computing means for computing the presence of the subject,
A bed occupancy status monitoring system, comprising: a notification unit configured to notify a calculation result of the calculation unit.
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