JP6060093B2 - 荷重検出機能付きベッド及びベッド用荷重検出器 - Google Patents

荷重検出機能付きベッド及びベッド用荷重検出器 Download PDF

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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、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。
本願は、2012年1月20日に日本に出願された特願2012−10400号、2012年5月7日に日本に出願された特願2012−106299号、及び2012年6月14日に日本に出願された特願2012−135199号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
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。)。
具体的には、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、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。
特開2000−105884号公報 特開2008−304397号公報 特開2007−256074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。
本発明は、このような従来の事情に鑑み、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、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、ベッド本体に簡単かつ容易に組み込むことを容易としたベッド用荷重検出器を提供することを課題としている。
上記の課題を達成するために、本発明は以下の[1]〜[18]に記載した各態様を提供する。
[1]ベッド本体(1A)に取り付けられた荷重検出器(50)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(T)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(100)と、ベッド本体を設置すべき設置面(B)に接する脚部(4)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(102)とを有する構成とされ、
前記連結支持部は、複数の連結アーム(9a,9b)と、各連結アームの間に介在してこれら連結アームを相対的に傾動可能に支持するための実質的に水平な軸線を有する支軸(13)とからなる昇降リンク機構(6)を有し、かつその昇降リンク機構は、各連結アーム間の相対的な傾動によって前記寝床面形成部を昇降させる構成とされ、
前記荷重検出器は、荷重により歪を発生する基体(56,56A、56B,56C)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(57)とを有してなるロードセル(51)を備え、
前記ロードセルの基体が、前記昇降リンク機構における前記支軸と連結アームとの間に組み込まれており、
前記ロードセルの基体は、その一端側に、前記支軸と連結アームとのうちのいずれか一方から加えられる荷重を受ける荷重受け部(56c,75)が形成されるとともに、他端側に、その荷重を前記支軸と連結アームとのうちの他方に伝達する荷重伝達部(56a,71)が形成され、かつ前記荷重受け部と荷重伝達部との間に、前記荷重によって撓む作動部(56b,72)が形成され、その作動部に前記歪センサが取り付けられており、
前記寝床面形成部からの荷重を前記昇降リンク中のロードセルにより受けてその荷重を検出するように構成した、荷重検出機能付きベッド。
[2]前記[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(51)の基体(56,56A、56B,56C)における作動部(56b,72)が、その一端が荷重受け部(56c,75)に連続するとともに他端が荷重伝達部(56a,71)に連続するカンチレバー部で構成されている、荷重検出機能付きベッド。
[3]前記[1]の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記基体の荷重受け部(56c,75)と荷重伝達部(56a,71)とのうちのいずれか一方には、前記支軸(13)の外周面の下面側の部分に接する支持面(401)を備えた軸受け部(75a)が形成されている、荷重検出機能付きベッド。
[4]前記[3]の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記軸受け部(75a)が、前記支軸(13)の外周面の少なくとも一部を収容するように支軸の側に開放された凹部(56d)を有し、その凹部の内面のすくなくとも一部が前記支持面(401)を形成している、荷重検出機能付きベッド。
[5]前記[3]の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記軸受け部(75a)の前記支持面(401)が、上向きの実質的に水平な平面によって形成されている、荷重検出機能付きベッド。
[6]前記[3]の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
さらに、前記支軸(13)における前記軸受け部(75a)に対向する側に、前記支軸をその支軸に対して隙間を隔てて覆い、かつ前記基体の少なくとも荷重受け部および作動部に機械的に結合されないストッパ部材(204)を有する、荷重検出機能付きベッド。
[7]前記[3]の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記昇降リンク機構(6)における前記連結アーム(9a,又は9b)の少なくとも一端側の部分が中空筒部(103)にて構成され、その中空筒部に前記基体(56,56A、56B,56C)の少なくとも荷重伝達部(56a,71)が挿入されるように前記基体が構成されて、前記ストッパ部材(204)が前記中空筒部に支持されるように構成された、荷重検出機能付きベッド。
[8]前記[1]〜[7]のいずれかの態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記連結支持部(102)が、前記昇降リンク機構(6)のほか、前記設置面(B)の上方に前記脚部(4)を介して支持される下側フレーム(5)を備え、
前記昇降リンク機構は、前記複数の連結アームとして、寝床面形成部と下側アームとの間を連結する少なくとも第1の連結アーム(9a)と第2の連結アーム(9b)とを有し、かつ前記第2の連結アームは、前記寝床面形成部(100)の側に連結され、また前記第1の連結アームは下側フレームの側に連結され、第1の連結アームと第2の連結アームとの間に前記支軸(13)が設けられ、その支軸といずれか一方の連結アームとの間に前記ロードセル(51)の基体(56,56A、56B,56C)が介在されている、荷重検出機能付きベッド。
[9]前記[8]の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記寝床面形成部(100)が、寝板(2)と、その寝板を支持する上側フレーム(3)とを有してなり、
かつ前記昇降リンク機構(6)における前記第2の連結アーム(9b)は、前記上側フレームの側に連結され、また前記第1の連結アーム(9a)は下側フレーム(5)の側に連結され、第1の連結アームと第2の連結アームとの間に前記支軸(13)が設けられ、その支軸といずれか一方の連結アームとの間に前記ロードセル(51)の基体(56,56A、56B,56C)が介在されている、荷重検出機能付きベッド。
[10]前記[9]の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記第1の連結アーム(9a)及び第2の連結アーム(9b)のうちのいずれか一方のアーム(9b)における前記ロードセル(51)の基体(56,56A、56B,56C)が位置する側の端部に前記支軸(13)が設けられ、前記基体における荷重受け部(56c,75)と荷重伝達部(56a,71)とのうちのいずれか一方に前記支軸(13)を受ける軸受け部(75a)が形成されている、荷重検出機能付きベッド。
[11]前記[10]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(51)の基体(56,56A、56B,56C)における荷重伝達部(56a,71)が、第1の連結アーム(9a)及び第2の連結アーム(9b)のうちの他方の連結アーム(9a)に取り付けられる取り付け部とされている、荷重検出機能付きベッド。
[12]前記[11]の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記他方の連結アーム(9a)における前記支軸側の端部に中空筒部(103)が形成されており、その中空筒部内に前記基体の荷重伝達部(56a,71)が挿入されて、その荷重伝達部が前記中空筒部に支持されるように構成されている、荷重検出機能付きベッド。
[13] 寝床面(T)を形成する寝床面形成部(100)と、
ベッド本体(1A)を設置すべき設置面(B)に接する脚部(4)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(102)と
を有するベッド本体であって、
かつ前記連結支持部が、複数の連結アーム(9a,9b)と、各連結アームの間に介在してこれら連結アームを相対的に傾動可能に支持するための実質的に水平な軸線を有する支軸(13)とからなる昇降リンク機構(6)を有し、かつその昇降リンク機構は、各連結アーム間の相対的な傾動によって前記寝床面形成部を昇降させる構成とされてい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であって;
荷重により歪を発生する基体(56,56A、56B,56C)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(57)と
を有するロードセル(51)を備え、
前記基体は、前記昇降リンク機構における前記支軸と連結アームとの間に組み込まれるように構成され、
さらに前記基体は、
前記支軸と連結アームとのうちのいずれか一方から加えられる荷重を受ける荷重受け部(56c,75)と、
前記歪センサが取り付けられていて前記荷重によって撓む作動部(56b,72)と、
前記荷重を前記支軸と連結アームとのうちの他方に伝達する荷重伝達部(56a,71)と
を有しており、
前記基体の荷重受け部と荷重伝達部とのうちのいずれか一方には、前記支軸の外周面の一部に接する支持面(401)を備えた軸受け部(75a)が形成されている、ベッド用荷重検出器。
[14]前記[13]の態様のベッド用荷重検出器において、
前記軸受け部(75a)が、前記支軸(13)の外周面の少なくとも一部を収容するように支軸の側に開放された凹部(56d)を有し、その凹部の内面の一部が前記支持面(401)を形成している、ベッド用荷重検出器。
[15]前記[13]の態様のベッド用荷重検出器において、
前記支持面(401)が、実質的に水平な平面とされている、ベッド用荷重検出器。
[16]前記[13]の態様のベッド用荷重検出器において、
さらに、前記支軸(13)における前記軸受け部(75a)に対向する側に、前記支軸を、その支軸に対して空間(V)を保持して覆うとともに前記連結アーム(9a)に支持されるストッパ部材(204)が配設され、かつそのストッパ部材は、前記基体(56,56A、56B,56C)に対して隙間(S)を隔てることにより基体に機械的に結合されない構成とされた、ベッド用荷重検出器。
[17]前記[16]の態様のベッド用荷重検出器において、
前記ストッパ部材(204)が、前記支持面(401)の両端部側の位置において前記支軸(13)の外周面に対向する壁面(208)を有する、ベッド用荷重検出器。
[18]前記[13]の態様のベッド用荷重検出器において、
前記昇降リンク機構(6)におけるベッド本体の設置面側の連結アーム(9a)が中空筒部(103)を有する構成とされ、その中空筒部に、前記基体(56,56A、56B,56C)の少なくとも荷重伝達部(56a,71)が挿入されるように、前記基体が構成されて、前記ストッパ部材(204)が前記中空筒部に支持されるように構成されている、ベッド用荷重検出器。
なお、以上のような本発明の各態様[1]〜[18]に加えて、本発明の荷重検出機能付きベッド、およびベッド用荷重検出器の参考となる態様として、次の(1)〜(24)の各参考態様を付記する。
(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前記設置面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いる、荷重検出機能付きベッド。
上記の(1)の態様において、上記の「荷重伝達経路」は、寝床面形成部にかかる荷重を設置面までの間で支える構造部材に相当するものであり、寝床面形成部に加わった荷重を設置面に接する脚部に伝える構造部材、と言うこともできる。
「荷重伝達経路」は、例えば、前記連結支持部と脚部とからなるもの、あるいは前記連結支持部と脚部寝床面形成部とキャスターとからなるものなどが相当する。
また上記の(1)の態様において、上記の「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いる」ことの具体的な態様としては、ベッド本体の荷重伝達経路を、寝床面形成部の側と設置面の側とに上下に分割する任意の面(分割面)を想定し、その分割面を上下に貫通する構造部材の少なくとも一箇所にロードセルを設けた態様とすることが望ましい。たとえば、ベッド本体の荷重伝達経路中における、支軸とその支軸を受ける軸受け部とが接する面を、上記の分割面と想定することができ、この場合、これらの支軸と軸受け部が、上記の分割面を上下に貫通する構造部材に相当する。
(2) 前記(1)の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ロードセルが、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し、かつ前記基体は、その一端側に、寝床面形成部からの荷重を受ける荷重受け部が形成されるとともに、他端側に、その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が形成され、かつ前記荷重受け部と荷重伝達部との間に、前記荷重によって撓む作動部が形成され、その作動部に前記歪センサが取り付けられている、荷重検出機能付きベッド。
(3) 前記(2)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、その一端が荷重受け部に連続するとともに他端が荷重伝達部に連続するカンチレバー部で構成されている、荷重検出機能付きベッド。
(4) 前記(2)の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ベッド本体の荷重伝達経路中に実質的に水平な軸線を有する支軸が介在されており、かつ前記基体の荷重受け部と荷重伝達部とのうちのいずれか一方には、前記支軸の外周面の下面側の部分に接する支持面を備えた軸受け部が形成されている、荷重検出機能付きベッド。
上記の(4)の態様において、ベッド本体の荷重伝達経路中に設けられた実質的に水平な軸線を有する支軸とは、水平方向からわずかに傾いている場合をも含むものとする。具体的には、例えば、ベッド本体の製作時の誤差、あるいは設置面の傾きや凹凸、さらにはベッドの長期間の使用による経時的変化、さらにはベッド使用者の寝床面上での移動などにより、厳密には水平から若干傾斜している場合、例えば5°程度以内に傾いている場合をも含むものとする。
(5) 前記(4)の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記軸受け部が、前記支軸の外周面の少なくとも一部を収容するように支軸の側に開放された凹部を有し、その凹部の内面の少なくとも一部が前記支持面を形成している、荷重検出機能付きベッド。
(6) 前記(4)の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記軸受け部の前記支持面が、上向きの実質的に水平な平面によって形成されている、荷重検出機能付きベッド。
上記の(6)の態様において、実質的に水平な平面とは、前記(4)の態様に関して述べたと同様に、水平方向からわずかに傾いている場合をも含むものとする。具体的には、例えば、ベッド本体の製作時の誤差、あるいは設置面の傾きや凹凸、さらにはベッドの長期間の使用による経時的変化、さらにはベッド使用者の寝床面上での移動などにより、厳密には水平から若干傾いている場合、例えば5°程度以内に傾いている場合をも含むものとする。
(7) 前記(4)の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
さらに、前記支軸における前記軸受け部に対向する側に、前記支軸をその支軸に対して隙間を隔てて覆い、かつ前記基体の少なくも荷重受け部および作動部に機械的に結合されないストッパ部材を有する、荷重検出機能付きベッド。
上記の(7)の態様において、ストッパ部材が基体の少なくも荷重受け部および作動部に機械的に結合されない構成としては、たとえばストッパ部材が基体の少なくも荷重受け部および作動部に対して空間的に分離されている構成(ストッパ部材と基体の少なくも荷重受け部および作動部との間に空間的に隙間が存在する構成)とすることが望ましい。また機能的に言えば、ストッパ部材に加えられた力によって作動部に歪が生じないように(したがってその力による歪を歪センサが検出しないように)、ストッパ部材に加えられた力が、基体の軸受け部と作動部に伝達されないような状態が好ましい。
(8) 前記(4)の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ベッド本体の設置面側の前記構成部材に固定された筒状部材に前記基体の少なくとも荷重伝達部が挿入されるように、前記基体が構成され、前記ストッパ部材が前記筒状部材に支持されるように構成された、荷重検出機能付きベッド。
(9) 前記(1)〜(3)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、前記連結支持部の中間に介在されている、荷重検出機能付きベッド。
(10) 前記(9)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、
前記ロードセルの基体が、前記昇降リンク機構に組み込まれている、荷重検出機能付きベッド。
(11) 前記(10)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ア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アームの間に前記ロードセルの基体が介在されている、荷重検出機能付きベッド。
(12) 前記(11)の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記寝床面形成部が、寝板と、その寝板を支持する上側フレームとを有してなり、
かつ前記昇降リンク機構は、前記上側フレームと下側ア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、前記上側フレームの側に連結され、また前記第2のアームは下側フレームの側に連結され、これらの上側フレーム及び下側アームの間に前記ロードセルの基体が介在されている、荷重検出機能付きベッド。
(13) 前記(12)の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記上側アーム及び下側アームのうちのいずれか一方のアームにおける前記ロードセルの基体が位置する側の端部に支軸が設けられ、前記基体における荷重受け部と荷重伝達部とのうちのいずれか一方に前記支軸を受ける軸受部が形成されている、荷重検出機能付きベッド。
(14) 前記(13)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荷重伝達部が、上側アーム及び下側アームのうちの他方のアームに取り付けられる取り付け部とされている、荷重検出機能付きベッド。
(15) 前記(14)の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記他方のアームにおける前記基体側の端部に中空筒部が形成されており、その中空筒部内に前記基体の取り付け部が挿入されて、その取り付け部が前記中空筒部に支持されるように構成されている、荷重検出機能付きベッド。
(16) 前記(1)〜(3)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、前記寝床面形成部と前記連結支持部との間に介在されている、荷重検出機能付きベッド。
(17) 前記(1)〜(3)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、前記連結支持部と脚部との間に介在されている、荷重検出機能付きベッド。
(18) 前記(1)〜(3)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、前記脚部に組み込まれている、荷重検出機能付きベッド。
(19) 前記(1)〜(3)のいずれかの態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記脚部がキャスター機構を備えており、前記前記ロードセルの基体が、前記キャスター機構に組み込まれている、荷重検出機能付きベッド。
(20) 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、
を有するベッド本体における、前記寝床面形成部から連結支持部を経て前記設置面に至る荷重伝達経路のいずれかの個所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であって;
前記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、
前記基体が、ベッド本体の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取り付けられるように構成され、
前記基体は、
寝床面形成部からの荷重を受ける荷重受け部と、
前記歪センサが取り付けられていて前記荷重によって撓む作動部と、
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と
を有しており、
前記基体の荷重受け部と荷重伝達部とのうちのいずれか一方には、前記ベッド本体の荷重伝達経路中に設けられた、実質的に水平な軸線を有する支軸の外周面の一部に接する支持面を備えた軸受け部が形成されている、ベッド用荷重検出器。
上記の(20)の態様において、上記の「荷重伝達経路」は、前記(1)の態様に関して述べたと同様に、寝床面形成部にかかる荷重を設置面までの間で支える構造部材に相当するものであり、例えば、寝床面形成部に加わった荷重を設置面に接する脚部に伝える構造部材や脚部自体、あるいは脚部に取り付けられたキャスターなどが相当する。
また、上記の(20)の態様において、「上記の前記基体が、ベッド本体の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取り付けられる」ことの具体的な態様としてとは、既に(1)の態様に関して述べたと同様である。
さらに上記の(20)の態様において、「実質的に水平な軸線を有する支軸」に関しても、既に(4)の態様に関して述べたと同様である。
(21) 前記(20)の態様のベッド用荷重検出器において、
前記軸受け部が、前記支軸の外周面の少なくとも一部を収容するように支軸の側に開放された凹部を有し、その凹部の内面の一部が前記支持面を形成している、ベッド用荷重検出器。
(22) 前記(20)の態様のベッド用荷重検出器において、
前記支持面が、実質的に水平な平面とされている、ベッド用荷重検出器。
上記の(22)の態様において、「支持面が、実質的に水平な平面とされていることも、既に(6)の態様に関して述べたと同様である。
(23) 前記(20)の態様のベッド用荷重検出器において、
さらに、前記支軸における前記軸受け部に対向する側に、前記支軸をその支軸に対して隙間を隔てて覆い、かつ前記基体に機械的に結合されないストッパ部材を有する、ベッド用荷重検出器。
上記の(23)の態様において、「機械的に結合されない」ことも、既に(7)の態様に関して述べたと同様である。
(24) 前記(23)の態様のベッド用荷重検出器において、
前記ストッパ部材が、前記支持面の両端部側の位置において前記支軸の外周面に対向する壁面を有する、ベッド用荷重検出器。
(25) 前記(20)の態様のベッド用荷重検出器において、
前記ベッド本体の設置面側の前記構成部材に固定された筒状部材に前記基体の少なくとも荷重伝達部が挿入されるように前記基体が構成され、前記ストッパ部材が前記筒状部材に支持されるように構成されている、ベッド用荷重検出器。
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可能とした荷重検出器を提供することが可能である。
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。 図1に示されるベッドにおいて、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である。 図1に示されるベッドにおいて、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。 図1に示されるベッドにおいて、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側面図である。 図1に示されるベッドにおいて、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。 ロードセルにおける基体(起歪体)の側面図である。 ロードセルにおける基体(起歪体)のカンチレバー部(作動部)を拡大した側面図である。 ロードセルにおける基体(起歪体)のカンチレバー部(作動部)を拡大した上面図である。 ホイートストンブリッジ回路を示す回路図である。 ベッド本体に荷重が加わる前の基体(起歪体)の状態を示す側面図である。 ベッド本体に荷重が加わった後の基体(起歪体)の状態を示す側面図である。 基体(起歪体)の他の一例を示す側面図である。 基体(起歪体)のさらに他の例を示す側面図である。 ロードセルが組み込まれた昇降リンク機構の他の例の要部を拡大して、図3Aに倣って示す側面図である。 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側面図である。 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のロードセルの一例を示す部分切欠側面図である。 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のロードセルの他の例を示す部分切欠側面図である。 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のロードセルとして、その基体を3分割構成とした例の部分切欠側面図である。 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のロードセルとして、その基体を2分割構成とした例の部分切欠側面図である。 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のロードセルとして、その基体を2分割構成とした別の例の部分切欠側面図である。 本発明のベッド用荷重検出器を適用した荷重検出機能付きベッドの他の一例を示す側面図である。 図15に示されるベッドにおいて、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側面図である。 図15に示されるベッドにおいて、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。 図15に示されるベッドのロードセルにおける基体の側面図である。 図17に示される基体の軸受け部の形状・寸法と支軸との関係について,より詳細に説明するための概念図である。 基体の軸受け部の形状・寸法と支軸との関係の第1の例について、その関係が及ぼす影響について概念的に説明するための概念図である。 基体の軸受け部の形状・寸法と支軸との関係の第2の例について、その関係が及ぼす影響について概念的に説明するための概念図である。 基体の軸受け部の形状・寸法と支軸との関係の第3の例について、その関係が及ぼす影響について概念的に説明するための概念図である。 図17に示される基体の軸受け部の形状についての第1の例を示すための、軸受け部の要部を示す略解図である。 図17に示される基体の軸受け部の形状についての第2の例を示すための、軸受け部の要部を示す略解図である。 図17に示される基体の軸受け部の形状についての第3の例を示すための、軸受け部の要部を示す略解図である。 図17に示される基体の軸受け部の形状についての第4の例を示すための、軸受け部の要部を示す略解図である。 本発明の荷重検出器のロードセルのさらに他の例の要部を拡大して示す正面図である。 図21Aに示されるロードセルの右側面図である。 図21BのXXI−XXI線における縦断正面図である。 図21A〜図21Cに示されるロードセルの底面側からの斜視図である。 図21A〜図21C、図22に示されるロードセルにおける基体の斜視図である。 図21A〜図21C、図22に示されるロードセルのストッパ部材の機能を説明するための、ロードセルの要部を示す縦断正面図である。 図24Aとは異なる構成のストッパ部材の機能を説明するための、ロードセルの要部を示す縦断正面図である。 本発明のベッド用荷重検出器のロードセルとして、その基体を3分割構成とした一例の部分切欠側面図である。 本発明のベッド用荷重検出器のロードセルとして、その基体を2分割構成とした一例の部分切欠側面図である。 本発明のベッド用荷重検出器のロードセルとして、その基体を2分割構成とした別の一例の部分切欠側面図である。 本発明のベッド用荷重検出器のロードセルのさらに他の例を示す正面図である。 図28Aに示されるロードセルの右側面図である。 図28BにおけるXXVIII−XXVIII線での縦断正面図である。 図28A〜図28Cに示されるロードセルの斜視図である。 図28A〜図28Cに示されるロードセルについて、ケーシングが取り外された状態で示す斜視図である。 図28A〜図28Cに示されるロードセルに用いられる基体の正面図である。 図28A〜図28Cに示されるロードセルに用いられる基体の斜視図である。 図28A〜図28Cに示されるロードセルに用いられる基体およびストッパ部材の要部を拡大して示す縦断正面図である。 図33のXXXIV―XXXIV線における横断平面図である。 本発明のベッド用荷重検出器のロードセルのさらに別の例を示す正面図である。 図35に示されるロードセルの左側面図である。 図35に示されるロードセルの右側面図である。 図35におけるXXXVIII−XXXVIII線における縦断側面図である。 図35に示されるロードセルの底面側からの斜視図である。 図35に示されるロードセルの荷重印加時の状況を示す、図35に対応する正面図である。 図35に示されるロードセルの取り付け状況の一例を示す、ロードセルの正面図である。 図35に示されるロードセルの取り付け状況の他の例を示す、ロードセルの正面図である。 本発明の荷重検出器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。 本発明の荷重検出器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。 本発明の荷重検出器を適用した荷重検出機能付きベッドの、またさらに他の例を示す側面図である。
以下、本発明を適用した荷重検出機能付きベッド及び荷重検出器について、図面を用いてその構成を説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
図1は、本発明を適用した荷重検出機能付きベッド1の一例を示す側面図、すなわち第1の例によるベッド用荷重検出器50を組み込んだベッド1の側面図である。
この荷重検出機能付きベッド1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1Aを備え、このベッド本体1Aに取り付けられた荷重検出器50によって、ベッド本体1Aに加わる荷重の変化を検出し、このベッド本体1A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ている。
なお、以下の説明において、図1に示すベッド本体1A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1A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1Aの前側」、利用者Hの足側を「ベッド本体1Aの後側」、利用者Hの右側を「ベッド本体1Aの右側」、利用者Hの左側を「ベッド本体1Aの左側」とする。
具体的には、ベッド本体1Aは、寝床面Tを形成する寝床面形成部100と、ベッド本体1Aを設置すべき設置面Bに接する脚部4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4との間を連結して寝床面形成部100からの荷重を脚部4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1に示す例では、寝床面形成部100は、寝板2と、寝板2を支持する上側フレーム3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5と、上側フレーム3および下側フレーム5の間を連結しながら寝板2を上側フレーム3とともに昇降させる昇降リンク機構6とを備えている。
寝板2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1Aは、この寝板2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1においては、寝板2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3は、寝板2の長さ方向(ベッド本体1Aの長手方向)に延びる左右一対のパイプフレーム3aと、寝板2の幅方向(ベッド本体1Aの短手方向)に延びる前後一対のパイプフレーム3bとが全体として枠状に連結されると共に、寝板2の幅方向(ベッド本体1Aの短手方向)に延びるパイプフレーム3cが、寝板2の長さ方向(ベッド本体1A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3aと連結された構造(フレーム構造)を有している。
そして、寝板2は、複数のパイプフレーム3c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3を構成する前後一対のパイプフレーム3bには、それぞれ鉛直上向きに立設した状態で、頭板7a及び足板7bが取り付けられている。
脚部4は、互いに対称な位置関係にあるベッド本体1A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4には、それぞれ重量物であるベッド本体1Aの移動を容易にするためのキャスター機構8が設けられている。なお、このキャスター機構8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。また場合によっては、脚部4がキャスター機構を持たないことも許容される。
下側フレーム5は、ベッド本体1Aの長手方向に延びる左右一対のパイプフレーム5aと、ベッド本体1Aの短手方向に延びる前後一対のパイプフレーム5b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4(キャスター機構8)は、下側フレーム5を構成する左右一対のパイプフレーム5a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6は、ベッド本体1A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6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6は、それぞれベッド本体1A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6については、例えば図2A、図2B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、ここでは寝板2を昇降させるための昇降機構の一例として、スイング昇降方式の昇降リンク機構6を示しているが、昇降機構としては、その他のリンク機構や、パンタグラフ方式、あるいは垂直昇降方式なども適用することができる。それらの場合も、昇降機構の中間もしくは端部に、寝板2からの荷重が加わる部材として、後述するような実質的に水平な軸線を有する支軸(ピン)13を有していれば、改めて説明するようにスイング昇降方式の昇降リンク機構6によって昇降機構を構成した場合と同様に本発明を適用することが出来る。
図2Aは、昇降リンク機構6により上記寝板2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1Aの要部側面図である。一方、図2Bは、この昇降リンク機構6により上記寝板2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1Aの要部側面図である。
具体的には、この昇降リンク機構6は、図2A、図2Bに示すように、上側フレーム3と下側フレーム5との間で互いに連結された第1〜第3の連結アーム9a,9b,9cを左右一対で有している。
このうち、第1の連結アーム9aは、その下端部が下側フレーム5を構成する前後一対のパイプフレーム5b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9aは、少なくとも上端部側(下側フレーム5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9bは、その下端部が第1の連結アーム9aの上端部と第1のヒンジ部10a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9cは、その下端部が第2の連結アーム9bの上端部と第2のヒンジ部10b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6は、前側及び後側の第3の連結アーム9cの間を連結する左右一対の第4の連結アーム9dを有している。そして、この第4の連結アーム9dには、前側及び後側の第3の連結アーム9cの上端部がそれぞれ第3のヒンジ部10c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6は、寝板2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)11を有している。このアクチュエータ11は、電動によりシリンダ11aからピストン11b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11aは、上側フレーム5(図2A、図2B)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11bは、その先端部が第4の連結アーム9dと第4のヒンジ部10d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11は、ベッド本体1A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6では、図2Aに示すように、寝板2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11の駆動によりピストン11b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9a〜9dが互いに協働しながら、図2Bに示すように、寝板2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2Bに示すように、寝板2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11の駆動によりピストン11b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9a〜9dが互いに協働しながら、図2Aに示すように、寝板2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、寝板2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、寝板2の高さを調整することが可能となっている。そして、昇降リンク機構6における第1のヒンジ部10aの実質的に水平な軸線を有するピン(支軸)13には、寝板2からの荷重が加わっていることになる。
荷重検出器50は、図1に示しているように、ベッド本体1A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51を有するものであり、さらに本例においては、図1に示しているように、ロードセル51の他に、ロードセル51から出力された荷重信号に基づいて、ベッド本体1A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52と、演算部52で演算した結果を遠隔に送信する送信部53と、送信部53から送信された信号を受信する受信部54とを備えている。
なお、ロードセル51と演算部52との間、及び、演算部52と送信部53との間は、それぞれ配線55a,55bによって電気的に接続されている。一方、送信部53と受信部54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、本発明のベッド用荷重検出器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4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51が組み込まれてなるものである。
そして特に図1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6にロードセル51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6にロードセル51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51は、図2A,図2Bに示すように、昇降リンク機構6を構成する第1〜第4のヒンジ部10a〜10d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10aに各々(計4つ)取り付けられている。
また、これら4つのロードセル51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。したがって、これら4つのロードセル51については、例えば図3A,図3Bに示すように、これらをまとめて説明するものとする。
なお、図3Aは、ロードセル51が組み込まれた昇降リンク機構6の要部を拡大した側面図である。一方、図3Bは、ロードセル51が組み込まれた昇降リンク機構6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10aは、上記第1の連結アーム(一方の連結アーム)9aに設けられた軸受に、上記第2の連結アーム(他方の連結アーム)9bに設けられたピン(支軸)13が係合された状態で軸支されることによって、第1の連結アーム9aに対して第2の連結アーム9bを回動自在に支持する構造を有している。
ロードセル51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56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57とを有するものである(図4A参照)。
ここで、基体56は、いわゆる起歪体に相当するものである。そしてこの基体56は、その一端側に、寝床面形成部100からの荷重を受ける荷重受け部として後述する軸受部56cが形成されるとともに、他端側に、その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として後述する取付部56aが形成され、かつ荷重受け部(軸受部56c)と荷重伝達部(取付部56a)との間に、前記荷重によって撓む作動部として後述するカンチレバー部56bが形成され、その作動部(カンチレバー部56b)に歪センサ57が取り付けられている。そして荷重受け部としての軸受部56cに前述のガイドスリット(軸受)12が形成されており、かつこの基体56は、荷重伝達部としての取付部56aが、第1の連結アーム9aの中空筒部103内に挿入され、かつその第1の連結アーム9aにネジ止めによって取り付けられている。
起歪体としての基体56は、具体的には、図4A、図4B、図4Cに示すように、第1の連結アーム9aの先端側から内側に挿入された状態で取り付けられる取付部(荷重伝達部)56aと、取付部56aから水平方向に延長されたカンチレバー部(作動部)56bと、このカンチレバー部56bの先端側にガイドスリット12が形成された軸受部(荷重受け部)56cとを有している。なお、起歪体としての基体56の材料は特に限定されないが、たとえば金属として、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。
また、カンチレバー部56bには、ロバーバル機構を構成するための孔部58が設けられている。この孔部58は、カンチレバー部56bを厚み方向に貫通した状態で、このカンチレバー部56bの長さ方向に水平に並ぶ一対の丸孔58a,58bと、これら一対の丸孔58a,58bの中心間を結ぶ連結孔58cとを有して構成されている。
歪みセンサ57は、カンチレバー部56bに貼り付けられて、このカンチレバー部56bに生じる歪みの大きさに応じた抵抗の変化を検出するものである。この歪みセンサ57は、図示の例では4つの歪みゲージ(歪み感受抵抗体)R1、R2、R3、R4からなり、これらの歪みゲージR1、R2、R3、R4は、上記カンチレバー部56bの一対の丸孔58a,58bが形成された位置の直上に、それぞれカンチレバー部56bの幅方向に一対並んで配置されている。
また、これら4つの歪みゲージR1、R2、R3、R4は、図5に示すようなホイートストンブリッジ回路を構成しており、このうち、R1、R3が圧縮側の歪みゲージR2、R4が引張側の歪みゲージとなっている。そして、このホイートストンブリッジ回路では、入力電圧VIN(一定)対して、カンチレバー部56bに生じる歪みの大きさに応じた出力電圧VOUT(荷重信号)を出力することが可能となっている。
なお、ロードセル51では、少なくとも2つ又は3つの歪みゲージ(歪み感受抵抗体)を配置した構成であればよく、この場合、図5に示すホイートストンブリッジ回路を構成する歪みゲージR1、R2、R3、R4のうち、1つ又は2つの歪みゲージを、歪み感受性ではない抵抗体としてダミー抵抗に置き換えれば良い。
ここで、基体56の軸受け部56cは、前記支軸13の外周面の少なくとも一部を収容するように支軸13の側に開放された凹部56dを有しており、その凹部56dの内面、とりわけその底面が、支持面401として前記支軸13を受けて、寝板2などの寝床面形成部100の側からの荷重が加えられるように作られている。
このようなロードセル51では、図6A、図6Bに示すように、寝板2などの寝床面形成部100に荷重が加わった際に、鉛直下向きの荷重Gが、前記リンク機構6の支軸(ピン)13を介して軸受け部56cの支持面401に加わり、さらにその荷重が、軸受け部56cに連続するカンチレバー部(作動部)56bの先端部に加わることによって、カンチレバー部56bに歪みが生じることになる。このとき、歪みセンサ57がカンチレバー部56bに生じる歪みの大きさに応じた抵抗の変化を検出し、カンチレバー部56bに生じる歪みの大きさに応じた歪み信号、すなわち荷重の変化に対応する信号を出力する。そしてそのロードセル51を含む荷重検出器50によって、寝板2などの寝床面形成部100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。
また、この荷重検出器50では、ベッド本体1A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51によって、それぞれベッド本体1A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51が検出した荷重信号を上記演算部52へと出力する。
演算部52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、ベッド本体1A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52では、上記4つのロードセル51から出力された荷重信号に基づいて、ベッド本体1A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53に出力する。
例えば、この演算部52では、上記4つのロードセル51から出力された荷重信号から、これら4つのロードセル51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がベッド本体1A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53に出力する。
なお、この演算部52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、ベッド本体1Aの寝床面T上における利用者Hの重心位置の移動距離および/または移動速度から、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が可能であり、さらに後述するように、床ずれの発生を予測することも可能である。
送信部53は、ベッド本体1Aに取り付けられた送信機であり、演算部52で演算した結果を遠隔にある受信部54へと送信する。一方、受信部54では、送信部53から送信された信号を受信する受信機であり、送信部53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54側では、ロードセル51が検出した検出結果や、演算部52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、演算部52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1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1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1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1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1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1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51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1Aの寝床面T上における利用者Hの重量の有無、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1A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1A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1A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、本発明を適用した荷重検出器50がベッド本体1A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、本発明を適用した荷重検出器50をベッド本体1A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1Aに予め取り付けられた又は別途取り付けた荷重検出器50によりベッド本体1Aに加わる荷重の変化を測定することで、ベッド本体1A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50をベッド本体1A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50において、ロードセル51は、既存のベッドが備える上記第1の連結アーム9aの第1のヒンジ部10を構成する部品(上記ガイドスリット(軸受)12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。
このため、ロードセル51を構成する起歪体としての基体56は、取付部56a及び軸受部56cが既存のベッドの軸受部材のそれらと同じ取付構造を有していることが好ましい。
その場合、既存のベッド本体1A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、ロードセル51とを交換するだけで、既存のベッド本体1Aに荷重検出器50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51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、ロードセル51は、上記の例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、ロードセル51は、例えば図7Aに示すような基体(起歪体)56Aを備えた構成としたり、あるいは図7Bに示すような基体(起歪体)56Bを備えた構成とすることが可能である。具体的に、これらの起歪体56A,56Bは、カンチレバー部(作動部)56bの形状が異なる以外は、図4Aに示す起歪体56と同様の構成を有している。
このうち、図7Aに示す基体(起歪体)56Aは、取付部(荷重伝達部)56aから水平方向に延長された第1の延長部59aと、この第1の延長部59aの先端側から鉛直上向きに延長された第2の延長部59bとを有し、この第2の延長部59bの先端側に軸受部(荷重受け部)56cが設けられ、第1の延長部59aが前述のカンチレバー部(作動部)56bと同じ構成を有している。
一方、図7Bに示す基体(起歪体)56Bは、取付部(荷重伝達部)56aから水平方向に延長された第1の延長部60aと、この第1の延長部60aの先端側から斜め上向きに延長された第2の延長部60bとを有し、この第2の延長部60bの先端側に軸受部(荷重受け部)56cが設けられ、第1の延長部60aが前述のカンチレバー部(作動部)56bと同じ構成を有している。
また、上記荷重検出機能付きベッド1では、昇降リンク機構6を構成する第1のヒンジ部10aに上記ロードセル51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6を構成する第2のヒンジ部10bや第3のヒンジ部10cにロードセル51を組み込まれた構成とすることも可能である。
また、上記のロードセル51では、歪みの大きさを検出する歪みセンサとして、歪みゲージ(歪み感受抵抗体)57を用いた構成となっているが、このような歪み感受抵抗体に限らず、歪みセンサとしては、例えば、導電性エラストマーセンサや、光学式歪みセンサ、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などを用いることができる。
また、ベッド本体1Aについては、寝板2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、寝板2は、その長さ方向(ベッド本体1A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、上側フレーム3及び下側フレーム5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、荷重検出器50では、上述したロードセル51と演算部52との間、及び、演算部52と送信部53との間を配線55a,55b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53と受信部54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、荷重検出器50については、上記演算部52と上記送信部53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6における第1の連結アーム9aが、下側フレーム5に対して傾斜するように、下側フレーム5の前後一対のパイプフレーム5bに固定されている(図3A参照)が、第1の連結アーム9aは、下側フレーム5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3Aに準じて図8に示す。
図8に示しているように、昇降リンク機構6の第1の連結アーム9aが垂直である場合にも、ロードセル51をその全体が垂直方向に沿うように連結アーム9aに固定し、かつ第2の連結アーム(他方の連結アーム)9bに設けられたピン(支軸)13を軸受部56cの支持面401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。
また前述の各例では、ロードセル51は、その軸受部(荷重受け部)56cが上方に、取付部(荷重伝達部)56a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。すなわち取付部56aを荷重受け部として上方に位置させ、軸受部56cを荷重伝達部として下方に位置させても良い。その場合の例を図9に示す。
図9において、昇降リンク機構6の第1の連結アーム9aの上端部と第2の連結アーム9bの下端部との間が第1のヒンジ部10a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10aのピン(支軸)13は、下方の第1の連結アーム9aの側に設けられている。そしてこのピン13にロードセル51における基体(起歪体)56の軸受け部56cが係合され、ロードセル51における基体(起歪体)56の取付部56aは、上方の第2の連結アーム9bに固定されている。この場合、ベッド本体の荷重は基体(起歪体)56の取付部56aに加わることになるが、その場合でもカンチレバー部56bの歪によって荷重を検出することができる。
図10には、本発明においてベッド本体に組み込まれるロードセル51の別の例を示す。
図10において、ロードセル51における起歪体としての基体56Cは、荷重伝達部71と、作動部73と、荷重受け部75とによって構成されている。荷重伝達部71は、図4Aに示した基体56、あるいは図7Aもしくは図7Bに示した基体56Aもしくは基体56B(以下便宜上これらの図7Aもしくは図7Bにおける基体を、前記各例の基体と記す)における取付部56aに対応し、作動部73は、同じく前記各例の基体おけるカンチレバー部56bに相当し、さらに荷重受け部75は、前記各例の基体における軸受部56cに対応する。
図10に示す基体56Cにおいては、荷重受け部75は、前記各例の基体における軸受部56cと同様な軸受部75aと、その軸受部75aの下方から一体に延長された延長部75bとによって構成されている。延長部75bは、垂直断面で見て、例えば方形状をなし、そのほぼ中央に、貫通孔75cが水平方向に貫通するように形成されている。また作動部73は、水平方向に沿って延びるカンチレバー(片持ち梁)によって構成され、その一端部73aは、荷重受け部75における延長部75bの下面の一端側に連続一体化されている。したがって荷重受け部75における延長部75bと作動部73との間には、側方から水平方向に切り込まれた切込み部77が存在することになる。
そしてカンチレバー構成の作動部73の他端部73bは、荷重伝達部71の上端に連続一体化されている。またカンチレバー構成の作動部73の中間部73cには、水平方向に沿う(したがって作動部73の長さ方向に沿う)長孔状の孔部58が水平方向に貫通するように形成され、かつその長孔状の孔部58の両端には拡径部58a、58bが形成されている。これによってその孔部58はロバーバル機構79を構成している。一方荷重伝達部71は、垂直方向に沿って延びる、例えば縦長の方形厚板状もしくは角棒状に作られ、その上端が前述のように作動部73の他端部73bに連続一体化している。
そして荷重伝達部71には、その上下方向に間隔を置いた位置に、その側面側から複数(図示の例では二つ)の螺子孔81a、81bが穿設されている。また歪みセンサ57を構成する歪みゲージR1、R2、R3、R4は、作動部73の下面もしくは上面(図10では、下面)における、ロバーバル機構79の拡径部58a、58bに対応する位置に取り付けられている。
このような図10に示されるロードセル51を、ベッド本体に組み込むにあたっては、図10中の鎖線で示しているように、基体56Cを、その荷重受け部75における延長部75b以下の部分を、ベッド本体における中空筒部103(例えば前述の昇降リンク機構における中空の第1の連結アーム9a)に、その上端から挿入し、中空筒部103に予め形成しておいた取り付け孔81a、81bを介して、外側から荷重伝達部71の螺子孔81a、81bに螺子83a、83bをねじ込み、これによって基体56Cの荷重伝達部71をベッド本体における中空筒部103に固定する。そして、荷重受け部75における軸受部75aに、ベッド本体における荷重印加部材(例えば前述の昇降リンク機構における第2の連結アーム9bに設けられたピン(支軸)13を係合させる。
なおこの際、同じく図10中の鎖線で示しているように、荷重受け部75における延長部75bの貫通孔75cに、その貫通孔75cよりも小径の軸棒状の連結ピン85を、遊びをもって挿通させるとともに、弾性材料からなる連結フック部材87を、荷重印加部材(例えばピン(支軸)13)および連結ピン85に係合させ、この連結クリップ部材87によって荷重印加部材(例えばピン(支軸)13)と連結ピン85に、これらを相互に近接させる方向の弾性的な力を与えるように構成することが望ましい。このように構成することによって、荷重印加部材(例えばピン(支軸)13)が、基体56Cの荷重受け部75における軸受部75aに当接された状態を常に維持して、基体56Cにガタが発生することを防止することができる。
このようにしてロードセル51の基体56Cをベッド本体に組み込んだ状態で、荷重受け部75における軸受部75aに例えば鉛直下方への荷重が加われば、荷重受け部75にそれを下降させる方向の力が作用する。一方基体56Cの荷重伝達部71は、ベッド本体側の中空筒部103(例えば前記第1の連結アーム9a)に固定されているため、カンチレバー構成の作動部73が片持ち梁として撓み変形し、その下面および上面に歪(引張歪/圧縮歪)が発生し、前述の各例と同様に、その歪を歪みゲージR1、R2、R3、R4からなる歪みセンサ57が検出して、結果的に荷重Wが検出される。
上述の図10に示したロードセル51は、荷重伝達部71と作動部73と荷重受け部75とからなる基体56Cの全体が同一材料によって一体的に連続した構成としており、このように基体56Cの全体を連続一体化した場合のロードセル51の他の例を図11に示す。
図11に示すロードセル51の基体56Cは、荷重受け部75以外の構成は、図10に示した基体56Cと実質的に同様である。そして図11に示す基体56Cの荷重受け部75は、軸受部75aと、その軸受部75aの下方から一体に延長された延長部75bとによって構成されており、その延長部75bとカンチレバー(片持ち梁)状の作動部73との間の切込み部77が、側方から略三角形状に切り込まれて、図10における貫通孔75cに相当する部位が、その切込み部77の傾斜面から窪む凹部75dとなっている。
このような基体56Cを適用したロードセル51においても、図10に示したロードセルと実質的に同様にして歪を検出することができる。
上述の図10もしくは図11に示す例では、荷重伝達部71と作動部73と荷重受け部75とからなる基体56Cの全体が同一材料によって一体的に連続した構成としているが、場合によっては、基体を2分割もしくは3分割した構成とし、各分割片の間を螺子止めあるいは溶接、ろう付けなどの適宜の連結固着手段によって連結した構成としても良い。その例を図12〜図14に示す。
図12に示すロードセル51の基体56Dは、荷重伝達部71と作動部73と荷重受け部75とを、それぞれの間で分割して、3分割構成としたものである。
図12において、基体56Dの全体的な形状は、図10に示した基体56Cと同様であるが、荷重伝達部71と作動部73と荷重受け部75は、それぞれ別体に作られており、荷重伝達部71と作動部73との間が螺子89Aによって連結され、作動部73と荷重受け部75とが螺子89Bによって連結されている。
また図13に示すロードセル51の基体56Eは、荷重受け部75と作動部73とを一体に作るとともに、荷重伝達部71を、荷重受け部75および作動部73とは別体に作り、作動部73と荷重伝達部71とを、螺子89Cによって連結した構成、すなわち2分割構成としたものである。
さらに図14に示すロードセル51の基体56Fは、荷重伝達部71と作動部73とを一体に作るとともに、荷重受け部75を、荷重伝達部71および作動部73とは別体に作り、荷重受け部75と作動部73との間を、螺子89Dによって連結した構成、すなわち2分割構成としたものである。
上述のようにロードセル51の基体を分割した場合、その基体における各分割部分の要求特性、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部分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。すなわち、荷重受け部75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73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73は、荷重受け部75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71は、ベッド本体の部材に固定支持するための構造物の部分であり、耐力は、作動部73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51の基体の材料としては、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。そして基体を分割構成とする場合には、各分割部分の材料として、これらのうちから、最適な組み合わせを選定すれば良い。
さらに、以上の各例とは異なるロードセル51、およびそれを組み込んだベッドについて、図15〜図20Dを参照して説明する。なおこれらの図において、既に説明した各図に示される要素と同一の要素については、既に説明した各図と同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図15、図16A、図16Bに示すように、昇降リンク機構6を構成する第1の連結アーム9aは、その下端部が上記下側フレーム5を構成する前後一対のパイプフレーム5bに固定した状態で、ほぼ垂直となるように取り付けられている。なおこの第1の連結アーム9aは、少なくとも上端部側(下側フレーム5から遠い側)に、中空筒部103が形成されている。
そして図16A、図16Bに示すように、第1の連結アーム9aの中空筒部103に、例えば上方から挿入されて、その連結アーム9aに固定されている。そしてそのロードセル51における軸受け部56cの支持面401が、第2の連結アーム9bの端部に設けられた、実質的に水平なピン(支軸)13を受けることによって、寝板2からの荷重を検出し得る構造となっている。
ロードセル51は、基本的には、既に述べたものと同様に、寝板2などの寝床面形成部100の側からの荷重により歪を発生する基体56と、その基体の歪を検出するべく基体56に取り付けられた歪センサ57とを有するものである(図17参照)。
基体56は、その一端側に、寝床面形成部100からの荷重を受ける荷重受け部として軸受け部56cが形成されるとともに、他端側に、その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として後述する取付部56aが形成され、かつ前記荷重受け部(軸受け部56c)と荷重伝達部(取付部56a)との間に、前記荷重によって撓む作動部として後述するカンチレバー部56bが形成され、その作動部(カンチレバー部56b)に前記歪センサ57が取り付けられている。そして荷重受け部としての軸受け部56cが、前記第1のヒンジ部10aの軸受を構成している。さらに基体56は、荷重伝達部としての取付部56aが、第1の連結アーム9aの中空筒部103内に、その第1の連結アーム9aの長さ方向に沿って、ほぼ垂直に挿入され、かつその第1の連結アーム9aに螺子止めによって取り付けられている。
カンチレバー部56bには、ロバーバル機構を構成するための孔部58が設けられている。また歪みセンサ57は、カンチレバー部56bに貼り付けられている。この歪みセンサ57は、既に述べた図4A〜図4Cの場合と同様に、例えば4つの歪みゲージ(歪み感受抵抗体)R1、R2、R3、R4からなり、図5に示したと同様なホイートストンブリッジ回路を構成している。
基体56の軸受け部56cは、前記支軸13の外周面の少なくとも一部を収容するように支軸13の側に開放された凹部56dを有しており、その凹部56dの内面、とりわけその底面が、支持面401として前記支軸13を受けて、寝板2などの寝床面形成部100の側からの荷重が加えられるように、例えば彎曲面に作られている。
ここで、図16A、図16B、図17に示されるロードセル51の基体56における軸受け部56cの凹部56dの好ましい形状および寸法に関し、図19Aおよび図19Bを参照して、より詳細に説明する。なおここで、図19Cは、上記の好ましい形状、寸法に対して比較するための形状、寸法を示している。
凹部56dは、基本的には、図18に示しているように、その内面が、前記支軸13の軸線に対して直交する断面で見て、凹部56dの中央部Pcから両端部Pa,Pbまで、支軸13の半径r以上の曲率半径rで連続する面とされている。しかも、その凹部56dの中央部Pcから両端部Pa,Pbに至るまでの間において前記支軸13の軸線および凹部56dの中央部Pcを通る面(たとえば垂直面)Vに対して凹部56dの内面がなす角度(外側に開く方向への角度)θが、0°に至らないように(すなわち平行とならないように)形成されている。例えば図18中に示しているように、凹部56dの中央Pcから両端部Pa,Pbに向かって、凹部56dの内面の曲率半径rが次第に大きくなるように形成されている場合であっても、曲率半径rが最も大きくなる両端部Pa,Pbにおける内面角度θが、ゼロには至らないことを意味する。さらに凹部56dは、前記両端部Pa,Pb間の幅Wが支軸13の半径rの2倍を越える寸法とされて、凹部56d内における支軸13の外周面と凹部56dの両端部Pa,Pbとの間にクリアランスが生じるようにされている。
上述のように軸受け部56cの凹部56dの好ましい形状および寸法を定めた理由は次の通りである。
すなわち、例えば図19Cに比較のために示しているように、軸受け部56cの左右両端側の部分56c、56cが、支軸13をその両側から挟むように、上方に大きく突出していて、かつその凹部56dの両側の内面が、支軸13の軸線Oおよび凹部56dの中央部Pcを通る面Vに対して平行な壁面(垂直壁面)56c、56cとなっており、しかも軸受け部56cの左右両端側の部分56c、56cの間の幅(垂直壁面56c、56c間の幅)W´が、支軸13の半径rの2倍と実質的に同等である場合には、ベッド本体1Aの寝床面3に偏った荷重が加われば、荷重検出精度が低くなるおそれがある。具体的には、利用者が寝床面3の端部に座ったり、寝床面3上に寝ている利用者が寝床面3の端部側に大きく寝返りを打ったりして、寝床面3に加わる荷重が大きく偏ってしまった場合(以下このような状態を偏荷重状態と称する)には、ベッド本体1Aは、わずかながらも全体的にゆがむことがある。
このとき、そのゆがみの方向(横方向)に支軸13が移動しようとして、軸受け部56cの凹部56dの左右の垂直壁面56c、56cのいずれかに横方向の力が加わることになる。これは、本来ロードセル51によって検出しようとしている鉛直方向の荷重(力)に対して、異なる方向の力の成分がロードセル51の基体56に加わることを意味する。そのため、偏荷重状態では、基体56の作動部(カンチレバー部)56bには、鉛直方向への力による歪だけではなく、前記横方向への力による歪も重畳されてしまい、その結果、正確に鉛直方向への荷重を検出できなくなって、荷重検出精度が低下してしまうおそれがある。
これに対して、図18に示すように軸受け部56cの凹部56dの形状、寸法を定めた場合、偏荷重状態でも、鉛直方向への荷重を、より正確に検出することができる。すなわち、例えば図19A、図19Bに示しているように、偏荷重状態によって支軸13が横方向に移動しようとすれば、支軸13の側面側のクリアランスSによって、支軸13の横方向移動が許容され、しかも支軸13が接する側方の面は垂直な壁面とはなっていないため、軸23が接する側方の面に加わる横方向の力が軽減される。そのため偏荷重状態でも、横方向への力による基体56の作動部(カンチレバー部)56bの歪も小さくなり、その結果、より正確に鉛直方向への荷重を検出することができるのである。
なおここで、“凹部56dの内面に関して、支軸13の軸線に対して直交する垂直断面で見て、凹部56dの中央部Pcから両端部Pa,Pbまで、支軸13の半径r以上の曲率半径rで連続する面”とは、両端部Pa,Pb間がすべて曲面で連続していなければならないことを意味するのではなく、例えば中央部Pc付近が平面である場合(すなわち中央部Pc付近の曲率半径が無限大である場合をも含むものとする。凹部56dの内面形状の代表的な例のいくつかを、図20A、図20B、図20C、図20Dに示す。図20Aは、凹部56dの中央部Pcから両端部Pa,Pbまで、次第に曲率半径rが大きくなる例を示す。また図20Bは、中央部Pc付近が平面であって、その平面領域から両端部Pa,Pbに向かって次第に曲率半径rが大きくなる例を示す。さらに図20Cは、中央部Pc付近が平面であって、その平面領域から両端部Pa,Pbまで一定の曲率半径rで湾曲する例を示す。さらに、図20Dは、中央部Pcから両端部Pa,Pbまで一定の曲率半径rで湾曲する例を示す。もちろん、図20A〜図20Dのいずれの場合も、凹部56dの内面の曲率半径rの最大値は、支軸13の半径rより小さくないことが望ましい。
なおまた、前記凹部56dの深さD(凹部56dにおける中央部Pcの底面から両端部Pa,Pbの位置までの高さ、すなわち前記凹部56dの内面中央部Pcを通る水平面から両端部の位置までの高さに相当する)は、特に限定されず、例えば図20Dに示しているように、支軸13の半径rよりも大きいことも許容される。但し深さDが大きくなれば、両端部Pa,Pbの傾き条件(θ>0)を満たすためには、凹部56dの両端部Pa、Pb間の幅Wを大きくしなければならなくなることが多く、したがって深さWが過剰に大きければ、基体56が大型化して、ベッド本体1Aに組み込むことが困難となってしまうおそれがある。そこで上記深さDは、通常は、支軸13の半径rの2倍未満が望ましく、より好ましくは、支軸13の半径rより小さい値とすることが好ましい。さらに深さDの最適な範囲は、支軸13の半径rの0.2倍〜0.8倍の範囲内である。
さらに、凹部56dの両端部Pa,Pb間の幅Wの上限は特に定めないが、上記と同様に小型化の観点から、支軸13の半径rの20倍以下とすることが望ましい。より好ましくは、幅Wは、支軸13の半径rの2.4倍〜10倍の範囲内とする。
図21A、図21B、図21C、図22、図24Aには、本発明のベッド用荷重検出器に使用されるロードセル51の別の例を示し、図23にはそのロードセル51に用いられる基体56を示す。
この例で使用されるロードセル51における基体56の部分の構成は、図16A、図16B、図17に示したロードセル51の基体56と実質的に同様である。但し、この例では、作動部(カンチレバー部)56bに対する取付部(荷重伝達部)56aの向きが、図16A、図16B、図17に示したロードセル51の基体56とは、垂直軸線を中心として90°転回させた方向にずれているが、これは作用・効果上、本質的なものではない。そこで、基体56Aについての詳細な説明は省略する。
この例では、ロードセル51の基体56は、例えば水平断面が矩形状をなす角筒状のケーシング200に、ほほ垂直に挿入されており、基体56の取付部(荷重伝達部)56aがケーシング200の内面に螺子202などによって取り付けられている。なお基体56は、すくなくともその軸受け部56cの凹部56dがケーシング200の上端から上方に露出するような位置に取り付けられている。
そして、ロードセル51の基体56における軸受け部(荷重受け部)56cおよび支軸(ピン)13を覆うように、基体56に機械的に結合されない状態で、全体として例えば垂直断面が下向きU字形状をなすカバー状のストッパ部材204が配設されている。ここで、カバー状のストッパ部材204は、要は軸受け部(荷重受け部)56cの凹部56dにおける開放側の空間、およびその凹部56dの内面に接する支軸(ピン)13を覆っていれば良いが、図示の例では、取り付け上の観点から、軸受け部(荷重受け部)56cの全体を覆うように、例えば、軸受け部56cの上方のみならず、軸受け部56cの周囲をも取り囲む形状に作られ、その内側に前記支軸13も包含されるように構成されている。
ここで、カバー状のストッパ部材204の内側空間の上部は、軸受け部56cの凹部56dに対向するような、下向きの凹所206となっており、かつその下向きの凹所206の両側部分206a、206bが、軸受け部56cの凹部56dの両端部Pa、Pbの外方に位置している。ここで、下向きの凹所206の両側部分206a、206bは、後に図24Aを参照して改めて説明するように、内向き(凹部56dに支持される支軸13に向く方向)の壁面208を有する壁部210を構成している。さらに前記ストッパ部材204の下向きの凹所206の内面のほぼ中央部には、下方に突出する突出部206cが形成されている。そして凹所206の内面形状は、突出部206cによって左右の部分に区分されて、その左右の部分はそれぞれ凹湾曲状とされている。なおこの左右の部分の凹湾曲面は、それぞれ前記軸受け部56cの凹部56dの内面形状にほぼ対応する形状とされている。たとえば、軸受け部56cの凹部56dの底面からストッパ部材204の凹所206の内面までの垂直方向距離を、軸受け部56cの凹部56dの底面からストッパ部材204の凹所206における突出部206cの先端までの距離G(図24A参照)と同じ距離で一定に保った状態で、支軸13を横方向に移動させた時の軌跡に相当する凹湾曲面形状とすれば良い。
前記カバー状のストッパ部材204における凹所206の両側部分206a、206bは、さらに下方に延長されて、その先端側の部分(下端部204a、204b)は、前記ケーシング200の上部に挿入されている。その下端部204a、204bの少なくとも一方は、任意の取り付け手段によって、ケーシング200に取り付けられている。本実施形態の場合は、容易に取り付け可能となるように、一方の下端部204aの外面に突起状(ボス状)の取り付け部212を形成しておくとともに、ケーシング200の側壁に勘合孔214を形成しておき、下端部204a、204bをケーシング200内に上方から挿入して、突起状の取り付け部212をケーシング200の勘合孔214に嵌めこむことによって、ケーシング200に取り付ける構成としている。但し、上記の取り付け手段としては螺子などを用いることも可能である。
ストッパ部材204は、前述のように基体56に機械的に結合されない状態となっているが、ここで機械的に結合されない状態とは、要はストッパ部材204に加えられた力によってカンチレバー部(作動部)56bに歪が生じないように(したがってその力による歪を歪センサが検出しないように)、ストッパ部材204に加えられた力が、基体56の軸受け部56cと、カンチレバー部(作動部)56bにおける軸受け部56c側の部分に伝達されないような状態であればよい。実際上は、図21Cに示しているように、ストッパ部材204の内面が支軸に対して空間(V)を保持して覆うばかりでなく、ストッパ部材204と基体56との間に隙間(クリアランス)が存在するような態様とすることが望ましい。
上述のようなロードセル51をベッド本体1Aに組み込むにあたっては、ロードセル51の基体56をケーシング200に取り付けた状態(但し通常は、ストッパ部材204をケーシング200に未だ取り付けていない状態)で、ベッド本体1Aにおける例えば第1の連結アーム9aの上部の中空筒部103に、ケーシング200ごと上方から挿入し、ケーシング200を第1の連結アーム9aに固定する。そしてベッド本体1Aにおける支軸(ピン)13を、軸受け部56cの凹部56d上に位置させ、その状態でカバー状のストッパ部材204を取り付ける。すなわち、前述のようにカバー状のストッパ部材204の下端部204a、204bをケーシング200内に上方から挿入して、突起状の取り付け部212をケーシング200の勘合孔214に嵌めこむことによって、ストッパ部材204をケーシング200に取り付ける。
このようにしてロードセル51をベッド本体に組み込んでおけば、寝床面形成部から加わる荷重の変化によって、既に延べた各例と同様に、作動部(カンチレバー部)56bに生じる歪が変化し、その変化が歪みセンサ57によって検出され、結果的に前記荷重の変化が検出される。
なお上述の説明では、荷重検出器のロードセル51が、ケーシング200を備えたもの、すなわち基体56がケーシング200に挿入されていて、基体56をケーシング200ごと第1の連結アーム9aの上部の中空筒部103に挿入するものとしたが、場合によってはケーシングが無いものであっても良い。すなわち、基体56を直接第1の連結アーム9aの上部の中空筒部103に挿入して、第1の連結アーム9a固定し、さらにカバー状のストッパ部材204の下部を第1の連結アーム9aの上部の中空筒部103に挿入して、ストッパ部材204を第1の連結アーム9aに取り付けても良い。その場合の固定手段、取り付け手段は特に限定されない。
ここで、上述のようなストッパ部材204の機能について、図24Aを参照して次に説明する。
ストッパ部材204は、前述のような偏荷重状態、あるいは寝床面100上に急激に荷重が加わった場合などにおいて、支軸13(ピン)13が、ロードセル基体56の軸受け部56cから外れてしまわないようにする離脱防止機能(第1の機能)と、偏荷重状態で支軸13に加わる力(本来検出するべき鉛直方向荷重以外の力)によってカンチレバー部(作動部)56bに歪が加わって、異常信号が発生したり、荷重検出精度が低下したりしてしまうことを防止する機能(第2の機能)とを有している。
ここで、基体56の軸受け部56cは、その凹部56dの形状・寸法として、支軸13の半径r以上の曲率半径rで連続する面とされるとともに、凹部56dの幅Wが支軸13の半径rの2倍を越える寸法とされ、さらに凹部56dの内面は、両端部まで垂直な壁面とならないように(すなわちθ>0に)作られており、そのため、寝床面形成部100から偏荷重が加わって、その横方向への力により支軸13が横方向に移動した時に、ストッパ部材204が設けられていなければ、支軸13が凹部56dから側方に離脱してしまうおそれがある。またそのほか、前述のような偏荷重が加わった場合、ベッド本体1Aにおける偏荷重が加わった部位に対して反対側の部位では、支軸13が上方に持ち上がってしまうことがあり、また、寝床面形成部100からの荷重が急激に変化した場合にも支軸13が上方に移動してしまうことがあり、その場合にストッパ部材204が設けられていなければ、支軸13が軸受け部56cの上方に離脱してしまうおそれもある。
しかしながら、ストッパ部材204を設けておくことにより、軸受け部56cにおける凹部56dの開放側の空間が、ストッパ部材204の凹所206の内面によって囲まれているため、例えば図24A中の鎖線で示しているように、支軸13が軸受け部56cの凹部56dから上方もしくは側方に離脱しようとしても、その離脱方向の支軸13の動きがストッパ部材204の凹部206の内面によって阻止される。すなわち、前述の第1の機能(離脱防止機能)が奏される。なおここで、偏荷重状態における横方向の力による支軸13の横方向への移動に対しては、ストッパ部材204の下向きの凹所206の両側部分206a、206bからなる壁部210によって形成される内向き(支軸13に向く方向)の壁面208によって、その側方への離脱が阻止される。
ここで、支軸13が軸受け部56cから上方もしくは側方に離脱しないようにするための方策としては、図24Aに示した構造のほか、例えば図24Bのような構造が考えられる。すなわち、軸受け部56cの凹部56dの両側の部分を、大きく上方に延長させるだけでなく、基体56における軸受け部(荷重受け部)56cの下側の部分(但しカンチレバー部(作動部)56bに至らない部分)に貫通孔75cを形成しておくとともに、その貫通孔75cよりも小径の軸棒状の連結ピン85を、遊びをもって挿通させて、その連結ピン85をケーシング200もしくは第1の連結アーム9aの筒状部分に固定し、弾性材料からなる連結フック部材87を、支軸(ピン)13および連結ピン85に係合させ、この連結フック部材87によって、支軸13と連結ピン85に、これらを相互に近接させる方向の弾性的な力を与えるように構成することが考えられる。このように構成すれば、支軸13が、基体56の軸受け部56cの凹部56dの底面に当接された状態を常に維持することが可能となる。すなわち、軸受け部56cの凹部56dからの支軸13の離脱を防止することができる。したがって図24Bに示すような構造を適用することも許容される。
但し、このような図24Bに示すような構造では、前述のように偏荷重が加わった場合において、ベッド本体1Aにおける偏荷重が加わった部位に対して反対側の部位で、支軸13を上方に持ち上げようとする力が作用する。すなわち、図24Bに示すような構造では、支軸13と連結ピン85との間に、連結フック部材87によって常に引張力が作用しているため、支軸13の持ち上がりに伴って連結ピン85が上方に持ち上げられ、その連結ピン85が貫通孔75cの上端縁を押し上げてしまうことがある。この持ち上げ力は、基体56のカンチレバー部(作動部)56bに対しては、正常な鉛直方向の荷重による歪とは逆方向の歪(マイナスの歪)を生じさせてしまう。その結果、本来の荷重検出の精度が低下してしまう可能性もある。
これに対し、図24Aに示している構造の場合、前述のように支軸13を上方に持ち上げようとする力が作用した場合、支軸13は若干上方に移動して、ストッパ部材204の凹所206の上部内面に接し、ストッパ部材204を持ち上げようとする。しかしながら、ストッパ部材204は、基体56とは機械的に結合されておらず、特に基体56の軸受け部56c、およびカンチレバー部(作動部)56bの軸受け部56c側の部分は、ストッパ部材204に対して空間的に離れているため、上記のストッパ部材204を持ち上げようとする力は、基体56の軸受け部56cと、カンチレバー部(作動部)56bの軸受け部56c側の部分には加わらない。そのため、上記持ち上げ力に起因して、基体56のカンチレバー部(作動部)56bにマイナス側の歪が生じることが回避される。その結果、荷重検出精度を向上させることが可能となる。
ここで、ストッパ部材204および基体56の軸受け部56cにおける各部の寸法およびその寸法の相互の関係は、要は軸受部56cの凹部56dとストッパ部材204の凹所206との間の空間で支軸13が上下方向および横方向の動きが許容され、しかも支軸13がストッパ部材204に当接したときにその力が直ちに基体56に伝達されないように、軸受部56cとストッパ部材204とが機械的に結合されない状態となるように定めれば良いが、好ましい各部の寸法およびその寸法の相互の関係は、次の通りである(図24A参照)。
先ず、軸受け部56cの凹部56dの幅Wは、既に延べたと同様に、支軸13の半径rの2.2倍を越え、半径rの20倍以下が好ましい。
軸受け部56cの凹部56dの深さDも、既に延べたと同様に、支軸13の半径rの2倍未満、好ましくは、支軸13の半径rの1倍未満とする。さらにより好ましくは、半径rの0.2倍〜0.8倍の範囲内である。
一方、軸受け部56cの凹部56dの底面から、ストッパ部材204の凹所206における突出部206cの先端までの距離Gは、支軸13の半径rの2倍を越え、10倍以下、より好ましくは支軸13の半径rの2.2〜4倍の範囲内とする。
さらに、軸受け部56cの凹部56dの底面から、ストッパ部材204の凹所206における突出部206cの左右両側の凹湾曲面の最上部間での距離Gは、支軸13に対する前記距離Gの関係を満たす範囲内で前記距離Gを一定として、支軸13を横方向に移動させた時の軌跡によって決定すればよい。
また軸受け部56cの外側面とストッパ部材204の内側面との間の隙間Sは、0.5mm以上でかつ支軸13の半径rの2倍未満が好ましい。
なおそのほか、基体56の外側面とケーシング200の内側面との隙間α、βのうち、作動部(カンチレバー部)56bにおける荷重伝達部(取付部)56aに続く部分の外側面とケーシング200の内側面との隙間αは、0.1〜5mmの範囲内とすることが好ましく、また作動部(カンチレバー部)56bにおける軸受け部56cに続く部分の外側面とケーシング200の内側面との隙間βは、2〜10mmの範囲内とすることが好ましい。
ここで、上記の隙間αは、その隙間が存在することによって、ベッド本体1Aから荷重が加わったときに、作動部(カンチレバー部)56bを円滑に歪ませることができる。また上記の隙間βも、その隙間の存在によって上記と同様に作動部(カンチレバー部)56bを円滑に歪ませることができるばかりでなく、その隙間に、歪センサ57からの信号取り出しのためのケーブルなどを通すことができる。
なお、ストッパ部材204の材質は特に限定されず、ロードセル51の基体56の材料と同様に、アルミ合金、鉄や鋼、ステンレス鋼などの金属、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。但し、ストッパ部材204に加わる力を吸収しやすい材料、あるいは容易に着脱可能となるように着脱時に若干の変形が可能な材料を選択することが望ましく、これらの観点からは、樹脂材料を用いることが望ましい。またこのストッパ部材204の材料は、ロードセル51の基体56の材料と同一である必要はなく、上記の観点から、ロードセル51の基体56の材料とは異なる材料を選択することが望ましい。
図21A、図21B、図21C、図22、図24Aに示されるロードセル51に用いられる基体56、すなわち図23に示される基体56についても、その全体が一体的に連続した構成としなくても良い。すなわち、場合によっては、基体56を2分割もしくは3分割した構成とし、各分割片の間を螺子止めあるいは溶接、ろう付けなどの適宜の連結固着手段によって連結した構成としても良い。その例を図25〜図27に示す。
図25に示すロードセル51の基体56は、荷重伝達部(取付部)56aと作動部(カンチレバー部)56bと荷重受け部(軸受け部)56cとを、それぞれの間で分割して、3分割構成としたものである。
図25において、荷重伝達部(取付部)56aと作動部(カンチレバー部)56bと荷重受け部(軸受け部)56cは、それぞれ別体に作られており、荷重伝達部(取付部)56aと作動部(カンチレバー部)56bとの間が螺子89Aによって連結され、作動部(カンチレバー部)56bと荷重受け部(軸受け部)56cとが螺子89Bによって連結されている。
また図26に示すロードセル51の基体56は、荷重受け部(軸受け部)56cと作動部(カンチレバー部)56bとを一体に作るとともに、荷重伝達部(取付部)56aを、荷重受け部(軸受け部)56cおよび作動部(カンチレバー部)56bとは別体に作り、作動部(カンチレバー部)56bと荷重伝達部(取付部)56aとを、螺子89Cによって連結した構成、すなわち2分割構成としたものである。
さらに図27に示すロードセル51の基体56は、荷重伝達部(取付部)56aと作動部(カンチレバー部)56bとを一体に作るとともに、荷重受け部(軸受け部)56cを、荷重伝達部(取付部)56aおよび作動部(カンチレバー部)56bとは別体に作り、荷重受け部(軸受け部)56cと作動部(カンチレバー部)56bとの間を、螺子89Dによって連結した構成、すなわち2分割構成としたものである。
図25、もしくは図26、または図27に示すように、ロードセル51の基体56を分割した場合、既に述べたように、その基体における各分割部分の要求特性、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部分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。
図28A、図28B、図28C、および図29には、本発明のベッド用荷重検出器に使用されるロードセル51の別の例を示す。また図30には、その例においてケーシング200を省いた状態のロードセル51を示し、さらに図31、図32には、そのロードセル51に用いられる基体56を示す。図33、図34には、その例のロードセル51の要部を拡大した断面を示す。
図28A〜図34に示す例では、図21A〜図24Aに示した例と同様に、ロードセル51の基体56における軸受け部(荷重受け部)56cおよび支軸(ピン)13を覆うように、基体56に機械的に結合されない状態で、全体として例えば垂直断面が下向きU字形状をなすカバー状のストッパ部材204が配設されている。但し、そのストッパ部材204の形状、とりわけ内側の形状は、図21A〜図24Aに示した例とは異なっている。またロードセル51に用いられる基体56の形状も、図21A〜図24Aに示した例における基体51の形状とは若干異なる。そこで以下では、図28A〜図34に示す例について、図21A〜図24Aに示した例とは異なる点を中心に説明する。
ロードセル51の基体56は、既に述べた各例と同様に、その一端側(図の上方)に、寝床面形成部100からの荷重を受ける荷重受け部75として軸受け部56cが形成され、他端側(図の下方)に、その荷重をベッド本体における設置面側の構成部材に伝達する荷重伝達部71として取付部56aが形成され、かつ荷重受け部75(軸受け部56c)と荷重伝達部71(取付部56a)との間に、前記荷重によって撓む作動部73としてカンチレバー部56bが形成され、その作動部73(カンチレバー部56b)に、歪センサ57が取り付けられている。
基体56の取付部56aには、例えば直方体をなす取り付けブロック403が、例えば螺子405によって固定されている。そしてこのような取り付けブロック403が固定された基体56は、例えば水平断面が矩形状をなす角型の筒状、すなわち無底もしくは有底のケーシング200に、ほほ垂直に挿入されている。なお基体56は、少なくともその軸受け部56cの凹部56dがケーシング200の上端から上方に露出している。
ケーシング200は、ベッド本体1Aにおける第1の連結アーム9a(図15参照)を兼ねることが好ましい。言い換えれば、ケーシング200は、その下端を、ベッド本体1Aにおける下側フレーム5に、直接、溶接などによって固定したものとすることが望ましい。この場合、取り付けブロック403が固定された基体56は、ケーシング200に対して固定しても良いが、本例の場合は、単に挿入するだけとしている。但し、取り付けブロック403が固定された基体56と、ケーシング200との間に、機械的な大きなガタが生じない程度に、取り付けブロック403が固定された基体56と、ケーシング200との間の隙間は最小限に抑えることが望ましい。
基体56の軸受け部56cに形成された凹部56dは、支軸13に接して支軸13を受ける支持面401を有している。この支持面401は、図21A〜図21Cに示した例とは異なり、実質的に水平な平面とされている。そしてその平面をなす支持面401の両側部分(支軸13の長さ方向に対して直交しかつ水平な方向における両側の部分)407A、407Bが、彎曲状に立ち上がっている。言い換えれば、その立ち上がり部分407A、407Bの間の部分が、平面をなす支持面401となっている。その平面の支持面の幅(立ち上がらずに平面を維持している領域の幅)をWpとする。なお軸受け部56cにおける、支軸13の長さに沿いかつ水平な方向における両側の部分は、段差状に切り欠かれている(切り欠き部409A、409B)。
カバー状のストッパ部材204の外側の形状は、図21A〜図24Aに示した例と同様に、例えば垂直断面が下向きU字形状をなすように作られて、下向きの凹所206を有している。ストッパ部材204の内側の形状(凹所206の内面形状)は、図21A〜図24Aに示した例とは異なっている。すなわち、ストッパ部材204の内面側における対称な4箇所には、支軸13の外周面に対向する壁面411A〜411Dを有する段部413A〜413Dが形成されている。ここで、壁面411A〜411Dは、支軸13の長さに沿いかつ水平な方向における両側から、支軸13の外周面に対向する垂直な壁面とされている。壁面411Aと壁面411Bとの間隔(壁面411Cと壁面411Dとの間隔も同じ)を、便宜上Wqとする。
カバー状のストッパ部材204における凹所206の両端部分206a、206bは、さらに下方に延長されて、その先端側の部分(下端部204a、204b)が、前記ケーシング200の上部に挿入されている。その下端部204a、204bの少なくとも一方は、任意の取り付け手段によって、ケーシング200に取り付けられている。
本例の場合は、容易に取り付け可能となるように、ストッパ部材204の一方の下端部204aに、それを貫通するピン穴415が形成されており、ケーシング200の両側壁に挿通孔417が形成されている。そして下端部204a、204bをケーシング200内に上方から挿入して、金属もしくは合成樹脂からなるピン419を、挿通孔417からピン穴415に挿着することによって、ストッパ部材204をケーシング200に取り付ける構成としている。但し、ストッパ部材204の取り付け手段は、上記に限らず、螺子などを用いることも可能である。
さらに図28A〜図34に示す例について、各部の寸法関係の好ましい条件について説明する。
壁面411Aと壁面411Bとの間隔、壁面411Cと壁面411Dとの間隔Wqは、次のように定められる。
すなわち、第1の条件として、間隔Wqは、支軸13の直径(2×r)より若干大きい程度として、壁面411A、411Cと壁面411B、411Dとの間に支軸13が収まり、かつ壁面411A、411Cと支軸13の外周面との間、および壁面411B、411Dと支軸13の外周面との間に、若干の隙間(例えば支軸13の直径が12mmの場合、片側2mm程度の隙間)が存在するように定める。これによって、支軸13が平面支持面401に接しながら、わずかに左右に移動(転動)することが許容される。
第2の条件として、壁面411A、411Cの位置から、前述の平面支持面401の端部位置401aまでの水平方向距離Lp、および壁面411B、411Dの位置から、平面支持面401の端部位置401bまでの水平方向距離Lqが、それぞれ支軸13の半径rよりも小さくなるように定めることが望ましい。図示の例の場合、壁面411Aと壁面411Bとの間隔Wq、壁面411Cと壁面411Dとの間隔Wqが、平面支持面401の幅Wpとほぼ同等となるように定めて、上記の好ましい第2の条件を満たさせている。
上記の第2の条件によって、支軸13が平面支持面401に接しながら、わずかに左右に移動(転動)する際には、支軸13が平面支持面401の両側の立ち上がり部分407A、407Bに乗り上げる(もしくは衝突する)以前に、壁面411A、411Cまたは壁面411B、411Dに当接して、それ以上支軸13が移動することが阻止される。
平面支持面401から、ストッパ部材204における凹所206の内底面までの高さHpは、支軸13の直径(半径rの2倍)よりもわずかに大きい程度とする。例えば支軸13の直径を12mmとすれば、高さHpは、13〜15mm程度とする。
以上説明した図28A〜図34に示す例では、図21A〜図24Aに示した例と同様に、カバー状のストッパ部材204を設けておくことによって、支軸13が軸受け部56cから上方もしくは側方に離脱することを防止できる。さらに、図28A〜図34に示す例では、偏荷重状態で支軸13に加わる力(本来検出するべき鉛直方向荷重以外の力)によってカンチレバー部(作動部)56bに歪が加わって、異常信号が発生したり、荷重検出精度が低下したりしてしまうことを防止する機能(第2の機能)が、図21A〜図24Aに示した例よりも優れている。
すなわち、偏荷重状態で支軸13に加わる荷重の成分として、横方向の成分があっても、それは、基体56の軸受け部56cにおける水平な平面である支持面401には加わらない。そしてその横方向の荷重によって支軸13が横方向に移動したときには、支軸13は、ストッパ部材204の壁面411A、411Cまたは壁面411B、411Dに当接もしくは衝突するが、ストッパ部材204は、基体56に対して機械的(物理的)に分離されているから、基体56の軸受け部56cには横方向の荷重が全く加わらない。したがって、検出するべき鉛直方向の荷重のみを確実に検出して、荷重検出精度を一層高めることができる。
なお軸受け部56cにおける、支軸13の長さに沿いかつ水平な方向における両側の段差状に切り欠かれている部分(切り欠き部409A、409B)は、ストッパ部材204が、ケーシング200の外面の延長面から外側に突出しないようにして、ロードセルのコンパクト化を図るために形成している。すなわち、軸受け部56cに上述のような切り欠きを形成しない場合、壁面411A〜411Dをストッパ部材204に形成するためには、ストッパ部材204は、軸受け部56cの外側に突出させる必要が生じる。そしてその場合において、ストッパ部材204が、ケーシング200の外面の延長面から外側に突出しないようにするためには、軸受け部56cを有する基体56の全体の厚みも小さくする必要が生じて、基体56に強度上の問題が生じる可能性がある。それに対し、軸受け部56cに切り欠き部409A、409Bを形成しておけば、基体56の全体的な厚みを小さくする必要が無くなるのである。
なお、図28A〜図34に示す例における基体56についても、図25に準じて3分割構造に変更したり、あるいは図26もしくは図27に準じて2分割構造としても良い。
さらに本発明の荷重検出器におけるロードセル51の、さらに別の例を、図35〜図39に示す。
図35〜図39に示す実施形態のロードセル51は、基本的には、既に述べた各例と同様に、荷重が加えられる基体56と歪センサ57(歪みゲージR1、R2、R3、R4)とによって構成されている。そして基体56は、荷重受け部としての軸受け部56c,及び荷重伝達部としての一対の支点受け領域315A、315Bを有する荷重受け梁部307と、作動部として前記荷重受け梁部307における左右の位置から突出する一対の作動腕部311A、311Bと、これらの作動腕部311A、311Bの先端側の部分同士を連結する連結部309とからなり、これら各部が全体として連続して中空部分317を取り囲む構成とされている。そして本実施形態の場合、左右の作動腕部311A、311Bは、その剛性がアンバランスとなるように構成している。たとえば図示の例では、右側の作動腕部311Bの剛性が、左側の作動腕部311Aよりも大きくなるように構成されている。
なおベッド本体1Aの寝床面形成部からの荷重が加えられる支軸13は、前記と同様に、実質的に水平な軸線を有するものとされている。そして基体56は、例えば第1の連結アーム9a(図15参照)の中空筒部103に、ほぼ垂直に上方から挿入されて、その中空筒部103における軸線を中心として対称な位置の端縁部が、基体56を支持する支持部319C、319Dとされている。なお中空筒部103の内側に挿入される部分は、基体56の作動腕部311A、311Bの部分である。
図35〜図39に示す例の荷重検出器において、基体56の荷重受け梁部307における荷重受け部としての軸受け部56cには、凹部56dが形成されており、この凹部56dの底面(支持面401)が前記支軸13を受ける構成とされている。
さらに、荷重受け梁部307の例えば中央位置(凹部56dの底面の中央)を通りかつ荷重受け梁部307の長さ方向に対して直交する面を基準面SPとすれば、基体56の左側の部分(歪センサ57が位置する側の部分)のうち、上部は、前記基準面SPに対して直交する垂直面に沿って側方から切り込まれて、切り込み部329(図36、図38参照)が形成され、その切込み部329により二股状に分岐された形状とされている。具体的には、荷重受け梁部307における軸受け部56c(荷重受け部)を含む左側の部分から、左右の作動腕部311A、311Bのうち左側の作動腕部311Aの長さ方向の中間までに渡って切り込み部329が形成されて、荷重受け梁部307における軸受け部56c(荷重受け部)から一方の支点受け領域315Aの側の部分と、それに連続する一方の作動腕部311Aの中間位置までの部位とが、二股状に分岐されている。なお上述のところでは、基準面SPは、荷重受け梁部307の長さ方向の中央位置を通ることとしたが、これは説明を分かりやすくするためであり、中央位置には限定されない。
また作動腕部311Aには、図35〜図37に示しているように、その上部から中間部分にかけての部分の外側面に傾斜面331が形成されて、上部から中間部にかけての部分においてその幅(厚み方向に対し直交する方向の幅)が狭くなるように作られ、さらに作動腕部311Aの内面側には、その作動腕部311Aの外面側に向かって窪む複数の凹部333A、333B、333Cが、作動腕部311Aの長さ方向(上下方向)に間隔を置いて形成されている。すなわち、作動腕部311Aにおける下端部(連結部309に続く部分)近くに第1の凹部333Aが形成され、その第1の凹部333Aよりも若干上方の位置に第2の凹部333Bが形成され、さらにそれよりも上方の位置(作動腕部311Aの長さ方向の中央よりも上方の位置)に第3の凹部333Cが形成されている。
そして、歪センサ57を構成する4個の歪みゲージR1、R2、R3、R4のうち、歪みゲージR1、R3は、たとえば第2の凹部333Bに対応する位置の外面に貼着され、歪みゲージR2、R4は、たとえば第1の凹部333Aに対応する位置の外面に貼着されている。
そしてこれらの歪みゲージR1、R2、R3、R4は、既に述べた例と同様に、図5に示したホイートストンブリッジ回路に組まれている。
図35〜図39に示すロードセル51に荷重が加わった際の状況を図40に示す。
図40において、作動腕部311A、311Bを、たとえばベッド本体1Aにおける第1の連結アーム9aの中空筒部103に上方から挿入して、荷重受け梁部307の両端部下面(段差面)の支点受け領域315A、315Bを、第1の連結アーム9aの中空筒部103の端縁(支持部319C、319D)に支持させる。この状態で、荷重受け部としての軸受け部56cの凹部56dに位置する支軸13から荷重が軸受け部56cの支持面401に加えられれば、荷重受け梁部307には、その中央部が下方に降下するような撓み変形が生じる。ここで、一対の作動腕部311A、311Bのうち、右側の作動腕部311Bは、切り込み部329が形成されておらず(図35参照)しかも凹部333A、333B、333Cも形成されていないため、左側の作動腕部311Aと比較して格段にその剛性が大きく、そのため、右側の作動腕部311Bは実質的に変形せず、もっぱら左側の作動腕部311Aのみが撓み変形する。すなわち、左方の作動腕部311Aのみが、左方(外方)に張り出すように変形する。しかも、この作動腕部311Aの内側に形成されている凹部333A、333Bによって、作動腕部311Aの撓み変形が局部的に助長されて、その助長された歪が歪センサ57によって効果的に検出される。
すなわち、図35に示しているように、作動腕部311Aの連結部309側の端部の第1の凹部333Aによって、その部分の作動腕部311Aの厚みが局部的に小さくなって剛性が小さくなっており、しかもその第1の凹部333Aの下側は連結部309によって拘束されているため、作動腕部311Aは、連結部309のごく近くの位置から外側に湾曲状に撓み変形する。そのため、第1の凹部333Aに対応する部位付近の外面に圧縮歪が集中的に生じ、その圧縮歪によって歪センサ57の歪みゲージR2(R4)に大きな抵抗変化が生じる。
さらに、第1の凹部333Aに近接してその上方に形成した第2の凹部333B付近でも、その部位の作動腕部311Aの厚みが局部的に小さくなって剛性が小さくなっており、その部位付近では、第1の凹部333A付近の弾性変形方向とは逆の方向に弾性変形し、その部位付近の外面に引張歪が集中的に発生する。そしてこの引張歪によって、歪センサ57の歪みゲージR1(R3)に大きな抵抗変化が生じる。
ここで、図35に示すロードセルは、メガネ型のロバーバル機構の半分の形状を有するタイプのロバーバル機構を備えたものである。すなわち、隣り合って第1の凹部333Aと第2の凹部333Bを形成した部分付近は、メガネ型のロバーバル機構における片側の形状と同様である。そして作動腕部311Aが変形する際には、第1の凹部333Aを形成した部位付近と第2の凹部333Bを形成した部位付近に、メガネ型のロバーバル機構を形成した場合と同様な歪集中効果が得られ、しかも第1の凹部333A付近と第2の凹部333B付近とでは、逆方向の歪(変形)が生じるのである。
このように、凹部333A、333Bを形成しておくことによって、歪みゲージR2(R4)の部位の圧縮歪、歪みゲージR1(R3)の部位の引張歪が、これらの凹部333A、333Bを形成していない場合と比較して格段に大きくなり、その結果前述のホイートストンブリッジ回路から大きな出力を得ることができる。したがって、高精度で荷重を検出することが可能となり、わずかな荷重変動であってもそれを確実に把握することが可能となる。
しかもこのような構成では、圧縮歪を検出する歪みゲージR2(R4)と、引張歪を検出する歪みゲージR1(R3)とが近接して貼着されるため、これらの歪みゲージ間の配線や外部との間の入出力のためのリード線の取り回しも容易となる。
なお本例において、第3の凹部333Cは、設計上の都合で形成したものであって、歪の増幅には直接関係しないから、作動腕部311Aには必ずしも形成しなくても良い。
また本例においては、図35、図40に示しているように、作動腕部311A、311Bを、ベッド本体1Aにおける第1の連結アーム9aの中空筒部103に挿入した際に、その中空筒部103の内面103Eと作動腕部材311A、311Bの外面との間に空隙312が生じるように、支点受け領域(段差面)315A、315Bの下側に第2の段差面315C、315Dを形成している。すなわち、作動腕部311A,311Bにおける、第1の連結アーム9aの中空筒部103に挿入される部分について、それらの外面間の距離(図35、図40における作動腕部311Aの左側面と作動腕部311Bの右側面との間の最大距離)が、中空筒部103の内径よりも小さくなるように設定することによって、上記空隙312が生じるように調整している。
このように、空隙312が生じるように形状、寸法を調整しておくことによって、荷重が加わった時の作動腕部311Aの変形をその空隙312内で許容して、確実に歪を検出することが可能となる。
またここで、本例においても、荷重受け梁部307に鉛直方向に荷重Qを加えれば、一対の作動腕部311A、311Bのうち、剛性が小さい側(左側)の作動腕部311Aが図40に示したように撓み変形するばかりでなく、剛性が大きい側(右側)の作動腕部311Bが、支点受け領域215Bを基準として鉛直方向からわずかに反時計方向へ傾き(下端側が右方に移動するように傾き)、同時に連結部309の位置がわずかに右方に移動するが、その傾き角度、移動量はごくわずかに過ぎず、そこで図40ではその傾きおよび移動は無視して、特に図面上に表していない。但し、前述のように右側の作動腕部211Bの側にも前記空隙312が生じるように形状、寸法を調整しておくことにより、上記の傾き、移動を許容することができる。
なお、軸受け部56cの凹部56dの形状、寸法による機能は、既に延べた各例と同様であれば良く、その説明は省略する。
なおまた、本例においては、ロードセル51の基体56を、ベッド本体1Aの荷重伝達経路の構成部材である第1の連結アーム9aの中空筒部103に直接挿入することとしているが、ベッド本体1Aの荷重伝達経路の構成部材とは別のケーシング内に基体56を挿入しておき、そのケーシングごと、ベッド本体1Aの荷重伝達経路の構成部材、たとえば第1の連結アーム9aの中空筒部103内に挿入しても良い。
また、本例の場合も、ホイートストンブリッジ回路を構成する4個の抵抗体R1、R2、R3、R4のすべてを歪みゲージ(歪み感受抵抗体)とする必要はなく、少なくとも一つを歪みゲージとして、作動腕部311Aにおける第1の凹部333A、第2の凹部333Bの少なくとも一方に対応する位置に貼着し、残りはダミー抵抗を用いても良いことはもちろんである。
さらに、図36〜図39に示す例では、作動腕部311Aの外面に歪みゲージR1〜R4を貼着しているが、作動腕部311Aの内面側にも歪は発生し、特に第1の凹部333A、第2の凹部333Bの奥側の面(底面)には大きな歪が発生するから、場合によっては、歪みゲージR1〜R4のうちの一部または全部を、作動腕部311Aの内面側、特に凹部333A、333Bの一方または双方の底面に貼着しても、荷重を検出することができる。例えば歪みゲージR1、R3を第1の凹部333Aの底面に貼着し、歪みゲージR2、R4を第2の凹部333Bの底面に貼着しても良い。
さらに、図36〜図39に示す例のロードセル51についても、カバー状のストッパ部材204を設けることが望ましく、このようにストッパ部材204を設けたロードセル51の一例を図41に示し、また他の例を図42に示す。
図41に示す例において、ロードセル51における基体56の部分の構成は、図36〜図39に示した例におけるロードセル51の基体56とほぼ同様である。
そして荷重受け梁部307の両端近くの下面に凹溝341A、341Bが形成されており、これらの凹溝341A、341Bが、たとえば第1の連結アーム9aの中空筒部103の上端に嵌められるように構成されている。したがってこの場合、凹溝341A、341Bの内奥面が、支点受け領域315A、315Bに相当する。なおこの場合、凹溝341A、341Bは中空筒部103の上端に緊密にはめ込まれる必要はなく、若干の遊びをもってはめ込まれても良い。
ロードセル51における基体56は、第1の連結アーム9aの中空筒部103に、ほぼ垂直に上方から挿入されて、その中空筒部103における軸線を中心として対称な位置の端縁部が、基体56を支持する支持部とされている。
さらに、ロードセル51の基体56Aにおける軸受け部(荷重受け部)56cおよび支軸(ピン)13を覆うように、基体56Aに機械的に結合されない状態で、全体として例えば垂直断面が略下向きU字形状をなすカバー状のストッパ部材204が配設されている。このストッパ部材204の内側空間(凹所206)の内面の両側部分206a、206bには、図28A〜図34に示した例と同様に、支軸13の外周面に対向する壁面411A、411Bが形成されている。壁面411A、411Bは、支軸13の長さに沿いかつ水平な方向における両側から、支軸13の外周面に対向する垂直な壁面とされている。ここで上記の壁面は、対称な合計4箇所の位置に形成されるが、図41では、図面描写の都合上、2箇所の壁面411A、411Aのみを示している。
カバー状のストッパ部材204における凹所206の両側部分206a、206bは、第1の連結アーム9aの上端部の外面側の位置まで下方に延長されて、その先端側の部分(下端部)204a、204bが、第1の連結アーム9aの上端部の外面側に固定されている。なおこの固定手段は特に限定されず、螺子止め、あるいは嵌め合いなど、容易に着脱可能な手段であれば任意の手段を適用することができる。
なおここで、ベッド本体の寝床面形成部における偏荷重などにより、支軸13が移動してストッパ部材204の凹所206の壁面411A、411Bに当接した際の力が、荷重受け梁部307の歪(撓み変形)に影響を与えないように、ストッパ部材204を第1の連結アーム9aに固定する部位を、軸受け部56cの凹部56dの底面よりも下方の位置とすることが望ましい。
なお図41に示したロードセル51は、その基体56を、ベッド本体1Aの荷重伝達経路の構成部材である第1の連結アーム9aの中空筒部103に直接挿入し、ストッパ部材204を連結アーム9aに取り付けることとしているが、ベッド本体1Aの荷重伝達経路の構成部材とは別のケーシング内に基体56を挿入するとともに、ストッパ部材204をケーシングに取り付けるかまたは挿入し、そのケーシングごと、ベッド本体1Aの荷重伝達経路の構成部材、たとえば第1の連結アーム9aの中空筒部103内に挿入しても良い。あるいはまた、図28A〜図34に示した例と同様に、そのケーシングを、第1の連結アーム9aと兼ねさせ、ケーシングをベッド本体の下側フレーム5に直接固定しても良い。
図42に示す例においても、ロードセル51における基体56の部分の構成は、ロードセル51における基体56の部分の構成は、図36〜図39に示した例、および図41に示した例におけるロードセル51の基体56とほぼ同様である。
そして荷重受け梁部307の両端近くには、その荷重受け梁部307を貫通する取り付け孔343A、343Bが形成されている。このような荷重検出器の基体56を支持する場合、前記取り付け孔343A、343Bに、ピン状部材345A、345Bを挿通させて、そのピン状部材345A、345Bを、ベッド本体1Aにおける前記荷重伝達経路のいずれかの個所を構成する支持部材319に固定または係止させれば良い。このような構成においては、取り付け孔343A、343Bが支点受け領域315A、315Bに相当する。
さらに図42の例でも、ロードセル51の基体56Aにおける軸受け部(荷重受け部)56cおよび支軸(ピン)13を覆うように、基体56Aに機械的に結合されない状態で、カバー状のストッパ部材204が配設されている。
このストッパ部材204の内側空間(凹所206)の内面の両側部分206a、206bには、図28A〜図34に示した例と同様に、また図41に示した例と同様に、支軸13の外周面に対向する壁面411A、411Bが形成されている。壁面411A、411Bは、支軸13の長さに沿いかつ水平な方向における両側から、支軸13の外周面に対向する垂直な壁面とされている。ここで上記の壁面は、対称な合計4箇所の位置に形成されるが、図42では、図面描写の都合上、2箇所の壁面411A、411Bのみを示している。
そしてカバー状のストッパ部材204における凹所206の両側部分206a、206bは、水平な面内において外方に延出され、その延出端部207a、207bが、ベッド本体1Aにおける前記荷重伝達経路のいずれかの個所を構成する支持部材319の上面に固定されている。この固定手段は特に限定されず、螺子止め、あるいは嵌め合いなど、容易に着脱可能な手段であれば任意の手段を適用することができる。
なおこの例の場合も、ベッド本体1Aの寝床面形成部100における偏荷重などにより、支軸13が移動してストッパ部材204の壁面411A、411Bに当接した際の力が、荷重受け梁部307の歪(撓み変形)に影響を与えないように、ストッパ部材204を第1の連結アーム9aに固定する部位を、基体56の取り付け孔343A、343Bよりも外方の位置とすることが望ましい
なお、前述の図1、図2A、図2Bに示した例、あるいは図7Aもしくは図7Bに示した例では、上側フレーム3と下側フレーム5との間の連結支持部102に、昇降リンク機構6を設けた構成としているが、昇降リンク機構6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43に示す。
図43に示す例では、上側フレーム3と下側フレーム5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3との間にロードセル51を介在させている。
また昇降リンク機構6を連結支持部102に設けない場合の他の例を、図44に示す。
図44に示す例では、図43に示した例と同様に、上側フレーム3と下側フレーム5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5との間にロードセル51を介在させている。
なお、図43に示す例、及び図44に示す例は、いずれも上側フレーム3と下側フレーム5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43に示す例に倣って、上側フレーム3と連結支持部102との間(例えば上側フレーム3と昇降リンク機構との間)にロードセル51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44に示す例に倣って、連結支持部102と下側フレーム5との間(例えば昇降リンク機構と下側フレーム5との間)にロードセル51を介在させることができる。
さらに、図43に示す例、あるいは図44に示す例のように上側フレーム3と下側フレーム5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51を介在させることもできる。
一方、本発明において、ベッド本体の荷重を検出するロードセル51は、ベッド本体1Aの4隅の脚部4に配置することもできる。すなわち一般にこの種のベッド本体1Aでは、ベッド本体1Aの移動を容易にするためのキャスター機構8を脚部4に設けるのが通常であるが、そのキャスター機構8を受ける部分もしくはそのキャスター機構8の内部にロードセル51を介在させても良い。
なお昇降リンク機構6を設けない場合(例えば図43に示す例参照)、下側フレーム5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4としてのキャスター機構8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43に示す例に倣って、上側フレーム3と各支柱102Aとの間にロードセル51を介在させたり、あるいは脚部4(たとえばキャスター機構8)にロードセル51を介在させたりすれば良い。
さらには、昇降リンク機構およびキャスター機構の両者を持たないベッド本体に本発明を適用することもできる。その場合の例を図45に示す。この例では、上側フレーム3と、脚部に相当する各支柱102Aとの間にロードセル51を介在させている。
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2と上側フレーム3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6もしくは下側フレーム5の有無は問わない)102を経て脚部4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100側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51が組み込まれていればよい。従ってロードセル51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4の部分、のいずれに介在させても良い。
なお、前述の各例では、ベッド本体1Aにおける寝床面Tを形成する寝床面形成部100が、寝板2と、寝板2を支持する上側フレーム3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3のないもの、すなわち寝板2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2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51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3のないもの、すなわち寝板2のみからなるものとなっている場合において、寝板2を支持するための連結支持部102に昇降リンク機構6を設けて、寝板2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3を備えていても、上側フレーム3が単なる囲いとして機能するだけで、昇降リンク機構6が、直接寝板2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3は荷重を実質的に支持しないから、上側フレーム3は、寝床面形成部100から連結支持部102を経て脚部4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2から連結支持部102を経て脚部4に至る荷重伝達経路のいずれかの個所にロードセル51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、本発明のベッド用荷重検出器において、ロードセルにおける荷重受け部としての軸受け部以外の部分については、要は、歪センサが取り付けられていて荷重によって撓む作動部と、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とを有してればよく、各実施形態に示した構成に限定されないことはもちろんである。
本発明による荷重検出機能付きベッドは、医療施設(例:病院、診療所等)や介護施設、養護施設、そのほか宿泊施設(例:ホテル、旅館等)、一般家庭(例:自宅介護等)などに使用することができ、その場合において、ベッドに加わる荷重を検出することにより、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、ベッド利用者の状態(在床状況)を監視することができる。また本発明によるベッド用荷重検出器は、新規のベッドのみならず、既存のベッドに組み込むことができ、その場合にも、上記の機能を発揮させることができる。
1:荷重検出機能付きベッド
1A:ベッド本体
2:寝板
3:上側フレーム
4:脚部
5:下側フレーム
6:昇降リンク機構
8:キャスター機構
9a:第1の連結アーム
9b:第2の連結アーム
9c:第3の連結アーム
9d:第4の連結アーム
11:アクチュエータ
12:ガイドスリット(軸受)
13:ピン(支軸)
50:荷重検出器
51:ロードセル
52:演算部
53:送信部
54:受信部
56,56A,56B:基体
56a:取付部(荷重伝達部)
56b:カンチレバー部5(作動部)
56c:軸受け部(荷重受け部)
57:歪みセンサ
58:孔部(ロバーバル機構)
59a:第1の延長部
59b:第2の延長部
71:荷重伝達部
73:作動部
75:荷重受け部
100:寝床面形成部
102:連結支持部
103:中空筒部
ストッパ部材:204
206:凹所
208:壁面
307:荷重受け梁部
311A、311B:作動腕部
315A、315B:支点受け領域
309:連結部
317:中空部分
401:支持面
411A、411B、411C、411D:壁面
B:設置面
T:寝床面
H:利用者
R1,R2,R3,R4:歪みゲージ(歪み感受抵抗体)

Claims (18)

  1. ベッド本体(1A)に取り付けられた荷重検出器(50)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(T)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(100)と、ベッド本体を設置すべき設置面(B)に接する脚部(4)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(102)とを有する構成とされ、
    前記連結支持部は、複数の連結アーム(9a,9b)と、各連結アームの間に介在してこれら連結アームを相対的に傾動可能に支持するための実質的に水平な軸線を有する支軸(13)とからなる昇降リンク機構(6)を有し、かつその昇降リンク機構は、各連結アーム間の相対的な傾動によって前記寝床面形成部を昇降させる構成とされ、
    前記荷重検出器は、荷重により歪を発生する基体(56,56A、56B,56C)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(57)とを有してなるロードセル(51)を備え、
    前記ロードセルの基体が、前記昇降リンク機構における前記支軸と連結アームとの間に組み込まれており、
    前記ロードセルの基体は、その一端側に、前記支軸と連結アームとのうちのいずれか一方から加えられる荷重を受ける荷重受け部(56c,75)が形成されるとともに、他端側に、その荷重を前記支軸と連結アームとのうちの他方に伝達する荷重伝達部(56a,71)が形成され、かつ前記荷重受け部と荷重伝達部との間に、前記荷重によって撓む作動部(56b,72)が形成され、その作動部に前記歪センサが取り付けられており、
    前記寝床面形成部からの荷重を前記昇降リンク中のロードセルにより受けてその荷重を検出するように構成した、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(51)の基体(56,56A、56B,56C)における作動部(56b,72)が、その一端が荷重受け部(56c,75)に連続するとともに他端が荷重伝達部(56a,71)に連続するカンチレバー部で構成されている、荷重検出機能付きベッド。
  3. 請求項1に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて;
    前記基体の荷重受け部(56c,75)と荷重伝達部(56a,71)とのうちのいずれか一方には、前記支軸(13)の外周面の下面側の部分に接する支持面(401)を備えた軸受け部(75a)が形成されている、荷重検出機能付きベッド。
  4. 請求項3に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて;
    前記軸受け部(75a)が、前記支軸(13)の外周面の少なくとも一部を収容するように支軸の側に開放された凹部(56d)を有し、その凹部の内面のすくなくとも一部が前記支持面(401)を形成している、荷重検出機能付きベッド。
  5. 請求項3に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて;
    前記軸受け部(75a)の前記支持面(401)が、上向きの実質的に水平な平面によって形成されている、荷重検出機能付きベッド。
  6. 請求項3に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて;
    さらに、前記支軸(13)における前記軸受け部(75a)に対向する側に、前記支軸をその支軸に対して隙間を隔てて覆い、かつ前記基体の少なくとも荷重受け部および作動部に機械的に結合されないストッパ部材(204)を有する、荷重検出機能付きベッド。
  7. 請求項3に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて;
    前記昇降リンク機構(6)における前記連結アーム(9a,又は9b)の少なくとも一端側の部分が中空筒部(103)にて構成され、その中空筒部に前記基体(56,56A、56B,56C)の少なくとも荷重伝達部(56a,71)が挿入されるように前記基体が構成されて、前記ストッパ部材(204)が前記中空筒部に支持されるように構成された、荷重検出機能付きベッド。
  8. 請求項1〜請求項7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;
    前記連結支持部(102)が、前記昇降リンク機構(6)のほか、前記設置面(B)の上方に前記脚部(4)を介して支持される下側フレーム(5)を備え、
    前記昇降リンク機構は、前記複数の連結アームとして、寝床面形成部と下側アームとの間を連結する少なくとも第1の連結アーム(9a)と第2の連結アーム(9b)とを有し、かつ前記第2連結アームは、前記寝床面形成部(100)の側に連結され、また前記第1連結アームは下側フレームの側に連結され、第1の連結アームと第2の連結アームとの間に前記支軸(13)が設けられ、その支軸といずれか一方の連結アームとの間に前記ロードセル(51)の基体(56,56A、56B,56C)が介在されている、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、
    前記寝床面形成部(100)が、寝板(2)と、その寝板を支持する上側フレーム(3)とを有してなり、
    かつ前記昇降リンク機構(6)における前記第2連結アーム(9b)は、前記上側フレームの側に連結され、また前記第1連結アーム(9a)は下側フレーム(5)の側に連結され、第1の連結アームと第2の連結アームとの間に前記支軸(13)が設けられ、その支軸といずれか一方の連結アームとの間に前記ロードセル(51)の基体(56,56A、56B,56C)が介在されている、荷重検出機能付きベッド。
  10. 請求項9に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて、
    前記第1の連結アーム(9a)及び第2の連結アーム(9b)のうちのいずれか一方のアーム(9b)における前記ロードセル(51)の基体(56,56A、56B,56C)が位置する側の端部に前記支軸(13)が設けられ、前記基体における荷重受け部(56c,75)と荷重伝達部(56a,71)とのうちのいずれか一方に前記支軸(13)を受ける軸受(75a)が形成されている、荷重検出機能付きベッド。
  11. 請求項10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(51)の基体(56,56A、56B,56C)における荷重伝達部(56a,71)が、第1の連結アーム(9a)及び第2の連結アーム(9b)のうちの他方の連結アーム(9a)に取り付けられる取り付け部とされている、荷重検出機能付きベッド。
  12. 請求項11に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて、
    前記他方の連結アーム(9a)における前記支軸側の端部に中空筒部(103)が形成されており、その中空筒部内に前記基体の荷重伝達部(56a,71)が挿入されて、その荷重伝達部が前記中空筒部に支持されるように構成されている、荷重検出機能付きベッド。
  13. 寝床面(T)を形成する寝床面形成部(100)と、
    ベッド本体(1A)を設置すべき設置面(B)に接する脚部(4)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(102)
    を有するベッド本体であって、
    かつ前記連結支持部が、複数の連結アーム(9a,9b)と、各連結アームの間に介在してこれら連結アームを相対的に傾動可能に支持するための実質的に水平な軸線を有する支軸(13)とからなる昇降リンク機構(6)を有し、かつその昇降リンク機構は、各連結アーム間の相対的な傾動によって前記寝床面形成部を昇降させる構成とされてい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であって;
    重により歪を発生する基体(56,56A、56B,56C)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(57)
    を有するロードセル(51)を備え、
    前記基体は、前記昇降リンク機構における前記支軸と連結アームとの間に組み込まれるように構成され、
    さらに前記基体は、
    前記支軸と連結アームとのうちのいずれか一方から加えられる荷重を受ける荷重受け部(56c,75)と、
    前記歪センサが取り付けられていて前記荷重によって撓む作動部(56b,72)と、
    前記荷重を前記支軸と連結アームとのうちの他方に伝達する荷重伝達部(56a,71)
    を有しており、
    前記基体の荷重受け部と荷重伝達部とのうちのいずれか一方には、前記支軸の外周面の一部に接する支持面(401)を備えた軸受け部(75a)が形成されている、ベッド用荷重検出器。
  14. 請求項13に記載のベッド用荷重検出器において、
    前記軸受け部(75a)が、前記支軸(13)の外周面の少なくとも一部を収容するように支軸の側に開放された凹部(56d)を有し、その凹部の内面の一部が前記支持面(401)を形成している、ベッド用荷重検出器。
  15. 請求項13に記載のベッド用荷重検出器において、
    前記支持面(401)が、実質的に水平な平面とされている、ベッド用荷重検出器。
  16. 請求項13に記載のベッド用荷重検出器において、
    さらに、前記支軸(13)における前記軸受け部(75a)に対向する側に、前記支軸をその支軸に対して空間(V)を保持して覆うとともに前記連結アーム(9a)に支持されるストッパ部材(204)が配設され、かつそのストッパ部材は、前記基体(56,56A、56B,56C)に対して隙間(S)を隔てることにより基体に機械的に結合されない構成とされた、ベッド用荷重検出器。
  17. 請求項16に記載のベッド用荷重検出器において、
    前記ストッパ部材(204)が、前記支持面(401)の両端部側の位置において前記支軸(13)の外周面に対向する壁面(208)を有する、ベッド用荷重検出器。
  18. 請求項13に記載のベッド用荷重検出器において、
    前記昇降リンク機構(6)におけるッド本体の設置面側の連結アーム(9a)が中空筒部(103)を有する構成とされ、その中空筒部に、前記基体(56,56A、56B,56C)の少なくとも荷重伝達部(56a,71)が挿入されるように、前記基体が構成されて、前記ストッパ部材(204)が前記中空筒部に支持されるように構成されている、ベッド用荷重検出器。
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