JP6194754B2 - ベッド用荷重検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ベッド上に着床した被験者の荷重変動を検出するベッド用荷重検出装置に関する。

医療施設や介護施設等では、患者、乳幼児、高齢者、被介護者等の被験者の健康を把握するために、例えばベッド上で睡眠や休息する被験者の体動等を検出する荷重検出装置が存在する。

特許文献１に示される荷重検出装置は、ベッドの脚部と床面との間に介在され、ベッド脚部から受ける荷重を歪センサによって検出する。検出されたセンサ信号はアナログ／デジタル変換されて、デジタル信号として出力される。デジタル信号は荷重検出装置に接続された信号ケーブルを介して演算手段に入力され、演算手段によって被験者の在床状況が演算される。
特許文献２に示される荷重検出装置においても、ベッドの脚部からの荷重を歪センサで検出し、検出信号はアナログ／デジタル変換され、デジタル信号として出力される。デジタル信号は荷重検出装置に接続された信号ケーブルを介して演算手段に入力される。

特開２０１２−８８３２３号公報 特開２００８−１２２０２号公報

荷重検出装置からの出力されるデジタル信号を演算手段に送信する信号ケーブルは、配線をする上で余裕ある長さが必要であり、通常は床面に載置されることとなる。しかし、床面に載置された信号ケーブルは、そのままの状態では人や他物が移動する際の妨げになる場合があり、保護カバーを付す等の処理が必要であった。また、床面に載置された信号ケーブルは、床面の清掃の際にも邪魔になることがあった。

本発明は、信号ケーブルが床面から離間された状態に保持され易いベッド用荷重検出装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係るベッド用荷重検出装置の特徴構成は、ベッドの脚部を載せる載置部と、前記載置部からの荷重を受けて撓み変形する起歪体と、前記起歪体を支持するベースプレートと、前記起歪体に装着され、前記起歪体の変形量を検出するセンサユニットと、前記載置部、前記起歪体、前記ベースプレート、及び前記センサユニットを収納するカバー体とを備えると共に、前記カバー体に、前記センサユニットに接続された信号ケーブルを前記カバー体の上方に引き出すケーブル案内部を形成し、前記ケーブル案内部に、前記信号ケーブルの位置ずれを防止するように把持する第１固定部を備え、前記第１固定部は、前記ケーブル案内部の上部であって前記載置部の上部より高い位置に備えられる点にある。

本構成の如く、カバー体にケーブル案内部を形成することで、信号ケーブルを確実にカバー体の上方に引き出すことができる。カバー体の上方はベッド載置面から離間する方向であるので、信号ケーブルをベッド載置面から容易に離間することができる。引き出された信号ケーブルは、ベッド載置面から離間したベッドフレームに容易に沿わせることもでき、信号ケーブルをベッド載置面から離間した状態に維持させ易い。

また、本構成の如く、ケーブル案内部に、信号ケーブルの位置ずれを防止するように把持する第１固定部を備えてあると、信号ケーブルは第１固定部で把持されて確実にその位置に保持される。したがって、ケーブル案内部において信号ケーブルを上向き姿勢に維持させ易い。

本発明に係るベッド用荷重検出装置の他の特徴構成は、前記ベースプレートに、前記信号ケーブルを掛け止めする第２固定部を備えてある点にある。

ケーブル案内部によって上方に引き出された信号ケーブルに引張力が付与されると、この引張力が起歪体に接続されるコネクタ部に直接作用することがある。そうなると、コネクタ部は引張力の影響を受けるので、コネクタ部から出力される検出結果が変動してしまう虞がある。
そこで、本構成のように、ベースプレートに、信号ケーブルを掛け止めする第２固定部を備えてある。ベースプレートに第２固定部を備えることで、信号ケーブルが上方に向けて引っ張られても、第２固定部に掛け止めされた信号ケーブルの位置を保持することができる。これにより、信号ケーブルの引張力によるコネクタ部への作用を阻止することができる。

ベッド用荷重検出装置の使用状態を示す概略斜視図である。 ベッド用荷重検出装置の斜視図である。 ベッド用荷重検出装置の側断面図である。 ベッド用荷重検出装置の平面図である。 ベッド用荷重検出装置の分解斜視図である。 ベースプレートの別実施形態を示す図である。 載置部の別実施形態を示す図である。 載置部の別実施形態を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、ベッド用荷重検出装置（以下、荷重検出装置と略称する。）１０は、ベッド設置面上においてベッド１の各脚部２に対応する位置に配置され、被験者の入床、離床、及び体動等を検出するために用いられる。ベッド設置面は、病室、診察室、検査室又は寝室の床面等である。

荷重検出装置１０からの出力信号は、例えば信号ケーブルを介して演算手段１１に入力され、被験者の在床状況が演算される。演算手段１１によって演算された在床状況は、例えば通信手段や報知手段によって報知対象者に報知してもよいし、表示手段によって監視することもできる。

ベッド１上には、被験者として、健康人、病人、乳幼児、高齢者等が睡眠、休息、診察、検査等のために横臥姿勢となる。ベッド１は、睡眠用や休息用に限定されず、診察台、検査台、担架、ソファ等であってもよい。

図２〜図５に示すように、荷重検出装置１０は、底部カバー２０、ベースプレート３０、起歪体４０、センサユニット４１、載置部５０、カバー体６０、及びスペーサ７０によって構成されている。ベースプレート３０には、起歪体４０及びブラケット４２を支持するための２本の支持軸３１，３２が立設されている。支持軸３１，３２の間には孔部３３が形成される。

起歪体４０は略長方形をなす板状であって、載置部５０からの荷重を受けて撓み変形する。起歪体４０には起歪体４０の変形量を検出するセンサユニット４１が装着されている。センサユニット４１には、起歪体４０の歪センサ（例えば、起歪体４０表面に貼付される歪ゲージＧ１，Ｇ２）、ブラケット４２、歪ゲージＧ１，Ｇ２からの信号を増幅するためのアンプ装置４５、歪ゲージＧ１，Ｇ２とアンプ装置４５とに接続されるＦＰＣ基板等が備えられている。

起歪体４０の両端部には孔部４０ａ，４０ｂが形成されている。ブラケット４２は起歪体４０の上面に配設されている。ブラケット４２には、その両端に支持孔部４２ａ，４２ｂが設けられ、起歪体４０の側方、言い換えれば、起歪体４０の伸長方向と直交する方向に延在するように形成されている。ベースプレート３０の支持軸３１，３２が起歪体４０の孔部４０ａ，４０ｂおよびブラケット４２の支持孔部４２ａ，４２ｂに挿入され、ナット４３，４３が支持軸３１，３２に螺合される。こうして、起歪体４０及びブラケット４２はベースプレート３０に固着される。

起歪体４０は、ブラケット４２とリング状のベース部４０ｃとの間に挟持される。ベースプレート３０に固着された起歪体４０は長手方向（孔部４０ａ、４０ｂを結ぶ方向）に自由度を有し、かつ長手方向に交差する方向への移動が規制される。

起歪体４０の中央部には載置部５０を連結する連結軸（ボルト）４４が立設されている。連結軸４４は、起歪体４０の中央部に形成された孔部に下方から挿入され、起歪体４０の上側からワッシャ４４ａが嵌合されている。連結軸４４の底部４４ｂは孔部３３によってベースプレート３０との接触が回避されている。ブラケット４２には、歪ゲージＧ１，Ｇ２からの信号を増幅するためのアンプ装置４５が装着されている。また、アンプ装置４５にセンサ側コネクタ４６が接続されており、センサ側コネクタ４６にはアンプ装置４５の出力を電子制御ユニット（演算手段）１１に送信するケーブル側コネクタ４７が接続される。ケーブル側コネクタ４７には信号ケーブル４８が備えられている。

載置部５０は、円形の平板体５１の外周に筒状部５２を備えており、中央部の窪んだ同心円状の凹部５３が形成されている。平板体５１には下方に突出する棒状部５４が形成されている。棒状部５４に形成された内溝部に連結軸４４が螺合されることで、起歪体４０に載置部５０が連結される。

カバー体６０は、ベースプレート３０、起歪体４０、センサユニット４１、及び載置部５０を収納する。カバー体６０は、ブラケット４２、アンプ装置４５及び載置部５０を収納する第１カバー部６１と、センサ側コネクタ４６、ケーブル側コネクタ４７、及び信号ケーブル４８を収納する第２カバー部６２と、を有する。第１カバー部６１は筒状に形成され、第２カバー部６２は第１カバー部６１の外周の一部に連続して形成されており上面カバー６２ａを備えている。第１カバー部６１の内周面には上下方向のリブ６３が所定間隔毎に設けられている。当該リブ６３は、第１カバー部６１の合成を高めると共に、リブ６３の下端部がベースプレート３０の上面に当接して、第１カバー部６１の位置決めを行う。第１カバー部６１及び第２カバー部６２の底部には内方に向く爪部６４が夫々形成されている。リブ６３の下端部がベースプレート３０の上面に当接した状態で爪部６４がベースプレート３０の係合部３５に係合し、カバー体６０がベースプレート３０に固定される。載置部５０には、孔部７１を有する環状のスペーサ７０が着脱可能に載置されている。

連結軸４４を介して起歪体４０に荷重が作用すると、起歪体４０は両端部を支持軸３１，３２によって支持された状態で撓む。その際に、起歪体４０の表面には、支持軸３１，３２と連結軸４４との各間に、荷重に比例して支持軸３１，３２側に圧縮歪、連結軸４４側に引張歪が生じる。歪ゲージＧ１，Ｇ２は、これらの圧縮歪、引張歪を検出する。

歪ゲージＧ１，Ｇ２によって例えばブリッジ回路が構成され、起歪体４０の撓み、すなわち、起歪体４０に作用した荷重に応じた電気信号が出力される。なお、支持軸３１，３２側に圧縮歪、連結軸４４側に引張歪が生ずるように設定する場合だけでなく、支持軸３１，３２の側にのみ圧縮歪または引張歪が生ずるように設定する場合や、連結軸４４の側に圧縮歪または引張歪が生ずるように設定する場合もある。

荷重検出装置１０の上に配置されたベッド１においては、被験者がベッド１に着床すると、被験者の荷重が脚部２から載置部５０を介して起歪体４０に作用する。これにより、支持軸３１，３２に両端部を支持されている起歪体４０の中央部が撓み、起歪体４０の表面には、支持軸３１，３２と連結軸４４との各間に、荷重に比例して支持軸３１，３２側に圧縮歪、連結軸４４側に引張歪が生じる。これら圧縮歪及び引張歪は歪ゲージＧ１，Ｇ２によって検出され、歪ゲージＧ１，Ｇ２の検出出力は、アンプ装置４５によって増幅される。アンプ装置４５によって増幅された検出出力は、センサ側コネクタ４６およびケーブル側コネクタ４７を介して信号ケーブル４８によって電子制御ユニット（演算手段）１１に送信される。

こうして、起歪体４０の変形量に基づいて、ベッド１に着床する被験者の荷重が検出される。そして、検出結果に基づく荷重の変化量を検知することで被験者の状態を適正に把握することができる。

載置部５０の凹部５３の形状がベッド１の脚部２の底部の形状に合致していない場合には、載置部５０に載置された脚部２はベッド１上の被験者の動作によって位置が移動し易い状態となる。仮に載置部５０において脚部２が移動してしまうと、載置部５０から受ける荷重にぶれが生じることとなり、荷重検出の精度が低下する。そこで、荷重検出装置１０には、ベッド１の脚部２の載置位置を規制する案内機構を備える。案内機構は例えば環状のスペーサ７０によって構成される。スペーサ７０の外形が平板体５１と同形状であり、孔部７１が脚部２の底部の外周形状と同形状に形成されている。これにより、載置部５０に載置された脚部２は孔部７１の内周面に当接して載置位置が規制されるため、脚部２の位置が安定的に保持される。その結果、起歪体４０は載置部５０からの荷重を適正に受けることとなり、ベッド１の荷重の検出精度が向上する。

孔部７１の内径が異なるスペーサ７０を複数用意することで、脚部の形状が異なるベッドに対して容易に対応することができる。孔部７１は脚部２の形状に合わせて角状に形成されていてもよい。

載置部５０には、中央部の窪んだ同心円状の凹部５３が形成されている。したがって、この凹部５３の形状をベッド１の脚部２の底部の形状に合致する形状にして案内機構を構成してもよい。

カバー体６０には、センサユニット４１に接続された信号ケーブル４８をカバー体６０の上方に引き出すケーブル案内部６５が形成されている。ケーブル案内部６５は、第１カバー部６１と第２カバー部６２との接続部分において上下方向に形成されている。ケーブル案内部６５に信号ケーブル４８を案内することで、信号ケーブル４８をカバー体６０の上方に確実に引き出すことができる。カバー体６０の上方はベッド載置面から離間する方向であるので、信号ケーブル４８をベッド載置面から容易に離間することができる。引き出された信号ケーブル４８は、ベッド載置面から離間したベッドフレームに容易に沿わせることもでき、信号ケーブル４８をベッド載置面から離間した状態に維持させ易い。

ケーブル案内部６５には信号ケーブル４８の位置ずれを防止するように把持する第１固定部６６を備えている。第１固定部６６は第１カバー部６１側が開放されており、把持部６６ａが閉じ方向に付勢されて構成されている。これにより、信号ケーブル４８は第１固定部６６で把持されて確実にその位置に保持される。したがって、ケーブル案内部６５において信号ケーブル４８を上向き姿勢に維持させ易い。

仮に、第１固定部６６が載置部５０の筒状部５２の上部位置と略同じか低い位置であると、ベッド１の脚部２は第１固定部６６に乗り上がる場合がある。そうなると、第１固定部６６の上方において信号ケーブル４８が脚部２に接触し、信号ケーブル４８が損傷してしまう虞がある。このため、第１固定部６６はケーブル案内部６５の上部に備えられており、第１固定部６６の位置が載置部５０の筒状部５２の上部位置よりも高くなるよう設定してある。こうすると、ベッド１の脚部２は第１固定部６６に乗り上がり難くなり、第１固定部６６の上方の信号ケーブル４８は脚部２との接触が防止される。

ケーブル案内部６５によって上方に引き出された信号ケーブル４８に引張力が付与されると、この引張力がセンサ側コネクタ４６に接続されるケーブル側コネクタ４７に直接作用することがある。そうなると、ケーブル側コネクタ４７は引張力の影響を受けるので、ケーブル側コネクタ４７から出力される検出結果が変動してしまう虞がある。
そこで、ベースプレート３０に、信号ケーブル４８を掛け止めする第２固定部４９を備えてある。第２固定部４９は閉じ方向に付勢される挟持部４９ａを備えており、挟持部４９ａに信号ケーブル４８を差込むことで信号ケーブル４８が保持される。第２固定部４９は取付ねじ４９ｂによってベースプレート３０のねじ受け部３４に取り付けられる。ベースプレート３０に第２固定部４９を備えることで、信号ケーブル４８が上方に向けて引っ張られても、第２固定部４９に掛け止めされた信号ケーブル４８の位置を保持することができる。これにより、信号ケーブル４８の引張力によるケーブル側コネクタ４７への作用を阻止することができる。

〔別実施形態〕
（１）上記の実施形態では、第２固定部４９を取付ねじ４９ｂを用いてベースプレート３０に固着する例を示したが、図６に示すように、第２固定部４９は、ベースプレート３０の周辺部の一部を曲げ加工して形成してもよい。ベースプレート３０にはカバー体６０の爪部６４が係合する係合部３５を有する。したがって、ベースプレート３０を形成する際に係合部３５と第２固定部４９とを同時に加工することもできる。

（２）上記の実施形態では、スペーサ７０を用いて脚部２の載置部５０での位置を規制した例を示したが、スペーサ７０を用いずに、載置部５０の中央部に窪んだ同心円状の凹部５３によって脚部２の位置を規制してもよい。載置部５０は、凹部５３の径が異なるものを複数用意し交換可能に構成してもよい。

（３）図７に示すように、載置部５０は、同心円状の凹部５３を段状（複数の段部５５）に形成してもよい。載置部５０に形成した同心円状の凹部６３が段状に形成してあると、脚部２は何れかの凹部５３（段部５５）に載置される。さらに、脚部２は、隣接する外側段部の壁面によって当該載置位置から径方向外側への位置ずれが規制されるため、載置部５０に対する脚部２の位置設定が正確に行われる。これにより、脚部２の外径が異なるベッド１であっても荷重の検出精度を正確に維持することができる。

（４）図８のように、載置部５０は、同心円状の凹部５３が連続した傾斜面５６で形成されてもよい。同心円状の凹部５３が連続した傾斜面５６で形成してあると、脚部２の外径寸法に拘らず脚部２は傾斜面５６に必ず当接した状態で載置位置が決定される。これにより、常に安定的な脚部２の設置状態を得ることができ、荷重の検出精度をより向上させることができる。
尚、このような連続した傾斜面５６は、図８のごとく円錐状に形成してもよいし、球体の如く曲面状に形成してもよい。また、載置部５０の中央部と外縁部とで傾斜程度を任意に変更しておいてもよい。

本発明に係るベッド用荷重検出装置は、脚部を備えたベッドや寝具に広く用いることができる。

１ ベッド
２ 脚部
１０ 荷重検出装置
３０ ベースプレート
４０ 起歪体
４１ センサユニット
４８ 信号ケーブル
４９ 第２固定部
５０ 載置部
５３ 凹部（案内機構）
５５ 段部（案内機構）
５６ 傾斜面（案内機構）
６０ カバー体
６５ ケーブル案内部
６６ 第１固定部
７０ スペーサ（案内機構）
Ｇ１，Ｇ２ 歪ゲージ（歪センサ）

Claims (2)

1. ベッドの脚部を載せる載置部と、
   前記載置部からの荷重を受けて撓み変形する起歪体と、
   前記起歪体を支持するベースプレートと、
   前記起歪体に装着され、前記起歪体の変形量を検出するセンサユニットと、
   前記載置部、前記起歪体、前記ベースプレート、及び前記センサユニットを収納するカバー体とを備えると共に、
   前記カバー体に、前記センサユニットに接続された信号ケーブルを前記カバー体の上方に引き出すケーブル案内部を形成し、
   前記ケーブル案内部に、前記信号ケーブルの位置ずれを防止するように把持する第１固定部を備え、
   前記第１固定部は、前記ケーブル案内部の上部であって前記載置部の上部より高い位置に備えられるベッド用荷重検出装置。
2. 前記ベースプレートに、前記信号ケーブルを掛け止めする第２固定部を備えてある請求項１に記載のベッド用荷重検出装置。

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