JPH11326021A - 荷重測定装置とこれを用いた便座 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 四隅誤差のない正確な荷重測定をする。 【解決手段】 液体を密封した荷重圧力変換容器１によ
り荷重を圧力変化に変換し、複数個の容器を連通管３に
より連通させた後に圧力検出手段２により圧力検出を行
い、圧力の上昇値を荷重に変換して荷重測定を行う。パ
スカルの原理により、複数個の容器にかかった荷重の分
布が変わっても圧力は全ての合計として常に一定である
ため、四隅誤差のない荷重測定を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、便座にかかった荷
重を検出して体重等を測定する便座に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】日常生活のなかで日々体重を測定するこ
とは、自己の健康管理において非常に重要なこととなっ
ており、家庭用ヘルスメータが普及している。

【０００３】しかし実際は、家庭用ヘルスメータを床に
常時置いておくことは邪魔であり、かつ、躓くという危
険性があることから、収納したままで次第に使用しなく
なる場合が多い。また、常時設置できる場所を確保した
場合でも、つい、測定し忘れることもあり、体重を日々
測定して自己の健康管理を行うことは容易ではないのが
現状である。

【０００４】そこで、設置場所に困らず、かつ日々接す
るという観点から、トイレに体重測定機能を備えること
が考えられ、特開昭６３−２８０１３０号公報に記載さ
れている衛生洗浄装置がある。これは、便座座部の複数
の脚部に荷重センサを内蔵して荷重を検出し、結果を表
示するものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の衛生洗浄装
置では、便座座部にかかった荷重は脚部に内蔵された複
数個の荷重センサの出力の和を荷重として検出し、結果
を表示するものであった。

【０００６】しかしながら、荷重センサというのもは個
体特性が異なるため、複数個の荷重センサの出力の和を
荷重とした場合、それぞれの荷重センサへの荷重の分布
量が変わると和としての測定荷重値も大きく変わる。こ
れは一般に四隅誤差と呼ばれており、測定するたびに違
った結果が出るという課題を有していた。

【０００７】また、人は便座に座って身体を静止してい
るつもりであっても身体は揺れているため、体重測定結
果をリアルタイムで表示する場合は表示値が常に動くこ
とになり、この体重測定機器への不信感にも繋がるとい
う課題も有していた。

【０００８】上記の四隅誤差をなくす方法としては、荷
重センサ１つ１つの特性を調べ、個別に補正した後に出
力の和をとる方法があるが、製作工数や部品点数、プロ
グラムソフトの容量が大幅に増えるため、この方法を採
用しているマルチロードセル式台ばかりは非常に高価な
ものになっている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、荷重圧力変換容器により荷重を圧力に変換
し、荷重量を圧力変化として測定するものである。

【００１０】上記発明によれば、パスカルの原理によ
り、複数個の荷重圧力変換容器にかかった荷重の分布が
変わっても圧力は全ての合計として常に一定であるた
め、四隅誤差のない荷重測定を行なうことができる。ま
た、便座の場合は、人の座り方にかかわらず、常に正確
に便座にかかった荷重を検出することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、液体を密封し外部から
荷重がかかるとその一部が変位して密封した液体の圧力
が上昇する荷重圧力変換容器を複数個備え、液体の圧力
変化を検出するための圧力検出手段と、複数個の荷重圧
力変換容器全てと圧力検出手段とを連通させるための連
通管とからなり、荷重圧力変換容器にかかった荷重によ
り密封された液体の圧力が上昇し、圧力検出手段により
上昇した圧力を検出し、上昇した圧力はパスカルの原理
により、かかった荷重に比例するため、圧力の上昇値を
荷重に変換するための変換手段をもちいて荷重を検出す
るようにしたものである。そして、パスカルの原理によ
り、複数個の荷重圧力変換容器にかかった荷重の分布が
変わっても圧力は全ての合計として常に一定であるた
め、四隅誤差のない荷重測定を行なうことができる。

【００１２】次に、液体を密封し外部から荷重がかかる
とその一部が変位して密封した液体の圧力が上昇する荷
重圧力変換容器を複数個備え、液体の圧力変化を検出す
るための圧力検出手段と、複数個の荷重圧力変換容器全
てと圧力検出手段とを連通させるための連通管と、荷重
圧力変換容器全てに接するようにして載せた載せ台とか
らなり、載せ台にかかった荷重により荷重圧力変換容器
に荷重がかかり、密封された液体の圧力が上昇し、圧力
検出手段により上昇した圧力を検出し、上昇した圧力は
パスカルの原理により、かかった荷重に比例するため、
圧力の上昇値を荷重に変換するための変換手段をもちい
て荷重を検出するようにしたものである。そして、パス
カルの原理により、複数個の荷重圧力変換容器にかかっ
た荷重の分布が変わっても圧力は全ての合計として常に
一定であるため、四隅誤差のない荷重測定を行なうこと
ができる。

【００１３】次に、洋式便器の上に載せる便座座部と、
便座座部の複数の脚部に、液体を密封し外部から荷重が
かかるとその一部が変位して密封した液体の圧力が上昇
する荷重圧力変換容器をそれぞれ備え、液体の圧力変化
を検出するための圧力検出手段と、複数個の荷重圧力変
換容器全てと圧力検出手段とを連通させるための連通管
とからなり、便座座部にかかった荷重により荷重圧力変
換容器に荷重がかかり、密封された液体の圧力が上昇
し、圧力検出手段により上昇した圧力を検出し、上昇し
た圧力はパスカルの原理により、かかった荷重に比例す
るため、圧力の上昇値を荷重に変換するための変換手段
をもちいて荷重を検出するようにしたものである。そし
て、パスカルの原理により、複数個の荷重圧力変換容器
にかかった荷重の分布が変わっても圧力は全ての合計と
して常に一定であるため、四隅誤差のない荷重測定便座
をつくることができる。

【００１４】次に、洋式便器の上に載せる便座裏板と、
便座裏板の上に載せ、臀部が接する便座ボディと、便座
裏板と便座ボディとの間に、液体を密封し外部から荷重
がかかるとその一部が変位して密封した液体の圧力が上
昇する荷重圧力変換容器をそれぞれ備え、液体の圧力変
化を検出するための圧力検出手段と、複数個の荷重圧力
変換容器全てと圧力検出手段とを連通させるための連通
管とからなり、便座ボディにかかった荷重により荷重圧
力変換容器に荷重がかかり、密封された液体の圧力が上
昇し、圧力検出手段により上昇した圧力を検出し、上昇
した圧力はパスカルの原理により、かかった荷重に比例
するため、圧力の上昇値を荷重に変換するための変換手
段をもちいて荷重を検出するようにしたものである。そ
して、パスカルの原理により、複数個の荷重圧力変換容
器にかかった荷重の分布が変わっても圧力は全ての合計
として常に一定であるため、四隅誤差のない荷重測定便
座をつくることができる。また、荷重検出を便座裏板と
便座ボディとの間で行なうため、ヒンジを便座裏板に設
けることにより、ヒンジからの荷重の逃げを無くし、正
確な荷重測定を行なうことができる。

【００１５】次に、荷重を測定するたびに、荷重がかか
っていない状態を荷重０とするための０点調整装置を備
えたものである。そして、荷重を測定するたびに０点調
整を行なうため、室温変化による密封した液体の膨張お
よび収縮の圧力値への影響をなくすことができる。

【００１６】次に、密封した液体の温度を検出するため
の温度検出手段を備えたものである。そして、密封した
液体の温度を検出し、その温度における液体の膨張率よ
り圧力値の温度補正を行ない、より荷重正確な測定を行
なうことができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００１８】（実施例１)図１は本発明の実施例１の荷
重測定装置の斜視図である。

【００１９】図１において、１は液体を密封し外部から
荷重がかかるとその一部が変位して密封した液体の圧力
が上昇する荷重圧力変換容器で、複数個備えたものであ
る。２は液体の圧力変化を検出するための圧力検出手段
で、荷重圧力変換容器１と連通管３とで連通されてい
る。４は圧力の上昇値を荷重に変換するための変換手段
である。

【００２０】次に動作、作用について説明する。荷重圧
力変換容器１に荷重がかかると、荷重圧力変換容器１に
密封した液体の圧力が上昇し、連通管３を介して圧力検
出手段２に圧力が伝搬する。この上昇した圧力はパスカ
ルの原理により、かかった荷重に比例するため、圧力の
上昇値を変換手段４をもちいて荷重に変換すると、かか
った荷重を測定することができる。

【００２１】なお、複数の荷重圧力変換容器１に同一物
体の複数箇所が接触し、荷重分布が一様でない場合で
も、パスカルの原理により、圧力は全ての合計として常
に一定であるため、四隅誤差のない荷重測定を行なうこ
とができる。

【００２２】また、荷重を測定する物体が人の場合は、
２つの荷重圧力変換容器１を２つの足で踏むように乗れ
ば、体重を測定することができ、設置スペースの小さい
体重計となる。

【００２３】なお、荷重圧力変換容器１に荷重がかか
り、その一部が変位する構成としては、荷重のかかる部
分をダイヤフラム構造にする、もしくはピストン・シリ
ンダ構造にするとよい。

【００２４】また、０点調整装置５を設け、荷重を測定
するたびに、荷重がかかっていない状態を荷重０とする
と、室温変化による密封した液体の膨張および収縮の圧
力値への影響をなくすことができる。

【００２５】さらに、密封した液体の温度を検出するた
めの温度検出手段６を設け、密封した液体の温度を検出
すると、その温度における液体の膨張率より圧力値の温
度補正を行ない、より正確な測定を行なうことができ
る。例えば、荷重圧力変換容器１に人のような温度の高
い物体が乗った時には荷重測定中にも密封した液体の温
度が変化するため、温度による補正が必要となる。

【００２６】また、圧力検出手段２に圧力センサを用い
て電気出力とし、変換手段４をマイコンで行なうと信号
処理の自由度が増し、０点調整や単位の換算をプログラ
ムソフトのみで行なうことができる。さらに、温度検出
手段６にサーミスタを用いた場合は、温度補正もプログ
ラムソフトで行なうことができ、正確な測定を行なうこ
とができる。

【００２７】なお、圧力検出手段２にブルドン管やマノ
メータといった物理的計測手段を用いた場合は、変換手
段４は目盛の表記を荷重量に、０点調整装置５は変換手
段４の目盛盤を可動にして、荷重測定前にブルドン管の
針やマノメータの指示に目盛盤の０を合わせるようにす
ると電気を使わずに荷重測定を行なうことができる。さ
らに、温度検出手段６を棒温度計やバイメタル温度計と
いった物理的計測手段を用いた場合は、温度補正用の目
盛も併記することによって電気を使わずに正確な測定を
行なうことができる。

【００２８】なお、図１においては連通管３は各荷重圧
力変換容器１と圧力検出手段２とを直列に連通した形状
になっているが、（図２）のように連通管３を分岐し、
各荷重圧力変換容器１と圧力検出手段２に連通させても
同様に実施することができる。

【００２９】また、連通管３を強度の高いもので構成す
ることにより、全体でフレーム構造として筐体をなくす
ことができる。

【００３０】（実施例２)図３は本発明の実施例２の荷
重測定装置の分解斜視図である。

【００３１】図３において、１は液体を密封し外部から
荷重がかかるとその一部が変位して密封した液体の圧力
が上昇する荷重圧力変換容器で、複数個備えたものであ
る。２は液体の圧力変化を検出するための圧力検出手段
で、荷重圧力変換容器１と連通管３とで連通されてい
る。４は圧力の上昇値を荷重に変換するための変換手
段、７は荷重圧力変換容器１全てに接するようにして載
せた載せ台である。

【００３２】次に動作、作用について説明する。一般の
台ばかりのように載せ台７に荷重をかけると荷重圧力変
換容器１に荷重がかかり、密封された液体の圧力が上昇
し、圧力検出手段２により上昇した圧力を検出し、上昇
した圧力はパスカルの原理により、かかった荷重に比例
するため、圧力の上昇値を変換手段４をもちいてを荷重
に変換するとかかった荷重を測定することができる。

【００３３】また、パスカルの原理により、複数個の荷
重圧力変換容器１にかかった荷重の分布が変わっても圧
力は全ての合計として常に一定で四隅誤差が生じないた
め、載せ台７への物体の載せ位置を気にせずに荷重の測
定を行うことができる。

【００３４】（実施例３)図４は本発明の実施例３の便
座の斜視図である。

【００３５】図４において、１は洋式便器の上に載せる
便座座部８の複数の脚部に、液体を密封し外部から荷重
がかかるとその一部が変位して密封した液体の圧力が上
昇する荷重圧力変換容器で、２は液体の圧力変化を検出
するための圧力検出手段で、荷重圧力変換容器１と連通
管３とで連通されている。４は圧力の上昇値を荷重に変
換するための変換手段である。

【００３６】次に動作、作用について説明する。便座座
部８に人が座り、足を上げると便座座部８を通して荷重
圧力変換容器１に荷重がかかり、荷重圧力変換容器１に
密封した液体の圧力が上昇し、連通管３を介して圧力検
出手段２に圧力が伝搬する。この上昇した圧力はパスカ
ルの原理により、かかった荷重に比例するため、圧力の
上昇値を変換手段４をもちいて荷重に変換すると、かか
った荷重を測定することができる。この場合の荷重は人
の体重であり、体重を測ることができる。

【００３７】なお、人の座り方は様々で、かつ、足を上
げると不安定にはなるが、この様に複数の荷重圧力変換
容器１にかかる体重分布が一様でない場合でも、パスカ
ルの原理により、圧力は全ての合計として常に一定であ
るため、四隅誤差のない体重測定を行なうことができ
る。

【００３８】（実施例４)図５は本発明の実施例４の便
座の分解斜視図である。

【００３９】図５において、９は洋式便器の上に載せる
便座裏板で、１０は便座裏板の上に載せ、臀部が接する
便座ボディである。１は便座裏板９と便座ボディ１０と
の間に、液体を密封し外部から荷重がかかるとその一部
が変位して密封した液体の圧力が上昇する荷重圧力変換
容器で、２は液体の圧力変化を検出するための圧力検出
手段で、荷重圧力変換容器１と連通管３とで連通されて
いる。４は圧力の上昇値を荷重に変換するための変換手
段である。

【００４０】次に動作、作用について説明する。便座ボ
ディ１０に人が座り、足を上げると便座ボディ１０を通
して荷重圧力変換容器１に荷重がかかり、荷重圧力変換
容器１に密封した液体の圧力が上昇し、連通管３を介し
て圧力検出手段２に圧力が伝搬する。この上昇した圧力
はパスカルの原理により、かかった荷重に比例するた
め、圧力の上昇値を変換手段４をもちいて荷重に変換す
ると、かかった荷重を測定することができる。この場合
の荷重は人の体重であり、体重を測ることができる。

【００４１】なお、人の座り方は様々で、かつ、足を上
げると不安定にはなるが、この様に複数の荷重圧力変換
容器１にかかる体重分布が一様でない場合でも、パスカ
ルの原理により、圧力は全ての合計として常に一定であ
るため、四隅誤差のない体重測定を行なうことができ
る。

【００４２】また、男性の大小便の別により便座を起倒
自在に動くようにする場合、従来であればヒンジを便座
ボディに設けており、体重が便器側に逃げるため正確な
測定は不可能であるったが、荷重検出を便座裏板９と便
座ボディ１０との間で行い、ヒンジ１１を便座裏板１０
に設けることにより、ヒンジ１１からの体重の逃げを無
くし、正確な体重測定を行なうことができる。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の荷重測定装置および便座によると次の効果が得られ
る。

【００４４】（１）液体を用いて荷重変化を圧力変化に
変換する容器を複数個接続し、荷重を圧力変化として検
出して荷重を測ることにより、四隅誤差のない正確な荷
重測定を行うことができる。

【００４５】（２）液体を用いて荷重変化を圧力変化に
変換する容器を複数個接続し、載せ台を設けて荷重を圧
力変化として検出して荷重を測ることにより、台ばかり
と同様の簡便さで四隅誤差のない正確な荷重測定を行う
ことができる。

【００４６】（３）便座座部の脚部に、液体を用いて荷
重変化を圧力変化に変換する容器を複数個接続し、便座
座部に座った人の体重を圧力変化として検出して体重を
測ることにより、座り方や体の揺れによる四隅誤差のな
い正確な体重測定を行うことができる。

【００４７】（４）便座裏板と便座ボディとの間に液体
を用いて荷重変化を圧力変化に変換する容器を複数個接
続し、便座裏板にヒンジを設け、便座ボディに座った人
の体重を圧力変化として検出して体重を測ることによ
り、座り方や体の揺れによる四隅誤差のない正確な体重
測定を行うことができ、ヒンジを便座裏板に設けること
により、便座を起倒自在に動くような構成にした場合で
も正確な体重測定を行うことができる。

【００４８】（５）荷重を測定するたびに、荷重のかか
っていない状態を荷重０とすることにより、室温変化に
よる密封した液体の膨張および収縮の圧力値への影響を
なくすことができ、正確な荷重測定を行うことができ
る。

【００４９】（６）密封した液体の温度を検出し、その
温度における液体の膨張率より圧力値の温度補正を行な
うことにより、人のような温度の高い物体が乗った時に
液体の温度が上昇しても正確な荷重測定を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の荷重測定装置の斜視図

【図２】本発明の実施例１の別な荷重測定装置の斜視図

【図３】本発明の実施例２の荷重測定装置の分解斜視図

【図４】本発明の実施例３の便座の斜視図

【図５】本発明の実施例４の便座の分解斜視図

【符号の説明】

１ 荷重圧力変換容器 ２ 圧力検出手段 ３ 連通管 ４ 変換手段 ５ ０点調整装置 ６ 温度検出手段 ７ 載せ台 ８ 便座座部 ９ 便座裏板 １０ 便座ボディ １１ ヒンジ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体を密封し外部から荷重がかかるとその
   一部が変位して密封した液体の圧力が上昇する荷重圧力
   変換容器を複数個備え、液体の圧力変化を検出するため
   の圧力検出手段と、前記複数個の荷重圧力変換容器全て
   と前記圧力検出手段とを連通させるための連通管とから
   なり、前記荷重圧力変換容器にかかった荷重により密封
   された液体の圧力が上昇し、前記圧力検出手段により上
   昇した圧力を検出し、前記検出した荷重に変換するため
   の変換手段を用いて荷重を検出する荷重測定装置。
2. 【請求項２】液体を密封し外部から荷重がかかるとその
   一部が変位して密封した液体の圧力が上昇する荷重圧力
   変換容器を複数個備え、液体の圧力変化を検出するため
   の圧力検出手段と、前記複数個の荷重圧力変換容器全て
   と前記圧力検出手段とを連通させるための連通管と、前
   記荷重圧力変換容器全てに接するようにして載せた載せ
   台とからなり、前記載せ台にかかった荷重により前記荷
   重圧力変換容器に荷重がかかり、密封された液体の圧力
   が上昇し、前記圧力検出手段により上昇した圧力を検出
   し、上昇した圧力はパスカルの原理により、かかった荷
   重に比例するため、圧力の上昇値を荷重に変換するため
   の変換手段を用いて荷重を検出する荷重測定装置。
3. 【請求項３】洋式便器の上に載せる便座座部と、前記便
   座座部の複数の脚部に、液体を密封し外部から荷重がか
   かるとその一部が変位して密封した液体の圧力が上昇す
   る荷重圧力変換容器をそれぞれ備え、液体の圧力変化を
   検出するための圧力検出手段と、前記複数個の荷重圧力
   変換容器全てと前記圧力検出手段とを連通させるための
   連通管とからなり、前記便座座部にかかった荷重により
   前記荷重圧力変換容器に荷重がかかり、密封された液体
   の圧力が上昇し、前記圧力検出手段により上昇した圧力
   を検出し、上昇した圧力はパスカルの原理により、かか
   った荷重に比例するため、圧力の上昇値を荷重に変換す
   るための変換手段を用いて荷重を検出する便座。
4. 【請求項４】洋式便器の上に載せる便座裏板と、前記便
   座裏板の上に載せ、臀部が接する便座ボディと、前記便
   座裏板と前記便座ボディとの間に、液体を密封し外部か
   ら荷重がかかるとその一部が変位して密封した液体の圧
   力が上昇する荷重圧力変換容器をそれぞれ備え、液体の
   圧力変化を検出するための圧力検出手段と、前記複数個
   の荷重圧力変換容器全てと前記圧力検出手段とを連通さ
   せるための連通管とからなり、前記便座ボディにかかっ
   た荷重により前記荷重圧力変換容器に荷重がかかり、密
   封された液体の圧力が上昇し、前記圧力検出手段により
   上昇した圧力を検出し、上昇した圧力はパスカルの原理
   により、かかった荷重に比例するため、圧力の上昇値を
   荷重に変換するための変換手段を用いて荷重を検出する
   便座。
5. 【請求項５】荷重を測定するたびに、荷重がかかってい
   ない状態を荷重０とするための０点調整装置を備えた、
   請求項１または２に記載の荷重測定装置。
6. 【請求項６】液体の温度を検出するための温度検出手段
   を備えた請求項１または２または５に記載の荷重測定装
   置。