JP7311110B2 - ベッド用荷重センサ及びこれを用いたベッド用荷重計測システム - Google Patents

Description

本発明は、ベッド用荷重センサ及びこれを用いたベッド用荷重計測システムに関する。

特許文献１には、従来のベッド用荷重センサが記載されている。この特許文献１に記載の荷重検出器は、基端部で固定されて前方向に延びた片持ち梁部と、片持ち梁部の前端部に固定されて前方向に延びた載置板部と、片持ち梁部に取り付けられた歪みゲージと、を備える。

後方向に移動するベッドのキャスタは、載置板部の前端部から載置板部に載る。キャスタが載置板部に載ることによって、載置板部に下向きの荷重が加わり、片持ち梁部にひずみが生じる。このひずみを歪みゲージによって検出することで、例えば、ベッド上に被験者が在床しているか否かについて検出することができる。

特開２００６－３０２２６６号公報

ところで、特許文献１に記載の荷重検出器では、後方向に沿って移動するキャスタのみを載置板部に載せることができる。すなわち、特許文献１に記載の荷重検出器では、キャスタの走行方向に対して、載置板部の長手方向が平行となるように設置する必要があるため、キャスタの移動軌跡を予測して正確な向きで設置する必要があり、設置が難しい、という問題がある。

本発明の目的は、ベッドの荷重の検出の精度を保ちながらも、設置の際に融通が利くようなベッド用荷重センサ及びこれを用いたベッド用荷重計測システムを提供することである。

本発明に係る一態様のベッド用荷重センサは、ベッドの脚が載る脚載せ面と、複数の起歪部と、ひずみセンサと、を備える。前記複数の起歪部は、設置面に対向する支持面を有し、前記設置面に前記支持面が接触した状態で前記脚載せ面に対して荷重が加わると、少なくとも一部でひずみが生じるように構成される。前記ひずみセンサは、前記起歪部に生じた前記ひずみを検出する。前記複数の起歪部は、前記脚載せ面に対応する位置にある第一起歪部と、前記第一起歪部の周囲にある少なくとも三つの第二起歪部と、を有する。前記第一起歪部の前記支持面は、前記第二起歪部の前記支持面を含む仮想平面よりも下方に位置している。

本発明に係る一態様のベッド用荷重計測システムは、前記ベッド用荷重センサを複数備えたシステムである。前記複数のベッド用荷重センサは、前記複数のベッド用荷重センサのうちの一の前記ベッド用荷重センサであるマスタと、前記複数のベッド用荷重センサのうちの他の前記ベッド用荷重センサであり、前記マスタに対して無線通信によって通信可能に接続された複数のスレーブと、を備える。

本発明に係る上記態様のベッド用荷重センサ及びこれを用いたベッド用荷重計測システムは、ベッドの荷重の検出の精度を保ちながらも、設置の際に融通が利く、という利点がある。

図１は、本発明の一実施形態に係るベッド用荷重計測システムの斜視図である。 図２は、同上のベッド用荷重センサの斜視図である。 図３は、同上のベッド用荷重センサのフレーム部の蓋を外した斜視図である。 図４は、同上の収容部の拡大平面図である。 図５（Ａ）は、同上の蓋を斜め下方から見た斜視図である。図５（Ｂ）は、第一起歪部及び蓋に対応する部分の鉛直断面図である。 図６は、同上のスロープの断面図である。 図７は、同上のフレーム部を斜め下方から見た斜視図である。 図８は、同上の支持面の位置関係の概略を示した説明図である。 図９（Ａ）（Ｂ）は、ベッド用荷重センサにキャスタが載った時の平面図である。 図１０は、同上の制御部のブロック図である。

（１）実施形態
（１．１）全体構成
本実施形態に係るベッド用荷重計測システム１は、ベッド２が有する複数の脚２３と設置面１１との間に、複数のベッド用荷重センサ３を配置し、複数のベッド用荷重センサ３により得られた検出結果を用いて、ベッド利用者の動きを検出するシステムである。

ここでいう「ベッド利用者の動き」は、例えば、ベッド利用者の就寝、就寝からの動き出し、起き上がり、ベッド２の端に座る端座位、離床等が挙げられる。本実施形態に係るベッド利用者は、例えば、要介護者、高齢者、障がい者、患者等であるが、健常者であってもよく、特に制限はない。また、本実施形態に係るベッド用荷重計測システム１は、主に、医療施設、高齢者施設、介護施設等で用いられるが、家庭、宿泊施設等で用いられてもよい。

本開示にいう「設置面１１」は、ベッド２が設置される面を意味する。設置面１１は、例えば、床面、タイル上面、コンクリート床面、地面等が挙げられる。本実施形態に係る設置面１１は、水平面に沿った平面である。ただし、本開示に係る設置面１１は、平面でなくてもよく、凹凸面や、段差のある面であってもよい。以下では、設置面１１に直交する方向を「上下方向」として定義する。

ベッド２は、図１に示すように、マットレス２１と、マットレス２１を支えるベッドフレーム２２と、を備える。ベッドフレーム２２は、複数（ここでは四つ）の脚２３を備える。各脚２３は、脚本体２３１と、脚本体２３１の下端面に取り付けられたキャスタ２３２と、を備える。

キャスタ２３２は、脚本体２３１の下端面に固定された取付座に対して回転可能に取り付けられたフォーク２３３と、フォーク２３３に対して回転可能に取り付けられた車輪２３４と、を備える。フォーク２３３の回転軸は、上下方向に略平行である。車輪２３４の回転軸は、設置面１１に略平行である。ベッド２は、複数のキャスタ２３２を有することで、設置面１１に沿って移動し得る。

本実施形態に係るベッド用荷重計測システム１は、図１に示すように、複数（ここでは四つ）のベッド用荷重センサ３と、外部制御装置９（外部装置）と、を備える。複数のベッド用荷重センサ３は、複数の脚２３に対して一対一で取り付けられる。本実施形態に係るベッド用荷重計測システム１は、複数のベッド用荷重センサ３として、一のマスタ３１と、その他の複数のスレーブ３２と、を備える。マスタ３１と、複数のスレーブ３２とは、無線通信によって通信可能に接続されている。また、マスタ３１と外部制御装置９とは、無線通信によって通信可能に接続されている。

（１．２）ベッド用荷重センサ
ベッド用荷重センサ３は、ベッド２の各脚２３と設置面１１との間に配置され、ベッド２の荷重を検出可能に構成されたセンサである。ベッド用荷重センサ３は、図２に示すように、複数（ここでは五つ）の起歪部５を有する基台４と、複数のひずみセンサ６と、制御部７（図１０参照）と、を備える。また、スレーブ３２としてのベッド用荷重センサ３は、バッテリ（図１０参照）を更に備える。

（１．２．１）基台
基台４は、ベッド２の脚２３を支持する台であって、起歪部５においてひずみを発生させる。本実施形態に係る基台４は、上方からみて（以下、平面視）略八角形状に形成されている。ただし、本開示に係る基台４の形状は、例えば、平面視において、三角形状、四角形状、五角形状等の多角形状、円形状、長円形状（楕円形状も含む）等に形成されてもよく、形状に制限はない。

本実施形態に係る基台４は、金属製であり、例えば、削り出し加工によって形成されている。ただし、加工方法としては、削り出し加工に限らず、例えば、鋳造、鍛造、プレス加工、溶接による加工等であってもよく、特に制限はない。また、金属としては、例えば、クロムモリブデン鋼（Chromium Molybdenum Steel；CRMO）、ニッケルクロムモリブデン鋼、ステンレス鋼（例えば、SUS630）、アルミニウム合金等が挙げられるが、特に制限はない。

基台４は、図２に示すように、フレーム部４１と、複数（ここでは五つ）の起歪部５と、を備える。本実施形態に係る基台４は、複数の起歪部５として、一の第一起歪部５３と、複数（ここでは四つ）の第二起歪部５４と、を備える。

（１．２．１．１）フレーム部
フレーム部４１は、基台４において、ベッド２の脚２３から加わる荷重を受ける部分である。本実施形態に係る基台４では、複数の起歪部５が設置面１１に載っており、フレーム部４１の下面は、設置面１１から離れている。ただし、フレーム部４１に対して下向きの荷重が加わった場合に、フレーム部４１の下面は設置面１１に当たってもよい。フレーム部４１は、図３に示すように、フレーム本体部４２と、スロープ４４と、を備える。

フレーム本体部４２は、フレーム部４１の主体を構成する部分である。フレーム本体部４２は、板状に形成されている。フレーム本体部４２の上面には、ベッド２の複数の脚２３のうちのいずれか一つの脚２３が載る（以下、フレーム本体部４２の上面を「脚載せ面４６」という）。脚載せ面４６は、上方向を向く面であり、設置面１１に対して略平行である。本実施形態に係る脚載せ面４６は、平面視略八角形状に形成されている。ただし、本開示に係る脚載せ面４６の形状は、略八角形状に限らず、例えば、三角形状、四角形状、五角形状等の多角形状、円形状、長円形状（楕円形状も含む）等に形成されてもよく、形状に制限はない。

フレーム本体部４２には、第一起歪部５３及び複数の第二起歪部５４がつながっている。フレーム本体部４２に加わった下向きの力は、第一起歪部５３と、複数の第二起歪部５４のうちの少なくとも２つと、に伝達するように構成されている。これについては、後述の「（１．２．１．２）起歪部」で説明する。

フレーム本体部４２は、収容部４３を有する。収容部４３は、脚載せ面４６の下方において第一起歪部５３が収容される部分である。収容部４３は、図４に示すように、収納スペース４３１と、蓋支持部４３２と、蓋４３３（図３参照）と、を備える。

収納スペース４３１は、第一起歪部５３が収まる空間である。本実施形態に係る収納スペース４３１は、フレーム本体部４２を上下方向に貫通する。収納スペース４３１は、平面視において、蓋支持部４３２に囲まれており、略矩形状に形成されている。蓋支持部４３２は、蓋４３３を支える部分である。本実施形態に係る蓋支持部４３２は、平面視略矩形枠に形成されている。蓋支持部４３２は、フレーム本体部４２に対して一体に形成されている。

蓋４３３は、図３に示すように、蓋支持部４３２に対して、取外し可能に取り付けられ、収納スペース４３１を上から閉じることができる。蓋４３３の上面は、フレーム本体部４２の収容部４３以外の上面と面一に形成されている。すなわち、本実施形態では、蓋４３３の上面は、脚載せ面４６に含まれる。蓋４３３の下面は、蓋支持部４３２の上面及び第一起歪部５３の上面に対向している。蓋４３３の下面は、図５（Ａ）に示すように、第一起歪部５３に対応する部分にくぼみ４３３１が形成されており、これにより、図５（Ｂ）に示すように、蓋支持部４３２に対して当たるが、第一起歪部５３及びひずみゲージ６１には当たらないように構成されている。これによって、蓋４３３に加わった下向きの力は、直接的に、第一起歪部５３に加わらない。ただし、第一起歪部５３は、図３，４に示すように、蓋支持部４３２の一部に対して、第一接続部５３１を介してつながっている。このため、脚載せ面４６に加わった下向きの力は、第一接続部５３１を介して、第一起歪部５３に伝達する。

スロープ４４は、ベッド２の脚２３を脚載せ面４６に案内する部分である。各スロープ４４は、フレーム本体部４２に隣接している。本実施形態に係る複数のスロープ４４は、フレーム本体部４２の周囲に形成されている。ここでいう「周囲」とは、平面視においてフレーム本体部４２の外周の少なくとも一部であることを意味し、連続的に形成されているか否かは問わない。本実施形態に係る複数のスロープ４４は、基台４の外周に沿って形成されており、隣り合うスロープ４４の長手方向同士は略直交する。

各スロープ４４の上面（以下、スロープ面４４１という）は、図６に示すように、平面視において脚載せ面４６に近付くに従って、上方に位置するように、脚載せ面４６に対して傾斜している。本実施形態に係るスロープ面４４１の上端は、脚載せ面４６の上方に位置しており、立上げ面４５を介して、脚載せ面４６とつながっている。スロープ面４４１の下端は、設置面１１に近接している。

立上げ面４５は、脚載せ面４６に載った脚２３が、脚載せ面４６から外れて、脱落するのを抑える。立上げ面４５は、脚載せ面４６に対して、脚載せ面４６の周囲から立ち上がっている。本実施形態に係る立上げ面４５は、脚載せ面４６に対して略直交しているが、本開示に係る立上げ面４５は、脚載せ面４６から立ち上がっていればよく、立上げ面４５に対して傾斜していてもよい。本実施形態に係る立上げ面４５は、平面視において、脚載せ面４６を囲んでおり、脚載せ面４６に対して全周にわたって連続的に形成されている。

したがって、設置面１１に沿って移動するキャスタ２３２は、スロープ面４４１の下端に差し掛かった後、スロープ面４４１に乗り上げると共に、スロープ面４４１に沿って上昇する。その後、キャスタ２３２は、脚載せ面４６上に至る。ここで、万が一、勢い余って、キャスタ２３２が脚載せ面４６を横切ろうとしても、立上げ面４５があることで、キャスタ２３２は立上げ面４５に当たり、脚載せ面４６上で停止し、脚載せ面４６上に留まる。このように、本実施形態に係るベッド用荷重センサ３によれば、ベッド２を設置する際、ベッド用荷重センサ３が目視で確認しにくい位置に配置されても、脚載せ面４６に対して、脚２３を載せやすい。

本実施形態に係るスロープ面４４１は平面であるが、本開示では、曲面であってもよい。また、スロープ面４４１の上端は、脚載せ面４６の上方に位置しているが、本開示では、スロープ面４４１の上端と脚載せ面４６とは、同じ高さ位置であってもよい。また、スロープ面４４１の上端部を曲面状に形成し、スロープ面４４１と脚載せ面４６とを連続させてもよい。

（１．２．１．２）起歪部
起歪部５は、脚載せ面４６に対して荷重が加わると、少なくとも一部でひずみが生じるように構成された部分である。本実施形態に係るベッド用荷重センサ３は、図３に示すように、複数の起歪部５として、一の第一起歪部５３と、複数（ここでは四つ）の第二起歪部５４と、を備える。

（１．２．１．２．１）第一起歪部
第一起歪部５３は、図３に示すように、収容部４３に収容されており、脚載せ面４６に対応する位置にある。ここで、本開示でいう「脚載せ面４６に対応する位置」とは、平面視において、脚載せ面４６に対して、少なくとも一部が重なる位置にあることを意味する。したがって、本実施形態に係る第一起歪部５３は、脚載せ面４６の中央部に形成されているが、本開示では、平面視において、脚載せ面４６のうちの端に偏った位置に形成されていても、「脚載せ面４６に対応する位置」に含まれる。

第一起歪部５３は、第一接続部５３１を介して、蓋支持部４３２につながっており、すなわち、第一接続部５３１を介してフレーム本体部４２につながっている。第一接続部５３１は、フレーム本体部４２と第一起歪部５３とをつなぐ。第一接続部５３１の上面は、本実施形態では、平面視で第一起歪部５３に近付くに従って下方に位置するように、脚載せ面４６に対して傾斜している。第一起歪部５３は、図４に示すように、支持体５１と、起歪体５２と、を備える。

支持体５１は、第一起歪部５３において設置面１１に載る部分であり、ベッド用荷重センサ３を支持する。ここで、図７に、基台４を下面側から見た斜視図を示す。本実施形態に係る支持体５１は、図７に示すように、平面視矩形状の板状体５１１と、板状体５１１の下面から突出する突出部５１２と、で構成されている。本実施形態に係る突出部５１２は、円柱状に形成されている。突出部５１２の下面は、設置面１１に対向する（この突出部５１２の下面を「支持面５１３」という）。

支持面５１３は、支持体５１において、支持面５１３に接触し得る面である。本実施形態に係るベッド用荷重センサ３では、第一起歪部５３の支持面５１３は、常に設置面１１に接触する。本実施形態に係る支持面５１３は、突出部５１２の下面であるが、これに限らず、板状体５１１の下面で構成されてもよい。

起歪体５２は、第一起歪部５３において、ひずみが生じやすい部分である。本実施形態に係る起歪体５２は、図４に示すように、平面視略矩形枠状に形成されている。支持体５１は、起歪体５２の内側に配置されており、一部でつながっている。本実施形態に係る起歪体５２は、支持体５１の四辺のうち、第一接続部５３１とは反対側の辺とつながっており、その他の辺は、起歪体５２に対してスリットを介して切り離されている。

脚載せ面４６に対して下向きの力が加わると、第一接続部５３１を介して、第一起歪部５３の起歪体５２に下向きの力が加わる。すると、支持体５１の支持面５１３は設置面１１に接触していることから、起歪体５２と支持体５１との接続部分において、応力集中が生じやすく、ひずみが発生する。

（１．２．１．２．２）第二起歪部
第二起歪部５４は、図３に示すように、第二接続部５４１を介して、フレーム本体部４２につながっている。複数（ここでは四つ）の第二起歪部５４は、フレーム本体部４２の周囲に設けられており、要するに、第一起歪部５３の周囲にある。本実施形態に係るベッド用荷重センサ３は、フレーム部４１の対角に位置する一対の第二起歪部５４を二対有する。一対の第二起歪部５４を結ぶ直線同士は、互いに交差しており、より詳細には、略直交している。

第二接続部５４１は、フレーム本体部４２と第二起歪部５４とをつなぐ。第二接続部５４１の上面は、本実施形態では、平面視で第二起歪部５４に近付くに従って下方に位置するように、脚載せ面４６に対して傾斜している。第二起歪部５４は、支持体５１と、起歪体５２と、を備える。支持体５１及び起歪体５２は、第一起歪部５３における構造と略同じ構造であるため、異なる部分のみ説明し、重複する説明は省略する。

第二起歪部５４の突出部５１２の突出長さは、図８に示すように、いずれも同じである。このため、すべての第二起歪部５４の支持面５１３（図８では５１３ｂとする）は、脚載せ面４６からの距離が同じであり、要するに、すべての第二起歪部５４の支持面５１３ｂは一の仮想平面５５上に位置する。一方、第一起歪部５３の突出部５１２の突出長さは、第二起歪部５４の突出部５１２の突出長さよりも長い。すなわち、第一起歪部５３の支持面５１３（図８では５１３ａとする）と脚載せ面４６との間の寸法は、第二起歪部５４の支持面５１３と脚載せ面４６との間の寸法よりも大きい。要するに、第一起歪部５３の支持面５１３ａは、複数の第二起歪部５４の支持面５１３ｂを含む一仮想平面５５よりも下方に位置している。

したがって、図９（Ａ）に示すように、複数のスロープ面４４１のうちの一のスロープ面４４１からキャスタ２３２が進入すると、対応するスロープ面４４１の両側の第二起歪部５４の支持面５１３と、第一起歪部５３の支持面５１３の３点が設置面１１に接触する（破線で囲んだ起歪部５が設置面１１に接触する）。したがって、本実施形態のベッド用荷重センサ３によれば、複数のスロープ面４４１のうちのいずれのスロープ面４４１からキャスタ２３２が進入しても、対応するスロープ面４４１の両側の二つの第二起歪部５４と第一起歪部５３とが設置面１１に対して接触し、安定した支持状態を得ることができる。また、脚載せ面４６に対して、脚２３が偏った位置に位置しても、同様に安定した支持状態を得ることができる。しかも、図９（ｂ）に示すように、脚載せ面４６のうちのどの位置に脚２３が載っても、必ず第一起歪部５３の支持面５１３が設置面１１に接触するため、後述のように、第一起歪部５３に対応するひずみセンサ６の計測結果のみを生体測定用の情報として用いればよい。

（１．２．２）ひずみセンサ
ひずみセンサ６は、起歪部５に生じたひずみを検知して電気信号に変換し、ひずみを検出する。本実施形態に係るひずみセンサ６は、図２に示すように、複数のひずみゲージ６１を備える。複数のひずみゲージ６１は、起歪体５２に対し、接着により取り付けられている。ただし、本開示に係るひずみセンサ６は、ひずみゲージ６１に限らず、例えば、静電容量式のひずみセンサ、圧電フィルムセンサ等であってもよい。

ひずみセンサ６によって得られた検知結果（電気信号）は、制御部７（図１０参照）に出力される。本実施形態に係るひずみセンサ６は、制御部７に対し、ケーブルによって、電気信号を送信可能に接続されている。

各ひずみセンサ６と制御部７とを接続するケーブル（不図示）は、基台４の下面に形成された溝４７（図７）に収納される。このため、ベッド２の脚２３が基台４の脚載せ面４６に載り、設置面１１に対して基台４の下面が接触しても、ケーブルが断線しにくい。

（１．２．３）制御部
制御部７は、ひずみセンサ６から電気信号が入力されると、各種処理を実行する。本実施形態に係るベッド用荷重計測システム１は、複数のベッド用荷重センサ３として、上述したように、マスタ３１と、複数のスレーブ３２と、を備える。本実施形態に係るベッド用荷重計測システム１では、マスタ３１が備える制御部７（以下、マスタ用制御部８１）と、スレーブ３２が備える制御部７（以下、スレーブ用制御部７１）とで、構成が異なっている。以下、それぞれの制御部７について説明する。

（１．２．３．１）スレーブ用制御部
スレーブ用制御部７１は、各スレーブ３２に備わる制御部７である。本実施形態に係るスレーブ用制御部７１は、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを主構成とする制御回路により構成されている。マイクロコントローラのメモリに記録されたプログラムを、マイクロコントローラのプロセッサが実行することにより、制御部７の機能が実現される。プログラムはメモリに予め記録されていてもよいし、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。本実施形態に係る制御回路は、プリント基板に形成されており、プリント基板は、フレーム部４１の下面に形成された凹所４８（図７参照）内に収納されている。

スレーブ用制御部７１は、図１０に示すように、荷重信号増幅部７２と、フィルタ部７３と、生体信号増幅部７４と、Ａ／Ｄ変換部７５と、送信部７６と、を備える。

荷重信号増幅部７２は、ひずみセンサ６から電気信号が入力されると、入力された信号を増幅する。本実施形態に係るスレーブ用制御部７１は、第一起歪部５３のひずみを検出するひずみセンサ６に対応する荷重信号増幅部７２ａと、第二起歪部５４のひずみを計測するひずみセンサ６に対応する荷重信号増幅部７２ｂと、を備える。本実施形態に係る荷重信号増幅部７２は、例えば、差動アンプによって構成されている。荷重信号増幅部７２によって処理された電気信号は、Ａ／Ｄ変換部７５に出力される。

ここで、本実施形態に係る制御部７では、第一起歪部５３に対応するひずみセンサ６から出力された電気信号についてのみ、生体測定用の情報として用いる。本開示でいう「生体測定用の情報」は、例えば、ベッド利用者の重心の位置を検出するための情報を意味する。図１０に示すように、荷重信号増幅部７２ａによって処理された電気信号は、Ａ／Ｄ変換部７５及びフィルタ部７３に出力される。また、荷重信号増幅部７２ｂによって処理された電気信号は、Ａ／Ｄ変換部７５に出力される。

フィルタ部７３は、荷重信号増幅部７２ａから入力された電気信号から、不必要な成分をカットする。本実施形態に係るフィルタ部７３は、ローパスフィルタにより構成されている。フィルタ部７３によって処理された電気信号は、生体信号増幅部７４に出力される。

生体信号増幅部７４は、フィルタ部７３から電気信号が入力されると、入力された信号を増幅する。本実施形態に係る生体信号増幅部７４は、例えば、アンプ回路によって構成されている。生体信号増幅部７４によって処理された電気信号は、Ａ／Ｄ変換部７５に出力される。

Ａ／Ｄ変換部７５は、荷重信号増幅部７２及び生体信号増幅部７４のいずれか又は両方から入力されたアナログ信号を、デジタル信号に変換する。本実施形態に係るＡ／Ｄ変換部７５は、第一起歪部５３に対応するＡ／Ｄ変換部７５と、第二起歪部５４に対応するＡ／Ｄ変換部７５と、を備える。本実施形態に係るＡ／Ｄ変換部７５は、例えば、Ａ／Ｄ変換回路によって構成されている。Ａ／Ｄ変換部７５によって変換された信号（デジタル信号）は、送信部７６に出力される。

送信部７６は、Ａ／Ｄ変換部７５から信号が入力されると、その信号をマスタ３１の受信部８７に送信する。送信部７６は、例えば、通信インターフェイス及びマイクロコントローラによって構成される。送信部７６と、マスタ３１の受信部８７とは、無線通信によって通信可能に接続されている。

無線通信方式としては、例えば、９２０ＭＨｚ帯又は２．４ＧＨｚ帯の周波数を利用した特定小電力無線、Zigbee（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、Wi-Fi（登録商標）等が挙げられる。

スレーブ３２は、バッテリ４９を備える。本実施形態に係るスレーブ用制御部７１には、バッテリ４９から電力が供給され、ＡＣ電源８８（例えば商用電源）から電力は供給されていない。一方、マスタ用制御部８１は、ＡＣ電源８８（例えば商用電源）からＡＣ-ＤＣアダプタを介して電力が供給される。このため、スレーブ３２におけるバッテリ４９の省電力化を図るために、マスタ３１とスレーブ３２との無線通信においては、マスタ用制御部８１が受信待機状態となるように構成されている。

本実施形態に係るバッテリ４９は、二次電池である。二次電池としては、例えば、リチウムイオン電池、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、金属リチウム電池、リチウムイオンポリマー電池、ナトリウムイオン電池等が挙げられる。

（１．２．３．２）マスタ用制御部
マスタ用制御部８１は、マスタ３１に備わる制御部７である。本実施形態に係るマスタ用制御部８１は、スレーブ用制御部７１と同様、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを主構成とする制御回路により構成されている。本実施形態に係る制御回路は、プリント基板に形成されており、プリント基板は、フレーム部４１の下面に形成された凹所４８（図７参照）内に収納されている。

マスタ用制御部８１は、図１０に示すように、荷重信号増幅部８２と、フィルタ部８３と、生体信号増幅部８４と、Ａ／Ｄ変換部８５と、受信部８７と、送信部８６と、を備える。ここで、荷重信号増幅部８２、フィルタ部８３、生体信号増幅部８４及びＡ／Ｄ変換部８５は、スレーブ用制御部７１のものと同じであるため説明を省略する。

受信部８７は、スレーブ用制御部７１の送信部８６から送信された信号を受信する。受信部８７は、当該受信した信号を、マスタ用制御部８１の送信部８６に出力する。

送信部８６は、Ａ／Ｄ変換部８５から出力された信号と、受信部８７から出力された信号と、のいずれか又は両方が入力されると、入力された信号を外部制御装置９に出力する。マスタ用制御部８１は、送信部８６によって、外部装置としての外部制御装置９に対して通信することができる。

本実施形態に係るマスタ用制御部８１では、送信部８６と外部制御装置９とは、通信ネットワークを介して、通信可能に接続されている。

本実施形態に係る通信ネットワークは、無線通信の伝送路である。ただし、通信ネットワークとしては、例えば、有線通信の伝送路であってもよいし、無線通信の伝送路と有線通信の伝送路との組み合わせであってもよい。通信ネットワークとしては、例えば、無線パケット通信網、インターネット、Ｐ２Ｐネットワーク、専用回線、ＶＰＮ、Wi-Fi（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、Zigbee（登録商標）等の無線通信網を含んでもよい。

マスタ３１は、上述のように、ＡＣ-ＤＣアダプタを介して、ＡＣ電源（例えば商用電源）に接続される。つまり、マスタ用制御部８１には、ＡＣ-ＤＣアダプタによってＡＣ電源から供給される交流電力を直流電力に変換した上で、電力が供給される。

（１．３）外部制御装置
外部制御装置９は、複数のベッド用荷重センサ３による計測結果に基づいて、ベッド利用者の重心の位置を演算し、ベッド利用者の動きを検出する。具体的には、外部制御装置９は、マスタ用制御部８１の送信部８６から送信された信号を受信し、受信した信号に基づいて演算処理を実行する。本実施形態に係る外部制御装置９は、ベッド利用者の重心位置を検出することで、例えば、ベッド利用者の就寝、就寝からの動き出し、起き上がり、ベッド２の端に座る端座位、離床等のどの状態にあるかを検出することができる。また、外部制御装置９は、ベッド利用者の起き上がりを検出することができるため、次の動作として離床することが推測できる。したがって、外部制御装置９は、離床の予測も行うことができる。

外部制御装置９によって検出した情報は、ベッド利用者の情報として、例えば、介護センター、ナースステーション、担当医のコンピュータ等へ送信される。

（２）変形例
上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

上記実施形態に係るベッド用荷重センサ３では、第二起歪部５４に取り付けられたひずみセンサ６が露出していたが、本開示に係るベッド用荷重センサ３では、ひずみセンサ６を覆う防水カバーを備えてもよい。防水カバーは、第二起歪部５４に対して、取外し可能に取り付けられる。

防水カバーとしては、例えば、合成樹脂、金属、ゴム、フィルム、ビニール等で構成される。また、防水カバーとしては、ひずみセンサ６に加えて、基台４の下面に設けられた基板を下から覆ってもよい。防水カバーによれば、例えば、飲料水、掃除水、雨水、結露、小便等から、ひずみセンサ６等を保護することができる。

上記実施形態に係るベッド用荷重センサ３は、四つの第二起歪部５４を有したが、本開示に係るベッド用荷重センサ３では、三つの第二起歪部５４のみを有してもよいし、五つ以上の第二起歪部５４を有してもよい。

上記実施形態に係るベッド用荷重センサ３では、脚載せ面４６は、平面視において、基台４の中央部に形成されていたが、本開示に係るベッド用荷重センサ３では、これに制限されない。本開示に係る脚載せ面４６は、例えば、脚載せ面４６の外周の辺が、基台４の外形の辺に対して、上下方向に重なる位置にあってもよいし、脚載せ面４６の一部が平面視において基台４よりも外側に位置してもよい。

上記実施形態に係るベッド用荷重センサ３は、キャスタ２３２を備える脚２３を持ったベッド２を対象としたが、本開示では、キャスタ２３２を備えないベッド２を対象としてもよい。すなわち、脚載せ面４６には、キャスタ２３２ではなく、脚本体２３１が載ってもよい。

上記実施形態に係るひずみゲージ６１は、起歪体５２に対して接着剤による接着で取り付けられたが、取付け手段としては、接着剤による貼付けのほか、例えば、カシメ、ねじ止め、リベット止め、溶接、ろう付等が挙げられる。

上記実施形態に係るベッド用荷重計測システム１では、ベッド利用者の動きを検出したが、ベッド利用者の体重を計測することで、長期間にわたるベッド利用者の体重の変化を検出することもできる。

本開示にいう傾斜面は、平面だけでなく、曲面も含む。

本開示にて、「略平行」、又は「略直交」のように「略」を伴った表現が、用いられる場合がある。例えば、「略平行」とは、実質的に「平行」であることを意味し、厳密に「平行」な状態だけでなく、数度程度の誤差を含む意味である。他の「略」を伴った表現についても同様である。

また、本開示において「端縁部」及び「端縁」などのように、「…縁部」と「…縁」とで区別した表現が用いられている。例えば、「端縁部」とは、「端縁」を含む一定の範囲を持つ部分を意味する。他の「…縁部」を伴った表現についても同様である。

（３）態様
以上説明したように、第１の態様に係るベッド用荷重センサ３は、ベッド２の脚２３が載る脚載せ面４６と、複数の起歪部５と、ひずみセンサ６と、を備える。複数の起歪部５は、設置面１１に対向する支持面５１３を有し、設置面１１に支持面５１３が接触した状態で脚載せ面４６に対して荷重が加わると、少なくとも一部でひずみが生じるように構成される。ひずみセンサ６は、起歪部５に生じたひずみを計測する。複数の起歪部５は、脚載せ面４６に対応する位置にある第一起歪部５３と、第一起歪部５３の周囲にある少なくとも三つの第二起歪部５４と、を有する。第一起歪部５３の支持面５１３は、第二起歪部５４の支持面５１３を含む仮想平面５５よりも下方に位置している。

この態様によれば、脚載せ面４６に対して、脚２３が偏った位置に位置しても、三つの第二起歪部５４のうちの二つの第二起歪部５４の支持面５１３と、第一起歪部５３の支持面５１３とが、設置面１１に接触する。このため、３点支持による安定した支持状態を得ることができる上に、どの支持状態においても、第一起歪部５３にひずみを生じさせることができる。この結果、この態様によれば、ベッド２の荷重の検出の精度を保ちながらも、設置の際に融通が利く、という利点がある。

第２の態様に係るベッド用荷重センサ３では、第１の態様において、第二起歪部５４を四つ備える。

この態様によれば、対称形状のベッド用荷重センサ３を構成しやすいため、設置時の制約を減らすことができる。

第３の態様に係るベッド用荷重センサ３では、第１又は第２の態様において、脚載せ面４６に隣接するスロープ４４を更に備える。スロープ４４の上面は、平面視において脚載せ面４６に近付くに従って、上方に位置するように、脚載せ面４６に対して傾斜し、かつガイド面の上端が脚載せ面４６と同じ高さ位置か、又は脚載せ面４６よりも上方に位置している。

この態様によれば、ベッド２の脚２３を脚載せ面４６に載せやすい。

第４の態様に係るベッド用荷重センサ３では、第１～３のいずれか１つの態様において、脚載せ面４６に対して周囲から立ち上がる立上げ面４５を更に備える。

この態様によれば、脚載せ面４６に載ったベッド２の脚２３を、脚載せ面４６から外れにくくすることができる。

第５の態様に係るベッド用荷重センサ３では、第１～４のいずれか１つの態様において、第一起歪部５３に対応するひずみセンサ６により取得された情報のみを、生体測定用の情報として用いる制御部７を更に備える。

この態様によれば、第二起歪部５４については、生体測定用の情報に対する処理を実行しないため、第二起歪部５４について、例えば、生体信号増幅部８４７４やフィルタ部８３７３を省略することができ、回路の簡素化及びコストダウンを図ることができる。

第６の態様に係るベッド用荷重センサ３では、第１～５のいずれか１つの態様において、ひずみセンサ６を保護する防水カバーを更に備える。

この態様によれば、ひずみセンサ６を水分から保護することができる。

第７の態様に係るベッド用荷重計測システム１は、第１～６のいずれか１つの態様のベッド用荷重センサ３を複数備える。複数のベッド用荷重センサ３は、複数のベッド用荷重センサ３のうちの一のベッド用荷重センサ３であるマスタ３１と、複数のベッド用荷重センサ３のうちの他の前記ベッド用荷重センサ３であり、マスタ３１に対して無線通信によって通信可能に接続された複数のスレーブ３２と、を備える。

この態様によれば、マスタ３１に対して、ひずみセンサによる検出結果を集約できるため、情報処理を実行しやすい。

第８の態様に係るベッド用荷重計測システム１では、第７の態様において、マスタ３１は、外部装置に対して通信可能に構成されている。

この態様によれば、マスタ３１に集約された検出結果を、外部装置に送信して、外部装置で処理することができるため、マスタ３１の制御部を小型化することができる。

第９の態様に係るベッド用荷重計測システム１では、第７又は第８の態様において、スレーブ３２は、ひずみセンサ６から入力された情報を処理するスレーブ用制御部７１と、スレーブ用制御部７１に対して電力を供給するバッテリ４９と、を有する。

この態様によれば、スレーブ３２に対して電力を供給するための電源ケーブルを省略することができ、電源ケーブルが断線する等の不具合を回避することができる。

第２～第６の態様に係る構成については、ベッド用荷重センサ３に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。また、第８，９の態様に係る構成については、ベッド用荷重計測システム１に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

１ ベッド用荷重計測システム
１１ 設置面
２ ベッド
２３ 脚
３ ベッド用荷重センサ
３１ マスタ
３２ スレーブ
４４ スロープ
４５ 立上げ面
４６ 脚載せ面
４９ バッテリ
５ 起歪部
５１３ 支持面
５３ 第一起歪部
５４ 第二起歪部
５５ 仮想平面
６ ひずみセンサ
７ 制御部
９ 外部制御装置（外部装置）

Claims (9)

1. ベッドの脚が載る脚載せ面と、
   設置面に対向する支持面を有し、前記設置面に前記支持面が接触した状態で前記脚載せ面に対して荷重が加わると、少なくとも一部でひずみが生じるように構成された複数の起歪部と、
   前記起歪部に生じた前記ひずみを検出するひずみセンサと、
   を備え、
   前記複数の起歪部は、
   前記脚載せ面に対応する位置にある第一起歪部と、
   前記第一起歪部の周囲にある少なくとも三つの第二起歪部と、
   を有し、
   前記第一起歪部の前記支持面は、前記第二起歪部の前記支持面を含む仮想平面よりも下方に位置している、
   ベッド用荷重センサ。
2. 前記第二起歪部を四つ備える、
   請求項１記載のベッド用荷重センサ。
3. 前記脚載せ面に隣接するスロープを更に備え、
   前記スロープの上面は、平面視において前記脚載せ面に近付くに従って、上方に位置するように、前記脚載せ面に対して傾斜し、かつ前記スロープの上面の上端が前記脚載せ面と同じ高さ位置か又は前記脚載せ面よりも上方に位置している、
   請求項１又は請求項２記載のベッド用荷重センサ。
4. 前記脚載せ面に対して周囲から立ち上がる立上げ面を更に備える、
   請求項１～３のいずれか一項に記載のベッド用荷重センサ。
5. 前記第一起歪部に対応する前記ひずみセンサにより取得された情報のみを、生体測定用の情報として用いる制御部を更に備える、
   請求項１～４のいずれか一項に記載のベッド用荷重センサ。
6. 前記ひずみセンサを保護する防水カバーを更に備える、
   請求項１～５のいずれか一項に記載のベッド用荷重センサ。
7. 請求項１～６のいずれか一項に記載のベッド用荷重センサを複数備えたベッド用荷重計測システムであって、
   前記複数のベッド用荷重センサは、
   前記複数のベッド用荷重センサのうちの一の前記ベッド用荷重センサであるマスタと、
   前記複数のベッド用荷重センサのうちの他の前記ベッド用荷重センサであり、前記マスタに対して無線通信によって通信可能に接続された複数のスレーブと、
   を備える、
   ベッド用荷重計測システム。
8. 前記マスタは、外部装置に対して通信可能に構成されている、
   請求項７記載のベッド用荷重計測システム。
9. 前記スレーブは、
   前記ひずみセンサから入力された情報を処理するスレーブ用制御部と、
   前記スレーブ用制御部に対して電力を供給するバッテリと、
   を有する、
   請求項７又は請求項８に記載のベッド用荷重計測システム。

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