JP5435785B2 - Load sensor for bedding - Google Patents
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本発明は、マットレスや敷布団などの敷寝具の下面に敷き、敷寝具上の人の有無を検知するための荷重センサーに関する。 The present invention relates to a load sensor that is laid on the underside of a mattress such as a mattress or mattress and detects the presence or absence of a person on the mattress.
この種の荷重センサーは、一般的に、薄いシート状の加圧変化に対して電気抵抗値が連続変化する導電ゴム等からなるセンサーシートが利用される。このような荷重センサーは、センサーシートに分散した圧力がかかると圧力に対応した電気抵抗値をとるので、この電気抵抗値を電気的な出力値に変換して荷重の変化を検知するものである。 As this type of load sensor, a sensor sheet made of conductive rubber or the like whose electric resistance value continuously changes in response to a change in pressure of a thin sheet is generally used. Since such a load sensor takes an electric resistance value corresponding to the pressure when a distributed pressure is applied to the sensor sheet, the electric resistance value is converted into an electric output value to detect a change in load. .
ところで、このような荷重センサーは、マットレスなどの敷寝具の下に敷かれるので、敷寝具の重みと、敷寝具上の人の重みを両方検知することとなるが、敷寝具の重さは種々あるのでそのために人が載っているかどうかの閾値を定めるための微調整が必要になる。また、センサーシートの電気抵抗値が周囲温度で微妙に変化するので温度に合わせて微調整が必要となる。さらに、センサーシートは敷寝具の重さを常時受けているので、人の荷重が無くなった時、復帰が遅くなり、長期間安定使用が出来ないという問題もある。
本発明は、このような問題に鑑みて、敷寝具の下面に敷く荷重センサーにおいて、敷寝具の荷重がセンサーシートに常時加わることを防止し、さらに、敷寝具の重さや温度変化による微調整を不要にすることを課題とする。
By the way, since such a load sensor is laid under a mattress or other bedclothes, it detects both the weight of the bedclothes and the weight of a person on the bedclothes. Because of this, fine adjustment is necessary to determine the threshold value for whether or not a person is on board. Further, since the electrical resistance value of the sensor sheet slightly changes depending on the ambient temperature, fine adjustment is required according to the temperature. Further, since the sensor sheet always receives the weight of the bedclothes, there is a problem that when the human load is lost, the return is delayed and the stable use cannot be performed for a long time.
In view of such problems, the present invention prevents the load of the bedclothes from being constantly applied to the sensor sheet in the load sensor laid on the lower surface of the bedclothes, and further makes fine adjustments due to changes in the weight and temperature of the bedclothes. The problem is to make it unnecessary.
上記課題を解決するために、本発明は次のような構成を有する。
請求項１に記載の発明は、マットレス・敷布団などの敷寝具の下面に敷いて荷重を検知する敷寝具用荷重センサーにおいて、加圧により電気抵抗値が変化するシート体からなるセンサーシートと、前記センサーシートの上面側を覆う薄い板体からなるカバープレートと、前記カバープレート上面にかかる荷重が所定値以下である場合には前記センサーシートに荷重がかからないように、前記カバープレートを前記センサーシートに対して接触又は浮いた状態で保持するとともに、前記カバープレートにかかる荷重が前記所定値を超えた場合には前記カバープレートが前記センサーシートに接触して前記センサーシートに荷重がかかるように前記カバープレートを支持する、前記荷重により変形する弾性体からなる支持部材とを有するものである。そして、前記センサーシートは、間隔を空けて配置される複数の帯状体からなり、少なくとも一組の帯体同士の間に前記支持部材が設けられる。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
The invention according to
請求項２に記載の発明は、前記敷寝具用荷重センサーにおいて、前記センサーシートの下面側を覆う薄い板体からなるベースプレートを有するものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の敷寝具用荷重センサーにおいて、前記カバープレートと前記ベースプレートは可撓性を有するものであって、対向する２辺において互いに連結され、前記センサーシートは前記カバープレートと前記ベースプレートに間に挟持されるものである。
According to a second aspect of the present invention, the load sensor for bedding includes a base plate made of a thin plate that covers a lower surface side of the sensor sheet.
The invention according to claim 3 is the load sensor for bedding according to
請求項１に記載の発明は、一定荷重以下の場合、センサーシートには荷重がかからないので電気抵抗値の変化はなく、一定荷重を超えて初めて荷重による電気抵抗値の変化が開始される。例えば、マットレスの重量が５ｋｇ〜２０ｋｇの幅を有し、この荷重がすべてかかるものと仮定して、検知対象者の最低体重を３５ｋｇであるものとすると、上記一定荷重を４０ｋｇとしておけば、もっとも重いマットレスを使用した場合でも２０ｋｇ以上のものが加わらない限り、電気抵抗値は変化しない。即ち、使用する敷寝具の重量に幅があっても、抵抗値の変化が生じたかどうかを検知すればよいので、マットレスの重量に応じた微調整などを行う必要が無い。また、センサーシートは通常は荷重がかからない状態に保持されるので、劣化が少なく、製品寿命を延ばすことができる。そして、センサーシートを帯状として間隔を空けて配置することで、間に支持部材を配置でき、また、センサーシートの総面積が少なくなるので製作コストの低減を図ることができる。
According to the first aspect of the present invention, when the load is equal to or less than a certain load, the sensor sheet is not loaded. Therefore, there is no change in the electric resistance value. For example, assuming that the weight of the mattress is 5 kg to 20 kg and that this load is applied, assuming that the minimum body weight of the person to be detected is 35 kg, if the constant load is 40 kg, Even when a heavy mattress is used, the electrical resistance value does not change unless a weight of 20 kg or more is added. That is, even if there is a range in the weight of the bedclothes to be used, it is only necessary to detect whether or not the resistance value has changed, so there is no need to make fine adjustments according to the weight of the mattress. Further, since the sensor sheet is normally held in a state where no load is applied, there is little deterioration and the product life can be extended. Then, by arranging the sensor sheet in a strip shape and spaced apart from each other, the support member can be arranged therebetween, and the total area of the sensor sheet is reduced, so that the manufacturing cost can be reduced.
請求項２に記載の発明は、ベースプレートを有することで、マットレスの下面が柔らかい床面などであっても、センサーシートが安定した状態で支持されるので、センサーシートの検知動作を安定させることができる。
請求項３に記載の発明は、カバープレートとベースプレートとの対向する２辺において互いに連結し、センサーシートを間に狭持することで、カバープレートとベースプレートにより極めて扁平な筒体が形成され、カバープレートとベースプレートとが可撓性を有することで、カバープレート上面に荷重がかかると、当該筒体の上下方向が縮まり、前記対向する２辺が離れる方向に横に広がるように変形する。即ち、ベースプレートとカバープレート同士が安定して近づいたり離れたりする構造を簡易に実現することができる。
Since the sensor sheet is supported in a stable state even if the lower surface of the mattress is a soft floor surface, the detection operation of the sensor sheet can be stabilized by having the base plate. it can.
According to the third aspect of the present invention, the cover plate and the base plate are connected to each other on the two opposing sides, and the sensor sheet is sandwiched between the cover plate and the base plate to form an extremely flat cylindrical body. Due to the flexibility of the plate and the base plate, when a load is applied to the upper surface of the cover plate, the vertical direction of the cylindrical body contracts and deforms so as to spread laterally in the direction in which the two opposing sides are separated. That is, it is possible to easily realize a structure in which the base plate and the cover plate approach and move away stably.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に本実施の形態に係る敷寝具用荷重センサーＸの平面図を示し、図２に図１のＡ−Ａ拡大断面図を示す。敷寝具用荷重センサーＸは、センサーシート１０、カバープレート２０、ベースプレート３０、支持部材４０を有する。
センサーシート１０は、導電ゴムからなる薄いシート体であり細長い短冊状のものが２枚並列に間を空けて配置される。センサーシート１０は圧縮することで電気抵抗値が小さくなるものであり、外部に配線を介してプラグ１０ａにより接続される。このプラグ１０ａが図示しない測定機器に接続され、一定以下の電気抵抗値を境に、２種類の通知信号が発せられるようになっている。
カバープレート２０、ベースプレート３０は同じ長方形状を有する薄い可撓性を有する合成樹脂板により形成される。ベースプレート３０上には前記センサーシート１０が下面を固定され支持される。カバープレート２０はベースプレートとともに前記センサーシート１０を挟持するようにカバープレート２０の上面に重なるように配置される。カバープレート２０とベースプレート３０は対向する一組の辺が互いに長尺の金具２１により固定されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a plan view of a load sensor X for a bedding according to the present embodiment, and FIG. 2 shows an AA enlarged cross-sectional view of FIG. The bedding load sensor X includes a
The
The
支持部材４０は、２つの圧縮ばねにより構成される。支持部材４０は、カバープレート２０下面と、ベースプレート３０の上面を支持するように、２枚のセンサーシート１０の間部分に設けられる。支持部材４０を構成する圧縮ばねは、伸びた状態ではカバープレート２０がセンサーシート１０に接触しないような高さを有するとともに、最も縮んだ状態ではセンサーシート１０の厚さよりも低くなるものが採用される。また、ここでは、この圧縮ばねの強さとして、１０Kｇ以上の荷重がかかった場合に縮んでカバーシート２０がセンサーシート１０の接触しセンサーシート１０に荷重がかかる程度の強さのものが採用される。なお、ここでは敷寝具の両端側が床面に接地し、敷寝具からカバーシートにかかる荷重は３ｋｇ程度と想定している。この圧縮ばねの強さは、検知する対象者の平均体重や、想定される敷寝具の重さや床面との接地状態によって適宜変更される。
The
以上のような構成を有する敷寝具用荷重センサーＸの使用方法及び動作について説明する。使用者は、図３（ａ）に示すように、マットレスなどの敷寝具Ｍの下面のほぼ中央に敷寝具用荷重センサーＸを敷く、この際、敷き寝具の上側と下側の下面には、敷寝具用荷重センサーＸとほぼ同じ厚さのマットなどを引くことが望ましい。さらに、プラグ１０ａを図示しない測定機器に接続する。この状態では、敷寝具上に人が載っていないので、センサーシート１０ａには荷重がかからず、センサーシート１０ａは最大の抵抗値をとることになる。ここで、人が敷寝具上に載ると図３（ｂ）に示すように支持部材４０が縮み、カバープレート２０がセンサーシート１０ａを押圧してセンサーシート１０ａの抵抗値が小さくなるので、測定機器によりこの抵抗値の変化を検知することで人が載っていることを知ることができる。なお、荷重がさらに大きくなった場合は、図３（ｃ）に示すようにセンサーシート１０全面がカバープレート２０に押圧されるが、支持部材４０が最も縮んだ状態となりセンサーシート１０が取り得る最低の抵抗値となる。このような動作を行う敷寝具用荷重センサーＸの荷重と抵抗値の関係を図４のグラフに示す。なお、点線に示すものはセンサーシートのみの場合の抵抗値変化である。荷重が０からセンサーシート１０に荷重がかかり始める閾値の荷重であるＡ点までは、センサーシート１０の抵抗値は最大値であり一定である。そして、Ａ点から支持部材４０がもっとも縮んだ状態となる荷重であるＢ点までは荷重の大きさに従って抵抗値が小さくなっていく。その後、Ｂ点を越えると支持部材４０によりセンサーシート１０の抵抗値は最低値となり一定になる。点線で表される従来のセンサーシートのみの抵抗値変化は、滑らかに変化していくので人が載っているかどうかを定める閾値の設定が困難であり、また、温度変化や敷寝具の重さにより調整が必要となるが、本敷寝具用荷重センサーＸでは、Ａ点から明確に抵抗値の変化が始まるので、簡易に閾値の設定をすることが可能となる。また、人が載っていないところでは、センサーシート１０に荷重がかからず、また、体重の重い人が載っていても一定以上の荷重は支持部材４０が受けてセンサーシート１０は一定以上圧縮されることがないので、センサーシート１０が劣化しにくいという利点も有する。
The usage method and operation | movement of the load sensor X for bedding which has the above structures are demonstrated. As shown in FIG. 3 (a), the user lays a bedclothing load sensor X almost at the center of the lower surface of the bedclothes M such as a mattress. At this time, on the upper and lower lower surfaces of the bedclothes, It is desirable to pull a mat having the same thickness as the load sensor X for bedding. Further, the
なお、上記実施形態では支持部材４０として圧縮バネを用いたが、薄板バネ、弾性ゴム、空気バネなど種々の弾性体を採用することができる。また、支持部材を設ける位置として、上記実施形態に示すような中央位置のほか、カバープレート２０とベースプレート３０との接合部近傍など、カバープレート２０を上方に持ち上げるように作用する位置であれば適宜変更可能である。
In the above embodiment, a compression spring is used as the
Ｘ 敷寝具用荷重センサー
１０ センサーシート
２０ カバープレート
３０ ベースプレート
４０ 支持部材
X
Claims (3)
加圧により電気抵抗値が変化するシート体からなるセンサーシートと、
前記センサーシートの上面側を覆う薄い板体からなるカバープレートと、
前記カバープレート上面にかかる荷重が所定値以下である場合には前記センサーシート
に荷重がかからないように、前記カバープレートを前記センサーシートに対して接触又は
浮いた状態で保持するとともに、前記カバープレートにかかる荷重が前記所定値を超えた
場合には前記カバープレートが前記センサーシートに接触して前記センサーシートに荷重
がかかるように前記カバープレートを支持する、前記荷重により変形する弾性体からなる
支持部材と
を有する敷寝具用荷重センサーであって、
前記センサーシートは、間隔を空けて配置される複数の帯状体からなり、少なくとも一
組の帯体同士の間に前記支持部材が設けられるものである
敷寝具用荷重センサー。 It is a sensor that detects the load by laying on the underside of mattress, mattress, etc.
A sensor sheet made of a sheet body whose electrical resistance value changes by pressurization;
A cover plate made of a thin plate covering the upper surface side of the sensor sheet;
When the load applied to the upper surface of the cover plate is a predetermined value or less, the cover plate is held in contact with or suspended from the sensor sheet so that no load is applied to the sensor sheet. When the load exceeds the predetermined value, the cover plate supports the cover plate such that the cover plate comes into contact with the sensor sheet and the load is applied to the sensor sheet. a load sensor for laying bedding with a door,
The sensor sheet is composed of a plurality of strips arranged at intervals, and at least one
A load sensor for bedclothes , wherein the support member is provided between a pair of belts .
請求項１に記載の敷寝具用荷重センサー。 The load sensor for bedding according to claim 1, further comprising a base plate made of a thin plate that covers a lower surface side of the sensor sheet.
辺において互いに連結され、前記センサーシートは前記カバープレートと前記ベースプレ
ートに間に挟持されるものである請求項２に記載の敷寝具用荷重センサー。 The cover plate and the base plate have flexibility and are opposed to each other.
The bedding load sensor according to claim 2, wherein the sensor sheets are connected to each other at a side, and the sensor sheet is sandwiched between the cover plate and the base plate.
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