JP6857576B2 - 身体支持装置 - Google Patents
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Description
(1)本発明の一態様に係る身体支持装置は、起歪体と、前記起歪体に配置された荷重センサと、前記起歪体を挟む第1部材および第2部材と、を備え、前記起歪体には、前記第1部材または前記第2部材に向けて突出する第1凸部が設けられている。
ところで、身体支持装置が第1凸部を備えない場合には、第1部材が起歪体に荷重を伝達したり、第2部材が起歪体からの荷重を受け止めたりするため、起歪体や第1部材、第2部材それぞれの端面が全周にわたって互いに突き合わされる。この場合、起歪体や第1部材、第2部材の端面の面粗さや平面度に、例えば各部材の製造誤差などに基づくばらつきが生じていると、第1部材から起歪体に伝達される荷重が同一であっても、起歪体のセンサ領域に生じる歪みに、位置ごとにばらつきが生じるおそれがある。しかしながら、この身体支持装置は第1凸部を備えている。したがって、仮に前述のような製造誤差に基づいて各部材の端面の形状に多少のばらつきが生じていても、その影響を受けることなく、第1部材からの荷重などを、第1凸部を介して起歪体のセンサ領域に伝達することができる。これにより、起歪体のセンサ領域を、荷重の大きさに応じて精度良く歪ませることが可能になり、荷重センサによる検出精度を確実に向上させることができる。
ところで、身体支持装置が第2凸部を備えない場合には、第1部材が起歪体に荷重を伝達したり、第2部材が起歪体からの荷重を受け止めたりするため、起歪体や第1部材、第2部材それぞれの端面が全周にわたって互いに突き合わされる。この場合、起歪体や第1部材、第2部材の端面の面粗さや平面度に、例えば各部材の製造誤差などに基づくばらつきが生じていると、第1部材から起歪体に伝達される荷重が同一であっても、起歪体のセンサ領域に生じる歪みに、位置ごとにばらつきが生じるおそれがある。しかしながら、この身体支持装置は第2凸部を備えている。したがって、仮に前述のような製造誤差に基づいて各部材の端面の形状に多少のばらつきが生じていても、その影響を受けることなく、第1部材からの荷重などを、第2凸部を介して起歪体のセンサ領域に伝達することができる。これにより、起歪体のセンサ領域を、荷重の大きさに応じて精度良く歪ませることが可能になり、荷重センサによる検出精度を確実に向上させることができる。
ところで、身体支持装置がスペーサを備えない場合には、第1部材が起歪体に荷重を伝達したり、第2部材が起歪体からの荷重を受け止めたりするため、起歪体や第1部材、第2部材それぞれの端面が全周にわたって互いに突き合わされる。この場合、起歪体や第1部材、第2部材の端面の面粗さや平面度に、例えば各部材の製造誤差などに基づくばらつきが生じていると、第1部材から起歪体に伝達される荷重が同一であっても、起歪体のセンサ領域に生じる歪みに、位置ごとにばらつきが生じるおそれがある。しかしながら、この身体支持装置はスペーサを備えている。したがって、仮に前述のような製造誤差に基づいて各部材の端面の形状に多少のばらつきが生じていても、その影響を受けることなく、第1部材からの荷重などを、スペーサを介して起歪体のセンサ領域に伝達することができる。これにより、起歪体のセンサ領域を、荷重の大きさに応じて精度良く歪ませることが可能になり、荷重センサによる検出精度を確実に向上させることができる。
ところで、身体支持装置が荷重伝達体を備えない場合には、第1部材が起歪体に荷重を伝達したり、第2部材が起歪体からの荷重を受け止めたりするため、起歪体や第1部材、第2部材それぞれの端面が全周にわたって互いに突き合わされる。この場合、起歪体や第1部材、第2部材の端面の面粗さや平面度に、例えば各部材の製造誤差などに基づくばらつきが生じていると、第1部材から起歪体に伝達される荷重が同一であっても、起歪体のセンサ領域に生じる歪みに、位置ごとにばらつきが生じるおそれがある。しかしながら、この身体支持装置は荷重伝達体を備えている。したがって、仮に前述のような製造誤差に基づいて各部材の端面の形状に多少のばらつきが生じていても、その影響を受けることなく、第1部材からの荷重などを、荷重伝達体を介して起歪体のセンサ領域に伝達することができる。これにより、起歪体のセンサ領域を、荷重の大きさに応じて精度良く歪ませることが可能になり、荷重センサによる検出精度を確実に向上させることができる。
以下、図1から図7を参照し、本発明の第1実施形態に係る身体支持装置10を備える情報提供システム1を説明する。図1は、情報提供システム1のシステム構成の例を示す図である。情報提供システム1は、病院や介護施設のように医療または介護の対象となる者(以下「使用者P」という。)が滞在(入院を含む)または居住する施設に設けられる。情報提供システム1は、例えば、医療環境下(介護環境下を含む)において利用することができる。使用者P(施設利用者)には、患者や被介護者が含まれる。情報提供システム1は、監視者(従業者)に対して情報を提供する。監視者とは、使用者Pに対して医療または介護を行う者である。
ベッドサイド端末2は、使用者Pが滞在または居住する居室に設置される。例えば、一台のベッドサイド端末2は、一人の使用者Pに対応付けられる。ベッドサイド端末2の表示部に情報が表示されることによって、使用者Pおよび監視者に対する情報の提供が行われる。ベッドサイド端末2は、身体支持装置10に備えられたセンサユニット34(荷重センサ36)と接続されたり、ネットワークを介してサーバ3等に接続されたりしている。
基体筒21およびねじシャフト22は、アクチュエータ20の長軸方向Dに延びる。ねじシャフト22は、基体筒21に挿入されている。ねじシャフト22における長軸方向Dの第1端部は、基体筒21に回転可能に支持されている。ねじシャフト22の第1端部には、細径部28が設けられている。
作動体24は、雌ねじ部材23に固定されている。これにより、作動体24は、ねじシャフト22の長軸方向Dに進退可能とされている。
第1部材26は、ねじシャフト22に接続されている。第1部材26は、ラジアル軸受25と同軸の筒状に形成され、ねじシャフト22の第1端部を外側から覆っている。第1部材26は、ラジアル軸受25の外輪31からの荷重を受ける。第1部材26は、ラジアル軸受25の内輪30に非接触である。
起歪体35には、支持台11上の使用者Pの荷重の少なくとも一部が作用する。起歪体35には、支持台11からアクチュエータ20に作用する荷重が伝達される。起歪体35は、第1部材26と第2部材27との間に配置されている。起歪体35は、長軸方向Dに延びる筒状に形成され、第1部材26と第2部材27との間に長軸方向Dに挟まれている。起歪体35は、ねじシャフト22の第1端部を外側から覆う。なお起歪体35は、円筒状に限られず、例えば角筒状などであってもよい。
起歪体35から第1部材26に向けて突出する第1凸部46は、第1荷重伝達体39aを形成する。起歪体35から第2部材27に向けて突出する第1凸部46は、第2荷重伝達体39bを形成する。
さらに、荷重伝達体39が、凹凸部42の凸部を形成していて、荷重伝達体39が配置されていない部分が凹部(空間部40)となっている。したがって、センサ領域35a以外に余分な荷重が伝達されるのを効果的に抑えることが可能になり、荷重センサ36による検出精度をより向上させることができる。
次に、本発明に係る第2実施形態の身体支持装置50を、図8を参照して説明する。
なお、この第2実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
次に、本発明に係る第3実施形態の身体支持装置60を、図9を参照して説明する。
なお、この第3実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
このような身体支持装置60によれば、荷重伝達体39(スペーサ48)が、起歪体35や第1部材26、第2部材27とは別部材により形成されているので、例えば、個々の部材の形状の単純化を図ることが可能になり、個々の部材を簡便に形成し易くすることができる。
次に、本発明に係る第4実施形態から第7実施形態の身体支持装置80、90、100、110を、図10から図13を参照して説明する。
なお、これらの第4実施形態から第7実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
図11に示すように、第5実施形態の身体支持装置90では、荷重伝達体39が、長軸方向Dの外側に向けて突となる等脚台形状に形成されている。前記等脚台形では、長軸方向Dの外側に位置する上底が、長軸方向Dの内側(起歪体35側)に位置する下底よりも周方向に短い。荷重伝達体39の周方向の両側面は、長軸方向Dに対して、互いに反対方向に傾斜する傾斜面となっている。
図13に示すように、第7実施形態の身体支持装置110では、荷重伝達体39が、長軸方向Dの外側に向けて突となる三角形状に形成されている。
次に、本発明に係る第8実施形態および第9実施形態の身体支持装置120、130を、図14および図15を参照して説明する。
なお、これらの第8実施形態および第9実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
図14に示すように、第8実施形態の身体支持装置120では、荷重伝達体39が、長軸方向Dの内側に向けて突となる等脚台形状に形成されている。前記等脚台形では、長軸方向Dの外側に位置する上底が、長軸方向Dの内側(起歪体35側)に位置する下底よりも周方向に長い。荷重伝達体39の周方向の両側面は、長軸方向Dに対して、互いに反対方向に傾斜する傾斜面となっている。
図15に示すように、第9実施形態の身体支持装置130では、第8実施形態の身体支持装置120に対して、荷重伝達体39の両側面が曲面状に形成されている点で異なっている。
次に、本発明に係る第10実施形態の身体支持装置140を、図16を参照して説明する。
なお、これらの第10実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
次に、本発明に係る第11実施形態の身体支持装置150を、図17および図18を参照して説明する。
なお、これらの第11実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
次に、本発明に係る第12実施形態および第13実施形態の身体支持装置160、170を、図19および図20を参照して説明する。
なお、これらの第12実施形態および第13実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
図19に示すように、第12実施形態に係る身体支持装置160では、空間部40が、周方向に長い矩形状に形成されている。
図20に示すように、第13実施形態に係る身体支持装置170では、空間部40が、周方向に長い楕円形状に形成されている。
次に、本発明に係る第14実施形態の身体支持装置70を、図21を参照して説明する。
なお、この第14実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
4つの脚部材71それぞれの起歪体35(センサユニット34)の上下方向の位置(高さ位置)は、互いに同等とされている。各センサユニット34における荷重センサ36は、共通の演算制御部37に接続されている。演算制御部37は、各荷重センサ36(センサユニット34)の検出結果に基づいて、例えば支持台11上の使用者Pの体重や体動、状態(姿勢)等を推定することができる。
前記実施形態では、荷重伝達体39が、荷重センサ36と周方向に同等の大きさに形成され、荷重センサ36と周方向に同等の位置に配置されているが、本発明はこれに限られない。例えば、荷重伝達体39が、荷重センサ36よりも周方向に小さくてもよく大きくてもよい。また、荷重伝達体39が、荷重センサ36に対して周方向にずらされて配置されていてもよい。荷重伝達体39の周方向に沿う位置と荷重センサ36の周方向に沿う位置との少なくとも一部が互いに重複した他の形態に適宜変更することが可能である。
この検証試験では、比較例および実施例の2つのアクチュエータを準備した。比較例のアクチュエータは、図1から図7に示す身体支持装置10を形成するアクチュエータ20と比べて荷重伝達体39がなく、起歪体35、第1部材26および第2部材27の各端面が直接、突き合わされている。実施例のアクチュエータは、図1から図7に示す身体支持装置10を形成するアクチュエータ20と同様の構成である。
比較例では、ゼロバランス(検証試験開始前の0N負荷時の出力)が0.98Vであり、7000N負荷時の出力が3.45Vであり、定格出力(検証試験開始前の0N負荷時の出力と7000N負荷時の出力との差異、スパン)が2.47Vであり、絶対値が最大となるリニアリティーが9.41%である。
実施例では、ゼロバランスが0.99Vであり、7000N負荷時の出力が3.66Vであり、定格出力(スパン)が2.67Vであり、絶対値が最大となるリニアリティーが−1.87%である。
11 支持台
20 アクチュエータ
26 第1部材
27 第2部材
35 起歪体
36 荷重センサ
39 荷重伝達体
46 第1凸部
47 第2凸部
48 スペーサ
P 使用者
Claims (6)
- 起歪体と、
前記起歪体に配置された荷重センサと、
前記起歪体を挟む第1部材および第2部材と、
を備え、
前記荷重センサは、前記第1部材または前記第2部材から前記起歪体に荷重が作用するとき、前記起歪体のうち、他の領域よりも集中して荷重を作用させる第1の範囲に配置され、
前記荷重センサは、前記起歪体、前記第1部材、前記第2部材の何れかに設けられた凸部と同数設けられ、
前記荷重センサの周方向の長さは、前記起歪体、前記第1部材、前記第2部材の何れかに設けられた凸部の周方向の長さと同等であり、
前記起歪体および前記荷重センサが内蔵されたアクチュエータを更に備え、
前記アクチュエータは、基体筒、前記基体筒に挿入されたシャフト、前記シャフトに螺合された雌ねじ部材、前記雌ねじ部材に固定された作動体、および、前記シャフトの細径部に配置されたラジアル軸受を含み、
前記第1部材は、前記シャフトの外縁を囲み、
前記ラジアル軸受は、前記シャフトの一部の荷重を受ける内輪、前記内輪より外側に配置された外輪、および、前記内輪と前記外輪の間に設けられた転動体を含む、身体支持装置。 - 前記起歪体には、前記第1部材または前記第2部材に向けて突出する第1凸部が設けられており、
前記第1凸部の長軸方向の高さは0.05mm以上である、請求項1記載の身体支持装置。 - 前記第1部材および前記第2部材の少なくとも一方には、前記起歪体に向けて突出する第2凸部が設けられている請求項1または請求項2記載の身体支持装置。
- 前記起歪体と前記第1部材との間、および前記起歪体と前記第2部材との間のうちの少なくとも一方に配置されたスペーサと、を備える請求項1記載の身体支持装置。
- 前記起歪体は筒状であり、
前記起歪体の上部または下部に前記第1凸部が設けられ、
前記起歪体の側面のうち、前記第1凸部に対応する位置に前記荷重センサが配置されることを特徴とする請求項2記載の身体支持装置。 - 前記起歪体の外側側面は、前記アクチュエータの長軸方向に沿って直線的に延び、
前記荷重センサは、前記凸部よりも外側にある、請求項1〜5のいすれか1つに記載の身体支持装置。
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