JP6857576B2 - 身体支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、身体支持装置に関する。

従来から、下記特許文献１、２に記載されたような、荷重を検出するセンサユニットを内蔵したアクチュエータが知られている。このアクチュエータは、ベッド等の身体支持装置に用いられる。

特許第５１１６１４７号公報 特許第５４３５５９８号公報

しかしながら、前記従来のアクチュエータでは、荷重を精度良く検出することについて改善の余地がある。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、荷重を精度良く検出することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
（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。

この場合、起歪体に第１凸部が設けられている。したがって、例えば、第１部材から起歪体に伝達された荷重が第２部材によって受け止められるときに、この荷重を、第１凸部を介して、起歪体において荷重センサが配置された領域（以下、「センサ領域」という。）に集中して作用させること等ができる。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向上させることができる。
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。

（２）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。

この場合、第１部材および第２部材の少なくとも一方に第２凸部が設けられている。したがって、例えば、第１部材から起歪体に伝達された荷重が第２部材によって受け止められるときに、この荷重を、第２凸部を介して、起歪体において荷重センサが配置された領域（以下、「センサ領域」という。）に集中して作用させること等ができる。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。

（３）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、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。

この場合、身体支持装置がスペーサを備える。したがって、例えば、第１部材から起歪体に伝達された荷重が第２部材によって受け止められるときに、この荷重を、スペーサを介して、起歪体において荷重センサが配置された領域（以下、「センサ領域」という。）に集中して作用させること等ができる。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。

（４）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、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に、前記起歪体において前記荷重センサが配置された領域に、他の領域よりも集中して荷重を作用させる荷重伝達体と、を備える。

この場合、第１部材または第２部材から起歪体に荷重が作用するときに、荷重伝達体が、起歪体において荷重センサが配置された領域（以下、「センサ領域」という。）に、他の領域よりも集中して荷重を作用させる。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。

（５）上記（１）から（４）に係る身体支持装置では、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る構成を採用してもよい。

この場合、起歪体および荷重センサ（以下、「センサユニット」という。）がアクチュエータに内蔵されている。したがって、身体支持装置にセンサユニットを設置するときに、センサユニットをアクチュエータと一体に設置することができる。これにより、例えば、センサユニットがアクチュエータに内蔵されていない場合に比べて、身体支持装置を組み立て易くすること等ができる。

本発明の上記各態様によれば、荷重を精度良く検出することができる。

本発明の第１実施形態に係る身体支持装置を備える情報提供システムのシステム構成の例を示す図である。 図１に示す情報提供システムを構成する身体支持装置の側面図である。 図２に示す身体支持装置から使用者が離床した状態を示す側面図である。 図２に示す身体支持装置を構成するアクチュエータの断面図である。 図４に示すアクチュエータに内蔵されたセンサユニットを含む要部の側面図である。 図５に示すセンサユニットの平面図である。 図５に示すセンサユニットが備える荷重センサを説明する側面図である。 本発明の第２実施形態に係る身体支持装置を構成するセンサユニットを含む要部の側面図である。 本発明の第３実施形態に係る身体支持装置を構成するセンサユニットを含む要部の側面図である。 本発明の第４実施形態に係る身体支持装置を構成するセンサユニットを含む要部の側面図である。 本発明の第５実施形態に係る身体支持装置を構成するセンサユニットを含む要部の側面図である。 本発明の第６実施形態に係る身体支持装置を構成するセンサユニットを含む要部の側面図である。 本発明の第７実施形態に係る身体支持装置を構成するセンサユニットを含む要部の側面図である。 本発明の第８実施形態に係る身体支持装置を構成するセンサユニットを含む要部の側面図である。 本発明の第９実施形態に係る身体支持装置を構成するセンサユニットを含む要部の側面図である。 本発明の第１０実施形態に係る身体支持装置を構成するセンサユニットを含む要部の側面図である。 本発明の第１１実施形態に係る身体支持装置を構成するセンサユニットを含む要部の側面図である。 図１７に示すセンサユニットの平面図である。 本発明の第１２実施形態に係る身体支持装置を構成するセンサユニットを含む要部の側面図である。 本発明の第１３実施形態に係る身体支持装置を構成するセンサユニットを含む要部の側面図である。 本発明の第１４実施形態に係る身体支持装置の分解斜視図である。 検証試験における比較例のアクチュエータについての荷重の大きさとセンサユニットの出力との関係を示すグラフである。 検証試験における比較例のアクチュエータについての荷重の大きさとセンサ出力のリニアリティーとの関係を示すグラフである。 検証試験における実施例のアクチュエータについての荷重の大きさとセンサユニットの出力との関係を示すグラフである。 検証試験における実施例のアクチュエータについての荷重の大きさとセンサ出力のリニアリティーとの関係を示すグラフである。

（第１実施形態）
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。

情報提供システム１は、サーバ３、共用端末４、複数台の移動端末５、複数台のベッドサイド端末２および複数台の身体支持装置１０を備える。
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。

サーバ３と他の各装置とは、有線通信または無線通信により通信可能に接続されている。サーバ３と他の各装置との間の通信経路は、一部または全部が共通であってもよいし、それぞれ独立していてもよい。サーバ３は、通信可能な情報処理装置を用いて構成される。サーバ３は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processor Unit）、メモリおよび補助記憶装置を備える。サーバ３は、専用プログラムを実行することによって動作する。サーバ３は、例えば、電子カルテデータを記憶する。サーバ３は、他の装置からの要求に応じて、自装置が記憶する電子カルテデータを要求元の装置に送信する。

共用端末４は、通信可能な情報処理装置を用いて構成される。共用端末４は、通信経路を介してサーバ３と通信可能である。共用端末４は、バスで接続されたＣＰＵ、メモリおよび補助記憶装置を備える。共用端末４は、共用端末プログラムを実行することによって動作する。共用端末４は、例えばナースステーションやＷＯＣ看護師の待機室のように監視者が１名以上待機する場所に設置される。

移動端末５は、携帯可能であり通信可能な情報処理装置を用いて構成される。移動端末５は、スマートフォン、携帯電話機、タブレット端末、携帯可能な専用端末等の装置を用いて構成されてもよい。移動端末５は、通信経路を介してサーバ３と通信可能である。移動端末５は、バスで接続されたＣＰＵ、メモリおよび補助記憶装置を備える。移動端末５は、例えば監視者によって携帯される。監視者は、移動端末５を操作することによって、自身が主に担当する使用者Ｐに関する情報、設備に関する情報または使用者Ｐの電子カルテデータを取得できる。

図２および図３に示すように、身体支持装置１０としては、例えばベッドや椅子などが挙げられる。ベッドとしては、例えばギャッチベッドが挙げられ、椅子としては、例えばリクライニングチェアが挙げられる。身体支持装置１０には、使用者Ｐが在床して横たわったり、上半身が起き上がった状態で座ったり、端座位姿勢をとったり、離床したりする。身体支持装置１０として、いわゆる介護リフトを採用することも可能である。

身体支持装置１０は、支持台１１と、架台１２と、を備える。支持台１１は、使用者Ｐを支持する。架台１２は、支持台１１を移動可能に支持する。架台１２は、例えば、支持台１１を昇降可能であったり、支持台１１の形態を変更可能であったりしてもよい。図示の例では、架台１２は、支持台１１を昇降可能に支持する。

なお、架台１２が支持台１１の形態を変更可能である場合であって、身体支持装置１０がギャッチベッドであるときには、架台１２は、支持台１１（寝台）の形態を、支持台１１がいわゆる背上げしたり脚上げしたりするように変更させることができる。身体支持装置１０がリクライニングチェアであるときには、架台１２は、支持台１１の形態を、座位姿勢の使用者Ｐを支持するいわゆるチェアポジションと、仰臥位姿勢の使用者Ｐを支持するいわゆるベッドポジションと、の間で変更させることができる。

架台１２は、ベースフレーム１３と、メインフレーム１４と、昇降機構１５と、を備える。ベースフレーム１３は、設置面９１上に配置される。メインフレーム１４は、ベースフレーム１３の上方に配置され、支持台１１に固定される。昇降機構１５は、ベースフレーム１３とメインフレーム１４との間に配置され、メインフレーム１４をベースフレーム１３に対して昇降させる。

昇降機構１５は、アクチュエータ２０を備える。図示の例では、アクチュエータ２０は、長軸方向Ｄに伸縮する直動アクチュエータであり、伸縮することで支持台１１（メインフレーム１４）を昇降させる。このように、アクチュエータ２０は、支持台１１の少なくとも一部（本実施形態では支持台１１の全体）を移動させる。またアクチュエータ２０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。アクチュエータ２０に作用する荷重は、使用者Ｐが支持台１１上に位置するとき（在床時）と、使用者Ｐが支持台１１上に位置しないとき（離床時）と、で変動する。

図４に示すように、アクチュエータ２０は、基体筒２１と、ねじシャフト２２（軸）と、雌ねじ部材２３と、作動体２４と、ラジアル軸受２５と、第１部材２６と、第２部材２７と、を備える。
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。

雌ねじ部材２３は、ねじシャフト２２に螺合されている。雌ねじ部材２３は、ねじシャフト２２のうち、長軸方向Ｄに沿って第１端部よりも第２端部側に位置する本体部分２９に螺合されている。
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。

ラジアル軸受２５は、ねじシャフト２２の細径部２８に配置されている。ラジアル軸受２５は、内輪３０と、外輪３１と、転動体３２と、を備える。内輪３０は、細径部２８に外側から嵌合され、ねじシャフト２２の本体部分２９からの荷重を受ける。
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。

第２部材２７は、基体筒２１における前記長軸方向Ｄの端部に固定され、ねじシャフト２２の第１端部を覆う。第２部材２７は、基体筒２１および作動体２４とともにアクチュエータ２０のケース３３（筐体）を形成する。ケース３３は、主に軽量化を目的として、例えば、アルミニウム等の軽金属や樹脂材料をはじめとする軽質材料によって形成することができる。

アクチュエータ２０では、作動体２４がメインフレーム１４に固定されるとともに第２部材２７がベースフレーム１３に固定され、または、第２部材２７がメインフレーム１４に固定されるとともに作動体２４がベースフレーム１３に固定されている。その結果、アクチュエータ２０の伸縮に伴って支持台１１が昇降する。

図４から図６に示すように、アクチュエータ２０には、センサユニット３４が内蔵されている。センサユニット３４は、起歪体３５と、荷重センサ３６と、を備える。
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。

荷重センサ３６は、起歪体３５に配置されている。荷重センサ３６は、起歪体３５の表面（図示の例では、外周面）に貼り付けられている。荷重センサ３６は、起歪体３５の周方向（以下、単に「周方向」という。）に同等の間隔をあけて複数配置されている。本実施形態では、荷重センサ３６は、起歪体３５に生じる歪みを電気信号に変換する歪みゲージにより形成されている。なお荷重センサ３６は、図示の例では、起歪体３５の外周面に貼り付けられているが、起歪体３５の内周面に貼り付けられていてもよい。

荷重センサ３６には、アクチュエータ２０の外部に配置された演算制御部３７が接続されている。演算制御部３７は、荷重センサ３６の検出信号に基づいて、起歪体３５に作用する荷重を算出する。なお、複数の荷重センサ３６が、演算制御部３７に並列に接続されていて、演算制御部３７が、複数の荷重センサ３６の各検出信号に基づいて、起歪体３５において荷重センサ３６が配置された領域（以下、「センサ領域３５ａ」という。）に作用する荷重の平均値を算出してもよい。この場合、演算制御部３７による前述の算出結果を、起歪体３５に作用する荷重とすることができる。

なお、演算制御部３７と荷重センサ３６とは、有線接続しても無線接続してもよい。有線接続する場合、図４に示すように、演算制御部３７と荷重センサ３６との間に、例えば、荷重センサ３６の検出信号を増幅する等の機能を有する回路基板３８を設けてもよい。また、回路基板３８を設けることに代えて、この回路基板３８の機能を演算制御部３７に具備させてもよい。演算制御部３７は、図示しないモータの駆動の制御や回転量の検出等に関する機能を更に有していてもよい。

前記アクチュエータ２０では、第１部材２６が、支持台１１と起歪体３５との間に配置され、第２部材２７が、起歪体３５を間に挟んで第１部材２６の反対側に配置されている。そして第１部材２６が、使用者Ｐの荷重を、作動体２４、雌ねじ部材２３、ねじシャフト２２およびラジアル軸受２５を介して支持台１１から起歪体３５に伝達し、第２部材２７が、起歪体３５に伝達された荷重を受け止める。

起歪体３５に荷重が作用すると、起歪体３５は長軸方向Ｄに圧縮されるとともに周方向に膨張し、前記荷重が解除されると、長軸方向Ｄに伸長（復元）するとともに周方向に収縮（復元）する。すなわち、起歪体３５は、この起歪体３５に作用する荷重に基づいて長軸方向Ｄに弾性変形する。この弾性変形に対応して荷重センサ３６が長軸方向Ｄや周方向にそれぞれ変形するため、この荷重センサ３６の変形量に対応する検出信号が演算制御部３７に送出され、演算制御部３７が荷重を測定することができる。

なお演算制御部３７は、測定した荷重が変動するときに、支持台１１上の使用者Ｐ（患者や被介護者）の姿勢が変更されて体動があったと判断することができる。さらに演算制御部３７は、荷重の変動の内容に基づいて、使用者Ｐの姿勢がどのように変更されたかを推定することができる。

また演算制御部３７は、例えば、使用者Ｐが横たわった状態から上半身を起こし始めたり、立ち上がろうとし始めたりしたときに、このことを監視者（看護師や介護者）に通知することができる。この場合、使用者Ｐの転倒の可能性を、例えばベッドサイド端末２を通して監視者に通知して、転倒の予防を図ることができる。なお演算制御部３７は、使用者Ｐが在床しているときの静的な荷重に基づいて、使用者Ｐの体重を測定したり姿勢を推定したりしてもよい。

図５および図６に示すように、身体支持装置１０は、荷重伝達体３９を更に備えている。荷重伝達体３９は、第１部材２６または第２部材２７から起歪体３５に荷重が作用するときに、起歪体３５のうち、センサ領域３５ａに他の領域よりも集中して荷重を作用させる。本実施形態では、荷重伝達体３９として、第１荷重伝達体３９ａと、第２荷重伝達体３９ｂと、を備える。第１荷重伝達体３９ａは、第１部材２６からの荷重を起歪体３５に作用させる。第２荷重伝達体３９ｂは、第２部材２７からの荷重を起歪体３５に作用させる。第１荷重伝達体３９ａおよび第２荷重伝達体３９ｂは、互いに同等の形状で同等の大きさである。

荷重伝達体３９は、第１凸部４６によって形成されている。第１凸部４６は、起歪体３５に設けられている。第１凸部４６は、起歪体３５から第１部材２６または第２部材２７に向けて突出している。第１凸部４６は、周方向に間欠的に配置されている。第１凸部４６の長軸方向Ｄの大きさ（高さＨ）は、例えば、０．０５ｍｍ以上となっている。第１凸部４６の周方向の大きさ（幅Ｗ）は、例えば８ｍｍ程度となっている。
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。

荷重伝達体３９（第１凸部４６）は、荷重センサ３６と対応して配置されている。荷重センサ３６および荷重伝達体３９は、長軸方向Ｄ（荷重の伝達方向、荷重の入力方向）に並んで配置されている。第１荷重伝達体３９ａおよび第２荷重伝達体３９ｂはそれぞれ、複数の荷重センサ３６と同数設けられている。各荷重伝達体３９は、荷重センサ３６と周方向に対応する位置に配置され、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、では、少なくとも一部が互いに重複している。

第１荷重伝達体３９ａは、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。第１荷重伝達体３９ａは、起歪体３５や荷重センサ３６よりも長軸方向Ｄに小さい。第１荷重伝達体３９ａの長軸方向Ｄの大きさは、周方向の位置によらず同等である。第１荷重伝達体３９ａの周方向の大きさは、長軸方向Ｄの位置によらず同等である。第１荷重伝達体３９ａの周方向の両側面は、長軸方向Ｄに平行に延びる平面である。第１荷重伝達体３９ａは、全体として長軸方向Ｄに真直に延びている。

第２荷重伝達体３９ｂは、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。第２荷重伝達体３９ｂは、起歪体３５や荷重センサ３６よりも長軸方向Ｄに小さい。第２荷重伝達体３９ｂの長軸方向Ｄの大きさは、周方向の位置によらず同等である。第２荷重伝達体３９ｂの周方向の大きさは、長軸方向Ｄの位置によらず同等である。第２荷重伝達体３９ｂの周方向の両側面は、長軸方向Ｄに平行に延びる平面である。第２荷重伝達体３９ｂは、全体として長軸方向Ｄに真直に延びている。

周方向に隣り合う荷重伝達体３９同士の間には、空間部４０が設けられている。空間部４０は、周方向に隣り合う第１荷重伝達体３９ａ同士の間に設けられた第１空間部４０ａと、周方向に隣り合う第２荷重伝達体３９ｂ同士の間に設けられた第２空間部４０ｂと、を備える。第１空間部４０ａおよび第２空間部４０ｂはいずれも、長軸方向Ｄの外側（起歪体３５の反対側）に向けて開口している。第１空間部４０ａは、これら各位置において、起歪体３５と第１部材２６との接触を回避させる。第２空間部４０ｂは、これら各位置において、起歪体３５と第２部材２７との接触を回避させる。

各空間部４０は、伝達抵抗部４１を形成している。伝達抵抗部４１は、起歪体３５と、第１部材２６または第２部材２７と、の間での荷重の伝達の抵抗となっている。伝達抵抗部４１は、起歪体３５と、第１部材２６または第２部材２７と、の間で、荷重伝達体３９よりも荷重を伝達させ難い。

荷重伝達体３９および空間部４０は、凹凸部４２を形成している。荷重伝達体３９は、凹凸部４２における凸部を形成し、空間部４０は、凹凸部４２における凹部を形成している。本実施形態では、凹凸部４２は、起歪体３５と第１部材２６との間、および起歪体３５と第２部材２７との間のうちの両方に配置されている。

以上説明したように、本実施形態に係る身体支持装置１０によれば、第１部材２６または第２部材２７から起歪体３５に荷重が作用するときに、荷重伝達体３９が、起歪体のうち、センサ領域３５ａに他の領域よりも集中して荷重を作用させる。したがって、例えば、第１部材２６から起歪体３５に伝達された荷重が第２部材２７によって受け止められるときに、この荷重を荷重伝達体３９によって、起歪体３５のセンサ領域３５ａに集中して作用させることができる。これにより、起歪体３５のセンサ領域３５ａ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３６による検出精度を向上させることができる。

ところで、身体支持装置１０が荷重伝達体３９（第１凸部４６）を備えない場合には、第１部材２６が起歪体３５に荷重を伝達したり、第２部材２７が起歪体３５からの荷重を受け止めたりするため、起歪体３５や第１部材２６、第２部材２７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３５や第１部材２６、第２部材２７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２６から起歪体３５に伝達される荷重が同一であっても、起歪体３５のセンサ領域３５ａ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１０は荷重伝達体３９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２６からの荷重などを、荷重伝達体３９を介して起歪体３５のセンサ領域３５ａに伝達することができる。これにより、起歪体３５のセンサ領域３５ａ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３６による検出精度を確実に向上させることができる。

また、センサユニット３４がアクチュエータ２０に内蔵されている。したがって、身体支持装置１０にセンサユニット３４を設置するときに、センサユニット３４をアクチュエータ２０と一体に設置することができる。これにより、例えば、センサユニット３４がアクチュエータ２０に内蔵されていない場合に比べて、身体支持装置１０を組み立て易くすること等ができる。

なお、アクチュエータ２０のケース３３が、例えば、アルミニウム等の軽金属や樹脂材料をはじめとする軽質材料によって形成されている場合、アクチュエータ２０に荷重が作用したときに、例えばケース３３が不均一に歪む等して、荷重センサ３６（センサユニット３４）の検出精度に影響が生じるおそれがある。しかしながら、この身体支持装置１０は荷重伝達体３９を備えている。したがって、仮に前述のようにケース３３が多少、不均一に歪む等しても、その影響を受けることなく、起歪体３５のセンサ領域３５ａを、荷重の大きさに応じて精度良く歪ませることができる。これにより、荷重センサ３６による検出精度を確実に向上させることができる。

また、荷重センサ３６および荷重伝達体３９が、長軸方向Ｄに並んで配置されている。したがって、例えば、アクチュエータ２０が伸縮したとき等に、荷重伝達体３９を介して起歪体３５のセンサ領域３５ａに長軸方向Ｄの荷重を作用させることが可能になり、センサ領域３５ａを精度良く歪ませることができる。

また、アクチュエータ２０が、支持台１１の少なくとも一部を移動させる。したがって、例えば、アクチュエータ２０が支持台１１を移動させたときに、支持台１１上の使用者Ｐからの荷重が、アクチュエータ２０、およびアクチュエータ２０内の起歪体３５（センサユニット３４）に作用する。これにより、例えば、荷重センサ３６（センサユニット３４）が、移動中の支持台１１上の使用者Ｐの荷重を検出することもできる。

また、荷重伝達体３９が、起歪体３５と一体に形成されているので、荷重伝達体３９を設けることによる部品点数の増加を抑えることができる。
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。

（第２実施形態）
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。

本実施形態に係る身体支持装置５０では、荷重伝達体３９が、第２凸部４７によって形成されている。第２凸部４７は、第１部材２６および第２部材２７の少なくとも一方に設けられている。本実施形態では、第２凸部４７は、第１部材２６および第２部材２７の両方に設けられている。第２凸部４７は、第１部材２６または第２部材２７から起歪体３５に向けて突出している。

（第３実施形態）
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。

本実施形態に係る身体支持装置６０では、荷重伝達体３９が、スペーサ４８により形成されている。スペーサ４８は、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て、一体に形成されていない。スペーサ４８は、起歪体３５と第１部材２６との間、および起歪体３５と第２部材２７との間のうちの少なくとも一方、本実施形態では両方に配置されている。各スペーサ４８は、１つずつ別部材により形成され、例えば、起歪体３５の端面に固着されている。
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。

（第４実施形態から第７実施形態）
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。

これらの各実施形態に係る身体支持装置８０、９０、１００、１１０では、荷重伝達体３９（第１凸部４６）の周方向の大きさが、長軸方向Ｄの外側に向かうに従い小さくなっている。

図１０に示すように、第４実施形態の身体支持装置８０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半円形状に形成されている。前記半円形状は、周方向に長い楕円形状をなす。
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１２に示すように、第６実施形態の身体支持装置１００では、第５実施形態の身体支持装置９０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。
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。

（第８実施形態および第９実施形態）
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。

これらの各実施形態に係る身体支持装置１２０、１３０では、荷重伝達体３９（第１凸部４６）の周方向の大きさが、長軸方向Ｄの外側に向かうに従い大きくなっている。
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。

（第１０実施形態）
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。

本実施形態に係る身体支持装置１４０では、荷重伝達体３９（第１凸部４６）が、全体として長軸方向Ｄに傾斜して延びている。荷重伝達体３９の周方向の両側面は、長軸方向Ｄに対して同一方向に傾斜して延びる傾斜面である。

（第１１実施形態）
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。

本実施形態に係る身体支持装置１５０では、伝達抵抗部４１が、薄肉部４３を備えている。薄肉部４３は、周方向に隣り合う荷重伝達体３９（第１凸部４６）を連結している。薄肉部４３は、荷重伝達体３９に比べて薄肉に形成されている。図示の例では、薄肉部４３は、起歪体３５の外周面と面一に形成されている。薄肉部４３は、空間部４０を径方向の外側から閉塞している。伝達抵抗部４１が薄肉部４３を備えていることにより、伝達抵抗部４１では、肉厚の荷重伝達体３９に比べて、第１部材２６や第２部材２７から起歪体３５に荷重が伝達され難くなっている。

（第１２実施形態および第１３実施形態）
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。

これらの各実施形態に係る身体支持装置１６０、１７０では、伝達抵抗部４１が、連結部４４を備えている。連結部４４は、周方向に隣り合う荷重伝達体３９を連結している。連結部４４は、周方向に隣り合う荷重伝達体３９のうち、長軸方向Ｄの外側の端部を連結している。連結部４４は、空間部４０を長軸方向Ｄの外側から閉塞している。連結部４４は、第１部材２６または第２部材２７に当接している。
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。

（第１４実施形態）
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。

本実施形態に係る身体支持装置７０は、架台１２が、ベースフレーム１３および昇降機構１５を備えるのに代えて、脚部材７１を備えている。本実施形態では、メインフレーム１４（支持台１１）は、平面視矩形状に形成され、脚部材７１は、メインフレーム１４の４つの角部それぞれに配置されている。

脚部材７１は、センサユニット３４と、第１部材２６としての脚本体７２と、第２部材２７としての接地部７３と、を備える。脚本体７２は、上下方向に延びる柱状に形成されている。脚本体７２の上端部は、メインフレーム１４に直結されている。接地部７３は、脚本体７２の下方に配置されている。センサユニット３４（起歪体３５）は、脚本体７２の下端部と接地部７３との間に配置されている。起歪体３５は、上下方向に延びる筒状に形成されている。

身体支持装置７０では、脚本体７２は、支持台１１からメインフレーム１４を介して作用した使用者Ｐの荷重を起歪体３５に伝達する。接地部７３は、起歪体３５に作用したその荷重を受け止める。起歪体３５には、上下方向に沿って荷重が入力される。
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。

起歪体３５（センサユニット３４）を４つの脚部材７１それぞれに備える構成に代えて、起歪体３５を４つの脚部材７１のうちの３つの脚部材７１に備える構成を採用してもよい。さらに、起歪体３５を脚部材７１に備える構成に代えて、起歪体３５をメインフレーム１４と脚部材７１との間に配置する構成や、支持台１１とメインフレーム１４との間に配置する構成を採用してもよい。これらのいずれの構成においても、高さ位置が同等とされた３つ以上の起歪体３５を備える構成とすることで、これらの起歪体３５に配置された荷重センサ３６の検出結果（センサユニット３４の検出結果）に基づいて、支持台１１上の使用者Ｐの体重や体動、状態（姿勢）等を精度良く推定することができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

前記実施形態では、荷重伝達体３９が、第１荷重伝達体３９ａおよび第２荷重伝達体３９ｂの両方を備えるが、荷重伝達体３９が、第１荷重伝達体３９ａまたは第２荷重伝達体３９ｂのみを備えていてもよい。
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。

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

次に、本発明の作用効果を検証するために行った検証試験について説明する。
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。

この検証試験では、比較例および実施例のアクチュエータに、０Ｎから７０００Ｎまで徐々に荷重を増加させながら作用させ、この過程における荷重センサ（センサユニット）の出力を電圧（Ｖ）として測定した。さらに、比較例および実施例のアクチュエータに、７０００Ｎから０Ｎまで徐々に荷重を減少させながら作用させ、この過程における荷重センサの出力を電圧（Ｖ）として測定した。さらに、荷重増加時の検出結果および荷重減少時の検出結果それぞれにおいて、センサ出力のリニアリティーを算出した。リニアリティーの絶対値が小さいほど、荷重と出力との間に強い線形性があり、荷重を精度良く測定することができる。

結果を図２２から図２５に示す。図２２および図２３は、比較例についての結果を示すグラフであり、図２４および図２５は、実施例についての結果を示すグラフである。図２２は、比較例のアクチュエータについての荷重の大きさと荷重センサの出力との関係を示す。図２３は、比較例のアクチュエータについての荷重の大きさとリニアリティーとの関係を示す。図２４は、実施例のアクチュエータについての荷重の大きさと荷重センサの出力との関係を示す。図２５は、実施例のアクチュエータについての荷重の大きさとリニアリティーとの関係を示す。いずれのグラフにおいても、横軸は荷重の大きさを示し、縦軸は、出力またはリニアリティーを示す。各グラフにおける２本のグラフ線のうち、実線（凡例：Ｉｎｃ）は、荷重増加時の結果であり、破線（凡例：Ｄｅｃ）は、荷重減少時の結果である。

なお、結果の一部の数値について以下に記載する。
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。

以上より、実施例では、比較例に比べて定格出力が大きく、かつリニアリティーの絶対値が小さくなることが確認された。なお、定格出力が大きいと、例えば使用者が離床したときの電圧降下幅が大きくなるため、離床の検出の精度（分解能）を向上させることができる。リニアリティーの絶対値が小さいと、前述のように荷重を精度良く測定することが可能になり、例えば、離床の検出の誤報を抑制することができる。

１０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０ 身体支持装置
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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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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