特許 5965716 荷重検出機能付きベッド及び荷重検出器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5965716

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月10日

(54)【発明の名称】荷重検出機能付きベッド及び荷重検出器

(51)【国際特許分類】

   G01G 19/52 20060101AFI20160728BHJP

   G01G 19/44 20060101ALI20160728BHJP

   G01G 3/14 20060101ALI20160728BHJP

【ＦＩ】

   G01G19/52 F

   G01G19/44 Z

   G01G3/14

【請求項の数】22

【全頁数】40

(21)【出願番号】特願2012-106301(P2012-106301)

(22)【出願日】2012年5月7日

(65)【公開番号】特開2013-242149(P2013-242149A)

(43)【公開日】2013年12月5日

【審査請求日】2015年2月17日

(31)【優先権主張番号】特願2012-104203(P2012-104203)

(32)【優先日】2012年4月27日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002004

【氏名又は名称】昭和電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100163496

【弁理士】

【氏名又は名称】荒 則彦

(74)【代理人】

【識別番号】100146879

【弁理士】

【氏名又は名称】三國 修

(72)【発明者】

【氏名】廣瀬 和男

(72)【発明者】

【氏名】本村 淳一

【審査官】 岡田 卓弥

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２４７８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３０４３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２５６０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００３−５１０５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３０８１３６１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−１０５８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５８２３２７８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第５１７３９７７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平２−２８０７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２０１５３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｇ １／００ −２３／４８

Ｇ０１Ｌ １／００ − １／２６

Ｇ０１Ｌ ５／００ − ５／２８

Ａ６１Ｂ ５／１０３− ５／１１３

Ａ６１Ｇ ７／０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベッド本体に取り付けられた荷重検出器によって、前記ベッド本体に加わる荷重の変化を検出し、前記ベッド本体の寝床面上における利用者の状態を検出する荷重検出機能付きベッドであって、
前記ベッド本体は、前記寝床面を形成する寝床面形成部と、前記ベッド本体を設置すべき設置面に接する脚部と、前記寝床面形成部が前記設置面の上方に位置するように、前記寝床面形成部と前記脚部との間を連結して前記寝床面形成部からの荷重を前記脚部に向けて伝達する連結支持部とを有する構成とされ、
前記荷重検出器は、前記ベッド本体に荷重が加わることで発生する歪みを計測するロードセルを有し、
前記ロードセルは、前記寝床面形成部の側から荷重が加えられる基体と、前記基体に取り付けられた歪センサとを有してなり、
前記基体は、荷重受け領域及び一対の支点受け領域を有する荷重受け梁部と、前記荷重受け梁部における異なる位置から突出する一対の作動腕部と、前記一対の作動腕部の先端側の部分同士を連結する連結部とを有し、かつ前記荷重受け梁部、前記一対の作動腕部および前記連結部が、全体として連続して中空部分を取り囲むように構成されており、
前記荷重受け領域は、前記一対の支点受け領域の中間において前記一対の支点受け領域を結ぶ直線を横断する基準面に相当する位置に形成され、かつ前記荷重受け領域は、前記基準面に沿った方向に加えられる荷重を受けるように構成され、
さらに、前記一対の作動腕部の一方は、前記荷重受け梁部における前記基準面に対して前記一対の支点受け領域のうちの一方が位置する側から突出するように、また前記一対の作動腕部の他方は、前記荷重受け梁部における前記基準面に対して前記一対の支点受け領域のうちの他方の前記支点受け領域が位置する側から突出するように形成されており、
また前記歪センサは、前記一対の作動腕部の少なくとも一方に取り付けられていて、前記一対の支点受け領域を支持した状態で前記荷重受け領域に前記基準面に沿った荷重を加えることによって、前記一対の作動腕部の少なくとも一方が弾性変形し、その弾性変形の歪を前記歪センサが検出するように構成され、
前記ベッド本体における前記寝床面形成部から前記連結支持部を経て前記脚部に至る荷重伝達経路のいずれかの個所における、前記寝床面形成部の側からの荷重を受けてその荷重を前記設置面側に伝達する部位に、前記ロードセルの前記基体が設けられていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項2】

請求項１に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
前記ロードセルにおける前記荷重受け領域が、それぞれ前記寝床面形成部からの荷重が導かれる荷重印加部材に接する面によって構成されていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項3】

請求項１又は請求項２のいずれかに記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
前記歪センサが、少なくとも一方の前記作動腕部における各面のうち、前記中空部分に対して外側に向く面と内側に向く面とのいずれか一方または双方の面に取り付けられていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項4】

請求項３に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
前記一対の作動腕部のうちの一方の作動腕部は他方の作動腕部よりも剛性が小さくなるように作られており、かつ前記一方の作動腕部に前記歪センサが取り付けていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項5】

請求項４に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
前記一対の作動腕部のうちの一方の作動腕部における、前記中空部分に向く内側及び／又は外側の面に凹部が形成されて、前記一方の作動腕部が弾性変形したときに、前記一方の作動腕部における前記凹部に対応する部位の歪が増幅されるように構成されており、かつその個所に前記歪センサが取り付けていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項6】

請求項４に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
前記一対の作動腕部のうちの一方の作動腕部における、前記中空部分に向く内側及び／又は外側の面に、２以上の前記凹部が、前記一方の作動腕部の長さ方向に間隔を置いて形成されて、前記一方の作動腕部が弾性変形したときに、前記一方の作動腕部における２以上の前記凹部の各々に対応する部位の歪が増幅されるように構成されており、
しかも前記歪センサが、１以上の歪検出素子によって構成されており、かつ前記１以上の歪検出素子のうちのいずれか少なくとも一つは、２以上の前記凹部のうちの少なくとも一つの凹部に対応する部位に取り付けられていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項7】

請求項６に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
前記歪センサが、２以上の前記歪検出素子によって構成されており、かつ２以上の前記歪検出素子のうちのいずれか少なくとも一つの歪検出素子は、隣り合う２以上の前記凹部のうちの一方の凹部に対応する部位に、また他の少なくとも一つの前記歪検出素子は、隣り合う２以上の前記凹部のうちの他方の凹部に対応する部位に取り付けられていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項8】

請求項１〜請求項７のいずれかの請求項に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
前記一対の作動腕部のうちの一方の作動腕部にロバーバル機構が形成されており、前記一方の作動腕部が弾性変形したときに、前記ロバーバル機構によって前記一方の作動腕部の歪が増幅されるように構成され、かつ前記一方の作動腕部に前記歪センサが取り付けられていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項9】

請求項１〜請求項８のいずれかの請求項に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
前記ロードセルにおける前記一対の支点受け領域が、それぞれ前記ベッド本体における固定部位に接して支持される面によって構成されていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項10】

請求項１〜請求項８のいずれかの請求項に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
前記ロードセルにおける前記一対の支点受け領域が、それぞれ前記ベッド本体における固定部位に嵌め込まれていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項11】

請求項１〜請求項８のいずれかの請求項に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
前記ロードセルにおける前記一対の支点受け領域が、それぞれ前記ベッド本体における固定部位に前記基体を支持させるための取り付け孔によって構成されていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項12】

請求項１〜請求項１１のいずれかの請求項に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
前記ロードセルの基体が、前記ベッド本体における前記連結支持部の中間に介在されていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項13】

請求項１２に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
前記連結支持部が、前記寝床面形成部を昇降させる昇降リンク機構を備え、
前記ロードセルの基体が、前記昇降リンク機構に組み込まれていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項14】

請求項１３に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
前記連結支持部が、前記昇降リンク機構のほか、前記設置面の上方に前記脚部を介して支持される下側フレームを備え、
前記昇降リンク機構は、前記寝床面形成部と下側アームとの間を連結するアームとして、少なくとも第１のアームと第２のアームとを有し、かつ前記第１のアームは、前記寝床面形成部の側に連結され、また前記第２のアームは前記下側フレームの側に連結され、前記寝床面形成部及び前記下側アームの間に前記ロードセルの基体が介在されていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項15】

請求項１４に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
前記寝床面形成部が、寝板と、前記寝板を支持する上側フレームとを有してなり、
かつ前記昇降リンク機構は、前記上側フレームと前記下側アームとの間を連結するアームとして、少なくとも前記第１のアームと前記第２のアームとを有し、かつ前記第１のアームは、前記上側フレームの側に連結され、また前記第２のアームは前記下側フレームの側に連結され、前記上側フレーム及び前記下側アームの間に前記ロードセルの基体が介在されていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項16】

請求項１５に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記上側アーム及び前記下側アームのうちのいずれか一方のアームにおける前記ロードセルの基体が位置する側の端部に支軸が設けられ、前記基体における荷重受け部と荷重伝達部とのうちのいずれか一方に前記支軸を受ける軸受部が形成されていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項17】

請求項１６に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
前記ロードセルの基体における前記荷重伝達部が、前記上側アーム及び前記下側アームのうちの他方のアームに取り付けられる取り付け部とされていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項18】

請求項１７に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記他方のアームにおける前記基体側の端部に中空筒部が形成されており、前記中空筒部内に前記基体の前記取り付け部が挿入されて、前記取り付け部が前記中空筒部に固定されるように構成されていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項19】

請求項１〜請求項１１のいずれかの請求項に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
前記ロードセルの基体が、前記寝床面形成部と前記連結支持部との間に介在されていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項20】

請求項１〜請求項１１のいずれかの請求項に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
前記ロードセルの基体が、前記連結支持部と前記脚部との間に介在されていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項21】

請求項１〜請求項１１のいずれかの請求項に記載の荷重検出機能付きベッドにおいて；
前記ロードセルの基体が、前記脚部に組み込まれていることを特徴とする荷重検出機能付きベッド。

【請求項22】

寝床面を形成する寝床面形成部と、ベッド本体を設置すべき設置面に接する脚部と、前記寝床面形成部が前記設置面の上方に位置するように、前記寝床面形成部と前記脚部との間を連結して前記寝床面形成部からの荷重を前記脚部に向けて伝達する連結支持部とを有してなる前記ベッド本体に取り付けることによって、前記ベッド本体に加わる荷重の変化を測定し、前記ベッド本体の寝床面上における利用者の状態を検出するための荷重検出器において、
前記寝床面形成部の側からの荷重を受ける基体と、前記基体の歪を検出するべく前記基体に取り付けられた歪センサとを有するロードセルを備え、
前記基体は、荷重受け領域及び一対の支点受け領域を有する荷重受け梁部と、前記荷重受け梁部における異なる位置から突出する一対の作動腕部と、前記一対の作動腕部の先端側の部分同士を連結する連結部とを有し、かつ前記荷重受け梁部、前記一対の作動腕部および前記連結部が、全体として連続して中空部分を取り囲むように構成されており、
前記荷重受け領域は、前記一対の支点受け領域の中間において前記一対の支点受け領域を結ぶ直線を横断する基準面に相当する位置に形成され、かつ前記荷重受け領域は、前記基準面に沿った方向に加えられる荷重を受けるように構成され、
さらに、前記一対の作動腕部の一方は、前記荷重受け梁部における前記基準面に対して前記一対の支点受け領域のうちの一方が位置する側から突出するように、また前記一対の作動腕部の他方は、前記荷重受け梁部における前記基準面に対して前記一対の支点受け領域のうちの他方の支点受け領域が位置する側から突出するように形成されており、
前記歪センサは、前記一対の作動腕部の少なくとも一方に取り付けられていて、前記一対の支点受け領域を支持した状態で前記荷重受け領域に前記基準面に沿った荷重を加えることによって、前記一対の作動腕部の少なくとも一方が弾性変形し、前記弾性変形の歪を前記歪センサが検出するように構成されており、
しかも前記ベッド本体における前記寝床面形成部から前記連結支持部を経て前記脚部に至る荷重伝達経路のいずれかの個所における、前記寝床面形成部の側からの荷重を受けて前記荷重を設置面側に伝達する部位に、前記基体が前記ベッド本体の部品と交換可能に取り付けられるように構成されたことを特徴とするベッド用荷重検出器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ベッド本体に取り付けられた荷重検出器によって、ベッド本体に加わる荷重の変化を検出し、このベッド本体の寝床面上における利用者の状態を検出する荷重検出機能付きベッド、並びにこのような荷重検出機能をベッドに付加するための荷重検出器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、医療機関や、介護施設、養護施設、宿泊施設、一般家庭等で使用されるベッドにおいて、ベッド本体に加わる荷重の変化を検出し、このベッド本体の寝床面上における利用者（病人、被介護者、乳幼児、健康人等）の状態（入床、離床、在床位置、体動等）を検出する方法が提案されている（例えば、特許文献１〜３を参照。）。

【0003】

具体的に、下記特許文献１には、ベッド本体に設けられた脚部と、このベッド本体が設置される設置面（床面等）との間に荷重センサを配置し、この荷重センサからの電気信号に基づいて、人の在床状況を検出する方法が開示されている。また、この荷重センサには、ベッド本体の脚部に設けられたキャスターをベッド本体の設置面から荷重センサの荷重受け部上に誘導するためのスロープ部が形成されている。

【0004】

一方、下記特許文献２には、ベッド本体と、このベッド本体が設置される設置面との間の空所に荷重検出器を設けて、ベッド本体に加わる荷重を検出する方法が開示されている。また、この荷重検出器には、ベッドを持ち上げる手段が設けられている。

【0005】

一方、下記特許文献３には、ベッドのフレームを二重構造とし、その間にロードセル（荷重検出器）を組み込んだものが開示されている。

【0006】

この種のベッド本体の荷重検出のために用いる検出器（ロードセル）としては、荷重によって起歪体に歪を生じさせ、その歪の程度を、歪センサによって電気的あるいは光学的、さらには磁気的に検出するようにしたものが広く用いられている。このような歪センサの検出素子として最も広く用いられているのは、歪により電気抵抗が変化する歪ゲージ（ストレインゲージ）である。

【0007】

ところで歪ゲージを用いたロードセルとしては種々のものが知られているが、その代表的なものとしては、例えば図３１に示すように、ロバーバル機構を組み込んだ片持ち梁（カンチレバー）タイプのものが知られている（例えば特許文献４参照）。このタイプのロードセルは、アルミ合金やステンレス鋼などからなる角棒あるいは厚板を起歪体３００とし、かつその起歪体３００における長さ方向の中間部にロバーバル機構３０２を形成しておくとともに、そのロバーバル機構３０２を構成する長孔３０３の両端の拡大孔部３０３Ａ、３０３Ｂに対応する起歪体外面位置に、歪センサ３０４を構成する１または２以上の歪ゲージ３０４Ａ、３０４Ｂを貼着しておき、その起歪体３００を、長さ方向が水平となりかつ歪ゲージ３０４Ａ、３０４Ｂの貼着面が上面もしくは下面となるように、一方の端部３０６Ａを固定部位３０８に固定し（すなわち片持ち支持し）、他端部３０６Ｂに外部から荷重Ｗを加えるように構成したものである。

【0008】

この種の片持ち梁（カンチレバー）タイプのロードセルにおいては、片持ち支持された起歪体３００の先端部に荷重Ｗが加えられれば、起歪体３００は、先端部が下がる方向に弾性的に撓み変形し、起歪体３００の上面及び下面、特にロバーバル機構３０２の近傍に引張歪もしくは圧縮歪が生じて、その歪が歪ゲージ３０４Ａ、３０４Ｂによって検出される。そしてその歪の大きさが、加えられた荷重に対応するため、結果的に荷重Ｗの大きさを検出することが可能となる。そして例えばベッド用の荷重検出器としても、前記特許文献２、特許文献３では、このような片持ち梁（カンチレバー）タイプのロードセルを用いることが示されている。

【0009】

一方、例えば図３２に示すように、起歪体３００を両持ち支持するようにした両持ち梁タイプのロードセルも知られている（例えば特許文献５参照）。この両持ち梁タイプのロードセルは、アルミ合金やステンレス鋼などからなる角棒あるいは厚板からなる起歪体３００の長さ方向の両端部３０６Ａ、３０６Ｂを、それぞれ固定部位３０８Ａ、３０８Ｂに固定し（すなわち両持ち支持し）、起歪体３００の長さ方向の中央部３１０に外部から荷重Ｗを加えるように構成している。なお起歪体３００における中央部３１０の両側には、それぞれロバーバル機構３０２Ａ、３０２Ｂを形成しておくのが通常であり、その場合、歪センサの歪ゲージ３０４Ａ〜３０４Ｄは、起歪体３００の上面もしくは下面における前記ロバーバル機構３０２Ａ、３０２Ｂの各端部に対応する位置に貼着しておくのが通常である。

【0010】

この種の両持ち梁タイプのロードセルにおいては、両持ち支持された起歪体３００の中央部に荷重Ｗが加えられれば、起歪体３００は、中央部が下がる方向に湾曲状に弾性的に撓み変形し、起歪体３００の中央部と両端部との間において、上面及び下面、特にロバーバル機構３０２の近傍に引張歪もしくは圧縮歪が生じ、その歪が歪ゲージ３０４Ａ〜３０４Ｄによって検出され、結果的に荷重Ｗの大きさを検出することが可能となる。

【0011】

なおその他、図３２に示す両持ち梁タイプのロードセルに原理的に類似したものとして、水平な円盤などの平板状の起歪体の周囲を支持し、その平板状の起歪体の中央部に荷重Ｗを加えて、中央部と周縁部との間に生じる歪を検出するようにした、いわゆるダイヤフラムタイプのロードセルも知られており、ベッド用の荷重検出器としても、前記特許文献１では、このような平板状のロードセルを用いることが示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２０００−１０５８８４号公報

【特許文献2】特開２００８−３０４３９７号公報

【特許文献3】特開２００７−２５６０７４号公報

【特許文献4】特開平１０−２２１１８３号公報

【特許文献5】特開平１０−２８１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

しかしながら、特許文献１に記載の発明では、荷重センサを用いてベッド本体の荷重を検出する際に、ベッドの脚部に設けられたキャスターを、荷重センサのスロープ部の前側近傍まで移動し、このスロープ部上を通過させた後、荷重センサの荷重受け部上に載置しなければならず、非常に面倒である。

【0014】

一方、特許文献２に記載の発明では、例えばベッド本体が壁際に沿って設置された場合に、このベッド本体と壁との間に設置者が入り込むことができないため、荷重検出器をベッド本体と設置面との間の空所に配置することが非常に困難となる。

【0015】

一方、特許文献３に記載の発明では、ベッド本体に荷重検出器が予め組み込まれているものの、ベッド本体を荷重検出器に合わせた設計としなければならず、そのための新たな部品が必要となる。このため、荷重検出機能付きベッドとしては非常に高価なものとなってしまう。さらに、部品点数の増加により軽量化が困難となってしまう。

【0016】

また図３１に示したカンチレバー（片持梁）タイプの歪センサを用いた従来のロードセルをベッド本体に適用する場合、起歪体の一端をベッド本体の固定部位に固定して、その起歪体の他端に、起歪体の長さ方向に対して直角をなす方向に荷重Ｗを加えるため、起歪体の強度が低い場合には、過大な荷重によって起歪体が折損したり、繰り返し荷重によって起歪体が疲労破壊したりしやすい問題がある。とりわけ、荷重検出精度を高めるために、加えられる荷重による歪の発生量を大きくするべく、固定部位に対する支持位置（支点）と、荷重Ｗが加わる位置（力点）との間の距離、すなわち起歪体の実質長さを大きくすれば、起歪体が一層折損、破壊しやすくなってしまう。一方、このような過大荷重や繰り返し荷重による折損や破壊を防止するために起歪体の剛性を高めれば、荷重が加わった時の歪の発生が小さくなり、そのため荷重検出精度が低下してしまう。さらに、荷重Ｗが加えられる方向線に対して、起歪体の実質長さ分だけ支点位置が側方に偏っているため、狭い個所に設置することが困難であるという問題もある。そしてまた、片持ち梁方式であるところから、支点部分はベッド本体の固定位置にしっかりと取り付けておく必要があり、そのため、既存のベッド本体にロードセルを組み込むに当っては、ロードセル取り付けのために、ベッド本体に改めて加工を施さなければならないという問題もある。

【0017】

一方、図３２に示したような従来の両持ち梁方式のロードセルを適用した場合、起歪体の両端が支持されるため、図３１に示した片持ち梁方式のロードセルと比較すれば、過大な荷重による折損や疲労破壊の危険性は小さいが、その反面、片持ち梁方式よりも起歪体の変形が少なくなって、高精度での歪測定が困難となるおそれがある。また、荷重Ｗが加えられる方向線の両側に離れて支点が位置するため、片持ち梁方式よりも一層、狭い個所に設置することが困難となるという問題がある。
その他、ダイヤフラム方式の平板状ロードセルも、上記の両持ち梁方式と同様な問題がある。

【0018】

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、部品点数の増加を抑制しつつ、ベッド本体に簡単かつ容易に荷重検出機能を付加することを可能とし、しかも耐久性も優れかつ荷重検出精度も高い荷重検出機能付きベッド、並びに、そのような荷重検出機能を既存のベッドに付加するため、ベッド本体に容易に組み込むことを可能とした荷重検出器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0019】

本発明の基本的な態様（第１の態様）による荷重検出機能付きベッドは、
ベッド本体に取り付けられた荷重検出器によって、前記ベッド本体に加わる荷重の変化を検出し、前記ベッド本体の寝床面上における利用者の状態を検出する荷重検出機能付きベッドであって、
前記ベッド本体は、前記寝床面を形成する寝床面形成部と、前記ベッド本体を設置すべき設置面に接する脚部と、前記寝床面形成部が前記設置面の上方に位置するように、前記寝床面形成部と前記脚部との間を連結して前記寝床面形成部からの荷重を前記脚部に向けて伝達する連結支持部とを有する構成とされ、
前記荷重検出器は、前記ベッド本体に荷重が加わることで発生する歪みを計測するロードセルを有し、
前記ロードセルは、前記寝床面形成部の側から荷重が加えられる基体と、前記基体に取り付けられた歪センサとを有してなり、
前記基体は、荷重受け領域及び一対の支点受け領域を有する荷重受け梁部と、前記荷重受け梁部における異なる位置から突出する一対の作動腕部と、前記一対の作動腕部の先端側の部分同士を連結する連結部とを有し、かつ前記荷重受け梁部、前記一対の作動腕部および前記連結部が、全体として連続して中空部分を取り囲むように構成されており、
前記荷重受け領域は、前記一対の支点受け領域の中間において前記一対の支点受け領域を結ぶ直線を横断する基準面に相当する位置に形成され、かつ前記荷重受け領域は、前記基準面に沿った方向に加えられる荷重を受けるように構成され、
さらに、前記一対の作動腕部の一方は、前記荷重受け梁部における前記基準面に対して前記一対の支点受け領域のうちの一方が位置する側から突出するように、また前記一対の作動腕部の他方は、前記荷重受け梁部における前記基準面に対して前記一対の支点受け領域のうちの他方の前記支点受け領域が位置する側から突出するように形成されており、
また前記歪センサは、前記一対の作動腕部の少なくとも一方に取り付けられていて、前記一対の支点受け領域を支持した状態で前記荷重受け領域に前記基準面に沿った荷重を加えることによって、前記一対の作動腕部の少なくとも一方が弾性変形し、その弾性変形の歪を前記歪センサが検出するように構成され、
前記ベッド本体における前記寝床面形成部から前記連結支持部を経て前記脚部に至る荷重伝達経路のいずれかの個所における、前記寝床面形成部の側からの荷重を受けてその荷重を前記設置面側に伝達する部位に、前記ロードセルの前記基体が設けられていることを特徴とするものである。
ここで、「一対の支点受け領域の中間」とは、一対の支点受け領域の間であればよく、一対の支点受け領域の中央に限定されない。
また、「基準面」は、一対の支点受け領域の間において、一対の支点受け領域を結ぶ直線が貫通するような向きで配置する仮想的な面であり、一対の支点受け領域を結ぶ直線に対して直交する向きで配置する場合に限定されない。
また、「荷重伝達経路」は換言すれば、寝床面形成部にかかった荷重を接地面に接する脚部に伝える構造部材、あるいは、寝床面形成部から脚部方向に伸びており、寝床面形成部にかかる荷重を支持する構造部材、あるいは、寝床面形成部にかかる荷重を脚部まで支える構造部材、である。
また、「中空部分」は、荷重受け梁部、一対の作動腕部および連結部等によって形成される中空の部分である。

【0020】

このような第１の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、そのロードセルの基体における支点受け領域をベッド本体の部材によって支持させれば、荷重受け梁部はいわゆる両持ち梁として機能する。そのため、荷重受け梁部の荷重受け領域に、基準面に沿って荷重が加えられれば、その部分を中心として荷重受け梁部に、基準面に沿って張り出す方向に湾曲状の微小撓み変形（弾性変形）が生じる。すなわちこの微小撓み変形は、荷重受け梁部における基準面に対して左右両側の部位（支点受け領域に近い部位）で、それぞれ基準面に直交する面に対してわずかに傾斜するように生じる。これに伴い、荷重受け梁部における基準面と支点受け領域との間の位置から突出する一対作動腕部には、その先端部間の距離を拡大させる方向に傾斜させる力が作用するが、一対の作動腕部の先端部側の部分の間は連結部によって拘束されているため、その力は、一対の作動腕部の長さ方向の中間部分の相互間の間隔を拡大させるように作用する。これによって、一対の作動腕部のうちの少なくとも一方は、その長さ方向の中間部が前記基準面から離隔する方向に張り出すように微小変形する。そのため、前記少なくとも一方の作動腕部における前記中空部分に向く側の面（基準面に向く面：内面）および前記中空部分に対して外側に向く側の面（基準面に対し外側に向く面：外面）に、歪（引張歪もしくは圧縮歪）が発生し、その歪が歪センサによって検出される。ここで、作動腕部の歪は、荷重受け梁部の歪によって生じるものであるから、結果的に荷重受け梁部の歪、ひいてはその荷重受け梁部に加わっている荷重（ベッド本体の荷重）が検出されたことになる。

【0021】

そして上記第１の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、ロードセル基体の作動腕部における荷重受け梁部から連結部までの長さを、荷重受け梁部の一対の支点受け領域の間の距離に対して適切に設定し、また作動腕部の剛性を適切に調整することによって、荷重が加わった際の荷重受け梁部の歪よりも、作動腕部の歪を大きくすることができる。すなわちその場合には、荷重受け梁部の歪が、作動腕部によって増幅されることになる。そしてその増幅された歪を歪センサが検出することによって、荷重受け梁部の歪を直接検出する場合と比較して、高精度で荷重を検出することができる。

【0022】

ここで、上述のように作動腕部によって歪を増幅するために要する作動腕部の連結部までの長さは、作動腕部の材質や形状、断面積などに依存する作動腕部の剛性によって異なるから、一概には規定することはできないが、仮に作動腕部の剛性が荷重受け梁部と同等であると仮定すれば、作動腕部の前記長さが、荷重受け梁部の一対の支点受け領域の間の距離よりも大きければ、上記の歪増幅効果を発揮させることが可能と考えられる。但し、実際は、作動腕部を、その剛性が荷重受け梁部よりも低くなるように形状や断面積などを調整することによって、作動腕部の前記長さが、荷重受け梁部の一対の支点受け領域の間の距離よりも小さい場合でも、上記の歪増幅効果を発揮させることができる。さらに、作動腕部の前記長さを、荷重受け梁部の一対の支点受け領域の間の距離よりも大きくすると同時に、作動腕部の剛性が荷重受け梁部よりも低くなるように形状や断面積などを調整すれば、より一層上記の歪増幅効果を大きくして、より高精度に荷重を検出することが可能となる。

【0023】

なお作動腕部には、ベッド本体の荷重は直接的には加わらないため、その剛性を荷重受け梁部よりも格段に小さくしても、荷重印加に伴う破損や疲労破壊のおそれは少ない。したがって作動腕部の剛性を低くして歪増幅効果をより高めることが実際的に可能である。

【0024】

一方、荷重受け梁部については、ベッド本体の荷重を直接受ける部分ではあるが、本発明で使用するロードセルでは、荷重受け梁部に発生する歪を直接検出しないため、前述のように作動腕部による歪増幅効果が得られる場合は、ベッド本体の荷重による荷重受け梁部の歪量はわずかであっても構わない。したがって、荷重受け梁部それ自体の剛性を高めて、過大な荷重による荷重受け梁部の折損や繰り返し荷重による疲労破壊のおそれを少なくすることができる。

【0025】

また、上述のようにベッド本体の荷重による荷重受け梁部の歪量はわずかであっても構わないことから、高精度で検出するために荷重受け梁部の一対の支点受け領域の間の距離を大きくする必要がない。すなわち、荷重受け梁部の長さを小さくして、荷重の加わる方向に直交する面内での寸法を小さくすることが可能となる。その結果、ベッド本体における狭い個所にも荷重検出器を配置することが可能となる。

【0026】

さらに、荷重受け梁部は、一対の支点受け領域によって両持ち梁として支持されるため、要はその支点受け領域が、ベッド本体に固定された部材から外れてしまわないように支持されていれば良い。したがって支点受け領域においてベッド本体に固定された支持部材に堅固に固定する必要がなく、そのため荷重検出器を設置するに当たっては、ベッド本体の部材に固定するための加工や溶接を施したり、ボルト・ナットなどの緊結部材を用いたりする必要がなく、既存のベッド本体にも容易に設置することが可能となる。

【0027】

また本発明の第２の態様の荷重検出機能付きベッドは、前記第１の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ロードセルにおける前記荷重受け領域が、それぞれ前記寝床面形成部からの荷重が導かれる荷重印加部材に接する面によって構成されていることを特徴とするものである。

【0028】

また本発明の第３の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１又は第２のいずれかの態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記歪センサが、少なくとも一方の前記作動腕部における各面のうち、前記中空部分に対して外側に向く面と内側に向く面とのいずれか一方または双方の面に取り付けられていることを特徴とするものである。

【0029】

ベッド本体の荷重によって荷重受け梁部が撓み変形し、それに伴って、一対の作動腕部間の間隔が拡大する方向に少なくとも一方の作動腕部が変形する際の歪は、その作動腕部における各面のうち、前記中空部分に対して外側の面及び内側の面に、引張歪もしくは圧縮歪として顕著かつ安定して現れるから、第３の態様で規定するように、作動腕部の外側の面及び内側の面のいずれか一方または双方の面に歪センサを取り付けておくことによって、作動腕部の歪を確実に検出することができる。

【0030】

また本発明の第４の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第３の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記一対の作動腕部のうちの一方の作動腕部は他方の作動腕部よりも剛性が小さくなるように作られており、かつ前記一方の作動腕部に前記歪センサが取り付けていることを特徴とするものである。
この第４の態様においては、ベッド本体の荷重が加えられて荷重受け梁部が撓み変形し、それに伴って作動腕部が変形する際には、剛性が小さい側の前記一方の作動腕部が、他方の作動腕部よりも大きく変形し、前記一方の作動腕部の歪量が他方の作動腕部の歪量よりも大きくなる。また場合によっては、実質的に前記一方の作動腕部のみが変形して、他方の作動腕部は変形が非常に小さく、大きな歪みは前記一方の作動腕部のみに生じる。いずれの場合も、荷重受け梁部の撓み変形に伴う作動腕部の変形が、一方の作動腕部に集中することになり、その結果、前記一方の作動腕部の歪量が、両作動腕部に均等に歪が生じる場合よりも大きくなる。そのため、その前記一方の作動腕部の側で歪を検出することによって、より高精度で荷重を検出することが可能となる。

【0031】

また本発明の第５の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第４の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記一対の作動腕部のうちの一方の作動腕部における、前記中空部分に向く内側及び／又は外側の面に凹部が形成されて、前記一方の作動腕部が弾性変形したときに、前記一方の作動腕部における前記凹部に対応する部位の歪が増幅されるように構成されており、かつその個所に前記歪センサが取り付けられていることを特徴とするものである。

【0032】

この第５の態様においては、前記一方の作動腕部における凹部の位置では、その作動腕部の内外方向の幅が局部的に小さくなっているため、その部位では局部的に他の部位よりも剛性が小さく、そのため同じ荷重でもその部位の変形が大きくなり（歪が増幅され）、その部位の歪を検出することによって、より高精度で荷重を検出することが可能となる。

【0033】

また本発明の第６の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第４の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記一対の作動腕部のうちの一方の作動腕部における、前記中空部分に向く内側及び／又は外側の面に、２以上の前記凹部が、前記一方の作動腕部の長さ方向に間隔を置いて形成されて、前記一方の作動腕部が弾性変形したときに、前記一方の作動腕部における２以上の前記凹部の各々に対応する部位の歪が増幅されるように構成されており、
しかも前記歪センサが、１以上の歪検出素子によって構成されており、かつ前記１以上の歪検出素子のうちのいずれか少なくとも一つは、２以上の前記凹部のうちの少なくとも一つの凹部に対応する部位に取り付けられていることを特徴とするものである。

【0034】

この第６の態様においては、作動腕部の突出長さ方向に間隔を置いて、中空部分に向く内側の面に２以上の凹部が形成されているため、隣り合って二つの凹部を形成した部分については、メガネ型のロバーバル機構の片側半分と同様な形状となっている。そのため、荷重受け梁部７に荷重が加えられて前記作動腕部が変形する際には、メガネ型のロバーバル機構を設けた場合と同様に、各凹部のそれぞれの外側に対応する位置において歪を集中的に生じさせることができる。

【0035】

また本発明の第７の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第６の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記歪センサが、２以上の前記歪検出素子によって構成されており、かつ２以上の前記歪検出素子のうちのいずれか少なくとも一つの歪検出素子は、隣り合う２以上の前記凹部のうちの一方の凹部に対応する部位に、また他の少なくとも一つの前記歪検出素子は、隣り合う２以上の前記凹部のうちの他方の凹部に対応する部位に取り付けられていることを特徴とするものである。

【0036】

このような第７の態様においては、前記第６の態様に関して述べたと同様に、一方の作動腕部の長さ方向に隣り合って二つの凹部を形成した部分が、メガネ型のロバーバル機構の片側半分と同様な形状となっているため、荷重受け梁部７に荷重が加えられて前記作動腕部が変形する際には、各凹部のそれぞれの外側に対応する位置において歪を集中的に生じさせることができる。そしてこの際に、隣り合う二つの凹部のうちの一方の凹部を形成した部分と、他方の凹部を形成した部分とで、引張歪／圧縮歪に関して逆方向の歪を発生させることができる。従って、作動腕部の同一面側において引張歪が発生する部位と圧縮歪が発生する部位とが近接している。そのため２以上の歪検出素子（例えば歪ゲージ）により構成される歪センサを用いた場合、引張歪が作用する歪検出素子と圧縮歪が作用する歪検出素子とを近接して配置することができ、したがって各歪検出素子間の配線や外部機器へのリード線の取り回しが容易となる。

【0037】

また本発明の第８の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１〜第７のいずれかの態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記一対の作動腕部のうちの一方の作動腕部にロバーバル機構が形成されており、前記一方の作動腕部が弾性変形したときに、前記ロバーバル機構によって前記一方の作動腕部の歪が増幅されるように構成され、かつ前記一方の作動腕部に前記歪センサが取り付けられていることを特徴とするものである。

【0038】

また本発明の第９の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１〜第８のいずれかの態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ロードセルにおける前記一対の支点受け領域が、それぞれ前記ベッド本体における固定部位に接して支持される面によって構成されていることを特徴とするものである。

【0039】

さらに本発明の第１０の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１〜第８のいずれかの態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ロードセルにおける前記一対の支点受け領域が、それぞれ前記ベッド本体における固定部位に嵌め込まれていることを特徴とするものである。

【0040】

さらに本発明の第１１の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１〜第８のいずれかの態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、前記ロードセルにおける前記一対の支点受け領域が、それぞれ前記ベッド本体における固定部位に前記基体を支持させるための取り付け孔によって構成されていることを特徴とするものである。

【0041】

これらの第９〜第１１の態様では、ロードセルの基体における一対の支点受け領域を支持するための好ましい構成について規定しているが、いずれの態様であっても、荷重受け梁部を両持ち支持させて、前述のように荷重検出を行なうことができる。なおここで、一対の支点受け領域は、既に述べたようにベッド本体の部材に堅固に固定する必要がないから、例えば第９の態様では、支点受け領域の面がベッド本体の部材上に接するように載置するだけで良い。また第１０の態様において、支点受け領域をベッド本体の固定部位に嵌め込む際には、緊密に嵌め合わせる必要はない。さらに、第１１の態様では、取り付け孔にベッド本体側のピン（軸）を挿通させるだけでよく、特に螺子止めなどを行なう必要はない。
但し、場合によっては、支点受け領域を、螺子止めあるいは溶接などによってベッド本体の部材にしっかりと固定することが許容されることはもちろんである。

【0042】

また本発明の第１２の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１〜第１１のいずれかの態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ロードセルの基体が、前記ベッド本体における前記連結支持部の中間に介在されていることを特徴とするものである。

【0043】

また本発明の第１３の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１２の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記連結支持部が、前記寝床面形成部を昇降させる昇降リンク機構を備え、前記ロードセルの基体が、前記昇降リンク機構に組み込まれていることを特徴とするものである。

【0044】

また本発明の第１４の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１３の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記連結支持部が、前記昇降リンク機構のほか、前記設置面の上方に前記脚部を介して支持される下側フレームを備え、
前記昇降リンク機構は、前記寝床面形成部と下側アームとの間を連結するアームとして、少なくとも第１のアームと第２のアームとを有し、かつ前記第１のアームは、前記寝床面形成部の側に連結され、また前記第２のアームは前記下側フレームの側に連結され、前記寝床面形成部及び前記下側アームの間に前記ロードセルの基体が介在されていることを特徴とするものである。

【0045】

また本発明の第１５の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１４の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記寝床面形成部が、寝板と、前記寝板を支持する上側フレームとを有してなり、
かつ前記昇降リンク機構は、前記上側フレームと前記下側アームとの間を連結するアームとして、少なくとも前記第１のアームと前記第２のアームとを有し、かつ前記第１のアームは、前記上側フレームの側に連結され、また前記第２のアームは前記下側フレームの側に連結され、前記上側フレーム及び前記下側アームの間に前記ロードセルの基体が介在されていることを特徴とするものである。

【0046】

また本発明の第１６の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１５の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記上側アーム及び前記下側アームのうちのいずれか一方のアームにおける前記ロードセルの基体が位置する側の端部に支軸が設けられ、前記基体における荷重受け部と荷重伝達部とのうちのいずれか一方に前記支軸を受ける軸受部が形成されていることを特徴とするものである。

【0047】

また本発明の第１７の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１６の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ロードセルの基体における前記荷重伝達部が、前記上側アーム及び前記下側アームのうちの他方のアームに取り付けられる取り付け部とされていることを特徴とするものである。

【0048】

また本発明の第１８の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１７の態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記他方のアームにおける前記基体側の端部に中空筒部が形成されており、前記中空筒部内に前記基体の前記取り付け部が挿入されて、前記取り付け部が前記中空筒部に固定されるように構成されていることを特徴とするものである。

【0049】

また本発明の第１９の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１〜第１１のいずれかの態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ロードセルの基体が、前記寝床面形成部と前記連結支持部との間に介在されていることを特徴とするものである。

【0050】

また本発明の第２０の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１〜第１１のいずれかの態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ロードセルの基体が、前記連結支持部と前記脚部との間に介在されていることを特徴とするものである。

【0051】

また本発明の第２１の態様による荷重検出機能付きベッドは、前記第１〜第１１のいずれかの態様の荷重検出機能付きベッドにおいて、
前記ロードセルの基体が、前記脚部に組み込まれていることを特徴とするものである。

【0052】

また本発明の第２２の態様によるベッド用荷重検出器は、
寝床面を形成する寝床面形成部と、ベッド本体を設置すべき設置面に接する脚部と、前記寝床面形成部が前記設置面の上方に位置するように、前記寝床面形成部と前記脚部との間を連結して前記寝床面形成部からの荷重を前記脚部に向けて伝達する連結支持部とを有してなる前記ベッド本体に取り付けることによって、前記ベッド本体に加わる荷重の変化を測定し、前記ベッド本体の寝床面上における利用者の状態を検出するための荷重検出器において、
前記寝床面形成部の側からの荷重を受ける基体と、前記基体の歪を検出するべく前記基体に取り付けられた歪センサとを有するロードセルを備え、
前記基体は、荷重受け領域及び一対の支点受け領域を有する荷重受け梁部と、前記荷重受け梁部における異なる位置から突出する一対の作動腕部と、前記一対の作動腕部の先端側の部分同士を連結する連結部とを有し、かつ前記荷重受け梁部、前記一対の作動腕部および前記連結部が、全体として連続して中空部分を取り囲むように構成されており、
前記荷重受け領域は、前記一対の支点受け領域の中間において前記一対の支点受け領域を結ぶ直線を横断する基準面に相当する位置に形成され、かつ前記荷重受け領域は、前記基準面に沿った方向に加えられる荷重を受けるように構成され、
さらに、前記一対の作動腕部の一方は、前記荷重受け梁部における前記基準面に対して前記一対の支点受け領域のうちの一方が位置する側から突出するように、また前記一対の作動腕部の他方は、前記荷重受け梁部における前記基準面に対して前記一対の支点受け領域のうちの他方の支点受け領域が位置する側から突出するように形成されており、
前記歪センサは、前記一対の作動腕部の少なくとも一方に取り付けられていて、前記一対の支点受け領域を支持した状態で前記荷重受け領域に前記基準面に沿った荷重を加えることによって、前記一対の作動腕部の少なくとも一方が弾性変形し、前記弾性変形の歪を前記歪センサが検出するように構成されており、
しかも前記ベッド本体における前記寝床面形成部から前記連結支持部を経て前記脚部に至る荷重伝達経路のいずれかの個所における、前記寝床面形成部の側からの荷重を受けて前記荷重を設置面側に伝達する部位に、前記基体が前記ベッド本体の部品と交換可能に取り付けられるように構成されたことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0053】

本発明によれば、部品点数の増加を抑制しつつ、簡便な構造によって荷重検出機能を付加することを可能とし、同時に荷重検出器の耐久性を確保しつつ高精度での荷重検出を可能とした荷重検出機能付きベッド、並びに、そのような荷重検出機能を既存のベッドに付加するため、ベッド本体に別途組み込むことを可能とした荷重検出器を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0054】

【図1】本発明の荷重検出機能付きベッドに使用される荷重検出器におけるロードセルの原理的な構成の一例を示す正面図である。

【図2】図１におけるＩＩ−ＩＩ線での縦断面図である。

【図3】図１に示すロードセルの歪センサに使用するホイートストンブリッジ回路を示す回路図である。

【図4】図１に示すロードセルに荷重が加えられた状態を示す正面図である。

【図5】本発明の荷重検出機能付きベッドに使用される荷重検出器におけるロードセルの原理的な構成の他の例を示す正面図である。

【図6】本発明の荷重検出機能付きベッドに使用される荷重検出器におけるロードセルの原理的な構成の別の例を示す正面図である。

【図7】本発明の荷重検出機能付きベッドに使用される荷重検出器におけるロードセルの原理的な構成のさらに別の例を示す正面図である。

【図8】図７に示すロードセルに荷重が加えられた状態を示す正面図である。

【図9】本発明の荷重検出機能付きベッドに使用される荷重検出器におけるロードセルをより具体化した例を示す正面図である。

【図10】図９に示すロードセルの左側面図である。

【図11】図９に示すロードセルの右側面図である。

【図12】図９におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線での縦断面図である。

【図13】図９に示すロードセルについての斜め下方からの斜視図である。

【図14】図９に示す荷重検出器に荷重が加えられた状態を示す正面図である。

【図15】本発明の荷重検出機能付きベッドに使用されるロードセルの支持態様の一例を示す正面図である。

【図16】本発明の荷重検出機能付きベッドに使用されるロードセルの支持態様の他の例を示す正面図である

【図17】本発明の荷重検出機能付きベッドに使用されるロードセルの使用態様の一例を示す正面図である。

【図18】本発明の荷重検出機能付きベッドに使用されるロードセルの使用態様の他の例を示す正面図である。

【図19】本発明の荷重検出機能付きベッドに使用されるロードセルの使用態様のさらに別の例を示す正面図である。

【図20】本発明の荷重検出機能付きベッドに使用されるロードセルのより具体化した別の例を示す正面図である。

【図21】図２０に示すロードセルに荷重が加えられた状態を示す正面図である。

【図22】本発明を適用した荷重検出機能付きベッドの一例を示す側面図である。

【図23】（ａ）は、昇降リンク機構により寝板が下降した状態を示すベッド本体の要部側面図、（ｂ）は、昇降リンク機構により寝板が上昇した状態を示すベッド本体の要部側面図である。

【図24】（ａ）は、ロードセルが組み込まれた昇降リンク機構の要部を拡大した側面図、（ｂ）は、ロードセルが組み込まれた昇降リンク機構の要部を拡大した正面図である。

【図25】ロードセルが組み込まれた昇降リンク機構の他の例の要部を拡大して、図２４（ａ）に倣って示す側面図である。

【図26】ロードセルが組み込まれた昇降リンク機構のさらに他の例の要部を拡大して示す側面図である。

【図27】本発明を適用した荷重検出機能付きベッドの他の例を示す側面図である。

【図28】図２７における荷重検出機能付きベッドの要部（ロードセルが組み込まれた部分）を拡大して示す縦断側面図である。

【図29】本発明を適用した荷重検出機能付きベッドのさらに他の例を示す側面図である。

【図30】図２９における荷重検出機能付きベッドの要部（ロードセルが組み込まれた部分）を拡大して示す縦断側面図である。

【図31】従来の荷重検出器の一例を示す略解図である。

【図32】従来の荷重検出器の別の例を示す略解図である。

【発明を実施するための形態】

【0055】

以下、本発明の荷重検出機能付きベッド及び荷重検出器の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す例は例示に過ぎず、本発明はこれらの例には限定されない。

【0056】

先ず、本発明の荷重検出機能付きベッドに使用される荷重検出器について、図１〜図２１を参照して、その原理から具体的構成までを、順を追って説明する。

【0057】

図１および図２は、本発明の荷重検出機能付きベッドに使用される荷重検出器の原理的な構成を示す図であり、また図３はその荷重検出器の歪センサに用いられるホイートストンブリッジ回路を示し、さらに図４は上記の原理的構成の荷重検出器の使用時の状況（荷重が加えられている状況）を、図１に対応して示す図である。

【0058】

図１、図２において、荷重検出器１は、検出すべき荷重が加えられる基体３と、その基体３に取り付けられた歪センサ５とによって構成されるロードセル２を具備している。
基体３の材質は、加えられる荷重によって弾性歪が生じ、しかもその荷重に耐え得る程度の強度を有する材料であれば特に限定されるものではなく、通常はアルミニウム合金あるいはステンレス鋼などの金属材料が用いられる。
基体３は、図示の例では、ある厚みＴを有する厚板からなり、その厚み方向に対して直交する断面で見て、中央部分にほぼ長四角状の中空部分（窓部）１７が形成されるように、全体として縦長の略長矩形状をなす形状とされている。但し基体３は、完全な長矩形ではなく、長矩形の短辺に相当する二辺（後述する荷重受け梁部７及び連結部９）のうち、上側の短辺（荷重受け梁部７）は、その両端部分が、長矩形の長辺に相当する二辺（後述する一対の作動腕部１１Ａ、１１Ｂ）よりも左右に突出するように形成されている。なお、中空部分（窓部）１７の位置は中央部分には限定されず、本発明の効果を発揮できる位置であれば、何ら制限はない。また、その形状は長四角状を含む矩形状には限定されず、本発明の効果を発揮できる形状であれば、何ら制限はなく、例えば、楕円や長円等の曲線を含む形状等でもよい。図に示した中空部分（窓部）１７は、荷重受け梁部と、作動腕部と、連結部とによって囲まれた部分である。
基体３を構成する長矩形の二つの短辺のうちの上辺は、荷重受け梁部７とされており、その長さ方向の中央部の上面には、凹状に窪む部分（１３）が形成されており、その窪み部分は、検出すべき荷重を受ける荷重受け領域１３とされている。また、荷重受け梁部７の長さ方向の両端部分（左右に突出する両端部分）の下面には、水平な段差面（１５Ａ、１５Ｂ）が形成され、その段差面が、その領域を支点として基体３を支持するための支点受け領域１５Ａ、１５Ｂとされている。なお、荷重受け領域１３は、特に窪みなどの形状を与えない平面的な領域であってもよい。
支点受け領域（段差面）１５Ａ、１５Ｂは外部の固定された支持部材１９Ａ、１９Ｂの上面に載置され、荷重受け領域１３には例えば、垂直棒状の荷重印加部材２１によって外部からの荷重が加えられる。

【0059】

一方、ロードセル２の基体３を構成する長矩形の長辺に相当する平行な２辺は、作動腕部１１Ａ、１１Ｂとされている。この作動腕部１１Ａ、１１Ｂは、本例では、荷重受け梁部７の長さ方向の中央位置（荷重受け領域１３の中心）Ｏを基準として左右対称の位置から下方（すなわち荷重受け梁部７の長さ方向に対して直角の方向）に突出するように平行に形成され、その作動腕部１１Ａ、１１Ｂの下端側の部分（図１、図２の例では最下端部）は、前記長矩形の下側の短辺（下辺）に相当する連結部９によって連結されている。
このようにして、基体３は、荷重受け梁部７と、一対の作動腕部１１Ａ、１１Ｂと、連結部９とが、全体としてほぼ長四角状の中空部分（窓部）１７を連続的に取り囲む構成となっている。

【0060】

そして前記作動腕部１１Ａ、１１Ｂのいずれか一方または双方（図示の例では左側の作動腕部１１Ａのみ）における長さ方向の中央部近くの部位の外面側（中空部分１７に対して外側を向く面）には、歪センサ５が貼着されている。この歪センサ５は、歪検出素子として、例えば歪によって電気抵抗が変化する４個の歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を用い、その４個の歪ゲージ（歪検出素子）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を、例えば図３に示すようなホイートストンブリッジ回路２３に組んだ構成とすれば良い。なおこれらの歪ゲージＲ１〜Ｒ４のうち、Ｒ１およびＲ３は、作動腕部１１Ａの長さ方向のほぼ中央部もしくはそれより若干下方の位置に貼着され、残りのＲ２およびＲ４は、連結部９に近い位置に貼着されている。

【0061】

このような図１〜図３に示す原理的な構成のロードセル２の基体３においては、荷重受け梁部７の長さ方向の中央位置Ｏを通り、荷重受け梁部７の長さ方向に対して直交する面を基準面Ｐとすれば、荷重受け領域１３（窪み部分）は、基準面Ｐを通り、一対の作動腕部１１Ａ、１１Ｂの一方の作動腕部１１Ａは、荷重受け梁部７における基準面Ｐに対して前記一対の支点受け領域（段差面）１５Ａ、１５Ｂのうちの一方の支点受け領域１５Ａが位置する側から基準面Ｐと平行に突出するように、また他方の作動腕部１１Ｂは、荷重受け梁部７における基準面Ｐに対して他方の支点受け領域１５Ｂが位置する側から基準面Ｐと平行に突出するように形成されていることになる。

【0062】

上述のような図１、図２に示す原理的な構成の荷重検出器１のロードセル２において、外部から荷重Ｗが加えられたときの状況を、図４に示す。なおここで、基体３は、その荷重受け梁部７の長さ方向の両端部の下面側の支点受け領域（段差面）１５Ａ、１５Ｂが、外部（本発明では後述するようにベッド本体の一部に相当する）の固定された支持部材１９Ａ、１９Ｂの上面に載置されて、荷重受け梁部７の長さ方向が水平となるように、いわゆる両持ち梁の状態で支持されている。また外部からの荷重（本発明ではベッド本体における寝床面形成部からの荷重）Ｗは、例えば垂直棒状の荷重印加部材２１によって、荷重受け梁部７の長さ方向の中央部上面の荷重受け領域１３（窪み部分）に、鉛直に（したがって前記基準面Ｐに沿って）加えられるものとする。この垂直棒状の荷重印加部材２１は、荷重伝達経路を構成する部材である。

【0063】

荷重印加部材２１から荷重受け梁部７の中央付近の荷重受け領域１３に鉛直方向に荷重Ｗが加えられれば、荷重受け梁部７は、その中央部分が下方に張り出す方向に微小撓み変形（弾性変形）が生じる。この微小撓み変形によって、荷重受け梁部７における基準面Ｐに対して左側の領域では、中央部寄りの部分が下がる方向にわずかに傾斜し、基準面Ｐに対して右側の領域では、同じく中央部寄りの部分が下がる方向にわずかに傾斜する。このような荷重受け梁部７の撓み変形に伴って、その荷重受け梁部７における基準面Ｐに対して左右の位置から下方に突出する一対の作動腕部１１Ａ、１１Ｂは、その先端部（下端部）間の距離を拡大させようとする力が作用するが、左右の作動腕部１１Ａ、１１Ｂの先端部（下端部）の間の距離は連結部９によって拘束されているため、作動腕部１１Ａ、１１Ｂは、その長さ方向の中央部分が左右に張り出す方向に微小変形する。そのため、作動腕部１１Ａ、１１Ｂにおける長さ方向の中央部付近の外面側（基準面Ｐに対して外側を向く面）に引張歪が発生し、その引張歪が歪センサ５の歪ゲージＲ１、Ｒ３に作用する。一方、作動腕部１１Ａ、１１Ｂにおける連結部９に近い部分の外側には、圧縮歪が生じ、その圧縮歪が歪センサ５の歪ゲージＲ２、Ｒ４に作用する。したがって、例えば図３に示すように歪ゲージＲ１〜Ｒ４によってホイートストンブリッジ回路２３を組んでおけば、上記の作動腕部１１Ａの引張歪、圧縮歪による電位差が荷重信号として出力される。ここで、作動腕部１１Ａの歪は、荷重受け梁部７の歪によって生じるものであるから、結果的に荷重受け梁部７の歪、ひいてはその荷重受け梁部７に加わっている荷重が検出されたことになる。
上記弾性変形は、例えば、荷重受け梁部が両持ち梁として微小変形し、その荷重受け梁部の微小変形に伴って、前記一対の作動腕部の少なくとも一方が弾性変形するという態様で生じるものである。

【0064】

ここで、図１に示しているように、作動腕部１１Ａ、１１Ｂの長さ（荷重受け梁部７に続く個所から連結部９に続く個所までの寸法）Ｌを、荷重受け梁部７における一対の支点受け領域１５Ａ、１５Ｂ間の距離Ｌ_０よりも充分に大きく設定するか、あるいは作動腕部１１Ａ、１１Ｂについて、その断面積を荷重受け梁部７よりも小さくしたりあるいは形状に工夫を加えるなどの手法によって剛性が荷重受け梁部７よりも小さくなるように調整しておくか、さらにはこれらの寸法の調整と剛性の調整とを組み合わせておけば、作動腕部１１Ａ、１１Ｂに生じる歪を、荷重受け梁部７それ自体に生じる歪よりも容易に大きくすることができる。そしてその場合には、荷重受け梁部７の歪を、作動腕部１１Ａによって増幅し、その増幅された歪を歪センサ５が検出することになる。したがって、ホイートストンブリッジ回路２３の出力電圧も大きくなり、荷重受け梁部７に加わる荷重を高精度で検出することが可能となる。

【0065】

なお上述の説明では、歪センサ５を４個の歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４によって構成し、そのすべてを一方の作動腕部１１Ａの外側の面に貼着するものとしたが、場合によっては、その一部または全部を、作動腕部１Ａの内側の面（中空部分１７に向く面）に貼着しても良い。さらに、４個の歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の一部を、一方の作動腕部１１Ａに、残りを他方の作動腕部１１Ｂに貼着しても良い。
そしてまた、図３に示すホイートストンブリッジ回路２３の４個の抵抗体のうち、１〜３個のみを歪ゲージとして作動腕部１１Ａ、１１Ｂのいずれか一方または双方に貼着し、残りの抵抗体をダミー抵抗（固定抵抗）としてもよいことはもちろんである。

【0066】

さらに、図１〜図４に示す例では、左右一対の作動腕部１１Ａ、１１Ｂが、基準面Ｐと平行に突出するように形成されているものとして説明したが、作動腕部１１Ａ、１１Ｂは、荷重受け梁部７から、基準面Ｐに対して傾斜する方向に突出するように形成されていてもよく、その場合の一例を図５に示す。
図５の例では、作動腕部１１Ａ、１１Ｂは、その長さ方向の先端側が相互に近接するように、基準面Ｐに対して角度θだけ傾斜しており、その近接した先端部分同士が連結部９によって連結されている。
このような構成であっても、図１〜図４に示した例と同様に、荷重受け梁部７の荷重受け領域１３に加わる荷重Ｗによって荷重受け梁部７が撓み変形し、それに伴って、作動腕部１１Ａ、１１Ｂが左右に張り出すように変形して、作動腕部１１Ａ、１１Ｂの外面、内面に歪が発生するから、その歪を歪センサ５が検出することによって、加えられた荷重Ｗを測定することができる。

【0067】

なおまた、図５では、作動腕部１１Ａ、１１Ｂの長さ方向の先端側が相互に近接する方向に傾斜しているものとしたが、逆に作動腕部１１Ａ、１１Ｂの長さ方向の先端側が相互に離隔するように基準面Ｐに対して傾斜していても良いことはもちろんである。さらに、作動腕部１１Ａ、１１Ｂのうちの一方のみを基準面Ｐに対して傾斜させ、他方を基準面Ｐと平行となるように構成しても良い。

【0068】

さらに、図１、図２に示した例では、作動腕部１１Ａ、１１Ｂの最下端部同士を連結部９によって連結した構成としているが、連結部９によって連結する部位は、要は作動腕部１１Ａ、１１Ｂにおける歪センサ５の取り付け位置よりも先端側の個所であれば良い。したがって例えば図６に示しているように、作動腕部１１Ａ、１１Ｂの下端を連結部９よりも下方に延長させた構成としても良い。荷重測定対象の装置や設備などにおける荷重検出器の設置個所の形状や構造などによっては、このような形状とすることが有利となることもある。なおこの場合、図６中の鎖線で示しているように、連結部９よりもさらに下方（作動腕部１１Ａ、１１Ｂの最下端部）において、別の連結部９´により作動腕部１１Ａ、１１Ｂを連結した構成としても良い。

【0069】

ここで、以上に示したロードセル２の各例では、左右一対の作動腕部１１Ａ、１１Ｂが同等の剛性を有するものとして、荷重印加時に一対の作動腕部１１Ａ、１１Ｂが同等に変形するように示している。
しかしながら、一対の作動腕部１１Ａ、１１Ｂのうちの一方の作動腕部１１Ａのみで歪を検出する場合、各作動腕部１１Ａ、１１Ｂの剛性を異ならしめ、実質的に一方の側の作動腕部１１Ａのみが変形して歪を生じるように構成することが望ましい。その場合の原理的な構成を、図７、図８に示す。

【0070】

図７、図８において、一対の作動腕部１１Ａ、１１Ｂのうち、右側（歪センサ５を設けない側）の作動腕部１１Ｂは、例えば断面積を大きくするなどの手法により剛性を相対的に大きくして、荷重印加時に変形が生じにくいものとし、一方、左側（歪センサ５を設ける側）の作動腕部１１Ａは、例えば断面積を作動腕部１１Ｂの断面積より小さくするなどの手法により剛性を相対的に小さくして、荷重印加時に変形が生じやすいものとしている。
このような構成とすれば、図８に示しているように、荷重受け梁部７の荷重受け領域１３に荷重が加わった時の荷重受け梁部７の撓み変形に伴い、一対の作動腕部１１Ａ、１１Ｂのうちの、剛性が高い右側の作動腕部１１Ｂは、変形しないかまたはその変形量がわずかとなり、これに対して剛性が低い左側の作動腕部１１Ａは、相対的に大きく変形（長さ方向の中央部が張り出すように変形）して、既に述べたと同様に、その作動腕部１１Ａに取り付けた歪センサ５（歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）によって作動腕部１１Ａの歪、ひいては荷重が検出される。

【0071】

このような構成では、上述のように主として一方の作動腕部１１Ａのみが変形するため、図１〜図４に示した原理的構成の場合よりも、歪センサ５を設けた側の作動腕部１１Ａの歪量が大きくなり、その結果、荷重をより高精度で検出することが可能となる。

【0072】

なお、図７に示したロードセル２の場合、荷重受け梁部７に鉛直方向に荷重Ｗを加えれば、一対の作動腕部１１Ａ、１１Ｂのうち、剛性が小さい側（左側）の作動腕部１１Ａが図８に示したように湾曲状に撓み変形するばかりでなく、剛性が大きい側（右側）の作動腕部１１Ｂが、支点受け領域１５Ｂを基準として、鉛直方向からわずかに反時計方向へ傾き（下端側が右方に移動するように傾き）、連結部９の位置もわずかに右方に移動するが、その傾き角度、移動量はごくわずかに過ぎず、そこで図８ではその傾きおよび移動は無視して、特に図面上に表していない。

【0073】

以上、本発明の荷重検出機能付きベッドに使用される荷重検出器におけるロードセルの原理的な構成について説明したが、このような原理的構成を踏まえ、より具体化した荷重検出器のロードセルを、図９〜図１３に示す。なお、図９〜図１３において、図１〜図４に示した原理的構成と同じ部位については、これらの図と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0074】

図９〜図１３に示す荷重検出器１のロードセル２は、基本的には、図１、図２に示した例や図７、図８に示した例と同様に、荷重Ｗが加えられる基体３と歪センサ５（歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）とによって構成されている。そして基体３は、荷重受け領域１３及び一対の支点受け領域１５Ａ、１５Ｂを有する荷重受け梁部７と、その荷重受け梁部７における左右の位置から突出する一対の作動腕部１１Ａ、１１Ｂと、これらの作動腕部１１Ａ、１１Ｂの先端側の部分同士を連結する連結部９とからなり、これら各部が全体として連続して中空部分１７を取り囲む構成とされている。そして本例の場合、左右の作動腕部１１Ａ、１１Ｂは、図７、図８に示した例に準じて、その剛性がアンバランスとなるように構成している。

【0075】

なお荷重を加えるための荷重印加部材２１は、水平な軸線を有する軸部材で構成され、また、支持部材（図１〜図４の各例における符号１９Ａ、１９Ｂ）は、本例では、垂直な軸線を有する中空な筒部材１９とされており、その筒部材（支持部材）１９における軸線を中心として対称な位置の端縁部が支持部１９Ｃ、１９Ｄとされている。なおこの中空な筒部材１９は円筒であっても角筒であっても良い。そしてこの筒部材１９の内側に、基体１の作動腕部１１Ａ、１１Ｂが上方から挿入されるように構成されている。

【0076】

図９〜図１３に示す荷重検出器１のロードセル２において、基体３における荷重受け梁部７の荷重受け領域１３には、垂直断面が円弧状に湾曲する軸受け部２５が形成されており、この軸受け部２５が前述の水平軸部材（荷重印加部材）２１を受ける構成とされている。そしてその軸受け部２５の左右両側から、上方に向けて突出する突辺部２７Ａ，２７Ｂが連続一体に形成されて、その突辺部２７Ａ、２７Ｂの間に前記水平軸部材（荷重印加部材）２１が挿入されるように構成されている。

【0077】

さらに、既に述べたと同様に、荷重受け梁部７の中央位置Ｏを通りかつ荷重受け梁部７の長さ方向に対して直交する面を基準面Ｐとすれば、基体３の左側の部分（歪センサ５が位置する側の部分）のうち、上部は、前記基準面Ｐに対して直交する垂直面に沿って側方から切り込まれて、切り込み部２９（図１０、図１２参照）が形成され、その切込み部２９により二股状に分岐された形状とされている。具体的には、荷重受け梁部７における軸受け部２５（荷重受け領域１３）を含む左側の部分から、左右の作動腕部１１Ａ、１１Ｂのうち左側の作動腕部１１Ａの長さ方向の中間までに渡って切り込み部２９が形成されて、荷重受け梁部７における軸受け部２５（荷重受け領域１３）から一方の支点受け領域１５Ａの側の部分と、それに連続する一方の作動腕部１１Ａの中間位置までの部位とが、二股状に分岐されている。

【0078】

また作動腕部１１Ａには、図９、図１３に示しているように、その上部から中間部分にかけての部分の外側面に傾斜面３１が形成されて、上部から中間部にかけての部分においてその幅（厚み方向に対し直交する方向の幅）が狭くなるように作られ、さらに作動腕部１１Ａの内面側には、その作動腕部１１Ａの外面側に向かって窪む複数の凹部３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃが、作動腕部１１Ａの長さ方向（上下方向）に間隔を置いて形成されている。すなわち、作動腕部１１Ａにおける下端部（連結部９に続く部分）近くに第１の凹部３３Ａが形成され、その第１の凹部３３Ａよりも若干上方の位置に第２の凹部３３Ｂが形成され、さらにそれよりも上方の位置（作動腕部１１Ａの長さ方向の中央よりも上方の位置）に第３の凹部３３Ｃが形成されている。
そして、歪センサ５を構成する４個の歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のうち、歪ゲージＲ１、Ｒ３は、第２の凹部３３Ｂに対応する位置の外面に貼着され、歪ゲージＲ２、Ｒ４は、第１の凹部３３Ａに対応する位置の外面に貼着されている。
そしてこれらの歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、既に述べたと同様に、図３に示したホイートストンブリッジ回路２３に組まれている。

【0079】

図９〜図１３に示す荷重検出器１のロードセル２に荷重が加わった際の状況を図１４に示す。
図１４において、作動腕部１１Ａ、１１Ｂを中空な筒部材（支持部材）１９の上端部に挿入して、荷重受け梁部７の両端部下面（段差面）の支点受け領域１５Ａ、１５Ｂを、筒部材（支持部材）１９の端縁（支持部１９Ｃ、１９Ｄ）に支持させ、軸受け部２５に挿入されている水平軸部材（荷重印加部材）２１から荷重Ｗが荷重受け領域１３に加えられれば、荷重受け梁部７には、その中央部が下方にわずかに降下するような微小撓み変形が生じる。ここで、一対の作動腕部１１Ａ、１１Ｂのうち、右側の作動腕部１１Ｂは、切り込み部２９が形成されておらず（図１０、図１３参照）、しかも凹部３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃも形成されていないため、左側の作動腕部１１Ａと比較して格段にその剛性が大きく、そのため、図７、図８に示した例と同様に、右側の作動腕部１１Ｂは実質的に変形せず、もっぱら左側の作動腕部１１Ａのみが撓み変形する。すなわち、左方の作動腕部１１Ａのみが、左方（外方）に張り出すように変形する。しかも、この作動腕部１１Ａの内側に形成されている凹部３３Ａ、３３Ｂによって、作動腕部１１Ａの撓み変形が局部的に助長されて、その助長された歪が歪センサ５によって効果的に検出される。

【0080】

すなわち、図１４に示しているように、作動腕部１１Ａの連結部９側の端部の第１の凹部３３Ａによって、その部分の作動腕部１１Ａの厚みが局部的に小さくなって剛性が小さくなっており、しかもその第１の凹部３３Ａの下側は連結部９によって拘束されているため、作動腕部１１Ａは、連結部９のごく近くの位置から外側に湾曲状に撓み変形する。そのため、第１の凹部３３Ａに対応する部位付近の外面に圧縮歪が集中的に生じ、その圧縮歪によって歪センサ５の歪ゲージＲ２（Ｒ４）に大きな抵抗変化が生じる。
さらに、第１の凹部３３Ａに近接してその上方に形成した第２の凹部３３Ｂ付近でも、その部位の作動腕部１１Ａの厚みが局部的に小さくなって剛性が小さくなっており、その部位付近では、第１の凹部３３Ａ付近の弾性変形方向とは逆の方向に弾性変形し、その部位付近の外面に引張歪が集中的に発生する。そしてこの引張歪によって、歪センサ５の歪ゲージＲ１（Ｒ３）に大きな抵抗変化が生じる。

【0081】

ここで、図１４に示すロードセルは、メガネ型のロバーバル機構の半分を有するタイプのロバーバル機構を備えたものである。隣り合って第１の凹部３３Ａと第２の凹部３３Ｂを形成した部分付近は、メガネ型のロバーバル機構における片側の形状と同様である。すなわち、従来技術の片持ち梁タイプとして示した図２２の荷重検出器における、メガネ型のロバーバル機構１０２を形成した起歪体１００と、本実施形態における作動腕部１１Ａとを対比すれば明らかなように、第１の凹部３３Ａが、図２２のロバーバル機構１０２を構成する長孔１０３の一端の拡大孔部１０３Ａに対応し、第２の凹部３３Ｂが、長孔１０３の他端の拡大孔部１０３Ｂに対応する。そして作動腕部１１Ａが変形する際には、第１の凹部３３Ａを形成した部位付近と第２の凹部３３Ｂを形成した部位付近に、メガネ型のロバーバル機構を形成した場合と同様な歪集中効果が得られ、しかも第１の凹部３３Ａ付近と第２の凹部３３Ｂ付近とでは、逆方向の歪（変形）が生じるのである。

【0082】

このように、凹部３３Ａ、３３Ｂを形成しておくことによって、歪ゲージＲ２（Ｒ４）の部位の圧縮歪、歪ゲージＲ１（Ｒ３）の部位の引張歪が、これらの凹部３３Ａ、３３Ｂを形成していない場合と比較して格段に大きくなり、その結果前述のホイートストンブリッジ回路２３から大きな出力を得ることができる。したがって、高精度で荷重を検出することが可能となり、わずかな荷重変動であってもそれを確実に把握することが可能となる。
しかもこのような構成では、圧縮歪を検出する歪ゲージＲ２（Ｒ４）と、引張歪を検出する歪ゲージＲ１（Ｒ３）とが近接して貼着されるため、これらの歪ゲージ間の配線や外部との間の入出力のためのリード線の取り回しも容易となる。

【0083】

なお本例において、第３の凹部３３Ｃは、設計上の都合で形成したものであって、歪の増幅には直接関係しないから、作動腕部１１Ａには必ずしも形成しなくても良い。

【0084】

また本例においては、図９、図１４に示しているように、作動腕部１１Ａ、１１Ｂを、外部の固定された中空な筒部材（支持部材）１９に挿入した際に、その筒部材１９の内面１９Ｅと作動腕部材１１Ａ、１１Ｂの外面との間に空隙Ｇが生じるように、支点受け領域（段差面）１５Ａ、１５Ｂの下側に第２の段差面１５Ｃ、１５Ｄを形成している。すなわち、作動腕部１１Ａ，１１Ｂにおける筒部材（支持部材）１９に挿入される部分について、それらの外面間の距離（図９、図１４における作動腕部１１Ａの左側面と作動腕部１１Ｂの右側面との間の最大距離）が、中空な筒部材（支持部材）１９の内径よりも小さくなるように設定することによって、上記空隙Ｇが生じるように調整している。
このように、空隙Ｇが生じるように形状、寸法を調整しておくことによって、荷重が加わった時の作動腕部１１Ａの変形をその空隙Ｇ内で許容して、確実に歪を検出することが可能となる。

【0085】

またここで、本例においても、荷重受け梁部７に鉛直方向に荷重Ｗを加えれば、一対の作動腕部１１Ａ、１１Ｂのうち、剛性が小さい側（左側）の作動腕部１１Ａが図１４に示したように撓み変形するばかりでなく、剛性が大きい側（右側）の作動腕部１１Ｂが、支点受け領域１５Ｂを基準として鉛直方向からわずかに反時計方向へ傾き（下端側が右方に移動するように傾き）、同時に連結部９の位置がわずかに右方に移動するが、その傾き角度、移動量はごくわずかに過ぎず、そこで図１４ではその傾きおよび移動は無視して、特に図面上に表していない。但し、前述のように右側の作動腕部１１Ｂの側にも前記空隙Ｇが生じるように形状、寸法を調整しておくことにより、上記の傾き、移動を許容することができる。

【0086】

なおまた、本例の場合も、ホイートストンブリッジ回路２３を構成する４個の抵抗体Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のすべてを歪ゲージとする必要はなく、少なくとも一つを歪ゲージとして、作動腕部１１Ａにおける第１の凹部３３Ａ、第２の凹部３３Ｂの少なくとも一方に対応する位置に貼着し、残りはダミー抵抗を用いても良いことはもちろんである。

【0087】

さらに、図９〜図１３に示す例では、作動腕部１１Ａの外面に歪ゲージＲ１〜Ｒ４を貼着しているが、作動腕部１１Ａの内面側にも歪は発生し、特に第１の凹部３３Ａ、第２の凹部３３Ｂの奥側の面（底面）には大きな歪が発生するから、場合によっては、歪ゲージＲ１〜Ｒ４のうちの一部または全部を、作動腕部１１Ａの内面側、特に凹部３３Ａ、３３Ｂの一方または双方の底面に貼着しても、荷重を検出することができる。例えば歪ゲージＲ１、Ｒ３を第１の凹部３３Ａの底面に貼着し、歪ゲージＲ２、Ｒ４を第２の凹部３３Ｂの底面に貼着しても良い。

【0088】

図１５には、基体３の荷重受け梁部７における支点受け領域１５Ａ、１５Ｂを支持するための構成を変更した実施形態を示す。
本例の場合、外部から荷重を加えるための荷重印加部材２１は、図９〜図１３に示した例と同様に、水平な軸線を有する軸部材で構成され、また、支持部材（図１〜図４の各例における符号１９Ａ、１９Ｂ）も、図９〜図１３に示した例と同様に、垂直な軸線を有する中空な筒部材１９とされており、その筒部材（支持部材）１９における軸線を中心として対称な位置の端部が支持部１９Ｃ、１９Ｄとされている。
そして荷重受け梁部７の両端近くの下面に凹溝４１Ａ、４１Ｂが形成されており、これらの凹溝４１Ａ、４１Ｂが、筒部材（支持部材）１９の上端（支持部１９Ｃ、１９Ｄ）に嵌められるように構成されている。したがってこの場合、凹溝４１Ａ、４１Ｂの内奥面が、支点受け領域１５Ａ、１５Ｂに相当する。なおこの場合、凹溝４１Ａ、４１Ｂは筒部材（支持部材）１９の上端に緊密にはめ込まれる必要はなく、若干の遊びをもってはめ込まれても良い。その他の構成は、図９〜図１３に示した例と同様である。

【0089】

また図１６は、基体３の荷重受け梁部７における支点受け領域１５Ａ、１５Ｂを支持するための構成を変更したさらに別の例を示す。
本例の場合、外部から荷重を加えるための荷重印加部材２１は、図９〜図１３に示した例と同様に、水平な軸線を有する軸部材で構成されている。そして荷重受け梁部７の両端近くには、その荷重受け梁部７を貫通する取り付け孔４３Ａ、４３Ｂが形成されている。このような荷重検出器の基体３を支持する場合、前記取り付け孔４３Ａ、４３Ｂに、ピン状の部材４５Ａ、４５Ｂを挿通させて、そのピン状部材４５Ａ、４５Ｂを外部（本発明ではベッド本体内）の任意の支持部材１９に固定または係止させれば良い。このような構成においては、取り付け孔４３Ａ、４３Ｂが支点受け領域１５Ａ、１５Ｂに相当する。

【0090】

さらに図９〜図１３に示す例では、荷重印加部材２１として水平軸部材を適用するため、荷重受け梁部７の荷重受け領域１３に軸受け部２５を形成し、かつその両側に突辺部２７Ａ、２７Ｂを形成しているが、荷重印加部材２１の形状によっては、荷重受け領域１３は、図１〜図３に示した原理的構成と同様に、単なる窪み１３Ａを形成しただけでもよく、その場合の例を図１７に示す。さらに、荷重印加部材２１の形状によっては、荷重受け領域１３は、特に窪みなどの形状を与えない平面的な領域であっても良い。

【0091】

なお、荷重受け梁部７における荷重受け領域１３と支点受け領域１５Ａ、１５Ｂとの関係（力点と支点の関係）は、あくまで相対的なものであり、実際にロードセル２を使用するに当たっては、これらの関係を逆転して使用することも可能である。すなわち、図１８に示しているように、基体３の上下を逆転して配置し、荷重受け梁部７の荷重受け領域１３で基体を支持し、支点受け領域１５Ａ、１５Ｂにおいて、上方からの荷重Ｗを受けるように使用することも可能である。

【0092】

さらに、前述の説明では、基体３を基準面Ｐが垂直方向に沿うように（したがって作動腕部１１Ａ、１１Ｂの長さ方向が垂直となるように）配置して、鉛直方向に加えられる荷重Ｗを受け、それを検出することとしているが、場合によっては前記基準面Ｐが鉛直方向（荷重Ｗの方向）に対して９０度未満の所定角度αだけ傾斜するように設置して使用することもできる。その場合の使用例を図１９に示す。
この場合、上方からの荷重Ｗは、基準面Ｐに対して角度αだけ傾斜する方向に加えられることになるが、その荷重Ｗによる鉛直方向の力Ｆの分力として、基準面Ｐに沿う方向の力Ｆｐが存在するため、既に述べたと同様に荷重受け梁部７を撓み変形させ、それに伴う作動腕部１１Ａの変形による歪を検出することにより、荷重Ｗを検出することができる。

【0093】

図２０には、本発明の荷重検出機能付きベッドに使用される荷重検出器１におけるロードセル２の別の具体的な例を示す。なお図２０に示すロードセル２の基体３は、一対の作動腕部１１Ａ、１１Ｂのうち、一方（歪センサ取り付け側）の作動腕部１１Ａ以外の部分の構成は、図９〜図１３に示した例と同様であり、そこで作動腕部１１Ａ以外の構成については、説明を省略する。

【0094】

図２０において、作動腕部１１Ａにおける連結部９に近い位置には、表裏貫通する長孔３５が、作動腕部１１Ａの長さ方向に沿って形成されている。その長孔３５の両端は、その径が拡大された拡大孔部３７Ａ、３７Ｂとされ、これによって長孔３５を取り囲む部分が、いわゆるメガネ型のロバーバル機構３９となっている。そして作動腕部１１Ａの外面におけるロバーバル機構３９に対応する位置に、歪センサ５として歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４（図２０ではＲ１、Ｒ２のみを示す）が貼着されている。より具体的には、歪ゲージＲ１（Ｒ３）は、作動腕部１１Ａの外面における一方の拡大孔部３７Ａに対応する位置に、また歪ゲージＲ２（Ｒ４）は、作動腕部１１Ａの外面における他方の拡大孔部３７Ｂに対応する位置に貼着されている。

【0095】

図２０に示されるロードセル２の使用時の状況、特に荷重が加えられた際の状況を図２１に示す。
この場合も、図９〜図１３の例について図１４に示したと同様に、作動腕部１１Ａ、１１Ｂを中空な筒部材（支持部材）１９の上端部に挿入して、荷重受け梁部７の支点受け領域１５Ａ、１５Ｂを、筒部材（支持部材）１９の端縁（支持部１９Ｃ、１９Ｄ）に支持させる。その状態で、軸受け部２５に挿入されている水平軸部材（荷重印加部材）２１から荷重Ｗが荷重受け領域１３に加えられれば、荷重受け梁部７には、その中央部が下方にわずかに降下するように微小撓み変形が生じる。ここで、一対の作動腕部１１Ａ、１１Ｂのうち、右側の作動腕部１１Ｂは、切り込み部が形成されていないため、左側の作動腕部１１Ａと比較してその剛性が高く、そのため右側の作動腕部１１Ｂは実質的に変形せず、もっぱら左側の作動腕部１１Ａのみが撓み変形する。すなわち、左方の作動腕部１１Ａが、左方（外方）に張り出すように変形する。しかも、この作動腕部１１Ａに形成されているロバーバル機構３９（長孔３５）の両端の拡大孔部３７Ａ、３７Ｂによって、それに対応する部位の変形が助長されて、その助長された歪が歪センサ５の各歪ゲージＲ１〜Ｒ４によって効果的に検出される。

【0096】

なお、以上のロードセル２の各例において、基体３は、厚板圧延材、鍛造材あるいは鋳造材などから機械加工によってその全体形状を削りだした一体物、あるいは押し出し加工による一体物など、全体が一体に連続した材料で構成することが望ましいが、場合によっては、一部を分割して、溶接や螺子止めなどによって組み立てた結合構造体であっても良い。例えば連結部９は、撓み変形に関係しない部分であるから、その連結部９だけ別体に作って、その両端を作動腕部１１Ａ、１１Ｂの下端側の部分に結合した構造としてもよい。

【0097】

以上のような荷重検出器を用いた本発明の荷重検出機能付きベッドについて、図２２〜図３０を参照して以下に説明する。

【0098】

図２２は、本発明を適用した荷重検出機能付きベッド２０１の一例を示す側面図である。
この荷重検出機能付きベッド２０１は、例えば床面などの設置面Ｂ上に設置されたベッド本体２０１Ａを備え、このベッド本体２０１Ａに取り付けられた荷重検出器１のロードセル２によって、ベット本体２０１Ａに加わる荷重の変化を検出し、このベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上における利用者Ｈの状態を検出する機能を備えたものである。

【0099】

なお、以下の説明において、図２２に示すベッド本体２０１Ａの設置面Ｂ及び寝床面Ｔは、水平面（重力方向に対して直交する面）とし、このベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上に利用者Ｈが仰臥姿勢で就寝している状態において、利用者Ｈの頭側を「ベッド本体２０１Ａの前側」、利用者Ｈの足側を「ベッド本体２０１Ａの後側」、利用者Ｈの右側を「ベッド本体２０１Ａの右側」、利用者Ｈの左側を「ベッド本体２０１Ａの左側」とする。

【0100】

具体的には、ベッド本体２０１Ａは、寝床面Ｔを形成する寝床面形成部１００と、ベッド本体２０１Ａを設置すべき設置面Ｂに接する脚部２０４と、寝床面形成部１００が設置面Ｂの上方に位置するように、寝床面形成部１００と脚部２０４との間を連結して寝床面形成部１００からの荷重を脚部２０４に向けて伝達する連結支持部１０２とを概略備えた構成とされている。
ここで、図２２に示す例では、寝床面形成部１００は、寝板２０２と、寝板２０２を支持する上側フレーム２０３とによって構成されている。また連結支持部１０２は、下側フレーム２０５と、上側フレーム２０３および下側フレーム２０５の間を連結しながら寝板２０２を上側フレーム２０３とともに昇降させる昇降リンク機構２０６とを備えている。

【0101】

寝板２０２は、利用者Ｈが就寝するのに十分な長さ及び幅を有する矩形状の平板からなる。
ベッド本体２０１Ａは、この寝板２０２の上に例えばマットや敷き布団等を敷設した状態で、この上に利用者Ｈが在床することが可能となっている。（なお、図２２においては、寝板２０２の上面（寝床面Ｔ）に利用者Ｈが直接横臥した状態を図示している。）

【0102】

上側フレーム２０３は、寝板２０２の長さ方向（ベッド本体２０１Ａの長手方向）に延びる左右一対のパイプフレーム２０３ａと、寝板２０２の幅方向（ベッド本体２０１Ａの短手方向）に延びる前後一対のパイプフレーム２０３ｂとが全体として枠状に連結されると共に、寝板２０２の幅方向（ベッド本体２０１Ａの短手方向）に延びるパイプフレーム２０３ｃが、寝板２０２の長さ方向（ベッド本体２０１Ａの長手方向）に複数並んだ状態で、左右一対のパイプフレーム２０３ａと連結された構造（フレーム構造）を有している。

【0103】

そして、上記寝板２０２は、これら複数のパイプフレーム２０３ｃの上に固定した状態で取り付けられている。また、上側フレーム２０３を構成する前後一対のパイプフレーム２０３ｂには、それぞれ鉛直上向きに立設した状態で頭板２０７ａ及び足板２０７ｂが取り付けられている。

【0104】

脚部２０４は、互いに対称な位置関係にあるベッド本体２０１Ａの４隅（前左側、前右側、後左側、後右側）に４つ配置されている。また、これら４つの脚部２０４には、それぞれ重量物であるベッド本体２０１Ａの移動を容易にするためのキャスター機構２０８が設けられている。なお、このキャスター機構２０８の構成については特に限定されるものではなく、従来公知のものを使用することが可能である。

【0105】

下側フレーム２０５は、ベッド本体２０１Ａの長手方向に延びる左右一対のパイプフレーム２０５ａと、ベッド本体２０１Ａの短手方向に延びる前後一対のパイプフレーム２０５ｂとが全体として枠状に連結された構造（フレーム構造）を有している。そして、上記脚部２０４（キャスター機構２０８）は、上記下側フレーム２０５を構成する左右一対のパイプフレーム２０５ａの両端部にそれぞれ設けられている。

【0106】

前述の連結支持部１０２における昇降リンク機構２０６は、ベッド本体２０１Ａの前側と後側とに一対並んで配置されている。また、これら前側及び後側の昇降リンク機構２０６は、その取付位置が異なる以外は基本的に同じ構造を有している。さらに、これら前側及び後側の昇降リンク機構２０６は、それぞれベッド本体２０１Ａの右側と左側との間で左右対称な構造を有している。

【0107】

したがって、前側及び後側の昇降リンク機構２０６については、例えば図２３（ａ），（ｂ）に示すように、必要に応じてこれらをまとめて説明するものとする。

【0108】

なお、図２３（ａ）は、この昇降リンク機構２０６により上記寝板２０２が図示しない上側フレームとともに下降した状態を示すベッド本体２０１Ａの要部側面図である。一方、図２３（ｂ）は、この昇降リンク機構２０６により上記寝板２０２が図示しない上側フレームとともに上昇した状態を示すベッド本体２０１Ａの要部側面図である。

【0109】

具体的には、この昇降リンク機構２０６は、図２３（ａ），（ｂ）に示すように、上側フレーム２０３と下側フレーム２０５との間で互いに連結された第１〜第３の連結アーム２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃを左右一対で有している。

【0110】

このうち、第１の連結アーム２０９ａは、その下端部が上記下側フレーム２０５を構成する前後一対のパイプフレーム２０５ｂに固定した状態で取り付けられている。なおこの第１の連結アーム２０９ａは、少なくとも上端部側（下側フレーム２０５から遠い側）に、中空筒部１０３が形成されている。一方、第２の連結アーム２０９ｂは、その下端部が第１の連結アーム２０９ａの上端部と第１のヒンジ部２１０ａを介して回動自在に取り付けられている。一方、第３の連結アーム２０９ｃは、その下端部が第２の連結アーム２０９ｂの上端部と第２のヒンジ部２１０ｂを介して回動自在に取り付けられている。

【0111】

また、昇降リンク機構２０６は、前側及び後側の第３の連結アーム２０９ｃの間を連結する左右一対の第４の連結アーム２０９ｄを有している。そして、この第４の連結アーム２０９ｄには、前側及び後側の第３の連結アーム２０９ｃの上端部がそれぞれ第３のヒンジ部２１０ｃを介して回動自在に取り付けられている。

【0112】

また、昇降リンク機構２０６は、上記寝板２０２を図示しない上側フレームとともに昇降駆動するためのアクチュエータ（駆動機構）２１１を有している。このアクチュエータ２１１は、電動によりシリンダ２１１ａからピストン２１１ｂを前後方向に移動（伸縮）させるものである。このうち、シリンダ２１１ａは、上記上側フレーム２０５（図２３（ａ），（ｂ）において図示せず。）に固定した状態で取り付けられている。一方、ピストン２１１ｂは、その先端部が第４の連結アーム２０９ｄと第４のヒンジ部２１０ｄを介して回動自在に取り付けられている。なお、このアクチュエータ２１１は、上記ベッド本体２０１Ａの左右の一方側のみに設けられている。

【0113】

そして、この昇降リンク機構２０６では、図２３（ａ）に示すように、上記寝板２０２が図示しない上側フレームとともに下降した状態から、アクチュエータ２１１の駆動によりピストン２１１ｂが前方に移動する（伸びる）ことによって、第１〜第４の連結アーム２０９ａ〜２０９ｄが互いに協働しながら、図２３（ｂ）に示すように、上記寝板２０２が図示しない上側フレームとともに上昇した状態となる。逆に、図２３（ｂ）に示すように、上記寝板２０２が図示しない上側フレームとともに上昇した状態から、アクチュエータ２１１の駆動によりピストン２１１ｂが後方に移動する（縮む）ことによって、第１〜第４の連結アーム２０９ａ〜２０９ｄが互いに協働しながら、図２３（ａ）に示すように、上記寝板２０２が図示しない上側フレームとともに下降した状態となる。これにより、上記寝板２０２を図示しない上側フレームとともに昇降動作させながら、上記寝板２０２の高さを調整することが可能となっている。

【0114】

荷重検出器１は、図２２に示しているように、上記ベッド本体２０１Ａに荷重が加わることで発生する歪みを計測する既に述べたようなロードセル２を有するものであり、さらに本実施形態においては、図２２に示しているように、ロードセル２の他に、ロードセル２から出力された荷重信号に基づいて、上記ベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上における利用者Ｈの状態を演算する演算部２５２と、演算部２５２で演算した結果を遠隔に送信する送信部２５３と、送信部２５３から送信された信号を受信する受信部２５４とを概略備えている。

【0115】

なお、ロードセル２と演算部２５２との間、及び、演算部２５２と送信部２５３との間は、それぞれ配線２５５ａ，２５５ｂによって電気的に接続されている。一方、送信部２５３と受信部２５４との間は、無線（電波）によって送受信が可能となっている。

【0116】

ところで、本発明を適用した荷重検出機能付きベッド１は、寝床面形成部１００から連結支持部１０２を経て脚部２０４に至る荷重伝達経路のいずれかの個所における、寝床面形成部側１００からの荷重を受けてその荷重を設置面Ｂ側に伝達する部位にロードセル２が組み込まれてなるものである。
そして特に図２２の例の場合、上記の荷重伝達経路のうち、連結支持部１０２の昇降リンク機構２０６にロードセル２が組み込まれている。そこでここでは、先ず、上述のように昇降リンク機構２０６にロードセル２が組み込まれている場合について、さらに詳細に説明する。

【0117】

具体的には、ロードセル２は、図２３（ａ），（ｂ）に示すように、上記昇降リンク機構２０６を構成する第１〜第４のヒンジ部２１０ａ〜２１０ｄのうち、互いに対称な位置関係にある４隅（前左側、前右側、後左側、後右側）に配置された第１のヒンジ部２１０ａに各々（計４つ）取り付けられている。これら４つのロードセル２は、その取付位置が異なる以外は基本的に同じ構造を有しているものであり、ここでは、例えば図９〜図１３に示したロードセル２が用いられているものとする。

【0118】

なお、図２４（ａ）は、ロードセル２が組み込まれた昇降リンク機構２０６の要部を拡大した側面図である。一方、図２４（ｂ）は、ロードセル２が組み込まれた昇降リンク機構２０６の要部を拡大した正面図である。

【0119】

具体的には、第１のヒンジ部２１０ａは、図２４（ａ），（ｂ）に示すように、上記第１の連結アーム（一方の連結アーム）２０９ａに設けられたガイドスリット（軸受）２１２に、上記第２の連結アーム（他方の連結アーム）２０９ｂに設けられたピン（支軸）２１３が係合された状態で軸支されることによって、上記第１の連結アーム２０９ａに対して上記第２の連結アーム２０９ｂが回動自在に支持された構造を有している。ここで上記のピン（支軸）２１３は、図９〜図１３における水平軸部材（荷重印加部材）２１に相当する。

【0120】

ロードセル２は、基本的には、寝床面形成部１００の側からの荷重により歪を発生する基体３と、その基体の歪を検出するべく基体に取り付けられた歪センサ５とからなるものである。そして基体３は、既に述べたように、荷重受け梁部７と、作動腕部１１Ａ，１１Ｂと、連結部９とを有してなるものであり、荷重受け梁部７には軸受け部２５が形成されている。そして基体３は、第１の連結アーム２０９ａの中空筒部１０３内に挿入されている。

【0121】

そして、ロードセル２では、ベッド本体２０１Ａに荷重が加わった際に、鉛直下向きの荷重Ｗが荷重受け梁部７に加わることによって、既に述べたように作動腕部１１Ａに増幅された歪みが生じることになる。このとき、歪みセンサ５が作動腕部１１Ａに生じた歪みの大きさに応じた抵抗の変化を検出し、その歪みの大きさに応じた荷重信号を出力する。これにより、上記ベッド本体２０１Ａに加わる荷重の変化を検出することが可能となっている。

【0122】

なお、この荷重検出器１では、上記ベッド本体２０１Ａの四隅（前左側、前右側、後左側、後右側）に配置された４つのロードセル２によって、それぞれ上記ベッド本体２０１Ａの四隅に加わる荷重の変化を検出する。そして、これら４つのロードセル２が検出した荷重信号を上記演算部２５２へと出力する。

【0123】

演算部２５２は、ＲＯＭやＲＡＭ、その他のメモリ、ＣＰＵ等を有するコンピュータからなり、上記ベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上における利用者Ｈの状態を演算するのに必要なプログラム、数値等が予め格納されている。

【0124】

そして、この演算部２５２では、上記４つのロードセル２から出力された荷重信号に基づいて、上記ベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上における利用者Ｈの状態を演算し、その演算結果を送信部２５３に出力する。

【0125】

例えば、この演算部２５２では、上記４つのロードセル２から出力された荷重信号から、これら４つのロードセル２に加わる荷重の合計値が予め記憶された閾値よりも大きい場合には、利用者Ｈが上記ベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上に在床している判断して、その演算結果を送信部２５３に出力する。

【0126】

なお、この演算部２５２では、このような利用者Ｈの入床（就寝）・離床（起床）以外にも、例えば、上記ベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上における利用者Ｈの重心位置（在床位置）から、利用者Ｈの離床を予知する演算等を行うことも可能である。さらに、利用者Ｈの体動（例：寝返り等）や姿勢（例：仰臥、伏臥、横臥等）などを演算により検出することも可能である。

【0127】

送信部２５３は、上記ベッド本体２０１Ａに取り付けられた送信機であり、上記演算部２５２で演算した結果を遠隔にある受信部２５４へと送信する。一方、受信部２５４では、送信部２５３から送信された信号を受信する受信機であり、送信部２５３からの信号を受信することによって、利用者Ｈの状態（在床状況）を遠隔から監視することが可能となる。

【0128】

また、受信部２５４側では、上記ロードセル２が検出した検出結果や、上記演算部２５２による演算結果を、例えば、図示を省略するモニタに表示したり、プリンタに出力したりすることも可能である。

【0129】

また、上記演算部２５２による演算結果から、例えば利用者Ｈの状態を、必要に応じてその旨を監視者に告知するようにしてもよい。告知方法については、特に限定されるものではなく、例えば、図示を省略するスピーカから警報を発したり、モニタに表示を行ったりすることが可能である。

【0130】

以上のような構造を有する荷重検出機能付きベッドは、例えば、医療施設（例：病院、診療所等）や介護施設、養護施設などにおいて好適に用いられる。

【0131】

本発明では、このような荷重検出機能付きベッド２０１を使用することで、例えば、入床（就寝）や、離床（起床）、在床位置、体動（例：寝返り等）、姿勢（例：仰臥、伏臥、横臥等）など、利用者Ｈの状態（在床状況）を遠隔から監視することが可能となる。また、このような荷重検出機能付きベッド２０１を使用することで、誰かに監視されているという利用者Ｈの精神的な負担や、深夜・早朝に限らず利用者Ｈを常時監視しなければならないという監視者の肉体的・精神的負担を軽減することが可能となる。

【0132】

なお、このような荷重検出機能付きベッド２０１は、上述した施設に限定して使用されるものではなく、例えば、宿泊施設（例：ホテル、旅館等）、一般家庭（例：自宅介護等）などにおいても利用可能である。すなわち、この荷重検出機能付きベッド２０１の利用形態については、特に限定されるものではない。

【0133】

また、本発明を適用した荷重検出機能付きベッド２０１の荷重検出機能を利用した応用例としては、例えば、「床ずれ防止機能」を挙げることができる。具体的には、一定時間（例えば２時間）以上、重心位置がある一定の円より外に移動していない場合、又は、各ロードセル２の荷重変化が一定（例えば１ｋｇ）以上変化していない場合に、利用者Ｈに床ずれが生じる可能性があると判断して、監視者に通知するといった機能を付加することが可能である。

【0134】

また、別の応用例として「照明制御機能」を挙げることができる。具体的には、ベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上における利用者Ｈの重心位置や、重心の移動量、重心の移動速度等を計測することによって、入床又は離床したときに、照明を点灯又は消灯させるといった機能を付加することが可能である。

【0135】

また、別の応用例として「体重管理機能」を挙げることができる。具体的には、ベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上における利用者Ｈの体重を定期的に（例えば毎日定刻時に）計測することによって、利用者Ｈの体重管理を行うといった機能を付加することが可能である。

【0136】

また、別の応用例として「空調管理機能」を挙げることができる。具体的には、ベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上における利用者Ｈの体動（寝返り等）を検出することによって、利用者Ｈの睡眠深度を計測し、利用者の状態に応じて空調を管理するといった機能を付加することが可能である。

【0137】

また、別の応用例として「透析時の体重モニタ機能」を挙げることができる。具体的には、ベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上における利用者Ｈの体重を計測することによって、透析の開始と終了とを検出するといった機能を付加することが可能である。

【0138】

このように、本発明では、上述した機能に限らず、上記荷重検出機能付きベッド２０１の荷重検出機能を利用することで、様々な機能を付加することが可能である。

【0139】

また、本発明は、荷重検出器１がベッド本体２０１Ａに予め組み込まれた荷重検出機能付きベッドであってもよく、あるいは荷重検出器１をベッド本体２０１Ａに別途組み込むことによって、既存のベッドに荷重検出機能を付加したものであってもよい。

【0140】

すなわち、本発明を適用した荷重検出機能付きベッドは、ベッド本体２０１Ａに予め取り付けられた又は別途取り付けた荷重検出器１によりベッド本体２０１Ａに加わる荷重の変化を測定することで、ベッド本体２０１Ａの寝床面Ｔ上における利用者Ｈの状態を検出することが可能となっている。

【0141】

また、本発明では、本発明を適用した荷重検出器１をベッド本体２０１Ａに取り付けることによって、部品点数の増加を抑制しつつ、簡便な構造によって荷重検出機能をベッドに付加することが可能となっている。

【0142】

具体的には、本発明を適用した荷重検出器１において、上記ロードセル２は、既存のベッドが備える上記第１の連結アーム２０９ａの第１のヒンジ部２１０を構成する部品（上記ガイドスリット２１２が形成された軸受部材）と交換可能な荷重検出用部品を構成している。
このため、上記ロードセル２を構成する基体３は、その軸受部２５が軸受部材のそれと同じ取付構造を有している。

【0143】

したがって、本発明では、上記ベッド本体２０１Ａの四隅（前左側、前右側、後左側、後右側）に配置された４つの軸受部材と、上記ロードセル２とを交換するだけで、上記ベッド本体２０１Ａに荷重検出器１を容易に組み込むことが可能である。

【0144】

これにより、既存のベッドに安価に荷重検出機能を付加することが可能である。また、ロードセル２に故障等が生じた場合でも容易に交換が可能である。さらに、既存のベッドとの違いが少ないため、利用者Ｈに違和感なくベッドを利用してもらうことが可能である。

【0145】

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも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。

【0146】

例えば、上記荷重検出機能付きベッド２０１では、昇降リンク機構２０６を構成する第１のヒンジ部２１０ａに上記ロードセル２が組み込まれた構成となっているが、このような構成に限らず、例えば、昇降リンク機構２０６を構成する第２のヒンジ部２１０ｂや第３のヒンジ部２１０ｃに上記ロードセル２を組み込まれた構成とすることも可能である。

【0147】

また、上記ベッド本体２０１Ａについては、寝板２０２の上に予めマット等が敷設されたものであってもよい。また、上記寝板２０２は、その長さ方向（ベッド本体２０１Ａの長手方向）において分割された構造を有して、利用者Ｈの上半身側や足側の一部が起き上がるといったリクライニング機能を有するものであってもよい。さらに、上記上側フレーム２０３及び下側フレーム２０５については、上述したフレーム構造に限定されるものではなく、様々なフレーム構造を採用することが可能である。

【0148】

また、上記荷重検出器１では、上述したロードセル２と演算部２５２との間、及び、演算部２５２と送信部２５３との間を配線２５５ａ，２５５ｂによって電気的に接続した構成に限らず、無線により電気的に接続した構成とすることも可能である。一方、送信部２５３と受信部２５４との間の通信方法としては、上述した無線通信網を用いる場合に限らず、有線通信網を用いてもよい。さらに、上記荷重検出器１では、上記演算部２５２と上記送信部２５３とを一体に形成することも可能である。

【0149】

さらに前述の実施形態では、昇降リンク機構２０６における第１の連結アーム２０９ａが、下側フレーム２０５に対して傾斜するように、下側フレーム２０５の前後一対のパイプフレーム２０５ｂに固定されている（図２４（ａ）参照）が、第１の連結アーム２０９ａは、下側フレーム２０５に対して垂直となるように固定されていても良い。その場合の状況を、図２４（ａ）に準じて図２５に示す。

【0150】

図２５に示しているように、昇降リンク機構２０６の第１の連結アーム２０９ａが垂直である場合にも、ロードセル２をその全体が垂直方向に沿うように連結アーム２０９ａの中空筒部に挿入し、かつ第２の連結アーム（他方の連結アーム）２０９ｂに設けられたピン（支軸）２１３を軸受部２５によって受けることによって、前記同様に荷重を検出することができる。

【0151】

また前述の各実施形態では、ロードセル２は、その荷重受け部７が上方に、連結部９が下方に位置するようにベッド本体に組み込むものとしているが、荷重受け部と荷重伝達部との関係は相対的なものであり、上下を逆転してベッド本体に組み込んでも良いことはもちろんである。その場合の例を図２６に示す。

【0152】

図２６において、昇降リンク機構２０６の第１の連結アーム２０９ａの上端部と第２の連結アーム２０９ｂの下端部との間が第１のヒンジ部２１０ａを介して回動自在に取り付けられており、その第１のヒンジ部２１０ａのピン（支軸）２１３は、下方の第１の連結アーム２０９ａの側に設けられている。そしてこのピン２１３にロードセル２における基体３の軸受け部２５が係合され、ロードセル２における基体３の連結部９は、上方の第２の連結アーム２０９ｂ内に挿入されている。この場合、ベッド本体の荷重は基体３の支点受け領域１５ａ、１５ｂに加わることになるが、その場合でも作動腕部１１Ａの歪によって荷重を検出することができる。

【0153】

さらに前述の各実施形態では、上側フレーム２０３と下側フレーム２０５との間の連結支持部１０２に、昇降リンク機構２０６を設けた構成としているが、昇降リンク機構２０６を連結支持部１０２に設けない場合にも本発明を適用することができる。その一例を、図２７、図２８に示す。

【0154】

図２７、図２８に示す実施形態では、上側フレーム２０３と下側フレーム２０５との間を、連結支持部１０２としての例えば中空パイプ状の複数本（通常は４本）の垂直な支柱１０２Ａによって連結した構成として、各支柱１０２Ａの上端と上側フレーム２０３との間にロードセル２を介在させている。すなわち、ロードセル２の基体３の作動腕部１１Ａ，１１Ｂ、連結部９の部分を、中空パイプ状支柱１０２Ａの上端部分に挿入し、その基体３の荷重受け梁部７の平坦な上面が、上側フレーム２０３の下面に固定された受け座部材１０６から鉛直下方に突出する軸棒部（荷重印加部材）１０６Ａの先端面（下面）に接するように配置している。このようにロードセル２を配置した場合でも、上側フレーム２０３から加わる荷重を検出することができる。

【0155】

また昇降リンク機構２０６を連結支持部１０２に設けない場合の他の例を、図２９、図３０に示す。

【0156】

図２９、図３０に示す実施形態では、図２７、図２８に示した実施形態と同様に、上側フレーム２０３と下側フレーム２０５との間を、連結支持部１０２としての例えば中空パイプ状の複数本（通常は４本）の垂直な支柱１０２Ａによって連結した構成としているが、この場合は、各支柱１０２Ａの下端と下側フレーム２０５との間にロードセル２を介在させている。すなわち、ロードセル２の基体３の作動腕部１１Ａ，１１Ｂ，連結部９の部分を、中空パイプ状支柱１０２Ａの下端部分に挿入し、その基体３の荷重受け梁部７の下面に、下側フレーム２０５の上面に固定された受け座部材１０８から垂直上方に突出する軸棒部（荷重印加部材）１０８Ａの先端面（上面）が接するように配置している。このようにロードセル２を配置した場合でも、上側フレーム２０３から支柱１０２Ａを介して加わる荷重を検出することができる。

【0157】

なお、図２７、図２８に示す実施形態、及び図２９、図３０に示す実施形態は、いずれも上側フレーム２０３と下側フレーム２０５との間の連結支持部１０２に昇降リンク機構を設けない場合の例として説明したが、連結支持部１０２に昇降リンク機構を設けた場合においても、図２７、図２８に示す実施形態に倣って、上側フレーム２０３と連結支持部１０２との間（例えば上側フレーム２０３と昇降リンク機構との間）にロードセル２を介在させることができる。また同様に、連結支持部１０２に昇降リンク機構を設けた場合でも、図２９、図３０に示す実施形態に倣って、連結支持部１０２と下側フレーム２０５との間（例えば昇降リンク機構と下側フレーム２０５との間）にロードセル２を介在させることができる。

【0158】

さらに、図２７、図２８に示す実施形態、あるいは図２９、図３０に示す実施形態のように上側フレーム２０３と下側フレーム２０５との間の連結支持部１０２に昇降リンク機構を設けない場合において、その連結支持部１０２を構成する各支柱１０２Ａの中間部分にロードセル２を介在させることもできる。

【0159】

なお昇降リンク機構６を設けない場合（例えば図２７、図２８に示す実施形態参照）、下側フレーム２０５をも省略してしまうことがあり、この場合は、各支柱１０２Ａの下端に、脚部２０４としてのキャスター機構２０８を直接設けることがある。このような構成のベッド本体においても、図２７、図２８に示す実施形態に倣って、上側フレーム２０３と各支柱１０２Ａとの間にロードセル２を介在させたりすれば良い。

【0160】

以上のように、本発明を適用した荷重検出機能付きベッド１は、寝床面形成部（前述の各実施形態では寝板２０２と上側フレーム２０３とによって構成されるもの）１００から連結支持部（昇降リンク機構２０６もしくは下側フレーム２０５の有無は問わない）１０２を経て脚部２０４に至る荷重伝達経路のいずれかの個所における、寝床面形成部１００側からの荷重を受けてその荷重を設置面Ｂ側に伝達する部位にロードセル２が組み込まれていればよい。従ってロードセル２は、寝床面形成部１００と連結支持部１０２との間、あるいは連結支持部１０２の中間、あるいは連結支持部１０２と脚部４との間、さらには脚部２０４の部分、のいずれに介在させても良い。

【0161】

なお、前述の各実施形態では、ベッド本体２０１Ａにおける寝床面Ｔを形成する寝床面形成部１００が、寝板２０２と、寝板２０２を支持する上側フレーム２０３とによって構成されているものとしたが、場合によっては寝床面形成部１００が、上側フレーム２０３のないもの、すなわち寝板２０２のみからなるものとなっていることもある。このような場合にも本発明を適用し得ることはもちろんである。例えば、寝板２０２と、それを支持するための連結支持部（例えば支柱１０２Ａ）との間にロードセル２を介在させても良い。

【0162】

また、前記同様に寝床面形成部１００が、上側フレーム２０３のないもの、すなわち寝板２０２のみからなるものとなっている場合において、寝板２０２を支持するための連結支持部１０２に昇降リンク機構２０６を設けて、寝板２０２を直接昇降させるようにした構成のベッド本体もあり、このような場合にも本発明を適用し得ることはもちろんである。

【0163】

さらに、寝床面形成部１００が上側フレーム２０３を備えていても、上側フレーム２０３が単なる囲いとして機能するだけで、昇降リンク機構２０６が、直接寝板２０２を昇降させる構成としたベッド本体もあり、このような場合は、上側フレーム２０３は荷重を実質的に支持しないから、上側フレーム２０３は、寝床面形成部１００から連結支持部１０２を経て脚部２０４に至る荷重伝達経路からは外れる。そしてその場合は、寝板２０２から連結支持部１０２を経て脚部２０４に至る荷重伝達経路のいずれかの個所にロードセル２を介在させればよい。

【0164】

なおまた、以上の説明では、寝床面形成部１００を昇降させるための機構として、リンク機構を適用したものとしているが、場合によってはリンク機構を用いない昇降機構、例えば手動あるいは電動の回転螺子方式（スクリュー方式）、ジャッキ方式などの昇降機構を用いることもあり、そのようなリンク機構以外の昇降機構を有するベッド本体にも本発明を適用し得ることはもちろんである。

【0165】

さらに、前述の各実施形態では、ロードセルの歪センサとして、歪により電気抵抗が変化する歪ゲージを用いているが、歪センサは、要はロードセルの作動腕部の歪を検出できるものであればよく、例えば、導電性エラストマーセンサ素子や、光学式歪センサ素子、電歪デバイスセンサ素子、圧電デバイスセンサ素子、磁歪デバイスセンサ素子などを用いることもできる。

【符号の説明】

【0166】

１…荷重検出器 ２…ロードセル ３…基体 ５…歪センサ ７…荷重受け梁部 ９…連結部 １１Ａ、１１Ｂ…作動腕部 １３…荷重受け領域 １５Ａ、１５Ｂ…支点受け領域 １７…中空部分 １９、１９Ａ、１９Ｂ…支持部材２１…荷重印加部材 ３９…ロバーバル機構 １００…寝床面形成部 １０２…連結支持部 １０３…中空筒部 ２０１…荷重検出機能付きベッド ２０１Ａ…ベッド本体 ２０２…寝板 ２０３…上側フレーム ２０４…脚部 ２０５…下側フレーム ２０６…昇降リンク機構 ２０８…キャスター機構 ２０９ａ…第１の連結アーム ２０９ｂ…第２の連結アーム ２０９ｃ…第３の連結アーム ２０９ｄ…第４の連結アーム ２１０ａ…第１のヒンジ部 ２１０ｂ…第２のヒンジ部 ２１０ｃ…第３のヒンジ部 ２１０ｄ…第４のヒンジ部 ２１１…アクチュエータ ２１２…ガイドスリット（軸受） ２１３…ピン（支軸） ２５２…演算部 ２５３…送信部 ２５４…受信部
Ｂ…設置面 Ｔ…寝床面 Ｈ…利用者 Ｒ_１，Ｒ_２，Ｒ_３，Ｒ_４…歪みゲージ（抵抗体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】