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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023000702
(43)【公開日】2023-01-04
(54)【発明の名称】マット及び載置台と体重測定装置
(51)【国際特許分類】
A47C 27/08 20060101AFI20221222BHJP
G01G 19/50 20060101ALI20221222BHJP
G01G 5/04 20060101ALI20221222BHJP
【ＦＩ】
A47C27/08 B
G01G19/50 Z
G01G5/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021101677
(22)【出願日】2021-06-18
(71)【出願人】
【識別番号】396020132
【氏名又は名称】株式会社システック
(72)【発明者】
【氏名】香高 孝之
(72)【発明者】
【氏名】大城 巧
(72)【発明者】
【氏名】太田 偉喜
(72)【発明者】
【氏名】坂田 全弘
【テーマコード（参考）】
3B096
【Ｆターム（参考）】
3B096AC11
3B096AD03
(57)【要約】
【課題】
本発明の課題は、流体の外部との移動がなく簡単な構成となり、極めて使用しやすいマット及び載置台と体重測定装置を提供することである。
【解決手段】
本発明のマット及び載置台と体重測定装置は、載置台と、流体を封入したマットと、マットの内圧を測定する内圧測定手段と、既知の荷重Ｍを載せた場合の内圧と荷重Ｍのデータを格納する荷重－内圧参照データメモリと、荷重－内圧参照データメモリのデータを参照して、測定された内圧から未知の体重を求める重量ｍ換算手段と、を備え、
載置台又は／及びマットは、その接触部において一定の底面積を確保する堅牢性を有する。
【選択図】図１
本発明の課題は、流体の外部との移動がなく簡単な構成となり、極めて使用しやすいマット及び載置台と体重測定装置を提供することである。
【解決手段】
本発明のマット及び載置台と体重測定装置は、載置台と、流体を封入したマットと、マットの内圧を測定する内圧測定手段と、既知の荷重Ｍを載せた場合の内圧と荷重Ｍのデータを格納する荷重－内圧参照データメモリと、荷重－内圧参照データメモリのデータを参照して、測定された内圧から未知の体重を求める重量ｍ換算手段と、を備え、
載置台又は／及びマットは、その接触部において一定の底面積を確保する堅牢性を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体を封止したマットと、前記マットの上面側にあって、測定すべき荷重体を載せる載置台と、で構成され、前記荷重体を前記載置台に載せることで、前記荷重体の重量による前記マット内の内圧の測定に使用されるものであって、
前記載置台又は／及び前記マットは、前記荷重体の重量及び形状にかかわらず、載置され測定される前記荷重体の前記重量に対して一定の面積を前記載置台と前記マットとの接触部において確保する堅牢性を持つことにより、前記載置台が前記マットの上面を一定の面積で押すように構成されていることを特徴とするマット及び載置台。
前記載置台又は／及び前記マットは、前記荷重体の重量及び形状にかかわらず、載置され測定される前記荷重体の前記重量に対して一定の面積を前記載置台と前記マットとの接触部において確保する堅牢性を持つことにより、前記載置台が前記マットの上面を一定の面積で押すように構成されていることを特徴とするマット及び載置台。
【請求項2】
前記マットの下に配置される下ケースと、前記載置台に一体に形成された上ケースを有し、前記上ケースと前記下ケースは、前記マットを内包してカバー保護するとともに、相互間で上下動自在であることで、載置台の上下動を可能としたことを特徴とする請求項１記載のマット及び載置台。
【請求項3】
請求項１又は請求項２記載の前記マットと前記載置台と、体重測定手段と、を備え、前記体重測定手段は、
制御手段と、前記制御手段により制御される、
前記マットの内部に連通し内部の前記流体の内圧Ｐを測定する内圧Ｐ測定手段と、
既知荷重Ｍを前記載置台に載せて前記内圧Ｐを前記内圧Ｐ測定手段で測定したことによる前記既知荷重Ｍと前記内圧Ｐの参照データを格納する荷重－内圧等参照データメモリと、前記載置台に載せて人体等の前記荷重体の重量ｍを測定する場合に、前記重量ｍに対応して前記内圧Ｐ測定手段により測定された前記内圧Ｐから、前記荷重－内圧等参照データメモリを参照して、前記内圧Ｐに対応する人体等の前記荷重体の前記重量ｍを逆算する重量ｍ換算手段と、前記重量ｍを測定日時のデータとともに格納する日時体重データメモリと、前記測定日時と、前記重量ｍと、必要な場合には前記重量ｍから求めた前記荷重体自体の重量である真の体重ｎと、のデータを出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする体重測定装置。
制御手段と、前記制御手段により制御される、
前記マットの内部に連通し内部の前記流体の内圧Ｐを測定する内圧Ｐ測定手段と、
既知荷重Ｍを前記載置台に載せて前記内圧Ｐを前記内圧Ｐ測定手段で測定したことによる前記既知荷重Ｍと前記内圧Ｐの参照データを格納する荷重－内圧等参照データメモリと、前記載置台に載せて人体等の前記荷重体の重量ｍを測定する場合に、前記重量ｍに対応して前記内圧Ｐ測定手段により測定された前記内圧Ｐから、前記荷重－内圧等参照データメモリを参照して、前記内圧Ｐに対応する人体等の前記荷重体の前記重量ｍを逆算する重量ｍ換算手段と、前記重量ｍを測定日時のデータとともに格納する日時体重データメモリと、前記測定日時と、前記重量ｍと、必要な場合には前記重量ｍから求めた前記荷重体自体の重量である真の体重ｎと、のデータを出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする体重測定装置。
【請求項4】
前記体重測定手段は、前記既知荷重Ｍと前記内圧Ｐの参照データを作成するキャリブレーション工程において使用するために、前記既知荷重Ｍを入力する既知荷重Ｍ入力手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の体重測定装置。
【請求項5】
前記体重測定手段は、前記内圧Ｐの温度による影響を補正するために、前記流体又はマットの温度を測定する測温手段を備えたことを特徴とする請求項３又は請求項４記載の体重測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エアマット等の流体封入マットによる、マット及び載置台と体重測定装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
エアマット等の流体を満たしたマットによる先行技術として以下の特許文献（図７にその代表図）を示す。
特許文献１（７－Ａ）では、寝具の下側に膨張・収縮が自在の主タンクを配設し、この主タンクに膨張・収縮が自在の標準タンクを開閉弁付きの管状体を介して連通するとともに、この管状体に差圧伝送器を設け、上記寝具上に患者が乗った際に、主タンクの内圧と標準タンクの内圧との間に生じる差圧から患者の体重変化を測定できるようにした。測定においては、開閉弁を開いておいて患者を寝具に載せると、主タンクの内圧と標準タンクの内圧が等しくなるので、その後、開閉弁を閉じて、患者の体重が変わると二つのタンクの内圧の差として現れるので、体重変化として計測できることを示している。体重変化分を求めるには都合がよいが、装置全体の構成が面倒になる。
特許文献２（７－Ｂ）では、人体他の被計測物の下にエアーマットを置き、エアーマット内への気体の注入による移動、又はエアーマット内からの気体の排出による移動の操作を行うことにより、被計測物の重量と均衡する気体の圧力変化と移動した気体の量との関係から被計測物の重量を求めるものである。この文献では、重量Ｗが圧力Ｐと接触面積の積で計算するが、接触面積が人体やその時の状態により変わるため、その対策として、気体の移動時の圧力の時間的変化が、接触面積の割合であるＮと相関があることで、時間変化から接触面積に従って、重量Ｗを求めることをしている。卓越した考えであると思うが、これも気体の移動をさせる為の構成が面倒であり、更に、測定の度に前提として加圧する機構が必要となる。
特許文献３（７－Ｃ）では、患者をエアマットで保持した状態で電磁弁を開にして空気を排出しエアマットのマット内部圧力を漸次低下させる。エアマットの内部圧力とエアマットに加わる患者を含む荷重とが平衡状態におけるマット内部圧力に基づき患者の体重を求めるとなっているが、これも、空気の加圧と排出が伴うので、その機構が必要になり、操作も面倒である。
特許文献４（７－Ｄ）では、体重測定装置は、複数のエアーセルを有して生体を支持する支持部（エアーマット）と、複数のエアーセルの内部圧力を検出する圧力検出部と、複数のエアーセルの内部圧力を除圧および加圧する圧力調整部と、エアーセルを順番に除圧させ、他のエアーセルの圧力変化量を計測することにより生体の体重を算出するものである。エアーマットの面にわたり複数のエアーセルに別れ、エアーセル内の圧力を検出して、全体の体重を求めるものであるが、エアーセルを分けた分かえって圧力バランスを考慮するため、エアーセルの細分化が必要であり複雑な構成になり、減圧と加圧も面倒である。
特許文献５（７－Ｅ）では、それぞれ独立に内圧が制御される一対のエアマットを有し、これら一対のエアマットが重ねて配置されてなり、一対のエアマットを異なる内圧に調圧する調圧手段と、異なる内圧に調圧された一対のエアマット間を連通する連通手段と、連通手段を開閉する機構と、一対のエアマットの少なくとも一方の内圧を計測する計測手段とを備える。一対のエアマットを異なる内圧に調圧した後、これら一対のエアマット間を連通し、収束する内圧、若しくは一定時間後の内圧を計測することにより体重を測定している。
これも、一対のエアマット間の連通手段によるエアの移動により体重を測定していて機構が複雑で面倒である。
更に、先行技術において、流体の複雑な移動機構を備えた上記の欠点に加え、以下の共通した欠点がある。７－Ｆには、マットと、その上に横臥した人体を見たものであり、上には上面図、下にはマットのみの側面図で示しているが、当然、人体に沿ったマット部分が凹む形で接触面を形成している。図に体の小さな人体の場合も示しているが、このように個々の人体のサイズや重量で接触面の面積が変わり一定にならない不都合があり、それでも、７－Ｆでは、マット上部の面は、未だマット下部の面から浮いているので、人体の重量は有効にマット内圧に影響している。この場合には、接触面積が個々の人体で変わることにより、先行技術の様な複雑な手段を取る必要があったと思われる。７－Ｇでは、更に人体の重量により、マット上部の面は、マット下部の面に接触（〇で囲った部分）しているので、人体の重量は、床面にかかることになり、有効にマット内圧を挙げることに寄与しないため、この状態では、体重の正しい測定は不能となる。そのため、先願の技術では、マットを機能させる為には過大の条件的制限が存在していることになる。
尚、「エア」と「エアー」の表現は、できるだけ、先行文献の記述に忠実に表現している。
特許文献１（７－Ａ）では、寝具の下側に膨張・収縮が自在の主タンクを配設し、この主タンクに膨張・収縮が自在の標準タンクを開閉弁付きの管状体を介して連通するとともに、この管状体に差圧伝送器を設け、上記寝具上に患者が乗った際に、主タンクの内圧と標準タンクの内圧との間に生じる差圧から患者の体重変化を測定できるようにした。測定においては、開閉弁を開いておいて患者を寝具に載せると、主タンクの内圧と標準タンクの内圧が等しくなるので、その後、開閉弁を閉じて、患者の体重が変わると二つのタンクの内圧の差として現れるので、体重変化として計測できることを示している。体重変化分を求めるには都合がよいが、装置全体の構成が面倒になる。
特許文献２（７－Ｂ）では、人体他の被計測物の下にエアーマットを置き、エアーマット内への気体の注入による移動、又はエアーマット内からの気体の排出による移動の操作を行うことにより、被計測物の重量と均衡する気体の圧力変化と移動した気体の量との関係から被計測物の重量を求めるものである。この文献では、重量Ｗが圧力Ｐと接触面積の積で計算するが、接触面積が人体やその時の状態により変わるため、その対策として、気体の移動時の圧力の時間的変化が、接触面積の割合であるＮと相関があることで、時間変化から接触面積に従って、重量Ｗを求めることをしている。卓越した考えであると思うが、これも気体の移動をさせる為の構成が面倒であり、更に、測定の度に前提として加圧する機構が必要となる。
特許文献３（７－Ｃ）では、患者をエアマットで保持した状態で電磁弁を開にして空気を排出しエアマットのマット内部圧力を漸次低下させる。エアマットの内部圧力とエアマットに加わる患者を含む荷重とが平衡状態におけるマット内部圧力に基づき患者の体重を求めるとなっているが、これも、空気の加圧と排出が伴うので、その機構が必要になり、操作も面倒である。
特許文献４（７－Ｄ）では、体重測定装置は、複数のエアーセルを有して生体を支持する支持部（エアーマット）と、複数のエアーセルの内部圧力を検出する圧力検出部と、複数のエアーセルの内部圧力を除圧および加圧する圧力調整部と、エアーセルを順番に除圧させ、他のエアーセルの圧力変化量を計測することにより生体の体重を算出するものである。エアーマットの面にわたり複数のエアーセルに別れ、エアーセル内の圧力を検出して、全体の体重を求めるものであるが、エアーセルを分けた分かえって圧力バランスを考慮するため、エアーセルの細分化が必要であり複雑な構成になり、減圧と加圧も面倒である。
特許文献５（７－Ｅ）では、それぞれ独立に内圧が制御される一対のエアマットを有し、これら一対のエアマットが重ねて配置されてなり、一対のエアマットを異なる内圧に調圧する調圧手段と、異なる内圧に調圧された一対のエアマット間を連通する連通手段と、連通手段を開閉する機構と、一対のエアマットの少なくとも一方の内圧を計測する計測手段とを備える。一対のエアマットを異なる内圧に調圧した後、これら一対のエアマット間を連通し、収束する内圧、若しくは一定時間後の内圧を計測することにより体重を測定している。
これも、一対のエアマット間の連通手段によるエアの移動により体重を測定していて機構が複雑で面倒である。
更に、先行技術において、流体の複雑な移動機構を備えた上記の欠点に加え、以下の共通した欠点がある。７－Ｆには、マットと、その上に横臥した人体を見たものであり、上には上面図、下にはマットのみの側面図で示しているが、当然、人体に沿ったマット部分が凹む形で接触面を形成している。図に体の小さな人体の場合も示しているが、このように個々の人体のサイズや重量で接触面の面積が変わり一定にならない不都合があり、それでも、７－Ｆでは、マット上部の面は、未だマット下部の面から浮いているので、人体の重量は有効にマット内圧に影響している。この場合には、接触面積が個々の人体で変わることにより、先行技術の様な複雑な手段を取る必要があったと思われる。７－Ｇでは、更に人体の重量により、マット上部の面は、マット下部の面に接触（〇で囲った部分）しているので、人体の重量は、床面にかかることになり、有効にマット内圧を挙げることに寄与しないため、この状態では、体重の正しい測定は不能となる。そのため、先願の技術では、マットを機能させる為には過大の条件的制限が存在していることになる。
尚、「エア」と「エアー」の表現は、できるだけ、先行文献の記述に忠実に表現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平１１－６４０８５
【特許文献2】特開平２－２７５３２０
【特許文献3】特開２００４－２７１３６８
【特許文献4】特開２０１８－４３７７
【特許文献5】特開２０１８－２９８７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本願の課題は、測定において面倒な流体の移動処理が不要で構成が簡単なエアマット等の流体封入マットによる、マット、載置台、体重測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
以下請求項に沿い記述する。
請求項１記載の発明は、マット及び載置台であって、
流体を封止したマットと、前記マットの上面側にあって、測定すべき荷重体を載せる載置台と、で構成され、前記荷重体を前記載置台に載せることで、前記荷重体の重量による前記マット内の内圧の測定に使用されるものであって、
前記載置台又は／及び前記マットは、前記荷重体の重量及び形状にかかわらず、載置され測定される前記荷重体の前記重量に対して一定の面積を前記載置台と前記マットとの接触部において確保する堅牢性を持つことにより、前記載置台が前記マットの上面を一定の面積で押すように構成されていることを特徴とする。
請求項１記載の発明は、マット及び載置台であって、
流体を封止したマットと、前記マットの上面側にあって、測定すべき荷重体を載せる載置台と、で構成され、前記荷重体を前記載置台に載せることで、前記荷重体の重量による前記マット内の内圧の測定に使用されるものであって、
前記載置台又は／及び前記マットは、前記荷重体の重量及び形状にかかわらず、載置され測定される前記荷重体の前記重量に対して一定の面積を前記載置台と前記マットとの接触部において確保する堅牢性を持つことにより、前記載置台が前記マットの上面を一定の面積で押すように構成されていることを特徴とする。
【0006】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のマット及び載置台において、
前記マットの下に配置される下ケースと、前記載置台に一体に形成された上ケースを有し、前記上ケースと前記下ケースは、前記マットを内包してカバー保護するとともに、相互間で上下動自在であることで、載置台の上下動を可能としたことを特徴とする。
前記マットの下に配置される下ケースと、前記載置台に一体に形成された上ケースを有し、前記上ケースと前記下ケースは、前記マットを内包してカバー保護するとともに、相互間で上下動自在であることで、載置台の上下動を可能としたことを特徴とする。
【0007】
請求項３記載の発明は、体重測定装置であって、
請求項１又は請求項２記載の前記マットと前記載置台と、体重測定手段と、を備え、前記体重測定手段は、
制御手段と、前記制御手段により制御される、
前記マットの内部に連通し内部の前記流体の内圧Ｐを測定する内圧Ｐ測定手段と、
既知荷重Ｍを前記載置台に載せて前記内圧Ｐを前記内圧Ｐ測定手段で測定したことによる前記既知荷重Ｍと前記内圧Ｐの参照データを格納する荷重－内圧等参照データメモリと、前記載置台に載せて人体等の前記荷重体の重量ｍを測定する場合に、前記重量ｍに対応して前記内圧Ｐ測定手段により測定された前記内圧Ｐから、前記荷重－内圧等参照データメモリを参照して、前記内圧Ｐに対応する人体等の前記荷重体の前記重量ｍを逆算する重量ｍ換算手段と、前記重量ｍを測定日時のデータとともに格納する日時体重データメモリと、前記測定日時と、前記重量ｍと、必要な場合には前記重量ｍから求めた前記荷重体自体の重量である真の体重ｎと、のデータを出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項１又は請求項２記載の前記マットと前記載置台と、体重測定手段と、を備え、前記体重測定手段は、
制御手段と、前記制御手段により制御される、
前記マットの内部に連通し内部の前記流体の内圧Ｐを測定する内圧Ｐ測定手段と、
既知荷重Ｍを前記載置台に載せて前記内圧Ｐを前記内圧Ｐ測定手段で測定したことによる前記既知荷重Ｍと前記内圧Ｐの参照データを格納する荷重－内圧等参照データメモリと、前記載置台に載せて人体等の前記荷重体の重量ｍを測定する場合に、前記重量ｍに対応して前記内圧Ｐ測定手段により測定された前記内圧Ｐから、前記荷重－内圧等参照データメモリを参照して、前記内圧Ｐに対応する人体等の前記荷重体の前記重量ｍを逆算する重量ｍ換算手段と、前記重量ｍを測定日時のデータとともに格納する日時体重データメモリと、前記測定日時と、前記重量ｍと、必要な場合には前記重量ｍから求めた前記荷重体自体の重量である真の体重ｎと、のデータを出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする。
【0008】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の体重測定装置において、
前記体重測定手段は、前記既知荷重Ｍと前記内圧Ｐの参照データを作成するキャリブレーション工程において使用するために、前記既知荷重Ｍを入力する既知荷重Ｍ入力手段を備えたことを特徴とする。
前記体重測定手段は、前記既知荷重Ｍと前記内圧Ｐの参照データを作成するキャリブレーション工程において使用するために、前記既知荷重Ｍを入力する既知荷重Ｍ入力手段を備えたことを特徴とする。
【0009】
請求項５記載の発明は、請求項３又は請求項４記載の体重測定装置において、
前記体重測定手段は、前記内圧Ｐの温度による影響を補正するために、前記流体又はマットの温度を測定する測温手段を備えたことを特徴とする。
前記体重測定手段は、前記内圧Ｐの温度による影響を補正するために、前記流体又はマットの温度を測定する測温手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
以上の様に構成されているので、本発明によれば、先願技術に比べ極めて簡単な構成と測定工程で流体マットによる、マット、載置台、体重測定装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明にかかるマット、載置台、体重測定装置の概要と構成の一実施態様を示す図である。
【図2】本発明にかかる体重測定装置の載置台とマットの一実施態様を示す図である。
【図3】本発明にかかる体重測定装置の測定原理を説明する図である。
【図4】本発明にかかる体重測定装置の測定原理に関わる重量補正を説明する図である。
【図5】本発明にかかる体重測定装置にかかわる処理フローの実施態様を示す図である。
【図6】本発明にかかる体重測定装置の載置台とマットの他の実施形態を示す図である。
【図7】先行技術にかかる流体を満たしたエアマット等を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
図１は、本発明にかかるマット、載置台、体重測定装置の概要と構成の一実施態様を示す図である。
本発明にかかる体重測定装置１０００は、流体、通常はエア（空気）を内包したマット１１００と、マット１１００の上面側にある載置台１２００と、マット１１００内の流体の内圧Ｐを測定し、内圧Ｐから載置台１２００上の既知荷重Ｍ又は人体等の重量ｍを算出する体重測定手段１３００を備えている。ここで、載置台１２００又は／及びマット１１００は、荷重体の重量及び形状にかかわらず、載置され測定される荷重体の重量に対して一定の面積（定面積値Ｓ）を載置台１２００とマット１１００との接触部において確保する堅牢性を有している。
尚、載置台とマットの接触部は、一定の面積を確保する堅牢性を持てば、構成する素材は、金属、プラスチック、ゴム他、あらゆる素材を使用することができる。
先ず、図２を用い、マット１１００と載置台１２００の例を説明し、その後、図１に戻り、体重測定手段１３００について詳述する。
本発明にかかる体重測定装置１０００は、流体、通常はエア（空気）を内包したマット１１００と、マット１１００の上面側にある載置台１２００と、マット１１００内の流体の内圧Ｐを測定し、内圧Ｐから載置台１２００上の既知荷重Ｍ又は人体等の重量ｍを算出する体重測定手段１３００を備えている。ここで、載置台１２００又は／及びマット１１００は、荷重体の重量及び形状にかかわらず、載置され測定される荷重体の重量に対して一定の面積（定面積値Ｓ）を載置台１２００とマット１１００との接触部において確保する堅牢性を有している。
尚、載置台とマットの接触部は、一定の面積を確保する堅牢性を持てば、構成する素材は、金属、プラスチック、ゴム他、あらゆる素材を使用することができる。
先ず、図２を用い、マット１１００と載置台１２００の例を説明し、その後、図１に戻り、体重測定手段１３００について詳述する。
【0013】
図２は、本発明にかかる体重測定装置の載置台とマットの一実施態様を示す図である。
図２では、図１のＡ－Ａ又は、Ｂ－Ｂで切った断面を描いている。２－Ａにおいて、マット１１００の上面を内側と外側から、載置台１２００の２枚の面で挟むように構成されている。
２－Ｂでは、マット１１００の上面に載置台１２００が載せてあり、一体に接着されているか、又は、別体でも一定の面積で、載置台とマットが接触するものである。２－Ｄでは、マット１１００の上面の内側に載置台１２００が一体に接着されている。
２－Ｃでは、マット１１００と載置台１２００が接着ではなく一体構成されている。
いずれにせよ、載置台１２００又は／及びマット１１００は、堅牢性を有するので、その上に載置される既知荷重Ｍ又は人体等の重量ｍの量及び形状がどうであれ、載置されたものに応じて凹むことなく、一定の面積に保たれるので、既知荷重Ｍ又は人体等の重量ｍによりマット１１００に及ぼす圧力は、Ｍ／Ｓ、又は、ｍ／Ｓで与えられる。尚、測定される荷重を、既知荷重Ｍと人体等の重量ｍで表現しているが、前者は、後述するキャリブレーションで用いる、値が既知の重量であり、後者は、これから値を測定する未知の重量である。尚、マット１１００の上面と載置台１２００の下面が重量物を載せた際に、一定の面積で接触していればよいので、マット１１００の上面と載置台１２００下面は、一体構成でも、別体構成でも良いことは述べた通りであり、必ずしも接着しなくともよい。
尚、請求の範囲では、「前記マットの上面側に有って、荷重体を載せる載置台」とは、上記のような２－Ａから２－Ｄに示す実施例のマットと載置台の関係をも広く含むものとする。
図２では、図１のＡ－Ａ又は、Ｂ－Ｂで切った断面を描いている。２－Ａにおいて、マット１１００の上面を内側と外側から、載置台１２００の２枚の面で挟むように構成されている。
２－Ｂでは、マット１１００の上面に載置台１２００が載せてあり、一体に接着されているか、又は、別体でも一定の面積で、載置台とマットが接触するものである。２－Ｄでは、マット１１００の上面の内側に載置台１２００が一体に接着されている。
２－Ｃでは、マット１１００と載置台１２００が接着ではなく一体構成されている。
いずれにせよ、載置台１２００又は／及びマット１１００は、堅牢性を有するので、その上に載置される既知荷重Ｍ又は人体等の重量ｍの量及び形状がどうであれ、載置されたものに応じて凹むことなく、一定の面積に保たれるので、既知荷重Ｍ又は人体等の重量ｍによりマット１１００に及ぼす圧力は、Ｍ／Ｓ、又は、ｍ／Ｓで与えられる。尚、測定される荷重を、既知荷重Ｍと人体等の重量ｍで表現しているが、前者は、後述するキャリブレーションで用いる、値が既知の重量であり、後者は、これから値を測定する未知の重量である。尚、マット１１００の上面と載置台１２００の下面が重量物を載せた際に、一定の面積で接触していればよいので、マット１１００の上面と載置台１２００下面は、一体構成でも、別体構成でも良いことは述べた通りであり、必ずしも接着しなくともよい。
尚、請求の範囲では、「前記マットの上面側に有って、荷重体を載せる載置台」とは、上記のような２－Ａから２－Ｄに示す実施例のマットと載置台の関係をも広く含むものとする。
【0014】
再び、図１に戻り、体重測定手段１３００について説明する。体重測定手段１３００は、制御手段１３１０と、制御手段１３１０により制御される、
マット１１００の内部に連通し内部の流体の内圧Ｐを測定する内圧Ｐ測定手段１３２０と、既知荷重Ｍを載置台１２００に載せて内圧Ｐを内圧Ｐ測定手段１３２０で測定したことによる既知荷重Ｍと内圧Ｐを参照データセットとして格納する荷重－内圧等参照データメモリ１３３０と、既知荷重Ｍを入力する既知荷重Ｍ入力手段１３４０と、載置台１２００に載った人体等の重量ｍを測定する場合に、重量ｍに対応して内圧Ｐ測定手段１３２０により測定された内圧Ｐから、荷重－内圧等参照データメモリ１３３０を参照して、内圧Ｐに対応する人体等の重量ｍを逆算する重量ｍ換算手段１３５０と、（必要な場合には重量ｍから、載置台１２００と荷重体（人体）との間に敷いたクッションマット、敷き布団等の重量ｎ１と荷重体（人体）をカバーした毛布、掛け布団、衣服等の重量ｎ２を引き算して、荷重体自体（人体）の重量である真の体重ｎを求める真の体重算定手段１３６０と、）重量ｍ（必要な場合には真の体重ｎ）を測定日時のデータとともに格納する日時体重データメモリ１３７０と、測定日時と、重量ｍ（必要な場合には真の体重ｎ）のデータを、表示する表示手段１３８０と、必要な場合には外部に出力する外部出力手段１３９０と、を備えている。尚、日時体重データメモリ１３７０や表示や外部出力に関するデータは、被測定者の個人別に構成されていると好都合である。
マット１１００の内部に連通し内部の流体の内圧Ｐを測定する内圧Ｐ測定手段１３２０と、既知荷重Ｍを載置台１２００に載せて内圧Ｐを内圧Ｐ測定手段１３２０で測定したことによる既知荷重Ｍと内圧Ｐを参照データセットとして格納する荷重－内圧等参照データメモリ１３３０と、既知荷重Ｍを入力する既知荷重Ｍ入力手段１３４０と、載置台１２００に載った人体等の重量ｍを測定する場合に、重量ｍに対応して内圧Ｐ測定手段１３２０により測定された内圧Ｐから、荷重－内圧等参照データメモリ１３３０を参照して、内圧Ｐに対応する人体等の重量ｍを逆算する重量ｍ換算手段１３５０と、（必要な場合には重量ｍから、載置台１２００と荷重体（人体）との間に敷いたクッションマット、敷き布団等の重量ｎ１と荷重体（人体）をカバーした毛布、掛け布団、衣服等の重量ｎ２を引き算して、荷重体自体（人体）の重量である真の体重ｎを求める真の体重算定手段１３６０と、）重量ｍ（必要な場合には真の体重ｎ）を測定日時のデータとともに格納する日時体重データメモリ１３７０と、測定日時と、重量ｍ（必要な場合には真の体重ｎ）のデータを、表示する表示手段１３８０と、必要な場合には外部に出力する外部出力手段１３９０と、を備えている。尚、日時体重データメモリ１３７０や表示や外部出力に関するデータは、被測定者の個人別に構成されていると好都合である。
【0015】
尚、既知荷重Ｍ入力手段１３４０は、出荷前のキャリブレーションに必要なだけなので、製品としての出荷・販売される体重測定装置１０００には、含めなくとも可能である。
外部出力手段１３９０としては、音声出力手段や、外部とのデータの送受信インタフェース（通信も含む）等がある。尚、請求の範囲では、表示手段１３８０又は／及び外部出力手段１３９０を出力手段として記述する。
更に、真の体重算定手段１３６０に対応して、必要な場合は、ｎ１、ｎ２の値を、入力するｎ１、ｎ２入力手段１３６１と、そのデータを格納するｎ１、ｎ２補正値メモリ１３６２を備えることで、真の体重算定手段１３６０に供給することができる。
更に、空気等の流体は、マット１１００内において、絶対温度（Ｔ（°Ｋ）＝ｔ（℃）＋２７３）に比例して圧力が変わるので、厳密に算定する場合は、内圧Ｐを温度補正する目的でサーミスタ、熱電対、白金測温抵抗体などの測温手段１４００と、温度データを一時格納する測定時温度データメモリ１４１０と、を備えて、重量ｍ換算手段１３５０に供給し、補正した内圧Ｐに対する重量ｍを求めることができる。しかしながら、重量ｍの絶対的値が重要でない場合や相対的に変化を見る場合には、温度補正は、必須で無くともよい。
外部出力手段１３９０としては、音声出力手段や、外部とのデータの送受信インタフェース（通信も含む）等がある。尚、請求の範囲では、表示手段１３８０又は／及び外部出力手段１３９０を出力手段として記述する。
更に、真の体重算定手段１３６０に対応して、必要な場合は、ｎ１、ｎ２の値を、入力するｎ１、ｎ２入力手段１３６１と、そのデータを格納するｎ１、ｎ２補正値メモリ１３６２を備えることで、真の体重算定手段１３６０に供給することができる。
更に、空気等の流体は、マット１１００内において、絶対温度（Ｔ（°Ｋ）＝ｔ（℃）＋２７３）に比例して圧力が変わるので、厳密に算定する場合は、内圧Ｐを温度補正する目的でサーミスタ、熱電対、白金測温抵抗体などの測温手段１４００と、温度データを一時格納する測定時温度データメモリ１４１０と、を備えて、重量ｍ換算手段１３５０に供給し、補正した内圧Ｐに対する重量ｍを求めることができる。しかしながら、重量ｍの絶対的値が重要でない場合や相対的に変化を見る場合には、温度補正は、必須で無くともよい。
【0016】
図３は、本発明にかかる体重測定装置の測定原理を説明する図である。本願では先願の技術とは違い、マットの外部との流体の移動は全く行わないので、構成に、加圧装置やエア抜きバルブや配管など、その手段はない。本発明にかかる体重測定装置で必要なのは、内圧Ｐを測定する内圧Ｐ測定手段１３２０と、その測定内圧Ｐの値から重量ｍを求める計算のための手段である。
図３において、この図は、図１のマット１１００と載置台１２００上に人体イラストで示した被測定体(重量ｍ）、（キャリブレーション工程では、既知重量Ｍ）が載置された状態を図１のＡ－Ａの断面でみたものである。マット内は圧力はどこでも同じく伝わるので、内圧Ｐと均衡するのは、外の空気から押される大気圧Ｐ０とマット素材から受ける張力Ｑと、載置台１２００の台重量ｍ０と被測定体(重量ｍ）、又は、キャリブレーション工程では既知重量Ｍであり、
圧力のバランス式は、
Ｐ＝Ｐ０＋Ｑ＋（ｍ（又はＭ）＋ｍ０）／Ｓ （１）
ただし、Ｓは、載置台１２００又は、／及びマット１１００の両者接触部の定面積の値(一定で既知）である。
測定の範囲（例えば５ｋｇから１２０ｋｇの体重の範囲を測定範囲としてカバーしたい場合、既知のＭとして、５ｋｇ、１０ｋｇ、２０ｋｇ、４０ｋｇ、８０ｋｇの荷重物（錘）を用意して、載置台１２００に載せたＭ(上記の組み合わせの例では、最大１５５ｋｇ可能）に対する内圧Ｐを測定する。他のＰ０（１気圧）、Ｍ、ｍ０、Ｓも既知であるから、ＭとＰの値から、これに対応するＱの値も、容易に計算で求まる。このようにして、ＭとＰの関係が図５のキャリブレーション（校正）工程で求められ、データを重量Ｍと内圧Ｐ（温度補正をしたい場合は、温度Ｔも）のデータを荷重－内圧等参照データメモリ１３３０に格納される。
図３において、この図は、図１のマット１１００と載置台１２００上に人体イラストで示した被測定体(重量ｍ）、（キャリブレーション工程では、既知重量Ｍ）が載置された状態を図１のＡ－Ａの断面でみたものである。マット内は圧力はどこでも同じく伝わるので、内圧Ｐと均衡するのは、外の空気から押される大気圧Ｐ０とマット素材から受ける張力Ｑと、載置台１２００の台重量ｍ０と被測定体(重量ｍ）、又は、キャリブレーション工程では既知重量Ｍであり、
圧力のバランス式は、
Ｐ＝Ｐ０＋Ｑ＋（ｍ（又はＭ）＋ｍ０）／Ｓ （１）
ただし、Ｓは、載置台１２００又は、／及びマット１１００の両者接触部の定面積の値(一定で既知）である。
測定の範囲（例えば５ｋｇから１２０ｋｇの体重の範囲を測定範囲としてカバーしたい場合、既知のＭとして、５ｋｇ、１０ｋｇ、２０ｋｇ、４０ｋｇ、８０ｋｇの荷重物（錘）を用意して、載置台１２００に載せたＭ(上記の組み合わせの例では、最大１５５ｋｇ可能）に対する内圧Ｐを測定する。他のＰ０（１気圧）、Ｍ、ｍ０、Ｓも既知であるから、ＭとＰの値から、これに対応するＱの値も、容易に計算で求まる。このようにして、ＭとＰの関係が図５のキャリブレーション（校正）工程で求められ、データを重量Ｍと内圧Ｐ（温度補正をしたい場合は、温度Ｔも）のデータを荷重－内圧等参照データメモリ１３３０に格納される。
【0017】
図５は、本発明にかかる体重測定装置にかかわる処理フローの実施態様を示す図である。
本願の装置では、Ａ、Ｂ、Ｃの工程がある。
Ａにおいて、マット流体封入工程で体重測定装置の製作時に行われる。
ａ１．所定内圧まで流体を封入し、封止する。（先願のように外部に移動したり、再度封入することはない）
流体封入、封止工程を詳述すると、製造工程で流体封入口に流体供給口を繋いで、流体を封入し内圧が所定の値になったらバルブを止め、流体供給口を外すことになるが、流体供給口への流体供給口の接続、流体供給、所定内圧検出、その結果、バルブ止め、流体供給口の外しまでの処理を自動的に行うことも可能である。本発明の体重測定装置では、その後にユーザーでは、先願の様な、流体を移動したり、入れたり抜いたりすることは一切なく、そのような設備構成も不要なので、構成が極めて簡単、小型になる。そのため、図１には、内圧を測定する管の傍に分岐した流体封入口と封止のためのバルブを記述した。勿論、これらは、内圧を測定する管とは別に有ってもよいことは当然である。
Ｂにおいて、キャリブレーション（校正）工程で出荷前に行われる。
出荷前のキャリブレーション（校正）のプロセス：
想定される測定範囲をカバーする既知の重量Ｍの複数の物体を台に載せて、Ｍに対する内圧Ｐを測定する。これにより、既知の重量Ｍと内圧Ｐのデータセットが求まる。これだけで十分であるが、Ｐ０は大気圧で１気圧、ｍ０もＳも既知であるので、（１）式から、既知のＭと内圧Ｐに対して、マット素材の張力Ｑも求まる。少なくとも、ＭとＰのデータは実際の未知の重量ｍの測定を行う場合に参照するために、参照データとしてメモリに記憶される。
ｂ１．体重範囲をカバーする複数の異なる既知重量Ｍの重量物を載置台に載置し、マットの内圧Ｐを測定、既知のＭの値も入力（温度補正が必要なら、一定温度で測定するか又は、内圧を温度補正）する。
ｂ２．重量Ｍと内圧Ｐ（必要なら温度Ｔも）データを重量－内圧参照データメモリに格納する。
Ｃにおいて、実際の重量測定工程であり、ユーザの体重測定に使用される。
その後の実際の測定プロセス：Ｐを測定すれば、対応データセットからｍが求まり、必要な場合には、寝具等の既知の重量を減じる補正を入れれば、真の体重のみが求まる。
尚、Ｐに温度補正を行うと精度向上になる。更に厳密に、一定の面積の部分のマット素材の重量（わずかの重量であり無視も可能）を考慮したい場合は、扱いとして台重量ｍ０に含めればよい。
ｃ１．ユーザ（被測定人体）が載置台に載った状態で測定開始
ｃ２．（必要ならｎ１、ｎ２入力）
ｃ３．内圧Ｐ測定（必要なら温度Ｔ測定も）
ｃ４．（必要なら内圧Ｐの温度補正）
ｃ５．荷重－内圧参照データメモリを参照して、内圧Ｐから重量ｍを計算
ｃ６．（必要ならｎ１、ｎ２を考慮して、真の体重ｎの計算）
ｃ７．測定日時（必要ならＴも）、重量ｍ（必要なら真の体重ｎ）を日時体重データメモリに格納して表示、出力
本願の装置では、Ａ、Ｂ、Ｃの工程がある。
Ａにおいて、マット流体封入工程で体重測定装置の製作時に行われる。
ａ１．所定内圧まで流体を封入し、封止する。（先願のように外部に移動したり、再度封入することはない）
流体封入、封止工程を詳述すると、製造工程で流体封入口に流体供給口を繋いで、流体を封入し内圧が所定の値になったらバルブを止め、流体供給口を外すことになるが、流体供給口への流体供給口の接続、流体供給、所定内圧検出、その結果、バルブ止め、流体供給口の外しまでの処理を自動的に行うことも可能である。本発明の体重測定装置では、その後にユーザーでは、先願の様な、流体を移動したり、入れたり抜いたりすることは一切なく、そのような設備構成も不要なので、構成が極めて簡単、小型になる。そのため、図１には、内圧を測定する管の傍に分岐した流体封入口と封止のためのバルブを記述した。勿論、これらは、内圧を測定する管とは別に有ってもよいことは当然である。
Ｂにおいて、キャリブレーション（校正）工程で出荷前に行われる。
出荷前のキャリブレーション（校正）のプロセス：
想定される測定範囲をカバーする既知の重量Ｍの複数の物体を台に載せて、Ｍに対する内圧Ｐを測定する。これにより、既知の重量Ｍと内圧Ｐのデータセットが求まる。これだけで十分であるが、Ｐ０は大気圧で１気圧、ｍ０もＳも既知であるので、（１）式から、既知のＭと内圧Ｐに対して、マット素材の張力Ｑも求まる。少なくとも、ＭとＰのデータは実際の未知の重量ｍの測定を行う場合に参照するために、参照データとしてメモリに記憶される。
ｂ１．体重範囲をカバーする複数の異なる既知重量Ｍの重量物を載置台に載置し、マットの内圧Ｐを測定、既知のＭの値も入力（温度補正が必要なら、一定温度で測定するか又は、内圧を温度補正）する。
ｂ２．重量Ｍと内圧Ｐ（必要なら温度Ｔも）データを重量－内圧参照データメモリに格納する。
Ｃにおいて、実際の重量測定工程であり、ユーザの体重測定に使用される。
その後の実際の測定プロセス：Ｐを測定すれば、対応データセットからｍが求まり、必要な場合には、寝具等の既知の重量を減じる補正を入れれば、真の体重のみが求まる。
尚、Ｐに温度補正を行うと精度向上になる。更に厳密に、一定の面積の部分のマット素材の重量（わずかの重量であり無視も可能）を考慮したい場合は、扱いとして台重量ｍ０に含めればよい。
ｃ１．ユーザ（被測定人体）が載置台に載った状態で測定開始
ｃ２．（必要ならｎ１、ｎ２入力）
ｃ３．内圧Ｐ測定（必要なら温度Ｔ測定も）
ｃ４．（必要なら内圧Ｐの温度補正）
ｃ５．荷重－内圧参照データメモリを参照して、内圧Ｐから重量ｍを計算
ｃ６．（必要ならｎ１、ｎ２を考慮して、真の体重ｎの計算）
ｃ７．測定日時（必要ならＴも）、重量ｍ（必要なら真の体重ｎ）を日時体重データメモリに格納して表示、出力
【0018】
図４は、本発明にかかる体重測定装置の測定原理に関わる重量補正を説明する図である。
重量補正は、本願に限らないことである。
ｎ＝ｍ－ｎ１－ｎ２ （２）
真の体重ｎは、内圧Ｐから求めたｍから既知のｎ１、ｎ２を減じて求まる。
ここで、ｎ１：クッションマット、敷き布団等重量
ｎ２：毛布、掛け布団、衣服等重量
である。なお、温度補正と同様に、重量ｍの絶対的値が重要でない場合や相対的に変化を見る場合には、重量補正は、必須で無くともよい。
重量補正は、本願に限らないことである。
ｎ＝ｍ－ｎ１－ｎ２ （２）
真の体重ｎは、内圧Ｐから求めたｍから既知のｎ１、ｎ２を減じて求まる。
ここで、ｎ１：クッションマット、敷き布団等重量
ｎ２：毛布、掛け布団、衣服等重量
である。なお、温度補正と同様に、重量ｍの絶対的値が重要でない場合や相対的に変化を見る場合には、重量補正は、必須で無くともよい。
【0019】
図６は、本発明にかかる体重測定装置の載置台とマットの他の実施形態を示す図である。
本願に用いる載置台とマット上面で接触する条件は、一定の面積で接触するということである。そのため、歪まない堅牢性のものである。
今迄に示したものは、６－Ａに示すものであるが、本願の実施態様として、６－Ｂから６－Ｄに示すものもある。いずれの場合も、その効果は、先願技術において７－Ｆ、７－Ｇで説明した不都合なことが全て回避でき、更に極めて簡単な構成が可能となる。
載置される荷重体（人体）の重量や形状に応じて凹むことなく、マットと載置台の接触部で一定の面積を保持しているという条件が満足されれば、変形の実施形態が他にも可能であり、例えば、６－Ｂから６－Ｄで示す。６－Ａとの対比で見てみる。
６－Ｂでは、マットは、上ケースと下ケースの間に収納され、上ケースは載置台の端から外側に伸びて、下ケースとの間で上下に可動自在に組合っている。
６－Ｃでは、６－Ｂの載置台をカバーするように上ケースが構成されている。
載置台とマットは、その接触部において凹まない堅牢性のものであるが、ケースは、マットを保護するべく堅固な素材が好ましいことを考慮すると、載置台の素材もケースの素材も区別する必要ない。このため、６－Ｄのように、載置台も上ケース、下ケースも歪まない堅牢性の同じ素材で構成してよいことになる。
６－Ａから６－Ｄまで、横から見た断面で示したが、６－Ｅでは、マットを上ケースと下ケースの間に収納した状態を示している。このようにする利点は、荷重により一定の面積を確保したまま使用でき、構成が簡単なだけでなく、マットが突起物による損傷で破壊することから保護する利点も出てくる。また、ケース形状に合わせてマットを平たい形状に構成することもでき、コンパクトな形状となる。尚、ケース入りという形態により、体重測定装置全体の取り扱いも容易となる。
本願に用いる載置台とマット上面で接触する条件は、一定の面積で接触するということである。そのため、歪まない堅牢性のものである。
今迄に示したものは、６－Ａに示すものであるが、本願の実施態様として、６－Ｂから６－Ｄに示すものもある。いずれの場合も、その効果は、先願技術において７－Ｆ、７－Ｇで説明した不都合なことが全て回避でき、更に極めて簡単な構成が可能となる。
載置される荷重体（人体）の重量や形状に応じて凹むことなく、マットと載置台の接触部で一定の面積を保持しているという条件が満足されれば、変形の実施形態が他にも可能であり、例えば、６－Ｂから６－Ｄで示す。６－Ａとの対比で見てみる。
６－Ｂでは、マットは、上ケースと下ケースの間に収納され、上ケースは載置台の端から外側に伸びて、下ケースとの間で上下に可動自在に組合っている。
６－Ｃでは、６－Ｂの載置台をカバーするように上ケースが構成されている。
載置台とマットは、その接触部において凹まない堅牢性のものであるが、ケースは、マットを保護するべく堅固な素材が好ましいことを考慮すると、載置台の素材もケースの素材も区別する必要ない。このため、６－Ｄのように、載置台も上ケース、下ケースも歪まない堅牢性の同じ素材で構成してよいことになる。
６－Ａから６－Ｄまで、横から見た断面で示したが、６－Ｅでは、マットを上ケースと下ケースの間に収納した状態を示している。このようにする利点は、荷重により一定の面積を確保したまま使用でき、構成が簡単なだけでなく、マットが突起物による損傷で破壊することから保護する利点も出てくる。また、ケース形状に合わせてマットを平たい形状に構成することもでき、コンパクトな形状となる。尚、ケース入りという形態により、体重測定装置全体の取り扱いも容易となる。
【0020】
尚、請求項では、既知重量Ｍ、被測定体の重量ｍなどの荷重を有し載置台に測定のために載せるものを荷重体と表現する。
【産業上の利用可能性】
【0021】
以上のように本発明にかかるマット、載置台、体重測定装置は、流体の外部との移動がないため、簡単な構成となり、極めて使用しやすいので、産業上利用して極めて好都合である。
【0022】
１０００ 体重測定装置
１１００ マット
１２００ 載置台
１３００ 体重測定手段
１３１０ 制御手段
１３２０ 内圧Ｐ測定手段
１３３０ 荷重－内圧等参照データメモリ
１３４０ 既知荷重Ｍ入力手段
１３５０ 重量ｍ換算手段
１３６０ 真の体重算定手段
１３６１ ｎ１，ｎ２入力手段
１３６２ ｎ１，ｎ２補正値メモリ
１３７０ 日時体重データメモリ
１３８０ 表示手段
１３９０ 外部出力手段
１４００ 測温手段
１４１０ 測定時温度データメモリ
１１００ マット
１２００ 載置台
１３００ 体重測定手段
１３１０ 制御手段
１３２０ 内圧Ｐ測定手段
１３３０ 荷重－内圧等参照データメモリ
１３４０ 既知荷重Ｍ入力手段
１３５０ 重量ｍ換算手段
１３６０ 真の体重算定手段
１３６１ ｎ１，ｎ２入力手段
１３６２ ｎ１，ｎ２補正値メモリ
１３７０ 日時体重データメモリ
１３８０ 表示手段
１３９０ 外部出力手段
１４００ 測温手段
１４１０ 測定時温度データメモリ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】