衝撃吸収機能付センサおよび介護システム
【課題】保護対象者の状態を検出可能であり、保護対象者が受ける衝撃を吸収可能な衝撃吸収機能付センサを提供することを課題とする。
【解決手段】衝撃吸収機能付センサ１は、転倒または転落の際に保護対象者Ｍが受ける衝撃を吸収する高減衰層５と、高減衰層５の表側に配置され、エラストマーまたは伸縮性を有する布を含む柔軟なセンサ膜２０と、センサ膜２０の少なくとも一部を介して配置される複数の電極０１Ｘ〜２４Ｘ、０１Ｙ〜１８Ｙと、複数の電極０１Ｘ〜２４Ｘ、０１Ｙ〜１８Ｙの配置に対応して設定される複数の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８と、を有し、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８に対応する電気量を電極０１Ｘ〜２４Ｘ、０１Ｙ〜１８Ｙから出力するセンサ本体２と、を備える。
【解決手段】衝撃吸収機能付センサ１は、転倒または転落の際に保護対象者Ｍが受ける衝撃を吸収する高減衰層５と、高減衰層５の表側に配置され、エラストマーまたは伸縮性を有する布を含む柔軟なセンサ膜２０と、センサ膜２０の少なくとも一部を介して配置される複数の電極０１Ｘ〜２４Ｘ、０１Ｙ〜１８Ｙと、複数の電極０１Ｘ〜２４Ｘ、０１Ｙ〜１８Ｙの配置に対応して設定される複数の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８と、を有し、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８に対応する電気量を電極０１Ｘ〜２４Ｘ、０１Ｙ〜１８Ｙから出力するセンサ本体２と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ベッドサイドの床面に敷設される衝撃吸収機能付センサ、および当該衝撃吸収機能付センサを用いた介護システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
病室のベッドサイドや、高齢者介護施設の宿泊室のベッドサイドには、衝撃吸収用のマットが敷設される場合がある。マットを配置すると、入院患者や高齢者などの保護対象者がベッドから転落、転倒した際に、衝撃を吸収することができる。このため、保護対象者が怪我するのを抑制することができる。
【０００３】
特許文献１には、離床監視システムが開示されている。同文献記載の離床監視システムは、圧力センサとマットとカメラとを備えている。マットは、ベッドサイドの床面に敷設されている。圧力センサは、マットに内包されている。カメラは、ベッド周りが撮像可能に配置されている。
【０００４】
ベッドから離れる際、患者はベッドサイドのマットを踏む。この踏力を圧力センサが検出する。カメラは、圧力センサに連動している。このため、圧力センサが踏力を検出すると、カメラが作動する。カメラの映像は、ナースステーションのモニタに伝送される。このため、カメラの映像から、看護師は、患者の状態（例えば、床に倒れている、ベッドサイドに立っているなど）を観察することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２８８９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したように、本来、マットは、転落、転倒した際に、保護対象者が受ける衝撃を吸収するためのものである。マットに圧力センサを内包すると、圧力センサの硬さ、位置によっては、保護対象者が受ける衝撃が大きくなるおそれがある。すなわち、圧力センサが、マットの衝撃吸収機能を阻害するおそれがある。なお、特許文献１には、圧力センサの硬さ、位置に関する記載はない。
【０００７】
本発明の衝撃吸収機能付センサおよび介護システムは、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、保護対象者の状態を検出可能であり、保護対象者が受ける衝撃を吸収可能な衝撃吸収機能付センサおよび介護システム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】
【０００８】
（１）上記課題を解決するため、本発明の衝撃吸収機能付センサは、転倒または転落の際に保護対象者が受ける衝撃を吸収する高減衰層と、該高減衰層の表側に配置され、エラストマーまたは伸縮性を有する布を含む柔軟なセンサ膜と、該センサ膜の少なくとも一部を介して配置される複数の電極と、複数の該電極の配置に対応して設定される複数の検出部と、を有し、該検出部に対応する電気量を該電極から出力するセンサ本体と、を備えることを特徴とする（請求項１に対応）。
【０００９】
本発明の衝撃吸収機能付センサは、高減衰層を備えている。このため、保護対象者が受ける衝撃の少なくとも一部を吸収することができる。また、転倒または転落した保護対象者が、衝撃吸収機能付センサで跳ね返るのを抑制することができる。また、転倒または転落の際の衝撃から、保護対象者のみならず、センサ本体も保護することができる。
【００１０】
また、本発明の衝撃吸収機能付センサは、高減衰層の表側（保護対象者に近い側）に、センサ本体を備えている。このため、高減衰層の裏側や内側にセンサ本体がある場合と比較して、転倒または転落の検出精度が高い。
【００１１】
また、センサ本体のセンサ膜は、柔軟である。このため、転倒または転落の際に、高減衰層の表面形状の変形に追随して、センサ膜は変形しやすい。したがって、電極から出力される電気量が変化しやすい。この点においても、本発明の衝撃吸収機能付センサは、転倒または転落の検出精度が高い。
【００１２】
また、センサ本体のセンサ膜が柔軟であるため、高減衰層の表側にセンサ本体が配置されているにもかかわらず、転倒または転落の際にセンサ膜が保護対象者に及ぼす影響が小さい。また、センサ本体は、複数の検出部を備えている。このため、複数の検出部の検出状態から、保護対象者の状態を検出することができる。
【００１３】
このように、本発明の衝撃吸収機能付センサによると、高い検出精度と衝撃吸収機能とを両立することができる。
【００１４】
（２）好ましくは、上記（１）の構成において、さらに、前記センサ本体の表面を覆い、転倒または転落の際に前記保護対象者が接触する布製のカバー層を備える構成とする方がよい（請求項２に対応）。本構成によると、センサ本体が外部に露出している場合と比較して、見栄えがよい。また、塵埃などからセンサ本体を保護することができる。
【００１５】
（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記センサ膜は、前記エラストマーまたは伸縮性を有する前記布製であり、複数の前記電極は、該センサ膜の表裏方向両側に配置され、前記検出部は、表側の該電極と裏側の該電極とが表裏方向から見て交差することにより形成される構成とする方がよい（請求項３に対応）。
【００１６】
つまり、本構成は、静電容量型のセンサ本体を用いるものである。一般に、一対の電極間に誘電層が介装されてなる静電容量型センサの静電容量（キャパシタンス）は、次式（１）により求めることができる。
Ｃ＝ε０εｒＳ／ｄ・・・（１）
（Ｃ：静電容量、ε０：真空中の誘電率、εｒ：誘電層の比誘電率、Ｓ：電極面積、ｄ：電極間距離）
例えば、転倒または転落の衝撃によりセンサ膜（誘電層）が表裏方向に圧縮されると、上記式（１）より、センサ膜の厚さ、すなわち電極間距離ｄが小さくなる。このため、電極間の静電容量Ｃは大きくなる。本構成によると、当該静電容量の増加から、転倒または転落を検出することができる。
【００１７】
（４）好ましくは、上記（１）ないし（３）のいずれかの構成において、前記高減衰層は、オイル成分が配合された熱可塑性エラストマー製である構成とする方がよい（請求項４に対応）。
【００１８】
本構成によると、転倒または転落した保護対象者が、衝撃吸収機能付センサで跳ね返るのを抑制することができる。また、転倒または転落の衝撃から保護対象者、センサ本体を保護することができる。
【００１９】
（５）上記課題を解決するため、本発明の介護システムは、床面に配置される上記（１）ないし（４）のいずれかの衝撃吸収機能付センサと、該衝撃吸収機能付センサに近接して配置されるベッドの縁部に配置され、保護対象者の体圧を検出する体圧センサと、を備えることを特徴とする（請求項５に対応）。本構成によると、床面の衝撃吸収機能付センサと、ベッドの体圧センサと、を併用することにより、精度よく、保護対象者の状態を判別することができる。
【００２０】
（６）好ましくは、上記（５）の構成において、前記体圧センサは、前記衝撃吸収機能付センサである構成とする方がよい（請求項６に対応）。本構成によると、体圧センサの構造は、衝撃吸収機能付センサの構造と同様である。すなわち、体圧センサのセンサ本体は柔軟である。また、体圧センサは、高減衰層を備えている。このため、体圧センサをベッドに配置しても、保護対象者の寝心地が悪化しにくい。
【００２１】
（７）好ましくは、上記（１）の構成において、前記センサ膜は、導電性フィラーを含み、該センサ膜の面方向に延在すると共に、互いに交差する座標系をＸ方向およびＹ方向として、複数の前記電極は、該Ｘ方向に対向して少なくとも一対、該Ｙ方向に対向して少なくとも一対、各々配置され、前記検出部は、該Ｘ方向に対向する一対の該電極同士を結ぶＸ方向検出線と、該Ｙ方向に対向する一対の該電極同士を結ぶＹ方向検出線と、が表裏方向から見て交差することにより形成される構成とする方がよい。
【００２２】
つまり、本構成は、抵抗変化型（抵抗増加型、抵抗減少型）のセンサ本体を用いるものである。転倒または転落の衝撃によりセンサ膜が変形すると、導電性フィラーの連鎖状態が変化する。このため、Ｘ方向あるいはＹ方向に対向する一対の電極間の電気抵抗が変化する。本構成によると、当該電気抵抗の変化から、転倒または転落を検出することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、保護対象者の状態を検出可能であり、保護対象者が受ける衝撃を吸収可能な衝撃吸収機能付センサおよび介護システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第一実施形態の衝撃吸収機能付センサの斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】センサ本体の上面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ方向断面図である。
【図５】同衝撃吸収機能付センサの透過上面図である。
【図６】第二実施形態の衝撃吸収機能付センサのセンサ本体の上面図である。
【図７】第三実施形態の介護システムの透過上面図である。
【図８】その他の実施形態の衝撃吸収機能付センサの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の衝撃吸収機能付センサおよび介護システムの実施の形態について説明する。
【００２６】
＜第一実施形態＞
［衝撃吸収機能付センサの構成］
まず、本実施形態の衝撃吸収機能付センサの構成について説明する。図１に、本実施形態の衝撃吸収機能付センサの斜視図を示す。図１に示すように、衝撃吸収機能付センサ１は、ベッド９０の横の床面９１に敷設されている。図２に、図１のＩＩ−ＩＩ断面図を示す。図２に示すように、本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１は、センサ本体２と、演算部と、カバー層４と、高減衰層５と、を備えている。
【００２７】
（カバー層４）
カバー層４は、柔軟な布製であって、長方形の袋状を呈している。カバー層４は、衝撃吸収機能付センサ１の最外層を形成している。後述するセンサ本体２、高減衰層５、演算部は、カバー層４の内部に収容されている。
【００２８】
（高減衰層５）
高減衰層５は、カバー層４の内部に収容されている。高減衰層５は、シート状を呈している。高減衰層５は、スチレン系熱可塑性エラストマー（（株）クラレ製「セプトン（登録商標）４０７７」）に、パラフィン系プロセスオイルを配合したゲルエラストマーからなる。スチレン系熱可塑性エラストマーは、本発明の熱可塑性エラストマーに含まれる。パラフィン系プロセスオイルは、本発明のオイル成分に含まれる。
【００２９】
ゲルエラストマー全体の質量を１００質量％とすると、スチレン系熱可塑性エラストマーの含有割合は１０質量％、パラフィン系プロセスオイルの含有割合は９０質量％である。ゲルエラストマーのちょう度は、６２である。ちょう度は、ＪＩＳ Ｋ２２２０に規定されている固形ちょう度試験に準じて測定された値である（１／４円錐使用）。ちょう度は、円錐の進入深さ（ｍｍ）を１０倍した値で示される。
【００３０】
（センサ本体２）
センサ本体２は、カバー層４の内部に収容されている。また、センサ本体２は、高減衰層５の上面に固定されている。図３に、センサ本体の上面図を示す。なお、裏側電極、裏側配線を細線で示す。また、検出部にハッチングを施して示す。図４に、図３のＩＶ−ＩＶ方向断面図を示す。なお、センサ本体２の上下方向厚さを強調して示す。
【００３１】
図３、図４に示すように、センサ本体２は、誘電層２０と、表側電極０１Ｘ〜２４Ｘと、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙと、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８と、表側配線０１ｘ〜２４ｘと、裏側配線０１ｙ〜１８ｙと、表側絶縁被覆層２１と、裏側絶縁被覆層２２と、表側配線用コネクタ２３と、裏側配線用コネクタ２４と、を備えている。
【００３２】
誘電層２０は、本発明のセンサ膜に含まれる。表側電極０１Ｘ〜２４Ｘ、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙは、本発明の電極に含まれる。検出部の符号「Ａ○○△△」中、上二桁の「○○」は、表側電極０１Ｘ〜２４Ｘに対応している。下二桁の「△△」は、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙに対応している。
【００３３】
誘電層２０は、ウレタンフォーム製であって、シート状を呈している。表側電極０１Ｘ〜２４Ｘは、誘電層２０の上面に、合計２４本配置されている。表側電極０１Ｘ〜２４Ｘは、各々、アクリルゴムと、導電性カーボンブラックと、を含んで形成されている。表側電極０１Ｘ〜２４Ｘは、各々、帯状を呈している。表側電極０１Ｘ〜２４Ｘは、各々、左右方向に延在している。表側電極０１Ｘ〜２４Ｘは、前後方向に、所定間隔ごとに離間して、互いに略平行になるように、配置されている。
【００３４】
表側配線０１ｘ〜２４ｘは、誘電層２０の上面に、合計２４本配置されている。表側配線０１ｘ〜２４ｘは、各々、アクリルゴムと、銀粉と、を含んで形成されている。表側配線０１ｘ〜２４ｘは、各々、線状を呈している。表側配線用コネクタ２３は、誘電層２０の左前隅に配置されている。表側配線０１ｘ〜２４ｘは、各々、表側電極０１Ｘ〜２４Ｘと、表側配線用コネクタ２３と、を接続している。
【００３５】
表側絶縁被覆層２１は、誘電層２０の上方に配置されている。表側絶縁被覆層２１は、アクリルゴムを含んで形成されている。表側絶縁被覆層２１は、シート状を呈している。表側絶縁被覆層２１は、誘電層２０、表側電極０１Ｘ〜２４Ｘ、表側配線０１ｘ〜２４ｘを、上方から覆っている。
【００３６】
裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙは、誘電層２０の下面に、合計１８本配置されている。裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙは、各々、アクリルゴムと、導電性カーボンブラックと、を含んで形成されている。裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙは、各々、帯状を呈している。裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙは、各々、前後方向に延在している。裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙは、左右方向に、所定間隔ごとに離間して、互いに略平行になるように、配置されている。
【００３７】
裏側配線０１ｙ〜１８ｙは、誘電層２０の下面に、合計１８本配置されている。裏側配線０１ｙ〜１８ｙは、各々、アクリルゴムと、銀粉と、を含んで形成されている。裏側配線０１ｙ〜１８ｙは、各々、線状を呈している。裏側配線用コネクタ２４は、誘電層２０の左後隅に配置されている。裏側配線０１ｙ〜１８ｙは、各々、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙと、裏側配線用コネクタ２４と、を接続している。
【００３８】
裏側絶縁被覆層２２は、誘電層２０の下方に配置されている。裏側絶縁被覆層２２は、アクリルゴムを含んで形成されている。裏側絶縁被覆層２２は、シート状を呈している。裏側絶縁被覆層２２は、誘電層２０、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙ、裏側配線０１ｙ〜１８ｙを、下方から覆っている。
【００３９】
検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８は、図３にハッチングで示すように、表側電極０１Ｘ〜２４Ｘと、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙと、が上下方向に交差する部分（重複する部分）に配置されている。検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８は、合計４３２個（＝２４個×１８個）配置されている。検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８は、センサ本体２の略全面に亘って、略等間隔に配置されている。検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８は、各々、表側電極０１Ｘ〜２４Ｘの一部と、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙの一部と、誘電層２０の一部と、を備えている。
【００４０】
（演算部３）
演算部３は、電源回路３０と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３３と、を備えている。演算部３は、表側配線用コネクタ２３、裏側配線用コネクタ２４に、電気的に接続されている。
【００４１】
電源回路３０は、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８に、順番に走査的に電圧を印加する。ＲＯＭ３３には、予め、保護対象者Ｍの足裏の面積に相当する検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８の個数（＝保護対象者Ｍが着地した際に押圧可能な検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８の最大数）が、しきい値として格納されている。ＲＡＭ３２には、表側配線用コネクタ２３、裏側配線用コネクタ２４から入力される電気量（例えば電気抵抗）が、一時的に格納される。ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３２に格納された電気量を基に、保護対象者Ｍが自らの意思でベッド９０から降りたのか、それとも保護対象者Ｍがベッド９０から転落したのか、を判別する。判別の結果は、ナースステーション（図略）に伝送される。
【００４２】
［衝撃吸収機能付センサの動き］
次に、衝撃吸収機能付センサ１の動きについて説明する。図５に、本実施形態の衝撃吸収機能付センサの透過上面図を示す。なお、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８を点で示す。
【００４３】
ベッド９０から保護対象者Ｍが転落すると、多数の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８に対応する部分（以下、適宜、「転落部分」と称す。）が沈み込む。この際、転落部分の誘電層２０が圧縮される。このため、前出の式（１）に示すように、転落部分の電極間距離が短くなる。
【００４４】
保護対象者Ｍ転落の衝撃は、柔軟なセンサ本体２を介して、高減衰層５に伝達される。保護対象者Ｍの運動エネルギは、高減衰層５の変形エネルギや熱エネルギや音エネルギなどに変換される。このため、転落の衝撃が緩和される。
【００４５】
一方、演算部３は、あたかも走査するように、表側電極０１Ｘ〜２４Ｘと、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙと、に順番に電圧を印加している。すなわち、表側電極０１Ｘ〜２４Ｘと、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙと、の交差部分である、全４３２個の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８に、順番に電圧を印加している。
【００４６】
演算部３は、保護対象者Ｍの転落により変形した検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８の個数を算出する。ここで、保護対象者Ｍがベッド９０から衝撃吸収機能付センサ１に転落した場合は、図５にハッチングで示すように、多数の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８が変形する。これに対して、保護対象者Ｍの足裏が衝撃吸収機能付センサ１に着地した場合は、図５にハッチングで示すように、最大で８個の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８が変形する。このため、８個超過（＝９個以上）の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８が変形した場合、演算部３は、保護対象者Ｍが転落したと判断する。演算部３は、判断結果をナースステーションに伝送する。保護対象者Ｍが転落した場合は、ナースステーションのモニタに警告が表示される。
【００４７】
［作用効果］
次に、本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１の作用効果について説明する。本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１は、高減衰層５を備えている。このため、保護対象者Ｍが転落する際の衝撃を緩和することができる。また、保護対象者Ｍが衝撃吸収機能付センサ１に跳ね返って床面９１に放り出されるのを抑制することができる。また、衝撃からセンサ本体２を保護することができる。
【００４８】
また、本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１は、高減衰層５の上側（保護対象者Ｍに近い側）に、センサ本体２を備えている。このため、高減衰層５の下側や内側にセンサ本体２がある場合と比較して、転落の検出精度が高い。
【００４９】
また、センサ本体２は柔軟である。すなわち、誘電層２０、表側電極０１Ｘ〜２４Ｘ、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙ、表側配線０１ｘ〜２４ｘ、裏側配線０１ｙ〜１８ｙ、表側絶縁被覆層２１、裏側絶縁被覆層２２は柔軟である。このため、転落の際に、高減衰層５の上面形状の変形に追随して、センサ本体２は変形しやすい。したがって、表側電極０１Ｘ〜２４Ｘ、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙから出力される電気量が変化しやすい。この点においても、本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１は、転落の検出精度が高い。
【００５０】
また、センサ本体２が柔軟であるため、高減衰層５の上側にセンサ本体２が配置されているにもかかわらず、転落の際にセンサ本体２が保護対象者Ｍに及ぼす影響が小さい。また、センサ本体２は、全４３２個の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８を備えている。このため、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８の検出状態から、保護対象者Ｍが転落したか、それとも足裏着地したかを、確実に判別することができる。
【００５１】
また、本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１は、布製のカバー層４を備えている。このため、センサ本体２が外部に露出している場合と比較して、見栄えがよい。また、塵埃などからセンサ本体２を保護することができる。また、本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１は、静電容量型のセンサ本体２を備えている。このため、静電容量の増加から、保護対象者Ｍの転落を検出することができる。
【００５２】
また、本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１によると、高減衰層５は、スチレン系熱可塑性エラストマー（（株）クラレ製「セプトン（登録商標）４０７７」）に、パラフィン系プロセスオイルを配合したゲルエラストマー製である。このため、保護対象者Ｍの跳ね返りを抑制することができる。また、転落の衝撃から保護対象者Ｍ、センサ本体２を保護することができる。
【００５３】
＜第二実施形態＞
本実施形態の衝撃吸収機能付センサと第一実施形態の衝撃吸収機能付センサとの相違点は、静電容量型のセンサ本体の代わりに抵抗増加型のセンサ本体が用いられている点である。ここでは、主に相違点について説明する。
【００５４】
図６に、本実施形態の衝撃吸収機能付センサのセンサ本体の上面図を示す。なお、図３と対応する部位については同じ符号で示す。また、配線を省略して示す。図６に示すように、センサ本体６は、センサ膜６０と、基層６１と、コネクタ６２と、左側電極０１ＸＬ〜２４ＸＬと、右側電極０１ＸＲ〜２４ＸＲと、前側電極０１Ｙｆ〜１８Ｙｆと、後側電極０１Ｙｒ〜１８Ｙｒと、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８と、を備えている。左側電極０１ＸＬ〜２４ＸＬ、右側電極０１ＸＲ〜２４ＸＲ、前側電極０１Ｙｆ〜１８Ｙｆ、後側電極０１Ｙｒ〜１８Ｙｒは、本発明の電極に含まれる。
【００５５】
基層６１は、エラストマー製であって、シート状を呈している。基層６１は、弾性変形可能である。センサ膜６０は、基層６１の上面に配置されている。センサ膜６０は、導電性フィラーが配合されたエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）製であって、シート状を呈している。センサ膜６０における導電性フィラーの含有割合は、センサ膜６０の体積を１００ｖｏｌ％とした場合の約４５ｖｏｌ％である。保護対象者が接触していない状態（無荷重状態）において、センサ膜６０は、高い導電性を有する。一方、荷重が加わりセンサ膜６０が変形すると、導電性フィラー同士の接触状態が変化する。これにより、三次元的な導電パスが崩壊し、センサ膜６０の電気抵抗は増加する。つまり、センサ膜６０の電気抵抗は、弾性変形量が増加するのに従って増加する。コネクタ６２は、正方形板状を呈している。コネクタ６２は、基層６１の上面の左後隅に配置されている。
【００５６】
左側電極０１ＸＬ〜２４ＸＬは、センサ膜６０の左辺に、所定間隔ずつ離間して並んでいる。右側電極０１ＸＲ〜２４ＸＲは、センサ膜６０の右辺に、所定間隔ずつ離間して並んでいる。左側電極０１ＸＬ〜２４ＸＬと右側電極０１ＸＲ〜２４ＸＲとは、図６に一点鎖線で示すように、各々、左右方向に対向している。
【００５７】
前側電極０１Ｙｆ〜１８Ｙｆは、センサ膜６０の前辺に、所定間隔ずつ離間して並んでいる。後側電極０１Ｙｒ〜１８Ｙｒは、センサ膜６０の後辺に、所定間隔ずつ離間して並んでいる。前側電極０１Ｙｆ〜１８Ｙｆと後側電極０１Ｙｒ〜１８Ｙｒとは、図６に一点鎖線で示すように、各々、前後方向に対向している。検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８は、これら一点鎖線の交点に設定されている。
【００５８】
左側電極０１ＸＬ〜２４ＸＬ、右側電極０１ＸＲ〜２４ＸＲ、前側電極０１Ｙｆ〜１８Ｙｆ、後側電極０１Ｙｒ〜１８Ｙｒと、コネクタ６２とは、各々、配線により接続されている。
【００５９】
左右方向に対向する２４個の電極対（例えば、左側電極０１ＸＬと右側電極０１ＸＲ）には、走査的に電圧が印加される。同様に、前後方向に対向する１８個の電極対（例えば、前側電極０１Ｙｆと後側電極０１Ｙｒ）には、走査的に電圧が印加される。
【００６０】
衝撃吸収機能付センサ１に保護対象者が転落すると、転落部分が沈み込む。このため、転落部分のセンサ膜６０が変形する。したがって、転落部分の電気抵抗が増加する。当該電気抵抗の増加から、転落部分に保護対象者が転落したことが検出できる。
【００６１】
本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１は、構成が共通する部分に関しては、第一実施形態の衝撃吸収機能付センサと同様の作用効果を有する。また、本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１によると、センサ膜６０の電気抵抗の変化から保護対象者の転落を検出することができる。
【００６２】
また、本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１の左側電極０１ＸＬ〜２４ＸＬ、右側電極０１ＸＲ〜２４ＸＲ、前側電極０１Ｙｆ〜１８Ｙｆ、後側電極０１Ｙｒ〜１８Ｙｒ、配線（図略）は、エラストマーを含んでいる。このため、伸縮性が高い。したがって、センサ膜６０の変形を規制しにくい。また、保護対象者に及ぼす影響が小さい。
【００６３】
＜第三実施形態＞
本実施形態の介護システムは、第一実施形態の衝撃吸収機能付センサと、当該衝撃吸収機能付センサと同様の構成を有する体圧センサと、を備えている。ここでは、主に相違点について説明する。
【００６４】
図７に、本実施形態の介護システムの透過上面図を示す。なお、図５と対応する部位については、同じ符号で示す。図７に示すように、本実施形態の介護システム７は、衝撃吸収機能付センサ１と、体圧センサ７０と、を備えている。体圧センサ７０は、ベッド９０の縁部９００に敷設されている。上方から見て、体圧センサ７０と衝撃吸収機能付センサ１とは、左右方向に並んで配置されている。体圧センサ７０の構造は、衝撃吸収機能付センサ１の構造と同様である。体圧センサ７０には、全面的に、検出部Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５（符号中の数字の付け方は、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８と同様）が配置されている。演算部は、検出部Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５の個数を算出する。
【００６５】
保護対象者Ｍがベッド９０の縁部９００に寝ている場合は、体全体により、全１２０個のうち約８０個の検出部Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５が変形する。一方、床面９１の衝撃吸収機能付センサ１の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８は変形しない。
【００６６】
これに対して、保護対象者Ｍがベッド９０の縁部９００に腰掛けた場合は、臀部により、約２２個の検出部Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５が変形する。並びに、足裏により、約８個の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８が変形する。
【００６７】
このため、ベッド用しきい値（例えば検出部数３０個）以上の検出部Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５が変形した場合であって、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８が変形しない場合、制御部は、保護対象者Ｍが縁部９００に寝ていると判別する。
【００６８】
また、ベッド用しきい値未満の検出部Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５が変形した場合であって、床用しきい値（例えば検出部数１０個）未満の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８が変形した場合、制御部は、保護対象者Ｍが縁部９００に腰掛けていると判別する。
【００６９】
また、時刻Ｔ１においては、ベッド用しきい値以上の検出部Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５が変形し、かつ検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８が変形しない状態にあり、時刻Ｔ２（例えば時刻Ｔ１の１秒後）においては、検出部Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５が変形せず、かつ床用しきい値以上の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８が変形した状態にある場合、制御部は、縁部９００に寝ていた保護対象者Ｍが、床面９１に転落したと判別する。
【００７０】
本実施形態の介護システム７の衝撃吸収機能付センサ１、体圧センサ７０は、構成が共通する部分に関しては、第一実施形態の衝撃吸収機能付センサと同様の作用効果を有する。また、本実施形態の介護システム７によると、衝撃吸収機能付センサ１と体圧センサ７０とを併用することにより、精度よく、保護対象者Ｍの状態（伏臥、横臥、仰臥、腰掛け、転落、徘徊など）を判別することができる。
【００７１】
また、体圧センサ７０の構造は、衝撃吸収機能付センサ１の構造と同様である。すなわち、体圧センサ７０のセンサ本体は柔軟である。また、体圧センサは、高減衰層を備えている。このため、体圧センサ７０をベッド９０のマットレスの上に積層させても、保護対象者Ｍの寝心地が悪化しにくい。
【００７２】
＜その他＞
以上、本発明の衝撃吸収機能付センサおよび介護システムの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００７３】
図８に、その他の実施形態の衝撃吸収機能付センサの斜視図を示す。なお、図１と対応する部位については同じ符号で示す。図８に示すように、合計三つの衝撃吸収機能付センサ１ａ〜１ｃを、ベッド９０の横に配置してもよい。こうすると、保護対象者Ｍの体格やベッド９０の大きさに応じて、衝撃吸収機能付センサ１ａ〜１ｃの配置数を増減することができる。また、ベッド９０に車椅子を横付けする際、邪魔な衝撃吸収機能付センサ１ａ〜１ｃだけを取り除くことができる。勿論、衝撃吸収機能付センサ１ａ〜１ｃの配置数は、三つ以外であってもよい。
【００７４】
また、上記実施形態においては、図３に示すように、演算部３をセンサ本体２つまりベッド９０の近くに配置したが、例えばナースステーションなど、ベッド９０から離れた所に配置してもよい。
【００７５】
また、第一、第二実施形態においては、保護対象者Ｍの足裏の面積に相当する検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８の個数（＝８個）を、転落と足裏着地とを判別するためのしきい値とした。しかしながら、図５に細線ハッチングで示すように、着地位置の８個の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８に追随して着地位置周囲の２８個の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８が変形することを考慮して、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８数３６個をしきい値としてもよい。
【００７６】
また、第一、第二実施形態においては、保護対象者Ｍの足裏の面積に相当する検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８の個数を、転落と足裏着地とを判別するためのしきい値とした。しかしながら、荷重が入力される検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８の分布（転落の方が足裏着地よりも分布が広い）をしきい値としてもよい。また、単一の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８に入力される荷重値（転落の方が足裏着地よりも検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８一つあたりの荷重値が小さい）をしきい値としてもよい。また、荷重が入力される検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８の分布の時系列的変化（例えば、転落後に意識を失う場合や足裏着地後に歩行する場合を考慮すると、転落の方が足裏着地よりも分布の時系列的変化が小さい。）をしきい値としてもよい。
【００７７】
また、これらのパラメータから、保護対象者Ｍの徘徊を検出してもよい。一例として、荷重が入力される検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８の分布の時系列的変化を見れば、保護対象者Ｍがベッド９０から離れるのに従って、分布もベッド９０から離れ、やがては荷重の入力が無くなる（＝保護対象者Ｍが衝撃吸収機能付センサ１から降りる）ので、保護対象者Ｍの徘徊を検出することができる。
【００７８】
また、これらのパラメータから、保護対象者Ｍの起立と腰掛けとを判別してもよい。一例として、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８の入力される荷重の合計値と、保護対象者Ｍの体重と、を比較すれば、保護対象者Ｍがベッド９０の横で起立しているのか、それともベッド９０に腰掛けているのかを判別することができる。
【００７９】
また、電極、配線の配置方法は特に限定しない。好ましくは印刷法、さらに好ましくはスクリーン印刷法により配置する方がよい。その理由は、電極、配線を密に配置しやすいからである。例えば、スクリーン印刷法の場合、電極、配線の配置に対応したパターン印刷孔を有するスクリーンマスクを使用することで、簡単に、精度よく、電極、配線を配置することができる。
【００８０】
また、第一実施形態、第三実施形態の誘電層２０、第二実施形態のセンサ膜６０に用いるエラストマーの種類は、特に限定しない。誘電層２０の場合、静電容量を大きくするという観点から、比誘電率が大きいエラストマーを用いることが望ましい。エラストマーとしては、例えば、シリコーンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム等のソリッドゴムやこれらの発泡体、およびウレタンフォーム等が好適である。また、センサ膜６０の場合、導電性フィラーとの相溶性等を考慮して、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン共重合ゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム等が好適である。また、センサ膜６０の電気抵抗は変形量が増加するのに従って増加したが、変形量が増加するのに従って電気抵抗が減少するセンサ膜を使用してもよい。また、センサ膜６０の電気抵抗の挙動については、エラストマーの種類、導電性フィラーの種類および配合量等により、調整することができる。
【００８１】
また、第一実施形態、第三実施形態の誘電層２０に、伸縮性を有する布を用いてもよい。布の材料としては、天然繊維、レーヨン、ポリエステル、ポリアミド、セルロース系繊維、ポリウレタン等が挙げられる。布は、織布、不織布、編物のいずれでもよい。誘電層２０に布を用いる場合、衝撃が加わると、布を構成する繊維間の隙間が潰されて、布の厚さは小さくなる。このため、誘電層２０の厚さが小さくなる。したがって、電極間距離が小さくなる。その結果、静電容量が大きくなり、転倒あるいは転落が検出される。誘電層２０に布を用いると、伸縮柔軟性に優れた薄いセンサ本体２を、比較的低コストに作製することができる。また、布を構成する繊維間には隙間がある。このため、小さな荷重で押圧された場合でも、隙間が潰れることにより、布の厚さは変化しやすい。したがって、高い検出感度を有し、応答性に優れる。
【００８２】
また、上記実施形態においては、高減衰層５を、スチレン系熱可塑性エラストマー（（株）クラレ製「セプトン（登録商標）４０７７」）に、パラフィン系プロセスオイルを配合したゲルエラストマー製とした。ここで、オイル成分が配合された熱可塑性エラストマーとしては、全体質量を１００質量％とした場合に、オイル成分が７０質量％以上含有されているものが望ましい。熱可塑性エラストマーとしては、Ａ−Ｂ−Ａの三部構造を有するものが望ましい。ここで、Ａは剛直性ポリマー（ポリスチレン、官能基ポリマー等）、Ｂはエラストマー性ポリマー（ポリブチレン、ポリエチレン、ポリ（エチレン／プロピレン）、ポリ（エチレン−エチレン／プロピレン）、水素化ポリ（イソプレン、ブタジエン、イソプレン−ブタジエン）、ポリ（エチレン／ブチレン＋エチレン／プロピレン））である。なかでも、超高分子のポリスチレン−ポリ（エチレン−エチレン／プロピレン）−ポリスチレン構造をもつものが好適である。また、オイル成分としては、パラフィン性白ミネラルオイル、パラフィン、イソパラフィン、ナフテンオイル、ポリブチレン、ポリプロピレン、ポリテルペン、ポリ−β−ピネン、水素化ポリブタン、ポリブタン（ポリブタンポリマーの一端にエポキシド基を有する）等が挙げられる。また、高減衰層５として、低反発ウレタンを用いてもよい。
【００８３】
また、第一実施形態、第三実施形態の表側電極０１Ｘ〜２４Ｘ、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙ、表側配線０１ｘ〜２４ｘ、裏側配線０１ｙ〜１８ｙ、第二実施形態の左側電極０１ＸＬ〜２４ＸＬ、右側電極０１ＸＲ〜２４ＸＲ、前側電極０１Ｙｆ〜１８Ｙｆ、後側電極０１Ｙｒ〜１８Ｙｒ、配線（図略）は、エラストマーを含んでいる。しかしながら、これらの電極、配線を、金属材料で形成してもよい。また、電極の形状、大きさ、配置数、配置場所については、特に限定しない。また、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８、検出部Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５の形状、大きさ、配置数、配置場所についても、特に限定しない。電極の形状、大きさ、配置数、配置場所を変えることにより、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８、検出部Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５の形状、大きさ、配置数、配置場所を変えることができる。
【００８４】
また、第三実施形態においては、体圧センサ７０の構造を、第一実施形態の衝撃吸収機能付センサ１の構造と一致させたが、第二実施形態の衝撃吸収機能付センサ１の構造と一致させてもよい。また、体圧センサ７０として、一般的な静電容量型センサ、抵抗増加型センサ、抵抗減少型センサを用いてもよい。また、体圧センサ７０は、保護対象者Ｍの寝心地を考慮すると、柔軟な方が好ましい。
【００８５】
また、上記実施形態においては、保護対象者Ｍの転落を検出するために本発明の衝撃吸収機能付センサを用いたが、保護対象者Ｍの転倒を検出するために用いてもよい。特に、本発明の衝撃吸収機能付センサは、例えば寝たきりの人、骨粗鬆症の人、老人など、保護対象者の体が弱っている場合に好適である。その理由は、転倒あるいは転落の衝撃が、高減衰層により吸収されるからである。また、保護対象者が衝撃吸収機能付センサに跳ね返って床面などに放り出されるおそれが小さいからである。また、センサ本体自体が柔軟であるため、保護対象者に及ぼす影響が小さいからである。
【符号の説明】
【００８６】
１：衝撃吸収機能付センサ、１ａ〜１ｃ：衝撃吸収機能付センサ、２：センサ本体、３：演算部、４：カバー層、５：高減衰層、６：センサ本体、７：介護システム。
２０：誘電層（センサ膜）、２１：表側絶縁被覆層、２２：裏側絶縁被覆層、２３：表側配線用コネクタ、２４：裏側配線用コネクタ、３０：電源回路、６０：センサ膜、６１：基層、６２：コネクタ、７０：体圧センサ、９０：ベッド、９１：床面。
９００：縁部。
０１Ｘ〜２４Ｘ：表側電極（電極）、０１Ｙ〜１８Ｙ：裏側電極（電極）、０１ＸＬ〜２４ＸＬ：左側電極（電極）、０１ＸＲ〜２４ＸＲ：右側電極（電極）、０１Ｙｆ〜１８Ｙｆ：前側電極（電極）、０１Ｙｒ〜１８Ｙｒ：後側電極（電極）、０１ｘ〜２４ｘ：表側配線、０１ｙ〜１８ｙ：裏側配線、Ａ０１０１〜Ａ２４１８：検出部、Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５：検出部、Ｍ：保護対象者。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ベッドサイドの床面に敷設される衝撃吸収機能付センサ、および当該衝撃吸収機能付センサを用いた介護システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
病室のベッドサイドや、高齢者介護施設の宿泊室のベッドサイドには、衝撃吸収用のマットが敷設される場合がある。マットを配置すると、入院患者や高齢者などの保護対象者がベッドから転落、転倒した際に、衝撃を吸収することができる。このため、保護対象者が怪我するのを抑制することができる。
【０００３】
特許文献１には、離床監視システムが開示されている。同文献記載の離床監視システムは、圧力センサとマットとカメラとを備えている。マットは、ベッドサイドの床面に敷設されている。圧力センサは、マットに内包されている。カメラは、ベッド周りが撮像可能に配置されている。
【０００４】
ベッドから離れる際、患者はベッドサイドのマットを踏む。この踏力を圧力センサが検出する。カメラは、圧力センサに連動している。このため、圧力センサが踏力を検出すると、カメラが作動する。カメラの映像は、ナースステーションのモニタに伝送される。このため、カメラの映像から、看護師は、患者の状態（例えば、床に倒れている、ベッドサイドに立っているなど）を観察することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２８８９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したように、本来、マットは、転落、転倒した際に、保護対象者が受ける衝撃を吸収するためのものである。マットに圧力センサを内包すると、圧力センサの硬さ、位置によっては、保護対象者が受ける衝撃が大きくなるおそれがある。すなわち、圧力センサが、マットの衝撃吸収機能を阻害するおそれがある。なお、特許文献１には、圧力センサの硬さ、位置に関する記載はない。
【０００７】
本発明の衝撃吸収機能付センサおよび介護システムは、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、保護対象者の状態を検出可能であり、保護対象者が受ける衝撃を吸収可能な衝撃吸収機能付センサおよび介護システム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】
【０００８】
（１）上記課題を解決するため、本発明の衝撃吸収機能付センサは、転倒または転落の際に保護対象者が受ける衝撃を吸収する高減衰層と、該高減衰層の表側に配置され、エラストマーまたは伸縮性を有する布を含む柔軟なセンサ膜と、該センサ膜の少なくとも一部を介して配置される複数の電極と、複数の該電極の配置に対応して設定される複数の検出部と、を有し、該検出部に対応する電気量を該電極から出力するセンサ本体と、を備えることを特徴とする（請求項１に対応）。
【０００９】
本発明の衝撃吸収機能付センサは、高減衰層を備えている。このため、保護対象者が受ける衝撃の少なくとも一部を吸収することができる。また、転倒または転落した保護対象者が、衝撃吸収機能付センサで跳ね返るのを抑制することができる。また、転倒または転落の際の衝撃から、保護対象者のみならず、センサ本体も保護することができる。
【００１０】
また、本発明の衝撃吸収機能付センサは、高減衰層の表側（保護対象者に近い側）に、センサ本体を備えている。このため、高減衰層の裏側や内側にセンサ本体がある場合と比較して、転倒または転落の検出精度が高い。
【００１１】
また、センサ本体のセンサ膜は、柔軟である。このため、転倒または転落の際に、高減衰層の表面形状の変形に追随して、センサ膜は変形しやすい。したがって、電極から出力される電気量が変化しやすい。この点においても、本発明の衝撃吸収機能付センサは、転倒または転落の検出精度が高い。
【００１２】
また、センサ本体のセンサ膜が柔軟であるため、高減衰層の表側にセンサ本体が配置されているにもかかわらず、転倒または転落の際にセンサ膜が保護対象者に及ぼす影響が小さい。また、センサ本体は、複数の検出部を備えている。このため、複数の検出部の検出状態から、保護対象者の状態を検出することができる。
【００１３】
このように、本発明の衝撃吸収機能付センサによると、高い検出精度と衝撃吸収機能とを両立することができる。
【００１４】
（２）好ましくは、上記（１）の構成において、さらに、前記センサ本体の表面を覆い、転倒または転落の際に前記保護対象者が接触する布製のカバー層を備える構成とする方がよい（請求項２に対応）。本構成によると、センサ本体が外部に露出している場合と比較して、見栄えがよい。また、塵埃などからセンサ本体を保護することができる。
【００１５】
（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記センサ膜は、前記エラストマーまたは伸縮性を有する前記布製であり、複数の前記電極は、該センサ膜の表裏方向両側に配置され、前記検出部は、表側の該電極と裏側の該電極とが表裏方向から見て交差することにより形成される構成とする方がよい（請求項３に対応）。
【００１６】
つまり、本構成は、静電容量型のセンサ本体を用いるものである。一般に、一対の電極間に誘電層が介装されてなる静電容量型センサの静電容量（キャパシタンス）は、次式（１）により求めることができる。
Ｃ＝ε０εｒＳ／ｄ・・・（１）
（Ｃ：静電容量、ε０：真空中の誘電率、εｒ：誘電層の比誘電率、Ｓ：電極面積、ｄ：電極間距離）
例えば、転倒または転落の衝撃によりセンサ膜（誘電層）が表裏方向に圧縮されると、上記式（１）より、センサ膜の厚さ、すなわち電極間距離ｄが小さくなる。このため、電極間の静電容量Ｃは大きくなる。本構成によると、当該静電容量の増加から、転倒または転落を検出することができる。
【００１７】
（４）好ましくは、上記（１）ないし（３）のいずれかの構成において、前記高減衰層は、オイル成分が配合された熱可塑性エラストマー製である構成とする方がよい（請求項４に対応）。
【００１８】
本構成によると、転倒または転落した保護対象者が、衝撃吸収機能付センサで跳ね返るのを抑制することができる。また、転倒または転落の衝撃から保護対象者、センサ本体を保護することができる。
【００１９】
（５）上記課題を解決するため、本発明の介護システムは、床面に配置される上記（１）ないし（４）のいずれかの衝撃吸収機能付センサと、該衝撃吸収機能付センサに近接して配置されるベッドの縁部に配置され、保護対象者の体圧を検出する体圧センサと、を備えることを特徴とする（請求項５に対応）。本構成によると、床面の衝撃吸収機能付センサと、ベッドの体圧センサと、を併用することにより、精度よく、保護対象者の状態を判別することができる。
【００２０】
（６）好ましくは、上記（５）の構成において、前記体圧センサは、前記衝撃吸収機能付センサである構成とする方がよい（請求項６に対応）。本構成によると、体圧センサの構造は、衝撃吸収機能付センサの構造と同様である。すなわち、体圧センサのセンサ本体は柔軟である。また、体圧センサは、高減衰層を備えている。このため、体圧センサをベッドに配置しても、保護対象者の寝心地が悪化しにくい。
【００２１】
（７）好ましくは、上記（１）の構成において、前記センサ膜は、導電性フィラーを含み、該センサ膜の面方向に延在すると共に、互いに交差する座標系をＸ方向およびＹ方向として、複数の前記電極は、該Ｘ方向に対向して少なくとも一対、該Ｙ方向に対向して少なくとも一対、各々配置され、前記検出部は、該Ｘ方向に対向する一対の該電極同士を結ぶＸ方向検出線と、該Ｙ方向に対向する一対の該電極同士を結ぶＹ方向検出線と、が表裏方向から見て交差することにより形成される構成とする方がよい。
【００２２】
つまり、本構成は、抵抗変化型（抵抗増加型、抵抗減少型）のセンサ本体を用いるものである。転倒または転落の衝撃によりセンサ膜が変形すると、導電性フィラーの連鎖状態が変化する。このため、Ｘ方向あるいはＹ方向に対向する一対の電極間の電気抵抗が変化する。本構成によると、当該電気抵抗の変化から、転倒または転落を検出することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、保護対象者の状態を検出可能であり、保護対象者が受ける衝撃を吸収可能な衝撃吸収機能付センサおよび介護システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第一実施形態の衝撃吸収機能付センサの斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】センサ本体の上面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ方向断面図である。
【図５】同衝撃吸収機能付センサの透過上面図である。
【図６】第二実施形態の衝撃吸収機能付センサのセンサ本体の上面図である。
【図７】第三実施形態の介護システムの透過上面図である。
【図８】その他の実施形態の衝撃吸収機能付センサの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の衝撃吸収機能付センサおよび介護システムの実施の形態について説明する。
【００２６】
＜第一実施形態＞
［衝撃吸収機能付センサの構成］
まず、本実施形態の衝撃吸収機能付センサの構成について説明する。図１に、本実施形態の衝撃吸収機能付センサの斜視図を示す。図１に示すように、衝撃吸収機能付センサ１は、ベッド９０の横の床面９１に敷設されている。図２に、図１のＩＩ−ＩＩ断面図を示す。図２に示すように、本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１は、センサ本体２と、演算部と、カバー層４と、高減衰層５と、を備えている。
【００２７】
（カバー層４）
カバー層４は、柔軟な布製であって、長方形の袋状を呈している。カバー層４は、衝撃吸収機能付センサ１の最外層を形成している。後述するセンサ本体２、高減衰層５、演算部は、カバー層４の内部に収容されている。
【００２８】
（高減衰層５）
高減衰層５は、カバー層４の内部に収容されている。高減衰層５は、シート状を呈している。高減衰層５は、スチレン系熱可塑性エラストマー（（株）クラレ製「セプトン（登録商標）４０７７」）に、パラフィン系プロセスオイルを配合したゲルエラストマーからなる。スチレン系熱可塑性エラストマーは、本発明の熱可塑性エラストマーに含まれる。パラフィン系プロセスオイルは、本発明のオイル成分に含まれる。
【００２９】
ゲルエラストマー全体の質量を１００質量％とすると、スチレン系熱可塑性エラストマーの含有割合は１０質量％、パラフィン系プロセスオイルの含有割合は９０質量％である。ゲルエラストマーのちょう度は、６２である。ちょう度は、ＪＩＳ Ｋ２２２０に規定されている固形ちょう度試験に準じて測定された値である（１／４円錐使用）。ちょう度は、円錐の進入深さ（ｍｍ）を１０倍した値で示される。
【００３０】
（センサ本体２）
センサ本体２は、カバー層４の内部に収容されている。また、センサ本体２は、高減衰層５の上面に固定されている。図３に、センサ本体の上面図を示す。なお、裏側電極、裏側配線を細線で示す。また、検出部にハッチングを施して示す。図４に、図３のＩＶ−ＩＶ方向断面図を示す。なお、センサ本体２の上下方向厚さを強調して示す。
【００３１】
図３、図４に示すように、センサ本体２は、誘電層２０と、表側電極０１Ｘ〜２４Ｘと、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙと、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８と、表側配線０１ｘ〜２４ｘと、裏側配線０１ｙ〜１８ｙと、表側絶縁被覆層２１と、裏側絶縁被覆層２２と、表側配線用コネクタ２３と、裏側配線用コネクタ２４と、を備えている。
【００３２】
誘電層２０は、本発明のセンサ膜に含まれる。表側電極０１Ｘ〜２４Ｘ、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙは、本発明の電極に含まれる。検出部の符号「Ａ○○△△」中、上二桁の「○○」は、表側電極０１Ｘ〜２４Ｘに対応している。下二桁の「△△」は、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙに対応している。
【００３３】
誘電層２０は、ウレタンフォーム製であって、シート状を呈している。表側電極０１Ｘ〜２４Ｘは、誘電層２０の上面に、合計２４本配置されている。表側電極０１Ｘ〜２４Ｘは、各々、アクリルゴムと、導電性カーボンブラックと、を含んで形成されている。表側電極０１Ｘ〜２４Ｘは、各々、帯状を呈している。表側電極０１Ｘ〜２４Ｘは、各々、左右方向に延在している。表側電極０１Ｘ〜２４Ｘは、前後方向に、所定間隔ごとに離間して、互いに略平行になるように、配置されている。
【００３４】
表側配線０１ｘ〜２４ｘは、誘電層２０の上面に、合計２４本配置されている。表側配線０１ｘ〜２４ｘは、各々、アクリルゴムと、銀粉と、を含んで形成されている。表側配線０１ｘ〜２４ｘは、各々、線状を呈している。表側配線用コネクタ２３は、誘電層２０の左前隅に配置されている。表側配線０１ｘ〜２４ｘは、各々、表側電極０１Ｘ〜２４Ｘと、表側配線用コネクタ２３と、を接続している。
【００３５】
表側絶縁被覆層２１は、誘電層２０の上方に配置されている。表側絶縁被覆層２１は、アクリルゴムを含んで形成されている。表側絶縁被覆層２１は、シート状を呈している。表側絶縁被覆層２１は、誘電層２０、表側電極０１Ｘ〜２４Ｘ、表側配線０１ｘ〜２４ｘを、上方から覆っている。
【００３６】
裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙは、誘電層２０の下面に、合計１８本配置されている。裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙは、各々、アクリルゴムと、導電性カーボンブラックと、を含んで形成されている。裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙは、各々、帯状を呈している。裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙは、各々、前後方向に延在している。裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙは、左右方向に、所定間隔ごとに離間して、互いに略平行になるように、配置されている。
【００３７】
裏側配線０１ｙ〜１８ｙは、誘電層２０の下面に、合計１８本配置されている。裏側配線０１ｙ〜１８ｙは、各々、アクリルゴムと、銀粉と、を含んで形成されている。裏側配線０１ｙ〜１８ｙは、各々、線状を呈している。裏側配線用コネクタ２４は、誘電層２０の左後隅に配置されている。裏側配線０１ｙ〜１８ｙは、各々、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙと、裏側配線用コネクタ２４と、を接続している。
【００３８】
裏側絶縁被覆層２２は、誘電層２０の下方に配置されている。裏側絶縁被覆層２２は、アクリルゴムを含んで形成されている。裏側絶縁被覆層２２は、シート状を呈している。裏側絶縁被覆層２２は、誘電層２０、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙ、裏側配線０１ｙ〜１８ｙを、下方から覆っている。
【００３９】
検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８は、図３にハッチングで示すように、表側電極０１Ｘ〜２４Ｘと、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙと、が上下方向に交差する部分（重複する部分）に配置されている。検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８は、合計４３２個（＝２４個×１８個）配置されている。検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８は、センサ本体２の略全面に亘って、略等間隔に配置されている。検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８は、各々、表側電極０１Ｘ〜２４Ｘの一部と、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙの一部と、誘電層２０の一部と、を備えている。
【００４０】
（演算部３）
演算部３は、電源回路３０と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３３と、を備えている。演算部３は、表側配線用コネクタ２３、裏側配線用コネクタ２４に、電気的に接続されている。
【００４１】
電源回路３０は、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８に、順番に走査的に電圧を印加する。ＲＯＭ３３には、予め、保護対象者Ｍの足裏の面積に相当する検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８の個数（＝保護対象者Ｍが着地した際に押圧可能な検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８の最大数）が、しきい値として格納されている。ＲＡＭ３２には、表側配線用コネクタ２３、裏側配線用コネクタ２４から入力される電気量（例えば電気抵抗）が、一時的に格納される。ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３２に格納された電気量を基に、保護対象者Ｍが自らの意思でベッド９０から降りたのか、それとも保護対象者Ｍがベッド９０から転落したのか、を判別する。判別の結果は、ナースステーション（図略）に伝送される。
【００４２】
［衝撃吸収機能付センサの動き］
次に、衝撃吸収機能付センサ１の動きについて説明する。図５に、本実施形態の衝撃吸収機能付センサの透過上面図を示す。なお、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８を点で示す。
【００４３】
ベッド９０から保護対象者Ｍが転落すると、多数の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８に対応する部分（以下、適宜、「転落部分」と称す。）が沈み込む。この際、転落部分の誘電層２０が圧縮される。このため、前出の式（１）に示すように、転落部分の電極間距離が短くなる。
【００４４】
保護対象者Ｍ転落の衝撃は、柔軟なセンサ本体２を介して、高減衰層５に伝達される。保護対象者Ｍの運動エネルギは、高減衰層５の変形エネルギや熱エネルギや音エネルギなどに変換される。このため、転落の衝撃が緩和される。
【００４５】
一方、演算部３は、あたかも走査するように、表側電極０１Ｘ〜２４Ｘと、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙと、に順番に電圧を印加している。すなわち、表側電極０１Ｘ〜２４Ｘと、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙと、の交差部分である、全４３２個の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８に、順番に電圧を印加している。
【００４６】
演算部３は、保護対象者Ｍの転落により変形した検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８の個数を算出する。ここで、保護対象者Ｍがベッド９０から衝撃吸収機能付センサ１に転落した場合は、図５にハッチングで示すように、多数の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８が変形する。これに対して、保護対象者Ｍの足裏が衝撃吸収機能付センサ１に着地した場合は、図５にハッチングで示すように、最大で８個の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８が変形する。このため、８個超過（＝９個以上）の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８が変形した場合、演算部３は、保護対象者Ｍが転落したと判断する。演算部３は、判断結果をナースステーションに伝送する。保護対象者Ｍが転落した場合は、ナースステーションのモニタに警告が表示される。
【００４７】
［作用効果］
次に、本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１の作用効果について説明する。本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１は、高減衰層５を備えている。このため、保護対象者Ｍが転落する際の衝撃を緩和することができる。また、保護対象者Ｍが衝撃吸収機能付センサ１に跳ね返って床面９１に放り出されるのを抑制することができる。また、衝撃からセンサ本体２を保護することができる。
【００４８】
また、本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１は、高減衰層５の上側（保護対象者Ｍに近い側）に、センサ本体２を備えている。このため、高減衰層５の下側や内側にセンサ本体２がある場合と比較して、転落の検出精度が高い。
【００４９】
また、センサ本体２は柔軟である。すなわち、誘電層２０、表側電極０１Ｘ〜２４Ｘ、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙ、表側配線０１ｘ〜２４ｘ、裏側配線０１ｙ〜１８ｙ、表側絶縁被覆層２１、裏側絶縁被覆層２２は柔軟である。このため、転落の際に、高減衰層５の上面形状の変形に追随して、センサ本体２は変形しやすい。したがって、表側電極０１Ｘ〜２４Ｘ、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙから出力される電気量が変化しやすい。この点においても、本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１は、転落の検出精度が高い。
【００５０】
また、センサ本体２が柔軟であるため、高減衰層５の上側にセンサ本体２が配置されているにもかかわらず、転落の際にセンサ本体２が保護対象者Ｍに及ぼす影響が小さい。また、センサ本体２は、全４３２個の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８を備えている。このため、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８の検出状態から、保護対象者Ｍが転落したか、それとも足裏着地したかを、確実に判別することができる。
【００５１】
また、本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１は、布製のカバー層４を備えている。このため、センサ本体２が外部に露出している場合と比較して、見栄えがよい。また、塵埃などからセンサ本体２を保護することができる。また、本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１は、静電容量型のセンサ本体２を備えている。このため、静電容量の増加から、保護対象者Ｍの転落を検出することができる。
【００５２】
また、本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１によると、高減衰層５は、スチレン系熱可塑性エラストマー（（株）クラレ製「セプトン（登録商標）４０７７」）に、パラフィン系プロセスオイルを配合したゲルエラストマー製である。このため、保護対象者Ｍの跳ね返りを抑制することができる。また、転落の衝撃から保護対象者Ｍ、センサ本体２を保護することができる。
【００５３】
＜第二実施形態＞
本実施形態の衝撃吸収機能付センサと第一実施形態の衝撃吸収機能付センサとの相違点は、静電容量型のセンサ本体の代わりに抵抗増加型のセンサ本体が用いられている点である。ここでは、主に相違点について説明する。
【００５４】
図６に、本実施形態の衝撃吸収機能付センサのセンサ本体の上面図を示す。なお、図３と対応する部位については同じ符号で示す。また、配線を省略して示す。図６に示すように、センサ本体６は、センサ膜６０と、基層６１と、コネクタ６２と、左側電極０１ＸＬ〜２４ＸＬと、右側電極０１ＸＲ〜２４ＸＲと、前側電極０１Ｙｆ〜１８Ｙｆと、後側電極０１Ｙｒ〜１８Ｙｒと、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８と、を備えている。左側電極０１ＸＬ〜２４ＸＬ、右側電極０１ＸＲ〜２４ＸＲ、前側電極０１Ｙｆ〜１８Ｙｆ、後側電極０１Ｙｒ〜１８Ｙｒは、本発明の電極に含まれる。
【００５５】
基層６１は、エラストマー製であって、シート状を呈している。基層６１は、弾性変形可能である。センサ膜６０は、基層６１の上面に配置されている。センサ膜６０は、導電性フィラーが配合されたエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）製であって、シート状を呈している。センサ膜６０における導電性フィラーの含有割合は、センサ膜６０の体積を１００ｖｏｌ％とした場合の約４５ｖｏｌ％である。保護対象者が接触していない状態（無荷重状態）において、センサ膜６０は、高い導電性を有する。一方、荷重が加わりセンサ膜６０が変形すると、導電性フィラー同士の接触状態が変化する。これにより、三次元的な導電パスが崩壊し、センサ膜６０の電気抵抗は増加する。つまり、センサ膜６０の電気抵抗は、弾性変形量が増加するのに従って増加する。コネクタ６２は、正方形板状を呈している。コネクタ６２は、基層６１の上面の左後隅に配置されている。
【００５６】
左側電極０１ＸＬ〜２４ＸＬは、センサ膜６０の左辺に、所定間隔ずつ離間して並んでいる。右側電極０１ＸＲ〜２４ＸＲは、センサ膜６０の右辺に、所定間隔ずつ離間して並んでいる。左側電極０１ＸＬ〜２４ＸＬと右側電極０１ＸＲ〜２４ＸＲとは、図６に一点鎖線で示すように、各々、左右方向に対向している。
【００５７】
前側電極０１Ｙｆ〜１８Ｙｆは、センサ膜６０の前辺に、所定間隔ずつ離間して並んでいる。後側電極０１Ｙｒ〜１８Ｙｒは、センサ膜６０の後辺に、所定間隔ずつ離間して並んでいる。前側電極０１Ｙｆ〜１８Ｙｆと後側電極０１Ｙｒ〜１８Ｙｒとは、図６に一点鎖線で示すように、各々、前後方向に対向している。検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８は、これら一点鎖線の交点に設定されている。
【００５８】
左側電極０１ＸＬ〜２４ＸＬ、右側電極０１ＸＲ〜２４ＸＲ、前側電極０１Ｙｆ〜１８Ｙｆ、後側電極０１Ｙｒ〜１８Ｙｒと、コネクタ６２とは、各々、配線により接続されている。
【００５９】
左右方向に対向する２４個の電極対（例えば、左側電極０１ＸＬと右側電極０１ＸＲ）には、走査的に電圧が印加される。同様に、前後方向に対向する１８個の電極対（例えば、前側電極０１Ｙｆと後側電極０１Ｙｒ）には、走査的に電圧が印加される。
【００６０】
衝撃吸収機能付センサ１に保護対象者が転落すると、転落部分が沈み込む。このため、転落部分のセンサ膜６０が変形する。したがって、転落部分の電気抵抗が増加する。当該電気抵抗の増加から、転落部分に保護対象者が転落したことが検出できる。
【００６１】
本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１は、構成が共通する部分に関しては、第一実施形態の衝撃吸収機能付センサと同様の作用効果を有する。また、本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１によると、センサ膜６０の電気抵抗の変化から保護対象者の転落を検出することができる。
【００６２】
また、本実施形態の衝撃吸収機能付センサ１の左側電極０１ＸＬ〜２４ＸＬ、右側電極０１ＸＲ〜２４ＸＲ、前側電極０１Ｙｆ〜１８Ｙｆ、後側電極０１Ｙｒ〜１８Ｙｒ、配線（図略）は、エラストマーを含んでいる。このため、伸縮性が高い。したがって、センサ膜６０の変形を規制しにくい。また、保護対象者に及ぼす影響が小さい。
【００６３】
＜第三実施形態＞
本実施形態の介護システムは、第一実施形態の衝撃吸収機能付センサと、当該衝撃吸収機能付センサと同様の構成を有する体圧センサと、を備えている。ここでは、主に相違点について説明する。
【００６４】
図７に、本実施形態の介護システムの透過上面図を示す。なお、図５と対応する部位については、同じ符号で示す。図７に示すように、本実施形態の介護システム７は、衝撃吸収機能付センサ１と、体圧センサ７０と、を備えている。体圧センサ７０は、ベッド９０の縁部９００に敷設されている。上方から見て、体圧センサ７０と衝撃吸収機能付センサ１とは、左右方向に並んで配置されている。体圧センサ７０の構造は、衝撃吸収機能付センサ１の構造と同様である。体圧センサ７０には、全面的に、検出部Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５（符号中の数字の付け方は、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８と同様）が配置されている。演算部は、検出部Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５の個数を算出する。
【００６５】
保護対象者Ｍがベッド９０の縁部９００に寝ている場合は、体全体により、全１２０個のうち約８０個の検出部Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５が変形する。一方、床面９１の衝撃吸収機能付センサ１の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８は変形しない。
【００６６】
これに対して、保護対象者Ｍがベッド９０の縁部９００に腰掛けた場合は、臀部により、約２２個の検出部Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５が変形する。並びに、足裏により、約８個の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８が変形する。
【００６７】
このため、ベッド用しきい値（例えば検出部数３０個）以上の検出部Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５が変形した場合であって、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８が変形しない場合、制御部は、保護対象者Ｍが縁部９００に寝ていると判別する。
【００６８】
また、ベッド用しきい値未満の検出部Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５が変形した場合であって、床用しきい値（例えば検出部数１０個）未満の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８が変形した場合、制御部は、保護対象者Ｍが縁部９００に腰掛けていると判別する。
【００６９】
また、時刻Ｔ１においては、ベッド用しきい値以上の検出部Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５が変形し、かつ検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８が変形しない状態にあり、時刻Ｔ２（例えば時刻Ｔ１の１秒後）においては、検出部Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５が変形せず、かつ床用しきい値以上の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８が変形した状態にある場合、制御部は、縁部９００に寝ていた保護対象者Ｍが、床面９１に転落したと判別する。
【００７０】
本実施形態の介護システム７の衝撃吸収機能付センサ１、体圧センサ７０は、構成が共通する部分に関しては、第一実施形態の衝撃吸収機能付センサと同様の作用効果を有する。また、本実施形態の介護システム７によると、衝撃吸収機能付センサ１と体圧センサ７０とを併用することにより、精度よく、保護対象者Ｍの状態（伏臥、横臥、仰臥、腰掛け、転落、徘徊など）を判別することができる。
【００７１】
また、体圧センサ７０の構造は、衝撃吸収機能付センサ１の構造と同様である。すなわち、体圧センサ７０のセンサ本体は柔軟である。また、体圧センサは、高減衰層を備えている。このため、体圧センサ７０をベッド９０のマットレスの上に積層させても、保護対象者Ｍの寝心地が悪化しにくい。
【００７２】
＜その他＞
以上、本発明の衝撃吸収機能付センサおよび介護システムの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００７３】
図８に、その他の実施形態の衝撃吸収機能付センサの斜視図を示す。なお、図１と対応する部位については同じ符号で示す。図８に示すように、合計三つの衝撃吸収機能付センサ１ａ〜１ｃを、ベッド９０の横に配置してもよい。こうすると、保護対象者Ｍの体格やベッド９０の大きさに応じて、衝撃吸収機能付センサ１ａ〜１ｃの配置数を増減することができる。また、ベッド９０に車椅子を横付けする際、邪魔な衝撃吸収機能付センサ１ａ〜１ｃだけを取り除くことができる。勿論、衝撃吸収機能付センサ１ａ〜１ｃの配置数は、三つ以外であってもよい。
【００７４】
また、上記実施形態においては、図３に示すように、演算部３をセンサ本体２つまりベッド９０の近くに配置したが、例えばナースステーションなど、ベッド９０から離れた所に配置してもよい。
【００７５】
また、第一、第二実施形態においては、保護対象者Ｍの足裏の面積に相当する検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８の個数（＝８個）を、転落と足裏着地とを判別するためのしきい値とした。しかしながら、図５に細線ハッチングで示すように、着地位置の８個の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８に追随して着地位置周囲の２８個の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８が変形することを考慮して、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８数３６個をしきい値としてもよい。
【００７６】
また、第一、第二実施形態においては、保護対象者Ｍの足裏の面積に相当する検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８の個数を、転落と足裏着地とを判別するためのしきい値とした。しかしながら、荷重が入力される検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８の分布（転落の方が足裏着地よりも分布が広い）をしきい値としてもよい。また、単一の検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８に入力される荷重値（転落の方が足裏着地よりも検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８一つあたりの荷重値が小さい）をしきい値としてもよい。また、荷重が入力される検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８の分布の時系列的変化（例えば、転落後に意識を失う場合や足裏着地後に歩行する場合を考慮すると、転落の方が足裏着地よりも分布の時系列的変化が小さい。）をしきい値としてもよい。
【００７７】
また、これらのパラメータから、保護対象者Ｍの徘徊を検出してもよい。一例として、荷重が入力される検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８の分布の時系列的変化を見れば、保護対象者Ｍがベッド９０から離れるのに従って、分布もベッド９０から離れ、やがては荷重の入力が無くなる（＝保護対象者Ｍが衝撃吸収機能付センサ１から降りる）ので、保護対象者Ｍの徘徊を検出することができる。
【００７８】
また、これらのパラメータから、保護対象者Ｍの起立と腰掛けとを判別してもよい。一例として、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８の入力される荷重の合計値と、保護対象者Ｍの体重と、を比較すれば、保護対象者Ｍがベッド９０の横で起立しているのか、それともベッド９０に腰掛けているのかを判別することができる。
【００７９】
また、電極、配線の配置方法は特に限定しない。好ましくは印刷法、さらに好ましくはスクリーン印刷法により配置する方がよい。その理由は、電極、配線を密に配置しやすいからである。例えば、スクリーン印刷法の場合、電極、配線の配置に対応したパターン印刷孔を有するスクリーンマスクを使用することで、簡単に、精度よく、電極、配線を配置することができる。
【００８０】
また、第一実施形態、第三実施形態の誘電層２０、第二実施形態のセンサ膜６０に用いるエラストマーの種類は、特に限定しない。誘電層２０の場合、静電容量を大きくするという観点から、比誘電率が大きいエラストマーを用いることが望ましい。エラストマーとしては、例えば、シリコーンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム等のソリッドゴムやこれらの発泡体、およびウレタンフォーム等が好適である。また、センサ膜６０の場合、導電性フィラーとの相溶性等を考慮して、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン共重合ゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム等が好適である。また、センサ膜６０の電気抵抗は変形量が増加するのに従って増加したが、変形量が増加するのに従って電気抵抗が減少するセンサ膜を使用してもよい。また、センサ膜６０の電気抵抗の挙動については、エラストマーの種類、導電性フィラーの種類および配合量等により、調整することができる。
【００８１】
また、第一実施形態、第三実施形態の誘電層２０に、伸縮性を有する布を用いてもよい。布の材料としては、天然繊維、レーヨン、ポリエステル、ポリアミド、セルロース系繊維、ポリウレタン等が挙げられる。布は、織布、不織布、編物のいずれでもよい。誘電層２０に布を用いる場合、衝撃が加わると、布を構成する繊維間の隙間が潰されて、布の厚さは小さくなる。このため、誘電層２０の厚さが小さくなる。したがって、電極間距離が小さくなる。その結果、静電容量が大きくなり、転倒あるいは転落が検出される。誘電層２０に布を用いると、伸縮柔軟性に優れた薄いセンサ本体２を、比較的低コストに作製することができる。また、布を構成する繊維間には隙間がある。このため、小さな荷重で押圧された場合でも、隙間が潰れることにより、布の厚さは変化しやすい。したがって、高い検出感度を有し、応答性に優れる。
【００８２】
また、上記実施形態においては、高減衰層５を、スチレン系熱可塑性エラストマー（（株）クラレ製「セプトン（登録商標）４０７７」）に、パラフィン系プロセスオイルを配合したゲルエラストマー製とした。ここで、オイル成分が配合された熱可塑性エラストマーとしては、全体質量を１００質量％とした場合に、オイル成分が７０質量％以上含有されているものが望ましい。熱可塑性エラストマーとしては、Ａ−Ｂ−Ａの三部構造を有するものが望ましい。ここで、Ａは剛直性ポリマー（ポリスチレン、官能基ポリマー等）、Ｂはエラストマー性ポリマー（ポリブチレン、ポリエチレン、ポリ（エチレン／プロピレン）、ポリ（エチレン−エチレン／プロピレン）、水素化ポリ（イソプレン、ブタジエン、イソプレン−ブタジエン）、ポリ（エチレン／ブチレン＋エチレン／プロピレン））である。なかでも、超高分子のポリスチレン−ポリ（エチレン−エチレン／プロピレン）−ポリスチレン構造をもつものが好適である。また、オイル成分としては、パラフィン性白ミネラルオイル、パラフィン、イソパラフィン、ナフテンオイル、ポリブチレン、ポリプロピレン、ポリテルペン、ポリ−β−ピネン、水素化ポリブタン、ポリブタン（ポリブタンポリマーの一端にエポキシド基を有する）等が挙げられる。また、高減衰層５として、低反発ウレタンを用いてもよい。
【００８３】
また、第一実施形態、第三実施形態の表側電極０１Ｘ〜２４Ｘ、裏側電極０１Ｙ〜１８Ｙ、表側配線０１ｘ〜２４ｘ、裏側配線０１ｙ〜１８ｙ、第二実施形態の左側電極０１ＸＬ〜２４ＸＬ、右側電極０１ＸＲ〜２４ＸＲ、前側電極０１Ｙｆ〜１８Ｙｆ、後側電極０１Ｙｒ〜１８Ｙｒ、配線（図略）は、エラストマーを含んでいる。しかしながら、これらの電極、配線を、金属材料で形成してもよい。また、電極の形状、大きさ、配置数、配置場所については、特に限定しない。また、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８、検出部Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５の形状、大きさ、配置数、配置場所についても、特に限定しない。電極の形状、大きさ、配置数、配置場所を変えることにより、検出部Ａ０１０１〜Ａ２４１８、検出部Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５の形状、大きさ、配置数、配置場所を変えることができる。
【００８４】
また、第三実施形態においては、体圧センサ７０の構造を、第一実施形態の衝撃吸収機能付センサ１の構造と一致させたが、第二実施形態の衝撃吸収機能付センサ１の構造と一致させてもよい。また、体圧センサ７０として、一般的な静電容量型センサ、抵抗増加型センサ、抵抗減少型センサを用いてもよい。また、体圧センサ７０は、保護対象者Ｍの寝心地を考慮すると、柔軟な方が好ましい。
【００８５】
また、上記実施形態においては、保護対象者Ｍの転落を検出するために本発明の衝撃吸収機能付センサを用いたが、保護対象者Ｍの転倒を検出するために用いてもよい。特に、本発明の衝撃吸収機能付センサは、例えば寝たきりの人、骨粗鬆症の人、老人など、保護対象者の体が弱っている場合に好適である。その理由は、転倒あるいは転落の衝撃が、高減衰層により吸収されるからである。また、保護対象者が衝撃吸収機能付センサに跳ね返って床面などに放り出されるおそれが小さいからである。また、センサ本体自体が柔軟であるため、保護対象者に及ぼす影響が小さいからである。
【符号の説明】
【００８６】
１：衝撃吸収機能付センサ、１ａ〜１ｃ：衝撃吸収機能付センサ、２：センサ本体、３：演算部、４：カバー層、５：高減衰層、６：センサ本体、７：介護システム。
２０：誘電層（センサ膜）、２１：表側絶縁被覆層、２２：裏側絶縁被覆層、２３：表側配線用コネクタ、２４：裏側配線用コネクタ、３０：電源回路、６０：センサ膜、６１：基層、６２：コネクタ、７０：体圧センサ、９０：ベッド、９１：床面。
９００：縁部。
０１Ｘ〜２４Ｘ：表側電極（電極）、０１Ｙ〜１８Ｙ：裏側電極（電極）、０１ＸＬ〜２４ＸＬ：左側電極（電極）、０１ＸＲ〜２４ＸＲ：右側電極（電極）、０１Ｙｆ〜１８Ｙｆ：前側電極（電極）、０１Ｙｒ〜１８Ｙｒ：後側電極（電極）、０１ｘ〜２４ｘ：表側配線、０１ｙ〜１８ｙ：裏側配線、Ａ０１０１〜Ａ２４１８：検出部、Ｂ０１０１〜Ｂ２４０５：検出部、Ｍ：保護対象者。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転倒または転落の際に保護対象者が受ける衝撃を吸収する高減衰層と、
該高減衰層の表側に配置され、エラストマーまたは伸縮性を有する布を含む柔軟なセンサ膜と、該センサ膜の少なくとも一部を介して配置される複数の電極と、複数の該電極の配置に対応して設定される複数の検出部と、を有し、該検出部に対応する電気量を該電極から出力するセンサ本体と、
を備える衝撃吸収機能付センサ。
【請求項２】
さらに、前記センサ本体の表面を覆い、転倒または転落の際に前記保護対象者が接触する布製のカバー層を備える請求項１に記載の衝撃吸収機能付センサ。
【請求項３】
前記センサ膜は、前記エラストマーまたは伸縮性を有する前記布製であり、
複数の前記電極は、該センサ膜の表裏方向両側に配置され、
前記検出部は、表側の該電極と裏側の該電極とが表裏方向から見て交差することにより形成される請求項１または請求項２に記載の衝撃吸収機能付センサ。
【請求項４】
前記高減衰層は、オイル成分が配合された熱可塑性エラストマー製である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の衝撃吸収機能付センサ。
【請求項５】
床面に配置される請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の衝撃吸収機能付センサと、
該衝撃吸収機能付センサに近接して配置されるベッドの縁部に配置され、保護対象者の体圧を検出する体圧センサと、
を備える介護システム。
【請求項６】
前記体圧センサは、前記衝撃吸収機能付センサである請求項５に記載の介護システム。
【請求項１】
転倒または転落の際に保護対象者が受ける衝撃を吸収する高減衰層と、
該高減衰層の表側に配置され、エラストマーまたは伸縮性を有する布を含む柔軟なセンサ膜と、該センサ膜の少なくとも一部を介して配置される複数の電極と、複数の該電極の配置に対応して設定される複数の検出部と、を有し、該検出部に対応する電気量を該電極から出力するセンサ本体と、
を備える衝撃吸収機能付センサ。
【請求項２】
さらに、前記センサ本体の表面を覆い、転倒または転落の際に前記保護対象者が接触する布製のカバー層を備える請求項１に記載の衝撃吸収機能付センサ。
【請求項３】
前記センサ膜は、前記エラストマーまたは伸縮性を有する前記布製であり、
複数の前記電極は、該センサ膜の表裏方向両側に配置され、
前記検出部は、表側の該電極と裏側の該電極とが表裏方向から見て交差することにより形成される請求項１または請求項２に記載の衝撃吸収機能付センサ。
【請求項４】
前記高減衰層は、オイル成分が配合された熱可塑性エラストマー製である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の衝撃吸収機能付センサ。
【請求項５】
床面に配置される請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の衝撃吸収機能付センサと、
該衝撃吸収機能付センサに近接して配置されるベッドの縁部に配置され、保護対象者の体圧を検出する体圧センサと、
を備える介護システム。
【請求項６】
前記体圧センサは、前記衝撃吸収機能付センサである請求項５に記載の介護システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１８３１４４（Ｐ２０１１−１８３１４４Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５４９８０（Ｐ２０１０−２５４９８０）
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
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