離床センサ
【課題】簡単な構成で、人の着床／離床状態を精度良く検知する離床センサを提供する。
【解決手段】下部電極３４は、土台２２に固着されて上部電極３２に向かって持ち上げられており、スペーサ３８は、土台２２のスリット３６に配置されている。人が上部電極３２に荷重をかけると、スペーサ３８が弾性変形してスリット３６に収容されることによって、上部電極３２が絶縁体３０を介して下部電極３４に重なる。これにより、人が上部電極３２に荷重をかける状態とかけない状態とでコンデンサの静電容量の変化が大きくなり、人の着床／離床状態を精度良く検知できる。
【解決手段】下部電極３４は、土台２２に固着されて上部電極３２に向かって持ち上げられており、スペーサ３８は、土台２２のスリット３６に配置されている。人が上部電極３２に荷重をかけると、スペーサ３８が弾性変形してスリット３６に収容されることによって、上部電極３２が絶縁体３０を介して下部電極３４に重なる。これにより、人が上部電極３２に荷重をかける状態とかけない状態とでコンデンサの静電容量の変化が大きくなり、人の着床／離床状態を精度良く検知できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人が寝具から離れる状態を検知する離床センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、離床センサとしては、コンデンサの静電容量の変化を検出することで、着床／離床を判定する静電容量方式の離床センサがある（例えば、特許文献１や特許文献２を参照）。この離床センサは、上部電極と下部電極とが絶縁体（誘電体）を介して対向配置されることでコンデンサを構成し、更に上部電極と下部電極との離隔状態が弾性変形可能なスペーサを介して保持された構造とされている。離床センサの上部電極は、寝具において人の荷重がかかる位置に配される。
【０００３】
人が上部電極に荷重をかけると、スペーサが弾性変形して、上部電極と下部電極との間隔が狭くなることにより、コンデンサの静電容量が大きくなる。また、人が寝具から離れると、上部電極に荷重がかからなくなって、スペーサの弾性変形が復元し、上部電極と下部電極との間隔が初期（人が上部電極に荷重をかける前）の大きさに戻ることによって、コンデンサの静電容量が初期の値に変化する。この荷重による静電容量の変化を利用して、人の着床／離床状態を判定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０６９２５６号公報
【特許文献２】特許第３６２７０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に示される離床センサでは、スペーサの下端部分が下部電極と同じ高さかそれよりも高い位置に配されており、上部電極と下部電極との間においてスペーサの高さ方向（上部電極と下部電極の対向方向、換言すれば上部電極に人の荷重がかかる方向）の変形領域が狭かった。
【０００６】
このため、人が上部電極に荷重をかけても、スペーサが十分に圧縮変形せず、上部電極を下部電極に対して絶縁体を介して重ねる程に十分に近接させることが難しかった。また、上部電極が絶縁体を挟んで下部電極に重なったとしても、点接触や面接触のようになる場合が多く、面接触のように広い面積で重ねることが難しかった。その結果、人が荷重をかけない状態とかけた状態とにおいて、コンデンサの静電容量の変化量が小さくなってしまい、離床状態や着床状態の検出精度が低い問題があった。
【０００７】
なお、上述の問題に対処するために、例えば（ａ）スペーサの弾性率を小さくしたり、（ｂ）スペーサの高さ寸法を上部電極や下部電極の面積に比して十分に小さくしたりすること等によって、上部電極に荷重がかかった際に、上部電極を絶縁体を挟んで下部電極に重ねやすくすることが考えられる。
【０００８】
ところが、上記（ａ）、（ｂ）の何れの方法においても、上部電極が無負荷の状態下、上部電極などの自重によりスペーサが弾性変形して、上部電極と下部電極が近接する可能性があった。このため、人が上部電極に荷重をかけていなくても着床していると誤検知するおそれがあった。
【０００９】
つまり、特許文献１、２に示される従来の静電容量方式の離床センサでは、「上部電極に荷重をかけない状態で上部電極と下部電極との間隙を確実に確保する一方、上部電極に荷重をかけた状態で上部電極を絶縁体を介して下部電極に重ねる程に近接させることによって、コンデンサの静電容量の変化量を大きくする」という構成が実現され難かった。
【００１０】
ちなみに、上記構成を実現するために、例えば、上部電極と下部電極との間隙寸法やスペーサの弾性率などを最適に調整しようとすると、電極やスペーサにおける形状や大きさ、スペーサの材質などの設定が極めて難しくなることから、現実的でないのである。
【００１１】
本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その目的とするところは、簡単な構成で、人の着床／離床状態を精度良く検知する離床センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の課題を解決するために為された本発明に関する請求項１に記載の離床センサでは、人が寝具から離れる状態を検知する離床センサであって、（イ）前記寝具において人の荷重がかかる位置に配される上部電極と、該上部電極と異極であり該上部電極の下方に離隔配置される下部電極と、それら上部電極と下部電極との間に設けられた絶縁体とからなるコンデンサと、（ロ）前記下部電極の下面に固定されることによって、該下部電極を前記上部電極に向かって持ち上げると共に、該下部電極に固定された部分の周囲にはスリットを備えた土台と、（ハ）前記土台の前記スリットに配置されており、人が前記上部電極に荷重をかけない状態で、該スリットから該上部電極に向かって突出して、該上部電極を前記下部電極から離隔して支持する一方、人が該上部電極に荷重をかける状態で、弾性変形により、該スリット内に収容されて、該上部電極を前記絶縁体を介して該下部電極に重ねるスペーサと、（二）前記上部電極や前記下部電極、前記絶縁体で構成される前記コンデンサの静電容量の大きさを検知して、かかる検知信号を出力する検知手段と、（ホ）人が前記上部電極に荷重をかけて、前記スペーサの弾性変形に伴い該上部電極が前記絶縁体を介して前記下部電極に重なることによって、前記検知手段により出力された前記検知信号が所定の基準値よりも大きくなった場合に、人が着床したと判定する着床判定手段と、（へ）前記着床検知手段によって人が着床したと判定された状態から人が前記上部電極に荷重をかけなくなって、前記スペーサの弾性変形が復元して該上部電極が前記下部電極から離隔することによって、前記検知手段により出力された前記検知信号が前記基準値よりも小さくなった場合に、人が離床したと判定する離床判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の離床センサにおいては、下部電極が土台によって上部電極側に持ち上げられていることにより、人が上部電極に荷重をかけた際に、上部電極を絶縁体を介して下部電極に広い面積で重ねやすくなる。
【００１４】
しかも、スペーサが土台における下部電極の周りに設けられたスリットに配置されていることによって、スペーサの変形領域が、上部電極と下部電極との間の領域で制限されることなく、十分に確保されている。これにより、人が上部電極に荷重をかけた際に、スペーサが圧縮変形してスリットに収容されることとなり、上部電極を絶縁体を介して下部電極に確実に重ねることができる。
【００１５】
このように人が上部電極に荷重をかけた状態で、上部電極と下部電極が絶縁体を挟んで重なり合う構造とされていることから、両電極の間隙を効果的に狭めることができる。それ故、人が上部電極に荷重をかけた状態のコンデンサの静電容量は、人が上部電極に荷重をかけずに上部電極と下部電極が離隔した状態のコンデンサの静電容量と比べて、十分に大きくなる。つまり、人が上部電極に荷重をかけた着床状態と荷重をかけない離床状態とにおいて、コンデンサの静電容量の差が大きくなる。
【００１６】
従って、本発明の離床センサによれば、上部電極と下部電極との間隙寸法やスペーサの弾性率などを特別に配慮せずとも、着床状態と離床状態とでコンデンサの静電容量の変化量（差）を大きくできることから、簡単な構成で、人の着床／離床状態を精度良く検知することができる。
【００１７】
また、本発明の離床センサでは、例えば請求項２に記載されているように、前記土台は櫛形状を呈していて、前記下部電極は該土台における歯形状の部分に固定され、前記スリットは該土台における歯形状の部分の隙間により構成されると共に、前記スペーサは櫛形状の弾性部材における歯形状の部分により構成され、前記弾性部材の各歯形状の部分を前記土台の各隙間に挿し入れることによって、複数の前記スペーサが複数の前記スリットに配置される構成が採用されても良い。
【００１８】
このような構成によれば、複数のスペーサを備えた実用的な離床センサを形成するにあたり、スペーサを一つずつ形成してスリットに配置する必要がなくなることから、製造工程が簡略化されて、実用的な離床センサの量産が好適に実現される。
【００１９】
また、本発明の離床センサでは、例えば請求項３に記載されているように、前記絶縁体はシート状の合成樹脂材料からなり、該絶縁体にカーボン電極を印刷して、該カーボン電極によって前記上部電極又は前記下部電極を構成する構成が採用されても良い。
【００２０】
このような構成によれば、電極が絶縁体に印刷されていることによって、電極を薄く形成することが出来る。その結果、ベッドやふとん等の寝具に設置される離床センサの設置高さが抑えられ、使用者に対して離床センサの設置による異物感を軽減することができる。
【００２１】
しかも、電極が絶縁体に印刷されることから、例えば、電極を絶縁体に固定するために電極と絶縁体との間に接着材などの固定手段を特別に設ける必要がないため、部品点数の削減により、構成の簡略化が図られる。
【００２２】
また、本発明の離床センサでは、例えば請求項４に記載されているように、前記コンデンサや前記土台、前記スペーサを全体に亘って覆うようにして、通気性及び防水性を有する保護シートが設けられている構成が採用されても良い。
【００２３】
このような構成によれば、保護シートの通気性能及び防水性能により、上部電極と下部電極との間に湿気がたまることが防止される。それによって、両電極間の湿気に起因するコンデンサの静電容量の変化が抑えられることとなり、両電極の間隙の変化に基づいたコンデンサの静電容量の変化による着床状態の検知や離床状態の検知を一層精度良くすることができる。
【００２４】
また、本発明の離床センサでは、例えば請求項５に記載されているように、前記保護シートは、直径０．１μｍ〜０．３μｍの細孔を複数備えた多孔質の合成樹脂材料により形成されている構成が採用されても良い。
【００２５】
本発明者は、離床センサがベッドやふとん等の寝具に設置される環境下において要求される通気性及び防水性を検討した結果、直径０．１μｍ〜０．３μｍの細孔を複数備えた多孔質の合成樹脂材料を保護シートに採用することにより、所望の通気性及び防水性が得られることが判明した。つまり、細孔の直径が０．１μｍよりも小さくなると、通気性が得られ難くなる一方、細孔の直径が３．０μｍよりも大きくなると、防水性が得られ難くなるのである。
【００２６】
なお、上記多孔質の合成樹脂材料からなる保護シートには、例えば、日東電工社製のミクロテックス（商標）やＳＵＮＭＡＰ（商標）などで知られる超高分子量ポリエチレン樹脂や、米国デュポン社製のタイベック（商標）などで知られる高密度ポリエチレン繊維、ジャパンゴアテックス社製のゴアテックス（商標）などで知られる四ふっ化エチレン樹脂などが好適に採用される。
【００２７】
また、本発明の離床センサでは、例えば請求項６に記載されているように、前記着床判定手段によって前記検知信号と前記基準値とを比較する前に、ティーチング処理として該基準値を設定するティーチング処理手段を備えている構成が採用されても良い。
【００２８】
このような構成によれば、例えば、スペーサの経年変化によって上部電極と下部電極との間隙が変わったり、センサ外部の湿度等の影響により絶縁体の誘電率が変わったりすることで、着床状態を検知する前のコンデンサの静電容量が、センサの起動毎に変化したとしても、ティーチング処理として基準値がセンサの起動毎に設定される。
【００２９】
つまり、スペーサの経年変化やセンサ外部の湿度等の影響に応じて、基準値が更新されることから、当該影響を無視した基準値の設定に起因する着床状態や離床状態の誤検知が防止され、着床状態や離床状態の検知制度が一層向上される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態としての離床センサをベッドに設置した状態を示す斜視図。
【図２】離床センサの一要部を示す図面であって、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図３】離床センサの一部を構成する上部シートを示す平面図。
【図４】離床センサの一部を構成するベースシートの上面に下部シートを固着した状態を示す平面図。
【図５】離床センサの一部を構成する中間シートを示す平面図。
【図６】離床センサの一部を構成するセンサ本体を拡大して示す縦断面図。
【図７】センサ本体を拡大して示す縦断面図であって、図６とは異なる形態を示す図。
【図８】離床センサを用いて着床／離床判定を行うことを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
[構成の説明]
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１には、本発明の一実施形態としての離床センサ１０が寝具としてのベッド１２に設置された状態が示されている。離床センサ１０は、センサ本体１４や制御装置（以下、ＥＣＵとも言う）１６を含んで構成されている。
【００３２】
センサ本体１４は、図２（ａ），（ｂ）に示されるように、全体として薄肉の長手矩形板状を呈しており、上部シート１８や下部シート２０、ベースシート２２、中間シート２４、緩衝部材２６、保護シート２８を含んで構成されている。
【００３３】
上部シート１８は、図３に示されるように、薄肉の長手矩形板状を呈しており、絶縁体としてのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの合成樹脂材料からなる絶縁シート３０と、絶縁シート３０の上面に印刷されたカーボンブラックなどからなる上部電極３２とを備える。つまり、上部シート１８は、薄肉のラミネートフィルム構造とされている。
【００３４】
下部シート２０は、上部シート１８と同様なラミネートフィルム構造とされ、絶縁シート３０の上面にカーボンブラックなどからなる下部電極３４が印刷されてなる。また、下部シート２０は、図４に示されるように、細長の櫛形状を呈している。このような下部シート２０における絶縁シート３０の下面には、ベースシート２２が固着されている。
【００３５】
土台としてのベースシート２２は、下部シート２０と同一の櫛形状を呈していると共に、ゴム弾性体を用いて形成されている。また、ベースシート２２において下部シート２０の各下部電極３４の下方に配される各歯形状の部分の隙間が、本発明のスリット３６とされている。
【００３６】
中間シート２４は、図５に示されるように、細長の櫛形状を呈していて、スポンジ状ゴムなどからなる弾性部材により構成されている。また、中間シート２４における各歯形状の部分が、本発明のスペーサ３８とされている。
【００３７】
これら上部シート１８と下部シート２０は、図６中の上下方向で対向配置されている。また、中間シート２４の各スペーサ３８が、ベースシート２２の各スリット３６に挿し入れられている。ここで、スペーサ３８の上下方向に人の荷重がかからない状態下、スペーサ３８の下端部分がスリット３６に収容されていると共に、スペーサの上端部分がスリット３６から上方に突出して、上部シート１８の絶縁シート３０に当接されている。これにより、スペーサ３８が無負荷の状態において、上部シート１８と下部シート２０が、複数のスペーサ３８を介して上下方向に離隔されている。
【００３８】
このことからも明らかなように、上部電極３２と下部電極３４は、上部シート１８の絶縁シート３０を介して対向配置されており、これら上部電極３２や下部電極３４、絶縁シート３０によってコンデンサが構成されている。
【００３９】
また、保護シート２８が、上部シート１８や下部シート２０、中間シート２４を全体に亘って覆うようにして設けられている。この保護シート２８は、直径０．１μｍ〜０．３μｍの細孔を複数備えた多孔質の合成樹脂材料からなり、通気性及び防水性を有している。本実施形態では、保護シート２８として米国デュポン社製のタイベック（商標）が採用されている。
【００４０】
なお、本実施形態では、上部シート１８の上部電極３２と保護シート２８との間に板状のスポンジ状ゴムなどからなる緩衝部材２６が配設されている。この緩衝部材２６によって、センサ本体１４の板厚方向（図６中、上下方向）のクッション性能が高められている。
【００４１】
このようなセンサ本体１４は、ベッド１２のマット４０上において人の荷重がかかる位置（例えば、人がマット４０に仰臥した際に、肩甲骨あたりに当たる位置）に設置されている。なお、センサ本体１４は、単にマット４０に載置されているだけでも良いが、必要に応じて、固定手段を用いてマット４０に固定されても良い。この固定手段としては、例えば、センサ本体１４の保護シート２８の長手方向（図２中、左右）の両端に架け渡されて、マット４０に巻き付き固定される紐部材や、センサ本体１４の下面とマット４０の上面とで対になって固定されるマジックテープ(登録商標）などが採用される。
【００４２】
図７に示されるように、センサ本体１４に上方から人の荷重がかかると、スペーサ３８が高さ方向（図７中、上下方向）に圧縮変形して、スリット３６に収容される。そして、スペーサ３８の上端面と下部電極３４の上端面とが略同じ高さになると、上部電極３２が上部シート１８の絶縁シート３０を介して下部電極３４に重ね合わされる。また、これら上部電極３２と下部電極３４は、リード線４２を介してＥＣＵ１６と電気的に接続されている。
【００４３】
ＥＣＵ１６は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータからなり、上部電極及び下部電極に検出波（例えば、１ｋＨｚ未満の周波数）を送出して、コンデンサの静電容量に流れる電流を電圧信号として測定する。かかる電圧信号に基づいて人の着床状態又は離床状態を判定し、着床状態又は離床状態を報知する。
【００４４】
この報知手段としては、例えば介護施設や病院等に設置されるナースコールシステムが採用される。即ち、周知のナースコールシステムとＥＣＵ１６とが電気的に接続（有線、無線を問わない。）されて、ＥＣＵ１６が着床状態又は離床状態の報知信号をナースセンターに出力する。図１には、ＥＣＵ１６がナースコールシステムと有線接続される場合のケーブル４４が示されている。また、別の報知手段としては、介護士等が携帯して、ＥＣＵ１６からの着床状態又は離床状態の報知信号を無線により受信する携帯機器が採用される。
【００４５】
また、ＥＣＵ１６には、離床センサ１０の運転の開始／停止をするための運転スイッチ４６や、運転中に点灯する運転ランプ４８や、着床中に点灯し、離床中に点滅する着床／離床検出ランプ５０が設けられている。
【００４６】
[離床センサ１０による着床／離床判定の説明]
このような離床センサ１０を用いて人の着床／離床状態を判定する処理の手順について、図８を参照しつつ説明する。図８に記載の「Ｓ」は「ステップ」の簡略表記である。
【００４７】
なお、ＥＣＵ１６は、運転スイッチ４６のオン時に電源供給を受けて、図８に示される処理を実行し、運転スイッチ４６のオフ時に、電源供給が遮断されて当該処理を終了する。本実施形態では、人が運転スイッチ４６を押すと、ＥＣＵ１６が運転を開始すると共に、運転ランプ４８を点灯させ、再度人が運転スイッチ４６を押すと、運転を停止すると共に、運転ランプ４８を消灯させる。また、この図８に示される処理は、運転状態で所定の期間毎に繰り返し実施される。
【００４８】
先ず、Ｓ１００においてＥＣＵ１６は、着床及び離床を判断する為の基準データとして、センサ本体１４に荷重がかかっていない状態での基準値を自動で測定、保存する。この基準値は、センサ本体１４が無負荷の状態（図６の状態）でのコンデンサの静電容量に流れる電流を電圧信号として測定した初期値に所定倍率をかけた値である。センサ本体１４が無負荷の状態で人が運転スイッチ４６を押すと、運転ランプ４８が高速点滅し、基準値自動ティーチングを開始する。所定の時間が経過後、運転ランプ４８が点灯表示となり、自動ティーチングが完了する。ＥＣＵ１６は、ティーチング中（所定の経過時間）の平均値を基準値として保存する。ＥＣＵ１６は、運転を停止すると、ティーチングデータを消去する。
【００４９】
Ｓ１０２においてＥＣＵ１６は、基準値が規定値よりも大きいか否かを判断する。規定値とは、センサ本体１４に荷重がかかっていない状態、つまり上部電極３２と下部電極３４が離隔している状態で、上部電極３２と下部電極３４との間隙が過剰に狭くなる際のコンデンサの静電容量の電圧信号の値とされる。即ち、センサ本体１４は使用していくと、スペーサ３８の復元力が低下し、次第に基準値が高くなっていく。基準値自動ティーチングの際、得られた値が規定値を超えた場合（Ｓ１０２、ＹＥＳ（以下、Ｙと表記））、センサの寿命とみなし、運転を停止する（Ｓ１０４）。このとき、ＥＣＵ１６は、運転ランプ４８と着床／離床検出ランプ５０を同時に高速点滅させ、センサ寿命を報知する。
【００５０】
ＥＣＵ１６は、基準値が規定値を超えていなければ（Ｓ１０２、ＮＯ（以下、Ｎと表記））、Ｓ１０６においてコンデンサの静電容量を流れる電流を電圧信号として測定し、Ｓ１０８においてかかる測定値が基準値よりも大きいか否かを判断する。ＥＣＵ１６は、測定値が基準値よりも小さければ（Ｓ１０８、Ｎ）、処理を終了する。
【００５１】
一方、測定値が基準値を上回れば（Ｓ１０８、Ｙ）、ＥＣＵ１６は、人がベッド１４に着床したと判定し（Ｓ１１０）、着床／離床検出ランプ５０を点灯させる。つまり、人がセンサ本体１４に荷重をかけて、図７のようにスペーサ３８が圧縮変形して、上部電極３２と下部電極３４とが絶縁シート３０を介して重なった際に、コンデンサの静電容量の測定値（電圧信号）が基準値を上回るように、基準値自動ティーチング（Ｓ１００）において、基準値が設定されている。
【００５２】
また、ＥＣＵ１６は、Ｓ１１０において着床判定した際に、図示しないナースコールシステムに報知信号を出力する。
【００５３】
さらに、ＥＣＵ１６は、Ｓ１１２において測定値が基準値よりも大きいか否かを判断する。ＥＣＵ１６は、測定値が基準値よりも大きければ（Ｓ１１２、Ｙ）、処理を終了する。
【００５４】
一方、測定値が基準値を下回れば（Ｓ１１２、Ｎ）、ＥＣＵ１６は、かかる測定値の計測時間が所定時間よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１１４）。そして、計測時間が所定時間よりも小さければ（Ｓ１１４、Ｎ）、ＥＣＵ１６は処理を終了する。一方、ＥＣＵ１６は、計測時間が所定時間よりも大きければ（Ｓ１１４、Ｙ）、人がベッド１４から離床したと判定し（Ｓ１１６）、着床／離床検出ランプ５０を点滅させる。つまり、人がセンサ本体１４から離れて、所定時間計測すると、スペーサ３８の圧縮変形が復元して、図６のように上部電極３２と下部電極３４とが離隔した状態になる。この状態下で、コンデンサの静電容量の測定値（電圧信号）が基準値を下回るように、基準値自動ティーチング（Ｓ１００）において、基準値が設定されている。
【００５５】
また、ＥＣＵ１６は、Ｓ１１６において離床判定した際に、図示しないナースコールシステムに報知信号を出力する。
【００５６】
なお、本発明の検知手段は、図８のＳ１０６において構成され、本発明の着床判定手段は、図８のＳ１０８とＳ１１０にて構成される。また、本発明の離床判定手段は、図８のＳ１１２、Ｓ１１４、Ｓ１１６にて構成され、本発明のティーチング処理手段は、図８のＳ１００にて構成される。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態の離床センサ１０によれば、下部電極３４がベースシート２２によって上部電極３２側に持ち上げられていることにより、人が上部電極３２に荷重をかけた際に、上部電極３２を絶縁シート３０を介して下部電極３４に広い面積で重ねやすくなる。
【００５８】
しかも、スペーサ３８がベースシート２２における下部電極３４の周りに設けられたスリット３６に配置されていることによって、スペーサ３８の変形領域が、上部電極３２と下部電極３４との間の領域で制限されることなく、十分に確保されている。これにより、人が上部電極３２に荷重をかけた際に、スペーサ３８が圧縮変形してスリット３６に収容されることとなり、上部電極３２を絶縁シート３０を介して下部電極３４に確実に重ねることができる。
【００５９】
このように人が上部電極３２に荷重をかけた状態で、上部電極３２と下部電極３４が絶縁シート３０を挟んで重なり合う構造とされていることから、両電極３２，３４の間隙を効果的に狭めることができる。それ故、人が上部電極３２に荷重をかけた状態のコンデンサの静電容量は、人が上部電極３２に荷重をかけずに上部電極３２と下部電極３４が離隔した状態のコンデンサの静電容量と比べて、十分に大きくなる。つまり、人が上部電極３２に荷重をかけた着床状態と荷重をかけない離床状態とにおいて、コンデンサの静電容量の差が大きくなる。
【００６０】
従って、本実施形態の離床センサ１０によれば、上部電極３２と下部電極３４との間隙寸法やスペーサ３８の弾性率などを特別に配慮せずとも、着床状態と離床状態とでコンデンサの静電容量の変化量（差）を大きくできることから、簡単な構成で、人の着床／離床状態を精度良く検知することができる。
【００６１】
特に本実施形態では、土台は櫛形状のベースシート２２により構成されて、スリット３６はベースシート２２における歯形状の部分の隙間により構成されている。また、スペーサ３８は櫛形状の中間シート２４における歯形状の部分により構成され、各スペーサ３８をベースシート２２の各スリット３６に挿し入れることによって、複数のスペーサ３８が複数のスリット３６に配置されている。これにより、スペーサ３８を一つずつ形成してスリット３６に配置する必要がなくなることから、製造工程が簡略化されて、実用的な離床センサ１０の量産が好適に実現される。
【００６２】
以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものでなく、実施態様が本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様で実施可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…離床センサ、１２…ベッド、２２…ベースシート、３０…絶縁シート、３２…上部電極、３４…下部電極、３６…スリット、３８…スペーサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人が寝具から離れる状態を検知する離床センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、離床センサとしては、コンデンサの静電容量の変化を検出することで、着床／離床を判定する静電容量方式の離床センサがある（例えば、特許文献１や特許文献２を参照）。この離床センサは、上部電極と下部電極とが絶縁体（誘電体）を介して対向配置されることでコンデンサを構成し、更に上部電極と下部電極との離隔状態が弾性変形可能なスペーサを介して保持された構造とされている。離床センサの上部電極は、寝具において人の荷重がかかる位置に配される。
【０００３】
人が上部電極に荷重をかけると、スペーサが弾性変形して、上部電極と下部電極との間隔が狭くなることにより、コンデンサの静電容量が大きくなる。また、人が寝具から離れると、上部電極に荷重がかからなくなって、スペーサの弾性変形が復元し、上部電極と下部電極との間隔が初期（人が上部電極に荷重をかける前）の大きさに戻ることによって、コンデンサの静電容量が初期の値に変化する。この荷重による静電容量の変化を利用して、人の着床／離床状態を判定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０６９２５６号公報
【特許文献２】特許第３６２７０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に示される離床センサでは、スペーサの下端部分が下部電極と同じ高さかそれよりも高い位置に配されており、上部電極と下部電極との間においてスペーサの高さ方向（上部電極と下部電極の対向方向、換言すれば上部電極に人の荷重がかかる方向）の変形領域が狭かった。
【０００６】
このため、人が上部電極に荷重をかけても、スペーサが十分に圧縮変形せず、上部電極を下部電極に対して絶縁体を介して重ねる程に十分に近接させることが難しかった。また、上部電極が絶縁体を挟んで下部電極に重なったとしても、点接触や面接触のようになる場合が多く、面接触のように広い面積で重ねることが難しかった。その結果、人が荷重をかけない状態とかけた状態とにおいて、コンデンサの静電容量の変化量が小さくなってしまい、離床状態や着床状態の検出精度が低い問題があった。
【０００７】
なお、上述の問題に対処するために、例えば（ａ）スペーサの弾性率を小さくしたり、（ｂ）スペーサの高さ寸法を上部電極や下部電極の面積に比して十分に小さくしたりすること等によって、上部電極に荷重がかかった際に、上部電極を絶縁体を挟んで下部電極に重ねやすくすることが考えられる。
【０００８】
ところが、上記（ａ）、（ｂ）の何れの方法においても、上部電極が無負荷の状態下、上部電極などの自重によりスペーサが弾性変形して、上部電極と下部電極が近接する可能性があった。このため、人が上部電極に荷重をかけていなくても着床していると誤検知するおそれがあった。
【０００９】
つまり、特許文献１、２に示される従来の静電容量方式の離床センサでは、「上部電極に荷重をかけない状態で上部電極と下部電極との間隙を確実に確保する一方、上部電極に荷重をかけた状態で上部電極を絶縁体を介して下部電極に重ねる程に近接させることによって、コンデンサの静電容量の変化量を大きくする」という構成が実現され難かった。
【００１０】
ちなみに、上記構成を実現するために、例えば、上部電極と下部電極との間隙寸法やスペーサの弾性率などを最適に調整しようとすると、電極やスペーサにおける形状や大きさ、スペーサの材質などの設定が極めて難しくなることから、現実的でないのである。
【００１１】
本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その目的とするところは、簡単な構成で、人の着床／離床状態を精度良く検知する離床センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の課題を解決するために為された本発明に関する請求項１に記載の離床センサでは、人が寝具から離れる状態を検知する離床センサであって、（イ）前記寝具において人の荷重がかかる位置に配される上部電極と、該上部電極と異極であり該上部電極の下方に離隔配置される下部電極と、それら上部電極と下部電極との間に設けられた絶縁体とからなるコンデンサと、（ロ）前記下部電極の下面に固定されることによって、該下部電極を前記上部電極に向かって持ち上げると共に、該下部電極に固定された部分の周囲にはスリットを備えた土台と、（ハ）前記土台の前記スリットに配置されており、人が前記上部電極に荷重をかけない状態で、該スリットから該上部電極に向かって突出して、該上部電極を前記下部電極から離隔して支持する一方、人が該上部電極に荷重をかける状態で、弾性変形により、該スリット内に収容されて、該上部電極を前記絶縁体を介して該下部電極に重ねるスペーサと、（二）前記上部電極や前記下部電極、前記絶縁体で構成される前記コンデンサの静電容量の大きさを検知して、かかる検知信号を出力する検知手段と、（ホ）人が前記上部電極に荷重をかけて、前記スペーサの弾性変形に伴い該上部電極が前記絶縁体を介して前記下部電極に重なることによって、前記検知手段により出力された前記検知信号が所定の基準値よりも大きくなった場合に、人が着床したと判定する着床判定手段と、（へ）前記着床検知手段によって人が着床したと判定された状態から人が前記上部電極に荷重をかけなくなって、前記スペーサの弾性変形が復元して該上部電極が前記下部電極から離隔することによって、前記検知手段により出力された前記検知信号が前記基準値よりも小さくなった場合に、人が離床したと判定する離床判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の離床センサにおいては、下部電極が土台によって上部電極側に持ち上げられていることにより、人が上部電極に荷重をかけた際に、上部電極を絶縁体を介して下部電極に広い面積で重ねやすくなる。
【００１４】
しかも、スペーサが土台における下部電極の周りに設けられたスリットに配置されていることによって、スペーサの変形領域が、上部電極と下部電極との間の領域で制限されることなく、十分に確保されている。これにより、人が上部電極に荷重をかけた際に、スペーサが圧縮変形してスリットに収容されることとなり、上部電極を絶縁体を介して下部電極に確実に重ねることができる。
【００１５】
このように人が上部電極に荷重をかけた状態で、上部電極と下部電極が絶縁体を挟んで重なり合う構造とされていることから、両電極の間隙を効果的に狭めることができる。それ故、人が上部電極に荷重をかけた状態のコンデンサの静電容量は、人が上部電極に荷重をかけずに上部電極と下部電極が離隔した状態のコンデンサの静電容量と比べて、十分に大きくなる。つまり、人が上部電極に荷重をかけた着床状態と荷重をかけない離床状態とにおいて、コンデンサの静電容量の差が大きくなる。
【００１６】
従って、本発明の離床センサによれば、上部電極と下部電極との間隙寸法やスペーサの弾性率などを特別に配慮せずとも、着床状態と離床状態とでコンデンサの静電容量の変化量（差）を大きくできることから、簡単な構成で、人の着床／離床状態を精度良く検知することができる。
【００１７】
また、本発明の離床センサでは、例えば請求項２に記載されているように、前記土台は櫛形状を呈していて、前記下部電極は該土台における歯形状の部分に固定され、前記スリットは該土台における歯形状の部分の隙間により構成されると共に、前記スペーサは櫛形状の弾性部材における歯形状の部分により構成され、前記弾性部材の各歯形状の部分を前記土台の各隙間に挿し入れることによって、複数の前記スペーサが複数の前記スリットに配置される構成が採用されても良い。
【００１８】
このような構成によれば、複数のスペーサを備えた実用的な離床センサを形成するにあたり、スペーサを一つずつ形成してスリットに配置する必要がなくなることから、製造工程が簡略化されて、実用的な離床センサの量産が好適に実現される。
【００１９】
また、本発明の離床センサでは、例えば請求項３に記載されているように、前記絶縁体はシート状の合成樹脂材料からなり、該絶縁体にカーボン電極を印刷して、該カーボン電極によって前記上部電極又は前記下部電極を構成する構成が採用されても良い。
【００２０】
このような構成によれば、電極が絶縁体に印刷されていることによって、電極を薄く形成することが出来る。その結果、ベッドやふとん等の寝具に設置される離床センサの設置高さが抑えられ、使用者に対して離床センサの設置による異物感を軽減することができる。
【００２１】
しかも、電極が絶縁体に印刷されることから、例えば、電極を絶縁体に固定するために電極と絶縁体との間に接着材などの固定手段を特別に設ける必要がないため、部品点数の削減により、構成の簡略化が図られる。
【００２２】
また、本発明の離床センサでは、例えば請求項４に記載されているように、前記コンデンサや前記土台、前記スペーサを全体に亘って覆うようにして、通気性及び防水性を有する保護シートが設けられている構成が採用されても良い。
【００２３】
このような構成によれば、保護シートの通気性能及び防水性能により、上部電極と下部電極との間に湿気がたまることが防止される。それによって、両電極間の湿気に起因するコンデンサの静電容量の変化が抑えられることとなり、両電極の間隙の変化に基づいたコンデンサの静電容量の変化による着床状態の検知や離床状態の検知を一層精度良くすることができる。
【００２４】
また、本発明の離床センサでは、例えば請求項５に記載されているように、前記保護シートは、直径０．１μｍ〜０．３μｍの細孔を複数備えた多孔質の合成樹脂材料により形成されている構成が採用されても良い。
【００２５】
本発明者は、離床センサがベッドやふとん等の寝具に設置される環境下において要求される通気性及び防水性を検討した結果、直径０．１μｍ〜０．３μｍの細孔を複数備えた多孔質の合成樹脂材料を保護シートに採用することにより、所望の通気性及び防水性が得られることが判明した。つまり、細孔の直径が０．１μｍよりも小さくなると、通気性が得られ難くなる一方、細孔の直径が３．０μｍよりも大きくなると、防水性が得られ難くなるのである。
【００２６】
なお、上記多孔質の合成樹脂材料からなる保護シートには、例えば、日東電工社製のミクロテックス（商標）やＳＵＮＭＡＰ（商標）などで知られる超高分子量ポリエチレン樹脂や、米国デュポン社製のタイベック（商標）などで知られる高密度ポリエチレン繊維、ジャパンゴアテックス社製のゴアテックス（商標）などで知られる四ふっ化エチレン樹脂などが好適に採用される。
【００２７】
また、本発明の離床センサでは、例えば請求項６に記載されているように、前記着床判定手段によって前記検知信号と前記基準値とを比較する前に、ティーチング処理として該基準値を設定するティーチング処理手段を備えている構成が採用されても良い。
【００２８】
このような構成によれば、例えば、スペーサの経年変化によって上部電極と下部電極との間隙が変わったり、センサ外部の湿度等の影響により絶縁体の誘電率が変わったりすることで、着床状態を検知する前のコンデンサの静電容量が、センサの起動毎に変化したとしても、ティーチング処理として基準値がセンサの起動毎に設定される。
【００２９】
つまり、スペーサの経年変化やセンサ外部の湿度等の影響に応じて、基準値が更新されることから、当該影響を無視した基準値の設定に起因する着床状態や離床状態の誤検知が防止され、着床状態や離床状態の検知制度が一層向上される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態としての離床センサをベッドに設置した状態を示す斜視図。
【図２】離床センサの一要部を示す図面であって、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図３】離床センサの一部を構成する上部シートを示す平面図。
【図４】離床センサの一部を構成するベースシートの上面に下部シートを固着した状態を示す平面図。
【図５】離床センサの一部を構成する中間シートを示す平面図。
【図６】離床センサの一部を構成するセンサ本体を拡大して示す縦断面図。
【図７】センサ本体を拡大して示す縦断面図であって、図６とは異なる形態を示す図。
【図８】離床センサを用いて着床／離床判定を行うことを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
[構成の説明]
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１には、本発明の一実施形態としての離床センサ１０が寝具としてのベッド１２に設置された状態が示されている。離床センサ１０は、センサ本体１４や制御装置（以下、ＥＣＵとも言う）１６を含んで構成されている。
【００３２】
センサ本体１４は、図２（ａ），（ｂ）に示されるように、全体として薄肉の長手矩形板状を呈しており、上部シート１８や下部シート２０、ベースシート２２、中間シート２４、緩衝部材２６、保護シート２８を含んで構成されている。
【００３３】
上部シート１８は、図３に示されるように、薄肉の長手矩形板状を呈しており、絶縁体としてのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの合成樹脂材料からなる絶縁シート３０と、絶縁シート３０の上面に印刷されたカーボンブラックなどからなる上部電極３２とを備える。つまり、上部シート１８は、薄肉のラミネートフィルム構造とされている。
【００３４】
下部シート２０は、上部シート１８と同様なラミネートフィルム構造とされ、絶縁シート３０の上面にカーボンブラックなどからなる下部電極３４が印刷されてなる。また、下部シート２０は、図４に示されるように、細長の櫛形状を呈している。このような下部シート２０における絶縁シート３０の下面には、ベースシート２２が固着されている。
【００３５】
土台としてのベースシート２２は、下部シート２０と同一の櫛形状を呈していると共に、ゴム弾性体を用いて形成されている。また、ベースシート２２において下部シート２０の各下部電極３４の下方に配される各歯形状の部分の隙間が、本発明のスリット３６とされている。
【００３６】
中間シート２４は、図５に示されるように、細長の櫛形状を呈していて、スポンジ状ゴムなどからなる弾性部材により構成されている。また、中間シート２４における各歯形状の部分が、本発明のスペーサ３８とされている。
【００３７】
これら上部シート１８と下部シート２０は、図６中の上下方向で対向配置されている。また、中間シート２４の各スペーサ３８が、ベースシート２２の各スリット３６に挿し入れられている。ここで、スペーサ３８の上下方向に人の荷重がかからない状態下、スペーサ３８の下端部分がスリット３６に収容されていると共に、スペーサの上端部分がスリット３６から上方に突出して、上部シート１８の絶縁シート３０に当接されている。これにより、スペーサ３８が無負荷の状態において、上部シート１８と下部シート２０が、複数のスペーサ３８を介して上下方向に離隔されている。
【００３８】
このことからも明らかなように、上部電極３２と下部電極３４は、上部シート１８の絶縁シート３０を介して対向配置されており、これら上部電極３２や下部電極３４、絶縁シート３０によってコンデンサが構成されている。
【００３９】
また、保護シート２８が、上部シート１８や下部シート２０、中間シート２４を全体に亘って覆うようにして設けられている。この保護シート２８は、直径０．１μｍ〜０．３μｍの細孔を複数備えた多孔質の合成樹脂材料からなり、通気性及び防水性を有している。本実施形態では、保護シート２８として米国デュポン社製のタイベック（商標）が採用されている。
【００４０】
なお、本実施形態では、上部シート１８の上部電極３２と保護シート２８との間に板状のスポンジ状ゴムなどからなる緩衝部材２６が配設されている。この緩衝部材２６によって、センサ本体１４の板厚方向（図６中、上下方向）のクッション性能が高められている。
【００４１】
このようなセンサ本体１４は、ベッド１２のマット４０上において人の荷重がかかる位置（例えば、人がマット４０に仰臥した際に、肩甲骨あたりに当たる位置）に設置されている。なお、センサ本体１４は、単にマット４０に載置されているだけでも良いが、必要に応じて、固定手段を用いてマット４０に固定されても良い。この固定手段としては、例えば、センサ本体１４の保護シート２８の長手方向（図２中、左右）の両端に架け渡されて、マット４０に巻き付き固定される紐部材や、センサ本体１４の下面とマット４０の上面とで対になって固定されるマジックテープ(登録商標）などが採用される。
【００４２】
図７に示されるように、センサ本体１４に上方から人の荷重がかかると、スペーサ３８が高さ方向（図７中、上下方向）に圧縮変形して、スリット３６に収容される。そして、スペーサ３８の上端面と下部電極３４の上端面とが略同じ高さになると、上部電極３２が上部シート１８の絶縁シート３０を介して下部電極３４に重ね合わされる。また、これら上部電極３２と下部電極３４は、リード線４２を介してＥＣＵ１６と電気的に接続されている。
【００４３】
ＥＣＵ１６は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータからなり、上部電極及び下部電極に検出波（例えば、１ｋＨｚ未満の周波数）を送出して、コンデンサの静電容量に流れる電流を電圧信号として測定する。かかる電圧信号に基づいて人の着床状態又は離床状態を判定し、着床状態又は離床状態を報知する。
【００４４】
この報知手段としては、例えば介護施設や病院等に設置されるナースコールシステムが採用される。即ち、周知のナースコールシステムとＥＣＵ１６とが電気的に接続（有線、無線を問わない。）されて、ＥＣＵ１６が着床状態又は離床状態の報知信号をナースセンターに出力する。図１には、ＥＣＵ１６がナースコールシステムと有線接続される場合のケーブル４４が示されている。また、別の報知手段としては、介護士等が携帯して、ＥＣＵ１６からの着床状態又は離床状態の報知信号を無線により受信する携帯機器が採用される。
【００４５】
また、ＥＣＵ１６には、離床センサ１０の運転の開始／停止をするための運転スイッチ４６や、運転中に点灯する運転ランプ４８や、着床中に点灯し、離床中に点滅する着床／離床検出ランプ５０が設けられている。
【００４６】
[離床センサ１０による着床／離床判定の説明]
このような離床センサ１０を用いて人の着床／離床状態を判定する処理の手順について、図８を参照しつつ説明する。図８に記載の「Ｓ」は「ステップ」の簡略表記である。
【００４７】
なお、ＥＣＵ１６は、運転スイッチ４６のオン時に電源供給を受けて、図８に示される処理を実行し、運転スイッチ４６のオフ時に、電源供給が遮断されて当該処理を終了する。本実施形態では、人が運転スイッチ４６を押すと、ＥＣＵ１６が運転を開始すると共に、運転ランプ４８を点灯させ、再度人が運転スイッチ４６を押すと、運転を停止すると共に、運転ランプ４８を消灯させる。また、この図８に示される処理は、運転状態で所定の期間毎に繰り返し実施される。
【００４８】
先ず、Ｓ１００においてＥＣＵ１６は、着床及び離床を判断する為の基準データとして、センサ本体１４に荷重がかかっていない状態での基準値を自動で測定、保存する。この基準値は、センサ本体１４が無負荷の状態（図６の状態）でのコンデンサの静電容量に流れる電流を電圧信号として測定した初期値に所定倍率をかけた値である。センサ本体１４が無負荷の状態で人が運転スイッチ４６を押すと、運転ランプ４８が高速点滅し、基準値自動ティーチングを開始する。所定の時間が経過後、運転ランプ４８が点灯表示となり、自動ティーチングが完了する。ＥＣＵ１６は、ティーチング中（所定の経過時間）の平均値を基準値として保存する。ＥＣＵ１６は、運転を停止すると、ティーチングデータを消去する。
【００４９】
Ｓ１０２においてＥＣＵ１６は、基準値が規定値よりも大きいか否かを判断する。規定値とは、センサ本体１４に荷重がかかっていない状態、つまり上部電極３２と下部電極３４が離隔している状態で、上部電極３２と下部電極３４との間隙が過剰に狭くなる際のコンデンサの静電容量の電圧信号の値とされる。即ち、センサ本体１４は使用していくと、スペーサ３８の復元力が低下し、次第に基準値が高くなっていく。基準値自動ティーチングの際、得られた値が規定値を超えた場合（Ｓ１０２、ＹＥＳ（以下、Ｙと表記））、センサの寿命とみなし、運転を停止する（Ｓ１０４）。このとき、ＥＣＵ１６は、運転ランプ４８と着床／離床検出ランプ５０を同時に高速点滅させ、センサ寿命を報知する。
【００５０】
ＥＣＵ１６は、基準値が規定値を超えていなければ（Ｓ１０２、ＮＯ（以下、Ｎと表記））、Ｓ１０６においてコンデンサの静電容量を流れる電流を電圧信号として測定し、Ｓ１０８においてかかる測定値が基準値よりも大きいか否かを判断する。ＥＣＵ１６は、測定値が基準値よりも小さければ（Ｓ１０８、Ｎ）、処理を終了する。
【００５１】
一方、測定値が基準値を上回れば（Ｓ１０８、Ｙ）、ＥＣＵ１６は、人がベッド１４に着床したと判定し（Ｓ１１０）、着床／離床検出ランプ５０を点灯させる。つまり、人がセンサ本体１４に荷重をかけて、図７のようにスペーサ３８が圧縮変形して、上部電極３２と下部電極３４とが絶縁シート３０を介して重なった際に、コンデンサの静電容量の測定値（電圧信号）が基準値を上回るように、基準値自動ティーチング（Ｓ１００）において、基準値が設定されている。
【００５２】
また、ＥＣＵ１６は、Ｓ１１０において着床判定した際に、図示しないナースコールシステムに報知信号を出力する。
【００５３】
さらに、ＥＣＵ１６は、Ｓ１１２において測定値が基準値よりも大きいか否かを判断する。ＥＣＵ１６は、測定値が基準値よりも大きければ（Ｓ１１２、Ｙ）、処理を終了する。
【００５４】
一方、測定値が基準値を下回れば（Ｓ１１２、Ｎ）、ＥＣＵ１６は、かかる測定値の計測時間が所定時間よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１１４）。そして、計測時間が所定時間よりも小さければ（Ｓ１１４、Ｎ）、ＥＣＵ１６は処理を終了する。一方、ＥＣＵ１６は、計測時間が所定時間よりも大きければ（Ｓ１１４、Ｙ）、人がベッド１４から離床したと判定し（Ｓ１１６）、着床／離床検出ランプ５０を点滅させる。つまり、人がセンサ本体１４から離れて、所定時間計測すると、スペーサ３８の圧縮変形が復元して、図６のように上部電極３２と下部電極３４とが離隔した状態になる。この状態下で、コンデンサの静電容量の測定値（電圧信号）が基準値を下回るように、基準値自動ティーチング（Ｓ１００）において、基準値が設定されている。
【００５５】
また、ＥＣＵ１６は、Ｓ１１６において離床判定した際に、図示しないナースコールシステムに報知信号を出力する。
【００５６】
なお、本発明の検知手段は、図８のＳ１０６において構成され、本発明の着床判定手段は、図８のＳ１０８とＳ１１０にて構成される。また、本発明の離床判定手段は、図８のＳ１１２、Ｓ１１４、Ｓ１１６にて構成され、本発明のティーチング処理手段は、図８のＳ１００にて構成される。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態の離床センサ１０によれば、下部電極３４がベースシート２２によって上部電極３２側に持ち上げられていることにより、人が上部電極３２に荷重をかけた際に、上部電極３２を絶縁シート３０を介して下部電極３４に広い面積で重ねやすくなる。
【００５８】
しかも、スペーサ３８がベースシート２２における下部電極３４の周りに設けられたスリット３６に配置されていることによって、スペーサ３８の変形領域が、上部電極３２と下部電極３４との間の領域で制限されることなく、十分に確保されている。これにより、人が上部電極３２に荷重をかけた際に、スペーサ３８が圧縮変形してスリット３６に収容されることとなり、上部電極３２を絶縁シート３０を介して下部電極３４に確実に重ねることができる。
【００５９】
このように人が上部電極３２に荷重をかけた状態で、上部電極３２と下部電極３４が絶縁シート３０を挟んで重なり合う構造とされていることから、両電極３２，３４の間隙を効果的に狭めることができる。それ故、人が上部電極３２に荷重をかけた状態のコンデンサの静電容量は、人が上部電極３２に荷重をかけずに上部電極３２と下部電極３４が離隔した状態のコンデンサの静電容量と比べて、十分に大きくなる。つまり、人が上部電極３２に荷重をかけた着床状態と荷重をかけない離床状態とにおいて、コンデンサの静電容量の差が大きくなる。
【００６０】
従って、本実施形態の離床センサ１０によれば、上部電極３２と下部電極３４との間隙寸法やスペーサ３８の弾性率などを特別に配慮せずとも、着床状態と離床状態とでコンデンサの静電容量の変化量（差）を大きくできることから、簡単な構成で、人の着床／離床状態を精度良く検知することができる。
【００６１】
特に本実施形態では、土台は櫛形状のベースシート２２により構成されて、スリット３６はベースシート２２における歯形状の部分の隙間により構成されている。また、スペーサ３８は櫛形状の中間シート２４における歯形状の部分により構成され、各スペーサ３８をベースシート２２の各スリット３６に挿し入れることによって、複数のスペーサ３８が複数のスリット３６に配置されている。これにより、スペーサ３８を一つずつ形成してスリット３６に配置する必要がなくなることから、製造工程が簡略化されて、実用的な離床センサ１０の量産が好適に実現される。
【００６２】
以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものでなく、実施態様が本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様で実施可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…離床センサ、１２…ベッド、２２…ベースシート、３０…絶縁シート、３２…上部電極、３４…下部電極、３６…スリット、３８…スペーサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人が寝具から離れる状態を検知する離床センサであって、
前記寝具において人の荷重がかかる位置に配される上部電極と、該上部電極と異極であり該上部電極の下方に離隔配置される下部電極と、それら上部電極と下部電極との間に設けられた絶縁体とからなるコンデンサと、
前記下部電極の下面に固定されることによって、該下部電極を前記上部電極に向かって持ち上げると共に、該下部電極に固定された部分の周囲にはスリットを備えた土台と、
前記土台の前記スリットに配置されており、人が前記上部電極に荷重をかけない状態で、該スリットから該上部電極に向かって突出して、該上部電極を前記下部電極から離隔して支持する一方、人が該上部電極に荷重をかける状態で、弾性変形により、該スリット内に収容されて、該上部電極を前記絶縁体を介して該下部電極に重ねるスペーサと、
前記上部電極や前記下部電極、前記絶縁体で構成される前記コンデンサの静電容量の大きさを検知して、かかる検知信号を出力する検知手段と、
人が前記上部電極に荷重をかけて、前記スペーサの弾性変形に伴い該上部電極が前記絶縁体を介して前記下部電極に重なることによって、前記検知手段により出力された前記検知信号が所定の基準値よりも大きくなった場合に、人が着床したと判定する着床判定手段と、
前記着床検知手段によって人が着床したと判定された状態から人が前記上部電極に荷重をかけなくなって、前記スペーサの弾性変形が復元して該上部電極が前記下部電極から離隔して、前記検知手段により出力された前記検知信号が前記基準値よりも小さくなった場合に、人が離床したと判定する離床判定手段と、
を備えたことを特徴とする離床センサ。
【請求項２】
前記土台は櫛形状を呈していて、前記下部電極は該土台における歯形状の部分に固定され、前記スリットは該土台における歯形状の部分の隙間により構成されると共に、前記スペーサは櫛形状の弾性部材における歯形状の部分により構成され、前記弾性部材の各歯形状の部分を前記土台の各隙間に挿し入れることによって、複数の前記スペーサが複数の前記スリットに配置される請求項１に記載の離床センサ。
【請求項３】
前記絶縁体はシート状の合成樹脂材料からなり、該絶縁体にカーボン電極を印刷して、該カーボン電極によって前記上部電極又は前記下部電極を構成する請求項１又は２に記載の離床センサ。
【請求項４】
前記コンデンサや前記土台、前記スペーサを全体に亘って覆うようにして、通気性及び防水性を有する保護シートが設けられている請求項１乃至３の何れか一項に記載の離床センサ。
【請求項５】
前記保護シートは、直径０．１μｍ〜０．３μｍの細孔を複数備えた多孔質の合成樹脂材料により形成されている請求項１乃至４の何れか一項に記載の離床センサ。
【請求項６】
前記着床判定手段によって前記検知信号と前記基準値とを比較する前に、ティーチング処理として該基準値を設定するティーチング処理手段を備えている請求項１乃至５の何れか一項に記載の離床センサ。
【請求項１】
人が寝具から離れる状態を検知する離床センサであって、
前記寝具において人の荷重がかかる位置に配される上部電極と、該上部電極と異極であり該上部電極の下方に離隔配置される下部電極と、それら上部電極と下部電極との間に設けられた絶縁体とからなるコンデンサと、
前記下部電極の下面に固定されることによって、該下部電極を前記上部電極に向かって持ち上げると共に、該下部電極に固定された部分の周囲にはスリットを備えた土台と、
前記土台の前記スリットに配置されており、人が前記上部電極に荷重をかけない状態で、該スリットから該上部電極に向かって突出して、該上部電極を前記下部電極から離隔して支持する一方、人が該上部電極に荷重をかける状態で、弾性変形により、該スリット内に収容されて、該上部電極を前記絶縁体を介して該下部電極に重ねるスペーサと、
前記上部電極や前記下部電極、前記絶縁体で構成される前記コンデンサの静電容量の大きさを検知して、かかる検知信号を出力する検知手段と、
人が前記上部電極に荷重をかけて、前記スペーサの弾性変形に伴い該上部電極が前記絶縁体を介して前記下部電極に重なることによって、前記検知手段により出力された前記検知信号が所定の基準値よりも大きくなった場合に、人が着床したと判定する着床判定手段と、
前記着床検知手段によって人が着床したと判定された状態から人が前記上部電極に荷重をかけなくなって、前記スペーサの弾性変形が復元して該上部電極が前記下部電極から離隔して、前記検知手段により出力された前記検知信号が前記基準値よりも小さくなった場合に、人が離床したと判定する離床判定手段と、
を備えたことを特徴とする離床センサ。
【請求項２】
前記土台は櫛形状を呈していて、前記下部電極は該土台における歯形状の部分に固定され、前記スリットは該土台における歯形状の部分の隙間により構成されると共に、前記スペーサは櫛形状の弾性部材における歯形状の部分により構成され、前記弾性部材の各歯形状の部分を前記土台の各隙間に挿し入れることによって、複数の前記スペーサが複数の前記スリットに配置される請求項１に記載の離床センサ。
【請求項３】
前記絶縁体はシート状の合成樹脂材料からなり、該絶縁体にカーボン電極を印刷して、該カーボン電極によって前記上部電極又は前記下部電極を構成する請求項１又は２に記載の離床センサ。
【請求項４】
前記コンデンサや前記土台、前記スペーサを全体に亘って覆うようにして、通気性及び防水性を有する保護シートが設けられている請求項１乃至３の何れか一項に記載の離床センサ。
【請求項５】
前記保護シートは、直径０．１μｍ〜０．３μｍの細孔を複数備えた多孔質の合成樹脂材料により形成されている請求項１乃至４の何れか一項に記載の離床センサ。
【請求項６】
前記着床判定手段によって前記検知信号と前記基準値とを比較する前に、ティーチング処理として該基準値を設定するティーチング処理手段を備えている請求項１乃至５の何れか一項に記載の離床センサ。
【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２０１２−４５２９６（Ｐ２０１２−４５２９６Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９２３４０（Ｐ２０１０−１９２３４０）
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【出願人】（７１０００９７７１）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【出願人】（７１０００９７７１）
【Ｆターム（参考）】
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