JP2010069020A - Biological information detecting body, bed device and seat device - Google Patents
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Abstract
【課題】違和感を軽減し且つ耐久性が高い生体情報検出体の提供を解決課題とする。
【解決手段】圧力変動を検出する薄膜状の検出部10と、検出部10から延設される信号線20と、検出部10及び信号線20の間の接続部分に着設されるモールド部30と、検出部10のモールド部30から露出する部位に密着可能な表面形状をもち検出部10表面との間では相対移動可能に配設された弾性材料から形成される圧力伝達部材40とを有する。検出部10は薄膜状なので使用者に違和感を抱かせない。接続部にモールド部30を設けていることにより応力が低減できる。検出部10に密着可能な圧力伝達部材40を設けているため、僅かな圧力変化についても効率よく伝達可能であると共に、外部からの圧力変化による変形が生じたとしても、圧力伝達部材が検出部に固定されていないため、検出部や、検出部及び信号線の接続部に局所的に大きな応力が印加されるおそれがない。
【選択図】図1It is an object of the present invention to provide a biological information detector that reduces discomfort and has high durability.
A thin-film detection unit for detecting pressure fluctuation, a signal line extending from the detection unit, and a mold unit attached to a connecting portion between the detection unit and the signal line. And a pressure transmission member 40 formed of an elastic material that has a surface shape that can be in close contact with a portion exposed from the mold part 30 of the detection part 10 and is relatively movable between the surface of the detection part 10. . Since the detection unit 10 is in the form of a thin film, the user does not feel uncomfortable. The stress can be reduced by providing the mold part 30 in the connection part. Since the pressure transmission member 40 capable of being in close contact with the detection unit 10 is provided, even a slight pressure change can be transmitted efficiently, and the pressure transmission member can be detected even if a deformation due to a pressure change from the outside occurs. Therefore, there is no possibility that a large stress is locally applied to the detection unit or the connection unit between the detection unit and the signal line.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、生体(例えば人体、ペット等の動物)の情報を検出する生体情報検出装置、当該センサユニットを搭載するベッド装置、当該センサユニットを搭載する着座装置に関する。 The present invention relates to a biological information detection device that detects information on a living body (for example, a human body, an animal such as a pet), a bed device on which the sensor unit is mounted, and a seating device on which the sensor unit is mounted.
特許文献1は、生体情報検出用パネル及び生体情報検出体を開示している。 Patent Document 1 discloses a biological information detection panel and a biological information detector.
このパネルは生体情報を検出するためのものであり、使用者の下側に配置される所定の曲げ剛性をもつ板状をなす金属(アルミニウム又はアルミニウム合金製)で形成された敷き板部と、敷き板部に配置され敷き板部の曲げ歪みを検出する歪み検出センサとを備えている。使用者の生体活動に基づいて発生する敷き板部の曲げ歪みの変動を、歪み検出センサが検出する。
上記技術によればベースとなる金属製の敷き板部が必須である。このため使用者の寝心地、座り心地等に影響を与え、大きな違和感を与えるおそれがある。 According to the above technique, a base metal plate is essential. For this reason, it may affect the user's sleeping comfort, sitting comfort, etc., and may cause a great sense of incongruity.
このような問題を解決する方法として、例えばPVDF等の有機圧電フィルムセンサのような、敷き板を用いる必要がなくセンサ自身も柔軟性がある検出装置を用いれば、寝心地等における違和感は軽減される。 As a method for solving such a problem, for example, if a detection device that does not require the use of a laying plate such as an organic piezoelectric film sensor such as PVDF and the sensor itself is flexible, the sense of incongruity in comfort and the like is reduced. .
しかし、このようなセンサをベッドマットレス上部あるいは内部に搭載した場合には、使用者の動き・状態によってはマットレスが大きく変形することにより、フィルム状のセンサが大きく変形したり、しわが発生したりしてフィルムが破断することがある。また、センサにはセンサ出力信号を伝送する信号線を接続する必要があるが、この接続部には応力が集中するため接続部の破断が起こる場合がある。 However, when such a sensor is mounted on or inside the bed mattress, the mattress may be greatly deformed depending on the movement / state of the user, so that the film-shaped sensor may be greatly deformed or wrinkled. And the film may break. Further, it is necessary to connect a signal line for transmitting a sensor output signal to the sensor. However, stress may concentrate on the connection portion, and the connection portion may be broken.
この問題を解決するためには、マットレス下部にセンサを搭載することが考えられる。その結果、マットレスが乗っている部材(ベッド筐体・床)の剛性により、センサの過大な変形や、センサへの過大な応力の印加は抑えられるが、センサの変形が抑制され過ぎてしまうと共に、使用者−センサ間が遠くなるため、もともと微小である使用者の心拍や呼吸による振動を検知したセンサ出力信号がさらに減衰してしまい、生体信号が捕らえきれず検出できない場合がある。 In order to solve this problem, it is conceivable to mount a sensor under the mattress. As a result, the rigidity of the member (bed casing / floor) on which the mattress is placed can suppress excessive deformation of the sensor and application of excessive stress to the sensor, but the deformation of the sensor is suppressed too much. Since the distance between the user and the sensor is increased, the sensor output signal that has detected vibration caused by the heartbeat or respiration of the user, which is originally minute, is further attenuated, and the biological signal cannot be captured and detected.
また、センサ及び信号線の固定のために、センサフィルム及び信号線を周囲の弾性体と接着する方法が用いられる場合があるが、使用者の動き・状態によっては接着された部位に応力集中が生じ、フィルム破断・信号線断線といった問題が生じることがある。 In addition, a method of adhering the sensor film and the signal line to the surrounding elastic body may be used to fix the sensor and the signal line. However, depending on the movement and state of the user, stress concentration may occur on the adhered part. This may cause problems such as film breakage and signal line breakage.
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、生体情報の検知に際して、使用者等の生体が感じる違和感を軽減又は解消させるのに有利であると共に、生体情報の検出感度が高く且つ耐久性が高い生体情報検出体、そして生体情報を検出感度良く且つ高い耐久性にて検出するベッド装置及び着座装置を提供することを解決すべき課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is advantageous in reducing or eliminating the sense of discomfort felt by the living body of a user or the like when detecting biological information, and has high detection sensitivity of biological information and durability. It is an object of the present invention to provide a biological information detection body having a high level, and a bed apparatus and a seating apparatus that detect biological information with high detection sensitivity and high durability.
上記課題を解決する請求項1に係る生体情報検出体の特徴は、生体からの圧力が印加される軟質材料からなる軟質部材の内部又はその表面に接して使用される生体情報検出体であって、
伝達された圧力変動を検出する薄膜状の検出部と、
前記検出部から延設され、前記検出部が検出した圧力変動に対応する圧力変動信号を伝送する信号線と、
前記検出部及び前記信号線の間の接続部分に着設され、硬質材料にて形成されるモールド部と、
前記検出部の前記モールド部から露出する部位における表面形状に対して密着可能な表面形状をもち、前記検出部表面との間では相対移動可能に配設された弾性材料から形成される圧力伝達部材と、
を有することにある。
The biological information detector according to claim 1 that solves the above problem is a biological information detector that is used inside or on the surface of a soft member made of a soft material to which pressure from a living body is applied. ,
A thin-film detector for detecting the transmitted pressure fluctuation;
A signal line extending from the detection unit and transmitting a pressure fluctuation signal corresponding to the pressure fluctuation detected by the detection unit;
A mold part that is attached to a connection part between the detection part and the signal line and is formed of a hard material;
A pressure transmission member formed of an elastic material having a surface shape that can be in close contact with the surface shape of the portion exposed from the mold portion of the detection portion, and is relatively movable with respect to the detection portion surface. When,
It is in having.
上記課題を解決する請求項2に係る生体情報検出体の特徴は、請求項1において、前記信号線は前記モールド部近傍部を除く部分の少なくとも一部が、前記軟質部材及び前記圧力伝達部材のうちの少なくとも一方に固定されていることにある。 The biological information detector according to claim 2 that solves the above-described problem is characterized in that, in claim 1, at least a part of the signal line excluding the vicinity of the mold part is formed of the soft member and the pressure transmission member. It is fixed to at least one of them.
上記課題を解決する請求項3に係る生体情報検出体の特徴は、請求項2において、前記信号線の前記モールド部近傍部は蛇行して配設されていることにある。 A feature of the biological information detector according to claim 3 that solves the above-described problem is that, in claim 2, the vicinity of the mold part of the signal line is meandered.
上記課題を解決する請求項4に係る生体情報検出体の特徴は、請求項1〜3の何れか1項において、前記圧力伝達部材は前記検出部及び前記モールド部を隙間なく被覆することにある。 The feature of the biological information detector according to claim 4 that solves the above problem is that, in any one of claims 1 to 3, the pressure transmission member covers the detection part and the mold part without any gaps. .
上記課題を解決する請求項5に係る生体情報検出体の特徴は、請求項1〜4の何れか1項において、前記圧力伝達部材は、前記検出部の広がり方向にて前記モールド部に隙間なく密着する凹部をもち、前記検出部を厚み方向から挟持する2枚の平板状部材であることにある。 A feature of the biological information detector according to claim 5 that solves the above-described problem is that in any one of claims 1 to 4, the pressure transmission member has no gap in the mold part in the spreading direction of the detection part. The present invention resides in two flat plate-like members that have a concave portion that is in close contact with and that sandwich the detection portion from the thickness direction.
上記課題を解決する請求項6に係るベッド装置の特徴は、請求項1〜5の何れか1項に記載の生体情報検出体と、
前記生体情報検出体の前記検出部を内部に配設する前記軟質部材をもつ、生体が横たわるためのマットレス本体と、
を有することにある。
The feature of the bed apparatus according to claim 6 that solves the above-described problem is the biological information detector according to any one of claims 1 to 5,
A mattress main body for the living body to lie, having the soft member in which the detection unit of the biological information detection body is disposed;
It is in having.
上記課題を解決する請求項7に係る着座装置の特徴は、請求項1〜5の何れか1項に記載の生体情報検出体と、
前記生体情報検出体の前記検出部を内部に配設する前記軟質部材をもつ、生体が着座するための着座部本体と、
を有することにある。
The feature of the seating device according to claim 7 for solving the above-mentioned problem is the biological information detector according to any one of claims 1 to 5,
A seating section main body on which the living body is seated, having the soft member in which the detection section of the biological information detection body is disposed;
It is in having.
上記のように構成した請求項1に係る生体情報検出体においては、以上の構成をもつことから以下の作用効果を発揮する。まず、圧力変動を検出する検出部として薄膜状の部材を採用しているため、使用者に違和感を抱かせない。そして、検出部と信号線との接続部に硬質材料から形成されるモールド部を設けていることにより接続部分に加わる応力を低減できるため、耐久性が向上している。また、検出部とモールド部の検出部近傍との形状に応じた密着可能な形状(例えば弾性により変形して密着する形状、相補的な形状)をもつ圧力伝達部材を設けているため、生体から発生する僅かな圧力変化についても効率よく検出部に伝達することが可能になり、高い感度が実現できると共に、外部からの圧力変化による変形が生じたとしても、圧力伝達部材は検出部とモールド部の検出部近傍との双方に密着して同様の変形が生じるため、検出部や、検出部及び信号線の接続部に局所的に大きな応力が印加されるおそれがない。更に、圧力伝達部材と検出部の表面との間は相対移動可能にしているため、外部からの大きな圧力印加による変形により圧力伝達部材が大きく変形しても検出部の広がり方向には大きな応力が加わることはない。つまり、圧力伝達部材が大きく変形して検出部の変形の程度と大きく異なることになったとしても両者の間でずれ方向(検出部の広がり方向)での応力はそのまま伝達されることはないため圧力伝達部材の変形に連れて検出部が大きく変形することはなくなることになる。 The biological information detector according to claim 1 configured as described above exhibits the following operational effects because of the above configuration. First, since a thin-film-like member is employed as a detection unit that detects pressure fluctuations, the user does not feel uncomfortable. And since the stress added to a connection part can be reduced by providing the mold part formed from a hard material in the connection part of a detection part and a signal wire | line, durability is improving. In addition, since a pressure transmission member having a shape that can be brought into close contact with the shape of the detection portion and the vicinity of the detection portion of the mold portion (for example, a shape that is deformed by close contact with elasticity or a complementary shape) is provided, Even a slight pressure change that occurs can be efficiently transmitted to the detection unit, and high sensitivity can be realized. Even if deformation due to a pressure change from the outside occurs, the pressure transmission member is used for the detection unit and the mold unit. Since the same deformation occurs in close contact with both the vicinity of the detection unit, there is no possibility that a large stress is locally applied to the detection unit and the connection part of the detection unit and the signal line. Furthermore, since the relative movement between the pressure transmission member and the surface of the detection unit is possible, even if the pressure transmission member is largely deformed due to deformation caused by a large external pressure application, a large stress is applied in the direction in which the detection unit spreads. There is no participation. That is, even if the pressure transmission member is greatly deformed and greatly differs from the degree of deformation of the detection unit, the stress in the displacement direction (the direction in which the detection unit spreads) is not transmitted as it is between them. As the pressure transmission member is deformed, the detector is not greatly deformed.
上記のように構成した請求項2に係る生体情報検出体においては、信号線を固定し、その移動を制限することにより信号線を介した応力の印加が防止でき、信号線がモールド部に接続される部分における破断などの不具合の発生を抑制できる。そして信号線を固定する際に、モールド部の近傍を除いて軟質部材及びは圧力伝達部材のうちの少なくとも一方に固定していることにより、モールド部から信号線が延びる部分に過大な応力が加わることを更に防止できる。特に、請求項3に係る生体情報検出体におけるように、モールド部の近傍において信号線を蛇行させて配設することにより、モールド部から信号線が延びる部分に印加される応力をその蛇行部分にて緩和できることから接続部分における不具合の発生を効果的に防止できる。 In the biological information detector according to claim 2 configured as described above, the signal line is fixed and the movement of the signal line is restricted by restricting the movement of the signal line, and the signal line is connected to the mold part. It is possible to suppress the occurrence of defects such as breakage in the parts to be performed. When the signal line is fixed, an excessive stress is applied to the portion where the signal line extends from the mold part by fixing to the soft member and / or the pressure transmission member except for the vicinity of the mold part. This can be further prevented. In particular, as in the biological information detector according to claim 3, by arranging the signal lines in a meandering manner in the vicinity of the mold part, stress applied to the part where the signal lines extend from the mold part is applied to the meandering part. Therefore, it is possible to effectively prevent the occurrence of defects at the connection portion.
上記のように構成した請求項4に係る生体情報検出体においては、圧力伝達部材が検出部とモールド部とを隙間なく被覆する構成を採用することにより、検出部とモールド部との接続部分に加わる応力を更に低減できる。特に、請求項5に係る生体情報検出体におけるように構成することにより、簡単に作成することができる。 In the biological information detection body according to claim 4 configured as described above, the pressure transmission member employs a configuration in which the detection portion and the mold portion are covered without any gap, so that the connection portion between the detection portion and the mold portion is provided. The applied stress can be further reduced. In particular, it can be easily created by configuring as in the biological information detector according to claim 5.
上記のように構成した請求項6に係るベッド装置及び請求項7に係る着座装置においては、上述した請求項1〜5の何れか1項に記載の生体情報検出体を生体情報を取得するためのセンサとして採用することにより、生体情報を安定的且つ高感度に取得できる耐久性に優れたベッド装置及び着座装置を提供することができる。 In the bed apparatus according to claim 6 and the seating apparatus according to claim 7 configured as described above, in order to acquire the biological information from the biological information detection body according to any one of claims 1 to 5 described above. By adopting as a sensor, it is possible to provide a bed device and a seating device with excellent durability that can acquire biological information stably and with high sensitivity.
本発明の生体情報検出体、ベッド装置、及び着座装置について実施形態に基づき以下詳細に説明する。 The biological information detector, bed device, and seating device of the present invention will be described in detail below based on the embodiments.
(生体情報検出体)
本実施形態の生体情報検出体は生体からの圧力が印加される軟質材料からなる軟質部材の内部又はその表面に接して使用される装置であり、検出部と信号線とモールド部と圧力伝達部材とを有する。軟質部材としては、軟質部材としてのマットレスを備えるベッドや、軟質部材としての背もたれ、座部を備える椅子などの着座装置が挙げられる。検出部を複数有することもできる。複数の検出部をマットレスの広がり方向に分散させて配置することにより任意の部位における圧力変動(体動)を検知できる。その場合に、検出部のそれぞれから信号線が延びる形態を採用し、外部からの圧力変化により、それぞれの検出部が独立して変位可能とすることが望ましい。圧力変化として検出可能な生体情報としては、生体の有無、寝返りなどの体動、心拍、呼吸などである。
(Biological information detector)
The living body information detection body of the present embodiment is a device used inside or in contact with a soft member made of a soft material to which pressure from a living body is applied, and includes a detection unit, a signal line, a mold unit, and a pressure transmission member. And have. Examples of the soft member include a sitting device such as a bed provided with a mattress as a soft member, a backrest as a soft member, and a chair provided with a seat. It is also possible to have a plurality of detection units. By arranging a plurality of detection units dispersed in the spreading direction of the mattress, it is possible to detect pressure fluctuations (body movements) at any part. In that case, it is desirable to adopt a form in which the signal line extends from each of the detection units, and each detection unit can be independently displaced by a pressure change from the outside. The biological information that can be detected as a change in pressure includes the presence or absence of a living body, body movements such as turning over, heartbeat, and breathing.
本実施形態の生体情報検出体は検出部と信号線と圧力伝動部材とを有する。検出部は薄膜状の形態をもち、伝達される圧力変動を検出する手段である。薄膜状とすることにより、柔軟性に優れ、使用者における違和感を低減乃至は解消できる。検出部の広がり方向における大きさは特に限定しないが、本実施形態の生体情報検出体が適用される対象により決定できる適正な大きさを採用する。具体的には検出部の広がり方向における大きさを大きくすると、圧力変動の検出は良好に行うことができ、小さくすると、局所的な応力の集中を効果的に防止できる。例えば、ベッド装置や椅子に適用する場合には膝頭、肘、かかとなどにより大きな圧力が印加されることが想定されるため、それらにより圧力が印加されても局所的な変形が生起しない大きさ(例えば60mm程度の大きさの円内に収まる大きさ)にすることができる。検出部としては圧力変動に伴う歪みを検出する材料を採用可能であり、具体的には圧電ポリマー、圧電セラミックスなどの圧電素子を採用することが望ましい。特に圧電ポリマーは伸縮性に優れるため、広い周波数特性をもち、柔軟性、耐衝撃性、耐高電圧性、耐水性、化学的安定性にも優れている。圧電ポリマーとしてはポリフッ化ビニリデン(PVDF)が例示される。 The biological information detector of this embodiment has a detection part, a signal wire, and a pressure transmission member. The detection unit has a thin film shape and is a means for detecting the transmitted pressure fluctuation. By using a thin film, it is excellent in flexibility and can reduce or eliminate a sense of discomfort for the user. Although the magnitude | size in the expansion direction of a detection part is not specifically limited, The appropriate magnitude | size which can be determined with the object to which the biological information detection body of this embodiment is applied is employ | adopted. Specifically, if the size of the detection unit in the spreading direction is increased, the pressure fluctuation can be detected satisfactorily, and if it is decreased, local stress concentration can be effectively prevented. For example, when applied to a bed apparatus or chair, it is assumed that a large pressure is applied to the kneecap, elbow, heel, etc., so that a local deformation does not occur even when pressure is applied thereby ( For example, the size can be within a circle having a size of about 60 mm. As the detection unit, it is possible to employ a material that detects strain accompanying pressure fluctuation. Specifically, it is desirable to employ a piezoelectric element such as a piezoelectric polymer or piezoelectric ceramic. In particular, since the piezoelectric polymer is excellent in stretchability, it has a wide frequency characteristic, and is excellent in flexibility, impact resistance, high voltage resistance, water resistance, and chemical stability. An example of the piezoelectric polymer is polyvinylidene fluoride (PVDF).
信号線は検出部にて検出した圧力変動を圧力変動信号として伝送する手段である。伝送先としては生体情報検出体により検出した生体情報を処理する手段が挙げられる。圧力変動信号としては電気的に伝送したり、光として伝送したりできる。信号線により伝送する前に検出部の近傍にて信号処理を行う処理手段をもつことができる。処理手段としては検出部が検出した圧力変動を効率的に伝送可能にするため、電気的に増幅したり、変調したりする手段が挙げられる。信号線には処理手段や検出部の駆動に必要なエネルギー(電力など)を供給するエネルギー供給線を伴うことができる。信号線自身をエネルギー供給線として共用することもできる。信号線と圧力伝動部材との関係については圧力伝動部材における説明にて詳細に説明する。 The signal line is means for transmitting the pressure fluctuation detected by the detection unit as a pressure fluctuation signal. Examples of the transmission destination include means for processing the biological information detected by the biological information detector. The pressure fluctuation signal can be transmitted electrically or transmitted as light. Processing means for performing signal processing in the vicinity of the detection unit before transmission through the signal line can be provided. Examples of the processing means include means for electrically amplifying or modulating the pressure fluctuation detected by the detection unit in order to enable efficient transmission. The signal line can be accompanied by an energy supply line for supplying energy (such as electric power) required for driving the processing means and the detection unit. The signal line itself can be shared as an energy supply line. The relationship between the signal line and the pressure transmission member will be described in detail in the description of the pressure transmission member.
モールド部は検出部と信号線との接続部分に着設されている。前述した処理手段を有する場合には接続部分には処理手段と検出部との接続部分、処理手段と信号線との接続部分の双方を含む。モールド部は硬質材料にて形成される。硬質材料とは接続部分よりも屈曲し難いものであれば特に限定しないが、本生体情報検出体が適用される装置の環境下において屈曲し難い程度であることが望ましい。モールド部としては樹脂から形成することができる。樹脂中にはシリカ、アルミナなどの充填材を充填することもできる。モールド部の形状は特に限定されず、直方体などが例示できる。 The mold part is attached to the connection part between the detection part and the signal line. In the case of having the processing means described above, the connection portion includes both a connection portion between the processing means and the detection unit and a connection portion between the processing means and the signal line. The mold part is formed of a hard material. The hard material is not particularly limited as long as it is more difficult to bend than the connection portion, but it is desirable that the hard material be hard to bend in the environment of the apparatus to which the present biological information detector is applied. The mold part can be formed from a resin. The resin can be filled with a filler such as silica or alumina. The shape of a mold part is not specifically limited, A rectangular parallelepiped etc. can be illustrated.
圧力伝達部材は本生体情報検出体が配設・適用される軟質材料から伝達される圧力変動を効果的に検出部に伝達すると共に、検出部に過大な応力が印加されないようにする部材である。圧力伝達部材は検出部に密着する形状をもつ。1つの圧力伝達部材は1つの検出部に密着するものであっても良いし、複数の検出部に密着するものであっても良い。具体的には検出部がモールド部から延設されて露出する部位(換言すると、外観上、検出部のモールド部が着設された部位の近傍)の近傍に密着する。外部から加えられる応力は、検出部がモールド部から露出する部位に集中し、その境界部分に加わることになり、そのままではその境界部分が最も損傷を受けやすい。そこで、検出部の表面形状に対し、密着可能な表面形状をもつ圧力伝達部材により、その境界部分を含めた近傍を保持することにより、その境界部分に応力が集中することを抑制している。圧力伝達部材の全体の形状は特に限定しないが、モールド部に相当する部分にはモールド部に密着する形態をもつ凹部が形成された形態が例示できる。形成された凹部により、圧力伝達部材は検出部及びモールド部の全体に密着させることができる。特に2つの平板状部材にて検出部を挟持する形態が例示でき、モールド部も一緒に挟持することが望ましい。その場合に、検出部に相当する部位には接着剤などを用いずに圧力伝達部材と検出部との間の固定はしない。圧力伝達部材とモールド部との間には接着剤などにより固定することもできる。モールド部から延びる信号線についてもモールド部の近傍については固定しないことが望ましい。モールド部近傍の固定されていないようにした信号線は蛇行させることにより外部からの応力の伝達を抑制することが望ましい。 The pressure transmission member is a member that effectively transmits the pressure fluctuation transmitted from the soft material on which the biological information detector is disposed and applied to the detection unit and prevents excessive stress from being applied to the detection unit. . The pressure transmission member has a shape that is in close contact with the detection unit. One pressure transmission member may be in close contact with one detection unit, or may be in close contact with a plurality of detection units. Specifically, the detection unit is in close contact with a portion that extends from the mold portion and is exposed (in other words, in appearance, in the vicinity of the portion where the mold portion of the detection unit is attached). The stress applied from the outside concentrates on the part where the detection part is exposed from the mold part and is applied to the boundary part, and the boundary part is most easily damaged as it is. In view of this, the pressure transmission member having a surface shape that can be brought into close contact with the surface shape of the detection unit holds the vicinity including the boundary portion, thereby suppressing the concentration of stress on the boundary portion. The overall shape of the pressure transmission member is not particularly limited, but a form in which a concave portion having a form in close contact with the mold part is formed in the part corresponding to the mold part can be exemplified. Due to the formed recess, the pressure transmission member can be brought into close contact with the entire detection portion and mold portion. In particular, it is possible to exemplify a mode in which the detection part is sandwiched between two flat members, and it is desirable to sandwich the mold part together. In that case, the pressure transmission member and the detection unit are not fixed without using an adhesive or the like at a site corresponding to the detection unit. It can also be fixed with an adhesive or the like between the pressure transmission member and the mold part. It is desirable that the signal line extending from the mold part is not fixed in the vicinity of the mold part. It is desirable to suppress the transmission of stress from the outside by meandering the unfixed signal lines in the vicinity of the mold part.
圧力伝達部材は弾性材料から構成されている。弾性材料としては特に限定しないが、適用される対象がもつ軟質部材と同程度の弾性をもつ材料から形成することにより、違和感を無くすことができる。圧力伝達部材は検出部に密着するものの検出部の表面に固定されておらず、検出部表面との間では検出部の広がり方向において相対移動可能に配設されている。例えば、薄膜状の検出部を厚み方向から挟持する形態が挙げられる。厚み方向から挟持することにより検出部は安定して保持されるが、単に挟持されているだけなので検出部の広がり方向に滑ることができるため、両者は相対移動することができる。相対移動可能であるため、両者の動きにずれが生じた場合であってもそのずれが検出部に伝達されて検出部に過大な応力が加わることはない。圧力伝達部材を構成する弾性材料としてはゴム、軟質樹脂等の高分子材料が例示され、特に発泡体等の多孔質体が例示できる。 The pressure transmission member is made of an elastic material. Although it does not specifically limit as an elastic material, An uncomfortable feeling can be eliminated by forming from the material which has an elasticity comparable as the soft member which the object applied has. Although the pressure transmission member is in close contact with the detection unit, the pressure transmission member is not fixed to the surface of the detection unit, and is disposed so as to be relatively movable with respect to the detection unit surface in the spreading direction of the detection unit. For example, the form which clamps a thin film-shaped detection part from the thickness direction is mentioned. By sandwiching from the thickness direction, the detection unit is stably held. However, since the detection unit is simply sandwiched, it can slide in the spreading direction of the detection unit, so that both can move relative to each other. Since the relative movement is possible, even if a deviation occurs between the movements of the two, the deviation is not transmitted to the detection unit, and an excessive stress is not applied to the detection unit. Examples of the elastic material constituting the pressure transmission member include polymer materials such as rubber and soft resin, and particularly porous materials such as foams.
(ベッド装置及び着座装置)
本実施形態のベッド装置及び着座装置は前述した本実施形態の生体情報検出体が配設され、その生体情報検出体により生体情報を検出できる装置である。着座装置としては椅子、自動車用シート装置、洋式トイレの弁座装置などが挙げられる。生体情報検出体は生体への違和感が許容できる限度においてできるだけ生体に近接して配設されることが望ましい。前述した本実施形態の生体情報検出体は生体に違和感を生じさせない程度の大きさに調節することもできるため、生体に近接して配設することも可能である。
(Bed device and seating device)
The bed apparatus and the seating apparatus of the present embodiment are apparatuses in which the biological information detection body of the present embodiment described above is provided and the biological information can be detected by the biological information detection body. Examples of the seating device include a chair, an automobile seat device, and a valve seat device for a Western-style toilet. It is desirable that the living body information detection body is disposed as close to the living body as possible as long as the uncomfortable feeling to the living body can be tolerated. Since the living body information detection body of the present embodiment described above can be adjusted to a size that does not cause the living body to feel uncomfortable, it can also be disposed close to the living body.
生体情報検出体を軟質部材に配設する方法としては特に限定しない。例えば、軟質部材に接着剤、糸、ピンなどにて固定したり、面ファスナー、両面テープにて固着させたりすることができる。
・ベッド装置は生体が横たわるためのマットレスと前述した本実施形態の生体情報検出体とを有する。マットレスはその少なくとも一部が軟質部材から構成されており、その軟質部材の内部乃至表面に生体情報検出体が配設される。マットレスの広がり方向に複数の検出部を配設し、それぞれの検出部による検出結果を解析することでマットレス上における生体の様子を更に詳細に検出することができる。例えば、生体がマットレスの端部に近づき落下しそうになっていることなどを検出できる。
・着座装置は生体が着座するための着座部本体と前述した本実施形態の生体情報検出体とを有する。着座部本体はその少なくとも一部が軟質部材から構成されており、その軟質部材の内部乃至表面に生体情報検出体が配設される。着座部本体の広がり方向に複数の検出部を配設し、それぞれの検出部による検出結果を解析することで着座部本体上における生体の様子を更に詳細に検出することができる。
The method for disposing the biological information detector on the soft member is not particularly limited. For example, it can be fixed to a soft member with an adhesive, a thread, a pin or the like, or can be fixed with a hook-and-loop fastener or a double-sided tape.
-A bed apparatus has the mattress for a biological body to lie down, and the biological information detection body of this embodiment mentioned above. At least a part of the mattress is made of a soft member, and a biological information detector is disposed inside or on the surface of the soft member. By disposing a plurality of detection units in the spreading direction of the mattress and analyzing the detection results of the respective detection units, the state of the living body on the mattress can be detected in more detail. For example, it can be detected that the living body is approaching the end of the mattress and is about to fall.
The seating device includes a seating section main body for seating a living body and the above-described living body information detection body of the present embodiment. At least a part of the seating section main body is made of a soft member, and a living body information detector is disposed inside or on the surface of the soft member. By disposing a plurality of detection units in the spreading direction of the seating unit main body and analyzing the detection results of each detection unit, it is possible to detect the state of the living body on the seating unit main body in more detail.
(実施形態1:ベッド装置)
(構成)
以下に本実施形態の生体情報検出体について図面を参照しながら具体的に説明を行う。本実施形態の生体情報検出体はベッド装置のマットレス内に配設される。図1及び2に示すように、本実施形態の生体情報検出体1は検出部10と信号線20とモールド部30と圧力伝動部材40とを有する。検出部10はPVDF製の薄膜をシールドとして作用する金属薄膜にて挟持した構造になっている。信号線20は検出部10から導出され検出部10が検出した圧力変動を圧力変動信号として伝送する。モールド部30は検出部10及び信号線20の間の接続部分を被覆するように着設されており、その外形は直方体である。モールド部30は硬質樹脂にて形成される。モールド部30の検出部10の厚み方向における長さは検出部10及び信号線20のそれぞれよりも大きい。圧力伝動部材40はウレタンフォームから構成される。検出部10がモールド部30から露出する大きさはモールド部30から延びる方向に40mm、幅が10mmである。信号線20がモールド部30から延びる部分には弾性チューブ(図略)により被覆しても良い。弾性チューブは信号線20よりも曲げ応力に対する変形が小さく、信号線20がモールド部30から延びる部分への応力集中が緩和できる。
(Embodiment 1: bed device)
(Constitution)
Hereinafter, the biological information detector of the present embodiment will be specifically described with reference to the drawings. The biological information detector of this embodiment is disposed in the mattress of the bed apparatus. As shown in FIGS. 1 and 2, the biological information detector 1 of this embodiment includes a
圧力伝動部材40は上側圧力伝動部材41と下側圧力伝動部材42との2枚の平板状部材をもつ。図2に示すように、上側圧力伝動部材41及び下側圧力伝動部材42はそれぞれ中央付近に表裏面を貫通する開口部411及び421が形成されている。開口部411及び421はモールド部30が隙間無く嵌め込み可能な大きさをもつ。開口部411及び421によりモールド部30を嵌合・保持する相対位置とした状態で上側圧力伝動部材41及び下側圧力伝動部材42にて検出部10を挟持する。上側圧力伝動部材41及び下側圧力伝動部材42の間は固定せず、検出部10との間では相対移動可能になっている。信号線20は圧力伝動部材40の間に位置する部分(モールド部30の近傍部分)は蛇行させた蛇行部20aとしている。
The
以上のように構成した生体情報検出体1を2×3(計6個)並べ、それぞれの圧力伝動部材40の更に両側からウレタンフォーム製のクッション91及び92により挟持する。クッション91及び92の間は接着剤により固定する。クッション91及び92により挟持された信号線20もクッション91及び92に固定される。クッション91及び92の更に外側を布などにより構成されるシート部材81及び82により包み込み、周辺部を熱融着させて生体情報検出ユニットSを形成する(図3)。それぞれの信号線20はまとめて信号処理部50に伝送され、圧力変動が算出される。算出された圧力変動は生体情報算出部60により生体情報に関連づけられる。生体情報への関連づけは圧力変動の変動幅、周期、頻度などに基づき行う。シート部材82には保持部材70が固定される。保持部材70は面ファスナーである。
The biological information detectors 1 configured as described above are arranged 2 × 3 (six in total), and are sandwiched by urethane foam cushions 91 and 92 from both sides of each
この生体情報検出ユニットSはベッド装置B内に配設される(図5)。ベッド装置Bは中央部上方に横たわることが想定される使用者Hが概ね入る程度の大きさの凹部が形成されたマットレス本体部94(軟質部材)と、その凹部に隙間無く嵌め込み可能なマットレス表面部93(軟質部材)と、保持部材70に対応する面ファスナーから形成されマットレス本体部94の長手方向に延び凹部の表面に付設された保持部材95と、保持部材95に保持部材70を固定して配設された生体情報検出ユニットSとを有する。生体情報検出ユニットSはベッド装置Bの幅方向にその長手方向を向けて配置される。生体情報検出ユニットSはベッド装置Bにおいて使用者の心臓、肺、肩が位置する部分に配置される。
This biological information detection unit S is disposed in the bed apparatus B (FIG. 5). The bed apparatus B has a mattress main body portion 94 (soft member) formed with a concave portion large enough to accommodate a user H who is supposed to lie above the center portion, and a mattress surface that can be fitted into the concave portion without a gap. A holding
(作用効果)
以上の構成を有することから本実施形態のベッド装置は以下の作用効果を発揮する。すなわち、使用者の心臓などに近接した位置に配設されているため、使用者が発する生体情報を高感度に検出することができる。特に検出部10に対して圧力伝動部材40が密着しているため、外部から伝達される圧力変動が効果的に検出部10に伝達される。検出部10に伝達された圧力変動は電気的な信号に変換され信号線20を通じて信号処理部50に伝送されて圧力変動が算出される。外部からの圧力変動が効果的に検出部10に伝達されるため圧力変動信号は相対的に大きなものになり、ノイズなどによる影響が少なくなる。算出された圧力変動から生体情報算出部60は生体情報を算出・関連づける。
(Function and effect)
Since it has the above structure, the bed apparatus of this embodiment exhibits the following effects. That is, since it is disposed at a position close to the user's heart or the like, the biological information emitted by the user can be detected with high sensitivity. In particular, since the
次に生体情報検出ユニットSにおける個々の生体情報検出体1に対して圧力が印加された場合における他の部材の作用について説明する。モールド部30により検出部10及び信号線20の間の接続部分を被覆・保護していることから接続部分における折れ曲がりが発生し難くなる。接続部分は他の部分と比較して折れ曲がりに対する耐久性が相対的に低いため、外部からの圧力変動がそのまま接続部分に伝達されると、接続部分に損傷が生じるおそれが高くなるが、折れ曲がりの発生からモールド部30により保護されているため、接続部分の損傷が抑制できる。
Next, the operation of other members when pressure is applied to each biological information detection body 1 in the biological information detection unit S will be described. Since the connection part between the
また、検出部10は圧力伝動部材40により挟持されているため、外部から大きな圧力変動が印加されると、両者の間においてズレが生じることがある。検出部10と圧力伝動部材40との間は接着されていないため、圧力伝動部材40と検出部10との間にズレが生じても両者の間はすべり方向(図1(a)における左右方向)に相対移動することが可能であり、圧力伝動部材40の変形につられて発生する検出部10への局所的な応力集中は防止できる。具体的には、図4に示すように、上側圧力伝動部材41及び下側圧力伝動部材42の間は接着されておらず、その間に挟持された検出部10、モールド部30、信号線20は圧力伝動部材40からある程度自由に動くことが可能になっている。クッション91及び92の間は接着されているため、その間に挟持された圧力伝動部材40は固定され、生体情報検出体1がずれて圧力変動を検出する部位が予期せぬ部位に移動することはない。
Moreover, since the
また、ベッド装置B上に印加される大きな外力として想定されるものとして膝頭や肘によるものがあり、その外力がそのまま検出部10の一部に印加されると、検出部10が損傷することもあり得るが、検出部10の大きさは10mm×40mmであるため、それらの外力は検出部10の全体に対して印加されることとなるため損傷のおそれはない。特に、圧力伝動部材40から検出部10の一部に対して局所的に外力が印加されても、圧力伝動部材40内にてすべり方向に相対移動自在に配設されているため検出部10がすべることにより局所的な応力集中が防止できる。更に、モールド部30が開口部411及び421にて保持されて相対移動が制限されているため、モールド部30に接続されている検出部10の相対移動も制限されることになるから、相対移動により検出部10が変形することが防止できる。
In addition, as a large external force applied on the bed apparatus B, there are those caused by the kneecap and elbow, and if the external force is applied to a part of the
信号線20についても圧力伝動部材40にて挟持された部位は圧力伝動部材40との間で相対移動可能であるため、圧力伝動部材40の変形に連れて信号線20に外力が加わるおそれはない。また、圧力伝動部材40にて挟持された部位は蛇行させた蛇行部20aとしているため、万が一、信号線20を通じて外力が印加されても蛇行部20aにより外力は吸収される。
As for the
(実施形態2:着座装置)
本実施形態の着座装置は車両シートであり、図6に示すように、シートクッション96、シートバック97、ヘッドレスト98を備える。シートクッション96内に生体情報検出体1が配設される。生体情報検出体1は実施形態1にて説明したものと同じであるので説明を省略する。生体情報検出体1は、図6(b)に示すように、シートクッション96の着座面961にあるシート表皮962とパッド963(軟質部材)との間に配設されている。上述した生体情報検出体1を採用しているため、局所的に外力が印加されても検出部10の一部に局所的な応力が集中することはない。
(Embodiment 2: Seating device)
The seating device of this embodiment is a vehicle seat, and includes a
S…生体情報検出ユニット
1…生体情報検出体
10…検出部 20…信号線 30…モールド部 40…圧力伝動部材(41…上側圧力伝動部材、42…下側圧力伝動部材)
91、92…クッション
B…ベッド装置 M…着座装置(車両シート)
DESCRIPTION OF SYMBOLS S ... Biological information detection unit 1 ... Biological
91, 92 ... Cushion B ... Bed device M ... Seating device (vehicle seat)
Claims (7)
伝達された圧力変動を検出する薄膜状の検出部と、
前記検出部から延設され、前記検出部が検出した圧力変動に対応する圧力変動信号を伝送する信号線と、
前記検出部及び前記信号線の間の接続部分に着設され、硬質材料にて形成されるモールド部と、
前記検出部の前記モールド部から露出する部位における表面形状に対して密着可能な表面形状をもち、前記検出部表面との間では相対移動可能に配設された弾性材料から形成される圧力伝達部材と、
を有することを特徴とする生体情報検出体。 A biological information detector used in contact with or inside a soft member made of a soft material to which pressure from a living body is applied,
A thin-film detector for detecting the transmitted pressure fluctuation;
A signal line extending from the detection unit and transmitting a pressure fluctuation signal corresponding to the pressure fluctuation detected by the detection unit;
A mold part that is attached to a connection part between the detection part and the signal line and is formed of a hard material;
A pressure transmission member formed of an elastic material having a surface shape that can be in close contact with the surface shape of the portion exposed from the mold portion of the detection portion, and is relatively movable with respect to the detection portion surface. When,
A biological information detector comprising:
前記生体情報検出体の前記検出部を内部に配設する前記軟質部材をもつ、生体が横たわるためのマットレス本体と、
を有することを特徴とするベッド装置。 The biological information detector according to any one of claims 1 to 5,
A mattress main body for the living body to lie, having the soft member in which the detection unit of the biological information detection body is disposed;
A bed apparatus comprising:
前記生体情報検出体の前記検出部を内部に配設する前記軟質部材をもつ、生体が着座するための着座部本体と、
を有することを特徴とする着座装置。 The biological information detector according to any one of claims 1 to 5,
A seating section main body on which the living body is seated, having the soft member in which the detection section of the biological information detection body is disposed;
A seating device comprising:
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