专利名称：接触检测传感器、驱动装置及看护用床的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测接触的接触检测传感器、驱动装置及看护用床。
背景技术：
在医院设施或看护设施等中，能够利用电动机抬起床部的靠背的看护用床广泛普及。在这种看护用床中，在使靠背从抬起的背抬高姿态向平放姿态变形时，有时会发生在靠背的下表面与床架之间夹入人体或异物的夹入现象。对用于检测该夹入的安全对策进行了研究。作为安全对策之一，已知有将片状的接触检测传感器粘贴到靠背的背面整体，当接触检测传感器检测到人体或异物的夹入时停止靠背的方法。另外，作为安全对策之一，还已知有看护用床领域之外的方法在工业用机器人的外周侧面安装板状的接触检测传感器，当某物与该接触检测传感器接触时，停止该工业用机器人的动作(例如，参照专利文献1)。图13是现有的接触检测传感器1的立体图。现有的接触检测传感器1具有具有多个孔2的长方形片状的绝缘间隔件3 ；夹着绝缘间隔件3而以导电面对置的方式配置的两片长方形片状的导电片4、5 ；覆盖导电片4的外表面的绝缘体的长方形片状的柔软片6。另外，在导电片4、5的两端连接有导线7、8。导线7、8通过电流等的检测电路而与直流电源连接。这样结构的接触检测传感器1中，某物与柔软片6接触时，电流等发生变化，因此能够检测到接触。图14是现有的接触检测传感器1的接触时的剖视图。对接触检测传感器1的接触检测的动作进行说明。接触检测传感器1例如安装在工业用机器人的侧面9上。并且，当从柔软片6的上方作用按压力F时，柔软片6及导电片4在按压力F的作用下发生变形，导电片4进入孔 2的内侧。进入到孔2的内侧的导电片4与导电片5密接。其结果是，导线7与导线8连接而使电流等发生变化，由此检测电路能够判定接触检测传感器1的接触的有无。通过使用这样的接触检测传感器1，由此能够在广阔的范围内检测到来自外部的接触。专利文献1日本特开2007-102719号公报然而，在将现有的接触检测传感器用于例如检测看护用床的夹入时，接触检测传感器无法区别人体与异物，只要施加了规定以上的力就检测到夹入。这里，在为了不对人体造成�：Χ哟ゼ觳獯衅鞯牧槊舳壬瓒ǖ媒细叩那榭鱿拢砸煳镆不嵋韵嗤牧槊舳燃觳饨哟�。其结果是，即使在不需要检测夹入的情况下，也检测夹入。例如在看护用床中， 检测到夹入时进行控制以停止床的靠背的驱动，此时若将接触检测传感器的灵敏度设定得较高，则频繁地停止靠背的驱动，从而导致便利性降低。另外，在为了减少误检测而降低夹入检测的灵敏度的情况下，对人体的灵敏度也降低，夹入人体时施加�：Φ目赡苄员涓�。S卩，在现有的接触检测传感器中，无法区别人体这样的柔软体与硬的异物，施加同
4样的力时，同样地检测接触。
发明内容
本发明为了解决上述现有的课题而提出，其目的在于提供一种以高灵敏度检测出人体这样的柔软体进行了接触的接触检测传感器、驱动装置及看护用床。为了达成上述目的，本发明如下构成。根据本发明的一个方面，提供一种接触检测传感器，具备绝缘间隔件，其具有多个开口部；第一导电片，其与所述绝缘间隔件的一面相接，能够以进入所述绝缘间隔件的所述开口部内的方式变形；第二导电片，其与所述绝缘间隔件的另一面相接，能够以进入所述绝缘间隔件的所述开口部内的方式变形，通过所述第一导电片与所述第二导电片经由所述绝缘间隔件的所述开口部电接触，从而检测接触。根据本发明的另一方面，提供一种驱动装置，其中，上述方式所述的接触检测传感器设置在框体的表面上，从而根据所述接触检测传感器所进行的接触检测来控制驱动。根据本发明的又一方面，提供一种看护用床，具有上述方式所述的接触检测传感
ο发明效果本发明能够提供一种高灵敏度地检测出柔软体进行了接触的接触检测传感器、使用接触检测传感器的驱动装置及看护用床。
图IA是本发明的第一实施方式的接触检测传感器的立体图。图IB是第一实施方式的接触检测传感器的非接触时的图IA的A-A线的局部剖视图。图IC是第一实施方式的接触检测传感器的与柔软体接触时的图IA的A-A线的局部剖视图。图2是第一实施方式的接触检测传感器的与柔软体接触时的局部放大剖视图。图3是第一实施方式的接触检测传感器的与非柔软体接触时的局部剖视图。图4是第一实施方式的接触检测传感器的分解立体图。图5A是将第一实施方式的接触检测传感器安装于平面的框体的情况下的剖视图。图5B是将第一实施方式的接触检测传感器安装于曲面的框体的情况下的剖视图。图6是第一实施方式的接触检测传感器的与柔软体接触时的剖视图。图7是本发明的第二实施方式的具有菱形的绝缘线的接触检测传感器的剖视图。图8是第二实施方式的具有D形的绝缘线的接触检测传感器的剖视图。图9是本发明的第三实施方式的接触检测传感器的空孔型的绝缘间隔件的俯视图。图IOA是第四实施方式的点型的绝缘间隔件的俯视图。图IOB是第四实施方式的点型的绝缘间隔件的局部剖视图。
图IOC是第四实施方式的第一变形例的点型的绝缘间隔件的俯视图。图IOD是第四实施方式的第二变形例的点型的绝缘间隔件的局部剖视图。图IOE是第四实施方式的第三变形例的点型的绝缘间隔件的局部剖视图。图11是本发明的第五实施方式的看护用床的立体图。图12是第五实施方式的看护用床的靠背底部的后视图。图13是现有的接触检测传感器的分解立体图。图14是现有的接触检测传感器的接触时的剖视图。符号说明11、41、43接触检测传感器12 导电布13、51、53 绝缘间隔件14 导电片15接触检测电路20、21、42、44 绝缘线22、52 开口部25 柔软体26 非柔软体27第一保持部28第二保持部29 格子区域30a、30b 固接部54 绝缘片61 看护用床62 垫子63 底部63a靠背底部64 控制部65 床架
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，在以下的说明中， 对同一结构要素标注同一符号，有时省略说明。另外，为了易于理解附图，示意性地示出各结构要素的主体。(第一实施方式)图1A、图1B、图IC是本发明的第一实施方式的接触检测传感器11的立体图和局部剖视图。图IA是接触检测传感器11的立体图，图IB是非接触时的图IA的A-A线的局部剖视图，图IC是柔软体25接触时的图IA的A-A线的局部剖视图。如图IA所示，第一实施方式的接触检测传感器11构成为具备具有多个开口部 22的绝缘间隔件13 ；夹着该绝缘间隔件13而配置的导电布12和导电片14。作为第一导电片的一例的导电布12与绝缘间隔件13的一面(例如，图IA的上表面)相接。作为第二导电片的一例的导电片14与绝缘间隔件13的另一面(例如，图IA的下表面)相接。需要说明的是，导电布12和导电片14分别具有导电性。导电布12是在有机纤维的表面加工有极薄的金属镀敷层而成的织物。详细情况在后叙述，第一实施方式的导电布12需要沿着绝缘间隔件13的表面的凹凸而变形，因此期望尽可能地薄。具体而言，优选0.1mm以下。另外，为了使因第一实施方式的导电布12与导电片14接触而产生的电流或电阻的变化显著，期望导电布12的电阻值低。在本第一实施方式中，作为导电布12的一例，使用厚度为0. 09mm左右且电阻为0. 05 Ω/Sq左右、材料为含浸有铜的PET织物的导电布。绝缘间隔件13通过将多个绝缘线20、21组合成格子状而构成。构成绝缘间隔件13的构件(绝缘线20、21)优选使用刚性比导电布12及导电片 14的刚性高的材料。多个绝缘线20及多个绝缘线21例如分别等间隔地配置。作为一例， 在图IA 图IC中，以各绝缘线21与各绝缘线20相互正交的方式构成了绝缘间隔件13。 具体而言，将等间隔且平行地配置的多个绝缘线20不固定地载置在等间隔且平行配置的多个绝缘线21的上侧，从而构成了绝缘间隔件13。在第一实施方式中，作为绝缘间隔件13 的一例，使用了直径为0. 9mm左右的聚酯。导电片14是具有在单面上施加来自外部的力时能够沿厚度方向(图1B、图IC的上下方向)自由变形的厚度的构件。详细情况在后叙述，在第一实施方式中，绝缘间隔件13 的至少一部分绝缘线20、21需要陷入(沉入)导电片14内。因此，导电片14需要使用在导电片14上施加有力时能够容易发生变形的材料。另外，在第一实施方式中，为了检测到图3所示的非柔软体沈的接触，导电片14的厚度需要为绝缘间隔件13的厚度以上。作为导电片14的材质，优选具有导电性且沿厚度方向具有柔性的构件。作为导电片14的具体的材质，优选导电性海绵或导电性橡胶等。在第一实施方式中，作为导电片14的一例，使用了厚度为3. 4mm左右且电阻为0. 05 Ω /sq左右的导电海绵。如图IB所示，在第一实施方式的接触检测传感器11中，没有物体与接触检测传感器11接触时(柔软体25不与接触检测传感器11接触时)，由于绝缘间隔件13的存在，在整个区域中导电布12与导电片14完全不接触。之后，如图IC所示，例如在作为柔软体25的一例的人体的一部分与检测传感器11 接触时，导电布12与导电片14局部地接触。在第一实施方式中，由接触检测电路15检测出接触检测传感器11的导电布12与导电片14接触而产生的电流或电阻的变化，由此检测出柔软体25与接触检测传感器11接触这一情况。图2是第一实施方式的柔软体25向接触检测传感器11接触时的接触检测传感器 11的局部放大剖视图。当柔软体25以规定以上的力与接触检测传感器11接触时，绝缘线20、21陷入柔软体25和导电片14这两方内(为了简化，在图2中示出仅绝缘线21陷入柔软体25和导电片14内的状态)。此时，导电布12沿着绝缘线20、21的外形而发生变形，导电布12与导电片14接触。这里，导电布12需要用于沿着绝缘线20、21而变形的柔性。另外，作为绝缘线20、21，需要使用刚性比柔软体25及导电片14的刚性高的材质。在第一实施方式中，绝缘线20、21使用了聚酯，因此比作为导电片14而使用的导电海绵的刚性足够高。另外，优选绝缘线20、21的截面形状为圆形。对绝缘线20、21的截面形状优选圆形的理由进行说明。若绝缘线20、21形成为从截面的中心向图2的箭头B或箭头C的方向变细的形状，则绝缘线20、21容易陷入柔软体25或导电片14内，能够实现本发明的目标功能。然而，若形成为例如向箭头B的方向变尖的形状，则在柔软体25为人体的一部分的情况下可能给这个人带来痛感。为了解决这样的问题，在第一实施方式中，绝缘线20、21的截面形状最佳为圆形。图3是第一实施方式的接触检测传感器11的与非柔软体沈接触时的剖视图。这里，非柔软体26比柔软体25硬，且比绝缘线20、21硬。S卩，非柔软体沈意味着绝缘线20、 21不会陷入的物体。例如，作为非柔软体沈，考虑有金属材料、树脂材料。在第一实施方式中，如前所述，导电片14的厚度厚到绝缘间隔件13的厚度以上。 由此，当非柔软体沈以规定以上的力经由导电布12与绝缘线20、21接触时，绝缘线20、21 完全陷入导电片14内(为了简化，在图3中示出仅绝缘线21陷入导电片14内的状态)。 由于该绝缘线20、21的陷入，导电布12与导电片14接触，因此能够检测到非柔软体沈的接触。如图3所示，在非柔软体沈与接触检测传感器11接触的情况下，为了由接触检测传感器11检测出接触，需要绝缘线20、21完全地陷入导电片14内而使导电布12与导电片 14接触。因此，与图2所示的柔软体25的情况相比，图3所示的非柔软体沈的情况需要大的力来检测接触。即，第一实施方式的接触检测传感器11利用柔软体25根据绝缘线20、21 而发生变形这一现象，从而能够比非柔软体沈高灵敏度地检测出柔软体25。由此，通过使用第一实施方式的接触检测传感器11，能够实现比非柔软体26高灵敏度地检测出作为柔软体25的一例的人体的接触、且误检测少的接触检测传感器。这里，使用算式对以上所说明的能够比非柔软体沈高灵敏度地检测出柔软体25 的内容进行说明。在以下的说明中，为了简化，作为绝缘线而仅考虑绝缘线21，省略了绝缘线20。如图2所示，将绝缘线21陷入柔软体25内的变形量设为 ，将绝缘线21陷入导电片14内的变形量设为^。另外，将柔软体25的弹性系数设为kf，将导电片14的弹性系数设为ks，将在接触检测传感器11与柔软体25之间产生的力设为F(rf+xs)。于是，以下的(式 1)成立。式1
F^ = llkf\llK .(分 + ·^)…(式 1)这里，如图3所示，当非柔软体沈取代柔软体25而与接触检测传感器11接触时， A成为0，kf成为无限大，因此(式1)成为以下的(式幻。这里，F(xs)表示在接触检测传感器11与非柔软体26之间产生的力。式2巧 )=之·夂…(式2)为了使导电布12与导电片14接触，变形量的合计与下侧(导电片侧)的绝缘线 21的厚度d相等即可。由此，在为柔软体25时，导电布12与导电片14接触时的力F(d)成为以下的(式3)，在为非柔软体沈时，导电布12与导电片14接触时的力F(d)成为以下的 (式 4)。
式3
权利要求
1.一种接触检测传感器，具备 绝缘间隔件，其具有多个开口部；第一导电片，其与所述绝缘间隔件的一面相接，能够以进入所述绝缘间隔件的所述开口部内的方式变形；第二导电片，其与所述绝缘间隔件的另一面相接，能够以进入所述绝缘间隔件的所述开口部内的方式变形，通过所述第一导电片与所述第二导电片经由所述绝缘间隔件的所述开口部电接触，从而检测接触。
2.一种接触检测传感器，具备第二导电片，其粘贴有绝缘片且能够以所述绝缘片陷入的方式变形； 第一导电片，其能够以进入所述绝缘片间的间隙的方式变形，通过所述第一导电片与所述第二导电片经由所述绝缘片间的间隙电接触，从而检测接触。
3.根据权利要求1或2所述的接触检测传感器，其中， 所述第二导电片是沿其厚度方向具有柔性的片。
4.根据权利要求1所述的接触检测传感器，其中， 所述第二导电片的厚度为所述绝缘间隔件的厚度以上。
5.根据权利要求1所述的接触检测传感器，其中，由所述开口部构成的灵敏带区域的面积与由所述绝缘间隔件构成的不灵敏带区域的面积的关系满足0. 95 >灵敏带区域的面积/(灵敏带区域的面积+不灵敏带区域的面积)彡0. 6。
6.根据权利要求1所述的接触检测传感器，其中，所述绝缘间隔件是将多个绝缘线以格子状组合而形成的间隔件。
7.根据权利要求6所述的接触检测传感器，其中，所述绝缘线在一端具有固定于所述第一导电片的第一端部，在另一端具有固定于所述第二导电片的第二端部，所述第二导电片在所述绝缘线格子状地组合而成的格子区域的外侧且在所述第一端部侧具有供所述绝缘线滑动并同时保持所述绝缘线的第一保持部，所述第一导电片在所述格子区域的外侧且在所述第二端部侧具有供所述绝缘线滑动并同时保持所述绝缘线的第二保持部。
8.根据权利要求6或7所述的接触检测传感器，其中，所述绝缘线的截面形状为前端随着接近所述第一导电片而变细的截面形状。
9.根据权利要求8所述的接触检测传感器，其中，所述绝缘线的截面形状为所述第一导电片侧的前端呈圆弧的截面形状。
10.根据权利要求9所述的接触检测传感器，其中，所述绝缘线的截面形状为所述第二导电片侧的前端平坦的截面形状。
11.根据权利要求2所述的接触检测传感器，其中， 所述第二导电片的厚度为所述绝缘片的厚度以上。
12.根据权利要求2所述的接触检测传感器，其中，由所述开口部构成的灵敏带区域的面积与由所述绝缘片构成的不灵敏带区域的面积的关系满足0. 95 >灵敏带区域的面积/(灵敏带区域的面积+不灵敏带区域的面积)彡0. 6。
13.根据权利要求2所述的接触检测传感器，其中，所述绝缘片的截面形状为前端随着接近所述第一导电片而变细的截面形状。
14.根据权利要求13所述的接触检测传感器，其中，所述绝缘片的截面形状为所述第一导电片侧的前端呈圆弧的截面形状。
15.根据权利要求14所述的接触检测传感器，其中，所述绝缘片的截面形状为所述第二导电片侧的前端平坦的截面形状。
16.一种驱动装置，其中，权利要求1 15中任一项所述的接触检测传感器设置在框体的表面上，从而根据所述接触检测传感器所进行的接触检测来控制驱动。
17.一种看护用床，具有权利要求1 15中任一项所述的接触检测传感器。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种相较非柔软体而言高灵敏度地检测出柔软体接触这一情况的接触检测传感器。接触检测传感器(11)构成为具备导电布(12)、具有多个开口部(22)的绝缘间隔件(13)、由片状的导电体构成的导电片(14)，在导电布(12)与导电片(14)之间夹有绝缘间隔件(13)。当人体等柔软体(25)以规定以上的力与导电布(12)接触时，绝缘间隔件(13)经由导电布(12)陷入柔软体(25)内。并且，导电布(12)沿着绝缘间隔件(13)的绝缘片而改变形状，导电布(12)的一部分与导电片(14)接触，由此检测出柔软体(25)接触这一情况。
文档编号G01V3/00GK102538831SQ201110318478
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者中村彻, 久米洋平, 塚田将平, 河上日出生 申请人:松下电器产业株式会社
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