JPS62284219A - 体重計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の技術分野〕 この発明は体重計に関するものであり、特に一般に家庭
用の簡易型のものとして好適な体重針に関するものであ
る。

〔従来技術〕

体重針の測定方式は、読み取りが容易、測定時間の短縮
等の要求から、分銅式からばね式に変って久しい。それ
に伴い形についても、コンパクト化（平型）、軽量化等
がなされてきている。

ところで、近年、上記のような体重測定の簡易化、個人
ベースでの健康管理意識の向上等によって、家庭用体重
計が普及するに及び、更に重量や置き場所などの面で、
取扱いの簡便性が問題点となっている。

即ち、従来、一般家庭用体重計は、厚みが５０ｍｍ〜７
０ｍｍ前後であり、重量が２〜４　ｋｇというような構
造であった。しかし、家庭用としては現状では未だ十分
とは言えず、特に家庭用の場合には、もっと軽量化、コ
ンパクト化が望ましい。例えば、前記の重さでは、小児
が取扱うようなときや、高い位置に収納するときに不便
であり、一般家庭の風呂場で扱う際等には、もっと軽量
化、コンパクト化が望まれる。

又、測定の際の設置場所については、下地が畳、ジュー
タン、足ふきタオル等柔らかいものの上でも使えること
が望ましい。

〔発明の目的〕

この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、薄型化、軽量化できる体
重計を提供することにある。

〔発明の構成〕

この発明は上記目的を達成するため、体重計の荷重を感
圧導電ゴムの抵抗値の変化として取り出す感圧導電ゴム
センサ部と、上記抵抗値変化に対応する電気信号を生成
する計測回路と、上記電気信号により体重を示す標示部
とを有することを要旨とするものである。

本発明に使用する上記感圧導電ゴムは、例えば、特開昭
４９−１１４７９８号、特開昭５３−７９９３７号公報
に開示されているように、黒鉛粒子、金属粒子等の導電
性粒子を分散させたゴム弾性体であって、荷重による変
形量に応じた抵抗値を示すものであり、計測素子の大き
さを例えば１辺が数Ｃ１厚みが数ＩＩＩＩＩｌ程度の小
型のものとすることができ、しかも電気量に変換して体
重をいわゆるハード的な電気回路によって計測すること
もできるが、マイクロコンピュータと組み合わせてディ
ジタル表示、記憶、標準体重との比較、ディスプレー、
電子音等とを組み合わせて小児向きの商品化等多角的な
応用を可能にすることができる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図はこの発明の一実施例に係る体重計の
構成を示す。

この体重計は、荷重合に配設する感圧導電ゴムによるセ
ンサ部と、測定回路（電気量に変換、増幅、ディジタル
化、マイクロコンピュータ制御回路）と、標示部を備え
る。

第１図において、１は感圧導電ゴムセンサ部、２はアナ
ログ信号増幅回路、３はＡ／Ｄコンバータ、４はデータ
判定回路、５はメモリ回路、６は標示部である。このよ
うに本実施例の体重針は、感圧導電ゴムをセンサとして
用い、電気的処理により標示を行なうものである。

ここで、まず、感圧導電ゴムについて説明しておく。

感圧導電ゴムは、カーボン粒子径、分散密度等を適当な
値に選択することにより所定の荷重で一定範囲の抵抗変
化を示すように調整することができるので、荷重センサ
等として作用させることができ、しかも、耐蝕性に優れ
、比較的安価で外見はゴム伏であり扱い易く、電極で挟
持すれば、容易に抵抗を測定することが可能である。

上記抵抗測定の典型的な構成は、シート状とした感圧導
電ゴムの小片をリード線を取付けた電極に乗せ、その上
にやはりリード線を取付けた受圧側電極を乗せた構造の
ものである。

感圧導電ゴムを得る方法としては、例えば、使用する弾
性体としてシリコーンゴム弾性体を使用し、例えば、特
開昭５３−７９９３７号に開示されているように、人造
ＷＡ船精粒子ゴムに混合分散させる方法により、又、特
開昭４９−１１４７９８号に開示されているようにニッ
ケル微粉体を使用する方法により製造することができる
。

感圧導電ゴムの大きさとしては、特に限定しないが、例
えばｌ　ｃｍφかあるいはｌ　ｃｍ　Ｘ　ｌ　ａｍ程度
で、０．５　ｍｍ厚さ程度のものが使用できる。

又、荷重合としての形状については、その上に容易に立
つことができる大きさ、例えば、大人用ならほぼ３０Ｃ
ＩＩＸ３０Ｃ１１で、厚さは、荷重受は板、測定部及び
基板の全体の厚みでほぼ１０とすることができる。

重心と足の位置との関係について多数の被検者について
検べたところ、左右前後の重心移動に対しては、個人差
があることが観測される。

したがって、これらの点を考慮して安定した値が得られ
る構造であれば単純な形はどよい。

即ち、第２図の（Ｂ）は本実施例による体重計を一部破
断して示した平面図であり、（Ａ）はそのＸ−Ｘ線断面
図であり、１個の感圧導電ゴムによるセンサを使用し、
体重をゴム板によって受ける構成としたものである。同
図において、７は基板（ＦＲＰ）　、８はゴム板、９は
感圧導電ゴムのセンサ部分、１０は荷重受台（ＦＲＰ）
、１１は空隙である。ゴム板８は通常のゴム板で材料は
例えばシリコン系である。又、基板７、ゴム板８、荷重
受台１０の厚さについては、例えば基板７は２ｍｍ程度
、ゴム板８は３ＩＩＩＩ１１、荷重受台１０はほぼ２１
１１１１１である。

更に、空隙１１は、これは全部をゴム板とすると、感圧
導電ゴムの圧縮変形による電気抵抗変化を取り出す場合
に、体重による変形が小さくなるので変形量団整のため
切り欠いたものである。

第２図に示す足型は、被測定者が荷重受は坂に乗る位置
を誘導するためのものである。更にこの意匠を小児が好
む図形とするなど各種の応用が考えられる。

更に、第２図の例では、上記のとおりセンサが１個であ
るが、より正確な測定や重い体重まで測定するとき等の
場合には、例えば第３図に示すように４点支持とし各セ
ンサからの検出値の加算値を体重の検出値として出力す
ることにより被測定者の乗る位置による測定誤差をより
小さくすることができる。本発明のセンサ部は、上記の
外３点支持その他の多点支持とすることもできる。

センサ部分９については、０．５　ｍｍの感圧導電ゴム
の上下両面に電極としての金属箔を付すと共に、リード
線を引出すようにし、又、荷重受台ｌＯとの間にはスペ
ーサを設けるようにした。

なお、標示部６のハウジング内にはワンチップマイクロ
コンピュータ等を含む電気回路が収納されており、又１
２は電源用電池ケースである。

前記アナログ信号増幅回路２は、このような感圧導電ゴ
ムを使用したセンサ部１により取出される抵抗値変化を
示すアナログ信号が供給される。ここで、信号は増幅さ
れるが、その増幅された信号はＡ／Ｄコンバータが働き
易いようにカーブを補正され出力される。

即ち、この回路部２はカーブ補正回路を含み、これによ
り加えられた力に対し、はぼ直線的に変化する電気量に
変換させる。

ここで、感圧導電ゴムにおけるカー抵抗特性、直線化に
ついて述べる。

感圧導電ゴムにおいては、一般に、抵抗Ｒとで示される
関係にあって、直線ではない。

従って、単にベース回路に感圧導電ゴムを可変抵抗体と
して組み込み、そのトランジスタのコレクタから出力を
取り出すような構成でも測定可能であるが、このような
抵抗値変化特性をそのまま使用すると電気的に取扱いに
くい。そこで、本発明者は、先に、感圧導電ゴムを圧縮
変形させて電気抵抗値の変化を利用して力を電気量に変
換する回路において、直線関係を実現するため、感圧導
電ゴムに接続された電極が電気抵抗変化を表わす信号を
回路に与えるように接続されていると共に、その抵抗変
化を出力として取り出すＦＥＴを設けた電気抵抗特性補
正回路を開発し、特願昭６１−５０３１０号として特許
出願している。

即ち、ＦＥＴのドレイン電流がほぼゲート電圧の二乗に
比例することに着目し、上記した感圧導電ゴムの抵抗が
、これに加わる力のほぼ１゜８〜１．９乗に逆比例する
特性と相殺させて、力に対しほぼ直線的に変換する電気
量に変換させるものである。従って、通常は感圧導電ゴ
ムは、ＦＥＴのゲートに電圧を加える回路に抵抗体とし
て適宜接続する。具体的には、例えば、ＦＥＴのゲート
と−Ｂ電源との間に接続するようにし、ＦＥＴのゲート
とドレイン間には抵抗を接続し、そのドレインは十Ｂ電
源に接続し、一方、ＦＥＴのソースは抵抗を介して接地
し、ＦＥＴのソースから出力を得るような構成であって
よい。

このようにして特性を補正すれば、力対出力信号の対応
がほぼ直線となるので、各種の機器に使用し易（、この
実施例では、回路部２にはそのようなカーブ補正回路を
含んでいる。

このように感圧導電ゴムに加えられた圧力は抵抗値の変
化となって取り出され、次の信号増幅回路にて増幅され
、この増幅された信号はＡ／Ｄコンバータが（ａＪき易
いようにカーブを補正され出力される。

ここで、この信号で直接Ａ／Ｄコンバータを働かせると
各種の測定ミスが起こるので、データ判定回路４が設け
られている。体重を測定する場合、感圧導電ゴムの変形
が安定するまで３〜４ｓｅｃかかる。又、体重の掛は方
により、検出値がフラツジすると読みにくいから、体重
計に乗り、所定時間たち、安定する値を推定し、脈動値
に対しては平均値として検出値を出力するのが便利であ
る。

このような必要性から上記データ判定回路４が設けられ
ており、体重計上の人間の動き、正確な位置等を判定し
て条件が整った場合、ＯＫの信号を出しＡ／Ｄコンバー
タの働きをホールドし、数値を読み易くする機能を持つ
。

Ａ／Ｄコンバータ回路部３は、上記のようにホールドさ
れた状態のデータに基づいて標示器６に信号を送出し、
被測定者はその標示により適確に体重を知ることになる
。

この回路部３は、演算回路、標示器ドライバーを有する
制御部を含み、アナログ信号増幅回路部２よりの信号を
演算し、標示部を働かす。

標示部６は、ＬＥＤ又はＬＣＤを使用することができ、
この例のように数値で体重を示す。

又、標示部としては、ディジタル、アナログによるパネ
ル表示、合成音声を含む音による表示、光による表示な
ど種々のものを用いることができる。

ここで、次に、メモリ回路５について説明する。

従来の体重針は、単に体重を計るだけである。

即ち、現状では、単に計るだけの機器であって、記述し
たような最近の健康管理意識の向上、家庭用の普及に鑑
みるとき、健康管理用機械、特に一般家庭用体重計とし
ては、未だ改善の余地が大きい。

ところで、前述した如く、この体重計はｆｆ１ｆｆｌの
センサとして抵抗変化型の感圧導電ゴムを使用しており
、薄く、しかも軽くできるのみならず、処理は完全に電
気で、メモリが可能で電気的処理がし易い。

このような点から、この体重計では、次のような付属機
能をも有している。

即ち、上記メモリ回路５は下記の３つの機能を持つ。

その一つは、メロディ−・メモリである。これは、セン
サ素子自体の持つクリープの特性等により、既述したよ
うに体重針に加重される重量の安定する迄の時間が数秒
間あるため、この間メロディ−（計測中の表示）を流し
、又測定ＯＫの場合の合図の意味もあり、非常に効果的
なものである。

即ち、たとえばＲＯＭ中に予め入力したプログラムによ
り、乗るとメロディ−が流れ、そして安定すればメロデ
ィ−は止み、前述したように回路が検出値をホールドし
読み易い状態でディジタルによる数値で体重が示される
ことになる。これは、いわばウェイト確認者で、計測中
であることを被測定者が確認できると同時に、特に、小
児などにとっては、これにより楽しみながら体重を計る
ことができ、自然と体重を図ろうとする意欲をもたせる
ように仕向けることもできる。

又、もう一つは、この電子体重針の構成上比較的メモリ
することが容易なことを利用し、前回の体重等を読み出
せるようにメモリ機能を付加されているもので、このメ
モリ機能は、ＲＡＭの利用により行なう。なお、前回と
の体重変化量の表示等を行なわせるように演算機能を持
たせることも容易である。

更に、他の一つは、身長から割り出せる平均体重を予め
ＲＯＭに入力しておき、計測体重との差を読み出し健康
管理を行なうものである。

又、体重針の電源としては、家庭用電源を用いることが
できるが、ＲＡＭ中にデータを記憶させるには電池を使
用することができる。ソーラバッテリーにするようにし
てもよい。

第３図に第１図に示す実施例の変形例を示す。

即ち、この変形例は、体重針に人が乗ると計量結果が標
示されるまでの間メロディが流れて体重訂が作動したこ
とを示すように構成したものであり、前記データ判定回
路４に相当する部分を変形したものである。

同図において、１３はコンパ−レータ、１４は表示器６
ａのスタート、リセ・ノドを制御する制御回路、１５は
タイマであり、１６は遅延回路、１７はホールド回路、
１８はホールド回路用判定回路、１９は体重計測の計測
中であることを音声によって被計測者に伝えるための音
声発生用の回路で、本実施例の場合は計測終了までメロ
ディが流れるように構成されており、スピーカ２０から
音として出力され、上記コンパレータ１３にはセンサか
らの検出値を増幅するアンプからのアナログ信号が与え
られるようになっている。

コンパレータ１３は、第１図のデータ判定回路４に相当
するものであり、センサが体重を検出し、その検出値が
安定し標示部６ａに出力可能となったことを判定する回
路であり、コンパレータ１３の出口は制御回路１４に供
給されると共にタイマ１５にも供給される。

前記制御回路１４は、表示部６ａの表示動作を制御する
回路である。例えば、被測定者が体重の測定を終り体重
計を下り際には一旦体重計に掛る荷重が大きくなってか
らゼロになる。したがって子供などの場合に飛び下りた
りするとその変化は更にひどくなるので、このようなと
き即座に表示をゼロに戻すような制御を担当するもので
ある。

前記タイマ１５は被計測者が体重計上で安定した位置に
落ち着くに要する時間と、センサが検出値が安定する時
間、例えば３〜５秒程度の時間に設定されるもので、コ
ンパレータ１３のＯＮで動作を開始し符号Ｓで示すよう
に設定された時間ハイレベルの信号をホールド回路用判
定回路１８及び音声回路１９に与える。音声回路１９は
、タイマ１５から信号が与えられている開作動してメロ
ディを発生させスピーカ２０を作動させる。

一方、コンパレータ１３の出力は、遅延回路１６を介し
てホールド回路用判定回路１８にも与えられる。このホ
ールド回路用判定回路１８は、コンパレータ１３がＯＮ
、タイマ１５がＯＦＦのときにホールド回路１７をＯＮ
する信号を出力し、前記論理が成立する間ホールド回路
１７が表示器６ａに第１図のＡ／Ｄコンバータ３から与
えられる体重検出値を標示させる。

上述のように、感圧導電ゴムをセンサとして用いて薄型
、軽量タイプの簡易型体重計を構成することができる。

本実施例の体重計は、厚みが約１ｃｍ、重さが数百ｇと
軽量・薄型とすることができるために、小児でも自由に
扱うことができ、本棚に立て掛けたり、壁に掛ける等収
納上極めて便利であり、可動部分がないので畳の上でも
使用することができる。

前述したように、標示にＬＥＤ　（又はＬＣＤ）を使用
し、電源は電池あるいはソーラバッテリーとし、各回路
はＩＣにして薄型、軽量、小型化を図れる等、感圧導電
ゴムを体重計の測定素子として使用することにより各種
の利点を持つことができる。

即ち、数値によるディジタル表示を行なうが、センサに
加重がかかったことを判定し、所定時間後に保持するよ
うにすれば、その保持回路によって、不安定な状態での
数値の読み取りを行なう必要はなく、読み取りは容易に
してかつ適確に行なえる。

又、従来が単に体重を計るだけであるのに対し、上記構
成のディジタル体重計は計測体重のメモリを行なう機能
を有し、センサ自体が電気的特性を持つので、数値のメ
モリが容易で、低価格で実現できる。

更に、この体重計では、体重の計測中に電子音によるメ
ロディ−が鳴り、又、メモリにより平均体重との比較を
行なえる。測定後安定する迄メロディ−を流すので、非
常に効果的であり、又、平均体重等との比較ができるの
で、健康管理ができる。

このように、従来にない付属機能を容易に具備させるこ
とができる。

更に又、このようなメモリ、メロディ−等の機能に加え
、テレビ、マンゴ等の人気キャラクタと組合せた意匠、
表示手段、テーマメロディ−を用いるようにすれば、更
に商品価値を高めることができる。

〔発明の効果〕

この発明は、感圧導電ゴムをセンサとして用い、体重計
測時の荷重を抵抗値の変化として感圧導電ゴムから取り
出すと共に、これを計測回路に加えて標示部により標示
させるようにしたため、体重計の軽量化、薄型化を容易
に図ることができ、置場所に困らず、薄型、軽量のため
便利であり、畳やジュータンの上でも計測できるので、
特に一般家庭用の簡易体重計に適するという効果を奏す
ることができる。

又、本発明の体重計は体重を電気量に変換するため、電
子回路によって、ディジタル表示により読み取り違いを
なくすことができるので、小児でも取扱うことができ、
前回の計測値の記憶、・一般的平均体重を記憶させるこ
とにより家庭の健康管理に役立たせることができ、しか
も、計測に要する時間を電子音、ディスプレー等により
親しみ安くしかも取扱いに馴れない人も容易に正しく計
測できる等の各種の機能を付加することができるという
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
（Ａ）は前記実施例の体重計の断面図、第２図（Ｂ）は
一部を破断して示した前記実施例の体重計の平面図、第
３図は４個のセンサを基盤に配した場合の平面図、第４
図は第１図のデータ判定回路の変形例を示すブロック図
である。 ｌ・・・感圧導電ゴムセンサ部、２・・・アナログ信号
増幅回路部、３・・・Ａ／Ｄコンバータ回路部、４・・
・データ判定回路、５・・・メモリ回路、６・・・標示
器、７・・・基板、８・・・ゴム板、９・・・センサ部
分、１０・・・荷重受台、１１・・・空隙。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 体重計の荷重を感圧導電ゴムの抵抗値の変化として取り
   出す感圧導電ゴムセンサ部と、上記抵抗値変化に対応す
   る電気信号を生成する計測回路と、上記電気信号により
   体重を示す標示部とを有することを特徴とする体重計。