JP3103023U

JP3103023U - 水分検知センサ及び同用水分検知装置

Info

Publication number: JP3103023U
Application number: JP2004000284U
Authority: JP
Inventors: 修司稲村; 準神山
Original assignee: 石塚電子株式会社
Priority date: 2004-01-27
Filing date: 2004-01-27
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2010-01-27

Abstract

【課題】おむつ等の水分検知対象物を装着した被介護者の負担になることがなく、水分検知対象物の水分を正確に検知できる水分検知センサを提供すること。
【解決手段】絶縁シート上に形成された第一のコイルパターンと、第二のコイルパターンと、これらのコイルパターンに直列に接続されたコンデンサとで閉回路を形成し、第一のコイルパターンを絶縁被覆し、第二のコイルパターン上に吸水材を被覆することにより、吸水材に水分が吸収されることによってコイルのインピーダンスが小さくなる。インピーダンスの変化を水分検知装置側に取り付けられたコイルと電磁結合させることによって出力電圧の変化の大きさを検知し、予め設定したレベルと比較することによって水分の有無を判定表示する。
【選択図】図１

Description

本考案は、おしめを使用する介護老人、病人、乳児の排尿によるおしめの水分を検知して、排尿を通知するための水分検知センサと非接触形の水分検知装置に関する。

従来、この種の排尿を検知する水分センサとしては、絶縁基板上に互いに対向する電極パターンを形成した構造のものが提案されている。このセンサは、おしめ等に装着し、排尿によって電極間に水分が付着することで、電極間が短絡し電極間に接続された回路が短絡を検知し表示器や音響によって排尿を外部に知らせるものであった。このような水分センサは、装着したおしめから水分センサから導出した接続コードを引き出して検知装置に接続しなければならないために、介護作業の障害になったり、おしめを装着している被介護者の動作の邪魔や接続コードが取り付けられたおしめを装着している被介護者が不快感等を感じる欠点があった。

このような欠点を解消する方法として、例えば、特開２００１−３２８６５号に開示されているような非接触タイプの水分検知センサが提案されている。これは、コイルＬ１、コンデンサＣ及び櫛歯状に形成された２極の導電パターンからなる水分検知スイッチとの並列もしくは直列共振回路を形成した水分検知センサである。水分検知センサのコイルＬ１と水分検知装置のコイルＬ２とが発振周波数ｆ０で電磁結合し、水分検知により導電パターン間の静電容量の値が変化することによって、通常状態と水分検知状態における出力レベルの変化を検知して水分の有無を判断するものである。

特開２００１−３２８６５号公報

しかしながら、上記の水分検知センサを構成する導電パターンは、一種のスイッチ素子であり、水分の付着によりオンオフする構造であるために水分の付着が十分でないときの水分検知装置の判定が不安定となってしまう欠点がある。またコイルやコンデンサを個別部品で構成するために完成品の形状が大きくなり、おしめ等にセットするには形状をもっと平面状にしなければ実用的でなく被介護者がこのようなおしめを装着されたときに不快感を感じる欠点があることは明白である。

本考案は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、おむつ等の水分検知対象物を装着した被介護者の負担になることがなく、水分検知対象物の水分を正確に検知できる水分検知センサを提供することにある。

本考案は、上記した課題を達成するためになされたものであり、請求項１の考案は、絶縁シートの表面側に形成された第一のコイルパターンと、該第一のコイルパターンに直列に接続されたコンデンサと、前記絶縁シートの他面側に形成された第二のコイルパターンとで閉回路を形成し、前記第一のコイルパターンを絶縁被覆し、前記第二のコイルパターンを吸水材で被覆したことを特徴とする水分検知センサである。

また、請求項２の考案は、絶縁シートの一面に直列に形成された第一のコイルパターンと第二のコイルパターンと、前記第一と第二のコイルパターンに直列に接続されたコンデンサとで閉回路を形成し、前記第二のコイルパターンを吸水材で被覆し、第一のコイルパターンを絶縁被覆したことを特徴とする水分検知センサである。

また、請求項３の考案は、前記水分検知センサの吸収材に水分が吸収され、第二のコイルパターンが短絡することによる前記水分検知センサに流れる電流の変化を前記水分検知センサと電磁結合されたコイルによって検出して水分検知を判断する請求項１又は請求項２の水分検知センサを用いた非接触形の水分検知装置である。

本考案は、上記のような絶縁基板上にコイルパターンを形成した軽量で、厚みが薄く、可撓性のある水分検知センサを用いることによって、おむつ等に使用したときに被介護者の装着時の不快感を解消できると共に、非接触で排尿等を検知できるために介護者と被介護者の負担を軽減できることが可能になった。

本考案水分検知センサの一実施形態を図に基づいて以下に説明する。

図１（ａ）、（ｂ）は水分検知センサの表裏面のそれぞれの構造を示す分解斜視図を、同図（ｃ）は水分検知センサの断面図を示す。１は両面に銅箔が形成されたポリイミド樹脂等からなる可撓性絶縁基板であり、同図（ａ）は表面のコイルパターンの構造を示す。第一のコイルパターン２が絶縁基板１上に形成されている。前記コイルパターン２の中心部に端子３、他端に端子４が、そしてチップコンデンサ５が前記端子４を介して端子６に接続されている。このように形成された絶縁基板１の表面は防湿処理を施すために絶縁樹脂等を塗布するか、あるいは絶縁テープ等を貼着して被膜７を形成し絶縁基板１の表面全体を被覆した構造としてある。同図（ｂ）は絶縁基板１の裏面側の構造を示す。絶縁基板１上に第二のコイルパターン８が形成され、前記コイルパターン２の中心部に端子９が、他端に端子１０が形成されている。端子６と１０、端子３と９はそれぞれ図示しないスルーホールによって接続されている。また、表面には吸水材１１が形成されている。また同図（ｃ）は水分検知センサＡの断面図を示す。絶縁基板１の両面に第一及び第二のコイルパターン２、８がそれぞれ形成され、一面には防湿処理を施した被膜７が、他面には吸水材１１がそれぞれ形成されている。

図２は本考案水分検知センサの等価回路を示す。第一のコイルパターン２と第二のコイルパターン８とコンデンサ５とによって閉回路を形成し、第二のコイルパターン８の表面に形成された吸水材１１が水分を吸収することによって第二のコイルパターン８が短絡状態になることをスイッチによって表示してある。

図３（ａ）、（ｂ）は、第二の実施形態を示す水分検知センサＢの分解斜視図である。同図（ａ）において、１２は一面に銅箔が形成されたポリイミド樹脂等からなる可撓性の絶縁基板であり、第一のコイルパターン１３と第二のコイルパターン１４が同一面上に直列接続して形成されている。第二のコイルパターン１４の中心部には端子１５が、第一のコイルパターン１３の端部には端子１６が形成され、前記端子１６はコンデンサ５を介して端子１７に接続されている。端子１５と端子１７は図示しないジャンパー線等によって接続された後、第一のコイルパターン１３の表面に防湿処理を施すための絶縁樹脂等を塗布するか、あるいは絶縁テープ等を貼着して被膜７を形成した構造とし、内側に形成した第二のコイルパターン１４上には吸水材１１が形成されている。このような構成とした水分検知センサＢの等価回路は水分検知センサＡと同じ図２に示す等価回路となる。本実施例では、端子１５と端子１７を図示しないジャンパー線によって接続する場合を示したが、第一の実施例で示したような両面に銅箔が形成された可撓性の絶縁基板を用いれば、端子１５と端子１７をスルーホールによって裏面側で接続することも可能である。また、被膜７を内側の第二のコイルパターン１４に形成し、吸水材１１を外側の第一のコイルパターン１３に形成してもよいことはもちろんである。同図（ｂ）は本実施例水分検知センサＢの断面図を示す。

図４は、図３の第一のコイルパターン１３と第二のコイルパターン１４を円状螺旋のコイルパターンとした構造を示す。表示した数字は図３と同じものを表す。このような円状螺旋のコイルパターンは、図示していないが図１（ａ）（ｂ）に示すコイルパターン２、８にも適用できることはもちろんである。

次に、上記した水分検知センサＡによって、水分検知の有無を判断する非接触形の水分検知装置について説明する。非接触形の水分検知装置は、図５（ａ）に示すように平面的にパターン形成されたコイルＬ１と発振回路、整流回路、増幅回路、レベル設定回路、比較回路及び表示部から構成されている。水分検知装置を動作させることによってコイルＬ１には一定周波数の磁界が発生する。コイルＬ１に水分検知センサを接近させたとき、電磁結合によって水分検知センサに誘導電流が流れる。水分検知センサの吸収材１１に水分が含まれていない通常状態のとき、同図（ｂ）に示すようにレベル設定回路で設定した設定レベルよりも大きな出力信号電圧Ｄを比較回路が検知し、水分無しと判定して表示部のＬＥＤは消灯したままとなる。吸収材１１に水分が吸収されて第二のコイルパターン８又は１４が短絡状態になると、水分検知センサを構成する回路のインダクタンスが小さくなり、出力信号電圧Ｅが設定されたレベル以下になったことを比較回路が検知して水分が有ることを判定し、表示部のＬＥＤ等を点灯させて知らせることができる。

上記水分検知センサにおいて、水分を吸収させるための吸収材をコイルパターン上に固着した構造について開示したが、おしめに使用する場合はおしめを吸収材として使用すれば吸収材１１は必ずしも必要なものではない。

本考案の水分検知センサ及び水分検知装置は排尿等の検知だけでなく、園芸や食品工業等の表面の乾燥状態を検知する手段としても利用できる。また、本考案の非接触形の水分検知装置は、普及の目覚ましい携帯電話のような携帯機器の中に、平面状のコイルＬ１を初めとして発振回路、検波回路、増幅回路、レベル設定回路、比較回路及び表示部を内蔵することによって、より利便性の優れたものとなる。

図１（ａ）は水分検知センサの表面の構造を示す。図１（ｂ）は水分検知センサの裏面の構造を示す。図１（ｃ）は水分検知センサの断面図を示す。図２は水分検知センサの等価回路を示す。図３（ａ）は水分検知センサの他の実施例を示す。図３（ｂ）は水分検知センサの断面図を示す。図４は水分検知センサの円状螺旋のコイルパターンの実施例を示す。図５（ａ）は本考案水分検知センサを用いた非接触形の水分検知装置である。図５（ｂ）は水分検知装置の出力電圧の波形の変化を示す。

符号の説明

１絶縁基板
２第一のコイルパターン
５チップコンデンサ
７被膜
８第二のコイルパターン
１１吸水材
３、４、６、９、１０端子
Ｌ１コイルパターン

Claims

絶縁シートの表面側に形成された第一のコイルパターンと、該第一のコイルパターンに直列に接続されたコンデンサと、前記絶縁シートの他面側に形成された第二のコイルパターンとで閉回路を形成し、前記第一のコイルパターンを絶縁被覆し、前記第二のコイルパターンを吸水材で被覆したことを特徴とする水分検知センサ。
絶縁シートの一面に直列に形成された第一のコイルパターンと第二のコイルパターンと、前記第一と第二のコイルパターンに直列に接続されたコンデンサとで閉回路を形成し、前記第二のコイルパターンを吸水材で被覆し、第一のコイルパターンを絶縁被覆したことを特徴とする水分検知センサ。
請求項１または請求項２に記載の水分検知センサを用いた非接触形の水分検知装置であって、前記水分検知センサの吸収材に水分が吸収され、第二のコイルパターンが短絡することによる前記水分検知センサに流れる電流の変化を前記水分検知センサと電磁結合されたコイルによって検出して水分検知を判断し表示することを特徴とする非接触形の水分検知装置。