JP6806295B2 - おむつ用液体検知センサおよび液体検知装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば介護施設において被介護者のおむつに装着され、失禁により排尿された状態を検知する無線タグによるおむつ用液体検知センサと、この液体検知センサの状態を検知する液体検知装置に関する。

近年の高齢化の進展に伴い、おむつを必要とする被介護者が増大している。特に認知症などの発症に伴い、被介護者が介護者との間で満足な意思疎通が図れないなどの理由により、尿意を介護者に伝えられない状況も増大している。このような状況下おいては、予め定められた時刻もしくは一定時間ごとに、おむつを交換する必要がある。
しかしながら、おむつの交換直後において被介護者が失禁をする場合もあり、この状態のまま時間が経過すると排尿等による匂いが充満したり、これが重なるうちに被介護者に、いわゆるおむつかぶれを発症させる場合も生ずる。

また、介護者にとっても、おむつを開けなれば状態を把握することができないので、失禁をしていない被介護者のおむつを開けて、また付け直すことが発生することになる。
したがって介護者に不要な労力が発生し、さらに被介護者の睡眠等を妨害することにもなる。このために、介護者がおむつを開けなくても、失禁を検知することができる失禁検知センサが提案されている。

従来の失禁検知センサとしては、例えば特許文献１に開示されているように、コイルとコンデンサの組み合わせにより特定の周波数に対して共振特性を有する共振回路を用いたものが提案されている。
この共振回路としては、銅もしくはアルミニウムなどの金属をエッチング処理により作成したものが用いられており、前記コンデンサを形成する一対の電極間に配置された誘電体が、例えば尿を吸水したか否かを検知するように構成されている。

すなわち、前記誘電体が尿を吸水したことによる比誘電率の増大により、共振周波数が低下するのを検知装置（リーダ）側で検知する構成が採用されている。
そして、前記した失禁検知センサは、水洗いして乾燥させることにより、再利用が可能であることを、特許文献１において特徴点として挙げている。

また従来の失禁検知センサとして、パッシブ型のＲＦＩＤタグを用いたものが、特許文献２に開示されている。このＲＦＩＤタグにはＩＣチップが搭載され、ＲＦＩＤタグに例えば尿が付着することで、タグのアンテナコイルにおけるインダクタンスが変動するのを検知装置（リーダ）側で検知する構成が採用されている。

加えて特許文献２には、このＲＦＩＤタグを利用して、被介護者の複数回の失禁を時間経過と共に監視できるようにするために、一度ＲＦＩＤタグに浸透して付着した尿を、タグから直ちに排出できるように工夫したＲＦＩＤタグを包むパッケージの形態も開示している。

前記した特許文献１に開示された失禁検知センサは、誘電体の水分による誘電率変化を用いるので周波数変化の安定性が悪いという技術的な課題がある。また、特許文献２に開示された失禁検知センサは、いずれも再利用が可能となるようにするため、ＩＣチップを装着しセンサとしての単価は高価なものとなる。そのために、センサをその都度使い捨てにすることはできず、必然的に再利用せざるを得ないものとなる。

そこで本件出願人は、昨今において注目されているプリンテッドエレクトロニクス製造技術を応用し、可撓性のフィルム上に、導電性インキを用いて塗布もしくは印刷によりコイルならびにコンデンサを含む共振回路を搭載した液体検知センサについて、先に提案をしており、これは特許文献３に開示されている。
これによると、ＩＣチップを搭載したセンサに比較して、格段に安価な液体検知センサを提供することができ、この液体検知センサをおむつに装着することで、失禁検知センサとして好適に利用することができ、しかもその都度使い捨てとする運用形態を採用することができる。

特開２００４−８５２７７号公報 特開２０１１−６７６１９号公報 特開２０１５−１１４２１３号公報

ところで、本件出願人が先に特許出願をした特許文献３に開示された液体検知センサは、これをおむつに装着することで、失禁による尿等の水分を受けて、印刷されたコンデンサおよびコイル導体による共振回路が壊されることに着目している。すなわち、センサの前記共振回路が動作不能になされることで、失禁の状態を検知するものである。

しかしながら前記した共振回路は、フィルム基材上において比較的小さな面積において形成することができるので、この液体検知センサをおむつに装着した場合に、必ずしもセンサの主要部分に尿等の水分が触れるとは限らない。またおむつの濡れる場所に男女差があるなど、実用面においてセンサとしての信頼性に欠ける問題が浮上している。

そこで、失禁の検知精度を上げるために、前記共振回路における例えばコイルの導体部分の面積を大きく形成することが考えられる。しかしこの場合には、おむつへの装着時におけるアンテナ（コイル導体部分）が曲がりなどの影響を大きく受けて共振周波数にずれが発生し、センサからの情報を取得するリーダ側の検知機能（情報の読み取り機能）が低下するという別の問題が招来されることになる。

一方、この種の液体検知センサは、おむつに装着した場合において、違和感を覚えることのないように構成されることは極めて重要であり、おむつへの装着時において違和感を持たれるようであれば、商品としての価値は半減し普及は見込めない。
また、この種の液体検知センサは、この検知センサの基材となるフィルムシートは通気性を疎外するために、おむつに装着することにより、おむつの蒸れの発生要因となる。したがって、液体検知センサに、おむつの蒸れを防止させる工夫を施すことも実用上において重要な課題となる。

この発明は、前記した技術的な観点、ならびに実用上において要求される前記した課題を解決するためになされたものであり、失禁の検知機能を向上させるために、広い面積をカバーすることができる引き回し配線を備えることで、センサとしての信頼性を向上させたおむつ用液体検知センサを提供しようとするものである。
また、違和感なく装着でき、ＬＣ回路による２つのディップの検出が可能であり、尿漏れを検出できることが、回路が形成された可撓性のシート状フィルムに貫通孔を形成し、しかもおむつパッドまたはおむつ内部に固定することで可能になる。
一方、おむつ用液体検知センサからの情報を取得するリーダにおいては、例えばベッド上の被介護者の存在（おむつの存在）および失禁状態か否かの検証も行うことが可能であり、介護者および被介護者の双方において、その扱いに負担の少ない液体検知装置を提供しようとするものである。

前記した課題を達成するためになされたこの発明に係るおむつ用液体検知センサの基本構成は、可撓性のシート状フィルムを基材として、当該基材面上にコンデンサおよびコイル導体とが形成されると共に、隣接して配置された前記コンデンサとコイル導体との間において両者を接続する配線が、前記基材面上に導電性インキを用いて塗布もしくは印刷により長く引き回された共振回路が形成され、かつ前記基材と前記引き回し配線との間には、水分を含んで膨張することで、もしくは水分を含んで溶解することで、前記引き回し配線を切断する配線破壊層が配置されると共に、前記フィルム基材には前記コンデンサとコイル導体および引き回し配線の配置位置を避けて多数の貫通孔が穿設される。

そして、この発明に係るおむつ用液体検知センサのより好ましい構成によると、可撓性のシート状フィルムを基材として、当該基材面上にコンデンサおよびコイル導体とが形成されると共に、隣接して配置された前記コンデンサとコイル導体との間において両者を接続する２本の配線が、前記基材面上に前記コンデンサとコイル導体と共に、導電性インキを用いて塗布もしくは印刷により施されることで共振回路が形成され、前記２本の配線のうちの一方が、前記コンデンサを形成する第１電極と、渦巻状に形成されたコイル導体の一方の端部を接続する引き回し配線であり、前記２本の配線のうちの他方が、前記コンデンサを形成する第２電極と、前記コイル導体の他方の端部を接続するバイパス線であり、前記引き回し配線の基板面上における長さ寸法が、長方形コイル導体の長辺の長さ寸法もしくは円形状コイル導体の直径よりも大きく成形され、かつ前記基材と前記引き回し配線との間には、水分を含んで膨張することで、もしくは水分を含んで溶解することで、前記引き回し配線を切断する配線破壊層が配置されると共に、前記フィルム基材には前記コンデンサとコイル導体および引き回し配線の配置位置を避けて多数の貫通孔が穿設され、前記引き回し配線は、折り返し先端部において往路配線と復路配線とを接続した一本の導体配線により形成され、前記往路配線と復路配線が、前記基材面上において隣接した状態で配置される。

この場合、好ましくは前記フィルム基材における前記コンデンサ、コイル導体および引き回し配線が配置された面とは反対面に、接着層を備えた構成が採用される。

そして、この発明に係るおむつ用液体検知センサの一つの好ましい形態においては、水分を含んで膨張もしくは溶解する前記配線破壊層が、前記引き回し配線の長手方向に沿った複数か所において、前記引き回し配線の長手方向に交差するようにして配置される。

さらに、水分を含んで膨張する前記配線破壊層には，好ましくはポリアクリル酸ナトリウムが用いられ、水分を含んで溶解する前記配線破壊層には、好ましくは低重合度のポリアクリル酸、あるいはポリビニルアルコールが用いられる。

そして、前記した構成のおむつ用液体検知センサが、おむつパッドあるいはおむつカバーの内部に固定され、フィルム基材は接着剤で不織布に固定され、前記引き回し配線は、おむつパッドあるいはおむつカバー内部の吸水層と接した構成とすることでセンサ付おむつが提供される。

一方、前記した課題を達成するためになされたこの発明に係る液体検知装置の一つの好ましい形態は、おむつ用液体検知センサをおむつに取り付けた状態で、前記おむつ用液体検知センサの状態を非接触で検知する液体検知装置、もしくは前記センサ付おむつに装着されたおむつ用液体検知センサの状態を非接触で検知する液体検知装置であって、前記おむつ用液体検知センサと、前記おむつ用液体検知センサに対して、検知電波の周波数をスイープさせて出射する検知電波出射手段と、前記液体検知センサの共振周波数に一致した時の前記検知電波出射手段における送信側電流の変化を検知することで、前記おむつの濡れもしくは乾燥状態を判別する判別手段とが備えられる。

また、この発明に係る液体検知装置の他の一つの好ましい形態は、前記したおむつ用液体検知センサを第１液体検知センサとしておむつに取り付け、前記第１液体検知センサの共振周波数とは異なる共振周波数を有する共振回路を備えると共に、水分によって共振回路が破壊されない第２液体検知センサを前記第１液体検知センサと共に前記おむつにさらに取り付けた状態で、前記第１液体検知センサの状態および第２液体検知センサの状態をそれぞれ非接触で検知する液体検知装置であって、前記第１液体検知センサと、前記第２液体検知センサと、前記第１液体検知センサおよび第２液体検知センサに対して、検知電波の周波数をスイープさせて出射する検知電波出射手段と、前記第１液体検知センサおよび第２液体検知センサの共振周波数に一致した時の前記検知電波出射手段における送信側電流の変化をそれぞれ検知することで、前記おむつの装着者の存在および前記おむつの濡れもしくは乾燥状態を判別する判別手段とが備えられる。

そして、少なくとも第１液体検知センサはおむつパッドあるいはおむつの内部にあり、不織布に固定されていることを特徴としている。

前記したこの発明に係るおむつ用液体検知センサによると、シート状フィルム基材にコンデンサおよびコイル導体が形成され、前記コンデンサとコイル導体の両者を接続する引き回し配線が、導電性インキにより前記フィルム基材上に長く引き回された共振回路が形成される。そして、前記基材と引き回し配線との間には、水分を含んで膨張もしくは溶解する配線破壊層を配置した構成が採用される。
この構成によると、広い面積をカバーする引き回し配線を備えることができるので、共振周波数にずれを生じさせることなく、液体検知の信頼性を向上させたおむつ用液体検知センサを提供することができる。

また、前記フィルム基材には、コンデンサとコイル導体および引き回し配線の配置位置を避けて多数の貫通孔が穿設されているので、前記貫通孔が配線破壊層に対して、おむつに含まれる水分をおむつパッドあるいはおむつの吸水層に誘導する作用とともに装着時の蒸れ防止効果をもたらすことができる。これにより広い面積をカバーする引き回し配線を備えることによりフィルム基材の面積が増大しても、装着時に違和感を覚えない液体検知センサとしての検知感度を低下させることのないおむつ用液体検知センサを提供することができる。

一方、前記したおむつ用液体検知センサと共に利用される液体検知装置の好ましい第１の形態によれば、おむつに取り付けた液体検知センサに対して検知電波を送信する送信側の電流変化の有無によって、おむつが乾燥状態にあるか濡れ状態であるかを確実に判別することができる。

また、液体検知装置の好ましい第２の形態によれば、液体によって引き回し配線が破壊される前記したおむつ用液体検知センサを第１液体検知センサとしておむつに取り付け、第１液体検知センサとは異なる共振周波数の共振回路を備え、水分によって共振回路が破壊されない第２液体検知センサをさらにおむつに取り付けることにより、検査対象としてのおむつの有無（被介護者がベッド上に居るか否かの判断）およびおむつが乾燥状態にあるか濡れ状態であるかを確実に判別することができる。
この場合、前記第２センサは必ずしもおむつ内部にある必要はなく、おむつパッドまたはおむつの外側にあってもよいし、またはおむつカバーなどに装着されて使いまわしとして利用することもできる。

この発明を介護施設において失禁検知装置として利用した例を説明する模式図である。 おむつ用液体検知センサとリーダ側のアンテナとの配置関係を説明する模式図である。 おむつ用液体検知センサとリーダからなる液体検知装置の構成を示したブロック図である。 おむつ用液体検知センサの印刷による成膜順序の例を示した模式図である。 図４に示す成膜順序によって得られるおむつ用液体検知センサの透視図である。 おむつ用液体検知センサの他の例を示した透視図である。 おむつ用液体検知センサをおむつに装着した状態を示す部分拡大断面図である。 第１の実施の形態におけるリーダ側におけるおむつ用液体検知センサの検知状態を示すグラフである。 第２の実施の形態におけるリーダ側におけるおむつ用液体検知センサの検知状態を示すグラフである。 第２の実施の形態におけるリーダ側での判定動作を説明するフローチャートである。

この発明に係るおむつ用液体検知センサおよび液体検知装置について、これを介護施設において利用した場合を例にして説明する。
図１に示すように、介護施設における被介護者のベッド１には、リーダ１１がベッドごとに個別に設置され、このリーダ１１から伸びるアンテナ１２が、例えばベッド１とベッド上の敷き布団との間、もしくはベッド１の裏面側に取り付けられる。

図２に示すようにベッド１上の被介護者２にはおむつ３が装着され、このおむつ３内にはおむつ用液体検知センサ２１（以下、単に検知センサとも言う。）が収容されている。
この検知センサ２１には、後で詳細に説明するが、コンデンサＣ１およびコイルＬ１とにより形成された共振回路が搭載されている。そして、この共振回路が前記リーダ１１に接続されたアンテナ１２から出射される検知電波に応答するか否かにより、被介護者２のおむつ３の状態、すなわち乾燥状態かもしくは濡れた状態かを前記リーダ１１において検知するように作用する。

前記リーダ１１において、被介護者２のおむつ３が濡れた状態であることを検知した場合には、図１に示すように前記リーダ１１より、介護施設の監視センターに設置されたホストコンピュータ５に対して、例えば無線ＬＡＮを利用してその情報がベッドのアドレスコードと共に伝送される。なお図１に示す符号６は、監視センター側に設置された無線ＬＡＮの送受信装置を示している。
また、ホストコンピュータ５は、設定されたプログラムにしたがって、介護者７が所持する携帯型受信装置８に対して、無線ＬＡＮの送受信装置６を利用して情報を伝達するように動作する。

図３は、おむつ用検知センサ２１とリーダ１１とを含む失禁検知装置１６の全体構成を示したブロック図である。
被介護者に装着されたおむつ３内には、前記した検知センサ２１が装着されており、被介護者のベッドには前記したとおり、リーダ１１に接続されたアンテナ１２が配置されている。なお、リーダ１１には前記アンテナ１２に対して検知電波を送信するための検知電波送信装置１３と、検知電波送信装置１３に接続された判別装置１４とが備えられている。前記判別装置１４は検知電波送信装置１３における送信側電流の変化を検知することでおむつ３に装着された検知センサ２１の状態を判別するものであり、その詳細な説明は後述する。

図４および図５は、この発明に利用されるおむつ用液体検知センサ２１の第１の例を説明するものである。
このおむつ用液体検知センサ２１は、可撓性のシート状フィルムを基材として、当該基材上に導電性インキを用いて、コンデンサＣ１とコイルＬ１、およびその両者を接続して共振回路を形成する引き回し配線とが形成される。
またこの実施の形態においては、導体を形成する導電性インキと共に、コンデンサＣ１には誘電体、また引き回し配線に交差するようにして水分を含んで膨張することで、もしくは水分を含んで溶解することで、引き回し配線を切断する配線破壊層が成膜される。

そして前記した導電性インキ、誘電体層、配線破壊層の成膜材料は適当な溶剤に溶かすことにより、またゲル化させるなどで液体状にすることにより、塗布法やスクリーン印刷もしくはインクジェットなどの印刷手法を利用して、基材上に任意の形状に成膜することができる。
また異種の材料を積層して構成することができるので、これから説明するＬＣ共振回路以外に、各種のデバイスを平面的にまたは厚さ方向に形成することも可能となる。

図４（Ａ）は、フィルム基材２２上に、導電性インキを用いてコンデンサＣ１の第１電極（下部電極）２３を印刷により成膜した例を示している。この例においてはコンデンサＣ１の下部電極２３は櫛歯状に形成されている。そして櫛歯状の下部電極２３を接続する導体が、フィルム基材２２の中央方向に向かって伸ばされており、その導体端部２３ａが後述する引き回し配線に接続される。
また前記第１電極（下部電極）２３の成膜と同時に、バイパス線２４も導電性インキによって印刷により成膜される。このバイパス線２４はコンデンサＣ１の後述する上部電極とコイルＬ１の内側端部を接続する機能を果たす。

図４（Ｂ）は、前記したコンデンサＣ１の第１電極（下部電極）２３の上に重ねて印刷されるコンデンサＣ１の誘電体層２５および配線破壊層２６等のパターンを示すものである。なお図４（Ｂ）においては図面が繁雑になるために、先に印刷したコンデンサＣ１の下部電極２３およびバイパス線２４は、図示を省略している。

水分を含んで膨張もしくは溶解する配線破壊層２６は、それぞれ短冊状に成膜されてフィルム基材２２の上半部における広い面積を占めるようにして矩形状に配列されている。
これらの短冊状に成膜された各配線破壊層２６は、この配線破壊層２６の上に重ねて成膜される後述する引き回し配線と交差するように配置される。
また絶縁層２７が、前記したバイパス線２４の一部を覆うようにして成膜される。この絶縁層２７は前記バイパス線２４と、後述するコイル導体とが短絡するのを防止する機能を果たす。
なお、前記した誘電体層２５と配線破壊層２６および絶縁層２７は、同一材料を１回の印刷で形成しても良く、また別の材料を２回以上に別けて印刷しても良い。

図４（Ｃ）は、前記した誘電体層２５の上面に成膜されるコンデンサＣ１の第２電極（上部電極）２８、この上部電極２８に前記したバイパス線２４を介して接続される渦巻状のコイル導体２９、および前記コイル導体２９に直列に接続されて、短冊状に配列された前記配線破壊層２６を横切るようにして、その上面に成膜される引き回し配線３０のパターンを示している。

図４（Ｃ）に示したコンデンサＣ１の第２電極（上部電極）２８、渦巻状のコイル導体２９、引き回し配線３０のパターンを、導電性インキの印刷により成膜することで、前記した下部電極２３と上部電極２８との間に誘電体層２５が挿入されてコンデンサＣ１が形成される。さらにコンデンサＣ１と前記コイル導体２９とは引き回し配線３０により接続されて直列共振回路が形成される。これにより、図５に透視図で示した構成のおむつ用液体検知センサ２１を得ることができる。

図５に示したように、この液体検知センサ２１においては、前記引き回し配線３０は、矩形状に形成されたループと、このループを前記コンデンサＣ１とコイルＬ１に接続する互いに平行に配列された接続線３０ａ，３０ｂより構成している。
そして、前記引き回し配線３０の基材２２面上における長さ寸法、すなわち図５に示す例においては、前記引き回し配線３０の矩形状に形成されたループと、接続線３０ａ，３０ｂを含む引き回し配線３０の全体の長さ寸法は、長方形状のコイル導体２９の長辺の長さ寸法よりも大きく成形される。なお図５に示したコイル導体２９はほぼ正方形に形成されており、この場合においては、前記したコイル導体２９の長辺の長さ寸法は、正方形の一辺の長さ寸法ということになる。

このように、引き回し配線３０の長さ寸法を大きくとることで、実質的に液体検知面積を拡大することができ、これによりおむつ用液体検知センサとしての検知範囲が広がることになる。それ故、おむつ用液体検知センサとしての信頼性の向上に寄与することができる。しかも、引き回し配線３０の長さは、後述する共振回路のＱ値の低下に多少の影響を与えるものの、共振周波数の変化に影響を与えるものではない。
なお、図５に示したコイル導体２９は、前記したとおりほぼ正方形に形成されているが、このコイル導体２９の外形形状は、例えば円形状に形成することもできる。この場合には、引き回し配線の長さ寸法は、円形状コイル導体の直径よりも大きく成形されることが望ましい。

前記したコンデンサＣ１とコイルＬ１を接続する引き回し配線３０を備えた検知センサ２１は、フィルム基材２２と引き回し配線３０との間に、配線破壊層２６が引き回し配線３０と交差するようにして成膜されている。
そして好ましい１つの形態においては、前記配線破壊層２６として、水分を含んで膨張する膨張材料層が利用される。この膨張材料層を用いた検知センサ２１によると、検知センサ２１に水分が侵入した場合には、配線破壊層２６としての膨張材料層は水分を含んで膨張し、この膨張作用により配線破壊層（膨張材料層）２６に重ねて成膜された前記引き回し配線３０を切断するように作用する。

また、好ましい他の１つの形態においては、前記配線破壊層２６として、水分を含んで溶解する溶解材料層が利用される。この溶解材料層を用いた検知センサ２１によると、検知センサ２１に水分が侵入した場合には、配線破壊層２６としての溶解材料層は水分を含んで溶解する。これにより配線破壊層（溶解材料層）２６に重ねて成膜された前記引き回し配線３０は、溶解材料層の溶解により効果的に切断される。
前記した水分により膨張もしくは溶解する配線破壊層２６を利用することにより、検知センサ２１のＬＣ共振回路は機能を停止して、前記したリーダ１１から投射される検知電波には反応しなくなる。
なお、ここではすべてを印刷で作製した例を示しているが、コイルとコンデンサは従来のアルミのエッチングなどの手法を用いて作製し、引き回し部分の壊れる構造を印刷で作製してもよい。

前記した液体検知センサ２１を構成するフィルム基材２２としては、好ましくは２５〜５０μｍの厚さを有するＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が用いられている。このＰＥＴは導電性インキの密着性に優れ、低コストで入手し易く、さらに比較的成形性が良好であるという理由で好適に利用することができる。
また、前記導電性インキとしては、低温で導電性を有する銀ペースト、銀銅ナノペースト等が用いられる。

また、この実施の形態においては、コンデンサＣ１を構成する誘電体層２５と配線破壊層２６および絶縁層２７とは、同一の素材を利用することができ、これらに前記した膨張材料を利用する場合には、例えばポリアクリル酸ナトリウムを好適に用いることができる。このポリアクリル酸ナトリウムを用いた高吸水性ポリマーによると、吸水により自重の数十倍に膨張する性質を有しており、したがって吸水により、導電性インキで成膜された前記引き回し配線３０を確実に破断し、ＬＣ共振回路の機能を停止させることができる。

また、配線破壊層２６に前記した溶解材料を利用する場合には、低重合のポリアクリル酸、例えば分子量5000、あるいは25000 のポリアクリル酸、またはＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、でんぷんなども利用することができる。これらは、水に溶けやすく、したがって吸水により、導電性インキで成膜された引き回し配線３０を確実に破断し、ＬＣ共振回路の機能を停止させることができる。

なおこの実施の形態においては、図４に（Ａ）〜（Ｃ）で示した各層の成膜工程の終了後に、図５に示したように前記コンデンサＣ１とコイルＬ１および引き回し配線３０の配置位置を避けて、フィルム基材２２に多数の貫通孔３２が穿設される。そして、前記フィルム基材２２における前記コンデンサＣ１、コイルＬ１および引き回し配線３０が配置された表面とは反対側の裏面に、接着層が塗布されてこの接着層を覆う図示せぬ剥離紙が貼着されて、おむつ用液体検知センサ２１として提供される。
そして、おむつ用液体検知センサ２１は、おむつパッドあるいはおむつの不織布に固定される（図７）。

前記フィルム基材２２に穿設された多数の貫通孔３２は排尿による水分の通り道になり、おむつ内部の吸水層に引き渡すとともに、その水分で回路が破壊される。また、通常の装着時には湿度の通り道になり装着時の蒸れが防止される。これにより広い面積をカバーする引き回し配線３０を備えることによりフィルム基材２２の面積が増大しても、液体検知センサとしての検知感度を低下させることのないおむつ用液体検知センサを提供することができる。
フィルム基材２２に穿設される多数の貫通孔３２については、図５に示す例においてはほぼ同一径のものを規則的に配列しているが、これら貫通孔３２の大きさは任意になされ、不規則に配列されていても、その作用は同様である。
なお、前記フィルム基材２２の裏面に備えられた前記接着層については、図７に示す断面図に基づいて後で説明する。

図６は、この発明に利用されるおむつ用液体検知センサ２１の第２の例を透視図で示している。この液体検知センサ２１においても、その成膜順序は図４に示した例と同様であるが、図６に示す例はコンデンサＣ１およびコイルＬ１を接続する引き回し配線として、折り返し先端部３０ｅにおいて往路配線３０ｃと復路配線３０ｄを形成する一本の導体配線により形成されている。そして、前記往路配線３０ｃと復路配線３０ｄが、前記基材２２面上において互いに平行に隣接した状態で配置されている。

このように往路配線３０ｃと復路配線３０ｄを互いに平行に隣接（近接）させた状態で配置させると、同一か所で行き返り２本のいずれかで断線すればよいので、検出能力がより向上する。このような引き回し配線の配列形態を採用することで、リーダ１１側における検知能力を高い状態に保つことができる。
この図６に示す例においては、前記往路配線３０ｃと復路配線３０ｄはＬ字状に形成されて、配線破壊層２６の上面に沿って成膜されている。しかし、このような形状は失禁でおむつの濡れやすい部分に配置するようにデザインすればよい。
そして、図６に示す例においても往路配線３０ｃと復路配線３０ｄによる引き回し配線の長さ寸法は、長方形状のコイル導体２９の長辺の長さ寸法よりも大きく成形されている。

このように、引き回し配線３０の長さ寸法を大きくとることで、図５に示した例と同様に実質的に液体検知面積が拡大され、液体検知センサとしての信頼性の向上に寄与することができる。
また、前記フィルム基材２２における前記コンデンサＣ１、コイルＬ１および引き回し配線（３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ）が配置された表面とは反対面の裏面に、接着層が形成されている点についても図５に示した例と同様である。
さらに、前記コンデンサＣ１、コイルＬ１および引き回し配線３０の配置位置を避けて、フィルム基材２２に多数の貫通孔３２が穿設されている点についても図５に示した例と同様である。
なお、図５および図６に示したおむつ用液体検知センサにおいては、図には示されていないが、前記基材２２とコイルＬ１を形成する渦巻き状導体２９との間にも、配線破壊層２６を成膜することで、コイルＬ１の形成領域にも液体検知面積を拡大させることができる。

図７は、図５および図６に示したおむつ用液体検知センサ２１を、おむつに内装させた一例を模式図（断面図）で示している。
この例に示すおむつ３は、防水シート４１を外側にして、その内側に不織布４２が配置されて、おむつカバーが形成されている。そして、おむつカバーの不織布４２の内側に、比較的厚手の吸水層４３が配置され、吸水層４３の内側が装着者（被介護者）の腰回りに接する不織布４４が重ねられており、吸水層４３と不織布４４によりおむつパッドが構成されている。

図７に示す例においては、引き回し配線３０等が成膜されたフィルム基材２２の裏面に、前記した接着層３３が形成されており、この接着層３３を利用しておむつパッドの内側の不織布４４と、吸水層４３との間に検知センサ２１が取り付けられる。
おむつ３に対する検知センサ２１の前記した配置構成により、被介護者の失禁による排尿は、おむつ３の内側の不織布４４から検知センサ２１のフィルム基材２２に施された貫通孔３２等を介して、吸水層４３側に吸収される。この時、検知センサ２１に施された前記した配線破壊層２６は水分を吸収し、すでに説明した作用により前記引き回し配線３０は破壊される。

図８は、図７に示したようにおむつ３に装着された検知センサ２１を利用して、リーダ１１側において得られる検知センサの検知機能を説明するものである。
前記検知センサ２１に形成されたＬＣ共振回路は、例えば１１ＭＨｚ付近に共振特性を持たせたものが利用される。そして、図３に示したリーダ１１の検知電波送信装置１３は、１３．５６ＭＨｚを中心にして±数ＭＨｚの範囲で周波数がスイープする検知電波をアンテナ１２に供給する。
したがって、ベッド１上の被介護者２のおむつ３に装着された検知センサ２１は、ベッド１に敷設された前記アンテナ１２より、周波数がスイープする電磁波を受けることになる。

図８に示すグラフにおいては、周波数がスイープする電磁波による交流磁界の周波数ｆＧと、この時の検知電波送信装置１３からアンテナ１２に供給される供給電流ＩＧとの関係が示されている。なお図８における横軸は時間ｔを示している。
交流磁界の周波数ｆＧがスイープし、検知センサ２１のＬＣ共振回路の共振周波数ｆＲ１に一致した場合（ｆＧ１＝ｆＲ１）には、検知センサ２１のＬＣ共振回路が共鳴振動を発生する。これにより、アンテナ１２は磁場に必要なエネルギーを供給するように作用し、アンテナ１２への供給電流ＩＧが増大する。
この状態は、リーダ１１の検知電波送信装置１３側における発振コイルの電圧の減少（ｄｉｐ）として捕らえることができ、図３に示す判別装置１４において、このｄｉｐを検知することができる。

したがって、図８に示すように前記ｄｉｐが検出される場合においては、検知センサ２１のＬＣ共振回路は動作していることが確認され、これはベッド１上の被介護者２のおむつ３は、乾燥状態であると判断することができる。
また、被介護者２のおむつ３が濡れた状態においては、前記した引き回し配線３０の少なくとも一部が破壊されて、ＬＣ共振回路は動作不能となるために、前記ｄｉｐは検出されず、これにより被介護者２は失禁の状態であると判断することができる。
リーダ１１が前記ｄｉｐを検知しない場合には、図１に示したとおりリーダ１１より、介護施設のホストコンピュータ５に対して、例えば無線ＬＡＮを利用してその情報がベッドのアドレスコードと共に伝送される。

ところで、図８に基づいて説明した第１の実施の形態においては、被介護者２がベッド１から離れた場合などにおいては、前記ｄｉｐを検出することはできず、したがって被介護者２のおむつ３が濡れているのか、被介護者２がベッド１から離れているのかを判別することができない。
そこで、第２の実施の形態においては、水分によって一部が壊れる前記した検知センサを第１検知センサとして利用すると共に、第１検知センサの共振周波数とは異なる共振周波数を有し、水分によって共振回路が破壊されない第２検知センサを備えた液体検知装置が提供される。

すなわち、前記第１検知センサと第２検知センサとは、共におむつ３に装着されて、リーダ１１は、それぞれの検知センサの共振周波数の有無を検知するように構成される。
この場合、前記第１検知センサと第２検知センサとは、１つのフィルム基材２２上に構成されていてもよく、また単独に構成された２つの検知センサが個別におむつ３に装着されていてもよい。

なお、第２検知センサは特に図示しないが、図４（Ｂ）に示す配線破壊層２６が成膜されない構成が採用される。加えて、誘電体層２５においては、液体によって膨潤しない親水性の弱い素材、例えばウレタン樹脂を用いて印刷するようになされる。
また、第２検知センサとしては、第１検知センサと同様に構成し、かつセンサ上に樹脂コートして水分の影響を遮断したものを利用することもできる。
この場合、第２センサは必ずしもおむつ内部にある必要はなく、おむつパッドまたはおむつの外側にあってもよいし、またはおむつカバーなどに装着され使いまわしとして利用してもよい。

図９は、第２の実施の形態において採用される検知特性を示しており、この図９に示すグラフの縦軸および横軸は、すでに説明した図８に示すグラフと同様である。
図９に示すグラフは、図８に示すグラフの検知特性に加えて、第２検知センサによるｄｉｐ（ｆＧ２＝ｆＲ２）を検知するように構成される。
この場合、第２検知センサ２１のＬＣ共振回路の共振周波数ｆＲ２は、好ましくは１４ＭＨｚに設定される。

図１０は、第２の実施の形態において、図３に示すリーダ１１における主に判別装置１４によってなされる検知動作を説明するフローチャートである。以下、図１０に基づいて第２の実施の形態における検知動作について説明する。

リーダ１１は、ステップＳ１において検知電波を発信する。これにより図９に示すように、アンテナ１２の周囲に、周波数ｆＧがスイープする交流磁界が形成される。
ステップＳ２において、リーダ１１における判別装置１４は、この状態における第１と第２の検知センサによる前記したｄｉｐの有無を検出する。

続いてステップＳ３においては、前記ｄｉｐがｆＲ２付近に存在するか否かが検証される。このステップＳ３において、ｄｉｐがｆＲ２付近に存在しない（Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ４に示されたように被介護者２はベッド１に不在であると判断する。またステップＳ３において、ｄｉｐがｆＲ２付近に存在する（Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップＳ５において、ｄｉｐがｆＲ１付近に存在するか否かが検証される。

ステップＳ５において、ｄｉｐがｆＲ１付近に存在する（Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップＳ６に示されたように、被介護者２はベッド１に存在し、おむつ３は乾燥状態であると判断する。
また、ステップＳ５において、ｄｉｐがｆＲ１付近に存在しない（Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ７に示されたように、被介護者２はベッド１に存在し、おむつ３は濡れた状態であると判断する。

前記各ステップＳ４、Ｓ６、Ｓ７によるいずれかの判定結果は、前記したとおりリーダ１１より、介護施設のホストコンピュータ５に対して、例えば無線ＬＡＮを利用してベッド１のアドレスコードと共に送信される。
なお、図１０に示す動作フローにおいては、前記したステップＳ１〜Ｓ８の動作が繰り返されて、リアルタイムに検知動作がなされるが、その一巡の最終ステップには、ステップＳ９で示す所定の待ち時間の処理が挿入され、処理動作のタイミングが調整される。

なお、前記した第２の実施の形態においては、例えば施設の出入口や通用口にも、リーダ１１およびアンテナ１２を設置し、前記したｆＲ２付近のｄｉｐを監視することで、おむつ３を装着した被介護者２が無断で外出するような行動を検知することができる。

以上説明したこの発明に係るおむつ用液体検知センサおよび液体検知装置によると、安価な液体検知センサを提供することができると共に、被介護者が装着するおむつの状態を確実に検知することができるなど、前記した発明の効果の欄に記載したとおりの作用効果を得ることができる。
なお、この発明に係る液体検知装置は、基本的には検知センサ２１とリーダ１１との組み合わせにより構成することができるので、前記した介護施設において利用できるだけでなく、在宅介護などにおいても、充分にその機能を発揮することができる。

１ ベッド
２ 被介護者
３ おむつ
５ ホストコンピュータ
６ 無線ＬＡＮ送受信装置
７ 介護者
８ 携帯型受信装置
１１ リーダ
１２ アンテナ
１３ 検知電波送信装置
１４ 判別装置
１６ 液体検知装置（失禁検知装置）
２１ おむつ用液体検知センサ（失禁検知センサ）
２２ フィルム基材
２３ 第１電極（下部電極）
２４ バイパス線
２５ 誘電体層
２６ 配線破壊層
２７ 絶縁層
２８ 第２電極（上部電極）
２９ コイル導体
３０ 引き回し配線
３０ａ 接続線
３０ｂ 接続線
３０ｃ 往路配線
３０ｄ 復路配線
３０ｅ 折り返し先端部
３２ 貫通孔
３３ 接着層
４１ 防水シート
４２ 不織布
４３ 吸水層
４４ 不織布
Ｃ１ コンデンサ
Ｌ１ コイル

Claims (7)

1. 可撓性のシート状フィルムを基材として、当該基材面上にコンデンサおよびコイル導体とが形成されると共に、隣接して配置された前記コンデンサとコイル導体との間において両者を接続する２本の配線が、前記基材面上に前記コンデンサとコイル導体と共に、導電性インキを用いて塗布もしくは印刷により施されることで共振回路が形成され、
   前記２本の配線のうちの一方が、前記コンデンサを形成する第１電極と、渦巻状に形成されたコイル導体の一方の端部を接続する引き回し配線であり、
   前記２本の配線のうちの他方が、前記コンデンサを形成する第２電極と、前記コイル導体の他方の端部を接続するバイパス線であり、
   前記引き回し配線の基板面上における長さ寸法が、長方形コイル導体の長辺の長さ寸法もしくは円形状コイル導体の直径よりも大きく成形され、
   かつ前記基材と前記引き回し配線との間には、水分を含んで膨張することで、もしくは水分を含んで溶解することで、前記引き回し配線を切断する配線破壊層が配置されると共に、前記フィルム基材には前記コンデンサとコイル導体および引き回し配線の配置位置を避けて多数の貫通孔が穿設され、
   前記引き回し配線は、折り返し先端部において往路配線と復路配線とを接続した一本の導体配線により形成され、前記往路配線と復路配線が、前記基材面上において隣接した状態で配置されていることを特徴とするおむつ用液体検知センサ。
2. 前記フィルム基材における前記コンデンサ、コイル導体および引き回し配線が配置された面とは反対面に、接着層を備えたことを特徴とする請求項１に記載のおむつ用液体検知センサ。
3. 水分を含んで膨張もしくは溶解する前記配線破壊層が、前記引き回し配線の長手方向に沿った複数か所において、前記引き回し配線の長手方向に交差するようにして配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のおむつ用液体検知センサ。
4. 水分を含んで膨張する前記配線破壊層にポリアクリル酸ナトリウムが用いられ、水分を含んで溶解する前記配線破壊層に低重合度のポリアクリル酸、あるいはポリビニルアルコールが用いられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のおむつ用液体検知センサ。
5. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載されたおむつ用液体検知センサが、おむつパッドあるいはおむつカバーの内部に固定され、フィルム基材は接着剤で不織布に固定され、前記引き回し配線は、おむつパッドあるいはおむつカバー内部の吸水層と接していることを特徴とするセンサ付おむつ。
6. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載されたおむつ用液体検知センサをおむつに取り付けた状態で、前記おむつ用液体検知センサの状態を非接触で検知する液体検知装置、もしくは請求項４に記載されたセンサ付おむつに装着されたおむつ用液体検知センサの状態を非接触で検知する液体検知装置であって、
   前記おむつ用液体検知センサと、前記おむつ用液体検知センサに対して、検知電波の周波数をスイープさせて出射する検知電波出射手段と、前記液体検知センサの共振周波数に一致した時の前記検知電波出射手段における送信側電流の変化を検知することで、前記おむつの濡れもしくは乾燥状態を判別する判別手段とを備えたことを特徴とする液体検知装置。
7. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載されたおむつ用液体検知センサを第１液体検知センサとしておむつに取り付け、前記第１液体検知センサの共振周波数とは異なる共振周波数を有する共振回路を備えると共に、水分によって共振回路が破壊されない第２液体検知センサを前記第１液体検知センサと共に前記おむつにさらに取り付けた状態で、前記第１液体検知センサの状態および第２液体検知センサの状態をそれぞれ非接触で検知する液体検知装置であって、
   前記第１液体検知センサと、前記第２液体検知センサと、前記第１液体検知センサおよび第２液体検知センサに対して、検知電波の周波数をスイープさせて出射する検知電波出射手段と、前記第１液体検知センサおよび第２液体検知センサの共振周波数に一致した時の前記検知電波出射手段における送信側電流の変化をそれぞれ検知することで、前記おむつの装着者の存在および前記おむつの濡れもしくは乾燥状態を判別する判別手段とを備えたことを特徴とする液体検知装置。
   
   

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