JP7364844B2 - Liquid container and flow rate detection unit - Google Patents
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Description
本発明は、液体の流出量を検知できる液体容器、及び、流量検知ユニットの構成に関する。 The present invention relates to a liquid container capable of detecting the amount of liquid flowing out, and a configuration of a flow rate detection unit.
ステンレスボトルに代表される飲料容器を始めとして液体を収容する液体容器には種々のものがあるが、基本的には液体を収容する液体収容部と、その液体収容部の上端に設けられた開口部と、を備えている。そして、そのような液体容器では、液体収容部を水平方向に傾けることによって上端側開口部の位置を低くして、液体収容部内に収容された液体を流出させるようになっている。 There are various types of liquid containers that store liquid, including beverage containers such as stainless steel bottles, but basically they have a liquid container that stores the liquid and an opening provided at the top of the liquid container. It has a section and a. In such a liquid container, the liquid storage section is tilted horizontally to lower the position of the upper end side opening, thereby allowing the liquid stored in the liquid storage section to flow out.
なかでも、ステンレスボトル等の飲料容器では、飲料を収容している飲料収容部であるボトル本体上端側の開口部に、直飲みできる飲み口部を設けた栓本体を着脱可能に嵌合するとともに、その上部に蓋体を設けた構成となっている(特許文献1を参照)。この場合、飲み口部が液体流出口部を形成している。 In particular, for beverage containers such as stainless steel bottles, a stopper body with a drinking spout for direct drinking is removably fitted into the opening at the top end of the bottle body, which is the beverage container that stores the beverage. , has a structure in which a lid is provided on the top (see Patent Document 1). In this case, the drinking spout forms the liquid outlet.
このような飲料用の液体容器の場合、実際に飲んだ飲料の量(摂取量)を計量できると種々の点で便利である。例えば、水分補給が不可欠な夏季に子供や高齢者に持たせた飲料容器等では、それによって実際に飲んでいるか否か、十分な量を飲んでいるか否か等を保護者側で判断することができ、その計量データを所定の通信システムを介して監視するようにすれば、家庭や施設(病院)におけるユーザ見守りサービスシステムを構築できる。しかし、従来の飲料容器の構成の場合、そのような計量機能は設けられておらず、そのような要求には応えることができなかった。 In the case of such liquid containers for beverages, it would be convenient in various respects if the amount of beverage actually consumed (intake amount) could be measured. For example, in the summer when hydration is essential, parents can use the beverage containers given to children and the elderly to determine whether they are actually drinking or not and whether they are drinking enough. By monitoring the measurement data via a predetermined communication system, it is possible to construct a user monitoring service system for homes and facilities (hospitals). However, in the case of a conventional beverage container configuration, such a measuring function is not provided, and such a request cannot be met.
そこで、上記のような飲料容器中に液位検出用の静電棒を浸漬した静電容量式の容量センサを用いて飲料容器中の内容量の減少を検出する方法や飲料容器の液体流出口部にオーバル歯車等の回転羽根を有する容積式の流量センサを設けて液体流出口部から流出する飲料の量を計量する方法が考えられる。 Therefore, we have developed a method for detecting a decrease in the content of a beverage container using a capacitive capacitance sensor in which an electrostatic rod for detecting liquid level is immersed in the beverage container, as described above, and a method for detecting a decrease in the content of a beverage container by using an electrostatic capacitance sensor in which an electrostatic rod for detecting the liquid level is immersed in the beverage container. A conceivable method is to provide a volumetric flow rate sensor having rotating blades such as an oval gear to measure the amount of beverage flowing out from the liquid outlet.
しかし、静電容量式の流量センサを用いる場合には、上述のように容器内に長い静電棒の設置が必要になり、容器の形状及び栓本体の構造が制約されるし、容器本体の素材が金属等の導電性の素材である場合には正確に液位を検出できない問題がある。また、回転羽根の回転を利用した容積式流量センサの場合には、回転羽根の回転が飲料の流出量や流出速度の影響を受けやすく必ずしも正確な流量の検出ができない、また回転バネが飲料の流出抵抗となりスムーズな飲料の摂取がしにくい、回転羽根の回転により飲料中に気泡が生じやすい、狭い液体流出口部の構造が複雑になり清掃しにくい、等の問題がある。 However, when using a capacitive flow sensor, it is necessary to install a long electrostatic rod inside the container as described above, which limits the shape of the container and the structure of the stopper body, and the material of the container body. If the liquid level is made of a conductive material such as metal, there is a problem that the liquid level cannot be detected accurately. In addition, in the case of a positive displacement flow sensor that uses the rotation of a rotary vane, the rotation of the rotary vane is affected by the flow rate and flow rate of the beverage, making accurate flow rate detection not always possible. There are problems such as the outflow resistance making it difficult to drink the drink smoothly, the rotation of the rotary blades tending to cause air bubbles in the drink, and the structure of the narrow liquid outlet becoming complicated and difficult to clean.
このような問題は、上述した飲料容器に限らず、液体を収容する液体収容部と液体収容部の上端に開口部を備え、液体収容部を水平方向に傾けることによって上端側開口部の位置を低くして、液体収容部内に収容された液体を流出させる液体容器に共通する問題であり、解決が求められている。 Such a problem is not limited to the beverage container described above, and is not limited to the above-mentioned beverage containers. This is a common problem with liquid containers that are lowered to allow the liquid contained in the liquid container to flow out, and a solution is required.
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、傾斜角に応じて液体の流出量を精度良く演算できる液体容器、及び、流量検知ユニットを提供することを目的とする。 The present invention was made based on such circumstances, and an object of the present invention is to provide a liquid container and a flow rate detection unit that can accurately calculate the amount of liquid flowing out depending on the inclination angle.
本発明に係る液体容器は、液体収容部を備えた容器本体と、前記容器本体の前記液体収容部から液体が流出する、前記容器本体の開口部の径よりも径が小さく、前記容器本体の中心から前記容器本体の正面側に偏位した位置に設けられた液体流出口部と、前記液体流出口部における液体の流出状態を検知する液体流出検知手段と、前記容器本体の正面側水平方向に対する傾斜角を検出する容器傾斜角検出手段と、前記容器傾斜角検出手段により検出された前記容器本体の傾斜角と前記液体流出検知手段により検知された液体の流出状態とから前記容器本体内の液体の外部への流出量を検知する液体流出量演算手段と、を備えるものである。 The liquid container according to the present invention includes a container body including a liquid storage portion, and a diameter of the container body is smaller than a diameter of an opening of the container body through which the liquid flows out from the liquid storage portion of the container body. a liquid outflow port provided at a position offset from the center toward the front side of the container body ; a liquid outflow detection means for detecting a liquid outflow state at the liquid outflow port ; and a horizontal direction on the front side of the container body. a container inclination angle detection means for detecting an inclination angle relative to the container inclination angle; Liquid outflow amount calculation means for detecting the amount of liquid flowing out to the outside.
容器本体を水平方向に傾けた時に液体流出口部から流出する液体の流出量は、その時の内容量に応じ、液体の流出が開始された時から容器本体の傾斜角が大きくなるに従って多くなる。 The amount of liquid that flows out from the liquid outlet when the container body is horizontally tilted increases as the inclination angle of the container body increases from the time when the liquid starts flowing out, depending on the internal volume at that time.
そこで、本発明では、少なくとも容器本体の液体流出口部における液体の流出状態を検知する液体流出検知手段と、容器本体の正面側水平方向に対する傾斜角を検出する容器傾斜角検出手段と、容器傾斜角検出手段により検出された容器本体の傾斜角と液体流出検知手段により検知された液体の流出状態とから容器本体内の液体の外部への流出量を検知する液体流出量演算手段とを設け、容器傾斜角検出手段により検出された容器本体の傾斜角と容器本体の液体流出口部における液体の流出を検知する液体流出検知手段の検知結果とに基づいて、容器本体内の液体の外部への流出量を検知するようにしている。また、容器本体の液体収容部から液体が流出する液体流出口部を、容器本体の開口部の径よりも径が小さく、容器本体の中心から容器本体の正面側に偏位した位置に設けられたものとし、容器本体内の液体が少なくなった場合にも適切に流出量を検知できるようにしている。 Therefore, in the present invention, a liquid outflow detection means for detecting the outflow state of the liquid at least at the liquid outflow port of the container body, a container inclination angle detection means for detecting the inclination angle of the container body with respect to the horizontal direction on the front side , and a container inclination liquid outflow amount calculation means for detecting the amount of liquid flowing out of the container body from the inclination angle of the container body detected by the angle detection means and the outflow state of the liquid detected by the liquid outflow detection means; Based on the inclination angle of the container main body detected by the container inclination angle detection means and the detection result of the liquid outflow detection means that detects the outflow of liquid at the liquid outflow port of the container main body, the liquid in the container main body is detected to the outside. It is designed to detect the amount of outflow. In addition, the liquid outlet portion through which the liquid flows out from the liquid storage portion of the container body has a diameter smaller than the diameter of the opening of the container body, and is provided at a position offset from the center of the container body to the front side of the container body. This makes it possible to appropriately detect the amount of outflow even when the amount of liquid in the container body is low.
このような構成によると、傾斜角検出手段により検出された容器本体の正面側水平方向に対する傾斜角と液体流出検知手段により検知された液体流出口部における液体の流出のみから液体流出量演算手段により容器本体内の液体の外部への流出量を容易に演算することができるようになり、従来の静電容量式流量センサの静電棒や容積式流量センサの回転羽根のような容器内部や液体流出口部に設置する部品は必要なくなる。そのため、上述した従来の問題は確実に解消される。 According to such a configuration, the liquid outflow amount calculation means calculates only the inclination angle of the container body with respect to the front side horizontal direction detected by the inclination angle detection means and the outflow of liquid at the liquid outflow port detected by the liquid outflow detection means. It is now possible to easily calculate the amount of liquid flowing out of the container body, and it is now possible to easily calculate the amount of liquid flowing out from inside the container or liquid flow, such as the electrostatic rod of a conventional capacitive flow sensor or the rotating blade of a positive displacement flow sensor. Parts installed at the outlet are no longer required. Therefore, the above-mentioned conventional problems are reliably solved.
上記構成において、前記液体流出量演算手段は、前記液体流出口部から液体が流出可能となる前記容器本体の正面側水平方向に対する傾斜角に基づいて前記容器本体内の液体の内容量を演算する液体の内容量演算機能を有し、前記液体流出検知手段が液体流出の開始を検知した時の前記容器本体の傾斜角に対応した前記容器本体内の液体の内容量と前記液体流出検知手段が液体流出の停止を検知した時の前記容器本体の傾斜角に対応した前記容器本体内の液体の内容量との差に基づいて、液体の外部への流出量を検知すると好適である。 In the above configuration, the liquid outflow amount calculation means calculates the content amount of the liquid in the container body based on the inclination angle with respect to the horizontal direction on the front side of the container body at which the liquid can flow out from the liquid outflow port. The liquid outflow detection means has a liquid content calculation function, and the liquid outflow detection means corresponds to the inclination angle of the container body when the liquid outflow detection means detects the start of liquid outflow. Preferably, the amount of liquid flowing out to the outside is detected based on the difference between the amount of liquid inside the container body and the amount of liquid in the container body corresponding to the inclination angle of the container body when detecting the stoppage of liquid outflow.
このような構成によると、液体流出検知手段による液体流出口部における液体の流出検出開始時における容器本体の傾斜角に対応した液体の内容量と液体流出検知手段による液体流出口部における液体の流出終了検出時における容器本体の傾斜角に対応した液体の内容量との差によって、従来の静電容量式流量センサや容積式流量センサのような問題を招くことなく、容器本体内から流出した液体の流出量を容易、かつ正確に演算できる。 According to such a configuration, the liquid content amount corresponding to the inclination angle of the container body at the time when the liquid outflow detection means starts detecting the liquid outflow at the liquid outflow port and the liquid outflow at the liquid outflow port by the liquid outflow detection means. Due to the difference in the amount of liquid that corresponds to the inclination angle of the container body at the time of end detection, the liquid that has flowed out from the container body can be detected without causing problems like conventional capacitive flow sensors or positive displacement flow sensors. The outflow amount can be calculated easily and accurately.
上記構成において、前記液体流出検知手段が液体流出の開始を検知した時の前記容器本体の傾斜角に対応した前記容器本体内の液体の内容量の演算は、予め所定の傾斜角毎に前記容器本体内の内容量を測定した実際の測定データに基づいて行われると好適である。 In the above configuration, the calculation of the content amount of the liquid in the container body corresponding to the inclination angle of the container main body when the liquid outflow detection means detects the start of liquid outflow is performed in advance at each predetermined inclination angle of the container body. Preferably, the measurement is performed based on actual measurement data of the internal content of the main body.
この場合、容器本体の水平方向に対する傾斜角とそれに対応した液体の内容量との関係を示すデータは、例えば液体を満了状態まで入れた容器本体を実際に水平方向に所定の角度で傾斜させてゆき、所定の傾斜角(例えば5度)毎に容器本体内の内容量を測定し、記録することによって作成される。そして、このデータがデジタルデータに変換され、所定のメモリ部(ROM)にメモリされる。 In this case, data indicating the relationship between the tilt angle of the container body with respect to the horizontal direction and the corresponding liquid content can be obtained by, for example, actually tilting the container body filled with liquid at a predetermined angle horizontally. It is created by measuring and recording the content inside the container body at every predetermined angle of inclination (for example, 5 degrees). This data is then converted into digital data and stored in a predetermined memory unit (ROM).
液体流出量演算手段は、このメモリ部(ROM)にメモリされている内容量データを傾斜角検出手段で検出された容器本体の傾斜角をパラメータとして読み出し、液体の内容量として算出する。 The liquid outflow amount calculation means reads out the content amount data stored in the memory section (ROM) using the inclination angle of the container main body detected by the inclination angle detection means as a parameter, and calculates the content amount of the liquid.
このように実際の実験データに基づいて容器内容量を算出するようにすると、容器本体の傾斜角に応じた正確な内容量を算出することができ、液体流出検知手段による液体流出口部における液体の流出検出開始時における容器本体の傾斜角に対応した液体の内容量と液体流出検知手段による液体流出口部における液体の流出終了検出時における容器本体の傾斜角に対応した液体の内容量との差により算出される容器本体内からの液体の流出量も正確なものとなる。 By calculating the container content based on actual experimental data in this way, it is possible to calculate the accurate content according to the inclination angle of the container body, and the liquid at the liquid outlet by the liquid outflow detection means can be calculated accurately. The content amount of liquid corresponding to the inclination angle of the container body at the time of start of outflow detection and the content amount of liquid corresponding to the inclination angle of the container body at the time of detecting the end of outflow of liquid at the liquid outflow port by the liquid outflow detection means. The amount of liquid flowing out from the container body calculated from the difference is also accurate.
上記構成において、前記液体流出検知手段が液体流出の開始を検知した時の前記容器本体の傾斜角に対応した前記容器本体内の液体の内容量の演算は、前記容器本体の前記液体収容部の形態に対応し、前記液体流出口部から液体が流出可能となる水平方向に対する傾斜角とその時の前記容器本体内の液体の内容量との関係を予め計算により求めた計算データに基づいて行われると好適である。 In the above configuration, the calculation of the content amount of the liquid in the container body corresponding to the inclination angle of the container body when the liquid outflow detection means detects the start of liquid outflow is performed in the liquid storage portion of the container body. This is done based on calculation data obtained by calculating in advance the relationship between the inclination angle with respect to the horizontal direction at which the liquid can flow out from the liquid outlet and the content of the liquid in the container body at that time, corresponding to the form. and is suitable.
容器本体の形状に応じた容器本体の水平方向に対する傾斜角とそれに対応した液体の内容量との関係を示すデータは、液体を満了状態まで入れた容器本体を実際に水平方向に所定の角度で傾斜させてゆき、所定の傾斜角毎に容器本体内の内容量を測定し、記録することによって正確に得ることができるが、同様のデータは、容器本体の形状に応じて所定の傾斜角毎に内容量を計算することによっても得ることができる。 The data showing the relationship between the inclination angle of the container body with respect to the horizontal direction according to the shape of the container body and the corresponding liquid content is based on the fact that the container body filled with liquid is actually tilted horizontally at a predetermined angle. Accurately obtained data can be obtained by measuring and recording the content inside the container body at each predetermined angle of inclination as the container body is tilted. It can also be obtained by calculating the content.
すなわち、容器本体の液体収容部の形状(例えば円筒形状)、寸法(半径及び長さ)が分かっていれば、容器本体の傾斜角の変化に応じて変化する内容液の体積形状変化を幾何学的に計算し、またコンピュータシミュレーションすることによって、正確に内容量データとして得ることができる。そして、このデータが所定のデジタルデータに変換され、所定のメモリ部(ROM)にメモリされる。 In other words, if the shape (e.g., cylindrical shape) and dimensions (radius and length) of the liquid storage part of the container body are known, it is possible to geometrically calculate the change in the volume shape of the liquid content that changes according to the change in the inclination angle of the container body. Accurate content data can be obtained by calculating and computer simulation. This data is then converted into predetermined digital data and stored in a predetermined memory unit (ROM).
液体流出量演算手段は、このメモリ部(ROM)にメモリされている内容量データを傾斜角検出手段で検出された容器本体の傾斜角をパラメータとして読み出し、液体の内容量として算出する。 The liquid outflow amount calculation means reads out the content amount data stored in the memory section (ROM) using the inclination angle of the container main body detected by the inclination angle detection means as a parameter, and calculates the content amount of the liquid.
このような計算データによっても、容器本体の傾斜角に応じた正確な内容量を算出することができ、液体流出検知手段による液体流出口部における液体の流出検出開始時における容器本体の傾斜角に対応した液体の内容量と液体流出検知手段による液体流出口部における液体の流出終了検出時における容器本体の傾斜角に対応した液体の内容量との差により算出される容器本体内からの液体の流出量も正確なものとなる。 With such calculation data, it is possible to accurately calculate the content according to the inclination angle of the container body, and the inclination angle of the container body at the time when the liquid outflow detection means starts detecting the outflow of liquid at the liquid outflow port. The amount of liquid from inside the container body is calculated from the difference between the corresponding amount of liquid and the amount of liquid corresponding to the inclination angle of the container body when the liquid outflow detection means detects the end of liquid outflow at the liquid outflow port. The amount of outflow will also be accurate.
上記構成において、前記液体流出口部は、光を透過させる光透過体で構成され、前記液体流出検知手段は、前記液体流出口部を挟んで対向する発光部と受光部よりなるフォトセンサで構成されていると好適である。 In the above configuration, the liquid outflow port is configured of a light transmitting body that transmits light, and the liquid outflow detection means is configured of a photosensor that includes a light emitting unit and a light receiving unit that face each other with the liquid outflow port in between. It is preferable that the
このような構成によると、容器本体が傾斜していないか、または所定傾斜角よりも小さく、容器本体の液体流出口部から液体が流出していない状態では、液体流出口部を挟んで対向する発光部と受光部よりなるフォトセンサをOFF状態に設定しておき、容器本体が所定傾斜角以上に傾斜して、容器本体の液体流出口部から液体が流出するようになるとON状態になるように設定して、液体流出口部における液体の流出開始を検知できる。また、容器本体の傾斜動作が所定の傾斜角状態で停止して、容器本体の液体流出口部から液体が流出しなくなると、フォトセンサがOFF状態になるように設定して、液体流出口部における液体の流出の終了を検知できる。 According to such a configuration, when the container main body is not inclined or the inclination angle is smaller than a predetermined angle and the liquid is not flowing out from the liquid outlet part of the container main body, the containers face each other across the liquid outlet part. A photosensor consisting of a light emitting part and a light receiving part is set to an OFF state, and becomes an ON state when the container body is tilted beyond a predetermined inclination angle and liquid begins to flow out from the liquid outlet of the container body. It is possible to detect the start of liquid outflow at the liquid outflow port by setting this to . In addition, when the tilting operation of the container body stops at a predetermined tilt angle state and liquid no longer flows out from the liquid outlet of the container body, the photo sensor is set to be in the OFF state, and the liquid outlet is It is possible to detect the end of liquid outflow.
この場合、フォトセンサの発光部と受光部の光軸は、例えば液体流出口部の液体流出路に直交する状態で設けられることが好ましい。このようにすると、フォトセンサによる液体流出及び流出終了の検知精度、応答性が向上し、液体流出量の演算精度が向上する。 In this case, it is preferable that the optical axes of the light emitting section and the light receiving section of the photosensor are provided in a state that is perpendicular to the liquid outlet path of the liquid outlet section, for example. In this way, the detection accuracy and responsiveness of the liquid outflow and the end of the outflow by the photosensor are improved, and the calculation accuracy of the liquid outflow amount is improved.
上記構成において、前記液体流出口部が前記容器本体の開口部に着脱可能に取り付けられた飲み口部材の飲み口部であり、前記飲み口部材に対して開閉可能な蓋体を備えた栓本体が着脱可能に取り付けられていると好適である。 In the above configuration, the liquid outlet portion is a spout portion of a spout member that is detachably attached to the opening of the container body, and the stopper body includes a lid body that can be opened and closed with respect to the spout member. It is preferable that it is detachably attached.
このような構成によると、液体収容部が飲料を収容する上端が開口した筒状の容器、液体流出口部が同容器の開口部に着脱可能に取り付けられた飲み口部材の飲み口部であり、飲み口部材には開閉可能な蓋体を備えた栓本体が着脱可能に取り付けられた飲料容器において、上記と同様の液体流出量演算機能、その他の作用効果を得ることができる。 According to such a configuration, the liquid storage portion is a cylindrical container with an open upper end for storing a beverage, and the liquid outlet portion is a spout portion of a spout member detachably attached to an opening of the container. In a beverage container in which a stopper body having an openable and closable lid body is detachably attached to a drinking spout member, the same liquid outflow amount calculation function as described above and other effects can be obtained.
上記構成において、前記栓本体の内側に、制御基板が設けられ、前記制御基板に、前記液体流出検知手段、前記容器傾斜角検出手段、前記液体流出量演算手段が設けられていると好適である。 In the above configuration, it is preferable that a control board is provided inside the stopper body, and the control board is provided with the liquid outflow detection means, the container inclination angle detection means, and the liquid outflow amount calculation means. .
上記のような飲料用容器の場合、栓本体は一般に筒体構造となっており、その内側は飲み口部に対してシールされたシール空間となっている。しかも、一定のスペースが確保されている。したがって、栓本体の内側は電気的な制御基板を設けるのに適している。
そこで、そのような栓本体の内側を利用して制御基板を設け、該制御基板に対して上記液体流出検知手段、容器傾斜角検出手段、液体流出量演算手段を設けると、特別な制御基板設置スペースを設けることなく、シール性も確保することができる。
In the case of the above-mentioned beverage containers , the stopper main body generally has a cylindrical structure, and the inside thereof is a sealed space sealed against the drinking spout. Moreover, a certain amount of space is secured. Therefore, the inside of the stopper body is suitable for providing an electrical control board.
Therefore, if a control board is provided using the inside of such a stopper body, and the liquid outflow detection means, container tilt angle detection means, and liquid outflow amount calculation means are provided on the control board, it is possible to install a special control board. Sealing performance can also be ensured without providing any space.
そこで、栓本体の内側を利用して制御基板を設け、該制御基板に対して上記液体流出検知手段、容器傾斜角検出手段、液体流出量演算手段を設けると、特別な制御基板設置スペースを設けることなく、シール性も確保できる。 Therefore, if a control board is provided using the inside of the stopper body, and the liquid outflow detection means, container tilt angle detection means, and liquid outflow amount calculation means are provided on the control board, a special control board installation space is required. Sealing performance can also be ensured without any problems.
上記構成において、前記蓋体及び前記制御基板を備えた前記栓本体は、各種の前記容器本体に対して取り付け可能な汎用性のある流量検知ユニットとして構成されていると好適である。 In the above configuration, it is preferable that the stopper body including the lid body and the control board be configured as a versatile flow rate detection unit that can be attached to various types of container bodies.
このような構成によると、蓋体及び制御基板を備えた栓本体を所定の制御機能を有する独立した流量検知ユニットとして、専用品ではない各種の容器本体に対して共通に適用できるようになる。その結果、栓本体の容器本体に対するプラットフォーム化が可能となり、容器本体とは独立した単独での商品価値を有するようになる。 According to such a configuration, the stopper body including the lid body and the control board can be used as an independent flow rate detection unit having a predetermined control function, and can be commonly applied to various container bodies that are not exclusive products. As a result, the stopper body can be used as a platform for the container body, and the stopper body can have its own commercial value independent of the container body.
上記構成において、前記制御基板には、ユーザの体調を診断する診断データを測定するための所定の測定センサと、コンピュータネットワークを経由してクラウドサービスプロバイダーからの所定のクラウドサービスを受けることができる通信機能を備えた制御ユニットが設けられ、所定の測定センサにより測定された診断データが、制御ユニットを介して所定の診療機関に送信され、ユーザの体調を診断可能に構成されていると好適である。 In the above configuration, the control board includes a predetermined measurement sensor for measuring diagnostic data for diagnosing the user's physical condition, and a communication device capable of receiving a predetermined cloud service from a cloud service provider via a computer network. It is preferable that a control unit with a function is provided, diagnostic data measured by a predetermined measurement sensor is transmitted to a predetermined medical institution via the control unit, and the user's physical condition can be diagnosed. .
この場合、ユーザの体調を診断するための診断データの一例は、例えば体温であり、測定センサは体温を測定するための体温測定センサにより構成される。その場合、さらに必要に応じて外気温や湿度を測定するための温湿度センサ等も設けられ、その時の外気温及び湿度と合わせて体温測定センサによる体温測定データが保護者のスマートフォンや病院等所定の診療機関のPCに送信される。 In this case, an example of diagnostic data for diagnosing the user's physical condition is, for example, body temperature, and the measurement sensor is configured by a body temperature measurement sensor for measuring body temperature. In that case, a temperature/humidity sensor is also installed to measure the outside temperature and humidity if necessary, and the body temperature measurement data from the body temperature sensor, along with the outside temperature and humidity at that time, is sent to the parent's smartphone or designated hospital, etc. is sent to the PC of the medical institution.
これにより、保護者や病院等所定の診療機関は、夏の暑い日中におけるユーザの熱射病等の状態を診断し、速やかに十分な水分を取る必要がある状態にある時には、ユーザに対してスマートフォン等で飲料を摂取するように指示を出す。これにより、子供や高齢者が外出している時の見守り機能を実現できる。 This allows parents and designated medical institutions such as hospitals to diagnose conditions such as heatstroke in users during hot summer days, and to notify users when they need to drink sufficient fluids immediately. instructions to consume the beverage using a smartphone, etc. This makes it possible to provide a monitoring function for children and elderly people when they are out.
また、本発明に係る流量検知ユニットは、液体収容部を備えた容器本体の前記液体収容部から液体が流出する、前記容器本体の開口部の径よりも径が小さく、前記容器本体の中心から前記容器本体の正面側に偏位した位置に設けられた液体流出口部における液体の流出状態を検知する液体流出検知手段と、前記容器本体の正面側水平方向に対する傾斜角を検出する容器傾斜角検出手段と、前記容器傾斜角検出手段により検出された前記容器本体の傾斜角と前記液体流出検知手段により検知された液体の流出状態とから前記容器本体内の液体の外部への流出量を検知する液体流出量演算手段と、を備えるものである。 Further, the flow rate detection unit according to the present invention has a diameter smaller than a diameter of an opening of the container body from which the liquid flows out from the liquid storage portion of the container body provided with the liquid storage portion, and the flow rate detection unit has a liquid outflow detection means for detecting a state of liquid outflow at a liquid outflow port provided at a position offset toward the front side of the container body ; and a container inclination angle for detecting an inclination angle of the container body with respect to a horizontal direction on the front side. Detecting an amount of liquid flowing out of the container body from a detection means, an inclination angle of the container body detected by the container inclination angle detection means, and a liquid outflow state detected by the liquid outflow detection means. and liquid outflow amount calculation means.
本発明によれば、流量検知ユニットを様々な形状の容器本体に適用可能となり、流量検知ユニットを取り付けた液体容器にて、上述したような作用効果を同様に得ることができる。 According to the present invention, the flow rate detection unit can be applied to container bodies of various shapes, and the above-mentioned effects can be similarly obtained with a liquid container to which the flow rate detection unit is attached.
以上の結果、本発明であれば、容器本体内から容器本体外への液体の流出量演算機能を備えた液体容器を、従来のような問題を招くことなく提供できるようになる。また、例えば、液体容器を飲料容器として構成した場合、当該飲料容器に飲料摂取量演算機能を持たせることができるとともに、飲料摂取量演算機能を有する栓本体を各種の容器本体に対して汎用的に適用できる多機能な流量検知ユニットとして、プラットフォーム化を図ることができる。 As a result of the above, according to the present invention, it is possible to provide a liquid container having a function of calculating the amount of liquid flowing from the inside of the container body to the outside of the container body without causing the problems of the conventional liquid container. For example, if the liquid container is configured as a beverage container, the beverage container can be provided with a beverage intake calculation function, and the stopper body having the beverage intake calculation function can be used universally for various container bodies. It is possible to create a platform as a multi-functional flow rate detection unit that can be applied to
以下、本発明の一例である実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
<本発明の第1実施形態に係る液体流出量演算機能を備えた液体容器の構成について>
図1~図23は、本発明の液体容器を飲料容器として構成した本発明の第1実施形態に係る液体流出量演算機能を備えた液体容器の構成を示している。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment which is an example of this invention will be described in detail with reference to drawings.
<About the configuration of the liquid container equipped with a liquid outflow amount calculation function according to the first embodiment of the present invention>
1 to 23 show the structure of a liquid container equipped with a liquid outflow amount calculation function according to a first embodiment of the present invention, in which the liquid container of the present invention is configured as a beverage container.
(飲料容器の全体及び各部の構成)
まず、図1~図13には、飲料容器として構成された液体容器の全体や各部の構成が示されている。本実施形態では、液体容器の一例として、例えば、ステンレスボトルに代表される飲料容器を挙げる。よって、以下の説明では、液体容器を飲料容器と称して説明する。
(Construction of the entire beverage container and each part)
First, FIGS. 1 to 13 show the entire structure and each part of a liquid container configured as a beverage container. In this embodiment, an example of a liquid container is a beverage container typified by a stainless steel bottle. Therefore, in the following description, the liquid container will be referred to as a beverage container.
本実施形態の飲料容器は、例えば、図1、図2、図4、図6、図11に示すように、液体収容部Sを有する容器本体1と、容器本体1に着脱可能に装着される栓本体2と、を備えている。
As shown in FIGS. 1, 2, 4, 6, and 11, the beverage container of this embodiment includes a
容器本体1は、有底筒状の容器11、容器11の上部の開口部に対して着脱可能に装着される飲み口部材12を備えている。栓本体2は、飲み口部材12の外周部に設けられている。栓本体2は、栓本体2の上側に位置して飲み口部材12の上端の飲み口部12aを開閉可能な蓋体3を備えている。
The
(容器本体1の構成について)
容器本体1は、有底筒状の金属製部材よりなる。容器本体1の側壁部分は、底部外周側から上部外周側まで等径の筒状体に形成されている。容器本体1の底壁部11bの中心は、所定の高さ球面上に盛り上がっている。容器本体1の上部側は、略全面が円形に開口している。容器本体1の開口縁部11a(容器本体1の上部側開口部の所定上下幅部分)は、少し小径に縮径されている。説明を加えると、開口縁部11aの外周面側には、飲み口部材12の取り付け部12bの板厚分だけ、飲み口部材12を螺合させるための螺合溝が形成されている。飲み口部材12は、開口縁部11aの外周側に螺合される下部側大径筒状の取り付け部12bとユーザの口に接する小径筒状の飲み口部12aとの合成樹脂製の一体成型品で構成されている。
(About the structure of the container body 1)
The
飲み口部材12に用いられる合成樹脂は、例えば、光透過率の高い例えばアクリル材(透明材)を用いて成型されている。後述するように、飲み口部12aを挟んで設けられる発光ダイオード52aからの赤外光が受光部であるフォトダイオード52bの受光面に飲み口部12aを透過してストレートに入射するようにするためである。
The synthetic resin used for the
取り付け部12bの上下寸法は、開口縁部11aの上下寸法に対応している。取り付け部12bの内周面側には、開口縁部11aの外周面に形成される螺合溝に螺合する螺合溝が形成されている。飲み口部12aの内外径は、先端を少し口に入れて飲むのに適した小さい寸法に形成されている。飲み口部12aの上下方向の寸法(長さ)は相当に長いものに形成されている。飲み口部12aの上下中間箇所の全周には、栓本体2の上壁部21に開孔されている挿通孔20との間をシールする環状のシール部材12cを嵌合するための嵌合溝が設けられている。飲み口部12aの上端側開口面は、飲料供給方向側端部(前端部)の高さが高く、飲料供給方向側端部に対して反対側に位置する反対側端部(後端部)の高さが低い傾斜面となっている。
The vertical dimension of the
例えば、図7及び図8から明らかなように、飲み口部12aの中心O2-O2は、取り付け部12bの中心O1-O1(容器本体1の中心)から半径a分の所定寸法だけ前端側(飲料容器正面側)に偏位して設けられている。これにより、容器本体1内の飲料が少なくなった場合にも、容器本体1を水平以上の角度に大きく傾斜させることによって、液体収容部Sに収容されている飲料(液体)を略確実に飲み干せるようにしている。
For example, as is clear from FIGS. 7 and 8, the center O2-O2 of the
(栓本体2の構成について)
栓本体2は、飲み口部材12の上部に嵌合固定する形で取り付けられる。栓本体2は、合成樹脂製である。栓本体2は、円形でフラットな上壁部21、筒状の側壁部22、ロックレバー設置部23、内側に電池を収納する電池収納ケース53を備えている。また、栓本体2には、
側壁部22は、上壁部21の外周部分からスカート状(緩やかな円弧面状)に広がり、所定の長さ下方に延びている。側壁部22の下端側開口部は、飲み口部材12の取り付け部12bの肩部(若干小径となっている)に対して嵌合固定されている。ロックレバー設置部23は、側壁部22の前面部(正面部)に位置している。ロックレバー設置部23は、蓋開閉操作部であるロックレバー7の設置部を形成している。電池収納ケース53は、側壁部22の後部面から所定寸法後方に延びてから下方に直角に延びている。
(About the structure of the stopper body 2)
The
The
上壁部21の裏面側及び側壁部22の内側には、飲料流出量の演算機能を実現するための各種センサ、制御ユニット、送受信ユニット等の電子部品をマウントした制御基板(電子基板)5を設置する設置空間が形成されている。
On the back side of the
栓本体2の上壁部21の後端には、ヒンジ軸24を枢支した所定の長さのヒンジ軸ホルダー21aが設けられている。ヒンジ軸ホルダー21aで枢支されたヒンジ軸24に対して、後述する蓋体3の後端側に位置する左右一対のヒンジブラケット32c,32cが枢着されている。それによって、蓋体3が上下方向に弧回動自在に軸支されるようになっている。ヒンジ軸24には、コイル状のヒンジスプリング(図示省略)が巻装されている。ヒンジ軸24は、一端側が栓本体2側に、他端側が蓋体3側に、それぞれ反発方向(蓋開方向)の弾性を有する形で係合されている。ヒンジ軸24は、蓋体3をロックレバー7側からヒンジ軸ホルダー21a側の後方に傾いた開放状態(図2、図3、図6の状態)に回動付勢するようになっている。栓本体2の上壁部21には、後述する制御基板5を固定するための2つの嵌挿孔21c,21d、後述する制御基板5側の温湿度センサ51eに対応した温湿度導入孔21e、後述する制御基板5側の蓋開閉センサ51a(ホールセンサ)に対応した磁力線透過孔21b等が設けられている。温湿度導入孔21e、及び、磁力線透過孔21bには、それぞれ、蒸気は通すが水は通さない蒸気透過膜が設けられ、飲み口部12a側からの水が浸入しないように構成されている。
A
ロックレバー設置部23は、U字状壁23a、凹溝部23b、上壁23c、円形溝23d、凸部23e、ロックレバー係合軸8を備えている(図3~図5を参照)。U字状壁23aは、前面側の側壁部22の一部をU字状に突出させる形で一体的に設けられている。U字状壁23aは、上端側及び前面側が開口している。凹溝部23bは、U字状壁23a内に形成され、U字状の形状をなしている。上壁23cは、凹溝部23bの上端側開口部に位置している。上壁23cは、上壁部21の前端部の一部を所定幅、かつ、所定長さ突出させて、先端部を後述するロックレバー7の蓋ロック時のストッパ部、状面部を後述する蓋体3(蓋体3の前面側の側壁部32)の蓋閉時の固定面としている。円形溝23dは、凹溝部23bの上下方向中間部より少し下方に位置して設けられたている。円形溝23dに、ロックスプリング25が嵌合される。凸部23eは、円形溝23dの下部側に突設されている。凸部23eは、ロックレバー固定部材6の固定に用いられる。ロックレバー係合軸8は、上壁23cと凸部23eとの間に位置し、U字状壁23aの左右両側壁部間に架設される形で設けられている。
The lock
ロックレバー7は、合成樹脂製のレバー部材で構成されている。ロックレバー7の上端部71側には、後述する蓋体3側のロックレバーの係合片32bに係合する係合片71aが設けられている。ロックレバー7の下端部72側には、ロックスプリング25嵌装用の凸部72aが設けられている。ロックレバー7の上下方向の中間部73には、断面U字状のロックレバー係合軸8への係合溝を有する断面半円形状のボス部73aが設けられている。
The
中間部73のボス部73aのU字状の係合溝は、凹溝部23b内のロックレバー係合軸8に係合して回動可能に支持されている。下端部72側のロックスプリング25嵌装用の凸部72aと凹溝部23b側のロックスプリング25嵌合用の円形溝23dとの間には、ロックスプリング25が設けられている。ロックスプリング25は、上端部71の係合片71aを蓋体3側の係合片32bに係合する方向に付勢している。
The U-shaped engagement groove of the
このように、ロックレバー7が、U字状壁23a内のU字状の凹溝部23b内に設置された状態において、U字状壁23a内のU字状の凹溝部23bの開口縁部には、ロックレバー固定部材6がスライド可能に係合される。これにより、図1、図4、図5に示すように、ロックレバー7は、安定した係合状態(蓋ロック状態)に保持される。
In this way, when the
ロックレバー固定部材6の上端部61側は、ロックレバー7の上端部71側の係合片71aの蓋体3側の係合片32bとの係合状態を維持する押圧面部に形成されている。ロックレバー固定部材6の下端部62側の上部位置には、上端部71側の係合片71aと蓋体3側の係合片32bとの係合状態を解除する押圧操作用の凸部62aが設けられている。ロックレバー固定部材6の上端部61側の下部には、上方側又は下方側へのスライド操作用の爪部61aが、設けられている。ロックレバー固定部材6の下端部62側の下端位置には、衝合片62bが設けられている。衝合片62bは、ロックレバー7のロック状態においてU字状の凹溝部23b内のロックレバー固定部材6を固定する凸部23eに衝合して、押圧操作用の凸部62aを押しても上端部71側の係合片71aと蓋体3側の係合片32bとの係合状態の解除を不可能とするようになっている。
The
ロックレバー7が設置されるU字状壁23a内のU字状の凹溝部23bに対して、ロックレバー7は図5のように設置されている。U字状の凹溝部23bには、衝合片62bの下方側に、上下方向に所定の長さの空きスペースbが設けられている。空きスペースbを利用してロックレバー固定部材6が上下方向にスライドし、ロックレバー固定部材6が上端位置までスライドする。ロックレバー7の上端部71を押圧している図3の状態では、下端部72側の衝合片62bが、ロックレバー固定部材6を固定する凸部23eに衝合してロックレバー7の固定状態を維持するようになっている。
The
一方、ロックレバー固定部材6が図5の状態から下方にスライド操作され、ロックレバー固定部材6が空きスペースbの下端位置までスライドした状態では、下端部72側の衝合片62bのロックレバー固定部材6を固定する凸部23eとの衝合が解除されて、ロックレバー7の上端部71の回動が可能となる。この状態で、ロックレバー固定部材6の下端部72の押圧操作部である凸部62aを後方に向けて押すと、ロックレバー7の下端部72が、ロックスプリング25の付勢力に抗して後方に押され、ロックレバー7の上端部71側の係合片71aが前方に回転して蓋体3側の係合片32bとの係合が外れ、蓋体3の開放が可能となる。
On the other hand, when the lock
電池収納ケース53は、内側にブッシュ付きの配線孔を有して栓本体2の側壁部22後端から所定長さ後方に延びる基部53aと、基部53aの後端から下方に直角に曲成し、容器11の上下方向中間位置まで延びる筒状の電池収納部53bと、を備える。電池収納部53bの内側には、左右方向に所定の幅を有し、上下方向に所定の長さを有する電池ホルダー53cが設置されている。電池ホルダー53cに、所定の容量の乾電池57,57(例えば2本)が取り出し可能な状態で正負逆にして並設されている。給電用のリード線56は、電池ホルダー53cの正極側端子から制御基板5側に延びている。電池収納部53bの下端には、着脱可能なキャップ部材54が設けられており、キャップ部材54を取り外すと、乾電池57,57の交換ができるようになっている。図4及び図6に示すように、例えば、電池収納ケース53は、栓本体2の後端部側の一部として合成樹脂により一体に成型されている。
The
栓本体2の内側、上壁部21裏面側の円形の空間は、容器11内の飲料の飲み口部12aからの流出量(ユーザによる摂取量)を演算する流出量演算装置、及び、インターネット通信装置の電子回路を構成する円形の制御基板5の設置空間となっている。
A circular space on the inside of the
制御基板5には、各種センサ、制御ユニット、送受信ユニット、その他の電子部品が設けられている。制御基板5にも、栓本体2の上壁部21の挿通孔20と同軸位置に略同径の飲み口部の挿通孔50が形成されている。制御基板5は、栓本体2の内側への設置状態において同様に飲み口部12aが下方から上方に挿通されている。栓本体2の挿通孔20では、シール部材12cでシールをしているが、制御基板5の挿通孔50は、シールをしていない。
The
(制御基板5の構成について)
制御基板5には、例えば図11~図13に示されるように、その表裏両面を利用して、蓋開閉センサ51a(ホールセンサ)、顔検知用の発光ダイオード51c及びフォトダイオード51d、温湿度センサ51e、体温センサ51f、飲料通過検知用の発光ダイオード52a及びフォトダイオード52b、容器傾斜角検出手段である傾斜角センサ51b(加速度センサ)、送受信ユニット51h、送受信アンテナ55、インターネット通信制御機能を備えた制御ユニット51g等の各種センサ部品及び制御部品、通信部品が設けられている。
(About the configuration of the control board 5)
As shown in FIGS. 11 to 13, for example, the
蓋開閉センサ51a、顔検知用の発光ダイオード51c及びフォトダイオード51d、温湿度センサ51e、体温センサ51f、制御ユニット51gは、制御基板5の表面側に設けられている。送受信ユニット51h、送受信アンテナ55は、制御基板5の裏面側に設けられている。
The lid opening/
蓋開閉センサ51aは、蓋体3の開閉を検知するようになっている。蓋開閉センサ51aは、例えばホールセンサよりなる。蓋開閉センサ51aは、蓋体3の対応する位置に設けられたマグネット15からの磁気(蓋体3の近接)に応じて蓋体3の開閉を検知する。
The lid opening/
顔検知用の発光ダイオード51c及びフォトダイオード51dは、蓋開閉センサ51aにより蓋体3が開かれたことが検出された状態において、飲み口部12aにユーザの顔が近付いたことを検知する。顔接近検知用の発光ダイオード51c及びフォトダイオード51dは、ユーザが蓋体3を開放し、容器本体1の飲み口部12aに口を付けて飲もうとし始めた時のユーザの顔の接近を検知するフォトセンサを構成している。ユーザの顔の接近により生じる発光ダイオード51cからの光(赤外光)の反射量の増加をフォトダイオード51dで検出することによりユーザの顔の所定距離以上の接近を検知する。
The
ユーザの顔が所定距離以上に発光ダイオード51c及びフォトダイオード51dに接近するとフォトセンサがONになる。この場合、発光ダイオード51c及びフォトダイオード51dは、制御基板5表面側における飲み口部の挿通孔50の背後に位置して左右方向に対向する状態で設置されているが、透明材よりなる飲み口部材12の取り付け部12bを通して上方に放射される発光ダイオード51cの光軸は、フォトダイオード51dの受光軸側に所定角傾斜させた状態で飲み口部12aの上端方向に向けて設定されており、飲み口部12aに口を付けようとしたユーザの顔に当たった赤外光が効果的にフォトダイオード51dに入射されるようになっており、その赤外光の入射量が所定レベル以上になった時にフォトセンサがONになる。このユーザの顔の所定距離以下への接近は、蓋体3の開動作に続く飲料の摂取開始動作に伴うものであるが、制御条件的には、それ自体を検出するものではなく、後述する体温センサ51fの有効な測定出力(体温データ)を取り込むための判定基準としての意味を有している。この場合、発光ダイオード51cには、外乱光の影響のない赤外発光ダイオードを使用している。
When the user's face approaches the
温湿度センサ51eは、飲料容器外部の外気の温湿度を検出する。温湿度センサ51eは、飲料容器外部の外気を栓本体2の上壁部21に設けた外気導入孔21f(図11を参照)を介して導入し、外気の温湿度(暑さや湿度)を検出する。ここで検出された外気の温湿度(暑さや湿度)は、例えば夏季におけるユーザの熱中症の予防の必要性を判断する診断データとして使用される。栓本体2の上壁部21に設けた外気導入孔21fには、空気は透過させるが水は透過させない樹脂製の多孔質膜が設けられており、制御基板5側へのシール機能が維持されている。
The temperature and
体温センサ51fは、顔接近検知用の発光ダイオード51c及びフォトダイオード51dによって、飲み口部12aにユーザの顔が所定距離以上近付いたことが検知された状態において、ユーザの顔表面の温度(ユーザの体温)を検知する。体温センサ51fは、例えば、複数の熱電対を組み合わせたサーモパイルよりなる。体温センサ51fは、ユーザの顔表面からの放射温度(吸収温度)に応じてユーザの体温を検出する。ここで検出された体温も、ユーザが熱中症になる危険性を判断する見守りシステム用の診断データとして利用される。この制御基板5の表面側に設けられた体温センサ51f(サーモパイル)は、栓本体2の上壁部21に形成された嵌挿孔21cを介して栓本体2の上壁部21上に突出し、ユーザの顔表面からの放射温度を直接吸収するようになっている。そして、この体温センサ51fにより検出された体温検出データは、ユーザの顔が所定距離以上飲み口部12aに接近していることを条件として後述する制御ユニット51gに取り込まれ、上述のようにユーザの体調を診断する診断データとして利用される。
The
飲料通過検知用の発光ダイオード52a及びフォトダイオード52bは、容器本体1が所定角以上傾けられ、飲み口部12a内を飲料が通過したことを検知する。飲料通過検知用の発光ダイオード52a及びフォトダイオード52bは、透明材よりなる飲み口部材12の筒状の飲み口部12aを飲料が通過したか否か、すなわちユーザにより飲料の摂取が開始されたか否かを検知するフォトセンサを構成している。飲料通過検知用の発光ダイオード52a及びフォトダイオード52bは、飲み口部12aの飲み口部12a(基部)を挟んで直径方向前後に配置されている。筒状の飲み口部12a内を飲料が通過すると、その飲料によって発光ダイオード52aからフォトダイオード52bに入射する光の量が所定量以下に遮られ、フォトダイオード52bの受光量が低下することで、フォトダイオード52bの出力も所定レベル以下に低下する。それにより、飲料の通過(ユーザによる飲料の摂取)を検知する。
The
この場合、より具体的には、容器本体1が傾斜していない状態、または、所定傾斜角よりも小さく、容器本体1の飲み口部12aから飲料が流出していない状態では、飲み口部12aを挟んで対向する発光ダイオード52aとフォトダイオード52bよりなるフォトセンサをOFF状態に設定しておき、容器本体1が所定傾斜角以上に傾斜して、容器本体1の飲み口部12aから飲料が流出するようになるとON状態になるように設定する。
In this case, more specifically, in a state where the
一方、容器本体1の傾斜動作(飲料の摂取)が所定の傾斜角状態で停止して、飲み口部12aから飲料が流出しなくなるとOFF状態になるように設定する。このようにすると、発光ダイオード52a及びフォトダイオード52bよりなるフォトセンサのONにより飲み口部12aにおける飲料の流出(摂取)開始を検知し、同フォトセンサのOFFで飲み口部12aにおける飲料の流出(摂取)の終了を応答性良く検知できる。この場合、フォトセンサを構成する発光ダイオード52aとフォトダイオード52bの光軸は、飲み口部12aの液体流出路の中心軸(図7のO2-O2)に対して直交する状態で設けられることが好ましい。そのようにすると、フォトセンサによる飲料の流出及び流出終了の検知精度、応答性が向上し、飲料摂取量の演算精度が向上する。この場合にも、発光ダイオード52aには、外乱光の影響のない赤外発光ダイオードを使用する。
On the other hand, the device is set to be in the OFF state when the tilting operation (ingestion of beverage) of the
傾斜角センサ51bは、ユーザが容器本体1を傾け、飲み口部12aを介して飲料を摂取している時の容器本体1の傾斜角を検出する。傾斜角センサ51bには、例えば3軸型加速度センサを採用し、ユーザが容器本体1を傾け、飲み口部12aを介して飲料を摂取している時の容器本体1の傾斜角を応答性良く、高精度に検出する。
The
(制御ユニット及び制御ユニットを中心とする制御回路の構成について)
制御ユニット51gは、傾斜角センサ51bにより検出された容器本体1の傾斜角に基づいて、ユーザが摂取した飲料の量(容器本体1から流出した飲料の量)を算出する飲料摂取量演算機能、及び、送受信ユニット51hを介したインターネット通信制御機能を備えている。
(About the configuration of the control unit and the control circuit centered on the control unit)
The
制御ユニット51gは、例えば図14に示されるように、顔接近検知用フォトセンサの発光ダイオード51c及び飲料流出検知用フォトセンサの発光ダイオード52aを駆動制御するとともに、蓋開閉センサ51aからの蓋開閉検知信号、傾斜角センサ51bからの容器本体1の傾斜角検出データ、顔接近検知用フォトセンサのフォトダイオード51dからの顔接近検知信号、温湿度センサ51eからの温湿度検出データ、体温センサ51fからの体温検出データ、飲料流出検知用フォトセンサのフォトダイオード52bからの飲料流出検知信号、傾斜角センサ51bからの容器本体1の傾斜角検出データを入力して、ユーザが飲料を摂取した時の容器本体1の傾斜角に基づいて容器11内の飲料の摂取量(流出量)を演算し、必要に応じて容器本体1内の飲料の残量変化を記憶する。
For example, as shown in FIG. 14, the
また、温湿度センサ51eにより検出された外気の温湿度(暑さや湿度)は、例えば夏季における熱中症の予防の必要性を診断するデータとして処理し、インターネット等のコンピュータネットワーク、クラウドサービスを利用して保護者のスマートフォンや係りつけの病院(診療機関)の主治医のPC等に送信される。体温センサ51fにより検出されたユーザの体温データも、ユーザが熱中症になる危険性を具体的に判断する診断データとして処理し、同じくコンピュータネットワーク・クラウドを介して保護者のスマートフォンや係りつけの病院(診療機関)の主治医のPCに送信される。
In addition, the temperature and humidity of the outside air (heat and humidity) detected by the temperature and
制御ユニット51gは、傾斜角センサ51bにより検出された容器本体1の傾斜角検出データを入力して、ユーザが飲料を摂取した時の容器本体1の傾斜角に基づいて容器11内の飲料の流出量を検知し、容器本体1内の飲料の残量変化を管理するだけでなく、残量変化(飲料摂取量)をその時の外気温度や湿度、ユーザの体温に基づいて、飲料の摂取量が適正か否かを判定し、外気温度や湿度、ユーザの体温が高く、熱中症回避の観点から積極的に飲料を摂取することが必要であると判断される場合には、コンピュータネットワーク・クラウドを介して保護者のスマートフォンやかかりつけの病院(診療機関)の主治医のPCからユーザのスマートフォンに積極的に飲料を摂取するように指示を出し、熱中症になることを回避する。コンピュータネットワーク・クラウドを介して保護者のスマートフォンや係りつけの病院(診療機関)の主治医のPCに送信される、その時の外気温度や湿度、ユーザの体温は、もちろんユーザ自身が確認することも可能であり、またコンピュータネットワーク・クラウド以外の既設の通信施設・通信サービスを利用して送信することも可能である。
The
コンピュータネットワーク・クラウドを用いた通信機能は、送受信ユニット51hを利用してなされる。この送受信ユニット51hには、スマートフォンのOS機能の一部がインストールされており、バージョンアップ可能な独自のアプリケーションソフトも所望にインストール可能となっている。熱中症の予防、回避機能等は、これらのアプリケーションソフトを用いてなされる。
The communication function using the computer network cloud is performed using the transmitting/receiving
送受信ユニット51hは、外部との通信が可能であり、インターネット回線に接続する機能を備えている。送受信アンテナ55は、送受信ユニット51hに付設されている。送受信ユニット51hに付設されている送受信アンテナ55としては、例えば図13(制御基板5の裏面図)に示すように、最近の携帯電話に多く使用されている平面構造のアンテナが使用されている。送受信ユニット51hは、同軸給電線55bを介して送受信ユニット51hに接続されている。平面構造の送受信アンテナ55の一部には、ビス孔55aが設けられている。送受信ユニット51hは、ビス孔55aを介して下方から上方にビスネジを螺合することにより、制御基板5に固定されている(図13、図4、図6、図10の状態では、何れも同ビスネジは見えていない)。
(制御基板5の設置構造について)
以上のような制御回路を構成している制御基板5は、例えば図11に示す栓本体2の内側において、飲み口部材12の取り付け部12bの上面側に設けられた所定の高さの2本のボス部13,13(図11では他の1本が飲み口部12aに隠れて見えない)上に支持して固定される。
The transmitting/receiving
(About the installation structure of the control board 5)
The
栓本体2の上壁部21には、2つの嵌挿孔21c,21d、制御基板5にも2つのビス孔51i,51jが設けられている。これら2組の嵌挿孔21c,21d、51i,51jは、それぞれ、飲み口部材12の取り付け部12bの上面側に設けられた所定の高さの2本のボス部13,13のビス孔と同軸に対応したものとなっている。
The
したがって、制御基板5を栓本体2の内側上方に収納し、飲み口部材12の取り付け部12b側の2本のボス部13,13上に同軸に支持した状態で、栓本体2の上壁部21側から所定の長さのビスを螺合することにより容易に固定できる。これにより、図4、図6、図10のように設置されている。
Therefore, the
(蓋体3の構成について)
次に、蓋体3は、栓本体2及び飲み口部材12を覆う前高形状の合成樹脂製の筒状カバー部材により構成されている。蓋体3の天壁部31の蓋閉状態において飲み口部材12の飲み口部12a(その開口部)に当接する部分には、飲み口部12a(その開口部)をシールするゴム製のシールパッキン4が設けられている。蓋体3の前面側の側壁部32の下端部32aは、栓本体2の側壁部22前面側に設けられたU字状のロックレバー設置部形成用のU字状壁23aに対応する逆U字状のU字状壁に形成されている。蓋体3の下面側には、栓本体2側のロックレバー7の係合片71aが係合されて、蓋体3を閉状態にロックする係合片32bが設けられている。
(About the structure of the lid body 3)
Next, the
前面側の側壁部32の逆U字状のU字状壁である下端部32aは、蓋体3を閉じた状態において、図1、図5、図9のように、栓本体2側ロックレバー設置部形成用のU字状壁23aの上端部を形成するように連続し、上述したロックレバー固定部材6のスライド溝を形成している。
The
さらに、側壁部32の後端側の左右には、栓本体2側のヒンジホルダー(ヒンジ軸挿通部)21aの左右方向の幅に合わせた所定の間隔を空けて、左右一対のヒンジブラケット32c,32cが設けられている(図2、図3参照)。左右一対のヒンジブラケット32c,32cは、栓本体2のヒンジ軸ホルダー21aの両側に同軸状態で配置され、栓本体2のヒンジ軸ホルダー21aに保持されているヒンジ軸24を挿通することによって相互に連結され、蓋体3は上下方向に開閉可能な状態で栓本体2に取り付けられている。そして、蓋体3は、図4及び図5の蓋閉状態では、その先端側の係合片32bを栓本体2側のロックレバー7の係合片71aに係合して固定される。これとともに、蓋体3は、シールパッキン4を飲み口部材12の飲み口部12aに当接してシールする。蓋体3のシールパッキン4は、飲み口部材12の飲み口部12aをシールする中高のパッキン片42と蓋体3の天壁部31のパッキン嵌合孔31aに嵌合固定されたパッキン本体41を備えている。
(この実施の形態における飲料容器の構造の特徴)
以上の飲料容器は、大別すると、図7及び図8に示す容器本体1と、図9及び図10に示す栓本体2との2つの部分を備えている。そして、容器本体1に対して、制御基板5を備えた栓本体2の栓本体2を着脱可能に嵌合することで、上述した飲料摂取量演算機能やユーザ見守り機能を有した飲料容器が構成される。
Further, on the left and right sides of the rear end side of the
(Characteristics of the structure of the beverage container in this embodiment)
The above beverage container is roughly divided into two parts: a
したがって、制御基板5を備えた栓本体2は、飲料容器の製品機能を決定する汎用的なユニット製品として、容量や形態の異なる容器本体1に所望に組み合わせて使用できる。そして、制御基板5の制御機能は、制御ユニット51gに組み込むプログラムにどのようなものを採用するかによって多様な用途に対応できる。
Therefore, the stopper
つまり、同構成では、容器本体1に対して、栓本体2を独立した製品機能、単独で交換価値を有するプラットフォーム部材として構成できる。そして、そのように構成した場合、容器本体1には、種々の形態のもの、例えば自社の機種の異なる飲料容器の容器本体、他社製の飲料容器の容器本体、市販のペットボトル等にも利用できるようになる。
That is, with the same configuration, the
また、制御基板5における各種センサや制御機能は、用途に応じて自由にバージョンアップすることができ、用途に応じた機能変更も容易となる。
(制御ユニットによる飲料摂取量の演算方法について)
ところで、制御ユニット51gには、その基本的な制御機能として、上述のようにユーザが摂取した飲料の摂取量を演算する飲料摂取量演算機能が設けられている。以下、その演算方法について、図16の(a)~(e)を参照して詳細に説明する。
Further, various sensors and control functions on the
(About the calculation method of beverage intake by the control unit)
By the way, the
すなわち、以上の構成の飲料容器においてユーザが飲料を摂取する場合、例えば図16の(a)~(c)及び(d)、(e)に示すような摂取形態(飲用形態が)採られる。図16の(a)~(c)及び(d)、(e)では、上述した飲料容器(図4の断面構成)の容器本体1のみ(図7の構成)を示しており、しかも、その構成を簡略化し、容器本体1の容器11と飲み口部材12の飲み口部12aを一体化したシンプルなモデル構造としている。したがって、飲み口部12aの長さも図7の構成より短くし、また飲み口部12aの両側の飲料流出検知用の発光ダイオード52a及びフォトダイオード52b(フォトセンサ)も省略して示している。
That is, when a user ingests a beverage from the beverage container configured as described above, the intake forms (drinking forms) shown in FIGS. 16(a) to (c), (d), and (e) are taken, for example. 16(a) to (c), (d), and (e) show only the container body 1 (configuration in FIG. 7) of the above-mentioned beverage container (cross-sectional configuration in FIG. 4). The structure is simplified and a simple model structure is adopted in which the
この図16の飲料摂取例の場合、容器本体1の容器11内には、当初図16(a)に示すように、容器本体1内の液体収容部Sに、所定内容量の飲料Wが収容されており、非摂取状態では、容器本体1は垂直状態に起立されており(机の上等に置かれた状態を想定)、その水平方向に対する傾斜角θはθ=0度である。
In the case of the beverage intake example shown in FIG. 16, a predetermined amount of beverage W is initially stored in the liquid storage portion S in the
次に、図16(b)のように、容器本体1が垂直状態から水平方向に傾斜角θ1(例えばθ1=60度)まで傾けられると、飲み口部12aの検知部分(飲料流出検知用の発光ダイオード52a及びフォトダイオード52bよりなるフォトセンサの光軸部分)に飲料Wの上面が到達し、飲み口部12aから流出し始める。このように飲み口部12aの検知部分に飲料Wの上面が到達すると、飲料流出検知用の発光ダイオード52a及びフォトダイオード52bよりなるフォトセンサがOFFからONになり、飲料Wの摂取開始(流出開始)が検知される。そして、それと同時に、飲料摂取開始検知時点における容器本体1内の飲料Wの内容量V1が演算される。この内容量V1の演算データは、制御ユニット51gのRAMメモリ中に一時的に記憶される。
Next, as shown in FIG. 16(b), when the
この状態から、さらにユーザによる飲料の摂取が継続され、やがて図16(c)のように容器本体1の傾斜角θがθ1からθ2(θ2=75度)へと大きくなり、同傾斜角θ2(θ2=75度)となった時点で、ユーザが飲料の摂取を停止したとすると、それ以後の容器本体1の傾斜角θの増大はなくなり、飲み口部12aの検知位置における飲料Wの流出がなくなって、飲料流出検知用の発光ダイオード52a及びフォトダイオード52bよりなるフォトセンサがOFFになり、飲料摂取の終了を検知する。そして、それと同時に、飲料摂取終了検知時点における容器11内の飲料の内容量V2が演算される。この内容量V2の演算データも、制御ユニット51gのRAMメモリ中に一時的に記憶される。
From this state, the user continues to drink the beverage, and eventually the inclination angle θ of the
このようにして、飲料摂取開始時点における容器本体1内の飲料の内容量V1の演算及び飲料摂取終了時点における容器本体1内の飲料の内容量V2の演算が終了すると、次に飲料摂取開始時点における容器本体1内の飲料の内容量V1と飲料摂取終了時点における容器本体1内の飲料の内容量V2との差V1-V2からユーザによる飲料摂取量である所定量ΔV(図16(d)参照)を演算する。
In this way, when the calculation of the content volume V1 of the beverage in the
このような飲料摂取量演算方法によると、従来の静電容量式流量センサや容積式流量センサのような問題を招くことなく、飲料容器の容器本体1内から流出した飲料Wの流出量、すなわちユーザによる飲料摂取量を容易、かつ正確に演算できる。
According to such a method of calculating the amount of beverage intake, the amount of the beverage W that has flowed out from the
次に、ユーザによる所定量ΔVの飲料摂取量の演算が終了すると、容器本体1は、例えば図16(d)に示されるように、再び図16の(a)と同様の垂直な状態に戻される。そして、この図16(d)の状態では、図16(b)から図16の(c)への傾斜角θの増大(θ1~θ2)により飲み口部12aから所定量ΔVの飲料Wが流出して容器本体1内の飲料Wが減少した状態となっている。
Next, when the calculation of the predetermined amount ΔV of beverage intake by the user is completed, the
そして、この状態から、次に新たに飲料Wの摂取を開始する時は、例えば図16(e)に示すように、通常の場合には図16(c)における容器本体1の傾斜角θ2よりも大きい傾斜角θ3(θ3=80度)まで傾けて飲み始めることになる。
Then, when starting to take a new drink W from this state, for example, as shown in FIG. 16(e), in the normal case, the inclination angle θ2 of the
ところが、その時の残量如何によっては、例えば図16(d)の状態で飲料が継ぎ足されることがある。そして、その場合には、図16(c)における容器本体1の傾斜角θ2よりも小さい傾斜角θ3で飲み始めることができる。つまり、θ3は、常にθ2よりも大きいとは限らない。
However, depending on the amount remaining at that time, the drink may be replenished in the state shown in FIG. 16(d), for example. In that case, the user can start drinking at an inclination angle θ3 that is smaller than the inclination angle θ2 of the
しかし、この場合にも、θ3での飲み始め時の内容量V1を新たに演算し、飲み終わり時の内容量V2との差ΔVを演算することによって摂取量を算出するようにしているので、例えば前回の飲み終わり時の内容量V2を記憶させておいて、次回の飲み始めの内容量V1とし、その演算を省略する学習制御のような継ぎ足し量を考慮した残量補正を行う必要はなく、常に正確な摂取量を算出できる。 However, even in this case, the intake amount is calculated by newly calculating the content volume V1 at the beginning of drinking at θ3 and calculating the difference ΔV from the content volume V2 at the end of drinking. For example, by storing the content volume V2 at the end of the previous drink and setting it as the content volume V1 at the start of the next drink, there is no need to perform residual volume correction that takes into account the replenishment volume, such as learning control that omits that calculation. , it is possible to always calculate accurate intake amounts.
(容器本体の傾斜角に応じた容器本体内の飲料内容量の演算方法について)
ところで、以上のようにして飲料摂取量である所定量ΔVを演算するに際しては、まず飲料流出検知手段である発光ダイオード52a及びフォトダイオード52bよりなるフォトセンサによる飲み口部12aにおける飲料Wの流出開始検知時における容器本体1の水平方向に対する傾斜角θ1に対応した飲料の内容量V1、及び、同飲料流出検知手段である発光ダイオード52a及びフォトダイオード52bよりなるフォトセンサによる飲み口部12aにおける飲料の流出終了検知時における容器本体1の傾斜角θ2に対応した飲料の内容量V2を、それぞれ算出することが前提となる。
(About the calculation method for the amount of beverage inside the container body depending on the inclination angle of the container body)
By the way, when calculating the predetermined amount ΔV which is the drink intake amount as described above, first, the start of outflow of the drink W at the
内容量V1の演算及び内容量V2の演算には、次に述べるように、(1)実際の測定データを用いる方法と、(2)予め計算により算出しておいた計算デ―タを用いる方法との2通りの方法がある。 The calculation of the internal volume V1 and the internal volume V2 are performed using two methods: (1) using actual measurement data; and (2) using calculated data calculated in advance. There are two ways to do this.
(1)実際の測定データ(実験データ)を用いた飲料内容量の演算方法について
この方法では、飲料摂取開始時の容器本体1の傾斜角θに対応した飲料の内容量V1の演算、飲料摂取終了時の容器本体1の傾斜角θに対応した飲料の内容量V2の演算、それら両内容量の差V1-V2に基づく飲料摂取量である所定量ΔVの演算は、予め測定した図15に示す測定データ(実験データ)に基づいて行われる。図15の測定データ(グラフ)は、上述した容器本体1の水平方向に対する傾斜角θとそれに対応した液体の内容量(ボトル内残量ml)との関係を示している。
(1) Regarding the calculation method of the beverage content using actual measurement data (experimental data) In this method, the calculation of the beverage content V1 corresponding to the inclination angle θ of the
この容器本体1の水平方向に対する傾斜角θとそれに対応した液体の内容量V(残量)との関係を示す測定データは、例えば図16の(a)に示すように液体を満了状態まで入れた容器本体1を、図16の(a)に示す垂直状態(θ=0度)から、例えば図16の(b)~図16の(c)のようにして、水平方向に所定の傾斜角θ1~θ2~θnと5度毎にθn(125度)まで傾斜させてゆき(図16では、θ2~θnは図示を省略)、5度毎に容器本体1内の液体の内容量Vを測定し、記録することによって作成されている。そして、図15の測定データの場合、測定データそのもののプロット値には若干の変動があるので、それらを平滑した近似データ(破線で示す近似曲線を参照)がデジタルデータに変換され、図14に示す制御ユニット51gのメモリ部(ROM側)に読み出し専用の制御データとしてメモリされる。
Measurement data showing the relationship between the inclination angle θ of the
液体流出量演算手段である制御ユニット51gは、このメモリ部(ROM)にメモリされている液体の内容量測定データを傾斜角センサ51bにより検出された容器本体1の傾斜角θnをパラメータとして読み出し、その時の液体の内容量V(残量)として算出する。
The
そして、ユーザによる飲料摂取量である所定量ΔVの算出に際しては、液体流出検知手段である発光ダイオード51c及びフォトダイオード51dよりなるフォトセンサによる飲み口部12aにおける液体の流出検知時(流出開始時)における容器本体1の傾斜角θ1(図16の(b)参照)に対応した液体の内容量V1から同フォトセンサによる飲み口部12aにおける液体の流出非検知時(流出終了時)における容器本体1の傾斜角θ2(図16の(c)参照)に対応した液体の内容量V2を減算し、その差ΔV(減少量)によりユーザが実際に摂取した飲料の量を算出する。
When calculating the predetermined amount ΔV, which is the amount of beverage ingested by the user, when the outflow of the liquid at the
このように実際の測定データに基づいて内容量V(残量)を算出するようにすると、容器本体1の傾斜角θの変化に応じて常に誤差のない正確な内容量Vを算出することができる。また、液体の流出検知時(流出開始時)における容器本体1の傾斜角θ1に対応した液体の内容量V1と液体の流出非検知時(流出終了時)における容器本体1の傾斜角θ2に対応した液体の内容量V2との差により算出される容器本体1内からの液体の流出量である所定量ΔV、すなわちユーザの飲料摂取量の算出値も同様に正確なものとなる。
By calculating the internal volume V (remaining volume) based on actual measurement data in this way, it is possible to always calculate the accurate internal volume V without errors in accordance with changes in the inclination angle θ of the
しかも、図15の測定データは、容器本体1の傾斜角θが0度の状態から125度の状態まで、5度間隔で正確に測定されている。したがって、ユーザの飲料摂取量が少量であった場合にも、飲み始めと飲み終わり時の液体の内容量を正確に算出することができ、実際の飲料摂取量も正確に算出される。
(2)計算データを用いた飲料内容量の演算方法について
次に、図17~図21は、計算データを用いた飲料内容量の演算方法を示している。
Moreover, the measurement data shown in FIG. 15 is accurately measured at intervals of 5 degrees from a state where the inclination angle θ of the
(2) Regarding the method of calculating the content of the drink using calculation data Next, FIGS. 17 to 21 show the method of calculating the content of the drink using the calculation data.
図17~図21では、計算及び説明を簡略化するために、図16の(a)~(e)に示されている飲み口部12aの図示を省略し、容器本体1のみの形態で示し、位置関係が分かるように、容器本体1の上端側開口部に飲み口部12aの符号を付して示している。
In FIGS. 17 to 21, in order to simplify calculations and explanations, the
このように表現した容器本体1の基本形態が図17である。容器本体1は、中心軸O-O、半径a、長さLの等径の筒状体となっており、液体収容部Sの所定高さ位置まで飲料W(飲料水)が収容されている。このような容器本体1では、容器本体1が図示のように傾斜角θ傾けられると、容器本体1は内部に収容されている飲料Wの上面に対しても同様の傾斜角θで傾斜することになる。そして、飲料Wの上面位置が傾斜した容器本体1の飲み口部12a(開口部)の下端よりも高くなると、容器本体1内の飲料Wが外部に流出することになる。この状態は、上述した飲料流出検知用の発光ダイオード52a及びフォトダイオード52bよりなるフォトセンサのONにより正確に検知される。
The basic form of the
図19に示すように、容器本体1内に飲料Wが全容量の丁度半分残っている場合を基準とし、基準よりも多い図18に示す場合、基準よりも少ない図20に示す場合の3つのパターンに分け、容器本体1の傾斜角θに応じた内容量Vの算出方法について説明する。
As shown in FIG. 19, the case where exactly half of the total capacity of the beverage W remains in the
(a)容器本体1内に図19の容量(全容量の半分の容量)を超える容量の飲料Wが残っている場合:図18を参照
この場合の内容量V(残量)は、例えば図18に示すように、tanθ>2a/Lであり、容器本体1の水平方向となす角度がθであることから、V=πa2(L-a・cosθ/sinθ)で求められる。
(b)容器本体1内に全容量の半分の容量の飲料Wが残っている場合:図19を参照
この場合の内容量V(残量)は、例えば図19に示すように、tanθ=2a/Lであり、容器本体1の水平方向となす角度がθであることから、V=πa2L/2で求められる。
(c)容器本体1内の飲料内容量(残量)が図19に示す全容量の半分の時よりも少ない場合:図20及び図21を参照
この場合の内容量V(残量)は、図20及び図21に示すように、0<tanθ<2a/Lであり、容器本体1の水平方向となす角度がθであることから、V=cotθ/3・(a2-x1)2/3で求められる。但し、x1=(a-Ltanθ)・(2aLtanθ-L2tan2θ)である。
(a) When the capacity of the beverage W exceeding the capacity shown in Fig. 19 (half of the total capacity) remains in the container body 1: see Fig. 18 The content volume V (remaining amount) in this case is, for example, As shown in 18, since tanθ>2a/L and the angle between the
(b) When half of the total capacity of the beverage W remains in the container body 1: See FIG. 19. In this case, the content V (remaining amount) is, for example, as shown in FIG. 19, tanθ=2a /L, and since the angle between the
(c) When the content (remaining amount) of the beverage in the
容器本体1の形状に応じた容器本体1の水平方向に対する傾斜角θとそれに対応した内容量Vとの関係を示すデータは、(1)のように飲料を満了状態まで入れた容器本体1を実際に水平方向に傾斜させてゆき、所定の傾斜角毎に容器本体1内の内容量Vを測定し、記録することによって正確に得ることができるが、同様のデータは、(2)のように、容器本体1の形状と寸法に応じて所定の傾斜角毎に内容量を計算することによっても得ることができる。
The data showing the relationship between the inclination angle θ of the
すなわち、容器本体1の形状(円筒形状)、寸法(半径a及び長さL)が分かっていれば、容器本体1の傾斜角θの変化に応じて変化する内容液の体積形状変化を上述の(a)~(c)のように幾何学的に計算し、また必要に応じてコンピュータシミュレーションすることによって、より正確に内容量データとして得ることができる。そして、この計算により得られた内容量データは、(1)の測定データの場合と同様に所定のデジタルデータに変換されて、制御ユニット51gの所定のメモリ部(ROM)にメモリされる。
That is, if the shape (cylindrical shape) and dimensions (radius a and length L) of the
制御ユニット51gは、このメモリ部(ROM)にメモリされている内容量データを傾斜角センサ51bで検出された容器本体1の傾斜角θをパラメータとして読み出し、飲料の内容量として算出する。
The
このような計算データによっても、容器本体1の傾斜角θに応じた正確な内容量Vを算出することができ、飲料の流出開始時における容器本体1の傾斜角θ1に対応した飲料の内容量V1と飲料の流出終了時における容器本体1の傾斜角θ2に対応した飲料の内容量V2との差V1-V2により算出される容器本体1内から流出する飲料の所定量ΔVも正確なものとなる。
<飲み口部を通過する飲料の温度を検出可能とした第1実施形態の変形例に係る飲料容器の構成について>制御基板5における飲み口部12aの挿通孔50付近、すなわち飲み口部12aの外周に対応する部分に、必要に応じて飲み口部12a内を通過する飲料の温度を検出する飲料温度センサ51k(図14参照)を設けることもできる。
Even with such calculation data, it is possible to calculate the accurate content volume V according to the inclination angle θ of the
<About the structure of the beverage container according to the modification of the first embodiment in which the temperature of the beverage passing through the spout can be detected> The vicinity of the
このようにすると、飲み口部12a内を通過する飲料の温度を検出できるようになり、例えば第1実施形態の構成の飲料容器を哺乳瓶等の用途にも使用することが可能となり、用途が広がる。
<飲料摂取量演算機能を備えた飲料容器を用いたユーザの見守りシステムについて>
次に、図22は、飲料摂取量演算機能を備えた飲料容器(制御ユニット51g)を用いて構成されたユーザ見守りシステムの概略的な構成を、また図23は、同システムにおける制御ユニット51gの制御フローを示している。
In this way, the temperature of the beverage passing through the
<About a user monitoring system using a beverage container equipped with a beverage intake calculation function>
Next, FIG. 22 shows a schematic configuration of a user monitoring system configured using a beverage container (
このユーザ見守りシステムは、例えば図22に示すように、飲料容器のユーザの一例として幼稚園や小学校の子供等を対象としており、それらのユーザが上記構成の飲料容器10とスマートフォン30を携帯して登校しているケースを想定している。飲料容器10の制御ユニット51gは、インターネット等のコンピュータネットワークを経由してクラウドサービスのプロバイダーからの所定のクラウドサービス、例えば制御ユニット51gの各種センサで測定された測定データや飲料摂取量演算データの保護者側のスマートフォン30、病院側(診療機関側)の主治医のPC等への送信サービス、保護者側のスマートフォン30、病院側主治医のPC等からの対応する電子メール情報等の受信サービスを受けることができるようになっている。
As shown in FIG. 22, for example, this user monitoring system targets children in kindergartens and elementary schools as an example of beverage container users, and those users go to school carrying the
このユーザ見守りシステムの場合、単に飲料の摂取量(容器本体1からの流出量)をウオッチングすることが目的なのではなく、その時の外部環境や体調を考慮して飲料の摂取の有無、摂取はしているが摂取量が十分か否か等を、保護者や病院の主治医にユーザ情報として送信し、その時の外部環境や体調を考慮して、熱中症対策の見地から、ユーザが飲料を摂取していない場合には、摂取を促し、また摂取はしているが摂取量が十分でない場合には、より多く摂取するように、スマートフォンの通話機能や電子メール機能、病院側PCの電子メール機能を利用して指示を与える見守り機能を実現していることが特徴である。 In the case of this user monitoring system, the purpose is not simply to monitor the amount of beverage intake (amount flowing out from the container body 1), but also to monitor whether or not the beverage is ingested, taking into account the external environment and physical condition at the time. User information is sent to parents and the attending physician at the hospital to determine whether or not the amount of beverages consumed is sufficient. If they are not taking it, we will encourage them to take it, and if they are taking it but it is not enough, we will ask them to take more. It is characterized by the fact that it realizes a monitoring function that gives instructions using .
そして、飲料容器10の場合、上述のように各種センサや制御ユニット51gの駆動電源として、小型で、携帯に便利な乾電池57,57を使用している。しかし、乾電池の場合、電池の容量としては必ずしも大きなものではない。そこで、各種のセンサ(デバイス)には可能な限り省電力化されたものを採用するとともに、コンピュータネットワークの通信手段として、低電力広帯域ネットワーク(LPWAN)での長距離通信(Sigfox通信)が可能なワイヤレスモジュールを採用し、確実なセンシング、長時間有効な通信が可能となるように構成している。
In the case of the
次に、図23の制御フローを参照して、ユーザ見守りシステムにおける制御ユニット51gによる外部温湿度の測定、ユーザ体温の測定、飲料摂取量の演算、それら測定データ、演算データの送信制御動作について説明する。
Next, with reference to the control flow shown in FIG. 23, the measurement of external temperature and humidity, the measurement of the user's body temperature, the calculation of the amount of beverage intake, and the transmission control operations of these measured data and calculation data by the
すなわち、この制御フローでは、図23に示すように、まず飲料摂取量演算動作等開始の条件として、蓋開閉センサ51aの蓋開閉検知信号を基に飲料容器の蓋体3が開かれたか否かを判定するようになっている(ステップS1)。そして、その判定結果がNOの未だ蓋体3が開かれていない蓋閉状態の時は、蓋体3が開かれるまで演算動作を開始せず、所定の制御周期で蓋体3開状態の検知動作を繰り返す。
That is, in this control flow, as shown in FIG. 23, first, as a condition for starting the beverage intake calculation operation, etc., it is determined whether or not the
蓋体3が開かれて判定結果がYESになると、続いて温湿度センサ51eを用いて飲料容器外部(部屋又は戸外)の温度及び湿度の測定を開始する(ステップS2)。これにより、飲料容器を携行しているユーザが、夏の温度が高く、湿度も高い環境下に居て熱中症が心配される状況にあるか否かの判断データを得ることができる。
When the
飲料容器の蓋体3が開かれたということは、ユーザが飲料容器内(容器本体1内)の飲料を摂取しようとしている状態であると判断できる。したがって、単にユーザが飲んだ飲料の摂取量(容器本体1からの流出量)を計量するだけの目的の場合には、それを条件として飲料摂取量の演算動作を開始すれば足りる。しかし、以上に述べたように単に、飲料の摂取量(容器本体1からの流出量)を計量することが目的なのではなく、その時の外部環境や体調を考慮して飲料の摂取の有無、摂取量が十分であるか否か等を、保護者や病院の主治医にユーザ情報として送信する。その時の外部環境や体調を考慮して、熱中症対策の見地から、ユーザが飲料を摂取していない場合には、摂取を促し、また摂取はしているが摂取量が十分でない場合には、より多く摂取するように、スマートフォンの通話機能や電子メール機能、PCの電子メール機能を利用して指示を与える見守り機能を実現している。
The fact that the
したがって、蓋体3が開かれると、まずその時の飲料容器の使用環境として、飲料容器外部の部屋や戸外の温度及び湿度を測定し、その時の飲料容器の使用環境が十分な飲料の摂取が必要である真夏の日中であるか否かを判断するようにしている。
Therefore, when the
次に、その上で、顔接近検知用の発光ダイオード51c及びフォトダイオード51dよりなるフォトセンサを用いて、ユーザの顔が当フォトセンサに所定の距離以上接近したか否かを判定する(ステップS3)。その結果、YESの場合には、ユーザが飲み口部12aに口を付けて飲料容器(容器本体1)内の飲料を摂取しようとしている状態にあり、次に述べるサーモパイルよりなる体温センサ51fによってユーザの体温(放射温度)を有効に測定できる距離に顔があることが判定される。他方、NOの未だフォトセンサとユーザの顔との距離が所定距離以上離れていて、サーモパイルよりなる体温センサ51fで有効にユーザの体温を測定することができないと判断される場合には、飲み口部12aに口をより近付けた至近距離になるまで、同様の顔接近検知動作を繰り返す。
Next, using a photosensor consisting of a
そして、ステップS3の判定でYESの場合には、次にステップS4に進んで、サーモパイルよりなる体温センサ51fでユーザの顔からの赤外線放射量を基にユーザの体温を測定する。ここで測定された体温データは、制御ユニット51gに内蔵されている所定のRAMメモリに記憶される。この記憶された体温データは、後述するステップS12で保護者のスマートフォン、病院の主治医のPC等に上述したコンピュータネットワーク・クラウドサービス利用して送信され、熱中症の診断、回避処置に利用される(後述)。
If the determination in step S3 is YES, the process proceeds to step S4, where the
次に、飲料流出検知用の発光ダイオード52a及びフォトダイオード52bよりなるフォトセンサを用いて飲み口部12a内を飲料が通過したか否かを判定する(ステップS5)。その結果、飲み口部12a部分に実際に飲料が流出し、YESと判定されると、次に傾斜角センサ51bを用いて同飲料流出時における容器本体1の傾斜角を検出する(ステップS6)。飲料摂取開始時の容器本体1の傾斜角も制御ユニット51gのRAMメモリに記憶される。一方、同判定でNOの未だ飲み口部12aに飲料が流出していない場合には、そのまま飲料流出の検知を繰り返す。
Next, it is determined whether or not the beverage has passed through the
ステップS6での容器本体1の傾斜角の検出が終わると、続いて同飲み口部12a内を飲料が流出しなくなったか否か、すなわち飲料摂取の終了を判定する(ステップS7)。この飲料摂取の終了も飲料流出検知用の発光ダイオード52a及びフォトダイオード52bよりなるフォトセンサを用いてなされる。
After the detection of the inclination angle of the
すなわち、飲料摂取が終了して、飲料流出検知用の発光ダイオード52aとフォトダイオード52b間の飲み口部12aの飲料がなくなると、飲料流出検知用の発光ダイオード52aとフォトダイオード52bからなるフォトセンサがONからOFFになる。飲料摂取の終了判定の結果がNOの未だ飲料の摂取が継続している場合には、飲料の摂取が停止されるまで判定動作を繰り返す。
That is, when the beverage consumption is finished and there is no more beverage in the
他方、飲料の摂取が停止してYESと判定されると、次にステップS8に進んで、同YES判定時(飲料流出停止時)における容器本体1の傾斜角を検出する。飲料摂取終了時の容器本体1の傾斜角も制御ユニット51gのメモリに記憶される。
On the other hand, if the ingestion of the beverage has stopped and a YES determination is made, the process proceeds to step S8, and the inclination angle of the
次に、飲料摂取終了時の容器本体1の傾斜角の検出及びメモリが終了すると、続いてステップS9に進み、制御ユニット51gのメモリに記憶されている飲料摂取開始時の容器本体1の傾斜角に対応した飲料の内容量と飲料摂取終了時の容器本体1の傾斜角に対応した飲料の内容量との差に基づいて飲料の摂取量(実際に飲まれた飲料の量)を演算する(ステップS9)。
Next, when the detection and memory of the inclination angle of the
飲料摂取開始時の容器本体1の傾斜角に対応した飲料の内容量の算出方法、飲料摂取終了時の容器本体1の傾斜角に対応した飲料の内容量の算出方法、両内容量の差に基づく飲料摂取量の演算方法は、既に述べたとおりであり、この最終的な飲料摂取量の演算データも制御ユニット51gのRAMメモリに記憶される。
A method for calculating the content of the beverage corresponding to the angle of inclination of the
その後、さらに蓋体3が閉められたか否かを判定し(ステップS10)、YESの場合には、上述した制御周期毎の飲料容器外部の温度及び湿度の測定を終了する。(ステップS11)。他方、NOの場合には、蓋体3が閉められるまで蓋体3の開から閉への移行を検知し続ける。
Thereafter, it is further determined whether the
そして、実際に蓋体3が閉じられ、温湿度センサ51eによる温度及び湿度の測定が終了すると、最後にステップS12に進んで、温湿度測定データ、体温センサ51fによる体温測定データ、飲料摂取量演算データを制御ユニット51gの送受信ユニット51hを用いて、保護者、病院の主治医にコンピュータネットワーク・クラウドサービスを利用して送信する(ステップS12)。送信された測定データ及び演算データは、その時の外部環境温度、湿度、それに対応したユーザの体温からユーザが熱中症になっているか、なる可能性等を診断し、コンピュータネットワーク・クラウドサービスを利用して保護者のスマートフォン、病院の主治医のPC等からユーザのスマートフォンに、所定量の飲料を定期的に飲むようにとか、もっと飲料を多く飲むように等の必要な指示がなされる。これにより、幼稚園、小学校の子供等の夏季における熱中症を回避できるようになる。
<第2実施形態に係る液体容器の構成について>
次に図24~図29は、第2実施形態に係る液体容器の構成を示している。本実施形態に係る液体容器も、第1実施形態に係る液体容器の場合と同様に飲料容器として構成されており、飲料容器の本体構造及び制御ユニット51gを含めた全体的な構成としては略同様であり、飲料容器外部の温湿度測定機能、ユーザ体温の測定機能、飲料摂取量演算機能、通信機能等の全てを備えている。制御ユニット51gの送受信ユニット51hを用いて、保護者、病院の主治医にコンピュータネットワーク・クラウドサービスを利用して送受信できるようになっていることも同様である。
When the
<About the structure of the liquid container according to the second embodiment>
Next, FIGS. 24 to 29 show the structure of a liquid container according to the second embodiment. The liquid container according to the present embodiment is also configured as a beverage container in the same way as the liquid container according to the first embodiment, and the overall configuration including the main body structure of the beverage container and the
ただし、第1実施形態に係る栓本体2の構成では、栓本体2の後端部側に容器本体1の外方に大きく突出する電池収納ケース53がアングル状に設けられている。このような構成の場合、例えば2~4本の複数本の乾電池57,57・・を収納することができ、電池容量を大きくできる点ではメリットがあるものの、栓本体2の大きさが半径方向外方に局部的に大きくなり、携行時や操作時に電池収納ケース53が邪魔になるデメリットがある。
However, in the structure of the stopper
そこで、この第2実施形態の飲料容器の構成では、電池として、例えば図28に示すように、円形で全体の厚さが薄いボタン型(コイン型)の電池60を採用し、そのボタン状(コイン状)の電池本体60aを上述した飲み口部材12の取り付け部12bの広い上面部分に、電池収納ケース60bを介して設置する。これにより、栓本体2の外周面全体を容器本体1と等径の筒状体として、第1実施形態の飲料容器におけるデメリットを有効に解消したことを特徴としている。
Therefore, in the configuration of the beverage container of the second embodiment, as shown in FIG. A coin-shaped battery
この場合、図26~図28に示す電池収納ケース60bの裏面側3か所に凸部である差込プラグ15a~15c(図26参照:15bは見えないため図示省略)を設ける。一方、図29に示すように、対応する飲み口部材12の取り付け部12bの上面部分3箇所に当差込プラグ15a~15cが差し込まれる凹部であるソケット部14a~14cを設ける。これにより、円形で全体の厚さが薄いボタン型(コイン型)の電池60を容易に着脱できるようにしている。電池収納ケース60bの一端には、電極端子60cが設けられ、電極端子60cに給電用のリード線が接続されるようになっている。
In this case, projection plugs 15a to 15c (see FIG. 26; 15b is not shown because it is not visible) are provided at three locations on the back side of the
本実施形態の飲料容器の場合、ボタン型(コイン型)の電池60を飲み口部材12の取り付け部12bの上面部分に設置することから、例えば図24~図27に示すように、栓本体2の側壁部22の下部分を所定寸法C(図24参照)だけ上下に長くして、上下方向の設置スペースを拡大している。また、その結果、第1実施形態のように飲み口部材12の取り付け部12bの上面位置部分に送受信アンテナ55を設置できなくなるために、別途アンテナ支持用のボス13cを設けて(図28及び図29参照)、電池60の上方に送受信アンテナ55を支持するようにしている(図26参照)。
In the case of the beverage container of this embodiment, since the button-shaped (coin-shaped)
このような構成の場合、第1実施形態の構成の飲料容器の場合に比べて、図24に示す所定寸法Cだけ飲料容器の上下方向の長さが長くなるが、この所定寸法Cは、ボタン型の電池60の厚さに対応した僅かの寸法にすぎないために、特に飲料容器を大きくすると言うものではない。それ以上に、栓本体2の外周面全体を容器本体1と等径の筒状体にでき、携行、操作に何の支障もなくなる点で非常にメリットが大きい。
In the case of such a configuration, the vertical length of the beverage container is longer by a predetermined dimension C shown in FIG. 24 than in the case of the beverage container configured in the first embodiment. It does not particularly increase the size of the beverage container since it is only a small size corresponding to the thickness of the
一方、ボタン型の電池60は小型、偏平で、設置が容易である反面、乾電池に比べると、相対的に電池容量が小さい。その点では若干のハンディがある。そこで、本実施形態でも、上述した各種センサ等(デバイス)に可能な限り省電力化されたものを採用するとともに、通信手段として、低電力広帯域ネットワーク(LPWAN)での長距離通信(Sigfox通信)が可能なワイヤレスモジュールを採用するようにし、電池容量が小さいボタン型の電池60でも確実なセンシング、長時間有効な通信が可能となるように構成している。
On the other hand, the button-shaped
1 :容器本体
2 :栓本体
5 :制御基板
12a :液体流出口部
51b :傾斜角センサ(容器傾斜角検出手段)
51c :発光ダイオード(液体流出検知手段)
51d :フォトダイオード(液体流出検知手段)
51g :制御ユニット(液体流出量演算手段)
S :液体収容部
1: Container body 2: Plug body 5:
51c: Light emitting diode (liquid outflow detection means)
51d: Photodiode (liquid outflow detection means)
51g: Control unit (liquid outflow calculation means)
S: Liquid storage section
Claims (10)
前記容器本体の前記液体収容部から液体が流出する、前記容器本体の開口部の径よりも径が小さく、前記容器本体の中心から前記容器本体の正面側に偏位した位置に設けられた液体流出口部と、
前記液体流出口部における液体の流出状態を検知する液体流出検知手段と、
前記容器本体の正面側水平方向に対する傾斜角を検出する容器傾斜角検出手段と、
前記容器傾斜角検出手段により検出された前記容器本体の傾斜角と前記液体流出検知手段により検知された液体の流出状態とから前記容器本体内の液体の外部への流出量を検知する液体流出量演算手段と、
を備えた液体容器。 a container body including a liquid storage part;
A liquid having a diameter smaller than the diameter of an opening of the container body , through which the liquid flows out from the liquid storage portion of the container body, and provided at a position offset from the center of the container body toward the front side of the container body. an outlet part ;
liquid outflow detection means for detecting the outflow state of the liquid at the liquid outflow port ;
Container inclination angle detection means for detecting an inclination angle of the container body with respect to a horizontal direction on the front side ;
A liquid outflow amount that detects the amount of liquid inside the container body that has flowed out from the inclination angle of the container body detected by the container inclination angle detection means and the outflow state of the liquid detected by the liquid outflow detection means. calculation means;
liquid container with
前記液体流出口部から液体が流出可能となる前記容器本体の正面側水平方向に対する傾斜角に基づいて前記容器本体内の液体の内容量を演算する液体の内容量演算機能を有し、
前記液体流出検知手段が液体流出の開始を検知した時の前記容器本体の傾斜角に対応した前記容器本体内の液体の内容量と前記液体流出検知手段が液体流出の停止を検知した時の前記容器本体の傾斜角に対応した前記容器本体内の液体の内容量との差に基づいて、
液体の外部への流出量を検知する、
請求項1に記載の液体容器。 The liquid outflow amount calculation means includes:
a liquid content calculation function that calculates the content amount of liquid in the container body based on an inclination angle with respect to a horizontal direction on the front side of the container body from which the liquid can flow out from the liquid outlet portion;
The amount of liquid in the container body corresponding to the inclination angle of the container body when the liquid outflow detection means detects the start of liquid outflow, and the amount of liquid in the container body when the liquid outflow detection means detects the stop of liquid outflow. Based on the difference between the content amount of the liquid in the container body corresponding to the inclination angle of the container body ,
Detects the amount of liquid flowing out to the outside ,
The liquid container according to claim 1.
予め所定の傾斜角毎に前記容器本体内の内容量を測定した実際の測定データに基づいて行われる、
請求項2に記載の液体容器。 Calculation of the content amount of liquid in the container body corresponding to the inclination angle of the container body when the liquid outflow detection means detects the start of liquid outflow is as follows:
It is carried out based on actual measurement data obtained by measuring the content inside the container body at each predetermined angle of inclination in advance .
The liquid container according to claim 2.
前記容器本体の前記液体収容部の形態に対応し、
前記液体流出口部から液体が流出可能となる前記容器本体の傾斜角とその時の前記容器本体内の液体内容量との関係を予め計算により求めた計算データに基づいて行われる、
請求項2に記載の液体容器。 Calculation of the content amount of liquid in the container body corresponding to the inclination angle of the container body when the liquid outflow detection means detects the start of liquid outflow is as follows:
Corresponding to the form of the liquid storage part of the container main body,
This is performed based on calculation data obtained by calculating in advance the relationship between the inclination angle of the container body at which the liquid can flow out from the liquid outlet and the liquid content inside the container body at that time .
The liquid container according to claim 2.
前記液体流出検知手段は、前記液体流出口部を挟んで対向する発光部と受光部よりなるフォトセンサで構成されている、
請求項1~4のいずれか一項に記載の液体容器。 The liquid outlet portion is composed of a light transmitting body that transmits light,
The liquid outflow detection means includes a photosensor including a light emitting part and a light receiving part facing each other with the liquid outflow port in between .
The liquid container according to any one of claims 1 to 4.
前記飲み口部材に対して開閉可能な蓋体を備えた栓本体が着脱可能に取り付けられている、
請求項1~5のいずれか一項に記載の液体容器。 The liquid outlet portion is a spout portion of a spout member detachably attached to the opening of the container body,
A stopper body including a lid body that can be opened and closed is removably attached to the drinking spout member ;
The liquid container according to any one of claims 1 to 5.
前記制御基板に、前記液体流出検知手段、前記容器傾斜角検出手段、前記液体流出量演算手段が設けられている、
請求項6に記載の液体容器。 A control board is provided inside the plug body,
The control board is provided with the liquid outflow detection means, the container inclination angle detection means, and the liquid outflow amount calculation means ,
The liquid container according to claim 6.
各種の前記容器本体に対して取り付け可能な汎用性のあるユニットとして構成されている、
請求項7に記載の液体容器。 The stopper body includes the lid and the control board,
Constructed as a versatile unit that can be attached to various container bodies ,
The liquid container according to claim 7.
ユーザーの体調を診断する診断データを測定するための所定の測定センサと、
コンピュータネットワークを経由してクラウドサービスプロバイダーからの所定のクラウドサービスを受けることができる通信機能を備えた制御ユニットが設けられ、
前記所定の測定センサにより測定された診断データが、
前記制御ユニットを介して所定の診療機関に送信され、ユーザーの体調を診断可能に構成されている、
請求項7または8に記載の液体容器。 The control board includes:
a predetermined measurement sensor for measuring diagnostic data for diagnosing the user's physical condition;
A control unit is provided with a communication function capable of receiving a predetermined cloud service from a cloud service provider via a computer network,
The diagnostic data measured by the predetermined measurement sensor is
The information is transmitted to a predetermined medical institution via the control unit, and is configured to be able to diagnose the user's physical condition .
The liquid container according to claim 7 or 8.
前記容器本体の正面側水平方向に対する傾斜角を検出する容器傾斜角検出手段と、
前記容器傾斜角検出手段により検出された前記容器本体の傾斜角と前記液体流出検知手段により検知された液体の流出状態とから前記容器本体内の液体の外部への流出量を検知する液体流出量演算手段と、
を備えた流量検知ユニット。 A position where the liquid flows out from the liquid accommodating part of a container body provided with a liquid accommodating part, the diameter is smaller than the diameter of the opening of the container body, and the position is offset from the center of the container body to the front side of the container body. a liquid outflow detection means for detecting the outflow state of the liquid at the liquid outflow port provided in the liquid outflow port;
Container inclination angle detection means for detecting an inclination angle of the container body with respect to a horizontal direction on the front side ;
A liquid outflow amount that detects the amount of liquid inside the container body that has flowed out from the inclination angle of the container body detected by the container inclination angle detection means and the outflow state of the liquid detected by the liquid outflow detection means. calculation means;
Flow rate detection unit equipped with
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