JP7417052B2 - 飲料容器、及び、飲料容器の栓本体 - Google Patents
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Description
本願請求項1の発明に係る飲料容器は、飲み口部を備えた容器本体と、制御手段、所定の検知手段、所定の測定手段、それら各手段に動作電源を供給する電源電池を備え、上記容器本体の上部に上記飲み口部を貫挿する状態で着脱可能に取り付けられた栓本体と、該栓本体の上部に開閉可能に取り付けられ、上記飲み口部、制御手段、検知手段、測定手段、電源電池を覆う蓋体と、常時上記電源電池から必要な動作電源が供給されていて、上記蓋体の開閉を検知する蓋開閉検知手段と、上記蓋体の開状態において上記飲み口部へのユーザーの顔の所定距離以上の接近を検知する顔接近検知手段と、常時は消費電力が小さいスリープ状態に制御されており、上記蓋開閉検知手段により蓋体の開状態が検知されるとスリープ状態が解除されて、上記電源電池から上記所定の検知手段、所庭の測定手段への動作電源の供給を制御する電源供給制御手段とを備え、
上記電源供給制御手段は、上記蓋開閉検知手段が上記蓋体の開状態を検知した蓋体の開放に対応して上記所定の検知手段及び所定の測定手段に上記電源電池からの動作電源を供給する一方、上記所定の測定手段は、上記蓋開閉検知手段が上記蓋体の開状態を検知し、かつ上記顔接近検知手段が上記飲み口部へのユーザーの顔の所定距離以上の接近を検知した飲料の摂取に対応して所定の測定を行うようになっている。
上記蓋開閉検知手段が上記蓋体の開状態を検知した蓋体の開放に対応して上記所定の検知手段及び所定の測定手段に上記電源電池からの動作電源を供給するように構成されている一方、上記所定の測定手段は、上記蓋開閉検知手段が上記蓋体の開状態を検知し、かつ上記顔接近検知手段が上記飲み口部へのユーザーの顔の所定距離以上の接近を検知した飲料の摂取に対応して所定の測定を行うように構成されている。
本願請求項2の発明に係る飲料容器は、上記本願請求項1の発明に係る飲料容器の構成において、電源供給制御手段は、蓋開閉検知手段が蓋体の開状態を検知している時であっても、一旦蓋体の開状態を検知してから所定時間以上経過した場合には、所定の検知手段及び所定の測定手段への動作電源の供給を停止するようになっている。
本願請求項3に係る発明の飲料容器は、上記本願請求項1又は2に係る発明の飲料容器の構成において、所定の測定手段が、飲料摂取量を測定する飲料摂取量測定手段となっている。
本願請求項4に係る発明の飲料容器は、上記本願請求項1の発明に係る飲料容器の構成において、所定の測定手段が、ユーザーの体温を測定する体温測定手段、周囲の気温を測定する気温測定手段、周囲の湿度を測定する湿度測定手段の何れかを含むものとなっている。
本願請求項5に係る発明の飲料容器は、上記本願請求項4に係る発明の飲料容器の構成において、体温測定手段、気温測定手段、湿度測定手段は、それぞれ検知、測定の終了に対応して動作電源の供給が停止されるようになっている。
本願請求項6に係る発明の飲料容器の栓本体は、制御手段と、所定の検知手段と、 所定の測定手段と、それら各手段に動作電源を供給する電源電池と、本体上部に設けられた開閉可能な蓋体と、常時上記電源電池から必要な動作電源が供給されていて、上記蓋体の開閉を検知する蓋開閉検知手段と、上記蓋体の開状態において飲み口部へのユーザーの顔の所定距離以上の接近を検知する顔接近検知手段と、常時は消費電力が小さいスリープ状態に制御されており、上記蓋開閉検知手段により蓋体の開状態が検知されるとスリープ状態が解除されて、上記電源電池から上記所定の検知手段、所定の測定手段への動作電源の供給を制御する電源供給制御手段とを備え、上記電源供給制御手段は、上記蓋開閉検知手段が上記蓋体の開状態を検知した蓋体の開放に対応して上記所定の検知手段及び所定の測定手段に上記電源電池からの動作電源を供給する一方、上記所定の測定手段は、上記蓋開閉検知手段が上記蓋体の開状態を検知し、かつ上記顔接近検知手段が上記飲み口部へのユーザーの顔の所定距離以上の接近を検知した飲料の摂取に対応して所定の測定を行う栓本体であって、飲み口部を有する所定の飲料容器の容器本体の上部に飲み口部を貫挿する状態で着脱可能に取り付けられると共に、上記開閉可能な蓋体が閉状態において上記飲み口部、制御手段、検知手段、測定手段、電源電池を覆うようになっている。
まず図1~図11には、同実施の形態における飲料容器の容器全体および主要部の構成が示されている。
容器本体1の容器11は、有底筒状の金属製部材よりなり、その側壁部分は、底壁部11b外周側から後述する開口部所定幅部分を除く上部外周側まで等径の筒状体に形成されている。一方、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一方、上部側は略全面が円形に開口している。そして、同上部側開口部の所定上下幅部分(以下、この部分を開口縁部と言う)11aは、少し小径に縮径されて(次に述べる飲み口部材12の取り付け部12bの板厚分だけ)、その外周面側に飲み口部材12螺合用の螺合溝が形成されている。飲み口部材12は、上記開口縁部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と飲み口を構成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よりなっている。小径筒状の飲み口部12aは、所定寸法上方に長く伸びている。 そして、この実施の形態の場合、飲み口部材12を構成する合成樹脂材としては、所定レベルの光透過率がある(具体的には赤外光に対して所定レベルの光透過率がある)、例えば半透明材を用いて全体が成型されており、後述するように、小径筒状の飲み口部12aを挟んで相互に対向する位置に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の受光面に半透明の飲み口部12a部分を透過してストレートに入射するように構成されている。
他方、符号2は、上記飲み口部材12の本体部分上部に上記飲み口部12aを貫挿する形で嵌合固定された、同じく所定レベルの光透過率がある(具体的には赤外光に対して所定レベルの光透過率がある)、半透明の合成樹脂材よりなる栓本体であり、円形でフラットな上壁部21と、該上壁部21の外周部分からスカート状に緩やかな円弧面上の広がりを有して所定の長さ下方に延び、その下端側開口部を上記飲み口部材12の容器11への取り付け部12bの肩部(若干小径となっている)に対して嵌合固定した筒状の側壁部22と、該側壁部22の前面部(正面部)にあってロックレバー7の設置部を形成しているロックレバー設置部23とを備えて構成されており、上記上壁部21の裏面側および側壁部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、送受信ユニットなどの電子部品をマウントした制御基板(電子基板)5の設置空間を形成している。
該ロックレバー7は、その上端部71側に後述する蓋体3側のロックレバー係合片32bに係合する係合片71a,下端部72側にロックスプリング25嵌装用の凸部72a,それらの中間部73に断面U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を有した合成樹脂製のレバー部材よりなっている。そして、同ロックレバー7中間部73の上記ボス部73aのU状の係合溝を上記凹溝部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するとともに、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との間にロックスプリング25を設けて、ロックレバー7上端部71の係合片71aが蓋体3側の係合片32bに係合するように付勢している。
この実施の形態の構成では、上記各種センサ51a,51b、51e~51h、各種ダイオード51c,51d、52a,52bおよび飲料容器制御ユニット51i、送受信ユニット51j作動用の電源電池として、たとえば図14および図15に示す、円形で全体の厚さが薄いボタン型(コイン型)の電池58を採用している。そして、同ボタン型の電池58を、図14に示すように、正極面58aを上部(上面)および外周(外周面)、負極面58bを下部(下面)にした状態で、所定の電池ホルダー53にセットした上で、上述した飲み口部材12の取り付け部12bの上壁面12c部分に設けた、図17~図19(a)(b)に示す電池収納部54部分に着脱可能に収納することにより、栓本体2の嵌合固定に支障を来さない状態で、しかも、栓本体2を嵌合した図5および図6の状態において、電池ホルダー53を介して電池58を外部に引き出し、また、逆に元の収納状態に挿入することができるように構成されている。
上記栓本体2の内側、上壁部21裏面側の円形の空間は、上記容器11内の飲料の飲み口部12aからの流出量(ユーザーによる摂取量)を演算する流出量演算装置、飲料摂取時におけるユーザーの体温を検出する体温検出装置、およびインターネット通信装置等の電子回路部分を構成する円形の制御基板5の設置空間となっており、その最上層部(上壁部21の裏面直下)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た制御基板5が設置されている。この制御基板5にも上記栓本体2の上壁部21の飲み口部挿通孔20と同軸位置に略同径の飲み口部挿通孔50が形成されており、栓本体2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。上記栓本体2の飲み口部挿通孔20部分にはシール部材12cを設けており、それによって制御基板5側に飲み口部12aで零れた飲料(水分)が侵入しないように配慮されている。
制御基板5部分には、たとえば図11~図13に示されるように、その表裏両面を利用して、蓋体3の開閉を検知する蓋開閉センサ(ホールセンサ)51a(表面側)、該蓋開閉センサ51aにより蓋体3が開かれたことが検知された状態において、上記飲み口部12aにユーザー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(表面側)、飲料容器外部の外気の温度を検出する気温センサ51e(表面側)、飲料容器外部の外気の湿度を検出する湿度センサ51f(表面側)、上記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によって上記飲み口部12a(上壁部21の上面)にユーザー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当該顔表面(特に頬部分)の温度(ユーザーの体温)を測定する体温センサ51g(表面側)、容器本体1が所定角以上傾けられ、上記透明な飲み口部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(裏面側)及びフォトダイオード52b(裏面側)、ユーザーが容器本体1を傾け、上記飲み口部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θを検出する傾斜角センサ(加速度センサ)51b(表面側)、インターネット接続機能を備えた送受信ユニット51j(裏面側)、該送受信ユニット51jに付設された送受信用アンテナ55(裏面側)、上記傾斜角センサ51bにより検出された容器本体1の傾斜角θからユーザーにより摂取された飲料の量を算出する飲料摂取量演算機能及び上記送受信ユニット51jを介したインターネット通信制御機能を備えた飲料容器制御ユニット51i(裏面側)など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。
飲料容器制御ユニット51iは、たとえば図22に示されるように、上記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、上記蓋開閉センサ51aからの蓋開閉検知信号、上記傾斜角センサ51bからの容器本体1の傾斜角検出データ、上記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、上記気温センサ51eからの気温測定データ、上記湿度センサ51fからの湿度測定データ、上記体温センサ51gからの体温測定データ、上記飲料温度センサ51hからの飲料温度測定データ(哺乳瓶機能を持たせた場合)、上記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、上記傾斜角センサ51bからの容器本体1の傾斜角検出データを入力して、ユーザーが飲料を摂取する時の外気温、湿度、体温の測定し、またユーザーが飲料を摂取した時の容器本体1の傾斜角の変化に基づいて容器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。また、上記気温センサ51eによる気温測定データ、湿度センサ51fによる湿度測定データ、体温センサ51gにより測定された体温測定データは、たとえば夏季における熱中症の予防、熱中症対策の必要性を診断するデータとして処理し、インターネットなど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かかりつけの病院(診療機関)の主治医のPCなどに送信される。
以上のような制御回路(図22参照)を構成している制御基板5は、たとえば図11に示す上記栓本体2の内側において、上記飲み口部材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。
次に、蓋体3は、上記栓本体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おり、その天壁部31部分の蓋閉状態において上記飲み口部材12の飲み口部12a(その開口部)に当接する部分には、同飲み口部12a(その開口部)をシールするゴム製のパッキン4が、また、その前面側側壁部32の下端部32aは、上記栓本体2の側壁部22前面側に設けられたU状のロックレバー設置部形成用のU状壁23aに対応する逆U状のU状壁に形成されており、その下面側には上記栓本体2側ロックレバー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。
以上の飲料容器は、大別すると、図7および図8に示す容器11および飲み口部材12を一体化した容器本体1部分と、図9及び図10に示す制御基板5及び蓋体3を一体化した栓本体2部分との相互に着脱可能な2つの独立した構造体により構成されている。そして、容器本体1部分に対して、制御基板5を備えた栓本体2部分を着脱可能に嵌合することにより、上述した飲料摂取量演算機能やユーザー見守り機能を有した飲料容器が構成される。
ところで、上記飲料容器制御ユニット51iには、その基本的な制御機能として、上述のようにユーザー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25の(a)~(e)を参照して詳細に説明する。
ところで、以上のようにして飲料摂取量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の水平方向への傾斜角θ1に対応した飲料の内容量V1およ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。
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ΔVの演算は、予め測定した図22に示す測定データ(実験データ)に基づいて行われる。図24の測定データ(グラフ)は、上述した容器本体1の水平方向への傾斜角度θとそれに対応した液体内容量(ボトル内残量ml)との関係を示している。
次に、図26~図30は、この実施の形態における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。
この場合の内容量(残量)Vは、たとえば図26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。
この場合の内容量(残量)Vは、たとえば図28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。
この場合の内容量(残量)Vは、図29および図30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。
上記制御基板5における飲み口部12aの挿通孔50付近、すなわち上記飲み口部12aの外周に対応する部分には、上記飲み口部12a内を通過する飲料の温度を検出する飲料温度センサ51h(図5および図22参照)が設けられている。この飲料温度センサ51hは、上記飲み口部12a内を通過する飲料の温度を検出して、上記飲料制御ユニット51iのRAM中に記憶させる。
次に、図31は、上記飲料摂取量演算機能を備えた飲料容器(飲料容器制御ユニット51i)を用いて構成されたユーザー見守りシステムの概略的な構成を、また図32は、同ユーザー見守りシステムにおける飲料容器制御ユニット51iの制御フロー、さらに図23は、同制御フローに対応したタイムチャートをそれぞれ示している。
以上の実施の形態では、飲み口部材12および栓本体2共に半透明の合成樹脂材で形成し、それぞれ所定レベルでの赤外光の透過が可能な構成にした。このような構成の場合、それぞれの全体を同一に成型することができ、例えば発光ダイオード52a、52bに対応した飲み口部12a部分だけとか、発光ダイオード51c、51dの光軸通路に対応した栓本体2の上壁部21の一部分だけとか、必要な一部の部分だけを透明体又は半透明体に形成する場合に比べて、製造が容易で、低コストで済む。また、栓本体2の上壁部21部分に発光用、受光用の開孔部を形成しなくても良いので、シール手段も要らない。
Claims (6)
- 飲み口部を備えた容器本体と、
制御手段、所定の検知手段、所定の測定手段、それら各手段に動作電源を供給する電源電池を備え、上記容器本体の上部に上記飲み口部を貫挿する状態で着脱可能に取り付けられた栓本体と、
該栓本体の上部に開閉可能に取り付けられ、上記飲み口部、制御手段、検知手段、測定手段、電源電池を覆う蓋体と、
常時上記電源電池から必要な動作電源が供給されていて、上記蓋体の開閉を検知する蓋開閉検知手段と、
上記蓋体の開状態において上記飲み口部へのユーザーの顔の所定距離以上の接近を検知する顔接近検知手段と、
常時は消費電力が小さいスリープ状態に制御されており、上記蓋開閉検知手段により蓋体の開状態が検知されるとスリープ状態が解除されて、上記電源電池から上記所定の検知手段、所定の測定手段への動作電源の供給を制御する電源供給制御手段と、を備え、
上記電源供給制御手段は、
上記蓋開閉検知手段が上記蓋体の開状態を検知した蓋体の開放に対応して上記所定の検知手段及び所定の測定手段に上記電源電池からの動作電源を供給する一方、
上記所定の測定手段は、
上記蓋開閉検知手段が上記蓋体の開状態を検知し、かつ上記顔接近検知手段が上記飲み口部へのユーザーの顔の所定距離以上の接近を検知した飲料の摂取に対応して所定の測定を行う、
飲料容器。 - 電源供給制御手段は、
蓋開閉検知手段が蓋体の開状態を検知している時であっても、
一旦蓋体の開状態を検知してから所定時間以上経過した場合には、所定の検知手段及び所定の測定手段への動作電源の供給を停止する、
請求項1に記載の飲料容器。 - 所定の測定手段が、飲料摂取量を測定する飲料摂取量測定手段である、
請求項1又は2に記載の飲料容器。 - 所定の測定手段が、
ユーザーの体温を測定する体温測定手段、
周囲の気温を測定する気温測定手段、
周囲の湿度を測定する湿度測定手段、
の少なくとも何れかを含む、
請求項1又は2に記載の飲料容器。 - 体温測定手段、気温測定手段、湿度測定手段は、
それぞれ検知、測定の終了に対応して動作電源の供給が停止される、
請求項4に記載の飲料容器。 - 制御手段と、
所定の検知手段と、
所定の測定手段と、
それら各手段に動作電源を供給する電源電池と
本体部上部に設けられた開閉可能な蓋体と、
常時上記電源電池から必要な動作電源が供給されていて、上記蓋体の開閉を検知する蓋開閉検知手段と、
上記蓋体の開状態において飲み口部へのユーザーの顔の所定距離以上の接近を検知する顔接近検知手段と、
常時は消費電力が小さいスリープ状態に制御されており、上記蓋開閉検知手段により蓋体の開状態が検知されるとスリープ状態が解除されて、上記電源電池から上記所定の検知手段、所定の測定手段への動作電源の供給を制御する電源供給制御手段と、を備え、
上記電源供給制御手段は、
上記蓋開閉検知手段が上記蓋体の開状態を検知した蓋体の開放に対応して上記所定の検知手段及び所定の測定手段に上記電源電池からの動作電源を供給する一方、
上記所定の測定手段は、
上記蓋開閉検知手段が上記蓋体の開状態を検知し、かつ上記顔接近検知手段が上記飲み口部へのユーザーの顔の所定距離以上の接近を検知した飲料の摂取に対応して所定の測定を行う、
栓本体であって、
飲み口部を有する所定の飲料容器の容器本体の上部に飲み口部を貫挿する状態で着脱可能に取り付けられると共に、
上記開閉可能な蓋体が閉状態において上記飲み口部、制御手段、検知手段、測定手段、電源電池を覆う、
飲料容器の栓本体。
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