JPWO2017119496A1 - 湿潤状態検知装置及び給水管理システム - Google Patents

Abstract

煩わしい配線接続作業を要することなく、広い範囲で精度よく検知できる湿潤状態検知装置を提供する。
対象物を密着状態で被覆する伸縮性生地５０と、前記伸縮性生地５０の湿潤状態を検知するセンサ８０と、前記伸縮性生地５０に前記センサ８０を取り付ける取付部７０と、前記センサ８０により検知された前記伸縮性生地５０の湿潤状態を外部に出力する信号出力部とを備え、伸縮性生地５０とともに伸縮する一対の伸縮性電極６１，６２が前記伸縮性生地５０に配置され、前記伸縮性電極６１，６２間に前記取付部７０を介して前記センサ８０が電気的に接続されるように取り付けられている。

Description

本発明は、湿潤状態検知装置及び給水管理システムに関する。

特許文献１には、排尿や排便によりおむつが湿ったときに周囲に知らせることができるように、電極と、電極に接続され、通知手段部を有する検出部と、を備える排泄用検知センサが開示されている。当該排泄用検知センサは、小サイズの第一電極と第二電極で構成された平面電極がおむつに設置され、当該平面電極とおむつの外部に設置された検出部との間を電気的に接続する配線を備えて構成されている。

特許文献２には、排便や排尿を検出するためのシステムにおいて、おむつの糞尿を検出する糞尿感知用タグと、糞尿感知用タグと無線信号を送受信し、無線信号の受信有無によっておむつの汚染を判断し、おむつの汚染と判断される場合はおむつの状態に対する通報機能を遂行するＲＦリーダーとを含むことを特徴とする排便・排尿検出システムが開示されている。

登録実用新案第３１９９５０５号公報 特開２０１３−５３４８３９号公報

しかし、特許文献１に記載された排泄用検知センサは、排泄を検知する電極部と通知手段部を有する検出部とを配線を用いて電気的に接続する必要があり、配線接続作業が非常に煩雑であるという問題があった。例えば、おむつを交換する度に配線接続を行なう必要があり、そのために、配線が身体に絡まり不快に感じる虞があるという問題や、配線が切断されると排泄を検知できないという問題があった。さらには精度よく排泄を検知するためには電極部を複数設置する必要があり、それに伴って配線の数も増加するといった非常に多くの問題があった。

特許文献２に記載されたようなＲＦタグを用いる場合には、配線の問題は発生しないが、微小チップであるＲＦタグで排尿等を精度よく検知するためには、一つのおむつに場所を異ならせて複数のＲＦタグを装着する必要があるばかりでなく、それらのＲＦタグが使い捨てとなるため、大きな無駄が生じるという問題があった。

本発明の目的は、上述した問題に鑑み、煩わしい配線接続作業を要することなく、広い範囲で精度よく検知できる湿潤状態検知装置及び給水管理システムを提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による湿潤状態検知装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、対象物を密着状態で被覆する伸縮性生地と、前記伸縮性生地に配された少なくとも一対の電極と、前記一対の電極を介して前記伸縮性生地の湿潤状態を検知するセンサと、前記伸縮性生地に前記センサを取り付ける取付部と、前記センサにより検知された前記伸縮性生地の湿潤状態を外部に出力する信号出力部と、を備えている点にある。

伸縮性生地によって対象物が密着状態で被覆され、その伸縮性生地に取付部を介してセンサが取り付けられ、一対の電極を介して伸縮性生地の湿潤状態が当該センサによって検知される。対象物の形状に合わせて伸縮性生地が密着するように伸縮するので、対象物の湿潤状態を精度よく検知できる。検知された湿潤状態は信号出力部を介して外部に出力されるため、常時対象物の近傍で監視する必要が無い。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記伸縮性生地とともに伸縮する少なくとも一対の伸縮性電極が前記電極として前記伸縮性生地に配置され、前記伸縮性生地のうち前記伸縮性電極で挟まれた領域の湿潤状態が前記センサで検知されるように、前記伸縮性電極間に前記取付部を介して前記センサが電気的に接続されている点にある。

伸縮性生地に伸縮性電極を配すると、伸縮性生地と同様に対象物の外形形状に合わせて伸縮して密着するので、伸縮性生地が伸張しても伸縮性電極に異常な張力が掛かるようなことがなく、伸縮性生地が収縮しても伸縮性電極が伸縮性生地から浮き上がるようなことがない。その結果、検出対象部位に対してセンサの取付位置の自由度が上がる。尚、複数の検出対象部位が必要な場合には各検出対象部位に伸縮性電極を配することで容易に対処できる。

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第二の特徴構成に加えて、前記伸縮性電極は、前記伸縮性生地のうち前記対象物との接触面に露出するように縫い付けられた導電糸で構成されている点にある。

目的とする湿潤状態の検出対象部位から取付部まで導電糸を縫い付けることにより、広い範囲で自由度高く、且つ安価な湿潤状態検知装置を実現できる。

同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第二の特徴構成に加えて、少なくとも面の表裏方向にジグザグ状に編み込まれた導電糸を含む導電性伸縮編地の前記導電糸により前記伸縮性電極が構成され、前記導電性伸縮編地が前記伸縮性生地に配設され、または前記導電性伸縮編地により前記伸縮性生地が構成されている点にある。

面の表裏方向にジグザグ状に編み込まれた導電糸によって伸縮性の電極が構成される。このような導電性伸縮編地が伸縮性生地に重畳して配置されると、伸縮性生地の伸張または収縮に伴って伸縮性の電極が伸張しまたは収縮するので、常に伸縮性生地に沿うように配置できる。また、このような導電性伸縮編地で伸縮性生地が構成されると、別途の導電性伸縮編地を重畳設置する必要が無い。尚、この場合には伸縮性生地の一部を導電性伸縮編地で構成することも可能である。

同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第四の特徴構成に加えて、前記導電性伸縮編地は、さらに前記導電糸が編み込まれた前記面に沿って前記導電糸を引き締めて当該ジグザグ状の配置を保形するように編み込まれた弾性糸を備えて構成されている点にある。

弾性糸によって導電性伸縮編地そのものに伸縮特性が得られるようになる。

同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記伸縮性生地が介護用の衣料に用いられ、前記センサにより着用者の体液による前記衣料の湿潤状態が検知され、前記信号出力部により外部に出力される点にある。

伸縮性生地で構成された衣料を着用した被介護者に発汗や尿失禁等が発生すると、その際の体液で伸縮性生地が浸潤し、その湿潤状態がセンサによって検知される。検知された湿潤状態は信号出力部を介して外部に出力されるので、常時看護者が傍についている必要はない。特に、伸縮性電極を伸縮性生地に配置すれば、伸縮性電極を配置した領域で精度良く湿潤状態が検知できるようになり、長い伸縮性電極を配置した場合でも着用者に特段の違和感を与えることもない。

同第七の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記伸縮性生地が介護用のシーツに用いられ、前記センサにより被介護者の体液による前記シーツの湿潤状態が検知され、前記信号出力部により外部に出力される点にある。

介護用のベッド等に用いられるシーツに伸縮性生地が用いられると、シーツがマットからずれることなく密着した状態が維持され、快適さが保たれる。そして、被介護者の体液によってシーツが湿潤した場合でも、正確にその状態が検知され、信号出力部を介して外部に出力されるので、常時看護者が傍についている必要はない。

同第八の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、伸縮性生地が家畜の暑熱対策用の衣類に用いられ、前記センサにより前記衣類の湿潤状態が検知され、前記信号出力部により外部に出力される点にある。

伸縮性生地で構成された衣類を家畜に装着すれば、センサにより検知される衣類の湿潤状態が家畜の体表面の状態であると間接的に把握することができる。検知された湿潤状態は信号出力部を介して外部に出力されるので、常に傍に待機していなくても、その状態に応じて適切な対処が可能になる。

同第九の特徴構成は、同請求項９に記載した通り、上述の第八の特徴構成に加えて、第２から第五の何れかの特徴構成を備えた一対の伸縮性電極が、家畜の首部から尾部に向けて延びるように、且つ、背部から腹部の間に距離を隔てて設けられている点にある。

家畜の背部から腹部の間の湿潤度が正確に把握できるようになる。

同第十の特徴構成は、同請求項１０に記載した通り、上述の第九の特徴構成に加えて、前記伸縮性電極が家畜の背部から腹部の間に距離を隔てて複数対設けられている点にある。

家畜の背部から腹部の間の湿潤度の分布が正確に把握できるようになる。

同第十一の特徴構成は、同請求項１１に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、伸縮性生地が給水用の配管または給水用のバルブの被覆部材に用いられ、前記センサにより前記被覆部材の湿潤状態が検知され、前記信号出力部により外部に出力される点にある。

給水用の配管または給水用のバルブが伸縮性生地で被覆され、センサによって伸縮性生地が湿潤状態であると検知されると、配管またはバルブ近傍からの漏水が生じていると検知できる。検知された湿潤状態は信号出力部を介して外部に出力されるので、速やかに適切な対処を行なうことが可能になる。給水用の配管やバルブの径や形状は様々であるが、伸縮性生地であれば、伸縮性生地に配置された伸縮性電極を含めて、それらに密着した状態で容易に被覆できるようになる。

本発明による給水管理システムの第一の特徴構成は、同請求項１２に記載した通り、上述した第七の特徴構成を備えた湿潤状態検知装置と、前記信号出力部からの出力信号を受信する信号入力部と、前記信号入力部から入力された前記衣類の湿潤状態に基づいて、前記家畜または前記衣類に給水する給水配管からの給水を制御する給水制御部と、を備えている点にある。

信号出力部から出力された湿潤状態に基づいて、給水制御部が乾燥状態にあると判断すると、給水管を介して家畜または家畜が着用している衣類に給水することで、家畜の体表面の状態を快適な状態に調整できるようになる。

同第二の特徴構成は、同請求項１３に記載した通り、上述した第十一の特徴構成を備えた湿潤状態検知装置と、前記信号出力部からの出力信号を受信する信号入力部と、前記信号入力部から入力された前記被覆部材の湿潤状態に基づいて、前記給水配管からの給水を禁止するか許容するかを制御する給水制御部と、を備えている点にある。

信号出力部から出力された湿潤状態に基づいて、給水制御部が配管またはバルブ近傍からの漏水が生じていると判断すると給水配管からの給水を禁止し、給水制御部が配管またはバルブ近傍からの漏水が生じていないと判断すると給水配管からの給水を許容するので、監視員がいなくても万が一の異常状態に適切に対処できるようになる。

以上説明した通り、本発明によれば、煩わしい配線接続作業を要することなく、広い範囲で精度よく検知できる湿潤状態検知装置及び給水管理システムを提供することができるようになった。

図１（ａ），図１（ｂ）は、伸縮性生地が介護用の衣料に用いられた湿潤状態検知装置の説明図である。 図２は、伸縮性電極生地の説明図である。 図３（ａ）はスムース編で編成された断面方向の編組織を示す伸縮性電極生地の非伸張時の説明図、図３（ｂ）は同伸張時の説明図である。 図４は、家畜の例である乳牛に家畜用衣料を装着した状態を示す側面図である。 図５は、正面及び側面から視た家畜用衣料の説明図である。 図６は、正面から視た家畜用衣料の説明図である。 図７は、別実施形態を示す家畜用衣料の説明図である。 図８は、別実施形態を示す家畜用衣料の説明図である。

以下、本発明を適用した介護用の衣料を図面に基づいて説明する。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、介護用の衣料Ｗ１の一例である上衣は、伸縮性生地５０を用いた身生地で構成され、左右前身頃５１、後身頃５２、左右袖部５３を備えている。

着用者の身体が生地と密着した状態で被覆されるように、ポリウレタン系弾性繊維糸と他の糸とがプレーティング編みで編成された身生地が用いられている。他の糸として、綿等の天然繊維、キュプラ、ビスコースレーヨン等の再生セルロース繊維、ポリエステル等の合成繊維等を用いることができる。また、ポリウレタン系弾性繊維糸を芯糸として、芯糸に綿糸等を一重に被覆したＳＣＹまたは二重に被覆したＤＣＹとしたカバリング糸を用いて編成されたヨコ編地等を用いることも可能である。

左右前身頃５１の裾部に中央から脇部を経て後身頃５２にかけた領域に略水平姿勢で帯状の伸縮性電極生地６０が配置されている。更に、当該伸縮性電極生地６０は、後身頃５２の左右裾部から立上り、背部を横断するように配置されている。

伸縮性電極生地６０には絶縁部６４を挟んで平行配置された一対の伸縮性電極６１，６２が配置されている。右前身頃５１には、一対の伸縮性電極６１，６２と電気的に接続された一対の金属製のスナップボタン７１，７２が設けられ、当該スナップボタン７１，７２を介して伸縮性生地５０の湿潤状態を検知するセンサ８０が電気的に接続された状態で固定されている。つまり、スナップボタン７１，７２が伸縮性生地５０にセンサ８０を着脱自在に取り付け可能な取付部７０として機能する。

センサ８０は、スナップボタン７１，７２を介して電気的に接続された一対の伸縮性電極６１，６２間の電気抵抗値を検知する抵抗検知回路８１を備えて構成されている。当該抵抗検知回路８１は、伸縮性電極６１，６２間の身生地５０が被着用者の汗等の体液で浸潤したときに、伸縮性電極６１，６２間の電気抵抗が乾燥した状態と比較して大きく低下することを検知する公知の抵抗検知回路で構成されている。

抵抗検知回路として、例えば、スナップボタン７１，７２を介して両伸縮性電極６１，６２間に定電圧を印加したときに流れる電流を検知してオームの法則に基づいて電気抵抗値を算出する電子回路やホイートストンブリッジ回路等を用いることができる。尚、抵抗検知回路はホイートストンブリッジ回路に限るものではなく、他の抵抗検知回路で構成されていてもよい。

センサ８０には、抵抗検知回路８１で検知された伸縮性生地５０の湿潤状態を外部に出力する信号出力部８２として機能する無線送信器をさらに備えている。無線送信器としてパッシブタイプのＲＦＩＤタグが好適に用いられる。伸縮性生地５０が水分で浸潤すると、伸縮性電極６１，６２間の電気抵抗が低下するため、伸縮性生地５０の湿潤状態が伸縮性電極６１，６２間の電気抵抗で間接的に把握できるようになるのである。

ＲＦＩＤタグは、近傍に設置された管理装置から発信される電波をエネルギー源として抵抗検知回路８１等に給電する給電回路と、抵抗検知回路８１の出力を管理装置に送信する無線送信回路を備えている。そのため、センサ８０にバッテリ等の電源を組み込む必要が無くなる。尚、信号出力部８２は、パッシブタイプのＲＦＩＤタグで構成する例に限るものではなく、バッテリ駆動される無線送信器で構成されていてもよい。

当該センサ８０はスナップボタン７０を介して介護用の衣料Ｗ１に固定されるため、センサ８０を介護用の衣料Ｗ１から取り外して衣料Ｗ１のみを洗濯することが可能になる。尚、介護用の衣料Ｗ１として上衣のみならず下衣にも適用できることはいうまでもない。

伸縮性生地５０に伸縮性電極生地６０を配すると、伸縮性生地と同様に被介護者等を含む対象物の外形形状に合わせて伸縮して密着するので、伸縮性生地５０が伸張しても配線に異常な張力が掛かるようなことがなく、伸縮性生地５０が収縮しても配線が伸縮性生地から浮き上がるようなことがない。その結果、検出対象部位に対してセンサ８０の取付位置の自由度が上がる。尚、複数の検出対象部位が必要な場合には各検出対象部位に伸縮性電極を配することで容易に対処できる。

以下、伸縮性電極生地６０について詳述する。
図２に示すように、伸縮性電極生地６０は偏平で細長い帯紐状に形成され、絶縁部６３，６４で構成される帯状生地の長手方向に沿って互いに平行な２本の伸縮性電極６１，６２が距離を隔てて設けられている。絶縁部６３，６４を構成する帯状生地は電気的に絶縁性の糸とポリウレタン系の弾性糸で編成されており、伸縮性電極６１，６２を構成する部位には導電糸が交編されている。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、伸縮性電極生地６０は、少なくとも面の表裏方向にジグザグ状に編み込まれた導電糸６５と、当該面に沿って導電糸６５を引き締めて当該ジグザグ状の配置を保形するように編み込まれた弾性糸６６とを備えて構成されている。

伸縮性電極生地６０は、例えばスムース編（両面編またはインターロックとも言う）で構成することができる。スムース編は、ゴム編を２枚重ね合わせてお互いの凹凸の溝を埋め合ったような編組織である。

即ち、図３（ａ）の上面側を編地表面側、同下面側を編地裏面側として説明すると、導電糸６５は、編地表面側の導電糸オールドループ６５ａと絡んで第１ループＰ１を形成し、編地裏面側へ移行する。そして編地裏面側の導電糸オールドループ６５ｂと絡んで第２ループＰ２を形成し、以後同様に編地表面側で第３ループＰ３を形成し、編地裏面側で第４ループＰ４を形成するといったことを繰り返す。従って導電糸６５は、伸縮性電極生地６０の編地中を表裏間方向にジグザグ状となる配置で設けられている。

これに対して弾性糸６６は、編地裏面側の弾性糸オールドループ６５ａと絡んで第１ループＲ１を形成し、編地表面側へ移行する。そして、編地表面側の弾性糸オールドループ６５ｂと絡んで第２ループＲ２を形成し、以後同様に編地裏面側で第３ループＲ３を形成し、編地表面側で第４ループＲ４を形成するといったことを繰り返す。従って弾性糸６６も、伸縮性電極生地６０の編地中を表裏間方向にジグザグ状となる配置で設けられている。その結果、編地中には、導電糸６５と弾性糸６６とのクロス部６７がループ毎に交互配置で形成されることになる。

但し、弾性糸６６は十分な伸縮性を有しているのに対して導電糸６５は殆ど伸縮しない。そのため、伸縮性電極生地６０をその表裏面の面方向（図３（ａ）の左右方向であるコース方向に沿って伸長させると、クロス部６７では、弾性糸６６が導電糸６５と交差することで編地の表裏面側に生じさせているクロス角θを徐々に拡大させ、鈍角となる状況を経て、次第に弾性糸６６だけがよく伸びてゆくようになる。

次に、この弾性糸６６の伸びに引っ張られるようにして導電糸６５がそのループからクロス部６７へと繰り出される挙動が生じる。また、伸縮性電極生地６０の伸長を解除すると、クロス部６７では弾性糸６６だけが収縮による引き締め力を生じ、この引き締め力を受けて導電糸６５がクロス部６７からその両外側のループへと押し込める挙動が生じる。このときの弾性糸６６による引き締め力が、非伸縮時の伸縮性電極生地６０において、導電糸６５のジグザグ状配置を保形させ、厚さ方向のボリュウムを持たせる作用を奏することになる。

このように導電糸６５は、ループからクロス部６７への繰り出しや押し込みによってループを小さくさせたり大きくさせたりするだけでありながら、弾性糸６６の伸縮に合わせて一緒に伸び縮みをしているかのようになり、伸縮性電極生地６０は図３（ｂ）に示すような伸縮性を有するものとなっている。

導電糸６５は実質的に伸縮するものではないので、コース方向で使用された全長は変化せず、もとよりその外径も変化しない。のみならず、導電糸６５はコース方向に並ぶループ同士が接触することがなく、複数のコース間で絡まったり接触したりすることもない。従って、電気抵抗も不変となるものである。

また、伸縮性電極生地６０では、編地中の同一コース内が導電糸６５により編成された構成経路と、弾性糸６６により編成された構成経路とに分離されたものであると言える。そのため、互いの構成経路における伸縮挙動の互いへの影響（干渉）が抑制され、各独立したものとなるので、各構成経路ではそれぞれ自由度の高い伸縮挙動が許容されることになる。これにより、伸縮性電極生地６０として、豊富な伸縮性及び柔軟性が確保される。

尚、このように導電糸６５の構成経路と弾性糸６６の構成経路とが分離する編地構成では、導電糸６５の構成経路中に１経路あたり多くの導電糸６５を入れられることになる。そのため、伸縮性電極生地６０の電気抵抗値を可及的に低く設定することが可能となる。弾性糸６６の場合も、１経路あたり多くの弾性糸６６を入れられることは同様である。弾性糸６６を多く入れることに関しては弾性特性を良好にできるという利点に繋がる。

導電糸６５の構成経路と弾性糸６６の構成経路とが分離する編地構成を得る方法としては、伸縮性電極生地６０を編成する際に、導電糸６５と弾性糸６６とを異なるニッティングポイントで編成し、各別のループを形成させる方法を提示できる。尚、「コース方向」は編組織において繋がったループを形成しつつ進む方向をいい、編地面上でコース方向と垂直に交差する方向は「ウエール方向」という。また「コース間」はウエール方向に隣接するコースとコースとの間をいう。

このようなことから、伸縮性電極生地６０において、コース方向の導電性は、１コースの導電糸６５によって、つまり一筋の連続した導電糸６５として発現されることが明らかである。尚、１コースの電気抵抗値を小さくするには、１コースに用いる導電糸６５について、Ｓ撚りやＺ撚り、引き揃えやプレーティング等により導電糸６５の本数を多くしたり、或いは低電気抵抗の素材を選んだり、太くしたりすればよい。

また、より伸縮性を豊富なものとするには、太いポリウレタン糸、伸長に対する復元力（キックバック）の強い高弾性率のポリウレタン糸をドラフト高く（ループ長を短く）使用する方法もある。更に、導電糸６５の経路に補助的に比較的細い弾性糸６６（ポリウレタン等）を同給糸したり、カバリング糸（「芯」にポリウレタン等の弾性糸６６を用い「カバー」に導電糸６５を用いたもの）を使用したりするなどの方法もある。

導電糸６５として、例えばアルミ、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、錫、亜鉛、鉄、銀、金、白金、バナジウム、モリブデン、タングステン、コバルト等の純金属やそれらの合金、ステンレス、真鍮等により形成された金属線を用いることができる。金属線の代わりに炭素繊維を採用することも可能である。線径は、１０〜２００μｍが好適である。殊に、細径の繊維を束ねて使うのが望ましい。このように金属線に関しては、塑性変形しやすいものであるか否か、或いは、顕著な弾性復元力（バネ性）を備えたものであるか否かなどについて、特に限定されるものではない。

尚、導電糸６５には、樹脂繊維（ナイロン、ポリエステル、ポリウレタン、フッ素樹脂など）をカバリングしたものを使用することもできる。このようにすることで、伸縮性電極生地６０に親水性、撥水性、耐食・防食性、カラーリング等の機能を持たせることができる。また、導電糸６５は、樹脂繊維や金属線に対して湿式や乾式のコーティング、またはメッキなどで表面処理を施したり、真空成膜により有機又は無機の薄膜を成膜したりすることが可能である。

更に導電糸６５は、弾性糸６６と撚糸、カバリング加工、または引き揃えにより複合糸とすることもできる。
弾性糸６６には、ポリウレタンやゴム系のエラストマー材料、或いは「芯」にポリウレタンやエラストマー材料を用い「カバー」にナイロンやポリエステルを用いたカバリング糸等を採用することができる。

尚、弾性糸６６は、導電糸６５の引張強度限界となる伸長度を超えて伸長することがないように、つまり導電糸６５の伸長を制限する目的で素材選びすることが推奨される。弾性糸６６としてカバリング糸を採用する場合は、「カバー」において、導電糸６５の伸長制限作用を持たせるような素材選びをすることも可能である。またこのような、弾性糸６６自体、或いは「カバー」の素材選びは、伸縮性電極生地６０に要求される伸縮挙動に適応させる目的で行うものとしてもよい。また、導電糸６５の伸長の程度を制限する目的では非導電部６３，６４で制御することもあり得る。

例えば、急峻で勢いの強い挙動となるように伸長からの復元の特性が要求される場合であれば、比較的太くて強弾性の弾性糸６６を選択する。反対に、じわじわとゆっくりした挙動となるように伸長からの復元の特性が要求される場合であれば、比較的細くて弱弾性の弾性糸６６を選択するといった具合である。

このように導電糸６５に金属線を用いた場合、メッキ糸などに比べて電気抵抗を遥かに低く抑えることができ、編地厚を分厚くすることなく、通電可能な電圧値や電流値を高めるのにも適している（薄地にできる）。また導電部、ひいては伸縮性電極生地６０としての耐久性を高めることができるといった利点がある。更に、デザイン性を高めることができると共に、外観面での展開を広範に拡大させることができる。

つまり、本発明の湿潤状態検知装置は、対象物を密着状態で被覆する伸縮性生地５０と、伸縮性生地５０の湿潤状態を検知するセンサ８０と、伸縮性生地５０にセンサ８０を取り付ける取付部７０と、センサ８０により検知された伸縮性生地の湿潤状態を外部に出力する信号出力部８２とを備えている。

取付部７０として金属製のスナップボタン７１，７２を用いた構成を説明したが、スナップボタン７１，７２に限るものではなく、伸縮性電極６１，６２の一端とセンサ８０とを着脱自在に接続可能な微小コネクタで構成されていてもよい。

上述した湿潤状態検知装置では、伸縮性生地とともに伸縮する一対の伸縮性電極が伸縮性生地に重畳するように配置された態様を説明したが、伸縮性生地そのものに導電糸が交編され、伸縮性生地と伸縮性電極が一枚の生地に一体に組み込まれるように構成されていてもよい。

上述した例では、導電糸６５が編み込まれた面に沿って当該導電糸６５を引き締めてジグザグ状の配置を保形するように編み込まれた弾性糸６６を備えた伸縮性電極生地６０を説明したが、伸縮性電極生地６０に必ずしも弾性糸６６が編み込まれている必要はない。伸縮性電極生地６０が伸縮性生地５０に一体的に配置されていれば伸縮性生地５０の伸縮に伴って伸縮性電極生地６０も伸縮するためである。

さらに伸縮性電極生地６０の他の態様として、コース方向にループが形成された導電糸と、コース方向に挿入された弾性糸とで編成され、ヒートセットにより弾性糸が導電糸の交編部に熱融着した編地で構成することができる。

具体的には、導電糸と低融点ポリウレタンからなる弾性糸を引き揃えてプレーティング編みした編地であって、ヒートセットにより低融点ポリウレタンが導電糸の交編部に熱融着された編地で構成することができる。このような編地によれば、基本的に弾性糸によってコース方向に収縮力が作用することがなく、多少の伸長状態であっても収縮状態であっても導電糸のループの接触状態が殆ど変化することがなく、従って伸縮により抵抗値は殆ど変化することがない。

また、図１（ａ），（ｂ）及び図２に示した例では、絶縁部６３，６４で構成される帯状生地の長手方向に沿って互いに平行な２本の伸縮性電極６１，６２が距離を隔てて設けられた伸縮性電極生地６０を説明したが、伸縮性電極は必ずしも２本備えている必要はなく１本であってもよい。その場合、一対の伸縮性電極生地６０を伸縮性生地５０に配設すればよい。

上述した例では、伸縮性生地５０が介護用の衣料Ｗ１に用いられた例を説明したが、本発明の湿潤状態検知装置は、伸縮性生地５０が介護用のシーツに用いられ、センサ８０により被介護者の体液によるシーツの湿潤状態が検知され、信号出力部８２により外部に出力されるように構成されていてもよい。

介護用のベッド等に用いられるシーツに伸縮性生地が用いられると、シーツがマットからずれることなく密着した状態が維持され、快適さが保たれる。そして、被介護者の体液によってシーツが湿潤した場合でも、正確にその状態が検知され、信号出力部を介して外部に出力されるので、常時看護者が傍についている必要はない。つまり、ベッドから離れた位置で待機し、その待機位置に設置された受信機により信号出力部８２から送信されたシーツの湿潤状態が受信されるように構成されていればよい。

さらに、本発明の湿潤状態検知装置は、伸縮性生地５０が給水用の配管または給水用のバルブの被覆部材に用いられ、センサ８０により被覆部材の湿潤状態が検知され、信号出力部８２により外部に出力されるように構成されていてもよい。

給水用の配管または給水用のバルブに被覆した伸縮性生地が浸潤すると、外観から目視できないような位置に配管やバルブが設置されている場合を含めて、遠隔地にいながら漏水が生じていると検知できるようになる。

湿潤状態検知装置で検知された湿潤状態は信号出力部を介して外部に出力されるので、速やかに適切な対処を行なうことが可能になる。給水用の配管やバルブの径や形状は様々であるが、伸縮性生地であれば、伸縮性生地に配置された伸縮性電極を含めて、それらに密着した状態で容易に被覆できるようになる。

信号出力部から出力された湿潤状態に基づいて、給水制御部が配管またはバルブ近傍からの漏水が生じていると判断すると給水配管からの給水を禁止し、給水制御部が配管またはバルブ近傍からの漏水が生じていないと判断すると給水配管からの給水を許容することができるようになる。

次に、伸縮性生地が家畜の暑熱対策用の衣類に用いられ、センサにより衣類の湿潤状態が検知され、信号出力部により外部に出力される湿潤状態検知装置について説明図する。

図４，図５及び図６に示すように、暑熱対策用の家畜用衣類Ｗ２は、家畜（本実施形態では乳牛）Ｃの首部Ｃ１から胸部Ｃ２の一部または全体を被覆する伸縮性の身生地１と、身生地１に縫着され家畜の背部Ｃ３を覆う帯状の防水生地２と、身生地１を家畜の体の一部に巻き付けた状態で防水生地２の端部同士を接合する接合部１０とを備えている。

防水生地２の端部間を接合部１０で接合した状態で、身生地１及び防水生地２によって家畜の首部Ｃ１から胸部Ｃ２が密着状態で被覆されるように次第に拡径する筒状体が形成されている。そして、身生地１には、左右の前脚部を挟むように下方に一対の切欠き部３１が形成され、切欠部３１によって左右の前脚部が囲繞され、切欠部３１の端部が面ファスナーなどの係止部材（図示せず）によって身生地１に係止可能に構成されている。

ファスナーにより接合部１０が構成されている。詳述すると、ファスナーは防水生地２の端縁部に縫着された一対のテープとテープの縁部に沿って配列されたエレメントと、一対のテープに配列されたエレメント同士を噛合させ、或いは開放するスライダー１０Ａを備えたファスナーで構成されている。

上述の身生地１は、二方向への十分な伸縮性が確保できるように、非セルロース系繊維とポリウレタン系弾性繊維とが交編されて構成され、非セルロース系繊維が、ポリアミド系エラストマー及び／またはポリエステル系エラストマーを含む熱可塑性エラストマー、及び無機フィラーを含有する接触冷感繊維が用いられている。

非セルロース系繊維である熱可塑性エラストマーとしては特に限定されるものではなく、ポリアミド系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー等を好適に用いることができ、単独または混合いずれの態様で用いてもよい。熱可塑性エラストマーは、肌から蒸散される水分を吸収して外部に放散するために、特に親水性の官能基を備えていることが好ましい。

ポリアミド系エラストマーは特に限定されず、例えば、ポリエーテルブロックアミド共重合体、ポリエーテルアミド共重合体、ポリエステルアミド共重合体等を用いることができる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上を併用してもよい。

ポリアミド系エラストマーのうち市販されているものとして、例えば、ペバックス（アルケマ社製）、ＵＢＥナイロン（宇部興産社製）、グリロンＥＬＸ、グリルアミドＥＬＹ（以上、エムス昭和電工社製）、ダイアミド、ベスタミド（以上、ダイセル・デクサ社製）等が挙げられる。

ポリエステル系エラストマーは特に限定されず、例えば、ポリエーテルエステル共重合体、ポリエステルエステル共重合体等を用いることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

これらのポリエステル系エラストマーのうち市販されているものとして、例えば、グリラックス（大日本インキ化学工業社製）、ヌーベラン（帝人化成社製）、ペルプレン（東洋紡績社製）、ハイトレル（東レ・デュポン社製）、プリマロイ（三菱化学社製）等が挙げられる。

これらの熱可塑性エラストマーのなかでも、下記（化１）式で表されるポリエーテルブロックアミド共重合体は、極めて優れた接触冷感が得られるとともに、吸湿性が得られ、比重も軽いため、生地、衣料、肌着に特に好適である。このようなポリエーテルブロックアミド共重合体のうち市販されているものとしては、例えば、ペバックス（アルケマ社製）等が挙げられる。（化１）式で、ＰＡはポリアミドを表し、ＰＥはポリエーテルを表す。

ウレタン系エラストマーは、特に限定されず、ポリエステル系のポリウレタンエラストマー、ポリカプロラクトン系のポリウレタンエラストマー、ポリカーボネート系ポリウレタンエラストマー、ポリエーテル系のウレタン系エラストマー等を用いることができる。

非セルロース系繊維であれば綿糸のように水分が含浸することなく効率的に水分が蒸散されるようになり、家畜の体温を効果的に低下させることができるようになる。

また、上述したようなポリアミド系エラストマー及び／またはポリエステル系エラストマーを含む熱可塑性エラストマーを紡糸して得られる繊維で構成された生地は接触冷感に優れ、接触冷感繊維で構成され伸縮性を備えた生地が乳牛の体表面に接触すると体表面から熱を逃がし易くなる。

またそのような繊維に無機フィラーを含有させると、湿潤時の不快感を防止することができるので、乳牛が暑熱により発生するストレスを軽減でき搾乳量の低下を抑制することができる。

身生地１の放熱量が６００Ｗ／ｍ^２以上、より好ましくは８００Ｗ／ｍ^２以上であると、暑熱対策用の身生地として好適に用いることができる。

放熱量とは、一定温度に設定された熱板に試料表面が接するようにセットして、一定時間の間に試料によって拡散された熱量の積算値から求められる。さらに試料を水で濡らした状態で測定を行なえば、水の気化熱によって奪われた熱量を測定することができる。

例えば、直径１２ｃｍの刺繍枠に生地を固定し、生地の中央に噴霧器で約０．０７５ｇの水を計５回（合計約０．３７５ｇ）吹きかけて濡らした後、３７℃に保たれた熱板（牛の外皮の表面温度を想定している）の上に生地表面が熱板に接するように設置して、６００秒の間に試料によって奪われた熱量の積算値から求められる値である。測定には、例えばサーモラボＩＩ型精密迅速熱物性測定装置（カトーテック社製）を用いることができる。

また、身生地のｑｍａｘ値が０．１５Ｊ／ｓｅｃ．／ｍ^２以上、より好ましくは０．２Ｊ／ｓｅｃ．／ｍ^２以上であると、暑熱対策用の身生地として好適に用いることができる。

「ｑｍａｘ値」とは、一定面積、一定質量の熱板に所定の熱を蓄え、これが試料表面に接触した直後、蓄えられた熱量が低温側の試料に移動する熱流量のピーク値である。ｑｍａｘ値は、着衣したときに試料に奪われる体温をシミュレートしていると考えられ、ｑｍａｘ値が大きいほど着衣時に奪われる体温が大きく、接触冷感が高いと考えられる。

ｑｍａｘ値は、例えば、２０．５℃の温度に設定した試料台の上に生地を置き、生地の上に３２．５℃の温度に温められた貯熱板を接触圧０．０９８Ｎ／ｃｍ^２で重ねた直後、蓄えられた熱量が低温側の試料に移動する熱量のピーク値を測定して得られる値である。測定には、例えばサーモラボＩＩ型精密迅速熱物性測定装置（カトーテック社製）を用いることができる。

身生地の放熱量及びｑｍａｘ値は上記で示した数値範囲内であれば、非セルロース系繊維は熱可塑性エラストマーに限定されることなく、例えばナイロン６、ナイロン１２等のポリアミド系繊維やポリエステル繊維等も用いることができ、必要に応じてセルロース系繊維と交編することもできる。

上述の家畜用衣料Ｗ２には、身生地１のうち乳牛Ｃの背を挟んで左右両側上面に首部Ｃ１から背部Ｃ３に沿って、内側面がはっ水処理された帯状の防水部材１６が縫着され、身生地１と防水部材１６との間に身生地１を介して乳牛Ｃの体表面を加湿するための複数の微小な開口が形成された可撓性の給水パイプ１７が配置されている。給水パイプ１７の終端は栓部材で閉止され、基端は連結管１８に連結され、連結管１８に給水ホース（図示せず）が接続されている。

身生地１と防水部材１６との間に配置された給水パイプ１７を介して放水された水は、防水部材１６に阻まれて身生地１の外側表面を伝うことなく、身生地１を浸潤して乳牛Ｃの体表面側に供給される。従って牛舎の床に液滴することはない。乳牛Ｃの背側から腹側の体表面が加湿され、乳牛Ｃの体温によって水が蒸発するときの気化熱で乳牛Ｃの体温が効果的に低下するようになる。

防水生地２のうち家畜の首部Ｃ１に相当する部位を始点Ｐ１として、背部Ｃ３を挟んで両側に、伸縮性電極６１を備えた伸縮性電極生地６０が下方に向けて延出配設され、身生地１の下部に設定された中継点Ｐ２で腹部Ｃ４側に折れ曲がり、胸部Ｃ２から腹部Ｃ４にかけて所定距離を隔てて平行姿勢となるように延出配設されている。

始点Ｐ１には、取付部７０として金属製のスナップボタン７１，７２が配置され（図５参照）、スナップボタン７１，７２を介してセンサ８０及び信号出力部８２が固定されている（図４，６参照）。

身生地１のうち、胸部Ｃ２から腹部Ｃ４にかけて平行に延出配設された伸縮性電極６１同士で挟まれる領域Ｒの湿潤度がセンサ８０によって検出され、センサ８０で検知された身生地１の湿潤状態が信号出力部８２によって外部に出力される。

取付部７０を介して固定されているセンサ８０の近傍で身生地１が浸潤すると、腹部側で乾燥している場合でも両電極６１間の抵抗値が小さくなって腹部側の湿潤状態を適正に検知できない虞があるので、センサ８０の近傍で両電極６１間の抵抗値の変動を抑制するため、防水生地２を備えている。

そのような理由から、防水生地２を用いずに乳牛Ｃの首部Ｃ１から胸部Ｃ２及び背部Ｃ３を身生地１のみで被覆する場合には、少なくともセンサ８０の近傍で伸縮性電極生地６０と身生地１との間に防水部材を介在させる等といったノイズ対策処理を行なう必要がある。

信号出力部８２から出力された身生地１（領域Ｒ）の湿潤状態が近傍に設置された電子制御装置である給水制御部に備えた信号入力部に受信され、身生地１が乾燥状態になったことが検知されると、給水制御部によって給水ホース１９に備えたバルブがモータやソレノイド等のアクチュエータを介して自動開放されて所定量の給水が行なわれると、その後バルブが閉塞されるように構成されている。

このような給水管理システムによって、暑熱による乳牛の体温を低下させることができるようになり、搾乳量の低減を回避することができるようになる。本実施形態でも、信号出力部は上述した例と同様にパッシブタイプのＲＦＩＤタグで構成され、給水制御部から送信される電波をエネルギー源として動作するように構成されている。

給水量は予め設定された一定量であってもよいが、センサ８０によって身生地１（領域Ｒ）の湿潤状態が乾燥状態から湿潤状態に変化したことを検知してバルブを閉塞するように設定すれば、過剰な給水により牛舎の床に液滴する虞が無くなる。

つまり、本発明による給水管理システムは、湿潤状態検知装置と、信号出力部からの出力信号を受信する信号入力部と、信号入力部から入力された衣類の湿潤状態に基づいて、家畜または前記衣類に給水する給水配管からの給水を制御する給水制御部とを備えている。

信号出力部から出力された湿潤状態に基づいて、給水制御部が乾燥状態にあると判断すると、給水管を介して家畜または家畜が着用している衣類に給水することで、家畜の体表面の状態を快適な状態に調整できるようになる。

給水パイプ１７を介して供給される水に次亜塩素酸ナトリウムのような殺菌用の薬剤を添加すると、仮に牛舎の床に液滴するような場合でも細菌の繁殖を効果的に抑制することができる。

給水パイプ１７を介して供給される水としてアロマ水を用いると、暑熱によりストレスを受けている乳牛にリラックス効果を付与することができる。

上述した実施形態では、身生地１に配設された給水パイプ１７を介して間接的に乳牛の体表面を湿潤状態に調整する例を説明したが、牛舎に噴霧器やシャワーノズルを備えて、直接乳牛に水を噴霧したりシャワー水を浴びせるように構成してもよい。この場合も、センサ８０によって検知された身生地１の湿潤状態に基づいて噴霧器による噴霧やシャワーノズルによる給水を制御することはいうまでもない。

上述したような伸縮性生地が給水用の配管または給水用のバルブの被覆部材に用いられ、センサにより被覆部材の湿潤状態が検知され、信号出力部により外部に出力されるように構成された湿潤状態検知装置に、この様な給水管理システムを適用すると、信号出力部から出力された湿潤状態に基づいて、給水制御部が配管またはバルブ近傍からの漏水が生じていると判断すると給水配管からの給水を禁止し、給水制御部が配管またはバルブ近傍からの漏水が生じていないと判断すると給水配管からの給水を許容することができるようになる。

図７には、伸縮性電極生地の別実施形態が示されている。図７の例では、上述した伸縮性の身生地１に導電糸が直接縫い込まれて伸縮性電極生地６０が構成されている。非伸縮性の導電糸であっても、身生地１の伸縮性を阻害しないように、扁平縫いや千鳥縫い等の方法で導電糸が縫い込まれ、身生地１の首部から尾部に向けて延出するように、そして背部から腹部の間に距離を隔てるように左右それぞれ２本の伸縮性電極６１が形成されている。

この例では、導電糸が肌と接する面に配置されるように縫い込まれているが、導電糸が肌と接する面とは反対側の面に配置されるように縫い込まれていてもよい。

電極６１の一端部にスナップボタン７１が設けられ、身生地１の表面でその近傍に配されたポケット状の収容部が設けられている。当該収容部に収容されたセンサ８０及び信号出力部８２から延びた信号線がスナップボタン７１に接続されている。

図４の態様では、肩部や胸部の身生地１が乾燥していても、腹部が湿潤状態であると吸水できない虞がある。しかし、図７の態様であれば、家畜の背部から腹部の間の湿潤度が正確に把握できるため、適切に吸水することができるようになる。

図８に示すように、伸縮性電極６１が家畜の背部から腹部の間に距離を隔てて複数対設けられていることが好ましい。それぞれの伸縮性電極６１で挟まれた領域の電気抵抗値により湿潤度合いの分布が正確に把握できるようになる点で好ましい態様となる。

伸縮性の身生地１に導電糸を直接縫い込むことにより伸縮性電極生地６０を構成する態様は、暑熱対策用の家畜用衣類以外にも適用可能なことは言うまでもない。

上述した実施形態では、伸縮性電極が身生地の湿潤度合いを検出するセンサの一部となる構成を説明したが、センサと信号処理部とを接続する信号線として伸縮性電極が機能するように構成してもよい。このような態様であれば、配線が身生地から浮き上がったり周辺の物体と干渉して破断したりするようなことがなくなる。

以上説明した実施形態は、何れも本発明の一例に過ぎず、当該記載により本発明が限定されるものではなく、身生地を構成する編地の種類、糸種、太さ、熱可塑性エラストマーの種類等の具体的な構成は、本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることはいうまでもない。

本発明は、煩わしい配線接続作業を要することなく、広い範囲で精度よく検知できる自由度の高い湿潤状態検知装置として、様々な伸縮性を備えた布帛に適用することができる。

１，５０：伸縮性生地（身生地）
１０：接合部
１６：防水部材
１７：給水パイプ
３１：切欠部
６０：伸縮性電極生地
６１，６２：伸縮性電極
６３，６４：絶縁部
６５：導電糸
６６：弾性糸
７０：取付部
８０：センサ
８２：信号出力部
Ｗ１：介護用衣料
Ｗ２：家畜用衣料

Claims (13)

1. 対象物を密着状態で被覆する伸縮性生地と、
   前記伸縮性生地に配された少なくとの一対の電極と、
   前記一対の電極を介して前記伸縮性生地の湿潤状態を検知するセンサと、
   前記伸縮性生地に前記センサを取り付ける取付部と、
   前記センサにより検知された前記伸縮性生地の湿潤状態を外部に出力する信号出力部と、
   を備えている湿潤状態検知装置。
2. 前記伸縮性生地とともに伸縮する少なくとも一対の伸縮性電極が前記電極として前記伸縮性生地に配置され、前記伸縮性生地のうち前記伸縮性電極で挟まれた領域の湿潤状態が前記センサで検知されるように、前記伸縮性電極間に前記取付部を介して前記センサが電気的に接続されている請求項１記載の湿潤状態検知装置。
3. 前記伸縮性電極は、前記伸縮性生地のうち前記対象物との接触面に露出するように縫い付けられた導電糸で構成されている請求項２記載の湿潤状態検知装置。
4. 少なくとも面の表裏方向にジグザグ状に編み込まれた導電糸を含む導電性伸縮編地の前記導電糸により前記伸縮性電極が構成され、
   前記導電性伸縮編地が前記伸縮性生地に配設され、または前記導電性伸縮編地により前記伸縮性生地が構成されている請求項２記載の湿潤状態検知装置。
5. 前記導電性伸縮編地は、さらに前記導電糸が編み込まれた前記面に沿って前記導電糸を引き締めて当該ジグザグ状の配置を保形するように編み込まれた弾性糸を備えて構成されている請求項４記載の湿潤状態検知装置。
6. 前記伸縮性生地が介護用の衣料に用いられ、前記センサにより着用者の体液による前記衣料の湿潤状態が検知され、前記信号出力部により外部に出力される請求項１から５の何れかに記載の湿潤状態検知装置。
7. 前記伸縮性生地が介護用のシーツに用いられ、前記センサにより被介護者の体液による前記シーツの湿潤状態が検知され、前記信号出力部により外部に出力される請求項１から５の何れかに記載の湿潤状態検知装置。
8. 伸縮性生地が家畜の暑熱対策用の衣類に用いられ、前記センサにより前記衣類の湿潤状態が検知され、前記信号出力部により外部に出力される請求項１から５の何れかに記載の湿潤状態検知装置。
9. 請求項２から５の何れかに記載された一対の伸縮性電極が、家畜の首部から尾部に向けて延びるように、且つ、背部から腹部の間に距離を隔てて設けられている請求項８記載の湿潤状態検知装置。
10. 前記伸縮性電極が家畜の背部から腹部の間に距離を隔てて複数対設けられている請求項９記載の湿潤状態検知装置。
11. 伸縮性生地が給水用の配管または給水用のバルブの被覆部材に用いられ、前記センサにより前記被覆部材の湿潤状態が検知され、前記信号出力部により外部に出力される請求項１から５の何れかに記載の湿潤状態検知装置。
12. 請求項７記載の湿潤状態検知装置と、
    前記信号出力部からの出力信号を受信する信号入力部と、
    前記信号入力部から入力された前記衣類の湿潤状態に基づいて、前記家畜または前記衣類に給水する給水配管からの給水を制御する給水制御部と、
    を備えている給水管理システム。
13. 請求項１１記載の湿潤状態検知装置と、
    前記信号出力部からの出力信号を受信する信号入力部と、
    前記信号入力部から入力された前記被覆部材の湿潤状態に基づいて、前記給水配管からの給水を禁止するか許容するかを制御する給水制御部と、
    を備えている給水管理システム。