JP-2026076863-A - 検出装置

Abstract

【課題】より改善された構成を備える検出装置を提供する。 【解決手段】検出装置は、気体を貯留可能であり、前記気体の流入および流出に伴い膨縮するバッグ本体を備えるガスバッグと、前記ガスバッグと係合する固定部と、前記ガスバッグから供給された前記気体に含まれる特定ガスの濃度または種類を検出するセンサと、を備え、前記バッグ本体は、膨縮可能な膨縮部と、前記膨縮部が位置する箇所とは異なる箇所に位置する固定端部とを有し、前記ガスバッグは、前記固定端部において前記固定部に固定されている。 【選択図】図３

Inventors

• 上山 大輔
• 野中 啓介
• 児玉 雅道
• 大森 唯史
• 立畠 健治
• 財満 力

Assignees

• 京セラ株式会社

Dates

Publication Date

20260512

Application Date

20241024

Claims (20)

1. 気体を貯留可能であり、前記気体の流入および流出に伴い膨縮するバッグ本体を備えるガスバッグと、 前記ガスバッグと係合する固定部と、 前記ガスバッグから供給された前記気体に含まれる特定ガスの濃度または種類を検出するセンサと、を備え、 前記バッグ本体は、膨縮可能な膨縮部と、前記膨縮部が位置する箇所とは異なる箇所に位置する固定端部とを有し、 前記ガスバッグは、前記固定端部において前記固定部に固定されている、 検出装置。
2. 前記膨縮部は、マチ部を有する、請求項１に記載の検出装置。
3. 前記ガスバッグは、前記固定端部に位置する補強部材を有し、 前記補強部材と前記固定部とが係合する、請求項１に記載の検出装置。
4. 前記バッグ本体は前記固定端部に位置する開口を有し、 前記補強部材は、前記補強部材の一部が前記開口の内側に位置する、 請求項３に記載の検出装置。
5. 前記補強部材は、前記バッグ本体の内部と外部とを連通する第１接続流路を備える、 請求項４に記載の検出装置。
6. 前記バッグ本体は、前記固定端部と対向する端部に、前記バッグ本体の内部と外部とを連通する第２接続流路をさらに備える、 請求項５に記載の検出装置。
7. 前記バッグ本体は、膨張した状態において略直方体形状であり、 前記略直方体形状の対向する一対の面は、膨張により展開した前記マチ部である、 請求項２に記載の検出装置。
8. 前記バッグ本体は、前記ガスバッグの前記固定端部と対向し、前記膨縮部が位置する箇所とは異なる箇所に位置する変位端部を有し、 前記検出装置は、前記変位端部が内部に位置する変位端規制部、をさらに備える、 請求項１に記載の検出装置。
9. 前記変位端部は、前記気体の流入および流出により前記ガスバッグが膨縮するのに伴い変位し、 前記変位端規制部は、前記変位端部の前記固定端部に対する変位を測定する変位測定部を備える、 請求項８に記載の検出装置。
10. 前記検出装置は回路基板をさらに備え、 前記固定部は、前記ガスバッグを前記回路基板と接触しないように保持する、 請求項１に記載の検出装置。
11. 前記センサを収容するセンサチャンバと、前記センサチャンバを閉鎖する蓋と、を有するセンサユニットを備え、 前記センサチャンバは、 前記蓋と対向する面に位置する溝部と、 前記センサが位置する空間と前記溝部とが連通する第１穴と、を備え、 前記センサチャンバの前記溝部と、前記蓋とが対向してチャンバ内流路を構成する、 請求項１に記載の検出装置。
12. 前記センサチャンバの前記溝部および前記蓋のうちの一方が段差を有し、他方が前記段差に係合する凸部を有する、 請求項１１に記載の検出装置。
13. 大きさが異なる複数の前記センサと、 複数の前記センサの上端の位置を揃えるための高さ合わせ部材と、を備え、 前記センサユニット内において、複数の前記センサの各々は、前記センサと前記センサチャンバの前記溝部との間の距離が揃うように配置される、 請求項１１に記載の検出装置。
14. 前記センサチャンバおよび前記蓋は、互いに対向する面が積層される積層方向に屈曲し、 前記蓋は複数の第２穴を備え、 前記センサチャンバは、前記第２穴に係合する複数の突起を備え、 前記センサチャンバが前記蓋と対向する面に対して反対側の面に近い位置に位置する前記突起は、前記反対側の面から遠い位置に位置する前記突起よりも長い、 請求項１１に記載の検出装置。
15. 前記センサユニットは、樹脂から構成される、 請求項１１に記載の検出装置。
16. 気体が通過可能な流路と、 前記流路が内部に位置する流路ボックスと、を備え、 前記流路ボックスは、溝部を備える複数の板状部材が互いに積層されて構成され、隣接する前記板状部材の各々の前記溝部が対向して前記流路を構成する、 請求項１または１１に記載の検出装置。
17. 少なくとも１つの前記板状部材は、前記板状部材が積層される方向に沿った貫通孔を前記流路として有する、 請求項１６に記載の検出装置。
18. 前記流路ボックスは樹脂から構成される、 請求項１６に記載の検出装置。
19. 隣接する前記板状部材は両面に粘着面を有するテープにより接着されている、請求項１６に記載の検出装置。
20. 前記センサを収容するセンサチャンバを有し、 前記センサチャンバは、 前記流路ボックスと対向する面に位置する溝部と、 前記センサが位置する空間と前記センサチャンバの前記溝部とが連通する穴と、を備え、 前記センサチャンバの前記溝部と、前記流路ボックスの前記溝部とが対向してチャンバ内流路を構成する、 請求項１６に記載の検出装置。

Description

本開示はガスの種類および濃度を検出する検出装置に関する。 従来、気体に含まれる特定ガスの種類および濃度を検出する検出装置が知られている（例えば、特許文献１に記載の装置）。 特開２００７－０８９８５７号公報 本開示に係る検出装置の外観の一例を示す斜視図である。図１に示す検出装置をＹ軸負方向から見た状態を示す図である。検出装置において下部筐体を取り外した状態の内部構造の一例を示す斜視図である。検出装置が備える各部の接続状態の一例を示す概略図である。図３に示す構成から固定部およびガスバッグを取り外した状態を示す正面視図である。図３に示す構成から固定部を取り外した状態を示す側面視図である。図６に示す構成を別の方向から見た状態を示す側面視図である。検出装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。膨張状態のガスバッグの構成の一例を示す斜視図である。収縮状態のガスバッグの構成の一例を示す斜視図である。図９に示すガスバッグをＸ軸正方向から見た状態を示す側面視図である。膨張状態のバッグ本体の構成の一例を示す斜視図である。補強部材の構成の一例を示す斜視図である。検出装置の固定部と、固定部に取り付けられる前のガスバッグとを示す図である。検出装置の固定部と、固定部に取り付けられた状態のガスバッグと、の一部を示す拡大図である。収縮状態のガスバッグが取り付けられた検出装置をＸ軸正方向から見た状態を示す側面視図である。本開示に係るセンサユニットの外観を示す斜視図である。図１７に示すセンサユニットから蓋を取り外した状態を示す斜視図である。図１７に示すセンサユニットのＡ－Ａ’矢視断面図である。図１７に示すセンサユニットのＢ－Ｂ’矢視断面図である。接着される前のセンサチャンバと蓋とを示す概略図である。本開示の実施形態２に係る検出装置の内部構造を示す概略図である。流路ボックスの構成を示す概略図である。図２３に示す流路ボックスのＣ－Ｃ’矢視断面図である。流路ボックスが備える複数の板状部材を示す概略図である。 〔実施形態１〕 以下、本開示の一実施形態について、詳細に説明する。図１は、本開示に係る検出装置１の外観の一例を示す斜視図である。図２は、図１に示す検出装置１をＹ軸負方向から見た状態を示す図である。以下、図３、５、６、７および９～２１に図示したＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各々によって示す方向は、図１に示すＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各々によって示す方向と同じ方向を示す。 検出装置１は、所定空間内の気体（以下、第１気体）を採取し、当該第１気体に含まれる特定ガスの種類および濃度を検出する。本実施形態において、検出装置１は、トイレ室内に位置する便器の便器ボウルに設置されるものとして説明する。便器は、限定ではないが、水洗便器であってもよい。例えば、検出装置１の一部または全体は、便器ボウルまたは便座の内部に組み込まれていてもよい。検出装置１は、所定空間としての便器ボウル内の気体を第１気体として採取してよい。 特定ガスとは、被験者に起因するガスであり、第１気体に含まれ得る。本開示において、特定ガスとは、例えば被験者の便から生じるガスに含まれる所定の成分であってもよい。検出装置１は、所定空間である便器ボウルにおいて、被験者の便から発生するガスを含む気体を第１気体として採取し、当該第１気体に含まれる特定ガスの種類および濃度を検出する。特定ガスの検出結果は、例えば当該被験者への提示、または当該検出結果を用いた被験者の腸内環境等の状態の推定を行うために用いられ得る。本開示では、第１気体として、便器ボウル内の気体を採取する検出装置１を例に挙げて説明する。しかし、検出装置１は、この構成に限定されない。例えば検出装置１は、第１気体として、便器が設置されているトイレ室内の気体を採取する構成であってもよい。 検出装置１の用途は、上述の用途に限定されない。例えば、検出装置１は、所定空間としての冷蔵庫内に、設置されていてよい。この場合、検出装置１は、食品から発生する特定ガスを含む気体を第１気体として取得し得る。例えば、検出装置１は、所定空間としての工場または実験室に設置されていてよい。この場合、検出装置１は、薬品等から発生する特定ガスを含む気体を第１気体として取得し得る。 図１および図２に示すように、検出装置１は、筐体１０と、複数の開口４０と、を備える。筐体１０は、検出装置１の各部を収容する。図１に示すように、筐体１０は、上部筐体１２と下部筐体１１とが組み合わせられて構成されてよい。複数の開口４０は、外部の気体を検出装置１内に取り込むための開口、または検出装置１内の気体を外部に排出するための開口である。図２に示すように、検出装置１は、複数の開口４０として第１開口４１、第２開口４２、および第３開口４３を備えていてよい。 第１開口４１は、センサ３１に供給する第１気体を取り込むための開口部である。第１開口４１は、便器ボウルの内側へ露出し得る。一例として、第１開口４１は、便器ボウルと便座との間に位置していてよい。また、第１開口４１の一部は、便座に埋め込まれていてよい。第１開口４１は、便器ボウルの内部に向けて開口していてよい。第１開口４１は、第１開口４１に接続されたポンプの動作により、便器ボウルに排出された便から発生する特定ガスを含む気体を、第１気体として取り込む。 第２開口４２は、第１気体とは異なる第２気体を検出装置１に取り込むための開口部である。第２気体は、検出装置１の各部、例えばセンサ３１、ガスバッグ２０および各流路７０内の気体をパージするために用いられ得る。第２開口４２は、便器ボウルの外側に位置する。第２開口４２は、便器ボウルの外側へ露出し得る。第２開口４２の一部は、便座に埋め込まれていてよい。第２開口４２は、便器の外側に向けて開口していてよい。第２開口４２は、第２開口４２に接続されたポンプの動作により、例えば、便器ボウルの外側にあるトイレ室の空気（環境ガス）を、第２気体として取り込む。 第３開口４３は、センサ３１付近、例えばセンサユニット３０内に位置する気体を排出するための開口部である。第３開口４３が、気体を便器ボウルの外側へ排出し得る。第３開口４３は、便器ボウルの外側に位置する。第３開口４３は、第３開口４３に接続されたポンプの動作により、センサ３１からの排気を、流路７０を介して外部に排出する。この排気には、検出処理後の第１気体および第２気体が含まれ得る。また、第３開口４３は、第３開口４３に接続されたポンプの動作により、ガスバッグ２０内の残留ガス等を、流路７０を介して、検出装置１の外部に排出し得る。 図３は、検出装置１において下部筐体１１を取り外した状態の内部構造の一例を示す斜視図である。図４は、検出装置１が備える各部の接続状態の一例を示す概略図である。図５は、図３に示す構成から固定部４４およびガスバッグ２０を取り外した状態を示す正面視図である。図６は、図３に示す構成から固定部４４を取り外した状態を示す側面視図である。図７は、図６に示す構成を別の方向から見た状態を示す側面視図である。図３～図７に示すように、検出装置１は、複数の開口４０、固定部４４、ガスバッグ２０、センサ３１、センサユニット３０、第１ポンプ５１、第２ポンプ５２、および複数の弁６０を備える。また、検出装置１は、複数の流路７０を備える。第１開口４１、第２開口４２、第３開口４３、ガスバッグ２０、センサユニット３０、第１ポンプ５１、第２ポンプ５２、および複数の弁６０は、複数の流路７０によって接続されてもよい。また、検出装置１は、回路基板８０を備える。 図４に示すように、複数の流路７０は、第１流路７１、第２流路７２、第３流路７３、および第４流路７４を含んでいてもよい。第１流路７１は、第１開口４１とセンサユニット３０とを接続してよい。第２流路７２は第１流路７１から分岐、および合流してよい。また、第２流路７２上にはガスバッグ２０が位置していてよい。第３流路７３は、第２開口４２と第１流路７１とを接続してよい。図４に示すように、第３流路７３は、コネクタ１０１によって第１流路７１と接続されてよい。第４流路７４はセンサユニット３０と第３開口４３とを接続してよい。また、各開口および各流路は、樹脂製チューブ、または金属製若しくはガラス製配管等の管状の部材で構成されていてよい。 図３に示すように、ガスバッグ２０は、気体を貯留可能であり、該気体の流入および流出に伴い膨縮するバッグ本体２１を備える。バッグ本体２１は、膨縮可能な膨縮部Ｑと、膨縮部Ｑが位置する箇所とは異なる箇所に位置する固定端部Ｐとを有する。バッグ本体２１は、第１気体を貯留してもよいし、第１気体以外の気体を貯留してもよい。例えば、バッグ本体２１は、センサ３１を洗浄するための第２気体を一時的に貯留してもよい。例えば、バッグ本体２１は、センサ３１に供給される前の第１気体を一時的に貯留してもよい。検出装置１において、固定部４４は、ガスバッグ２０と係合する。ガスバッグ２０は、固定端部Ｐにおいて固定部４４に固定されている。 膨縮部Ｑは、バッグ本体２１において、固定端部Ｐとは異なる端部に位置してよい。図３に示すように、膨縮部Ｑは、固定端部Ｐとは異なる箇所に位置する一部の面に対応する。バッグ本体２１において、膨縮部Ｑが位置する面の全体が膨縮部Ｑに対応してもよいし、当該面の一部が膨縮部Ｑに対応してもよい。また、バッグ本体２１は、１つの膨縮部Ｑのみを有してもよいし、複数の膨縮部Ｑを有してもよい。バッグ本体２１において、膨縮部Ｑが位置する端部を「膨縮端部」とも称してもよい。一例として、膨縮端部は、バッグ本体２１において第１部材２１２および第２部材２１３（後述）が接着されている部分であってよい。以下では、バッグ本体２１が２つの膨縮部Ｑを有する構成を例に挙げて説明する。また、以下では、バッグ本体２１において膨縮部Ｑが膨縮するための構成として、膨縮部Ｑが展開および折り畳み可能なマチ部２１１を有する構成を例に挙げて説明する。ただし、膨縮部Ｑが膨縮するための構成は、マチ部２１１に限られない。例えば、膨縮部Ｑは、蛇腹状の構造を有する部材、または伸縮可能な素材によって構成された部材を有していてもよい。本開示に係るバッグ本体２１では、これらの部材が伸縮することで、膨縮部Ｑが膨縮してもよい。 また、ガスバッグ２０は、固定端部Ｐに位置する補強部材２２を有していてもよい。補強部材２２は、バッグ本体２１を補強する部材であってよい。補強部材２２は、固定端部Ｐに取り付けられる。ガスバッグ２０が補強部材２２を有する場合、補強部材２２と固定部４４とが係合してもよい。ガスバッグ２０が補強部材２２を備える場合、補強部材２２と固定部４４とが係合することでガスバッグ２０が固定端部Ｐにおいて固定部４４に固定されてよい。具体的には、図３に示すように、補強部材２２は固定部４４に取り付けられてよい。固定部４４は筐体１０内において補強部材２２を保持する。また、固定部４４は、検出装置１内の各部の配置を規定するフレームとしての機能を備えていてよい。 以下では、ガスバッグ２０が補強部材２２を備え、補強部材２２を介して固定部４４に固定される構成を例に挙げて説明する。ただし、ガスバッグ２０を固定端部Ｐにおいて固定部４４に固定するための構成はこれに限られない。例えば、固定部４４は、クリップのような構造を備えていてもよい。この場合、当該クリップが、ガスバッグ２０の固定端部Ｐの少なくとも一部を把持してもよい。または、検出装置１において、固定部４４にガスバッグ２０の固定端部Ｐが接着される構成であってもよい。上述のような構成によっても、ガスバッグ２０を固定端部Ｐにおいて固定部４４に固定することができる。また、検出装置１において、ガスバッグ２０を固定端部Ｐにおいて固定部４４に固定するために、さらに別の構成が採用されてもよい。 バッグ本体２１は、膨縮部Ｑが位置する箇所とは異なる箇所に