(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入浴者が入浴中に、通常姿勢の場合に浴槽内の湯水に沈水せず、入浴者の所定部位が前記湯水に沈水した場合に前記湯水に沈水するように装着可能で、水に浮くペンダント型の中空構造体が、その中空部内に少なくとも上下方向に移動可能に収容された可動部材と、前記可動部材の位置検出を行う位置検出部とを少なくとも備えてなり、前記中空構造体が通常の懸垂状態において、前記可動部材が前記中空部下側に位置するとともに、前記中空構造体の重心が前記中空構造体の中心より上方に位置し、前記中空構造体が水面に浮いた状態において、前記中空構造体が前記上方に偏心した重心位置によって上下反転し前記可動部材が前記中空部上側に移動するように構成されていて、前記位置検出部が前記中空部上側に移動した前記可動部材の位置を検出することによって人体の前記所定部位が沈水しているか否かを検知可能な沈水センサ。
【請求項２】
通常装着状態において少なくとも上下方向に分離して設けられた一対の電極間の電気的導通或いは電気抵抗を検出することにより沈水状態を検知可能な請求項１に記載の沈水センサ。
【請求項３】
センサ本体が水に浮くペンダント型であって、通常の懸垂状態において、前記センサ本体の重心が前記センサ本体の中心より上方に位置し、前記センサ本体が水面に浮いた状態において、前記センサ本体が前記上方に偏心した重心位置によって上下反転するように構成され、
検知された沈水状態を報知するための電波信号を発信するアンテナを、前記センサ本体が水面に浮いて上下反転した状態において前記センサ本体の水面上に浮上している部分に設けてある請求項１又は２に記載の沈水センサ。
【請求項４】
沈水状態または非沈水状態の継続時間に応じて所定の警告出力を発生する警告手段を備えている請求項１から３の何れかに記載の沈水センサ。
【請求項５】
所定の音声信号を発生する音声信号出力手段を筐体の内部に備えるとともに、前記筐体の内外を貫通する貫通孔を設け、その貫通孔を前記筐体の内側から音を透過可能な防水フィルムで水密遮蔽してある請求項１から４の何れかに記載の沈水センサ。
【請求項６】
センサ本体が水に浮くペンダント型であって、通常の懸垂状態において、前記センサ本体の重心が前記センサ本体の中心より上方に位置し、前記センサ本体が水面に浮いた状態において、前記センサ本体が前記上方に偏心した重心位置によって上下反転するように構成され、
所定の音声信号を前記センサ本体の外部に向けて放出する音声信号放出部を、前記センサ本体が水面に浮いて上下反転した状態において前記センサ本体の水面上に浮上している部分に設けてある請求項１から５の何れかに記載の沈水センサ。
【請求項７】
ペンダント部分を懸垂状態に支持するとともに人体の首に巻装可能なネックレス部分に、前記ペンダント部分において検知された沈水状態または非沈水状態を報知するための電波信号を発信するアンテナを形成してなる請求項１、２または６に記載の沈水センサ。
【請求項８】
検知された沈水状態を報知するための超音波信号を発信可能な請求項１から7の何れかに記載の沈水センサ。
【請求項９】
請求項１から８の何れかに記載の沈水センサと、
前記沈水センサの検知結果に基づいて入浴者の浴槽内での溺水を判定する溺水判定手段と、
前記溺水判定手段の判定結果に基づいて緊急情報を出力する緊急情報出力手段とを備えてなる入浴中の溺水検出装置。
【請求項１０】
前記溺水判定手段の判定結果に基づいて前記浴槽内の湯水を強制的に排水する強制排水手段を備えている請求項９記載の入浴中の溺水検出装置。
【請求項１１】
前記強制排水手段の強制排水状態を解除する解除手段を備えている請求項１０記載の入浴中の溺水検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体の所定部位が沈水しているか否かを検知可能な沈水センサ及びその沈水センサを利用した入浴中の溺水検出装置に関し、更に具体的には、ホームセキュリティ分野において、特に高齢者の安否確認システムや緊急通報システムに利用できる入浴中の溺水検出装置を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
家庭内での不慮の事故死の一番の原因は入浴中の浴槽内での溺死である。入浴中の死亡は、上記した不慮の事故死である溺死と、心疾患等の入浴中に起こした病死に区分される。これらの合計である入浴死は全国で年間約一万人にのぼり、件数では交通事故死に匹敵する。特に、高齢者の入浴死が多く、大きな問題となっている。入浴死は冬場に多く発生し、入浴行為に伴う血圧変動の大きさが起因している。
特に、入浴中におけるリスクの高い行為として、浴槽に浸かった状態から浴槽から出ようとして立ち上がる行為である。浴槽に浸かった状態では、温熱効果により末梢血管が拡大して血行が良くなり血圧が低下する。更に、その状態において立ち上がると重力の影響で血が下部に移動することにより、脳及び心臓が虚血状態に陥り、脳疾患や心疾患を引き起こす可能性が高まる。健常者でも浴槽から出る際に立ちくらみ等の症状を起こすことがある。浴槽内で意識を失うと、浴槽内に倒れ溺死に至ることが多い。浴槽内で倒れても、浴槽の縁等に頭部や肩が引っ掛かり溺死に至るのを免れることもある。浴槽内で溺死したケースを調べると、長手方向の寸法が短く深い和式の浴槽ではうつ伏せになって溺死し、長手方向の寸法が長く浅い洋式の浴槽では仰向けになって溺死する場合が多い。洗い場で病死或いは事故死する場合もあるが、浴室での死亡は圧倒的に浴槽内での死亡が多い。
浴槽に浸かっている際に、何らかの異状により鼻及び口が沈水すると呼吸が停止し１〜２分後には心臓が停止する。呼吸が停止し脳に酸素が供給されなくなっても、早期に発見し人口呼吸や心臓マッサージを施すことにより蘇生させることができる。沈水時間と蘇生率の関係は、２分で９０％、３分で７５％、４分で５０％、５分で２５％と報告されている。即ち、入浴中に溺水（水に溺れること。溺死に至らない場合も含む。）し、鼻及び口が沈水した場合でも、早期に発見すれば蘇生の可能性が高くなることが分かる。
【０００３】
従来より、入浴死防止に対し入浴行為の形態を変えることの必要性が提唱されてきた。例えば、浴室暖房機の利用や二番湯の使用等で浴室内の温度を上げておいて入浴者に対する寒冷暴露を低減させる、入浴前にかけ湯することで入浴時の血圧変動を抑制する、或いは、温めのお湯で鳩尾まで浸かる半身浴等が提唱されていた。特に半身浴は、これまで余り実行されてされていなかったが、疲労や不眠の解消並びに冷え性や腰痛の緩和にも効果的であるとして、大いに提唱されている。
しかしながら、従来、高齢者等の入浴中の溺水を早期に発見することを主眼とした入浴中の溺水検出装置はなかった。
【０００４】
ところで、人体の所定部位が沈水しているか否かを検知可能な沈水センサ及びその沈水センサを利用した入浴中の溺水検出装置に関連した従来技術としては、例えば、特開平９−１６８７７号公報に開示されている警報システム（以下、第１従来例という。）、特開平７−５５２５１号公報に開示されている溺水防止装置（以下、第２従来例という。）、特開平８−５０６９３号公報に開示されている浴室の異状検出装置（以下、第３従来例という。）等がある。
【０００５】
第１従来例の警報システムは、高齢者等が入浴中に発作等を起こし場合に、浴槽付近の緊急ボタンを入浴者自身が押すことにより同居人に緊急事態を知らせるシステムである。しかし、一般的に真の緊急時には入浴者自身が当該緊急ボタンを押せることは極めて稀であるため、かかる緊急ボタンは９０％以上は緊急時には役立たないと考えられている。入浴中に脳虚血に陥った場合、意識喪失のため入浴者が自ら緊急ボタンを押すことは極めて困難である。即ち、このシステムの緊急ボタンは入浴者の操作を前提とする点において問題があった。
【０００６】
第２従来例の溺水防止装置は、所謂２４時間風呂において乳幼児に限定した溺水事故を防止するもので、２４時間風呂運転中に溺水防止モードに設定すると、誰が入浴しても強制的に浴槽内の湯水が強制排水されてしまう。この装置は、入浴時の水位の上昇を検知して、浴槽内に人が存在するか否かだけを検知する。従って、この装置では、入浴中（腰或いは肩まで沈水する。）に鼻及び口まで沈水するか否か、つまり、人体の特定部位の沈水を正確に検知することができなかった。
【０００７】
第３従来例の異状検出装置では、浴槽周辺等の浴室内部に人体検出センサ（赤外線センサや光センサ等）を多数配置し、各人体検出センサが人体を検出すると作動し、全ての人体検出センサの作動パターンを解析することにより異状を検出する構成となっている。例えば、洗い場で転倒した場合には、洗い場周辺の壁面の低い位置に設置した多数の人体検出センサが長時間作動してその作動パターンを解析することにより異状を検出する。また、浴槽内で入浴者が動かなくなった場合には、浴槽周辺或いは浴槽上部に設置した多数の人体検出センサが長時間作動してその作動パターンを解析することにより異状を検出する。この異状検出装置は、ホテルや老人センタ等の新設の浴室を対象とした大掛かりなシステムで、家庭の既設の浴室に設置できないという問題があった。また、検出精度を向上させるには、浴室内に人体検出センサを多数配置しなければならず、装置コストが高騰するという問題があった。また、第２従来例と同様に、入浴中（腰或いは肩まで沈水する。）に鼻及び口まで沈水するか否か、つまり、人体の特定部位の沈水を正確に検知することは困難であると考えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、入浴者の鼻及び口の沈水を高精度に検知及び通報可能な沈水センサ、及び、入浴者の操作を前提としない、入浴中の浴槽内での溺水を早期に発見でき、家庭内の既設の浴室で利用でき、経済性にも優れた入浴中の溺水検出装置を提供し、浴槽内での溺水者の蘇生確率を向上させる点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明に係る沈水センサの第一の特徴構成は、入浴者が入浴中に、通常姿勢の場合に浴槽内の湯水に沈水せず、入浴者の所定部位が前記湯水に沈水した場合に前記湯水に沈水するように装着可能で、水に浮くペンダント型の中空構造体が、その中空部内に少なくとも上下方向に移動可能に収容された可動部材と、前記可動部材の位置検出を行う位置検出部とを少なくとも備えてなり、前記中空構造体が通常の懸垂状態において、前記可動部材が前記中空部下側に位置するとともに、前記中空構造体の重心が前記中空構造体の中心より上方に位置し、前記中空構造体が水面に浮いた状態において、前記中空構造体が前記上方に偏心した重心位置によって上下反転し前記可動部材が前記中空部上側に移動するように構成されていて、前記位置検出部が前記中空部上側に移動した前記可動部材の位置を検出することによって人体の前記所定部位が沈水しているか否かを検知可能な点にある。
尚、通常の懸垂状態とは、前記中空構造体の上部を、例えば環状の紐状、帯状或いは鎖状部材からなるネックレス等で懸垂状態に支持するとともに、そのネックレス等を介して人体の首等に巻装した状態を意味する。従って、本特徴構成の沈水センサは、上記ネックレス等が付属していない場合は、上記ネックレス等に取り付けて使用することになる。また、中空構造体の重心とは、可動部材等を内包部材を含む中空構造体全体の重心を意味している。従って、可動部材の位置に依存して重心位置は移動することになる。また、中空部上側或いは下側とは、通常の懸垂状態の姿勢を基準とする。
【００１０】
同第二の特徴構成は、上記第一の特徴構成に加えて、前記可動部材が導電性で、前記中空部上側に一対の電極を設け、前記可動部材が前記中空部上側に移動した時に前記電極間が前記可動部材によって導通し、前記位置検出部がその導通状態を検出することにより沈水状態を検知する点にある。
【００１１】
同第三の特徴構成は、上記第一又は第二の特徴構成に加えて、センサ本体が水に浮くペンダント型であって、通常の懸垂状態において、前記センサ本体の重心が前記センサ本体の中心より上方に位置し、前記センサ本体が水面に浮いた状態において、前記センサ本体が前記上方に偏心した重心位置によって上下反転するように構成され、検知された沈水状態を報知するための電波信号を発信するアンテナを、前記センサ本体が水面に浮いて上下反転した状態において前記センサ本体の水面上に浮上している部分に設けてある点にある。
尚、沈水センサがペンダント型の場合、センサ本体は、沈水検知機構及びそれに付属する各種手段とそれらを収容するペンダント型の筐体の全体を含み、筐体を懸垂支持するためのネックレス部分は含まない。
【００１２】
同第四の特徴構成は、上記第一乃至第三の特徴構成の何れかに加えて、沈水状態または非沈水状態の継続時間に応じて所定の警告出力を発生する警告手段を備えている点にある。
【００１３】
同第五の特徴構成は、上記第一乃至第四の特徴構成の何れかに加えて、所定の音声信号を発生する音声信号出力手段を筐体の内部に備えるとともに、前記筐体の内外を貫通する貫通孔を設け、その貫通孔を前記筐体の内側から音を透過可能な防水フィルムで水密遮蔽してある点にある。
尚、本明細書において、音声信号とは、人の耳で聞くことのできる信号を意味し、可聴範囲の音や人の音声を含むものとする。
【００１４】
同第六の特徴構成は、上記第一乃至第五の特徴構成の何れかに加えて、センサ本体が水に浮くペンダント型であって、通常の懸垂状態において、前記センサ本体の重心が前記センサ本体の中心より上方に位置し、前記センサ本体が水面に浮いた状態において、前記センサ本体が前記上方に偏心した重心位置によって上下反転するように構成され、所定の音声信号を前記センサ本体の外部に向けて放出する音声信号放出部を、前記センサ本体が水面に浮いて上下反転した状態において前記センサ本体の水面上に浮上している部分に設けてある点にある。
ここで、音声信号放出部とは、例えば、上記第五の特徴構成のように音声信号出力手段がセンサ本体内部にある場合は、音透過用の貫通孔であり、音声信号出力手段のスピーカや振動膜等の発音体がセンサ本体の表面に直接設けられている場合では、その発音体である。
【００１５】
同第七の特徴構成は、上記第一、第二または第六の特徴構成に加えて、ペンダント部分を懸垂状態に支持するとともに人体の首に巻装可能なネックレス部分に、前記ペンダント部分において検知された沈水状態または非沈水状態を報知するための電波信号を発信するアンテナを形成してなる点にある。
【００１６】
同第八の特徴構成は、上記第一乃至第七の特徴構成の何れかに加えて、検知された沈水状態を報知するための超音波信号を発信可能な点にある。
【００１７】
この目的を達成するための本発明に係る入浴中の溺水検出装置の第一の特徴構成は、上記第一から第八の何れかの特徴構成を有する沈水センサと、前記沈水センサの検知結果に基づいて入浴者の浴槽内での溺水を判定する溺水判定手段と、前記溺水判定手段の判定結果に基づいて緊急情報を出力する緊急情報出力手段とを備えてなる点にある。
【００１８】
同第二の特徴構成は、上記第一の特徴構成に加えて、前記溺水判定手段の判定結果に基づいて前記浴槽内の湯水を強制的に排水する強制排水手段を備えている点にある。
【００１９】
同第三の特徴構成は、上記第二の特徴構成に加えて、前記強制排水手段の強制排水状態を解除する解除手段を備えている点にある。
【００２０】
以下に作用並びに効果を説明する。
本発明に係る沈水センサの第一の特徴構成によれば、装着箇所に対応して、任意の人体部位の沈水或いは非沈水を検知できるのである。ここで、沈水センサとは、沈水状態（湯水等に浸かっている状態）を検知可能なセンサであって、単に一時的に水滴等が付着した状態は沈水状態でないとして検知しないセンサをいう。具体的には、例えば、水の電気伝導性（導電性とも言う）を利用して電気的に低抵抗な状態が断続せず連続することを検知するタイプや、水圧を検出するタイプ等のものが考えられる。また、沈水センサは、センサであることから、当然にその検知結果を出力する何らかの出力手段を備えている。但し、その検知出力は、目的用途に応じて、電気信号、光、音、或いは、機械的振動等の多種の形態の中から適切なものが採用される。
更に、入浴者が本特徴構成の沈水センサを鼻や口等の頭部の沈水を検知可能な位置、例えば、胸や首に装着した場合、浴槽内で鼻や口等の頭部を沈水して溺れた場合、沈水センサが沈水して鼻及び口の沈水状態を正確に検知できるのである。この結果、その検知結果に基づいて迅速にその後の処置を施すことができ、浴槽内で溺れても、蘇生する可能性が高まり、入浴死防止に役立つ。
これに反し、浴槽やその近傍に設置された超音波や赤外線等による人体センサでは、人体の特定部位の沈水を正確に検知するのは困難であるため、本特徴構成の沈水センサはこれらの設置型のセンサと比較して精度良く入浴者の溺水を検知できる。また、人体に装着して使用するため、異なる浴槽で入浴する場合にも使用でき、水泳用プール等の入浴以外の用途でも使用可能となる。
【００２１】
また、入浴死防止以外の用途としては、例えば、半身浴を行う場合の入浴姿勢のモニタとして使用することができる。本特徴構成の沈水センサを鳩尾付近に位置するように装着して入浴することで、浴槽内に浸かりすぎた場合に、沈水センサが沈水状態を検知し、半身浴者はその検知結果によって鳩尾より上位まで浴槽内に浸かり半身浴でないことを認識でき、本来の半身浴姿勢に戻すことができる。尚、装着位置を変更することで、半身浴から通常の入浴に変更することも自由にできる。
【００２２】
また、入浴者が本特徴構成の沈水センサを鼻や口等の頭部の沈水を検知可能な位置に装着できるため、浴槽内で鼻や口等の頭部を沈水して溺水した場合、沈水センサが沈水して鼻及び口の沈水状態を正確に検知できる。この結果、その検知結果に基づいて迅速にその後の処置を施すことができ、浴槽内で溺れても、蘇生する可能性が高まり、入浴死防止に役立つ。
特に、ペンダント型であるため、意匠性を高めることで使用者に対して装着時の違和感をなくすことができ、また装着が容易であることから、沈水センサを未装着のまま入浴する事態が減少され、入浴死防止の実行性を向上できる。また、装着位置を胸の前で簡単に上下させることができるため、半身浴時の入浴姿勢のモニタとしての使用に好適である。
【００２３】
更に、沈水状態の検出を中空構造体の中空部に収められた可動部材の位置検出によって行うため、周囲に水の存在することを電気抵抗で検知するタイプと異なり、通常の懸垂状態の中空構造体にシャワー等の水がかかっても誤動作することがなく、真の沈水状態のみを検知することが可能となる。
ところで、通常の懸垂状態の中空構造体は、重心が上方に偏心しているものの、その上部でネックレス等で懸垂支持されているため、その支持点より重心は下方にあるため、安定した姿勢を維持することができる。他方、中空構造体が水面に浮いた状態では、中空構造体の姿勢が上下反転し、更に可動部材が中空部上側に移動するので、重心位置も中心より上下反転後の下方に向けて更に移動し、その上下反転姿勢が安定して維持される。つまり、一旦沈水状態になると、不用意に非沈水状態に復帰することがないので、高精度な沈水検知が可能となる。
【００２４】
更に、同第二の特徴構成によれば、沈水状態を、前記可動部材の前記中空部上側への移動による両電極間の導通を検出するだけで容易に検出できるとともに、通常の懸垂状態では、前記中空部上側の両電極間が非導通状態であるので、不要な電力消費を回避でき低消費電力化が図れる。
【００２５】
一般に電波は水中での減衰が大きいため、全部または一部が水没した本体部から直接に電波信号を発信した場合は、かかる減衰のために前記電波信号の受信強度が低下する。しかしながら、同第三の特徴構成によれば、電波信号を発信する状態では、アンテナが水面上に位置するため、そのアンテナから発信された電波信号は水による減衰を被ることなく確実に受信され、沈水状態を外部に確実に報知することができる。同様に、同第七の特徴構成によれば、前記ネックレス部分は水面上に露出している部分が多いため、かかる電波の減衰が回避でき、前記電波信号の受信により沈水状態を外部に確実に報知することができる。
【００２６】
同第四の特徴構成によれば、沈水センサを装着している使用者に対して、沈水或いは非沈水状態の検知対象である使用者の所定の人体部位が沈水或いは非沈水状態に、一定時間以上なっているとか、或いは、一定時間経過していない等の情報を与えることができ、その状態の継続が無意識になされている場合に、その使用者はその情報に基づいて当該状態の修正が可能となる。
具体例で説明する。入浴者が本特徴構成の沈水センサを鼻や口等の頭部の沈水を検知可能な位置、例えば、胸や首に装着した場合、鼻及び口が沈水すれば本沈水センサも沈水して鼻及び口の沈水状態を正確に検知できるが、沈水センサが沈水しても、必ずしも鼻及び口が沈水しているとは限らない場合もあり得る。つまり、入浴者が正常にもかかわらず、浴槽内で溺水したと判定される虞が生じるが、入浴者が正常な場合は、かかる沈水センサの検知状態を解除する必要が有り、当該警告によって、入浴者は誤って沈水検知されていることを認識でき、当該状態を解除できる。
更に、別の応用例として、例えば、水中療法等で人体の所定部位を一定時間水中に保持する必要がある場合に、その水中保持の経過時間を使用者に知らせることができ、効果的な水中療法が促進される。
【００２７】
同第五の特徴構成によれば、沈水センサを防水構造とすることにより、筐体内部に設けられたブザー等の音声信号出力手段が発生した警報音等の音声信号が筐体で減衰して外部に伝わりにくくなる可能性があるところ、前記防水フィルムと貫通孔を介して音声信号が外部に伝わるため、入浴者或いはその周辺の他人に音声信号による警報等を確実に報知することができる。また、貫通孔を筐体壁部に設け、その内側から防水フィルムを設けたことから、その防水フィルムが筐体外部から傷等がつきにくく破損しにくい構造となっている。
【００２８】
同第六の特徴構成によれば、沈水状態を検知して発せられる警告音や警報音等の音声信号が、センサ本体から水中を介さずに直接空気中へ伝わるため、音の強度が水中で減衰することなく、入浴者或いはその周辺の他人に当該音声信号による警報等を確実に報知することができる。
【００２９】
また、同第八の特徴構成によれば、水中での減衰が大きい電波を使用せずに水中での伝搬特性に優れた超音波信号を使用することにより、全部または一部が水没した本体部から発信された超音波信号を水中の所定個所で確実に受信することができ、この結果、沈水状態を外部に確実に報知することができる。
【００３０】
本発明に係る入浴中の溺水検出装置の第一の特徴構成によれば、入浴者が浴槽内で溺水した場合に、沈水センサが入浴者の溺水を検知すると、溺水判定手段がその検出結果に基づいて入浴者の溺水を判定し、その判定結果に基づいて緊急情報出力手段が緊急情報を出力することにより、その緊急情報を受けた同居人等の第三者が入浴者を早期に救助することができる。
【００３１】
同第二の特徴構成によれば、緊急情報出力手段が出力した緊急情報を受けた第三者が入浴者を救助するまでの間、入浴者が、入浴者の鼻や口が浴槽の湯水内に沈水した呼吸不能な状態で、長時間にわたり放置されるのを防止できる。つまり、浴槽内の湯水が強制的に排水されるため、その水位が低下し、入浴者の鼻や口が沈水状態から開放され、第三者による救助までに呼吸可能な状態に復帰するために、第三者の救助によって蘇生する可能性が飛躍的に向上することが期待される。
また、第三者が入浴者を救助する際、通常、入浴者をそのままの状態で浴槽外に救出するのが困難であるため、浴槽内の湯水を排水する必要が生じるが、本特徴構成によれば、その手間も省けるので、入浴者の救助が一層迅速に行える。
【００３２】
同第三の特徴構成によれば、入浴者や同居人等の救助に来た第三者が、強制排水を停止する必要があるときに、その強制排水を解除できる。例えば、入浴者が入浴中に居眠りをしていたため溺水と判定されて浴槽内の湯水の強制排水が開始したときに、入浴者がかかる状況に気付いた場合に、その湯水が完全に排水される前に、その排水を停止できる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
沈水センサ及びそれを使用した入浴中の溺水検出装置の形態を図面に基づいて説明する。
【００３４】
図１〜図５は、沈水センサの機能を説明するための図面であり、図６〜図９は、可動部材を備え、その位置を検出することによって沈水状態を検知する本願に係る沈水センサ及びそれを使用した入浴中の溺水検出装置を説明する図である。
【００３５】
＜１＞沈水センサの機能説明
図１に示すように、沈水センサ１は、ペンダント型であり、環状の鎖等のネックレスＮに取り付けられており、懸垂状態に支持されている。沈水センサ１は、前記ネックレスＮを入浴者２の首にかけることにより胸の前に装着できる。このように前記沈水センサ１を装着することで、前記入浴者２の鼻及び口が浴槽３内の湯水に沈水し溺水した場合を検知することができる。
従って、かかる溺水を検知するために、図２に示すように、前記沈水センサ１は、周囲に湯水が存在する否かを検出するセンサ部１ａと、前記センサ部１ａが検出した水の存在が前記浴槽３内への沈水によるものか、シャワー等の水滴が断続的に付着したものかを識別判定して沈水状態のみを検出する沈水判定部１ｂと、前記沈水判定部１ｂが検出した沈水状態が所定時間継続した場合に、「通常モード」から「警告モード」に移行し前記入浴者２に対して前記沈水センサ１の離水を促す所定の警告音または警告メッセージを発生する警告手段１ｃと、その「警告モード」において「警告モード」が解除されずに更に沈水状態が所定時間継続した場合に前記入浴者２が溺水していると判定し、「警報モード」に移行し警報信号Ｗを無線で発信する溺水判定手段１ｄとを備えて構成されている。
【００３６】
前記センサ部１ａは外部から水が浸入可能な箇所に絶縁分離された一対の電極を設け、その電極間の電流値から電極間に水が存在するか否かを検出する。尚、一対の電極１１は、図３に示すように、前記沈水センサ１の筐体１２の表面に露出するように設けても構わない。前記電極１１が表面に露出することで、前記電極１１に付着した石鹸や垢等の掃除が容易となる。更に、前記電極１１の露出面を平面状或いは凸状に形成することで、前記石鹸や垢等の付着がしにくくなり、電流検知の妨げとなりにくい。
【００３７】
図４に示すように、前記警告手段１ｃは、具体的には、所定の警告音または警告メッセージからなる音声信号を発生する音声信号出力手段であり、簡易な構成では、ブザー１３を用いて警告音を発生する。更に、前記ブザー１３は、ペンダント型のセンサ本体の前記筐体１２の内部に収容され、前記筐体１２の壁部には前記ブザー１３が発生する警告音を外部に放出するための貫通孔１２ａが設けられている。但し、前記筐体１２の内部に外部からの水の浸入を防止するため、音を透過可能な防水フィルム１４で前記貫通孔１２ａが前記筐体１２の内側から水密遮蔽されている。かかる構造により、前記ブザー１３で発生した警告音が前記貫通孔１２ａから前記防水フィルム１４を通して外部へ伝播する。
更に、警告音を大きな音量で外部に放出する手段として、前記筐体１２を共鳴箱として利用し、前記ブザー１３をその共鳴周波数で振動させるようにしてもよい。
【００３８】
図５（ロ）に示すように、前記筐体１２は中空構造体で水に浮く構造となっており、通常の懸垂状態（図５（イ））では、センサ本体全体の重心が前記筐体１２の中心より上方に位置するように設計されている。従って、前記入浴者２が頭部が沈水していくと、前記沈水センサ１が前記浴槽３の水面で着水し、上下反転して浮くことになる。ここで、前記一対の電極１１を、前記筐体１２の上部、即ち、前記センサ本体が上下反転して水面に浮いた状態で沈水する部分に設けることにより、沈水状態が検知される。ところで、重心を中心より上方に偏心させる手段として、錘、或いは、錘の代用として、前記センサ部１ａ等へ電源供給するための電池１５を前記筐体１２内部の上方に配置する。また、前記筐体１２の上側と下側で比重の異なる材料を使用してもよい。
【００３９】
また、前記貫通孔１２ａは、図４及び図５に示すように、前記筐体１２の下部、つまり、前記沈水センサ１が上下反転して水面に浮いた状態で水面上に浮上する部分に設けてある。従って、沈水検知後の警告音が前記筐体１２の内部から直接空気中に放出され、水中での音の減衰が回避される。
【００４０】
更に、同様の趣旨から、前記溺水判定手段１ｄは前記警報信号Ｗを電波信号として無線発信するためのアンテナ１６を、前記沈水センサ１が上下反転して水面に浮いた状態で水面上に浮上する部分に備えている。これにより、前記警報信号Ｗが水中で減衰することなく、後述する緊急情報出力手段５や強制排水手段６で確実に受信される。
【００４１】
前記センサ部１ａは、水が存在する場合は水の電気伝導性から両電極間が導通し、水が存在しない場合のリーク電流レベルから電流値が大幅に増大することから、その電流値が一定の閾値を超えた場合には水の存在が検出される。しかしながら、その水の存在はシャワー等の水滴が断続的に付着した場合や、かけ湯をしたときにも検出されるため、前記沈水判定部１ｂは前記電流値が前記閾値を１０秒間連続して超えた場合に沈水状態にあると判定する。つまり、シャワー等の水滴が付着した場合、前記電流値は前記閾値を超えたり超えなかったり断続的に変化し、真に沈水状態にある場合は、前記電流値は前記閾値を連続して超えることを識別するのである。前記警告手段１ｃは前記沈水判定部１ｂが沈水状態にあると判定した時点で既に沈水状態が１０秒間継続していることから、即時に「警告モード」に入る。前記入浴者２に異状がなく、前記入浴者２が前記警告音または警告メッセージを聞いて、「警告モード」に入ってから１０秒以内に、前記沈水センサ１を前記浴槽３の湯水から取り出した場合は、その「警告モード」は解除され、「警報モード」には移行しない。逆に、「警告モード」に入ってから１０秒経過すると「警報モード」に移行し、前記溺水判定手段１ｄから前記警報信号Ｗが発信される。
【００４２】
シャワー等の水滴の付着に対する対策としては、上記のように１０秒間の不感期間を設けるのに加えて、或いは、その代替策として、前記両電極を通常装着状態において少なくとも上下方向に分離して配置するのも好ましい。この結果、前記浴槽３の一時的な水位変動があった場合に、下側の電極だけが沈水しても、沈水状態と判定されない。また、シャワーやかけ湯等の湯水がかかっても、両電極が左右に近接して配置されている場合と比較して、両電極周辺にその湯水が滞留して両電極間が同時に被水することが極めて稀であり、仮に被水しても短期間であるので、かかる状況での誤動作を容易に回避することができる。従って、上記の１０秒間の不感期間を更に短縮することができ、沈水判定の高精度化と高速化を同時に図ることができる。
【００４３】
前記沈水判定部１ｂ、前記警告手段１ｃ、及び、前記溺水判定手段１ｄの内の信号処理に関係する回路は、前記センサ部１ａのアナログ電流値をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄコンバータ内蔵のマイクロコンピュータで構成されている。上記した種々の判定は内蔵プログラムの実行によるディジタル信号処理によって実行される。
【００４４】
尚、前記沈水センサ１は水の電気伝導性を利用して電気的に沈水状態を検出していたが、沈水したときの水圧の変化を圧力センサで検知して沈水状態を検出するタイプであっても構わない。
更に、上記実施の形態では、前記沈水センサ１は前記入浴者２の首にかけて胸の前に装着できるペンダント型であったが、人体に装着できれば他の装着形態のものであっても構わない。例えば、粘着テープで皮膚に張り付ける形態であってもよい。
【００４５】
＜２＞実施の形態
以上、沈水センサ１の概略構成を説明したが、以下に本発明に係る沈水センサ及びそれを使用した入浴中の溺水検出装置の実施の形態を図６〜９を用いて説明する。
【００４６】
前記沈水センサ１は、ペンダント型の場合、前記沈水センサ１が水面に浮いているか否かを機械的且つ電気的に検出して沈水状態を検出するものであっても構わない。
具体的には、図７に示すように、前記沈水センサ１は、水に浮く中空構造体８と、その中空部８ａ内に少なくとも上下方向に移動可能に収容された可動部材８ｂと、前記可動部材８ｂの位置検出を行う位置検出部８ｃとを少なくとも備えて構成される。前記位置検出部８ｃは、図２に示す沈水センサのセンサ部１ａに相当する。尚、前記沈水判定部１ｂ、前記警告手段１ｃ、溺水判定手段１ｄ等は、図２に示す沈水センサと同様に具備するが、図７では、その表示を割愛している。
前記中空構造体８は、例えば、外形が正面視菱形の偏平形状で、前記中空部８ａも同様な菱形形状で、前記可動部材８ｂは導電性の金属球で、その直径は前記中空部８ａの厚みより僅かに短いものを使用する。また、前記中空構造体８の前面及び背面側上部には、通常の懸垂状態で前記中空構造体８全体の重心が中心より上方に位置するように錘が埋め込まれている。また、錘の代用として、電池を使用してもよい。また、錘を使用する代わりに、前記中空構造体８の上側と下側で比重の異なる材料を使用してもよい。図７中、×印は重心位置を示す。
また、前記中空部８ａの上側には、一対の電極９が左右に設けられている。尚、前記中空部８ａは外部からの水の浸入が遮断されているため、シャワーやかけ湯等の湯水によって前記電極９間が導通する虞はない。前記位置検出部８ｃは前記電極９間の電気的導通状態を検出して、前記可動部材８ｂが前記中空部８ａの上側に位置していることを検出する。
【００４７】
次に、本実施形態の沈水検出動作について説明する。
図８（イ）に示すように、前記中空構造体８が水面に浮いた時点で、前記中空構造体８は前記ネックレスＮからの懸垂支持から解放され、しかも、前記重心位置が上方に偏心しているため、前記中空構造体８は水面上で横転する。前記中空構造体８が横転すると、重心が上方に偏心しているので、前記中空部８ａの上側が下方に向けて傾斜する。そうすると、球形の前記可動部材８ｂは前記中空部８ａの内壁面に沿って前記中空部８ａの上側に向かって移動する。この移動に伴い、前記中空構造体８の重心も上側に向かって移動し、図８（ロ）に示すように、前記中空構造体８は最終的に上下反転し、前記可動部材８ｂは前記中空部８ａの上側に移動して、前記両電極９間を導通させる。前記位置検出部８ｃは前記電極９間の電気的導通状態を検出して、前記中空構造体８が水面に浮いていると判定し、沈水状態が検出される。尚、本実施形態では、非沈水状態で前記両電極９間は非導通であるので、待機状態における電力消費を低減することができる。
【００４８】
上記の実施形態では、前記可動部材８ｂとして導電性の球体を使用したが、必ずしも球形でなくても構わない。また、前記可動部材８ｂが非導電性の場合は、前記両電極９近傍に開放状態に付勢された電気切片を設けてスイッチを構成し、前記可動部材８ｂが前記中空部８ａの上側に移動した時に、そのスイッチを閉成するように構成しても構わない。
【００４９】
本発明に係る入浴中の溺水検出装置４は、図６に示すように、前記沈水センサ１に加えて、前記溺水判定手段１ｄが発信した前記警報信号Ｗを受信して緊急情報を出力する緊急情報出力手段５と、前記警報信号Ｗを受信して前記浴槽３内の湯水を強制的に排水する強制排水手段６を備えて構成されている。
【００５０】
前記沈水センサ１は、前記入浴者２に装着された前記沈水センサ１が前記浴槽３内の湯水に沈水すると「警告モード」に入り、前記入浴者２に対して前記沈水センサ１の離水を促す警告メッセージ、例えば、「沈水を検知しました。ペンダントを水から引き上げて下さい。」等を発生する。ここで、前記入浴者２が溺水状態にあれば、その警告メッセージを聞いても体を動かす等の解除操作を行えないため、「警告モード」が解除されずに「警報モード」に移行し、前記緊急情報出力手段５は、前記沈水センサ１から発信された前記警報信号Ｗを受信する。
【００５１】
前記緊急情報出力手段５は、前記沈水センサ１が上述した手順で「警報モード」に移行し、前記警報信号Ｗを発信した場合に、その警報信号Ｗを受信し、スピーカ等の所定の出力装置７から警報音または警報メッセージを発生させる。前記出力装置７は浴室外の同居人等の第三者がいる部屋や廊下等に設置されている。ここで、前記出力装置７の設置箇所が浴室から遠く離れている場合は、有線或いは無線の通信手段を介して、前記緊急情報出力手段５と前記出力装置７を接続するようにしても構わない。例えば、前記出力装置７は携帯電話端末等の携帯型の装置であってもよい。また、前記入浴者２が独居人である場合は、前記出力装置７はセキュリティ会社や病院等の外部機関に設置して、前記緊急情報出力手段５と電話回線等を介して接続し、これらの外部機関に当該警報音または警報メッセージが通報できるようにしても構わない。
【００５２】
前記強制排水手段６は、前記緊急情報出力手段５と同様に前記沈水センサ１から無線の前記警報信号Ｗを受信する受信部６ａと、前記浴槽３内の湯水を前記浴槽３外に強制排出する排水部６ｂから構成されており、また、前記浴槽３の壁面に取り付け可能な構造となっている。
前記排水部６ｂは、前記警報信号Ｗを受信するとモータポンプを作動させて、前記浴槽３内の湯水を汲み上げて洗い場等の前記浴槽３外に排水する。前記排水部６ｂの電源は、所定の内蔵電池であっても、商用電源からの電力供給であっても構わない。また、前記排水部６ｂの排水能力は、溺水者の蘇生率が上述の如く４分以上で５０％以下に低下するため、遅くとも４分以内に沈水した鼻や口が離水するように設定しなければならない。このため、前記モータポンプは前記浴槽３の湯水を満水状態から半分の貯水状態にまで遅くとも４分で排水できるものを使用する。例えば、前記浴槽３の満水容量が２８０リットルの場合は、前記モータポンプの排水能力は３５リットル／分以上が望ましい。尚、この値は一例であって、前記モータポンプの排水能力は前記浴槽３の満水容量や形状等を考慮して適宜変更するものとする。
【００５３】
ところで、前記強制排水手段６には、前記入浴者２に異状がなく溺水していなかったにもかかわらず、例えば、前記入浴者２が居眠りをしていた等の理由により、「警告モード」における前記警告音または警告メッセージが聞こえず「警報モード」に入り、前記浴槽３の湯水の強制排水が開始された場合に、前記入浴者２や救助者が当該強制排水を解除できる解除手段が設けられてある。具体的には、前記排水部６ｂの作動を強制停止する解除ボタン６ｃが前記強制排水手段６の前記入浴者２が操作容易な位置に設けられている。
【００５４】
＜３＞上記実施の形態では、前記沈水センサ１は前記溺水判定手段１ｄを内蔵していたが、前記溺水判定手段１ｄは前記沈水センサ１に内蔵せずに別体で形成し、浴室内の壁面等に設置するようにしても構わない。この場合、前記溺水判定手段１ｄは前記沈水センサ１から沈水状態の検出或いは「警告モード」である旨の信号を無線で受信可能に構成される。
また、上記実施の形態では、前記沈水センサ１は前記警告手段１ｃを内蔵していたが、前記警告手段１ｃは前記沈水センサ１に内蔵せずに、例えば、上記別体で形成した前記溺水判定手段１ｄ、或いは、前記緊急情報出力手段５と合体させても構わない。この場合、前記警告手段１ｃは前記沈水センサ１から沈水状態が検出された旨の信号を無線で受信可能に構成される。
【００５５】
＜４＞上記各実施の形態では、前記警報信号Ｗや、前記「警告モード」である旨の信号や、前記沈水状態が検出された旨の信号が、前記沈水センサ１から無線発信される。
ここで、無線信号としては、一般的に電波信号が使用されるが、この電波信号発信用のアンテナを、前記沈水センサ１を懸垂支持する前記ネックレスＮに、例えばループ状アンテナとして形成するのが好ましい。前記ネックレスＮの長さが数１０ｃｍ程度であるので、特別小電力用無線電波で、周波数が４００〜６００ＭＨｚ程度のものが使用できる。
この結果、前記沈水センサ１が沈水検知する際に水没するタイプであっても、沈水初期の時点では前記ネックレスＮの大部分が水面上にあるため、発信された前記警報信号Ｗ等の電波信号は、水による減衰を受けることなく確実に受信されて、その後の救出作業等の諸動作が確実に実行される。
【００５６】
＜５＞また、上記各実施形態のように、検知された沈水状態を報知するための前記警報信号Ｗ等の無線信号を電波信号として発信するのではなく、図９に示すように、超音波信号Ｓを用いて水中に発信するようにしても構わない。超音波信号は電波と比べ水中での減衰が少ないため、浴槽内の所定個所に設けられた受信部１０で前記超音波信号Ｓを受信するようにしても構わない。
尚、超音波信号Ｓを発信する沈水センサは、入浴時の沈水検知に限らず、水泳プールにおける遊泳者の沈水検知にも応用することができる。この場合、前記受信部１０はプールの側壁や底面に設置される。
【００５７】
＜６＞沈水状態を判定するタイミングや、「警告モード」、「警報モード」に入るタイミングは、上記実施の形態に限定されるものではなく、適宜変更可能である。また、「警告モード」を設けずに、直接「警報モード」に入るように構成しても構わない。
【００５８】
＜７＞前記沈水センサ１に、強制的に「警報モード」に入る緊急通報ボタンを設けるのも好ましい実施の形態である。前記入浴者２が、意識はあるものの気分が悪くなった時等に、その緊急通報ボタンを押すことにより、前記沈水センサ１が「警報モード」に入り、前記警報信号Ｗを発信すると、前記緊急情報出力手段５がその警報信号Ｗを受信して、前記出力装置７から前記警報音または警報メッセージを発生し、浴室外の同居人等の第三者に救助を求めることができるのである。
更に、前記沈水センサ１に、「警告モード」及び「警報モード」を強制解除する解除ボタン等を設けても構わない。
【００５９】
＜８＞「警告モード」や「警報モード」において、前記警告音または警告メッセージ、或いは、前記警報音または警報メッセージを発生する代わりに、光の点滅や振動等の他の出力手段を用いて、警告や警報を行っても構わない。
【００６０】
＜９＞前記強制排水手段６は必ずしも前記モータポンプで湯水を汲み上げる構成でなくても構わない。例えば、前記浴槽３の排水口の止水を電磁弁で制御するようにして、前記強制排水手段６が前記警報信号Ｗを受信すると前記電磁弁を作動させて前記排水口を開成するようにしても構わない。また、電磁弁を設けた強制排水専用の排水口を前記浴槽３に設けても構わない。更に、前記強制排水手段６が前記警報信号Ｗを受信すると排水口の栓をワイヤー等で機械的に引き抜く手段を設けても構わない。
【００６１】
＜１０＞上記実施の形態の溺水検出装置４では、前記強制排水手段６は、既設の浴槽に後から装着できる形態のものを示したが、新規に浴槽を設置する場合は、前記強制排水手段６を予め内蔵した浴槽を使用しても構わない。
【００６２】
＜１１＞前記強制排水手段６の強制解除状態を解除する解除手段は必ずしも前記強制排水手段６に設けなくても構わない。
例えば、上述したように、前記沈水センサ１に「警報モード」を強制解除する解除ボタン等を設け、「警報モード」の解除と同時に前記警報信号Ｗの発信を停止するようにし、前記強制排水手段６は、前記警報信号Ｗの受信の停止と同時に当該強制排水を停止するように構成しても構わない。
【００６３】
＜１２＞上記実施の形態の溺水検出装置４では、前記強制排水手段６を具備した構成となっていたが、前記強制排水手段６は必ずしも設けなくても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 沈水センサの外観を示す説明図
【図２】 沈水センサのブロック構成を示す説明図
【図３】 沈水センサの電極形状及び配置の三つの実施例を示す正面図
【図４】 沈水センサの警告手段の構造を示す断面図
【図５】 沈水センサの沈水検知動作を説明する断面図
【図６】本発明に係る入浴中の溺水検出装置を示す説明図
【図７】本発明に係る沈水センサの実施形態の通常の懸垂状態を示す断面図
【図８】図７に示す沈水センサの沈水検知動作を説明する断面図
【図９】本発明に係る沈水センサの超音波信号を発信する実施形態を示す説明図
【符号の説明】
１      沈水センサ
１ａ    センサ部
１ｂ    沈水判定部
１ｃ    警告手段
１ｄ    溺水判定手段
２      入浴者
３      浴槽
４      溺水検出装置
５      緊急情報出力手段
６      強制排水手段
６ａ    受信部
６ｂ    排水部
６ｃ    解除ボタン
７      出力装置
８      中空構造体
８ａ    中空部
８ｂ    可動部材
８ｃ    位置検出部
９      電極
１０    受信部
１１    電極
１２    筐体
１２ａ  貫通孔
１３    ブザー
１４    防水フィルム
１５    電池
１６    アンテナ
Ｎ      ネックレス
Ｗ      警報信号
Ｓ      超音波信号
【図１】
0003585402.tif 000002
【図２】
0003585402.tif 000003
【図３】
0003585402.tif 000004
【図４】
0003585402.tif 000005
【図５】
0003585402.tif 000006
【図６】
0003585402.tif 000007
【図７】
0003585402.tif 000008
【図８】
0003585402.tif 000009
【図９】
0003585402.tif 000010