(57)【要約】【課題】使用者が呼気を吹込むに際してその勢いに特別な注意を払わなくても測定や分析にばらつきを生じることのない呼気分析装置を提供すること。【解決手段】本発明の呼気分析装置は、呼気の吹込口と、ガスセンサが配設されたセンサ配設部と、前記吹込口から吹込まれた呼気を前記センサ配設部に導くための呼気導入路とを備えてなる呼気分析装置であって、前記呼気導入路には、調圧弁が配設されていることを特徴とするものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
呼気の吹込口と、ガスセンサが配設されたセンサ配設部と、前記吹込口から吹込まれた呼気を前記センサ配設部に導くための呼気導入路とを備えてなる呼気分析装置であって、前記呼気導入路には調圧弁が配設されていることを特徴とする呼気分析装置。
【請求項２】
前記調圧弁は、前記呼気導入路の内圧が所定圧力を上回る場合においてこの呼気導入路をその外部に連通させることを特徴とする請求項１記載の呼気分析装置。
【請求項３】
前記調圧弁は、前記呼気導入路とその外部とを連通させる連通口を開閉する弁体と、前記連通口を閉塞する方向に前記弁体を付勢する付勢部材とで構成され、前記弁体は、前記吹込口に連通する上流開口部と、この上流開口部よりも小さな断面積で前記センサ配設部に連通する下流開口部と、これら上流開口部と下流開口部とを連通させる通路部とを備えてなることを特徴とする請求項２記載の呼気分析装置。
【請求項４】
前記調圧弁は、前記呼気導入路の内圧が所定圧力を上回る場合においてこの呼気導入路を前記センサ配設部に連通させることを特徴とする請求項１記載の呼気分析装置。
【請求項５】
前記調圧弁は、前記吹込口から前記センサ配設部への呼気の流通のみを許容する逆止弁であることを特徴とする請求項４記載の呼気分析装置。
【請求項６】
前記調圧弁は、前記呼気導入路の内圧が第一の所定圧力を上回る場合においてはこの呼気導入路をその外部に連通させ、前記呼気導入路の内圧が第一の所定圧力よりも低い第二の所定圧力を上回る場合においてはこの呼気導入路を前記センサ配設部に連通させることを特徴とする請求項１記載の呼気分析装置。
【請求項７】
前記調圧弁は、前記呼気導入路に形成された外部との連通口を開閉する弁体と、前記連通口を閉塞する方向に弁体を付勢する付勢部材とで構成され、前記弁体は、前記吹込口に連通する上流開口部と、この上流開口部よりも小さな断面積で前記センサ配設部に連通する下流開口部と、これら上流開口部と下流開口部とを連通させる通路部と、この通路部に配設されて前記吹込口から前記センサ配設部への呼気の流通のみを許容する逆止弁とを備えてなることを特徴とする請求項６記載の呼気分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスセンサを用いて呼気の測定や分析を行う呼気分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
呼気中アルコール濃度の測定や口臭レベルの判定等といった呼気の測定や分析を行うための、例えば金属酸化物半導体で形成された感ガス体を含むガスセンサを用いてなる呼気分析装置が知られている（特許文献１及び２参照。）。斯かる呼気分析装置では、その本体の前面に呼気吹込口が形成されると共に本体の内部にガスセンサが配設されており、呼気吹込口から吹込まれた呼気は、これをガスセンサ配設部に導く呼気導入路を流通してガスセンサ配設部に至り、ガスセンサに接触する。このときのガスセンサの出力に基づいて、呼気の測定や分析が行われる。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３０４７１５号公報
【特許文献２】特開２００１−３３３９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ガスセンサを用いた従来の呼気分析装置では、ガスセンサに接触する呼気の流量、圧力、角度等によってその出力が変動し、これが呼気の測定や分析の結果にばらつきを生じる要因となっている。即ち、呼気の測定や分析を正確に且つ安定して行うためには、常に一定の勢いで呼気を吹込むことによってガスセンサに接触する呼気の流量等を安定させることが必要で、結果として使用者には、呼気分析装置の使用を煩雑なものと感じさせてしまうことがあった。
【０００５】
本発明は、使用者が呼気を吹込むに際してその勢いに特別な注意を払わなくても測定や分析にばらつきを生じることのない呼気分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の呼気分析装置は、呼気の吹込口と、ガスセンサが配設されたセンサ配設部と、前記吹込口から吹込まれた呼気を前記センサ配設部に導くための呼気導入路とを備えてなる呼気分析装置であって、前記呼気導入路には調圧弁が配設されていることを特徴とするものである。
【０００７】
ここで、前記調圧弁は、前記呼気導入路の内圧が所定圧力を上回る場合においてこの呼気導入路をその外部に連通させるものであることが望ましい。
【０００８】
更に、前記調圧弁は、前記呼気導入路とその外部とを連通させる連通口を開閉する弁体と、前記連通口を閉塞する方向に前記弁体を付勢する付勢部材とで構成され、前記弁体は、前記吹込口に連通する上流開口部と、この上流開口部よりも小さな断面積で前記センサ配設部に連通する下流開口部と、これら上流開口部と下流開口部とを連通させる通路部とを備えてなるものであることが望ましい。
【０００９】
或いは、前記調圧弁は、前記呼気導入路の内圧が所定圧力を上回る場合においてこの呼気導入路を前記センサ配設部に連通させるものであることが望ましい。
【００１０】
更に、前記調圧弁は、前記吹込口から前記センサ配設部への呼気の流通のみを許容する逆止弁であることが望ましい。
【００１１】
或いは、前記調圧弁は、前記呼気導入路の内圧が第一の所定圧力を上回る場合においてはこの呼気導入路をその外部に連通させ、前記呼気導入路の内圧が第一の所定圧力よりも低い第二の所定圧力を上回る場合においてはこの呼気導入路を前記センサ配設部に連通させるものであることが望ましい。
【００１２】
更に、前記調圧弁は、前記呼気導入路に形成された外部との連通口を開閉する弁体と、前記連通口を閉塞する方向に弁体を付勢する付勢部材とで構成され、前記弁体は、前記吹込口に連通する上流開口部と、この上流開口部よりも小さな断面積で前記センサ配設部に連通する下流開口部と、これら上流開口部と下流開口部とを連通させる通路部と、この通路部に配設されて前記吹込口から前記センサ配設部への呼気の流通のみを許容する逆止弁とを備えてなることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の呼気分析装置であれば、呼気導入路に調圧弁が配設されているため、使用者が呼気を吹込む勢いに拘らず呼気導入路の内圧は安定し、結果としてガスセンサに接触する呼気の流量、圧力が安定する。従って、使用者が呼気を吹込むに際してその勢いに特別な注意を払わなくても測定や分析にばらつきを生じることのない呼気分析装置とすることができる。
【００１４】
ここで、前記調圧弁を、前記呼気導入路の内圧が所定圧力を上回る場合においてこの呼気導入路をその外部に連通させるものとした場合は、呼気を吹込む勢いが強過ぎるときに余剰となる呼気を呼気導入路の外部に解放するように機能するため、ガスセンサに接触する呼気の流量、圧力を安定させることができる。
【００１５】
更に、前記調圧弁を、前記呼気導入路とその外部とを連通させる連通口を開閉する弁体と、前記連通口を閉塞する方向に前記弁体を付勢する付勢部材とで構成し、前記弁体を、前記吹込口に連通する上流開口部と、この上流開口部よりも小さな断面積で前記センサ配設部に連通する下流開口部と、これら上流開口部と下流開口部とを連通させる通路部とを備えてなるものとしたときは、ガスセンサに接触する呼気の流量、圧力を安定させるための調圧弁を簡便な構造で実現できると共に、呼気の流通が通路部で絞られることによってセンサ配設部に導入される呼気が整流されるので、ガスセンサに接触する呼気の角度をも安定させることができる。
【００１６】
或いは、前記調圧弁を、前記呼気導入路の内圧が所定圧力を上回る場合においてこの呼気導入路を前記センサ配設部に連通させるものとした場合は、呼気を吹込む勢いが弱過ぎるときにセンサ配設部への呼気の導入を停止するように機能するため、ガスセンサに接触する呼気の流量、圧力を安定させることができる。
【００１７】
更に、前記調圧弁を、前記吹込口から前記センサ配設部への呼気の流通のみを許容する逆止弁としたときは、ガスセンサに接触する呼気の流量、圧力を安定させるための調圧弁を簡便な構造で実現できる。
【００１８】
或いは、前記調圧弁を、前記呼気導入路の内圧が第一の所定圧力を上回る場合においてはこの呼気導入路をその外部に連通させ、前記呼気導入路の内圧が第一の所定圧力よりも低い第二の所定圧力を上回る場合においてはこの呼気導入路を前記センサ配設部に連通させるものとした場合は、呼気を吹込む勢いが強過ぎるときには余剰となる呼気を呼気導入路の外部に解放し、呼気を吹込む勢いが弱過ぎるときにはセンサ配設部への呼気の導入を停止するように機能するため、ガスセンサに接触する呼気の流量、圧力を安定させることができる。
【００１９】
更に、前記調圧弁を、前記呼気導入路に形成された外部との連通口を開閉する弁体と、前記連通口を閉塞する方向に弁体を付勢する付勢部材とで構成し、前記弁体を、前記吹込口に連通する上流開口部と、この上流開口部よりも小さな断面積で前記センサ配設部に連通する下流開口部と、これら上流開口部と下流開口部とを連通させる通路部と、この通路部に配設されて前記吹込口から前記センサ配設部への呼気の流通のみを許容する逆止弁とを備えてなるものとしたときは、呼気を吹込む勢いが強過ぎるときにも弱過ぎるときにもガスセンサに接触する呼気の流量、圧力を安定させるための調圧弁を簡便な構造で実現できると共に、呼気の流通が通路部で絞られることによってセンサ配設部に導入される呼気が整流されるので、ガスセンサに接触する呼気の角度をも安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の呼気分析装置は、呼気の吹込口と、ガスセンサが配設されたセンサ配設部と、前記吹込口から吹込まれた呼気を前記センサ配設部に導くための呼気導入路とを備えてなる呼気分析装置において、前記呼気導入路に調圧弁を配設する。
【００２１】
ここで、前記調圧弁は、前記呼気導入路の内圧が所定圧力を上回る場合においてこの呼気導入路をその外部に連通させるものであることが望ましい。
【００２２】
更に、前記調圧弁は、前記呼気導入路とその外部とを連通させる連通口を開閉する弁体と、前記連通口を閉塞する方向に前記弁体を付勢する付勢部材とで構成され、前記弁体は、前記吹込口に連通する上流開口部と、この上流開口部よりも小さな断面積で前記センサ配設部に連通する下流開口部と、これら上流開口部と下流開口部とを連通させる通路部とを備えてなるものであることが望ましい。
【００２３】
或いは、前記調圧弁は、前記呼気導入路の内圧が所定圧力を上回る場合においてこの呼気導入路を前記センサ配設部に連通させるものであることが望ましい。
【００２４】
更に、前記調圧弁は、前記吹込口から前記センサ配設部への呼気の流通のみを許容する逆止弁であることが望ましい。
【００２５】
或いは、前記調圧弁は、前記呼気導入路の内圧が第一の所定圧力を上回る場合においてはこの呼気導入路をその外部に連通させ、前記呼気導入路の内圧が第一の所定圧力よりも低い第二の所定圧力を上回る場合においてはこの呼気導入路を前記センサ配設部に連通させるものであることが望ましい。
【００２６】
更に、前記調圧弁は、前記呼気導入路に形成された外部との連通口を開閉する弁体と、前記連通口を閉塞する方向に弁体を付勢する付勢部材とで構成され、前記弁体は、前記吹込口に連通する上流開口部と、この上流開口部よりも小さな断面積で前記センサ配設部に連通する下流開口部と、これら上流開口部と下流開口部とを連通させる通路部と、この通路部に配設されて前記吹込口から前記センサ配設部への呼気の流通のみを許容する逆止弁とを備えてなることが望ましい。
【実施例１】
【００２７】
以下、本発明の第一実施例を、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明による呼気分析装置１の概略外観図であって、図１（ａ）はその正面図、図１（ｂ）はその背面図である。図２は、本発明の第一実施例における図１のＡ−Ａ断面を概略的に表す図であって、図２（ａ）は呼気の吹込みが適正に行われている状態を表し、図２（ｂ）は呼気の吹込みが強過ぎる状態を表している。尚、図２（ａ）、（ｂ）において、図中の矢印は呼気の流れを表している。
【００２８】
図１に示すように、呼気分析装置１は、その本体１０の正面に、呼気の吹込口１１が形成されると共に、表示画面２０と、操作スイッチ３０とが配設されている。また、その背面には、呼気の吹抜口１２が形成されている。操作スイッチ３０の押下により電源が投入され、その状態で吹込口１１に呼気を吹込むと、本体１０の内部に配設されたガスセンサ１３１に呼気が接触し、呼気中アルコール濃度の測定等が実行され、その結果が表示画面２０に表示されるものである。ガスセンサ１３１に接触した呼気は、吹抜口１２（１２１）から排気される。
【００２９】
図２に示すように、本体１０の内部には、上下方向に対向して配置された一対の内壁１０１、１０１によってセンサ配設部１３が区画形成されており、このセンサ配設部１３にガスセンサ１３１が配設されている。夫々の内壁１０１は、本体１０の正面側の外壁１００ａに向かって延出する内壁１０１ａと、本体１０の背面側の外壁１００ｂに開口された吹抜口１２に向かって延出する内壁１０１ｂと、これら内壁１０１ａ、１０１ｂに直交するリブ状の内壁１０１ｃとを備えており、図示しない位置において本体１０の外壁に固着されている。
【００３０】
ここで、夫々の内壁１０１ａは、外壁１００ａに向かって延出しつつもこれに到達せず、従って内壁１０１ａの先端部と外壁１００ａの内側壁面との間に間隙が形成されている。詳しくは後述するように、この間隙が呼気導入路１４とその外部１５とを連通させる連通口１６を構成するものである。一方、夫々の内壁１０１ｂは、外壁１００ｂに開口された吹抜口１２に向かって延出してその先端部が外壁１０１ｂの外側壁面と略同一の平面に到達し、以って吹抜口１２を３つの吹抜口１２１、１２２、１２３に区画している。
【００３１】
また、内壁１０１ａと内壁１０１ｃとで区画される空間には、弁体１７１と付勢部材１７２とで構成される調圧弁１７が、呼気の流通方向に摺動可能に配設されている。
【００３２】
弁体１７１は、吹込口１１に連通する上流開口部１７３を区画する上流側壁１７１ａと、上流開口部１７３よりも小さな断面積でセンサ配設部１３に連通する下流開口部１７４を区画する下流側壁１７１ｂと、上流側壁１７１ａと下流側壁１７１ｂとを接続する接続壁１７１ｃとによって構成された中空体である。そして、これら上流側壁１７１ａと下流側壁１７１ｂと接続壁１７１ｃとで囲繞されて上流開口部１７３と下流開口部１７４とを連通させる通路部１７５が、吹込口１１から吹込まれた呼気をセンサ配設部１３に導くための呼気導入路１４を兼ねる構成となっている。また、接続壁１７１ｃは、通路部１７５の軸方向に対して略直交して通路部１７５に段差を形成し、これによって通路部１７５が絞られている。また、後述するように、接続壁１７１ｃの内側壁面には通路部１７５（呼気導入路１４）の内圧が作用し、その外側壁面には付勢部材１７２の付勢力が作用する。
【００３３】
付勢部材１７２は、一般的なコイルスプリングであって、本体１０の内壁１０１ａ及び内壁１０１ｃと弁体１７１の下流側壁１７１ｂ及び接続壁１７１ｃとで区画される夫々の空間に、内壁１０１ｃ及び接続壁１７１ｃをバネ座として配設されている。この付勢部材１７２の付勢力によって弁体１７１は外壁１００ａに向かって常時付勢され、自然状態においては上流側壁１７１ａの先端部が外壁１００ａの内側壁面（吹込口１１の開口周辺部）に当接させられる。この結果、内壁１０１ａの先端部と外壁１００ａの内側壁面との間の間隙たる連通口１６は、上流側壁１７１ａによって閉塞されるものである。
【００３４】
そして、本体１０の内部であって内壁１０１、１０１で区画されるセンサ配設部１３等の外側に位置する空間１５は、通常は弁体１７１の上流側壁１７１ａによって閉塞される連通口１６を介して吹込口１１及び呼気導入路１４に連通すると共に、外壁１００ｂと内壁１０１ｂの先端部とで区画される吹抜口１２２、１２３を介して本体１０の外部に連通している。
【００３５】
上述の如き構成の呼気分析装置１において、その使用者が吹込口１１から呼気を吹込んだ場合の調圧弁１７の動作及び呼気の流れは、次のようになる。
【００３６】
先ず、呼気を吹込む勢いが強過ぎることなく、従って呼気導入路１４の内圧が付勢部材１７２の付勢力（即ち、コイルスプリングのバネ定数）で定まる所定圧力を下回っている場合においては、図２（ａ）に示す如く、弁体１７１は付勢部材１７２に付勢されて連通口１６を閉塞したままとなる。従って、呼気はその全てがセンサ配設部１３に導入されてガスセンサ１３１に接触し、その後吹抜口１２１から排気される。
【００３７】
一方、呼気を吹込む勢いが強過ぎ、従って呼気導入路１４の内圧が上記所定圧力を上回った場合においては、斯かる内圧は接続壁１７１ｃの内側壁面に作用し、図２（ｂ）に示す如く、弁体１７１は呼気導入路１４の軸方向に移動して連通口１６を開口する。従って、吹込まれた呼気のうち余剰となる分が連通口１６を介して呼気導入路１４の外部の空間１５に解放され、これにより適正化された流量、圧力の呼気がセンサ配設部１３に導入されるので、ガスセンサ１３１に接触する呼気の流量、圧力は安定したものとなる。ここで、弁体１７１の移動量（即ち、連通口１６の開口面積）は、呼気導入路１４の内圧（即ち、呼気の余剰流量）に比例して広がるので、センサ配設部１３に導入される呼気の流量、圧力は、極めて安定するものである。尚、空間１５に解放された呼気は、吹抜口１２２、１２３から排気される。
【００３８】
また、上記何れの場合においても、呼気の流通は通路部１７５で絞られることによって整流されてセンサ配設部１３に導入される。従って、ガスセンサ１３１に接触する呼気の角度も安定したものとなる。
【実施例２】
【００３９】
次に、本発明の第二実施例を、図３を参照して説明する。図３は、本発明の第二実施例における図１のＡ−Ａ断面を概略的に表す図であって、図３（ａ）は呼気の吹込みが弱過ぎる状態を表し、図２（ｂ）は呼気の吹込みが適正に行われている状態を表している。図３（ａ）、（ｂ）においても、図中の矢印は呼気の流れを表している。
【００４０】
第二実施例が第一実施例と相違する点は、呼気導入路１４の内圧が所定圧力を上回る場合にこの呼気導入路１４とセンサ配設部１３とを連通させる調圧弁１８を設けた点のみである。従って、同一の構成については同一の符号を付し、説明は割愛する。
【００４１】
図３に示すように、呼気導入路１４として機能する弁体１７１の通路部１７５には、調圧弁１８が配設されている。調圧弁１８は、相対向する一組の可撓体（板バネ）１８１、１８１及び基部１８２、１８２からなる常閉型の逆止弁（リード弁）である。弁体１７１の接続壁１７１ｃに固着された夫々の基部１８２から夫々の可撓体１８１が延出し、自然状態においてはその撓み力によって各可撓体１８１、１８１の先端部が互いに当接して呼気導入路１４とセンサ配設部１３との間の連通を遮断している。
【００４２】
呼気導入路１４に調圧弁１８が配設された呼気分析装置１において、その使用者が吹込口１１から呼気を吹込んだ場合の調圧弁１８の動作及び呼気の流れは、次のようになる。
【００４３】
先ず、呼気を吹込む勢いが弱過ぎ、従って呼気導入路１４の内圧が可撓体１８１の撓み力（即ち、板バネのバネ定数）で定まる所定圧力を下回っている場合においては、図３（ａ）に示す如く、可撓体１８１は呼気導入路１４を閉塞したままとなる。従って、適正な流量、圧力に満たない呼気はセンサ配設部１３に導入されず、ガスセンサ１３１に接触することもない。尚、可撓体１８１の撓み力は付勢部材１７２の付勢力よりも弱く設定されており、従って上記の所定圧力は、第一実施例において説明した所定圧力を第一の所定圧力とした場合、この第一の所定圧力よりも低い第二の所定圧力ということができる。
【００４４】
一方、呼気を吹込む勢いが弱過ぎることなく、従って呼気導入路１４の内圧が上記第二の所定圧力を上回った場合においては、図３（ｂ）に示す如く、可撓体１８１はその先端部が互いに離間して呼気導入路１４をセンサ配設部１３に連通させる。従って、吹込まれた適正な流量、圧力の呼気がセンサ配設部１３に導入されるので、ガスセンサ１３１に接触する呼気の流量、圧力は安定したものとなる。
【００４５】
尚、呼気を吹込む勢いが更に強くなって呼気導入路１４の内圧が更に上昇し、上記第一の所定圧力をも上回った場合においては、調圧弁１８が呼気導入路１４をセンサ配設部１３に連通させたまま、第一実施例（図２（ｂ））と同様に調圧弁１７が連通口１６を開口して余剰となる呼気は空間１５に解放される。この結果、センサ配設部１３に導入され、ガスセンサ１３１に接触する呼気の流量、圧力は、安定したものとなる。もちろん、通路部１７５の絞りによって呼気が整流されてガスセンサ１３１への接触角度が安定する点も、第一実施例に同じである。
【００４６】
上述のように、第二実施例においては、第一実施例の調圧弁１７の内部に調圧弁１８を組込んだので、簡便な構造で調圧弁による効果を得ることが可能となっている。
【００４７】
以上、本発明及びその実施の形態について詳述してきたが、本発明は、以上の説明に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した構成を備える限りにおいて、様々な変形が可能である。例えば、弁体１７１の接続壁１７１ｃは、通路部１７５に対して必ずしも直交する必要はなく、テーパ状であっても良く、或いは弁体１７１自体を漏斗状に形成しても良い。また、付勢部材１７２はコイルスプリングに限らず、弁体１７１に対して必要な付勢力を得られるものであれば良く、磁力や電磁力等を利用することも考えられる。また、調圧弁１７はそれ自体が呼気導入路１４の一部を構成するような中空体でなくとも良く、固定された呼気導入路に形成された連通口を開閉し得る常閉型の弁であれば足りる。調圧弁１８もまた、調圧弁１７とは独立して配設しても良く、或いは調圧弁１８のみを備える構成であっても良い。更にまた、呼気の吹込口を本体から延出されたチューブ等で構成した呼気分析装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による呼気分析装置１の概略外観図。
【図２】第一実施例における図１のＡ−Ａ断面を概略的に表す図。
【図３】第二実施例における図１のＡ−Ａ断面を概略的に表す図。
【符号の説明】
【００４９】
１  呼気分析装置
１０  本体
１００ａ、１００ｂ  外壁
１０１、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ  内壁
１１  吹込口
１２、１２１、１２２、１２３  吹抜口
１３  センサ配設部
１３１  ガスセンサ
１４  呼気導入路
１５  空間
１６  連通口
１７  調圧弁
１７１  弁体
１７１ａ  上流側壁
１７１ｂ  下流側壁
１７１ｃ  接続壁
１７２  付勢部材
１７３  上流開口部
１７４  下流開口部
１７５  通路部
１８  調圧弁
１８１  可撓体
１８２  基部
２０  表示画面
３０  操作スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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