(57)【要約】【課題】本考案は、ＰＶＤＦフィルムを使用したフロー検知材を採用し、Ｓ／Ｎ比の良好なパイロ効果による検出信号を得ることができる呼吸フローセンサを提供する。【解決手段】本考案の呼吸フローセンサ１は、中央部にセンサ保持部５を有し、生体の鼻口前側の顔面に取り付ける基体３と、パイロ効果とピエゾ効果を有するＰＶＤＦ素材を曲げて湾曲帯状に形成したフロー検知材８をセンサ保持部５に前方に突出する状態で取り付けて、生体の呼吸フロー圧によるフロー検知材８のピエゾ効果による圧力応答性の低周波成分を湾曲帯状形態によって抑制しつつ呼吸フローに対応したパイロ効果による検出信号を出力するセンサ部７と、センサ部７に設けた電極部９ａ、９ｂから引き出した信号伝送線１０ａ、１０ｂと、基体３から引き出した取付用紐状部材６とを有する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
中央部にセンサ保持部を有し、生体の鼻口前側の顔面に取り付ける基体と、
パイロ効果とピエゾ効果を有するＰＶＤＦ素材を曲げて湾曲帯状に形成したフロー検知材を前記センサ保持部に前方に突出する状態で取り付けて、生体の呼吸フロー圧によるフロー検知材のピエゾ効果による圧力応答性の低周波成分を湾曲帯状形態によって抑制しつつ呼吸フローに対応したパイロ効果による検出信号を出力するセンサ部と、
前記センサ部に設けた電極部から引き出した信号伝送線と、
前記基体から引き出した取付用紐状部材と、
を有することを特徴とする呼吸フローセンサ。
【請求項２】
中央部にセンサ保持部を有し、生体の鼻口前側の顔面に取り付ける厚紙からなる基体と、パイロ効果とピエゾ効果を有するＰＶＤＦ素材を曲げて湾曲帯状に形成したフロー検知材を前記センサ保持部に前方に突出する状態で取り付けて、生体の呼吸フロー圧によるフロー検知材のピエゾ効果による圧力応答性の低周波成分を湾曲帯状形態によって抑制しつつ呼吸フローに対応したパイロ効果による検出信号を出力するセンサ部と、前記センサ部に設けた電極部から引き出した信号伝送線と、前記基体から引き出した取付用紐状部材と、を有する顔面取り付け体と、
この顔面取り付け体の前面側を覆う状態で前記基体に接合するとともに、前記フロー検知材の前面側を表出させる空気流通口と、この空気流通口の周りに設けた反射片部と、を具備する厚紙からなるフードと、
を有することを特徴とする呼吸フローセンサ。
【請求項３】
中央部にセンサ保持部を有し、生体の鼻口前側の顔面に取り付ける厚紙からなる基体と、パイロ効果とピエゾ効果を有するＰＶＤＦ素材を曲げて湾曲帯状に形成したフロー検知材を前記センサ保持部に前方に突出する状態で取り付けて、生体の呼吸フロー圧によるフロー検知材のピエゾ効果による圧力応答性の低周波成分を湾曲帯状形態によって抑制しつつ呼吸フローに対応したパイロ効果による検出信号を出力するセンサ部と、前記センサ部に設けた電極部から引き出した信号伝送線と、前記基体から引き出した取付用紐状部材と、を有する顔面取り付け体と、
この顔面取り付け体の前面側を覆う状態で前記基体に接合するとともに、前記フロー検知材の前面側を表出させる空気流通口と、この空気流通口の周りに設けた反射片部と、を具備する不織布を用いたフードと、
を有することを特徴とする呼吸フローセンサ。
【請求項４】
中央部にセンサ保持部を有し、生体の鼻口前側の顔面に取り付ける成型した合成樹脂からなる基体と、パイロ効果とピエゾ効果を有するＰＶＤＦ素材を曲げて湾曲帯状に形成したフロー検知材を前記センサ保持部に前方に突出する状態で取り付けて、生体の呼吸フロー圧によるフロー検知材のピエゾ効果による圧力応答性の低周波成分を湾曲帯状形態によって抑制しつつ呼吸フローに対応したパイロ効果による検出信号を出力するセンサ部と、前記センサ部に設けた電極部から引き出した信号伝送線と、前記基体から引き出した取付用紐状部材と、を有する顔面取り付け体と、
この顔面取り付け体の前面側を覆う状態で前記基体に接合するとともに、前記フロー検知材の前面側を表出させる空気流通口と、この空気流通口の周りに設けた反射片部と、を具備する成型した合成樹脂からなるフードと、
を有することを特徴とする呼吸フローセンサ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、呼吸フローセンサに関し、詳しくは、被験者の鼻または口からの呼吸状態を判定するのに、呼気と吸気の温度差を計測し、呼吸状態をその呼吸フロー（空気の流れ）で判定するための呼吸フローセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、鉄道、自動車等の運転手の運転中における居眠りによる事故が問題となっており、その原因の一つとして、睡眠時無呼吸症候群が関心を集めている。
【０００３】
このため簡易検査（スクリーニング）のための呼気と吸気のフローを検出する呼吸フローセンサの実現が切望されているところである。
【０００４】
特許文献１としての米国特許第６２５４５４５号（ＰＩＲＯ／ＰＩＥＺＯ  ＳＥＮＳＯＲ）に例示されるようにパイロ効果（焦電効果）とピエゾ効果（圧電効果）を有するＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）フィルム等の圧電フィルム材料を使用した構成により睡眠中の呼吸のフロー及び音を監視するための呼吸センサは存在している。
【０００５】
ところで、呼吸センサとして、パイロ効果とピエゾ効果を有するＰＶＤＦフィルムを使用した平坦な圧電フィルム材料をセンサ部として使用し、このセンサ部を単に装着者の口の近傍に配置する構成とした場合、パイロ効果による呼吸フローの検出信号のみを利用しようとしても、ピエゾ効果による検出信号にもパイロ効果による呼吸の検出信号の周波数に近似した周波数の信号が混在し、雑音成分となってしまう。
特に、呼吸の繰返し周波数（０．１Ｈｚから２Ｈｚ）に近い周波数成分を含む振動が存在する場合にはＳ／Ｎ比が不良となってパイロ効果による検出信号が阻害され、良好な検出信号を得ることが困難になる。
【０００６】
特許文献２には、口からの息を検出するＴ字状の口呼吸検出部と、鼻の息を検出するために、口呼吸検出部と直角に折り曲げられた鼻呼吸検出部とからなり、検出素子としてＰＶＤＦフィルムを用いた圧電素子を採用した構成の呼吸センサが提案されている。
この特許文献２の呼吸センサの場合も、検出素子として平坦な圧電フィルム材料を使用したものであり、やはりＳ／Ｎ比が不良となりパイロ効果による良好な検出信号を得ることは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６２５４５４５号公報
【特許文献２】特開２００６−２１２２７１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
本考案が解決しようとする課題は、ＰＶＤＦフィルムを使用したフロー検知材を採用しつつ雑音成分が低減され、Ｓ／Ｎ比の良好なパイロ効果による呼吸フロー検出信号を得ることができる呼吸フローセンサが存在しない点である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案に係る呼吸フローセンサは、中央部にセンサ保持部を有し、生体の鼻口前側の顔面に取り付ける基体と、パイロ効果とピエゾ効果を有するＰＶＤＦ素材を曲げて湾曲帯状に形成したフロー検知材を前記センサ保持部に前方に突出する状態で取り付けて、生体の呼吸フロー圧によるフロー検知材のピエゾ効果による圧力応答性の低周波成分を湾曲帯状形態によって抑制しつつ呼吸フローに対応したパイロ効果による検出信号を出力するセンサ部と、前記センサ部に設けた電極部から引き出した信号伝送線と、前記基体から引き出した取付用紐状部材と、を有することを最も主要な特徴とする。
【考案の効果】
【００１０】
請求項１記載の考案によれば、装着者の呼吸フロー圧によるフロー検知材のピエゾ効果による圧力応答性の低周波成分をこのフロー検知材自体の湾曲帯状形態によって抑制しつつ当該フロー検知材の呼吸フローに対応したパイロ効果による検出信号を出力することができ、これにより、呼吸フローに対応したパイロ効果による検出信号のみを利用した高性能の呼吸フローセンサを実現することができる。
【００１１】
請求項２記載の考案によれば、厚紙を用いた顔面取り付け体と、厚紙を用いたフードとの組み合わせの基に、請求項１記載の呼吸フローセンサと同様な効果を発揮し、かつ、斬新な構成の呼吸フローセンサを実現することができる。
【００１２】
請求項３記載の考案によれば、厚紙を用いた顔面取り付け体と、不織布を用いたフードとの組み合わせの基に、請求項１記載の呼吸フローセンサと同様な効果を発揮し、かつ、斬新な構成の呼吸フローセンサを実現することができる。
【００１３】
請求項４記載の考案によれば、合成樹脂製の基体を用いた顔面取り付け体と、合成樹脂製のフードとの組み合わせの基に、請求項１記載の呼吸フローセンサと同様な効果を発揮し、かつ、斬新な構成の呼吸フローセンサを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本考案の実施例１に係る呼吸フローセンサの全体構成を示す概略図である。
【図２】図２は本実施例１に係る呼吸フローセンサの顔面取り付け体の概略平面図である。
【図３】図３は本実施例１に係る呼吸フローセンサのフロー検知材を示す概略平面図である。
【図４】図４は本実施例１に係る呼吸フローセンサにおけるパイロ効果、ピエゾ効果の検出信号波形を概略的に示す図である。
【図５】図５は本考案の実施例２に係る呼吸フローセンサの顔面取り付け体、フードの組み合わせ態様を示す説明図である。
【図６】図６は本実施例２に係る呼吸フローセンサの概略正面図である。
【図７】図７は本実施例２に係る呼吸フローセンサの概略底面図である。
【図８】図８は本考案の実施例３に係る呼吸フローセンサの顔面取り付け体、フードの組み合わせ態様を示す説明図である。
【図９】図９は本実施例３に係る呼吸フローセンサの概略正面図である。
【図１０】図１０は本考案の実施例４に係る呼吸フローセンサの顔面取り付け体、フードの組み合わせ態様を示す説明図である。
【図１１】図１１は本実施例４に係る呼吸フローセンサの概略正面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
本考案は、ＰＶＤＦフィルムを使用したフロー検知材を採用しつつ雑音成分が低減され、Ｓ／Ｎ比の良好なパイロ効果による呼吸フロー検出信号を得ることができる呼吸フローセンサを提供するという目的を有するものである。
【００１６】
本考案は、中央部にセンサ保持部を有し、生体の鼻口前側の顔面に取り付ける厚紙からなる基体と、パイロ効果とピエゾ効果を有するＰＶＤＦ素材を曲げて湾曲帯状に形成したフロー検知材を前記センサ保持部に前方に突出する状態で取り付けて、生体の呼吸フロー圧によるフロー検知材のピエゾ効果による圧力応答性の低周波成分を湾曲帯状形態によって抑制しつつ呼吸フローに対応したパイロ効果による検出信号を出力するセンサ部と、前記センサ部に設けた電極部から引き出した信号伝送線と、前記基体から引き出した取付用紐状部材と、を有する顔面取り付け体と、この顔面取り付け体の前面側を覆う状態で前記基体に接合するとともに、前記フロー検知材の前面側を表出させる空気流通口と、この空気流通口の周りに設けた反射片部と、を具備する厚紙からなるフードと、を有する構成により上記目的を実現した。
【実施例１】
【００１７】
以下に、本考案の実施例１に係る呼吸フローセンサ１について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
本実施例１に係る呼吸フローセンサ１は、図１、図２に示すように、例えば厚さ数ｍｍの厚紙により概略長楕円形状に形成され、生体（装着者）の鼻口前側の顔面に添着する基体３を主要な要素とする顔面取り付け体２を有している。
【００１９】
前記基体３の正面から見て中央部には、四角形状の抜穴４を含むセンサ保持部５を設けている。
【００２０】
また、前記基体３の両端部には、顔面に顔面取り付け体２を取り付けるための布製又は樹脂製の紐材からなる取付用紐状部材６の一端を固着し、他端側を外方に引き出している。
前記基体３における抜穴４を含むセンサ保持部５には、生体の呼吸フロー（呼気、吸気の流れ）を検出するセンサ部７を取り付けている。
【００２１】
前記センサ部７は、図３にも示すように、パイロ効果とピエゾ効果を有するＰＶＤＦフィルム素材を曲げて湾曲帯状に盛り上げ形成したフロー検知材８を前記センサ保持部５の抜穴４から前方に突出する状態で配置し、フロー検知材８の両端部８ａ、８ｂを抜穴４の両側縁裏側の基体３に添着することでセンサ保持部５により保持されるように構成している。
【００２２】
前記センサ部７としては、ＰＶＤＦフィルム素材のみ単独で湾曲帯状に盛り上げ形成する態様、又は、ＰＶＤＦフィルム素材に発砲ウレタン材を添着して湾曲帯状に盛り上げ形成する態様等の例を挙げることができる。前記フロー検知材８の湾曲形状としては、円弧状又は楕円弧状の形態を採用することができる。
【００２３】
また、前記フロー検知材８の両端部８ａ、８ｂには、例えば銅箔等の導電金属箔からなる電極部９ａ、９ｂが添着され、この電極部９ａ、９ｂから各々信号伝送線１０ａ、１０ｂを引き出している。
【００２４】
そして、信号伝送線１０ａ、１０ｂの引き出し端に設けた接続具１１を介して、前記フロー検知材８が検出する生体の呼吸フローに伴う検出信号を呼吸フロー信号処理手段１２に伝送するように構成している。
【００２５】
前記呼吸フロー信号処理手段１２は、前記フロー検知材８からの呼吸フローに伴う検出信号を取り込み、増幅処理、バンドパスフィルター（ローパスフィルター）処理を行って、処理結果を画面表示したり、プリント出力したりするように構成している。
【００２６】
次に、本実施例１に係る呼吸フローセンサ１の動作を、前記センサ部７のフロー検知材８の動作を主にし、かつ、図４をも参照して説明する。
【００２７】
本実施例１に係る呼吸フローセンサ１によれば、検体の呼気、吸気が当たるフロー検知材８の形態を、上述したようにパイロ効果とピエゾ効果を有するＰＶＤＦフィルム素材を曲げて湾曲帯状に盛り上げ形成したものである。
【００２８】
従って、本実施例１に係る呼吸フローセンサ１を前記取付用紐状部材６を用いて装着者の鼻口前側の顔面に添着して、呼吸フローを検出する場合において、装着者の呼吸フロー圧によるフロー検知材８のピエゾ効果による圧力応答性の低周波成分をこのフロー検知材８の湾曲帯状形態によって抑制しつつ当該フロー検知材８の呼吸フローに対応したパイロ効果による検出信号を前記呼吸フロー信号処理手段１２に伝送することができる。
【００２９】
更に詳述すると、前記フロー検知材８のパイロ効果（温度検出）による呼気フローに伴う検出信号の繰返し周波数が、図４に示すように、０．１Ｈｚから２Ｈｚ程度の周波数であるのに対して、ピエゾ効果（音圧又は呼気圧検出）による呼吸フローに伴う検出信号の周波数（雑音成分）は、前記フロー検知材８の湾曲帯状形態により呼吸フローに伴う圧力変化の低周波応答性、すなわち、低周波成分が抑制されて、図４に示すように、数ｋＨｚ以上（実施例の実測値は２０ｋＨｚ以上）の高周波となり、これにより、前記呼吸フロー信号処理手段１２によりフィルター処理を行うことで、Ｓ／Ｎ比が改善され良好な検出信号を得ることができる。
【００３０】
すなわち、本実施例１によれば、前記フロー検知材８の形状を改良することにより、呼吸フローに対応したパイロ効果による検出信号のみを利用した高性能の呼吸フローセンサ１を実現することができる。
【実施例２】
【００３１】
次に、本考案の実施例２に係る呼吸フローセンサ１Ａについて、図５乃至図７を参照して説明する。
【００３２】
本実施例２に係る呼吸フローセンサ１Ａは、実施例１に係る顔面取り付け体２の構成に、図５下欄に示す厚紙からなるフード２１を付加し、このフード２１を顔面取り付け体２の前面側を覆う状態で前記基体３に接合することで、図６に示すような正面形態としたことが特徴である。
【００３３】
前記フード２１は、図７にも示すように、左右対称な一対の側片部２２ａ、２２ｂと略四角形状の正面領域部２３とを一体に連設し、これらを上面又は下面（底面）から見て台形状に突出させた形状として正面領域部２３を前記フロー検知材８から離隔させるとともに、正面領域部２３に前記フロー検知材８の前面側を表出させる四角形状の空気流通口２４を設けている。
【００３４】
また、前記空気流通口２４の周りには上下配置で前記フロー検知材８側に折り込まれる状態で傾斜配置した一対の反射片部２５ａ、２５ｂを設けている。
【００３５】
また、前記フード２１の底部側には、空気流通空間２７を残しつつ顔面取り付け体２側に折り込んだ折り込み片部２６を設けている。更に、前記一対の側片部２２ａ、２２ｂからは、各々側方に向けて一対の接合片部２８ａ、２８ｂを突設し、これら接合片部２８ａ、２８ｂを前記基体３の両端部上に接合してフード２１を前記基体３と一体化するように構成している。
【００３６】
本実施例２に係る呼吸フローセンサ１Ａによれば、既述した場合と同様な厚紙を用いた顔面取り付け体２と、空気流通口２４、一対の反射片部２５ａ、２５ｂを備え、顔面取り付け体２の前面側を覆う状態で前記基体３に接合した厚紙からなるフード２１とを組み合わせた構成の基に、実施例１に係る呼吸フローセンサ１の場合と同様、装着者の呼吸フローに対応したパイロ効果による検出信号のみを利用した高性能の呼吸フローセンサ１Ａを実現することができる。
【００３７】
また、厚紙を用いたフード２１を採用した斬新な構成の新規な呼吸フローセンサ１Ａを実現できる。
【実施例３】
【００３８】
次に、本考案の実施例３に係る呼吸フローセンサ１Ｂについて、図８、図９を参照して説明する。
【００３９】
本実施例３に係る呼吸フローセンサ１Ｂは、実施例１に係る顔面取り付け体２の構成に、図８下欄に示す例えば不織布（クロス斜線で示す）を用いたフード３１を付加し、このフード３１を顔面取り付け体２の前面側を覆う状態で前記基体３に接合することで、図９に示すような正面形態としたことが特徴である。
【００４０】
本実施例３に係る呼吸フローセンサ１Ｂは、既述した実施例２のフード２１と同様な構成としている。
【００４１】
前記フード３１としては、厚手の不織布により、又は、不織布と、フード３１自体の形状を図８下欄に示す形状に保持するための例えばワイヤ等の枠保持部材との組み合わせにより構成する例を挙げることができる。
【００４２】
本実施例３に係る呼吸フローセンサ１Ａによれば、既述した場合と同様な厚紙を用いた顔面取り付け体２と、不織布を用いたフード２１とを組み合わせた構成の基に、実施例１に係る呼吸フローセンサ１の場合と同様、装着者の呼吸フローに対応したパイロ効果による検出信号のみを利用した高性能の呼吸フローセンサ１Ａを実現することができる。
また、不織布厚紙を用いたフード２１を採用した斬新な構成の新規な呼吸フローセンサ１Ｂを実現できる。
【実施例４】
【００４３】
次に、本考案の実施例４に係る呼吸フローセンサ１Ｃについて、図１０、図１１を参照して説明する。
【００４４】
本実施例４に係る呼吸フローセンサ１Ｃは、図１０に示すように、顔面取り付け体２Ａを構成する基体３を成型した合成樹脂製とするとともに、前記フード２１と同様な形状のフード４１も成型した合成樹脂製としたことが特徴である。
【００４５】
本実施例４に係る呼吸フローセンサ１Ｃによれば、合成樹脂製の顔面取り付け体２Ａと、合成樹脂製としたフード４１とを組み合わせた構成の基に、実施例１に係る呼吸フローセンサ１の場合と同様、装着者の呼吸フローに対応したパイロ効果による検出信号のみを利用した高性能の呼吸フローセンサ１Ａを実現することができる。
【００４６】
また、合成樹脂製のフード４１を採用した斬新な構成で体裁の良好な新規な呼吸フローセンサ１Ｃを実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本考案は、例えば、生体の睡眠時における呼吸の正常又は異常の検査、無呼吸等々の検査用として広範に適用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１    呼吸フローセンサ
１Ａ  呼吸フローセンサ
１Ｂ  呼吸フローセンサ
１Ｃ  呼吸フローセンサ
２    画面取り付け体
２Ａ  画面取り付け体
３    基体
４    抜穴
５    センサ保持部
６    取付用紐状部材
７    センサ部
８    フロー検知材
８ａ  端部
８ｂ  端部
９ａ  電極部
９ｂ  電極部
１０ａ  信号伝送線
１０ｂ  信号伝送線
１１    接続具
１２    呼吸フロー信号処理手段
２１    フード
２２ａ  側片部
２２ｂ  側片部
２３    正面領域部
２４    空気流通口
２５ａ  反射片部
２５ｂ  反射片部
２６    折り込み片部
２７    空気流通空間
２８ａ  接合片部
２８ｂ  接合片部
３１    フード
４１    フード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003155348.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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