(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端に口部を有するとともに下端を底部で閉塞して内側に呼気の収容空間を形成する容器本体と、
前記容器本体の前記口部の上端開口を覆う天壁および該天壁の外周縁より垂下して前記口部を取り囲む周壁を有し、前記天壁に前記収容空間につながる貫通開孔を形成してなるベースキャップと、を備え、
前記ベースキャップの前記天壁の裏面に、前記貫通開孔と連通し先端が容器本体の前記底部を指向するパイプを垂設するとともに、該天壁に、前記貫通開孔および前記パイプを通って流入する呼気によって前記収容空間から押し出される気体を排出させる開孔を形成し、
前記収容空間は、前記貫通開孔及び前記気体を排出させる開孔をオーバーキャップで覆うことにより密閉可能であることを特徴とする呼気採取容器。
【請求項２】
前記収容空間への外気の導入を阻止する一方、呼気の吹き込みに伴い前記開孔を開放して該収容空間内の気体を排出させる排気弁を備える、請求項１に記載の呼気採取容器。
【請求項３】
前記貫通開孔に連通するノズル本体部を有し、該ノズル本体部の先端の吹き込み口から該貫通開孔に至る入口通路を通して該吹き込み口から吹き込まれる呼気を前記収容空間に導くノズル部材と、
前記入口通路に配置され、呼気の吹き込み時のみ開放する吸気弁と、を備える、請求項２に記載の呼気採取容器。
【請求項４】
前記排気弁と前記吸気弁とが、前記ベースキャップと前記ノズル部材との相互間に設けられた連結体を介して一体成形されたものである、請求項３に記載の呼気採取容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被験者から呼気を採取するとともに、採取した呼気試料を、呼気分析装置等により分析を行うまでの間、内部に保持しておくための呼気採取容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
疾病の診断や健康状態の確認、飲酒に係る検査等においては、被験者の呼気を採取してその呼気中の含有成分を分析することがしばしば行われており、このような呼気の採取には従来、プラスチックフィルムおよびアルミホイル等の積層シートからなり、呼気を吹き込んだ際に膨張して内部に呼気試料を密閉、保持する袋状の呼気採取容器が用いられている（特許文献１参照。）。
【０００３】
ところで、被験者が呼気採取容器に呼気を吹き込むときには、先ず息を深く吸い込んでから呼気採取容器に呼気を吹き込むため、深呼吸により吸い込まれた外気がそのまま呼気採取容器の中に吹き込まれる結果、呼気試料を正確に測定できない場合もあって、これに鑑み、特許文献１には、呼気採取容器の吹き込み口内に呼気吹き込み時に所定の吹き込み抵抗を生じさせるフィルター等の抵抗要素を設けて、被験者が呼気を吹き込んだときにその吹き込み抵抗により腹式呼吸を生じさせて深呼吸により吸い込まれた外気が直接呼気採取容器内に吹き込まれるのを防止する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１５６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、このような吹き込み抵抗を生じさせる呼気採取容器にあっては、健康な成人であれば問題なく呼気を吹き込むことができても、疾病を抱えた患者や体力的に劣る高齢者、肺活量が十分でない小さな子供では、その吹き込み抵抗に負けて十分な量の呼気を容器内に吹き込むことができないという問題がある。
【０００６】
それゆえ、この発明は、吹き込み力の弱い者でも確実に使用することができ、かつ、被験者が深呼吸により吸い込んだ外気がそのまま採取されるのを防止して呼気試料の正確な測定を可能とする呼気採取容器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】
【０００７】
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、この発明の呼気採取容器は、上端に口部を有するとともに下端を底部で閉塞して内側に呼気の収容空間を形成する容器本体と、前記容器本体の前記口部の上端開口を覆う天壁および該天壁の外周縁より垂下して前記口部を取り囲む周壁を有し、前記天壁に前記収容空間につながる貫通開孔を形成してなるベースキャップと、を備え、前記ベースキャップの前記天壁の裏面に、前記貫通開孔と連通し先端が容器本体の前記底部を指向するパイプを垂設するとともに、該天壁に、前記貫通開孔および前記パイプを通って流入する呼気によって前記収容空間から押し出される気体を排出させる開孔を形成し、前記収容空間は、前記貫通開孔及び前記気体を排出させる開孔をオーバーキャップで覆うことにより密閉可能であることを特徴とするものである。
【０００８】
なお、この発明の呼気採取容器にあっては、前記収容空間への外気の導入を阻止する一方、呼気の吹き込みに伴い前記開孔を開放して該収容空間内の気体を排出させる排気弁を備えることが好ましく、前記貫通開孔に連通するノズル本体部を有し、該ノズル本体部の先端の吹き込み口から該貫通開孔に至る入口通路を通して該吹き込み口から吹き込まれる呼気を前記収容空間に導くノズル部材と、前記入口通路に配置され、呼気の吹き込み時のみ開放する吸気弁と、を備えることがより好ましい。
【０００９】
また、この発明の呼気採取容器にあっては、前記排気弁と前記吸気弁とが、前記ベースキャップと前記ノズル部材との相互間に設けられた連結体を介して一体成形されたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の呼気採取容器にあっては、例えば深呼吸をした後に呼気を吹き込むと、吹き込まれた呼気は貫通開孔を通った後、パイプによって収容空間内の底部近傍まで導かれる。収容空間内に予め存在していた空気または気体は、パイプによって導入された呼気によって下から押し上げられて、開孔を通って外界に排出される。これにより、収容空間内に予め収容されていた気体と吹き込まれた呼気とが置換されて、収容空間内に呼気が採取される。
【００１１】
したがって、この発明の呼気採取容器によれば、容器本体の収容空間内の気体を置換して呼気試料を採取する構成としたことから、吹き込み力の弱い者でも容易に吹き込むことができるとともに、被験者が深呼吸をした後に呼気を吹き込んでも深呼吸により吸い込んだ外気（検査対象成分が含まれていない可能性の高い呼気）がそのまま採取されるのを防止することができる。しかも、吹き込んだ呼気をパイプによって容器本体の底部に一旦導いてから収容空間内の気体と置換する構成としたことから、吹き込んだ呼気がすぐさま開孔を通って排出されてしないようにして、より確実に呼気試料を採取することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明にしたがう一実施形態の呼気採取容器の断面図である。
【図２】（ａ）は図１の呼気採取容器の上部を拡大して示す断面図であり、（ｂ）は図２（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１の呼気採取容器において、呼気を吹き込んだときの呼気の流れを示す断面図である。
【図４】この発明にしたがう他の実施形態の呼気採取容器の断面図である。
【図５】図４の呼気採取容器において、呼気を吹き込んだときの呼気の流れを示す断面図である。
【図６】この発明にしたがうさらに他の実施形態の呼気採取容器の上部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明にしたがう実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１４】
図１は、この発明の一実施形態の呼気採取容器１を示しており、この呼気採取容器１は、被験者から呼気を採取するとともに、採取した呼気試料を、呼気分析装置等（図示省略）により分析を行うまでの間、内部に保持しておくためのものであって、上端に口部３ａを有するとともに下端を底部３ｂで閉塞して内側に呼気の収容空間Ｍを形成する容器本体３と、容器本体３の口部３ａの上端開口を覆う天壁５および該天壁５の外周縁より垂下して口部３ａを取り囲む周壁７を有し、天壁５の中央部分に収容空間Ｍにつながる貫通開孔９を形成してなるベースキャップ１１と、を備え、ベースキャップ１１の天壁５の裏面（容器本体３の収容空間Ｍに向く面）に、貫通開孔９と連通し先端が容器本体３の底部３ｂを指向するパイプ１３を垂設するとともに、該天壁５に貫通開孔９およびパイプ１３を通って流入する呼気によって収容空間Ｍから押し出される気体を排出させる開孔１４を形成してなるものである。
【００１５】
より具体的には、図１の実施形態の呼気採取容器１では、容器本体３は、断面円形の胴部３ｃと、胴部３ｃの下端を閉塞するとともに容器本体３の内側に向けて凸状となる上記底部３ｂと、胴部３ｃの上端に連設されるとともに上記口部３ａを立設する肩部３ｄとを有し、これらの胴部３ｃ、底部３ｂおよび肩部３ｄで区画形成される収容空間Ｍに、後述するノズル部材１５を通して導入される呼気等の各種気体を収容するものである。なお、容器本体３の収容空間Ｍ内には、予め空気を収容しておいてもよいし、必要に応じて不活性ガス等の各種気体を充填しておいてもよい。
【００１６】
なお、容器本体３は、ここでは胴部３ｃの断面形状が円形である円形ボトルであるがこれに限定されず、胴部３ｃの断面形状が矩形である角型ボトルを採用してもよい。また、容器本体３は、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂製であって保形性および自立性を有するが、材料としてはこれに限定されず既知の各種材料により製造してもよく、収容した呼気等の変質を防止するために、容器本体３にバリア層（図示省略）を設けてもよい。また、図１において符号１７は、容器本体３の口部３ａの外側壁に形成され、ベースキャップ１１の後述するねじ１９と嵌合してベースキャップ１１を保持するねじであるが、アンダーカットのような係合手段を介してベースキャップ１１を口部３ａに装着、保持するようにしてもよい（図示省略）。
【００１７】
ベースキャップ１１は、容器本体３の口部３ａに装着されて呼気を容器本体３の収容空間Ｍ内に導入するものであって、図２（ａ）に示すように、天壁５上面に、上記貫通開孔９の周囲を囲繞するよう立設された内筒壁２１と、この内筒壁２１の外側（半径方向外側）に立設された外筒壁２３とを有している。さらにベースキャップ１１は、天壁５下面に、貫通開孔９の周囲を囲繞するとともに上記パイプ１３を懸垂保持する環状の保持壁２５と、該保持壁２５の外側（半径方向外側）に垂設されて口部３ａの内周面に嵌入されるインナーリング２７とを有している。なお、環状の保持壁２５に代えて、天壁５の下面に複数の爪部を形成してパイプ１３の上端部を保持するようにしてもよい（図示省略）。
【００１８】
また、天壁５の、内筒壁２１とインナーリング２７との間には、天壁５を貫通する少なくとも１つの上記開孔１４が形成されるとともに、外筒壁２３には、その一部を切り欠いて開孔１４から排出された気体を外界に向けて排出する切り欠き部２３ａが形成されている。
【００１９】
なお、ベースキャップ１１に関し、符号１９は、周壁７の内周面に形成され、口部３ａのねじ１７に螺合するねじであり、符号２９は、周壁７の下端から半径方向外側に向けて延出し、後述するオーバーキャップ３１の下端が当接するフランジである。
【００２０】
そして、この呼気採取容器１は、上述したように、ベースキャップ１１の保持壁２５に保持され、ベースキャップ１１の貫通開孔９を通った呼気を容器本体３の底部３ｂに導くためのパイプ１３を有している。この例では、パイプ１３はベースキャップ１１の貫通開孔９の開口径と同じ内径を有しているがこれに限定されず、貫通開孔９の開口径よりも内径を小さくしてもよい。
【００２１】
なお、この実施形態の呼気採取容器１はさらに、ベースキャップ１１の上部に装着されるノズル部材１５を備えている。ノズル部材１５は、上端を呼気の吹き込み口とするとともに貫通開孔９と連通して該吹き込み口から該貫通開孔９に至る入口通路（吹き込まれた呼気を収容空間Ｍに導通する通路）Ｐａを形成する管状のノズル本体部３３と、該ノズル本体部３３を起立するとともにベースキャップ１１の外筒壁２３に装着される装着部３５であって、ベースキャップ１１と協働して開孔１４から切り欠き部２３ａを経て外界に至る出口通路（呼気の吹き込みに伴い収容空間Ｍ内の気体を排出する通路）Ｐｂを形成する装着部３５とからなる。
【００２２】
装着部３５は詳細には、ノズル本体部３３の下端から半径方向外側に向けて延在する上面壁３７と、上面壁３７の縁部から垂下し、ベースキャップ１１の外筒壁２３に外側から嵌合する外側嵌合壁３９と、外側嵌合壁３９の半径方向内側で上面壁３７から垂下してベースキャップ１１の外筒壁２３に内側から嵌合する内側嵌合壁４１とを有している。なお、外側嵌合壁３９の下端とベースキャップ１１の天壁５との間には、開孔１４および切り欠き部２３ａから排出された気体を通過させる所定の隙間ｇが形成されている。また、ノズル部材１５は、上面壁３７の下面から、ノズル本体部３３と内側嵌合壁４１との間の位置、より詳細には、ベースキャップ１１の開孔１４に対応する位置にて垂下し、ベースキャップ１１の内筒壁２１との間に後述の連結体４３を保持する環状の垂下壁４５を有している。連結体４３は、ベースキャップ１１の内筒壁２１とノズル部材１５の垂下壁４５との相互間を密封する機能を有する。
【００２３】
この実施形態の呼気採取容器１はさらに、出口通路Ｐｂ内に配置され、収容空間Ｍへの外気の導入（逆流）を阻止する一方、呼気の吹き込みに伴い排気口としての開孔１４を開放して該収容空間Ｍ内の気体を排出させる排気弁４７を備えている。ここでは排気弁４７は、連結体４３の下部を全周にわたって取り囲む円環状をなし、一端（半径方向内側端）にて上記連結体４３に片持ち支持されるとともに他端（半径方向外側端）が自由端となって、通常は出口通路Ｐｂ（開孔１４）を閉鎖する一方、収容空間Ｍの圧力が呼気の吹き込みに起因して高まるとその他端側が開孔１４を開放する逆止弁として機能するものである。
【００２４】
この実施形態の呼気採取容器１はさらに、入口通路Ｐａ内に配置され、呼気の吹き込み時にのみ開放する吸気弁４９を備えている。ここでは吸気弁４９は、連結体４３の上部に１箇所において一体連結された１点支持弁であり（図１のＸ−Ｘ断面参照）、通常はノズル本体部３３の下端開口を閉塞するが、呼気の吹き込み時の圧力によって開放する逆止弁として機能するものである。なお、吸気弁４９は１点支持弁に限られず、例えば３点支持弁であってもよく、あるいは、連結体４３とは別体とするともに吸気弁４９を上方付勢して弁座（ノズル本体部３３の下端開口の周縁部）に着座させるばね部材を設けて逆止弁として機能させてもよい。
【００２５】
この実施形態の呼気採取容器１はさらに、ノズル部材１５およびベースキャップ１１の全体を覆うオーバーキャップ３１を備えている。オーバーキャップ３１はノズル本体部３３の上端開口に対向する頂壁５１と、この頂壁５１の周縁から垂下して下端がベースキャップ１１のフランジ２９に当接する外側周壁５３とからなる。頂壁５１には、その下面壁から垂下されノズル本体部３３の上端開口に嵌入されるシールリング５５が形成されている。外側周壁５３は、この例では、ベースキャップ１１の周壁の下端部外面に圧接してオーバーキャップ３１の内側空間を気密に保持する機能も有している。なお、外側周壁５３の下端はベースキャップ１１のフランジ２９に当接させなくてもよい。
【００２６】
このようになる呼気採取容器１を用いて被験者の呼気を採取するにあたってはまず、オーバーキャップ３１を取り外し、例えば深呼吸をした後にノズル本体部３３の先端を銜えて呼気を吹き込む。そうすると、図３に示すように、呼気の圧力によって、入口通路内の吸気弁４９が開放され、吹き込まれた呼気は貫通開孔９を通った後、パイプ１３によって収容空間Ｍ内の底部３ｂ近傍まで導かれる。収容空間Ｍ内に予め存在していた空気または気体は、パイプ１３によって導入された呼気によって下から押し上げられて、導入された呼気による圧力上昇により開放状態となった開孔１４を通って出口通路Ｐｂを経て外界に排出される。これにより、収容空間Ｍ内に予め収容されていた気体と吹き込まれた呼気とが置換されて、収容空間Ｍ内に呼気が採取される。
【００２７】
したがって、この実施形態の呼気採取容器１によれば、容器本体３の収容空間Ｍ内の気体を置換して呼気試料を採取する構成としたことから、吹き込み力の弱い者でも容易に吹き込むことができるとともに、被験者が深呼吸をした後に呼気を吹き込んでも深呼吸により吸い込んだ外気（検査対象成分が含まれていない可能性の高い呼気）がそのまま採取されるのを防止することができる。しかも、吹き込んだ呼気をパイプ１３によって容器本体３の底部３ｂに一旦導いてから収容空間Ｍ内の気体と置換する構成としたことから、吹き込んだ呼気がすぐさま開孔１４を通って排出されてしないようにして、より確実に呼気試料を採取することができる。
【００２８】
なお、この実施形態の呼気採取容器１によれば、収容空間Ｍへの外気の導入を阻止する一方、呼気の吹き込みに伴い開孔１４を開放して該収容空間Ｍ内の気体を排出させる排気弁４７を設けたことから、採取した呼気を収容空間Ｍ内に閉じ込めておくことができ、すなわち、呼気を吹き込んだ後、オーバーキャップ３１等で収容空間Ｍを強固に密閉するまでの間に採取した呼気が開孔１４を通って外部に漏れ出るのを防止することができる。
【００２９】
また、この実施形態の呼気採取容器１によれば、排気弁４７に加えて、入口通路に配置され、呼気の吹き込み時のみ開放する吸気弁４９を設けたことから、採取した呼気をより確実に収納空間内に閉じ込めておくことができる。
【００３０】
さらに、この実施形態の呼気採取容器１によれば、排気弁４７と吸気弁４９とを、ベースキャップ１１とノズル部材１５との相互間に設けられた連結体４３を介して一体成形したことから、ノズル部材１５およびベースキャップ１１への吸気弁４９および排気弁４７の組み付けを容易に行うことができるとともに、部品点数を削減することができる。また、連結体４３を、内筒壁２１と垂下壁４５との相互間に気密に配設することで、連結体４３を隔てて半径方向に隣接する入口通路Ｐａと出口通路Ｐｂとを遮断することができ、予め内部空間内に存在する気体と吹き込んだ呼気との置換をより確実に行うことができる。
【００３１】
また、この実施形態の呼気採取容器１によれば、上記構成になるオーバーキャップ３１を設けたことから、出口通路Ｐｂにつながるオーバーキャップ３１内の内側空間を気密に保持することができるので、容器の輸送中等に容器本体３に衝撃が加わった場合でも収容空間Ｍ内の呼気試料が外部に漏れ出るのを確実に防止することができる。
【００３２】
次いで、この発明の他の実施形態の呼気採取容器１について図４および図５を参照して説明する。なお、図１〜図３を参照して説明した要素と同様の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３３】
図４に示すように、この実施形態の呼気採取容器１は、まず、パイプ１３を図１で示した実施形態の呼気採取容器１のパイプ１３よりも細くし、パイプ１３の長さの短縮化を図ったものである。すなわち、このようにパイプ１３の径を小さくすることで吹き込まれた呼気の流速をパイプ１３を通すことで増大させることができるので、パイプ１３の長さを短くしても（図示例ではパイプ１３の下端は概ね容器本体３の肩部上端に位置している。）、吹き込まれた呼気を容器本体３の底部３ｂまで導くことができる。
【００３４】
また、この実施形態の呼気採取容器１は、ノズル部材１５の上面壁３７に、図１〜３で示した切り欠き部２３ａに代えて、開孔１４から排出された気体を外界に向けて排出する排出孔６０を設けている。このようにすることで、図示のようにオーバーキャップ３１の外側周壁５３をベースキャップ１１の周壁７まで延出させなくとも収容空間Ｍの密封が可能となるので、容器のコンパクト化を図ることができる他、材料を削減することができる。具体的には、ノズル部材１５の上面壁３７から高さの低い筒壁６２を立設してその筒壁６２の外周面にオーバーキャップ３１の外側周壁５３の下端部を気密に嵌合させるとともに、ノズル本体部３３の外周面に、オーバーキャップ３１の外側周壁５３の内周面に圧接する環状突起３３ａを形成することにより、オーバーキャップ３１の内側空間を気密に保持する構成としている。
【００３５】
図５は、図４の呼気採取容器１につき、呼気を吹き込んだ際の呼気および容器本体３内の気体の流れを示している。この図に示すように、ノズル本体部３３の上端開口から呼気を吹き込むと、吹き込まれた呼気は、入口通路Ｐａおよびパイプ１３を通って加速された後、収容空間Ｍ内の底部３ｂ近傍に導かれ、収容空間Ｍ内の気体はこの呼気よって上方に押されて開孔１４および排気孔６０を通って外界に排出される。
【００３６】
以上、図示例に基づきこの発明を説明したが、この発明は特許請求の範囲の記載範囲内で適宜に変更、改良することができ、例えば、上記実施形態では、パイプは、ベースキャップとは別体として形成されるものであったが、図６に示す例のように、貫通開孔９を囲繞するパイプ１３’をベースキャップ１１の天壁５に一体に形成してもよい。また、上記実施形態では、ベースキャップ１１とノズル本体部３３とは別体として説明したが、ベースキャップの内筒壁を図示例のものよりも上方に延長してノズルとしてもよい（図示省略）。また、排気弁および吸気弁は省略してもよく、あるいは、排気弁および吸気弁の何れか一方のみ設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
かくして、この発明により、吹き込み力の弱い者でも確実に使用することができ、かつ、被験者が深呼吸により吸い込んだ外気がそのまま採取されるのを防止して呼気試料の正確な測定を可能とする呼気採取容器を提供することが可能となった。
【符号の説明】
【００３８】
１  呼気採取容器
３  容器本体
３ａ  口部
３ｂ  底部
３ｃ  胴部
３ｄ  肩部
５  天壁
７  周壁
９  貫通開孔
１１  ベースキャップ
１３，１３’  パイプ
１４  開孔
１５  ノズル部材
１７，１９  ねじ
２１  内筒壁
２３  外筒壁
２３ａ  切り欠き部
２５  保持壁
２７  インナーリング
２９  フランジ
３１  オーバーキャップ
３３  ノズル本体部
３５  装着部
３７  上面壁
３９  外側嵌合壁
４１  内側嵌合壁
４３  連結体
４５  垂下壁
４７  排気弁
４９  吸気弁
５１  頂壁
５３  外側周壁
５５  シールリング
６０  排気孔
６２  筒壁
【図１】
0005681053.tif 000002
【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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