(57)【要約】【課題】  簡易な構成により製造コストを低減しつつ、材質に関わらず被収容物の量を容器毎に高精度に検出する残量検知装置を得る。【解決手段】  点滴容器１２の左側隔壁１２Ａの外面側に、周囲に磁場を生じさせるマグネット１６が接着されて取り付けられる。磁束方向の変化を検出し得るスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２の感応部２２Ａが、基板２２Ｂに搭載された形で設けられる。基板２２Ｂが点滴容器１２の右側隔壁１２Ｂの外面側に取り付けられて、スピンバルブ型ＧＭＲ素子２２の感応部２２Ａが点滴容器１２外に配置される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被収容物の量に応じて隔壁が変形する容器の内部における被収容物の残量を検出し得る残量検知装置であって、
容器に設置され且つ周囲に磁場を生じさせる磁場発生部材と、
容器に設置され且つ容器の隔壁の変形に伴う磁場発生部材が生じさせた磁束の変化を検出する磁場感応素子と、
を有することを特徴とする残量検知装置。
【請求項２】
バイアス磁場を生じさせるバイアス磁場発生源が、容器の隔壁上における磁場感応素子の周囲に配置されたことを特徴とする請求項１記載の残量検知装置。
【請求項３】
磁場発生部材を容器に複数設置したことを特徴とする請求項１或いは請求項２に記載の残量検知装置。
【請求項４】
非磁性体材料により隔壁が形成された容器に用いられることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の残量検知装置。
【請求項５】
磁場感応素子が、磁束方向の変化を検出し得る磁化方向感応素子とされることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の残量検知装置。
【請求項６】
容器の隔壁の変形に伴う磁化方向感応素子を形成した面内においての磁束方向の変化で、直線状に特性値が変化する向きに磁化方向感応素子を配置したことを特徴とする請求項５記載の残量検知装置。
【請求項７】
容器の隔壁の変形に伴う磁化方向感応素子を形成した面に対して垂直な面内においての磁束方向の変化で、直線状に特性値が変化する向きに磁化方向感応素子を配置したことを特徴とする請求項５記載の残量検知装置。
【請求項８】
磁化方向感応素子が、スピンバルブ型ＧＭＲ素子の感応部とされたことを特徴とする請求項５から請求項７の何れかに記載の残量検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡易な構成により製造コストを低減しつつ、材質に関わらず被収容物の量を高精度に検出し得る残量検知装置に関し、特に容器に入れられた液体、気体、粉体や顆粒体等の固体の残量を、簡易に測定し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
容器内に収容されている被収容物の残量を検出できた場合には、種々の対応が可能となって便利となるので、各種の分野で残量を検出する為の残量検知装置が考えられている。そして、この残量検知装置としては、従来より例えば機械式或いは電子式などが存在している。
【０００３】
これら残量検知装置の内の機械式で検知するものの一例として、表示テープを剥離自在に貼り付けた開孔部が外装箱に設けられ、この表示テープの一端が液体の入った内袋に接合された構造を有するものが、下記の特許文献１に開示されている。つまり、この特許文献１では、液体の減少に伴って内袋が変形するのに合わせて、開孔部から表示テープが剥がれていく為、この表示テープの剥離状態を目視により確認でき、或いは同じくこの剥離状態を発光素子及び受光素子を用いて電気的に検知可能ともしている。
【０００４】
この一方、電子式の従来例としては、光透過、屈折及び反射などの変化を用いて被収容物である液体等の有無を検出するものが多いが、電気導通状態の変化を用いて検出するものも有る。例えば、電気導通状態で検知するものの一例として、複数の液体収容空間が直列回路を構成するように導通ピンで接続されると共に、複数並んだ液体収容空間の両端部分に残検ピンが配置された構造のものが、下記の特許文献２に開示されている。そして、この特許文献２では、残検ピンに電圧を加えて、流れる電流の大小により、所定量の液体の有無を検知するようにしていた。
【０００５】
また、残量検知装置の内の光反射状態で検知するものの一例として、インクを吸収した多孔質部材が内蔵されているインクカートリッジの側壁に、透明な窓が設けられ、この透明な窓の外側に発光素子及び受光素子が配置された構造とされるものが、下記の特許文献３に開示されている。
【０００６】
そして、この特許文献３では、発光素子からの光が透明な窓を通過して多孔質部材に到達し、インクカートリッジ内にインクが有る場合には、多孔質部材からの反射光により受光素子が大きな出力信号を出し、またインクカートリッジ内にインクが無い場合には、多孔質部材からの反射光が散乱して受光素子が出力信号を出さない結果、インクの有無が検出可能となる。
【０００７】
さらに、残量検知装置の内の光遮断による検知の一例として、検出用のホトインタラプタが存在すると共に、永久磁石にフラグが取り付けられていて、残量検知の際において永久磁石の自重によりこのフラグがインク袋を押圧する構造とされるものが、下記の特許文献４に開示されている。従って、この特許文献４では、残量検知時にフラグがインク袋を押圧するが、インク残量が少なくなった場合、永久磁石に取り付けられたフラグがホトインタラプタを遮って、インクが無いことを知らせるようになっている。
【特許文献１】特開平５−１６９６８号公報
【特許文献２】特開平８−１２７１３６号公報
【特許文献３】特開平７−１１７２３８号公報
【特許文献４】特開平６−９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の機械式による検知の例では、外装箱及び内袋に表示テープを貼り付けるための作業が簡単でないのに伴い、製造コストが増大する欠点があり、また、液体の減少に伴って表示テープが均一に剥がれない虞がある結果として、特に発光素子及び受光素子を用いた場合には、安定して残量を検知できない欠点を有していた。
【０００９】
特許文献２の電気導通状態による検知の例では、絶縁体に近い性質の被収容物の残量検知が出来ない欠点を有しているだけでなく、複数存在する液体収容空間内の液体残量を個々に検知出来ない欠点を有していた。
【００１０】
特許文献３や特許文献４の光を用いた検知の例では、発光素子、受光素子、透明な窓及びホトインタラプタにインクなどの汚れが生じた場合、検知精度が悪くなる虞を有していた。
本発明は上記事実を考慮し、簡易な構成により製造コストを低減しつつ、材質に関わらず被収容物の量を容器毎に高精度に検出し得る残量検知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】
【００１１】
請求項１による残量検知装置は、被収容物の量に応じて隔壁が変形する容器の内部における被収容物の残量を検出し得る残量検知装置であって、
容器に設置され且つ周囲に磁場を生じさせる磁場発生部材と、
容器に設置され且つ容器の隔壁の変形に伴う磁場発生部材が生じさせた磁束の変化を検出する磁場感応素子と、
を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項１に係る残量検知装置では、被収容物の量に応じて隔壁が変形する容器に設置された磁場発生部材がその周囲に磁場を生じさせ、この容器の隔壁の変形に伴う磁場発生部材が生じさせる磁束の変化を、磁場感応素子が検出する構成になっている。
【００１３】
従って、容器内に収容される液体、気体、固体等の被収容物の残量が変化した場合、容器の隔壁が変形するのに伴って、少なくとも磁場発生部材或いは磁場感応素子が変位するようになり、この変位に合わせて磁場発生部材と磁場感応素子との間の相対的な位置関係が変化する。この際、磁場発生部材がその周囲に磁場を生じさせているので、これらの間の相対的な位置関係が変化するに伴うこの磁場内の磁束の変化を、磁場感応素子の特性値が変わる形に変換することにより、容器内における被収容物の残量の変化をこの磁場感応素子が検出するようになる。
【００１４】
以上より、本請求項によれば、磁場発生部材及び磁場感応素子を用い、磁束の変化によって被収容物の残量を検出するようにしたことで、被収容物である検知物が絶縁体或いは導体であるかに関わりなく、容器内の残量を精度良く検知できるようになる。さらに、本請求項では、光を用いて検知するものと異なり、光の透過や反射などの為の透明な窓を作る必要がなくなるだけでなく、インクなどを被収容物としたときに、このインクにより残量検知装置が汚れても誤動作することが無いので、検知精度が低下しないようになる。
【００１５】
つまり、磁場発生部材及び磁場感応素子のみの簡易な構造の残量検知装置により、磁束の変化の形で被収容物の材質に関わらず容器の隔壁の変形を高精度に検出できることになる。従って、本請求項の残量検知装置によれば、簡易な構成となるのに伴いこの残量検知装置の製造コストを低減できるだけでなく、材質に関わらず容器毎に内部の被収容物の量を高精度に検出できるようになる。
【００１６】
他方、磁場発生部材として、単に周囲に磁場を生じさせるフェライトマグネット等の磁石のみならず、塗布型磁性体や薄膜型磁性体などの磁化物であっても良いので、これら薄型の磁化物を用いて薄型構造にできる結果として、磁場発生部材を容器の隔壁上に違和感なく配置可能ともなる。
【００１７】
請求項２に係る残量検知装置によれば、請求項１の残量検知装置と同様の構成の他に、バイアス磁場を生じさせるバイアス磁場発生源が、容器の隔壁上における磁場感応素子の周囲に配置されたという構成を有している。
【００１８】
つまり、磁場感応素子による被収容物の残量の検出に誤差を与える可能性の有る例えばモータなどの磁場発生物が近くに存在している場合でも、本請求項のようにバイアス磁場発生源によるバイアス磁場を外部磁場として磁場感応素子の周囲に予め与えておけば、請求項１の作用効果の他、モータなどの磁場発生物に影響されず、容器内の被収容物の残量の変化を正確に検出できるという作用をも奏するようになる。
【００１９】
請求項３に係る残量検知装置によれば、請求項１及び請求項２の残量検知装置と同様の構成の他に、磁場発生部材を容器に複数設置したという構成を有している。つまり、本請求項では、磁場発生部材を容器に複数設置したことから、磁場感応素子が複数の磁場発生部材の磁束を個々に検出可能となるのに伴い、請求項１の作用効果の他、容器内における被収容物の残量を多段階的に検出できるという作用をも奏するようになる。
【００２０】
請求項４に係る残量検知装置によれば、請求項１から請求項３の残量検知装置と同様の構成の他に、非磁性体材料により隔壁が形成された容器に用いられるという構成を有している。従って、マグネット等を形成する材料と性質の異なる非磁性体材料によって容器の隔壁が形成されたことで、容器の隔壁自体から磁束が生じる虞がなくなり、磁場発生部材以外の部材による磁場の影響を受けないようになる。
【００２１】
この結果として、被収容物の残量が変化して容器の隔壁が変形するのに伴う磁場発生部材と磁場感応素子との間の相対変位で、磁場感応素子が磁束の変化をより正確に検出可能となる。つまり、本請求項によれば、容器内における被収容物の残量の変化を一層確実に検出できるようになり、請求項１の作用効果がより確実に達成されることになる。
【００２２】
請求項５に係る残量検知装置によれば、請求項１から請求項４の残量検知装置と同様の構成の他に、磁場感応素子が、磁束方向の変化を検出し得る磁化方向感応素子とされるという構成を有している。つまり、本請求項では、磁場内における磁束の強さの変化を検出するのではなく、磁場内における磁束方向の変化を磁化方向感応素子により検出する為、磁化物等で構成される磁場発生部材の初期の保磁力ばらつきや経年変化による保磁力の低下に影響されず、より一層高精度で高性能な残量検知装置となるという作用を、請求項１の作用効果の他に奏するようになる。
【００２３】
ここで、残量検知装置の小型化を可能とする磁化方向感応素子としてスピンバルブ巨大磁気抵抗素子（以下、スピンバルブ型ＧＭＲ素子という）を用いることが考えられる。つまり、このスピンバルブ型ＧＭＲ素子は、磁気の強弱を検出する他の素子とは違って、微少な磁束方向の角度変化で抵抗が変化する素子である為、上記のように磁場発生部材等の磁化物の保磁力の低下などによる経年変化に影響されないようになる。
【００２４】
そして、この微少な磁束方向の角度変化により抵抗が変化する特性を応用し、磁場発生部材の磁束方向の変化を捕らえられる位置関係で、このスピンバルブ型ＧＭＲ素子の感応部を適切に配置することにより、磁場発生部材の微少変位をも検出可能となる。
【００２５】
請求項６に係る残量検知装置によれば、請求項５の残量検知装置と同様の構成の他に、容器の隔壁の変形に伴う磁化方向感応素子を形成した面内においての磁束方向の変化で、直線状に特性値が変化する向きに磁化方向感応素子を配置したという構成を有している。従って、磁化方向感応素子を形成した面内における磁束方向の変化により、磁化方向感応素子の特性値が直線状に変化する向きに配置されることで、磁化方向感応素子の性能が有効に生かされて請求項１の作用効果がより確実に達成されるようになる。
【００２６】
請求項７に係る残量検知装置によれば、請求項５の残量検知装置と同様の構成の他に、容器の隔壁の変形に伴う磁化方向感応素子を形成した面に対して垂直な面内においての磁束方向の変化で、直線状に特性値が変化する向きに磁化方向感応素子を配置したという構成を有している。従って、磁化方向感応素子を形成した面に対して垂直な面内における磁束方向の変化により、磁化方向感応素子の特性値が直線状に変化する向きに配置されることで、請求項６と同様に、磁化方向感応素子の性能が有効に生かされて請求項１の作用効果がより確実に達成されるようになる。
【００２７】
請求項８に係る残量検知装置によれば、請求項５から請求項７の残量検知装置と同様の構成の他に、磁化方向感応素子が、スピンバルブ型ＧＭＲ素子の感応部とされるという構成を有している。従って、本請求項によれば、磁化方向感応素子がスピンバルブ型ＧＭＲ素子の感応部とされたことで、磁場発生部材の変位に伴う磁束方向の変化を確実に検出可能となり、請求項１の作用効果がより確実に達成できるようになる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、簡易な構成により製造コストを低減しつつ、材質に関わらず被収容物の量を高精度に検出できる残量検知装置が得られることになる。特に、この残量検知装置は、容器に入れられた液体、気体、粉体や顆粒体等の固体の残量を測定するのに好適なものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係る残量検知装置の第１の実施の形態を図１から図８に示し、これらの図面に基づき本実施の形態を説明する。
図１に示すように本実施の形態に係る残量検知装置１０のセンサ部分は、例えば内部に輸液用液体Ｌが被収容物として収容される点滴容器１２に、設置されている。この輸液用液体Ｌは、点滴容器１２の下部に配置された吐出口１４から外部に供給されるようになっていて、輸液用液体Ｌが吐出口１４を介して外部に供給されるのに伴い、点滴容器１２内における輸液用液体Ｌの残量が順次少なくなる構造になっている。
【００３０】
そして、点滴容器１２を構成する隔壁としては、図１に示すように一対の側部隔壁１２Ｃの他、左側隔壁１２Ａ及び右側隔壁１２Ｂ等が有り、輸液用液体Ｌの残量に応じて変形するように、それぞれ非磁性体材料である可撓性を有した合成樹脂材によってこれら隔壁１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、形成されている。
【００３１】
さらに、図１、図３及び図４に示すように、この点滴容器１２の左側隔壁１２Ａの外面側には、周囲に磁場を生じさせる磁場発生部材であるマグネット１６が接着されて取り付けられている。このマグネット１６の図３及び図４における左右の端面の中心部分にはそれぞれ磁極Ｎ，Ｓが有り、図３及び図４に示すようにマグネット１６の左右の端面の中心から磁束Ｂが広がるように存在している。
【００３２】
この一方、マグネット１６から生じる磁束Ｂの向きである磁束方向の変化を検出する為の磁化方向感応素子とされるスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２の感応部２２Ａが、図５及び図６に示すように基板２２Ｂに搭載された形で設けられている。そして、図１に示すようにこの基板２２Ｂが、点滴容器１２の右側隔壁１２Ｂの外面側に接着されて取り付けられることで、左側隔壁１２Ａの外面側に配置されるマグネット１６と隙間を有しつつ対向して、このスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２の感応部２２Ａが点滴容器１２外に配置される形となる。この為、点滴容器１２の隔壁１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの変形に伴うマグネット１６が生じさせた磁束方向の変化をこの感応部２２Ａが検出できることになる。
【００３３】
尚、スピンバルブ型ＧＭＲ素子２２の感応部２２Ａは、基板２２Ｂ上を等間隔でジグザグに延びる形となっていて、一対の端子２２Ｃがこの感応部２２Ａにそれぞれ繋がった構造になっている。この為、図５及び図６に示す基板２２Ｂの表面が、感応部２２Ａを形成した平面Ｐ１とされることになる。
【００３４】
さらに、図１に示すこのスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２は、基板２２Ｂ上の一対の端子２２Ｃと一対の配線１８Ａ、１８Ｂの端部との間が繋がる形で、これら一対の配線１８Ａ、１８Ｂに接続されるような構造とされていて、感応部２２Ａにそれぞれ繋がる一対の端子２２Ｃが、一対の配線１８Ａ、１８Ｂを介して、外部の図示しない残量表示部２４に接続されることになる。この残量表示部２４は、図２に示す電源２６、抵抗２８及びＣＰＵ（中央演算ユニット）３０の他、図示しないランプやスピーカ等により構成されている。
【００３５】
尚、図５及び図６に示すスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２の感応部２２Ａは、図７（Ａ）に示すように、磁化方向が固定されている強磁性体のピン層３１、非磁性体の中間層３２及び、磁化方向がその面内で自由に変化する強磁性体のフリー層３３が、積層されて形成されている。
【００３６】
そして、このフリー層３３の磁化方向Ｅは外部の磁束Ｂの向きに合わせて変化するようになっていて、図７（Ｂ）に示すようにピン層３１の磁化方向Ｄに対してフリー層３３の磁化方向Ｅが逆向きとなるようにフリー層３３の面内で変化した場合には、抵抗が最大となり、また、図７（Ｃ）に示すようにピン層３１の磁化方向Ｄに対してフリー層３３の磁化方向Ｅが一致するようにフリー層３３の面内で変化した場合には、抵抗が最小となる。このことから、スピンバルブ型ＧＭＲ素子２２の感応部２２Ａが、周囲の磁束方向の変化を検出できるようになる。
【００３７】
以上のように本実施の形態では、微少な磁束方向の角度変化により特性値である抵抗値が変化するスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２の感応部２２Ａが、磁化方向感応素子とされている。これに伴い、図５及び図６に示す磁束方向の角度θ１が平面Ｐ１内で変化することで、図８に示すグラフのようにこの感応部２２Ａの抵抗値が変化することになる。
【００３８】
但し、この図８においては、ピン層磁化方向Ｄと磁束Ｂの向きである磁化方向Ｅとが一致した時の角度θ１を０°とし、ピン層磁化方向Ｄと磁束Ｂの向きである磁化方向Ｅとが逆向きとなった時の角度θ１を１８０°としていて、角度θ１が０°及び１８０°の時が、図５及び図６の矢印Ａで示す方向であるこの感応部２２Ａの特に磁束方向の変化に敏感な方向とされている。
【００３９】
つまり、本実施の形態では、点滴容器１２内の輸液用液体Ｌの残量が減るのに伴い左側隔壁１２Ａ及び右側隔壁１２Ｂが変形し、この変形に応じて相互に異なる隔壁に配置されたマグネット１６とスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２の感応部２２Ａとの間に、相対変位が生じる。そして、これらの間の相対変位に伴って、感応部２２Ａを形成する図５及び図６に示す平面Ｐ１内において磁束方向の角度θ１を変化させる形となる。但しこの際、本実施の形態では、直線状に抵抗値が変化する図８に示すグラフ内の領域Ｔ１内において、角度θ１を変化するようにした。
【００４０】
例えば、図５に示す十分な量の輸液用液体Ｌが収容された初期状態から、輸液用液体Ｌが減少するのに伴いマグネット１６と感応部２２Ａとの間が相対的に変位して、図６に示すように磁束方向の角度θ１が大きくなる結果として、抵抗値が増加するようになる。これに合わせて、抵抗値を電圧値に変換した形の検出データを、前述の配線１８Ａ、１８Ｂを介して感応部２２Ａから残量表示部２４に取り出すことができ、残量表示部２４内のＣＰＵ３０で演算処理して、必要な場合にランプやスピーカ等により光や音で外部に知らせるようになっている。
【００４１】
この際、磁束方向の変化に敏感な方向が、輸液用液体Ｌの残量の変化により隔壁１２Ａ、１２Ｂが変形する方向と一致する形で、感応部２２Ａが配置されることにより、磁束方向の変化を感応部２２Ａの抵抗値の変化で確実に捕らえるようになる。
【００４２】
次に、本実施の形態に係る残量検知装置１０の作用を説明する。
本実施の形態に係る残量検知装置１０では、輸液用液体Ｌの量に応じて隔壁が変形する点滴容器１２の内の左側隔壁１２Ａに設置されたマグネット１６が、磁極Ｎ，Ｓの存在に伴ってその周囲に磁場を生じさせる。この点滴容器１２の隔壁の変形に伴うマグネット１６が生じさせる磁束方向の変化を、点滴容器１２の右側隔壁１２Ｂにマグネット１６と対向して設置されたスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２の感応部２２Ａが検出する。そして、この検出データに基づき輸液用液体Ｌの量が所定量より少なくなったか否を残量表示部２４で表示する構造になっている。
【００４３】
但し、磁束方向の変化を検出し得るこの感応部２２Ａは、隔壁１２Ａ、１２Ｂの変形に伴う感応部２２Ａを形成した平面Ｐ１内においての磁束方向の変化で、直線状に特性値である抵抗値が変化する向きに、配置されている。
【００４４】
従って、点滴容器１２内に収容される輸液用液体Ｌの残量が変化した場合、点滴容器１２の隔壁１２Ａ、１２Ｂが変形するのに伴って、マグネット１６及び感応部２２Ａが変位するようになり、この変位に合わせてマグネット１６と感応部２２Ａとの間の相対的な位置関係が変化することになる。
【００４５】
この際、磁極Ｎ，Ｓ間を繋ぐ磁束Ｂを有するのに伴いマグネット１６がその周囲に磁場を生じさせているので、これらの間の相対的な位置関係が変化するに伴い、この磁場内における磁束方向の変化を感応部２２Ａが検知して、この感応部２２Ａの抵抗値が変わる形で、点滴容器１２内における輸液用液体Ｌの残量の変化を検出できるようになる。
【００４６】
具体的には、図５に示す十分な量の輸液用液体Ｌが収容された初期状態から、輸液用液体Ｌの残量が減少して図６に示すような警告発生状態になるのに伴い、感応部２２Ａの抵抗値が変わり、電圧値に変換した形で感応部２２Ａから取り出した検出データが残量表示部２４に入力されることで、残量表示部２４内のランプやスピーカ等から点滅光や警告音等の警告が発せられるようになっている。これにより、例えば看護師が、点滴容器１２内における輸液用液体Ｌの残量が少なくなって点滴の終了が近いことを知り、点滴容器１２の取り外しの準備や、新たな点滴容器１２を用意することが可能となる。
【００４７】
以上より、本実施の形態によれば、マグネット１６及び感応部２２Ａを用いて、磁束方向の変化の形で輸液用液体Ｌの残量を検出するようにしたことで、輸液用液体Ｌが絶縁体或いは導体であるかに関わりなく、点滴容器１２内の残量を精度良く検知できるようになる。さらに、本実施の形態では、光を用いて検知するものと異なり、透明な窓を作る必要がなくなるだけでなく、輸液用液体Ｌにより残量検知装置１０が汚れても誤動作することが無いので、検知精度が低下しない。
【００４８】
つまり、マグネット１６及びスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２のみを点滴容器１２に取り付けるだけの簡易な構造であり、また、磁束方向の変化を捕らえて輸液用液体Ｌの材質に関わらず点滴容器１２の隔壁の変形を高精度で検出できることになる。従って、本実施の形態の残量検知装置１０によれば、簡易な構成となるのに伴いこの残量検知装置１０の製造コストを低減できるだけでなく、点滴容器１２内の輸液用液体Ｌの量を被収容物の材質に関わらず高精度に検出できるようになる。
【００４９】
また、本実施の形態では、磁化物等で構成されるマグネット１６と磁束方向の変化を検出し得るスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２との相対的な位置関係のみにより感応部２２Ａの抵抗値が決定されることになる。この為、残量検知装置１０の量産時における初期のマグネット１６の保磁力ばらつきや、経年変化によるマグネット１６の保磁力の低下に影響されず、残量検知装置１０による検出にばらつきが生じないようにもなるので、高精度で高性能な残量検知装置１０となる。
【００５０】
尚、上記のような作用効果を奏する際に、点滴容器１２の隔壁１２Ａ、１２Ｂの変形に伴う感応部２２Ａを形成する図５及び図６に示す平面Ｐ１内においての磁束方向の変化により、感応部２２Ａの抵抗値が直線状に変化する向きに、マグネット１６に対して感応部２２Ａを配置したことで、感応部２２Ａの性能がより有効に生かされるようになる。
【００５１】
次に、本発明に係る残量検知装置の第２の実施の形態を図９から図１２に示し、これら図面に基づき本実施の形態を説明する。尚、第１の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
本実施の形態の残量検知装置１０は、第１の実施の形態と同様にマグネット１６及びスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２を有しているものの、第１の実施の形態と異なって、スピンバルブ型ＧＭＲ素子２２の感応部２２Ａが、図９に示すように点滴容器１２の右側隔壁１２Ｂと平行になるように、この右側隔壁１２Ｂに配置された構造になっている。
【００５２】
図１０及び図１１に示すように本実施の形態では、感応部２２Ａを形成した平面Ｐ１に対して垂直且つ矢印Ａ方向に沿った平面Ｐ２内においての、左側の側部隔壁１２Ｂの変形に伴う磁束方向の変化で、直線状に特性値である抵抗値が変化する向きに、スピンバルブ型ＧＭＲ素子２２の感応部２２Ａが配置されたことになる。
【００５３】
つまり、本実施の形態では、図１０に示す初期状態から、図１１に示す警告発生状態になると、左側の側部隔壁１２Ｂの変形に応じて、マグネット１６とスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２の感応部２２Ａとの間に相対変位が生じる。そして、左側の側部隔壁１２Ｂの変形に伴って、感応部２２Ａを形成する平面Ｐ１に対して垂直な平面Ｐ２内において、磁束方向の角度θ２が図１０から図１１のように大きくなる。
【００５４】
具体的に本実施の形態では、図１２に示すグラフ内の領域Ｔ２内において角度θ２を変化するような位置関係に感応部２２Ａを配置したので、磁束Ｂの向きのベクトルの変化に伴って、抵抗値が低い状態から高い状態に、直線状に抵抗値が増加するように変化するようになった。この結果、第１の実施の形態と同様に、磁束方向の変化に敏感な方向が、輸液用液体Ｌの残量の変化により隔壁１２Ａ、１２Ｂが変形する方向と一致する形で、感応部２２Ａが配置されたことになり、磁束方向の変化を感応部２２Ａの抵抗値の変化で確実に捕らえるようになった。
【００５５】
以上のように、本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果が生じる共に、感応部２２Ａが形成される平面Ｐ１に対して垂直な平面Ｐ２内における磁束方向の変化により、感応部２２Ａの特性値が直線状に変化することで、感応部２２Ａの特性が有効に生かされるようになる。
【００５６】
次に、本発明に係る残量検知装置の第３の実施の形態を図１３に示し、この図面に基づき本実施の形態を説明する。尚、第１の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
本実施の形態の残量検知装置１０は、第１の実施の形態と同様にマグネット１６及びスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２を有しているだけでなく、図１３に示すようにバイアス磁場を生じさせるバイアス磁場発生源４０をも有している。そして、このバイアス磁場発生源４０が、点滴容器１２の右側隔壁１２Ｂ上におけるスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２の周囲の位置とされるこのスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２に隣接した箇所に配置されている。
【００５７】
つまり、このバイアス磁場発生源４０によるバイアス磁場の磁束Ｂを外部磁場として感応部２２Ａに予め加えた形となっている。この為、本実施の形態では第１の実施の形態と同様に、残量検知装置１０の製造コストを低減できると共に、被収容物の材質に関わらず点滴容器１２内の残量を高精度に検出できるだけでなく、モータなどの磁場発生物が近くに存在している場合でも、初期の磁束方向が一定となって、この外部の磁場発生物に影響されないようになる。
【００５８】
例えば初期状態では、図８及び図１２のグラフにおいて点Ｐで表す箇所に対応する磁束方向となるように、スピンバルブ型ＧＭＲ素子２２の感応部２２Ａにバイアス磁場発生源４０の磁束Ｂを加わえておくことができるので、点滴容器１２内の輸液用液体Ｌの残量の変化を誤差なく、より高精度に検出できるようになる。
【００５９】
次に、本発明に係る残量検知装置の第４の実施の形態を図１４から図１６に示し、これら図面に基づき本実施の形態を説明する。尚、第１の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
本実施の形態の残量検知装置１０は、図１４及び図１５に示すように、複数（本例では３つ）のスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２が点滴容器１２の右側隔壁１２Ｂに設置されていると共に、各スピンバルブ型ＧＭＲ素子２２に対応するように複数（本例では３つ）のマグネット１６が点滴容器１２の左側隔壁１２Ａに設置された構造になっている。
【００６０】
また、図１６に示すように、各スピンバルブ型ＧＭＲ素子２２はそれぞれ残量表示部２４のＣＰＵ３０に接続されることになり、これに伴い必要な検出データが、配線１８Ａ、１８Ｂを介して各スピンバルブ型ＧＭＲ素子２２の感応部２２Ａから残量表示部２４のＣＰＵ３０に送られて、ランプやスピーカ等により検出結果を表示できるようになる。
【００６１】
但し、本実施の形態では、複数のマグネット１６と対応してスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２が複数存在しているので、点滴容器１２内の輸液用液体Ｌの残量が少なくなるのに従って、磁束方向の変化を各スピンバルブ型ＧＭＲ素子２２が順次検出する形となって、残量の検知がより高精度となる。この為、残量表示部２４で検出結果を表示する際に、輸液用液体Ｌの残量をより詳細に表示することも可能となる。
【００６２】
具体的には、図１４に示す初期状態から点滴容器１２内の輸液用液体Ｌの残量が少なくなり、図１５に示す状態となったときには、最上部に位置するスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２のみが磁束方向の変化を検出できることになり、これに伴って、残量表示部２４のＣＰＵ３０が若干少なくなって来たと判断できる。
【００６３】
更に輸液用液体Ｌの残量が少なくなった場合には、中央に位置するスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２も磁束方向の変化を検出して、より残量が少なくなったとＣＰＵ３０が判断でき、また、最下部に位置するスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２も磁束方向の変化を検出したときには、残量が殆どないとＣＰＵ３０が判断できるようになる。
【００６４】
次に、本発明に係る残量検知装置の第５の実施の形態を図１７に示し、この図面に基づき本実施の形態を説明する。尚、第１の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
本実施の形態の残量検知装置１０は、第１の実施の形態と同様にスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２を一つ有しているものの、図１７に示すように、点滴容器１２の左側隔壁１２Ａの上下方向に沿って複数のマグネット１６が順次設置された構造になっている。
【００６５】
従って、本実施の形態では、複数のマグネット１６による磁束方向の変化をスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２の感応部２２Ａが順次検出する形となるので、一つのスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２によって、点滴容器１２内の輸液用液体Ｌの残量をより詳細に検出可能となる。
【００６６】
次に、本発明に係る残量検知装置の第６の実施の形態を図１８に示し、この図面に基づき本実施の形態を説明する。尚、第１の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
本実施の形態の残量検知装置１０は、第１の実施の形態と同様にスピンバルブ型ＧＭＲ素子２２を有しているものの、図１８に示すように、厚くなりがちなマグネット１６の替わりに、点滴容器１２の左側隔壁１２Ａの表面に磁場発生部材として磁場発生膜４２を塗布して配置するような構造を採用している。
【００６７】
つまり、微小な磁性体を分散した形で含んだバインダを単に塗布して配向乾燥するだけで、磁場発生膜４２を左側隔壁１２Ａの表面に配置可能となるので、本実施の形態によれば、残量検知装置１０の製造が容易となってこの残量検知装置１０の製造コストがより低減されるようになるだけでなく、磁場発生部材の薄型化、小型化が図れるようになる。
【００６８】
但し、上記実施の形態のように磁場発生膜４２を左側隔壁１２Ａに塗布する替わりに、蒸着やスパッタリング等によって薄膜とされる磁場発生部材を左側隔壁１２Ａの表面に配置する構造にしても良い。このように、蒸着やスパッタリング等によって薄膜とした磁場発生部材を左側隔壁１２Ａの表面に配置することにより、この磁場発生部材をより薄くしつつ必要な強さの磁場を確保できるようになる。つまりこの結果として、薄型化、小型化をより一層図ることが可能となる。
【００６９】
以上のような本実施の形態によれば、磁場発生部材として、単に周囲に磁場を生じさせるフェライトマグネット等の磁石のみならず、塗布型磁性体や薄膜型磁性体などの磁化物であっても良いことになる。この為、磁場発生部材をより薄型構造にできる結果として、本実施の形態では、点滴容器１２の左側隔壁１２Ａ上に磁場発生部材を違和感なく配置可能になった。
【００７０】
この一方、上記実施の形態と異なって、磁場発生膜４２が塗布されたテープ或いは、薄膜とされる磁場発生部材を有したテープを、接着剤等により左側隔壁１２Ａに貼り付けることで、磁場発生部材を左側隔壁１２Ａの表面に配置しても上記と同様に作用するので、このようなテープを左側隔壁１２Ａに貼り付けたような構造としても良い。
【００７１】
尚、上記実施の形態に係る残量検知装置では、磁束方向の変化を検出し得る磁化方向感応素子の内でもスピンバルブ型ＧＭＲ素子を採用したが、トンネル型ＭＲ素子を採用しても良く、また、磁化方向感応素子を用いた構造の替わりに、磁場内における磁束の強度の変化を検出し得る一般的なＭＲ素子やホール素子である磁場感応素子を用いても良い。さらに上記実施の形態において、図２及び図１６に示すスピンバルブ型ＧＭＲ素子とＣＰＵとの間に、アンプ等の増幅器を配置して電圧を増幅するようにしても良い。
【００７２】
この一方、上記実施の形態では、全ての隔壁が可撓性を有する容器を例として説明したが、少なくとも一部の隔壁に液体の残量に応じて変形するような可撓性があれば良く、またこの可撓性を有する隔壁に、磁場発生部材或いは磁場感応素子の何れか一方のみを配置し、磁場発生部材或いは磁場感応素子の他方を容器の他の部分に配置するようにしても良い。さらに、上記実施の形態では、磁場発生部材や磁場感応素子を隔壁の外面側に配置したが、隔壁の内面側にこれらを配置しても良い。
【００７３】
他方、上記実施の形態では、点滴容器内の輸液用液体の残量の変化による例で本発明を説明したが、容器に入れられた他の種類の液体や、気体、固体などの他の物質の量が減じて行く際の残量の変化を検出することにも、本発明は応用可能であり、また液体等が入った内袋を内部に有するような箱とされるバックインカートンにも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る残量検知装置が点滴容器に適用された構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る残量検知装置を示す回路図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る残量検知装置が適用された点滴容器を示す断面図であって、初期状態を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る残量検知装置が適用された点滴容器を示す断面図であって、警告発生状態を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る残量検知装置の要部拡大図であって、初期状態を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る残量検知装置の要部拡大図であって、警告発生状態を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に適用されるスピンバルブ型ＧＭＲ素子の感応部の構造を示す説明図であって、（Ａ）は積層構造を示す説明図であり、（Ｂ）はピン層の磁化方向に対してフリー層の磁化方向が逆向きとされた状態を示す説明図であり、（Ｃ）はピン層の磁化方向に対してフリー層の磁化方向が一致する状態を示す説明図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に適用されるスピンバルブ型ＧＭＲ素子の感応部における磁束方向の角度と抵抗値との関係を表すグラフを示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る残量検知装置が適用された点滴容器を示す断面図であって、初期状態を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る残量検知装置の要部拡大斜視図であって、初期状態を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る残量検知装置の要部拡大斜視図であって、警告発生状態を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に適用されるスピンバルブ型ＧＭＲ素子の感応部における磁束方向の角度と抵抗値との関係を表すグラフを示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係る残量検知装置が適用された点滴容器を示す断面図であって、初期状態を示す図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態に係る残量検知装置が適用された点滴容器を示す断面図であって、初期状態を示す図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態に係る残量検知装置が適用された点滴容器を示す断面図であって、最上部のスピンバルブ型ＧＭＲ素子が磁束方向の変化を検出した状態を示す図である。
【図１６】本発明の第４の実施の形態に係る残量検知装置を示す回路図である。
【図１７】本発明の第５の実施の形態に係る残量検知装置が適用された点滴容器を示す断面図であって、初期状態を示す図である。
【図１８】本発明の第６の実施の形態に係る残量検知装置が適用された点滴容器を示す断面図であって、初期状態を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０    残量検知装置
１２    点滴容器（容器）
１２Ａ  左側隔壁
１２Ｂ  右側隔壁
１６    マグネット（磁場発生部材）
２２    スピンバルブ型ＧＭＲ素子
２２Ａ  感応部（磁化方向感応素子、磁場感応素子）
４０    バイアス磁場発生源
４２    磁場発生膜（磁場発生部材）
【図１】
2005308524.tif 000003
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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