(57)【要約】【課題】小型でありながらも、小型化に起因する感度の低下が抑えられた静電容量式水分センサ、水分測定器を提供する。【解決手段】静電容量式センサ４０は、被検部への当接により被検部の水分を測定するものである。静電容量式センサ４０は、自身のコンデンサ４２を構成する第１電極４２Ａ及び第２電極４２Ｂを備える。第２電極４２Ｂは第１電極４２Ａに沿って形成される。第１電極４２Ａと第２電極４２Ｂとの隙間４２Ｘが直線状に形成される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検部への当接により前記被検部の水分を測定する静電容量式センサであって、
前記静電容量式センサのコンデンサを構成する第１電極及び第２電極を備え、
前記第２電極及び前記第１電極は基板上に形成され、
前記第１電極と前記第２電極との隙間の大半は、単一直線であることを特徴とする静電容量式センサ。
【請求項２】
前記第１電極及び前記第２電極の隙間の長さＣＬと、前記隙間の距離方向における前記第１電極または前記第２電極の電極幅Ｗとの比Ｗ／ＣＬは、１より大きいことを特徴とする請求項１記載の静電容量式センサ。
【請求項３】
被検部に当接させることにより、前記被検部の水分を測定する静電容量式センサであって、
前記静電容量式センサのコンデンサを構成する第１電極及び第２電極を備え、
前記第２電極は前記第１電極に沿って形成され、
前記第１電極または前記第２電極の電極幅Ｗと前記第１電極前記第２電極との隙間ＣＬとの比Ｗ／ＣＬは、１より大きいことを特徴とする静電容量式センサ。
【請求項４】
前記基板の一辺の長さが４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項記載の静電容量式センサ。
【請求項５】
請求項１ないし４のうちいずれか１項記載の静電容量式センサを備え、前記静電容量式センサを用いて前記被検部の水分を測定する水分測定器であって、
自身は棒状に形成され、
一端側に形成された握り部と、
他端側に形成され口腔内へ挿入される挿入部とを備え、
前記挿入部は、
前記他端側へ最も突出した部位となる尖端と、
前記尖端から前記一端側へ戻るように傾斜するセンサ面と、を有し、
前記長手軸と前記センサ面とがなす角度θは、４５°以上９０°未満であり、
前記尖端は、前記挿入部を収容する収容袋の接合部が前記センサ面に設けられた前記静電容量式センサから逃げるように、前記接合部を係止することを特徴とする水分測定器。
【請求項６】
前記尖端と前記静電容量式センサとの隙間の長さＬが２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項５記載の水分測定器。
【請求項７】
前記収容袋は、
第１シートと、
前記第１シートに重なるように配された第２シートと、
前記第１シート及び前記第２シートを接合する接合部と、を有することを特徴とする請求項５または６記載の水分測定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は静電容量式水分センサ、水分測定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
口腔内の水分、すなわち唾液の量を測定するための測定器として、静電容量式水分センサを有する水分測定器が知られている（例えば、特許文献１）。水分測定器は、水分の誘電率が人体の他の部分と比較して高いことを利用して、静電容量により水分を測定する。
【０００３】
このような静電容量式水分センサの性能の表す指標の１つとして、乾燥時の静電容量ＣＤと湿潤時の静電容量ＣＷとの比（＝ＣＤ／ＣＷ）を用いることができる。そして、比ＣＤ／ＣＷが大きいほど、静電容量式水分センサの感度が高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−８００９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この静電容量式水分センサは、小型化、及び静電容量の増大化が容易であることから、水分測定器の小型化には、静電容量式水分センサの搭載が必要となる。ところが、水分測定器の小型化に伴って、静電容量式水分センサの小型化（例えば、８ｍｍ角のものから、２ｍｍ角のもの）を行ったところ、静電容量式水分センサについての比ＣＤ／ＣＷが小さくなってしまう。
【０００６】
本発明は、斯かる実情に鑑み、小型でありながらも、小型化に起因する感度の低下が抑えられた静電容量式水分センサ、水分測定器を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決する手段は、被検部への当接により前記被検部の水分を測定する静電容量式センサであって、前記静電容量式センサのコンデンサを構成する第１電極及び第２電極を備え、前記第２電極及び前記第１電極は基板上に形成され、前記第１電極と前記第２電極との隙間の大半は、単一直線であることを特徴とする。
【０００８】
前記第１電極及び前記第２電極の隙間の長さＣＬと、前記隙間の距離方向における前記第１電極または前記第２電極の電極幅Ｗとの比Ｗ／ＣＬは、１より大きいことが好ましい。
【０００９】
また、上記の課題を解決する手段は、被検部に当接させることにより、前記被検部の水分を測定する静電容量式センサであって、前記静電容量式センサのコンデンサを構成する第１電極及び第２電極を備え、前記第２電極は前記第１電極に沿って形成され、前記第１電極または前記第２電極の電極幅Ｗと前記第１電極前記第２電極との隙間ＣＬとの比Ｗ／ＣＬは、１より大きいことを特徴とする。
【００１０】
前記基板の一辺の長さが４ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１１】
さらに、上記の課題を解決する手段は、上記の静電容量式センサを備え、前記静電容量式センサを用いて前記被検部の水分を測定する水分測定器であって、自身は棒状に形成され、一端側に形成された握り部と、他端側に形成され口腔内へ挿入される挿入部とを備え、前記挿入部は、前記他端側へ最も突出した部位となる尖端と、前記尖端から前記一端側へ戻るように傾斜するセンサ面と、を有し、前記長手軸と前記センサ面とがなす角度θは、４５°以上９０°未満であり、前記尖端は、前記挿入部を収容する収容袋の接合部が前記センサ面に設けられた前記静電容量式センサから逃げるように、前記接合部を係止することを特徴とする。
【００１２】
前記尖端と前記静電容量式センサとの隙間の長さＬが２ｍｍ以上であることが好ましい。また、前記収容袋は、第１シートと、前記第１シートに重なるように配された第２シートと、前記第１シート及び前記第２シートを接合する接合部と、を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、小型でありながら、小型化に起因する感度の低下が抑えられた静電容量式水分センサ、水分測定器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】水分測定器の概要を示す側面図である。
【図２】水分測定器の概要を示す平面図である。
【図３】水分測定器の挿入部の拡大図である。
【図４】水分測定器の概要を示す前面図である。
【図５】水分測定器に設けられた静電容量式水分センサの概要を示す平面図である。
【図６】水分測定器が被検者の口腔に挿入された状態を示す説明図である。
【図７】収容袋の概要を示す平面図である。
【図８】挿入部が収容袋に収容された状態の水分測定器の概要を示す平面図である。
【図９】挿入部が収容袋に収容された状態の水分測定器の概要を示す説明図である。
【図１０】水分測定器に設けられた静電容量式水分センサの概要を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１〜２に示すように、棒状の水分測定器１０は、水分量を検知するためのものであり、一端側に設けられた握り２０と、他端側に設けられた挿入部３０と、挿入部３０に設けられた静電容量式水分センサ４０と、操作部５０と、を備える。
【００１７】
挿入部３０は、他端側、すなわち自身の先端に向かうにしたがって、細くなるように形成される。挿入部３０は、平らに形成される下面３１と、先端に向かうにしたがって下面３１へ近づくように湾曲する上面３２と、上面３２の先端から下面３１の先端まで延びる先端面３３と、先端に向かうにしたがって互いに近づくように湾曲する２つの側面３４と、を有する。上面３２は、自身の先端が下面３１の先端に比べて他端側へ突出する部分（以下、突出上面と称する）３２Ａを有する。このため、先端面３３は、上面３２の先端（挿入部３０の尖端）から下面３１の先端に向かうにしたがって、他端側から一端側へ戻るように、斜めに形成される。ここで、長手方向Ｘと、先端面３３とがなす角の角度θ（図３参照）は、４５°以上９０°未満であることが好ましい。このようにして、挿入部３０の尖端には、上面３２の突出上面３２Ａと先端面３３とによって、突出部３７が形成される。
【００１８】
なお、下面３１は、平らではなく、湾曲していてもよい。湾曲に形成された下面３１としては、自身の先端に向かうにしたがって下方に向くものでもよいし、自身の先端に向かうにしたがって上方に向くものでもよい。
【００１９】
図４に示すように、先端面３３にはセンサ面３３Ｓが形成される。先端面３３におけるセンサ面３３Ｓの形成位置は、上面３２の先端から離れた位置である。そして、センサ面３３Ｓの形成位置は、下面３１（図１参照）側に寄っていることが好ましい。
【００２０】
図１〜２に戻って、握り２０は、自身の先端に向かうにしたがって、一定の太さとなるように形成される。なお、握り２０は、自身の先端に向かうにしたがって、細くまたは太くなるように形成されてもよい。
【００２１】
操作部５０は、上面３２に設けられた操作ボタン５１と、上面３２に設けられた表示パネル５２とを有する。操作ボタン５１は、図示しない制御回路部を介して、水分測定器１０に内蔵された電源６０と接続し、水分測定器１０の電源ＯＮ・ＯＦＦの切り替えを行うものである。表示パネル５２は、測定データをデジタル表示する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。表示パネル５２は、図示しない制御回路部に接続する。
【００２２】
図４に示すように、センサ面３３Ｓには、静電容量式水分センサ４０が設けられる。上面３２の先端から静電容量式水分センサ４０までの距離Ｌは、例えば、２ｍｍ以上であることが好ましい。図５に示すように、静電容量式水分センサ４０は、プラスチックやセラミック等の絶縁性を有する基板４１と、水分量を検知するコンデンサ４２を有する。基板４１上のほぼ全面に設けられるコンデンサ４２は、第１電極４２Ａと、第２電極４２Ａに沿うように形成される第２電極４２Ｂとを有する。
【００２３】
第１電極４２Ａ及び第２電極４２Ｂは、互いに平行となるように、下面３１側から上面３２側に向かって延びる。第２電極４２Ｂは、第１電極４２Ａに正対することが好ましい。第１電極４２Ａ及び第２電極４２Ｂの間隔ＣＬは、下面３１側から上面３２側に向かって一定である。したがって、第１電極４２Ａと第２電極４２Ｂとの間には、一直線状の隙間４２Ｘが形成される。ここで、隙間４２の全てが一直線状でもよいし、一直線状の大半が一直線状でもよい。
【００２４】
第１電極４２Ａ及び第２電極４２Ｂは、いずれも、扁平に形成された導電性薄膜を有する。導電性薄膜の形成材料としては、例えば、銅、アルミニウムなどがある。さらに、経時変化に耐えうるよう、導電性薄膜に金メッキ等が施されていることが好ましい。第１電極４２Ａ及び第２電極４２Ｂは、それぞれ図示しない制御回路部に接続する。
【００２５】
基板４１は、例えば、正方形または長方形に形成される。また、基板４１の一辺の長さＡは、例えば、１ｍｍ以上４ｍｍ以下である。なお、基板４１の一辺の長さＡは２ｍｍ以下であることが好ましい。電極幅Ｗと間隔ＣＬとの比（＝Ｗ／ＣＬ）は、例えば、１より大きい。一方、比Ｗ／ＣＬの上限値は、例えば、１０である。また、第１電極４２Ａ及び第２電極４２Ｂの間隔ＣＬは、例えば、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であり、第１電極４２Ａ及び第２電極４２Ｂの電極幅Ｗは、例えば、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下である。
【００２６】
図６に示すように、水分測定器１０を用いて水分量の測定を行う場合、水分測定器１０の挿入部３０を被検者８０の口腔８１に挿入するとともに、被検部位８２にセンサ面３３Ｓを直接押し当ててしまうと、別の被検者についての測定を行う前に、水分測定器１０の洗浄をする必要がある。そこで、水分測定器１０を用いた測定では、挿入部３０を収容する収容袋９０が用いられる。そして、収容袋９０に収容された状態の挿入部３０を口腔８１に挿入するとともに、収容袋９０を介して静電容量式水分センサ４０を被検部位８２に押し当てるため、新たな収容袋９０に交換するだけで、別の被検者に対する測定を行うことができる。したがって、被検者の変更の都度、水分測定器１０の洗浄をする必要がなくなる。
【００２７】
図７に示すように、収容袋９０は、台形状の第１シート９１と、第１シート９１とほぼ同一形状の第２シート９２と、第１シート９１と第２シート９２とを接合する接合ライン９３と、を有する。第１シート９１と第２シート９２とは重なった状態で接合される。接合ライン９３は、第１シート９１と第２シート９２のうち、長辺９１Ａ，９２Ａ以外の部分、すなわち短辺９１Ｂ、９２Ｂ及び斜辺９１Ｃ、９２Ｃに形成される。この結果、第１シート９１及び第２シート９２の長辺９１Ａ、９２Ａによって、収容袋９０の開口が形成される。そして、収容袋９０の開口には、水分測定器１０の挿入部３０が挿入される（図６参照）。なお、第１シート９１及び第２シート９２の形状は台形以外の別の形状、例えば、三角形、四角形（長方形や正方形等）といった形状でもよい。
【００２８】
第１シート９１及び第２シート９２は、疎水性を有する熱可塑性樹脂（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリ塩化ビニル）から形成される。第１シート９１及び第２シート９２の厚みは、例えば、２μｍ〜２０μｍである。
【００２９】
図７に戻って、収容袋９０は誤飲防止用シール９７を有する。誤飲防止用シール９７の一端９７Ａは水分測定器１０に、誤飲防止用シール９７の他端９７Ｂが第１シート９１に、それぞれ貼り付けられる。この誤飲防止用シール９７により、第１シート９１は水分測定器１０に連ねられる。誤飲防止用シール９７により、水分測定器１０を用いた水分測定において、収容袋９０の誤飲を防ぐことができる。
【００３０】
次に、水分測定器１０の作用について説明する。
【００３１】
図８〜９に示すように、収容袋９０に水分測定器１０の挿入部３０を挿入する。
【００３２】
収容袋９０が挿入部３０に挿入された水分測定器１０に誤飲防止用シール９７の他端９７Ｂを貼り付けるとともに、誤飲防止用シール９７の一端９７Ａを第１シート９１に貼り付ける。これにより、収容袋９０が水分測定器１０に連なる。
【００３３】
次に、操作ボタン５１の操作により、水分測定器１０の電源をＯＮにする。そして、収容袋９０に挿入された状態の挿入部３０を、被検者の口腔８１へ挿入する（図６参照）とともに、収容袋９０を介して、センサ面３３Ｓを被検部位８２に押し当てる。センサ面３３Ｓを被検部位８２に押し当てると、静電容量式水分センサ４０によって測定された水分量が、表示パネル５２に表示される。
【００３４】
静電容量式水分センサ４０を構成する第１電極４２Ａと第２電極４２Ｂとの間には、直線状の隙間４２Ｘが形成されるため（図５参照）、第１電極４２Ａや第２電極４２Ｂの寸法を小さくしても、比ＣＤ／ＣＷの低減を抑えることができる。
【００３５】
また、電極幅Ｗと間隔ＣＬとの比（＝Ｗ／ＣＬ）が１より大きいため、第１電極４２Ａや第２電極４２Ｂの寸法を小さくしても、比ＣＤ／ＣＷの低減を抑えることができる。
【００３６】
なお、上記実施形態では、直線状の隙間４２Ｘを形成するとともに、電極幅Ｗと間隔ＣＬとの比（＝Ｗ／ＣＬ）を１より大きくしたが、本発明はこれに限られず、隙間４２Ｘの形状にかかわらず、電極幅Ｗと間隔ＣＬとの比（＝Ｗ／ＣＬ）を１より大きくすることにより、第１電極４２Ａや第２電極４２Ｂの小型化に起因する比ＣＤ／ＣＷの低減を抑えることができる。
【００３７】
ところで、収容袋９０に水分測定器１０を挿入した場合において、静電容量式水分センサ４０の正面に接合ライン９３が位置してしまうと、静電容量式水分センサ４０は、接合ライン９３の存在によって、測定精度が低下してしまう。そこで、水分測定器１０では、上面３２の突出上面３２Ａと先端面３３とによって、断面楔形状の突出部３７を挿入部３０先端に形成する。このため、収容袋９０に水分測定器１０の挿入部３０を挿入しても、収容袋９０の接合ライン９３は、突出部３７に係止される（図８参照）。この結果、接合ライン９３がセンサ面３３Ｓから逃げるようにして、収容袋９０は水分測定器１０に係止される。
【００３８】
したがって、水分測定器１０によれば、センサ面３３Ｓから接合ライン９３が逃げた状態で、収容袋９０を水分測定器１０に係止可能であるため、接合ライン９３の存在による水分量測定の精度低下を回避することができる。
【００３９】
水分量の測定時には、握り２０を把持して挿入部３０を口腔８１へ挿入し、被検部位８２に静電容量式水分センサ４０を押し当てる必要がある。さらに、正確な測定を行う場合には、静電容量式水分センサ４０全体を被検部位８２へ均等な力で押し当てる必要がある。水分測定器１０においては、挿入部３０の尖端となる上面３１の先端と、上面３１の先端から握る２０に向かって戻るようにして斜めに形成される先端面３３とを備えるため、挿入部３０が被検部位８２に向いた姿勢のまま水分測定器１０を、挿入部３０の長手方向Ｘへ挿入することができる。この結果、先端面３３に設けられた静電容量式水分センサ４０全体を被検部位８２へ均等な力で押し当てることが可能となる。
【００４０】
このように、水分測定器１０によれば、接合ライン９３が静電容量式水分センサ４０の正面から逃げるように、収容袋９０を係止するとともに、簡単な操作で正確な水分量の測定を行うことができる。この結果、要介護者に対しても、確に、かつ簡単に水分量の測定を行うことができる。
【００４１】
上記実施形態では、第１電極４２Ａ及び第２電極４２Ｂの形状を長方形に形成したが、本発明はこれに限られず、三角形や正方形などの多角形の他、半円形や半楕円形などでもよい。
【００４２】
なお、静電容量式水分センサ４０のコンデンサとして機能する第１電極及び第２電極の形状は、図４に示すもの限られず、例えば、図１０に示すものでもよい。第１電極４２Ａ及び第２電極４２Ｂは、それぞれ櫛形に形成され、互いに向き合うように配される。電極幅Ｗと間隔ＣＬとの比（＝Ｗ／ＣＬ）は、例えば、１より大きい。一方、比Ｗ／ＣＬの上限値は、例えば、１０である。また、第１電極４２Ａ及び第２電極４２Ｂの間隔ＣＬは、例えば、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であり、第１電極４２Ａ及び第２電極４２Ｂの電極幅Ｗは、例えば、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。
【００４３】
上記実施形態では、突出部３７を有する挿入部３０の例として、図１に示すものの他、砲弾状のものでもよい。
【実施例１】
【００４４】
次に、実施例を示す。
【００４５】
静電容量式水分センサの性能を調べるために、様々なタイプの静電容量式水分センサについて、乾燥時の静電容量ＣＤと湿潤時の静電容量ＣＷとの比（＝ＣＤ／ＣＷ）を調べた。乾燥時の静電容量ＣＤは、常温常湿（温度２５℃、湿度６５％ＲＨ）の環境における静電容量式水分センサの静電容量である。湿潤時の静電容量ＣＷは、１．５％濃度の食塩水を含んだ無塵ペーパータオルに、センサ面を接触させた状態における静電容量式水分センサの静電容量である。静電容量式水分センサの静電容量の測定方法は、ＪＩＳ  Ｃ５１０１−８に記載の方法で行った。なお、静電容量測定における入力電圧の周波数は、１００ｋＨｚである。
【００４６】
測定結果を表１に示す。
【表１】
2013195118.tif 000003
【００４７】
ここで、電極のタイプ「Ａ」は、図５に示すものであり、基板４１の一辺の長さＡは、一辺が２ｍｍの正方形である。電極のタイプ「Ｂ」は、図１０に示すものであり、櫛状の電極に設けられた歯の数が３本である。基板４１の一辺の長さＡは、一辺が２ｍｍの正方形である。電極のタイプ「Ｃ」は、図１０に示すものの変形であり、櫛状の電極に設けられた歯の数が８本である。また、基板４１の一辺の長さＡは、一辺が２ｍｍの正方形である。電極のタイプ「Ｄ」のものは、図１０に示すものの変形であり、櫛状の電極に設けられた歯の数が８本である。また、基板４１の一辺の長さＡの寸法は、一辺が８ｍｍの正方形である。電極のタイプ「Ａ」〜「Ｄ」のものについて、電極幅Ｗ、電極の間隔ＣＬ、測定した静電容量ＣＤ、静電容量ＣＷ、比ＣＤ／ＣＷは、表１に示すとおりである。
【００４８】
このように、電極のタイプ「Ａ」は、静電容量式水分センサ４０を構成する第１電極４２Ａと第２電極４２Ｂとの間に、直線状の隙間４２Ｘが形成されるため、従来のタイプ（電極のタイプ「Ｃ」）に比べて、第１電極４２Ａや第２電極４２Ｂの小型化に起因する比ＣＤ／ＣＷの低減を抑えることができる。
【００４９】
また、電極のタイプ「Ａ」や「Ｂ」は電極幅Ｗと間隔ＣＬとの比（＝Ｗ／ＣＬ）が１より大きいため、従来のタイプ（電極のタイプ「Ｃ」）に比べて、第１電極４２Ａや第２電極４２Ｂの小型化に起因する比ＣＤ／ＣＷの低減を抑えることができる。
【００５０】
尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５１】
１０    水分測定器
２０    挿入部
３１    下面
３２    上面
３２Ａ    突出上面
３３    先端面
３３Ｓ    センサ面
３４    側面
３７    突出部
４０    静電容量式水分センサ
４１    基板
４２    コンデンサ
４２Ａ    電極
４２Ｂ    電極
４２Ｘ    隙間
５０    操作部
５１    操作ボタン
５２    表示パネル
６０    電源
８０    被検者
８１    口腔
８２    被検部位
９０    収容袋
９１    第１シート
９１Ａ    長辺
９１Ａ，９２Ａ        長辺
９１Ｂ    短辺
９１Ｃ    斜辺
９２    第２シート
９３    接合ライン
【図１】
2013195118.tif 000004
【図２】
2013195118.tif 000005
【図３】
2013195118.tif 000006
【図４】
2013195118.tif 000007
【図５】
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【図６】
2013195118.tif 000009
【図７】
2013195118.tif 000010
【図８】
2013195118.tif 000011
【図９】
2013195118.tif 000012
【図１０】
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