皮膚透過ガス検出装置
【課題】皮膚透過ガス検出装置の精度を向上させることができるとともに、操作性を向上させることができる皮膚透過ガス検出装置を提供することにある。
【解決手段】アルコール濃度検出装置１１には、固定ケース１５、及び固定ケース１５を収容する可動ケース１６を有する収容ケース１３が設けられている。可動ケース１６はガスセンサ１２を収容するとともに、固定ケース１５と可動ケース１６とによって容積が可変であるガス室１４を区画している。収容ケース１３には被検者から放出された皮膚透過ガスをガス室１４に取り入れる取り入れ口３６と、可動ケース１６を操作可能な被押圧用突部２４とが設けられている。そして、固定ケース１５と可動ケース１６との間には、ガス室１４の容積が拡大できる所定の位置に可動ケース１６を保持する複数の巻きばね１７が介装されている。
【解決手段】アルコール濃度検出装置１１には、固定ケース１５、及び固定ケース１５を収容する可動ケース１６を有する収容ケース１３が設けられている。可動ケース１６はガスセンサ１２を収容するとともに、固定ケース１５と可動ケース１６とによって容積が可変であるガス室１４を区画している。収容ケース１３には被検者から放出された皮膚透過ガスをガス室１４に取り入れる取り入れ口３６と、可動ケース１６を操作可能な被押圧用突部２４とが設けられている。そして、固定ケース１５と可動ケース１６との間には、ガス室１４の容積が拡大できる所定の位置に可動ケース１６を保持する複数の巻きばね１７が介装されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体から放出された皮膚透過ガス中の成分を検出する皮膚透過ガス検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体の汗腺から分泌される汗中の成分は血液中の成分に依存しているという事実は周知である。そして、従来、このような事実に基づいて、被検者の健康状態を診断するために用いられる検出装置としては、人体から放出され、汗と同じ成分を含んでいる皮膚透過ガスの成分をガスセンサによって検出する皮膚透過ガス検出装置が考えられている。
【０００３】
このような皮膚透過ガス検出装置の一例としては、皮膚に密着可能であるとともに底部が開口された容器を備え、開口部を介して皮膚から放出された皮膚透過ガスを容器内に導入した後、導入した皮膚透過ガスを容器内から追い出して測定に供する皮膚透過ガス検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の皮膚透過ガス検出装置では、容器内を下部槽と上部槽とに仕切る仕切板が設けられ、仕切板にはその中央部に下部槽と上部層とを連通する開口が設けられている。そして、この皮膚透過ガス検出装置では、仕切板に設けられた開口を弁部材によって閉じた状態で、皮膚透過ガス検出装置の容器の開口部を被検者の皮膚に押し当てて固定して下部槽に皮膚透過ガスを収集する。その後、操作部材を操作して弁部材によって閉じられた開口を開き、下部槽から上部槽内に皮膚透過ガスを流入させる。そして、次に、上部槽と連通する導出口及び送風口を開き、送風口から導出口に流れる通気とともに皮膚透過ガスを追い出してその皮膚透過ガスを測定に供する。
【０００４】
また、その他に、皮膚透過ガス中の成分を測定する検出装置としては、被検者の皮膚から放出された汗をガス（皮膚透過ガス）としてガスセンサにまで導入し、ガスセンサによって汗に含まれるアルコール濃度を測定して、被検者の血液中のアルコール濃度を得るアルコール濃度測定装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２に記載のアルコール濃度測定装置では、被検者が指の腹を防滴透湿膜に押し付けた状態で、プランジャを引いて汗中の揮散成分をプローブ内で清浄空気に拡散し、シリンダ内に貯留する。そして、バルブを切り替えた後、貯留したガスをプランジャによってセンサ室に送り込み、センサ室を略一定のガス圧に維持しつつセンサ室に設けられたガスセンサによって、被検者の汗に含まれるアルコール濃度を測定する。
【特許文献１】特開２００２−１９５９１９号公報
【特許文献２】特開２００１−２１５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来の皮膚透過ガス検出装置において、皮膚透過ガスをセンサ付近にまで導く方法として自然流動を採用する場合には、皮膚透過ガスがセンサ付近に到達するまでに時間を要するためセンサの反応時間が遅くなる。また、センサが外気中の雑ガスの影響を受けることで、皮膚透過ガス中の成分を正確に検出できないという問題があった。
【０００６】
また、特許文献１に記載の皮膚透過ガス測定装置では、容器の開口部を被検者の皮膚に押し当てる作業とは別に、操作部材を操作する作業、導出口及び送風口を開く作業を行わなければ収集された皮膚透過ガスを側定に供することはできない。したがって、この皮膚透過ガス測定装置は、皮膚透過ガスの測定を行うまでに多くの操作を行わなければならない分だけ、操作が煩雑であるという問題があった。
【０００７】
特許文献２に記載の血液中のアルコール濃度測定装置では、被検者が指の腹をプローブの防滴透湿膜に押し付ける作業とは別に、駆動部によりプランジャを動かす操作と、バルブを切り換える操作を行わなければ、センサを備えるセンサ室にガスを送り込むことはできない。したがって、この血液中のアルコール濃度測定装置でも、特許文献１と同様に、被検者から発生したガスから血液中のアルコール濃度を測定するまでに多くの操作を行わなければならない分だけ、操作が煩雑であった。また、特許文献２に記載の体内中のアルコール濃度測定装置では、強制的にガスをガス室に流し込むためにプランジャポンプのような装置を使用する分、簡便性に欠けるという欠点もある。
【０００８】
本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガスセンサの精度を向上させることができるとともに、操作性を向上させることができる皮膚透過ガス検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ガスセンサによって被検者の皮膚から放出された皮膚透過ガス中の成分を検出する皮膚透過ガス検出装置において、固定部を有し、容積が可変であるガス室を区画する収容ケースと、前記ガス室に収容されるガスセンサと、前記収容ケースに設けられ、前記被検者の皮膚から放出された皮膚透過ガスを前記ガス室に取り入れる取り入れ口と、前記ガス室の容積を拡大できる所定の状態で前記収容ケースを保持する保持手段と、前記収容ケースに設けられ、前記保持手段による保持を解除するとともに前記ガス室の容積が拡大するように前記収容ケースを操作可能な操作部とを備えることを要旨とする。
【００１０】
なお、「皮膚透過ガス」とは、汗腺から分泌されるガスや、体内から分泌された後に皮膚を透過して放出されるガスや、皮膚から分泌されるガスのことを意味する。「所定の状態」とは、被検者が操作部を操作して、皮膚透過ガス中の成分の検出を開始するときの状態を意味する。
【００１１】
この発明では、保持手段によってガス室の容積が所定の容積に保持されている状態から、被検者が、例えば、直接、操作部に触れて操作することで、保持手段による保持を解除してガス室の容積が拡大するように収容ケースを操作すると、ガス室内の圧力が収容ケース外の圧力よりも低くなる。そして、被検者が操作部を操作する際には、例えば、被検者の指等が取り入れ口付近に位置するため、操作部を操作している最中に、被検者の皮膚から放出された皮膚透過ガスが取り入れ口から吸引され、皮膚透過ガスがガス室内に取り込まれる。そのため、皮膚透過ガスは強制的にガス室内に吸引されてガスセンサにまで到達して皮膚透過ガス中の成分が検出される。したがって、被検者から放出された皮膚透過ガスはガス室内に取り込まれて速やかにガスセンサにまで到達するため、皮膚透過ガスがガスセンサに到達するまでに、センサに影響を与えるガスが皮膚透過ガスと混合することを抑制し、皮膚透過ガス中の成分の検出精度を向上させることができる。
【００１２】
また、被検者が操作部を操作すれば、皮膚透過ガス検出装置は被検者から放出された皮膚透過ガスを自動的に吸引し、ガスセンサによって皮膚透過ガス中の成分を検出することができる。したがって、皮膚透過ガス中の成分を検出するまでに多くの操作を行わなくともよく、皮膚透過ガス検出装置の操作性を向上させることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記固定部は前記取り入れ口が設けられた固定ケースであり、前記収容ケースは前記固定ケースと、前記固定ケースを収容するとともに、前記取り入れ口と連通する開口部が設けられ前記操作部が操作されると移動する可動ケースとによって構成され、前記ガス室は前記固定ケース及び前記可動ケースによって区画されていることを要旨とする。
【００１４】
この発明では、操作部が操作されると固定ケースに対して可動ケースが移動して、ガス室の容積は拡大され、開口部及び取り入れ口を介して皮膚透過ガスはガス室内に吸引される。そして、収容ケースを固定ケースと可動ケースとによって二重構造に構成することでガス室の容積を可変に構成しているため、収容ケースの作りを丈夫な作りにすることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記収容ケースの前記ガス室には、前記取り入れ口と前記ガス室との間を連通状態又は非連通状態にする弁体が設けられ、前記弁体は、前記操作部が操作されると開くように構成されていることを要旨とする。
【００１６】
この発明では、取り入れ口から皮膚透過ガスを取り入れるとき以外は、弁体によって取り入れ口とガス室とは非連通状態になるため、検出を行うとき以外に、取り入れ口を介して収容ケース外のガスがガス室内に流入することを抑制できる。したがって、皮膚透過ガス中の成分の検出を行うときに、ガスセンサによる検出に対して影響を及ぼすガスがガス室内に存在することを抑制でき、精度よく皮膚透過ガス中の成分を検出することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記収容ケースには、前記ガス室と前記収容ケース外とを連通する排気孔が設けられ、前記収容ケースには、前記排気孔を開閉する排気用弁体が設けられ、前記排気用弁体は、前記収容ケースが拡大した状態から最小の容積となる状態に戻る際に開くように構成されていることを要旨とする。
【００１８】
この発明では、被検者が操作部の操作を止めた後、ガス室の容積が縮小する際に、弁体が閉じられてガス室内のガスを取り入れ口から放出させることができなくとも、排気用弁体を開かせて排気孔からガス室内のガスを収容ケース外に排気できる。したがって、取り入れ口が塞がれていても、皮膚透過ガス検出装置による検出が終わった後、ガス室内に取り込んだ皮膚透過ガスを排気することができるため、ガス室の容積を拡大できる所定の状態に収容ケースを支障なく戻すことができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において前記収容ケースは、前記ガス室の少なくとも一部を区画する蛇腹部を備えた単体のケースであり、前記蛇腹部は、前記操作部に対する操作に連動して伸長するように構成されていることを要旨とする。
【００２０】
この発明では、操作部が操作されて、保持手段による保持が解除されるとともに蛇腹部が伸長するとガス室の容積は拡大し、取り入れ口から皮膚透過ガスの吸引を行うことができる。また、容積が可変であるガス室を有する収容ケースは単体に構成されているため、可動ケースと固定ケースとからなる２重構造の収容ケースでガス室を区画する場合に比べて、ガス室内の密閉性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、検出精度を向上させることができるとともに、操作性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を自動車に搭載されたアルコール濃度検出装置に具体化した一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
図１に示すように、アルコール濃度検出装置１１は、ガスセンサ１２を収容する収容ケース１３を備えている。収容ケース１３は、固定ケース１５と固定ケース１５を収容する可動ケース１６とから構成されている。そして、図２（ａ）に示すように、固定ケース１５によって区画される収容室１８と、可動ケース１６の本体部２２及び固定ケース１５の底部２０によって区画される室１９とによってガス室１４が構成されている。ガス室１４は可動ケース１６が移動することで容積が変化するように構成されている。なお、収容室１８と室１９とは、本体部２７の底部２０に設けられている連通孔２０ａを介して連通している。固定ケース１５と可動ケース１６との間には複数の巻きばね１７が介装されるとともに、巻きばね１７は可動ケース１６をガス室１４の容積が最小の状態となる方向に付勢している。
【００２３】
図１に示すように、可動ケース１６は、略有底円筒状の本体部２２と、本体部２２の上端に設けられた天板２３と、天板２３の中央部に設けられた操作部としての被押圧用突部２４とから構成されている。
【００２４】
本体部２２には、その外周面２５ａに可動ケース１６の軸方向に沿って延びる一対の案内溝２６ａ（ただし、図１では一つのみ図示する。）及び案内溝２６ｂが形成されている。案内溝２６ａ，２６ｂは可動ケース１６が移動することを許容している。被押圧用突部２４にはその内部にパイプ収容孔２８が形成されるとともに、その先端にパイプ収容孔２８よりも径が小さく、なおかつ、パイプ収容孔２８と外部とを連通する開口部としての吸引口２９が形成されている。
【００２５】
固定ケース１５は、略有底円筒状の本体部２７と、本体部２７の上端に設けられた天板３０と、天板３０の中央部に設けられるとともにパイプ収容孔２８に向かって延出する取り入れ用パイプ３７とから構成されている。
【００２６】
固定ケース１５には、天板３０の周縁から延出する一対の固定片３２（ただし、図１では一つのみ図示する。）、及び断面略矩形状の筒部３３が設けられている。固定片３２は案内溝２６ａに挿通されるとともに、筒部３３は案内溝２６ｂに挿通されている。
【００２７】
固定片３２には図示しないボルトの軸部が挿通される貫通孔３４が設けられている。そして、貫通孔３４に挿通されたボルトの軸部は図示しない被固定部（例えば、自動車のインスツルメントパネルの内部）に設けられたねじ穴に螺着されることで、固定ケース１５は固定される。また、筒部３３の導出孔３５は収容室１８内と連通している。
【００２８】
一方、取り入れ用パイプ３７はその途中部分までが被押圧用突部２４に形成されたパイプ収容孔２８に対して挿入されている。取り入れ用パイプ３７の先端に存在する取り入れ口３６は、パイプ収容孔２８を介して被押圧用突部２４の吸引口２９と連通している。取り入れ用パイプ３７はその中心線が被押圧用突部２４の中心線と一致するように構成されるとともに、その孔３８が収容室１８と連通している。
【００２９】
収容室１８は、ガスセンサ１２を収容している。収容室１８内においては、図示しない取り付け手段によって底部２０の上方に基板３９が取り付けられるとともに、基板３９にはガスセンサ１２の端子４０が接合されている。ガスセンサ１２は天板３０から底部２０側に向かって延出する複数の支持片４１によって支持されている。なお、ガスセンサ１２はガス中のアルコール濃度を検出するとともに、検出したアルコール濃度に応じた電圧値を外部の図示しない外部装置に入力するように構成されている。また、基板３９上に接合されたガスセンサ１２等の電子部品は、導出孔３５を介して収容ケース１３外に導出された図示しない複数の配線によって図示しない外部装置と電気的に接続されている。そして、収容ケース１３外のガスが導出孔３５から流入しないように、導出孔３５に存在する隙間は図示しないシール材によって埋められている。
【００３０】
また、収容室１８には収容室１８と取り入れ用パイプ３７の取り入れ口３６との間を連通状態又は非連通状態にする弁体４２が設けられている。弁体４２は、一方の端部が天板３０の下面３０ａに接着材等の接合材により接合されるとともに、他方の端部が自由端となっている。弁体４２の他方の端部にはその取り入れ用パイプ３７側に円錐状の突起４３が設けられている。なお、突起４３はその基端の径が孔３８の径よりも大きくなるように形成されるとともに、弁体４２に外力が加えられていない状態では孔３８を塞ぐように構成されている。
【００３１】
そして、可動ケース１６の室１９は、可動ケース１６の底部４４に設けられた排気孔４６によって可動ケース１６外と連通されている。排気孔４６のうち可動ケース１６の外側の開口は、可動ケース１６の底面４４ａに取り付けられた排気用弁体４７によって開閉される。
【００３２】
排気用弁体４７は、一方の端部が可動ケース１６の底部４４に対して接着材等の接合材により接合されるとともに、他方の端部が自由端となっている。排気用弁体４７の他方の端部には排気孔４６と対向する部位に円錐状の突起４８が設けられている。なお、突起４８はその基端の径が排気孔４６の径よりも大きく形成されるとともに、排気用弁体４７に外力が加えられていない状態では排気孔４６における可動ケース１６の外側の開口を塞ぐ。
【００３３】
また、可動ケース１６と固定ケース１５との間に介装された巻きばね１７は、ガス室１４の容積を拡大できる所定の位置で可動ケース１６を保持している。巻きばね１７は、可動ケース１６の内部に収容された状態でその一方の端部が天板３０に取り付けられるとともに、他方の端部が天板２３の下面に取り付けられている。そして、巻きばね１７は圧縮ばねである。巻きばね１７は可動ケース１６の天板３０を固定ケース１５の天板２３から離間する方向に付勢するように構成されている。また、巻きばね１７は、可動ケース１６を所定の位置に復帰させる復帰手段としても機能する。
【００３４】
次に、前記のように構成されたアルコール濃度検出装置１１の作用を説明する。
アルコール濃度検出装置１１は、例えば、被押圧用突部２４のみが図示しないインスツルメントパネルから突出し、その他の部分がインスツルメントパネル内部に位置する状態で設けられている。そして、アルコール濃度検出装置１１は自動車に乗車した運転者が運転を開始する前に、運転者から放出される皮膚透過ガス中の成分を検出することを目的として使用される。
【００３５】
ここで、アルコール濃度検出装置１１は、皮膚透過ガスの検出を行わないときには弁体４２によって孔３８のガス室１４側開口が閉塞されているため、取り入れ口３６とガス室１４とは非連通状態となる。そのため、被押圧用突部２４の先端に存在する吸引口２９が開放されていても、収容ケース１３外に存在する雑ガスがガス室１４に流入することは抑制される。なお、「雑ガス」とは、ガスセンサ１２によってガス中の成分を検出する際、ガスセンサ１２の検出結果に影響を与えるガスのことを意味する。
【００３６】
そして、エンジンを始動して運転を開始する前に、運転者は自身の血液中のアルコール濃度を測定するため、まず、自身の指Ｐで被押圧用突部２４を押圧する。そして、被押圧用突部２４に対して巻きばね１７の付勢力に打ち勝つ力が付与されると、可動ケース１６は所定の位置から案内溝２６ａ及び案内溝２６ｂに沿って移動を開始する。そして、図２（ａ）に示すように、固定ケース１５の底部２０と可動ケース１６の底部４４とは離間してガス室１４の容積は拡大される。すると、ガス室１４内の圧力は収容ケース１３外の圧力（大気圧）よりも低くなるため、被押圧用突部２４を押圧する指Ｐから放出される皮膚透過ガスが吸引口２９から吸引される。吸引口２９から吸引された皮膚透過ガスは、パイプ収容孔２８及び孔３８を通過した後、ガス圧によって弁体４２を開かせてガス室１４に流入する。ガス室１４に流入した皮膚透過ガスがガスセンサ１２の検出素子にまで到達すると、ガスセンサ１２は皮膚透過ガス中のアルコール濃度に応じた電圧値を収容ケース１３の外部に設けられた図示しない外部装置に入力する。そして、外部装置は、ガスセンサ１２から入力された電圧値に基づいて、運転者の血液中のアルコール濃度を測定する。
【００３７】
ここで、アルコール濃度検出装置１１を用いたアルコール濃度の測定が終了すると、図２（ｂ）に示すように、運転者が被押圧用突部２４から指Ｐを離すことで、可動ケース１６は巻きばね１７によって付勢され所定の位置に復帰する。このとき、ガス室１４の容積が縮小することでガス室１４内の圧力が一時的に高まるが、排気孔４６を閉塞していた排気用弁体４７がガス室１４内のガスの圧力を受けて開き、排気孔４６を介してガス室１４内のガスが排気される。したがって、ガス室１４の容積を拡大した状態から縮小させる際に、ガス室１４内にガスが溜まることで可動ケース１６の移動が阻害されることはなく、可動ケース１６を円滑に元の位置に復帰させることができる。
【００３８】
本実施形態では、以下の効果を得ることができる。
（１）アルコール濃度検出装置１１は、ガス室１４の容積が可変である収容ケース１３と、可動ケース１６を動かしてガス室１４の容積を拡大させる操作を行うことができる操作部としての被押圧用突部２４を備えている。したがって、被検者から放出された皮膚透過ガスを吸引してガス室１４内に強制的に取り込むことができるため、皮膚透過ガスを速やかにガスセンサ１２にまで到達させることができ、皮膚透過ガス中の成分の検出精度を向上させることができる。
【００３９】
（２）アルコール濃度検出装置１１においては、被押圧用突部２４が押圧されると可動ケース１６が移動して、自動的に皮膚透過ガスの吸引を開始するように構成されている。したがって、被検者は、被押圧用突部２４を押圧するだけでアルコール濃度検出装置１１による皮膚透過ガスの成分の検出を実行させることができるため、バルブを操作する作業や、プランジャ等のガス移送装置を駆動させる作業を行わなくともよく、アルコール濃度検出装置１１の操作性を向上させることができる。
【００４０】
（３）ガスセンサ１２は、可動ケース１６及び固定ケース１５からなる収容ケース１３によって覆われている。したがって、ガスセンサ１２によって皮膚透過ガス中の成分を検出する際に、皮膚透過ガスに大気中の雑ガスが混ざることを抑制できるため、ガスセンサ１２による検出精度を向上させることができる。
【００４１】
（４）収容ケース１３は、固定ケース１５と固定ケース１５を収容する可動ケース１６とによって二重構造に構成されている。したがって、収容ケース１３の作りを丈夫な作りにすることができる。
【００４２】
（５）ガス室１４の一部である収容室１８には、収容室１８と取り入れ用パイプ３７の取り入れ口３６との間を連通状態又は非連通状態にする弁体４２が設けられている。したがって、アルコール濃度検出装置１１が皮膚透過ガス中の成分の検出を行うとき以外に、ガス室１４にガスが流入することを抑制して、雑ガスがガス室１４に流入することを抑制できる。そのため、検出する際にガス室１４に取り入れられた皮膚透過ガスに雑ガスが混ざることを抑制でき、ガスセンサ１２は精度よく皮膚透過ガス中の成分を検出することができる。
【００４３】
（６）可動ケース１６には、その底部２０にガス室１４と可動ケース１６外とを連通する排気孔４６が設けられ、可動ケース１６の底面４４ａには、排気孔４６を開閉する排気用弁体４７が設けられている。したがって、被検者が被押圧用突部２４の押圧を止めた後、排気用弁体４７を開かせて排気孔４６からガス室１４内のガスを収容ケース１３外に排気できる。孔３８の収容室１８側開口が弁体４２によって塞がれていても、排気孔４６からガスを排気することができるため、可動ケース１６は円滑に戻ることができる。
【００４４】
（７）巻きばね１７は可動ケース１６を元の位置に復帰させる復帰手段として機能するように構成されている。したがって、被検者から放出された皮膚透過ガスの検出を行った後、被検者が被押圧用突部２４から指Ｐを離せば、巻きばね１７は付勢力によって可動ケース１６を自動的に復帰させることができる。
【００４５】
（８）操作部として被押圧用突部２４を採用しているため、平坦な部位を押圧する場合に比べて押圧し易く、より操作性が向上する。
（９）ガスセンサ１２を支持する支持片４１が設けられている。したがって、アルコール濃度検出装置１１が、例えば、頻繁に振動する自動車に搭載された装置に用いられた場合であっても、ガスセンサ１２が振動して、ガスセンサ１２の端子と基板３９との接合部に応力が生じることを抑制できる。
【００４６】
実施の形態は、前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ ガス室１４内に残留している皮膚透過ガスを排出するために、操作部としての被押圧用突部でない箇所、例えば、天板２３を押す操作を行うことでガス室１４の容積を拡大させた後、再び、ガス室１４の容積を最小の状態に戻してもよい。このような操作を行えば、過去に取り込まれた皮膚透過ガスを収容ケース外に排気して、ガス室１４に新たに空気を取り入れることができるため、ガスセンサは、検出を行う際に過去の皮膚透過ガスの影響を受けることなく、精度よく皮膚透過ガス中の成分を検出することができる。
【００４７】
○ 弁体４２の種類についてはとくに限定されない。吸引口２９から吸引された皮膚透過ガスのガス圧を受けて孔３８のガス室側の開口を開くことができるような弁体であれば、例えば、弁体として、金属製の板ばねを用いてもよいし板状のゴム弁を用いてもよい。
【００４８】
○ 排気用弁体４７の種類についてはとくに限定されない。可動ケース１６が操作されてガス室１４の容積が拡大した状態から可動ケース１６が所定の位置に復帰する際に、排気孔４６を介して加えられる圧力を受けて排気孔４６の外側の開口を開くことができる排気用弁体であれば、排気用弁体として、金属製の板ばねを用いてもよいし、板状のゴム弁を用いてもよい。
【００４９】
○ 保持手段及び復帰手段として用いる部材を変更してもよい。巻きばねの代わりに、板ばねを用いてもよい。この場合、板ばねを湾曲した状態で、板ばねの一方の端部を天板３０に取り付けるとともに他方の端部を天板２３の下面２３ａに取り付けることで、可動ケース１６が所定位置から移動した際には付勢力が加えられるように構成してもよい。また、保持手段及び復帰手段として、例えば、ゴム部材を用いてもよいし、蛇腹部材を用いてもよい。
【００５０】
○ 保持手段の構成を変更してもよい。例えば、本体部２７の外周面に係合突部を設けるとともに本体部２２の内周面に収容凹部を設け、係合突部と収容凹部とで保持手段を構成してもよい。そして、可動ケースの移動方向において収容凹部から若干、天板２３側に離間した部位から可動ケースの移動方向に沿って延びる案内溝を設ける。そして、係合突部と収容凹部とを係合させることで可動ケース１６を所定位置で保持し、可動ケースを移動させてガス室の容積を拡大する際には、被押圧突部を介して可動ケースに力を加え、係合突部と収容凹部との係合を解除する。さらに、係合突部を案内溝に収容させた状態で可動ケースを移動させてガス室の容積を拡大させれば、吸引口から皮膚透過ガスを吸引させることができる。また、検出作業を終えた後、可動ケースを操作者が操作して動かすことで係合突部を収容凹部に係合させれば、再び、可動ケースを所定位置に保持することができる。
【００５１】
○ 図３に示すように、弁体４２、排気孔４６及び排気用弁体４７を省略してもよい。この場合、皮膚透過ガス中の成分を検出する際に、被検者の指で被押圧用突部２４を押して、可動ケース１６を所定位置から移動させることでガス室１４の容積を拡大させれば、ガス室１４内に皮膚透過ガスを吸引することができる。そして、この際に、例えば、取り入れ用パイプ３７の孔３８の径を吸引口２９の径よりも小さくなるように設計して、検出作業を行わないときには取り入れ口３６からガス室１４にガスが入り難くなるようにするとよい。また、弁体、排気孔及び排気用弁体を省略するのであれば、取り入れ用パイプを可動ケース側に設けてもよい。例えば、取り入れ用パイプ３７を省略し、可動ケース１６の内側にパイプ収容孔２８と連通するとともに中心線が被押圧用突部２４の中心線と一致する取り入れ用パイプを設けてもよい。そして、天板３０の中央部に取り入れ用パイプよりも径が大きく、中心が取り入れ用パイプの中心線と一致する挿通口を設ける。このように構成すれば、被押圧用突部２４が押圧されて可動ケース１６が移動すると取り入れ用パイプの一部は挿通口に挿通されて、取り入れ用パイプの先端はガス室内に配置される。したがって、被押圧用突部２４の吸引口２９から吸引された皮膚透過ガスはパイプ内を経由して収容室１８内に導入されるため、吸引口２９は皮膚透過ガスをガス室に取り入れる取り入れ口として機能する。
【００５２】
○ 取り入れ用パイプ３７の外周部に図示しないシールリングを設け、取り入れ用パイプ３７の外周部と被押圧用突部２４の内壁部との間から雑ガスがガス室に流入することを抑制するように構成してもよい。
【００５３】
○ 固定ケース１５の外周部に図示しないシールリングを設け、本体部２７の外周面と可動ケース１６の内周面との隙間から雑ガスがガス室に流入することを抑制するように構成してもよい。
【００５４】
○ 固定ケース１５の下部を蛇腹で構成してもよい。例えば、図４に示すように、その下部に設けられた有底の蛇腹部５０と、蛇腹部５０の上端に設けられた上部５１と、天板３０と、取り入れ用パイプ３７とから収容ケース４９を構成する。そして、蛇腹部５０、上部５１、及び天板３０によってガス室５７を区画するとともに、蛇腹部５０の伸縮によって容積が変化するようになっている。そして、図示しない固定片を介して収容ケース４９を被固定部に固定するとともに、複数の巻きばね１７を介して収容ケース４９の天板３０を可動体５２に連結する。可動体５２は、円板状のプレート５３と、プレート５３の中央部に設けられた操作部としての被押圧用突部５２ａと、プレート５３の周縁部から蛇腹部５０の底部５０ａに向かって延びる連結部５４とから構成されている。連結部５４の先端部５４ａは蛇腹部５０の底部５０ａに連結されている。可動体５２は、巻きばね１７による付勢力だけが加えられている状態では、連結部５４を介して蛇腹部５０を収縮状態にさせてガス室５７の容積を所定の容積に設定している。また、可動体５２は、被押圧用突部５２ａに対して押圧力が加えられると移動して、連結部５４を介して蛇腹部５０を伸長状態にさせることでガス室５７の容積が最小の状態から拡大できるように構成されている。この構成では、ガス室５７を単体の収容ケース４９で区画しており、２つのケースを用いて収容ケースを２重構造にした場合のようにガスが漏れるようなケース間の隙間が存在することはないため、ガス室５７内の密閉性を高めることができる。また、被押圧用突部５２ａが押圧されるのに伴って力が加えられると伸長し、被押圧用突部５２ａに対する押圧を止めると縮小するような部材であれば、蛇腹部５０以外の部材を固定ケース１５の下部に設けて、ガス室の容積が可変となるように構成してもよい。例えば、蛇腹部５０の代わりに弾性体である有底のゴム体を固定ケース１５の下部に設け、収容ケースのガス室の容積が可変となるように構成してもよい。
【００５５】
○ 被押圧用突部を省略してもよい。この場合、例えば、図５（ａ）に示すように、可動ケース１６の内側に筒状の収容部５５を設けるとともに、収容部５５の孔５６に取り入れ用パイプ３７を挿通するように構成する。そして、収容部５５の外側の開口を吸引口５８として構成するとともに、吸引口５８付近の部位を操作部として兼用するように構成してもよい。
【００５６】
○ 固定ケース１５に基板３９を固定する代わりに、可動ケース１６に基板３９を取り付けてもよい。この場合、底部及び支持片を省略して、図５（ｂ）に示すように、可動ケース１６の底部４４に支持手段５９を設ける。そして、支持手段５９によって基板３９を支持するとともに、ガスセンサ１２と電気的に接続されている図示しない複数の配線を十分にたるませた状態で導出孔から導出させる。このように構成すれば、ガスセンサ１２を可動ケース１６に取り付けても、可動ケース１６は支障なく移動できる。
【００５７】
○ インスツルメントパネルの内部を被固定部とする代わりに、ドアのハンドル部分を被固定部として構成してもよい。この場合、運転者が把持する箇所に皮膚透過ガス検出装置の操作部が位置するように構成すれば、運転者が乗車する際に自然に操作部を操作させて、運転者から放出される皮膚透過ガス中の成分を検出することができる。また、皮膚透過ガス検出装置から導出される配線を容易に目立たないようにすることができる。
【００５８】
○ アルコール濃度センサの代わりに、皮膚透過ガスとしてアセトンの成分量を検出するアセトンセンサを用いてもよい。また、皮膚透過ガスとしてアンモニアの成分量を検出するアンモニアセンサを用いてもよい。
【００５９】
以下の技術的思想は前記実施形態から把握できる。
○ 前記ガス室の容積が縮小する方向に前記収容ケースを付勢する復帰手段が設けられている請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の皮膚透過ガス検出装置。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】アルコール濃度検出装置の模式断面斜視図。
【図２】（ａ）はアルコール濃度検出装置で皮膚透過ガスを検出している状態を示す模式断面図、（ｂ）はアルコール濃度検出装置による皮膚透過ガスの検出を完了した後の状態を示す模式断面図。
【図３】別の実施形態におけるアルコール濃度検出装置の模式断面図。
【図４】別の実施形態におけるアルコール濃度検出装置の模式断面図。
【図５】（ａ）は別の実施形態におけるアルコール濃度検出装置の部分模式断面図、（ｂ）は別の実施形態におけるアルコール濃度検出装置の部分模式断面図。
【符号の説明】
【００６１】
１１…アルコール濃度検出装置、１２…ガスセンサ、１３，４９…収容ケース、１４，５７…ガス室、１５…固定ケース、１６…可動ケース、１７…保持手段としての巻きばね、２４…操作部としての被押圧用突部、３６…取り入れ口、４２…弁体、４６…排気孔、４７…排気用弁体、５０…蛇腹部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体から放出された皮膚透過ガス中の成分を検出する皮膚透過ガス検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体の汗腺から分泌される汗中の成分は血液中の成分に依存しているという事実は周知である。そして、従来、このような事実に基づいて、被検者の健康状態を診断するために用いられる検出装置としては、人体から放出され、汗と同じ成分を含んでいる皮膚透過ガスの成分をガスセンサによって検出する皮膚透過ガス検出装置が考えられている。
【０００３】
このような皮膚透過ガス検出装置の一例としては、皮膚に密着可能であるとともに底部が開口された容器を備え、開口部を介して皮膚から放出された皮膚透過ガスを容器内に導入した後、導入した皮膚透過ガスを容器内から追い出して測定に供する皮膚透過ガス検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の皮膚透過ガス検出装置では、容器内を下部槽と上部槽とに仕切る仕切板が設けられ、仕切板にはその中央部に下部槽と上部層とを連通する開口が設けられている。そして、この皮膚透過ガス検出装置では、仕切板に設けられた開口を弁部材によって閉じた状態で、皮膚透過ガス検出装置の容器の開口部を被検者の皮膚に押し当てて固定して下部槽に皮膚透過ガスを収集する。その後、操作部材を操作して弁部材によって閉じられた開口を開き、下部槽から上部槽内に皮膚透過ガスを流入させる。そして、次に、上部槽と連通する導出口及び送風口を開き、送風口から導出口に流れる通気とともに皮膚透過ガスを追い出してその皮膚透過ガスを測定に供する。
【０００４】
また、その他に、皮膚透過ガス中の成分を測定する検出装置としては、被検者の皮膚から放出された汗をガス（皮膚透過ガス）としてガスセンサにまで導入し、ガスセンサによって汗に含まれるアルコール濃度を測定して、被検者の血液中のアルコール濃度を得るアルコール濃度測定装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２に記載のアルコール濃度測定装置では、被検者が指の腹を防滴透湿膜に押し付けた状態で、プランジャを引いて汗中の揮散成分をプローブ内で清浄空気に拡散し、シリンダ内に貯留する。そして、バルブを切り替えた後、貯留したガスをプランジャによってセンサ室に送り込み、センサ室を略一定のガス圧に維持しつつセンサ室に設けられたガスセンサによって、被検者の汗に含まれるアルコール濃度を測定する。
【特許文献１】特開２００２−１９５９１９号公報
【特許文献２】特開２００１−２１５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来の皮膚透過ガス検出装置において、皮膚透過ガスをセンサ付近にまで導く方法として自然流動を採用する場合には、皮膚透過ガスがセンサ付近に到達するまでに時間を要するためセンサの反応時間が遅くなる。また、センサが外気中の雑ガスの影響を受けることで、皮膚透過ガス中の成分を正確に検出できないという問題があった。
【０００６】
また、特許文献１に記載の皮膚透過ガス測定装置では、容器の開口部を被検者の皮膚に押し当てる作業とは別に、操作部材を操作する作業、導出口及び送風口を開く作業を行わなければ収集された皮膚透過ガスを側定に供することはできない。したがって、この皮膚透過ガス測定装置は、皮膚透過ガスの測定を行うまでに多くの操作を行わなければならない分だけ、操作が煩雑であるという問題があった。
【０００７】
特許文献２に記載の血液中のアルコール濃度測定装置では、被検者が指の腹をプローブの防滴透湿膜に押し付ける作業とは別に、駆動部によりプランジャを動かす操作と、バルブを切り換える操作を行わなければ、センサを備えるセンサ室にガスを送り込むことはできない。したがって、この血液中のアルコール濃度測定装置でも、特許文献１と同様に、被検者から発生したガスから血液中のアルコール濃度を測定するまでに多くの操作を行わなければならない分だけ、操作が煩雑であった。また、特許文献２に記載の体内中のアルコール濃度測定装置では、強制的にガスをガス室に流し込むためにプランジャポンプのような装置を使用する分、簡便性に欠けるという欠点もある。
【０００８】
本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガスセンサの精度を向上させることができるとともに、操作性を向上させることができる皮膚透過ガス検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ガスセンサによって被検者の皮膚から放出された皮膚透過ガス中の成分を検出する皮膚透過ガス検出装置において、固定部を有し、容積が可変であるガス室を区画する収容ケースと、前記ガス室に収容されるガスセンサと、前記収容ケースに設けられ、前記被検者の皮膚から放出された皮膚透過ガスを前記ガス室に取り入れる取り入れ口と、前記ガス室の容積を拡大できる所定の状態で前記収容ケースを保持する保持手段と、前記収容ケースに設けられ、前記保持手段による保持を解除するとともに前記ガス室の容積が拡大するように前記収容ケースを操作可能な操作部とを備えることを要旨とする。
【００１０】
なお、「皮膚透過ガス」とは、汗腺から分泌されるガスや、体内から分泌された後に皮膚を透過して放出されるガスや、皮膚から分泌されるガスのことを意味する。「所定の状態」とは、被検者が操作部を操作して、皮膚透過ガス中の成分の検出を開始するときの状態を意味する。
【００１１】
この発明では、保持手段によってガス室の容積が所定の容積に保持されている状態から、被検者が、例えば、直接、操作部に触れて操作することで、保持手段による保持を解除してガス室の容積が拡大するように収容ケースを操作すると、ガス室内の圧力が収容ケース外の圧力よりも低くなる。そして、被検者が操作部を操作する際には、例えば、被検者の指等が取り入れ口付近に位置するため、操作部を操作している最中に、被検者の皮膚から放出された皮膚透過ガスが取り入れ口から吸引され、皮膚透過ガスがガス室内に取り込まれる。そのため、皮膚透過ガスは強制的にガス室内に吸引されてガスセンサにまで到達して皮膚透過ガス中の成分が検出される。したがって、被検者から放出された皮膚透過ガスはガス室内に取り込まれて速やかにガスセンサにまで到達するため、皮膚透過ガスがガスセンサに到達するまでに、センサに影響を与えるガスが皮膚透過ガスと混合することを抑制し、皮膚透過ガス中の成分の検出精度を向上させることができる。
【００１２】
また、被検者が操作部を操作すれば、皮膚透過ガス検出装置は被検者から放出された皮膚透過ガスを自動的に吸引し、ガスセンサによって皮膚透過ガス中の成分を検出することができる。したがって、皮膚透過ガス中の成分を検出するまでに多くの操作を行わなくともよく、皮膚透過ガス検出装置の操作性を向上させることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記固定部は前記取り入れ口が設けられた固定ケースであり、前記収容ケースは前記固定ケースと、前記固定ケースを収容するとともに、前記取り入れ口と連通する開口部が設けられ前記操作部が操作されると移動する可動ケースとによって構成され、前記ガス室は前記固定ケース及び前記可動ケースによって区画されていることを要旨とする。
【００１４】
この発明では、操作部が操作されると固定ケースに対して可動ケースが移動して、ガス室の容積は拡大され、開口部及び取り入れ口を介して皮膚透過ガスはガス室内に吸引される。そして、収容ケースを固定ケースと可動ケースとによって二重構造に構成することでガス室の容積を可変に構成しているため、収容ケースの作りを丈夫な作りにすることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記収容ケースの前記ガス室には、前記取り入れ口と前記ガス室との間を連通状態又は非連通状態にする弁体が設けられ、前記弁体は、前記操作部が操作されると開くように構成されていることを要旨とする。
【００１６】
この発明では、取り入れ口から皮膚透過ガスを取り入れるとき以外は、弁体によって取り入れ口とガス室とは非連通状態になるため、検出を行うとき以外に、取り入れ口を介して収容ケース外のガスがガス室内に流入することを抑制できる。したがって、皮膚透過ガス中の成分の検出を行うときに、ガスセンサによる検出に対して影響を及ぼすガスがガス室内に存在することを抑制でき、精度よく皮膚透過ガス中の成分を検出することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記収容ケースには、前記ガス室と前記収容ケース外とを連通する排気孔が設けられ、前記収容ケースには、前記排気孔を開閉する排気用弁体が設けられ、前記排気用弁体は、前記収容ケースが拡大した状態から最小の容積となる状態に戻る際に開くように構成されていることを要旨とする。
【００１８】
この発明では、被検者が操作部の操作を止めた後、ガス室の容積が縮小する際に、弁体が閉じられてガス室内のガスを取り入れ口から放出させることができなくとも、排気用弁体を開かせて排気孔からガス室内のガスを収容ケース外に排気できる。したがって、取り入れ口が塞がれていても、皮膚透過ガス検出装置による検出が終わった後、ガス室内に取り込んだ皮膚透過ガスを排気することができるため、ガス室の容積を拡大できる所定の状態に収容ケースを支障なく戻すことができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において前記収容ケースは、前記ガス室の少なくとも一部を区画する蛇腹部を備えた単体のケースであり、前記蛇腹部は、前記操作部に対する操作に連動して伸長するように構成されていることを要旨とする。
【００２０】
この発明では、操作部が操作されて、保持手段による保持が解除されるとともに蛇腹部が伸長するとガス室の容積は拡大し、取り入れ口から皮膚透過ガスの吸引を行うことができる。また、容積が可変であるガス室を有する収容ケースは単体に構成されているため、可動ケースと固定ケースとからなる２重構造の収容ケースでガス室を区画する場合に比べて、ガス室内の密閉性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、検出精度を向上させることができるとともに、操作性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を自動車に搭載されたアルコール濃度検出装置に具体化した一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
図１に示すように、アルコール濃度検出装置１１は、ガスセンサ１２を収容する収容ケース１３を備えている。収容ケース１３は、固定ケース１５と固定ケース１５を収容する可動ケース１６とから構成されている。そして、図２（ａ）に示すように、固定ケース１５によって区画される収容室１８と、可動ケース１６の本体部２２及び固定ケース１５の底部２０によって区画される室１９とによってガス室１４が構成されている。ガス室１４は可動ケース１６が移動することで容積が変化するように構成されている。なお、収容室１８と室１９とは、本体部２７の底部２０に設けられている連通孔２０ａを介して連通している。固定ケース１５と可動ケース１６との間には複数の巻きばね１７が介装されるとともに、巻きばね１７は可動ケース１６をガス室１４の容積が最小の状態となる方向に付勢している。
【００２３】
図１に示すように、可動ケース１６は、略有底円筒状の本体部２２と、本体部２２の上端に設けられた天板２３と、天板２３の中央部に設けられた操作部としての被押圧用突部２４とから構成されている。
【００２４】
本体部２２には、その外周面２５ａに可動ケース１６の軸方向に沿って延びる一対の案内溝２６ａ（ただし、図１では一つのみ図示する。）及び案内溝２６ｂが形成されている。案内溝２６ａ，２６ｂは可動ケース１６が移動することを許容している。被押圧用突部２４にはその内部にパイプ収容孔２８が形成されるとともに、その先端にパイプ収容孔２８よりも径が小さく、なおかつ、パイプ収容孔２８と外部とを連通する開口部としての吸引口２９が形成されている。
【００２５】
固定ケース１５は、略有底円筒状の本体部２７と、本体部２７の上端に設けられた天板３０と、天板３０の中央部に設けられるとともにパイプ収容孔２８に向かって延出する取り入れ用パイプ３７とから構成されている。
【００２６】
固定ケース１５には、天板３０の周縁から延出する一対の固定片３２（ただし、図１では一つのみ図示する。）、及び断面略矩形状の筒部３３が設けられている。固定片３２は案内溝２６ａに挿通されるとともに、筒部３３は案内溝２６ｂに挿通されている。
【００２７】
固定片３２には図示しないボルトの軸部が挿通される貫通孔３４が設けられている。そして、貫通孔３４に挿通されたボルトの軸部は図示しない被固定部（例えば、自動車のインスツルメントパネルの内部）に設けられたねじ穴に螺着されることで、固定ケース１５は固定される。また、筒部３３の導出孔３５は収容室１８内と連通している。
【００２８】
一方、取り入れ用パイプ３７はその途中部分までが被押圧用突部２４に形成されたパイプ収容孔２８に対して挿入されている。取り入れ用パイプ３７の先端に存在する取り入れ口３６は、パイプ収容孔２８を介して被押圧用突部２４の吸引口２９と連通している。取り入れ用パイプ３７はその中心線が被押圧用突部２４の中心線と一致するように構成されるとともに、その孔３８が収容室１８と連通している。
【００２９】
収容室１８は、ガスセンサ１２を収容している。収容室１８内においては、図示しない取り付け手段によって底部２０の上方に基板３９が取り付けられるとともに、基板３９にはガスセンサ１２の端子４０が接合されている。ガスセンサ１２は天板３０から底部２０側に向かって延出する複数の支持片４１によって支持されている。なお、ガスセンサ１２はガス中のアルコール濃度を検出するとともに、検出したアルコール濃度に応じた電圧値を外部の図示しない外部装置に入力するように構成されている。また、基板３９上に接合されたガスセンサ１２等の電子部品は、導出孔３５を介して収容ケース１３外に導出された図示しない複数の配線によって図示しない外部装置と電気的に接続されている。そして、収容ケース１３外のガスが導出孔３５から流入しないように、導出孔３５に存在する隙間は図示しないシール材によって埋められている。
【００３０】
また、収容室１８には収容室１８と取り入れ用パイプ３７の取り入れ口３６との間を連通状態又は非連通状態にする弁体４２が設けられている。弁体４２は、一方の端部が天板３０の下面３０ａに接着材等の接合材により接合されるとともに、他方の端部が自由端となっている。弁体４２の他方の端部にはその取り入れ用パイプ３７側に円錐状の突起４３が設けられている。なお、突起４３はその基端の径が孔３８の径よりも大きくなるように形成されるとともに、弁体４２に外力が加えられていない状態では孔３８を塞ぐように構成されている。
【００３１】
そして、可動ケース１６の室１９は、可動ケース１６の底部４４に設けられた排気孔４６によって可動ケース１６外と連通されている。排気孔４６のうち可動ケース１６の外側の開口は、可動ケース１６の底面４４ａに取り付けられた排気用弁体４７によって開閉される。
【００３２】
排気用弁体４７は、一方の端部が可動ケース１６の底部４４に対して接着材等の接合材により接合されるとともに、他方の端部が自由端となっている。排気用弁体４７の他方の端部には排気孔４６と対向する部位に円錐状の突起４８が設けられている。なお、突起４８はその基端の径が排気孔４６の径よりも大きく形成されるとともに、排気用弁体４７に外力が加えられていない状態では排気孔４６における可動ケース１６の外側の開口を塞ぐ。
【００３３】
また、可動ケース１６と固定ケース１５との間に介装された巻きばね１７は、ガス室１４の容積を拡大できる所定の位置で可動ケース１６を保持している。巻きばね１７は、可動ケース１６の内部に収容された状態でその一方の端部が天板３０に取り付けられるとともに、他方の端部が天板２３の下面に取り付けられている。そして、巻きばね１７は圧縮ばねである。巻きばね１７は可動ケース１６の天板３０を固定ケース１５の天板２３から離間する方向に付勢するように構成されている。また、巻きばね１７は、可動ケース１６を所定の位置に復帰させる復帰手段としても機能する。
【００３４】
次に、前記のように構成されたアルコール濃度検出装置１１の作用を説明する。
アルコール濃度検出装置１１は、例えば、被押圧用突部２４のみが図示しないインスツルメントパネルから突出し、その他の部分がインスツルメントパネル内部に位置する状態で設けられている。そして、アルコール濃度検出装置１１は自動車に乗車した運転者が運転を開始する前に、運転者から放出される皮膚透過ガス中の成分を検出することを目的として使用される。
【００３５】
ここで、アルコール濃度検出装置１１は、皮膚透過ガスの検出を行わないときには弁体４２によって孔３８のガス室１４側開口が閉塞されているため、取り入れ口３６とガス室１４とは非連通状態となる。そのため、被押圧用突部２４の先端に存在する吸引口２９が開放されていても、収容ケース１３外に存在する雑ガスがガス室１４に流入することは抑制される。なお、「雑ガス」とは、ガスセンサ１２によってガス中の成分を検出する際、ガスセンサ１２の検出結果に影響を与えるガスのことを意味する。
【００３６】
そして、エンジンを始動して運転を開始する前に、運転者は自身の血液中のアルコール濃度を測定するため、まず、自身の指Ｐで被押圧用突部２４を押圧する。そして、被押圧用突部２４に対して巻きばね１７の付勢力に打ち勝つ力が付与されると、可動ケース１６は所定の位置から案内溝２６ａ及び案内溝２６ｂに沿って移動を開始する。そして、図２（ａ）に示すように、固定ケース１５の底部２０と可動ケース１６の底部４４とは離間してガス室１４の容積は拡大される。すると、ガス室１４内の圧力は収容ケース１３外の圧力（大気圧）よりも低くなるため、被押圧用突部２４を押圧する指Ｐから放出される皮膚透過ガスが吸引口２９から吸引される。吸引口２９から吸引された皮膚透過ガスは、パイプ収容孔２８及び孔３８を通過した後、ガス圧によって弁体４２を開かせてガス室１４に流入する。ガス室１４に流入した皮膚透過ガスがガスセンサ１２の検出素子にまで到達すると、ガスセンサ１２は皮膚透過ガス中のアルコール濃度に応じた電圧値を収容ケース１３の外部に設けられた図示しない外部装置に入力する。そして、外部装置は、ガスセンサ１２から入力された電圧値に基づいて、運転者の血液中のアルコール濃度を測定する。
【００３７】
ここで、アルコール濃度検出装置１１を用いたアルコール濃度の測定が終了すると、図２（ｂ）に示すように、運転者が被押圧用突部２４から指Ｐを離すことで、可動ケース１６は巻きばね１７によって付勢され所定の位置に復帰する。このとき、ガス室１４の容積が縮小することでガス室１４内の圧力が一時的に高まるが、排気孔４６を閉塞していた排気用弁体４７がガス室１４内のガスの圧力を受けて開き、排気孔４６を介してガス室１４内のガスが排気される。したがって、ガス室１４の容積を拡大した状態から縮小させる際に、ガス室１４内にガスが溜まることで可動ケース１６の移動が阻害されることはなく、可動ケース１６を円滑に元の位置に復帰させることができる。
【００３８】
本実施形態では、以下の効果を得ることができる。
（１）アルコール濃度検出装置１１は、ガス室１４の容積が可変である収容ケース１３と、可動ケース１６を動かしてガス室１４の容積を拡大させる操作を行うことができる操作部としての被押圧用突部２４を備えている。したがって、被検者から放出された皮膚透過ガスを吸引してガス室１４内に強制的に取り込むことができるため、皮膚透過ガスを速やかにガスセンサ１２にまで到達させることができ、皮膚透過ガス中の成分の検出精度を向上させることができる。
【００３９】
（２）アルコール濃度検出装置１１においては、被押圧用突部２４が押圧されると可動ケース１６が移動して、自動的に皮膚透過ガスの吸引を開始するように構成されている。したがって、被検者は、被押圧用突部２４を押圧するだけでアルコール濃度検出装置１１による皮膚透過ガスの成分の検出を実行させることができるため、バルブを操作する作業や、プランジャ等のガス移送装置を駆動させる作業を行わなくともよく、アルコール濃度検出装置１１の操作性を向上させることができる。
【００４０】
（３）ガスセンサ１２は、可動ケース１６及び固定ケース１５からなる収容ケース１３によって覆われている。したがって、ガスセンサ１２によって皮膚透過ガス中の成分を検出する際に、皮膚透過ガスに大気中の雑ガスが混ざることを抑制できるため、ガスセンサ１２による検出精度を向上させることができる。
【００４１】
（４）収容ケース１３は、固定ケース１５と固定ケース１５を収容する可動ケース１６とによって二重構造に構成されている。したがって、収容ケース１３の作りを丈夫な作りにすることができる。
【００４２】
（５）ガス室１４の一部である収容室１８には、収容室１８と取り入れ用パイプ３７の取り入れ口３６との間を連通状態又は非連通状態にする弁体４２が設けられている。したがって、アルコール濃度検出装置１１が皮膚透過ガス中の成分の検出を行うとき以外に、ガス室１４にガスが流入することを抑制して、雑ガスがガス室１４に流入することを抑制できる。そのため、検出する際にガス室１４に取り入れられた皮膚透過ガスに雑ガスが混ざることを抑制でき、ガスセンサ１２は精度よく皮膚透過ガス中の成分を検出することができる。
【００４３】
（６）可動ケース１６には、その底部２０にガス室１４と可動ケース１６外とを連通する排気孔４６が設けられ、可動ケース１６の底面４４ａには、排気孔４６を開閉する排気用弁体４７が設けられている。したがって、被検者が被押圧用突部２４の押圧を止めた後、排気用弁体４７を開かせて排気孔４６からガス室１４内のガスを収容ケース１３外に排気できる。孔３８の収容室１８側開口が弁体４２によって塞がれていても、排気孔４６からガスを排気することができるため、可動ケース１６は円滑に戻ることができる。
【００４４】
（７）巻きばね１７は可動ケース１６を元の位置に復帰させる復帰手段として機能するように構成されている。したがって、被検者から放出された皮膚透過ガスの検出を行った後、被検者が被押圧用突部２４から指Ｐを離せば、巻きばね１７は付勢力によって可動ケース１６を自動的に復帰させることができる。
【００４５】
（８）操作部として被押圧用突部２４を採用しているため、平坦な部位を押圧する場合に比べて押圧し易く、より操作性が向上する。
（９）ガスセンサ１２を支持する支持片４１が設けられている。したがって、アルコール濃度検出装置１１が、例えば、頻繁に振動する自動車に搭載された装置に用いられた場合であっても、ガスセンサ１２が振動して、ガスセンサ１２の端子と基板３９との接合部に応力が生じることを抑制できる。
【００４６】
実施の形態は、前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ ガス室１４内に残留している皮膚透過ガスを排出するために、操作部としての被押圧用突部でない箇所、例えば、天板２３を押す操作を行うことでガス室１４の容積を拡大させた後、再び、ガス室１４の容積を最小の状態に戻してもよい。このような操作を行えば、過去に取り込まれた皮膚透過ガスを収容ケース外に排気して、ガス室１４に新たに空気を取り入れることができるため、ガスセンサは、検出を行う際に過去の皮膚透過ガスの影響を受けることなく、精度よく皮膚透過ガス中の成分を検出することができる。
【００４７】
○ 弁体４２の種類についてはとくに限定されない。吸引口２９から吸引された皮膚透過ガスのガス圧を受けて孔３８のガス室側の開口を開くことができるような弁体であれば、例えば、弁体として、金属製の板ばねを用いてもよいし板状のゴム弁を用いてもよい。
【００４８】
○ 排気用弁体４７の種類についてはとくに限定されない。可動ケース１６が操作されてガス室１４の容積が拡大した状態から可動ケース１６が所定の位置に復帰する際に、排気孔４６を介して加えられる圧力を受けて排気孔４６の外側の開口を開くことができる排気用弁体であれば、排気用弁体として、金属製の板ばねを用いてもよいし、板状のゴム弁を用いてもよい。
【００４９】
○ 保持手段及び復帰手段として用いる部材を変更してもよい。巻きばねの代わりに、板ばねを用いてもよい。この場合、板ばねを湾曲した状態で、板ばねの一方の端部を天板３０に取り付けるとともに他方の端部を天板２３の下面２３ａに取り付けることで、可動ケース１６が所定位置から移動した際には付勢力が加えられるように構成してもよい。また、保持手段及び復帰手段として、例えば、ゴム部材を用いてもよいし、蛇腹部材を用いてもよい。
【００５０】
○ 保持手段の構成を変更してもよい。例えば、本体部２７の外周面に係合突部を設けるとともに本体部２２の内周面に収容凹部を設け、係合突部と収容凹部とで保持手段を構成してもよい。そして、可動ケースの移動方向において収容凹部から若干、天板２３側に離間した部位から可動ケースの移動方向に沿って延びる案内溝を設ける。そして、係合突部と収容凹部とを係合させることで可動ケース１６を所定位置で保持し、可動ケースを移動させてガス室の容積を拡大する際には、被押圧突部を介して可動ケースに力を加え、係合突部と収容凹部との係合を解除する。さらに、係合突部を案内溝に収容させた状態で可動ケースを移動させてガス室の容積を拡大させれば、吸引口から皮膚透過ガスを吸引させることができる。また、検出作業を終えた後、可動ケースを操作者が操作して動かすことで係合突部を収容凹部に係合させれば、再び、可動ケースを所定位置に保持することができる。
【００５１】
○ 図３に示すように、弁体４２、排気孔４６及び排気用弁体４７を省略してもよい。この場合、皮膚透過ガス中の成分を検出する際に、被検者の指で被押圧用突部２４を押して、可動ケース１６を所定位置から移動させることでガス室１４の容積を拡大させれば、ガス室１４内に皮膚透過ガスを吸引することができる。そして、この際に、例えば、取り入れ用パイプ３７の孔３８の径を吸引口２９の径よりも小さくなるように設計して、検出作業を行わないときには取り入れ口３６からガス室１４にガスが入り難くなるようにするとよい。また、弁体、排気孔及び排気用弁体を省略するのであれば、取り入れ用パイプを可動ケース側に設けてもよい。例えば、取り入れ用パイプ３７を省略し、可動ケース１６の内側にパイプ収容孔２８と連通するとともに中心線が被押圧用突部２４の中心線と一致する取り入れ用パイプを設けてもよい。そして、天板３０の中央部に取り入れ用パイプよりも径が大きく、中心が取り入れ用パイプの中心線と一致する挿通口を設ける。このように構成すれば、被押圧用突部２４が押圧されて可動ケース１６が移動すると取り入れ用パイプの一部は挿通口に挿通されて、取り入れ用パイプの先端はガス室内に配置される。したがって、被押圧用突部２４の吸引口２９から吸引された皮膚透過ガスはパイプ内を経由して収容室１８内に導入されるため、吸引口２９は皮膚透過ガスをガス室に取り入れる取り入れ口として機能する。
【００５２】
○ 取り入れ用パイプ３７の外周部に図示しないシールリングを設け、取り入れ用パイプ３７の外周部と被押圧用突部２４の内壁部との間から雑ガスがガス室に流入することを抑制するように構成してもよい。
【００５３】
○ 固定ケース１５の外周部に図示しないシールリングを設け、本体部２７の外周面と可動ケース１６の内周面との隙間から雑ガスがガス室に流入することを抑制するように構成してもよい。
【００５４】
○ 固定ケース１５の下部を蛇腹で構成してもよい。例えば、図４に示すように、その下部に設けられた有底の蛇腹部５０と、蛇腹部５０の上端に設けられた上部５１と、天板３０と、取り入れ用パイプ３７とから収容ケース４９を構成する。そして、蛇腹部５０、上部５１、及び天板３０によってガス室５７を区画するとともに、蛇腹部５０の伸縮によって容積が変化するようになっている。そして、図示しない固定片を介して収容ケース４９を被固定部に固定するとともに、複数の巻きばね１７を介して収容ケース４９の天板３０を可動体５２に連結する。可動体５２は、円板状のプレート５３と、プレート５３の中央部に設けられた操作部としての被押圧用突部５２ａと、プレート５３の周縁部から蛇腹部５０の底部５０ａに向かって延びる連結部５４とから構成されている。連結部５４の先端部５４ａは蛇腹部５０の底部５０ａに連結されている。可動体５２は、巻きばね１７による付勢力だけが加えられている状態では、連結部５４を介して蛇腹部５０を収縮状態にさせてガス室５７の容積を所定の容積に設定している。また、可動体５２は、被押圧用突部５２ａに対して押圧力が加えられると移動して、連結部５４を介して蛇腹部５０を伸長状態にさせることでガス室５７の容積が最小の状態から拡大できるように構成されている。この構成では、ガス室５７を単体の収容ケース４９で区画しており、２つのケースを用いて収容ケースを２重構造にした場合のようにガスが漏れるようなケース間の隙間が存在することはないため、ガス室５７内の密閉性を高めることができる。また、被押圧用突部５２ａが押圧されるのに伴って力が加えられると伸長し、被押圧用突部５２ａに対する押圧を止めると縮小するような部材であれば、蛇腹部５０以外の部材を固定ケース１５の下部に設けて、ガス室の容積が可変となるように構成してもよい。例えば、蛇腹部５０の代わりに弾性体である有底のゴム体を固定ケース１５の下部に設け、収容ケースのガス室の容積が可変となるように構成してもよい。
【００５５】
○ 被押圧用突部を省略してもよい。この場合、例えば、図５（ａ）に示すように、可動ケース１６の内側に筒状の収容部５５を設けるとともに、収容部５５の孔５６に取り入れ用パイプ３７を挿通するように構成する。そして、収容部５５の外側の開口を吸引口５８として構成するとともに、吸引口５８付近の部位を操作部として兼用するように構成してもよい。
【００５６】
○ 固定ケース１５に基板３９を固定する代わりに、可動ケース１６に基板３９を取り付けてもよい。この場合、底部及び支持片を省略して、図５（ｂ）に示すように、可動ケース１６の底部４４に支持手段５９を設ける。そして、支持手段５９によって基板３９を支持するとともに、ガスセンサ１２と電気的に接続されている図示しない複数の配線を十分にたるませた状態で導出孔から導出させる。このように構成すれば、ガスセンサ１２を可動ケース１６に取り付けても、可動ケース１６は支障なく移動できる。
【００５７】
○ インスツルメントパネルの内部を被固定部とする代わりに、ドアのハンドル部分を被固定部として構成してもよい。この場合、運転者が把持する箇所に皮膚透過ガス検出装置の操作部が位置するように構成すれば、運転者が乗車する際に自然に操作部を操作させて、運転者から放出される皮膚透過ガス中の成分を検出することができる。また、皮膚透過ガス検出装置から導出される配線を容易に目立たないようにすることができる。
【００５８】
○ アルコール濃度センサの代わりに、皮膚透過ガスとしてアセトンの成分量を検出するアセトンセンサを用いてもよい。また、皮膚透過ガスとしてアンモニアの成分量を検出するアンモニアセンサを用いてもよい。
【００５９】
以下の技術的思想は前記実施形態から把握できる。
○ 前記ガス室の容積が縮小する方向に前記収容ケースを付勢する復帰手段が設けられている請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の皮膚透過ガス検出装置。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】アルコール濃度検出装置の模式断面斜視図。
【図２】（ａ）はアルコール濃度検出装置で皮膚透過ガスを検出している状態を示す模式断面図、（ｂ）はアルコール濃度検出装置による皮膚透過ガスの検出を完了した後の状態を示す模式断面図。
【図３】別の実施形態におけるアルコール濃度検出装置の模式断面図。
【図４】別の実施形態におけるアルコール濃度検出装置の模式断面図。
【図５】（ａ）は別の実施形態におけるアルコール濃度検出装置の部分模式断面図、（ｂ）は別の実施形態におけるアルコール濃度検出装置の部分模式断面図。
【符号の説明】
【００６１】
１１…アルコール濃度検出装置、１２…ガスセンサ、１３，４９…収容ケース、１４，５７…ガス室、１５…固定ケース、１６…可動ケース、１７…保持手段としての巻きばね、２４…操作部としての被押圧用突部、３６…取り入れ口、４２…弁体、４６…排気孔、４７…排気用弁体、５０…蛇腹部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスセンサによって被検者の皮膚から放出された皮膚透過ガス中の成分を検出する皮膚透過ガス検出装置において、
固定部を有し、容積が可変であるガス室を区画する収容ケースと、
前記ガス室に収容されるガスセンサと、
前記収容ケースに設けられ、前記被検者の皮膚から放出された皮膚透過ガスを前記ガス室に取り入れる取り入れ口と、
前記ガス室の容積を拡大できる所定の状態で前記収容ケースを保持する保持手段と、
前記収容ケースに設けられ、前記保持手段による保持を解除するとともに前記ガス室の容積が拡大するように前記収容ケースを操作可能な操作部とを備えることを特徴とする皮膚透過ガス検出装置。
【請求項２】
前記固定部は前記取り入れ口が設けられた固定ケースであり、
前記収容ケースは前記固定ケースと、前記固定ケースを収容するとともに、前記取り入れ口と連通する開口部が設けられ前記操作部が操作されると移動する可動ケースとによって構成され、
前記ガス室は前記固定ケース及び前記可動ケースによって区画されている請求項１に記載の皮膚透過ガス検出装置。
【請求項３】
前記収容ケースの前記ガス室には、前記取り入れ口と前記ガス室との間を連通状態又は非連通状態にする弁体が設けられ、
前記弁体は、前記操作部が操作されると開くように構成されている請求項１又は請求項２に記載の皮膚透過ガス検出装置。
【請求項４】
前記収容ケースには、前記ガス室と前記収容ケース外とを連通する排気孔が設けられ、
前記収容ケースには、前記排気孔を開閉する排気用弁体が設けられ、
前記排気用弁体は、前記収容ケースが前記所定の状態に戻る際に開くように構成されている請求項３に記載の皮膚透過ガス検出装置。
【請求項５】
前記収容ケースは、前記ガス室の少なくとも一部を区画する蛇腹部を備えた単体のケースであり、
前記蛇腹部は、前記操作部に対する操作に連動して伸長するように構成されている請求項１に記載の皮膚透過ガス検出装置。
【請求項１】
ガスセンサによって被検者の皮膚から放出された皮膚透過ガス中の成分を検出する皮膚透過ガス検出装置において、
固定部を有し、容積が可変であるガス室を区画する収容ケースと、
前記ガス室に収容されるガスセンサと、
前記収容ケースに設けられ、前記被検者の皮膚から放出された皮膚透過ガスを前記ガス室に取り入れる取り入れ口と、
前記ガス室の容積を拡大できる所定の状態で前記収容ケースを保持する保持手段と、
前記収容ケースに設けられ、前記保持手段による保持を解除するとともに前記ガス室の容積が拡大するように前記収容ケースを操作可能な操作部とを備えることを特徴とする皮膚透過ガス検出装置。
【請求項２】
前記固定部は前記取り入れ口が設けられた固定ケースであり、
前記収容ケースは前記固定ケースと、前記固定ケースを収容するとともに、前記取り入れ口と連通する開口部が設けられ前記操作部が操作されると移動する可動ケースとによって構成され、
前記ガス室は前記固定ケース及び前記可動ケースによって区画されている請求項１に記載の皮膚透過ガス検出装置。
【請求項３】
前記収容ケースの前記ガス室には、前記取り入れ口と前記ガス室との間を連通状態又は非連通状態にする弁体が設けられ、
前記弁体は、前記操作部が操作されると開くように構成されている請求項１又は請求項２に記載の皮膚透過ガス検出装置。
【請求項４】
前記収容ケースには、前記ガス室と前記収容ケース外とを連通する排気孔が設けられ、
前記収容ケースには、前記排気孔を開閉する排気用弁体が設けられ、
前記排気用弁体は、前記収容ケースが前記所定の状態に戻る際に開くように構成されている請求項３に記載の皮膚透過ガス検出装置。
【請求項５】
前記収容ケースは、前記ガス室の少なくとも一部を区画する蛇腹部を備えた単体のケースであり、
前記蛇腹部は、前記操作部に対する操作に連動して伸長するように構成されている請求項１に記載の皮膚透過ガス検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−８５８７３（Ｐ２００９−８５８７３Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５８７８９（Ｐ２００７−２５８７８９）
【出願日】平成１９年１０月２日（２００７．１０．２）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２日（２００７．１０．２）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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