特開 2022-190409 水濡れ検知用布帛、及び該水濡れ検知用布帛を用いた水濡れ検知装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022190409

(43)【公開日】2022-12-26

(54)【発明の名称】水濡れ検知用布帛、及び該水濡れ検知用布帛を用いた水濡れ検知装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 3/40 20060101AFI20221219BHJP

【ＦＩ】

G01M3/40 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021098722

(22)【出願日】2021-06-14

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＪＡＶＡ

２．ウインドウズ

３．ＷＩＮＤＯＷＳ

(71)【出願人】

【識別番号】390014487

【氏名又は名称】住江織物株式会社

(72)【発明者】

【氏名】宮村 佳成

(72)【発明者】

【氏名】宮田 千歌

【テーマコード（参考）】

2G067

【Ｆターム（参考）】

2G067AA48

2G067BB40

2G067CC02

2G067DD23

(57)【要約】

【課題】水濡れ検知用布帛が水、お茶等の飲料をはじめとした水濡れや、雨水などの漏水による濡れを検知することができ、しかもその濡れた箇所をも検知することができる水濡れ検知用布帛、及び水濡れ検知装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の水濡れ検知用布帛１は、導電性を有する芯部と、非導電性で吸水性を有する鞘部を備えた芯鞘型導電糸が非導電性布帛２に配設された布帛において、前記芯鞘型導電糸は非導電性布帛２に組織又は積層され、前記芯鞘型導電糸は芯鞘型導電糸ａと芯鞘型導電糸ｂの２本が配設され、芯鞘型導電糸ａに端子ａ１と端子ａ２と、芯鞘型導電糸ｂに端子ｂ１と端子ｂ２の４つの端子を設けたことを特徴とする。また、芯鞘型導電糸ａと芯鞘型導電糸ｂは互いに略同距離に離間し、かつ、交差せず配設、又は、芯鞘型導電糸ａと芯鞘型導電糸ｂは互いに略線対称に、かつ、交差部を形成し配設されるのが好ましい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電性を有する芯部と、非導電性で吸水性を有する鞘部を備えた芯鞘型導電糸が非導電性布帛に配設された布帛において、
前記芯鞘型導電糸は前記非導電性布帛に組織又は積層され、
前記芯鞘型導電糸は芯鞘型導電糸ａと芯鞘型導電糸ｂの２本が配設され、
前記芯鞘型導電糸ａに端子ａ１と端子ａ２と、前記芯鞘型導電糸ｂに端子ｂ１と端子ｂ２の４つの端子を設けたことを特徴とする水濡れ検知用布帛。

【請求項2】

前記芯鞘型導電糸ａと前記芯鞘型導電糸ｂは互いに略同距離に離間し、かつ、
交差せず配設された請求項１に記載の水濡れ検知用布帛。

【請求項3】

前記芯鞘型導電糸ａと前記芯鞘型導電糸ｂは互いに略線対称に、かつ、
交差部を形成し配設された請求項１に記載の水濡れ検知用布帛。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の水濡れ検知用布帛を含む検知部と、抵抗器と、ダイオードと、マイクロコンピュータと、表示装置と、電源と、を備え、
前記検知部に電圧を印加して端子ｂ１の電圧を計測する回路を構成し、
前記回路は、前記水濡れ検知用布帛に設けられた前記端子ａ１と前記端子ｂ１間の水に濡れた際の抵抗と前記抵抗器の２つの抵抗で構成された回路Ｃ１と、
前記水濡れ検知用布帛に設けられた前記端子ａ２と前記端子ｂ１間の水に濡れた際の抵抗と前記抵抗器の２つの抵抗で構成された回路Ｃ２と、を含み、
前記マイクロコンピュータに、前記検知部が配設された領域の水濡れ及び水濡れ箇所を検知して結果を知らせるアルゴリズムを実装することを特徴とする水濡れ検知装置。

【請求項5】

前記アルゴリズムには、
端子ａ１に電圧を印加（印加電圧Ｖｃｃｃ１）した時の前記回路Ｃ１における端子ｂ１の分圧電圧Ｖｏｕｔｃ１と、
端子ａ２に電圧を印加（印加電圧Ｖｃｃｃ２）した時の前記回路Ｃ２における端子ｂ１の分圧電圧Ｖｏｕｔｃ２と、を交互に計測し、
水濡れ箇所を検知する時間と、
分圧電圧Ｖｏｕｔｃ１と、
分圧電圧Ｖｏｕｔｃ２と、
前記印加電圧Ｖｃｃｃ１と前記分圧電圧Ｖｏｕｔｃ１と前記抵抗器の値から算出した抵抗値Ｒ１と、
前記印加電圧Ｖｃｃｃ２と前記分圧電圧Ｖｏｕｔｃ２と前記抵抗器の値から算出した抵抗値Ｒ２と、
抵抗値Ｒ１―抵抗値Ｒ２である抵抗差と、
抵抗値Ｒ１＋抵抗値Ｒ２に対する抵抗値Ｒ１の抵抗割合と、
からなるデータ群を準備し、
前記水濡れ箇所と前記データ群から選ばれる既知データを用いて判別する、又は、
前記水濡れ箇所を目的変数、前記データ群から選ばれる説明変数を学習した結果の閾値を用いて判別する請求項４に記載の水濡れ検知装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水濡れ検知用布帛、及び該水濡れ検知用布帛を用いた水濡れ検知装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から雨水の侵入や配管からの漏水、また電車、バス等の公共交通機関の座席シートの水濡れを検知したいという要望があった。さらに漏水や水濡れの場所も特定したいという要望があった。

【0003】

例えば、特許文献１には、構造物の屋上に敷設される漏水検知用導電網及びそれを備えた防水シートに関し、漏水自動検知及び漏水箇所探査に適し、かつ、製造コストが安く、輸送及び敷設が容易であって、耐久性の高い漏水検知用導電網及び導電線を備えた防水シートを提供することを目的に、構造物の躯体に表装された防水層の漏水を検知するために用いられる漏水検知用導電網であって、複数の切込みを備えた電気的絶縁性のシートと、前記シートに前記切込みに沿って配置された複数の導電線と、を有し、前記シートが前記切込みを介して網状に拡開されることにより、前記導電線が所定間隔ないし所定パターンで配置される漏水検知用導電網の発明が開示されている。

【0004】

しかしながら、電極と電極との間の電気伝導度を測定することにより、防水層等の破損による漏水の有無を判別することができるものの、その場所までは検知することはできなかった。この問題を解決するには、すなわち漏水の場所を検知するためには複数の漏水検知用導電網を区画して配置する必要があり、区画に番地を付け1区画内で漏水が発生したことを検知することでどの区画で漏水が発生したということから番地を特定することができるが、より細かく漏水の場所を検知するには、さらにより小さな区画を多数設けなければならなく、構成が複雑になり費用が増加する恐れがあった。

【0005】

また、特許文献２には、電車、バス、自動車等の車両の座席シートや、家具のソファ等では、水、お茶等の飲料水を溢してしまった後、気づかずに別の人が座った際にズボンやスカートが濡れてしまうという問題を解決するために、水濡れを検知することができる布帛として、非導電性布帛の少なくとも一部に、２本以上の導電糸と、該２本以上の導電糸と交差するように配置された芯鞘型導電糸と、を備え、前記芯鞘型導電糸が、導電性を有する芯部と、非導電性と吸水性を有する鞘部からなる布帛の発明が開示されている。

【0006】

しかしながら、布帛に液体が付着すると水濡れを検知することができるが、水濡れ場所を検知するには特許文献１と同様の課題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００４－２７９３４７公報

【特許文献2】特開２０１９－０３９０９１公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、水濡れ検知用布帛が水、お茶等の飲料をはじめとした水濡れや、雨水などの漏水による濡れを検知することができ、しかもその濡れた箇所をも検知することができる水濡れ検知用布帛、及び該水濡れ検知用布帛を用いた水濡れ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】

【0009】

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

【0010】

［１］導電性を有する芯部と、非導電性で吸水性を有する鞘部を備えた芯鞘型導電糸が非導電性布帛に配設された布帛において、
前記芯鞘型導電糸は前記非導電性布帛に組織又は積層され、
前記芯鞘型導電糸は芯鞘型導電糸ａと芯鞘型導電糸ｂの２本が配設され、
前記芯鞘型導電糸ａに端子ａ１と端子ａ２と、前記芯鞘型導電糸ｂに端子ｂ１と端子ｂ２の４つの端子を設けたことを特徴とする水濡れ検知用布帛。

【0011】

［２］前記芯鞘型導電糸ａと前記芯鞘型導電糸ｂは互いに略同距離に離間し、かつ、
交差せず配設された前項１に記載の水濡れ検知用布帛。

【0012】

［３］前記芯鞘型導電糸ａと前記芯鞘型導電糸ｂは互いに略線対称に、かつ、
交差部を形成し配設された前項１に記載の水濡れ検知用布帛。

【0013】

［４］請求項１～３のいずれか１項に記載の水濡れ検知用布帛を含む検知部と、抵抗器と、ダイオードと、マイクロコンピュータと、表示装置と、電源と、を備え、
前記検知部に電圧を印加して端子ｂ１の電圧を計測する回路を構成し、
前記回路は、前記水濡れ検知用布帛に設けられた前記端子ａ１と前記端子ｂ１間の水に濡れた際の抵抗と前記抵抗器の２つの抵抗で構成された回路Ｃ１と、
前記水濡れ検知用布帛に設けられた前記端子ａ２と前記端子ｂ１間の水に濡れた際の抵抗と前記抵抗器の２つの抵抗で構成された回路Ｃ２と、を含み、
前記マイクロコンピュータに、前記検知部が配設された領域の水濡れ及び水濡れ箇所を検知して結果を知らせるアルゴリズムを実装することを特徴とする水濡れ検知装置。

【0014】

［５］前記アルゴリズムには、
端子ａ１に電圧を印加（印加電圧Ｖｃｃｃ１）した時の前記回路Ｃ１における端子ｂ１の分圧電圧Ｖｏｕｔｃ１と、
端子ａ２に電圧を印加（印加電圧Ｖｃｃｃ２）した時の前記回路Ｃ２における端子ｂ１の分圧電圧Ｖｏｕｔｃ２と、を交互に計測し、
水濡れ箇所を検知する時間と、
分圧電圧Ｖｏｕｔｃ１と、
分圧電圧Ｖｏｕｔｃ２と、
前記印加電圧Ｖｃｃｃ１と前記分圧電圧Ｖｏｕｔｃ１と前記抵抗器の値から算出した抵抗値Ｒ１と、
前記印加電圧Ｖｃｃｃ２と前記分圧電圧Ｖｏｕｔｃ２と前記抵抗器の値から算出した抵抗値Ｒ２と、
抵抗値Ｒ１―抵抗値Ｒ２である抵抗差と、
抵抗値Ｒ１＋抵抗値Ｒ２に対する抵抗値Ｒ１の抵抗割合と、
からなるデータ群を準備し、
前記水濡れ箇所と前記データ群から選ばれる既知データを用いて判別する、又は、
前記水濡れ箇所を目的変数、前記データ群から選ばれる説明変数を学習した結果の閾値を用いて判別する前項４に記載の水濡れ検知装置。

【発明の効果】

【0015】

［１］の発明では、前記芯鞘型導電糸は前記非導電性布帛に組織又は積層され、前記芯鞘型導電糸は芯鞘型導電糸ａと芯鞘型導電糸ｂの２本が配設され、前記芯鞘型導電糸ａに端子ａ１と端子ａ２と、前記芯鞘型導電糸ｂに端子ｂ１と端子ｂ２の４つの端子を設けたことで、水に濡れた際に、芯鞘型導電糸ａと芯鞘型導電糸ｂ間で通電が可能な状態となることから水濡れを検知することができ、しかもその濡れた箇所をも検知できる水濡れ検知用布帛を提供することができる。

【0016】

［２］の発明、［３］の発明では、水濡れを確実に検知することができ、しかもその濡れた箇所をも検知できる水濡れ検知用布帛を提供することができる。

【0017】

［４］の発明では、前記マイクロコンピュータに実装されたアルゴリズムによって、前記検知部が配設された領域の水濡れ及び水濡れ箇所を検知して結果を知らせる水濡れ検知装置を提供することができる。

【0018】

［５］の発明では、前記水濡れ箇所と前記データ群から選ばれる既知データを用いて判別する、又は、前記水濡れ箇所を目的変数、前記データ群から選ばれる説明変数を学習した結果の閾値を用いて判別することから、水濡れを検知することができ、しかもその濡れた箇所をより確実に検知できる水濡れ検知装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明に係る水濡れ検知用布帛の一実施形態を示す平面図である。

【図2】本発明に係る水濡れ検知用布帛の他の実施形態を示す平面図である。

【図3】本発明に係る水濡れ検知用布帛のさらに他の実施形態を示す平面図である。

【図4】本発明に係る水濡れ検知装置の一実施形態を示す説明図である。

【図5】本発明に係る水濡れ検知装置の他の実施形態を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

次に、本発明の水濡れ検知用布帛について図１～３に基づいて詳しく説明する。水濡れ検知用布帛１は、導電性を有する芯部と、非導電性で吸水性を有する鞘部を備えた芯鞘型導電糸が非導電性布帛２に配設された布帛において、前記芯鞘型導電糸は非導電性布帛２に組織又は積層され、前記芯鞘型導電糸は芯鞘型導電糸ａと芯鞘型導電糸ｂの２本が配設され、芯鞘型導電糸ａに端子ａ１と端子ａ２と、芯鞘型導電糸ｂに端子ｂ１と端子ｂ２の４つの端子を設けたことを特徴とする。

【0021】

前記芯鞘型導電糸１本に対して端子を２箇所設け、もう１本の芯鞘型導電糸にも同様に２箇所設けるので端子は計４箇所である。すなわち、端子ａ１、端子ａ２、端子ｂ１と端子ｂ２である。端子は前記芯鞘型導電糸の端に限らず、前記芯鞘型導電糸上であればよい。すなわち、各端子は前記芯鞘型導電糸の両端であっても、両端付近であってもよく、特に制限はないが水濡れ及び水濡れ箇所を検知する領域は、上記の４つの端子間の範囲である。そして、前記芯鞘型導電糸１本に２箇所設けた端子をダイオードを介してマイクロコンピュータに接続し、もう１本の芯鞘型導電糸１本に２箇所設けた端子のうちの１つは抵抗器を介してグランドし、残りの１つは解放する。

【0022】

このような構成を採用することで、水濡れを検知することができ、しかもその濡れた箇所をも検知できる水濡れ検知用布帛を提供することができる。

【0023】

ここで、例えば図１又は３に示すように芯鞘型導電糸ａと芯鞘型導電糸ｂは互いに略同距離に離間し、かつ、交差せず配設、又は、例えば図２に示すように芯鞘型導電糸ａと芯鞘型導電糸ｂは互いに略線対称に、かつ、交差部を形成し配設されるのが好ましい。すなわち、非導電性布帛２上で左右や上下の均整がとれるので好ましい。

【0024】

このような構成を採用することで、水濡れ検知用布帛に水滴が付いた際には、水の毛管現象により水が周辺に広がることで配設された２本の芯鞘型導電糸に水分が達し、２本の芯鞘型導電糸間で通電可能な状態となることから、確実に水濡れを検知することができ、しかもその濡れた箇所をも検知できる水濡れ検知用布帛を提供することができる。

【0025】

前記芯鞘型導電糸は、導電性を有する芯部と、非導電性で吸水性を有する鞘部を備えた芯鞘型導電糸である。導電性を有する芯部としては、特に限定されないが例えば、金、銀、銅、ステンレス等の金属繊維や炭素繊維、金属メッキ繊維を挙げることができる。金属メッキ繊維はポリエステル繊維、ナイロン繊維等の導電性のない繊維に、銀、銅、ニッケル等の金属をメッキすることで導電性を付与した繊維である。なお、前記芯鞘型導電糸の抵抗値としては、繊維の抵抗値に合わせて非導電性布帛の長さを調整することもできるが、抵抗値が小さ過ぎると抵抗値Ｒ１と抵抗値Ｒ２の差が出にくく、逆に大き過ぎるとノイズの影響を受けやすいことから、５００Ω／ｍ～１ＭΩ／ｍの範囲が好ましく、１０ＫΩ／ｍ～２０ＫΩ／ｍの範囲がさらに好ましい。

【0026】

非導電性で吸水性を有する鞘部としては、特に限定されないが、ポリエステル繊維、ナイロン繊維等の繊維を挙げることができる。また、繊維断面の形状として丸断面、異形断面等があるが、繊維の表面積が増えて吸水性が向上することから異形断面が好ましい。

【0027】

また、前記芯鞘型導電糸の鞘部は、導電性を有する芯部に例えば上述の繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維等を螺旋状に巻き付ける方法、撚糸する方法、又は組紐にする方法などで鞘部を形成することもできる。

【0028】

こうして、電気的に接続していない２本の芯鞘型導電糸を水に濡らすことで、水が非導電性で吸水性を有する鞘部から浸透して導電性を有する芯部に至ることから通電が可能になる。

【0029】

非導電性布帛２としては、電気が流れない布帛状のもので水に濡れる素材を含んでなれば、特に限定されず、例えば、綿、絹、麻、羊毛などの天然繊維、ポリエステル、ナイロン、ポリウレタン、アクリルなどの合成繊維、レーヨンなどの再生繊維等の素材を含んでなる織物、編物、不織布を挙げることができる。さらに塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、オレフィン樹脂等の熱可塑性樹脂をシート状に成型し浸透用に無数の貫通孔を設けたシートを挙げることができる。

【0030】

前記芯鞘型導電糸は非導電性布帛２に組織又は積層されるが、例えば、製織する際に前記芯鞘型導電糸を織り込む、袋組織内に挿入する、又は製編する際に前記芯鞘型導電糸を編み込むことで組織することができる。また、織物、編物、不織布、熱可塑性樹脂シート等に前記芯鞘型導電糸を刺繍してもよいし、貼ってもよい。

【0031】

次に、本発明の水濡れ検知装置３について図４、図５に基づいて詳しく説明する。図４では、芯鞘型導電糸ａと芯鞘型導電糸ｂは互いに略同距離に離間し、かつ、交差せず配設された水濡れ検知用布帛１を用いた水濡れ検知装置３の例を示し、図５では、芯鞘型導電糸ａと芯鞘型導電糸ｂは互いに略線対称に、かつ、交差部を形成し配設された水濡れ検知用布帛１を用いた水濡れ検知装置３の例を示す。図４、図５では検知部４のＰ０の領域を水で濡らした例とし、水濡れ箇所９を斜線で示した。なお、図４で示す水濡れ検知装置３において、水濡れ検知用布帛１として図３に示す水濡れ検知用布帛１を替りに用いてもよい。

【0032】

水濡れ検知装置３は、水濡れ検知用布帛１を含む検知部４と、抵抗器５と、ダイオード６と、マイクロコンピュータ７と、表示装置８と、電源と、を備え、検知部４に電圧を印加して端子ｂ１の電圧を計測する回路を構成し、前記回路は、水濡れ検知用布帛１に設けられた端子ａ１と端子ｂ１間の水に濡れた際の抵抗と抵抗器５の２つの抵抗で構成された回路Ｃ１と、水濡れ検知用布帛１に設けられた端子ａ２と端子ｂ１間の水に濡れた際の抵抗と抵抗器５の２つの抵抗で構成された回路Ｃ２と、を含み、マイクロコンピュータ７に、検知部４が配設された領域の水濡れ及び水濡れ箇所を検知して結果を知らせるアルゴリズムを実装することを特徴とする。

【0033】

このような構成を採用することで、検知部４が配設された領域の水濡れ及び水濡れ箇所９を検知して結果を知らせる水濡れ検知装置３を提供することができる。なお、表示装置８によって利用者に分かり易い形で結果をフィードバックすることができる。

【0034】

検知部４は、検知部４に割り当てられた任意の数の領域、例えば図４では検知部４の長手方向に並んだＰ０とＰ１の２つの領域のうち濡れた領域を水濡れ箇所として検知することができ、図５では検知部４の長手方向に並んだＰ０～Ｐ３の４つの領域のうち濡れた領域を水濡れ箇所として検知することができる。検知部４の長手方向に並んだ領域の大きさや数は、特に限定されず目的に応じて適宜設定すればよい。

【0035】

抵抗器５としては特に限定されないが、材質がカーボン皮膜、金属皮膜、酸化金属皮膜などの固定抵抗器、可変抵抗器を挙げることができる。なかでも入手し易く安価なことからカーボン皮膜、金属皮膜が好ましい。なお、抵抗値は１０ＫΩ～４０ＫΩの範囲が好ましい。

【0036】

ダイオード６としては特に限定されないが、整流用ダイオード、スイッチングダイオード、ファストリカバリーダイオード等を挙げることができる。なかでも電流の逆流を防ぐ本来の整流作用に優れればよいことから汎用整流用ダイオードが好ましい。

【0037】

マイクロコンピュータ７としては特に限定されず、ＣＰＵ、メモリー、ストレージを備えアルゴリズムを実装できればよく、例えば、ＰＩＣマイコン、ＡＶＲマイコン、ＡＲＭマイコンや、シングルボードコンピュータ、ワンボードマイコン等を挙げることができる。電圧を印加できるデジタルピンが２本、アナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）ピンが３本あればよく、装置の拡張性や規模、また開発段階や製品化に合わせて適宜選定すればよい。

【0038】

表示装置８としては、特に限定されず公知のＬＥＤ（発光ダイオード）や液晶（ＬＣ）を用いた表示装置に検知部４で検知した結果を表示できればよい。また、パーソナルコンピュータと接続することで上述の結果を渡し知らせてもよい。

【0039】

前記電源としては、マイクロコンピュータ７の動作に必要な電圧を安定供給できればよく、例えば、乾電池（１．５Ｖ、３～４本）、ＵＳＢ変換器を介したＡＣ（交流）電源、パソコンのＵＳＢポート等を挙げることができる。

【0040】

図４、図５に示すように、端子ａ１をマイクロコンピュータ７のデジタル入力ピンＤ１に整流用ダイオード（Ｄ１側がアノード）を介して接続し、同じ端子ａ１をアナログ入力ピンＡ１にも接続し、端子ａ２をマイクロコンピュータ７のデジタル入力ピンＤ０に整流用ダイオード（Ｄ０側がアノード）を介して接続し、同じ端子ａ２をアナログ入力ピンＡ０にも接続し、端子ｂ１をマイクロコンピュータ７のアナログ入力ピンＡ２に接続し、同じ端子ｂ１は抵抗器５を介してグランドし、端子ｂ２は何処にも接続せず開放とする。なお、入出力はマイクロコンピュータ７で処理できるように適宜Ａ／Ｄ変換するものとする。また、端子の形状や材質は特に限定されず電気的に接続できるものであればよく、接続には公知のリード線等を用いればよい。

【0041】

検知部４にはマイクロコンピュータ７によって水濡れ検知用布帛１の端子を通し電圧が印加され、水濡れ検知用布帛１の芯鞘型導電糸ａと芯鞘型導電糸ｂとの間では通電していないところに水濡れが発生することで通電することから、水濡れ及び水濡れ箇所を検知することができる。より詳しくは、回路Ｃ１は、水濡れ検知用布帛１に設けられた端子ａ１と端子ｂ１間の水に濡れた際の抵抗と抵抗器５の２つの抵抗で構成され、回路Ｃ２は、水濡れ検知用布帛１に設けられた端子ａ２と端子ｂ１間の水に濡れた際の抵抗と抵抗器５の２つの抵抗で構成されていることから、検知部４が水に濡れた際に、回路Ｃ１では端子ａ１と端子ｂ１間で通電しつつも抵抗があり、回路Ｃ２でも同様に端子ａ２と端子ｂ１間で通電しつつも抵抗があることから、すなわち、それぞれ水に濡れた際の疑似抵抗があることから水濡れ及び水濡れ箇所を検知することができる。なお、端子ａ１～端子ｂ２の各符号は構成と相互の関係の説明のために付したもので、芯鞘型導電糸と電気的に接続して同等の回路を２つ形成できればよい。

【0042】

マイクロコンピュータ７に実装されたアルゴリズムは、上述の処理を行うプログラムを含み、計測した数値を処理し表示装置８に検知部４で検知した結果を表示するよう指示する。前記アルゴリズムとは、実行することで得られた数値を含むデータ群を含むものとして用いている。

【0043】

前記データ群として、例えば計測の経過時間、印加した電圧値、測定した電圧値、計測回数を含むのが好ましく、前記データ群から算出される例えば抵抗値、抵抗差、抵抗割合を含むのが好ましい。すなわち、前記アルゴリズムには、端子ａ１に電圧を印加（印加電圧Ｖｃｃｃ１）した時の前記回路Ｃ１における端子ｂ１の分圧電圧Ｖｏｕｔｃ１と、端子ａ２に電圧を印加（印加電圧Ｖｃｃｃ２）した時の前記回路Ｃ２における端子ｂ１の分圧電圧Ｖｏｕｔｃ２と、を交互に計測し、水濡れ箇所を検知する時間と、分圧電圧Ｖｏｕｔｃ１と、分圧電圧Ｖｏｕｔｃ２と、前記印加電圧Ｖｃｃｃ１と前記分圧電圧Ｖｏｕｔｃ１と抵抗器５の値から算出した抵抗値Ｒ１と、前記印加電圧Ｖｃｃｃ２と前記分圧電圧Ｖｏｕｔｃ２と抵抗器５の値から算出した抵抗値Ｒ２と、抵抗値Ｒ１―抵抗値Ｒ２である抵抗差と、抵抗値Ｒ１＋抵抗値Ｒ２に対する抵抗値Ｒ１の抵抗割合と、からなるデータ群を準備し、前記水濡れ箇所と前記データ群から選ばれる既知データを用いて判別する、又は、前記水濡れ箇所を目的変数、前記データ群から選ばれる説明変数を学習した結果の閾値を用いて判別するのが好ましい。前記抵抗割合は、本発明では百分率を含む意味で用いる。なお、英字と数字の組合せ記号は説明のために付しているが、相互の関係が明確で抵抗差と抵抗割合を算出できればよい。次に示す関係があることから、抵抗値Ｒ１と抵抗値Ｒ２を算出できる。
印加電圧Ｖｃｃｃ１：分圧電圧Ｖｏｕｔｃ１＝（抵抗値Ｒ１＋抵抗器５の抵抗値）：抵抗器５の抵抗値
印加電圧Ｖｃｃｃ２：分圧電圧Ｖｏｕｔｃ２＝（抵抗値Ｒ２＋抵抗器５の抵抗値）：抵抗器５の抵抗値

【0044】

上述のとおり本発明の技術思想は、本発明の水濡れ検知用布帛を回路の素子の１つとみたて、２つの回路を構成することで、計測可能な電圧から導き出される特徴に着目して水濡れ箇所を特定、認識できることにある。この特徴が２つの回路における抵抗の差と抵抗割合である。

【0045】

本発明における判別としては、特に限定されないが、既知データを用いたＫ近傍法による判別、ＳＶＭ（サポートベクターマシン）、決定木等公知の学習により得られた閾値による判別を挙げることができる。Ｋ近傍法は、測定データに近い既知のデータを設定した数だけ選んで、その既知のデータの多数決で判別する方法である。一方、ＳＶＭ（サポートベクターマシン）は、パターン認識用の学習法であり、目的変数と説明変数から分類等を行い、閾値を設定する。決定木は、木を逆さにしたデータ構造を用いて分類と回帰を行い、閾値を設定する。いずれも公知の学習法として知られており、例えばプログラミング言語Ｐｙｔｈｏｎで利用できるライブラリのｓｃｉｋｉｔ－ｌｅaｒｎに含まれるＫ近傍法、ＳＶＭ、決定木を利用することができる。

【0046】

予め既知データとして前記データ群を得るには、前記アルゴリズムをもとにマイクロコンピュータ７に実装可能なプログラムを記述し、乾燥している検知部４の１つの領域に水滴を垂らして濡らし、前記プログラムを実行すればよく、繰り返す前に検知部４を乾燥させてから検知部４の他の領域も同様にして繰り返すことで検知部４の各領域におけるデータ群を得ることができる。領域毎に少なくとも数十個～数百個のデータを得るのが好ましい。こうして得られたデータ群の中の複数の前記抵抗差、複数の前記抵抗割合、複数の水濡れ箇所の３種類のデータを既知データとしてＫ近傍法により未知の水濡れ箇所を判別するのが好ましい。判別するプログラムを前記既知データとともにマイクロコンピュータ７に実装し、未知の水濡れ箇所が発生した際に抵抗差と抵抗割合を算出し、Ｋ近傍法により水濡れ箇所を判別することができる。

【0047】

同様に得られたデータ群の中の複数の前記抵抗差と複数の前記抵抗割合のデータを説明変数に、複数の水濡れ箇所のデータを目的変数として、ＳＶＭ（サポートベクターマシン）や、決定木によって学習した閾値を用いて判別するのが好ましい。

【0048】

また、前記データ群をパーソナルコンピュータへ送信し、前記パーソナルコンピュータの同様のプログラムで判別してもよい。大量のデータ処理には前記パーソナルコンピュータを用いた行う方が容易で時間短縮にもなるので好ましい。なお、前記プログラムはマイクロコンピュータ７、前記パーソナルコンピュータで動作可能な言語で記述すればよく、例えばマシン語、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｊａｖａ等を挙げることができる。また、検知部４は１つでも複数でもよく、水濡れを検知したい領域の大きさや形状を含め目的に合わせて適宜設定すればよい。前記送信は有線でも無線でもよく、前記パーソナルコンピュータで処理することで遠隔で水濡れ及び水濡れ箇所を検知し結果を知ることができる。前記データ群の送信に限定せず、水漏れ検知結果等をインターネットに接続して活用してもよい。

【実施例0049】

次に、実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のものに特に限定されるものではない。また、開発環境を用意し易いことからマイコンボード系アルドゥイーノとウインドウズ系ＯＳのパソコン（Ｗｉｎｄｏｗｓ１０）を利用し開発した。なお、表１に各学習法の種類等、及び総正答率を示し、表２には実際に濡らした箇所と判別結果を示した。

【0050】

＜使用材料＞
芯部・・・銀メッキ糸（ＯＤＥＸ（登録商標）、７０ｄ×３、大阪電気工業株式会社製）
鞘部・・・異形断面糸（カルキュロ（登録商標）１６７Ｔ４８ｆ、帝人フロンティア株式会社製）
芯鞘型導電糸ａ、ｂ・・・芯部１本と鞘部１本とを撚糸した後、さらに鞘部２本を撚糸
非導電性布帛・・・ポリエステル繊維製編地（幅６ｃｍ×長さ１．５ｍ、幅６ｃｍ×長さ７５ｃｍの２種類）
水濡れ検知用布帛・・・非導電性布帛２に芯鞘型導電糸ａと芯鞘型導電糸ｂの２本を、互いに略同距離に離間し、かつ、交差しないように編み込み配設
端子ａ１～ｂ２・・・銅製のカシメ
抵抗器・・・１０ＫΩのカーボン抵抗器
ダイオード・・・汎用整流用ダイオード１Ｎ４００７
マイクロコンピュータ・・・ＡｒｄｕｉｎｏＵＮＯ
Ｋ近傍法、ＳＶＭ、決定木ライブラリ・・・ｓｃｉｋｉｔ－ｌｅaｒｎ

【0051】

＜実施例１＞
Ｐ０の領域とＰ１の領域の２つの領域の検知部４（長手方向１．５ｍ）を備えた図４で説明の水濡れ検知装置を用いて、Ｐ０の領域を水で濡らして水濡れ箇所９とした後、開始時間を記録し、続いて印加電圧Ｖｃｃｃ１として５Ｖ、印加電圧Ｖｃｃｃ２として０Ｖを印加した際の端子ｂ１に現れた分圧電圧Ｖｏｕｔｃ１を計測、次に印加電圧Ｖｃｃｃ１として０Ｖ、印加電圧Ｖｃｃｃ２として５Ｖを印加した際の端子ｂ１に現れた分圧電圧Ｖｏｕｔｃ２を計測したのち、印加電圧Ｖｃｃｃ１として０Ｖ、印加電圧Ｖｃｃｃ２として０Ｖを印加した。印加電圧Ｖｃｃｃ１と分圧電圧Ｖｏｕｔｃ１から抵抗値Ｒ１を算出し、印加電圧Ｖｃｃｃ２と分圧電圧Ｖｏｕｔｃ２から抵抗値Ｒ２を算出した。続いて、抵抗値Ｒ１―抵抗値Ｒ２である抵抗差を求め、抵抗値Ｒ１＋抵抗値Ｒ２に対する抵抗値Ｒ１の抵抗割合を計算した。開始からここまでを１００回繰り返しＰ０の領域におけるデータ群を１００個得た。次に検知部４を乾燥させた後、Ｐ１の領域を水で濡らして水濡れ箇所９とし同様に１００回繰り返しＰ１の領域におけるデータ群を１００個得た。得られた合計２００個のデータ群のうち抵抗差と抵抗割合と水濡れ箇所（Ｐ０の領域、Ｐ１の領域）を既知データとしてＫ近傍法により水濡れ箇所を判別するプログラム（Ｋ近傍法判別プログラム）を作成した。次に、Ｐ０の領域を水で濡らし上述のようにして合計１００個のデータ群を得た。得られデータ群のうちの抵抗差と抵抗割合に対して、Ｐ０の領域、Ｐ１の領域のどちらであるかをＫ近傍法判別プログラムにより判別した。判別は１００個ある抵抗差と１００個ある抵抗割合に対してなので１００回行った。Ｐ１の領域についても同様にして１００回判別した。実際に濡らした箇所と判別結果を表２に示した。Ｐ０の領域、Ｐ１の領域の正答率はそれぞれ１００％で、両方の領域を合わせた総正答率は１００％であった。

【0052】

＜実施例２＞
実施例１と同様にして得られた合計２００個のデータ群のうち抵抗差と抵抗割合を説明変数、水濡れ箇所（Ｐ０の領域、Ｐ１の領域）を目的変数としてＳＶＭ（サポートベクターマシン）による学習によって閾値を求めた。得られた閾値により水濡れ箇所を判別するプログラム（ＳＶＭ判別プログラム）を作成した。次に、Ｋ近傍法判別プログラムに替えてＳＶＭ判別プログラムを用いて実施例１と同様にしてＰ０、Ｐ１の各領域についてそれぞれ１００回判別した。Ｐ０の領域、Ｐ１の領域の正答率はそれぞれ１００％で、両方の領域を合わせた総正答率は１００％であった。

【0053】

＜実施例３＞
実施例１と同様にして得られた合計２００個のデータ群のうち抵抗差と抵抗割合を説明変数、水濡れ箇所（Ｐ０の領域、Ｐ１の領域）を目的変数として決定木による学習によって閾値を求めた。得られた閾値により水濡れ箇所を判別するプログラム（決定木判別プログラム）を作成した。次に、Ｋ近傍法判別プログラムに替えて決定木判別プログラムを用いて実施例１と同様にしてＰ０、Ｐ１の各領域についてそれぞれ１００回判別した。Ｐ０の領域、Ｐ１の領域の正答率はそれぞれ１００％で、両方の領域を合わせた総正答率は１００％であった。

【0054】

＜実施例４＞
Ｐ０～Ｐ３の領域の４つの領域の検知部４（長手方向７５ｃｍ）を備えた図５で説明の水濡れ検知装置を用いて、実施例１と同様にして、Ｐ０～Ｐ３の各領域におけるそれぞれのデータ群を得た。得られた合計４００個のデータ群のうち抵抗差と抵抗割合と水濡れ箇所（Ｐ０の領域、Ｐ１の領域、Ｐ２の領域、Ｐ３の領域）を既知データとしてＫ近傍法により水濡れ箇所を判別するプログラム（Ｋ近傍法判別プログラム）を作成した。次に、Ｐ０の領域を水で濡らし上述のようにして合計１００個のデータ群を得た。得られデータ群のうちの抵抗差と抵抗割合に対して、Ｐ０～Ｐ３の領域のいずれの領域であるかをＫ近傍法判別プログラムにより判別した。判別は１００個ある抵抗差と１００個ある抵抗割合に対してなので１００回行った。Ｐ１～Ｐ３の各領域についても同様にしてそれぞれ１００回判別した。Ｐ０の領域～Ｐ３の領域の全領域を合わせた総正答率は９６．２５％であった。

【0055】

＜実施例５＞
実施例４と同様にして得られた合計４００個のデータ群のうち抵抗差と抵抗割合を説明変数、水濡れ箇所（Ｐ０の領域、Ｐ１の領域、Ｐ２の領域、Ｐ３の領域）を目的変数としてＳＶＭ（サポートベクターマシン）による学習によって閾値を求めた。得られた閾値により水濡れ箇所を判別するプログラム（ＳＶＭ判別プログラム）を作成した。次に、Ｋ近傍法判別プログラムに替えてＳＶＭ判別プログラムを用いて実施例４と同様にしてＰ０～Ｐ３の各領域についてそれぞれ１００回判別した。Ｐ０の領域～Ｐ３の領域の全領域を合わせた総正答率は９９．７５％であった。

【0056】

＜実施例６＞
実施例４と同様にして得られた合計４００個のデータ群のうち抵抗差と抵抗割合を説明変数、水濡れ箇所（Ｐ０の領域、Ｐ１の領域、Ｐ２の領域、Ｐ３の領域）を目的変数として決定木による学習によって閾値を求めた。得られた閾値により水濡れ箇所を判別するプログラム（決定木判別プログラム）を作成した。次に、Ｋ近傍法判別プログラムに替えて決定木判別プログラムを用いて実施例４と同様にしてＰ０～Ｐ３の各領域についてそれぞれ１００回判別した。Ｐ０の領域～Ｐ３の領域の全領域を合わせた総正答率は１００％であった。

【0057】

＜比較例１＞
実施例１において、抵抗器５を設けなかった。すなわち、印加電圧Ｖｃｃｃ１として５Ｖ、印加電圧Ｖｃｃｃ２として０Ｖとしたものの端子ｂ１がグランドとショートするため、印加電圧Ｖｃｃｃ１と印加電圧Ｖｃｃｃ２が常に０Ｖとなり、水濡れ箇所どころか水濡れしたかどうかさえ分からなかった。

【0058】

＜比較例２＞
実施例１において、回路Ｃ２を構成せず分圧電圧Ｖｏｕｔｃ２を得られなかった。すなわち、印加電圧Ｖｃｃｃ１として５Ｖ、印加電圧Ｖｃｃｃ２として０Ｖとした際の分圧電圧Ｖｏｕｔｃ１を計測し、印加電圧Ｖｃｃｃ１と分圧電圧Ｖｏｕｔｃ１から抵抗値Ｒ１のみを算出し、１００回繰り返しＰ０の領域における抵抗値Ｒ１と、Ｐ１の領域についても同様に１００回繰り返し抵抗値Ｒ１を得た。得られた合計２００個の抵抗値Ｒ１と水濡れ箇所（Ｐ０の領域、Ｐ１の領域）を既知データとしてＫ近傍法により水濡れ箇所を判別するプログラム（Ｋ近傍法判別プログラム）を作成し、このＫ近傍法判別プログラムを用いて実施例１と同様にしてＰ０、Ｐ１の各領域についてそれぞれ１００回判別した。判別の結果は水濡れしたかどうか分かるものの、水濡れ箇所を判別できたとは言い難かった。

【0059】

＜比較例３＞
実施例５において、回路Ｃ２を構成せず分圧電圧Ｖｏｕｔｃ２を得られなかった。すなわち、印加電圧Ｖｃｃｃ１として５Ｖ、印加電圧Ｖｃｃｃ２として０Ｖとした際の分圧電圧Ｖｏｕｔｃ１を計測し、印加電圧Ｖｃｃｃ１と分圧電圧Ｖｏｕｔｃ１から抵抗値Ｒ１のみを算出し、１００回繰り返しＰ０の領域における抵抗値Ｒ１と、Ｐ１～Ｐ３の領域についても同様に１００回ずつ繰り返し抵抗値Ｒ１を得た。得られた合計４００個のデータ群のうち抵抗Ｒ１を説明変数、水濡れ箇所（Ｐ０の領域、Ｐ１の領域、Ｐ２の領域、Ｐ３の領域）を目的変数としてＳＶＭ（サポートベクターマシン）による学習によって閾値を求めた。得られた閾値により水濡れ箇所を判別するプログラム（ＳＶＭ判別プログラム）を作成し、このＳＶＭ判別プログラムを用いて実施例５と同様にしてＰ０～Ｐ３の各領域についてそれぞれ１００回判別した。判別の結果は水濡れしたかどうか分かるものの、水濡れ箇所を判別できたとは言い難かった。

【0060】

【表1】

【0061】

【表2】

【0062】

本発明の水濡れ検知用布帛を用いた水濡れ検知装置は、総正答率が約９６％以上の優れた結果を示した。一方、比較例１では水濡れ箇所どころか水濡れしたかどうかさえ分からなかった。また、比較例２、３では水濡れ箇所を判別することは困難であった。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本発明の水濡れ検知用布帛は、飲料をはじめ漏水による濡れ及び濡れた箇所を検知できる水濡れ検知用布帛として好適であり、また、本発明の水濡れ検知装置は、例えば雨水の侵入や水道管などの配管や公共交通機関の座席シートの水濡れ検知装置として好適である。

【符号の説明】

【0064】

１・・・水濡れ検知用布帛
２・・・非導電性布帛
３・・・水濡れ検知装置
４・・・検知部
５・・・抵抗器
６・・・ダイオード
７・・・マイクロコンピュータ
８・・・表示装置
９・・・水濡れ箇所
ａ・・・芯鞘型導電糸
ａ１、ａ２・・・芯鞘型導電糸ａの端子
ｂ・・・芯鞘型導電糸
ｂ１、ｂ２・・・芯鞘型導電糸ｂの端子
Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・・検知部上の領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】