特開 2024-67287 発汗センサ

(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】P2024067287

(43)【公開日】2024-05-17

(54)【発明の名称】発汗センサ

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/00 20060101AFI20240510BHJP

   G01N 27/04 20060101ALI20240510BHJP

【ＦＩ】

A61B5/00 N

G01N27/04 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022177241

(22)【出願日】2022-11-04

(71)【出願人】

【識別番号】518212241

【氏名又は名称】公立大学法人公立諏訪東京理科大学

(72)【発明者】

【氏名】今井翔太

(72)【発明者】

【氏名】橋元伸晃

【テーマコード（参考）】

2G060

4C117

【Ｆターム（参考）】

2G060AA15

2G060AD06

2G060AF08

2G060AG10

2G060AG15

2G060KA05

4C117XA01

4C117XB01

4C117XC40

4C117XD05

4C117XE03

4C117XE06

(57)【要約】      （修正有）

【課題】従来の塩分濃度計測装置のセンサ部には皮膚への配置構造が明示されておらず、曲面構造の皮膚にフィットするか不明である上に、汗腺から出て時間の経過した古くなった汗がセンサ部にとどまり、本来測定したい汗腺から出たばかりの新鮮な汗の測定ができないという課題があった。本発明の発汗センサは、以上のような従来の課題に鑑み、皮膚の曲面構造に追従するように貼り付け部位に合わせて曲げられ、発汗したばかりの新鮮な汗で古くなった汗を押し出すセルフリフレッシュ構造を有する発汗センサを提供し、発汗したばかりの新鮮な汗を正確に計測ができるようにする構造とすることを目的としている。
【解決手段】本発明の発汗センサは、フレキシブルな基材と、前記基材には大気下に連通している流路が形成されており、前記流路中に汗成分計測部を有する構成と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

皮膚汗腺上に載置されたフレキシブルな基材と、
前記基材と皮膚面で形成され大気下に連通している流路と、
前記流路中に汗成分計測部と、を有する発汗センサ。

【請求項2】

前記流路中には、ギャップ保持構造が存在することを特徴とする請求項１記載の発汗センサ。

【請求項3】

前記汗成分計測部は一対の電極からなることを特徴とする、請求項１または請求項２記載の発汗センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は発汗センサに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の塩分濃度計測装置には、基板、及び前記基板に配置される櫛歯状の一対の電極を備える塩分センサと、前記一対の電極の間の電気伝導度を計測する電気伝導度計測部と、前記電気伝導度に基づき、前記一対の電極の間にある汗の塩分濃度を算出する演算部と、を備えていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－３２７３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の塩分濃度計測装置のセンサ部には皮膚への配置構造が明示されておらず、曲面構造の皮膚にフィットするか不明である上に、汗腺から出て時間の経過した古くなった汗がセンサ部にとどまり、本来測定したい汗腺から出たばかりの新鮮な汗の測定ができないという課題があった。

【0005】

本発明の発汗センサは、以上のような従来の課題に鑑み、皮膚の曲面構造に追従するように貼り付け部位に合わせて曲げられ、発汗したばかりの新鮮な汗で古くなった汗を押し出すセルフリフレッシュ構造を有する発汗センサを提供し、発汗したばかりの新鮮な汗を正確に計測ができるようにする構造とすることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

［１］本発明の発汗センサは、フレキシブルな基材と、前記基材には大気下に連通している流路が形成されており、前記流路中に汗成分計測部を有する構成と、を備える。フレキシブルな基材で構成されているため、センサを容易に曲げることができる。よって、貼り付け部位皮膚の曲面に合わせてセンサを適切に曲げることができ、合わせて、古くなった汗を新鮮な汗で置換することができるので、連続して安定した汗を計測することができるという効果を有する。

【0007】

［２］本発明の発汗センサは、センサと皮膚面の間にキャップ保持構造がある。この保持構造があるので、安定した新鮮な汗の流れを作り出すことができるという効果を有する。

【0008】

［３］本発明の発汗センサは、汗成分計測部は一対の電極からなる。この構造によれば、新鮮な汗の連続的な測定をすることができ、汗の塩分濃度の計測精度を向上させるという効果を有する。

【発明の効果】

【0009】

本開示の発汗センサを用いることで、センサを貼り付ける皮膚表面に合わせて曲げることが可能で、皮膚とセンサの間のギャップ保持構造及び前記基材と皮膚面で形成され大気下に連通している流路により、発汗したばかりの新鮮な汗で汗腺から出て時間が経過した古くなった汗を押し出すセルフリフレッシュ構造を実現し、汗の塩分濃度の測定精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、セルフリフレッシュの概念図である。

【図2】図２は、実施形態の発汗センサの正面図である。

【図3】図３は、実施形態の発汗センサの側面図である。

【図4】図４は、図２におけるＡ－Ａ断面図である。

【図5】図５は、図２におけるＢ―Ｂ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施するための形態（以下、実施形態という）を図に基づいて説明する。

【実施例0012】

図１に示すのが、セルフリフレッシュの概念図である。図２から図５に示すように、発汗センサ１１は、基板１２と、第１電極１３と、第２電極１４と、第１ランド１５と、第２ランド１６と、保護膜１７と、スペーサ１８と、スペーサに設けられた大気下に連通する流路１９を備える。

【0013】

図１に示すように、皮膚２１の上にスペーサ１８を挟んで発汗センサ１１があり、その下には無数の汗腺２２と汗腺開口部２２１が存在している。スペーサにより皮膚２１と発汗センサ１１との間にギャップが確保され、そこに汗が噴出する。噴出する汗がギャップ内の空間１１２の体積を上回ることで、汗腺から出て時間の経過した古くなった汗を押出し、発汗したばかりの新鮮な汗が測定電極１１１に常に触れるため、正確な計測できる。また、スペーサ１８に大気下に連通する流路１９が備わっているため、汗が大気連通場所１９１を通って、大気下に排出がしやすくなっている。

【0014】

基板１２は、絶縁体で形成された板である。基板１２は、フレキシブル基板である。基板１２は、例えばポリイミド（ＰＩ）で形成される。第１電極１３及び第２電極１４は、基板１１の表面に設けられる導体である。第１電極１３及び第２電極１４は、例えば銅で形成される。第１電極１３及び第２電極１４は、基板１２とは反対側の表面に被膜を備える。被膜は、金又は白金を含むことが望ましい。被膜は、例えばＮｉ－Ａｕ（ニッケル金）で形成される。第１電極１３及び第２電極１４は、櫛歯状の電極である。ただし，第１電極１３及び第２電極１４は，図２に示すように，必ずしも櫛歯でなくてもよい．

【0015】

以下の説明において、ＸＹＺ直交座標が用いられる。Ｘ軸は、基板１２に対して直交する。Ｙ軸は、歯部１３１の長手方向と平行である。Ｚ軸は、複数の歯部１３１が並ぶ方向と平行である。Ｘ軸と平行な方向は、単にＸ方向と記載される。Ｙ軸と平行な方向は、単にＹ方向と記載される。Ｚ軸と平行な方向は、単にＺ方向と記載される。基板１２の裏面から第１電極１３が配置される表面に向かう方向を、＋Ｚ方向とする。第１電極１３から第２電極１４に向かう方向を、＋Ｙ方向とする。＋Ｘ方向を上とし且つ＋Ｙ方向を前とした場合の左方向を、＋Ｚ方向とする。

【0016】

図２に示すように、第１電極１３は、複数の歯部１３１と基部１３２とを備える。複数の歯部１３１は一方向に向かって等間隔に並べられる。第１電極１３は、歯部１３２の並ぶ方向がＺ＋方向に沿うように配置される。基部１３２は、すべての歯部１３１を連結する。

【0017】

図２に示すように、第２電極１４は、複数の歯部１４１と基部１４２と、を備える。不空数の歯部１４１は一方向に向かって等間隔に並べられる。第２電極１４は、歯部１４１の並ぶ方向がＺ＋プラス方向に沿うように配置される。１つの歯部１４１が、２つの歯部１３１の間に配置される。すなわち、歯部１３１及び歯部１４１は、交互に配置される。歯部１３１と歯部１４１との間には隙間が設けられる。基部１４２は、全ての歯部１４１を連結する。

【0018】

図２に示すように、第１ランド１５は、第１電極１３の－Ｙ方向に配置される。第１ランド１５は、基部１３２と接続される。第１ランド１５は、リード線を介して電気伝導度計測部と接続される。

【0019】

図２に示すように、第２ランド１６は、第２電極１４の＋Ｙ方向に配置される。第２ランド１６は、基部１４２と接続される。第２ランド１６は、リード線を介して電気伝導度計測部と接続される。

【0020】

保護膜１６は基部１３２、基部１４２のＸ＋方向に重ねられる絶縁膜である。保護膜１６は、例えばポリイミドで形成される。保護膜１６は、第１電極１３の基部１３２の全て、及び歯部１３１の一部を覆う。歯部１３１のうち歯部１４１とＺ方向に対向する部分は露出している。同様に、保護膜１６は、第２電極１４の基部１４４の全て、及び歯部１４１の一部を覆う。歯部１４１のうち歯部１３１とＺ方向に対向する部分は、露出している。

【0021】

スペーサ１８は、装着者の皮膚２１と第１電極１３との間、及び皮膚２１と第２電極１４との間に隙間を設けるための部材である。スペーサ１８は、例えば合成樹脂で形成される。スペーサ１８は保護膜１６の＋Ｘ方向に配置される。スペーサ１８は、歯部１４１よりも－Ｙ方向（基部１３２側）に配置される。スペーサ１８は、歯部１３１よりも＋Ｙ方向（基部１４２側）に配置される。スペーサ１８のＺ方向の長さは、基部１３２および基部１４２のＺ方向の長さよりも大きい。すなわち、Ｘ方向においてスペーサ１８は、第１電極１３及び第２電極１４よりも厚い。第１電極１３及び第２電極１４のＸ方向の長さは、第１電極１３及び第２電極１４の高さともいえる。スペーサ１８は、第１電極１３及び第２電極１４の高さよりも厚い。装着者が発汗センサ１１を装着した状態において、スペーサ１８は、装着者の皮膚２１に接する。図３に示すように、スペーサ１８には汗を大気下に連通する流路１９が形成されている。スペーサ１８のＸ方向における高さは、発汗したばかりの新鮮な汗が、汗腺から出て時間の経過した古くなった汗を、大気下に連通する流路１９を通して排出することができる適切な高さを有しており、連続して歯部１３１及び歯部１４１に発汗したばかりの新鮮な汗に接する。

【符号の説明】

【0022】

１１ 発汗センサ
１１１ 測定電極
１１２ ギャップ内の空間
１２ 基板
１３ 第１電極
１３１ 歯部
１３２ 基部
１４ 第２電極
１４１ 歯部
１４２ 基部
１５ 第１ランド
１６ 第２ランド
１７ 保護膜
１８ スペーサ
１９ 大気下に連通する流路
１９１ 大気連通場所
２１ 皮膚
２２ 汗腺
２２１ 汗腺開口部
２３ 汗の流れる方向
２４ 汗の流れ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】