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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-20
(45)【発行日】2024-05-28
(54)【発明の名称】気体情報取得装置
(51)【国際特許分類】
G01N 1/00 20060101AFI20240521BHJP
A61G 7/047 20060101ALI20240521BHJP
【ＦＩ】
G01N1/00 101R
A61G7/047
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2020009249
(22)【出願日】2020-01-23
(65)【公開番号】P2021117045
(43)【公開日】2021-08-10
【審査請求日】2023-01-19
(73)【特許権者】
【識別番号】000114215
【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】大森 清
(72)【発明者】
【氏名】清水 信貴
(72)【発明者】
【氏名】藤井 匡信
(72)【発明者】
【氏名】田坂 敦史
(72)【発明者】
【氏名】秀島 雄介
【審査官】福田 裕司
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１８１０６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０４５４９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１７３９６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１７８８９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－２６３７６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０６２２２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２２１９６２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００５－０６１８３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－１５３５４６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ １／００
Ａ６１Ｇ ７／０４７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧電素子を駆動させて気体の吸引及び排出を行うマイクロブロア、及び前記マイクロブロアよりも前記気体の排出側に配置され、前記気体の情報を取得するセンサ、を備えた気体吸引排出装置と、前記気体吸引排出装置の吸引側に接続され、前記気体の情報の測定領域まで延伸する管状部材と、
前記管状部材の前記気体吸引排出装置と接続されていない側の端部に取り付けられた気体吸引口と、を有し、
前記管状部材は、前記気体の流路の一部となる空洞を備え、
前記気体吸引口は、屈曲する流路方向変換部と、前記流路方向変換部の一端側に設けられた板状部と、前記流路方向変換部の他端側に設けられた接続部とを有し、
前記流路方向変換部、前記板状部、及び前記接続部には、前記空洞と連通する吸入路が設けられ、
前記板状部は、前記流路方向変換部よりも拡幅されており、
前記流路方向変換部は、前記吸入路の方向を前記空洞が延伸する方向に対して屈曲させ、
前記接続部は、前記流路方向変換部から離れるに従って縮幅する気体情報取得装置。
【請求項2】
前記接続部の外周側には、先端側から離れるに従って最大幅が大きくなる階段状の段差が形成されている請求項１に記載の気体情報取得装置。
【請求項3】
前記測定領域に配置される複数本の前記管状部材を連結し、前記気体吸引排出装置に接続される前記管状部材の本数を前記測定領域に配置される前記管状部材の本数よりも少なくする連結部品と、を有する請求項１又は２に記載の気体情報取得装置。
【請求項4】
前記測定領域は、監視対象者が横たわることができる敷き寝具上にあり、前記空洞は前記敷き寝具の上面と平行方向に延伸し、
前記気体吸引口は、前記吸入路の方向を前記敷き寝具の上面から離れる方向に変換する請求項１乃至３の何れか一項に記載の気体情報取得装置。
【請求項5】
前記気体吸引口は、前記吸入路の開口端が形成された先端面を備え、前記測定領域が被覆部材で被覆されると、前記先端面と前記被覆部材の下面とが接する請求項１乃至４の何れか一項に記載の気体情報取得装置。
【請求項6】
前記気体吸引口は、前記吸入路の方向を前記空洞が延伸する方向に対して垂直方向に変換する請求項１乃至５の何れか一項に記載の気体情報取得装置。
【請求項7】
前記気体吸引口は、着脱可能な状態でフィルターを内蔵している請求項１乃至６の何れか一項に記載の気体情報取得装置。
【請求項8】
前記気体吸引口は、吸引した前記気体に含まれる水分及び／又は水滴を溜める液溜まりを備えている請求項１乃至７の何れか一項に記載の気体情報取得装置。
【請求項9】
前記気体吸引排出装置は、前記気体の吸引方向及び排出方向を揃えて直列に配置された複数のマイクロブロアを有する請求項１乃至８の何れか一項に記載の気体情報取得装置。
【請求項10】
前記センサは、前記気体の情報として前記気体の臭いを検出する臭いセンサである請求項１乃至９の何れか一項に記載の気体情報取得装置。
【請求項11】
前記気体吸引排出装置と消臭ユニットを同一筐体内に収容した請求項１０に記載の気体情報取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、気体情報取得装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ベッドや布団を使って睡眠、休息、休養等で時間を過ごす人で、排泄処理を自分で行うことができない人が年々増加している。このような人の場合、排泄処理は介護者等により行われるが、排泄が行われてから長い時間が経過すると、排泄をした人は、不衛生、不快である時間が長く、又、その処理を行う介護者も排泄直後に処理を行う場合に比べて手間がかかる。
【0003】
そこで、ベッドや布団の近傍の空気を吸引して排泄を検出する気体情報取得装置が知られている。この気体情報取得装置は、例えば、タンクと、ポンプと、臭いセンサと、を備え、ポンプは、タンクの内部の気体を臭いセンサに送る（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１９－１７８８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来の気体情報取得装置ではタンクやポンプの小型化が困難であったため、必然的に装置全体が大型化していた。
【0006】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、気体情報取得装置の小型化を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本気体情報取得装置は、圧電素子を駆動させて気体の吸引及び排出を行うマイクロブロア、及び前記マイクロブロアよりも前記気体の排出側に配置され、前記気体の情報を取得するセンサ、を備えた気体吸引排出装置と、前記気体吸引排出装置の吸引側に接続され、前記気体の情報の測定領域まで延伸する管状部材と、前記管状部材の前記気体吸引排出装置と接続されていない側の端部に取り付けられた気体吸引口と、を有し、前記管状部材は、前記気体の流路の一部となる空洞を備え、前記気体吸引口は、屈曲する流路方向変換部と、前記流路方向変換部の一端側に設けられた板状部と、前記流路方向変換部の他端側に設けられた接続部とを有し、前記流路方向変換部、前記板状部、及び前記接続部には、前記空洞と連通する吸入路が設けられ、前記板状部は、前記流路方向変換部よりも拡幅されており、前記流路方向変換部は、前記吸入路の方向を前記空洞が延伸する方向に対して屈曲させ、前記接続部は、前記流路方向変換部から離れるに従って縮幅する。
【発明の効果】
【0008】
開示の技術によれば、気体情報取得装置の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第１実施形態に係る気体情報取得装置が配置されたベッドを模式的に示す斜視図である。
【図2】第１実施形態に係る気体情報取得装置のケース近傍の部分拡大斜視図である。
【図3】第１実施形態に係る気体情報取得装置のケース近傍の部分拡大側面図である。
【図4】第１実施形態に係る気体情報取得装置のケース近傍の部分拡大断面図である。
【図5】第１実施形態に係る気体情報取得装置のチューブ先端近傍の部分斜視図である。
【図6】第１実施形態に係る気体情報取得装置の気体吸引口の断面図である。
【図7】気体吸引口とシーツとの位置関係を説明する断面図である。
【図8】第１実施形態に係る気体吸引排出装置を例示する斜視図である。
【図9】第１実施形態に係る気体吸引排出装置を例示する断面図である。
【図10】第１実施形態に係る気体吸引排出装置を例示する分解斜視図である。
【図11】第１実施形態に係る気体吸引排出装置の組み立て方法を例示する斜視図（その１）である。
【図12】第１実施形態に係る気体吸引排出装置の組み立て方法を例示する斜視図（その２）である。
【図13】第１実施形態に係る気体吸引排出装置の組み立て方法を例示する斜視図（その３）である。
【図14】第１実施形態に係る気体吸引排出装置の組み立て方法を例示する斜視図（その４）である。
【図15】第１実施形態に係る気体吸引排出装置のマイクロブロアを例示する平面図である。
【図16】第１実施形態に係る気体吸引排出装置のマイクロブロアを例示する断面図である。
【図17】第１実施形態に係る気体吸引排出装置のフィルターユニットを例示する分解斜視図である。
【図18】第１実施形態に係るひずみゲージを例示する平面図である。
【図19】第１実施形態に係るひずみゲージを例示する断面図（その１）である。
【図20】第１実施形態に係るひずみゲージを例示する断面図（その２）である。
【図21】第１実施形態の変形例１に係る気体吸引排出装置を例示する斜視図である。
【図22】第１実施形態の変形例１に係る気体吸引排出装置を例示する断面図である。
【図23】第１実施形態の変形例１に係る気体吸引排出装置の組み立て方法を例示する斜視図（その１）である。
【図24】第１実施形態の変形例１に係る気体吸引排出装置の組み立て方法を例示する斜視図（その２）である。
【図25】第１実施形態の変形例２に係る気体吸引口の斜視図（その１）である。
【図26】第１実施形態の変形例２に係る気体吸引口の断面図（その１）である。
【図27】第１実施形態の変形例２に係る気体吸引口の分解斜視図である。
【図28】第１実施形態の変形例２に係る気体吸引口の断面図（その２）である。
【図29】第１実施形態の変形例２に係る気体吸引口の断面図（その３）である。
【図30】第１実施形態の変形例２に係る気体吸引口の斜視図（その２）である。
【図31】第１実施形態の変形例２に係る気体吸引口の斜視図（その３）である。
【図32】気体吸引口３６０Ｅにチューブを挿入した状態を示す斜視図である。
【図33】気体吸引口３６０Ｅにチューブを挿入した状態を示す断面図である。
【図34】第２実施形態に係る気体情報取得装置が配置されたベッドを模式的に示す部分平面図である。
【図35】第２実施形態に係る気体情報取得装置のケース近傍の部分拡大斜視図である。
【図36】チューブ連結部品について説明する図である。
【図37】第２実施形態の変形例１に係る気体情報取得装置が配置されたベッドを模式的に示す部分平面図である。
【図38】第２実施形態の変形例１に係る気体情報取得装置のケース近傍の部分拡大斜視図である。
【図39】第２実施形態の変形例２に係る気体情報取得装置を例示する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【0011】
〈第１実施形態〉
［気体情報取得装置３］
図１は、第１実施形態に係る気体情報取得装置が配置されたベッドを模式的に示す斜視図である。図１において、ベッド８００にはマットレス８１０が敷かれ、マットレス８１０上の一部の領域がシーツ８２０で覆われており、ベッド８００に気体情報取得装置３が配置されている。気体情報取得装置３は、例えば、ベッド８００のフットボードの側壁等にネジ等により固定されている。
［気体情報取得装置３］
図１は、第１実施形態に係る気体情報取得装置が配置されたベッドを模式的に示す斜視図である。図１において、ベッド８００にはマットレス８１０が敷かれ、マットレス８１０上の一部の領域がシーツ８２０で覆われており、ベッド８００に気体情報取得装置３が配置されている。気体情報取得装置３は、例えば、ベッド８００のフットボードの側壁等にネジ等により固定されている。
【0012】
【0013】
気体情報取得装置３は、ケース３００内に配置された気体吸引排出装置１がチューブ３４０を介して測定領域の気体を吸引し、吸引した気体を気体吸引排出装置１が有するセンサ９１（後述）に向けて排出し、センサ９１で気体の情報（臭いや湿度等）を取得する装置である。なお、ベッド８００、マットレス８１０、及びシーツ８２０は、気体情報取得装置３の構成要素ではない。本実施形態では、検出対象となる気体は空気である。
【0014】
図２に示すように、箱状のケース３００は、仕切り板３１０により、一列に並ぶ複数の領域３２０に区画されている。各々の領域３２０には、気体吸引排出装置１が同一方向を向いて配置されている。ケース３００及び仕切り板３１０は、例えば、ＡＢＳ樹脂等により形成されている。ケース３００上に、板状の上蓋３３０が設けられるが、図２では図示を省略している。なお、本実施形態では、一例として、ケース３００内に６個の気体吸引排出装置１を配置しているが、気体吸引排出装置１の個数は必要に応じて適宜増減して良い。
【0015】
【0016】
図３及び図４に示すように、チューブ３４０は内部が空洞の管状部材であり、一端がケース３００の壁面に形成された貫通孔を介して、気体吸引排出装置１の吸引側である上ケース６０の突出部６１（詳細は後述の図８等参照）に接続されている。チューブ３４０の空洞は、気体の流路の一部となる。チューブ３４０は、例えば、ゴムやビニール等の弾性を有する材料から形成されている。チューブ３４０の内径及び外径は、必要に応じて適宜決定できるが、例えば、数ｍｍ程度である。
【0017】
チューブ３４０は、固定部材３５１、３５２、及び３５３により、ケース３００の壁面に着脱可能に固定されている。例えば、固定部材３５２と固定部材３５３をねじ止め可能な構造とすることにより、固定部材３５３を回転させることで、チューブ３４０を容易に着脱できる。
【0018】
チューブ３４０は、ケース３００の壁面から、気体の情報の測定領域となるベッド８００の上まで延伸している。ケース３００の壁面から延伸したチューブ３４０の先端側は、ベッド８００のマットレス８１０とシーツ８２０との間に配置されている。チューブ３４０は、例えば、後述のように、緩衝性を有するクッション８３０に固定されている（図７等参照）。
【0019】
本実施形態では、一例として、図１に示すように、ベッド８００のマットレス８１０とシーツ８２０との間に、６本のチューブ３４０が、所定の間隔を空けて並置されている。複数のチューブ３４０を並置することで、チューブ３４０の位置ずれにより、所望の領域の気体の吸引ができなくなることを防止できる。
【0020】
【0021】
図１、図５、及び図６に示すように、チューブ３４０の気体吸引排出装置１と接続されていない側の端部には、気体吸引口３６０が取り付けられている。気体吸引口３６０は、略Ｌ字形に屈曲する流路方向変換部３６１と、流路方向変換部３６１の一端側に設けられた板状部３６２と、流路方向変換部３６１の他端側に設けられた接続部３６３とを有している。
【0022】
流路方向変換部３６１と、板状部３６２と、接続部３６３とは、例えば、一体成形されている。流路方向変換部３６１、板状部３６２、及び接続部３６３には、１つの連続する吸入路３６４が設けられている。気体吸引口３６０は、例えば、天然ゴム、合成ゴム（シリコーンゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム等）、熱可塑性エラストマー等により形成できる。気体吸引口３６０をこのような材料で作製することで、監視対象者が寝たときに違和感（ごつごつ感等）を与え難くすることができる。
【0023】
このように、気体吸引口３６０は、チューブ３４０の空洞と連通する吸入路３６４と、吸入路３６４の方向をチューブ３４０の空洞が延伸する方向（ベッド８００の上面と平行な方向）に対して屈曲させる流路方向変換部３６１を備えている。気体吸引口３６０は、例えば、吸入路３６４の方向をチューブ３４０の空洞が延伸する方向に対して垂直方向に変換する。なお、本願において平行や垂直は、厳密な意味での平行や垂直のみを指すものではなく、本願の効果を損なわない範囲内で実質的に平行や垂直の場合も含むものとする。
【0024】
板状部３６２は、例えば、円盤状に形成され、流路方向変換部３６１よりも拡径されている。但し、板状部３６２は、矩形状等の円盤状以外の形状であってもよい。接続部３６３は、軸方向に連続するテーパ部３６３ａ、テーパ部３６３ｂ、及びテーパ部３６３ｃを有している。テーパ部３６３ａ、テーパ部３６３ｂ、及びテーパ部３６３ｃは、例えば、流路方向変換部３６１から離れるに従って縮径する円錐台状に形成されている。
【0025】
テーパ部３６３ａの最大径はテーパ部３６３ｂ及び３６３ｃの最大径よりも小さく、テーパ部３６３ｂの最大径はテーパ部３６３ｃの最大径よりも小さい。又、テーパ部３６３ａの最大径はテーパ部３６３ｂの最小径よりも大きく、テーパ部３６３ｂの最大径はテーパ部３６３ｃの最小径よりも大きい。つまり、接続部３６３の外周側には、先端側から離れるに従って最大径が大きくなる階段状の段差が形成されている。
【0026】
接続部３６３には、チューブ３４０が圧入により接続されるが、接続部３６３の外周側に先端側から離れるに従って最大径が大きくなる階段状の段差が形成されているため、複数の内径のチューブ３４０を容易に接続可能である。
【0027】
図７は、気体吸引口とシーツとの位置関係を説明する断面図である。図７に示すように、マットレス８１０上には、気体吸引口３６０が位置決めされたクッション８３０が配置されている。気体吸引口３６０は、板状部３６２がクッション８３０の上面から突出するように、クッション８３０の貫通孔８３０ｘに挿入され、位置決めされている。
【0028】
クッション８３０の上面には、気体吸引口３６０の板状部３６２を覆うようにシーツ８２０が配置されている。図７の構造により、板状部３６２に設けられた吸入路３６４の端部が確実にシーツ８２０側を向くため、シーツ８２０側の気体を確実に吸引可能となる。なお、クッション８３０及びマットレス８１０は、ウレタン等の緩衝性を有する部材から形成されており、容易に変形するため、クッション８３０の下面側にチューブ３４０を配置しても、チューブ３４０が潰れることはない。
【0029】
このように、チューブ３４０の空洞はベッド８００の上面と平行方向に延伸しているが、気体吸引口３６０は、チューブ３４０の空洞と連通する吸入路３６４の方向をベッド８００の上面から離れる方向に変換する。ここで、吸入路３６４がベッド８００の上面から離れる方向（すなわち、気体の吸入方向）は、例えば、ベッド８００の上面と垂直な方向である。
【0030】
なお、クッション８３０は用いなくてもよい。例えば、板状部３６２がシーツ８２０側を向くように、気体吸引口３６０及びチューブ３４０をマットレス８１０上に直接配置してもよい。或いは、板状部３６２がシーツ８２０側を向くように、気体吸引口３６０及びチューブ３４０をマットレス８１０に埋め込んでもよい。
【0031】
例えば、チューブ３４０の先端に気体吸引口３６０を取り付けず、チューブ３４０の先端をキャップで塞ぎ、チューブ３４０の側面の任意の位置に気体吸引口となる穴を形成する場合を考える。この場合、チューブ３４０から吸い込む気体は、できるだけ臭いや湿気を発生しているものを取り込むことで正しい検知が可能となるため、チューブ３４０の穴を上側（シーツ８２０側）に向ける必要がある。
【0032】
しかし、チューブ３４０は、ある程度柔らかくフレキシブルであるため、穴を上側（シーツ８２０側）に確実に向かせることは非常に困難である。又、チューブ３４０の穴加工もチューブ３４０の径が小さい（例えば、外径φ５ｍｍ程度）ため、非常に困難である。更に、チューブ３４０の先端にキャップが必要なため、その部品代と取り付けの費用が必要である。
【0033】
又、チューブ３４０の側面に穴を形成せず、チューブ３４０の先端をキャップで塞がないで、チューブ３４０の先端から吸引する場合を考える。この場合、チューブ３４０を位置決めする困難性はないが、吸引口が、臭いや湿気を発生している気体が存在する方向とは異なる方向を向くため、所望の気体を吸引することが困難である。
【0034】
気体情報取得装置３では、チューブ３４０の先端に気体吸引口３６０を取り付けているため、図７に示したように、板状部３６２に設けられた吸入路３６４の端部が確実にシーツ８２０側を向くため、シーツ８２０側の気体を確実に吸引可能となる。又、チューブ３４０には穴を設ける必要がないため、加工費用を削減できる。
【0035】
気体情報取得装置３は、例えば、病院に置かれたベッド８００に取り付けて使用される。例えば、ベッド８００のシーツ８２０上におむつを着用した患者が寝ている場合を考える。この場合、気体情報取得装置３において気体吸引排出装置１を常時又は間欠的に動作させ、シーツ８２０近傍の空気を気体吸引口３６０の吸入路３６４から吸引し、気体吸引排出装置１のセンサ９１で検出する。
【0036】
センサ９１の検出結果を気体情報取得装置３の外部に配置された解析装置で解析することで、気体吸引口３６０を経由してシーツ８２０近傍の空気の情報を確実に取得できる。例えば、センサ９１として臭いセンサを用いれば、気体吸引口３６０を経由してシーツ８２０近傍の空気の臭いの情報を確実に取得できる。又、センサ９１として湿度センサを用いれば、気体吸引口３６０を経由してシーツ８２０近傍の空気の湿度の情報を確実に取得できる。
【0037】
例えば、気体情報取得装置３の外部に配置された解析装置で臭いを解析することで、ベッド８００の上で排泄（排尿や排便）が行われたことを容易に検出可能となる。解析装置がベッド８００の上で排泄が行われたことを検出したときに、音声や光点滅等により検出結果を病院の看護師等に伝えることで、看護師等は、例えば、ベッド８００に寝ている患者のおむつを交換するタイミングを知ることができる。その結果、排泄した状態から短時間でおむつ交換が行われるため、患者にとっては不衛生である時間も短く、又、不快である時間も短くなる。交換する看護師等も長時間放置されたおむつの交換ではないため、スムーズに交換が行える。又、衛生面も確保できる。
【0038】
ここで、気体吸引排出装置１の構成について説明する。
【0039】
［気体吸引排出装置１］
図８は、第１実施形態に係る気体吸引排出装置を例示する斜視図である。図９は、第１実施形態に係る気体吸引排出装置を例示する断面図であり、気体吸引排出装置１の中心を通りひずみゲージ１００を長手方向に２分するように切断した縦断面を示している。図１０は、第１実施形態に係る気体吸引排出装置を例示する分解斜視図である。
図８は、第１実施形態に係る気体吸引排出装置を例示する斜視図である。図９は、第１実施形態に係る気体吸引排出装置を例示する断面図であり、気体吸引排出装置１の中心を通りひずみゲージ１００を長手方向に２分するように切断した縦断面を示している。図１０は、第１実施形態に係る気体吸引排出装置を例示する分解斜視図である。
【0040】
図８～図１０を参照すると、気体吸引排出装置１は、主に、下ケース１０と、マイクロブロア２０と、マイクロブロアサポート３０と、フィルターサポートプレート４０と、フィルターユニット５０と、上ケース６０と、センサ９１と、ひずみゲージ１００とを有している。
【0041】
下ケース１０と、マイクロブロア２０と、マイクロブロアサポート３０と、フィルターサポートプレート４０と、フィルターユニット５０と、上ケース６０とは、ビス７０により固定されているが、互いに接着等はされていないため、ビス７０を外して気体吸引排出装置１を分解することで交換可能である。
【0042】
気体吸引排出装置１は、マイクロブロア２０の有する圧電素子を駆動させることにより、上ケース６０側から気体を吸引し、下ケース１０側に排出し、センサ９１で臭いや湿気等を検出する装置である。上ケース６０側から吸引した気体は、フィルターユニット５０を経由して下ケース１０側に排出される。マイクロブロア２０よりも気体の吸引側（上ケース６０側）にフィルターユニット５０を配置することで、塵や埃等が気体吸引排出装置１の内部に入り込むことを防止している。
【0043】
吸引及び排出する気体は、代表的には空気であるが、酸素、窒素、一酸化炭素、水素、二酸化炭素、炭化水素、ＶＯＣ（Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ：揮発性有機化合物）、ホルムアルデヒド、代替フロン、各種ガス等であっても構わない。各種ガスには、可燃性ガス、毒性ガス、半導体材料ガス、不活性ガス、都市ガス、ＬＰガス等が含まれる。
【0044】
なお、本実施形態では、便宜上、気体吸引排出装置１において、上ケース６０側を上側又は一方の側、下ケース１０側を下側又は他方の側とする。又、各部位の上ケース６０側の面を一方の面又は上面、下ケース１０側の面を他方の面又は下面とする。但し、気体吸引排出装置１は天地逆の状態で用いることができ、又は任意の角度で配置できる。又、平面視とは対象物を上ケース６０の上面の法線方向から視ることを指し、平面形状とは対象物を上ケース６０の上面の法線方向から視た形状を指すものとする。
【0045】
［気体吸引排出装置１の組み立て方法］
次に、気体吸引排出装置１の組み立て方法の説明を通じて、気体吸引排出装置１の各構成要素の詳細について説明する。図１１～図１４は、第１実施形態に係る気体吸引排出装置の組み立て方法を例示する斜視図である。
次に、気体吸引排出装置１の組み立て方法の説明を通じて、気体吸引排出装置１の各構成要素の詳細について説明する。図１１～図１４は、第１実施形態に係る気体吸引排出装置の組み立て方法を例示する斜視図である。
【0046】
まず、図１１の矢印上側に示すように、下ケース１０を準備する。図９及び図１１に示すように、下ケース１０はＡＢＳ樹脂等により形成された略円盤状の部材であり、下面にマイクロブロア２０とは反対側に突出する突出部１１が形成されている。突出部１１のマイクロブロア２０と対向する部分には、気体を排出する流路となる貫通孔１２Ａと、気体をひずみゲージ１００の抵抗体１３０に誘導する貫通孔１２Ｂが形成されている。又、下ケース１０の突出部１１と同一側には、ひずみゲージ１００を固定するゲージ取付部１７が形成されている。
【0047】
下ケース１０の上面側（突出部１１とは反対側）には、マイクロブロア２０を位置決めする凹部１３が形成されている。凹部１３は、下ケース１０の上面側の略中央部に設けられ、マイクロブロア２０の本体２１が配置される第１部分１３１と、下ケース１０の上面側の径方向に設けられ、マイクロブロア２０の外部接続端子２２が配置される第２部分１３２とを含む。第１部分１３１と第２部分１３２とは連通している。
【0048】
又、下ケース１０の第１部分１３１において、第２部分１３２が設けられた内壁を除く３つの内壁から外側に向けて、第１部分１３１に連通する略半円状の凹部１４が形成されている。又、下ケース１０の外周側には、各部材同士を固定するためのビスが挿入される３つの貫通孔１５が略等間隔で形成されている。
【0049】
次に、図１１の矢印下側に示すように、下ケース１０に設けられた凹部１３にマイクロブロア２０を配置する。マイクロブロア２０は、本体２１と、外部接続端子２２とを有している。マイクロブロア２０の本体２１が凹部１３の第１部分１３１に配置され、マイクロブロア２０の外部接続端子２２が凹部１３の第２部分１３２に配置される。凹部１３の深さは、マイクロブロア２０の厚さと同程度に形成されている。そのため、下ケース１０の上面とマイクロブロア２０の上面とは、略面一となる。
【0050】
そして、マイクロブロア２０の一方の側の外周部（例えば、四隅）に設けられた凹部２３（座グリ部）にマイクロブロアサポート３０を挿入する。マイクロブロアサポート３０は、下ケース１０及びフィルターサポートプレート４０よりも柔らく、例えば、ウレタンゴム等の変形しやすい材料により形成された低荷重の弾性体である。ウレタンゴム以外の低荷重の弾性体としては、例えば、エラストマー材や、天然ゴム、合成ゴム（シリコーンゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム等）等が挙げられる。ここで、低荷重の弾性体とは、ゴムのように弾性を持つ柔らかい成形可能な材料である。
【0051】
マイクロブロアサポート３０は接着等はされていなく、凹部２３に挿入されているだけである。各々のマイクロブロアサポート３０の一端は、マイクロブロア２０の上面から突出している。
【0052】
マイクロブロア２０の外部接続端子２２の先端側は下ケース１０の側面から突出し、マイクロブロア２０を構成する圧電素子２１５ａ（後述）と気体吸引排出装置１の外部に設けられた回路との電気的な接続を可能とする。
【0053】
なお、マイクロブロア２０の外側に位置する３つの半円状の凹部１４は、メンテナンス等でマイクロブロア２０を交換する際に、マイクロブロア２０を取り外しやすくするために設けられている。すなわち、各々の凹部１４はマイクロブロア２０の側面の一部を露出するため、マイクロブロア２０の側面をつまんで容易に取り外すことができる。マイクロブロア２０の側面をつまむことができれば、凹部１４は半円以外の形状であっても構わない。又、マイクロブロア２０の側面をつまむことができれば、凹部１４は３つでなくても構わない。
【0054】
次に、図１２の矢印上側に示すように、フィルターサポートプレート４０を準備する。フィルターサポートプレート４０は、ＡＢＳ樹脂等により形成された略円盤状の部材であり、略中央部に気体の流路の一部となる貫通孔４１が形成されている。
【0055】
又、フィルターサポートプレート４０において、貫通孔４１の周囲には、フィルターユニット５０を位置決めする凹部４２が形成されている。凹部４２は、貫通孔４１の外周に沿って環状に設けられ、フィルターユニット５０が配置される。
【0056】
又、フィルターサポートプレート４０の外周側には、各部材同士を固定するためのビスが挿入される３つの貫通孔４３が略等間隔で形成されている。フィルターサポートプレート４０は、各々の貫通孔４３の位置が、下ケース１０の各々の貫通孔１５と一致するように配置される。
【0057】
次に、図１２の矢印下側に示すように、下ケース１０上及びマイクロブロア２０上にフィルターサポートプレート４０を配置する。フィルターサポートプレート４０の貫通孔４１内には、マイクロブロア２０の開口部２１９ａ（後述）が露出する。
【0058】
下ケース１０上及びマイクロブロア２０上にフィルターサポートプレート４０が配置されると、各々のマイクロブロアサポート３０の突出部はマイクロブロア２０を挟んで下ケース１０と対向して配置されたフィルターサポートプレート４０に押されて変形する（潰れる）。これにより、マイクロブロアサポート３０がマイクロブロア２０を下ケース１０側に押圧するため、マイクロブロア２０は下ケース１０の凹部１３内に安定的に保持される。
【0059】
次に、図１３の矢印上側に示すように、フィルターユニット５０を準備する。そして、図１３の矢印下側に示すように、フィルターサポートプレート４０に設けられたフィルターユニット５０を位置決めする凹部４２にフィルターユニット５０を配置する。フィルターユニット５０の外周部が凹部４２に配置される。
【0060】
凹部４２の深さは、フィルターユニット５０の厚さと同程度に形成されている。そのため、フィルターサポートプレート４０の上面とフィルターユニット５０上面とは、略面一となる。
【0061】
なお、フィルターユニット５０はフィルターサポートプレート４０の凹部４２に位置決めされているだけで、接着剤等で固定はされていない。すなわち、フィルターユニット５０は、着脱可能な状態で、フィルター保持部材であるフィルターサポートプレート４０に保持されているため、気体吸引排出装置１を分解することで、容易に交換できる。
【0062】
次に、図１４の矢印上側に示すように、上ケース６０を準備する。図９及び図１４に示すように、上ケース６０はＡＢＳ樹脂等により形成された略円盤状の部材であり、上面の略中央部にフィルターユニット５０とは反対側に突出する突出部６１が形成されている。突出部６１の略中央部には、気体を吸引する流路となる貫通孔６２が形成されている。突出部６１の先端側は、例えば、面取りされて円錐台状になっている。
【0063】
上ケース６０の上面の外周側には、略等間隔で配置された３つの凹部６３（座グリ部）が形成され、各々の凹部６３には、各部材同士を固定するためのビスが挿入される３つの貫通孔６４が形成されている。
【0064】
次に、図１４の矢印下側に示すように、フィルターサポートプレート４０及びフィルターユニット５０上に上ケース６０を配置し、各々の貫通孔６４内にビス７０を挿入する。ビス７０は、例えば、上ケース６０の貫通孔６４、フィルターサポートプレート４０の貫通孔４３、及び下ケース１０の貫通孔１５に挿入されて、下ケース１０の下面から突出し、下ケース１０の下面側でナットにより固定される。これにより、気体吸引排出装置１が完成する。
【0065】
なお、最後に、マイクロブロア２０の外部接続端子２２の近傍にできた隙間を接着剤等で穴埋めすることが好ましい。気体吸引排出装置１の内部にある気体が外部に漏れることを防止すると共に、気体吸引排出装置１の内部に埃等が入り込むことを防止するためである。
【0066】
［マイクロブロア２０］
次に、マイクロブロア２０について説明する。図１５は、第１実施形態に係る気体吸引排出装置のマイクロブロアを例示する平面図である。図１６は、第１実施形態に係る気体吸引排出装置のマイクロブロアを例示する断面図であり、図１５のＡ－Ａ線に沿う断面を示している。
次に、マイクロブロア２０について説明する。図１５は、第１実施形態に係る気体吸引排出装置のマイクロブロアを例示する平面図である。図１６は、第１実施形態に係る気体吸引排出装置のマイクロブロアを例示する断面図であり、図１５のＡ－Ａ線に沿う断面を示している。
【0067】
図１５及び図１６を参照すると、マイクロブロア２０は、圧電素子を駆動させて気体の吸引及び排出を行う装置であり、本体２１と、外部接続端子２２とを有している。本体２１の大きさは、例えば、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×高さ２ｍｍ程度である。
【0068】
本体２１は、外ケース２１１と、内ケース２１２とを有している。外ケース２１１は、内ケース２１２の外側を所定の隙間を空けて非接触で覆っている。外ケース２１１は、上方が開口した円筒形の空洞部２１１ａを有し、空洞部２１１ａの中に円形の内ケース２１２が所定の隙間を空けて収容されている。
【0069】
内ケース２１２は、例えば、ばね連結部２１４を介して外ケース２１１に弾性的に支持されている。外ケース２１１と内ケース２１２との間に、気体の流入通路２１７ａが形成されている。ばね連結部２１４は、外ケース２１１の内壁部と内ケース２１２の外壁部との間に周方向に間隔を空けて複数個（図１５及び図１６の例では４個）設けられている。
【0070】
内ケース２１２の上方は開口しており、内ケース２１２の開口を閉じるように振動板２１５が固定され、内ケース２１２と振動板２１５との間に第１ブロア室２１６が形成されている。振動板２１５は、例えば、圧電セラミックよりなる圧電素子２１５ａを薄肉な弾性金属板よりなるダイヤフラム２１５ｂの中央部に貼り付けたユニモルフ構造である。圧電素子２１５ａに所定周波数の電圧を印加することにより、振動板２１５全体がベンディングモードで共振駆動される。圧電素子２１５ａは、例えば、ダイヤフラム２１５ｂの第１ブロア室２１６側とは反対側の面に固定されている。
【0071】
内ケース２１２において、振動板２１５と対向する壁部２１２ａは、第１ブロア室２１６の一つの壁面を構成している。振動板２１５の中心部と対向する壁部２１２ａの部位には、第１ブロア室２１６の内部と外部とを連通させる貫通孔２１２ｂが形成されている。壁部２１２ａと対向する外ケース２１１の部位には壁部２１１ｂが設けられ、壁部２１１ｂの中心部、すなわち貫通孔２１２ｂと対向する部位には貫通孔２１１ｃが形成されている。貫通孔２１１ｃは、気体の吐出口となる。壁部２１１ｂと壁部２１２ａとの間には所定の流入空間２１７ｂが形成され、流入空間２１７ｂは前述の流入通路２１７ａの一部を構成している。流入空間２１７ｂは、流入通路２１７ａから導入された気体を貫通孔２１２ｂ及び２１１ｃの付近に導く役割を持つ。
【0072】
外ケース２１１の上面側、すなわち振動板２１５を介して第１ブロア室２１６と反対側には、振動板２１５との間で第２ブロア室２１８を形成するための壁部２１９が設けられている。壁部２１９は、例えば、外ケース２１１の上端部の開口を閉じるように固定された蓋部材ある。壁部２１９の中央部には、外部と第２ブロア室２１８とを連通させる開口部２１９ａが形成されている。
【0073】
第２ブロア室２１８の容積及び開口部２１９ａの開口面積は、振動板２１５の振動に伴って疑似的な共鳴空間を形成できるように設定されている。第２ブロア室２１８と流入通路２１７ａとは相互に接続されている。そのため、開口部２１９ａを介して第２ブロア室２１８に流入した気体は、流入通路２１７ａを通って流入空間２１７ｂへと供給される。
【0074】
マイクロブロア２０において、外部接続端子２２を介して圧電素子２１５ａに所定周波数の交流電圧を印加すると、振動板２１５が共振駆動され、第１ブロア室２１６の容積が周期的に変化する。第１ブロア室２１６の容積が増大するとき、流入空間２１７ｂ内の空気が貫通孔２１２ｂを通り第１ブロア室２１６へと吸い込まれる。逆に、第１ブロア室２１６の容積が減少するとき、第１ブロア室２１６内の空気が貫通孔２１２ｂを通り流入空間２１７ｂへと排出される。
【0075】
振動板２１５は高周波で駆動されるため、貫通孔２１２ｂから流入空間２１７ｂへと排出された高速で高エネルギーの気体流は、流入空間２１７ｂを通過して貫通孔２１１ｃから排出される。このとき、流入空間２１７ｂ内にある周囲の気体を巻き込みながら貫通孔２１１ｃから排出する。そのため、流入通路２１７ａから流入空間２１７ｂへ向かう連続した気体の流れが生じ、貫通孔２１１ｃから気体が噴流となって連続的に吐出される。気体の流れを図１６に矢印で示す。
【0076】
［フィルターユニット５０］
次に、フィルターユニット５０について説明する。図１７は、第１実施形態に係る気体吸引排出装置のフィルターユニットを例示する分解斜視図である。図１７を参照すると、フィルターユニット５０は、フィルターサポート５１と、フィルター５２と、フィルターサポート５５とを有している。これらの部材は、例えば、図示の順番で、各部材間の外周に配置された両面テープにより相互に固着されている。両面テープは、例えば、フィルターサポート５１と同形状とすることができる。
次に、フィルターユニット５０について説明する。図１７は、第１実施形態に係る気体吸引排出装置のフィルターユニットを例示する分解斜視図である。図１７を参照すると、フィルターユニット５０は、フィルターサポート５１と、フィルター５２と、フィルターサポート５５とを有している。これらの部材は、例えば、図示の順番で、各部材間の外周に配置された両面テープにより相互に固着されている。両面テープは、例えば、フィルターサポート５１と同形状とすることができる。
【0077】
フィルターサポート５１及び５５は、フィルター５２を両側から保持する部材であり、例えば、ポリイミドフィルムから形成されている。フィルターサポート５１側が気体の吸引側であり、フィルターサポート５５側が気体の排出側である。なお、フィルターサポート５１及び５５は必要に応じて設ければよい。例えば、フィルターユニット５０の強度が十分であれば、フィルターサポート５１及び５５の一方又は両方を設けなくてもよい。
【0078】
フィルター５２は、塵や埃等が気体吸引排出装置１の内部に入り込むことを防止する部材であり、サブミクロンレベルの塵や埃を除去できることが好ましい。フィルター５２は、例えば、ポリエステル、ポリエチレン、レーヨン、ポリプロピレン等から形成できるが、上記の機能を有するものであれば材料は問わない。
【0079】
［ひずみゲージ１００］
次に、ひずみゲージ１００について説明する。図１８は、第１実施形態に係るひずみゲージを例示する平面図である。図１９は、第１実施形態に係るひずみゲージを例示する断面図（その１）であり、図１８のＢ－Ｂ線に沿う断面を示している。図１８及び図１９を参照すると、ひずみゲージ１００は、基材１１０と、抵抗体１３０と、配線１４０と、端子部１５０とを有している。
次に、ひずみゲージ１００について説明する。図１８は、第１実施形態に係るひずみゲージを例示する平面図である。図１９は、第１実施形態に係るひずみゲージを例示する断面図（その１）であり、図１８のＢ－Ｂ線に沿う断面を示している。図１８及び図１９を参照すると、ひずみゲージ１００は、基材１１０と、抵抗体１３０と、配線１４０と、端子部１５０とを有している。
【0080】
前述の図９に示すように、ひずみゲージ１００は、抵抗体１３０が貫通孔１２Ｂ内に露出するように突出部１１の下面に両面テープや接着剤等により固定され、更に、ゲージ取付部１７にビス７１で固定されている。ひずみゲージ１００の端子部１５０は、下ケース１０の側面から突出し、ひずみゲージ１００と気体吸引排出装置１の外部に設けられた回路との電気的な接続を可能とする。なお、ひずみゲージ１００の基材１１０は、起歪体を兼ねている。
【0081】
基材１１０は、抵抗体１３０等を形成するためのベース層となる部材であり、可撓性を有する。基材１１０の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、５μｍ～５００μｍ程度とすることができる。特に、基材１１０の厚さが５μｍ～２００μｍであると、両面テープ等を介して基材１１０の下面に接合される起歪体５４の表面からの歪の伝達性、環境に対する寸法安定性の点で好ましく、１０μｍ以上であると絶縁性の点で更に好ましい。
【0082】
基材１１０は、例えば、ＰＩ（ポリイミド）樹脂、エポキシ樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂、ポリオレフィン樹脂等の絶縁樹脂フィルムから形成できる。なお、フィルムとは、厚さが５００μｍ以下程度であり、可撓性を有する部材を指す。
【0083】
ここで、『絶縁樹脂フィルムから形成する』とは、基材１１０が絶縁樹脂フィルム中にフィラーや不純物等を含有することを妨げるものではない。基材１１０は、例えば、シリカやアルミナ等のフィラーを含有する絶縁樹脂フィルムから形成しても構わない。
【0084】
基材１１０の樹脂以外の材料としては、例えば、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２（ＹＳＺも含む）、Ｓｉ、Ｓｉ２Ｎ３、Ａｌ２Ｏ３（サファイヤも含む）、ＺｎＯ、ペロブスカイト系セラミックス（ＣａＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３）等が挙げられる。又、基材１１０の材料として、アルミニウム、アルミニウム合金（ジュラルミン）、チタン等の金属を用いてもよい。この場合、金属製の基材１１０上に、例えば、絶縁膜が形成される。
【0085】
抵抗体１３０は、基材１１０上に所定のパターンで形成された薄膜であり、ひずみを受けて抵抗変化を生じる受感部である。所定のパターンは、例えば、ジグザグに折り返すパターンである。抵抗体１３０は、基材１１０の上面１１０ａに直接形成されてもよいし、基材１１０の上面１１０ａに他の層を介して形成されてもよい。なお、図１８では、便宜上、抵抗体１３０を梨地模様で示している。
【0086】
抵抗体１３０は、例えば、Ｃｒ（クロム）を含む材料、Ｎｉ（ニッケル）を含む材料、又はＣｒとＮｉの両方を含む材料から形成できる。すなわち、抵抗体１３０は、ＣｒとＮｉの少なくとも一方を含む材料から形成できる。Ｃｒを含む材料としては、例えば、Ｃｒ混相膜が挙げられる。Ｎｉを含む材料としては、例えば、Ｃｕ－Ｎｉ（銅ニッケル）が挙げられる。ＣｒとＮｉの両方を含む材料としては、例えば、Ｎｉ－Ｃｒ（ニッケルクロム）が挙げられる。
【0087】
ここで、Ｃｒ混相膜とは、Ｃｒ、ＣｒＮ、Ｃｒ２Ｎ等が混相した膜である。Ｃｒ混相膜は、酸化クロム等の不可避不純物を含んでもよい。
【0088】
抵抗体１３０の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、０．０５μｍ～２μｍ程度とすることができる。特に、抵抗体１３０の厚さが０．１μｍ以上であると抵抗体１３０を構成する結晶の結晶性（例えば、α－Ｃｒの結晶性）が向上する点で好ましく、１μｍ以下であると抵抗体１３０を構成する膜の内部応力に起因する膜のクラックや基材１１０からの反りを低減できる点で更に好ましい。
【0089】
例えば、抵抗体１３０がＣｒ混相膜である場合、安定な結晶相であるα－Ｃｒ（アルファクロム）を主成分とすることで、ゲージ特性の安定性を向上できる。又、抵抗体１３０がα－Ｃｒを主成分とすることで、ひずみゲージ１００のゲージ率を１０以上、かつゲージ率温度係数ＴＣＳ及び抵抗温度係数ＴＣＲを－１０００ｐｐｍ／℃～＋１０００ｐｐｍ／℃の範囲内とすることができる。ここで、主成分とは、対象物質が抵抗体を構成する全物質の５０質量％以上を占めることを意味するが、ゲージ特性を向上する観点から、抵抗体１３０はα－Ｃｒを８０重量％以上含むことが好ましい。なお、α－Ｃｒは、ｂｃｃ構造（体心立方格子構造）のＣｒである。
【0090】
抵抗体１３０の両端には配線１４０が接続され、各々の配線１４０は一対の端子部１５０に接続される。端子部１５０は、例えば、平面視において、配線１４０よりも拡幅して略矩形状に形成されている。端子部１５０は、ひずみにより生じる抵抗体１３０の抵抗値の変化を外部に出力するための一対の電極であり、例えば、外部接続用のリード線等が接合される。
【0091】
配線１４０及び端子部１５０は、例えば、抵抗体１３０と同一工程において抵抗体１３０と同一材料により一体に形成できる。端子部１５０の上面に、抵抗体１３０よりも低抵抗の導体層（例えば、銅等）を設けてもよい。又、端子部１５０の上面を、端子部１５０よりもはんだ付け性が良好な金属（例えば、銅や金等）で被覆してもよい。
【0092】
抵抗体１３０及び配線１４０を被覆し端子部１５０を露出するように基材１１０の上面１１０ａにカバー層（絶縁樹脂層）を設けても構わない。カバー層を設けることで、抵抗体１３０及び配線１４０に機械的な損傷等が生じることを防止できる。又、カバー層を設けることで、抵抗体１３０及び配線１４０を湿気等から保護できる。なお、カバー層は、端子部１５０を除く部分の全体を覆うように設けてもよい。
【0093】
カバー層は、例えば、ＰＩ樹脂、エポキシ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＮ樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＰＰＳ樹脂、複合樹脂（例えば、シリコーン樹脂、ポリオレフィン樹脂）等の絶縁樹脂から形成できる。カバー層は、フィラーや顔料を含有しても構わない。カバー層の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、２μｍ～３０μｍ程度とすることができる。
【0094】
ひずみゲージ１００を製造するためには、まず、基材１１０を準備し、基材１１０の上面１１０ａに図１８に示す平面形状の抵抗体１３０、配線１４０、及び端子部１５０を形成する。抵抗体１３０、配線１４０、及び端子部１５０の材料や厚さは、前述の通りである。抵抗体１３０、配線１４０、及び端子部１５０は、同一材料により一体に形成できる。
【0095】
抵抗体１３０、配線１４０、及び端子部１５０は、例えば、抵抗体１３０、配線１４０、及び端子部１５０を形成可能な原料をターゲットとしたマグネトロンスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフィによってパターニングすることで形成できる。抵抗体１３０、配線１４０、及び端子部１５０は、マグネトロンスパッタ法に代えて、反応性スパッタ法や蒸着法、アークイオンプレーティング法、パルスレーザー堆積法等を用いて成膜してもよい。
【0096】
ゲージ特性を安定化する観点から、抵抗体１３０、配線１４０、及び端子部１５０を成膜する前に、下地層として、基材１１０の上面１１０ａに、例えば、コンベンショナルスパッタ法により膜厚が１ｎｍ～１００ｎｍ程度の機能層を真空成膜することが好ましい。なお、機能層は、機能層の上面全体に抵抗体１３０、配線１４０、及び端子部１５０を形成後、フォトリソグラフィによって抵抗体１３０、配線１４０、及び端子部１５０と共に図１８に示す平面形状にパターニングされる。
【0097】
本願において、機能層とは、少なくとも上層である抵抗体１３０の結晶成長を促進する機能を有する層を指す。機能層は、更に、基材１１０に含まれる酸素や水分による抵抗体１３０の酸化を防止する機能や、基材１１０と抵抗体１３０との密着性を向上する機能を備えていることが好ましい。機能層は、更に、他の機能を備えていてもよい。
【0098】
基材１１０を構成する絶縁樹脂フィルムは酸素や水分を含むため、特に抵抗体１３０がＣｒを含む場合、Ｃｒは自己酸化膜を形成するため、機能層が抵抗体１３０の酸化を防止する機能を備えることは有効である。
【0099】
機能層の材料は、少なくとも上層である抵抗体１３０の結晶成長を促進する機能を有する材料であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｔａ（タンタル）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｙ（イットリウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｓｉ（シリコン）、Ｃ（炭素）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｃｕ（銅）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｆｅ（鉄）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｒｅ（レニウム）、Ｏｓ（オスミウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｏ（コバルト）、Ｍｎ（マンガン）、Ａｌ（アルミニウム）からなる群から選択される１種又は複数種の金属、この群の何れかの金属の合金、又は、この群の何れかの金属の化合物が挙げられる。
【0100】
上記の合金としては、例えば、ＦｅＣｒ、ＴｉＡｌ、ＦｅＮｉ、ＮｉＣｒ、ＣｒＣｕ等が挙げられる。又、上記の化合物としては、例えば、ＴｉＮ、ＴａＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２等が挙げられる。
【0101】
機能層は、例えば、機能層を形成可能な原料をターゲットとし、チャンバ内にＡｒ（アルゴン）ガスを導入したコンベンショナルスパッタ法により真空成膜できる。コンベンショナルスパッタ法を用いることにより、基材１１０の上面１１０ａをＡｒでエッチングしながら機能層が成膜されるため、機能層の成膜量を最小限にして密着性改善効果を得ることができる。
【0102】
但し、これは、機能層の成膜方法の一例であり、他の方法により機能層を成膜してもよい。例えば、機能層の成膜の前にＡｒ等を用いたプラズマ処理等により基材１１０の上面１１０ａを活性化することで密着性改善効果を獲得し、その後マグネトロンスパッタ法により機能層を真空成膜する方法を用いてもよい。
【0103】
機能層の材料と抵抗体１３０、配線１４０、及び端子部１５０の材料との組み合わせは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、機能層としてＴｉを用い、抵抗体１３０、配線１４０、及び端子部１５０としてα－Ｃｒ（アルファクロム）を主成分とするＣｒ混相膜を成膜可能である。
【0104】
この場合、例えば、Ｃｒ混相膜を形成可能な原料をターゲットとし、チャンバ内にＡｒガスを導入したマグネトロンスパッタ法により、抵抗体１３０、配線１４０、及び端子部１５０を成膜できる。或いは、純Ｃｒをターゲットとし、チャンバ内にＡｒガスと共に適量の窒素ガスを導入し、反応性スパッタ法により、抵抗体１３０、配線１４０、及び端子部１５０を成膜してもよい。
【0105】
これらの方法では、Ｔｉからなる機能層がきっかけでＣｒ混相膜の成長面が規定され、安定な結晶構造であるα－Ｃｒを主成分とするＣｒ混相膜を成膜できる。又、機能層を構成するＴｉがＣｒ混相膜中に拡散することにより、ゲージ特性が向上する。例えば、ひずみゲージ１００のゲージ率を１０以上、かつゲージ率温度係数ＴＣＳ及び抵抗温度係数ＴＣＲを－１０００ｐｐｍ／℃～＋１０００ｐｐｍ／℃の範囲内とすることができる。なお、機能層がＴｉから形成されている場合、Ｃｒ混相膜にＴｉやＴｉＮ（窒化チタン）が含まれる場合がある。
【0106】
なお、抵抗体１３０がＣｒ混相膜である場合、Ｔｉからなる機能層は、抵抗体１３０の結晶成長を促進する機能、基材１１０に含まれる酸素や水分による抵抗体１３０の酸化を防止する機能、及び基材１１０と抵抗体１３０との密着性を向上する機能の全てを備えている。機能層として、Ｔｉに代えてＴａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅを用いた場合も同様である。
【0107】
このように、抵抗体１３０の下層に機能層を設けることにより、抵抗体１３０の結晶成長を促進可能となり、安定な結晶相からなる抵抗体１３０を作製できる。その結果、ひずみゲージ１００において、ゲージ特性の安定性を向上できる。又、機能層を構成する材料が抵抗体１３０に拡散することにより、ひずみゲージ１００において、ゲージ特性を向上できる。
【0108】
抵抗体１３０、配線１４０、及び端子部１５０を形成後、必要に応じ、基材１１０の上面１１０ａに、抵抗体１３０及び配線１４０を被覆し端子部１５０を露出するカバー層を設けることで、ひずみゲージ１００が完成する。カバー層は、例えば、基材１１０の上面１１０ａに、抵抗体１３０及び配線１４０を被覆し端子部１５０を露出するように半硬化状態の熱硬化性の絶縁樹脂フィルムをラミネートし、加熱して硬化させて作製できる。カバー層は、基材１１０の上面１１０ａに、抵抗体１３０及び配線１４０を被覆し端子部１５０を露出するように液状又はペースト状の熱硬化性の絶縁樹脂を塗布し、加熱して硬化させて作製してもよい。
【0109】
なお、抵抗体１３０、配線１４０、及び端子部１５０の下地層として基材１１０の上面１１０ａに機能層を設けた場合には、ひずみゲージ１００は図２０に示す断面形状となる。符号１２０で示す層が機能層である。機能層１２０を設けた場合のひずみゲージ１００の平面形状は、図１７と同様である。
【0110】
［センサ９１］
気体吸引排出装置１において、センサ９１が搭載された配線基板９２が、柱状の複数のスペーサ９３を介して、ビス９４により下ケース１０に固定されている。
気体吸引排出装置１において、センサ９１が搭載された配線基板９２が、柱状の複数のスペーサ９３を介して、ビス９４により下ケース１０に固定されている。
【0111】
センサ９１は、マイクロブロア２０よりも気体の排出側に配置され、気体の情報を取得する機能を有する。本実施形態では、センサ９１は、下ケース１０の突出部１１よりも気体の排出側に配置され、貫通孔１２Ａから排出された気体の情報を取得する。貫通孔１２Ａを拡径し、貫通孔１２Ａ内にセンサ９１が配置されるようにしてもよい。この場合、センサ９１の側面が貫通孔１２Ａの内壁に囲まれるため、センサ９１の検出力を向上できる。又、センサ９１が気体の情報を取得する貫通孔は、２つ以上設けてもよい。
【0112】
センサ９１は、例えば、貫通孔１２Ａから排出された気体の情報として気体の臭いを検出する臭いセンサである。臭いセンサとしては、例えば、半導体式や水晶振動子式等の周知のセンサを使用できる。なお、センサ９１は、湿度センサ、温度センサ、その他のセンサであってもよい。
【0113】
配線基板９２は、ガラスエポキシ基板等の樹脂基板、シリコン基板、セラミック基板等に配線パターンや部品実装用ランド等が形成されたものである。配線基板９２には、気体吸引排出装置１の外部と信号等の入出力を行うコネクタや線材等が設けられている。配線基板９２に、圧電素子２１５ａを駆動する回路や、ひずみゲージ１００の端子部１５０に接続するアナログフロントエンド等を搭載してもよい。アナログフロントエンドは、例えば、ブリッジ回路、増幅器、アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）等を備えることができる。アナログフロントエンドは、温度補償回路を備えていてもよい。
【0114】
気体吸引排出装置１のように、センサ９１を搭載することで、気体の臭いや湿度等を容易に検出可能となる。
【0115】
このように、気体吸引排出装置１は、圧電素子を駆動させて気体の吸引及び排出を行うマイクロブロア２０を用いているため、従来のモータ等を駆動させるポンプに比べて小型化できる。その結果、気体吸引排出装置１を主要部とする気体情報取得装置３の小型化が可能となる。
【0116】
又、気体吸引排出装置１は吸引側にフィルターユニット５０を有しており、ひずみゲージ１００によりフィルター５２の目詰まり（気体の吸引量）を検出できる。又、ひずみゲージ１００によりチューブ３４０の状態を検出できる。チューブ３４０の状態とは、チューブ３４０の潰れや折れ曲がり、穴の塞がり等である。
【0117】
つまり、マイクロブロア２０が吸引する気体により、ひずみゲージ１００には荷重がかかる。これにより、ひずみゲージ１００が変形し、ひずみゲージ１００の抵抗体１３０の抵抗値が変化する。抵抗体１３０の抵抗値の変化を配線１４０及び端子部１５０を介して測定することで、フィルター５２の目詰まり状態やチューブ３４０の状態を検出できる。
【0118】
すなわち、フィルター５２の目詰まり状態やチューブ３４０の潰れや折れ曲がり等が大きくなると吸引力が低下するため、貫通孔１２Ｂを介して気体からひずみゲージ１００の抵抗体１３０に印加される荷重が低下し、抵抗体１３０の抵抗値が小さくなる。そのため、ひずみゲージ１００は、フィルター５２の目詰まりやチューブ３４０の潰れや折れ曲がり等を抵抗体１３０の抵抗値の変化に基づいて精度よく検出できる。例えば、ひずみゲージ１００の抵抗値が予め定めた閾値以下となった場合に、フィルター５２の目詰まりやチューブ３４０の潰れや折れ曲がり等を判断できる。フィルター５２の目詰まり状態やチューブ３４０の潰れや折れ曲がり等をモニタすることで、常時適正な気体の吸引及び吐出が可能となり、正確な排泄物の有無が検知できる。
【0119】
又、気体吸引排出装置１では、下ケース１０にマイクロブロア２０の側面を露出する凹部１４が設けられているため、メンテナンス等でマイクロブロア２０を交換する際に、マイクロブロア２０の取り外しが容易である。
【0120】
又、マイクロブロア２０は圧電素子２１５ａを利用して気体の移動を行うが、大変繊細であるため、マイクロブロア２０は外周部以外に負荷がかかると正確な動作が得られない。そのため、気体吸引排出装置１では、マイクロブロア２０の固定を、マイクロブロア２０の外周部（例えば、四隅）に設けられた凹部２３に低荷重の弾性体であるマイクロブロアサポート３０を挿入することで行っている。これにより、マイクロブロア２０にストレスがかかって圧電素子２１５ａの動作に影響が発生するおそれを低減でき、マイクロブロア２０の正確な動作が可能となる。
【0121】
又、マイクロブロア２０を両面テープを用いて下ケース１０に取り付けると、貼り付け時に斜め取り付けや両面テープのはみ出し等の不具合が発生するおそれがあると共に、マイクロブロア２０の交換時には性能を破壊することが考えられるため、望ましくない。マイクロブロア２０の固定をマイクロブロアサポート３０を用いて行うことで、このような問題の発生を回避できる。
【0122】
又、両面テープや接着剤等による固定では、一度取り付けたマイクロブロアサポート３０は再使用できないが、凹部２３に低荷重の弾性体であるマイクロブロアサポート３０を挿入する固定方法により、マイクロブロアサポート３０の再使用が可能となる。
【0123】
又、ひずみゲージ１００の抵抗体１３０の材料として、高いゲージ率が得られるＣｒ混相膜を用いた場合には、フィルター５２の目詰まりやチューブ３４０の潰れや折れ曲がり等を高感度で検出できる。
【0124】
〈第１実施形態の変形例１〉
第１実施形態の変形例１では、複数のマイクロブロアを有する気体吸引排出装置を備えた気体情報取得装置の例を示す。なお、第１実施形態の変形例１において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
第１実施形態の変形例１では、複数のマイクロブロアを有する気体吸引排出装置を備えた気体情報取得装置の例を示す。なお、第１実施形態の変形例１において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【0125】
図２１は、第１実施形態の変形例１に係る気体吸引排出装置を例示する斜視図である。図２２は、第１実施形態の変形例１に係る気体吸引排出装置を例示する断面図であり、気体吸引排出装置１Ａの中心を通りひずみゲージ１００を長手方向に２分するように切断した縦断面を示している。
【0126】
気体情報取得装置３は、気体吸引排出装置１に代えて気体吸引排出装置１Ａを有してもよい。図２１及び図２２を参照すると、気体吸引排出装置１Ａは、４個のマイクロブロア２０を有する点が、１個のマイクロブロア２０を有する気体吸引排出装置１（図８、図９等参照）と相違する。気体吸引排出装置１Ａは、下ケース１０と、４個のマイクロブロア２０と、マイクロブロアサポート３０と、フィルターサポートプレート４０と、フィルターユニット５０と、上ケース６０と、３個のマイクロブロアケース８０とを有している。
【0127】
次に、気体吸引排出装置１Ａの組み立て方法の説明を通じて、気体吸引排出装置１Ａの各構成要素の詳細について説明する。図２３及び図２４は、第１実施形態の変形例１に係る気体吸引排出装置の組み立て方法を例示する斜視図である。
【0128】
まず、第１実施形態の図１１と同様の組み立てを行い、下ケース１０の凹部１３に１個目のマイクロブロア２０を配置する。次に、図２３の矢印上側に示すように、マイクロブロアケース８０を準備し、図２３の矢印下側に示すように、凹部１３に１個目のマイクロブロア２０が配置された下ケース１０上に、マイクロブロアケース８０を配置する。
【0129】
マイクロブロアケース８０はＡＢＳ樹脂等により形成された略円盤状の部材であり、突出部１１が形成されていない点、及び貫通孔１２Ａ及び１２Ｂに代えて貫通孔８２が設けられた点を除いて下ケース１０と同様の構造である。但し、マイクロブロアケース８０の厚さは、下ケース１０より厚くても構わない。
【0130】
マイクロブロアケース８０の上面側には、マイクロブロア２０を位置決めする凹部８３が形成されている。凹部８３は、マイクロブロアケース８０の上面側の略中央部に設けられ、マイクロブロア２０の本体２１が配置される第１部分８３１と、マイクロブロアケース８０の上面側の径方向に設けられ、マイクロブロア２０の外部接続端子２２が配置される第２部分８３２とを含む。第１部分８３１と第２部分８３２とは連通している。第１部分８３１の略中央部には、気体を排出する流路となる貫通孔８２が形成されている。
【0131】
又、マイクロブロアケース８０の第１部分８３１において、第２部分８３２が設けられた内壁を除く３つの内壁から外側に向けて、第１部分８３１に連通する略半円状の凹部８４が形成されている。又、マイクロブロアケース８０の外周側には、各部材同士を固定するためのビスが挿入される３つの貫通孔８５が略等間隔で形成されている。
【0132】
次に、図２４の矢印上側に示すように、マイクロブロアケース８０の凹部８３に２個目のマイクロブロア２０を配置する。マイクロブロア２０の本体２１が凹部８３の第１部分８３１に配置され、マイクロブロア２０の外部接続端子２２が凹部８３の第２部分８３２に配置される。凹部８３の深さは、マイクロブロア２０の厚さと同程度に形成されている。そのため、マイクロブロアケース８０の上面とマイクロブロア２０の上面とは、略面一となる。
【0133】
そして、図２４の矢印下側に示すように、マイクロブロア２０の外周部の凹部２３にマイクロブロアサポート３０を挿入する。マイクロブロアサポート３０は接着等はされていなく、凹部２３に挿入されているだけである。各々のマイクロブロアサポート３０の一端は、マイクロブロア２０の上面から突出している。
【0134】
マイクロブロア２０の外部接続端子２２の先端側はマイクロブロアケース８０の側面から突出し、マイクロブロア２０を構成する圧電素子２１５ａと気体吸引排出装置１Ａの外部に設けられた回路との電気的な接続を可能とする。
【0135】
なお、マイクロブロア２０の外側に位置する３つの半円状の凹部８４は、メンテナンス等でマイクロブロア２０を交換する際に、マイクロブロア２０を取り外しやすくするために設けられている。すなわち、各々の凹部８４はマイクロブロア２０の側面の一部を露出するため、マイクロブロア２０の側面をつまんで容易に取り外すことができる。マイクロブロア２０の側面をつまむことができれば、凹部８４は半円以外の形状であっても構わない。
【0136】
更に、図２３と同様にして、凹部８３に２個目のマイクロブロア２０が配置された１個目のマイクロブロアケース８０上に、２個目のマイクロブロアケース８０を配置する。そして、図２４と同様にして、２個目のマイクロブロアケース８０の凹部８３に３個目のマイクロブロア２０を配置する。
【0137】
更に、図２３と同様にして、凹部８３に３個目のマイクロブロア２０が配置された２個目のマイクロブロアケース８０上に、３個目のマイクロブロアケース８０を配置する。そして、図２４と同様にして、３個目のマイクロブロアケース８０の凹部８３に４個目のマイクロブロア２０を配置する。
【0138】
次に、第１実施形態の図１２～図１４と同様にして、凹部８３に４個目のマイクロブロア２０が配置された３個目のマイクロブロアケース８０上に、フィルターサポートプレート４０、フィルターユニット５０、及び上ケース６０を順次配置し、ビス７０で固定する。これにより、気体吸引排出装置１Ａが完成する。
【0139】
なお、最後に、各々のマイクロブロア２０の外部接続端子２２の近傍にできた隙間を接着剤等で穴埋めすることが好ましい。気体吸引排出装置１Ａの内部にある気体が外部に漏れることを防止すると共に、気体吸引排出装置１Ａの内部に埃等が入り込むことを防止するためである。
【0140】
このように、気体吸引排出装置１Ａでは、マイクロブロア２０の個数を増やしているため、吸引吐出力が向上する。なお、本実施形態ではマイクロブロア２０を、気体の吸引方向及び排出方向を揃えて直列に４個配置したが、マイクロブロア２０の個数は、２個又は３個、５個以上であっても構わない。マイクロブロア２０の個数が多くなるほど、吸引吐出力を向上できる。そのため、気体吸引排出装置１Ａを気体情報取得装置３に用いる際には、気体情報取得装置３で必要な吸引吐出力を満たすように、マイクロブロア２０の個数を選択すればよい。
【0141】
なお、気体情報取得装置３において、気体吸引排出装置１に代えて気体吸引排出装置１Ａを用いることで吸引吐出力が向上するため、気体情報取得装置３が有する気体吸引排出装置１Ａの個数を減らせるため、気体情報取得装置３の小型化が可能となる。例えば、図２では気体情報取得装置３が６個の気体吸引排出装置１を有しているが、気体吸引排出装置１Ａを用いる場合には５個以下とすることが可能である。
【0142】
又、気体吸引排出装置１Ａでは、気体吸引排出装置１と同様に、何れのマイクロブロア２０よりも気体の吸引側にフィルターユニット５０を配置しているため、塵や埃等が気体吸引排出装置１Ａの内部に入り込むことを防止できる。又、気体吸引排出装置１と同様に、ひずみゲージ１００によりフィルター５２の目詰まり状態やチューブ３４０の潰れや折れ曲がり等を検出できる。フィルター５２の目詰まり状態やチューブ３４０の潰れや折れ曲がり等をモニタすることで、常時適正な気体の吸引及び吐出が可能となる。
【0143】
又、気体吸引排出装置１Ａでは、下ケース１０及び各々のマイクロブロアケース８０にマイクロブロア２０の側面を露出する凹部が設けられているため、メンテナンス等でマイクロブロア２０を交換する際に、マイクロブロア２０の取り外しが容易である。
【0144】
又、気体吸引排出装置１Ａでは、気体吸引排出装置１と同様に、マイクロブロア２０の固定を、マイクロブロア２０の外周部に設けられた凹部２３に低荷重の弾性体であるマイクロブロアサポート３０を挿入することで行っている。これにより、マイクロブロア２０の正確な動作が可能となる。
【0145】
又、両面テープや接着剤等の固定では、一度取り付けたマイクロブロアサポート３０は再使用できないが、凹部２３に低荷重の弾性体であるマイクロブロアサポート３０を挿入する固定方法により、マイクロブロアサポート３０の再使用が可能となる。
【0146】
〈第１実施形態の変形例２〉
第１実施形態の変形例２では、気体情報取得装置に用いる気体吸引口のバリエーションの例を示す。なお、第１実施形態の変形例２において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
第１実施形態の変形例２では、気体情報取得装置に用いる気体吸引口のバリエーションの例を示す。なお、第１実施形態の変形例２において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【0147】
図２５は、第１実施形態の変形例２に係る気体吸引口の斜視図（その１）である。図２６は、第１実施形態の変形例２に係る気体吸引口の断面図（その１）である。図２７は、第１実施形態の変形例２に係る気体吸引口の分解斜視図である。
【0148】
気体情報取得装置３は気体吸引口３６０に代えて気体吸引口３６０Ａを有してもよい。図２５～図２７を参照すると、気体吸引口３６０Ａは、フィルターユニット５０と、パッキン３６５と、キャップ３６６が追加された点が、気体吸引口３６０（図６等参照）と相違する。
【0149】
気体吸引口３６０Ａにおいて、板状部３６２の吸入路３６４の周囲には、フィルターユニット５０を位置決めする凹部３６２ｘが形成されている。凹部３６２ｘは、吸入路３６４の外周に沿って環状に設けられ、フィルターユニット５０が配置される。凹部３６２ｘにフィルターユニット５０が配置された後、必要に応じてフィルターユニット５０上にパッキン３６５を配置し、キャップ３６６が板状部３６２に固定される。
【0150】
キャップ３６６の内壁には、例えば、３箇所の爪３６６ｘが設けられており、各々の爪３６６ｘは板状部３６２の側壁に設けられた３箇所の凹部３６２ｙに引っ掛かり固定される。なお、取りつけや取り外し時にキャップ３６６が変形し易いように、キャップ３６６には複数のスリット３６６ｙが設けられていることが好ましい。
【0151】
なお、フィルターユニット５０は板状部３６２の凹部３６２ｘに位置決めされているだけで、接着剤等で固定はされていない。すなわち、フィルターユニット５０は、着脱可能な状態で、フィルター保持部材である板状部３６２に保持されているため、キャップ３６６を外すことで、容易に交換できる。
【0152】
このように、気体吸引口は、着脱可能な状態でフィルターを内蔵してもよい。この場合、気体吸引排出装置側にはフィルターユニットを設けなくてよいため、気体吸引排出装置を小型化できる。気体吸引排出装置の小型化により、気体吸引排出装置を配置したケースをベッド側壁やベッド上に設置しても気になりにくい。
【0153】
又、フィルターユニットを交換する際に気体吸引排出装置を分解する作業が無くなり、キャップ３６６を外す作業のみになるため、フィルターユニットの交換が容易となり、メンテナンス性が向上する。
【0154】
又、気体を吸引する側に最も近い位置にフィルターユニットが配置されるため、気体吸引排出装置だけではなく、チューブの汚れも防止できる。その結果、チューブの交換もほぼ不要となる。
【0155】
図２８は、第１実施形態の変形例２に係る気体吸引口の断面図（その２）である。気体情報取得装置３は気体吸引口３６０に代えて気体吸引口３６０Ｂを有してもよい。図２８に示すように、気体吸引口３６０Ｂは、気体吸引口３６０Ａにおいて、流路方向変換部３６１の吸入路３６４の略垂直方向に伸びる部分の板状部３６２と対向する側に凹部３６１ｘを設けた構造である。凹部３６１ｘは、吸い込んだ気体に含まれる水分及び／又は水滴（例えば尿）を溜める液溜まりである。
【0156】
気体吸引口３６０Ｂから吸い込んだ気体の一部が水分や水滴（例えば尿）を含む場合に、水分や水滴を含んだ気体はチューブ３４０の中を通り、気体吸引排出装置１を経由してセンサ９１に到達する。気体吸引排出装置１に水分や水滴が付着すると破壊等のトラブルとなる。又、チューブ３４０の中に汚れた水分が付着することでチューブ３４０も不衛生となる。流路方向変換部３６１に、吸い込んだ気体に含まれる水分や水滴を溜める凹部３６１ｘを設けることで、このような問題を抑制できる。
【0157】
図２９は、第１実施形態の変形例２に係る気体吸引口の断面図（その３）である。図２９に示す気体吸引口３６０Ｃのように、液溜まりの部分は、凹部３６７ｘを設けた別部材３６７を接着等により流路方向変換部３６１に固定する構造としてもよい。
【0158】
このように、気体吸引口３６０Ａ、３６０Ｂ、又は３６０Ｃを用いることで、チューブ３４０や気体吸引排出装置１の汚れを防止できるため、気体情報取得装置３を衛生的に安心して使用できる。又、気体吸引口３６０Ａ、３６０Ｂ、又は３６０Ｃを用いることで、メンテナンスも容易で、常時使用者の排泄物を確実に検知可能となる。
【0159】
図３０は、第１実施形態の変形例２に係る気体吸引口の斜視図（その２）である。気体情報取得装置３は気体吸引口３６０に代えて気体吸引口３６０Ｄを有してもよい。図３０に示すように、板状部３６２の部分が箱状部３６８に置換されてもよい。箱状部３６８の先端面３６８ａ（上面）は平面であるため、図７の場合と同様に、シーツ８２０の下面と容易に接することができる。これにより、箱状部３６８に設けられた吸入路３６４の端部が確実にシーツ８２０側を向くため、シーツ８２０側の気体を確実に吸引可能となる。
【0160】
なお、箱状部３６８の先端面３６８ａ側に矩形状のキャップを設けてフィルターユニットを内蔵する構造としてもよい。
【0161】
図３１は、第１実施形態の変形例２に係る気体吸引口の斜視図（その３）である。図３２は、気体吸引口３６０Ｅにチューブを挿入した状態を示す斜視図である。図３３は、気体吸引口３６０Ｅにチューブを挿入した状態を示す断面図である。気体情報取得装置３は気体吸引口３６０に代えて気体吸引口３６０Ｅを有してもよい。
【0162】
図３１及び図３２に示すように、気体吸引口３６０Ｅは、下部材３６９ａと上部材３６９ｂが接合された構造体である。下部材３６９ａと上部材３６９ｂを一体に形成してもよい。下部材３６９ａ及び上部材３６９ｂの平面形状は円形であり、上部材３６９ｂの上面外周側はＲ形状となっている。上部材３６９ｂの上面外周側をＲ形状とすることで、監視対象者が寝たときに違和感（ごつごつ感等）を与え難くすることができる。
【0163】
上部材３６９ｂには、吸入路３６４が垂直方向に設けられている。又、下部材３６９ａ及び上部材３６９ｂには、チューブ３４０が挿入される挿入孔３６９ｘが水平方向に設けられている。吸入路３６４と挿入孔３６９ｘとは連通している。挿入孔３６９ｘにチューブ３４０が挿入されると、チューブ３４０の空洞と吸入路３６４とが連通する。下部材３６９ａ及び上部材３６９ｂは、吸入路３６４の方向をチューブ３４０の空洞が延伸する方向に対して屈曲させる流路方向変換部である。
【0164】
図３３に示すように、クッション８３０は、ウレタン等の緩衝性を有する部材から形成されており、容易に変形するため、クッション８３０の下面側にチューブ３４０を配置しても、チューブ３４０が潰れることはない。
【0165】
〈第２実施形態〉
第２実施形態では、気体吸引排出装置の個数を減らした気体情報取得装置の例を示す。なお、第２実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
第２実施形態では、気体吸引排出装置の個数を減らした気体情報取得装置の例を示す。なお、第２実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【0166】
図３４は、第２実施形態に係る気体情報取得装置が配置されたベッドを模式的に示す部分平面図である。図３４において、ベッド８００にはマットレス８１０が敷かれ、マットレス８１０上には、所定位置に６本のチューブ３４０をチューブ固定部品３７０を用いて予め固定した緩衝性を有するクッション８３０が配置されている。
【0167】
各々のチューブ３４０には、シーツ８２０近傍の空気を吸引する吸引口となる１つの貫通孔３４１が設けられ、先端部は塞がれている。各々のチューブ３４０は、貫通孔３４１が上側（シーツ８２０で被覆される側）を向くように、チューブ固定部品３７０で固定されている。なお、クッション８３０上にはチューブ３４０を覆うように、図１や図７と同様にシーツ８２０が敷かれるが、図３４ではシーツ８２０が敷かれる前の状態を示している。
【0168】
図３５は、第２実施形態に係る気体情報取得装置のケース近傍の部分拡大斜視図である。図３５に示すように、気体情報取得装置３Ａは、主に、気体吸引排出装置１Ａと、ケース３００と、チューブ３４０とを有している。
【0169】
気体情報取得装置３Ａは、気体情報取得装置３と同様に、ケース３００内に配置された気体吸引排出装置１Ａがチューブ３４０を介して測定領域の気体を吸引し、吸引した気体を気体吸引排出装置１Ａが有するセンサ９１に向けて排出し、センサ９１で気体の情報（臭いや湿度等）を取得する装置である。なお、ベッド８００、マットレス８１０、及びシーツ８２０は、気体情報取得装置３Ａの構成要素ではない。本実施形態では、検出対象となる気体は空気である。
【0170】
図３５に示すように、気体情報取得装置３Ａでは、ケース３００内に３個の気体吸引排出装置１Ａが配置されている。そのため、ケース３００内に６個の気体吸引排出装置１が配置された気体情報取得装置３（図２等参照）よりも、矢印Ｌ方向の長さが半分程度に小型化されている。
【0171】
気体情報取得装置３Ａにおいて、ケース３００内に６個ではなく３個の気体吸引排出装置１Ａを配置すれば足りる理由は、６本のチューブ３４０を３つのチューブ連結部品３８０を用いて３本にまとめているからである。ここで、チューブ連結部品３８０は、測定領域に配置される複数本のチューブ３４０を連結し、気体吸引排出装置１Ａに接続されるチューブ３４０の本数を測定領域に配置されるチューブ３４０の本数よりも少なくする連結部品である。
【0172】
図３６に示すように、チューブ連結部品３８０は、３つの接続部３８１、３８２、及び３８３を有している。接続部３８１、３８２、及び３８３の外周側には、接続部３６３（図６等参照）と同様に、先端側から離れるに従って最大径が大きくなる階段状の段差が形成されている。なお、チューブ連結部品３８０は、３つの接続部を有する構造には限定されず、必要に応じて４つ以上の接続部を有する構造としてもよい。
【0173】
接続部３８１、３８２、及び３８３には、チューブ３４０が圧入により接続されるが、接続部３８１、３８２、及び３８３の外周側に先端側から離れるに従って最大径が大きくなる階段状の段差が形成されているため、複数の内径のチューブ３４０を接続可能である。
【0174】
このように、気体吸引排出装置１Ａは、圧電素子を駆動させて気体の吸引及び排出を行うマイクロブロア２０を用いているため、従来のモータ等を駆動させるポンプに比べて小型化できる。その結果、気体吸引排出装置１Ａを主要部とする気体情報取得装置３Ａの小型化が可能となる。
【0175】
又、チューブ連結部品３８０を用いてチューブ３４０を連結し、気体吸引排出装置１Ａに接続されるチューブ３４０の本数を減らすことにより、気体吸引排出装置１Ａの個数を減らせるため、気体情報取得装置３Ａの更なる小型化が可能となる。つまり、使用されるベッド８００の側壁や使用されるマットレス８１０の近傍に設置された気体情報取得装置３Ａのケース３００は、小型に構成されているため、邪魔に成らずに使用者の排泄物を検知可能となる。
【0176】
〈第２実施形態の変形例１〉
第２実施形態の変形例１では、気体吸引排出装置の個数を更に減らした気体情報取得装置の例を示す。なお、第２実施形態の変形例１において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
第２実施形態の変形例１では、気体吸引排出装置の個数を更に減らした気体情報取得装置の例を示す。なお、第２実施形態の変形例１において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【0177】
図３７は、第２実施形態の変形例１に係る気体情報取得装置が配置されたベッドを模式的に示す部分平面図である。図３７において、マットレス８１０上には、所定位置に４本のチューブ３４０をチューブ固定部品３７０を用いて予め固定した緩衝性を有するクッション８３０が配置されている。４本のチューブ３４０は、２つのチューブ連結部品３８０を用いて２本にまとめられ、更に１つのチューブ連結部品３８０を用いて１本にまとめられている。つまり、気体吸引排出装置１Ａに接続されるチューブ３４０は１本である。
【0178】
図３８は、第２実施形態の変形例１に係る気体情報取得装置のケース近傍の部分拡大斜視図である。図３８に示すように、気体情報取得装置３Ｂでは、ケース３００内に１個の気体吸引排出装置１Ａが配置されている。そのため、ケース３００内に３個の気体吸引排出装置１Ａが配置された気体情報取得装置３Ａ（図３５等参照）よりも、矢印Ｌ方向の長さが１／３程度に小型化されている。
【0179】
このように、貫通孔３４１が配置された部分のチューブ３４０の本数は、必要に応じて（ベッドの使用者の体格や体動等を考慮して）任意の個数とすることができる。又、チューブ連結部品３８０を用いてチューブ３４０を最終的に何本にまとめるかも適宜決定できるが、気体吸引排出装置１Ａに接続されるチューブ３４０を１本とすることで、気体情報取得装置３Ｂのように気体吸引排出装置１Ａを収容するケース３００の大幅な小型化が可能となる。
【0180】
なお、気体情報取得装置３Ｂにおいて、気体吸引排出装置１Ａが１個になったことで吸引力が不足する場合には、気体吸引排出装置１Ａ内で直列に接続されるマイクロブロア２０の個数を増やすことで対応できる。この場合、マイクロブロア２０は元々小型であるため、ケース３００の全体の大きさには殆ど影響しない。
【0181】
〈第２実施形態の変形例２〉
第２実施形態の変形例２では、気体吸引排出装置を消臭ユニット等と一体化した気体情報取得装置の例を示す。なお、第２実施形態の変形例２において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
第２実施形態の変形例２では、気体吸引排出装置を消臭ユニット等と一体化した気体情報取得装置の例を示す。なお、第２実施形態の変形例２において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【0182】
【0183】
図３９に示すように、気体情報取得装置３Ｃは、主に、気体吸引排出装置１Ａと、筐体４００と、消臭ユニット４１０と、回路基板４２０とを有している。気体吸引排出装置１Ａと、消臭ユニット４１０と、回路基板４２０は、同一の筐体４００内に収容されている。
【0184】
筐体４００は、例えば、樹脂や金属板等により作製されている。筐体４００の大きさは、例えば、縦１８０ｍｍ×横９０ｍｍ×高さ５０ｍｍ程度とすることができる。但し、回路基板４２０の小型化により、縦方向を１／３程度、高さ方向を１／２程度に小型化することが可能である。筐体４００には、気体を外部に吐出すための貫通孔４００ｘが設けられている。なお、本実施形態では、センサ９１は臭いセンサである。
【0185】
消臭ユニット４１０は、チューブ３４０を介して気体吸引排出装置１Ａが吸引し、センサ９１側に排出した気体の臭いを消すために設けられている。消臭ユニット４１０としては、例えば、嫌な臭いを吸着・吸収して除去する活性炭や生物処理するバイオ消臭剤、或いは、嫌な臭いを優しい香りに変える消臭剤（芳香剤）等を用いることができる。なお、生物処理とは、微生物が、自分が生きていくために臭いの素である悪臭物質や悪臭成分を取り入れて酸化分解し、エネルギーに変換する処理である。
【0186】
回路基板４２０には、例えば、マイクロブロア２０に供給する電源回路、センサ９１に接続される回路、排泄物の有無の検知等を行い、その結果を外部にデータ転送する回路等を設けることができる。又、回路基板４２０には、コネクタ４３０が実装されており、外部との電気的な接続を可能としている。コネクタ４３０は、チューブ３４０が接続される側とは反対側に配置されてもよい。
【0187】
このように、気体情報取得装置３Ｃでは、チューブ連結部品３８０を用いて気体吸引排出装置１Ａに接続されるチューブ３４０を１本としたため、気体吸引排出装置１Ａが１つとなってスペースに余裕がある。そのため、気体吸引排出装置１Ａを消臭ユニット４１０や回路基板４２０等と一体化して筐体４００に収容できる。筐体４００内に消臭ユニット４１０を配置することで、気体吸引排出装置１Ａが排出する気体が異臭（悪臭）を伴っていても、消臭ユニット４１０で消臭してから貫通孔４００ｘを介して外部に放出できる。そのため、気体情報取得装置３Ｃが設置される室内を、異臭（悪臭）のない快適な環境とすることができる。又、室内には気体情報取得装置３Ｃの気体排出に伴う異臭（悪臭）が存在しないため、センサ９１は本来検出すべき臭いを検出可能となり、誤検知を防止できる。
【0188】
以上、好ましい実施形態等について詳説したが、上述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
【0189】
例えば、第１実施形態及びその変形例と第２実施形態及びその変形例とは、適宜組み合わることができる。例えば、第１実施形態及びその変形例において、チューブ連結部品３８０を用いて複数のチューブ３４０を連結し、気体吸引排出装置１等に接続されるチューブ３４０の本数を減らしてもよい。又、第２実施形態及びその変形例において、チューブ３４０の気体吸引排出装置１Ａ等と接続されていない側の端部に気体吸引口３６０等を取り付けてもよい。但し、この場合、貫通孔３４１は設けない。
【0190】
又、第１実施形態及びその変形例と第２実施形態及びその変形例では、測定領域をベッド上としたが、測定領域はベッド上には限定されず、監視対象者（被介護者、患者等）が横たわることができる敷き寝具上にあればよい。敷き寝具とは、例えば、ベッド、布団、マットレス、クッション材、及びこれらに類するものである。
【0191】
又、各気体吸引排出装置において、フィルターの目詰まり状態やチューブの状態の検出のために、ひずみゲージに代えて圧力計を用いてもよい。
【符号の説明】
【0192】
１、１Ａ 気体吸引排出装置、３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 気体情報取得装置、１０ 下ケース、１１、６１ 突出部、１２Ａ、１２Ｂ、１５、４１、４３、６２、６４、８２、８５、４００ｘ 貫通孔、１３、１４、２３、４２、６３、８３、８４、３６１ｘ、３６２ｘ、３６２ｙ、３６７ｘ 凹部、１７ ゲージ取付部、２０ マイクロブロア、２１ 本体、２２ 外部接続端子、３０ マイクロブロアサポート、４０ フィルターサポートプレート、５０ フィルターユニット、５１、５５ フィルターサポート、５２ フィルター、６０ 上ケース、７０ ビス、８０ マイクロブロアケース、９１ センサ、９２ 配線基板、９３ スペーサ、９４ ビス、１００ ひずみゲージ、１１０ 基材、１１０ａ 上面、１２０ 機能層、１３０ 抵抗体、１３１、８３１ 第１部分、１３２、８３２ 第２部分、１４０ 配線、１５０ 端子部、２１１ 外ケース、２１１ａ 空洞部、２１１ｂ、２１２ａ、２１９ 壁部、２１１ｃ、２１２ｂ 貫通孔、２１２ 内ケース、２１４ ばね連結部、２１５ 振動板、２１５ａ 圧電素子、２１５ｂ ダイヤフラム、２１６ 第１ブロア室、２１７ａ 流入通路、２１７ｂ 流入空間、２１８ 第２ブロア室、２１９ａ 開口部、３００ ケース、３１０ 仕切り板、３２０ 領域、３３０ 上蓋、３４０ チューブ、３４１ 貫通孔、３５１、３５２、３５３ 固定部材、３６０、３６０Ａ、３６０Ｂ、３６０Ｃ、３６０Ｄ、３６０Ｅ 気体吸引口、３６１ 流路方向変換部、３６２ 板状部、３６３、３８１、３８２、３８３ 接続部 ３６３ａ、３６３ｂ、３６３ｃ テーパ部、３６４ 吸入路、３６５ パッキン、３６６ キャップ、３６６ｘ 爪、３６６ｙ スリット、３６７ 別部材、３６８ 箱状部、３６８ａ 先端面、３６９ａ 下部材、３６９ｂ 上部材、３６９ｘ 挿入孔、３７０ チューブ固定部品、３８０ チューブ連結部品、４００ 筐体、４１０ 消臭ユニット、４２０ 回路基板、４３０ コネクタ、８００ ベッド、８１０ マットレス、８２０ シーツ、８３０ クッション
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】