特許 7552466 呼気収集器具、および、呼気収集装置

(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】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】呼気収集器具、および、呼気収集装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 1/22 20060101AFI20240910BHJP

【ＦＩ】

G01N1/22 C

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021048188

(22)【出願日】2021-03-23

(65)【公開番号】P2021165734

(43)【公開日】2021-10-14

【審査請求日】2023-12-29

(31)【優先権主張番号】P 2020067234

(32)【優先日】2020-04-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000970

【氏名又は名称】弁理士法人 楓国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石田 秀樹

【審査官】中村 圭伸

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１０７３４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４２０８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－５８６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１６６９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１５７０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２５７６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２４３７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第５９１３２３２（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０１８７１１３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／０８ － ５／０９７

Ｇ０１Ｎ １／００ － １／４４

Ｇ０１Ｎ ３３／４８ － ３３／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

呼気が収容される本体空間を有し、収容される呼気によって体積変化が可能な袋状の本体部材と、
前記本体空間に連通する吸い込み空間と外部に連通する吸い込み口とを有し、流れる呼気によって体積変化が可能な筒状の吸い込み部材と、
前記本体空間に連通する排出空間と外部に連通する排出口とを有し、流れる呼気によって体積変化が可能な筒状の排出部材と、
前記吸い込み部材の外部に配置され、前記吸い込み空間の体積の増加を規制可能にする吸い込み側補助部材と、
を備え、
前記本体部材、前記吸い込み部材、および、前記排出部材は、前記呼気の検出を行うセンサを被毒させるシロキサンガス、塩素ガス、および、硫化ガスを含まず、
前記吸い込み部材は、前記吸い込み側補助部材における前記吸い込み空間側の面および前記吸い込み口側の面を覆う、
呼気収集器具。

【請求項2】

前記吸い込み部材に対して、前記吸い込み口側から挿入される筒状の導入管を備え、
前記導入管は、前記筒状の全周に亘って前記吸い込み部材の内壁面に当接する、
請求項１に記載の呼気収集器具。

【請求項3】

前記吸い込み側補助部材は、弾性体である、
請求項１または請求項２に記載の呼気収集器具。

【請求項4】

前記吸い込み側補助部材は、シリコーンからなる、
請求項３に記載の呼気収集器具。

【請求項5】

前記吸い込み部材は、前記吸い込み側補助部材の全面を覆う、
請求項１または請求項４に記載の呼気収集器具。

【請求項6】

前記吸い込み部材と前記排出部材とは、前記本体部材を介して対向する位置に配置され、
前記吸い込み空間の軸と前記排出空間の軸とは、一致する、
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の呼気収集器具。

【請求項7】

前記本体部材は、プリーツ状である、
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の呼気収集器具。

【請求項8】

前記排出部材における前記排出空間と外部との連通と非連通とを切り替える封止用部材を備える、
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の呼気収集器具。

【請求項9】

前記本体部材、前記吸い込み部材、および前記排出部材は１つの収容袋で構成される、
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の呼気収集器具。

【請求項10】

前記本体部材に配置された個体識別用部材を備える、
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の呼気収集器具。

【請求項11】

請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の呼気収集器具と、
前記呼気収集器具が収容される筐体と、
を備える、
呼気収集装置。

【請求項12】

前記筐体は、
前記本体部材が収容される第１収容空間と、
前記吸い込み部材が収容され、前記第１収容空間および外部に連通する第２収容空間と、
前記排出部材が収容され、前記第１収容空間および外部に連通する第３収容空間と、
を備える、
請求項１１に記載の呼気収集装置。

【請求項13】

前記第３収容空間の外部への連通口の開放量を調整する蓋部材を備える、
請求項１２に記載の呼気収集装置。

【請求項14】

前記筐体に配置された個体識別用部材を備える、
請求項１１乃至請求項１３のいずれかに記載の呼気収集装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、呼気を収集する呼気収集器具および呼気収集装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、呼気採取袋が記載されている。特許文献１に示すように、呼気採取袋は、本体部、吸込管ガイド部、排出管ガイド部を備える。本体部、吸込管ガイド部、および、排出管ガイド部は、シート材によって一体形成されている。吸い込み管ガイド部および排出管ガイド部は、本体部に連通する。

【0003】

呼気を採集するときおよび採取した呼気を外部の気体成分検出装置に供給するとき、吸込管ガイド部には、吸込管が挿入される。そして、この吸込管を介して、呼気の採取、外部の気体成分検出装置への呼気の供給が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６１３２５７８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、特許文献１に示すような構造の呼気採取袋に対して、吸込管および排出管とシート材との間の隙間を塞ごうとすると、シリコーンゴム等の弾性体を用いる必要がある。ここで、気体成分検出装置のセンサが特定のセンサであると、弾性体から発生するガスによって、センサが被毒してしまい、センサの性能は劣化してしまう。

【0006】

したがって、本発明の目的は、成分検出用のセンサの被毒を抑制できる呼気収集器具を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明の呼気収集器具は、本体部材、吸い込み部材、排出部材、および、吸い込み側補助部材を備える。

【0008】

本体部材は、呼気が収容される本体空間を有し、収容される呼気によって体積変化が可能な袋状である。吸い込み部材は、本体空間に連通する吸い込み空間と外部に連通する吸い込み口とを有し、流れる呼気によって体積変化が可能な筒状である。排出部材は、本体空間に連通する排出空間と外部に連通する排出口とを有し、流れる呼気によって体積変化が可能な筒状である。吸い込み側補助部材は、吸い込み部材の外部に配置され、吸い込み空間の体積の増加を規制可能にする。本体部材、吸い込み部材、および、排出部材は、呼気の検出を行うセンサを被毒させるシロキサンガス、塩素ガス、および、硫化ガスを含まない。吸い込み部材は、吸い込み側補助部材における吸い込み空間側の面および吸い込み口側の面を覆う。

【0009】

この構成では、吸い込み口側からセンサに呼気を供給するときに、吸い込み側補助部材から発生するガス（例えば被毒ガス）がセンサに供給されることが抑制される。

【発明の効果】

【0010】

この発明によれば、成分検出用のセンサの被毒を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）は、第１の実施形態に係る呼気収集器具の斜視図である。

【図2】図２は、呼気収集器具の平面図、側面図、および、正面図を示す。

【図3】図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）、図３（Ｄ）は、第１の実施形態に係る呼気収集器具の吸い込み部材の部分を示す拡大図である。

【図4】図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る呼気収集器具の二面図である。

【図5】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る呼気収集器具の斜視図である。

【図6】図６は、第４の実施形態に係る呼気収集装置における筐体への呼気収集器具の装着状態を示す平面断面図である。

【図7】図７（Ａ）は、第４の実施形態に係る呼気収集装置における筐体の外観斜視図であり、図７（Ｂ）は、第４の実施形態に係る呼気収集装置における筐体の断面斜視図である。

【図8】図８（Ａ）は、第５の実施形態に係る呼気収集装置の排出口付近の形状を拡大した二面図であり、図８（Ｂ）は、第５の実施形態に係る呼気収集装置の蓋部材の三面図である。

【図9】図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）、図９（Ｄ）は、排出量の調整を行うための排出量調整用部材と蓋部材との位置関係を示す図である。

【図10】図１０は、呼気収集器具の外形形状の派生例の一例を示す平面図である。

【図11】図１１は、本発明の実施形態に係る呼気収集器具および呼気収集装置が使用される気体成分検出装置の構成を示す図である。

【図12】図１２は、個体識別情報が付与された呼気収集器具を備える呼気収集装置の構成を示す平面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る呼気収集器具について、図を参照して説明する。図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）は、第１の実施形態に係る呼気収集器具の斜視図である。図１（Ａ）は、呼気が収集されていない状態を示し、図１（Ｂ）は、呼気が収集されている状態を示し、図１（Ｃ）は、実際の使用状態（呼気収容状態）を示す。図２は、第１の実施形態に係る呼気収集器具の三面図である。図２は、呼気収集器具の平面図、側面図、および、正面図を示す。

【0013】

図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）、図２に示すように、呼気収集器具１０は、収容袋１１、および、吸い込み側補助部材１２を備える。

【0014】

収容袋１１は、本体部材１１１、吸い込み部材１１２、および、排出部材１１３を備える。収容袋１１は、呼気成分を分析する機器（気体成分検出装置）に接続され、収容袋１１内に収容される呼気を分析するために用いられる。収容袋１１は、呼気成分を分析する機器に含まれる成分検出センサに成分に対して作用しない材料からなる。

【0015】

成分検出センサに対して作用しない材料とは、例えば、成分検出センサが半導体センサである場合、シロキサン（シロキサンガス）等によって半導体センサが被毒しうるが、このような被毒を生じさせない材料であり、例えば、フッ化ビニル樹脂等である。上記成分検出センサを被毒させうるガスは、シロキサンガス以外には、塩素ガス、硫化ガス、メチルメルカプタン、フレオンガス等が挙げられる。

【0016】

また、収容袋１１は、可撓性を有し、折り畳み等によって外形形状を小さくできる。

【0017】

本体部材１１１は、膜体によって形成される袋状であり、袋状を形成する膜体に覆われる内側に、本体空間１１１Ｓを有する。本体空間１１１Ｓは、収容される呼気の量によって体積変化が可能である。

【0018】

より具体的には、本体部材１１１は、例えば、図１（Ａ）、図２に示すように、呼気が収容されていない状態で平面視して矩形になり、本体空間１１１Ｓの体積は、略０である。一方、呼気が収容された状態では、本体空間１１１Ｓの体積が大きくなり、本体部材１１１は、例えば、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）に示すように、筒状になる。

【0019】

排出部材１１３は、膜体によって形成される筒状であり、筒状を形成する膜体に覆われる内側に、排出空間１１３Ｓを有する。排出部材１１３における本体部材１１１への接続端（排出空間１１３Ｓが本体空間１１１Ｓに連通する側の端）と反対側の端部は、呼気収集器具１０の排出口１０ｏｐである。排出空間１１３Ｓは、流れる呼気の量（排出される呼気の量）によって体積変化が可能である。

【0020】

より具体的には、排出部材１１３は、例えば、図１（Ａ）、図２に示すように、本体空間１１１Ｓに呼気が収容されていない状態で平面視して矩形になり、排出空間１１３Ｓの体積は、略０である。一方、本体空間１１１Ｓから呼気が排出されるときには、排出空間１１３Ｓの体積が大きくなり、排出部材１１３は、例えば、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）に示すように、筒状になる。

【0021】

吸い込み部材１１２は、膜体によって形成される筒状であり、筒状を形成する膜体に覆われる内側に、吸い込み空間１１２Ｓを有する。吸い込み部材１１２における本体部材１１１への接続端（吸い込み空間１１２Ｓが本体空間１１１Ｓに連通する側の端）と反対側の端部は、呼気収集器具１０の吸込口１０ｉｐである。

【0022】

吸い込み部材１１２における吸い込み側補助部材１２が配置されていない部分では、吸い込み空間１１２Ｓの体積は、流れる呼気の量（排出される呼気の量）によって変化可能である。一方、吸い込み部材１１２における吸い込み側補助部材１２が配置されている部分では、吸い込み空間１１２Ｓの体積の変化（増加）は、吸い込み側補助部材１２によって抑制される。

【0023】

より具体的には、吸い込み部材１１２は、例えば、図１（Ａ）、図２に示すように、本体空間１１１Ｓに呼気が収容されていない状態、呼気の吸い込み、および、外部への呼気の供給がされてない状態では、吸い込み部材１１２における吸い込み側補助部材１２が配置されていない部分は、例えば、図１（Ａ）、図２に示すように、平面視して矩形になり、吸い込み空間１１２Ｓの体積は、略０である。

【0024】

一方、呼気の吸い込み、および、外部への呼気の供給がされているときには、吸い込み部材１１２における吸い込み側補助部材１２が配置されていない部分では、吸い込み空間１１２Ｓの体積は大きくなり、この部分は、例えば、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）に示すように、筒状になる。

【0025】

しかしながら、吸い込み部材１１２における吸い込み側補助部材１２が配置されている部分は、吸い込み側補助部材１２によって形状が規制されている。

【0026】

より具体的には、吸い込み側補助部材１２は、弾性を有する円環形であり、円柱状の中空部１２０を有する。例えば、吸い込み側補助部材１２の弾性は、後述のように吸込口１０ｉｐに導入管１３を挿入する際に、吸い込み部材１１２を導入管１３の周面に押しつけられる程度の弾性である。具体的には、吸い込み側補助部材１２は、例えば、シリコーンゴムからなる。

【0027】

吸い込み部材１１２は、吸い込み側補助部材１２の中空部１２０を挿通するように配置される。ここで、中空部１２０の定常状態（外力が掛かっていない状態）における断面積は、吸い込み部材１１２の最大の流路断面積よりも小さい。これにより、吸い込み部材１１２の流路断面積は、吸い込み側補助部材１２の中空部１２０の断面積の大きさと略同じに規制される。そして、吸い込み部材１１２から呼気が吸い込まれたり、吸い込み部材１１２から外部に呼気が供給される際には、この呼気の流れによる内側からの圧力では、吸い込み側補助部材１２の形状は変化しない。

【0028】

これにより、吸い込み部材１１２における吸い込み側補助部材１２が配置されている部分は、呼気の吸い込み、外部への供給状態によらず、吸い込み側補助部材１２によって、形状（流路断面積）が一定に維持されている。

【0029】

さらに、吸い込み部材１１２には、筒状の導入管１３が挿入される。この際、導入管１３の先端にある導入孔１３０は、例えば、図１（Ｃ）に示すように、本体部材１１１の本体空間１１１Ｓまで挿入され、導入管１３における導入孔１３０側の先端と反対側の端部は、吸い込み部材１１２の外部に露出している。使用者は、この導入管１３を介して、収容袋１１に呼気を注入する。なお、使用者は、この導入管１３を用いずに直接吸い込み部材１１２に呼気を吹き込むことで収容袋１１に呼気を注入してもよい。

【0030】

導入管１３は、外力によって殆ど形状変化しない材料からなる。ここで、導入管１３の流路断面積は、吸い込み側補助部材１２の中空部１２０の最小断面積よりも大きい。これにより、吸い込み部材１１２は、吸い込み側補助部材１２によって、導入管１３の周面に当接するように押しつけられる。この付勢力は、呼気の外部への供給時に、導入管１３と吸い込み部材１１２との間に呼気が入り込まないように設定されている。

【0031】

これにより、収集した呼気を導入管１３を介して、気体成分検出装置２（図１１参照）に供給する際に、吸い込み側補助部材１２が発生するガス（被毒ガス）は、呼気に混ざらない。具体的には、例えば、吸い込み側補助部材１２がシリコーンゴムからなる場合、シリコーンゴムは、半導体センサを被毒させうるガス（シロキサン等）を発生させる。しかしながら、呼気収集器具１０の構成を備えることによって、シロキサン等の被毒ガスは、呼気に混ざらず、気体成分検出装置２に供給されない。

【0032】

また、呼気収集器具１０は、次の特徴を有する。図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）、図３（Ｄ）は、第１の実施形態に係る呼気収集器具の吸い込み部材の部分を示す拡大図である。図３（Ａ）は、平面図であり、図３（Ｂ）は、正面図であり、図３（Ｃ）は、Ｂ－Ｂ断面図（平面断面図）であり、図３（Ｄ）は、Ａ－Ａ断面図（正面断面図）である。

【0033】

図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）、図３（Ｄ）に示すように、吸い込み側補助部材１２は、円柱形の中空部１２０を有する円環形の筒状である。吸い込み側補助部材１２は、円環の軸方向の一方端に主面１２１を有し、他方端に主面１２２を有する。主面１２１と主面１２２とは、円環形であり、対向している。また、吸い込み側補助部材１２は、円筒形の内周面１２３と外周面１２４とを有する。内周面１２３と外周面１２４とは、主面１２１と主面１２２とに繋がっている。

【0034】

吸い込み側補助部材１２は、吸い込み部材１１２の外側に配置され、吸い込み部材１１２は、吸い込み側補助部材１２の中空部１２０に挿通している。この際、主面１２１は、呼気収集器具１０の吸込口１０ｉｐ側に配置され、主面１２２は、本体部材１１１側に配置される。

【0035】

吸い込み部材１１２は、吸い込み側補助部材１２の全体を覆っている。より具体的には、吸い込み部材１１２は、外面が、吸い込み側補助部材１２における主面１２１、主面１２２、内周面１２３、および、外周面１２４に当接する側になるように、吸い込み側補助部材１２を覆っている。言い換えれば、吸い込み部材１１２は、内周面１２３から主面１２２、外周面１２４に折り返されている。

【0036】

この構成によって、吸い込み部材１１２の吸い込み空間１１２Ｓは、吸い込み側補助部材１２から空間的に隔離される。これにより、吸い込み側補助部材１２から被毒ガスが発生しても、吸い込み部材１１２の外面に覆われた空間内に閉じ込められる。したがって、呼気収集器具１０は、被毒ガスが気体成分検出装置２に供給されることをさらに確実に抑制できる。

【0037】

なお、吸い込み側補助部材１２は、少なくとも内周面１２３および主面１２１が吸い込み部材１１２に覆われていれば、呼気の成分に作用する気体等の吸い込み空間１１２Ｓへの混入は、抑制できる。言い換えれば、吸い込み部材１１２は、少なくとも内周面１２３から主面１２２に折り返されていればよい。

【0038】

また、呼気収集器具１０は、次に示す各作用効果も奏することが可能である。導入管１３の径を変化させることによって、年齢、性別等、肺活量に応じて、呼気の吸い込み用の流路断面積を調整できる。そして、いずれの流路断面積であっても、弾性を有する吸い込み側補助部材１２によって、吸い込み部材１１２が導入管１３の外周面に当接して押しつけられる構造を実現できる。これにより、不要な呼気の漏洩、被毒ガスの呼気への混入および気体成分検出装置２への供給は抑制される。

【0039】

また、図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）、図２に示すように、吸い込み側補助部材１２によって規制される吸い込み部材１１２の最小の流路断面積は、排出部材１１３の流路断面積よりも大きい。これにより、呼気収集器具１０は、終末呼気を、効果的に、より確実に収容できる。

【0040】

また、図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）、図２に示すように、吸い込み部材１１２は、本体部材１１１の一方端に接続し、排出部材１１３は、本体部材１１１の一方端に対向する他方端に接続する。さらに、吸い込み部材１１２の吸い込み空間１１２Ｓの中心軸と、排出部材１１３の排出空間１１３Ｓの中心軸とは、一致する。これにより、呼気収集器具１０は、呼気の吸い込みを効率的に行うことができる。

【0041】

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る呼気収集器具について、図を参照して説明する。図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る呼気収集器具の二面図である。図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、平面図と側面図とを示す。図４（Ａ）は、排出空間１１３Ｓが封止されていない状態を示し、図４（Ｂ）は、排出空間１１３Ｓが封止されている状態を示す。

【0042】

図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、第２の実施形態に係る呼気収集器具１０Ａは、第１の実施形態に係る呼気収集器具１０に対して、封止用部材１４１と封止用部材１４２とを備える点で異なる。呼気収集器具１０Ａの他の構成は、呼気収集器具１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

【0043】

封止用部材１４１と封止用部材１４２とは、例えば、一対のマジックテープ（登録商標）等からなり、重ね合わせることで、互いに固定される。封止用部材１４１は、排出部材１１３に取り付けられている。封止用部材１４２は、本体部材１１１に取り付けられている。

【0044】

図４（Ａ）に示すように、呼気の吸い込みのときには、封止用部材１４１は、封止用部材１４２に固定されていない。これにより、本体空間１１１Ｓと排出口１０ｏｐとは、排出空間１１３Ｓを介して連通し、排出部材１１３は、収集に余剰な呼気を、排出できる。

【0045】

図４（Ｂ）に示すように、呼気の吸い込みが完了した後には、封止用部材１４１は、封止用部材１４２に固定される。この際、排出部材１１３は、流路の途中で折り曲げられる。これにより、本体空間１１１Ｓと排出口１０ｏｐとは、実質的に非連通状態となり、呼気収集器具１０Ａは、排出部材１１３の排出空間１１３Ｓを介して排出口１０ｏｐから外部に呼気が漏洩することを抑制できる。

【0046】

これにより、呼気収集器具１０Ａは、呼気収集器具１０と同様の作用効果を奏するとともに、呼気の不要な漏洩をさらに抑制でき、効率的な呼気収集を実現できる。

【0047】

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る呼気収集器具について、図を参照して説明する。図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る呼気収集器具の斜視図である。図５（Ａ）は、呼気が収集されていない状態を示し、図５（Ｂ）は、呼気が収集されている状態を示す。

【0048】

図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、第３の実施形態に係る呼気収集器具１０Ｂは、第１の実施形態に係る呼気収集器具１０に対して、本体部材１１１Ｂを備える点で異なる。呼気収集器具１０Ｂの他の構成は、呼気収集器具１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

【0049】

本体部材１１１Ｂは、プリーツ部１１１１を備える。図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、プリーツ部１１１１は、呼気が収容されていない状態で、互いに連続する複数の膜体が部分的に重なるように折り曲げられた構造である。

【0050】

このような構成では、図５（Ａ）に示すように、呼気が収容されていない状態では、本体部材１１１Ｂは、プリーツ部１１１１を備えていない構造（図１（Ａ）に示す本体部材１１１）と略同じ大きさである。そして、図５（Ｂ）に示すように、呼気が収容される状態では、本体部材１１１Ｂは、プリーツ部１１１１による折り曲げ箇所の分だけ大きくなる。したがって、本体部材１１１Ｂの本体空間１１１ＢＳは、本体部材１１１の本体空間１１１Ｓよりも大きくなる。

【0051】

これにより、呼気収集器具１０Ｂは、未使用時の形状が大きくなることを抑制しながら、収容する呼気の量を大きくできる。なお、プリーツ部１１１１のプリーツ形状は図５（Ａ）、図５（Ｂ）に図示したものに限らず、様々な形状が採用し得る。

【0052】

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る呼気収集装置について、図を参照して説明する。図６は、第４の実施形態に係る呼気収集装置における筐体への呼気収集器具の装着状態を示す平面断面図である。図７（Ａ）は、第４の実施形態に係る呼気収集装置における筐体の外観斜視図であり、図７（Ｂ）は、第４の実施形態に係る呼気収集装置における筐体の断面斜視図である。

【0053】

図６、図７（Ａ）、および、図７（Ｂ）に示すように、呼気収集装置１は、呼気収集器具１０Ｃ、および、筐体１５を備える。呼気収集器具１０Ｃは、第１の実施形態に係る呼気収集器具１０に対して、排出部材１１３Ｃに固定用部材１２Ｘを装着する点でことなる。呼気収集器具１０Ｃの他の構成は、呼気収集器具１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

【0054】

固定用部材１２Ｘは、中空部を有する円環形の筒状である。排出部材１１３は、固定用部材１２Ｘの中空部を挿通しており、固定用部材１２Ｘに固定されている。固定用部材１２Ｘは、呼気に対して作用する気体等を発生しない材料からなる。または、固定用部材１２Ｘが、呼気に対して作用する気体等を発生する材料であれば、固定用部材１２Ｘは、吸い込み部材１１２側の吸い込み側補助部材１２と同様に、排出部材１１３によって覆われていればよい。この構成によって、排出部材１１３は、一定の流路断面積を有する排出空間１１３Ｓを定常的に維持できる。

【0055】

筐体１５は、円柱形の第１収容空間１５１、円柱状の第２収容空間１５２、および、円柱状の第３収容空間１５３を有する。第２収容空間１５２および第３収容空間１５３は、第１収容空間１５１に連通する。筐体１５は、通常使用時に想定される程度の外力では殆ど変形しない材料からなる。

【0056】

より具体的には、第２収容空間１５２は、それぞれが円柱形の空間１５２１、および、空間１５２２を有する。空間１５２１の径は、空間１５２２の径よりも大きい。空間１５２１と空間１５２２とは、連通する。空間１５２１は、筐体１５の外部に連通し、空間１５２２は、第１収容空間１５１に連通する。第３収容空間１５３は、それぞれが円柱形の空間１５３１、空間１５３２、および、空間１５３３を有する。空間１５３１の径は、空間１５３２の径、および、空間１５３３の径よりも大きい。空間１５３１と空間１５３２とは連通し、空間１５３１と空間１５３３とは連通する。空間１５３２は、第１収容空間１５１に連通し、空間１５３３は、筐体１５の外部に連通する。

【0057】

図６に示すように、呼気収集器具１０Ｃの本体部材１１１は、筐体１５の第１収容空間１５１に収容される。第１収容空間１５１の体積は、本体部材１１１の本体空間１１１Ｓの最大体積よりも大きいことが好ましい。これにより、呼気収集器具１０Ｃの呼気の収容能力は、筐体１５によって低下しない。

【0058】

呼気収集器具１０Ｃの吸い込み部材１１２における吸い込み側補助部材１２が装着されている部分は、筐体１５の第２収容空間１５２における空間１５２１に収容される。吸い込み側補助部材１２は、空間１５２１と空間１５２２との段差に当接するようにして、筐体１５に保持される。

【0059】

呼気収集器具１０Ｃの排出部材１１３Ｃにおける固定用部材１２Ｘが装着されている部分は、筐体１５の第３収容空間１５３における空間１５３１に収容される。固定用部材１２Ｘは、空間１５３１と空間１５３２との段差に当接するようにして、筐体１５に保持される。

【0060】

呼気収集器具の収容袋は、一般論として、呼気を収容後、外力によって栓が抜けたり、袋が傷む場合がある。また、この外力による影響を最小限にするために、呼気収集器具で呼気を収容した後は、できるだけ早く気体成分検出装置にて呼気の成分を計測する必要があった。

【0061】

一方、本実施形態では、このような構成によって、呼気収集器具１０Ｃは、筐体１５の内部に収容される。そして、筐体１５は、外力によって殆ど変化しない。したがって、呼気収集器具１０Ｃが外力によって変形することは抑制される。これにより、外力による呼気収集器具１０Ｃからの不要な呼気の漏洩は、抑制される。

【0062】

筐体１５は、外圧から袋部材を守るのに十分な硬度を有していることが好ましい。例えば、筐体１５は、外気を遮断できる金属製のケース部材や、収容袋よりも厚みが大きい樹脂製のケース部材等を用いることが好ましい。樹脂製のケース部材を用いる場合は、内面を金属箔でコーティングしたものを用いることが好ましい。

【0063】

また、呼気収集装置１は、図７（Ａ）に示すように、蓋部材１５９を備えることが好ましい。蓋部材１５９は、栓部材１５９１と取り付け補助板１５９２とを備える。取り付け補助板１５９２は、平板状である。栓部材１５９１は、円柱形である。栓部材１５９１は、取り付け補助板１５９２の平板面から突出する形状である。第３収容空間１５３を封止する際、栓部材１５９１が第３収容空間１５３の空間１５３３に挿嵌される。

【0064】

これにより、呼気収集装置１は、呼気収集器具１０Ｃを操作することなく、呼気収集器具１０Ｃの排出口１０ｏｐと外部とを非連通状態にすることができる。すなわち、呼気収集器具１０Ｃに収容された呼気の排出口１０ｏｐからの不要な漏洩を抑制できる。

【0065】

（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係る呼気収集装置について、図を参照して説明する。図８（Ａ）は、第５の実施形態に係る呼気収集装置の排出口付近の形状を拡大した二面図である。図８（Ａ）は、上面図と側面図とを示す。図８（Ｂ）は、第５の実施形態に係る呼気収集装置の蓋部材の三面図である。図８（Ｂ）は、上面図、側面断面図、および、下面図を示す。

【0066】

第５の実施形態に係る呼気収集装置は、第４の実施形態に係る呼気収集装置に対して、排出量調整用部材１５４および蓋部材１５５を備える点で異なる。第５の実施形態に係る呼気収集装置の他の構成は、第４の実施形態に係る呼気収集装置と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

【0067】

呼気収集装置は、上述の図６、図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示す筐体１５の第３収容空間１５３の外部への開口部に、排出量調整用部材１５４を備える。排出量調整用部材１５４は、円筒形であり、中空部１５４０を備える。中空部１５４０の一方の端部は、第３収容空間１５３に連通する。中空部１５４０の他方の端部は、開放している。排出量調整用部材１５４の外周面には、螺旋状の凸部１５４１が備えられている。

【0068】

蓋部材１５５は、対向する主面Ｆｕと主面Ｆｄと、外周面を有する円柱である。蓋部材１５５は、主面Ｆｄから凹む円柱状の中空部１５５０を有する。蓋部材１５５は、中空部１５５０を形成する内壁面から凹む螺旋状の凹部１５５２を有する。

【0069】

蓋部材１５５は、中空部１５５０の底付近と、主面Ｆｄ側の外部とを連通する連通孔１５５１を有する。連通孔１５５１の流路断面積は、排出量調整用部材１５４の中空部１５４０の流路断面積よりも小さい。

【0070】

このような構成を備えることによって、第５の実施形態に係る呼気収集装置は、次に示すように、排出量を調整する。図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）、図９（Ｄ）は、排出量の調整を行うための排出量調整用部材と蓋部材との位置関係を示す図である。

【0071】

図９（Ｂ）、図９（Ｃ）、図９（Ｄ）に示すように、排出量調整用部材１５４の凸部１５４１と蓋部材１５５の凹部１５５２とが螺合することにより、蓋部材１５５は、排出量調整用部材１５４に装着される。そして、その螺合量によって、蓋部材１５５が排出量調整用部材１５４を覆う深さは、調整される。

【0072】

図９（Ａ）の場合、蓋部材１５５は、排出量調整用部材１５４に装着されていない。この場合、呼気は、排出量調整用部材１５４の中空部１５４０から外部に直接排出される。したがって、呼気収集装置としての排出量は、排出量調整用部材１５４の中空部１５４０の流路断面積による。

【0073】

図９（Ｂ）の場合、蓋部材１５５は、排出量調整用部材１５４に装着されている。この際、連通孔１５５１の中空部１５５０側の開口面は、排出量調整用部材１５４の外周面に重なっていない。したがって、呼気収集装置としての排出量は、連通孔１５５１の流路断面積による。

【0074】

図９（Ｃ）の場合、蓋部材１５５は、排出量調整用部材１５４に装着されている。この際、連通孔１５５１の中空部１５５０側の開口面の一部は、排出量調整用部材１５４の外周面に重なっており、他の一部は重なっていない。したがって、呼気収集装置としての排出量は、連通孔１５５１の中空部１５５０側の開口面における排出量調整用部材１５４に重なっていない部分の断面積による。

【0075】

図９（Ｄ）の場合、蓋部材１５５は、排出量調整用部材１５４に装着されている。この際、連通孔１５５１の中空部１５５０側の開口面は、排出量調整用部材１５４の外周面に重なっている。したがって、呼気収集装置としての排出口は封止される。

【0076】

このように、第５の実施形態に係る呼気収集装置は、第４の実施形態に係る呼気収集装置１と同様の作用効果を奏するとともに、排出量を容易に調整できる。

【0077】

（呼気収集器具の外形形状の派生例）
図１０は、呼気収集器具の外形形状の派生例の一例を示す平面図である。図１０に示す呼気収集器具１０Ｄは、収容袋１１Ｄを備える。収容袋１１Ｄは、第１の実施形態に係る収容袋１１に対して、本体部材１１１Ｄの形状において異なる。収容袋１１Ｄの他の構成は、収容袋１１と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

【0078】

本体部材１１１Ｄは、平面視して楕円形である。このような構成であっても、呼気収集器具１０Ｄは、呼気収集器具１０と同様の作用効果を奏することができる。なお、本体部材１１１Ｄの形状は、楕円に限らず、円形、長円形、Ｒ面取り等がされた矩形、多角形等、他の形状であってもよい。

【0079】

（呼気収集器具および呼気収集装置の使用例）
図１１は、本発明の実施形態に係る呼気収集器具および呼気収集装置が使用される気体成分検出装置の構成を示す図である。なお、図１１は、気体成分検出装置の一例を、機能ブロック等を用いて模式的に示している。

【0080】

図１１に示すように、気体成分検出装置２は、第１流路２１、および、カラム３０を備える。さらに、気体成分検出装置２は、第２流路２２、第３流路２３、第４流路２４、第５流路２５、第６流路２６、センサデバイス４０、成分検出部４３、ブロア５１、フィルタ５２、投入容器６０、弁２３１、および、駆動部５１０を備える。

【0081】

第１流路２１、第２流路２２、第３流路２３、第４流路２４、第５流路２５、および、第６流路２６は、径が一定の管状である。

【0082】

第１流路２１の一方端は、センサデバイス４０に接続し、第１流路２１の他方端は、カラム３０に接続する。第２流路２２の一方端は、カラム３０に接続し、第２流路２２の他方端は、ブロア５１の吐出口に接続する。

【0083】

第３流路２３の一方端は、第２流路２２に接続し、第３流路２３の他方端は、投入容器６０に接続する。弁２３１は、第３流路２３に設けられている。弁２３１の開閉によって、第２流路２２と投入容器６０との連通状態は、制御される。

【0084】

第４流路２４の一方端は、センサデバイス４０に接続し、第４流路２４の他方端は、排出口２４０である。

【0085】

第５流路２５の一方端は、ブロア５１の吸込口に接続し、第５流路２５の他方端は、フィルタ５２に接続する。第６流路２６の一方端は、フィルタ５２に接続し、第６流路２６の他方端は、キャリアガス取込口２６０に接続する。

【0086】

カラム３０は、管状であり、内壁面に吸着体または担体が配置されている。カラム３０は、可撓性を有する材料からなり、被検出気体と反応しない材料からなる。

【0087】

センサデバイス４０は、キャビティ４１、および、半導体センサ４２を備える。キャビティ４１は、センサデバイス４０の筐体によって形成された空間であり、流入口４１１と流出口４１２とを備える。流入口４１１は、第１流路２１に連通し、流出口４１２は、第４流路２４に連通する。

【0088】

半導体センサ４２は、検出面４２０を有する。半導体センサ４２は、検出面４２０がキャビティ４１内で露出するように、センサデバイス４０の筐体に配置される。半導体センサ４２は、検出面４２０に接触した気体の成分の濃度に応じた強度の電圧を、出力端子４２１から出力する。

【0089】

成分検出部４３は、半導体センサ４２の出力電圧を用いて、被検出気体の成分、および、その濃度を検出する。

【0090】

ブロア５１は、流体を一方向に搬送する装置であり、例えば、圧電体を用いたブロアである。圧電体を用いたブロアとすることで、ブロア５１を小型化できる。ブロア５１には、駆動部５１０が接続されている。駆動部５１０は、ブロア５１に駆動電力を供給する。ブロア５１は、この駆動電力によって駆動し、吸込口から吐出口へ流体を搬送する。

【0091】

フィルタ５２が、気体清浄化フィルタであり、例えば、空気に含まれる塵、微粒子等の不純物を濾過する。

【0092】

投入容器６０は、被検出気体を収容する。この投入容器６０が、上述の各種の呼気収集器具あるいは呼気収集装置によって実現される。そして、呼気収集器具の吸込口１０ｉｐが第３流路２３に連通する。例えば、導入管１３が、第３流路２３を形成する管状体に挿嵌される。導入管１３を管状体に挿嵌するかわりに、気体成分検出装置２側に設けられた導入管を呼気収集器具の吸込口１０ｉｐに挿嵌してもよい。このように、導入管を気体成分検出装置２側に設けられた場合において、吸い込み側補助部材１２が気体成分検出装置２側に設けられた導入管に押し付けることができるので、気体成分検出装置２内において呼気が流出（漏出）することが抑制される。

【0093】

（気体成分検出装置２における被検出気体の搬送および成分の検出方法）
上記構成において、ブロア５１を駆動し、弁２３１を開放する。これにより、キャリアガスの元となる空気は、キャリアガス取込口２６０から第６流路２６に流入し、フィルタ５２で濾過される。これにより、キャリアガスが生成される。キャリアガスは、フィルタ５２から第５流路２５に搬送され、ブロア５１に吸入される。ブロア５１は、キャリアガスを、第２流路２２に吐出する。

【0094】

第２流路２２にキャリアガスが流れると、投入容器６０から第３流路２３を介して、被検出気体が第２流路２２に流れ込む。これにより、被検出気体は、キャリアガスに混合し、被検出気体が混合したキャリアガス（以下、説明の便宜上、混合ガスと称する。）は、第２流路２２からカラム３０に搬送される。

【0095】

カラム３０に搬入された混合ガスは、成分毎に異なる速度で搬送される。カラム３０を搬送された混合ガスは、第１流路２１に搬入される。

【0096】

第１流路２１を流れた混合ガスは、流入口４１１からキャビティ４１内に流入し、流出口４１２から第４流路２４を介して、排出口２４０から排出される。この際、混合ガスが、キャビティ４１内において、半導体センサ４２の検出面４２０に接触することで、被検出気体の成分は検出される。

【0097】

この際、上述のように、成分毎にカラム３０での流速が異なることで、半導体センサ４２は、被検出気体の複数の成分を個別に検出できる。

【0098】

（望ましい収容袋の使用形態）
呼気収集器具の収容袋は、典型的には一般的な樹脂製の袋であるので、一定時間が経過すると、収容袋に収容したガス（呼気）は、徐々に外へ透過し、抜けてしまう。このため、収容袋に収容したガス（呼気）は、基本的には、収容袋に収容した後すぐに気体成分検出装置で測定する必要がある。したがって、一定時間経過後も誤差のない測定を可能にするために、収容袋は、外装を例えば金属箔等でコート処理された樹脂袋を用いることが好ましい。

【0099】

（使用回数のカウント）
呼気収集器具の収容袋は、繰り返し使用すると内面等に汚れが生じてきたり、気体成分検出装置への着脱の際の摩擦による摩耗で劣化したりする。これにより、収容袋は定期的に交換する必要がある。したがって、収容袋を何回使用したかカウントできることが好ましい。

【0100】

図１２は、個体識別情報が付与された呼気収集器具を備える呼気収集装置の構成を示す平面断面図である。図１２に示す呼気収集器具１０Ｅは、図６に示した呼気収集器具１０Ｃに対して、個体識別用部材１１９を備える点で異なる。呼気収集器具１０Ｅの他の構成は、呼気収集器具１０Ｃと同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

【0101】

図１２に示すように、収容袋からなる呼気収集器具１０Ｅには、個体識別用部材１１９が配置される。個体識別用部材１１９は、例えば、バーコードが印刷されたシールであり、呼気収集器具１０Ｅにおける本体部材１１１の外面に貼り付けられる。

【0102】

個体識別用部材１１９は、バーコードに換えて半導体ＩＤチップやＲＦＩＤタグ等の他のＩＤ部材を用いてもよい。また、個体識別用部材１１９は、呼気収集装置１の筐体１５に配置してもよい。

【0103】

これにより、呼気収集器具１０Ｅを何回使用したかカウントでき、適切な使用回数で呼気収集器具１０Ｅを交換できる。

【0104】

なお、上述の各実施形態の構成は、適宜組み合わせることが可能であり、それぞれの組合せに応じた作用効果を奏することができる。

【符号の説明】

【0105】

１：呼気収集装置
２：気体成分検出装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ：呼気収集器具
１０ｉｐ：吸込口
１０ｏｐ：排出口
１１、１１Ｄ：収容袋
１２：吸い込み側補助部材
１２Ｘ：固定用部材
１３：導入管
１５：筐体
２１：第１流路
２２：第２流路
２３：第３流路
２４：第４流路
２５：第５流路
２６：第６流路
３０：カラム
４０：センサデバイス
４１：キャビティ
４２：半導体センサ
４３：成分検出部
５１：ブロア
５２：フィルタ
６０：投入容器
１１１、１１１Ｂ、１１１Ｄ：本体部材
１１１ＢＳ、１１１Ｓ：本体空間
１１２：吸い込み部材
１１２Ｓ：吸い込み空間
１１３、１１３Ｃ：排出部材
１１３Ｓ：排出空間
１１９：個体識別用部材
１２０：中空部
１２１：主面
１２２：主面
１２３：内周面
１２４：外周面
１３０：導入孔
１４１：封止用部材
１４２：封止用部材
１５１：第１収容空間
１５２：第２収容空間
１５３：第３収容空間
１５４：排出量調整用部材
１５５、１５９：蓋部材
２３１：弁
２４０：排出口
２６０：キャリアガス取込口
４１１：流入口
４１２：流出口
４２０：検出面
４２１：出力端子
５１０：駆動部
１１１１：プリーツ部
１５２１、１５２２：空間
１５３１、１５３２、１５３３：空間
１５４０：中空部
１５４１：凸部
１５５０：中空部
１５５１：連通孔
１５５２：凹部
１５９１：栓部材
１５９２：取り付け補助板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】