生体情報測定便器
【課題】下水配管内における圧力変動の影響を受けることなく、尿量や尿流率などの生体情報を高精度で測定可能な生体情報測定便器を提供する。
【解決手段】洋式便器１１は、使用者の尿を受けるボール１６と、ボール１６内を洗浄する洗浄手段２４を構成する給水ノズル２４ａと、ボール１６と下水配管とを連通する排出管路２５と、排出管路２５を開閉する排出管路開閉手段２９と、を有している。また、排出管路２５の排出管路開閉手段２９より上流側に圧力測定管路７が設けられ、ボール１６内へ排泄された尿による溜水水位Ｗ１Ｌの変化量を、圧力測定管路７内に形成される閉塞空間６内の圧力変化を圧力測定手段３３で計測することによって尿量や尿流率などの生体情報を測定する。
【解決手段】洋式便器１１は、使用者の尿を受けるボール１６と、ボール１６内を洗浄する洗浄手段２４を構成する給水ノズル２４ａと、ボール１６と下水配管とを連通する排出管路２５と、排出管路２５を開閉する排出管路開閉手段２９と、を有している。また、排出管路２５の排出管路開閉手段２９より上流側に圧力測定管路７が設けられ、ボール１６内へ排泄された尿による溜水水位Ｗ１Ｌの変化量を、圧力測定管路７内に形成される閉塞空間６内の圧力変化を圧力測定手段３３で計測することによって尿量や尿流率などの生体情報を測定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の尿量や尿流率などの各種生体情報を測定することのできる生体情報測定便器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の生体情報測定便器としては、使用者が洋式便器に排尿したときの溜水水位の変化を計測し、予め記憶した水位と溜水量との検量関係に基づいて尿量や尿流率などの生体情報を算出するものがある。また、下水配管内で発生する圧力変動によって溜水水位の計測値が変動するのを回避するため、下水配管内の圧力変動を測定して、圧力変動のない状態に補正する機能を設けたものもある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
一方、特許文献１記載の生体情報測定便器（大便器ユニット）のように物理的なトラップ構造を設けて溜水を形成するのではなく、排水管路の終端開口部に設けられた開閉弁を閉止し、水位測定を行いながら所定量の給水を行って溜水を形成する方式の水洗便器がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】国際公開２００４／１１３６３０号パンフレット
【特許文献２】特開平８−６０７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の生体情報測定便器（大便器ユニット）の場合、洋式便器を用いて尿量や尿流率などの各種生体情報を測定することができる反面、施工場所の環境要因として現れる下水圧変動が便器内の溜水に対してどのような影響を与えるかを想定して補正アルゴリズムが決められているため、想定外の周波数をもつ下水圧波動が伝達されたり、測定管を含む溜水部が共振するような周波数をもつ下水圧波動が伝達されたりすると、測定精度が悪化したり、測定不能となることがある。
【０００６】
一方、特許文献２記載の水洗便器は、洋式便器のボール内に貯留される溜水の水位を任意高さに調整することができるものであるが、尿量や尿流率などの各種生体情報を測定する機能は備えられていない。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、下水配管内における圧力変動の影響を受けることなく、尿量や尿流率などの生体情報を高精度で測定することのできる生体情報測定便器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の生体情報測定便器は、
使用者の尿を受けるボールと、
前記ボール内へ洗浄水を供給する洗浄手段と、
前記ボール内の収容物を下水配管へ排出するため前記ボールと前記下水配管とを連通する排出管路と、
前記ボール内に溜水を貯留するため前記排出管路に設けられた管路開閉手段と、
を備えた生体情報測定便器であって、
測定開始時の溜水水位より低い位置で前記管路開閉手段より上流側の前記排出管路に開口端を有する測定管路と、
前記測定管路の他端が閉塞されているときに形成される閉塞空間内の圧力を計測する圧力測定手段と、を設け
使用者の排尿に伴って変化する前記閉塞空間内の圧力を計測することによって、少なくとも尿量を含む排尿情報を測定することを特徴とする。
【０００９】
このような構成とすれば、測定管路内に、排出管路に設けられた開口端がボール内の溜水によって封止された閉塞空間が形成され、使用者がボール内へ排尿することに伴って溜水水位が高まることにより、この閉塞空間内の圧力が高まるため、その変化量を圧力測定手段で計測することにより尿量や尿流率などの生体情報を算出することができる。この場合、使用者が排泄した尿はボール内に漏れなく全量が収容され、管路開閉手段が閉止され下水配管との連通を絶った状態で前記閉塞空間内の圧力を計測するため、下水配管内の圧力変動の影響を受けない。従って、下水配管内において圧力変動が生じても、その影響を受けること無く、尿量や尿流率などの生体情報を高精度で測定することができる。
【００１０】
ここで、
前記測定管路の他端が前記管路開閉手段より下流側に位置する前記排出管路に開口され、
前記測定管路の途中に測定管路開閉手段を備え、測定時は前記測定管路開閉手段を閉止する構成とすることができる。このような構成とすれば、測定時以外は測定管路開閉手段を開放しておくことにより、測定管路を通常のオーバーフロー経路として機能させることができる。
【００１１】
一方、前記管路開閉手段が前記排出管路を閉止しているときは前記洗浄手段の給水機能を停止する機能を設けることもできる。このような構成とすれば、排出管路が管路開閉手段で閉塞されている状態のときに、誤って洗浄手段が作動して洗浄水がボール内へ供給され、ボール内の収容物が便器から溢れ出るようなトラブル発生を回避することができる。
【００１２】
また、前記管路開閉手段の開閉状態を検知する検知手段を設け、前記検知手段が前記管路開閉手段の開放状態を検知していないときは、前記洗浄手段の給水機能を停止する機能を設けることもできる。このような構成とすれば、管路開閉手段が排出管路を完全に開放していない限り洗浄手段が作動しないため、管路開閉手段が半開状態のときなどに、誤って洗浄手段が作動して洗浄水がボール内へ供給され、ボール内の収容物が便器から溢れ出るようなトラブル発生を回避することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、下水配管内における圧力変動の影響を受けることなく、尿量や尿流率などの生体情報を高精度で測定可能な生体情報測定便器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の第一形態について説明する。図１は本発明の実施の形態である生体情報測定便器を示す斜視図、図２は前記生体情報測定便器のシステムブロック図、図３は前記生体情報測定便器が待機状態にあるときの垂直断面図、図４は前記生体情報測定便器が測定状態にあるときの垂直断面図、図５は前記生体情報測定便器が洗浄開始時にあるときの垂直断面図、図６は前記生体情報測定便器が排出状態にあるときの垂直断面図、図７は前記生体情報測定便器を構成する開閉弁駆動機構を示す図、図８は図１に示す生体情報測定便器の動作シーケンスを示す図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の生体情報測定便器１０は、使用者の排泄物を受けて下水に排出する洋式便器１１と、排尿情報測定ユニット１２および制御手段１３などが内蔵されたキャビネット１４と、洋式便器１１の側方壁面に配置された操作・表示部２０と、を備えている。洋式便器１１は、使用者が着座するための便座１５と、ボール１６および便座１５を開閉可能に覆う便蓋１７と、採尿器１８ａおよび採尿アーム１８ｂを有する採尿ユニット１８とを備えている。操作・表示部２０は、洋式便器１１に設けられた衛生洗浄装置２３を操作するためのリモコン１９と、排尿情報測定ユニット１２を機能させるためのリモコン２１と、排尿情報測定データを印刷するためのプリンタ２２とを備えている。
【００１６】
また、図２に示すように、洋式便器のボール１６は排出管路２５によって下水配管３５に連通されており、排出管路２５の途中には、ボール１６内に溜水を貯めたり、排出したりするために開閉される排出管路開閉手段２９が設けられている。そして、排出管路２５には、排出管路開閉手段２９の上流側と下流側とを連通する圧力測定管路７が設けられている。この圧力測定管路７には経路を開閉する測定管路開閉手段２８が設けられている。また、測定管路開閉手段２８の上流側の圧力測定管路７には経路内の圧力を計測する圧力測定手段３３が設けられている。なお、採尿ユニット１８と衛生洗浄装置２３とは、本発明に係る生体情報測定便器１０を構成する必須要件ではない。
【００１７】
また、洋式便器１１に連接される排尿情報測定ユニット１２には生体情報測定便器１０の各種動作を制御する制御手段１３が収納されており、この制御手段１３には、検量線記憶手段３８，排尿情報演算手段３９、情報記憶手段４０が設けられている。ここで、検量線記憶手段３８は圧力測定手段３３によって計測される圧力測定管路７の圧力変化とその時のボール１６内の溜水量変化との関係を記憶するものである。また、排尿情報演算手段３９は圧力測定手段３３によって計測された圧力から検量線記憶手段３８に記憶されている検量関係によってその時の溜水量を演算によって求めるものである。さらにまた、情報記憶手段４０は計測・演算された圧力や溜水量等の測定情報や取得された個人情報等の各種データを記憶するためのものである。
【００１８】
次に、図３を参照して本発明に係る生体情報測定便器１０の詳細構成について説明する。図３に示すように、洋式便器１１は、使用者の尿を受けるボール１６と、ボール１６内を洗浄する洗浄手段２４を構成する給水ノズル２４ａと、大気と区画された排水ソケット一体型の排水槽９を介してボール１６と下水配管３５とを連通する排出管路２５と、排出管路２５を開閉する排出管路開閉手段２９と、を有している。排出管路開閉手段２９は、図７に示すように、駆動モータ５で支軸２９ａを中心に回動させることにより排出管路２５を開閉し、ボール１６内の排泄物などを下水配管３５へ排出したり、溜水Ｗ１を貯留したりする。排出管路開閉手段２９を排出管路２５の開口部に押圧するためのテンションスプリング４が設けられ、位置検出手段３７は排出管路開閉手段２９の位置を検出しながら、駆動モータ５により排出管路開閉手段２９を回動する。
【００１９】
また、排出管路２５には、前述したように、圧力測定管路７が設けられ、排出管路開閉手段２９が万一故障して閉止位置のままとなった場合にボール１６内に給水が行なわれてもボール１６内の収容物が便器外に溢れるのを回避する構成となっている。圧力測定管路７はボール１６内の溜水水位Ｗ１Ｌ以下に位置する排出管路２５の天井部に流入口７ａが配置され、排水槽９の側壁に流出口７ｂが設けられており、両者を連通する圧力測定管路７には測定時に当該圧力測定管路７を閉止する測定管路開閉手段２８が設けられている。なお、本実施形態では排水槽９は排出管路２５の一部をなしているが、両者を別体とする構成でも良い。
【００２０】
本実施形態の生体情報測定便器１０においては、測定管路開閉手段２８で圧力測定管路７を閉止することにより、溜水Ｗ１と測定管路開閉手段２８との間に閉塞空間６を形成した後、ボール１６内へ排泄された尿による溜水量の変化に伴う閉塞空間６内の圧力変化を圧力測定手段３３で計測し、両者の検量関係によって尿量を測定する。
【００２１】
以下、図３〜図６を参照し、生体情報測定便器１０における尿量測定の手順について説明する。図３は洋式便器１１が待機状態にあるときを示すもので、排出管路２５は排出管路開閉手段２９で閉止された状態にある。このとき、ボール１６内の溜水Ｗ１は溜水水位Ｗ１Ｌの位置にあり、測定管路開閉手段２８は開放状態にある。従って、ボール１６と下水配管３５とは圧力測定管路７を介して連通状態にある。本実施形態では、この状態で測定管路開閉手段２８を閉止して尿量測定を開始する。従って、このように圧力測定管路７が測定管路開閉手段２８で閉止されたときの溜水水位Ｗ１Ｌが測定開始水位Ｙとなる。
【００２２】
次に、洋式便器１１において尿量測定中は、図４に示すように、測定管路開閉手段２８で圧力測定管路７が閉止されるため、溜水Ｗ１と測定管路開閉手段２８との間の圧力測定管路７に気密状の閉塞空間６が形成される。
【００２３】
この状態において、使用者がボール１６内へ排尿すると、溜水Ｗ１に流入する尿Ｎにより、測定開始水位Ｙである溜水水位Ｗ１Ｌが溜水水位Ｗ２Ｌまで上昇し、閉塞空間６の気圧が増加する。このときの圧力変化を、圧力センサを使用した圧力測定手段３３で計測することにより水量変化量が圧力変化量として計測され、そのデータが排尿情報測定ユニット１２の制御手段１３へ送信される。制御手段１３においては、送られたデータと検量線記憶手段３８の記憶データ（検量関係）とに基づいて排尿情報演算手段３９が尿量を算出し、その尿量値が操作・表示部２０に表示されるとともに、情報記憶手段４０に記憶される。
【００２４】
尿量測定が終わり、所定の便器洗浄操作を行うと、図５に示すように、給水ノズル２４ａからボール１６内へ洗浄水が供給される。給水ノズル２４ａからの給水開始から一定時間経過すると、図６に示すように、駆動モータ５が作動して管路開閉弁２９を上方へ回動させるため、排出管路２５の開口部２５ａが開放される。これによって、ボール１６および排出管路２５内にある尿Ｎ混じりの溜水Ｗ１は開口部２５ａから排水槽９に向かって排出され下水配管３５へ流下する。この状態で溜水Ｗ１と共に排泄物を排出すると、再び駆動モータ５が作動して排出管路開閉手段２９を下方へ回動させ、開口部２５ａを閉止する。この後、給水ノズル２４ａからの給水が引き続き行われ、一定時間経過後、停止されるため、ボール１６および排出管路２５内には一定量の溜水Ｗ１が貯留され、図３に示される通常の待機状態に復帰する。
【００２５】
次に、図１〜図８を参照しながら、本実施形態の生体情報測定便器１０の動作について説明する。生体情報測定便器１０が配置されたトイレ内に使用者が入室してリモコン２１に対して準備操作を行うと、測定管路開閉手段２８が作動して圧力測定管路７を閉止して、閉塞空間６を形成する測定のための準備動作が行なわれる。準備動作が完了するとリモコン２１に準備完了報知が示されるので、使用者は脱衣して、便座１５上に着座するか、起立した姿勢で、ボール１６に向かって排尿を開始する。
【００２６】
使用者の尿Ｎがボール１６の溜水Ｗ１に流入すると、その水位Ｗ１Ｌが上昇することにより、閉塞空間６内の気圧が増加するので、前述したように、圧力測定手段３３の圧力センサが、その変化量を計測する。排尿が終了し、使用者がリモコン２１に対して終了操作を行うと、情報記憶手段４０に記憶されたデータに基づいた尿量や尿流率、排尿時間等の測定結果がリモコン２１の表示部に表示される。このとき、リモコン２１に所定の出力操作を行うと、測定結果が印字された紙片がプリンタ２２から出力される。
【００２７】
この後、所定の便器洗浄操作を行うと、給水ノズル２４ａからボール１６内へ洗浄水が供給され、一定時間経過すると、駆動モータ５が作動して排出管路開閉手段２９が開口部２５ａを開放する（図６参照）。これによってボール１６内および排出管路２５内の尿Ｎ混じりの溜水Ｗ１が下水配管３５へ排出される。溜水と共に排泄物を排出すると、再び駆動モータ５が作動して、排出管路開閉手段２９が開口部２５ａを閉止する。この後、給水ノズル２４ａからの給水が引き続き行われ、一定時間経過した後、停止されるため、ボール１６内および排出管路２５内には一定量の溜水Ｗ１が貯留され、通常の待機状態に復帰する（図３参照）。このような一連の動作は自動的に行われるため、使用者は便器洗浄操作を行った後、トイレから自由に離室することができる。
【００２８】
次に、図９〜図１１に基づいて、本発明の実施の第二形態について説明する。図９は本発明の実施の第二形態である生体情報測定便器のシステムブロック図、図１０は前記生体情報測定便器が待機状態にあるときの垂直断面図、図１１は前記生体情報測定便器の動作シーケンスを示す図である。なお、図９〜図１１において、図１〜図８に示す符号と同じ符号を付している部分は第一実施形態の生体情報測定便器１０の構成部分と同じ構造、機能を有する部分であるため、説明を省略する。
【００２９】
前述した第一実施形態の生体情報測定便器１０と第二実施形態の生体情報測定便器５０とは、圧力測定管路７の構成とそれに関連する測定管路開閉手段２８に関係する制御が異なっているが、他の部分の構成は同じであるため、以下、異なる部分を中心とした説明を行う。図９，図１０に示すように、本実施形態の生体情報測定便器５０においては、圧力測定管路７ｘは閉塞端７ｃを有しているため、当該圧力測定管路７ｘを開閉するための測定管路開閉手段２８は設けられていない点が異なる。
【００３０】
前述したように、圧力測定管路７ｘの一方は排出管路２５に連通されておらず、常時、閉塞端７ｃとなっている。このため、図１０に示す待機状態においては、圧力測定管路７ｘの中の水位Ｗ３Ｌはボール部の水位Ｗ１Ｌより閉塞空間６ｘの空気の圧縮分だけ低い水位となっている。
【００３１】
図１１は生体情報測定便器５０の動作シーケンスを示すものであるが、第一実施形態の生体情報測定便器１０とは、測定管路開閉手段２８の動作がない点と、準備操作がない点のみが異なっている。
【００３２】
前述したように、第一実施形態の生体情報測定便器１０においては、測定時に測定管路開閉手段２８を閉止することによって閉塞空間６を形成していたが、本実施形態ではその動作は不要なため、装置の構成が簡単になるだけでなく、使用者による準備操作は必要なく、直ちに排尿を開始することができるため、測定時間の短縮を図ることができる。
【００３３】
さらに、本実施形態の変形例として、ボール１６内の溜水Ｗ１が洋式便器１１ｘ外へ溢流するのを防止するため、生体情報測定便器５０の排出管路２５に、排出管路開閉手段２９をバイパスする形で通常のオーバーフロー管を設けても良い。
【００３４】
以上のように、本発明に係わる生体情報測定便器１０，５０においては、圧力測定管路７，７ｘを排出管路２５に設けて、ボール１６内の溜水Ｗ１と圧力測定管路７，７ｘとの間に形成される閉塞空間６，６ｘ内の圧力変化を圧力測定手段３３で計測することによって尿量の測定を行うので、ボール１６内の溜水Ｗ１が下水配管３５内の圧力変動の影響を受けない状態で測定が出来る。また、使用者が排泄した尿Ｎはボール１６内に漏れなく収容される。このため、尿量や尿流率などの生体情報を高精度で測定することができる。また、フラップ弁方式の洋式便器１１，１１ｘにおいても容易に生体情報測定便器１０，５０を構成することができる。
【００３５】
また、図２，図９に示すように、排出管路開閉手段２９と併せて、その位置検出手段３７を設け、位置検出手段３７が開口部２５ａの開放状態を検知していないときは、洗浄手段２４の機能を停止する機能を設けている。従って、排出管路２５の開口部２５ａが排出管路開閉手段２９で閉止されている状態のときに、誤って洗浄手段２４が作動して洗浄水がボール１６内へ供給され、ボール１６内にある排泄物混じりの溜水Ｗ１が洋式便器１１，１１ｘから溢れ出るようなトラブルを回避することができる。
【００３６】
さらに、排出管路開閉手段２９は、下水配管雰囲気や衛生害虫などがトイレ内に侵入することを防いでいることに加え、停電すると閉止位置へ自動的に回動するようになっており、この場合、図７に示す支軸２９ａを手動操作することによって排出管路開閉手段２９を開放することもできる。このため、停電時や故障時に使用不能となったり、ボール１６内にある排泄物混じりの溜水Ｗ１が洋式便器１１，１１ｘから溢れ出たりすることがない。また、故障時には、警報音、警報光により報知するようになっているため、故障のまま放置されるおそれがなく、迅速に対処することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の生体情報測定便器は、尿量や尿流率などの生体情報測定を必要とする病院のトイレや一般家庭のトイレなどにおいて広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の第一形態である生体情報測定便器を示す斜視図である。
【図２】図１に示す生体情報測定便器のシステムブロック図である。
【図３】図１に示す生体情報測定便器が待機状態にあるときの垂直断面図である。
【図４】図１に示す生体情報測定便器が測定状態にあるときの垂直断面図である。
【図５】図１に示す生体情報測定便器が洗浄開始時にあるときの垂直断面図である。
【図６】図１に示す生体情報測定便器が排出状態にあるときの垂直断面図である。
【図７】図１に示す生体情報測定便器を構成する開閉弁駆動機構を示す図である。
【図８】図１に示す生体情報測定便器の動作シーケンスを示す図である。
【図９】本発明の実施の第二形態である生体情報測定便器のシステムブロック図である。
【図１０】本発明の実施の第二形態である生体情報測定便器が待機状態にあるときの垂直断面図である。
【図１１】本発明の実施の第二形態である生体情報測定便器の動作シーケンスを示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
４ テンションスプリング
５ 駆動モータ
６，６ｘ 閉塞空間
７，７ｘ 圧力測定管路
７ａ 流入口
７ｂ 流出口
７ｃ 閉塞端
９ 排水槽
１０，５０ 生体情報測定便器
１１，１１ｘ 洋式便器
１２ 排尿情報測定ユニット
１３ 制御手段
１４ キャビネット
１５ 便座
１６ ボール
１７ 便蓋
１８ 採尿ユニット
１８ａ 採尿器
１８ｂ 採尿アーム
１９，２１ リモコン
２０ 操作・表示部
２２ プリンタ
２３ 衛生洗浄装置
２４ 洗浄手段
２４ａ 給水ノズル
２５ 排出管路
２５ａ 開口部
２８ 測定管路開閉手段
２９ 排出管路開閉手段
２９ａ 支軸
３３ 圧力測定手段（圧力センサー）
３５ 下水配管
３７ 位置検出手段
３８ 検量線記憶手段
３９ 排尿情報演算手段
４０ 情報記憶手段
Ｎ 尿
Ｗ１ 溜水
Ｗ１Ｌ 溜水水位（排尿前）
Ｗ２Ｌ 溜水水位（排尿後）
Ｗ３Ｌ 水位
Ｘ 空水位
Ｙ 測定開始水位
Ｚ 排尿後水位
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の尿量や尿流率などの各種生体情報を測定することのできる生体情報測定便器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の生体情報測定便器としては、使用者が洋式便器に排尿したときの溜水水位の変化を計測し、予め記憶した水位と溜水量との検量関係に基づいて尿量や尿流率などの生体情報を算出するものがある。また、下水配管内で発生する圧力変動によって溜水水位の計測値が変動するのを回避するため、下水配管内の圧力変動を測定して、圧力変動のない状態に補正する機能を設けたものもある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
一方、特許文献１記載の生体情報測定便器（大便器ユニット）のように物理的なトラップ構造を設けて溜水を形成するのではなく、排水管路の終端開口部に設けられた開閉弁を閉止し、水位測定を行いながら所定量の給水を行って溜水を形成する方式の水洗便器がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】国際公開２００４／１１３６３０号パンフレット
【特許文献２】特開平８−６０７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の生体情報測定便器（大便器ユニット）の場合、洋式便器を用いて尿量や尿流率などの各種生体情報を測定することができる反面、施工場所の環境要因として現れる下水圧変動が便器内の溜水に対してどのような影響を与えるかを想定して補正アルゴリズムが決められているため、想定外の周波数をもつ下水圧波動が伝達されたり、測定管を含む溜水部が共振するような周波数をもつ下水圧波動が伝達されたりすると、測定精度が悪化したり、測定不能となることがある。
【０００６】
一方、特許文献２記載の水洗便器は、洋式便器のボール内に貯留される溜水の水位を任意高さに調整することができるものであるが、尿量や尿流率などの各種生体情報を測定する機能は備えられていない。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、下水配管内における圧力変動の影響を受けることなく、尿量や尿流率などの生体情報を高精度で測定することのできる生体情報測定便器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の生体情報測定便器は、
使用者の尿を受けるボールと、
前記ボール内へ洗浄水を供給する洗浄手段と、
前記ボール内の収容物を下水配管へ排出するため前記ボールと前記下水配管とを連通する排出管路と、
前記ボール内に溜水を貯留するため前記排出管路に設けられた管路開閉手段と、
を備えた生体情報測定便器であって、
測定開始時の溜水水位より低い位置で前記管路開閉手段より上流側の前記排出管路に開口端を有する測定管路と、
前記測定管路の他端が閉塞されているときに形成される閉塞空間内の圧力を計測する圧力測定手段と、を設け
使用者の排尿に伴って変化する前記閉塞空間内の圧力を計測することによって、少なくとも尿量を含む排尿情報を測定することを特徴とする。
【０００９】
このような構成とすれば、測定管路内に、排出管路に設けられた開口端がボール内の溜水によって封止された閉塞空間が形成され、使用者がボール内へ排尿することに伴って溜水水位が高まることにより、この閉塞空間内の圧力が高まるため、その変化量を圧力測定手段で計測することにより尿量や尿流率などの生体情報を算出することができる。この場合、使用者が排泄した尿はボール内に漏れなく全量が収容され、管路開閉手段が閉止され下水配管との連通を絶った状態で前記閉塞空間内の圧力を計測するため、下水配管内の圧力変動の影響を受けない。従って、下水配管内において圧力変動が生じても、その影響を受けること無く、尿量や尿流率などの生体情報を高精度で測定することができる。
【００１０】
ここで、
前記測定管路の他端が前記管路開閉手段より下流側に位置する前記排出管路に開口され、
前記測定管路の途中に測定管路開閉手段を備え、測定時は前記測定管路開閉手段を閉止する構成とすることができる。このような構成とすれば、測定時以外は測定管路開閉手段を開放しておくことにより、測定管路を通常のオーバーフロー経路として機能させることができる。
【００１１】
一方、前記管路開閉手段が前記排出管路を閉止しているときは前記洗浄手段の給水機能を停止する機能を設けることもできる。このような構成とすれば、排出管路が管路開閉手段で閉塞されている状態のときに、誤って洗浄手段が作動して洗浄水がボール内へ供給され、ボール内の収容物が便器から溢れ出るようなトラブル発生を回避することができる。
【００１２】
また、前記管路開閉手段の開閉状態を検知する検知手段を設け、前記検知手段が前記管路開閉手段の開放状態を検知していないときは、前記洗浄手段の給水機能を停止する機能を設けることもできる。このような構成とすれば、管路開閉手段が排出管路を完全に開放していない限り洗浄手段が作動しないため、管路開閉手段が半開状態のときなどに、誤って洗浄手段が作動して洗浄水がボール内へ供給され、ボール内の収容物が便器から溢れ出るようなトラブル発生を回避することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、下水配管内における圧力変動の影響を受けることなく、尿量や尿流率などの生体情報を高精度で測定可能な生体情報測定便器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の第一形態について説明する。図１は本発明の実施の形態である生体情報測定便器を示す斜視図、図２は前記生体情報測定便器のシステムブロック図、図３は前記生体情報測定便器が待機状態にあるときの垂直断面図、図４は前記生体情報測定便器が測定状態にあるときの垂直断面図、図５は前記生体情報測定便器が洗浄開始時にあるときの垂直断面図、図６は前記生体情報測定便器が排出状態にあるときの垂直断面図、図７は前記生体情報測定便器を構成する開閉弁駆動機構を示す図、図８は図１に示す生体情報測定便器の動作シーケンスを示す図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の生体情報測定便器１０は、使用者の排泄物を受けて下水に排出する洋式便器１１と、排尿情報測定ユニット１２および制御手段１３などが内蔵されたキャビネット１４と、洋式便器１１の側方壁面に配置された操作・表示部２０と、を備えている。洋式便器１１は、使用者が着座するための便座１５と、ボール１６および便座１５を開閉可能に覆う便蓋１７と、採尿器１８ａおよび採尿アーム１８ｂを有する採尿ユニット１８とを備えている。操作・表示部２０は、洋式便器１１に設けられた衛生洗浄装置２３を操作するためのリモコン１９と、排尿情報測定ユニット１２を機能させるためのリモコン２１と、排尿情報測定データを印刷するためのプリンタ２２とを備えている。
【００１６】
また、図２に示すように、洋式便器のボール１６は排出管路２５によって下水配管３５に連通されており、排出管路２５の途中には、ボール１６内に溜水を貯めたり、排出したりするために開閉される排出管路開閉手段２９が設けられている。そして、排出管路２５には、排出管路開閉手段２９の上流側と下流側とを連通する圧力測定管路７が設けられている。この圧力測定管路７には経路を開閉する測定管路開閉手段２８が設けられている。また、測定管路開閉手段２８の上流側の圧力測定管路７には経路内の圧力を計測する圧力測定手段３３が設けられている。なお、採尿ユニット１８と衛生洗浄装置２３とは、本発明に係る生体情報測定便器１０を構成する必須要件ではない。
【００１７】
また、洋式便器１１に連接される排尿情報測定ユニット１２には生体情報測定便器１０の各種動作を制御する制御手段１３が収納されており、この制御手段１３には、検量線記憶手段３８，排尿情報演算手段３９、情報記憶手段４０が設けられている。ここで、検量線記憶手段３８は圧力測定手段３３によって計測される圧力測定管路７の圧力変化とその時のボール１６内の溜水量変化との関係を記憶するものである。また、排尿情報演算手段３９は圧力測定手段３３によって計測された圧力から検量線記憶手段３８に記憶されている検量関係によってその時の溜水量を演算によって求めるものである。さらにまた、情報記憶手段４０は計測・演算された圧力や溜水量等の測定情報や取得された個人情報等の各種データを記憶するためのものである。
【００１８】
次に、図３を参照して本発明に係る生体情報測定便器１０の詳細構成について説明する。図３に示すように、洋式便器１１は、使用者の尿を受けるボール１６と、ボール１６内を洗浄する洗浄手段２４を構成する給水ノズル２４ａと、大気と区画された排水ソケット一体型の排水槽９を介してボール１６と下水配管３５とを連通する排出管路２５と、排出管路２５を開閉する排出管路開閉手段２９と、を有している。排出管路開閉手段２９は、図７に示すように、駆動モータ５で支軸２９ａを中心に回動させることにより排出管路２５を開閉し、ボール１６内の排泄物などを下水配管３５へ排出したり、溜水Ｗ１を貯留したりする。排出管路開閉手段２９を排出管路２５の開口部に押圧するためのテンションスプリング４が設けられ、位置検出手段３７は排出管路開閉手段２９の位置を検出しながら、駆動モータ５により排出管路開閉手段２９を回動する。
【００１９】
また、排出管路２５には、前述したように、圧力測定管路７が設けられ、排出管路開閉手段２９が万一故障して閉止位置のままとなった場合にボール１６内に給水が行なわれてもボール１６内の収容物が便器外に溢れるのを回避する構成となっている。圧力測定管路７はボール１６内の溜水水位Ｗ１Ｌ以下に位置する排出管路２５の天井部に流入口７ａが配置され、排水槽９の側壁に流出口７ｂが設けられており、両者を連通する圧力測定管路７には測定時に当該圧力測定管路７を閉止する測定管路開閉手段２８が設けられている。なお、本実施形態では排水槽９は排出管路２５の一部をなしているが、両者を別体とする構成でも良い。
【００２０】
本実施形態の生体情報測定便器１０においては、測定管路開閉手段２８で圧力測定管路７を閉止することにより、溜水Ｗ１と測定管路開閉手段２８との間に閉塞空間６を形成した後、ボール１６内へ排泄された尿による溜水量の変化に伴う閉塞空間６内の圧力変化を圧力測定手段３３で計測し、両者の検量関係によって尿量を測定する。
【００２１】
以下、図３〜図６を参照し、生体情報測定便器１０における尿量測定の手順について説明する。図３は洋式便器１１が待機状態にあるときを示すもので、排出管路２５は排出管路開閉手段２９で閉止された状態にある。このとき、ボール１６内の溜水Ｗ１は溜水水位Ｗ１Ｌの位置にあり、測定管路開閉手段２８は開放状態にある。従って、ボール１６と下水配管３５とは圧力測定管路７を介して連通状態にある。本実施形態では、この状態で測定管路開閉手段２８を閉止して尿量測定を開始する。従って、このように圧力測定管路７が測定管路開閉手段２８で閉止されたときの溜水水位Ｗ１Ｌが測定開始水位Ｙとなる。
【００２２】
次に、洋式便器１１において尿量測定中は、図４に示すように、測定管路開閉手段２８で圧力測定管路７が閉止されるため、溜水Ｗ１と測定管路開閉手段２８との間の圧力測定管路７に気密状の閉塞空間６が形成される。
【００２３】
この状態において、使用者がボール１６内へ排尿すると、溜水Ｗ１に流入する尿Ｎにより、測定開始水位Ｙである溜水水位Ｗ１Ｌが溜水水位Ｗ２Ｌまで上昇し、閉塞空間６の気圧が増加する。このときの圧力変化を、圧力センサを使用した圧力測定手段３３で計測することにより水量変化量が圧力変化量として計測され、そのデータが排尿情報測定ユニット１２の制御手段１３へ送信される。制御手段１３においては、送られたデータと検量線記憶手段３８の記憶データ（検量関係）とに基づいて排尿情報演算手段３９が尿量を算出し、その尿量値が操作・表示部２０に表示されるとともに、情報記憶手段４０に記憶される。
【００２４】
尿量測定が終わり、所定の便器洗浄操作を行うと、図５に示すように、給水ノズル２４ａからボール１６内へ洗浄水が供給される。給水ノズル２４ａからの給水開始から一定時間経過すると、図６に示すように、駆動モータ５が作動して管路開閉弁２９を上方へ回動させるため、排出管路２５の開口部２５ａが開放される。これによって、ボール１６および排出管路２５内にある尿Ｎ混じりの溜水Ｗ１は開口部２５ａから排水槽９に向かって排出され下水配管３５へ流下する。この状態で溜水Ｗ１と共に排泄物を排出すると、再び駆動モータ５が作動して排出管路開閉手段２９を下方へ回動させ、開口部２５ａを閉止する。この後、給水ノズル２４ａからの給水が引き続き行われ、一定時間経過後、停止されるため、ボール１６および排出管路２５内には一定量の溜水Ｗ１が貯留され、図３に示される通常の待機状態に復帰する。
【００２５】
次に、図１〜図８を参照しながら、本実施形態の生体情報測定便器１０の動作について説明する。生体情報測定便器１０が配置されたトイレ内に使用者が入室してリモコン２１に対して準備操作を行うと、測定管路開閉手段２８が作動して圧力測定管路７を閉止して、閉塞空間６を形成する測定のための準備動作が行なわれる。準備動作が完了するとリモコン２１に準備完了報知が示されるので、使用者は脱衣して、便座１５上に着座するか、起立した姿勢で、ボール１６に向かって排尿を開始する。
【００２６】
使用者の尿Ｎがボール１６の溜水Ｗ１に流入すると、その水位Ｗ１Ｌが上昇することにより、閉塞空間６内の気圧が増加するので、前述したように、圧力測定手段３３の圧力センサが、その変化量を計測する。排尿が終了し、使用者がリモコン２１に対して終了操作を行うと、情報記憶手段４０に記憶されたデータに基づいた尿量や尿流率、排尿時間等の測定結果がリモコン２１の表示部に表示される。このとき、リモコン２１に所定の出力操作を行うと、測定結果が印字された紙片がプリンタ２２から出力される。
【００２７】
この後、所定の便器洗浄操作を行うと、給水ノズル２４ａからボール１６内へ洗浄水が供給され、一定時間経過すると、駆動モータ５が作動して排出管路開閉手段２９が開口部２５ａを開放する（図６参照）。これによってボール１６内および排出管路２５内の尿Ｎ混じりの溜水Ｗ１が下水配管３５へ排出される。溜水と共に排泄物を排出すると、再び駆動モータ５が作動して、排出管路開閉手段２９が開口部２５ａを閉止する。この後、給水ノズル２４ａからの給水が引き続き行われ、一定時間経過した後、停止されるため、ボール１６内および排出管路２５内には一定量の溜水Ｗ１が貯留され、通常の待機状態に復帰する（図３参照）。このような一連の動作は自動的に行われるため、使用者は便器洗浄操作を行った後、トイレから自由に離室することができる。
【００２８】
次に、図９〜図１１に基づいて、本発明の実施の第二形態について説明する。図９は本発明の実施の第二形態である生体情報測定便器のシステムブロック図、図１０は前記生体情報測定便器が待機状態にあるときの垂直断面図、図１１は前記生体情報測定便器の動作シーケンスを示す図である。なお、図９〜図１１において、図１〜図８に示す符号と同じ符号を付している部分は第一実施形態の生体情報測定便器１０の構成部分と同じ構造、機能を有する部分であるため、説明を省略する。
【００２９】
前述した第一実施形態の生体情報測定便器１０と第二実施形態の生体情報測定便器５０とは、圧力測定管路７の構成とそれに関連する測定管路開閉手段２８に関係する制御が異なっているが、他の部分の構成は同じであるため、以下、異なる部分を中心とした説明を行う。図９，図１０に示すように、本実施形態の生体情報測定便器５０においては、圧力測定管路７ｘは閉塞端７ｃを有しているため、当該圧力測定管路７ｘを開閉するための測定管路開閉手段２８は設けられていない点が異なる。
【００３０】
前述したように、圧力測定管路７ｘの一方は排出管路２５に連通されておらず、常時、閉塞端７ｃとなっている。このため、図１０に示す待機状態においては、圧力測定管路７ｘの中の水位Ｗ３Ｌはボール部の水位Ｗ１Ｌより閉塞空間６ｘの空気の圧縮分だけ低い水位となっている。
【００３１】
図１１は生体情報測定便器５０の動作シーケンスを示すものであるが、第一実施形態の生体情報測定便器１０とは、測定管路開閉手段２８の動作がない点と、準備操作がない点のみが異なっている。
【００３２】
前述したように、第一実施形態の生体情報測定便器１０においては、測定時に測定管路開閉手段２８を閉止することによって閉塞空間６を形成していたが、本実施形態ではその動作は不要なため、装置の構成が簡単になるだけでなく、使用者による準備操作は必要なく、直ちに排尿を開始することができるため、測定時間の短縮を図ることができる。
【００３３】
さらに、本実施形態の変形例として、ボール１６内の溜水Ｗ１が洋式便器１１ｘ外へ溢流するのを防止するため、生体情報測定便器５０の排出管路２５に、排出管路開閉手段２９をバイパスする形で通常のオーバーフロー管を設けても良い。
【００３４】
以上のように、本発明に係わる生体情報測定便器１０，５０においては、圧力測定管路７，７ｘを排出管路２５に設けて、ボール１６内の溜水Ｗ１と圧力測定管路７，７ｘとの間に形成される閉塞空間６，６ｘ内の圧力変化を圧力測定手段３３で計測することによって尿量の測定を行うので、ボール１６内の溜水Ｗ１が下水配管３５内の圧力変動の影響を受けない状態で測定が出来る。また、使用者が排泄した尿Ｎはボール１６内に漏れなく収容される。このため、尿量や尿流率などの生体情報を高精度で測定することができる。また、フラップ弁方式の洋式便器１１，１１ｘにおいても容易に生体情報測定便器１０，５０を構成することができる。
【００３５】
また、図２，図９に示すように、排出管路開閉手段２９と併せて、その位置検出手段３７を設け、位置検出手段３７が開口部２５ａの開放状態を検知していないときは、洗浄手段２４の機能を停止する機能を設けている。従って、排出管路２５の開口部２５ａが排出管路開閉手段２９で閉止されている状態のときに、誤って洗浄手段２４が作動して洗浄水がボール１６内へ供給され、ボール１６内にある排泄物混じりの溜水Ｗ１が洋式便器１１，１１ｘから溢れ出るようなトラブルを回避することができる。
【００３６】
さらに、排出管路開閉手段２９は、下水配管雰囲気や衛生害虫などがトイレ内に侵入することを防いでいることに加え、停電すると閉止位置へ自動的に回動するようになっており、この場合、図７に示す支軸２９ａを手動操作することによって排出管路開閉手段２９を開放することもできる。このため、停電時や故障時に使用不能となったり、ボール１６内にある排泄物混じりの溜水Ｗ１が洋式便器１１，１１ｘから溢れ出たりすることがない。また、故障時には、警報音、警報光により報知するようになっているため、故障のまま放置されるおそれがなく、迅速に対処することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の生体情報測定便器は、尿量や尿流率などの生体情報測定を必要とする病院のトイレや一般家庭のトイレなどにおいて広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の第一形態である生体情報測定便器を示す斜視図である。
【図２】図１に示す生体情報測定便器のシステムブロック図である。
【図３】図１に示す生体情報測定便器が待機状態にあるときの垂直断面図である。
【図４】図１に示す生体情報測定便器が測定状態にあるときの垂直断面図である。
【図５】図１に示す生体情報測定便器が洗浄開始時にあるときの垂直断面図である。
【図６】図１に示す生体情報測定便器が排出状態にあるときの垂直断面図である。
【図７】図１に示す生体情報測定便器を構成する開閉弁駆動機構を示す図である。
【図８】図１に示す生体情報測定便器の動作シーケンスを示す図である。
【図９】本発明の実施の第二形態である生体情報測定便器のシステムブロック図である。
【図１０】本発明の実施の第二形態である生体情報測定便器が待機状態にあるときの垂直断面図である。
【図１１】本発明の実施の第二形態である生体情報測定便器の動作シーケンスを示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
４ テンションスプリング
５ 駆動モータ
６，６ｘ 閉塞空間
７，７ｘ 圧力測定管路
７ａ 流入口
７ｂ 流出口
７ｃ 閉塞端
９ 排水槽
１０，５０ 生体情報測定便器
１１，１１ｘ 洋式便器
１２ 排尿情報測定ユニット
１３ 制御手段
１４ キャビネット
１５ 便座
１６ ボール
１７ 便蓋
１８ 採尿ユニット
１８ａ 採尿器
１８ｂ 採尿アーム
１９，２１ リモコン
２０ 操作・表示部
２２ プリンタ
２３ 衛生洗浄装置
２４ 洗浄手段
２４ａ 給水ノズル
２５ 排出管路
２５ａ 開口部
２８ 測定管路開閉手段
２９ 排出管路開閉手段
２９ａ 支軸
３３ 圧力測定手段（圧力センサー）
３５ 下水配管
３７ 位置検出手段
３８ 検量線記憶手段
３９ 排尿情報演算手段
４０ 情報記憶手段
Ｎ 尿
Ｗ１ 溜水
Ｗ１Ｌ 溜水水位（排尿前）
Ｗ２Ｌ 溜水水位（排尿後）
Ｗ３Ｌ 水位
Ｘ 空水位
Ｙ 測定開始水位
Ｚ 排尿後水位
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の尿を受けるボールと、
前記ボール内へ洗浄水を供給する洗浄手段と、
前記ボール内の収容物を下水配管へ排出するため前記ボールと前記下水配管とを連通する排出管路と、
前記ボール内に溜水を貯留するため前記排出管路に設けられた管路開閉手段と、
を備えた生体情報測定便器であって、
測定開始時の溜水水位より低い位置で前記管路開閉手段より上流側の前記排出管路に開口端を有する測定管路と、
前記測定管路の他端が閉塞されているときに形成される閉塞空間内の圧力を計測する圧力測定手段と、を設け
使用者の排尿に伴って変化する前記閉塞空間内の圧力を計測することによって、少なくとも尿量を含む排尿情報を測定することを特徴とする生体情報測定便器。
【請求項２】
前記測定管路の他端が前記管路開閉手段より下流側に位置する前記排出管路に開口され、
前記測定管路の途中に測定管路開閉手段を備え、測定時は前記測定管路開閉手段を閉止することを特徴とする請求項１記載の生体情報測定便器。
【請求項３】
前記管路開閉手段が前記排出管路を閉止しているときは前記洗浄手段の給水機能を停止する機能を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の生体情報測定便器。
【請求項４】
前記管路開閉手段の開閉状態を検知する検知手段を設け、前記検知手段が前記管路開閉手段の開放状態を検知していないときは、前記洗浄手段の給水機能を停止する機能を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の生体情報測定便器。
【請求項１】
使用者の尿を受けるボールと、
前記ボール内へ洗浄水を供給する洗浄手段と、
前記ボール内の収容物を下水配管へ排出するため前記ボールと前記下水配管とを連通する排出管路と、
前記ボール内に溜水を貯留するため前記排出管路に設けられた管路開閉手段と、
を備えた生体情報測定便器であって、
測定開始時の溜水水位より低い位置で前記管路開閉手段より上流側の前記排出管路に開口端を有する測定管路と、
前記測定管路の他端が閉塞されているときに形成される閉塞空間内の圧力を計測する圧力測定手段と、を設け
使用者の排尿に伴って変化する前記閉塞空間内の圧力を計測することによって、少なくとも尿量を含む排尿情報を測定することを特徴とする生体情報測定便器。
【請求項２】
前記測定管路の他端が前記管路開閉手段より下流側に位置する前記排出管路に開口され、
前記測定管路の途中に測定管路開閉手段を備え、測定時は前記測定管路開閉手段を閉止することを特徴とする請求項１記載の生体情報測定便器。
【請求項３】
前記管路開閉手段が前記排出管路を閉止しているときは前記洗浄手段の給水機能を停止する機能を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の生体情報測定便器。
【請求項４】
前記管路開閉手段の開閉状態を検知する検知手段を設け、前記検知手段が前記管路開閉手段の開放状態を検知していないときは、前記洗浄手段の給水機能を停止する機能を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の生体情報測定便器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−２７０５８７（Ｐ２００７−２７０５８７Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１００７８７（Ｐ２００６−１００７８７）
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]