生体計測装置
【課題】導入に際しての時間、費用を低減することが可能な生体測定装置を提供する。
【解決手段】本発明は、便鉢を有する便器本体及び便座を備えた洋風水洗式便器に取り付けられる生体測定装置であって、便器本体の便鉢を臨む貫通孔が形成されるとともに、便座を支持する便座支持体と、便座本体の上方に隙間を形成するように、前記便座支持体を支持する支持部材と、支持部材を支持するとともに、当該支持部材に作用する負荷を測定可能な複数の測定素子が配置され、便器本体の周囲を囲む基台と、を備えている。
【解決手段】本発明は、便鉢を有する便器本体及び便座を備えた洋風水洗式便器に取り付けられる生体測定装置であって、便器本体の便鉢を臨む貫通孔が形成されるとともに、便座を支持する便座支持体と、便座本体の上方に隙間を形成するように、前記便座支持体を支持する支持部材と、支持部材を支持するとともに、当該支持部材に作用する負荷を測定可能な複数の測定素子が配置され、便器本体の周囲を囲む基台と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便鉢を有する便器本体及び便座を備えた洋風水洗式便器に取り付けられる生体測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生活習慣病の予防の観点から、体重、血圧、血糖などを日常的に管理することが提案されている。一般的に、体重などの指標は、被験者が体重計、血圧計などの機器を自ら操作し、記録することで管理が行われる。このような指標の管理は、長期間に亘って行うことに意義があるが、操作、記録を行うことが徐々に面倒になり、結局やめてしまうことが往々にしてある。そこで、機器の操作、記録を被験者が一切行わない無意識計測法の開発が進められている。無意識測定法とは、例えば、浴槽に浸かるだけで心電図を測定できたり、ベッドに横たわるだけで体温を測定することができるなど、被験者が意識することなく、日常生活を送っていく中で、自動的に上述した指標の測定を行う測定方法である。
【０００３】
このような無意識測定法の１つとして、例えば、特許文献１には、バスルームの脱衣室の床に測定装置を埋め込んだシステムが開示されている。このシステムにおいては、測定装置の上に載る被験者の体重、生体インピーダンスなど測定し、ここから体脂肪率などの健康データが算出される。そして、算出されたデータは、洗面台の鏡に設けられたディスプレイで出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７９１８１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、上記システムでは、測定装置を床に埋め込むなど、家屋を改装しなければならず、導入に際して時間、費用がかかるという問題がある。そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、導入に際しての時間、費用を低減することが可能な生体測定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】
【０００６】
本発明は、便鉢を有する便器本体及び便座を備えた洋風水洗式便器に取り付けられる生体測定装置であって、便器本体の便鉢を臨む貫通孔が形成されるとともに、便座を支持する便座支持体と、便器本体の上方に隙間を形成するように、前記便座支持体を支持する支持部材と、前記支持部材を支持するとともに、当該支持部材に作用する負荷を測定可能な複数の測定素子が配置され、便器本体の周囲を囲む基台と、を備えている。
【０００７】
この測定装置は、一般的な洋風式水洗便器に対し、便器本体の周囲を囲むように基台を配置し、その上に支持部材及び便座支持体を配置した後、便座支持体上に便座を配置することで、導入を行うことができる。したがって、既存の便器をそのまま活用することができ、大がかりな工事が不要でコストを低減することができる。そして、この装置によれば、便座が便座支持体に支持されているため、被験者が便座に座ったときの負荷は、便座支持体、支持部材を介して、基台の測定素子で測定することができる。したがって、便座に座るだけで、被験者の体重を測定することができ、これに基づいて、排泄量、排泄速度の測定も可能となり、無意識に生体データの測定が可能となる。
【０００８】
上記装置においては、基台を次のように構成することができる。すなわち、基台を、板材を断面コ字状に折り曲げた複数の板体を組み合わせた板体組立体と、当該板体組立体を覆う蓋部材と、で構成する。そして、各測定素子を、板体に形成された凹状空間に配置する。さらに、蓋部材を、複数の測定素子上に載置するとともに、支持部材を、蓋部材上に配置する。
【０００９】
この構成によれば、断面コ字状の板体を組み合わせて基台を形成しているため、基台の軽量化を図ることができる。また、断面がコ字状であるため、上からの荷重に対する剛性を高めることができる。なお、板材は、金属製でもよいし、樹脂製でもよい。
【００１０】
また、上記装置においては、支持部材を、手すりを有するフレームで形成することができる。これにより、排泄時に補助が必要な人に対しても有効である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る生体測定装置によれば、導入に際しての時間、費用を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る生体測定装置の一実施形態が取り付けられた便器の斜視図である。
【図２】図１において便座カバーを取り外した状態を示す平面図である。
【図３】図１において便器を取り外した状態の側面図である。
【図４】便座の下面を示す斜視図である。
【図５】基台からカバー部材を取り外した状態を示す平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線矢視図である。
【図７】圧力測定装置の平面図である。
【図８】図７の断面図である。
【図９】センサ収容部の断面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。
【図１０】圧力測定装置において可動部材が下死点にある時の断面図である。
【図１１】可動部材の動作開始後の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る生体測定装置の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、ここで説明する生体側的装置は、便器に取り付けられて、被験者の体重、血圧などを自動的に測定するものである。以下、図１は、生体測定装置が取り付けられた便器の斜視図、図２は図１において便座カバーを取り外した状態を示す平面図、図３は図１において便器を取り外した状態の側面図である。
【００１４】
図１〜図３に示すように、この生体測定装置は、洋風水洗式便器に取り付けられるものであり、便鉢を有する便器本体１の下端部を囲むＵ字型の基台２を有している。この基台２の両側には、台形状のサイドフレーム（支持部材）３がそれぞれ垂直に取り付けられている。また、各サイドフレーム３の高さ方向の中間部には、水平方向に延びるサイドバー３１が取り付けられている。そして、両サイドバー３１を連結するように、プレート状の便座支持体４が固定されている。この便座支持体４は、便鉢を臨む貫通孔４１が形成されており、便座本体１の上方に配置されている。また、この便座支持体４上には、貫通孔５１が形成されたＯ型の便座５が配置されており、便器本体１に揺動自在に固定されている。
【００１５】
図４は便座の下面を示す斜視図である。同図に示すように、便座５の下面の右側には、後述する圧力測定装置６のケーシング６１が取り付けられており、このケーシング６１と同じ高さの３個のクッション部材４２が便座の下面に取り付けられている。そして、３個のクッション部材４２及び圧力測定装置６のケーシング６１を介して、便座５が便座支持体４上に水平に支持される。
【００１６】
続いて、基台について図５及び図６も参照しつつ説明する。図５は基台から蓋部材を取り外した状態を示す平面図、図６は図５のＡ−Ａ線矢視図である。図２及び図５に示すように、基台２は、複数の板体を組み合わせた板体組立体２１に、Ｕ字型の蓋部材２２（図３参照）で覆うことで構成されている。そして、この蓋部材２２の上面に上述したサイドフレーム３が取り付けられている。図５及び図６に示すように、板体組立体２１は、便器本体１の両側で延びる一対の第１板体２１１と、これら第１板体２１１を連結する３つの第２板体２１２とで構成されており、全体としてＵ字型に形成されている。各板体２１１，２１２は、金属板をＵ字型に折り曲げて形成されたものであり、各第１板体２１１の両端部には、公知のロードセル（測定素子）２１１１が取り付けられており、その近傍にロードセル２１１１からの信号を増幅する基板２１１２が取り付けられている。そして、上述した蓋部材２２は、４つのロードセル２１１１によって支持されている。
【００１７】
上述した構成によると、便座支持体４は、便器本体１に接触することなく、わずかな隙間をあけて配置されており、サイドフレーム３のみによって支持されている。そして、サイドフレーム３は、ロードセル２１１１上に配置された蓋部材２２に取り付けられているため、便座支持体４に作用する負荷は、すべてロードセル２１１１で検出されるようになっている。そして、便座支持体４によって便座５が支持されるため、便座５に座る被験者の体重は、便座５、便座支持体４、サイドフレーム３、及び蓋部材２２を介してロードセル２１１１で逐次検出できるようになっている。
【００１８】
次に、便座に内蔵された圧力測定装置について図７及び図８を参照しつつ説明する。図７は圧力測定装置の平面図、図８は図７の断面図である。この圧力測定装置は、次のような原理で血圧の測定を行うものである。すなわち、便座５に座った被験者の大腿部を可動部材で圧迫し、その際の大腿部−可動部材間の接触圧、及び光電容積脈波を計測し、容積振動法の原理に基づいて最高血圧及び平均血圧の決定を行う。なお、図７の断面図は、可動部材が上死点にあるときを示している。また、以下の圧力測定装置の説明においては、説明の便宜のため、図７の上下方向を幅方向、図７及び図８の左右方向を長手方向と称することとする。
【００１９】
図７及び図８に示すように、この圧力測定装置６は、上部が開口した直方体状のケーシング６１を有しており、このケーシング６１が便座５の下面に取り付けられている。このように、ケーシング６１と便座５とで形成される空間内に圧力測定装置６の種々の部品が内蔵されている。また、便座５においてケーシングが取り付けられた部分には、円形の開口５３が形成されており、この開口５３から各種センサが設けられた可動部材６２が昇降するようになっている。この可動部材６２は、円筒状の筐体６２１と、その上部に配置されたセンサ収容部６２２とを有している。
【００２０】
図９は、センサ収容部６２２の断面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。同図に示すように、センサ収容部６２２は、中央に被測定面に接触する接触部材６２３が取り付けられている。接触部材６２３は、センサ収容部６２２の中央に形成された円形の凹部に嵌め込まれており、円筒状の中央部６２３１と、その周囲を囲む環状部６２３２とで構成されている。中央部６２３１は、例えば、アスカーＣ硬度（ＳＲＩＳ０１０１規定）が３０〜３５の樹脂材料で形成されており、環状部６２３２は中央部６２３１よりも硬度が低く、例えば、アスカーＣ硬度が０〜２の樹脂材料で形成されている。このような樹脂材料としては、例えば、いわゆる人肌ゲルを用いることができる。人肌ゲルとは、人肌ゲルは人肌そっくりの柔らかさをもった超軟質ウレタン造形用樹脂である。この接触部材６２３は、例えば、中央部６２３１を凹部の中央に配置した後、周囲の隙間を硬度の低い樹脂を流し込んで環状部６２３２とすることで形成することができる。これにより、接触部材６２３が凹部に強固に固定される。また、この接触部材６２３の下面には、薄板状の圧力センサ６２４が取り付けられており、接触部材６２３に作用する圧力を検出する。
【００２１】
また、センサ収容部６２２には、光電容積脈波を検出するため反射型光電センサが収納されている。この光電センサは、光源としての６個の近赤外発光ダイオード６２５と、検出器としての３個のフォトダイオード６２６とで構成されている。６個の近赤外発光ダイオード６２５は、センサ収容部６２２の周縁に沿って等間隔に配置されている。一方、３個のフォトダイオード６２６は、接触部材を囲む三角形の各辺を構成するように、発光ダイオード６２５よりも径方向内方に配置されている。このような対称配置により、光電センサは、被験者の体格や座り直しなどに対しても安定して光電容積脈波を検出可能となっている。
【００２２】
また、図７及び図８に示すように、筐体６２１の下面には、後述するリフト部材が連結される固定部６２７が取り付けられている。固定部６２７は、長手方向の右側及び左側の幅が狭く、中央の幅が広くなるような平面視十字型に形成されている。
【００２３】
続いて、ケーシング内の構造について説明する。図７及び図８に示すように、ケーシング６１には、ネジが形成された棒状部材７１が水平方向に延びるように配置されており、その両端部がベアリング７２で回転可能に支持されている。棒状部材７１の右側の端部には、カップリング７３を介してモータ７４が連結されており、このモータ７４が回転駆動することで棒状部材７１が軸周りに回転するようになっている。なお、モータ７４は、種々のものを採用することができるが、例えば、遊星減速ギア付きのものを使用することができる。これにより、可動部材６２の昇降速度とトルク設定の選択を容易に行うことができる。
【００２４】
棒状部材７１は、軸方向の中央部を挟む両側で、反対向きのネジ７１１，７１２が形成されている。そして、棒状部材７１の左側のネジ７１１には、直方体状の第１スライド部材８１が螺合している。この第１スライド部材８１の底面には、シート状に形成された衝撃吸収材８１１が取り付けられており、この衝撃吸収材８１１を介して、第１スライド部材８１は、ケーシング６１の底面に接触している。このように、第１スライド部材８１の底面は、ケーシング６１上で向きを固定されているため、棒状部材７１が軸周りに回転すると、図７の右側または左側に移動するようになっている。なお、衝撃吸収材８１１は、例えば、デルリン（登録商標）等のポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）などの硬質で潤滑性の有る樹脂などで形成することができる。
【００２５】
また、棒状部材７１の左側のネジ７１２には、第２スライド部材８２が螺合している。第２スライド部材８２は、第１スライド部材８１よりも長手方向に長く、しかも第１スライド部材８１と対向する左側の幅が広く、それとは反対の右側の幅が狭くなっている。すなわち、幅が広い幅広部８２１と、狭い幅狭部８２２とで構成されており、幅狭部８２２は第１スライド部材８１とほぼ同じ幅を有している。そして、第２スライド部材８２の底面には同じく衝撃吸収材８２３が取り付けられている。また、棒状部材７１のネジが右側と左側で反対向きになっていることから、棒状部材７１が回転すると、両スライド部材８１，８２は、反対方向に移動する。すなわち、棒状部材７１の回転により、両スライド部材８１，８２は、近接離間するようになっている。
【００２６】
そして、各スライド部材８１，８２には、可動部材６２を下方から支持する、３つのリフト部材９１，９２，９３が取り付けられている。第１スライド部材８１には、第１リフト部材９１が取り付けられている。この第１リフト部材９１は、平行に延びる一対の揺動片９１１と、これらを連結する矩形状の連結板９１２とで構成されている。各揺動片９１１の一端部は、それぞれ第１スライド部材８１の両側（図７の上下方向）に揺動自在にピンで連結されている。一方、各揺動片９１１の他端部は、可動部材６２の下面の固定部６２７の左側に揺動自在にピンで連結されている。
【００２７】
第２スライド部材８２には、２つのリフト部材が取り付けられている。まず、第２リフト部材９２から説明する。第２リフト部材９２は、幅広部８２１の両側に取り付けられる一対の揺動片９２１で構成されている。各揺動片９２１の一端部は、幅広部８２１の両側にそれぞれ揺動自在にピンで連結されている。一方、各揺動片９２１の他端部は、可動部材６２の固定部６２７の中央に揺動自在にピンで連結されている。
【００２８】
また、第２スライド部材８２の幅狭部８２２には、第３リフト部材９３が取り付けられている。第３リフト部材９３は、幅狭部８２２の両側に取り付けられる一対の揺動片９３１とこれらを連結する連結板９３２とで構成されている。但し、第１及び第２リフト部材９１，９２の揺動片９１１，９２１が直線状に延びているのに対し、第３リフト部材９３の揺動片９３１は、Ｌ字型に形成されている。各揺動片９３１の一端部は、幅狭部８２２の両側にそれぞれ揺動自在にピンで連結されている。一方、各揺動片９３１の他端部は、可動部材６２の固定部６２７の右側に揺動自在にピンで連結されている。こうして、図８に示すように、第２及び第３リフト部材９２，９３の揺動片９２１，９３１は、平行リンクを形成し、可動部材６２を安定して昇降させることができる。
【００２９】
ケーシング６１の底面には、スライド部材８１，８２の移動を規制する２個のストッパーが取り付けられている。第１ストッパー６５は、棒状部材７１の中央よりやや左寄りに取り付けられており、第１スライド部材８１の右側への移動を規制する。このストッパー６５は、可動部材６２の上死点を規定する。第２ストッパー６６は、棒状部材７１の右側の端部付近に取り付けられており、第２スライド部材８２の右側への移動を規制する。このストッパー６６により、可動部材６２の下死点が規定される。また、ケーシング６１において、モータ７４の上方には、圧力センサアンプ基板７７が固定されている。このアンプ基板７７は、筐体６２１内を通過する導線７８を介して、上述した光電センサ及び圧力センサと接続されている。各センサからの信号は、このアンプ基板７７によって増幅後、所定のサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換され、パーソナルコンピュータ（図示省略）に送られる。そして、パーソナルコンピュータで、容積振動法に基づいて、最高血圧及び平均血圧が算出される。
【００３０】
また、ケーシング６１の上面には、伸縮性のあるメッシュカバー１０１が取り付けられ、便座５の開口５３を覆っている。これにより、可動部材６２が上昇した場合には、カバー１０１が引き伸ばされる。
【００３１】
次に、上記のように構成されたシステムの動作について図１０及び図１１も参照しつつ説明する。図１０は圧力測定装置において可動部材が下死点にある時の断面図、図１１は可動部材の動作開始後の断面図である。
【００３２】
初期状態では、図１０に示すように、可動部材６２は下死点にあり、開口５３内部に収容された状態となっている。この状態で、被験者が便座５に座ると、便座５に作用する体重が、便座支持体４及びサイドフレーム３に作用し、これが基台２のロードセル２１１１により検知される。こうして、体重が測定される。そして、排尿または排便が行われているときも体重は逐次測定され、これによって排泄量及び排泄速度が測定される。これらのデータは、パーソナルコンピュータに送信され、蓄積されていく。
【００３３】
また、被験者が便座５に座っている間に、上述した圧力測定装置６も駆動する。可動部材６２がケーシング６１内に収納された初期状態では、第１及び第２スライド部材８１，８２は離間しており、棒状部材７１の両端部付近に配置されている。そのため、各リフト部材９１〜９３は傾斜角度が小さく、水平またはそれに近い状態に傾いている。この状態で、モータ７４が駆動すると、棒状部材７１が軸周りに回転する。これにより、図１１に示すように、第１及び第２スライド部材８１，８２が互いに近接し、これに伴って各リフト部材９１〜９３は傾斜角度が大きくなりつつ、立ち上がっていく。こうして、可動部材６２は、リフト部材９１〜９３により押し上げられ、開口５３から突出して被験者の大腿部を押圧する。そして、図８に示すように、第１スライド部材８１が第１ストッパー６５に当接すると、上死点に達し、モータ７４の駆動が停止する。
【００３４】
この状態で、反射型光電センサにより光電容積脈波が検出される。また、接触部材６２３が被験者の大腿部を圧迫するため、その圧力が圧力センサ６２４により検出される。これら検出値は、アンプ基板７７を介してパーソナルコンピュータに送られ、最高血圧及び平均血圧が算出される。その後、圧力の測定が完了すると、モータ７４が棒状部材７１を逆回転させ、両スライド部材８１，８２を離間させる。これにより、各リフト部材９１〜９３の傾斜角度が小さくなり、可動部材６２は、下方に降下していく。そして、第２スライド部材８２が第２ストッパー６６に当接すると、図１０に示すように、下死点に達したことになり、モータ７４の駆動が停止する。このように、本実施形態に係る生体計測装置は、被験者の無意識のうちに体重などの生体データを全自動で測定することができる、いわゆる無拘束生体計測を行うことができる。
【００３５】
以上のように、本実施形態によれば、一般的な洋風式水洗便器をそのまま活用することができる。すなわち、この生体測定装置は、一般的な洋風式水洗便器に対し、便器本体１の周囲を囲むように基台２を配置し、その上にサイドフレーム３及び便座支持体４を配置した後、便座支持体４上に便座５を配置することで、導入を行うことができる。したがって、既存の便器をそのまま活用することができ、大がかりな工事が不要でコストを低減することができる。そして、便座５に座るだけで、被験者の体重を測定することができ、これに基づいて、排泄量、排泄速度の測定も可能となり、無意識に生体データの測定が可能となる。
【００３６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ロードセル２１１１を４個用いたが、これに限定されるものではなく、測定の精度に合わせて、その数、配置を適宜決定することができる。また、基台の板体組立体は、上述したもの以外の構成でもよく、便器本体の周囲を囲む形状であれば特に限定はされず、ロードセルの数、位置に合わせて適宜形状を決定すればよい。また、加重を測定できるものであれば、ロードセル以外の測定素子でもよく、例えば、静電容量式変位センサーを用いることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１ 便器本体
２ 基台
２１ 板体組立体
２１１１ ロードセル（測定素子）
２２ 蓋部材
３ サイドフレーム（支持部材）
４ 便座支持体
５ 便座
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便鉢を有する便器本体及び便座を備えた洋風水洗式便器に取り付けられる生体測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生活習慣病の予防の観点から、体重、血圧、血糖などを日常的に管理することが提案されている。一般的に、体重などの指標は、被験者が体重計、血圧計などの機器を自ら操作し、記録することで管理が行われる。このような指標の管理は、長期間に亘って行うことに意義があるが、操作、記録を行うことが徐々に面倒になり、結局やめてしまうことが往々にしてある。そこで、機器の操作、記録を被験者が一切行わない無意識計測法の開発が進められている。無意識測定法とは、例えば、浴槽に浸かるだけで心電図を測定できたり、ベッドに横たわるだけで体温を測定することができるなど、被験者が意識することなく、日常生活を送っていく中で、自動的に上述した指標の測定を行う測定方法である。
【０００３】
このような無意識測定法の１つとして、例えば、特許文献１には、バスルームの脱衣室の床に測定装置を埋め込んだシステムが開示されている。このシステムにおいては、測定装置の上に載る被験者の体重、生体インピーダンスなど測定し、ここから体脂肪率などの健康データが算出される。そして、算出されたデータは、洗面台の鏡に設けられたディスプレイで出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７９１８１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、上記システムでは、測定装置を床に埋め込むなど、家屋を改装しなければならず、導入に際して時間、費用がかかるという問題がある。そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、導入に際しての時間、費用を低減することが可能な生体測定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】
【０００６】
本発明は、便鉢を有する便器本体及び便座を備えた洋風水洗式便器に取り付けられる生体測定装置であって、便器本体の便鉢を臨む貫通孔が形成されるとともに、便座を支持する便座支持体と、便器本体の上方に隙間を形成するように、前記便座支持体を支持する支持部材と、前記支持部材を支持するとともに、当該支持部材に作用する負荷を測定可能な複数の測定素子が配置され、便器本体の周囲を囲む基台と、を備えている。
【０００７】
この測定装置は、一般的な洋風式水洗便器に対し、便器本体の周囲を囲むように基台を配置し、その上に支持部材及び便座支持体を配置した後、便座支持体上に便座を配置することで、導入を行うことができる。したがって、既存の便器をそのまま活用することができ、大がかりな工事が不要でコストを低減することができる。そして、この装置によれば、便座が便座支持体に支持されているため、被験者が便座に座ったときの負荷は、便座支持体、支持部材を介して、基台の測定素子で測定することができる。したがって、便座に座るだけで、被験者の体重を測定することができ、これに基づいて、排泄量、排泄速度の測定も可能となり、無意識に生体データの測定が可能となる。
【０００８】
上記装置においては、基台を次のように構成することができる。すなわち、基台を、板材を断面コ字状に折り曲げた複数の板体を組み合わせた板体組立体と、当該板体組立体を覆う蓋部材と、で構成する。そして、各測定素子を、板体に形成された凹状空間に配置する。さらに、蓋部材を、複数の測定素子上に載置するとともに、支持部材を、蓋部材上に配置する。
【０００９】
この構成によれば、断面コ字状の板体を組み合わせて基台を形成しているため、基台の軽量化を図ることができる。また、断面がコ字状であるため、上からの荷重に対する剛性を高めることができる。なお、板材は、金属製でもよいし、樹脂製でもよい。
【００１０】
また、上記装置においては、支持部材を、手すりを有するフレームで形成することができる。これにより、排泄時に補助が必要な人に対しても有効である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る生体測定装置によれば、導入に際しての時間、費用を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る生体測定装置の一実施形態が取り付けられた便器の斜視図である。
【図２】図１において便座カバーを取り外した状態を示す平面図である。
【図３】図１において便器を取り外した状態の側面図である。
【図４】便座の下面を示す斜視図である。
【図５】基台からカバー部材を取り外した状態を示す平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線矢視図である。
【図７】圧力測定装置の平面図である。
【図８】図７の断面図である。
【図９】センサ収容部の断面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。
【図１０】圧力測定装置において可動部材が下死点にある時の断面図である。
【図１１】可動部材の動作開始後の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る生体測定装置の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、ここで説明する生体側的装置は、便器に取り付けられて、被験者の体重、血圧などを自動的に測定するものである。以下、図１は、生体測定装置が取り付けられた便器の斜視図、図２は図１において便座カバーを取り外した状態を示す平面図、図３は図１において便器を取り外した状態の側面図である。
【００１４】
図１〜図３に示すように、この生体測定装置は、洋風水洗式便器に取り付けられるものであり、便鉢を有する便器本体１の下端部を囲むＵ字型の基台２を有している。この基台２の両側には、台形状のサイドフレーム（支持部材）３がそれぞれ垂直に取り付けられている。また、各サイドフレーム３の高さ方向の中間部には、水平方向に延びるサイドバー３１が取り付けられている。そして、両サイドバー３１を連結するように、プレート状の便座支持体４が固定されている。この便座支持体４は、便鉢を臨む貫通孔４１が形成されており、便座本体１の上方に配置されている。また、この便座支持体４上には、貫通孔５１が形成されたＯ型の便座５が配置されており、便器本体１に揺動自在に固定されている。
【００１５】
図４は便座の下面を示す斜視図である。同図に示すように、便座５の下面の右側には、後述する圧力測定装置６のケーシング６１が取り付けられており、このケーシング６１と同じ高さの３個のクッション部材４２が便座の下面に取り付けられている。そして、３個のクッション部材４２及び圧力測定装置６のケーシング６１を介して、便座５が便座支持体４上に水平に支持される。
【００１６】
続いて、基台について図５及び図６も参照しつつ説明する。図５は基台から蓋部材を取り外した状態を示す平面図、図６は図５のＡ−Ａ線矢視図である。図２及び図５に示すように、基台２は、複数の板体を組み合わせた板体組立体２１に、Ｕ字型の蓋部材２２（図３参照）で覆うことで構成されている。そして、この蓋部材２２の上面に上述したサイドフレーム３が取り付けられている。図５及び図６に示すように、板体組立体２１は、便器本体１の両側で延びる一対の第１板体２１１と、これら第１板体２１１を連結する３つの第２板体２１２とで構成されており、全体としてＵ字型に形成されている。各板体２１１，２１２は、金属板をＵ字型に折り曲げて形成されたものであり、各第１板体２１１の両端部には、公知のロードセル（測定素子）２１１１が取り付けられており、その近傍にロードセル２１１１からの信号を増幅する基板２１１２が取り付けられている。そして、上述した蓋部材２２は、４つのロードセル２１１１によって支持されている。
【００１７】
上述した構成によると、便座支持体４は、便器本体１に接触することなく、わずかな隙間をあけて配置されており、サイドフレーム３のみによって支持されている。そして、サイドフレーム３は、ロードセル２１１１上に配置された蓋部材２２に取り付けられているため、便座支持体４に作用する負荷は、すべてロードセル２１１１で検出されるようになっている。そして、便座支持体４によって便座５が支持されるため、便座５に座る被験者の体重は、便座５、便座支持体４、サイドフレーム３、及び蓋部材２２を介してロードセル２１１１で逐次検出できるようになっている。
【００１８】
次に、便座に内蔵された圧力測定装置について図７及び図８を参照しつつ説明する。図７は圧力測定装置の平面図、図８は図７の断面図である。この圧力測定装置は、次のような原理で血圧の測定を行うものである。すなわち、便座５に座った被験者の大腿部を可動部材で圧迫し、その際の大腿部−可動部材間の接触圧、及び光電容積脈波を計測し、容積振動法の原理に基づいて最高血圧及び平均血圧の決定を行う。なお、図７の断面図は、可動部材が上死点にあるときを示している。また、以下の圧力測定装置の説明においては、説明の便宜のため、図７の上下方向を幅方向、図７及び図８の左右方向を長手方向と称することとする。
【００１９】
図７及び図８に示すように、この圧力測定装置６は、上部が開口した直方体状のケーシング６１を有しており、このケーシング６１が便座５の下面に取り付けられている。このように、ケーシング６１と便座５とで形成される空間内に圧力測定装置６の種々の部品が内蔵されている。また、便座５においてケーシングが取り付けられた部分には、円形の開口５３が形成されており、この開口５３から各種センサが設けられた可動部材６２が昇降するようになっている。この可動部材６２は、円筒状の筐体６２１と、その上部に配置されたセンサ収容部６２２とを有している。
【００２０】
図９は、センサ収容部６２２の断面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。同図に示すように、センサ収容部６２２は、中央に被測定面に接触する接触部材６２３が取り付けられている。接触部材６２３は、センサ収容部６２２の中央に形成された円形の凹部に嵌め込まれており、円筒状の中央部６２３１と、その周囲を囲む環状部６２３２とで構成されている。中央部６２３１は、例えば、アスカーＣ硬度（ＳＲＩＳ０１０１規定）が３０〜３５の樹脂材料で形成されており、環状部６２３２は中央部６２３１よりも硬度が低く、例えば、アスカーＣ硬度が０〜２の樹脂材料で形成されている。このような樹脂材料としては、例えば、いわゆる人肌ゲルを用いることができる。人肌ゲルとは、人肌ゲルは人肌そっくりの柔らかさをもった超軟質ウレタン造形用樹脂である。この接触部材６２３は、例えば、中央部６２３１を凹部の中央に配置した後、周囲の隙間を硬度の低い樹脂を流し込んで環状部６２３２とすることで形成することができる。これにより、接触部材６２３が凹部に強固に固定される。また、この接触部材６２３の下面には、薄板状の圧力センサ６２４が取り付けられており、接触部材６２３に作用する圧力を検出する。
【００２１】
また、センサ収容部６２２には、光電容積脈波を検出するため反射型光電センサが収納されている。この光電センサは、光源としての６個の近赤外発光ダイオード６２５と、検出器としての３個のフォトダイオード６２６とで構成されている。６個の近赤外発光ダイオード６２５は、センサ収容部６２２の周縁に沿って等間隔に配置されている。一方、３個のフォトダイオード６２６は、接触部材を囲む三角形の各辺を構成するように、発光ダイオード６２５よりも径方向内方に配置されている。このような対称配置により、光電センサは、被験者の体格や座り直しなどに対しても安定して光電容積脈波を検出可能となっている。
【００２２】
また、図７及び図８に示すように、筐体６２１の下面には、後述するリフト部材が連結される固定部６２７が取り付けられている。固定部６２７は、長手方向の右側及び左側の幅が狭く、中央の幅が広くなるような平面視十字型に形成されている。
【００２３】
続いて、ケーシング内の構造について説明する。図７及び図８に示すように、ケーシング６１には、ネジが形成された棒状部材７１が水平方向に延びるように配置されており、その両端部がベアリング７２で回転可能に支持されている。棒状部材７１の右側の端部には、カップリング７３を介してモータ７４が連結されており、このモータ７４が回転駆動することで棒状部材７１が軸周りに回転するようになっている。なお、モータ７４は、種々のものを採用することができるが、例えば、遊星減速ギア付きのものを使用することができる。これにより、可動部材６２の昇降速度とトルク設定の選択を容易に行うことができる。
【００２４】
棒状部材７１は、軸方向の中央部を挟む両側で、反対向きのネジ７１１，７１２が形成されている。そして、棒状部材７１の左側のネジ７１１には、直方体状の第１スライド部材８１が螺合している。この第１スライド部材８１の底面には、シート状に形成された衝撃吸収材８１１が取り付けられており、この衝撃吸収材８１１を介して、第１スライド部材８１は、ケーシング６１の底面に接触している。このように、第１スライド部材８１の底面は、ケーシング６１上で向きを固定されているため、棒状部材７１が軸周りに回転すると、図７の右側または左側に移動するようになっている。なお、衝撃吸収材８１１は、例えば、デルリン（登録商標）等のポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）などの硬質で潤滑性の有る樹脂などで形成することができる。
【００２５】
また、棒状部材７１の左側のネジ７１２には、第２スライド部材８２が螺合している。第２スライド部材８２は、第１スライド部材８１よりも長手方向に長く、しかも第１スライド部材８１と対向する左側の幅が広く、それとは反対の右側の幅が狭くなっている。すなわち、幅が広い幅広部８２１と、狭い幅狭部８２２とで構成されており、幅狭部８２２は第１スライド部材８１とほぼ同じ幅を有している。そして、第２スライド部材８２の底面には同じく衝撃吸収材８２３が取り付けられている。また、棒状部材７１のネジが右側と左側で反対向きになっていることから、棒状部材７１が回転すると、両スライド部材８１，８２は、反対方向に移動する。すなわち、棒状部材７１の回転により、両スライド部材８１，８２は、近接離間するようになっている。
【００２６】
そして、各スライド部材８１，８２には、可動部材６２を下方から支持する、３つのリフト部材９１，９２，９３が取り付けられている。第１スライド部材８１には、第１リフト部材９１が取り付けられている。この第１リフト部材９１は、平行に延びる一対の揺動片９１１と、これらを連結する矩形状の連結板９１２とで構成されている。各揺動片９１１の一端部は、それぞれ第１スライド部材８１の両側（図７の上下方向）に揺動自在にピンで連結されている。一方、各揺動片９１１の他端部は、可動部材６２の下面の固定部６２７の左側に揺動自在にピンで連結されている。
【００２７】
第２スライド部材８２には、２つのリフト部材が取り付けられている。まず、第２リフト部材９２から説明する。第２リフト部材９２は、幅広部８２１の両側に取り付けられる一対の揺動片９２１で構成されている。各揺動片９２１の一端部は、幅広部８２１の両側にそれぞれ揺動自在にピンで連結されている。一方、各揺動片９２１の他端部は、可動部材６２の固定部６２７の中央に揺動自在にピンで連結されている。
【００２８】
また、第２スライド部材８２の幅狭部８２２には、第３リフト部材９３が取り付けられている。第３リフト部材９３は、幅狭部８２２の両側に取り付けられる一対の揺動片９３１とこれらを連結する連結板９３２とで構成されている。但し、第１及び第２リフト部材９１，９２の揺動片９１１，９２１が直線状に延びているのに対し、第３リフト部材９３の揺動片９３１は、Ｌ字型に形成されている。各揺動片９３１の一端部は、幅狭部８２２の両側にそれぞれ揺動自在にピンで連結されている。一方、各揺動片９３１の他端部は、可動部材６２の固定部６２７の右側に揺動自在にピンで連結されている。こうして、図８に示すように、第２及び第３リフト部材９２，９３の揺動片９２１，９３１は、平行リンクを形成し、可動部材６２を安定して昇降させることができる。
【００２９】
ケーシング６１の底面には、スライド部材８１，８２の移動を規制する２個のストッパーが取り付けられている。第１ストッパー６５は、棒状部材７１の中央よりやや左寄りに取り付けられており、第１スライド部材８１の右側への移動を規制する。このストッパー６５は、可動部材６２の上死点を規定する。第２ストッパー６６は、棒状部材７１の右側の端部付近に取り付けられており、第２スライド部材８２の右側への移動を規制する。このストッパー６６により、可動部材６２の下死点が規定される。また、ケーシング６１において、モータ７４の上方には、圧力センサアンプ基板７７が固定されている。このアンプ基板７７は、筐体６２１内を通過する導線７８を介して、上述した光電センサ及び圧力センサと接続されている。各センサからの信号は、このアンプ基板７７によって増幅後、所定のサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換され、パーソナルコンピュータ（図示省略）に送られる。そして、パーソナルコンピュータで、容積振動法に基づいて、最高血圧及び平均血圧が算出される。
【００３０】
また、ケーシング６１の上面には、伸縮性のあるメッシュカバー１０１が取り付けられ、便座５の開口５３を覆っている。これにより、可動部材６２が上昇した場合には、カバー１０１が引き伸ばされる。
【００３１】
次に、上記のように構成されたシステムの動作について図１０及び図１１も参照しつつ説明する。図１０は圧力測定装置において可動部材が下死点にある時の断面図、図１１は可動部材の動作開始後の断面図である。
【００３２】
初期状態では、図１０に示すように、可動部材６２は下死点にあり、開口５３内部に収容された状態となっている。この状態で、被験者が便座５に座ると、便座５に作用する体重が、便座支持体４及びサイドフレーム３に作用し、これが基台２のロードセル２１１１により検知される。こうして、体重が測定される。そして、排尿または排便が行われているときも体重は逐次測定され、これによって排泄量及び排泄速度が測定される。これらのデータは、パーソナルコンピュータに送信され、蓄積されていく。
【００３３】
また、被験者が便座５に座っている間に、上述した圧力測定装置６も駆動する。可動部材６２がケーシング６１内に収納された初期状態では、第１及び第２スライド部材８１，８２は離間しており、棒状部材７１の両端部付近に配置されている。そのため、各リフト部材９１〜９３は傾斜角度が小さく、水平またはそれに近い状態に傾いている。この状態で、モータ７４が駆動すると、棒状部材７１が軸周りに回転する。これにより、図１１に示すように、第１及び第２スライド部材８１，８２が互いに近接し、これに伴って各リフト部材９１〜９３は傾斜角度が大きくなりつつ、立ち上がっていく。こうして、可動部材６２は、リフト部材９１〜９３により押し上げられ、開口５３から突出して被験者の大腿部を押圧する。そして、図８に示すように、第１スライド部材８１が第１ストッパー６５に当接すると、上死点に達し、モータ７４の駆動が停止する。
【００３４】
この状態で、反射型光電センサにより光電容積脈波が検出される。また、接触部材６２３が被験者の大腿部を圧迫するため、その圧力が圧力センサ６２４により検出される。これら検出値は、アンプ基板７７を介してパーソナルコンピュータに送られ、最高血圧及び平均血圧が算出される。その後、圧力の測定が完了すると、モータ７４が棒状部材７１を逆回転させ、両スライド部材８１，８２を離間させる。これにより、各リフト部材９１〜９３の傾斜角度が小さくなり、可動部材６２は、下方に降下していく。そして、第２スライド部材８２が第２ストッパー６６に当接すると、図１０に示すように、下死点に達したことになり、モータ７４の駆動が停止する。このように、本実施形態に係る生体計測装置は、被験者の無意識のうちに体重などの生体データを全自動で測定することができる、いわゆる無拘束生体計測を行うことができる。
【００３５】
以上のように、本実施形態によれば、一般的な洋風式水洗便器をそのまま活用することができる。すなわち、この生体測定装置は、一般的な洋風式水洗便器に対し、便器本体１の周囲を囲むように基台２を配置し、その上にサイドフレーム３及び便座支持体４を配置した後、便座支持体４上に便座５を配置することで、導入を行うことができる。したがって、既存の便器をそのまま活用することができ、大がかりな工事が不要でコストを低減することができる。そして、便座５に座るだけで、被験者の体重を測定することができ、これに基づいて、排泄量、排泄速度の測定も可能となり、無意識に生体データの測定が可能となる。
【００３６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ロードセル２１１１を４個用いたが、これに限定されるものではなく、測定の精度に合わせて、その数、配置を適宜決定することができる。また、基台の板体組立体は、上述したもの以外の構成でもよく、便器本体の周囲を囲む形状であれば特に限定はされず、ロードセルの数、位置に合わせて適宜形状を決定すればよい。また、加重を測定できるものであれば、ロードセル以外の測定素子でもよく、例えば、静電容量式変位センサーを用いることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１ 便器本体
２ 基台
２１ 板体組立体
２１１１ ロードセル（測定素子）
２２ 蓋部材
３ サイドフレーム（支持部材）
４ 便座支持体
５ 便座
【特許請求の範囲】
【請求項１】
便鉢を有する便器本体及び便座を備えた洋風水洗式便器に取り付けられる生体測定装置であって、
便器本体の便鉢を臨む貫通孔が形成されるとともに、便座を支持する便座支持体と、
便器本体の上方に隙間を形成するように、前記便座支持体を支持する支持部材と、
前記支持部材を支持するとともに、当該支持部材に作用する負荷を測定可能な複数の測定素子が配置され、便器本体の周囲を囲む基台と、
を備えている、生体測定装置。
【請求項２】
前記基台は、板材を断面コ字状に折り曲げた複数の板体を組み合わせた板体組立体と、当該板体組立体を覆う蓋部材と、を備え、
前記各測定素子は、前記板体に形成された凹状空間に配置され、
前記蓋部材は、前記複数の測定素子上に載置され、
前記支持部材は、前記蓋部材上に配置される、請求項１に記載の生体測定装置。
【請求項３】
前記支持部材は、手すりを有するフレームで形成されている、請求項１または２に記載の生体測定装置。
【請求項１】
便鉢を有する便器本体及び便座を備えた洋風水洗式便器に取り付けられる生体測定装置であって、
便器本体の便鉢を臨む貫通孔が形成されるとともに、便座を支持する便座支持体と、
便器本体の上方に隙間を形成するように、前記便座支持体を支持する支持部材と、
前記支持部材を支持するとともに、当該支持部材に作用する負荷を測定可能な複数の測定素子が配置され、便器本体の周囲を囲む基台と、
を備えている、生体測定装置。
【請求項２】
前記基台は、板材を断面コ字状に折り曲げた複数の板体を組み合わせた板体組立体と、当該板体組立体を覆う蓋部材と、を備え、
前記各測定素子は、前記板体に形成された凹状空間に配置され、
前記蓋部材は、前記複数の測定素子上に載置され、
前記支持部材は、前記蓋部材上に配置される、請求項１に記載の生体測定装置。
【請求項３】
前記支持部材は、手すりを有するフレームで形成されている、請求項１または２に記載の生体測定装置。
【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２０１０−２３６２７５（Ｐ２０１０−２３６２７５Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８５６００（Ｐ２００９−８５６００）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（５０４１６０７８１）国立大学法人金沢大学 (282)
【出願人】（５０９０９１７１２）株式会社ポピック (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（５０４１６０７８１）国立大学法人金沢大学 (282)
【出願人】（５０９０９１７１２）株式会社ポピック (2)
【Ｆターム（参考）】
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