(57)【要約】      （修正有）【課題】低コスト、シンプルな構造、及び信頼性の高い方法で空気中の液体を回収できる液体回収機構を提供する【解決手段】液体回収機構は、液体回収チューブアーム１と、液体回収チューブアームの前端に固定された液体回収チューブヘッド２と液体吸入チューブ４と液体排出チューブ９とを備える。液体回収チューブヘッドの内部には液体回収キャビティとメッシュ回収領域がある。メッシュ回収領域には複数の回収孔が設けられる。液体回収チューブヘッドは、空気排出孔を有する。アレー状メッシュ回収領域により尿回収面積（領域）が増加する。これによりコストが下がり、液体回収チューブは閉塞が起こらず、尿の飛散という問題が避けられる。複数の液体排出孔を設けることにより、尿の排出速度は速くなり、排気率は高くなる。液体回収機構は、その構造がシンプルで、安全で、信頼性が高く、製造コストが低い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体回収機構であって、
液体回収チューブアームと、
上記液体回収チューブアームの前端に固定され、上記液体回収チューブアームとの連結部に封止スペーサが設けられ、内部に液体回収キャビティが設けられ、当該液体回収キャビティの上部に位置する一領域が回収領域である液体回収チューブヘッドと、
一端の開口が上記液体回収キャビティ内に位置し、他端の開口が、上記封止スペーサ及び上記液体回収チューブアームを通り、ポンプ本体機構と接続されるために用いられる液体吸入チューブと、
一端の開口が上記液体回収キャビティ内に位置し、他端の開口が、上記封止スペーサ及び上記液体回収チューブアームを通り、上記ポンプ本体機構と接続されるために用いられる液体排出チューブと、を備え、
上記液体回収キャビティ内に位置する上記液体排出チューブのチューブ壁には、補助液体排出孔が設けられていることを特徴とする液体回収機構。
【請求項２】
上記液体回収チューブヘッドは、上記液体回収キャビティと連通した、空気排出孔又は空気排出溝が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体回収機構。
【請求項３】
複数の補助液体排出孔が設けられており、
上記複数の補助液体排出孔は上記液体排出チューブの軸方向に沿ってアレー状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体回収機構。
【請求項４】
上記液体吸入チューブ及び上記液体排出チューブはともに固定連結されていることを特徴とする請求項１に記載の液体回収機構。
【請求項５】
上記液体回収キャビティ内に位置する上記液体排出チューブの一部分は、上記液体回収チューブヘッドと一体形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体回収機構。
【請求項６】
上記液体回収キャビティ内に位置する上記液体吸入チューブの一部分は、上記液体回収チューブヘッドと一体形成されていることを特徴とする請求項５に記載の液体回収機構。
【請求項７】
上記液体回収チューブヘッド、上記液体回収チューブアーム、及び上記封止スペーサは一体形成されていることを特徴とする請求項６に記載の液体回収機構。
【請求項８】
上記液体回収チューブヘッド及び上記液体回収チューブアームの少なくとも一方は上記封止スペーサと一体形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体回収機構。
【請求項９】
さらに、上記液体回収キャビティ内に回収される液体の体積をリアルタイムで監視するために用いられる液体レベル検出ユニットを備えることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の液体回収機構。
【請求項１０】
上記液体レベル検出ユニットは、スチール針、制御回路基板、及びワイヤを備え、
上記スチール針の一端は上記液体回収キャビティ内に設けられ、
上記一端の端面は、上記液体回収キャビティの上部に位置し、上記液体回収チューブアームに最も近い上記回収孔の垂直面を超えず、
上記スチール針の他端は、上記ワイヤを介して上記制御回路基板に接続することを特徴とする請求項９に記載の液体回収機構。
【請求項１１】
液体回収機構であって、
液体回収チューブアームと、
上記液体回収チューブアームの前端に固定され、上記液体回収チューブアームとの連結部に封止スペーサが設けられ、内部に液体回収キャビティが設けられ、当該液体回収キャビティの上部に位置する一領域が回収領域である液体回収チューブヘッドと、
一端の開口が上記液体回収キャビティ内に位置し、他端の開口が、上記封止スペーサ及び上記液体回収チューブアームを通り、ポンプ本体機構と接続されるために用いられる液体吸入チューブと、を備え、
上記液体回収チューブヘッドは、上記液体回収キャビティと連通した、空気排出孔又は空気排出溝が設けられていることを特徴とする液体回収機構。
【請求項１２】
請求項１から１１の何れか１項に記載の液体回収機構を備え、
上記液体回収機構が尿を回収するときに、上記尿は、上記回収領域内に受け入れられることを特徴とするスマートトイレ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、尿検出技術の分野に関する。より具体的に、本発明は、アレー状メッシュ回収領域を有する液体回収機構、及び当該液体回収機構を備えたスマートトイレに関する。
【背景技術】
【０００２】
現段階では、たいていの尿検出は病院において行われるが、それは、検査官が手作業で尿を回収した後に行われる。病院において尿検出を終えるには、治療のため病院内での登録が必要となるだけでなく、衛生上の問題もある。今日のスマートトイレには、トイレの内表面で尿を回収することで尿を検出するものがある。この方法は、尿サンプルの相互汚染を起こし、検出結果が不正確になる。さらに、本出願人は、特許出願（出願番号：No.２０１６１０２７９１８５．３）を出願しており、その発明名称は「液体回収装置、及び当該液体回収装置を備えたスマートトイレ」である。その特許出願によると、液体回収装置は、空気中の尿を柔軟に回収でき、その回収は、シンプルで便利がよく、相互汚染も避けられる。しかしながら、液体回収装置内の吸引チューブアセンブリが、駆動機構の駆動下、尿を探すために常に動く必要があり、このようにして飛散した尿を回収する。吸引チューブアセンブリのキャビティ内の尿は完全になくなり難く、そのことが、清潔ではないフラッシング（洗浄）につながり、結果の正確性に影響する。
【０００３】
それゆえ、既存の液体回収装置及び上記方法には依然として明らかな不都合と欠点が認められ、さらなる改良が必要である。簡易な構造、正確な結果、及び低コストをもたらす、アレー状メッシュ回収領域を有する液体回収機構、及び当該液体回収機構を備えたスマートトイレをどのように実現するかは、現在の重要な研究開発テーマの一つである。
【発明の概要】
【０００４】
本発明により解決されるべき技術的課題は、低コスト、シンプルな構造、及び信頼性の高い方法で空気中の液体を回収できる液体回収機構を提供することである。これにより、既存の液体回収機構装置の欠点を解消することができる。
【０００５】
上記の技術的課題を解決するために、本発明は、液体回収チューブアームと、上記液体回収チューブアームの前端に固定され、上記液体回収チューブアームとの連結部に封止スペーサが設けられ、内部に液体回収キャビティが設けられ、当該液体回収キャビティの上部に位置する一領域がメッシュ回収領域であり、当該メッシュ回収領域には複数の回収孔が設けられた液体回収チューブヘッドと、一端の開口が上記液体回収キャビティ内に位置し、他端の開口が、上記封止スペーサ及び上記液体回収チューブアームを通り、ポンプ本体機構と接続されるために用いられる液体吸入チューブと、を備える液体回収機構を提供する。
【０００６】
本発明の改良点として、上記メッシュ回収領域内の上記複数の回収孔はアレー配置（アレー状に配置）されている。
【０００７】
本発明のさらなる改良点として、上記液体回収チューブヘッドは、上記液体回収キャビティと連通した、空気排出孔又は空気排出溝が設けられている。
【０００８】
本発明のさらなる改良点として、さらに、一端の開口が上記液体回収キャビティ内に位置し、他端の開口が上記封止スペーサ及び上記液体回収チューブアームを通り、上記ポンプ本体機構と接続されるために用いられる液体排出チューブを備える。
【０００９】
本発明のさらなる改良点として、上記液体回収キャビティ内に位置する上記液体排出チューブのチューブ壁の一部は、さらに補助液体排出孔が設けられている。
【００１０】
本発明のさらなる改良点として、複数の補助液体排出孔が設けられており、上記複数の補助液体排出孔は上記液体排出チューブの軸方向に沿ってアレー状に設けられている。
【００１１】
本発明のさらなる改良点として、上記液体吸入チューブ及び上記液体排出チューブはともに固定連結されている。
【００１２】
本発明のさらなる改良点として、上記液体回収キャビティ内に位置する上記液体排出チューブの一部分は、上記液体回収チューブヘッドと一体形成されている。
【００１３】
本発明のさらなる改良点として、上記液体回収キャビティ内に位置する上記液体吸入チューブの一部分は、上記液体回収チューブヘッドと一体形成されている。
【００１４】
本発明のさらなる改良点として、上記液体回収チューブヘッド、上記液体回収チューブアーム、及び上記封止スペーサは一体形成されている。
【００１５】
本発明のさらなる改良点として、上記液体回収チューブヘッド及び上記液体回収チューブアームの少なくとも一方は上記封止スペーサと一体形成されている。
【００１６】
本発明のさらなる改良点として、上記液体回収機構は、さらに、上記液体回収キャビティ内に回収される液体の体積をリアルタイムで監視するために用いられる液体レベル検出ユニットを備える。
【００１７】
本発明のさらなる改良点として、上記液体レベル検出ユニットは、スチール針、制御回路基板、及びワイヤを備え、上記スチール針の一端は上記液体回収キャビティ内に設けられ、上記一端の端面は、上記液体回収キャビティの上部に位置し、上記液体回収チューブアームに最も近い上記回収孔の垂直面を超えず、上記スチール針の他端は、上記ワイヤを介して上記制御回路基板に接続する。
【００１８】
本発明は、さらにスマートトイレを提供する。当該スマートトイレは、上記液体回収機構を備え、上記液体回収機構が尿を回収するときに、上記尿は、上記メッシュ回収領域内の上記複数の回収孔に受け入れられる。
【００１９】
このデザインを使用すると、本発明は少なくとも以下の利点を有する。
【００２０】
本発明によると、アレー状メッシュ回収領域を設けることにより尿回収面積（領域）が増える。従来の駆動機構を用いた尿吸引孔の位置移動方法が置き換えられ、これによりコストが下がる。一方、液体回収チューブに侵入した夾雑物による閉塞を防ぐことができ、尿の飛散が避けられる。
【００２１】
本発明によると、複数の液体排出孔が液体排出チューブ内の異なる位置に設けられる。これにより、洗浄液の排出速度が大幅に高まり、液体回収キャビティ内のそれぞれの位置で洗浄液を排出することができる。
【００２２】
本発明によると、液体の回収時に液体回収キャビティに空気トラッピング領域が形成されないようにするために、空気排出孔又は空気排出溝が設けられる。これにより、液体回収キャビティが尿で完全に充たされないという課題が解決される。
【００２３】
本発明に係る液体回収機構は、その構造がシンプルで、安全で、信頼性が高く、製造コストが低い。液体回収機構は、液体の排出速度がより早く、排気率がより高い。
【００２４】
上記の内容は本発明の技術的解決法の概要に過ぎない。以下に本発明の技術的手段が更に明確に理解されるよう、図面および詳細な実施形態を挙げつつ本発明を更に詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の液体回収機構の構造図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１の液体回収チューブアームに係る構造の底面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本実施形態は、スマートトイレの尿回収装置として用いられる液体回収機構を一例に、液体回収機構の詳細を説明する。ただし、これをもって液体回収機構に対して何らかの限定が与えられたと解釈されるべきではない。
【００２７】
図１〜図４に示すように、本実施形態の液体回収機構は尿回収機構であり、尿回収機構は、液体回収チューブアーム１、液体回収チューブヘッド２、液体吸引チューブ４、及び液体排出チューブ９を備える。
【００２８】
液体回収チューブアーム１は中空のチューブ・フィッティング（管継手）である。液体回収チューブアーム１の前端は、液体回収チューブヘッド２を固定するために用いられる。液体回収チューブアーム１の後端には、液体吸引チューブ４及び液体排出チューブ９を引き出すためのチューブ連続溝が設けられている。液体回収チューブヘッド２は、液体回収チューブアーム１の前端に固定されている。封止スペーサ１４が、液体回収チューブヘッド２と液体回収チューブアーム１との連結部に設けられている。液体回収チューブヘッド２の内部には液体回収キャビティ３が設けられている。液体回収キャビティ３は、液体回収チューブヘッド２の内壁と封止スペーサ１４とに囲まれている。液体回収キャビティ３の上部に位置する液体回収チューブヘッド２の一領域がメッシュ回収エリア６である。メッシュ回収エリア６には複数の回収孔６ａが設けられている。本実施形態において、複数の回収孔６ａはアレー配置される。これにより尿を回収するための領域（面積）がより大きく確保される。こうして、駆動機構により尿吸引孔の位置を移動する従来の方法が置き換えられ、コストが低く抑えられる。一方、回収孔６ａの直径が小さいことから、液体回収チューブに侵入する夾雑物に起因する閉塞が発生することはなく、尿の飛散が避けられる。本願における前述の前端はスマートトイレの中心部に向かって延びる液体回収機構の端部を示し、前述の後端はスマートトイレの端部に近い液体回収機構の端部を示す。
【００２９】
液体吸引チューブ４の一端にある開口、及び液体排出チューブ９の一端にある開口は液体回収キャビティ３の内部に位置する。開口を有する液体吸引チューブ４の他端、及び開口を有する液体排出チューブ９の他端は、封止スペーサ１４及び液体回収チューブアーム１を通り、チューブ連続溝から引き出され、そして、ポンプ本体機構と接続し、そのポンプ本体機構により尿を吸引し、また廃液を排出するために用いられる。液体吸引チューブ４及び液体排出チューブ９はそれぞれ、硬質チューブ、可撓性チューブ、又は可撓性チューブと連結した硬質チューブにより形成されてよい。
【００３０】
液体回収キャビティ３に空気トラッピング領域が形成されないようにするために、液体回収チューブヘッド２には液体回収キャビティ３と連通する空気排出孔（又は溝）１１が設けられている。空気排出孔（又は溝）１１は、好ましくは、液体回収チューブアーム１に近い側の液体回収チューブヘッド２の一方の側に設けられる。これにより、液体回収機構が尿を回収するときに、尿は、メッシュ回収エリア６の回収孔６ａを通って液体回収キャビティ３内に入る。これは、ある角度で液体回収機構が下方に傾き、液体回収キャビティ３内の気体が空気排出孔（又は溝）１１から排出できるようにするためであり、こうして、液体回収キャビティ３が尿で完全に充たされないという課題が解決される。
【００３１】
本実施形態において、液体回収キャビティ３内に位置する液体排出チューブ９のチューブ壁に複数の補助液体排出孔９ａが設けられている。複数の補助液体排出孔９ａは、液体排出チューブ９のチューブ壁に沿って軸方向にアレー配置されている。このようにして、液体排出口を一つだけ有する従来の液体排出チューブと比べて、液体排出スピード及び排出率が大幅に改善される。
【００３２】
本実施形態において、液体回収チューブヘッド２、液体回収チューブアーム１、及び封止スペーサ１４は一体形成されており、液体回収機構が組み立てられたとき、液体吸引チューブ４及び液体排出チューブ９は、封止スペーサ１４の貫通孔を通って液体回収キャビティ３の内部に延びる。液体吸引チューブ４及び液体排出チューブ９はいずれも比較的薄いため、液体吸引チューブ４及び液体排出チューブ９は、特に、屈曲しやすく、変形しやすい。これにより、好ましい実施形態では、液体吸引チューブ４及び液体排出チューブ９は、例えば溶接によってともに固定連結され、封止スペーサ１４内の貫通孔を通って液体回収キャビティ３の内部に共に延びる。こうして、液体吸引チューブ４及び液体排出チューブ９を液体回収キャビティ３の内部へ延ばす難しさが減る。
【００３３】
もちろん、液体回収チューブヘッド２、液体回収チューブアーム１、及び封止スペーサ１４は分離されていてもよい。この場合、封止スペーサ１４を通る液体吸引チューブ４及び液体排出チューブ９の大きさが液体回収キャビティ３の長さに応じて最初に決められてよい。続いて、封止スペーサ１４が液体回収チューブアーム１の内部に取り付けられる。最後に液体回収チューブヘッド２が取り付けられる。この設計によると、液体回収キャビティ３に挿入する液体吸引チューブ４及び液体排出チューブ９の長さ精度が著しく改善する。これにより、液体吸引口および液体排出孔の位置決め精度が改善し、かつ、尿サンプルを吸引する排気率（the evacuation rate）と廃液の排出とが改善する。
【００３４】
液体回収チューブアーム１と封止スペーサ１４とを組み立てる工程を組立プロセスから省くために、さらに、液体回収チューブアーム１は封止スペーサ１４と一体化されてもよい。また、液体回収チューブヘッド２と封止スペーサ１４とを組み立てる工程を組立プロセスから省くために、さらに、液体回収チューブヘッド２も封止スペーサ１４と一体化されてよい。
【００３５】
さらに、本実施形態において、液体回収キャビティ３内部の液体吸引チューブの一部及び液体排出チューブの一部は液体回収チューブヘッド２の内壁とさらに一体化されてもよい。つまり、液体回収チューブヘッド２が製造されるときに、液体吸引チューブの一部及び液体排出チューブの一部が液体回収チューブヘッド２の内壁上に直接形成されてよい。これにより次の挿入作業が省略される。こうして、液体回収キャビティ３から引き出される、液体吸引チューブの一部分、及び液体排出チューブの一部分はそれぞれ、可撓性チューブによってポンプ本体機構に接続される。
【００３６】
本実施形態において、液体回収機構はさらに液体レベル検出ユニットを備える。液体レベル検出ユニットは、液体回収キャビティ３に回収される尿レベルをリアルタイムで監視し、液体回収キャビティ３内の尿レベルに応じてポンプ本体機構の開始、停止を制御するために用いられる。液体レベル検出ユニットは、スチール針７、制御回路基板８、及びワイヤ１０を備える。スチール針７は、ステンレス鋼で作製され、液体レベル検出ユニットの入力電極となる。スチール針７の一端は、液体回収キャビティ３内に設けられ、その端面は液体回収キャビティ３の上部に位置し、液体回収チューブアームに最も近い回収孔６ａの垂直面を超えない。スチール針７の他端は、ワイヤ１０を介して制御回路基板８に接続する。
【００３７】
液体レベル検出ユニットの検出原理は次のとおりである。液体回収キャビティ３内に吸引された尿レベルがスチール針７の端面にまだ接していないとき、制御回路基板８の入力容量は、制御回路内部の基準容量、制御回路外部のスチール針７の容量、及びワイヤ１０の容量を加えた容量と等しい。スチール針７の容量及びワイヤ１０の容量は極めて小さく無視できるため、その時に制御回路基板８はハイレベルを出力する。液体回収キャビティ３が尿で充満されたとき、あるいは、尿がスチール針７の端面に接したとき、制御回路基板８の外部入力容量は、液体回収キャビティ３内の尿の容量、スチール針７の容量、及びワイヤ１０の容量と等しくなる。液体回収キャビティ３内の尿の容量はスチール針７及びワイヤ１０の容量よりもはるかに大きいため、制御回路基板８の入力容量は、制御回路の基準容量に液体回収キャビティ内の尿の容量を加えた容量と等しくなり、その時に制御回路基板８はローレベルを出力する。そのとき、ポンプ本体機構は、液体吸引チューブ４を介してキャビティ内の尿の吸引を開始するように制御される。
【００３８】
液体回収チューブヘッド２、液体回収チューブアーム１、及び封止スペーサ１４が別々に組み立てられるとき、最初にスチール針７が封止スペーサ１４に挿入されて、液体回収キャビティ３に挿入される部分のスチール針７の長さ精度と垂直度を決定する。これにより、液体レベルの検出精度が向上する。
【００３９】
本発明によると、既存の尿吸引孔を改善することにより、アレー状メッシュ回収領域を介して尿の回収面積（領域）を増やすことができる。尿吸引孔を改善することによって、従来の駆動機構を用いた尿吸引孔の位置移動方法を置き換えることができ、これによりコストが下がる。一方、液体回収チューブに侵入した夾雑物による閉塞が防止され、尿の飛散が避けられる。さらに、液体回収キャビティ内の液体排出チューブのチューブ壁に複数の液体排出孔が分散配置されている。その結果、洗浄液（the cleaning liquid）の排出速度が著しく速くなり、液体回収キャビティ内のそれぞれの位置で洗浄液が排出される。
【００４０】
以上は単に本発明の好ましい実施形態に過ぎず、本発明に対するいかなる限定でもない。当業者が以上に開示された技術的内容を利用して若干に行う簡単な変形、均等的改変、または修飾も本発明の保護範囲に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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