(57)【要約】【課題】専用の便器や便座が必要となるなど、装置の構成が複雑で高価であるという問題があった。また便器の形状要因、使用者の尿流速・排尿時間の変動幅などの誤差要因によって、精度を上げることが難しかった。【解決手段】使用者の尿を受ける溜水部と、前記溜水部に落下した尿を溜水とともに下水に排出するトラップ部を備えた洋風大便器ユニットにおいて、前記溜水部の水の一部容積を測定に対して取り除く手段と、使用者が排尿する際の前記溜水部の水位変化測定手段と、前記水位変化測定手段の測定結果に基づいて排泄された尿量を推定する尿量推定手段を備えたことを特徴とするので、既存の洋風大便器を利用して尿量測定手段を追加できることに加え、尿量推定手段の動作中に尿が洋風大便器から逃げることが無く、尿量の実数を正しく、高精度に把握することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の尿を受ける溜水部と、前記溜水部に落下した尿を前記溜水とともに下水に排出するトラップ部を備えた洋風大便器ユニットにおいて、尿量推定時に前記溜水から所定の除去量を取り除くための溜水除去手段と、使用者が排尿する際の前記溜水部の水位の変化を測定するための水位変化測定手段と、前記水位変化測定手段の測定結果に基づいて排泄された尿量を推定する尿量推定手段を備えたことを特徴とする洋風大便器ユニット。
【請求項２】
前記溜水除去手段は、測定指示により溜水から前記除去量を除去する動作を開始することを特徴とする請求項１に記載の洋風大便器ユニット。
【請求項３】
前記溜水除去手段は、、前記水位変化測定手段が水位変化を測定開始する前の水位変化測定待機中に前記除去量を除去することを特徴とする請求項１に記載の洋風大便器ユニット。
【請求項４】
前記溜水除去手段は、前記除去量から求められる所定の単位流量と時間とで、前記水位変化測定手段が水位の変化の測定を行うことと並行して、前記溜水から除去する動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の洋風大便器ユニット。
【請求項５】
前記除去量は、２００ｍＬ以上１０００ｍＬ以下であることを特徴とする請求項１ないし３に記載の洋風大便器ユニット。
【請求項６】
前記所定の単位流量と時間は、流速範囲を５０ｍＬ／秒以下とし、かつ、所定容積を２００ｍＬ以上１０００ｍＬ以下としたことを特徴とする請求項４に記載の洋風大便器ユニット。
【請求項７】
前記溜水除去手段の吸引位置は、前記洋風大便器ボール内の排出口上端縁より、鉛直方向で高い位置としたことを特徴とする請求項１に記載の洋風大便器ユニット。
【請求項８】
前記溜水除去手段の吸引位置と備蓄位置の間に着脱可能な異物除去手段を配したことを特徴とする請求項１に記載の洋風大便器ユニット。
【請求項９】
前記溜水除去手段の吸引を開始する前に、前記溜水部に水を補給することを特徴とする請求項１に記載の洋風大便器ユニット。
【請求項１０】
前記溜水除去手段は、溜水を吸引し備蓄した後に尿量測定を実施し、尿量測定後に備蓄した水は洋風大便器または排水ソケットを介して下水配管に流すことを特徴とする請求項１に記載の洋風大便器ユニット。
【請求項１１】
前記溜水除去手段は、少なくとも前記吸水端部を測定シーケンスの間は溜水部に着水させ、その移動前後に清浄な水により洗浄されることを特徴とする請求項１０に記載の洋風大便器ユニット。
【請求項１２】
前記溜水除去手段は前記水位変化測定手段と対で構成されると共に、前記溜水部内の水位の経時変化を圧力の変化として検出するための圧力検出手段を有する構成とし、導圧管の周囲に空気層を備えた被覆で覆ったことを特徴とする請求項１０に記載の洋風大便器ユニット。
【請求項１３】
前記溜水除去手段は、溜水に所定体積の物体を沈めると共に、着水前後に清浄な水により洗浄されることを特徴とする請求項１に記載の洋風大便器ユニット。
【請求項１４】
前記溜水除去手段は、前記トラップ部を減圧することによるものであることを特徴とする請求項１に記載の洋風大便器ユニット。
【請求項１５】
前記溜水除去手段は、前記溜水部を加圧することによるものであることを特徴とする請求項１に記載の洋風大便器ユニット。
【請求項１６】
前記溜水除去手段は、前記溜水部の自由水面形状を変える手段であることを特徴とする請求項１に記載の洋風大便器ユニット。
【請求項１７】
前記溜水除去手段は、前記溜水部に水を補給する便器向け水路の開度制御であることを特徴とする請求項１に記載の洋風大便器ユニット。
【請求項１８】
前記水位の測定手段は、前記洋風大便器のリム面上方に配置される、非接触の測距センシング手段であることを特徴とする請求項１に記載の洋風大便器ユニット。
【請求項１９】
前記水位変化測定手段は、前記溜水部内の水位の経時変化を圧力の変化として検出するための圧力検出手段を有することを特徴とする請求項１に記載の洋風大便器ユニット。
【請求項２０】
少なくとも前記水位測定手段が測定動作を実施している間は、前記使用者に対して大便の排泄禁止とトイレットペーパー等の投入禁止であることを開示することを特徴とする請求項１に記載の洋風大便器ユニット。
【請求項２１】
前記水位測定手段が測定を行った、時間に対する溜水部の水位変動値に対して、連続性がない挙動が発生した時には、前記使用者に対して測定値精度に疑念があることを開示することを特徴とする請求項１に記載の洋風大便器ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排泄された尿量を知ることができる洋風大便器ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、使用者の汚物を下水配管に排出するとき、臭気発生の防止、および、汚物による陶器面の汚れを防止するために汚物排泄部に溜水を持った洋風大便器ユニットが使用されている。排泄された尿量を推定するために、便鉢上方に設けた椀状の受尿器で、排泄された尿の全量を採取することにより尿量を測定するようにした便器がある（例えば、特許文献１参照）。また、便器と便座の間に重量センサーを設け、排泄前後の体重差によって尿量を算出するようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。またトラップ部と下水配管への流路に圧力センサーまたは水位センサーを設け、前記センサーの変化量によって尿量を推定するようにした小便器がある（例えば、特許文献３および４参照）。また溜水に対して連通した圧力センサーを設け、前記圧力センサーの変化量によって尿量を推定するようにした洋風大便器ユニットがある（例えば、特許文献５参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３０１６２９号公報
【特許文献２】
特開平９−１１９８５９号公報
【特許文献３】
特開平１０−０３７２８４号公報
【特許文献４】
特開２００２−３３９４３２号公報
【特許文献５】
特願２００２−２６６４５７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の尿量測定システムでは、専用の便器や便座が必要となるなど、装置の構成が複雑で高価であるという問題があった。また溜水面の水位から尿量を推定しようとする方法は、便器に対する加工が不要という特性があるものの、便器には形状・汚物排出方法に様々な種類があるという形状要因、および、使用者の尿流速・排尿時間の個人差や生活習慣や病状などによって変動するなどの誤差要因が存在するため、推定演算が不可欠である。よって、精度を上げることが難しかった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、既存の便器を利用できるため安価、かつ、機能手段を後付けすることも可能で、排泄された尿量を高精度に知ることができる洋風大便器ユニットを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、使用者の尿を受ける溜水部と、前記溜水部に落下した尿を前記溜水とともに下水に排出するトラップ部を備えた洋風大便器ユニットにおいて、尿量推定時に前記溜水からあらかじめ定められた除去量を取り除くための溜水除去手段と、使用者が排尿する際の前記溜水部の水位の変化を測定するための水位変化測定手段と、前記水位変化測定手段の測定結果に基づいて排泄された尿量を推定する尿量推定手段を備えたことを特徴とするので、尿量推定手段の動作中に尿が洋風大便器ユニットから下水配管に逃げることが無く、尿量がそのまま溜水水面の変位量となるため、尿量を正確、かつ、高精度に把握することができる。
【０００７】
上記目的を達成するために請求項２は、前記溜水除去手段は、測定指示により溜水から前記除去量を除去する動作を開始することを特徴とするので、尿量測定手段を利用しない使用者に対して溜水面サイズが小さくなって汚れが付着しやすくなるなどの便器としての使い勝手低下が発生しない。
【０００８】
上記目的を達成するために請求項３は、前記溜水除去手段は、、前記水位変化測定手段が水位変化を測定開始する前の水位変化測定待機中に前記除去量を除去することを特徴とするので、測定開始操作と同時に排尿しても、前記トラップ部からの尿流出を生じることが無く精度の高い測定が可能である。
【０００９】
上記目的を達成するために請求項４は、前記溜水除去手段は、前記除去量から求められる所定の単位流量と時間とで、前記水位変化測定手段が水位の変化の測定を行うことと並行して、前記溜水から除去する動作を行うことを特徴とするので、測定開始操作と同時に排尿しても、前記トラップ部からの尿流出を生じることが無く測定が可能である。また、溜水量が少なくなる時間がないため、下水配管からの水封が切れてしまう恐れがなく、特に溜水量の少ない一般に洗い落とし式と呼ばれる便器に好適である。
【００１０】
上記目的を達成するために請求項５は、前記除去量は、２００ｍＬ以上１０００ｍＬ以下であることを特徴とするので、一般的な人尿の排泄状況をカバーしており、高精度の尿量測定が期待できる。
【００１１】
上記目的を達成するために請求項６は、前記所定の単位流量と時間は、流速範囲を５０ｍＬ／秒以下とし、かつ、所定容積を２００ｍＬ以上１０００ｍＬ以下としたことを特徴とするので、同じく一般的な人尿の排泄状況をカバーしており、高精度の尿量測定が期待できる。
【００１２】
上記目的を達成するために請求項７は、前記溜水除去手段の吸引位置は、前記洋風大便器ボール内の排出口上端縁より、鉛直方向で高い位置としたことを特徴とするので、溜水を吸引してもトラップ部の水切れが発生することが無く、下水配管からの悪臭逆流などが発生する恐れがない。
【００１３】
上記目的を達成するために請求項８は、前記溜水除去手段の吸引位置と備蓄位置の間に着脱可能な異物除去手段を配したことを特徴とするので、溜水中に大便やトイレットペーパー屑などが存在した場合でも溜水除去手段を破損させたり、結果として吸引不足が発生した場合の尿量測定精度不良が発生することがない。
【００１４】
上記目的を達成するために請求項９は、前記溜水除去手段の吸引を開始する前に、前記溜水部に水を補給することを特徴とするので、前記洋風大便器中の溜水が蒸発や下水配管起因の圧力変動などで容積が減少するような場合に溜水を除去しても、一定条件からの溜水除去が可能であるため、溜水水位除去後の水面位置がばらつくことが無く、結果として尿量測定精度が低下することがない。
【００１５】
上記目的を達成するために請求項１０は、前記溜水除去手段は、溜水を吸引し備蓄した後に尿量測定を実施し、尿量測定後に備蓄した水は洋風大便器または排水ソケットを介して下水配管に流すことを特徴とするので、溜水水面位置が吸引開始前と変わることが無く、結果として特にサイホン式便器で発生しがちな排泄物排出力の変動を生じることがない。
【００１６】
上記目的を達成するために請求項１１は、前記溜水除去手段は、少なくとも前記吸水端部を測定シーケンスの間は溜水部に着水させ、その移動前後に清浄な水により洗浄されることを特徴とするので、前記溜水除去手段の前記洋風大便器ボール内を移動する部分に対して、大便等の飛沫汚れが付着する恐れを防止することができる。
【００１７】
上記目的を達成するために請求項１２は、前記溜水除去手段は前記水位変化測定手段と対で構成されると共に、前記溜水部内の水位の経時変化を圧力の変化として検出するための圧力検出手段を有する構成とし、導圧管の周囲に空気層を備えた被覆で覆ったことを特徴とするので、特に女性で発生しがちな小便飛沫が、時間に対する溜水水位変動値に対して与える外乱ノイズを防止することができる。
【００１８】
上記目的を達成するために請求項１３は、前記溜水除去手段は、溜水に所定体積の物体を沈めると共に、着水前後に清浄な水により洗浄されることを特徴とするので、大便等によって汚染された可能性がある水を吸引することが不要であり、衛生的に優れる。
【００１９】
上記目的を達成するために請求項１４は、前記溜水除去手段は、前記溜水部を加圧することによるものであることを特徴とするので、大便等によって汚染された可能性がある水を吸引することが不要であり、衛生的に優れる。
【００２０】
上記目的を達成するために請求項１５は、前記溜水除去手段は、前記溜水部を加圧することによるものであることを特徴とするので、大便等によって汚染された可能性がある水を吸引することが不要であり、衛生的に優れる。
【００２１】
上記目的を達成するために請求項１６は、前記溜水除去手段は、前記溜水部の自由水面形状を変える手段であることを特徴とするので、大便等によって汚染された可能性がある水を吸引することが不要であり、衛生的に優れる。
【００２２】
上記目的を達成するために請求項１７は、前記溜水除去手段は、前記溜水部に水を補給する便器向け水路の開度制御であることを特徴とするので、大便等によって汚染された可能性がある水を吸引することが不要であり、衛生的に優れる。
【００２３】
上記目的を達成するために請求項１８は、前記水位の測定手段は、前記洋風大便器のリム面上方に配置される、非接触の測距センシング手段であることを特徴とするので、既存の洋風大便器を利用して水位変化測定手段を便座背部の洋風大便器の用途として使用されない位置に配置可能であり、既存の洋風大便器を利用して尿量測定手段を追加できることに加え、尿量測定手段を利用しない使用者や清掃者に対しても洋風大便器としての使い勝手が低下することがない。
【００２４】
上記目的を達成するために請求項１９は、前記水位変化測定手段は、前記溜水部内の水位の経時変化を圧力の変化として検出するための圧力検出手段を有することを特徴とするので、既存の洋風大便器を利用して溜水部の圧力として水位変化を間接的に測定可能でとなるため、水位変化測定手段の設置位置に自由度を持たせることができる。
【００２５】
上記目的を達成するために請求項２０は、少なくとも前記水位測定手段が測定動作を実施している間は、前記使用者に対して大便の排泄禁止とトイレットペーパー等の投入禁止であることを開示することを特徴とするので、使用者に対して測定上の注意点を開示することができ、結果として高精度の測定結果を前記使用者は得ることができる。
【００２６】
上記目的を達成するために請求項２１は、前記水位測定手段が測定を行った、時間に対する溜水部の水位変動値に対して、連続性がない挙動が発生した時には、前記使用者に対して測定値精度に疑念があることを開示することを特徴とするので、例えば尿量測定中に大便を誤って排泄した場合などに、前記使用者は尿量測定値の信頼性が低下していることを容易に知ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の洋風大便器の数学的モデル図である。洋風大便器３１のボール面３２には、容積Ｑの溜水３３が溜められ、トラップ部３５を介して図示しない下水に連通されている。使用者の膀胱１０１には容積Ｒの尿が溜まっており、尿路１０２を経て、尿流速ｑで溜水３３に排泄される。微小時間ｄｔ経過後に、溜水３３の容積ＱはｄＱだけ増加し、水位ｘはｄｘだけ変位する。この時、溜水３３からはトラップ３５を経て、流出流速ｃの尿混じりの水が下水に向けて排出される。
【００２８】
溜水部の面積をＡとすると、微小時間ｄｔ経過後の水位ｄｘは、数１式で表される。
【００２９】
【数１】
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【００３０】
その時のトラップ部３５からの流出流速ｃは、微小時間当りの溜水量変動分に比例するηｄＱ／ｄｔと、水位上昇に比例する単位時間流出量ｒで表されるとすると、数２式となる。
【００３１】
【数２】
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【００３２】
使用者の排泄容量Ｒは、排尿時間中の流速ｑの総和であるから、数３式である。
【００３３】
【数３】
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【００３４】
溜水の容積変化ｄＱは微小時間ｄｔ当りの流入量と流出量の差であるから、数４式で表される。
【００３５】
【数４】
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【００３６】
数４式に数１式と数２式を代入し、ｄｘ／ｄｔを求めると、数５式となる。
【００３７】
【数５】
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【００３８】
尿流速ｑは時間ｔの変数であり、境界条件ｔ＝０でｑ＝０，∫ｑｄｔ＝０を代入して解くと、数６式、数７式ということになる。
【００３９】
【数６】
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【００４０】
【数７】
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【００４１】
数７式は水位変化と尿量Ｒに関連があることを示していると共に、トラップ部から流出量を示す−ｒｔの影響がければ、つまりトラップ部３５からの流出量がなければ水位変化と尿量推定は変動要因・誤差要因なく測定できることを示している。前記溜水部の水位は時間に対する変動値として直接水位を測定するだけでなく、圧力による間接値として測定されてもよい。本発明はこの点に着目したものであり、トラップ部からの排尿に伴う流出を無くしたところにポイントがある。
【００４２】
図２は、本発明の水位測定手段の第一の実施例を示す正面方向断面図である。洋風大便器３１のボール面３２には、使用者の尿が落下する溜水３３が溜められている。洋風大便器３１の上面は、図示しない便座等が当接するリム面３４が構成されている。使用者が着座する便座の後方には、便座回動のためのヒンジ等が構成されるケース２が配置されており、その内部には水位測定手段１が配置されている。水位測定手段１は溜水３３に対向している。溜水３３の水位位置を測定する方法としては、カメラのオートフォーカス機構などに利用される三角点測量方式等を利用した赤外線測距センサーや、超音波やマイクロ波を利用したドップラーセンサーなどが利用可能である。
【００４３】
図３は、本発明の水位測定手段の第二の実施例を示す正面方向断面図である。洋風大便器３１のボール面３２には、使用者の尿が落下する溜水３３が溜められている。洋風大便器３１の上面は、リム面３４が構成されている。リム面３４の上方には、内部に水位測定手段１を配したリムカバー３が覆せられている。本実施例の水位測定手段１は圧力センサーを想定しており、溜水３３に対してホース部材４が連結されている。
【００４４】
図４は、本発明の水位測定手段の第二の実施例を示す側面方向断面図である。洋風大便器３１のボール面３２には、使用者の尿が落下する溜水３３が溜められ、トラップ部３５を介して、図示しない下水と連通している。洋風大便器３１の上面は、リム面３４が構成されている。リム面３４の上方には、内部に水位測定手段１を配したリムカバー３が覆せられている。本実施例の水位測定手段１は圧力センサーを想定しており、溜水３３に対してホース部材４が連結されている。ホース部材４は中空チューブであり、水位変化量を圧力変化量に換算して測定するようになっている。
【００４５】
図５は、使用者の尿流速変動を示すグラフである。排尿開始後、尿流速はピークを迎えた後、次第に尿流速が低下して排尿が終了する。一般に尿流速のピーク値は１５〜５０ｍＬ／秒であり、排尿量は１回当り最大１０００ｍＬ、排尿時間は６０秒以下とされている。尿量は尿流速の時間当りの総和であり、排出された尿の容積であり、膀胱に溜まっていた尿の容積Ｒを表すことになる。
【００４６】
図６は、本発明の溜水取り除き手段の実施例を示す正面方向断面図である。洋風大便器３１のボール面３２には、使用者の尿が落下する溜水３３が溜められている。洋風大便器３１の上面は、リム面３４が構成されている。リム面３４の上方には、内部に吸引ポンプ８を配したリムカバー３が覆せられている。本実施例の吸引ポンプ８はチューブポンプやベローズポンプやシリンジポンプを想定しており、溜水３３に対する連結部材としてのホース部材４ａを介して溜水３３を吸引し、溜水備蓄容器９に備蓄水１０として蓄えられるようになっている。
なお吸引ポンプ８は、逆送して備蓄した水を洋風大便３１に対して戻すことも可能としている。
【００４７】
本実施例では、溜水の一部をポンプ等で吸引して備蓄しておく事例を示したが、溜水中に所定体積の物体を沈めてトラップ部３５を介して溜水を下水に排出したり、トラップ部３５に負圧を発生させて同じく溜水を下水に排出したり、溜水３３の自由水面を波立たせるなどしてトラップ部３５から所定体積の溜水を下水に排出するものでも良い。また洋風大便器の給水構造を利用し、溜水を補給している水路を途中で閉塞するような手段を採ることも考えられる。サイホン便器においてはロータンク中のリフィール水を制限することであり、また、フラッシュバルブ式であれば便器の排出終了後に水路を急閉止すれば、共に便器中の流水量を減少させることができる。
【００４８】
図７は、溜水部水位変動の第一の実施例を示すグラフである。第一の実施例は測定指示により溜水を排出するものである。測定開始を指示されると（ａ点）、ポンプ８は溜水３３から所定量の溜水を取り除き、測定準備完了（ｂ点）を使用者に合図する。ｃ点が排尿開始であり、ｄ点が排尿終了である。所定量とは使用者の排尿条件をカバーする値であり、一般的な成人の排尿量は１回当たり２００〜７００ｍＬとされているため、最大１０００ｍＬ吸引しておけば、排尿によってトラップ部３５を溢れることはない。しかし準備時間を短縮したい場合には、最も排尿量の頻度が多い２００ｍＬを吸引量として設定しても良い。排尿が開始されると水位が上昇し、水位は直接、尿量を示しており、水位上昇幅が排尿量Ｒを示すことになる。
【００４９】
図８は、溜水部水位変動の第二の実施例を示すグラフである。第二の実施例は次会測定までの待機中に排出するものである。測定開始時に溜水は所定量だけ溜水を取り除かれている。所定量とは使用者の排尿条件をカバーする値であり、最大１０００ｍＬ吸引しておけば、排尿によってトラップ部３５を溢れることはない。しかし、溜水の容積が小さい便器を使用する場合には、最も排尿量の頻度が多い２００ｍＬを吸引量として設定することも可能である。排尿後、便器洗浄されることになるが、その洗浄動作の終了後に溜水は所定量だけ取り除かれて待機することになる。使用者が測定しようとしたときに、水位は所定量下がっており測定準備が完了している。ｃ点が排尿開始であり、ｄ点が排尿終了である。便器清浄が終了すると、溜水除去が開始され（ａ点）、ポンプ８は溜水３３から所定量の溜水を取り除き、測定準備完了（ｂ点）を使用者に合図する。
【００５０】
図９は、溜水部水位変動の第三の実施例を示すグラフである。第一の実施例は測定を行いながら所定流速と時間で排出するものである。測定開始と同時に、使用者の尿流速として最大値として想定されている５０ｍＬ／秒で溜水は吸引される。最大１０００ｍＬ吸引しておけば、排尿によってトラップ部３５を溢れることはない。しかし、溜水の容積が小さい便器を使用する場合には、最も排尿量の頻度が多い２００ｍＬを吸引量として設定することも可能である。所定量だけ吸引した時の水位と、排尿終了後の水位上昇幅が排尿量Ｒを示すことになる。ｃ点が排尿開始であり、ｄ点が排尿終了である。便器洗浄によって水位は元の高さに戻り、準備完了（ｂ点）となる。
【００５１】
便器溜水の水位変化量が排泄された尿量を示すことになるが、水位毎の尿量推定値は便器毎の形状要因によるものである。便器の品番毎にテーブルを設定し、便器品番を施工時に設定入力しても良いし、施工時に既知量の水を流したときの測定表示値を入力して、施工された便器に対する推定用の検定曲線を設定して、以降の尿量推定に利用しても良い。
【００５２】
図１０は本発明の動作事例を示すフローチャート図である。本図は図７で示した第一の実施例を想定した動作を説明する。使用者が測定開始を指示すると、溜水水位の測定を妨げて測定値に対して誤差要因となる大便の排泄とトイレットペーパーの便器への投入禁止が表示される。次いでトラップ部３５を満水とするための水補給を兼ねた水位センサーの前洗浄が実施され、所定量の溜水吸引が開始される。所定量の溜水が除去されると水位センサーによる水位測定が開始され、合わせて使用者に対して測定準備の完了が開示される。溜水水位の測定方策として圧力検出手段を採用している場合は、水位センサーとしての圧力検出手段の一端が溜水に移動する。使用者が排尿を開始してから終了するまでの水位変化カーブが測定され、排泄による変動時の時間当り変動微係数Δ、実効値ｒ、変化ピーク値ｘｐ、排尿継続時間Ｔ、および排尿継続時間Ｔまでの水位変化に関する対時間面積Ｓが測定される。
【００５３】
トラップ部から尿混じりの水があふれることはないため、尿量がそのまま便器ボール内の水位変化として測定される。便器ボール内の垂直方向の溜水断面積は、その深さ方向で深いところほど小さく、浅くなるほど大きくなる。溜水面積変化の傾向を、便器の品番毎にテーブルを設定し、便器品番を施工時に設定入力しても良いし、施工時に既知量の水を流したときの測定表示値を入力して、施工された便器に対する推定用の検定曲線を設定して、以降の尿量推定に利用しても良い。
【００５４】
図１１は尿量測定中に大便を排泄された時の水位変化挙動を示す図である。尿量に比して大便は質量が大きいため、Ｗ部において連続性のない水位挙動が発生している。その場合、推定された尿量は測定誤差を含んでいるため、連続性のない水位挙動を検出した場合は、使用者に対して測定値精度に疑念があることを開示した上で推定された尿量が開示される。推定された尿量は使用者に表示された後、大便の排泄とトイレットペーパーの便器への投入禁止が消灯され、次いで溜水に触れた圧力検出手段は洗浄され、リム面近傍への収納がなされるようになっている。洋風大便器中の溜水が過度に蒸発してしまうことを避けるために、便ふたを閉じることを、大便の排泄とトイレットペーパーの便器への投入禁止の消灯に合わせて使用者に開示してもよい。
【００５５】
図１２は本発明の動作事例を示すシステムブロック図の１実施例である。市水より供給された水は、洋風大便器背部のロータンクに給水され、排泄物を洋風大便器から下水に排出するために使用される。ロータンクに蓄えられた水は、計測部のコントローラの指示するポンプ１の動作によって給水部（ストレーナ）を介して吸引され、採尿部内のノズルから洋風大便器の溜水に向けて吐出される。吐出された水は水位測定手段の前洗浄、後洗浄、および、トラップ部を満水とするための補給水として使用される。採尿部は洋風大便器に係止され、計測部のコントローラ指示により、溜水部に向けて移動するようになっている。また、洋風大便器の溜水の一部は、計測部のコントローラの指示するポンプ２の動作によって給水部（ストレーナ）を介して吸引され、溜水備蓄容器に貯えられる。貯えられた水は、測定シーケンス終了後洋風大便器に戻され、通常の便器の汚物排出と共に下水に向けて排出される。なおロータンクと溜水の配管系に設けられたストレーナは、使用者や定期的なメンテナンス従事者の手によってつまりを清掃され、水の流れに支障が発生しないようになっている。
【００５６】
図１３は本発明の溜水の吸水位置を示す断面図である。ホース部材４ａが着水して停止する溜水吸水高さＸは、洋風大便器の溜水トラップ切れ高さＹより高い位置に配置されているため、万一給水量が多くなってしまったり、蒸発等の原因で溜水がすくなくなっていた場合でもトラップの水切れが発生せず、下水配管中の臭気逆流の問題などが発生しないようになっている。
【００５７】
図１４は本発明のホース部材の他の実施例を示す斜視図である。ホース部材４の下端は洋風大便器に着水し、導圧管４１が溜水の水位変化を内部の圧力変化として、図示していない圧力センサーに導くようになっている。また内部には足手順日のために備蓄容器に溜水を吸引し、測定終了後は備蓄容器から洋風大便器側に水を戻すための吸排水管４２も配置されている。ホース部材４が圧力センサーに対する導圧路となっている場合、例えば女性排尿時の飛沫がホース部材４に衝突した場合、圧力測定値に対してノイズとなる恐れがある。本例のように、導圧管４１の周囲に空気層を介してホース部材４を構成した場合、前記のように測定中に尿などが被水・衝突してもノイズとして認識される恐れが無くなる。尿飛沫の衝突を圧力挙動として検出することが無くなり、結果として図１５で示したような測定中の大便による不連続挙動と前記尿飛沫の衝突を誤認する恐れが無くなる。
【００５８】
図１５は本発明の溜水取り除き手段の第二の実施例を示す断面図である。溜水３３中に配置されたホース部材４ｂから吐出された水流３６が、トラップ部３５に流入した場合、ベルヌーイの定理によりトラップ部３５は減圧され、溜水３３はトラップ部を経てその一部を下水に排出することができる。本例ではホース部材４ｂから水流が供給されているが、溜水底部の便器から吐水を図っても良い。トラップ３５の部分を減圧すると溜水がサイホン現象を起こすことになるが、減圧ポンプを配置するだけでなく、水の流れを利用する本方法でも良い。
【００５９】
図１６は本発明の溜水取り除き手段の第三の実施例を示す断面図である。洋風大便器に当接する便座３７と便ふた３８の間から、溜水３３に向けて空圧が印可され、その圧力によって溜水の一部を下水に排出するようになっている。
【００６０】
図１７は本発明の溜水取り除き手段の第四の実施例を示す断面図である。溜水３３の中に所定体積の容器５１が沈められ、溜水の一部を下水に排出するようになっている。容器５１の内部にはおもりが設けられ、容器５１が浮き上がってこないようになっている。容器５１の構成としては、所定体積を有する物体であっても良いが、供給される空気圧力によって膨らむ略風船状のものであるとすると、収納するときの占有体積を小さくすることができる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成したので、尿量推定手段の動作中に尿が洋風大便器ユニットから下水配管に逃げることが無く、尿量がそのまま溜水水面の変位量となるため、尿量を正確、かつ、高精度に把握することができる。また、本発明は、尿量測定手段を利用しない使用者に対して溜水面サイズが小さくなって汚れが付着しやすくなるなど便器としての使い勝手低下が発生しないので利便である。更に、本発明は、測定開始操作と同時に排尿しても、前記トラップ部からの尿流出を生じることが無く精度の高い測定が可能であるとともに、溜水量が少なくなる時間が生じないので、下水配管からの水封が切れてしまう恐れがなく、特に、溜水量の少ない一般に洗い落とし式と呼ばれる便器に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の洋風大便器の数学的モデル図である。
【図２】本発明の水位測定手段の第一の実施例を示す正面方向断面図である。
【図３】本発明の水位測定手段の第二の実施例を示す正面方向断面図である。
【図４】本発明の水位測定手段の第二の実施例を示す側面方向断面図である。
【図５】使用者の尿流速変動を示すグラフである。
【図６】本発明の溜水取り除き手段の実施例を示す正面方向断面図である。
【図７】溜水部水位変動の第一の実施例を示すグラフである。
【図８】溜水部水位変動の第二の実施例を示すグラフである。
【図９】溜水部水位変動の第三の実施例を示すグラフである。
【図１０】本発明の動作事例を示すフローチャート図である。
【図１１】尿量測定中に大便を排泄された時の水位変化挙動を示す図である。
【図１２】本発明の動作事例を示すシステムブロック図の１実施例である。
【図１３】本発明の溜水の吸水位置を示す断面図である。
【図１４】本発明のホース部材の他の実施例を示す斜視図である。
【図１５】本発明の溜水取り除き手段の第二の実施例を示す断面図である。
【図１６】本発明の溜水取り除き手段の第三の実施例を示す断面図である。
【図１７】本発明の溜水取り除き手段の第四の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…水位測定手段
２…ケース
３…リムカバー
４…ホース部材
４ａ…ホース部材
４１…導厚管
４２…吸排水路
６…回動アクチュエータ
７…洗浄ノズル
８…吸引ポンプ
９…溜水備蓄容器
１０…備蓄水
１１…圧力測定手段
１２…圧力導入管
１３…圧力伝達用充填材
１４…圧力センサー
１５…固定用充填材
１６…待機開放管
３１…洋風大便器
３２…ボール面
３３…溜水
３４…リム面
３５…トラップ部
３６…水流
３７…便座
３８…便ふた
３９…空圧
５１…容器
１０１…膀胱
１０２…尿路
Ａ…溜水部の面積
ｃ…トラップ部からの単位時間流出量
ｑ…尿流速、単位時間当りの尿流入量
Ｑ…溜水部の容積
Ｒ…膀胱に溜まっている尿の容積
ｒ…水位上昇による単位時間流出量
ｔ…時間
Ｗ…大便の恐れがある部分
ｘ…水位
Ｘ…溜水吸水高さ
Ｙ…溜水トラップ切れ高さ
η…溜水量増加が単位時間当りで流出する時の係数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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