(57)【要約】【課題】  尿中に含まれる特定成分の高精度な定性・定量測定を実施可能とすることにより、便器としての使い勝手を劣化させることなく、衛生的、かつ、デザイン性に優れた採尿機構部を有する便器ユニットを実現する。【解決手段】  使用者の尿を下水に対して排出するための水封手段としての溜水およびトラップと、溜水を貯えるボール面と、溜水の水位を変える水位可変手段と、使用者の尿を採取するための採尿手段とを有する便器ユニットにおいて、採尿手段は前記ボール面に構成されると共に、採尿手段は尿採取動作時以外には溜水水位より下方に位置し、尿採取動作時は溜水水位位置より上方となるよう、溜水の水位可変手段を制御するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者が排泄した尿を受け且つ溜水を貯えるボールと、前記溜水を下水に排出する排水トラップと、前記溜水の水位を変える水位可変手段と、使用者の尿を採取する採尿手段とを有する便器ユニットにおいて、
前記採尿手段は前記ボールの表面に面して設けられると共に、前記採尿手段は尿採取動作時以外には溜水の水位より下方に位置し、尿採取動作時は溜水の水位より上方となるよう、前記水位可変手段を制御することを特徴とする便器ユニット。
【請求項２】
前記採尿手段と尿分析手段との間の配管経路は、前記溜水の水位が採尿手段よりも下方位置にある時に限り、使用者の操作および／または尿検知を元に尿採取動作を実施するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の便器ユニット。
【請求項３】
前記溜水の水位を変える水位可変手段は、前記トラップに対して発生するサイホン現象、および／または前記溜水と下水配管間水路の開閉によるもの、および／または前記溜水の吸引によるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の便器ユニット。
【請求項４】
尿は前記サイホン現象を発生させるための、ゼット吐水配管から採取することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の便器ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排泄された尿中に含まれる特定成分に関する定量・定性測定を実施することができる便器ユニットに関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来の尿中に含まれる特定成分に関する便器ユニットとしては、便器ボール面中の乾燥面に採尿口を設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、便座に配置された伸縮機構を利用して、採尿部分を便器ボール面中に駆動するものもある（例えば、特許文献２参照）。
さらに、便座の回動に合わせた採尿部分の移動が発生しないよう、便器リム面に採尿機構部材を係止するものもある（例えば、特許文献３参照）。
しかし、この場合も便器・便座の開口部分を小さくしてしまい、男子の陰茎が採尿機構部に触れる恐れがあり、あまり衛生的ではない。
【特許文献１】特開平６−２３０００６号公報
【特許文献２】特公平１−５４６６６号公報
【特許文献３】特開平９−２２９９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、例えば特許文献１のような場合、採尿口に対して測定対象としている尿だけでなく、大便や便器洗浄のために使用された洗剤が侵入して、測定結果精度や機構に対する動作信頼性を低下させる恐れがあるという問題があった。
【０００４】
また、特許文献２のような場合も、測定対象だけを採取できる反面、例えば男子小用時に便座を立てると、尿や洗浄液の飛沫が便座の着座面に落下して不衛生であったり、男子小用時に便座を立てた状態では、採尿手段に付着した尿起因の尿石なとの付着を容易に視認できるため、使用者に不快感を与えてしまうという問題があった。
【０００５】
さらに、特許文献３のような場合も、便器・便座の開口部分を小さくしてしまい、男子の陰茎が採尿機構部に接して不衛生になったり、便座開口が小さいことに伴う圧迫感を使用者にあたえたり、便器リム面の汚れを容易に清掃することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、尿中に含まれる特定成分の高精度な定性・定量測定を実施可能とすると共に、便器としての使い勝手を劣化させることなく、衛生的、かつ、デザイン性に優れた、採尿機構部を有する便器ユニットを実現する方法を示すものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明によれば、使用者の尿が排泄される溜水と、前記溜水を貯えるボール面と、前記溜水を下水に対して排出するための水封手段としてのトラップと、前記溜水の水位を変える水位可変手段と、使用者の尿を採取するための採尿手段とを有する便器ユニットにおいて、前記採尿手段は前記ボール面に構成されると共に、前記採尿手段は尿採取動作時以外には溜水水位より下方に位置し、尿採取動作時は溜水水位位置より上方となるよう、前記溜水の水位可変手段を制御することを特徴とすることにより、便器に採尿手段が組付けられていることが目立たずデザイン的に優れているだけでなく、採尿手段は溜水によって常に洗浄されているため衛生的に、排泄された尿を確実に後工程としての特定成分訂正・定量測定手段に対して送出することができる。
【０００８】
また、請求項２記載の発明によれば、前記採尿手段と採取した尿の分析手段との間の配管経路は、前記溜水の水位が採尿手段よりも下方位置にある時に限り、使用者の操作および／または尿検知を元に尿採取動作を実施するよう制御することを特徴とすることにより、誤って採尿手段が溜水などを吸引することによる測定誤差の発生を防止することができ、尿中に含まれる特定成分の高精度な定性・定量測定を実施可能とすることができる。
【０００９】
また、請求項３記載の発明によれば、前記溜水の水位を変える水位可変手段は、前記トラップに対して発生するサイホン現象、および／または前記溜水と下水配管間水路の開閉によるもの、および／または前記溜水の吸引によるものであることを特徴とすることにより、サイホン現象を利用した高速排水と、水路開閉による確実な排水を、求められる製品使用に合わせて任意に選定したり、組み合わせて使用することにより、溜水の水位変化と水位変化に要する時間設定を容易に実施することができる。
【００１０】
また、請求項４記載の発明によれば、尿は前記サイホン現象を発生させるための、ゼット吐水配管から採取することを特徴とすることにより、便器に対して特別な機構を組み込むことなく採尿手段を構成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、尿中に含まれる特定成分の高精度な定性・定量測定を実施可能とすると共に、便器としての使い勝手を劣化させることなく、衛生的、かつ、デザイン性に優れた採尿機構部を有する便器ユニットを実現するという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について、以下に図面を用いて詳説する。
【００１３】
図１は、本発明の尿採取手段を組み込んだ便器ユニットの実施例を示す斜視図である。
便器ユニット１は洋風大便器１１と、便座２１と便ふた２２を回動自在に係止した機能ケース２によって構成されている。機構占有スペースが不足する場合は、便器ユニット１の背部や配管部材で連結された機構ユニットキャビネットを追加で設けても良い。洋風大便器１１の内側には、使用者の排泄物を受ける溜水１３を貯えるボール面１２が構成されている。ボール面１２の上方には、便座２１と当接するリム面１４が形成されている。溜水１３はトラップ部１５を介して図示しない下水配管と連通している。ボール面１２の底部には、トラップ部１５に吐水方向を向けているゼット吐水ノズル３１が構成されている。ゼット吐水ノズル３１からの吐水はトラップ部１５に対して負圧を発生させ、溜水１３を下水配管に送出するようになっている。
【００１４】
またボール面１２の底部近傍に設けられた採尿ユニット５０または６０、および、前述のゼット吐水ノズル３１は、後述の方法によって排泄された尿中に含まれる特定成分の定性・定量測定に関するセンシング手段に送出されるようになっている。センシング手段は便器ユニット１の内部にバイオセンサーをはじめとする生化学センサーとして組み込まれても良いし、他の大型臨床検査装置で測定すべく検体を採取して容器に所定量だけ備蓄するような方法であっても良い。
【００１５】
図２は、本発明の便器ユニットの第一の実施例を示す断面図である。
洋風大便器１１の内側にはボール面１２が形成され、底部に設けられたゼット吐水ノズル３１はトラップ部１５に吐水方向を向けている。ゼット吐水ノズル３１からの吐水はトラップ部１５に対して負圧を発生させ、発生したサイホン現象によって、溜水１３を下水配管に送出するようになっている。ボール面１２の上部にはリム吐水ノズル３２が構成され、溜水を補給するようになっている。同じくボール面１２の上方には、前述の便座と当接するリム面１４が形成されている。ゼット吐水ノズル３１とリム吐水ノズル３２への給水は、水路切替手段３から供給されるようになっている。水路切替手段３とゼット吐水ノズル３１をつなぐ水路の途中には分岐口３３が設けられ、排水ソケット１６との間に分岐路３４が構成されている。三方弁Ａ３４にはリム面を殺菌するための電解水供給手段と接続されており、ボール面１２中にゼット吐水ノズル３１を介して市水由来の次亜塩素イオンを供給できるようになっている。検体採取に先だって次亜塩素イオンによってボール面１２は殺菌される。溜水水位を下げる方法としては前述のサイホン現象を利用すると、短時間に水位を下げることができる。他の方式としては、ゼット吐水ノズル３１と排水ソケット１６との間の水路を連通して、排水を行っても良い。この方法を採用した場合、水位変化に要する時間は長くかかるものの、確実に水位を下げきることができる。各々の方法を単独で選定しても良いし、水位変化時間と水位変化量の確実性の両立を狙う場合は、両者を組み合わせて採用しても良い。
【００１６】
三方弁Ｂ３５は後工程としての、尿中に含まれる特定成分の定性・定量測定に関するセンシング手段に尿を送出するようになっている。三方弁Ｃの一端は前述の水を排水ソケット１６経由で下水に排出すべく構成され、合わせてボール面１２に排出された尿４の水位ヘッドを測定すべく、導圧路４２を介して圧力センサー４３が取付けられている。ボール面１２の形状は固定であるから、水位の測定値が尿量に換算演算できるようになっている。
【００１７】
図３は、本発明の便器ユニットの第一の実施例を示す動作シーケンス図である。
使用者が測定準備開始操作を実施すると、トラップ部に向けてゼット吐水が行われ、サイホン現象の発生によって溜水水位が低下する。ボール面に対して殺菌を行うための次亜塩素イオンを含む水が電解水供給手段より供給された後、ボール面と排水ソケット管の管路が連通し、残水が全て排水ソケットに向けて送出される。排水効率を考えると、図２の例で示したようなヘッド差だけで排出する方法だけでなく、ポンプを利用した排水手段の作動であっても良い。溜水が全て抜けた状態で、準備中表示は測定中表示に変わる。また測定準備開始操作をトリガーとして、機能ユニットに設けられる図示しない脱臭手段を作動させて下水臭気を処理したり、水路切替手段からの分岐水が排水ソケットを介して下水に向けて吐水されることによって下水臭気の上昇を防止しても良い。測定中表示に合わせて使用者が排尿すると、ボール面中の尿による水位上昇が発生する。合わせて他のセンシング手段に尿を送出したり、検体容器に尿を備蓄するための尿採取手段が所定量分だけ作動して、センシングに必要な尿検体が採取される。
【００１８】
尿検体の送出方法としては、自吸式で、かつ尿中に含まれる細胞などのに損傷が発生しにくく、視認検査への問題が発生しにくいシリンジポンプ方式が推奨される。便器ボール面内の水位変化は圧力センサーなどの水位測定手段で測定され、便器の水位位置毎の断面積データによって尿量変化に換算される。水位変化の最高点が排泄尿量として測定される。水位変化から換算した尿量の時間毎の変化量は、尿流速または尿流率と称される指標であり、前立腺肥大に代表される泌尿器系疾病の管理に使用することもできる。測定された尿量は、尿検体のセンシング手段によって測定された特定成分濃度を乗じることによって、使用者が排泄した特定成分の実排泄量としてもよい。
【００１９】
例えば特定成分をナトリウムイオン濃度とすると、尿量を乗じることによって、塩分排泄量を演算することができるが、ヒトは摂取塩分量の約９０％を排泄するという特質から摂取塩分量を推定することが可能である。この摂取塩分量は『健康日本２１運動』で提唱されている一般の方は１０ｇ以下、高血圧症患者は７ｇ以下に管理するべきとされる摂取塩分量のコントロールに使用することができる。
【００２０】
なお尿検体に対するセンシングを実施すべく排尿している時に、誤って大便を排泄してしまった時は水位測定値の振幅・周波数が尿だけの時と比べてことなるため、検体採取を中止し、電解水による尿採取手段の洗浄工程に移行することで尿採取手段の動作信頼性低下を防止することができる。
【００２１】
使用者が表示された測定値を確認したり、本発明には含まれない他のサービスなどとの連携に向けて測定データを通信したり、あるいは測定結果を測定時間などと共に他の医療・健康関係従事者の指導を仰ぐべくプリントアウトされる。使用者が便器洗浄操作を実施すると、表示は再び準備中に変わる。リム吐水が行われ、溜水水位が溢流水位に上昇しきった状態でゼット吐水によるサイホン現象が発生して溜水と共に尿が下水に排出された後、リム吐水によって溜水水位が溢流水位に復帰する。同時に実施される本発明では詳述しない特定成分センシング手段の洗浄などが完了することと、準備中表示は測定可表示に切り替わることになる。
【００２２】
図４は、本発明の便器ユニットの第一の実施例を示すシステムブロック図である。
大きく便器部と機能部に分割することができる。便器部に溜水に対してサイホン現象を発生させるためのゼット吐水ノズルが溜水中に設けられ、溜水を補給する目的でリム吐水ノズルが設けられている。機能部に供給された市水は機構系に影響を与えないよう異物を除去するストレーナを内在する給水部を介して、水路切替手段に供給される。水路切替手段は便器部の排泄物下水排出のためのゼット吐水ノズルとリム吐水ノズル、下水配管からの臭気上昇防止用の排水ソケット、および、機能部の尿検体採取のための採尿手段を洗浄するための電解水供給手段に水を順次供給する。
【００２３】
制御手段は水路切替手段、電解水供給手段、水位測定手段、採尿手段、および、センシング手段をコントロールすると共に、測定演算結果を通信手段経由で操作・表示部に伝送する。通信手段は有線伝送だけでなく、赤外線や電波などを利用した無線伝送であっても良い。
なおセンシング手段は機能部中に存在しても良いが、他の大型臨床検査器などと連携するための検体容器を介したものであっても良い。
【００２４】
図５は、本発明の便器ユニットの第二の実施例を示す断面図である。
採尿ユニット５０はボール面１２に設けられた穴を貫通して固定されている。溜水１３は前述のサイホン現象によって水位が下がった状態を示しており、溜水１３水位が下がった時のみ採尿ユニット５０は露出するようになっている。採尿器５１は溜水に没している時は、閉止弁体５６によって水封が行われている。採尿器５１の先端には伸出時に開動する採尿ふた５２と、直接尿が侵入する部分にストレーナ５３が設けられている。溜水１３の水位が下がると、採尿器５１は使用者の尿を採取すべく、ボール面１２の中央に向けてモータ５４の回転を伝達するリードスクリュー５５によって伸出する。使用者の尿は直接、採尿器５１中に入る。採尿が終了すると、採尿器５１はモータ５４の回転を伝達するリードスクリュー５５によってボール面１２側に収納され、弁体５７を介して後工程としてのセンシング手段に送出されるようになっている。
【００２５】
本例では採尿ユニット５０とセンシング手段を別体構成としているが、採尿器５１中にセンシング手段を組み込むものであっても良い。複数の測定項目がある時に、採尿ユニットを複数ボール面１２に構成しても良い。また採尿器５１の伸縮機構として、リードスクリューだけでなくタイミングベルトやラック・ピニオンなどの構成を採用しても良い。
【００２６】
図６は、本発明の便器ユニットの第三の実施例を示す断面図である。
採尿ユニット６０はボール面１２に設けられた穴を貫通して固定されている。溜水１３は前述のサイホン現象によって水位が下がった状態を示しており、溜水１３水位が下がった時のみ採尿ユニット６０は露出するようになっている。採尿器５１は溜水に没している時は、採尿器６１とシリンダ６８の間で水封が行われている。採尿器６１の先端には体温を推定するために尿温度を測定する手段としてのサーミスタ６２が設けられている。直接尿が侵入する部分にストレーナ６３が設けられている。溜水１３の水位が下がるり、サーミスタ６２が温度上昇に伴う排尿を検知すると、採尿器６１は使用者の尿を採取すべく、ボール面１２中にモータ５４の回転を伝達するリードスクリュー６５によって伸出する。使用者の尿は便器のボール面１２を介して間接的に採尿器６１中に入る。後工程としてのセンシング手段に送出する量を採取した採尿器６１は、モータ６４の回転を伝達するリードスクリュー６５によって収納される。採尿器６１はシリンジポンプ構成となっており、採尿器６１のシリンダ６８部に侵入した尿は、モータ６６の回転によって上下移動するピストン６７によって、採取された尿は後工程としてのセンシング手段に送出されるようになっている。
【００２７】
なお、採尿器６１とピストン６７の関係において、上端部ではシールが切れており、尿は採尿器６１中に流入しやすいよう配慮されている。また採尿実施時にピストン６７は採尿器６１の上方に移動しており、電解水洗浄によって採尿器６１の内側に付着した水滴は、便器ボール面１２側に押し出されるようになっている。
【００２８】
本例では採尿ユニット５０とセンシング手段を別体構成としているが、採尿器５１中にセンシング手段を組み込むものであっても良い。ピストン６７による送出を利用して、フロー方式のセンシングを実現することもできる。複数の測定項目がある時に、採尿ユニットを複数ボール面１２に構成しても良い。また採尿器５１の伸縮機構として、リードスクリューだけでなくタイミングベルトやラック・ピニオンなどの構成を採用しても良い。
【００２９】
図７は、本発明の便器ユニットの第二および第三の実施例を示す動作シーケンス図である。
使用者が測定準備開始操作を実施すると、トラップ部に向けてゼット吐水が行われ、サイホン現象の発生によって溜水水位が低下する。採尿手段に対して殺菌を行うための次亜塩素イオンを含む水が電解水供給手段より供給された後、残水が全て排水ソケットに向けて送出される。溜水水位が下がり、採尿ユニットが露出した状態になると、準備中表示は測定中表示に変わる。また測定準備開始操作をトリガーとして、機能ユニットに設けられる図示しない脱臭手段を作動させて下水臭気を処理したり、水路切替手段からの分岐水が排水ソケットを介して下水に向けて吐水されることによって下水臭気の上昇を防止しても良い。測定中表示に合わせて使用者が排尿すると、ボール面中の尿による水位上昇が発生する。合わせて他のセンシング手段に尿を送出したり、検体容器に尿を備蓄するための尿採取手段が所定量分だけ作動して、センシングに必要な尿検体が採取される。尿採取手段駆動のトリガーは水位低下だけでなく、尿温度検出や導電率測定による尿検知をトリガーとしても良い。
【００３０】
尿検体の送出方法としては、自吸式で、かつ尿中に含まれる細胞などの損傷が発生しにくく、視認検査への問題が発生しにくいシリンジポンプ方式が推奨される。便器ボール面内の水位変化は圧力センサーなどの水位測定手段で測定され、便器の水位位置毎の断面積データによって尿量変化に換算される。水位変化の最高点が排泄尿量として測定される。水位変化から換算した尿量の時間毎の変化量は、尿流速または尿流率と称される指標であり、前立腺肥大に代表される泌尿器系疾病の管理に使用することもできる。測定された尿量は、尿検体のセンシング手段によって測定された特定成分濃度を乗じることによって、使用者が排泄した特定成分の実排泄量としてもよい。
【００３１】
なお、尿検体に対するセンシングを実施すべく排尿している時に、誤って大便を排泄してしまった時は水位測定値の振幅・周波数が尿だけの時と比べてことなるため、検体採取を中止し、電解水による尿採取手段の洗浄工程に移行することで尿採取手段の動作信頼性低下を防止することができる。使用者が表示された測定値を確認したり、本発明には含まれない他のサービスなどとの連携に向けて測定データを通信したり、あるいは測定結果を測定時間などと共に他の医療・健康関係従事者の指導を仰ぐべくプリントアウトされる。使用者が便器洗浄操作を実施すると、表示は再び準備中に変わる。リム吐水が行われ、溜水水位が溢流水位に上昇しきった状態でゼット吐水によるサイホン現象が発生して溜水と共に尿が下水に排出された後、リム吐水によって溜水水位が溢流水位に復帰する。同時に実施される本発明では詳述しない特定成分センシング手段の洗浄などが完了することと、準備中表示は測定可表示に切り替わることになる。
【００３２】
図８は、本発明の便器ユニットの第二および第三の実施例を示すシステムブロック図である。
大きく便器部と機能部に分割することができる。便器部に溜水に対してサイホン現象を発生させるためのゼット吐水ノズルが溜水中に設けられ、溜水を補給する目的でリム吐水ノズルが設けられている。機能部に供給された市水は機構系に影響を与えないよう異物を除去するストレーナを内在する給水部を介して、水路切替手段に供給される。水路切替手段は便器部の排泄物下水排出のためのゼット吐水ノズルとリム吐水ノズル、下水配管からの臭気上昇防止用の排水ソケット、および、機能部の尿検体採取のための採尿手段を洗浄するための電解水供給手段に水を順次供給する。制御手段は水路切替手段、電解水供給手段、水位測定手段、採尿手段、および、センシング手段をコントロールすると共に、測定演算結果を通信手段経由で操作・表示部に伝送する。通信手段は有線伝送だけでなく、赤外線や電波などを利用した無線伝送であっても良い。
なおセンシング手段は機能部中に存在しても良いが、他の大型臨床検査器などと連携するための検体容器を介したものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の、採取手段を組み込んだ便器ユニットを示す斜視図である。
【図２】本発明の便器ユニットの第一の実施例を示す断面図である。
【図３】本発明の便器ユニットの第一の実施例を示す動作シーケンス図である。
【図４】本発明の便器ユニットの第一の実施例を示すシステムブロック図である。
【図５】本発明の便器ユニットの第二の実施例を示す断面図である。
【図６】本発明の便器ユニットの第三の実施例を示す断面図である。
【図７】本発明の便器ユニットの第二および第三の実施例を示す動作シーケンス図である。
【図８】本発明の便器ユニットの第二および第三の実施例を示すシステムブロック図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…便器ユニット
２…機能ケース
３…水路切替手段
４…尿
１１…洋風大便器
１２…ボール面
１３…溜水
１４…リム面
１５…トラップ部
１６…排水ソケット
２１…便座
２２…便ふた
３１…ゼット吐水ノズル
３２…リム吐水ノズル
３３…分岐口
３４…分岐路
３５…三方弁Ａ
３６…三方弁Ｂ
３７…三方弁Ｃ
４１…溢流水位
４２…導圧路
４３…圧力センサー
５０…採尿ユニット
５１…採尿器
５２…採尿ふた
５３…ストレーナ
５４…モーター
５５…リードスクリュー
５６…閉止弁体
６０…採尿ユニット
６１…採尿器
６２…サーミスタ
６３…ストレーナ
６４…モーター
６５…リードスクリュー
６６…モーター
６７…ピストン
【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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