JP4857868B2 - 生体情報測定便器 - Google Patents

Description

本発明は、洋式便器を利用して被験者の排尿量や尿量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。

従来の生体情報測定便器としては、一般の洋式便器に排泄された尿をボール内に回収し、ボール内の溜水の水量が尿によって変化するのを計測して排尿量を算出するものがある。この場合、尿を貯留するスペースをボール内に確保する手段として、ボール内の溜水を予め下げた後、測定開始するという方式が提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。

一方、従来の洋式便器には、ボール底部の排水口から便器後方へ筒状のトラップ部が延設され、トラップ部後端の自由端部が上下回動可能に支持されたものもある（例えば、特許文献３参照。）。この便器の場合、トラップ部後端の自由端部を下方へ回動させることにより、ボール内に排泄された排泄物は溜水とともに自由端部から下水配管に向けて排出される。

特開平８−２９９３４８号公報 国際公開第２００４／１１３６３０号パンフレット 特開２００４−２９３１４７号公報

特許文献１，２に記載された生体情報測定便器（排泄量測定装置、大便器ユニット）の場合、尿量測定終了時のボール内の溜水は、測定開始水位をトラップの溢流水位よりも下げているため、溜水水位とボール面間の溜水深さ（封水深）が比較的浅くなっており、かつ、排尿後の溜水水位も排尿量によって変化するため、尿量測定終了後、そのままの状態で便器洗浄を行うと、トラップに発生するサイホン現象の強度にバラツキが生じて洗浄不良が生じることがある。即ち、便器のボール面が排泄物の付着で汚れたり、ボール内の排泄物が完全に排出されなかったり、または、排泄物が排出途中で詰まって汚水が便器外に溢れてしまったりすることがある。

一方、特許文献３に記載された便器装置の場合、ボール内の溜水は、トラップ部の自由端部を下方へ回動させることにより全て下水配管に向けて排出される方式であるため、排泄された尿をボール内へ貯留して尿量測定を行うことはできない。

本発明が解決しようとする課題は、洋式便器の排泄物排出機能を低下させることなく、簡便な操作で、高精度の尿量測定を行うことができる生体情報測定便器を提供することにある。

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、
前記ボールの底部に接続され溢流水位を設定するための移動可能な自由端部を備えたトラップと、
前記自由端部と下水配管とを大気と区画して連通させる接続室と、
前記自由端部を前記接続室内で移動させる移動手段と、を有し、
前記自由端部の移動により前記ボール内の排泄物などを前記下水配管へ排出する生体情報測定便器であって、
前記ボールと前記トラップとによって貯留される溜水の水位を水頭圧によって計測する水位測定手段を設け、
前記トラップ内の溜水水位と同じ高さにある溢流水位を、前記自由端部を前記移動手段で移動させることによって前記溜水水位より高い位置に設定した状態において、前記ボール内へ排泄された尿による前記溜水水位の変化量を前記水位測定手段で計測し、
予め記憶された溜水量と溜水水位との関係より、
少なくとも排尿量を含む排尿情報を測定することを特徴とする。

このような構成とすれば、トラップ内の溜水水位と同じ高さにある溢流水位を、トラップの自由端部を移動させることによって前記溜水水位より高い位置に設定した後、排尿量の測定を行うので、トラップ内の溜水を全く減らすことなく、トラップ内に排泄された尿を貯留する範囲を確保して、尿量測定を行うことができる。このため、尿量測定終了後、そのままの状態で便器洗浄を行っても溜水量は減少していないのだから、便器洗浄に関する不具合が発生せず、洋式便器の排泄物排出機能を低下させることがない。また、トラップの自由端部を移動させるだけで測定開始水位を正確に設定することができるため、簡便な操作で、高精度の尿量測定を行うことができる。

ここで、前記下水配管内の圧力変動に起因する前記接続室内の圧力変動を計測する気圧センサを設け、排尿時に前記気圧センサで計測される前記圧力変動の計測値に基づいて前記水位測定手段による溜水水位の計測値の補正を行うことが望ましい。このような構成とすれば、下水配管内に圧力変動が生じた場合でも、圧力変動によって変化した溜水水位を、圧力変動のない状態に補正換算することができるため、高精度の尿量測定を行うことができる。

また、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、
前記ボールの底部に接続され溢流水位を規定する移動可能な自由端部を下水配管側端部に備えたトラップと、
前記自由端部と下水配管とを大気と区画して連通させる接続室と、
前記自由端部を前記接続室内で移動させる移動手段と、を有し、
前記自由端部の移動により前記ボール内の排泄物などを前記下水配管へ排出する生体情報測定便器であって、
前記ボールと前記トラップによって貯留される溜水の水位を水頭圧によって計測する水位測定手段と、
前記自由端部の開口部を開閉する排水管路開閉手段と、を設け、
前記トラップ内の溜水水位と同じ高さにある溢流水位を、前記自由端部を前記移動手段で移動させることによって前記溜水水位より高い位置に設定し、
前記排水管路開閉手段で前記開口部を気密状に閉止した状態において、前記ボール内へ排泄された尿による前記溜水水位の変化量を前記水位測定手段で計測し、予め記憶された溜水量と溜水水位との関係より、
少なくとも排尿量を含む排尿情報を測定することを特徴とする。このような構成とすれば、下水配管内に圧力変動に起因して接続室内の圧力が変動しても、溜水水位が変動しないため、高精度の尿量測定を行うことができる。

また、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、
前記ボールの底部に接続され溢流水位を規定する移動可能な自由端部を下水配管側端部に備えたトラップと、
前記自由端部と下水配管とを大気と区画して連通させる接続室と、
前記自由端部を前記接続室内で移動させる移動手段と、を有し、
前記自由端部の移動により前記ボール内の排泄物などを前記下水配管へ排出する生体情報測定便器であって、
前記自由端部の開口部を開閉する排水管路開閉手段と、
前記排水管路開閉手段で前記開口部を気密状に閉止したとき前記自由端部内に形成される密閉空間内の圧力を計測するトラップ背圧測定手段と、
前記トラップ背圧測定手段による前記圧力を溜水水位に換算する溜水水位変換手段と、を設け、
前記トラップ内の溜水水位と同じ高さにある溢流水位を、前記自由端部を前記移動手段で移動させることによって前記溜水水位より高い位置に設定し、
前記排水管路開閉手段で前記開口部を気密状に閉止した状態において、
ボール内へ排泄された尿による前記密閉空間内の圧力変化量を前記トラップ背圧測定手段で計測し、
得られた計測値を前記溜水水位変換手段で換算することによって前記溜水水位の変化量を求め、予め記憶された溜水量と溜水水位との関係より、少なくとも排尿量を含む排尿情報を測定することを特徴とする。このような構成とすれば、トラップ内にある尿混じりの溜水に水位測定手段が接触することなく溜水水位を計測することができる。このため、溜水に含まれる尿成分による水位測定手段の腐食、劣化を防止することができる。

本発明により、洋式便器の排泄物排出機能を低下させることなく、簡便な操作で、高精度の尿量測定を行うことができる生体情報測定便器を提供することができる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の第一実施形態である生体情報測定便器を示す斜視図、図２は図１に示す生体情報測定便器のシステムブロック図、図３は図１に示す生体情報測定便器の垂直断面図、図４は図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、図５は前記生体情報測定便器が尿量測定状態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便器洗浄開始したときの垂直断面図、図７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である。

図１，図２に示すように、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、尿量測定機などの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。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、溜水水位補正手段４１が接続されている。なお、採尿ユニット１８および衛生洗浄装置２３は、本発明に係る生体情報測定便器を構成する必須要件ではない。

図２，３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内を洗浄する給水手段３４を構成する給水ノズル２４と、大気と区画された接続室２６を介してボール１６と下水配管３５とを連通するとともに、便器洗浄時以外は下水配管３５との連通を滞留水で遮断する水封を行なうための溜水Ｗ１を貯留するトラップ２５と、溢流水位Ｆを設定するため接続室２６内に位置するトラップ２５の下水配管３５側端部に設けられた移動可能な自由端部２５ａと、を有し、この自由端部２５ａを移動手段２８で移動させることによりボール１６内の排泄物などを下水配管３５へ排出したり、測定開始水位を設定したりする。

トラップ２５の自由端部２５ａは可撓性を有する管材で形成され、接続室２６内に移動可能に配置されており、トラップ位置検出手段３７でその位置を検出しながら、移動手段２８により移動される。接続室２６の天井部には、自由端部２５ａの開口部２５ｂを開閉する排水管路開閉手段２９が設けられ、排水管路開閉手段２９を貫通して配管された通気管３０の上部に三方弁３１が取り付けられている。三方弁３１には、トラップ背圧測定手段３３および大気連通管３２が取り付けられ、切替機構３１ａにより、通気管３０とトラップ背圧測定手段３３とを連通させたり、トラップ背圧測定手段３３と大気連通管３２とを連通させたりすることができる。

本実施形態の生体情報測定便器１０においては、トラップ２５内の溜水Ｗ１と同じ高さにある溢流水位Ｆを、移動手段２８で自由端部２５ａを上昇させることによって溜水水位Ｗ１Ｌより高い位置へ移動させた後、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、トラップ背圧測定手段３３または水位測定手段２７で計測して排尿量を測定する。トラップ背圧測定手段３３は気圧センサである。また、図３に示す水位測定手段２７は、溜水Ｗ１の水位によって生じる水頭圧を圧力センサで計測して相当する水位を求めるものである。

ここで、図４〜図７を参照しながら、尿量測定手順について説明する。図４に示すように、洋式便器１１が待機状態にあるとき、トラップ２５の自由端部２５ａは接続室２６において開口部２５ｂを上に向けた傾斜状態にあり、開口部２５ｂは排水管路開閉手段２９から離れて傾斜姿勢をとっている。このとき、トラップ２５内の溜水Ｗ１の溢流水位Ｆは、開口部２５ｂの低位側の周縁部２５ｃの高さ位置によって設定される。この状態で、三方弁３１の切替機構３１ａを作動させ、トラップ背圧測定手段３３と大気連通管３２とを連通させて、その時の気圧を圧力センサの計測基準にする大気圧校正を行った後、再び切替機構３１ａを作動させ、通気管３０とトラップ背圧測定手段３３とを連通させておく。

次に、洋式便器１１において尿量測定開始するときは、図５に示すように、移動手段２８がトラップ２５の自由端部２５ａを上昇させることによって溢流水位Ｆを溜水水位Ｗ１Ｌより高い位置へ移動させる。このとき、自由端部２５ａの開口部２５ｂは排水管路開閉手段２９に密着して気密状に閉止され、これによって自由端部２５ａ内に気密状の密閉空間２５ｄが形成される。

図５に示す状態において、使用者がボール１６内へ排尿すると、溜水Ｗ１に流入する尿により、測定開始水位である溜水水位Ｗ１Ｌが上昇し、自由端部２５ａ内に形成された密閉空間２５ｄの圧力が増加する。このときの圧力をトラップ背圧測定手段３３で計測し、その圧力を溜水水位変換手段５１で溜水の水位に換算することにより溜水水位Ｗ１Ｌが計測される。このようにして求められた排尿による溜水水位Ｗ１Ｌの変化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の記憶データとに基づいて、排尿情報演算手段３９が少なくとも排尿量を含む排尿情報を算出し、その測定値が操作・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。

なお、トラップ２５内の溜水Ｗ１に流入する尿によって上昇したときの溜水水位Ｗ１Ｌをトラップ背圧測定手段３３ではなく、水位測定手段２７で求めることによって溜水水位Ｗ１Ｌの変化量を計測し、尿量値を算出することもできる。

また、本実施形態の変形例として、自由端部２５ａの開口部２５ｂが排水管路開閉手段２９で閉止されていなくても溜水Ｗ１の水位変化を計測することができる。このように、開口部２５ｂが開放状態にあるときは、下水配管３５内の圧力変動によって接続室２６内の圧力が変動するにともなって溜水水位も変動する。そこで、図５に示すように、接続室２６内の圧力変動を計測する気圧センサ４２を設け、この気圧センサ４２の計測値に基づき、溜水水位補正手段４１（図２参照）において水位測定手段２７による溜水水位Ｗ１Ｌの計測値を常に圧力変動がない状態の換算水位に補正を行えば、下水配管３５内に圧力変動が生じた場合でも、高精度の尿量測定を行うことができる。この場合、気圧センサ４２の代わりに前述したトラップ背圧測定手段３３の圧力センサを使用して接続室２６内の圧力変動を計測するような構成としても良い。

排水路開閉手段２９を閉止した場合、密閉空間２５ｄ内部の空気は排尿に伴って圧縮されることになるが、ヒトの排尿量程度の溜水量変化で密閉空間２５ｄの容積はほとんど変化せず、ボール１６の溜水量変化は、そのまま投入された尿量による体積変化ということになる。対して、前述の排水路開閉手段２９を閉止せずに、水位測定手段２７の測定値を接続室２６内の圧力で補正する場合、トラップ２５内部の自由水面位置が排尿量と下水圧変動の圧力バランスによって変化するため、測定される溜水水位と溜水量の検量関係は、前記排水路開閉手段２９の有無で異なることになる。同じ水位測定手段２７を使用しても、排水路開閉手段２９の有無で検量関係は異なるものになるため、測定方法にマッチした方法で収集された検量関係を使用する必要がある。

尿量測定が終わると、図６に示すように、移動手段２８によって自由端部２５ａが下降して開口部２５ｂが排水管路開閉手段２９から離れた後、給水ノズル２４からボール１６内へ洗浄水が供給される。給水ノズル２４からの給水開始から一定時間経過すると、移動手段２８が作動して、図７に示すように、開口部２５ｂがほぼ真下を向くまで自由端部２５ａを下降させる。これによって、トラップ２５内にある尿混じりの溜水Ｗ１は開口部２５ｂから下水配管３５（図２参照）に向かって排出される。この状態で排泄物の排出が完了すると、再び移動手段２８が作動して、開口部２５ｂが図４に示す待機状態になるまで自由端部２５ａを上昇させる。同時に、給水ノズル２４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、トラップ２５内には一定量の溜水Ｗ１が貯留されて下水配管に対して封止され、下水配管から悪臭や衛生害虫がトイレ内に侵入することに対する衛生性を確保し、通常の待機状態に復帰する。

次に、図１，図３および図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。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。図８に示すように、使用者が生体情報測定便器１０が配置されたトイレ内に入室してリモコン２１に対して準備操作を行うと、移動手段２８が作動して自由端部２５ａが測定位置まで上昇し、開口部２５ｂが排水管路開閉手段２９によって気密状に閉止される（図５参照）。準備操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上に着座し、ボール１６に向かって排尿を開始する。

使用者の尿がトラップ２５内の溜水Ｗ１に流入すると、その水位Ｗ１Ｌが上昇することにより、自由端部２５ａ内の密閉空間２５ｄ内の圧力が増加するので、前述したように、トラップ背圧測定手段３３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、測定値がリモコン２１の表示部に表示されるとともに、移動手段２８が作動して自由端部２５ａが待機位置まで下降し、開口部２５ｂが排水管路開閉手段２９から離れる（図６参照）。このとき、リモコン２１に所定の出力操作を行うと、測定値が印字された紙片がプリンタ２２（図１参照）から出力される。また、電子情報は情報記憶手段４０に記憶される。情報記憶手段４０は、ＩＤカードや半導体メモリーの他、本装置が設置された医療機関の院内ＬＡＮを介してサーバーに情報を伝送するものであっても良い。

この後、便器洗浄操作を行うと、トラップ給水手段である給水ノズル２４からボール１６へ洗浄水が供給され、一定時間経過すると、移動手段２８が作動して開口部２５ｂが下向きになるまで自由端部２５ａが下降する（図７参照）。これによってトラップ２５内の尿混じりの溜水Ｗ１が下水配管へ排出される。この状態で排泄物の排出が完了すると、再び移動手段２８が作動して、図４の状態まで自由端部２５ａを上昇させる。同時に、給水ノズル２４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、トラップ２５内には一定量の溜水Ｗ１が貯留されて下水配管に対して封止され、下水配管から悪臭や衛生害虫がトイレ内に侵入することに対する衛生性を確保し、通常の待機状態に復帰する。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。

以上のように本実施形態の生体情報測定便器１０においては、トラップ２５内の溜水水位Ｗ１Ｌと同じ高さにある溢流水位Ｆを、トラップ２５の自由端部２５ａを上昇させることによって溜水水位Ｗ１Ｌより高い位置へ移動させた後、排尿量の測定を行うので、トラップ２５内の溜水Ｗ１を全く減らすことなく、尿量測定を行うことができる。このため、尿量測定終了後、そのままの状態で便器洗浄を行っても便器内の溜水量が減少していることに伴う洗浄不良や便器ボール面の汚れが発生せず、洋式便器１１の排泄物排出機能を低下させることがない。また、トラップ２５の自由端部２５ａを上昇させるだけで測定開始水位を正確に設定することができるため、簡便な操作で、高精度の尿量測定を行うことができる。

さらに、本実施形態の生体情報測定便器１０においては、洋式便器１１のボール１６が空の状態から、ボール１６内に投入した水量を入力するための溜水量入力手段（図示せず）を設け、この溜水量入力手段に入力された前記水量と、前記水量を投入したときの水位測定手段２７による水位測定値と、に基づいて検量線を作成する検量線作成部（図示せず）を設けている。そして、検量線作成部によって作成された検量線は制御手段１３の検量線記憶手段３８に記憶され、その後の尿量測定に供される。

従って、生体情報測定便器１０をトイレに設置する場合、検量線作成部を使用して当該洋式便器１１に応じた正確な検量線を設定することができる。このため、陶器製であるが故に回避できない洋式便器１１の製品ごとの寸法のバラツキによる影響を受けることなく、正確な尿量測定を行うことができる。なお、ボール１６内から排出した水量を入力するための溜水量入力手段を設け、溜水量入力手段に入力された前記水量と、前記水量を排出したときの水位測定手段２７による水位測定値と、に基づいて検量線を設定する検量線作成部を設けることもできる。尚、溜水量入力手段による所定水量の投入や排出は自動的に行うだけでなく、作業者が手動で実施し、都度、記憶させるような方法をとっても良い。この場合、作業自体に手間は増えるが、製品コストの低減を図れるという効果を期待することができる。

次に、図９〜図１４を参照し、本発明の第二実施形態である生体情報測定便器について説明する。図９は本発明の第二実施形態である生体情報測定便器を示す斜視図、図１０は前記生体情報測定便器のシステムブロック図、図１１は図９に示す生体情報測定便器を構成する洋式便器が待機状態にあるときの垂直断面図、図１２は前記生体情報測定便器が測定準備状態にあるときの垂直断面図、図１３は前記生体情報測定便器が尿量測定状態にあるときの垂直断面図、図１４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である。

図９，図１０に示すように、生体情報測定便器５０は、洋式便器１１と、尿量測定機などの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。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、溜水水位補正手段４１が接続されている。なお、採尿ユニット１８や衛生洗浄装置２３は、本発明に係る生体情報測定便器５０を構成するための必須要件ではない。

図１１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内を洗浄する給水手段３４（図１０参照）を構成する給水ノズル２４と、大気と区画された接続室２６を介してボール１６と下水配管３５とを連通するとともに下水配管３５を水封するための溜水Ｗ２を貯留するトラップ２５と、溢流水位Ｆ１を設定するため接続室２６内に位置するトラップ２５の下水配管３５側端部に設けられた昇降可能な自由端部２５ａと、を有している。この自由端部２５ａを移動手段２８で昇降させることによりボール１６内の排泄物などを下水配管３５へ排出したり、測定開始水位を設定したりする。図１０に示すように、接続室２６と下水配管３５とは排水ソケット３６を介して接続されている。

トラップ２５の自由端部２５ａは可撓性を有する管材で形成され、接続室２６内に昇降可能に配置されており、トラップ位置検出手段３７でその位置を検出しながら、移動手段２８により昇降移動される。接続室２６の天井部には、自由端部２５ａの開口部２５ｂを開閉する排水管路開閉手段２９が設けられ、排水管路開閉手段２９を貫通して配管された通気管３０の上部に三方弁３１が取り付けられている。三方弁３１には、トラップ背圧測定手段３３および大気連通管３２が取り付けられ、切替機構３１ａにより、通気管３０とトラップ背圧測定手段３３とを連通させたり、トラップ背圧測定手段３３と大気連通管３２とを連通させたりすることができる。

本実施形態の生体情報測定便器５０においては、移動手段２８で自由端部２５ａを下降させ、溜水Ｗ２の一部を排出して溜水Ｗ３とした後、自由端部２５ａを元の位置より高い位置まで上昇させることにより、図１１に示す状態で溢流水位Ｆ１と同じ高さに位置するトラップ２５内の溜水水位Ｗ２Ｌを、溢流水位Ｆ１より低い位置へ移動させる。この後、ボール１６内へ排泄された尿による溜水水位Ｌ１の変化量を水位測定手段２７またはトラップ背圧測定手段３３で計測して排尿量を測定する。水位測定手段２７は、溜水Ｗ３の水圧を計測可能な水圧センサであり、トラップ背圧測定手段３３は気圧センサである。

ここで、図１１〜図１４を参照し、尿量測定手順について説明する。図１１に示すように、洋式便器１１が待機状態にあるとき、トラップ２５の自由端部２５ａは接続室２６において開口部２５ｂを上に向けた傾斜状態にあり、開口部２５ｂは排水管路開閉手段２９から離れて傾斜姿勢をとっている。このとき、トラップ２５内の溜水Ｗ２の溢流水位Ｗ２Ｌは、開口部２５ｂの低位側の周縁部２５ｃの高さ位置によって設定される。この状態で、三方弁３１の切替機構３１ａを作動させ、トラップ背圧測定手段３３と大気連通管３２とを連通させて、トラップ背圧測定手段３３である圧力センサの大気圧校正を行った後、再び切替機構３１ａを作動させ、通気管３０とトラップ背圧測定手段３３とを連通させておく。

次に、洋式便器１１において尿量測定開始するときは、その準備段階として、図１２に示すように、移動手段２８がトラップ２５の自由端部２５ａを下降させ、溜水Ｗ２の一部を排出した後、図１３に示すように、自由端部２５ａを元の位置より高い位置まで上昇させることによって、溜水Ｗ３の溜水水位Ｌ１を溢流水位Ｆ１より低い位置に設定する。このとき、自由端部２５ａの開口部２５ｂは排水管路開閉手段２９に密着して気密状に閉止され、これによって自由端部２５ａ内に気密状の密閉空間２５ｄが形成される。

図１２に示す溜水水位Ｌ１が測定開始水位となるので、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Ｗ３に流入する尿によって溜水水位Ｌ１が上昇する。このとき、溜水Ｗ３の水圧変化を水圧センサである水位測定手段２７で計測することによって溜水水位Ｌ１の変化量を計測し、そのデータが排尿情報測定ユニット１２の制御手段１３へ送られる。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。

この場合、自由端部２５ａの開口部２５ｂが排水管路開閉手段２９で閉止されていなくても溜水Ｗ３の水圧変化を計測することができるが、開口部２５ｂが開放状態にあるときは、下水配管３５内の圧力変動によって接続室２６内の圧力が変動して計測に影響を及ぼすことがある。そこで、図５で示したように、接続室２６内の圧力変動を計測する気圧センサ４２を設け、この気圧センサ４２の計測値に基づき、溜水水位補正手段４１（図１０参照）において水位測定手段２７による溜水水位Ｌ１の計測値の補正を行えば、下水配管３５内に圧力変動が生じた場合でも、高精度の尿量測定を行うことができる。

なお、トラップ２５内の溜水Ｗ３に流入する尿によって溜水水位Ｌ１が上昇したときの溜水Ｗ３の水圧変化を、水位測定手段２７ではなく、気圧センサであるトラップ背圧測定手段３３で計測することにより溜水水位Ｌ１の変化量を計測し、少なくとも排尿量を含む排尿情報を算出することもできる。

尿量測定が終わると、移動手段２８によって自由端部２５ａが下降して開口部２５ｂが排水管路開閉手段２９から離れた後、給水ノズル２４からボール１６内へ洗浄水が供給される。給水ノズル２４からの給水開始から一定時間経過すると、移動手段２８が作動して、図１４に示すように、開口部２５ｂがほぼ真下を向くまで自由端部２５ａを下降させる。これによって、トラップ２５内にある尿混じりの溜水Ｗ３は開口部２５ｂから下水配管３５（図１０参照）に向かって排出される。排泄物の排出が完了すると、再び移動手段２８が作動して、開口部２５ｂが図１１に示す状態になるまで自由端部２５ａを上昇させる。同時に、給水ノズル２４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、トラップ２５内には一定量の溜水Ｗ２が貯留されて下水配管に対して封止され、下水配管から悪臭や衛生害虫がトイレ内に侵入することに対する衛生性を確保し、通常の待機状態に復帰する。

次に、図９，図１０および図１５に基づいて、本実施形態の生体情報測定便器５０の動作について説明する。図１５は図９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１５に示すように、使用者が生体情報測定便器５０が設置されたトイレ内に入室してリモコン２１に対して準備操作を行うと、移動手段２８が作動して自由端部２５ａが下降し、溜水Ｗ２の一部を排出した後、自由端部２５ａを元の位置より高い位置まで上昇させることにより、溜水Ｗ３の溜水水位Ｌ１を溢流水位Ｆ１より低い位置に設定する（図１３参照）。準備操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、起立姿勢のまま、ボール１６に向かって排尿を開始する。

使用者の尿がトラップ２５内の溜水Ｗ３に流入すると、その水位Ｌ１が上昇することにより、溜水Ｗ２の水圧が増加するので、水位測定手段２７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、測定値がリモコン２１の表示部に表示されるとともに、移動手段２８が作動して自由端部２５ａが待機位置まで下降し、開口部２５ｂが排水管路開閉手段２９から離れる（図１１参照）。このとき、リモコン２１に所定の出力操作を行うと、測定値が印字された紙片がプリンタ２２から出力される。また、電子情報は情報記憶手段４０に記憶される。情報記憶手段４０は、ＩＤカードや半導体メモリーの他、本装置が設置された医療機関の院内ＬＡＮを介してサーバーに情報を伝送するものであっても良い。

この後、便器洗浄操作を行うと、トラップ給水手段である給水ノズル２４からボール１６へ洗浄水が供給され、一定時間経過すると、移動手段２８が作動して開口部２５ｂが下向きになるまで自由端部２５ａが下降する（図１４参照）。これによってトラップ２５内の尿混じりの溜水Ｗ３が下水配管へ排出される。排泄物の排出が完了すると、再び移動手段２８が作動し、開口部２５ｂが上向きになるまで自由端部２５ａを上昇させる。同時に、給水ノズル２４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、トラップ２５内には一定量の溜水Ｗ２が貯留されて下水配管に対して封止され、下水配管から悪臭や衛生害虫がトイレ内に侵入することに対する衛生性を確保し、通常の待機状態に復帰する（図１１参照）。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。

以上のように、本実施形態の生体情報測定便器５０においては、溢流水位Ｆ１と同じ高さにあるトラップ２５内の溜水水位Ｗ２Ｌを、移動手段２８で自由端部２５ａを下降させ、溜水Ｗ２の一部を排出して溜水Ｗ３とし、自由端部２５ａを元の位置より高い位置へ復帰させることによって、溢流水位Ｆ１より低い位置へ移動させた後、ボール１６内へ排泄された尿による溜水水位Ｌ１の変化量を水位測定手段２７（またはトラップ背圧測定手段３３）で計測して排尿量を測定する。

従って、排尿を行って溜水水位が上昇しても、元の溜水排出前の水位を超えないように設計仕様を設定すると、排尿後に陰部をトイレットペーパーで拭う時に溜水に指が接触する可能性を低減することができ、便器としての衛生性確保を配慮することができる。また、トラップ２５の自由端部２５ａを下降させ、元の位置より高い位置へ上昇させるだけで測定開始水位を正確に設定することができるため、簡便な操作で、高精度の尿量測定を行うことができる。その他の部分の構造、機能については、前述した生体情報測定便器１０と同様である。

次に、図１６〜図１９に基づいて、本発明の第三実施形態である生体情報測定便器について説明する。図１６は本発明の第三実施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、図１７は前記生体情報測定便器が尿量測定状態にあるときの垂直断面図、図１８は前記生体情報測定便器が洗浄開始状態にあるときの垂直断面図、図１９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である。なお、図１６〜図１９において図１〜図１５に示す符号と同符号を付している部分は前述した生体情報測定便器の構成部分と同じ構造、機能を有する部分であり、説明を省略する。

本実施形態の生体情報測定便器においては、図１６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内へ洗浄水を供給する給水ノズル２４と、大気と区画された接続室２６を介してボール１６と下水配管とを連通するとともに下水配管を水封するための溜水Ｗ１を貯留するトラップ４５と、溢流水位Ｆ３を設定するため接続室２６内に位置するトラップ４５の下水配管側端部に回動可能に設けられた自由端部４５ａと、を有し、この自由端部４５ａの開口部４５ｂを移動手段４８で昇降させることによりボール１６内の排泄物などを下水配管へ排出したり、測定開始水位を設定したりする。本実施形態では、略Ｌ形状をした自由端部４５ａの基端部を移動手段４８で回動させることにより開口部４５ｂが接続室２６内で昇降する。

図１６に示すように、洋式便器１１が待機状態にあるとき、トラップ４５の自由端部４５ａは接続室２６において開口部４５ｂを上に向けた状態にあり、開口部４５ｂは開閉弁４９から離れて傾斜姿勢をとっている。このとき、トラップ４５内の溜水Ｗ４の溢流水位Ｆ３は、開口部４５ｂの低位側の周縁部４５ｃの高さ位置によって設定される。

次に、洋式便器１１において尿量測定開始するときは、図１７に示すように、移動手段４８がトラップ４５の自由端部４５ａを回動させ開口部４５ｂを真上に向けるとともに、昇降機構４７によって下降する開閉弁４９が開口部４５ｂに密着して気密状に閉止する。これによって自由端部４５ａ内に気密状の密閉空間４５ｄが形成される。図１７に示す状態において、使用者がボール１６内へ排尿すると、溜水Ｗ４に流入する尿により、測定開始水位である溜水水位Ｗ４Ｌが上昇し、自由端部４５ａ内に形成された密閉空間４５ｄの圧力が増加する。このときの圧力変化をトラップ背圧測定手段３３で計測することにより溜水水位Ｗ４Ｌの変化量を計測し、尿量を算出することができる。

なお、トラップ４５内の溜水Ｗ４に流入する尿によって溜水水位Ｗ４Ｌが上昇したときの溜水Ｗ４の水圧変化を、トラップ背圧測定手段３３ではなく、水圧センサである水位測定手段２７で計測することによって溜水水位Ｗ４Ｌの変化量を計測し、尿量値を算出することもできる。

尿量測定が終わると、図１８に示すように、昇降機構４７によって開閉弁４９が上昇して開口部４５ｂから排水管路開閉手段２９から離れた後、給水ノズル２４からボール１６内へ洗浄水が供給される。給水ノズル２４からの給水開始から一定時間経過すると、移動手段４８が作動して、図１９に示すように、開口部４５ｂが真下を向くまで自由端部４５ａを回動させる。これによって、トラップ４５内にある尿混じりの溜水Ｗ４は開口部４５ｂから下水配管に向かって排出される。排泄物の排出が完了すると、再び移動手段４８が作動して、開口部４５ｂが図１６に示す状態になるまで自由端部４５ａを回動させる。同時に、給水ノズル２４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、トラップ４５内には一定量の溜水Ｗ４が貯留されて下水配管に対して封止され、下水配管から悪臭や衛生害虫がトイレ内に侵入することに対する衛生性を確保し、通常の待機状態に復帰する。

次に、図２０〜図２３に基づいて、本発明の第四実施形態である生体情報測定便器について説明する。図２０は本発明の第四実施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、図２１は前記生体情報測定便器が測定準備状態にあるときの垂直断面図、図２２は前記生体情報測定便器が尿量測定状態にあるときの垂直断面図、図２３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である。なお、図２０〜図２３において図１〜図１５に示す符号と同符号を付している部分は前述した生体情報測定便器の構成部分と同じ構造、機能を有する部分であり、説明を省略する。

本実施形態の生体情報測定便器の構造は図１６〜図１９で示した生体情報測定便器と同じであるが、測定開始水位の設定の仕方が異なっている。図２０に示すように、洋式便器１１が待機状態にあるとき、トラップ４５の自由端部４５ａは接続室２６において開口部４５ｂを上に向けた状態にあり、開口部４５ｂは開閉弁４９から離れて傾斜姿勢をとっている。このとき、トラップ４５内の溜水Ｗ４の溢流水位Ｆ３は、開口部４５ｂの低位側の周縁部４５ｃの高さ位置によって設定される。

次に、洋式便器１１において尿量測定開始するときは、その準備段階として、図２１に示すように、移動手段４８がトラップ４５の自由端部４５ａを回動させ開口部４５ｂを下に向けてトラップ４５内の溜水Ｗ４の一部を排出した後、開口部４５ｂが真上を向く位置まで逆に回動させる。開口部４５ｂが真上を向くと、昇降機構４７によって下降する開閉弁４９が開口部４５ｂに密着して気密状に閉止する。これによって自由端部４５ａ内に気密状の密閉空間４５ｄが形成される。このとき、トラップ４５内には溜水Ｗ４よりも若干少ない溜水Ｗ５が存在する状態となるため、溜水水位Ｗ５Ｌは、図２０の溢流水位Ｆ３より低い位置となり、この溜水水位Ｗ５Ｌが測定開始水位となる。

図２２に示す状態において、使用者がボール１６内へ排尿すると、溜水Ｗ５に流入する尿により、測定開始水位である溜水水位Ｗ５Ｌが上昇し、自由端部４５ａ内に形成された密閉空間４５ｄの圧力が増加する。このときの圧力変化をトラップ背圧測定手段３３で計測することにより溜水水位Ｗ５Ｌの変化量が計測され、尿量が算出される。なお、溜水水位Ｗ５Ｌが上昇したときの溜水Ｗ５の水圧変化を、トラップ背圧測定手段３３ではなく、水圧センサである水位測定手段２７で計測することによって溜水水位Ｗ５Ｌの変化量を計測し、尿量値を算出することもできる。

尿量測定が終わると、昇降機構４７によって開閉弁４９が上昇して開口部４５ｂから排水管路開閉手段２９から離れた後、給水ノズル２４からボール１６内へ洗浄水が供給される。給水ノズル２４からの給水開始から一定時間経過すると、移動手段４８が作動して、図２３に示すように、開口部４５ｂが真下を向くまで自由端部４５ａを回動させる。これによって、トラップ４５内にある尿混じりの溜水Ｗ５は開口部４５ｂから下水配管に向かって排出される。排泄物の排出が完了すると、再び移動手段４８が作動して、開口部４５ｂが図２０に示す状態になるまで自由端部４５ａを回動させる。同時に、給水ノズル２４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、トラップ４５内には一定量の溜水Ｗ４が貯留されて下水配管に対して封止され、下水配管から悪臭や衛生害虫がトイレ内に侵入することに対する衛生性を確保し、通常の待機状態に復帰する。

本発明の生体情報測定便器は、一般家庭のトイレ、尿量測定を必要とする病院のトイレなどにおいて広く利用することができる。

本発明の第一実施形態である生体情報測定便器を示す斜視図である。 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１に示す生体情報測定便器の垂直断面図である。 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１に示す生体情報測定便器が尿量測定状態にあるときの垂直断面図である。 図１に示す生体情報測定便器が便器洗浄開始したときの垂直断面図である。 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。 本発明の第二実施形態である生体情報測定便器を示す斜視図である。 図９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９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９に示す生体情報測定便器が測定準備状態にあるときの垂直断面図である。 図９に示す生体情報測定便器が尿量測定状態にあるときの垂直断面図である。 図９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９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。 本発明の第三実施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１６に示す生体情報測定便器が尿量測定状態にあるときの垂直断面図である。 図１６に示す生体情報測定便器が洗浄開始状態にあるときの垂直断面図である。 図１６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。 本発明の第四実施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２０に示す生体情報測定便器が測定準備状態にあるときの垂直断面図である。 図２０に示す生体情報測定便器が尿量測定状態にあるときの垂直断面図である。 図２０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。

符号の説明

１０，５０ 生体情報測定便器
１１ 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 給水ノズル
２５，４５ トラップ
２５ａ，４５ａ 自由端部
２５ｂ，４５ｂ 開口部
２５ｃ，４５ｃ 周縁部
２５ｄ，４５ｄ 密閉空間
２６ 接続室
２７ 水位測定手段
２８，４８ トラップ移動手段
２９ 排水管路開閉手段
３０ 通気管
３１ 三方弁
３１ａ 切替機構
３２ 大気連通管
３３ トラップ背圧測定手段
３４ 給水手段
３５ 下水配管
３７ トラップ位置検出手段
３８ 検量線記憶手段
３９ 排尿情報演算手段
４０ 情報記憶手段
４１ 溜水水位補正手段
４２ 気圧センサ
４７ 昇降機構
４９ 開閉弁
５１ 溜水水位変換手段

Claims (4)

1. 使用者の尿を受けるボールと、
   前記ボールの底部に接続され溢流水位を設定するための移動可能な自由端部を備えたトラップと、
   前記自由端部と下水配管とを大気と区画して連通させる接続室と、
   前記自由端部を前記接続室内で移動させる移動手段と、を有し、
   前記自由端部の移動により前記ボール内の排泄物などを前記下水配管へ排出する生体情報測定便器であって、
   前記ボールと前記トラップとによって貯留される溜水の水位を水頭圧によって計測する水位測定手段を設け、
   前記トラップ内の溜水水位と同じ高さにある溢流水位を、前記自由端部を前記移動手段で移動させることによって前記溜水水位より高い位置に設定した状態において、前記ボール内へ排泄された尿による前記溜水水位の変化量を前記水位測定手段で計測し、
   予め記憶された溜水量と溜水水位との関係より、
   少なくとも排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。
2. 前記下水配管内の圧力変動に起因する前記接続室内の圧力変動を計測する気圧センサを設け、排尿時に前記気圧センサで計測される前記圧力変動の計測値に基づいて前記水位測定手段による溜水水位の計測値の補正を行うことを特徴とする請求項１記載の生体情報測定便器。
3. 使用者の尿を受けるボールと、
   前記ボールの底部に接続され溢流水位を規定する移動可能な自由端部を下水配管側端部に備えたトラップと、
   前記自由端部と下水配管とを大気と区画して連通させる接続室と、
   前記自由端部を前記接続室内で移動させる移動手段と、を有し、
   前記自由端部の移動により前記ボール内の排泄物などを前記下水配管へ排出する生体情報測定便器であって、
   前記ボールと前記トラップによって貯留される溜水の水位を水頭圧によって計測する水位測定手段と、
   前記自由端部の開口部を開閉する排水管路開閉手段と、を設け、
   前記トラップ内の溜水水位と同じ高さにある溢流水位を、前記自由端部を前記移動手段で移動させることによって前記溜水水位より高い位置に設定し、
   前記排水管路開閉手段で前記開口部を気密状に閉止した状態において、前記ボール内へ排泄された尿による前記溜水水位の変化量を前記水位測定手段で計測し、予め記憶された溜水量と溜水水位との関係より、
   少なくとも排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。
4. 使用者の尿を受けるボールと、
   前記ボールの底部に接続され溢流水位を規定する移動可能な自由端部を下水配管側端部に備えたトラップと、
   前記自由端部と下水配管とを大気と区画して連通させる接続室と、
   前記自由端部を前記接続室内で移動させる移動手段と、を有し、
   前記自由端部の移動により前記ボール内の排泄物などを前記下水配管へ排出する生体情報測定便器であって、
   前記自由端部の開口部を開閉する排水管路開閉手段と、
   前記排水管路開閉手段で前記開口部を気密状に閉止したとき前記自由端部内に形成される密閉空間内の圧力を計測するトラップ背圧測定手段と、
   前記トラップ背圧測定手段による前記圧力を溜水水位に換算する溜水水位変換手段と、を設け、
   前記トラップ内の溜水水位と同じ高さにある溢流水位を、前記自由端部を前記移動手段で移動させることによって前記溜水水位より高い位置に設定し、
   前記排水管路開閉手段で前記開口部を気密状に閉止した状態において、
   ボール内へ排泄された尿による前記密閉空間内の圧力変化量を前記トラップ背圧測定手段で計測し、
   得られた計測値を前記溜水水位変換手段で換算することによって前記溜水水位の変化量を求め、予め記憶された溜水量と溜水水位との関係より、少なくとも排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。

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