JP2005264624A - 尿量測定大便器 - Google Patents

Abstract

【課題】 一般に***を行うトイレで、かつ、性別に関係なく高精度の尿量測定を実施すると共に、便器の汚物排出性能や汚水の漏れなどの発生を防止した高信頼性の尿量測定大便器を可能とする。
【解決手段】 本発明では、溜水水位と溜水量の関数関係を利用すると共に、前記関数関係は測定よりも事前に入力設定することにより、溜水水位に対する断面積が一定でなく、かつ、一般的には陶器または樹脂の固定された任意形状を持つ便器のボール面に対して排尿されても、水位を測定することで尿量に換算することを可能とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、便器で尿量を測定するという使用者の使い勝手を配慮すると共に、大便器という本来は計測機器ではない設備機器を、高精度・高信頼性の計測器として使用することに好適な尿量測定機能付き尿量測定大便器に関する発明である。

従来の尿量測定機能を有する便器装置は、***された尿を容器で受け、その容量を測定するというものがある（例えば、特許文献１参照。）。
このような場合、特に女性で見られるように排尿方向の個人差があると採尿器に全尿を採取することができず、結果として正確な尿量測定を実施できないという問題があった。女性の個人差を配慮した広さまで採尿器を大きくすると、採尿器中に大便飛沫が落下する恐れがあり、測定機能部の動作信頼性面・衛生生面で難点があった。

また、便器ボール面を採尿器として採取率を向上しようとするものもある（例えば、特許文献２参照。）。
しかし、この場合も測定を行う際には尿が下水側に流出しないようトラップ部の溢流水位を変える必要があるが、伸縮構造を持つ便器のトラップ部を利用している。一般的な陶器製の便器では、トラップ部が固定形状であるため機能の実現が不可能である。また、トラップ部の溢流水位を変えるために実施されるトラップ部分の伸縮によって、トラップ部自身の破損や、シール部分からの漏出が発生しやすく、溜水が便器外への漏水が発生する恐れがある。長期間の使用という設備機器としての便器の信頼性を満たしにくいものであった。

また、便器ボール面水位を下げる方式としては、ボール面と下水配管を連通させて実現するものもある（例えば、特許文献３参照。）。
しかし、この場合も汚物排出路に水路固定部が露出するため、下水に排出したい汚物が排出流路に引っかかったり詰まりやすく、便器としての性能を低下させる恐れがある。また、断面積が既知の別体容器に汚物混じりの水を移送して測定せざるを得ないため、ポンプや開閉弁が長期の使用に耐えないという問題があった。
特開平０７−２５９１６６号公報 特開平０８−２９９３４８号公報 特開平１０−０８２７８３号公報

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、一般に***を行うトイレで、かつ、性別に関係なく高精度の尿量測定を実施すると共に、便器の汚物排出性能や汚水の漏れなどの発生を防止した高信頼性の尿量測定大便器を得ようとするものである。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明のよれば、使用者の排尿を受けると共に溜水が形成されたボール面と、該ボール面の下部と連通した上方に屈曲した管路からなるトラップ部と、前記ボール面の溜水水位を測定する水位測定手段と、排尿に伴う前記水位測定手段からの出力を予め設定された検尿線に基づいて溜水量に変換する溜水量算出部と、この溜水量算出部からの出力変化に基づいて尿量を算出する尿量換算部と、からなる演算手段と、を有する尿量測定大便器において、前記ボール面における溜水量を入力する溜水量入力手段を備え、この溜水量入力手段によって入力された溜水量と、前記水位測定手段からの測定値とに基づいて検尿線を設定可能な検尿線設定部を、前記演算手段に備えた
ことを特徴とすることにより、溜水水位に対する断面積が一定でなく、かつ、一般的には陶器または樹脂で構成され、かつ、接水流路形状が固定され、かつ、任意形状を持つ便器のボール面に対して排尿されても、水位を測定することで尿量に換算することを可能とした。

また、請求項２記載の発明のよれば、前記尿量測定大便器において、前記溜水量入力手段は容量が規定された容器からの、前記ボール面への給水回数によって、溜水量が入力されることを特徴とすることにより、下水配管に排出可能な水を利用して検尿線の設定が可能であるため、設定作業を実施する場所が製造現場だけでなく、施工後の現場であっても設定することができる。特に施工後の現場で関数関係を入力できるため、便器部分と尿量測定機能部の生産現場が同一でない場合でも機能を充足できるため、物流面を配慮したときに自由度が高い。

また、請求項３記載の発明のよれば、前記尿量測定大便器において、前記溜水量入力手段は給水流量が既知の容器からの給水時間に基づいて、溜水量が入力されることを特徴とすることにより、溜水水位と溜水量の非線形な関数関係を、繰り返しなく１回の給水で入力できるため、検量線の設定作業に要する時間を短縮することができる。

本発明によれば、一般に***を行うトイレで尿量測定を実現可能とすると共に、排水動作信頼性の高い一般的な便器構造に対しても、高精度の尿量測定が実現できるという効果がある。

本発明の実施の形態に関し、以下に図を用いて詳説する。
図１は、本発明の尿量測定大便器全体の実施例を示す斜視図である。
大便器ユニット１は、洋風大便器１１、便座２１と便ふた２２を回動自在に係止した便座装置本体２、尿成分測定部４と制御部５を内蔵する機構ユニットキャビネット３、および、前記洋風大便器１１の上面であるリム面１４に取り付けられる採尿装置６によって構成されている。洋風大便器１１の内側には、使用者の***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。採尿装置６の上方は、便座装置本体２と便座２１が当接している。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７が構成されている。ゼット吐水ノズル７からの吐水は、トラップ部１５において負圧を発生させ、その負圧によって生じたサイホン現象によって、溜水１３を使用者の***物と共に下水配管に送出するようになっている。

またリム面１４に上方に配置された採尿装置６は、使用者の尿を採取する採尿器６１、ボール面１２内部を回動させる採尿アーム６２、および、駆動動作を行う採尿ユニット６０で構成されている。採尿装置６の内部には、***された尿中に含まれる特定成分の定性・定量測定を実施すべく尿成分測定部６に送出したり廃液を溜水１３に戻すための配管部材や、機構部を動作させるための制御配線が内蔵されている。本例において尿成分測定部９は機構ユニットキャビネット５に内蔵されている例で示したが、項目の一部は採尿器６１中で実施しても良く、尿温度のような項目は接尿部材である採尿器６中で測定と高精度測定が期待できる。尿成分測定部９は、バイオセンサーや電気化学センサーや物理量計測センサーをはじめとする各種生化学センサーが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。なお採尿装置６の外郭は、***物や水との接触を配慮して、抗菌性のある材質を選定したり、撥水性のある処理を実施しておけば清掃性がより向上する。

採尿装置６の外郭は、洋風大便器１１の一部に切り欠きを設けて配置されている。外郭サイズは外形シルエットと略同様の形状であるため、使用者の下肢裏側と干渉せず、採尿機能が組付けられた便器であっても用便行為自体を行う限りにおいて、一般便器との間で使い勝手面の支障が発生することがない。また配管・配膳部材は洋風大便器１１の中空部に配置されているため、外観的なごてごて感が発生しない。合わせて尿成分測定部６がトイレの床面を占有していないため、清掃の度ごとに尿成分測定部９を移動させる必要もない。尿成分測定部９の存在がトイレとしてのスペースが狭めることがなく使い勝手がよいだけでなく、トイレの衛生性としても有効である。

壁には遠隔操作装置５０が設けられている。使用者の局部を衛生洗浄に関する機能は衛生洗浄装置リモコン５１、および、使用者の尿成分測定に関する機能は尿成分測定部リモコン５２で各々操作される。尿成分測定結果はプリンター５３によって出力される。測定結果は使用者が個人的な生態情報として管理するだけでなく、そ測定結果を判読した医療スタッフが医療行為に使用することもできる。紙面で出力するだけでなく、無線や有線の通信回線を利用した情報伝送であったり、ＩＣカードや磁気カードや半導体メモリーなどの記憶媒体を利用した出力であってもよい。

図２は、本発明の尿量測定大便器全体の実施例を示す断面図である。
洋風大便器１１内部の溜水１３は、トラップ部１５で水封された後、排水ソケット１６を介して図示しない下水につながっている。洋風大便器１１の中空部に配置された配管・制御配線は機構ユニットキャビネット３に導かれ、各々、尿成分測定装置４と制御部５につながっている。採尿装置６の上面には便座装置本体２と便座２１が当接している。採尿装置６の内側はボール面１２と接している。便座２１の開口から落下した使用者の***物は、ボール面１２内部の溜水１３に落下する。洋風大便器１１と採尿装置６の間には、図示しないゴムパッキンやシール剤などによって***物飛沫の侵入を防止すればよい。壁には遠隔操作装置５０が設けられるが、洋風大便器１１の先端位置に合わせて取付けすると操作性が良好である。また採尿装置６の便座当接面は、中央に向けて３°程度の傾斜を設定すれば前述の撥水処理の効果も踏まえ飛沫が便器側に戻りやすく、トイレ床を汚しにくいことになる。

図３は、本発明の尿量測定大便器の第一の実施例を示す測定系システム図である。
便器部と、斜線ハッチングで示された機能部は所定の接続部で連結されている。機能部中には尿量測定を実施するための、定量給水手段Ａ、溜水水位測定手段Ｂ、および下水圧変動保護手段Ｃが構成されている。便器部と機能部は連結部分で分離できるようになっているため、水道工事業者が便器部分を施工した後、測定器の設置業者が機能部を設置・検尿線の入力作業を行うことができるようにも配慮されている。また、万一尿量測定機能部が故障した時には、定量給水手段Ａの入水・出水を接続、溜水水位測定手段Ｂと下水圧変動保護手段Ｃの管路閉止によって、便器部だけの機能維持が図れるようにも配慮されている。汚物排出のための設備機器としての便器部と、生体情報測定装置としての機能部については信頼性的に想定寿命が違うことが想定されるが、機能部のみを交換することで全体システムとして長期間の機能維持を図ることも可能である。

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７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７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排水ソケット１６と接続されている。ボール面１２の上部にはリム吐水ノズル８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７とリム吐水ノズル８への給水は、水路切替手段１０から供給されるようになっている。ボール面１２には、溜水および／または尿混じりの溜水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。溜水の水位ヘッドを測定する時には、開閉弁３５が開放されるようになっている。

水位Ｘはサイホン現象によって溜水１３が排出された直後を示す最下点水位である。具体的には、水路切替手段１０をゼット吐水ノズル７へ切替えて、このゼットノズル７から数秒程度勢いよく洗浄水を噴出してトラップ部１５にサイホン現象を発生させ、このサイホン現象によって溜水１３が吸引排出された後には、ゼットノズル７及びリム吐水ノズル８の何れからも洗浄水の供給を行わないことにより、リフィール水と呼ばれる通常の便器洗浄においてサイホン現象後に封水の為に供給される洗浄水が供給されないことによってこの水位Ｘが形成される。水位Ｙは尿量測定を開始するスタート水位であり、トラップ１５の溢流水位Ｗより下である。水位Ｙは測定のたびごとの再現性が要求されることから、定量容器としてのスタータータンク１８から、リム吐水ノズル８を経由してボール面１２に導かれるようにしている。なおスタート水位の形成方法としては、水路切替手段１０の開放時間と圧力センサー４３の関係をモニターしながら、所定時間だけリム吐水ノズル８から給水する方式でもよい。

水位Ｚは排尿後水位であり、水位Ｗと水位Ｙの間の水位である。スタータータンク１８に給水して溢れた水は洗浄タンク１９に貯えられることになるが、その水は導圧路４３やゼット吐水ノズル７を介してボール面１２に導かれることで、***物と接した測定系を清浄に保つようになっている。排水アダプタ１７には下水管内で発生した負圧を逃がすための通気弁４６と、下水配管内の圧力変動をモニターするための圧力センサー４７が設けられている。通気弁の構造は株式会社キッツ殿や森永エンジニアリング株式会社殿などから販売されている、一般的に下水配管経路の圧抜きに使用されるものであれば特に限定を受けるものではない。通気弁４６の近傍には点検口が設けられており、外部から動作状態を定期的に確認できるようにすることで、下水配管内で発生した異臭がトイレ内に流出したりすることを防止するように配慮されている。下水配管中に他の設備器具などに起因する排水流れによって圧力変動が発生した場合、溜水１３の水位は変動して圧力センサー４３の測定値も変動を受けることになるが、その変動は下水配管内の圧力値に関連する。圧力センサー４７の値をモニターして、常に圧力変動が無い状態の水位測定値に圧力センサー４３の値を換算して用いればよい。
溜水水位と溜水量の関数関係は後述の方法によって施工時や定期点検時などに検証・入力されているため、圧力値によって排尿後の溜水水位を測定して尿混じりの溜水水量を換算し、スタート水位に伴う溜水水量を差し引けば、***された尿量が測定されることになる。
単位時間当たりの溜水水量変化は、尿流速または尿流率と称されるものであるから、溜水量の時間変動挙動の微係数を演算することによって、尿流速または尿流率を演算してもよい。なお、尿流速または尿流率の演算は、単位圧力の増加に要する時間を計測することによっても行うことができる。また、これら尿流速または尿流率が最大値となるまでの排尿開始からの時間も記憶するようにして、結果として得られた、尿量，排尿時間、最大尿流速（最大尿流率）、最大尿流速（最大尿流率）までの時間といった情報と、予めデータベース化されて記憶されている評価テーブルとの比較に基づいて、使用者の泌尿器等の異常有無の判定を行うこともできる。

図４は、本発明の尿量測定大便器の水位−溜水量グラフである。
水位が上昇するにつれ溜水量が上昇し、溢流水位で溜水量は一定になる。この関数関係は便器部の製造バラツキを含むものである。また尿量測定機能部とのマッチングや、施工現場ごとの床の傾きなどを配慮して、全てが組み合わされた状態で検量線として認識されなければならない。溜水水位と溜水量の関数関係は、後述の方法により製造時または施工時に給水量と水位の関係からシステムが認識する。東陶機器株式会社製品番Ｃ９５０Ｂのサンプルに対して発明者が調査したデータによると、溜水量をＱ、水位をｈで表したときに両者の関係は式１で表されることが分かった。

図５は、本発明の溜水水位と溜水量の関数関係の設定方法の第一の実施例を示す模式図である。
本実施例は最下点水位Ｘから、ほぼボール面全体に対して検尿線を設定するものである。ボール面全体の検尿線が設定されるため、尿量測定を開始するスタート水位Ｙの再現性に課題があると想定している場合は、この方式を選定すべきである。（ａ）は容量が一定の容器から蓄積給水する方式であり、（ｂ）は容量が各々別に設定された容器から個別に給水する方式であることを示している。（ａ）を採用した場合、本図の内容としては最下点水位Ｘからボール面に対して５容器に入った水を順次加えていくことになる。（ｂ）を採用した場合、本図の内容としては都度最下点水位Ｘを準備してから容器に入った水を加えていくことになる。（ａ）は最下点水位Ｘにセットする作業が１回で済むため検尿線設定に必要な時間が短い反面、給水中に何らかのトラブルが発生すると誤差が蓄積される恐れがある。（ｂ）は毎回最下点水位Ｘにセットする必要があるため検尿線設定に必要な時間が長い反面、給水中に何らかのトラブルが発生したとしても誤差を含むのはその回だけであるため誤差の蓄積が発生することがない。トータルのシステムとして精度を確認して、優先ポイントを定めながら方式を選定すればよい。

検量線設定時はスタート水位と最大水量での水位を含んだ少なくとも４点以上の水位と水量を測定し、図８に示す制御手段に含まれる演算手段で、ラグランジュ補間法やニュートン補間法などにより測定水位以外の水位での水量補間値を計算し、溜水水位を入力すると溜水量を出力する変換テーブルを作成し、制御手段に含まれる記憶手段に記憶する。

なお圧力センサーの構造として半導体圧力センサーを選定した場合、その動作が安定するまでに３０分程度時間がかかる場合がある。そのような特性の圧力センサーを選定した場合は、検量線の設定動作着手には通電後所定時間は動作に入れないようなソフト制御上の配慮を行っても良い。容量としては測定範囲内を極力細かく分けて入力した方が、検尿線の正確に設定できるが、実際には誤差量を想定して極力繰り返し回数を少なくした方が検尿線の入力作業は容易である。また破封状態から水を加えていった場合、封水状態となる直前・直後は水とボール面の表面張力によって水位誤差が発生しがちである。例えば東陶機器株式会社製製品番Ｃ９５０Ｂのサンプルでは溜水量が約７００ｍＬとなったときに封水となるが、前述の理由により水位設定誤差が発生しやすいため、給水量としてはその付近を除外するような配慮を行うと検尿線の再現性・信頼性が向上する。

図６は、本発明の溜水水位と溜水量の関数関係の設定方法の第二の実施例を示す模式図である。
本実施例は尿量測定を開始するスタート水位Ｙから検尿線を設定するものである。本例はスタート水位Ｙの時の溜水量を１３００ｍＬと設定し、最大２５００ｍＬまでの範囲で検尿線を設定した事例を示している。測定領域に絞り込んだ検尿線が設定されるため、尿量測定を開始するスタート水位Ｙの再現性が高いと想定している場合は、この方式を選定すると高精度の尿量測定が期待できることになる。（ａ）は容量が一定の容器から蓄積給水する方式であり、（ｂ）は容量が各々別に設定された容器から個別に給水する方式であることを示している。図５の事例と同じく、トータルのシステムとして精度を確認して、優先ポイントを定めながら方式を選定すればよい。

図７は、本発明の尿量測定大便器の第一の実施例を示す動作シーケンス図である。
待機時の水位は封水深２５ｍｍとしている。この水位がスタート水位であり、排尿をすぐに受け入れられるようになっている。なお下水配管内は他の器具の通水によって圧力変動が発生することがあるが、±２５ｍｍＡｑａを超えるような圧力を圧力センサー（配管）が検出した場合は、測定不可状態であることを使用者に開示すると共に溜水をボール面内に補給することによって、封水の切れや下水配管臭のトイレ内流出を防止するよう配慮されればよい。

使用者が測定開始操作を行うと、ボール面内の水位を測定すべく圧力センサーとの流路が開放される。スタート水位Ｙとその時の溜水量が認識される。そこで使用者は溜水に向けて排尿を行い、全て排尿されると尿混じりの溜水は水位Ｚとなる。溜水水位と溜水量の関数関係は事前に検証・入力されているため、圧力値によって排尿後の水位を測定して尿混じりの溜水水位を換算し、スタート水位に伴う溜水量を差し引けば、***された尿量が測定されることになる。測定完了後、配管系は洗浄タンクからボール面・ゼット吐水ノズルに向けた給水によって洗浄される。排尿後に使用者が便器洗浄を操作すると、リム吐水によって溜水水位がトラップ部の溢流水位に上昇した後、ゼット吐水によってサイホン現象が発生して下水配管への排出が行われる。次いでスタータータンクに定量貯水された水がボール内に導かれ、再び封水深２５ｍｍで待機することになる。なお溜水は１日当たり１ｍｍ程度蒸発するため、まる１日使用されないケースがあった場合などは、自動便器洗浄を実施して再度スタート水位をセットすれば、スタート水位のバラツキ低減面でも有効である。

図８は、本発明の尿量測定大便器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。便器部には市水が供給され、ストレーナを内在する給水部を介して水路切替手段に導いている。水路切替手段はリム部のリム吐水ノズルと、溜水部のゼット吐水ノズルに水を選択的に吐出できるようになっている。本発明の容量が規定された容器または給水流量が既知の容器は、溜水部に水を供給する溜水入力手段ということになる。溜水部はトラップ部を介して下水配管と接続されており、その接続部材が排水ソケットである。

機能部には制御手段と、その制御手段が具体的に尿量測定システムを動作させるべく、定量給水手段、溜水水位測定手段、および、下水圧変動保護手段で構成されている。制御手段は、通信手段を介して操作・表示手段と接続されている。通信手段は、インターネットをはじめとする戸外との情報伝達手段を含んだものであっても良い。定量給水手段には、ボール部に所定量の水を供給するスタータータンクが構成されている。溜水水位測定手段には、溜水部の水位を測定する圧力センサー（水位）が構成されている。下水圧変動保護手段には、下水配管内で発生した負圧を抑制すべく空気を供給する通気弁、および、圧力変動によって発生する溜水水位の変化を圧力変動なし状態に換算補正するための圧力センサー（配管）が構成されている。溜水水位測定手段と下水圧変動補正手段の結果によって、制御手段中の演算手段は溜水量算出部は排尿前後の溜水量を算出する。溜水量算出部に接続された尿量算出部は、前後の溜水量差から尿量を算出し、通信部を介して操作・表示部に情報を送出するようになっている。本発明の容量が規定された容器または給水流量が既知の容器は、溜水部に水を供給する溜水入力手段であるが、その情報は演算手段中の検尿線設定部に伝達されており、水位変化量と溜水量の関係から検尿線の関数関係が演算されるようになっている。

図９は、本発明の溜水水位と溜水量の関数関係の設定方法の第二の実施例を示す模式図である。
容器７０中には容量Ｒの水が入っている。容器７０の下方には、便器ボール面に対して水を供給するための開閉弁７１が設けられている。水には重力だけが加わっているため、開閉弁７１を開くと供給流速ｑで水が吐出される。容器７０中の水位Ｈは時間ｔと共に減少するが、供給流速ｑはその水位Ｈの減少に伴い一次関数的に低下する。
給水に伴って便器水位ｈと溜水量Ｑは増加していく。時間ｔの経過と共に一定となっている水位・溜水量は、前述のトラップ部を溢れて水位上昇および溜水量増加ができなくなった位置ということになる。容器７０に対しては重力だけしか働いていないため、供給流速ｑの再現性が高く、本給水器を使用することにより溜水水位と溜水量の関数関係を容易にシステムに認識させることができることとなる。

図１０は、本発明の溜水水位と溜水量の関数関係の設定方法の第三の実施例を示す模式図である。
前述の式１が示す通り、検量線の最も支配的な項は１項目の「定数×水位」の部分である。また、溜水量の変化率（微係数）を求めるために、式１を微分し、水位ｈが０の場合として２項目と３項目を省略すると式２となる。

この式２は水位Ｈが０のときにおける傾きが、その検量線の支配的な項であることを示している。よって、水位Ｈが０のときに定量給水して測定した値を便器毎にばらつく検量線の変動係数として検量線の演算に利用することが可能である。この場合、便器毎に変化の少ない２項目と３項目を定数係数として取り扱うことによって、１回の定量給水だけで検量線を入力することも可能である。

図１１は、前述した本発明の検尿線設定方法の第一の実施例に関わるものであり、図５（ａ）の実施例に対応するフローチャートである。
検尿線を入力しようとする場合、事前準備として排水ソケットに設けられた排水アダプタ１７を開放する。これは下水配管内で発生した圧力変動が、溜水水位測定結果に影響しないよう空気を逃がすための作業であり、排水アダプタ１７の開口面積としては１０００ｍｍ^２程度以上を確保すればよい。下水配管内で発生した臭気や昆虫がトイレ内に流出しないよう、作業終了後は排水アダプタ１７を閉止しなければならない。

Ｓ１０１は検尿線の設定開始を指示するステップである。施工時に検尿線は設定されることになるが、施工者は検尿線設定モードへの切替を実施する。一般使用者が認知しにくい操作とすべきであるから、所定の操作スイッチを一定時間以上押すなどの操作とすればよい。Ｓ１０２は容器１の入水であることを示すステップである。Ｓ１０３はゼット吐水ノズル７からの吐水によって溜水が排出され、その後にリフィール水の供給を行わずに破封状態とするステップである。破封後の最下点水位Ｘから検尿線を入力するものである。スタート水位Ｙ以降で検尿線を設定する場合は、Ｓ１０３に次いでスタート水位の給水ステップを配しておけばよい。Ｓ１０４でタイマーｔ１が計時を開始する。Ｓ１０５で溜水水位の上昇を確認することになるが、水位上昇がない、つまり容器からの給水に戸惑った場合などを保護する目的で、Ｓ１０６は６０秒以上水位上昇が無かったことを検出すると、Ｓ１０７においてリム吐水ノズル８から給水を実施してボール面１２を封水に戻し、Ｓ１０８でエラーを表示する。Ｓ１０５で水位上昇を検出すると、Ｓ１０９でタイマーｔ２の計時を開始する。Ｓ１１０で溜水水位の安定を確認することになるが、タイマーｔ２が１０秒以上になっても安定しないことをＳ１１１で検出した場合は、上述の状態と同じくＳ１０７においてリム給水を実施してボール面を封水に戻し、Ｓ１０８でエラーを表示する。溜水水位が安定しない事例としては排水アダプタの開放を忘れた場合などが想定され、下水配管内の圧力変動で溜水水位が波立つような事例が想定される。Ｓ１１０で溜水水位が安定すると、Ｓ１１２で溜水水位が検出・記憶される。Ｓ１１３はその時の溜水量を換算・記憶するステップであるが、１回目の給水であれば溜水量Ｑは、式３においてｎ＝１として５００ｍＬと算出されるものである。

Ｓ１１４は次の容器投入を指示するステップで、Ｓ１１５の判定によって全容器が投入されるまで、Ｓ１１６の投入指示が開示される。今回の場合、５容器から給水されると、Ｓ１１７のステップにおいて前述したラグランジュ補間法などで検尿線が演算されることになる。また、検尿線は関数関係を認識するイメージで示したが、関数関係で認識しようとした時に非線形性が強い場合などは、水位ごとの溜水量を表テーブルとして認識しても考え方としては同じである。検尿線の設定が完了すると、通常の測定モードに戻るステップがＳ１１８である。

図１２は、本発明の検尿線設定方法の第一の実施例に関わるものであり、図５（ｂ）の実施例に対応したフローチャートである。
Ｓ２０１は検尿線の設定開始を指示するステップである。施工時に検尿線は設定されることになるが、施工者は検尿線設定モードへの切替を実施する。一般使用者が認知しにくい操作とすべきであるから、所定の操作スイッチを一定時間以上押すなどの操作とすればよい。Ｓ２０２は容器１の入水であることを示すステップである。Ｓ２０３はゼット吐水ノズル７からの吐水によって溜水が排出され、その後にリフィール水の供給を行わずに破封状態とするステップである。破封後の最下点水位Ｘから検尿線を入力するものである。スタート水位Ｙ以降で検尿線を設定する場合は、Ｓ２０３に次いでスタート水位の給水ステップを配しておけばよい。Ｓ２０４はスタート水位セットが終わったので、容器からの給水を支持するステップである。Ｓ２０５でタイマーｔ１が計時を開始する。Ｓ２０６で溜水水位の上昇を確認することになるが、水位上昇がない、つまり容器からの給水に戸惑った場合などを保護する目的で、Ｓ２０７は６０秒以上水位上昇が無かったことを検出すると、Ｓ２０８においてリム吐水ノズル８から給水を実施してボール面を封水に戻し、Ｓ２０９でエラーを表示する。溜水水位上昇を検出すると、Ｓ２１０でタイマーｔ２の計時を開始する。Ｓ２１１で溜水水位の安定を確認することになるが、タイマーｔ２が１０秒以上になっても安定しないことをＳ２１２で検出した場合は、上述の状態と同じくＳ２０８においてリム給水を実施してボール面を封水に戻し、Ｓ２０９でエラーを表示する。溜水水位が安定しない事例としては排水アダプタの開放を忘れた場合などが想定され、下水配管内の圧力変動で溜水水位が波立つような事例が想定される。溜水水位が安定すると、Ｓ２１３で溜水水位が検出・記憶される。Ｓ２１４はその時の溜水量を換算・記憶するステップである。Ｓ２１５は次の容器投入を指示するステップで、Ｓ２１６の判定によって全容器が投入されるまで、Ｓ２０３のゼット吐水によって再度最下点水位Ｘがセットされることになる。今回の場合、５容器から給水されると、Ｓ２１７のステップにおいて所定のアルゴリズムで検尿線が演算されることになる。また、検尿線は関数関係を認識するイメージで示したが、関数関係で認識しようとした時に非線形性が強い場合などは、水位ごとの溜水量を表テーブルとして認識しても考え方としては同じである。検尿線の設定が完了すると、通常の測定モードに戻すステップがＳ２１８である。

図１３は、本発明の検尿線設定方法の第二のの実施例に関わるものであり、図９の実施例に対応するフローチャートである。
Ｓ３０１は検尿線の設定開始を指示するステップである。施工時に検尿線は設定されることになるが、施工者は検尿線設定モードへの切替を実施する。一般使用者が認知しにくい操作とすべきであるから、所定の操作スイッチを一定時間以上押すなどの操作とすればよい。Ｓ３０２はゼット吐水ノズル７からの吐水によって溜水が排出され、その後にリフィール水の供給を行わずに破封状態とするステップである。破封後の最下点水位Ｘから検尿線を入力するものである。スタート水位Ｙ以降で検尿線を設定する場合は、Ｓ３０２に次いでスタート水位の給水ステップを配しておけばよい。Ｓ３０３でタイマーｔ１が計時を開始する。Ｓ３０４で溜水水位の上昇を確認することになるが、水位上昇がない、つまり容器からの給水に戸惑った場合などを保護する目的で、Ｓ３０５は６０秒以上水位上昇が無かったことを検出すると、Ｓ３０６においてリム給水を実施してボール面を封水に戻し、Ｓ３０７でエラーを表示する。溜水水位上昇を検出すると、Ｓ３０８でタイマーｔ２の計時を開始する。Ｓ３０９は現在の時刻ｔ２における溜水水位を測定し、時刻ｔ２と対比をつけて記憶するステップである。ｔ２＝ｔ（秒）であった場合、容器開口面積ａ、重力加速度ｇ、（容器）水位Ｈ、（容器）断面積Ｓとすると重力によって吐出される給水量Ｖは、式４で一義に表されることになる。

容器から吐出された水は全て溜水になるので、Ｓ３１０において現在の時刻ｔ２における溜水量も演算可能であり、時刻ｔ２と対比をつけて記憶することができる。供給流速ｑとしては人体の排尿流速と同等の５ｍＬ／秒が平均として出るように設定した場合、最大設定範囲２５００ｍＬとすると、吐出時間は５００秒ということになる。Ｓ３１１で全て吐出されたことを確認し、Ｓ３１２のステップにおいて所定のアルゴリズムで検尿線が演算されることになる。また、検尿線は関数関係を認識するイメージで示したが、関数関係で認識しようとした時に非線形性が強い場合などは、水位ごとの溜水量を表テーブルとして認識しても考え方としては同じである。検尿線の設定が完了すると、通常の測定モードに戻すステップがＳ３１３である。

図１４は、本発明の検尿線設定方法の第三のの実施例に関わるものであり、図１０の実施例に対応するフローチャートである。
Ｓ４０１は検尿線の設定開始を指示するステップである。施工時に検尿線は設定されることになるが、施工者は検尿線設定モードへの切替を実施する。一般使用者が認知しにくい操作とすべきであるから、所定の操作スイッチを一定時間以上押すなどの操作とすればよい。Ｓ４０２はゼット吐水ノズル７からの吐水によって溜水が排出され、その後にリフィール水の供給を行わずに破封状態とするステップである。破封後の最下点水位Ｘから検尿線を入力するものである。スタート水位Ｙ以降で検尿線を設定する場合は、Ｓ４０２に次いでスタート水位の給水ステップを配しておけばよい。Ｓ４０３でタイマーｔ１が計時を開始する。Ｓ４０４で溜水水位の上昇を確認することになるが、水位上昇がない、つまり容器からの給水に戸惑った場合などを保護する目的で、Ｓ４０５は６０秒以上水位上昇が無かったことを検出すると、Ｓ４０６においてリム給水を実施してボール面を封水に戻し、Ｓ４０７でエラーを表示する。溜水水位上昇を検出すると、規定量ΔＱ給水したときの溜水変化量ΔｈをＳ４０８で計測する。なお、この規定量ΔＱとしては５０ｍＬ〜１００ｍＬ程度の少量で十分である。Ｓ４０９は傾きとしてのΔＱ／Δｈを演算するステップであり、その値を式１の初項の係数とすることにより（14.334に代えて代入することにより）Ｓ４１０で検尿線が演算される。式１の２項目と３項目がばらつかないのが前提の検尿線であるため、採用した便器の製造バラツキを含めた採用可否検討が不可欠である。検尿線の設定が完了すると、通常の測定モードに戻すステップがＳ４１１である。

本発明の尿量測定大便器全体の実施例を示す斜視図である。 本発明の尿量測定大便器全体の実施例を示す断面図である。 本発明の尿量測定大便器の第一の実施例を示す測定系システム図である。 本発明の尿量測定大便器の水位−溜水量グラフである。 本発明の溜水水位と溜水量の関数関係の設定方法の第一の実施例を示す 模式図である。 本発明の溜水水位と溜水量の関数関係の設定方法の第二の実施例を示す 模式図である。 本発明の尿量測定大便器の第一の実施例を示す動作シーケンス図である。 本発明の尿量測定大便器の第一の実施例を示すシステムブロック図であ る。 本発明の溜水水位と溜水量の関数関係の設定方法の第三の実施例を示す 模式図である。 本発明の溜水水位と溜水量の関数関係の設定方法の第四の実施例を示す 模式図である。 本発明の検尿線設定方法の第一（ａ）の実施例を示すフローチャートで ある。 本発明の検尿線設定方法の第一（ｂ）の実施例を示すフローチャートで ある。 本発明の検尿線設定方法の第三の実施例を示すフローチャートである。 本発明の検尿線設定方法の第四の実施例を示すフローチャートである。

符号の説明

１…大便器ユニット
２…便座装置本体
３…機構ユニットキャビネット
４…尿成分測定部
５…制御部
６…採尿装置
７…ゼットノズル
８…リム吐水ノズル
９…尿成分測定部
１０…水路切替手段
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
１７…排水アダプタ
１８…スタータータンク
１９…洗浄タンク
２１…便座
２２…便ふた
３５…開閉弁
４２…導圧路
４３…圧力センサー
４６…通気弁
４７…圧力センサー
３１…壁部キャビネット
５０…遠隔操作装置
５１…衛生洗浄装置リモコン
５２…尿成分測定部リモコン
５３…プリンター
６０…採尿ユニット
６１…採尿器
６２…採尿アーム
７０…容器
７１…開閉弁
Ａ…定量給水手段
ａ…容器開口面積
Ｂ…溜水水位測定手段
Ｃ…下水圧変動保護手段
ｇ…重力加速度
ｈ…（便器）水位
Ｈ…（容器）水位
Ｑ…（便器）溜水量
ｑ…供給流速
Ｒ…（容器）容量
Ｓ…（容器）断面積
ｔ…時間
Ｖ…給水量
Ｗ…溢流水位
Ｘ…最下点水位
Ｙ…スタート水位
Ｚ…排尿後水位

Claims (3)

1. 使用者の排尿を受けると共に溜水が形成されたボール面と、
   該ボール面の下部と連通した上方に屈曲した管路からなるトラップ部と、
   前記ボール面の溜水水位を測定する水位測定手段と、
   排尿に伴う前記水位測定手段からの出力を予め設定された検尿線に基づいて溜水量に変換する溜水量算出部と、この溜水量算出部からの出力変化に基づいて尿量を算出する尿量換算部と、からなる演算手段と、
   を有する尿量測定大便器において、
   前記ボール面における溜水量を入力する溜水量入力手段を備え、
   この溜水量入力手段によって入力された溜水量と、前記水位測定手段からの測定値とに基づいて検尿線を設定可能な検尿線設定部を前記演算手段に備えた
   ことを特徴とする尿量測定大便器。
2. 前記尿量測定大便器において、
   前記溜水量入力手段は容量が規定された容器からの、前記ボール面への給水回数によって溜水量が入力されることを特徴とする請求項１に記載の尿量測定大便器。
3. 前記尿量測定大便器において、
   前記溜水量入力手段は給水流量が既知の容器からの給水時間に基づいて溜水量が入力されることを特徴とする請求項１に記載の尿量測定大便器。