JP2001083147A - 尿検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 センサ駆動手段や洗浄手段を便器外に設ける
ことを可能とし、家庭に一般的に普及している既存の便
器に装着しやすい尿検査装置を実現する。 【解決手段】 センサ駆動手段２２および保存液容器１
８は便器３６の外部に設け、センサ駆動手段２２はセン
サアーム１３を回転させてセンサ２を便器３６のボウル
内へ移動させて測定した後に前記センサ２を洗浄ノズル
２５の放水に接する位置で洗浄し前記保存液容器１８内
の保存液中に浸漬させるよう移動させるので、モータな
どのセンサ駆動手段２２や電磁弁２３などの洗浄手段お
よび保存液容器１８を備える十分な場所を確保できる
上、センサ２は便座３９と便器３６の間を通過して移動
する構成も実現できるため、家庭に一般に普及している
既存の便器に取り付けることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は人から便器に放出さ
れる尿を検査する尿検査装置に関し、特に糖濃度を検査
する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】尿は個人の健康状態に関する重要な情報
源であり、尿成分を定量分析することで各種の機能障害
を検査するすることができる。そこで、個人が日常的に
排尿する際に、その尿を分析することで機能障害を早期
に発見するために、家庭や職場の便器に尿成分を分析器
機を付加する提案が従来よりなされている。

【０００３】たとえば、特開昭６０−８５１３３号公報
に説明されている例では、バイオセンサを先端部に装着
したアームをロータリ―ソレノイドを介して弁座本体に
取り付け、バイオセンサが便器ボウル内に出没自在とな
る構成としている。この構成により、測定時（排尿時）
にはバイオセンサを便器ボウル内に突出させて尿と接触
し、接触後にはバイオセンサは弁座本体の裏側に復帰す
るものである。しかし、一般にバイオセンサは１回限り
の使い捨てでない場合には、その測定性能を維持するた
めに使用後にはセンサを流水で洗浄し、保存液中に浸漬
させておくほうがよい。

【０００４】繰り返し測定ができるバイオセンサの一例
として特開平９−３０４３３０号公報に開示されている
プレーナ型酵素センサなどがある。この酵素センサは、
ポリイミドフィルムと、過酸化水素電極としての一対の
金属電極と、２層から成る高分子膜と、２層から成る固
定化酵素膜と、高分子接着剤膜と、高分子膜で皮膜され
たポリカーボネイト膜とから成り、尿中の当が酵素反応
の過程で放出した電子を電流として測定するものであ
る。

【０００５】また、保存液中に浸漬する例として、特開
平１０−１７０５１２号公報に示されている例を図６を
用いて説明する。便器ボウル面には尿溜まり部１６が形
成されていて、個人から排出された尿が流れ込み溜ま
る。センサ２はアーム３に着脱自在に取り付けられてい
る。アーム３はスライダ１７にそって上下にスライド可
能に取り付けられていて、アーム３はスライダ１７は上
端部で回動可能に取り付けられている。また１４は保存
液容器であり、これら駆動機構や保存液は便器上面に備
え付けたボックス内に収納されている。この構成で、測
定時スライダ１７が回転し所定の角度に傾き、続いてア
ーム３が下降しセンサ２は尿溜り１６の尿中に浸漬した
ところで尿成分の分析を行う。その後、排水を行ってセ
ンサ２を洗浄しアーム３を上昇させると共に回転させて
垂直状態に保ち、続いてアーム３を降下させてセンサ２
を保存液容器１４に挿入するというものである。即ち、
非測定時にはセンサは保存液と接している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の尿検査装置はそれぞれに課題がある。特開昭６０−８
５１３３号公報に示されている例では実質的に保存液容
器を装着する場所がない。即ち、非使用時にセンサが隠
れるように便器と便座の隙間に収納する構成をとってい
るため、この隙間には保存液容器を収納することは非常
に困難である。

【０００７】また、特開平１０−１７０５１２号公報に
示されている例は過程に一般的に普及されている便器で
は水タンクの存在する場所か、便座や便蓋を立てる場所
である。更に、便器に尿溜りを設けなければならないた
め、専用の便器に取り付けなければならないことにな
る。

【０００８】こうした課題を解決する構成としては、便
器で排尿の際に自動的に尿成分を分析する尿検査装置に
おいて、センサ駆動手段や保存液容器、洗浄手段などを
便器外に設ける構成が考えられる。本発明では、洗浄ノ
ズルなどを便器内に突出する必要がなく、便器外の洗浄
手段から便器内に突出させたセンサを効果的に洗浄する
方法を提供することで、センサ駆動手段や洗浄手段を便
器外に設けることを可能とし、家庭に一般的に普及して
いる既存の便器に装着しやすい尿検査装置を実現するこ
とを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、尿に含有される特定の成分の濃度に相関を
持った出力信号を発生するセンサを取り付けたセンサア
ームと、前記センサアームを移動させるセンサ駆動手段
と、非測定時に前記センサに接触させておく保存液を収
納する保存液容器と、便器のボウル内に放水する洗浄手
段を有し、前記センサ駆動手段と前記洗浄手段および前
記保存容器は便器の外部に設け、前記センサ駆動手段は
前記センサアームを回転させて前記センサを便器のボウ
ル内へ移動させて測定した後に前記センサが前記洗浄手
段の放水に接する位置に移動させた後に前記保存液容器
内の保存液中にさせるよう移動させる構成とした。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１にかかる尿検査
装置は、センサ駆動手段および保存容器は便器の外部に
設け、センサ駆動手段はセンサアームを回転させて前記
センサを便器のボウル内へ移動させて測定した後に前記
センサを前記洗浄手段の放水に接する位置で洗浄し前記
保存液容器内の保存液中に浸漬させるよう移動させるの
で、モータなどのセンサ駆動手段や電磁弁などの洗浄手
段および保存液容器を備える十分な場所を確保できる
上、センサは便座と便器の間を通過して移動する構成も
実現できるため、家庭に一般に普及している既存の便器
に取り付けることが可能となる。

【００１１】請求項２にかかる発明は、放水にセンサ接
する位置の近辺でセンサアームを揺動させるものであ
り、十分な洗浄水をセンサに放水することが可能とな
る。

【００１２】請求項３にかかる発明は、センサアームを
移動させ、放水がセンサと接した地点でセンサアームを
停止させるものであり、放水の位置を検出して停止する
ことが可能となる。

【００１３】請求項４にかかる発明は、センサが放水と
接触している間はセンサアームの移動を減速するもので
あり、洗浄水を十分に掛けられる上、センサアームの移
動にようする時間を短縮できる。

【００１４】請求項５にかかる発明は、センサの出力信
号の判定閾値を設定し、出力信号と判定閾値の比較によ
り洗浄の終了時期を判定するものであり、最適な洗浄時
間を決定することができる。

【００１５】請求項６にかかる発明は、センサと放水が
接した時点もしくは放水を開始した時点からの一定時間
の経過時点を洗浄の終了時期と判定するものであり、セ
ンサの出力信号を常時モニタリングする必要がなくな
り、簡単なシーケンスで洗浄処理を駆動させることがで
きる。

【００１６】請求項７にかかる発明は、センサと放水が
接した後の出力信号の時間変化率を用いて洗浄を行う継
続時間を決定するものであり、出力信号を常時モニタリ
ングする必要がなくなる上、より最適な水量で洗浄が可
能となる。

【００１７】請求項８にかかる発明は、洗浄手段が放水
流量を変化させて、放水の落水位置が変動するように構
成するものであり、アーム全体を洗浄でき、より洗浄効
果を向上させることが可能となる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図５を参照し
ながら説明する。図１は本発明の実施例を示す尿検査装
置の構成図である。図１の（ａ）は上視図であり、
（ｂ）は正面からみた側面図を示す。図１において２は
尿中の糖濃度と相関した出力信号を発生する酵素センサ
であり、センサ駆動手段であるモータ２２により回転す
る屈曲型アーム１３の先端部に取り付ける。測定時に
は、本構成でモータ２２が回転することにより、アーム
１３は便器と便座の間を通過して便器ボウル内に移動す
る。図１の１３ａから１３ｄは屈曲型アーム１３が移動
する際の略軌跡図を示すものである。４７および４５は
アームホルダ４８を挟持する上板および下板であり、ケ
ース３５に固定されている。屈曲型アーム１３は、モー
タ２２の回転軸に固定されたアームホルダ４８に挿入さ
れてモータの回転により水平方向に移動すると共に、ア
ームホルダ４８の中心軸Ｄ−Ｄ’を中心に回転自在に取
り付ける。ここで酵素センサ２は、屈曲型アーム１３に
着脱できる構成でも一体となっている構成でも構わな
い。

【００１９】図３は、屈曲型アーム１３を便器ボウル内
への突出時にアームホルダ４８のＤ−Ｄ’軸の回りに回
転させる方式の一例を示している。図３の１３ａから１
３ｄは、屈曲型アーム１３の軌跡を図１（ａ）の上板４
７の円周面Ｃ〜Ｃ’で見た略断面図として直線状に示し
た図である。４６は上板４７に付設した突起部であり、
４３は屈曲型アーム１３に取り付けた突起部であり、各
破線は屈曲型アーム１３の先端部の屈曲方向を示してい
る。今、モータ２２の回転により、アームホルダ４８が
回転し屈曲型アーム１３が１３ｄから１３ｃの位置を通
過して便器３６のボウル内に突出されると、上板４７の
突起部４６と屈曲型アーム１３の突起部４３が噛み合う
ことにより屈曲型アーム１３が反時計回りに９０度回転
し、先端部が下方を向く。この動作により、屈曲型アー
ム１３の先端部の酵素センサ２が便座３９から下がった
位置に突出でき、受尿の際の跳ねによる汚れを防止する
ことができる。また、便座３９とリム面の間を通過する
際は、屈曲型アーム１３の屈曲方向が横方向のため縦方
向には厚みを取ることなく、便座３９と便器３６のリム
上部の間を通過して便器外部からボウル内に移動でき
る。

【００２０】便器ボウル内に移動させた酵素センサ２
は、尿が接触すると出力信号が変化することで計測を始
める。計測が終ると、配水管２４に接続した電磁弁２３
を開いて放水ノズル２５から便器ボウル内に洗浄水を放
水する。この時、モータ２２を回転させてアーム１９を
放水の掛る位置へ移動させ、洗浄処理を行ったのち、再
び便座外部の保存液容器へ浸漬する位置へ復帰させる。

【００２１】図２に、以上説明した各部品をハウジング
してケースを便器に取り付けた状態を斜視図で示す。即
ち、３５はケースで保存液容器１８やモータ２２、制御
回路基板などの部品を収納していて、便器取付部３２、
３３で便器３６のリム側部に取り付けている。また、３
５の上面には操作部３７、表示部３８を設けている。図
は便座３９を立てた状態、また酵素センサ２およびアー
ム１９を便器３６のボウル内に露出した状態を示してい
る。

【００２２】以下、計測時の動作を流れを追って説明す
る。被験者はまず便器３６の前に立つ（主に男性）か、
便座に着座する（主に女性）。ここで、操作部３７の測
定スイッチを押すと、モータ１１は時計方向に所定量回
転し、保存液容器１８が屈曲型アーム１３から離脱し、
続いてモータ２２を反時計方向に回転する。この状態で
は屈曲型アーム１３ｄは先端方向が水平方向を向いてお
り、屈曲型アーム１３は便座とリム面上部の間を通過す
る。続いて、屈曲型アーム１３ｃの位置に来ると、上板
４７の突起部４６と屈曲型アーム１３の突起部４３が接
触し、屈曲型アーム１３はアームホルダ４８の中心軸Ｄ
−Ｄ’回りに回転し、先端部の酵素センサ２が下方向に
向く。ここで尿が掛けられ、測定が終るとモータ２２は
屈曲型アーム１３を洗浄位置まで戻して電磁弁２３を開
放し、洗浄処理を行う。洗浄が終ると、再びモータ２２
は時計方向に回転させ、屈曲型アーム１３は突出の場合
と逆の動作で中心軸Ｄ−Ｄ’回りに回転して屈曲方向を
水平面になるよう戻して、便座とリムの間を通過し、保
存液容器１３ｄへの浸漬位置へ復帰する。最後にモータ
１１が反時計方向に回転し、保存液容器１８を屈曲型ア
ーム１３に装着して終了する。

【００２３】続いて、本発明の特徴である洗浄部分につ
いて図４、図５を使って説明する。本実施例では、放水
ノズル２５は便座外のケース３５便器中央部に向けて扇
状に放水する。図４は酵素センサ２の出力信号を示すグ
ラフであり、５１は出力信号の時間変化を示した一例で
ある。一般的に健康な尿でもわずかな糖成分は含まれる
ため、尿と接触する（図４のＴｕ時点）と出力信号は増
加し始め、また水と接する（図４のＴｗ時点）と残尿成
分が流されて出力信号が低下し始める。したがって、こ
の出力信号をケース３５内に設けた制御回路でモニタす
れば水と接触したかどうか判断することが可能である。

【００２４】図５に示すように、電磁弁２３を開いて放
水を開始し、屈曲型アーム１３を移動させると、放水に
接触した時点（図５の１３ｆ位置に相当）で出力信号が
低下し始める。制御回路では、この位置１３ｆを端点と
してモ屈曲型アーム２２を一定範囲内（図５では１３ｆ
〜１３ｇ）で往復運動させれば、十分な洗浄水を掛ける
ことができ、洗浄残水も放り払うことが出来て効果的に
洗浄することが可能となる。

【００２５】また、放水の水圧が高い場合など放水が十
分扇形に広がらない場合には、放水との接触を検出した
時点で停止する構成でも効果があるものである。

【００２６】更に、放水の水量が十分に取れる場合に
は、屈曲型アーム１３を往復運動させずに、単に減速し
て移動させるだけでも洗浄が可能となり、屈曲型アーム
１３の収納動作時間を短縮できる。

【００２７】この他、洗浄に必要な時間を決定する方法
としては、以下のような方法が可能である。一般に計測
を短時間に連続して行うことが少ない場合には、洗浄す
る時間を一定時間に行う構成にしておけば出力信号をモ
ニタリングする必要がなくなり制御シーケンスを簡単化
できる。

【００２８】更に、洗浄時間を最適化する方法として
は、図５のＶｔｈに示すように終了のための閾値を設定
しておき出力信号がＶｔｈを下回った時点で終了する方
式や、Ｔｗ〜Ｔｗ＋ΔＴの間の出力信号の時間減衰率か
ら洗浄所要時間を推定した時間テーブルを予め作成して
おき、このテーブルを参照して洗浄時間を決定する方式
が可能である。これらの方式では、収納動作に必要な時
間を短縮できる上、洗浄水の節約などの効果が期待でき
る。

【００２９】最後に、以上説明に加えて洗浄効果を向上
させる方法として、水量を変える方法が可能である。一
般に電磁弁２３は開閉を行う印加電圧を変えることで開
閉具合を調整でき放水する水量を可変にできる。洗浄処
理中に、この方法で水量を変えれば、屈曲型アームの根
元から先端部へ放水位置を揺動でき、アーム全体の洗浄
が可能となる。

【００３０】なお、屈曲型アーム１３に先端部の酵素セ
ンサ２への導水溝を形成する方法や、アームに親水性の
処理を施すなどの構成を採っておけば、アームの根元に
落水するだけで先端部の洗浄が可能となり、地域ごとの
水圧の差による洗浄効果のムラなどを低減できる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の尿検査装
置は以下の効果を有する。

【００３２】本発明の請求項１にかかる尿検査装置によ
れば、センサ駆動手段および前記保存容器は便器の外部
に設け、前記センサ駆動手段は前記センサアームを回転
させて前記センサを便器ボウル内へ移動させて測定した
後に前記センサが前記洗浄手段の放水に接する位置で洗
浄した後に前記保存液容器内の保存液中にさせるよう移
動させるので、モータなどのセンサ駆動手段や電磁弁な
どの洗浄手段および保存液容器を備える十分な場所を確
保できる上、センサは便座と便器の間を通過していどう
する構成も実現できるため、家庭に一般に普及している
既存の便器に取り付けることが可能となる。

【００３３】請求項２にかかる発明によれば、放水にセ
ンサ接する位置の近辺でセンサアームを揺動させること
で、より十分な洗浄水をセンサに放水することが可能と
なる。

【００３４】請求項３にかかる発明によれば、センサア
ームを移動させ、放水がセンサと接した地点でセンサア
ームを停止することにより、放水の位置を検出して停止
することが可能となる。

【００３５】請求項４にかかる発明によれば、センサが
放水と接触している間はセンサアームの移動を減速する
ことで、洗浄水を十分に掛けられる上、センサアームの
移動にようする時間を短縮できる。

【００３６】請求項５にかかる発明によれば、センサの
出力信号の判定閾値を設定し、出力信号と判定閾値の比
較により洗浄の終了時期を判定することで、最適な洗浄
時間を決定することができる。

【００３７】請求項６にかかる発明によれば、センサと
放水が接した時点もしくは放水を開始した時点からの一
定時間の経過時点を洗浄の終了時期と判定することで、
センサの出力信号を常時モニタリングする必要がなくな
り、簡単なシーケンスで洗浄処理を駆動させることがで
きる。

【００３８】請求項７にかかる発明によれば、センサと
放水が接した後の出力信号の時間変化率を用いて洗浄を
行う継続時間を決定する方法で、出力信号を常時モニタ
リングする必要がなくなる上、より最適な水量で洗浄が
可能となる。

【００３９】請求項８にかかる発明によれば、洗浄手段
が放水流量を変化させて、放水の落水位置が変動するよ
うに構成することで、アーム全体を洗浄でき、より洗浄
効果を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における尿検査装置の構成図

【図２】本発明の一実施例における尿検査装置を便器に
取り付けた状態を示す斜視図

【図３】本発明の実施例でのアームを回転させる構成を
示す断面図

【図４】本発明の実施例でのセンサの出力信号の時間経
過の一例を示すグラフ

【図５】本実施例での洗浄処理のアームの動作例を示す
上面図

【図６】従来例における尿検査装置の構成図

【符号の説明】

２ 酵素センサ １３ センサアーム １８ 保存液容器 ２２ モータ（センサ駆動手段） ２３ 電磁弁（洗浄手段） ２４ 洗浄水配管（洗浄手段） ２５ 洗浄ノズル（洗浄手段） ３６ 便器 ３９ 便座

フロントページの続き (72)発明者 上田 実紀 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 宮地 寿明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大野 英樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小畑 哲生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2G045 AA15 AA36 BB14 CB03 DA31 JA07

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】尿に含有される特定の成分の濃度に相関を
   持った出力信号を発生するセンサを取り付けたセンサア
   ームと、前記センサアームを移動させるセンサ駆動手段
   と、非測定時に前記センサに接触させておく保存液を収
   納する保存液容器と、便器ボウル内に放水する洗浄手段
   を有し、前記センサ駆動手段と前記洗浄手段および前記
   保存容器は便器の外部に設け、前記センサ駆動手段は前
   記センサアームを回転させて前記センサを便器ボウル内
   へ移動させて測定した後に前記センサが前記洗浄手段の
   放水に接する位置で洗浄し前記保存液容器内の保存液中
   に浸漬させるよう移動させる尿検査装置。
2. 【請求項２】センサが放水と接する位置の近辺でセンサ
   アームを揺動させる請求項１記載の尿検査装置。
3. 【請求項３】センサアームを移動させ、放水がセンサと
   接した地点でセンサアームを停止する請求項１記載の尿
   検査装置。
4. 【請求項４】センサが放水と接触している間はセンサア
   ームの移動を減速する請求項１記載の尿検査装置。
5. 【請求項５】センサの出力信号の判定閾値を設定し、出
   力信号と判定閾値の比較により洗浄の終了時期を判定す
   る請求項１記載の尿検査装置。
6. 【請求項６】センサと放水が接した時点もしくは放水を
   開始した時点からの一定時間の経過時点を洗浄の終了時
   期と判定する請求項１記載の尿検査装置。
7. 【請求項７】センサと放水が接した後の出力信号の時間
   変化率を用いて洗浄を行う継続時間を決定する請求項１
   記載の尿検査装置。
8. 【請求項８】洗浄手段が放水流量を変化させて、放水の
   落水位置が変動するように構成した請求項１記載の尿検
   査装置。