JP2009084821A - 排尿情報測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 溜水水位と溜水量の関係を製品毎に記憶させるのではなく、標準的な設定を施工後の確認によって修正することにより、施工の効率化を図るものである。
【解決手段】 被験者の排泄物を受けるボールを備えた便器と、前記ボールと前記ボール内の溜水を排出する下水配管の間に設けられたトラップと、前記ボールの溜水水位を計測する溜水水位計測手段と、前記ボールの溜水水位と溜水量との対応関係である検量関係を検量線として記憶した検量線記憶手段と、被験者の排泄物による溜水水位変化を前記検量線を利用することによって少なくとも排尿量を含む排尿情報値に換算する排尿情報算出手段と、を有する生体情報測定装置において、
前記検量線の検量関係を修正する検量線校正手段を備えたことを特徴とすることにより、施工作業に長時間要することなく、短時間で施工作業の完了を可能とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、溜水水位と溜水量との対応関係を予め求めて記憶された検量線を用いて、計測された溜水水位変化から尿量／尿流率を演算する排尿情報測定装置において、
前記検量線に対して施工状態や装置個々のバラツキなどの影響要因を考慮した修正を行ない高精度な生体情報測定値を得ることに関わるものである。

従来の便器のボールを容器としてその水位変化から尿量／尿流率を測定する排尿情報測定装置においては、溜水水位と溜水量との関係が非線形であるため、溜水水位と溜水量との関係を求める検量線が必要となるが、その検量線を作成する方法として、溜水を排水配管に対して所定量ずつ複数回給水して、両者の対応関係から検量関係を示す検量線を記憶する検量線作成手段を備えたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
この方式では、施工現場の状況によって便器の取り付け状態が変化する場合でも、施工終了後に検量関係を作成するため、それらの影響要因を考慮した形で作成・記憶できるという利点があるものの、高精度の検量線を得るためには施工作業者が所定の回数だけ所定量の給水作業を実施する必要があることから、設定作業のバラツキ（施工品質）が測定精度に影響を与えるため、安定した製品性能を実現することが難しいという問題があった。

また、所定量ずつ給水するのではなく、溜水を排水配管に対して所定量ずつ複数回排出して、両者の対応関係から検量線を記憶する検量線作成手段を備えたものがある（例えば、特許文献２参照。）。
この方式も、施工現場の状況によって便器の取り付け状態が変化する場合でも、施工終了後に検量関係を作成するため、それらの影響要因を考慮した形で作成・記憶できるという利点があるものの、高精度の検量線を得るためには数多くの検量関係設定点を設ける必要があり、その検量関係取得には時間がかかるため施工時間が長くかかるという問題があった。また検量関係を取得するためには高価な定量ポンプなどの排出手段が必要であるという問題もあった。

また、一般的には陶器製であることが多い便器のボール部を、表面硬度の高いクリア層とベースとなるコア層の組み合わせ構成としているものもある（例えば、特許文献３参照。）。
しかし、この場合も便器の個体差は無視できる程度の溜水水位と溜水量の検量関係を一義に得るような形状精度は得られるが、施工時の便器据付け誤差による検量関係の変化の発生は防止できないという問題があった。特にトイレは床にこぼれた水を所定方向に導くような傾斜を設けることがあり、それに起因する便器傾きのによる検量関係の変化については、溜水水位と溜水量との関係が無視できるほど小さな個体差であったとしても配慮することができなかった。
特開２００５−２６４６２４号公報 特開２００６−１２６１６５号公報 特開２００７−２２４６１６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、溜水水位と溜水量の関係を製品毎に記憶させるのではなく、標準的な検量線の設定を施工後の確認によって修正することにより検量線の校正を行い、測定精度の向上を図るものである。また、溜水水位と溜水量の関係が変動することの少ない機械的寸法精度が高い樹脂製便器を使用する場合においても、建物・床等の傾きなどの変動要因による検量関係のズレを修正可能とするものである。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明によれば、被験者の排泄物を受けるボールを備えた便器と、
前記ボールと前記ボール内の溜水を排出する下水配管の間に設けられたトラップと、
前記ボールの溜水水位を計測する溜水水位計測手段と、
前記ボールの溜水水位と溜水量との対応関係である検量関係を検量線として記憶した検量線記憶手段と、
被験者の排泄物による溜水水位変化を前記検量線を利用することによって少なくとも排尿量を含む排尿情報値に換算する排尿情報算出手段と、
を有する生体情報測定装置において、
前記検量線の検量関係を修正する検量線校正手段を備えたことを特徴とすることにより、
施工作業に長時間要することなく、短時間で施工作業の完了を可能とした。

また、請求項２記載の発明のよれば、前記検量線校正手段は、前記検量線の常数変更によって検量関係を修正することを特徴とすることにより、
検量線の創成手段が特別な選定を実施したものでなくても、現場微調整で精度を合わせ込むことを可能とした。

また、請求項３記載の発明のよれば、前記常数変更は、前記溜水に対して互いに異なる複数の既知の水量分を変化をさせた時の水量変化量と尿量計測値との関係を利用した回帰補正によって行なわれることを特徴とすることにより、
装置による測定値をそのまま検量線校正の基準値として利用することで、所定精度の実現のために必要な測定装置の検量線校正作業に要する時間短縮を可能とした。

また、請求項４記載の発明のよれば、前記常数変更は、設置状態の便器傾き情報を利用して行なわれることを特徴とすることにより、
仮に溜水水位と溜水量の機械的なバラツキが無視できるほど小さな個体差であったとしても、施工上のバラツキ原因の補正を可能とした。

また、請求項５記載の発明のよれば、樹脂材料で形成されていることを特徴とすることにより、
溜水水位と溜水量に機械的なバラツキが無視できるほど小さな個体差であったとしても必要と想定された現場毎の検量線設定作業を不要とし、施工・設定作業に要する時間短縮を可能とした。

本発明によれば、溜水水位と溜水量の検量関係取得手段を製品個別に設けることなく、施工現場バラツキによる測定精度低下発生を防止して、高精度の尿流量測定を実現できるという効果がある。

図１は本発明を実施した第１の実施例における排尿情報測定装置全体を示す斜視図である。図１を使用して、本実施例における排尿情報測定装置の全体構成について以下に述べる。

本実施例における排尿情報測定装置１は、便器洗浄機能などの通常の便器機能を備えた洋風大便器４と、洋風大便器４に一体的に組み込まれた衛生洗浄装置７と、洋風大便器４の背後に設置されたキャビネット１８と、被験者がそれらの各種の動作を指示する操作を行なったり、得られた測定結果等を表示するために壁に設けられた操作・排泄される尿の一部を直接採取して含まれる操作・表示部７０とで構成されている。

洋風大便器４は陶器製でありボールの上部には樹脂製の便座１７１が回動自在に取り付けられている。本実施例では一般的に採用される便ふたを省略した事例を示している。医療機関で使用される他場合、便ふたを回動させるために実施する動作が、身体に疾病を抱えている患者にとっては負担になるということに配慮したものであり、反対に患者の上半身を支えることを配慮した背もたれ１７２をキャビネット１８に設置している。

キャビネット１８の内部には、被験者が洋風大便器４に排泄する尿の量である尿量や単位時間当たりの排泄速度である尿流率等の尿量情報の測定を行うために溜水の水位変化を計測する機構部等を備えた尿量計測部５０と、尿量計測部５０の動作制御や情報処理等を行う尿量計測制御部６０と、が収納されている。その他、必要に応じて尿中の特定成分濃度等を計測する尿成分測定部などを、キャビネット１８の内部に収納しても良い。収納するものの占有体積により、キャビネット１８の大きさ・形状は変更が可能である。

操作・表示部７０は、排尿情報測定用のリモコン７２と、衛生洗浄装置操作用のリモコン７１とを備え、排尿情報測定結果等を出力するプリンター７３はキャビネット１８の上方に配置している。被験者の操作性・視認性を配慮した時に、操作・表示部７０と排尿情報測定用のリモコン７２は壁に取り付けることが推奨されるが、操作の動線を配慮し、プリンター７３も壁取り付けとすることも可能である。

リモコン７２は被験者がトレイに入室し、排尿情報を測定する時に操作するもので、測定開始を指示する測定開始スイッチと、排尿が終了したことを指示する排尿終了スイッチとが設置されている。さらに、リモコン７２には被験者の測定履歴などの個人情報を取得するために必要な個人別スイッチやＩＤカードやＩＤタグの読み込み手段等の個人認証手段、及び、電子データの入出力装置等が設けられている。

測定結果はプリンター７３を使用して被験者に開示されるようになっているが、リモコン７２の表示部で被験者に開示しても良い。さらにまた、本排尿情報測定装置を医療機関に設置した場合は、複数の被験者データを看護師が所定の時刻にリモコン７２を操作して、プリンター７３からデータを取り出すことも考えられる。

施工時やメンテナンス実施時の操作は、リモコン７１またはリモコン７２のスイッチに所定手順の操作を実施することで切替設定されるようになっている。方法としては、普段使われないスイッチであることからカバーを開いて操作スイッチを露出させたり、所定のスイッチを長時間押したりすることで複数の用途に１つのスイッチを使用するものである。施工時やメンテナンス実施時のみに実施される行為としては、本発明の示す溜水水位と溜水量の検量関係を修正するために必要な所定値を校正値として入力する場合が該当する。この場合、尿流量計測値を入力したり、または排尿情報測定装置の設置された床の傾斜情報を入力したりする。

便器内の溜水は、排水ソケット１５を介して下水排水口１６に排出される。下水排水口１６は建物の建築作業によって構成されるものであるが、その位置精度は一般的に考えられる機械工作品よりも大きな公差が必要である。便器４の位置は下水排水口１６と一体になるため、下水排水口１６の位置ばらつきによって移動することになる。キャビネット１８は、前面の前板１８１と、左右に設けられた側板１８２と、天井部を覆う甲板１８３で構成されることになるが、便器位置がずれるということは、その位置に合わせて前板１８１と側板１８２と甲板１８３の大きさを変えなければならないことを示している。

本実施例では、特に全長が長く加工の難しい側板１８２の加工を省略する方法を示している。先ず、前板１８１の形状を固定寸法とし、便器４と一体化する。前板１８１は図示しないフレームと一体になっており、側板１８２と甲板１８３はフレームに取り付ける構成としている。側板１８２の奥行き方向寸法は、便器４に発生する前後方向の位置ズレに対して、その前方公差上限位置でも前板１８１が側板１８２の前方端よりはみ出さない寸法で形成されている。従って、側板１８２に対して、便器４と前板１８１が前後方向にずれるだけである。

側板１８２の前方端部（木口）には、Ｒ形状を有する軟質部材が設けられており、被験者の腕や肘が前方端部（木口）にあたってもけがをしないように配慮されている。医療機関で使用することを想定した場合、視覚に疾病を持っていたり、高齢になって視力の低下した被験者も想定される。そのような被験者の使用を想定した場合は、側板１８２の前方端部（木口）と面材を別の色、つまりコントラストのある黒と白を採用すると、便器４の位置を明確に判別することができるという利点も持っている。

図２は本発明を適用した排尿情報測定装置１の実施例の構成を示すブロック図である。
なお、ここで各構成要素を繋いでいる実線は水管路を示し、破線は水以外の情報等の接続経路を示す。

排尿情報測定装置１は大きくは便器部３と、排尿情報測定部５と、操作・表示部７０と、に分かれている。便器部３と排尿情報測定部５とが分けられて構成されているのは、両者の製造拠点が異なることと、施工業者が異なることに配慮されている。即ち、複数の製造拠点で各々梱包されて輸送されてきた両者は施行現場において、一般的には、給排水を担当する設備業者が便器部３の設置及び上下水道との接続を行ない、医療機器の施工工事を担当する業者が排尿情報測定部５を設置して便器部３と排尿情報測定部５とを結ぶ給排水配管と信号経路の接続を行なって排尿情報測定装置１を完成させた後に、排尿情報測定装置１のシステムとしての動作確認を実施することができるようにしている。そのために、この便器部３の動作と排尿情報測定部５の動作との連携を図る連係動作制御手段８０が、この両者にまたがって設けられている。

便器部３は、排泄物を受けてこれを下水配管に搬送する通常の便器としての機能を備えた洋風大便器４と、洋風大便器４に一体的に組み込まれ用便後の使用者の局部を洗浄するための衛生洗浄手段７ａを備えた衛生洗浄装置７と、洋風大便器４と衛生洗浄装置７の動作を制御する便器制御部４０とで構成されている。

洋風大便器４は、被験者が排泄を行うボール２０と、下水配管との連通を水封する溜水２３をボール２０に貯留するためにボール２０に連接されたトラップ１４と、ボール２０への給水を行う便器給水手段３０とを備え、トラップ１４は排水ソケット１５を介してトイレ室内に設けられた下水配管に連通する下水配管口１６に接続されている。

外部の給水源から排尿情報測定装置１への給水は、装置給水手段１２を経て、分岐金具１３１によってさらに、衛生洗浄手段７ａと、洋風大便器４のボール２０に給水するリム給水手段３１と、ゼット給水手段３２と、補水手段３３に分岐された給水路で供給される。

トラップ１４は排水ソケット１５に対して、溜水２３を排出するようになっている。便器洗浄を行う場合、リム吐水手段３２の給水によってボール２０内面を洗浄した後、
ゼット吐水口２２から大給水率でゼット給水手段３２が給水することにより、トラップ１４は満水水位Ｗとなってサイホン現象が誘引され、溜水２３は排水ソケット１５を経て下水排水口１６に排出され、空水位Ｘ１になる。前述のサイホン現象によって溜水２３が排出された後、通常の便器はリム給水手段３１からの給水によって、後述の溢流水位Ｈに復帰するが、本発明の排尿情報測定便器は排泄された尿をそのまま排水配管に流出させることなく、一端ボール２０内に溜める必要がある。そのため後述の破封水位Ｘ２を越えた位置までしかリム給水手段３１からの給水は行わず、補水手段３３の動作によって、溢流水位Ｈよりも所定量だけ水位が低い測定開始水位Ｙを得るようになっている。

また測定開始水位創成を行う場合、補水手段３３からの給水は前述の便器洗浄時より少ない給水率で水を供給することで、測定開始水位Ｙの再現性を高めている。本実施例では溜水２３の水面が波立つことを防止するために、ゼット吐水口２２から給水を行う事例で示したが、リム吐水口２１とボール２０が形状的に波立ち難いのであれば、補水動作をリム吐水口２１から実施しても良い。

便器制御部４０には、衛生洗浄手段７ａと便器給水手段３０の給水動作とを制御する給水制御手段４１と、排尿情報測定装置１全体の連携動作を制御するために設けられた後述する連係動作制御手段８０を構成する状態表示手段８２ａ及び状態受信手段８２ｂと、が設けられている。

また、排尿情報測定部５は、尿量測定部６で構成されており、尿量測定部６はさらに、溜水２３の水位変化を計測するために必要な機構を備えた尿量計測部５０と、尿量計測部５０の動作の制御や得られた計測情報を加工し尿量等の測定情報の算出等を行なう尿量計測制御部６０と、を備えている。

尿量計測部５０には、被験者の排泄による排尿量等を測定するために溜水２３の水位変化を計測する溜水水位計測手段５１と、下水配管内の圧力変動によって溜水２３の水位が受ける影響量を計測する下水圧変動量計測手段５２と、ボール２０内の溜水２３の水位と水量との関係（以下、この関係を「検量関係」と呼ぶ）を計測する検量関係計測手段５３と、尿量計測部５０と下水配管との連絡管路を水封することによって空気の流通を遮断するための配管縁切り手段５５と、が設けられている。

溜水水位計測手段５１は、後述する計測管路５７で溜水２３と接続されており、この管路を介して両者は連通している。なお、計測管路５７には溜水水位計測手段５１の破損防止等のために不要時に管路の閉止を行なう計測管路開閉手段５７ａが設けられている。

また、下水圧変動量計測手段５２も、排水ソケット１５の内部と連通する後述する下水配管連絡管路５２２で下水配管に接続されているが、こちらは空気の流通を遮断して下水配管からの汚臭逆流を防止する配管縁切り手段５５を介して接続されている。

なお、本実施例では、溜水水位計測手段５１には、溜水２３の水位をその時に生じる水柱の圧力である水頭圧として計測する水頭圧計測手段５１ａと、実際の溜水２３の水位測定に際して、予め基準となる水頭圧を創成して水頭圧計測手段５１ａの出力を校正する計測出力校正手段５１ｂも合わせて内蔵されている。なお、この計測出力校正手段５１ｂは溜水２３の波立ちが溜水水位計測手段５１の水位計測に与える影響を取り除く除振手段としても機能させている。

また、尿量計測制御部６０には、溜水水位計測手段５１によって計測される水位情報に基づいて被験者が溜水２３に排泄した尿等の排泄物の量や排尿速度などの尿量情報を求める尿量情報算出手段６１と、検量関係計測手段５３が行なう検量関係等の計測に必要な情報や計測結果等の測定情報を記憶する測定情報記憶手段６２と、前述した便器給水手段３０を給水制御手段４１を介して制御することによって溜水２３の水位を測定開始水位に形成する測定開始水位形成制御手段６３と、が設けられている。

計測管路開閉手段５７ａには溜水水位測定手段５１と共に検量関係計測手段５３が併設されており、検量関係計測手段５３が所定量ずつ複数回に渡って溜水２３を減じながら、溜水水位測定手段５１が水位を測定し、得られる減水量と水位との複数対の関係から水位と水量との対応関係である検量関係を求め、これを測定情報記憶手段６２に含まれる検量線記憶手段６２１が仮検量線として記憶する。検量線校正手段６２２は検量線記憶手段６２１に記憶されたこの仮検量線を、校正して真の検量線とするものである。検量線記憶手段６２１の考え方として、後述する図３の方式は定量性の低いラフな検量ポンプを使用して、かつ、それほど多くの検量ポイントを設定せずにラフな検量関係を求めて仮検量線を作り、その仮検量線を検量線校正手段で修正して真の検量線とする方式を示した。また図４で示す方式のように検量関係計測手段５３を持たず、予め設定されて検量線記憶手段６２１に記憶された本検量線を、施工時の簡単な修正作業によって校正してその製品固有の検量線としてもよい。ボール２０の機械的な寸法精度が高い場合は、このように検量関係計測手段５３を必須のものとする必要はなく、例えばボール２０が陶器製ではなくてアクリル樹脂などの樹脂材料で形成されている場合は、この方法がより安価に排尿情報測定装置を構成出来る。

測定情報記憶手段６２には、検量線記憶手段６２１に記憶された溜水水位と溜水量の検量関係を修正するための検量線校正手段６２２が設けられている。前記補正値の入力方法としては、この操作が施工時や定期的な検定時にしか実施されないことを配慮し、操作・表示部７０に設けられたメンテナンスカバーを開いて校正値入力手段７４としてのスイッチを露出させてから操作したり、所定のスイッチを長時間押したりすることで１つのスイッチを校正値入力手段７４としての別スイッチとして複数の用途に使用するものであってもよい。

さらに、排尿情報測定装置１の各機能の連係動作を制御する後述の連係動作制御手段８０を構成している状態表示手段８３ａと状態受信手段８３ｂと、が設けられている。

尿量情報算出手段６１には、溜水水位計測手段５１によって計測される溜水２３の水位から、検量線記憶手段６２１に記憶されている水位と水量との検量関係を利用して溜水２３の水量を演算によって求める溜水量算出手段６１ａと、下水圧変動量計測手段５２の計測結果を用いて溜水水位計測手段５１が計測した水位計測値を溜水水位測定開始時の下水圧の状態での値に修正する下水圧変動補正手段６１ｂと、が備えられている。

尿量情報算出手段６１は以上述べた構成で、溜水水位計測手段５１が計測する溜水水位値を下水圧変動補正手段６１ｂによって修正した補正後の溜水水位値に基づいて、溜水量算出手段６１ａがその時の溜水量を算出することによって、排尿量他の尿量情報を求めている。

本実施例の排尿情報測定装置１は前述したように、便器部３と排尿情報測定部５とを各々独立した構成とするために、動作指示を行なう操作部も各々別体の操作部としてリモコン７１とリモコン７２とを設ける構成とし、これらのリモコンはお互いの操作情報をやり取りしない独立のリモコンとしている。そして他方では、通常の便器のボール２０を排尿情報測定時の排尿収集容器としても利用しているが、これらの装置の各動作間には、例えば通常の便器としての便器洗浄動作と尿量測定動作との間のように、一方の動作によって他方の動作が影響を受けて測定誤差を生じたり、器具が破損したりするものもある。

従って、使用者によって行なわれる任意のリモコン操作による動作指示に対して、便器部３と排尿情報測定部５との間で、その時の動作状況に応じて各々をどのように動作させるかを規定する連係動作制御を行なう手段が必要であり、そのために本実施例でも、前述したように連係動作制御手段８０を設けている。なお、この連係動作制御を行うためには具体的な制御回路が必要となるが、この中継基板８１を介して排尿情報測定部５と便器部３とを接続した構成としている。

なお、この中継基板８１のように両者の制御回路基板とは別に回路基板を設ける代わりに、連係動作制御の対象となる便器部３の制御手段である便器制御部４０、あるいは同じく対象となる排尿情報測定部５の制御手段である計測制御部４０の、いずれかの制御回路基板にこの制御回路を一体的に組み込むことも、あるいは、さらに別な実施形態として、これら複数の制御回路を一つの回路基板として構成することも可能である。

本実施例での連係動作制御手段８０は、便器部３と排尿情報測定部５との間に制御回路基板としてを設けられた中継基板８１と、尿量計測制御部６０に設けられた状態表示手段８３ａと状態受信手段８３ｂ、便器制御部４０に設けられた状態表示手段８２ａと状態受信手段８２ｂと、を備えている。以下にその制御動作について説明する。

状態表示手段８２ａ・８３ａは、各々便器部３または排尿情報測定部５の動作情報を中継基板８１に送信する。中継基板８１は送られてきた便器部３または排尿情報測定部５の動作情報を基にして、その時点の動作状態に応じて予め定められた連係動作情報を生成して記憶する。即ち、中継基板８１が常時、両者の動作状態を集約して記憶する構成としている。

そして、尿量計測制御部６０または便器制御部４０は各々の動作を開始するに際しては、各々に設けられている状態受信手段８２ｂ・８３ｂによって中継基板８１によって生成され記憶された前記の連係動作情報を参照し、便器部３または尿量測定部６の動作を各々予め定められた通りに制御する。前記の連係動作情報は、排尿情報測定装置１全体として干渉動作が予見される時には干渉防止動作に切替を行ったり、駆動信号を遅滞させて伝送する等の整合・調整を行なうことで相互の干渉動作が生じないように予め定められている。

図３は図２で示した本発明の第一の実施例であり、排尿情報測定装置１の便器部３と排尿情報測定部５の水管路関係の具体的な構成を示したものである。ただし、衛生洗浄装置７の詳細は省略している。
大便器４は排水ソケット１５を介して下水配管口１６に接続されている。トラップ１４によって形成される溜水２３には、下水配管との連通を遮断する封水の役割を持たせることで、下水配管内で発生した臭気や衛生害虫がトイレ内に侵入しないよう衛生面に配慮されている。

上水道などの外部給水源からの給水は、装置給水手段１２を構成する止水栓１２１を設けている。給水管路分岐手段である分岐金具１３１と三方弁１３２によって、リム吐水口２１に向けたリム給水管路３１１と、ゼット吐水口２２に向けたゼット給水管路３２１と、補水管路３３１に分岐されて供給されている。

ゼット給水管路３２１は、ボール２０内の下部のトラップ１４に向けて開口したゼット吐水口２２に供給されている。

便器洗浄を実施する場合は、ゼット吐水によって誘引したサイホン現象によって溜水２３を全て排出した後、リム吐水によってトラップ１４の破封水位Ｘ２を超え、次いでゼット吐水口２２からの給水により測定開始水位Ｙが得られるようになっている。

測定開始水位を創成する測定開始水位形成動作時には、給水ポンプ３２４を作動させ、補水タンク３２２から所定の給水率で所定の時間給水して測定開始水位創成動作の制御を行う。給水動作時間および／または給水率に関する給水制御は、前述の測定開始水位形成制御手段６３が行なっている。

補水タンク３２２への給水は開閉弁３２３によって実施されるが、所定量はフロートスイッチ３２５で検知され、万一の動作不良発生時はオーバーフロー管路３２６によって下水配管口１６に向けて排出を行い、装置外への漏水等が発生しないよう配慮されている。

待機中の溜水水位は測定開始水位Ｙであり、下水配管内で発生した圧力変動によって溜水切れ（破封）が発生する恐れが無いよう、建築基準法施工令に示された５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下に設定しなければならない。所定量の封水深を確保することにより、下水配管内の臭気がトイレ内にもれたり、衛生害虫がトイレ内に侵入するような、衛生性の問題に注意を計る必要がない。

尿量計測部５０には、溜水２３の水位を計測するためにボール２０の略底部の内面に設けられた水位計測口から溜水水位計測手段５０に連通する計測管路５７と、下水配管と連通する下水配管連絡管路５２２と、が接続されている。計測管路５７と大便器４との間には、管路を閉止するの止水栓５４１が設けられている。

尿量計測部５０には、測定管路５７に接続された測定管５１１と、溜水２３の水位を圧力として計測する水頭圧計測圧力センサ５１２と、が溜水水位計測手段５０として配設されている。

水位測定管５１１は、溜水２３を含めてＵ字管管路系を形成するために大気に開放された大気開放端５１４と、トラップタンク５５１の中に延出され縁切りのための封水中に水没する水封端５１５と、を有している。そして、圧力センサ５１２は、溜水２３の水位をこのＵ字管管路系の水頭圧として計測するために水位測定管５１１に設けられた構成となっている。

また、水頭圧計測圧力センサ５１２は、設置された環境の温度変化やセンサ自身の経時変化によって出力が変化するため、本実施例では圧力センサ５１２の出力を校正するための計測出力校正手段５１ｂをも備えている。即ち、測定管路５７の開閉弁５７１を閉めた状態で、給水貯留タンク３２２に貯留された水を、開閉弁５８２、開閉弁５１３を経て測定管５１１に導き、かつ、水封端５１５からトラップタンク５５１の中に溢れさせることで水位測定管５１１の中に一定高さの水柱を作り出す構成となっている。そして、その一定高さ水柱の水頭圧計測圧力センサ５１２の出力を計測することで、水頭圧計測圧力センサ５１２の出力と水位との関係を大気圧を基準とした水位に対応付ける出力校正を行なう。

なお、トラップタンク５５１は、この出力校正時の測定管５１１からのオーバーフロー水を下水配管に排出させるために、内部に封水を形成する位置から延出した下水配管連絡管路５２２で排水ソケット１５に接続されて、下水配管との接続管路を水封して縁切りを行なう縁切り手段として機能している。

また本実施例の排尿情報測定装置１も、溜水２３の水位と溜水量との対応関係であり本発明における検量関係を求める前述した検量関係計測手段５３を備えている。従来の排尿情報測定装置にあっては、大便器４が物理的寸法のバラツキが比較的大きい陶器製である場合、多数のポイントで溜水水位と溜水水位の関係を測定して回帰直線を得ていた。個々の大便器４に固有の形状的バラツキや、施工現場の床傾きを含む施工バラツキを配慮して、真の検量関係を設置現場で計測して求めていたことになる。

そのために、検量ポンプ５３１は任意の量を吸引できる定量吸引タイプのポンプが使用され、この検量ポンプ５３１で溜水２３を吸引し、測定管路５７、止水栓５４１、開閉弁５７１、開閉弁５３２、検量ポンプ５３１、トラップタンク５５１、下水配管連絡管路５２２を経て、下水配管に向けて排出できる構成になっている。そして、据付現場において溜水２３の水位を測定範囲の最高水位以上の水位にして開閉弁５１３及び開閉弁５８２を閉止した状態から、検量ポンプ５３１で所定量分ずつ溜水２３をボール２０から吸引して排出し、吸引の都度の溜水水位によって発生する水頭圧を水頭圧計測センサ５１１で測定することにより水位を計測することによって、溜水水位と溜水量の検量関係が取得されるようになっている。

本実施例において、後述の方法で検量関係が修正できることから、検量ポンプ５３１の定量性は過大なものを要求しないようになっており、かつ、繰り返し実施される溜水水位と溜水量の測定ポイントも減らせるようになっている。コスト的な低減が期待でき、かつ施工・設定にかかる時間も短縮可能である。

なお、溜水水位と溜水量の個体差が小さな場合は検量関係計測手段５３全体を省略した構成とし、予め作成した検量線を検量関係記憶手段６２１に記憶させておき、この検量線を検量線校正手段６２２によって校正して装置個別の真の検量線としてもよい。素材の各成分配合量と焼成温度を調整した陶器製便器であったり、少なくともボール部だけを樹脂製とした便器であった場合にこの構成を適用することが可能である。

本発明における下水圧変動量計測手段５２としての下水圧計測センサ５２１はトラップタンク５５１に取り付けられ、トラップタンク５５１とソケット１５とを連通する下水配管連絡管路５２２を介して下水配管内で発生している圧力変動状態を、圧力値として計測している。水圧変動補正手段６１ｂによって、この下水圧影響量測定手段５２による計測値に基づいて下水圧変動が溜水水位に与える影響量が算出され、溜水水位計測手段５１が計測する水位計測値は常に下水圧変動が無い状態の値に換算される補正処理が行われるようになっている。

図４は本発明の第二の実施例であり、測定開始水位Ｙの創成方法を別構成としたものである。送出先切替手段３２ｃの別構成を示すものである。第一の実施例は測定開始水位創成のためにサイホン排出後に所定量給水する方法であるのに対して、第二の実施例は可動式の排水トラップ１４１によって、所定量だけ溜水を排出する構成を示している。本実施例においては、ボール２０の機械的な寸法精度が高精度であると期待できるものとし、検量関係計測手段５３を省略した構成で記載している。

測定開始水位を創成する場合、排水トラップ１４１を所定量だけ上昇させ、新たな溢流水位Ｈを創成する。その場合、元の溢流水位であった測定開始水位Ｙから溢流水位Ｈまでの溜水量差が、排尿量の測定範囲ということになる。測定開始水位Ｙの創成にあたっては、排水トラップ１４１を一端下げて溜水２３を排出してから、再び排水トラップ１４１を上げる方法でも良い。その場合、前述の排尿量の測定範囲を大きくできるというメリットがある。測定開始水位Ｙの創成は、被験者の準備操作に起因して実施されるものだけでなく、連係動作している衛生洗浄装置７の被験者検知信号を利用したり、トイレのドアに被験者が手を掛けたことを検出するような、トイレ全体をシステムとして捉えるような方法であっても良い。

本発明の第一の実施例と同じく、溜水２３の水位は水頭圧計測センサー５１２、また下水配管口１６の圧力は下水圧計測センサー５２１で測定されるようになっている。

便器洗浄を実施する場合、排水トラップ１４１の開口を下向きに移動させることで、排泄物混じりの溜水は下水配管に向けて排出されるようになっている。便器洗浄に合わせて実施されるボール２０内部への給水は、リム吐水口２１によって実施される。

図５は、本発明の溜水水位と溜水量の検量関係を修正する方法を示す概念図である。測定情報記憶手段６２には、検量線記憶手段６２１に記憶された溜水水位と溜水量の検量関係を修正するための検量線校正手段６２２が設けられている。修正の方法として、４種類の方法を詳説する

（１）検量ポンプ（前述の検量ポンプ５３１）の動作常数を変更する方法である。
検量線作成時に溜水量を変化させる手段として定量性の高い検量ポンプを採用した場合、溜水水位と溜水量の検量関係を計測した時に、その検量線の装置毎の個体差は所要値以下に抑えられている。対して、定量性を追求しない簡易な検量ポンプを採用した場合、溜水水位と溜水量の関係を計測すると検量ポンプの個体差によって溜水搬送性能が異なるため装置毎の個体差も大きくなる。

そのためこの構成の場合は、施工を実施した後に施工者が、所定尿量に相当する所定水量（例えば２００ｍＬと４００ｍＬと８００ｍＬ）を溜水に追加して実際に装置を作動させて尿量測定し、その時得られる測定値が前記所定水量より小さいようであれば検量線の傾きを大きくするような係数を入力し、反対に測定値が大きいようであれば検量線の傾きを小さくするような係数を入力して検量関係を修正する校正作業を行なう。この校正作業を所定公差範囲に入るまで必要回数繰り返して行い、施工後の測定精度に関する検量線の校正作業を終了する。

（２）所定尿量を測定して偏差量を入力する方法である。
これは便器を設置した床が傾いている時に発生しがちな変動である。本発明の実施例で使用している便器はいずれの実施例も、向かって前方に体積の大きなボールがあり、後方にトラップが構成されている。水頭圧計測センサー５１２はボール側の水位を測定しているので、便器に向かって前側が下がっている場合、同一の水位でも溜水量は多くなってしまう。反対に便器に向かって前側が上がっている場合、同一の水位でも溜水量は少なくなってしまう。結果として検量線全体は上下にシフトすることになる。施工を実施した後に、所定尿量に相当する所定水量（例えば２００ｍＬと４００ｍＬと８００ｍＬ）を溜水に投入して実際に測定し校正前の検量線で尿量値を算出する。その結果、全体的に測定値がシフトしている場合、上下にシフトするような係数を入力する。検量線の修正を実施した後に再び所定尿量（例えば２００ｍＬと４００ｍＬと８００ｍＬ）を測定し、所定公差範囲に入ったところで施工後の測定精度に関する検量線の校正作業を終了する。

（３）複数の所定尿量に関する測定値を入力する方法である。
（１）と（２）の係数を各々入力する方法を組み合わせて修正しても良いが、施工を実施した後に、所定尿量に相当する所定水量（例えば２００ｍＬと４００ｍＬと８００ｍＬ）に対する測定値をそのまま検量線の校正に利用する方法である。所定尿量に対する切片と傾きを演算させ、検量線の切片と傾きを同時に修正するものである。線形補間するだけでなく、高次の補間を実施するものであっても良い。このように、測定装置側に校正基準となる正確な水量を入力して、それに対応する測定装置の測定結果の値をそのまま補間演算に使用する方法を採用すれば、設定作業者が測定結果の入力を誤るような作業ミスの防止も図ることができる。

（４）便器の傾きを入力する方法である。
素材の各成分配合量と焼成温度を調整した陶器製便器であったり、少なくともボール部だけを樹脂製とした便器であった場合は、機械的な寸法精度が高いことから、溜水水位と溜水量の関係を示す検量線は一義と想定することができる。しかし実際には床面に傾斜が存在することがあるため、完全に一義と想定することはできない。便器に向かって左右の傾きは便器形状の対称性から影響が出ることは少ないが、前後の傾きは溜水量自体が変動するため検量線が変化する。そのため、傾斜計で床の傾斜度を測定し、その値を係数として入力することにより、検量線を校正することができる。

検量線の校正方法は、以上述べた各種の方法を各々を単独で実施しても、各々を組み合わせるものであっても良い。例えば、床傾きを入力した後に所定水量を測定し、シフト量や傾きを追加調整するような方法である。昨今、ボール形状の樹脂化や、陶器材質の均質化により、便器の機械的寸法精度は向上しつつあり、便器の個体差が大きいことを念頭に置いた検量線設定方法を簡略化し、コスト低減や施工効率化が計れることになる。

本発明を実施した第１の実施例における排尿情報測定装置全体を示す斜視図である。 本実施例の構成を示すブロック図である。 本発明の排尿情報測定装置の便器部３と排尿情報測定部５の構成を示した第一の実施例である。 本発明の排尿情報測定装置の第二の実施例である。 本発明の排尿情報測定装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１…排尿情報測定装置
３…便器部
４…洋風大便器
５…排尿情報測定部
６…尿量測定部
７…衛生洗浄装置
７a…衛生洗浄手段
１２…装置給水手段
１２１…止水栓
１３１…分岐金具
１３２…三方弁
１４…トラップ
１４１…排水トラップ
１５…排水ソケット
１６…下水配管口
１７１…便座
１７２…背もたれ
１８…キャビネット
１８１…前板
１８２…側板
１８３…甲板
２０…ボール
２１…リム吐水口
２２…ゼット吐水口
２３…溜水
３０…便器給水手段
３１…リム給水手段
３１１…リム給水管路
３２…ゼット給水手段
３２１…ゼット給水管路
３２２…補水タンク
３２３…開閉弁
３２４…給水ポンプ
３２５…フロートスイッチ
３３…補水手段
４０…便器制御部
４１…便器給水制御手段
５０…尿量計測部
５１…溜水水位計測手段
５１ａ…水頭圧計測手段
５１ｂ…計測出力校正手段
５１１…水位測定管
５１２…水頭圧計測センサー
５１３…開閉弁
５１４…開放端（水位測定管）
５１５…水封端（水位測定管）
５２…下水圧変動量計測手段
５２１…下水圧計測センサー
５２２…下水配管連絡管路
５３…検量関係計測手段
５３１…検量ポンプ
５３２…開閉弁
５４１…止水栓（給水源側）
５５…下水配管縁切り手段
５５１…トラップタンク
５７…計測管路
５７ａ…計測管路開閉手段
５７１…開閉弁
５８１…尿量計測部給水管路
５８２…開閉弁
６０…尿量計測制御部
６１…尿量情報算出手段
６１ａ…溜水量算出手段
６１ｂ…下水圧変動補正手段
６２…測定情報記憶手段
６２１…検量線記憶手段
６２２…検量線校正手段
６３…測定開始水位形成制御手段
７０…操作・表示部
７１…リモコン（便器部用）
７２…リモコン（排尿情報測定部用）
７３…プリンター
７４…校正値入力手段
８０…連係動作制御手段
８１…中継基板
８２ａ…状態表示手段（便器部用）
８２ｂ…状態受信手段（便器部用）
８３ａ…状態表示手段（尿量測定部用）
８３ｂ…状態受信手段（尿量測定部用）
Ｈ…溢流水位
Ｗ…満水水位（トラップ１４用）
Ｘ１…空水位
Ｘ２…封水水位
Ｙ…測定開始水位

Claims (5)

1. 被験者の排泄物を受けるボールを備えた便器と、
   前記ボールと前記ボール内の溜水を排出する下水配管の間に設けられたトラップと、
   前記ボールの溜水水位を計測する溜水水位計測手段と、
   前記ボールの溜水水位と溜水量との対応関係である検量関係を検量線として記憶した検量線記憶手段と、
   被験者の排泄物による溜水水位変化を前記検量線を利用することによって少なくとも排尿量を含む排尿情報値に換算する排尿情報算出手段と、
   を有する生体情報測定装置において、
   前記検量線の検量関係を修正する検量線校正手段を備えたことを特徴とする排尿情報測定装置。
2. 前記検量線校正手段は、前記検量線の常数変更によって検量関係を修正することを特徴とする請求項１に記載の排尿情報測定装置。
3. 前記常数変更は、前記溜水に対して互いに異なる複数の既知の水量分を変化をさせた時の水量変化量と尿量計測値との関係を利用した回帰補正によって行なわれることを特徴とする請求項２に記載の排尿情報測定装置。
4. 前記常数変更は、設置状態の便器傾き情報を利用して行なわれることを特徴とする請求項２に記載の生体情報測定装置。
5. 少なくとも前記ボールは樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項１から４に記載の排尿情報測定装置。