JP2020039852A - 便座装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人の脈波検知の手間を削減できる便座装置を提供する。【解決手段】便座装置１００は、便座２０と、便座２０に座った人の脈波を検知可能な脈波検知センサ１０と、を備え、脈波検知センサ１０は、便座２０において、便座２０の座面部材と便鉢側部材との間に配置される。【選択図】図１

Description

本発明は、便座装置に関する。

人の生体情報を検出する生体情報検出装置が知られている。例えば、特許文献１には、人体の呼吸運動による振動に基づいて、人体の呼吸状態、心拍動、体動等の生体情報を検出する生体情報検出装置が記載されている。特許文献１に記載の生体情報検出装置は、検査用の寝台や椅子に装着された状態で使用される。

特開２００９−２２６１９２号公報

個人の生活習慣の良否を把握するために、医療機関等において検査装置を用いてその人の生体情報を検査することがある。この場合、検査のために医療機関等に出向く必要があり、受検者の負担が大きい。このため、この検査装置を自宅に設置することも考えられるが、この場合も検査のために特別な手間を必要とするので、この検査は多くの人にとっては煩わしく長続きしない場合が多い。

本発明者は、個人の生活習慣の良否を判断する指標として血管年齢に着目し、血管年齢を推定するために人の脈波を手軽に検知する技術を検討している。本発明者は、このような検討の過程で、検知の手間を削減する観点から、特許文献１の開示技術に関して改良の余地があるとの認識を得た。

本発明のある態様は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的の１つは、人の脈波を容易に検知可能な便座装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の便座装置は、便座と、便座に座った人の脈波を検知可能な脈波検知センサと、を備える。脈波検知センサは、便座において、便座の座面部材と便鉢側部材との間に配置される。

この態様によると、便座に設けられた脈波検知センサにより便座に座った人の脈波を検知することができる。

本発明の別の態様もまた、便座装置である。この装置は、便座と、便座に座った人の脈波を検知可能な脈波検知センサと、を備える。脈波検知センサは、便座において、便座の座面部材と便鉢側部材との間に配置され、脈波検知センサは、脈波を検知するためのセンサ素子と、当該センサ素子が配置された基板と、センサ素子に脈波を伝達するための伝達部材と、を有する。伝達部材の一端側には、座面部材に当接する凸面部が設けられ、伝達部材の他端側は当該基板に固定される。

本発明のさらに別の態様もまた、便座装置である。この装置は、便座と、便座に座った人の脈波を検知可能な複数の脈波検知センサと、を備える。複数の脈波検知センサは、便座において、便座の座面部材と便鉢側部材との間における互いに異なる位置に配置される。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、人の脈波を容易に検知可能な便座装置を提供することができる。

第１実施形態の便座装置の概略構成を示す斜視図である。 図１の便座装置の便座を示す底面図である。 図２の便座装置の脈波検知センサの周辺を示す断面図である。 図３の脈波検知センサを拡大して示す断面図である。 図３の脈波検知センサの平面図である。 図１の便座装置の機能ブロックを示すブロック図である。 第２実施形態の脈波検知センサの周辺を示す断面図である。 第３実施形態の脈波検知センサの周辺を示す断面図である。 図８の脈波検知センサを拡大して示す断面図である。 図８の脈波検知センサの別の例を示す断面図である。 図１１（ａ）、図１１（ｂ）は、脈波検知センサと大腿動脈の関係を説明する説明図である。 図１２（ａ）、図１２（ｂ）は、第４実施形態の脈波検知センサと大腿動脈の関係を説明する説明図である。 図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１３（ｃ）は、第４実施形態の便座装置の脈波検知センサの配置例を示す平面図である。 図１２の便座装置の機能ブロックを示すブロック図である。 図１５（ａ）、図１５（ｂ）は、脈波の一例を示す波形図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに各図面を参照しながら説明する。実施の形態および変形例では、同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

なお、第１、第２などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。

［第１実施形態］
図１〜図６を参照して、本発明の第１実施形態に係る便座装置について説明する。図１は、第１実施形態の便座装置１００の一例を示す斜視図である。便座装置１００は、脈波検知センサ１０と、便座２０と、便鉢部３０と、解析部４０と、を主に備える。

脈波は、心臓の拍動に応じて伝わる末梢血管の圧力の変化で、脈波波形から血管の硬さや狭さくなどの状況を推定することができる。脈波検知センサ１０は、便座２０に座った人の脈波を検知可能である。解析部４０は、脈波検知センサ１０の検知結果を解析して、便座２０に座った人の脈波に関する脈波情報を特定するためのものである。解析部４０は、脈波情報から便座２０に座った人の血管年齢を推定できる。

便鉢部３０は、排せつ物を受ける水をためる容器部分で、本実施形態の便鉢部３０は、上面開口を囲むリム部３０ｅを有する。

（便座）
便座２０は、便鉢部３０の上側に載置され、中孔部２０ｂを有する、環状または一部が欠けた環状を有する。便座２０に着座する人の前後方向を便座装置１００の「前後方向」と、着座する人の幅方向を便座装置１００の「幅方向」と表記する。便座２０は、幅方向より前後方向が長く形成され、中孔部２０ｂは便座２０の中央付近に設けられる。便座２０は、その前後方向の一方側に設けられたヒンジ２０ｈを回動中心として回動可能に支持される。便座２０は、ヒンジ２０ｈにより便鉢部３０に対して回動し、前部が昇降可能に支持される。以下、図１に示すように、便座２０のヒンジ２０ｈが設けられる側を後方と、その反対側を前方と表記する。また、便座２０を前方から視て、向かって幅方向で右側を右と、向かって幅方向で左側を左と表記する。

図２は、便座２０を示す底面図である。本実施形態の便座２０は、中孔部２０ｂを挟んで幅方向に離れて設けられる第１部分２０ｃと、第２部分２０ｄとを有する。図２の例では、第１部分２０ｃと、第２部分２０ｄとは左右対称形状を有する。便座２０には、便座２０を降ろしたときに便鉢部３０のリム部３０ｅと接触して便座２０を支持するスペーサ部材２０ｍ、２０ｎが設けられる。スペーサ部材２０ｍ、２０ｎは、例えばエラストマなどの柔軟性を有する材料や所定の剛性を有する樹脂材料で構成された脚部であってもよい。第１スペーサ部材２０ｍは、便座２０の前後範囲の中央から前側に配置され、前脚と称されることがある。第２スペーサ部材２０ｎは、便座２０の前後範囲の中央から後側に配置され、後脚と称されることがある。図２の例では、２つの第１スペーサ部材２０ｍが左右対称に配置され、２つの第２スペーサ部材２０ｎが左右対称に配置されている。

図３も参照する。図３は、便座装置１００の脈波検知センサ１０の周辺を示す断面図である。この図は、図２のＡ−Ａ線に沿った縦断面図である。この図に示すように、便座２０は、人が座る座面を含む座面部材２０ｆと、便鉢部３０側の便鉢側部材２０ｇとを有する。座面部材２０ｆと、便鉢側部材２０ｇとは、上下に離隔して配置される。座面部材２０ｆと、便鉢側部材２０ｇとの間の空間には断熱性を有する樹脂が設けられてもよい。座面部材２０ｆは、中孔部２０ｂの中央に向かう側（以下、「中央側」という）が低くなるすり鉢状の傾斜を有する板状の部材である。便鉢側部材２０ｇは、略水平に延在する平坦な板状の部材である。便鉢側部材２０ｇには、複数（例えば、４つ）のネジ孔２０ｔがそれぞれ離隔した位置に設けられる。

脈波検知センサ１０は、便座２０に座った人の脈波を検知可能なものであれば特に限定されない。本実施形態の脈波検知センサ１０は、脈動により生じた加速度を電気信号に変換するセンサを用いている。

脈波検知センサ１０は、便座２０であればどこに配置されてもよい。本実施形態では、脈波を高感度または高Ｓ／Ｎ比で検知可能にする観点から、脈波検知センサ１０は、便座２０のうち座った人の大腿部が接触するための接触領域２０ｐに設けられる。大腿部が接触することには衣類等を介する場合など間接的に接触することを含む。図２の例では、接触領域２０ｐは、第１部分２０ｃの前後方向中央付近から前方に前側に伸びる帯状の領域である。

図３に示すように、本実施形態の脈波検知センサ１０は、座面部材２０ｆと便鉢側部材２０ｇとの間に配置される。図３の脈波検知センサ１０は、ホルダ２２と、収容部２４と、付勢部材２６とによって、支持される。ホルダ２２は角筒状の部材で、上面中央部に脈波検知センサ１０を載置する載置部２２ｂが設けられる。載置部２２ｂは、上面視で略矩形状を呈し、ホルダ２２の上面から下向に後退する凹部である。載置部２２ｂは、載置部２２ｂに載置された脈波検知センサ１０の上端がホルダ２２から突出する程度の深さを有する。

ホルダ２２の下面には、付勢部材収容部２２ｄが設けられる。付勢部材収容部２２ｄは、ホルダ２２の下面から上向に穿設される丸形の孔である。付勢部材収容部２２ｄは、付勢部材収容部２２ｄに収容された付勢部材２６の下端がホルダ２２から突出する程度の深さを有する。この例では、４つの付勢部材収容部２２ｄが、それぞれ離間して設けられる。

付勢部材２６は、脈波検知センサ１０を座面部材２０ｆに向かって付勢する。付勢部材２６は、互いに離隔して配置される複数の弾性体を含む。この弾性体は、樹脂や金属で構成されるスプリングであってもよいし、柔軟性を有する発泡樹脂などを用いるものであってもよいし、空気の反発力を利用するものであってもよい。この例の付勢部材２６は、長手方向に付勢力を発生させるコイルスプリングである。付勢部材２６は、ホルダ２２および収容部２４の間の上下方向の隙間２４ｓに介在する状態で、この隙間２４ｓを拡げる方向の付勢力を付与する。

収容部２４は、上面が開かれ下面が閉じられた有底凹部形状を有する直方体形状の部材である。収容部２４は、収容空間２４ａを画定する角筒状の周面部２４ｂと、周面部２４ｂの下部を塞ぐ底部２４ｄと、周面部２４ｂの最下部から外向きに張り出す鍔部２４ｅと、を有する。収容空間２４ａは、ホルダ２２を収容するための空間である。周面部２４ｂは、収容されたホルダ２２の４つの側面を環囲する。周面部２４ｂは、上面視で矩形の外形輪郭を有する。底部２４ｄは、略水平に延在し、周面部２４ｂの下部を塞ぐ。底部２４ｄには、付勢部材２６の下端が接する。鍔部２４ｅは、略水平に延在し上面視で平行四辺形の外形輪郭を有する。底部２４ｄと鍔部２４ｅとは一体に形成されてもよい。

鍔部２４ｅには上下に貫通する複数（例えば、４つ）の貫通孔２４ｇがそれぞれ離隔した位置に穿設される。貫通孔２４ｇは、ネジ孔２０ｔと対応する位置に配置される。収容部２４は、ボルト２４ｈが貫通孔２４ｇを通じてネジ孔２０ｔに螺合されることにより、便鉢側部材２０ｇに固定される。

（脈波検知センサ）
図４は、脈波検知センサ１０の断面図である。この図は、図３の脈波検知センサ１０の周辺を拡大して示している。図５は、脈波検知センサ１０の平面図である。図４、図５に示すように、本実施形態の脈波検知センサ１０は、センサ素子１２と、当該センサ素子１２が配置された基板１４と、センサ素子１２を環囲する筒状部１６と、を有する。筒状部１６の上端部１６ｂ（一端部）は座面部材２０ｆに当接し、筒状部１６の下端部１６ｃ（他端部）は基板１４に固定される。

センサ素子１２は、脈動によりセンサ素子１２に付与された加速度を電気信号に変換する加速度センサとして機能する。センサ素子１２としては、脈動を検知可能なものであれば種々の原理に基づく素子を採用できる。本実施形態のセンサ素子１２は、圧電素子である。センサ素子１２は、基板１４の主面１４ｍ上にはんだ付けによって固定される。なお、主面１４ｍは、基板１４の各面の内最も面積が大きい面をいう。筒状部１６は、センサ素子１２を環囲する環状の部材であり、検知対象に接触してその振動を拾い、基板１４に伝達する。図２の筒状部１６は、上端部１６ｂと下端部１６ｃとを有する中空円環状を呈する。上端部１６ｂは座面部材２０ｆに接触して座面部材２０ｆの振動を拾い、下端部１６ｃは基板１４の主面１４ｍに固定され、拾った振動を基板１４に伝達する。筒状部１６は、黄銅やアルミニウムなどの金属材料や、樹脂材料で形成できる。

基板１４は、センサ素子１２と、筒状部１６と、アンプ（不図示）とを支持する略矩形状の配線基板である。基板１４は、センサ素子１２と、アンプとを電気的に接続する配線パターン（不図示）を有する。基板１４には、アンプに給電するとともに、アンプで増幅されたセンサ素子１２からの検知信号を外部に導出する配線部材１８が設けられる。

脈波検知センサ１０では、脈波が座面部材２０ｆを介して筒状部１６に伝わると、基板１４が振動し、この振動がセンサ素子１２に伝達される。振動がセンサ素子１２に伝達されると、センサ素子１２は変位し、脈波の振動が電気信号に変換される。センサ素子１２で変換された電気信号（以下、「センサ信号」という）は、アンプにより増幅され、増幅されたセンサ信号は、後述する解析部で所定の演算が行われて波形解析が行われる。この解析結果に応じて脈波から血管の状態などを推定することができる。

図３〜図５を参照する。脈波検知センサ１０は、座面部材２０ｆの振動をセンサ素子１２に効率的に伝達できるように配置されることが望ましい。本発明者らの検討により、筒状部１６の上端部１６ｂが形成する平面（以下、「検知面１６ｓ」という）が、座面部材２０ｆに対して平行である場合に、傾斜している場合よりセンサ信号が大きいことが判明した。そこで、本実施形態の脈波検知センサ１０は、その検知面１６ｓが座面部材２０ｆに平行に設けられ、検知面１６ｓは、便鉢側部材２０ｇに対して傾斜している。上述のように、座面部材２０ｆは、中央側が低くなるように傾斜しているので、検知面１６ｓもこの傾斜に倣って中央側が低くなるように傾斜している。したがって、本実施形態では、基板１４の主面１４ｍが検知面１６ｓと平行に配置されるので、基板１４の主面１４ｍは、座面部材２０ｆに平行に設けられ、便鉢側部材２０ｇに対して傾斜している。

上述したように、本実施形態の便鉢側部材２０ｇには、便座２０を降ろしたときに便鉢部３０と接触して便座２０を支持するスペーサ部材２０ｍ、２０ｎが設けられている。本発明者らは、その検討によって以下の結果を得た。
（１）脈波検知センサ１０を、第１スペーサ部材２０ｍを基準に前後方向で±１５０ｍｍの範囲に配置した場合に、脈波検知センサ１０は脈波を検知できた。
（２）脈波検知センサ１０を、第１スペーサ部材２０ｍを基準に前後方向で±１００ｍｍの範囲に配置した場合に、脈波検知センサ１０は脈波を検知し、より大きなセンサ信号を出力した。
（３）脈波検知センサ１０を、第１スペーサ部材２０ｍを基準に前後方向で±５０ｍｍの範囲に配置した場合に、脈波検知センサ１０は脈波を検知し、一層大きなセンサ信号を出力した。

これらから、脈波検知センサ１０が第１スペーサ部材２０ｍに近い位置に配置される場合に、第１スペーサ部材２０ｍから遠い位置に配置される場合よりセンサ信号が大きいことが判明した。この現象は、第１スペーサ部材２０ｍの位置は、大腿動脈が太腿の裏側に回り込んで座面部材２０ｆに近づく位置であるためと考えられる。そこで、本実施形態の脈波検知センサ１０は、第１スペーサ部材２０ｍの直上またはその近傍に配置される。

本発明者らの検討によって、脈波検知センサ１０の基板１４が座面部材２０ｆに固定されない場合、基板１４が座面部材２０ｆに固定される場合よりセンサ信号が大きいことが判明した。基板１４が座面部材２０ｆに固定されると、座面部材２０ｆから基板１４に直接振動が伝達され、筒状部１６から伝達された振動を打ち消すためセンサ素子１２の振動が小さくなるためと考えられる。このため、本実施形態では、基板１４は、座面部材２０ｆに固定されていない。なお、基板１４が座面部材２０ｆに固定されないことは必須ではなく、設計上または製造上の理由により固定されてもよい。

図１に示すように、便座２０を暖房するために、本実施形態の座面部材２０ｆには、当該座面部材２０ｆを加温するためのヒータ部材２０ｓが設けられている。この図に示すように、ヒータ部材２０ｓは第１部分２０ｃ、第２部分２０ｄの主に大腿部が触れる領域に配置されている。本実施形態では、脈波検知センサ１０の過度な温度上昇を避ける観点で、脈波検知センサ１０は、ヒータ部材２０ｓを避けた位置に配置される。

（解析部）
図６は、便座装置１００の機能ブロックを示すブロック図である。図６は説明の上で重要ではない要素の一部を省略して表示している。図６および後述する図１４に示す解析部４０の各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）をはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。

本実施形態の解析部４０は、取得部４０ｂと、特定部４０ｄと、推定部４０ｅと、表示部４０ｆと、出力部４０ｇと、記憶部４０ｍと、を含む。取得部４０ｂは、脈波検知センサ１０の検知結果を取得する。特定部４０ｄは、取得部４０ｂの取得結果を解析して、便座２０に座った人の脈波に関する脈波情報を特定する。推定部４０ｅは、特定部４０ｄで特定された脈波情報から血管年齢を推定する。表示部４０ｆは、推定部４０ｅで推定された血管年齢を液晶ディスプレなどの表示デバイス４０ｈに表示する。

出力部４０ｇは、特定部４０ｄの特定結果または推定部４０ｅの推定結果を出力情報として外部機器４０ｊに出力する。例えば、出力部４０ｇは、有線または無線によりコンピュータなどの外部の情報処理装置やスマートフォンなどの携帯情報端末に出力情報を出力するものであってもよい。記憶部４０ｍは、特定部４０ｄの特定結果または推定部４０ｅの推定結果を記憶情報として時系列的に記憶する。

このように構成された便座装置１００の使用方法を説明する。ユーザが便座２０に着座すると、脈波検知センサ１０は、自動的に脈波の検知を開始し、その検知結果を取得部４０ｂに出力する。取得部４０ｂは、所定の時間分の検知結果を取得したら、その取得結果を特定部４０ｄに出力する。特定部４０ｄは、その取得結果に基づき脈波情報を特定し、推定部４０ｅは、脈波情報に基づき血管年齢を推定する。これらの処理が終了したら、表示部４０ｆは、推定血管年齢を表示するとともに、検査が終了した旨をブザー音などで報知する。ユーザが便座２０から脱座したら、表示部４０ｆは、自動的に表示を終了させてもよい。このように、便座装置１００は、便座装置として通常使用の際に自動的に動作するので、血管年齢を計測するためのユーザの手間は殆ど増えない。

以上のように構成された第１実施形態の特徴を説明する。第１実施形態の便座装置１００は、便座２０と、便座２０に座った人の脈波を検知可能な脈波検知センサ１０と、を備え、脈波検知センサ１０は、便座２０において、便座２０の座面部材２０ｆと便鉢側部材２０ｇとの間に配置される。

この構成によると、便座２０を使用するときにユーザの脈波を検知できるので、検査のための特別な手間を掛けずに、脈波を取得することができる。また、毎朝などの定時観測ができるので、生活習慣の改善効果を実感しやすく、生活習慣の改善が長続きし易い。また、脈波検知センサ１０を保管するために特別なスペースは必要ないので、ユーザの邪魔にならない。脈波を検知する際に痛みや操作の煩わしさが殆どないので、ユーザの負担は殆ど増えない。

脈波検知センサ１０は、便座２０のうち座った人の大腿部が接触するための接触領域２０ｐに設けられてもよい。この場合、着座者の大腿部の血管の近傍で脈波を検知できるので、脈波検知センサ１０の検知感度が高くなり、脈波情報の特定精度を向上できる。

便鉢側部材２０ｇには、便座２０を降ろしたときに便鉢部３０と接触して便座２０を支持するスペーサ部材２０ｍが設けられ、脈波検知センサ１０は、スペーサ部材２０ｍの直上またはその近傍に配置されてもよい。この場合、スペーサ部材２０ｍの近傍では便鉢側部材２０ｇの剛性が高まるので、便鉢側部材２０ｇを介して伝わる振動が抑制され、脈波検知センサ１０の検知信号のＳ／Ｎ比を高めて脈波情報の特定精度を向上できる。

脈波検知センサ１０を座面部材２０ｆに向かって付勢する付勢部材２６を備えてもよい。この場合、脈波検知センサ１０の上端部１６ｂを座面部材２０ｆに押付けることができるので、脈波検知センサ１０の検知感度が高くなり、脈波情報の特定精度を向上できる。

収容部２４の周面部２４ｂとホルダ２２との間に隙間２４ｓを設け、その隙間２４ｓに付勢部材２６を配置したことにより、ホルダ２２や収容部２４の形状バラツキを吸収することができる。このため、座面部材２０ｆの裏側に対して、脈波検知センサ１０の検知面１６ｓが傾斜している場合でも、隙間２４ｓと付勢部材２６の付勢力とが傾斜を吸収し、脈波検知センサ１０の検知面１６ｓを座面部材２０ｆに自動的に均一に接触させることができる。つまり、検知面１６ｓが座面部材２０ｆに密着するように隙間が自動的に微調整される。

また、経時変化があった場合でも、隙間２４ｓと付勢部材２６とにより形状や特性の変化を吸収し、脈波検知センサ１０の検知面１６ｓの接触状態を適切に維持できる。また、ユーザが便座２０に着座し、座面部材２０ｆが体重により変形し、脈波検知センサ１０の検知面１６ｓとの間に隙間が生じても、瞬時に自動的に隙間を密着させることができる。つまり、ユーザの便座２０への着座位置や姿勢の変化に影響されにくく、太腿脈波の振動を効率良くセンサ素子１２に伝えることが可能である。このことにより、測定感度を安定的かつ大幅に向上させることができる。

付勢部材２６は、互いに離隔して配置される複数の弾性体を含んでもよい。この場合、複数の弾性体で離れた位置から脈波検知センサ１０を座面部材２０ｆに向かって付勢するので、脈波検知センサ１０の上端部１６ｂを座面部材２０ｆの傾斜に適合するように当接させることができる。

脈波検知センサ１０は、センサ素子１２と、当該センサ素子１２が配置された基板１４と、センサ素子１２を環囲する筒状部１６と、を有し、筒状部１６の一端部は座面部材２０ｆに当接し、筒状部１６の他端部は当該基板１４に固定されてもよい。この場合、筒状部１６の一端部が座面部材２０ｆに当接するので、座面部材２０ｆの振動をセンサ素子１２に効率的に伝達できる。

脈波検知センサ１０は、その検知面１６ｓが座面部材２０ｆに平行に設けられ、検知面１６ｓは、便鉢側部材２０ｇに対して傾斜していてもよい。この場合、筒状部１６の検知面１６ｓが座面部材２０ｆに平行に当接するので、座面部材２０ｆの振動をセンサ素子１２に効率的に伝達できる。

座面部材２０ｆには、当該座面部材２０ｆを加温するためのヒータ部材２０ｓが設けられ、脈波検知センサ１０は、ヒータ部材２０ｓを避けた位置に配置されてもよい。この場合、脈波検知センサ１０がヒータ部材２０ｓを避けて配置されるので、脈波検知センサ１０の過度な温度上昇を回避することができる。

［第２実施形態］
図７を参照して、本発明の第２実施形態に係る便座装置２００について説明する。第２実施形態の図面および説明では、第１実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。第１実施形態と重複する説明を適宜省略し、第１実施形態と相違する構成について重点的に説明する。

図７は、第２実施形態の便座装置２００の脈波検知センサ１０の周辺を示す断面図であり、図３に対応する。第２実施形態では、ホルダ２２および収容部２４の形状が異なる点で、第１実施形態と相違し、他の構成は同様である。したがって、ホルダ２２および収容部２４について説明する。

第１実施形態では、ホルダ２２が便鉢側部材２０ｇに平行に配置され、先端のみが傾斜する例を示した。図７に示すように、第２実施形態のホルダ２２は、全体が座面部材２０ｆに平行に配置され、便鉢側部材２０ｇに対して傾斜している。第１実施形態では、収容部２４が便鉢側部材２０ｇとは別体である例を示した。図７に示すように、第２実施形態の収容部２４は、便鉢側部材２０ｇと一体的に形成されている。このため、便鉢側部材２０ｇの裏側への出っ張りがなくなり、外観上の違和感も殆どなくなる。

以上のように構成された第２実施形態に係る便座装置２００は、第１実施形態と同様に動作し、同様の作用効果を奏する。加えて、第２実施形態に係る便座装置２００は、ホルダ２２全体が座面部材２０ｆに平行であって便鉢側部材２０ｇに対して傾斜しているため、先端の傾斜がなくなり容易に製造できる。また、収容部２４が便鉢側部材２０ｇと一体的に形成されているため、構成部品の点数や取付工数が減り、製造コストの点で有利になる。

［第３実施形態］
図８〜図１０を参照して、本発明の第３実施形態に係る便座装置３００について説明する。第３実施形態の図面および説明では、第１実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。第１実施形態と重複する説明を適宜省略し、第１実施形態と相違する構成について重点的に説明する。

図８は、第３実施形態の便座装置３００の脈波検知センサ１０の周辺を示す断面図であり、図３に対応する。図９は、本実施形態の脈波検知センサ１０を拡大して示す断面図であり、図４に対応する。本実施形態は、第２実施形態に対して、筒状部１６の上端部１６ｂ（一端部）に凸面部３４が設けられ、凸面部３４の頂部３４ｐが座面部材２０ｆに当接する点で相違し、他の構成は同様である。したがって主に凸面部３４について説明する。筒状部１６と凸面部３４とは伝達部材３２を構成する。

座面部材２０ｆに人が着座すると、座面部材２０ｆは体重を受けて３次元的に変形する。この変形は、人によって異なり、また、同じ人でも着座姿勢によって異なる。座面部材２０ｆが３次元的に変形すると、筒状部１６の上端部１６ｂが座面部材２０ｆに偏って接触する。この場合、上端部１６ｂの一方の縁は座面部材２０ｆに接触し、他方の縁は接触せずに隙間が形成される。つまり、座面部材２０ｆが変形すると、これに伴って上端部１６ｂと座面部材２０ｆとの接触状態が変化する。接触状態が変化すると、センサ素子１２への振動の伝達特性が変化し、センサ素子１２が振動を正確に検知できなくなることがある。

そこで、本実施形態では、上端部１６ｂと座面部材２０ｆの接触状態の変化を低減するために凸面部３４を設けている。凸面部３４を有することで、座面部材２０ｆが変形したときの接触状態の変化を少なくできるので、振動を正しく検知しやすくなる。

凸面部３４の形状は、頂部３４ｐが周囲から座面部材２０ｆに向かって盛り上がっていれば、どのような形状でもよい。一例として、凸面部３４の形状は、円錐、（円錐台を含む）、角錐（角錐台を含む）、湾曲面等の形状を含んでもよい。凸面部３４は、単なる突起であってもよい。凸面部３４は、座面部材２０ｆに点接触または線接触する形状であってもよい。本実施形態では、凸面部３４は、頂部３４ｐが周囲より盛り上がる球面を有する。

本発明者らの研究により、接触点がセンサ素子の検出面の中心から過度にずれると、検知感度およびＳＮ比が悪化することが示唆されている。感度やＳＮ比が悪くなると、正しく振動を検知できないことがある。そこで、本実施形態では、凸面部３４の頂部３４ｐは、基板１４のセンサ素子１２が配置される主面１４ｍに対して垂直な第１方向Ｓへのセンサ素子１２の投影範囲内に配置される。また、頂部３４ｐは、筒状部１６の中心線Ｌｃ上に配置されてもよい。なお、第１方向Ｓは、脈波検知センサ１０が座面部材２０ｆに向かって付勢される付勢方向と平行であってもよい。

図１０は、凸面部３４を有する脈波検知センサ１０の別の例を示す断面図であり、図４に対応する。この図は、筒状部１６と凸面部３４とが一体的に形成された伝達部材３２を示している。図９に示すように、筒状部１６と凸面部３４とを別体に形成して連結してもよいし、図１０に示すように筒状部１６と凸面部３４とを一体的に形成してもよい。図９の例では、凸面部３４は筒状部１６の上端側に被せるキャップ形状を有する。図１０の伝達部材３２は、凸面部３４とセンサ素子１２を環囲する筒状部１６とを有し、凸面部３４は、筒状部１６と一体的に形成されている。伝達部材３２は、黄銅やアルミニウムなどの金属材料や、樹脂材料で形成できる。

以上のように構成された第３実施形態の便座装置３００は、第１実施形態と同様に動作し、同様の作用効果を奏する。加えて、第３実施形態に係る便座装置３００は、センサ素子１２に脈波を伝達するための伝達部材３２を有し、伝達部材３２の一端側には、座面部材２０ｆに当接する凸面部３４が設けられ、伝達部材３２の他端側は基板１４に固定される。

この構成によれば、座面部材２０ｆが変形した場合でも、凸面部３４と座面部材２０ｆとの接触状態の変化を少なくできるので、振動を正しく検知しやすくなる。

伝達部材３２は、センサ素子１２を環囲する筒状部１６を有し、凸面部３４は、筒状部１６と一体的に形成されてもよい。この場合、凸面部３４と筒状部１６の連結部を有しないため、連結部の周方向ムラに起因する伝達特性のムラが生じにくくなり、検知感度やＳＮ比の製造バラツキを減らせる。また、筒状部１６と凸面部３４の重複部分の肉厚を減らせるので小型化に有利である。

凸面部３４の頂部３４ｐは、基板１４のセンサ素子１２が配置される主面１４ｍに対して垂直な方向へのセンサ素子１２の投影範囲内に配置されてもよい。この場合、頂部３４ｐと座面部材２０ｆとの接触点が、センサ素子１２の検出面の中心近傍に位置するので、検知感度やＳＮ比の点で有利である。

［第４実施形態］
図１１から図１５を参照して、本発明の第４実施形態に係る便座装置４００について説明する。第４実施形態の図面および説明では、第１実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。第１実施形態と重複する説明を適宜省略し、第１実施形態と相違する構成について重点的に説明する。

第４実施形態の便座装置４００は、第１〜第３実施形態に対して、複数の脈波検知センサ１０を備える点で相違し、他の構成は同様である。したがって主に複数の脈波検知センサ１０の配置について説明する。

先に、単一の脈波検知センサ１０を備える場合を説明する。図１１（ａ）、図１１（ｂ）は、単一の脈波検知センサ１０を備える場合の大腿動脈との位置関係を説明する図である。人が座面部材２０ｆに着座するとき、右膝Ｎｈと左膝Ｎｊの開き方は人によって異なり、また、同じ人でもそれぞれのケースによって異なることがある。右膝Ｎｈと左膝Ｎｊの開き方が異なると、大腿動脈に対する脈波検知センサ１０の位置関係も異なる。

図１１（ａ）に示すように、右膝Ｎｈと左膝Ｎｊが開いているときには、脈波検知センサ１０は大腿動脈の近くに位置しているため、脈波の検知感度およびＳＮ比の点で有利である。しかし、図１１（ｂ）に示すように、右膝Ｎｈと左膝Ｎｊが接近しているときには、脈波検知センサ１０は大腿動脈から外れてしまい、脈波の検知感度およびＳＮ比の点で不利である。また、右膝Ｎｈと左膝Ｎｊが大きく離れている場合も同様である。

そこで、本実施形態は、複数の脈波検知センサ１０を備え、複数の脈波検知センサ１０は互いに異なる位置に配置される。図１２（ａ）、図１２（ｂ）は、複数（例えば、３つ）の脈波検知センサ１０を備える場合の大腿動脈との位置関係を説明する図である。本実施形態の説明では、符号の末尾に「−Ａ」、「−Ｂ」、「−Ｃ」を付加して、複数の脈波検知センサ１０を区別する。図１２（ａ）、（ｂ）の例では、互いに幅方向に離間して配置される第１〜第３脈波検知センサ１０−Ａ、１０−Ｂ、１０−Ｃが設けられる。前後方向位置において、脈波検知センサ１０−Ｃは、脈波検知センサ１０−Ａと同位置であり、脈波検知センサ１０−Ｂは、脈波検知センサ１０−Ａの斜め後方に位置する。

図１２（ａ）に示すように、右膝Ｎｈと左膝Ｎｊが開いているときには、脈波検知センサ１０−Ｂは大腿動脈の近くに位置しているため、脈波の検知感度およびＳＮ比の点で有利である。このとき、脈波検知センサ１０−Ａ、１０−Ｃは大腿動脈から外れており、検知感度等が低下する。したがって、右膝Ｎｈと左膝Ｎｊが開いているときは、脈波検知センサ１０−Ｂの検知結果を用いることにより、脈波の検知精度を確保できる。

図１２（ｂ）に示すように、右膝Ｎｈと左膝Ｎｊが接近しているときには、脈波検知センサ１０−Ｃは大腿動脈の近くに位置しているため、脈波の検知感度およびＳＮ比の点で有利である。このとき、脈波検知センサ１０−Ａ、１０−Ｂは大腿動脈から外れており、検知感度等が低下する。したがって、右膝Ｎｈと左膝Ｎｊが接近しているときは、脈波検知センサ１０−Ｃの検知結果を用いることにより、脈波の検知精度を確保できる。

図示はしないが、右膝Ｎｈと左膝Ｎｊが大きく離れている場合は、脈波検知センサ１０−Ａの検知結果を用いることにより、脈波の検知精度を確保できる。

次に、複数の脈波検知センサ１０の配置例を説明する。複数の脈波検知センサ１０を幅方向に一列に並べて配置してもよい。脈波検知センサ１０の幅寸法が大きく、一列に並べるのが難しい場合は、前後方向にずらして並べてもよい。例えば、これらを互い違いに並べてもよいし、斜めに並べてもよい。図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１３（ｃ）は、３つの脈波検知センサ１０−Ａ、１０−Ｂ、１０−Ｃの配置例を示す平面図である。複数の脈波検知センサ１０は、便座２０の幅方向、前後方向または両方向に離れていてもよい。この場合、右膝Ｎｈと左膝Ｎｊの開き方が異なる場合にも脈波の検知精度を確保できる。

図１３（ａ）の例では、３つの脈波検知センサ１０−Ａ、１０−Ｂ、１０−Ｃは、互いに幅方向で異なる位置であって、前後方向に同位置に配置される。図１３（ｂ）の例では、３つの脈波検知センサ１０−Ａ、１０−Ｂ、１０−Ｃは、互いに幅方向で異なる位置であって、前後方向に互い違いに配置される。このように、前後方向に離隔して配置することにより、便座２０の幅方向寸法の拡大を抑制できる。図１３（ｃ）の例では、３つの脈波検知センサ１０−Ａ、１０−Ｂ、１０−Ｃは、互いに幅方向および前後方向で異なる位置であって、直線状に斜めに並べて配置される。複数の脈波検知センサ１０の個数および配置は、所望の検知精度を確保するように実験により定めうる。

次に、複数の脈波検知センサ１０の検知結果の選択方法を説明する。脈波の検知精度を高める観点で、複数の脈波検知センサ１０を有する場合、その複数の検知結果からより適切なものを選択して解析することが望ましい。

図１４は、本実施形態の便座装置４００の機能ブロックを示すブロック図であり、図６に対応する。本実施形態の解析部４０は、第１〜第３取得部４０ｋ、４０ｐ、４０ｑと、分析部４０ｒと、選択部４０ｓとを含む点で、第１実施形態の解析部４０と異なり、他の構成は同様である。したがって、第１〜第３取得部４０ｋ、４０ｐ、４０ｑと、分析部４０ｒと、選択部４０ｓとについて説明する。第１〜第３取得部４０ｋ、４０ｐ、４０ｑを総称するときは単に取得部という。

第１〜第３取得部４０ｋ、４０ｐ、４０ｑは、それぞれ第１〜第３脈波検知センサ１０−Ａ、１０−Ｂ、１０−Ｃの検知結果を取得する。分析部４０ｒは、第１〜第３脈波検知センサ１０−Ａ、１０−Ｂ、１０−Ｃの複数の検知結果を分析する。選択部４０ｓは、分析部４０ｒの分析結果に基づいて複数の検知結果のうちいずれかを選択する。

分析部４０ｒの分析方法を説明する。図１５（ａ）、図１５（ｂ）は、取得部で取得された脈波波形の一例を示す。図１５（ａ）は波形乱れが少ない例を示し、図１５（ｂ）は波形乱れが多い例を示す。図１５（ａ）の例では、脈波はそれぞれの脈拍においてピークＡ〜Ｅを有する。ピークＡ、Ｃ、Ｅは上向きピークであり、ピークＢ、Ｄは下向きピークである。波形乱れが少ない波形は、脈波の検知感度が高くＳＮ比が良好な状態で取得された波形であり、脈拍ごとの波形が揃っており、脈拍ごとの波形の再現性が高い。波形乱れが多い波形は、脈波の検知感度が低くＳＮ比も悪い状態で取得された波形であり、脈拍ごとの波形が不揃いで、脈拍ごとの波形の再現性が低い。

本実施形態の分析部４０ｒは、複数の脈拍の脈波波形について、各脈拍のピークＡ〜Ｅの相対比の変動率を算出する。一例として、５拍の波形について、各脈拍におけるピーク比率（Ｂ／Ａ、Ｃ／Ａ、Ｄ／Ａ、Ｅ／Ａ）を算出し、算出された各比率の５拍中の最大と最小の差（以下、「比率差」という）を算出してもよい。この場合、比率差が小さいほど波形が揃っており、比率差が大きいほど波形が不揃いといえる。

本実施形態の選択部４０ｓは、脈波検知センサ１０−Ａ、１０−Ｂ、１０−Ｃの検知結果のうち、比率差が最小の検知結果を選択して、特定部４０ｄに提供する。特定部４０ｄは、取得部４０ｂの取得結果に代えて選択部４０ｓで選択された取得結果を解析して、便座２０に座った人の脈波に関する脈波情報を特定する。その他の機能ブロックの動作は第１実施形態と同様であり説明を省く。

以上のように構成された第４実施形態の便座装置４００は、第１実施形態と同様に動作し、同様の作用効果を奏する。加えて、第４実施形態に係る便座装置４００は、便座２０に座った人の脈波を検知可能な複数の脈波検知センサ１０−Ａ、１０−Ｂ、１０−Ｃを備える。複数の脈波検知センサ１０−Ａ、１０−Ｂ、１０−Ｃは、便座２０において、便座２０の座面部材と便鉢側部材との間における互いに異なる位置に配置される。この構成によれば、右膝Ｎｈと左膝Ｎｊの開き方が変化しても、大腿動脈に近い脈波検知センサ１０から脈波を取得できるため、脈波の検知感度およびＳＮ比の点で有利である。

複数の脈波検知センサ１０−Ａ、１０−Ｂ、１０−Ｃの各位置は、便座２０の幅方向に離れていてもよい。この場合、大腿部の位置が幅方向に変化しても、大腿動脈に近い脈波検知センサ１０から脈波を取得できるため、脈波の検知感度およびＳＮ比の点で有利である。

複数の脈波検知センサ１０−Ａ、１０−Ｂ、１０−Ｃの複数の検知結果を分析する分析部４０ｒと、分析部４０ｒの分析結果に基づいて複数の検知結果のうちいずれかを選択する選択部４０ｓとを有してもよい。この場合、複数の検知結果から相対的に良好なものを自動的に選択できる。着座姿勢による検知結果の変動を小さくできる。

以上、本発明の実施形態をもとに説明した。これらの実施形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求の範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。

以下、変形例について説明する。変形例の図面および説明では、実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。実施形態と重複する説明を適宜省略し、実施形態と相違する構成について重点的に説明する。

［変形例］
第１実施形態の説明では、付勢部材２６が複数の弾性体を含む例を示したが、本発明はこれに限定されない。付勢部材２６は１つの弾性体から構成されてもよい。この場合、例えば、付勢部材２６は口径の大きなコイルスプリングであってもよい。

第４実施形態の説明では、脈波検知センサ１０を３つ備える例を示したが、本発明はこれに限定されない。便座２０には２つまたは４つ以上の脈波検知センサ１０が設けられてもよい。複数の脈波検知センサ１０は、左右両方の大腿部に対応するそれぞれの位置に設けられてもよい。この場合、複数の脈波検知センサ１０は、便座２０内に一体化されて設置されてもよいし、離隔して複数の箇所に設置されてもよい。複数のセンサを備えることにより、測定時に最も良好な脈波波形を出力した脈波検知センサ１０を選定し、その検知結果から血管年齢を取得できる。

第１実施形態の説明では、コイルスプリングによって脈波検知センサ１０を座面部材２０ｆに向けて付勢する例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、発泡ウレタン樹脂などのスポンジ状の部材によって脈波検知センサ１０を付勢するようにしてもよい。この場合、スポンジ状の部材は収容部２４とホルダ２２との間に設けられてもよい。

第１実施形態の説明では、収容部２４を用いて脈波検知センサ１０を支持する例を示したが、本発明はこれに限定されない。脈波検知センサ１０は、収容部２４を用いずに、付勢部材２６を介して便鉢側部材２０ｇに直接的に支持されたホルダ２２によって保持されてもよい。

第１実施形態の説明では、脈波検知センサ１０のセンサ素子１２が圧電素子を含む例を示したが、本発明はこれに限定されない。脈波検知センサ１０は、別の原理に基づいて脈派を検知可能な加速度検知用素子を用いるものであってもよい。

第１実施形態の説明では、筒状部１６が円筒部材である例を示したが、本発明はこれに限定されない。筒状部１６は三角筒や四角筒など多角筒部材であってもよい。

第１実施形態の説明では、筒状部１６内の空間にセンサ素子１２が露出する例を示したが、本発明はこれに限定されない。筒状部１６内にセンサ素子１２を覆うカバー部材が設けられてもよい。例えば、このカバー部材は、センサ素子１２に注入されて硬化した樹脂からなるものであってもよい。

第１実施形態の説明では、記憶部４０ｍが便座装置１００の内部に設けられる例を示したが、本発明はこれに限定されない。記憶部４０ｍは、便座装置１００の外部に設けられてもよいし、便座装置１００の内部及び外部の双方に設けられてもよい。

第１実施形態の説明では、座面部材２０ｆは、中央側が低くなるように傾斜している例を示したが、本発明はこれに限定されない。座面部材２０ｆは、傾斜していなくてもよいし、中央側が高くなるように傾斜してもよい。

上述の各変形例は実施形態と同様の作用・効果を奏する。

上述した各実施形態と変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。

なお、図面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

１０・・脈波検知センサ、 １２・・センサ素子、 １４・・基板、 １６・・筒状部、 １６ｓ・・検知面、 ２０・・便座、 ２０ｆ・・座面部材、 ２０ｇ・・便鉢側部材、 ２０ｍ・・第１スペーサ部材、 ２０ｐ・・接触領域、 ２０ｓ・・ヒータ部材、 ２２・・ホルダ、 ２４・・収容部、 ２６・・付勢部材、 ３０・・便鉢部、 ４０・・解析部、 １００・・便座装置。

Claims (10)

1. 便座と、
   前記便座に座った人の脈波を検知可能な脈波検知センサと、
   を備え、
   前記脈波検知センサは、前記便座において、前記便座の座面部材と便鉢側部材との間に配置されることを特徴とする便座装置。
2. 前記脈波検知センサを前記座面部材に向かって付勢する付勢部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の便座装置。
3. 前記付勢部材は、互いに離隔して配置される複数の弾性体を含むことを特徴とする請求項２に記載の便座装置。
4. 前記脈波検知センサは、脈波を検知するためのセンサ素子と、当該センサ素子が配置された基板と、前記センサ素子を環囲する筒状部と、を有し、
   前記筒状部の一端部は前記座面部材に当接し、前記筒状部の他端部は当該基板に固定されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の便座装置。
5. 便座と、
   前記便座に座った人の脈波を検知可能な脈波検知センサと、
   を備え、
   前記脈波検知センサは、前記便座において、前記便座の座面部材と便鉢側部材との間に配置され、
   前記脈波検知センサは、脈波を検知するためのセンサ素子と、当該センサ素子が配置された基板と、前記センサ素子に脈波を伝達するための伝達部材と、を有し、
   前記伝達部材の一端側には、前記座面部材に当接する凸面部が設けられ、
   前記伝達部材の他端側は当該基板に固定されることを特徴とする便座装置。
6. 前記凸面部の頂部は、前記基板の前記センサ素子が配置される面に対して垂直な方向への前記センサ素子の投影範囲内に配置されることを特徴とする請求項５に記載の便座装置。
7. 前記伝達部材は、前記センサ素子を環囲する筒状部を有し、
   前記凸面部は、前記筒状部と一体的に形成されることを特徴とする請求項５または６に記載の便座装置。
8. 便座と、
   前記便座に座った人の脈波を検知可能な複数の脈波検知センサと、
   を備え、
   前記複数の脈波検知センサは、前記便座において、前記便座の座面部材と便鉢側部材との間における互いに異なる位置に配置されることを特徴とする便座装置。
9. 前記複数の脈波検知センサの各位置は、前記便座の幅方向に離れていることを特徴とする請求項８に記載の便座装置。
10. 前記複数の脈波検知センサの複数の検知結果を分析する分析部と、
    前記分析部の分析結果に基づいて前記複数の検知結果のうちいずれかを選択する選択部と、を有することを特徴とする請求項８または９に記載の便座装置。

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