JPH07234218A - 尿サンプリング装置付き便座 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】中空便座の密閉性と強度を確保しながら、尿サ
ンプリング装置を便座に組み込むことを目的とする。 【構成】中空密閉構造の便座（18）の下面に凹み（40）
を形成し、便座とリム（34）との間のスペースを利用し
て便座の下面にケース（30）を取付け、スイングアーム
（44）の駆動部（48）をこの凹み（40）を利用してケー
ス（30）内に収蔵したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【産業上の利用分野】本発明は、広義には、尿分析機能
を備えたトイレットに関する。より詳しくは、本発明
は、尿分析を行うにあたり尿をサンプリングするための
尿サンプリング機能を備えた便座に関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭や職場のトイレットを利用して尿の
サンプリングと分析を行い、個人の健康チェックを支援
することの可能な、尿分析機能を備えたトイレットが提
案されている。尿分析にあたり、被験者が排泄した尿の
サンプルはその場でサンプリングされる。

【０００３】例えば、特開昭62-187253号には、採尿容
器を装着したスイングアームを便器のボウル内で揺動さ
せることにより尿を採取するようになったサンプリング
装置が開示されている。便器の後部には検査領域が形成
してあり、この検査領域において尿検体が分析される。
便器の側方には操作箱が配置してあり、スイングアーム
を電動で揺動させるようになっている。

【０００４】この装置の問題点は、市販の標準型の便器
を利用することができず、便器の後部に検査兼洗浄室が
形成された尿サンプリング目的の特製の便器を必要とす
ることである。斯る特製便器は、標準型の便器とは別個
に特別に製造しなければならず、従って大量生産による
コストダウンが難かしいので、一般家庭やオフィスに普
及させるには余りに高価である。また、標準型の便器を
備えた既設のトイレットを尿分析トイレットに改造する
場合には、先ず既存の便器を撤去し、次に尿分析目的の
特殊便器を設置しなければならないので、工事に多大な
費用と手数を要すると共に、既存設備の廃棄を招く。ま
た、スイングアームの電動駆動部を備えた操作箱を便器
の側方に配置しなければならないので、装置が大掛かり
となり、通常の用便やトイレットの清掃の障害となる。

【０００５】特開昭60-85133号には、センサーを備えた
スイングアームを便座下の収納位置と便器のボウル内の
作動位置との間で旋回させ、尿を分析するようになった
装置が開示されている。スイングアームはロータリソレ
ノイドによって旋回駆動されるもので、このロータリソ
レノイドは便座に組み込んである。この方式には、尿サ
ンプリング目的の特製の便器を必要とせず、市販の標準
型の便器を利用して尿をサンプリングすることができる
という利点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この装
置の問題点は、便座の下部をくり抜くことによりロータ
リソレノイドを配置してあるということである。寒冷条
件においても快適に着座できるようにするため、今日の
便座には暖房機能を備えるのが一般的である。このた
め、便座の中空の内部には電熱ヒーター線が張り巡らし
てある。ところが、ロータリソレノイドを配置するべく
便座の下部を切欠くと、洗浄水の飛沫や湿気が便座の内
部に侵入してヒーター線を劣化させ、その寿命を低下さ
せる。また、便座の１部をくり抜くと、便座の強度が低
下する。

【０００７】本発明の目的は、市販の標準型の便器を利
用して尿をサンプリングすることが可能で、中空便座の
密閉性や強度を損なうことのない尿サンプリング装置付
き便座を提供することにある。

【０００８】他の観点においては、本発明の目的は、コ
ンパクトで使い勝手の良い尿サンプリング機能付き便座
を提供することにある。

【０００９】

【発明の構成】

【課題を解決するための手段および作用の概要】本発明
は、密閉された中空便座に下方に開口した凹みを形成
し、便座とリムとの間のスペースを利用して便座の下面
にケースを取付け、便座の凹みを部分的に利用してスイ
ングアームの駆動部をケースに収蔵したことを特徴とす
るものである。

【００１０】このように、便座とリムとの間のスペース
を利用して別個のケースを便座に取付け、このケースに
スイングアーム駆動部を収蔵したので、中空便座の密閉
性と強度を確保することができる。スイングアーム駆動
部の１部は便座に形成した凹みを利用して配置されるの
で、十分な動力でスイングアームを駆動することが可能
な堅牢で信頼性の高い構造および寸法の駆動部を配置す
ることができる。

【００１１】本発明の上記特徴や効果、ならびに、他の
特徴や利点は、以下の実施例の記載に従い明らかにす
る。

【００１２】

【実施例】図１には本発明の第１実施例に係る尿サンプ
リング装置付き便座を備えた尿分析機能を備えたトイレ
ットが示してある。このトイレット１０は市販の標準型
の水洗便器１２を有する。便器１２は、ヴォルテックス
型、サイフォン型、サイフォンジェット型、ウォシュダ
ウン型、その他の形式の標準型のもので、通常のボウル
（便鉢）部１４を有する。

【００１３】便器１２には、周知のビデ装置（図示せ
ず）を収容したハウジング１６が装着してあり、このハ
ウジング１６に便座１８と便蓋２０が回動可能に取付け
てある。ハウジング１６には、また、便座１８に組み込
まれた尿サンプリング装置によって採取された尿サンプ
ルを搬送するポンプや尿分析装置（図示せず）が収蔵さ
れている。尿サンプリング装置や搬送ポンプや尿分析装
置を制御する制御ユニット２２はトイレットの壁に設置
することができる。

【００１４】図２に示したように、便座１８は耐衝撃性
樹脂などからなる上部半体１８Ａと下部半体１８Ｂとを
超音波溶接などによって接合することによりほぼ密閉構
造に形成されている。便座を温めるための電気ヒーター
線２４は上部半体１８Ａの裏面に沿って配線することが
できる。図２および図３に示したように、便座１８に
は、尿サンプリング装置２６が組み込んである。

【００１５】便器１２を焼成する際に生じる焼成歪みに
適合させるため、便座１８は便器１２のリムの上面に対
して例えば４点で支持する必要がある。このため、図示
した実施例では、図２に破線で示したように便座１８の
下面には２つの従来型のクッション付きの脚部２８が設
けてある。他の２点においては、便座１８は、尿サンプ
リング装置２６の駆動部ケース３０に設けた２つの脚部
３２によって支持することができる。

【００１６】図７および図８からよく分かるように、こ
れらの脚部２８又は３２があるので、便器のリム３４の
上面３６と便座１８の下面３８との間には約１.５〜２
ｃｍの高さの隙間が確保される。この隙間を利用するこ
とにより、尿サンプリング装置２６の駆動部ケース３０
が配置されると共に、尿サンプリング装置２６の採尿容
器が後述の如く収納される。図２、図７および図８から
よく分かるように、便座１８の下面には下方に開口する
凹み４０および４２が形成してあり、尿サンプリング装
置２６の駆動部や他の構成要素の一部をこれらの凹みに
収納するようになっている。

【００１７】概略的に述べれば、尿サンプリング装置２
６は、便器１２のボウル１４に排泄された尿のサンプル
を採尿容器によってボウル空間内の空中で採取し、サン
プリング後には採尿容器を便座１８下方の収納位置に収
納して洗浄するようになっている。

【００１８】より詳しくは、図２から図７を参照する
に、尿サンプリング装置２６は、略クランク形状のスイ
ングアーム４４と、このスイングアームの自由端に着脱
可能に装着された採尿容器４６と、スイングアーム４４
を支持すると共に駆動する駆動部４８とを備えている。
この駆動部４８は駆動部ケース３０に配置してある。ス
イングアーム４４は、図４および図６に示したように、
中央エルボ５０と、端部エルボ５２と、両者を連結する
パイプ５４と、スピンドル５６とで構成することができ
る。

【００１９】図５および図６に示したように、この実施
例では、採尿容器４６は、上部開口５８を有する尿収集
樋６０を備えた細長い本体６２と、大径の基部６４とで
構成されている。図示した実施例では、採尿容器４６は
Ｏリング６６を用いて端部エルボ５２に液密かつ着脱自
在に装着してあり、採尿容器４６をスイングアーム４４
から取り外して清掃したり交換したり出来るようになっ
ている。本体の尿収集樋６０は基部６４に向かって傾斜
しており、樋６０内に降り注がれた尿が基部６４とエル
ボ５２によって形成された尿溜まり６８に集積するよう
になっている。本体６２の外周は金網７０などで覆って
あり、被験者から排泄された尿が採尿容器４６に衝突し
て周囲に飛散するのを防止するようになっている。

【００２０】図６に示したように、エルボ５２には吸引
管７２が設けてあり、尿溜まり６８に集積した尿サンプ
ルを吸引するようになっている。吸引管７２は、エルボ
５２の内部通路とスイングアーム４４およびそのスピン
ドル５６内を延長する尿搬送チューブ７４を介してハウ
ジング１６内の吸引ポンプに接続されており、尿サンプ
ルをハウジング１６内の尿分析装置に搬送するようにな
っている。

【００２１】尿溜まり６８内には、上下方向に離間され
た１対の電極７６および７８が露出させてあり、これら
の電極はリード線８０および８２を介して制御ユニット
２２に接続されている。制御ユニット２２は、電極７６
と７８の間に所定の電圧を印加し、電圧降下に基づいて
尿溜まり６８内で電極７６と７８の間に存在する流体の
導電率を検出することにより、尿溜まり６８に新鮮な尿
が集積したかどうかを判定するように構成することがで
きる。

【００２２】図示した実施例では、スイングアーム４４
を駆動する駆動部４８は、図７からよく分かるように、
スイングアーム４４を駆動することにより、採尿容器４
６を便座前部下方の収納位置からボウル空間内の異なる
種々の採尿位置へと（およびその逆に）移動させるよう
になっている。

【００２３】図２から分かるように、駆動部４８は便座
１８の下面にビスなどにより適宜固定されたケース３０
に搭載してある。図２から図４に示したように、駆動部
４８はケース３０に摺動自在に装着されたスライダー８
４を備え、このスライダー８４はケース３０に固定され
た１対のガイド８６によって便器１２の長軸にほぼ平行
に摺動するべく案内されている。スライダー８４にはラ
ック８８が固定してあり、このラック８８にはケース３
０に固定された減速ギヤ付きステッピングモータ９０の
出力軸のピニオン９２が噛み合っている。従って、モー
タ９０をいづれかの方向に回転させれば、スライダー８
４は前後に並進運動を行う。モータ９０は制御ユニット
２２によって制御することができる。

【００２４】スイングアーム４４は回転可能に、かつ、
スライダー８４と共に移動するようにスライダー８４に
軸支されている。このため、図４からよく分かるよう
に、スライダー８４には１対のトラニオン軸受９４が設
けてあり、スイングアーム４４のスピンドル５６を軸支
している。スピンドル５６には軸孔が形成してあり、可
撓性チューブ７４やリード線８０および８２が通してあ
る。

【００２５】駆動部４８は、更に、スイングアーム４４
の回転角位置を規制するレバー／カム機構９６を備えて
おり、モータ９０によってスライダー８４を前後に変位
させる際に採尿容器４６の位置を制御するようになって
いる。即ち、図４からよく分かるように、２つの軸受９
４の間においてスイングアーム４４のスピンドル５６に
はレバー９８が一体回転するべく嵌合してあり、このレ
バー９８の先端にはローラーの形のカムフォロワ１００
が支持してある。

【００２６】カムフォロワ１００はケース３０にビスな
どにより適宜固定されたカムプレート１０２と協働する
もので、このカムプレート１０２には、２つの段違いの
水平カム面１０４および１０６と、傾斜カム面１０８が
形成してある。スイングアーム４４のスピンドル５６に
はリターン・コイルスプリング１１０の一端が固定して
あり、このスプリングの他端は軸受９４に固定してあ
る。リターン・スプリング１１０の予荷重は、図７にお
いてスイングアーム４４を時計方向に回転付勢するべく
設定されている。スイングアーム４４の初期姿勢はスト
ッパ（図示せず）によって規制される。

【００２７】図２、図７および図８からよく分かるよう
に、便座１８の下面には駆動部４８に適合した形状の凹
み４０が形成してあるので、駆動部４８の構成要素、例
えば、モーター９０、ピニオン９２、レバー９８、カム
フォロワ１００、カムプレート１０２を部分的にこの凹
み４０に収蔵することができる。従って、便器リム３４
の上面３６と便座１８の下面３８との間の僅か１.５〜
２ｃｍの高さのケース３０内に駆動部４８を配置するこ
とができる。

【００２８】次に、この尿サンプリング装置２６の作動
を説明するに、非使用時にはスライダー８４は図３およ
び図７に示したように前進位置（位置Ａ）にあり、カム
フォロワ１００はカムプレート１０２の第１水平カム面
１０４に係合している。従って、スイングアーム４４は
リターン・スプリング１１０の作用により水平な姿勢に
跳ね上げられており、採尿容器４６は便座１８の下方に
形成された洗浄室兼用収納室１１２内の収納位置に格納
されている。

【００２９】尿のサンプリングと分析に当たり、被験者
が便座１８に着座し、制御ユニット２２に設けられたス
タート・スイッチ１１４を押すと、モータ９０が回転し
てラック・ピニオン機構８８／９２によりスライダー８
４を後退させ、先ず、採尿容器４６をその収納位置から
後方に引き出す。カムフォロワ１００がカムプレート１
０２の傾斜カム面１０８に係合すると、レバー９８はス
イングアーム４４の回動を開始する（位置Ｂ）。カムフ
ォロワ１００が傾斜カム面１０８に更に乗り上げるにつ
れて、スイングアームは後退しながら回動し、採尿容器
４６を図７に示したように回転運動と並進運動とが合成
された湾曲した軌跡に沿って変位させる。モータ９０が
更に回転すると、カムフォロワ１００はカムプレート１
０２の第２水平カム面１０６に係合するに至り（位置
Ｃ）、それ以後はスイングアーム４４の回転角位置を維
持したまゝで後端位置（位置Ｄ）まで並進移動させる。

【００３０】尿の弾道には男女差があるので、制御ユニ
ット２２は、男性用スイッチが押された場合には位置Ｂ
〜Ｃ間の所定の位置で採尿容器４６を停止させ、女性用
スイッチが押された場合には位置Ｃ〜Ｄ間の所定の位置
で採尿容器を停止させるべく構成することができる。更
に、微調整スイッチ１１６の操作に応じて採尿容器の位
置を前後に微調整することができる。

【００３１】被験者は適切な位置に採尿容器４６が持ち
来された時に採尿容器４６に向かって放尿することがで
きる。採尿容器４６に尿が命中すると、尿は尿収集樋６
０に沿って流下し、尿溜まり６８に溜まる。尿溜まり６
８内に上部電極７８のレベルまで新鮮な尿が集積したこ
とを検知すると、制御ユニット２２はハウジング１６内
に配置された搬送ポンプを自動的に作動させ、尿サンプ
ルを尿溜まり６８から吸引して尿分析装置に送る。尿サ
ンプルは尿分析装置によって定量分析に付され、制御ユ
ニット２２は分析結果を表示部１１８に表示し、被験者
の指令に応じてプリンタ１２０に出力する。

【００３２】尿のサンプリングと分析装置への搬送が終
わると、制御ユニット２２はスライダー８４を前進させ
る方向にモータ９０を回転させる。スイングアーム４４
の前進と上方への回動に伴い採尿容器４６は位置Ｂへと
戻り、次いでスイングアームの並進運動により採尿容器
４６は収納位置Ａへと復帰する。この位置では、採尿容
器４６は図７に示したように便座１８の下面３８と便器
リム部３４の上面３６との間に形成された洗浄収納室１
１２に収納される。

【００３３】図示した実施例は、尿サンプリング後に
は、尿で汚れた採尿容器４６を自動的に洗浄するように
なっている。このため、図２および図３に示したよう
に、ケース３０の洗浄室兼用収納室１１２に臨んで洗浄
ノズル１２２が配置してあり、この洗浄ノズル１２２に
はホース１２４と電磁弁（図示せず）を介して水道水が
供給されるようになっている。図２に示したように、ケ
ース３０には開閉式のカバー１２６を設け、洗浄中に洗
浄室を閉鎖することにより洗浄水の飛散を防止すること
ができる。この開閉カバー１２６は適当なリンク（図示
せず）を介してレバー９８に連動させ、採尿容器４６が
洗浄室１１２内に出入りする際にはカバー１２６を開
け、採尿容器が洗浄室内の収納位置に戻ったときにはカ
バーを閉じるようにすることができる。図７からよく分
かるように、便座１８には凹み４２が形成してあり、こ
の凹み４２内のスペースを利用して開閉カバー１２６に
開閉運動を行わせるようになっている。

【００３４】使用済みの洗浄水はボウル１４内に排出さ
れるようになっている。即ち、図２および図３に示した
ように、ケース３０には、洗浄室１１２から便器の左右
のリム３４に沿って後方に延長する１対の排水樋１２８
が形成してある。これらの排水樋１２８は図７からよく
分かるように後方に向かって下向きに傾斜させてあり、
その後端はケース３０に取付けた傾斜した排水管１３０
に連通させてある。従って、便座１８が水平姿勢にある
時には、洗浄ノズル１２２から噴射された洗浄水は排水
樋１２８の傾斜に沿って後方へ流れ、排水管１３０から
ボウル１４内に排出される。便座１８を跳ね上げた時に
は、排水樋１２８内に残留する洗浄水の滴は排水管１３
０からボウル１４内に落下する。

【００３５】前述した実施例では、スライダー８４（ひ
いては、スイングアーム４４）に並進運動を与える並進
駆動機構としてモータ９０とピニオン・ラック機構が使
用してあるが、変化形として、プリー・ベルト機構、リ
ードスクリュー機構、水圧シリンダ機構、油圧シリンダ
機構、又はソレノイド機構によってスライダー８４を並
進駆動してもよい。また、レバー／カム機構９６からな
る並進運動／回転運動変換機構によってスイングアーム
４４に回転運動を付加する代わりに、スイングアーム４
４のスピンドル５６を回転駆動する他のモータをスライ
ダー８４に搭載することにより、採尿容器に回転運動を
与えることもできる。しかし、モータ９０駆動のスライ
ダー８４とレバー／カム機構９６を使用すれば、１つの
モータ９０のみによって採尿容器に回転運動と並進運動
の双方を生じさせることができるという利点がある。

【００３６】本発明の第２実施例においては、図６に示
した採尿容器構造において、吸引管７２に代えて尿セン
サー（図示せず）を設け、尿溜まり６８に溜まった尿サ
ンプルに尿センサーを接触させることにより尿成分の定
量分析を行う。その場合には、尿溜まり６８には、必要
に応じて、試薬や緩衝液を供給することができる。

【００３７】以上には本発明の特定の実施例を記載した
が、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の
設計変更を施すことができる。例えば、採尿容器４６の
形状は適宜変更することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明は、便座１
８とリム３４との間の極めて僅かな隙間（通常、１.５
〜２ｃｍ）を利用して便座の下面に駆動部ケース３０を
取付けると共に、便座１８に形成した凹み４０を利用し
てスイングアーム駆動部のモーター９０、ピニオン９
２、レバー９８、カムフォロワ１００、カムプレート１
０２、などの構成要素を収蔵したので、便座１８の密閉
性と強度を確保しながらも、堅牢で信頼性に優れた寸法
および構造の駆動部を採用することができる。

【００３９】また、便座を密閉構造にできるので、便座
加熱用のヒーター線の劣化や損傷を防止し、寿命を延長
させることができる。さらに、駆動部４８を収蔵したケ
ース３０はリムと便座との間の間隔に配置されるので、
便座は極めてコンパクトであり、トイレットの使い勝手
が良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施例に係る尿サンプリ
ング装置付き便座を備えた尿分析機能付きトイレットの
斜視図である。

【図２】図２は、図１に示した尿サンプリング装置と便
座の分解斜視図である。

【図３】図３は、図２に示した尿サンプリング装置の平
面図で、カムプレートと洗浄室カバーを取り外したとこ
ろを示し、便座は２点鎖線で示してあり、便器は３点鎖
線で示してある。

【図４】図４は、図２に示したスイングアーム駆動部の
１部の１部切欠き拡大分解斜視図である。

【図５】図５は、図２に示した採尿容器を上から見たと
ころを示す。

【図６】図６は、図５のVI−VI線に沿った断面図であ
る。

【図７】図７は、図３のVII−VII線に沿った模式的断面
図で、スイングアームと採尿容器が種々の異なる位置に
あるところを示す。

【図８】図８は、図３のVIII−VIII線に沿った断面図で
ある。

【符号の説明】

１２： 標準型便器 １８： 便座 ２６： 尿サンプリング装置 ３０： 駆動部ケース ３４： 便器のリム ４０： 便座の凹み ４４： スイングアーム ４６： 採尿容器 ４８： スイングアーム駆動部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坪井 宏之 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 小黒 利雄 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実質的に密閉された中空の便座に下方に
   開口した凹みを形成し、採尿容器を担持したスイングア
   ームの駆動部を前記凹みと便器のリムとで形成されるス
   ペースに配置したことを特徴とする尿サンプリング装置
   付き便座。
2. 【請求項２】 実質的に密閉された中空の便座に、便器
   のリムと便座との間に確保された上下方向スペースを利
   用してケースを取付け、採尿容器を担持したスイングア
   ームの駆動部を前記ケースに収蔵したことを特徴とする
   尿サンプリング装置付き便座。
3. 【請求項３】 便器のリムの上に所定の間隔をもって位
   置決めされるようになった便座において：前記便座を実
   質的に密閉された中空構造とし、下方に開口した凹みを
   前記便座に形成し、便座と便器リムとの間において便座
   の下面にケースを取付け、前記凹みを少なくとも部分的
   に利用してケース内にスイングアーム駆動機構を配置
   し、スイングアームの自由端に採尿容器を設け、採尿容
   器を便座下方の収納位置と便器のボウル空間内の採尿位
   置との間で移動させるようにしたことを特徴とする尿サ
   ンプリング機能付き便座。
4. 【請求項４】 密閉された中空構造を有し便器のリムの
   上に所定の間隔をもって位置決めされるようになった便
   座と、 前記便座の下面に装着され便器のリムと便座との間のス
   ペースに配置されたケースと、 水平な回転軸を有し採尿容器を担持したスイングアーム
   と、 前記ケースに搭載され、便座下方の収納位置と便器のボ
   ウル空間内の採尿位置との間で採尿容器を移動させるべ
   く前記スイングアームの回転軸を支持しかつ駆動する動
   力式駆動機構、とを備えてなる尿サンプリング装置付き
   便座。
5. 【請求項５】 前記動力式駆動機構は、スイングアーム
   の回転軸を軸支するスライダーと、前記スライダーを前
   後に移動させる並進駆動機構と、スライダーの前後移動
   をスイングアームの回転運動に変換する変換機構とを有
   することを特徴とする請求項４に基づく尿サンプリング
   装置付き便座。
6. 【請求項６】 前記変換機構はレバー・カム機構を備
   え、前記並進駆動機構はモータ駆動のラック・ピニオン
   機構を備え、単一のモータによってスイングアームを駆
   動するようになっていることを特徴とする請求項５に基
   づく尿サンプリング装置付き便座。
7. 【請求項７】 前記変換機構はレバー・カム機構を備
   え、前記並進駆動機構は、プリー・ベルト機構、リード
   スクリュー機構、水圧シリンダ機構、油圧シリンダ機
   構、およびソレノイド機構からなる群から選ばれた１つ
   の機構を有する請求項５に基づく尿サンプリング装置付
   き便座。
8. 【請求項８】 実質的に密閉された中空の便座に下方に
   開口した凹みを形成し、尿センサーを担持したスイング
   アームの駆動部を前記凹みと便器のリムとで形成される
   スペースに配置したことを特徴とする尿センサー付き便
   座。
9. 【請求項９】 実質的に密閉された中空の便座に、便器
   のリムと便座との間に確保された上下方向スペースを利
   用してケースを取付け、尿センサーを担持したスイング
   アームの駆動部を前記ケースに収蔵したことを特徴とす
   る尿センサー付き便座。