特許 7424235 トイレ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-22

(45)【発行日】2024-01-30

(54)【発明の名称】トイレ装置

(51)【国際特許分類】

   E03D 11/02 20060101AFI20240123BHJP

   E03D 9/00 20060101ALI20240123BHJP

   E03D 11/11 20060101ALI20240123BHJP

   G01N 1/22 20060101ALI20240123BHJP

【ＦＩ】

E03D11/02 Z

E03D9/00 Z

E03D11/11

G01N1/22 U

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020120035

(22)【出願日】2020-07-13

(65)【公開番号】P2022017004

(43)【公開日】2022-01-25

【審査請求日】2023-05-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】丹 国広

(72)【発明者】

【氏名】氏本 勝也

(72)【発明者】

【氏名】窪田 進一

【審査官】秋山 斉昭

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５３－１４６４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－９６８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１３５４２２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１４－００４８３７４（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２００６－３３６４３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０３Ｄ １１／０２

Ｅ０３Ｄ ９／００

Ｅ０３Ｄ １１／１１

Ｇ０１Ｎ １／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

大便用の第１便鉢部と、
小便用の第２便鉢部と、
前記第１便鉢部と前記第２便鉢部とを区切る壁部と、
前記第１便鉢部の底部に接続される便器排水路と、
を有し、
前記便器排水路は、
封水を貯留する封水貯留部と、
前記封水貯留部と前記第１便鉢部の底部との間に設けられ、大便を保持する保持部と、
前記保持部に保持された大便から発せられる気体を吸引する吸引装置と、
前記吸引装置によって吸引された気体に含まれるガスを分析する分析装置と、
を有することを特徴とするトイレ装置。

【請求項2】

前記分析装置による分析の結果を出力する出力装置を有することを特徴とする請求項１に記載のトイレ装置。

【請求項3】

前記保持部は、鉛直上方を向く水平面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のトイレ装置。

【請求項4】

前記保持部と前記封水貯留部との間に設けられ、前記保持部の底面よりも鉛直上方に位置する底面を備えた盛り上がり部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のトイレ装置。

【請求項5】

前記便器排水路の径は、前記盛り上がり部において前記保持部よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載のトイレ装置。

【請求項6】

前記保持部と前記封水貯留部との間に設けられた自重式の蓋を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のトイレ装置。

【請求項7】

前記保持部を加熱するヒータを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のトイレ装置。

【請求項8】

前記保持部にエアーを吹き付ける吹き付け部を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のトイレ装置。

【請求項9】

前記保持部内で回転する破砕羽を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のトイレ装置。

【請求項10】

前記吸引装置に接続された管の吸入口が、前記第１便鉢部の上端又は前記保持部に固定されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のトイレ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トイレ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、大便から発せられる気体を分析することで体調を分析できることが知られている。また、排便が行われるトイレ装置の構造に関し、節水を目的とした二槽式便器が提案されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

体調の分析には、大便から発せられる気体をｐｐｂ～ｐｐｔレベルで分析することが望まれる。しかしながら、二槽式便器を含め、従来のトイレ装置を用いて大便から発せられる微量の気体を高精度で分析することは困難である。

【0004】

本発明は、大便から発せられる気体を高精度で分析することができるトイレ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

開示の技術の一態様によれば、トイレ装置は、大便用の第１便鉢部と、小便用の第２便鉢部と、前記第１便鉢部と前記第２便鉢部とを区切る壁部と、前記第１便鉢部の底部に接続される便器排水路と、を有し、前記便器排水路は、封水を貯留する封水貯留部と、前記封水貯留部と前記第１便鉢部の底部との間に設けられ、大便を保持する保持部と、前記保持部に保持された大便から発せられる気体を吸引する吸引装置と、前記吸引装置によって吸引された気体に含まれるガスを分析する分析装置と、を有する。

【発明の効果】

【0006】

開示の技術によれば、大便から発せられる気体を高精度で分析することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態に係るトイレ装置を示す断面図である。

【図2】第１実施形態に係るトイレ装置の動作を示す断面図である。

【図3】第２実施形態に係るトイレ装置を示す断面図である。

【図4】第３実施形態に係るトイレ装置を示す断面図である。

【図5】第４実施形態に係るトイレ装置を示す断面図である。

【図6】第５実施形態に係るトイレ装置を示す断面図である。

【図7】第６実施形態に係るトイレ装置を示す断面図である。

【図8】第７実施形態に係るトイレ装置を示す断面図である。

【図9】第８実施形態に係るトイレ装置を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本開示の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省くことがある。

【0009】

（第１実施形態）
まず、第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係るトイレ装置を示す断面図である。

【0010】

第１実施形態に係るトイレ装置１００は、図１に示すように、便器本体１１０と、コントロールパネル１３０と、便座１４０とを有する。便座１４０は便器本体１１０の上に載置される。

【0011】

便器本体１１０は、大便用の第１便鉢部１１１と、小便用の第２便鉢部１１２と、第１便鉢部１１１と第２便鉢部１１２とを区切る壁部１１３とを有する。第１便鉢部１１１の底部に大便用の便器排水路１１６が接続され、第２便鉢部１１２の底部に小便用の便器排水路１１８が接続されている。便器排水路１１６及び１１８は、便器本体１１０の底部に設けられた合流部１１９において互いに接続されている。

【0012】

便器排水路１１６は、合流部１１９と第１便鉢部１１１の底部との間にＵ字状の封水貯留部１１５を有し、便器排水路１１８は、合流部１１９と第２便鉢部１１２の底部との間にＵ字状の封水貯留部１１７を有する。封水貯留部１１５、１１７のそれぞれに封水が貯留される。便器排水路１１６は、更に、封水貯留部１１５と第１便鉢部１１１の底部との間に設けられ、大便を保持する保持部１１４を有する。保持部１１４は、例えば、鉛直上方を向く水平面１１４Ａを有し、水平方向に延びる。保持部１１４は、例えば、便座１４０の座面に略平行な面を有してもよい。保持部１１４は、例えば、便器排水路１１６の第１便鉢部１１１につながる開口に略平行な面を有してもよい。

【0013】

便器本体１１０は、第１便鉢部１１１の上端近傍に、第１便鉢部１１１の内面を洗浄する水等の洗浄液を排出する洗浄液ノズル１２１を有し、第２便鉢部１１２の上端近傍に、第２便鉢部１１２の内面を洗浄する水等の洗浄液を排出する洗浄液ノズル１２２を有する。

【0014】

コントロールパネル１３０は、吸引装置１３１と、分析装置１３２と、出力装置１３３と、制御装置１３４とを備える。

【0015】

吸引装置１３１には管１２３を介して、可動式の吸入ヘッド１２０が接続されている。吸入ヘッド１２０は、例えば、便器本体１１０の縁の上の第１位置と、第１便鉢部１１１の上端の中央近傍の第２位置との間に移動可能である。

【0016】

分析装置１３２は、吸引装置１３１によって吸引された気体の組成を分析する。分析装置１３２は、例えば電界非対称波形イオン移動度分光分析（Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry：ＦＡＩＭＳ）システムを備える。ＦＡＩＭＳシステムは、非対称の交流信号が印加される１対の電極を備えたイオンフィルタを有しており、イオン化した化学物質をイオンフィルタに流すと、その移動度の差によって選別される。イオンフィルタを通過した化学物質をイオン検出電極に衝突させ、イオン検出電極で発生した電流を検出することで、化学物質を特定できる。このようなＦＡＩＭＳシステムを分析装置１３２に用いることで、吸引装置１３１によって吸引された気体に、どのような化学物質がどのような濃度で含有されているかを容易に分析できる。

【0017】

出力装置１３３は、分析装置１３２による分析の結果を出力する。出力装置１３３は、例えば表示装置を備える。出力装置は、記憶媒体に出力結果を記憶させてもよく、無線又は有線の通信により外部機器に分析結果を送信してもよい。

【0018】

制御装置１３４は、吸引装置１３１、分析装置１３２及び出力装置１３３を制御する。

【0019】

次に、第１実施形態に係るトイレ装置１００の動作について説明する。図２は、トイレ装置１００の動作を示す断面図である。

【0020】

トイレ装置１００を用いて排便が行われると、壁部１１３により区切られた大便用の第１便鉢部１１１、小便用の第２便鉢部１１２に、それぞれ大便、小便が導かれる。なお、排便行為の際には、吸入ヘッド１２０は便器本体１１０の縁の上の第１位置に配置しておく。第２便鉢部１１２に導かれた小便は、第２便鉢部１１２の内面に沿って封水貯留部１１７まで落下する。一方、第１便鉢部１１１に導かれた大便１は、第１便鉢部１１１の内面に沿って落下するが、封水貯留部１１５に達する前に保持部１１４の水平面１１４Ａ上に保持される。そして、保持部１１４に保持された大便から発せられる気体は第１便鉢部１１１内に拡散していく。

【0021】

大便から発せられる気体が第１便鉢部１１１内に拡散した状態で、制御装置１３４を動作させると、吸入ヘッド１２０を第１便鉢部１１１の上端の中央近傍の第２位置に移動させ、吸引装置１３１が気体の吸引を開始する。すなわち、吸引装置１３１は、大便から発せられ、第１便鉢部１１１内に拡散した気体を、吸入ヘッド１２０及び管１２３を介して吸引する。そして、分析装置１３２が、吸引装置１３１によって吸引された気体に含まれるガスを分析し、出力装置１３３が、分析装置１３２による分析の結果を出力する。分析装置１３２による分析が終了すると、吸引装置１３１による気体の吸引を終了し、吸入ヘッド１２０を第１位置に移動させる。分析装置１３２は、例えば、気体に含まれるアンモニア等の化学物質の濃度を分析する。

【0022】

その後、洗浄液ノズル１２１から水を排出することで、第１便鉢部１１１が洗浄され、大便１が封水貯留部１１５に導かれ、合流部１１９から外部に排出される。また、洗浄液ノズル１２２から水を排出することで、第２便鉢部１１２が洗浄され、小便が合流部１１９から外部に排出される。

【0023】

第１実施形態によれば、小便から発せられる気体の影響を受けずに、大便１から発せられる気体の分析を行うことができる。また、第１便鉢部１１１と第２便鉢部１１２とが区切られていたとしても、大便１が封水中に落下した状態で大便１から発せられる気体を分析しようとする場合、大便１から発せられた気体が封水に溶け込んだり、封水から発せられた気体が混入したりする。従って、大便１が封水中に落下していると、大便１から発せられた気体を高精度で分析することは困難である。これに対し、第１実施形態では、大便１が保持部１１４に保持された状態で吸引装置１３１による吸引と、分析装置１３２による分析とが行われる。このため、第１実施形態によれば、封水の影響を抑制しながら、大便１から発せられた気体を高精度で分析することができる。すなわち、大便１から発せられた気体を、その成分比及び濃度の変化を抑制しながら、回収して高精度で分析することができる。そして、この分析結果を用いることで、被験者の体調を高精度で管理し、病気の早期発見に貢献することができる。

【0024】

近時、腸内細菌が産生する物質が宿主におよぼす影響について盛んに研究されており、大便から発せられる気体を分析することで腸内の状態を把握することができる。下記のＡ～Ｈは、これまで公表されている研究の一部であり、これらの知見を元に大便から発生するガスを日々採取し、ガスの種類、濃度、気体の比率、推移等を分析することで発病に至らない未病時の健康状態なども解るようになり、未病状態で対策を打てる。また、未病状態で対策しても体調が改善しているのか判別できない場合、当該対策を継続するのが難しいこともある。これに対し、本実施形態によれば、健康が改善されていく様子等も容易に把握することができ、健康状態を維持するために非常に有効である。また、大便から発せられる気体には癌等の病気を示すマーカ等も含まれていると考えられており、それらが今後明確になれば具体的な病気の発見にもつながる。

【0025】

Ａ．ビフィズス菌が産生する酢酸による病原性大腸菌感染症の予防
Nature, 469, 543-547 (2011)
http://first.lifesciencedb.jp/archives/2284

【0026】

Ｂ．腸内細菌の産生する酪酸による制御性T細胞の分化の誘導（腸管免疫系の恒常性の維持に貢献する）
Nature, 504, 446-450 (2013)
http://first.lifesciencedb.jp/archives/8073

【0027】

Ｃ．腸内細菌が産生する短鎖脂肪酸を、宿主が短鎖脂肪酸受容体GPR41と43を介して感知し、エネルギー恒常性を維持している。

【0028】

特に、GPR41は交感神経系を、GPR43は白色脂肪組織におけるインスリンシグナルをコントロールしている。

【0029】

https://www.brh.co.jp/publication/journal/086/research/1.html

【0030】

Ｄ．腸内細菌代謝産物、探査脂肪酸とその受容体を介した宿主への影響
実験医学 Vol. 37, No.2 (増刊) 2019

【0031】

Ｅ．アンモニアは、食物などに含まれるタンパク質が腸管内で腸内細菌（アンモニア生産菌）によって代謝される際に発生する。

【0032】

腸管から吸収されたアンモニアは門脈から肝臓に入り、通常は無毒化される。

【0033】

しかし、腸内フローラの破綻（dysbiosis）によるアンモニア生産増加に併せて肝硬変などで肝臓の解毒能が低下した状態では、血液中のアンモニア濃度は上昇し、血流を介して脳に達し、肝性脳症を発症する。

【0034】

Clin Infect Dis. 67, 869 (2018)
https://www.amed.go.jp/news/release_20180501.html

【0035】

Ｆ．腸管内で加水分解されたコリンが腸内細菌により代謝されトリメチルアミン（ＴＭＡ）になり、
更に門脈を介して肝臓に運ばれ酵素酸化でトリメチルアミンオキシド（ＴＭＡＯ）となり血液中を循環、動脈硬化を促進、動脈硬化性心疾患を惹起する。

【0036】

nature：Gut flora metabolism of phosphatidylcholine promotes cardiovascular disease（2011）

【0037】

Ｇ．腸内細菌によって産生される，食品タンパク質由来トリプトファン代謝産物であるインドールが，腎不全の進行促進に対する原因の一つであることが明らかとなっている。

【0038】

https://www.jstage.jst.go.jp/article/kagakutoseibutsu/55/3/55_203/_pdf/-char/ja

【0039】

Ｈ．日本人には、硫化水素を出す特異な菌（硫酸還元菌、サルモネラ）が存在している。硫化水素は、酪酸の上皮細胞のエネルギーである酪酸利用を阻害する。

【0040】

DNA Res. 23, 125 (2016)

【0041】

なお、トイレ装置に、排便を行った個人を特定するための入力装置やセンサを付加してもよい。個人を特定することで、当該個人に関するデータを継続して取得し、排出される気体の傾向等を考慮しながら健康状態をより正確に把握することが可能となる。例えば、スマートフォンのアプリ等でデータ通信して個人を特定し、データをスマートフォンやクラウドコンピュータ等で一括管理してもよい。

【0042】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。図３は、第２実施形態に係るトイレ装置を示す断面図である。

【0043】

第２実施形態に係るトイレ装置２００においては、図３に示すように、便器排水路１１６に、保持部１１４の下流側に設けられ、保持部１１４の底面である水平面１１４Ａよりも鉛直上方に位置する底面２０１Ａを備えた盛り上がり部２０１が設けられている。盛り上がり部２０１はダム状に形成されていてもよい。盛り上がり部２０１において便器排水路１１６の径が保持部１１４よりも小さくなっていてもよい。他の構成は第１実施形態と同様である。

【0044】

第２実施形態によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。また、第２実施形態によれば、大便の封水貯留部１１５への落下を抑制し、大便を保持部１１４により保持しやすい。例えば、大便の形状が球状である場合、便器排水路１１６に導かれた大便が水平面１１４Ａの上を転がり得るが、第２実施形態によれば、大便が転がったとしても、盛り上がり部２０１により大便の封水貯留部１１５への落下を抑制できる。保持部１１４での大便の保持量を高めることで、吸入ヘッド１２０から取り込まれる気体に占める、大便から発せられる気体の割合を高めることができる。

【0045】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。図４は、第３実施形態に係るトイレ装置を示す断面図である。

【0046】

第３実施形態に係るトイレ装置３００においては、図４に示すように、便器排水路１１６に、保持部１１４の下流側に設けられた自重式の蓋３０１が設けられている。蓋３０１は、便器排水路１１６の水平方向に延びる部分の天井を軸にして開閉可能に設けられている。便器排水路１１６の下側の内面で蓋３０１に対向する部分に、粘度の低い液体が流れる幅が数ミリメートル程度の溝が設けられていてもよい。粘度の低い液体が流れる溝が蓋３０１の下端に設けられていてもよい。他の構成は第１実施形態と同様である。

【0047】

第３実施形態によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。また、第３実施形態によれば、大便が液状である場合でも、大便を保持部１１４に保持しやすい。保持部１１４での大便の保持量を高めることで、吸入ヘッド１２０から取り込まれる気体に占める、大便から発せられる気体の割合を高めることができる。

【0048】

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。図５は、第４実施形態に係るトイレ装置を示す断面図である。

【0049】

第４実施形態に係るトイレ装置４００には、図５に示すように、保持部１１４を加熱するヒータ４０１が設けられている。例えば、ヒータ４０１は制御装置１３４により制御される。他の構成は第１実施形態と同様である。

【0050】

第４実施形態によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。また、第４実施形態によれば、保持部１１４に保持された大便をヒータ４０１により温め、大便からの気体の放出を促進することができる。

【0051】

（第５実施形態）
次に、第５実施形態について説明する。図６は、第５実施形態に係るトイレ装置を示す断面図である。

【0052】

第５実施形態に係るトイレ装置５００には、図６に示すように、保持部１１４にエアーを吹き付ける吹き付け部５０１が設けられている。吹き付け部５０１は、エアー供給源５０２と、エアー供給源５０２から供給されたエアーを保持部１１４に導く管５０３とを備える。例えば、エアー供給源５０２は制御装置１３４により制御される。他の構成は第１実施形態と同様である。

【0053】

第５実施形態によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。また、第５実施形態によれば、保持部１１４に保持された大便にエアーを吹き付け、大便からの気体の放出を促進することができる。

【0054】

（第６実施形態）
次に、第６実施形態について説明する。図７は、第６実施形態に係るトイレ装置を示す断面図である。

【0055】

第６実施形態に係るトイレ装置６００には、図７に示すように、保持部１１４に保持された大便を破砕する破砕機６０１が設けられている。破砕機６０１は、モータ６０２と、モータ６０２に回転軸が繋がれた破砕羽６０３とを備える。破砕羽６０３は、モータ６０２の駆動により、保持部１１４内で回転する。例えば、モータ６０２は制御装置１３４により制御される。他の構成は第１実施形態と同様である。

【0056】

第６実施形態によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。また、第６実施形態によれば、保持部１１４に保持された大便を破砕機６０１により破砕し、大便の表面積を増やして大便から放出される気体の量を増加させることができる。このため、吸入ヘッド１２０から取り込まれる気体に占める、大便から発せられる気体の割合を高めることができる。更に、大便の表面から発せられる気体だけでなく、内部から発せられる気体も回収でき、大便の形状の影響を受けにくく、より安定した分析を行うことができる。

【0057】

（第７実施形態）
次に、第７実施形態について説明する。図８は、第７実施形態に係るトイレ装置を示す断面図である。

【0058】

第７実施形態に係るトイレ装置７００では、図８に示すように、管１２３に代えて管７２３が設けられている。管７２３の一端は、管１２３と同様に、吸引装置１３１に接続されている。管７２３の他端に吸入ヘッドが設けられておらず、管７２３の他端は、洗浄液ノズル１２１の近傍に設けられた吸入口７２０に接続されている。つまり、吸入口７２０は、第１便鉢部１１１の上端に固定されている。他の構成は第１実施形態と同様である。

【0059】

第７実施形態によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。また、第７実施形態では、大便から発せられる気体が吸入口７２０及び管７２３を介して吸引装置１３１に吸引される。第７実施形態によれば、可動式の吸入ヘッド１２０が設けられていないため、分析時に吸入ヘッド１２０の移動に伴う時間を省略することができる。また、メンテナンス作業を軽減できる。

【0060】

（第８実施形態）
次に、第８実施形態について説明する。図９は、第８実施形態に係るトイレ装置を示す断面図である。

【0061】

第８実施形態に係るトイレ装置８００では、図９に示すように、管７２３に代えて管８２３が設けられている。管８２３の一端は、管７２３と同様に、吸引装置１３１に接続されている。管８２３の他端は、保持部１１４の近傍に設けられた吸入口８２０に接続されている。他の構成は第７実施形態と同様である。

【0062】

なお、第２～第８実施形態のうちの２以上の実施形態を組み合わせてもよい。

【0063】

以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0064】

１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００ トイレ装置
１１０ 便器本体
１１１ 第１便鉢部
１１２ 第２便鉢部
１１３ 壁部
１１４ 保持部
１１４Ａ 水平面
１１５、１１７ 封水貯留部
１１６、１１８ 便器排水路
１１９ 合流部
１２０ 吸入ヘッド
１２１、１２２ 洗浄液ノズル
１３１ 吸引装置
１３２ 分析装置
１３３ 出力装置
１３４ 制御装置
２０１ 盛り上がり部
２０１Ａ 底面
３０１ 蓋
４０１ ヒータ
５０１ 吹き付け部
６０１ 破砕機
７２０、８２０ 吸入口

【先行技術文献】

【特許文献】

【0065】

【文献】特開２００６－３３６４３７号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】