JP4084285B2 - ペット用トイレ - Google Patents

図１および図２（ａ），（ｂ）は本発明に係るペット用トイレの一つの実施の形態を示すものであり、この実施の形態では、ペットの屎尿（排泄物）の処理を、酵素を用いて微生物を活用することによりペットの排泄物を分解、消滅処理する有機性廃棄物処理材からなるペレットを用いて行う場合を説明する。

これらの図において、全体を符号１０で示すペット用トイレは、図１、図２から明らかなように、上方に開口する開口部を有するとともに、上部が一端側（図２中左側）から他端側（図２中右側）にかけて斜め下方に傾斜して形成されている概略直方体形状を呈する受容器１１を備えている。この受容器１１は、ペットのトイレとなるとともに、ペットの排泄物を分解処理する処理容器として機能するところで、内部には、酵素を用いて微生物を活用することによりペットの排泄物を分解、消滅処理する有機性廃棄物処理材からなるペレット１２が収納されている。

ここで、この受容器１１は、その内部が一房または多房をもつ構造の容器として形成される。ここでは図２、図３から明らかなように、ペレット１２の表層部近くに、図３に示すような整流板１８を設けることにより、上下二室に仕切り、その下方室には、後述するペレット１２を攪拌するための攪拌装置２０を構成するオーガやバイブレータなどが設けられている。

また、前記受容器１１は、ポリプレピレン（ＰＰ）やナイロン、ＡＢＳ等の樹脂材のように、製作が安価にできる、射出成型が容易な材料を用いて形成されるものであり、ここでは、およそ１５リットル程度のペレット１２（ペットの排泄物を処理するための粒状またはコンパウンド状の処理材）を使用するために、それを収容しやすい程度の内容量、およそ２０リットル前後の容積をもつように形成されているものとする。

さらに、前記受容器１１の上端部開口の周囲には、四方に縁部が立設して設けられており、猫などが排泄行為中などの際のプライバシーを確保する程度の高さを有している。この縁部は、猫の習慣上砂をかける習性も相俟ってペレット１２が受容器１１の外に飛び散らない程度の高さとするとよい。

なお、図示しないが、消臭目的の光触媒（暗性を含む）を受容器１１内に施すことで、より一層の消臭効果が得られるように構成するとよい。

前記受容器１１には、前記上部開口を閉塞する蓋体１３が設けられている。ここでは、図２に示すように、蛇腹状の蓋体１３を例に挙げて示している。この蓋体１３を閉じることにより、受容器１１は高い密閉度で密閉されるようになっており、いわゆる完全密閉タイプのペット用トイレ１０であると言える。

この蛇腹状の蓋体１３は、図２中符号１４で示す蓋体開閉用モータにより順次繰り出し動作または引き込み動作される。また、この蓋体１３を構成する各蓋には、レーキ１５が設けられ、この蓋体１３の開閉動作に伴い、ペレット１２の表層部を進退動作し、ペットの排泄物を一端側から他端側に移送し、受容器１１の他端部（図２中左側）に設けたチャンバ１６により上方室から下方室に、ペットの排泄物のうち、固形有機物１７を落下させるように構成されている。

ここで、蓋体１３が、図２に示すように蛇腹状のシャッタからなり、折り畳み式または巻き上げ式の蓋である場合には、以下のように動作する。すなわち、蓋体１３は、開蓋位置では、受容器１１の一端部側に蛇腹状の蓋が重なり合って格納庫１９に移動して収納されている。それぞれ分解された蓋は、各々伸長スライド可能に連結されており、開閉作業では、レールとプーリやシャフトドライブによって伸縮動作するように構成されている。そして、それぞれの蓋の受容器１１への連結部分には、固形有機物１７を移動させるレーキ１５が設けられ、閉蓋位置に移動する際に蓋体１３と連動してそのままチャンバ１６へ移動させ、固形有機物１７を搬送落下させる。開蓋時には、ペレット１２の表層部を整地しながら、開蓋位置まで移動することになる。

前記受容器１１内で前記下方室には、内部に収容したペレット１２を破砕、粉砕する機能をもつ攪拌装置２０が設けられている。この攪拌装置２０は、攪拌棒と攪拌翼とからなるオーガ２１や振動バイブレータ２２、歯車その他の機構部２３から構成されている。なお、図中２４はオーガ用モータ、２５は振動モータである。

前記攪拌装置２０は、受容器１１内でのペレット１２の対流を起こすことができる機能を有しており、粒状もしくはコンパウンド状のペレット１２を利用し、小動物の排泄物を破砕、粉砕し微生物のエネルギ変換作業において低分子化された有機物を、炭酸ガスと水とに変換させるものである。

前記攪拌装置２０は、以下のように構成されている。
すなわち、攪拌用オーガ２１は、モータ２４により回転されることでペレット１２の攪拌を行うようになっている。このような攪拌の目的は、酵素を主体としたペレット１２に土壌菌や有用菌などの自然吸着後、これらの微生物の活動を活発にするために攪拌により酸素を供給することで好機呼吸を促し、一定期間停止状態において発酵させることで、好嫌気状態を行い、分割処理を促進するように構成されている。

ここで、上述したオーガ２１は、図４に示すように、スクリュ形状の２連装で設けられている。勿論、芯管とリボンタイプの補助板とから構成される構造でもよい。要は、並設されている２連の軸が互いに内転（上から下に向かって回転）し、上部にあるペレット１２が両軸の間を通って巻き込まれながら下方に移動するように構成されておればよい。

受容器１１の底板部に達したペレット１２は、循環流に乗って底部から外側に流れ、受容器１１の内側壁に沿って押し上げられる。また、スクリュの進行方向の終点部分では、ペレット１２が受容器１１の壁部に押し付けられて堆積する。それらを振動バイブレータ２２によって均一的に振動させることで、ペレット１２を分散させ、これと同時に循環、整流させて攪拌することになる。

なお、振動バイブレータ２２は、ペレット１２間の移動とその作業における固形有機物１７とペレット１２の接触を通じて粉砕処理も行う。
また、ペレット１２の総入れ替え時において、上記オーガ２１などを手動で逆回転することにより、排出口３２からの排出を容易にしかも確実に行えるようになる。
さらに、このようなオーガ２１としては、軸廻りに複数の攪拌翼を設けたタイプでもよいが、ギヤ歯を軸廻りに形成したタイプでもよい。

すなわち、並列２連式のオーガ２１は、受容器１１内に形成されたチャンバ１６の側壁面（最前部）とこれに対向する側壁面（最後部）間に掛け渡した状態で設けられている。また、チャンバ１６に対向する側壁面の外側部分には、駆動用モータ２４やギヤが設けられ、さらに室内の上方には前述した整流板１８が設置されている。そして、チャンバ１６に取り込まれた固形有機物１７は、進行方向とは反対側を攪拌開始点として順次攪拌、粉砕されて対向する側壁面側に押し出されていく構成であればよい。

一方、液状有機物２７は、ペレット１２の表層部から浸透したペレット１２をそのままオーガ２１のウイングの中心溝へ取り込んで、そのまま攪拌作業により対向する壁面側に押し出されていく。その際に、振動モータ（バイブレータ２２）によってレベルの均一化が図られることになる。

また、対流に乗ったペレット１２は、時間と共に底面部に配置している後述する電気ヒータにて加熱されて働きやすい環境とされた微生物の働きによって処理される。循環されたペレット１２は、対流と共に上方の整流ウイング端と内壁面との隙間を通り、表層部に達する。

すなわち、前記受容器１１の内部には、前記ペレット１２を保温するための電気ヒータ（図示せず）を装備することが望ましい。これは、受容器１１内に収納したペット１２の排泄物を分解、消滅処理するために酵素を用いて微生物を活用する有機性廃棄物処理材の分解処理性能を確保するためである。すなわち、このペット１２の保温温度を３０〜４０℃程度に設定することで、上述した有機性廃棄物処理材の分解効率を促進させることができることが確認されているためである。

これを詳述すると、たとえば土壌菌などの有用菌によっては微生物の加温効果も期待されており、殆どの場合３０℃を下回らない限り、上限は６０℃を超えない範囲であれば酵素も変性せずに済むことから３０〜４０℃程度では、およそ９０％以上の分解処理が可能となる。また、世界各地では、その地域の気候から温度、湿度など微生物の分解には不可欠な要因が数多くあり、それらの既成環境を作ることで、室内での同一環境条件を整えることで有機物の分解、消滅のばらつきを抑えることが、温度調節で必要である。

また、前記受容器１１の内部には、ペレット１２等の内容物を整流する整流板（ウイング）１８が設けられている。すなわち、前記受容器１１は、前述したように上下二室に区分けした容器であって、この受容器１１内でのパレット１２の整流および攪拌による分解作業の際に、有機物の不完全粉砕化は、通常分解処理を目的としている以上、見た目にもクリーンなイメージを与えなければならない。したがって、この受容器１１内でのペレット１２の表面の有機物の移動とその攪拌には時間的経過をも含めて有機排泄物の導入位置から粉砕位置への移動（集積糟、チャンバ）、粉砕作業、拡散および微生物への酸素供給を高めるための攪拌を行う必要がある。その流れを一定にするために整流板１８が設けられている。

これを詳述すると、受容器１１内でパレット１２の表層部に排泄された糞などの固形有機１７物は、レーキ１５などの集積手段により他端側（最前部）の壁部に設置されたチャンバ１８まで移動され、粉砕の開始地点まで落下する。すなわち、攪拌装置２０の二連装備されたオーガ２１の内転運動によって上から下へ押し下げる運動を繰り返すことと、互いに適度な硬度をもったペレット１２どおしとの接触によって固形有機物の粉砕をサイクル化によって行う。この際に振動バイブレータ２２を併用して内転運動の効果を高めることもできる。

また、整流板１８は中心中央部分に開溝を有し、その開溝はペレット１２の通過が可能な幅をもっており、その中央の開溝部分から尿を吸着したペレット１２を取り込むことができ、そのままオーガの内転運動に即した混練移動を行う。図中２７は水溶性有機物である。

通常は、モータの回転方向によって進行方向が定まる。この場合、固形物の投入位置チャンバ１６から反対側（奥側）の壁への進行があり、そのまま反対側壁に回転しながら移動して押しつけられることになる。この状態を続けると、反対側側壁に堆積するため、振動バイブレータ２２によって堆積された粉砕済みの屎尿吸着ペレット１２の高位均一化を図る。

整流板１８の内側では、受容器１１の中心から内転運動を起こし、ペレット１２の対流は中心から受容器１１の底板部へ押しつけられ、丸みを帯びて形成されている底板部の隅、外壁を通り対流に乗って受容器１１の壁側の開溝部より押し上げられて表層部に出ることになる。常に対流循環サイクルによって移動が行われ、その経過時間のなかで粉砕、微生物による分解を行いやすくすることが本発明の基本的な考えであり、下層部から上層部への移動の際に消滅させているのである。

このような整流板１８は、一枚またはそれ以上のウイング板を配置することで対流の流れを調整することができるものであり、このような整流板１８には、ペレット１２の大きさの粒体が通過できる程度の網目状板や棒体を配置することで、固形有機物は整流板１８によって捕獲され、ペレット１２のみの通過が可能となるので、分解前の粒体をスクリーニングすることができる。ここで、通過できない固形有機物はそのまま循環のなかに戻り、再度分解化サイクルを通って上層へ移動することになる。

前記受容器１１内でのペレット１２の高さレベルは、以下のように設定される。
すなわち、前述した通り、２０リットル程度の容量に対しておよそ１５リットル程度のペレット１２を投入して収納するが、その際にこの１５リットルのレベルラインを容器の内側に明記しておき、そのレベルまでのペレット１２の投入が不可欠となる。さらに、使用を重ねていくに従って、ペレット１２の摩耗により粉化して体積が減るおそれがあるから、補充ラインを明示し、それ以下になった場合にはペレット１２の補充を行うように指示することで性能の維持を行えるようにすることも必要である。

前記受容器１１の上方には排気口３１が設けられ、この排気口３１にはフィルタ（図示せず）が装着されている。これは、密閉された受容器１１の内部では、臭気、炭酸ガスと蒸気とが発生し、これらを排出するための装置が必要であるからである。このような排気装置としては、臭気のみのフィルタ付き排気システ厶（光（暗性）、白金など、各触媒方式がある。）と水分および炭酸ガスの排気システムとの双方を独立した構造で設けてもよい。また、受容器１１の上部あるいは蓋体などに開閉可能な吸排気口を設けてもよい。

また、この受容器１１には、ペレット交換時の手間を省くために、いずれかの側部下方部分に排出用の排出口３２を有している。この排出口３２は、ここから古いペレット１２を排出するためのものであり、入れ替え用のペレット１２は、受容器１１の上部開口から投入するとよい。

ここで、上記の排出口３２からの古いペレット１２の排出方法としては、たとえば受容器１１の排出口３２に近接する下部に伸縮自在な脚部を設け、この脚部を伸ばすとともに、受容器１１の排出口３２とは反対側の端部を上方に持ち上げることで、梃子の原理により一気に内容物を廃棄するとよい。勿論、これに限らず、受容器１１を内外二重構造のカートリッジ式として構成してもよい。このようにすれば、オーガや振動棒（翼）などが付属した受容体をスライド構造にて外側筐体から離脱させ、そのまま内容物を廃棄することができる。その後は、外側筐体内に受容体をスライドさせて元の状態に戻し、上部開口からペレットの投入を行うとよい。

図中３３は犬猫などのペットが登坂して受容器１１内に登るための登坂板で、前記受容器１１の最前部（図中左側）から受容器１１をおいている床面にかけて設けられている。この登坂板は、犬猫が登坂する際に、該犬猫の体重を支える構造として最下位に降りた段階で各サイドの支柱に全重量が支えられるものであればよい。このような登坂板３３の材料としては、必要であればＦＲＰ（強化プラスチック）やそれに準じた材料を用い、また軽さと耐久性を持たせることができればよい。

なお、上述した構成において、蓋体１３が受容器１１内での折り畳み型あるいは巻き上げタイプの場合には、該蓋体１３は受容器１１内に設けた格納部１９内に収納される。この蓋体１３は、レール、ベルト、ギヤなどを使用しモータ駆動または手動で開閉動作するように構成される。そして、この蓋体１３は、付属のレーキ１５部分をもち、開閉動作毎にそれらの開蓋位置と閉蓋位置とを行き来する。

このような蓋体１３の開閉動作制御は、全てマイクロプロセッサ等の制御部（図示せず）によって制御されるように構成するとよい。特に、攪拌時における不慮の事故に備えるために、蓋体１３と受容器１１内部に赤外線センサ３４等を設け、障害物があった場合には自動的に運転を解除すると同時に衝突などがあった場合には起動位置に戻して停止するなどの安全システムを付設することが望ましい。このように停止した場合には、たとえば逆回転等で障害物の有無を確認した後、運転を再開すればよい。

また、攪拌を開始するためのスイッチ（図示せず）は、センサが受容器１１と蓋体１３とに埋め込まれたマグネットスイッチなどで完全密閉状態の確認を行った後に始動するように構成するとよい。
さらに、前記蓋体１３には、開閉可能な通気口を設け、それらの部分から水分や炭酸ガスが放出されるように構成することが望ましい。

以上の構成によるペット用トイレ１０によれば、蓋体１３の格納、繰り出し動作、さらにこれに連動したレーキ１５の動き、また攪拌装置２０を構成するオーガ２１、振動バイブレータ２２等の動作をすべて電気的な制御で行えることから、ペットの排泄物の分解、消滅処理を自動で行えるものであり、飼育者にとって簡便なペット用トイレ１０を提供することができるのである。

図５は本発明の別の実施の形態を示すものであり、一枚の蓋体１３を受容器１１の上端部にスライド可能に設けることで、サンルーフ式に構成したものである。
これを説明すると、蓋体１３は、開口開始時に前端部が上方に持ち上がり、そのまま受容器１１に設けているレールを移動して、前面側にせり出す。そのままレールに沿って移動し、後端部が開口前端部に到達すると、後端部に設けたチルト機能をもつヒンジによって、接地面に延びた蓋体１３の前端部がその自重により着地する。この状態で開蓋動作を完了するように構成されている。
この実施の形態では、このような構成を採ることにより、蓋体１３を、犬猫などのペットが受容器１１内に入るための登坂用として機能する。

なお、上記の蓋体１３の開蓋動作に伴って、閉蓋位置にあったレーキ（図示せず）は、開蓋位置への蓋体の動きに伴って最前部のチャンバの方向に移動し、その途中で糞などの有機固形物を捕捉することになる。ここで、このような蓋体１３の開閉動作を、プログラムによって複数回、たとえば２回繰り返すことで、糞などの捕捉を確実に行ってから、攪拌分解モードに移行するようにするとよい。

このようなサンルーフ式のものでは、蓋体１３にレーキを連動させて移動させる構造では、開蓋時には、レーキは前端部側に移動してその状態でスタンバイしている。したがって、ペットが排泄後に有機固形物等の有無をセンサによって確認した場合には、蓋体１３を一旦閉蓋状態とした後、複数回開蓋動作することで、レーキにより有機固形物をオーガチャンバに移動させ、攪拌、分解処理作業を行うようにすればよい。

図６は本発明のさらに別の実施の形態を示すものであり、蓋体１３を跳ね上げ式の蓋とした場合である。
これを説明すると、蓋体１３は、後端部（最後部）をヒンジとし、前端部を適宜のロック手段で係止可能に構成し、またバネにより常時開蓋方向への付勢力を付与するとよい。このような蓋体１３において、前記ロック手段の係止をボタン３５あるいはセンサなどで解除すると、バネ３６の付勢力によって蓋体１３が跳ね上がるようになっている。このタイプでは、特に手動により攪拌装置２０を駆動する構造を採ることができる。なお、図中３７は攪拌用のハンドル、３８はヒータである。

ここで、この跳ね上げ式の蓋体１３では、前述したスライド構造の蓋体とは異なり、レーキ１５を設けることが難しい。このため、板ばねやコイルスプリングとプーリとを利用してレールガイドを設け、蓋体１３の開閉動作に伴ってレーキ１５を連動して動作可能に構成する等の構造を採用するとよい。たとえば蓋体１３のヒンジ部分にコイルスプリングを設け、開閉時の巻き込み動作を利用してレーキ１５を移動可能にする等の構造とすればよい。
上述したように攪拌等を手動で行うようにすると、廉価版としてのペット用トイレ１０を提供できることから、その実用上での利点は大きい。

図７は本発明の他の実施の形態を示すものであり、この実施の形態では、受容器１１内に格子状の中敷き４０を設け、ペットの排泄がこの中敷き４０上で行われるように構成したものである。

この中敷き４０は、中央部に開口を有し、この開口を介して排泄物がペレット１２上に落下するように構成されている。図中４１は中敷き４０上で移動可能に構成された格子上面ブラシ、４２は格子下面に移動可能に構成され、ペレット１２の表面部分を移動するレーキであり、これらは、それぞれ受容器１１内の側壁に設けたレール部により移動可能に支持されている。

このように構成すれば、ペットが排泄後にペレット１２を跳ね上げるといった不具合がなくなるため、室内にペレット１２が飛び散るおそれがなくなり、環境面でも衛生面でも有利である。

なお、本発明は上述した実施の形態で説明した構造には限定されず、ペット用トイレ１０を構成する受容器１１など、各部の形状、構造等を適宜変形、変更し得ることはいうまでもない。
たとえば上述した実施の形態では、酵素を用いて微生物を活用することによりペットの排泄物を分解、消滅処理するために用いる有機性廃棄物処理材を用い、ペットの排泄物を水分と炭酸ガスとに分解処理してほぼ完全に消滅処理させることができるから、環境面でも、衛生面でも優れているが、本発明はこれに限らず、このような処理材に類する機能をもつペレットであれば採用して効果を発揮し得るものである。

また、上述した構造のペット用トイレ１０において、受容器１１は、開閉自在な吸排気口を備えている構成としてもよい。要は、閉蓋時に受容器１１を密封状態とし、上記の有機物の分解、消滅処理が行える構成であればよい。
さらに、消臭目的として光触媒（暗性を含む）を蓋体１３の裏面に施工するは自由である。

また、たとえば蓋体などを部分的にでも透明材料で形成し、内部の処理状況を確認できるようにすると、実用面での利点は大きい。
さらに、電子制御または手動の如何にかかわらず、蓋体１３と攪拌装置２０とを連動させることにより、蓋体１３の閉蓋位置にあってロック状態が維持されているときにのみ、攪拌処理を行うように構成するとよい。これは、安全確保の面からも、環境面、さらには衛生面からも必要である。