物理学者がおしっこの飛び散らない便器の形を導き出す
image credit:M. Shi and Z. Pan/University of Waterloo
 洋式トイレの立ちションで飛散するおしっこのしぶきが想像以上に広範囲な件は以前お伝えしたとおりだが、近ごろは掃除も臭いもやっかいな尿の汚れにうんざりし、自主的に自宅トイレは座りションにする男性も多いと聞く。

 一方、外では立ちションがデフォの小便器を気兼ねなく利用する男性もいそうだが、こうした飛び散りを根本から防ぐ方法は無いのだろうか。

 今月22日このテーマに取り組んだカナダの物理学者が、アメリカの物理学会で小便器の新デザインを発表した。

 一世紀以上も不変だったとされる小便器改革のヒントになったデザイン。それはなんとオウムガイと犬だったそうだ。
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流体物理学者が発表。おしっこが飛び散らない小便器

おしっこが飛び散らない小便器を作るヒントは、どこを狙ってもおしっこの流れが浅い角度で当たるようにすることだ。角度が充分に小さければしぶきは発生しない。
 そう語るのはカナダのウォータールー大学の機械およびメカトロニクス工学科の助教授であり、流体物理学の研究者でもあるZhao Pan氏だ。
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image credit:M. Shi and Z. Pan/University of Waterloo
 このたびアメリカの物理学会で「尿の飛沫が無い小便器」としてPan氏のチームが発表したのは、狭い開口部と湾曲した内面をもつ背の高い小便器だ。

 その形状のヒントはなんとオウムガイと犬にあったという。

デザインはオウムガイの殻と犬の「臨界角」の組み合わせ

 この研究にあたりPan氏のチームはまず、従来の小便器に尿の代わりに着色した液体を放射する実験を行い、しぶきの飛び散る範囲を観察した。

 すると人の足や足元、および付近の床にかなりしぶきがつくことがわかった。

参考:UVライトで見る立ちションによる尿の飛び散り
UV light shows the unseen splashes created by standing urination

 以降その結果をもとに、しぶきを抑えられそうな形状の試作品を作っては同じ実験を行い、しぶきの範囲を調べ続けた。するとある時点でしぶきが1滴も出ない結果が出た。

 その小便器のデザインは、オウムガイの殻などにみられる美しい螺旋の形と、犬の「臨界角」を組み合わせたものだ。

 表面全体になめらかな流れをもたせたその小便器は、従来のものよりおしっこのしぶきの飛散を防ぐという。

新しい小便器(中央)
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image credit:M. Shi and Z. Pan/University of Waterloo

しぶきが防げる「臨界角」は30度。犬の放尿スタイルがヒントに

 Pan氏によると「臨界角」とは、小便器の面に対して流体(おしっこ)を当ててもしぶきが出なくなる角度を指す。

 つまり面に当たる角度を臨界角以下に保てばしぶきが防げるという発想だ。

 ちなみの臨界角のヒントはなんとオスの犬の放尿スタイルだった。チームによると、オスの犬が木などにおしっこをするとき後ろ足を上げるのは、そうすると臨界角に近づくことを本能的に知っているからだという。

 同チームは飛んだしぶきをペーパータオルで拭き、その重さをはかって液体量を比較する調査も行ったが、そのデータと犬の放尿モデルを組み合わせたところ、その臨界角は約30度と判明したそうだ。

尿飛び散りは従来の小便器の50 分の 1 。高い防尿はね効果を発揮

 チームが設計した新しい小便器では、繰り返しの調査でも尿の飛び散りを従来の便器の「50分の1」にまで減らすという結果が得られた。

 また使用者の身長にかかわらず高い防尿はね効果を発揮するそうだ。

 この小便器の特許や製品としてのお値段も今のところ不明だが、生物の特徴や習性をヒントにした衛生的な小便器が今までの小便器に代わる日は案外近いかもしれないね。

 来年のイグノーベル賞あたりに選出されそうな予感もするねー。

 この研究結果は2022年11月22日にアメリカのインディアナポリスで開催されたAPS(アメリカ物理学会)の流体力学部門で発表された。

References:sciencenews /written by D/ edited by parumo
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 08:24
  • ID:YpqvWZTv0 #

金の卵じゃん

2

2.

  • 2022年11月25日 08:25
  • ID:dcjAesvS0 #
3

3. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 08:41
  • ID:6Gfhd3Gc0 #

細すぎてOB続出

4

4. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 08:47
  • ID:xVKAqaMl0 #

>自宅トイレは座りション
トイレ修理に来た業者の人が、男性が座りション派の家のトイレは見ればわかるほど汚れが少ないと言っていた。壁などにもくっつかないのでトイレ臭もかなり少ない。一方で、座った時に竿をちゃんと抑えてくれないと便座の裏が(前側)が結構汚れる。
マーキングの習性の名残なのか知らんが、基本的にどうやっても撥ね散らかす構造なんだろうな...。

5

5. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 08:52
  • ID:DEk0WR.D0 #

犬は極力はねないようにトイレしていたのか?

6

6. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 08:54
  • ID:xZt4fkY20 #

まあ、そりゃ高いところから水を落とせば結構飛び散るよね。はっきりとは見えないだけで。
管に差し込んでするとかなら飛び散らない?とかバカなこと考えてしまったw

7

7. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 08:54
  • ID:FO6qsAry0 #

生物多様性の重要さってのはこういうことだよね
どんな生き物がなんの役に立つのか全く予測不能

8

8. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 09:00
  • ID:K7TvxqY80 #

これに似た形状の便器は既にあちこちで見るけれどもなあ

9

9.

  • 2022年11月25日 09:04
  • ID:MtK1FNV20 #
10

10. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 09:30
  • ID:Urm99H9W0 #

先人の知恵を活かすとペットボトルじゃないかな?

11

11. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 09:47
  • ID:pqk.dduC0 #

尿瓶最強

12

12. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 10:06
  • ID:wAMpl2Jo0 #

掃除する立場からすると排水部分の構造が気になるが、変に入り組んだ形ではなさそうで安心。

13

13. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 10:10
  • ID:.fxw.8kS0 #

発射直後から2手に分かれてコースアウトしたりする問題があるから
いくら飛び跳ねだけ防いでも意味ないんだよね

14

14. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 10:22
  • ID:P0CAqILX0 #

※3
まっすぐ狙ったところに行かないし、拡散波動砲になるときもあるしさ。

15

15. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 10:25
  • ID:Mwpnaxsa0 #

老人は真下にこぼすからな

16

16. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 10:29
  • ID:1h.w.b9t0 #

見せ続けてきた甲斐があったワン

17

17. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 10:36
  • ID:6QJkxvtg0 #

身近で大事な研究よな

18

18.

  • 2022年11月25日 11:20
  • ID:YXGjSBuG0 #
19

19. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 11:32
  • ID:.PX8K2Ir0 #

犬「え!?」

20

20. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 11:35
  • ID:G4wbhgEg0 #

座ってすればいいだけニャ

21

21. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 12:00
  • ID:rrJPMMkH0 #

イグノーベル賞狙えるな

22

22. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 12:01
  • ID:TYGeuF3O0 #

※10 えっ!そんなに細いの?

23

23. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 12:20
  • ID:S..PgjyM0 #

こういう研究はTOTOとかから出てきてほしかったと思う。
にわかナショナリスト的な感想ではあるけれど、実利として(パテントを買ってでも)早く日本の公共施設にこの恩恵を広めてほしいのだ。

24

24. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 12:36
  • ID:fp9vd.uz0 #

マジで主流になってほしい!ズボンがションベンまみれで平気な奴が理解できねぇ

25

25. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 12:48
  • ID:NdgCwgSM0 #

女だけどできるよ
みんなできるけどしないだけだと思ってたけど形によってはできないらしい

26

26. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 12:50
  • ID:M2qBgFTU0 #

>>5
雌犬は座ってするんでしょ?
性別で理由もなく意識が違い過ぎるからこの学者さんのトンデモ理論でしょ。

27

27. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 12:57
  • ID:yxwFo3CF0 #

※22
ペットボトルより太いのか…君の尿道は

28

28. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 13:01
  • ID:M2qBgFTU0 #

>>22
尿道口裂けててワロタ。ご愁傷さまww

29

29. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 13:02
  • ID:77u0z.AK0 #

>23
totoの最新のセンサートイレはこんな形してるけど。

30

30. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 13:02
  • ID:M2qBgFTU0 #

>>23
TOTOがしてないわけないじゃない

31

31. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 13:06
  • ID:jZj6dKpn0 #

傾斜30度・・・これは製品化しにくいw
ただこれはマストな形状だから、多少妥協して良い形にはできるかもしれない。

32

32. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 13:10
  • ID:XDzWrcVW0 #

すげえむかし、テレビで見たことあるような、無いような。

33

33. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 13:12
  • ID:RgF13lwI0 #

※4
朝は抑えるの難しいそうな
男性特有の朝現象のせいで下に向けられないからお尻浮かして腰で確度付けるんだけどもそれにも限界があってどうしてもギリギリになっちゃうとか
座る派でこれなら立つ派の人はどうしてるんだろう。鎮まるまで我慢?

34

34. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 13:35
  • ID:jE9LDVdV0 #

なんかめっちゃ掃除しにくそうな形状のものがw

35

35. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 14:15
  • ID:jeJEDXqU0 #

※22
俺のもデカめだけどあんなの入るわけないよな
座りションする時は腰浮かせるかあそこ持ち上げてやらないと底に着いちまう
ピトッと接触した瞬間の不快さと言ったらもうね……(´・ω・`)最近のトイレ小さいわ

36

36. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 15:27
  • ID:QfqmCTT.0 #

面倒だから「Ω」みたいに挿しこんでやるトイレに…しなくていいや

37

37. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 16:29
  • ID:lFXLNd1a0 #

差し込んで吸引する形にすれば確実なのに何で実用化されないんだろうね

38

38. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 17:18
  • ID:8rrbpGiS0 #

便器が小さすぎて外にじょろろってなるんじゃないかこれは?
本末転倒な気がする

39

39. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 17:29
  • ID:3oRNzSYN0 #

>>37
不衛生だからじゃね?
公衆トイレなら間接兜合わせになるし他人のチンカスが付くかもと思うとキモ過ぎる

40

40. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 17:37
  • ID:jO6deQ0j0 #

というか、立ち便器はやめて全部個室の座り便器にした方がよくないか
座り便器でも立って使う奴はいるんだろうけど

41

41. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 17:57
  • ID:pD.9uSOs0 #

便器の高さにもよると思う。
もうずいぶん昔に入った居酒屋の男性小便器は腰の下くらいの高さに放出するタイプで中心に穴が空いていた。
本能的に中心に命中するように発射する男子の性質と、拡散するだけの距離がないせいか便器回りはきれいでやってるほうも爽快だった。

42

42. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 17:58
  • ID:FO6qsAry0 #

※40
回転率がダンチだから公共施設とかの小便器無くすのはマイナスが大きいだろうな

43

43. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 18:03
  • ID:jieTbGKe0 #

>>40
ホント。
立ちションする人は自分でトイレ掃除して欲しい。
広範囲に広がる見えない汚れを全部綺麗にするの大変なんだぞ。

44

44. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 18:05
  • ID:.GVE2K7b0 #

>>37
吸引すると息子スティックが楽しいことになるのは、掃除機の吸引ファンで先端がボロボロにした数多の報告例が示しておりまして

45

45.

  • 2022年11月25日 18:22
  • ID:IrDGxHX20 #
46

46.

  • 2022年11月25日 19:02
  • ID:nCRx7q2S0 #
47

47. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 19:04
  • ID:PMmMQxmM0 #

男子が小するときには便器の方が上昇して近づくトイレが作られないかとときどき思ったり。
あと、もし男子がパンツ(ズボン)じゃなくてスカート履くのが自然になったら、座る方が多くなるかもしれない(笑)

48

48. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 19:14
  • ID:TYGeuF3O0 #

ハエのシールも貼っておこう

49

49. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 19:17
  • ID:4xTs1ZZL0 #

座ってしてもたまに便座と便器の隙間から勢いよく飛び散ってしまうことがあるな()
息子を抑えておけば大丈夫だけど、漏れ防止の工夫とかできないかな。

50

50. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 20:36
  • ID:Qn6IwYZe0 #

よく振って念入りに切ったはずなのに、「さあパンツにしまうぞ!」のところでポタポタと垂れる悲しみ。
情けなくなるね。

51

51. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 22:11
  • ID:Jsb8mzmy0 #

男も座れというアンサー

52

52. 匿名処理班

  • 2022年11月25日 22:38
  • ID:ms875kkZ0 #

便器の形状よりも先に
もし自分が汚したら即時掃除する事を習慣付けて下さいな

53

53. 匿名処理班

  • 2022年11月26日 04:42
  • ID:yfk.7kVA0 #

※49
近年の「黒ずみの温床にならず、掃除しやすい
フチの返し無し便器!」みたいなやつは特に、
うっかり前寄りに勢いよく大量放尿してしまうと
便器の傾斜を駆け上がって便器外へ垂れたり。
便器と床の境い目に尿溜まりができ、
目地に沿って後ろの壁側へも流れて、拭くのに往生する。

これは男女問わずで、寝起き朝一の尿とか
意識して上半身を前傾ぎみに倒し、水中へ落とさないと
普通に座って勢いよく排尿したら、女でも前の縁から漏れる。
「誰がこんな設計にGOサイン出したんだよ」と思った。

54

54. 匿名処理班

  • 2022年11月26日 06:19
  • ID:PWn.MszH0 #

※51
それはそれで棒の角度によっては便器のふちに発射してしまうことが稀にあるんだよな…

55

55. 匿名処理班

  • 2022年11月26日 07:19
  • ID:L9ohWvUA0 #

カパってカップを装着するのが一番だと思うの

56

56. 匿名処理班

  • 2022年11月26日 08:55
  • ID:PDI7nGQ.0 #

学者さんと言うのは10の知識を得て1の発明をするものだなあと。
でもその1の発見も10の知識あってのと考えると日本式エジソンの理解に通じるものが。

57

57. 匿名処理班

  • 2022年11月26日 10:40
  • ID:F9CiMHcd0 #

※6
宇宙空間で使用するトイレには、実際にソケットと各自専用アタッチメントが付いてる。
バカではないが、この場合は適解ではない。

58

58. 匿名処理班

  • 2022年11月26日 13:50
  • ID:IeoyjD5e0 #

そもそも洋式便器だから飛び散りがどうのとめんどくさい話になるんだ、和式でしゃがんですれば金隠しがガードするから解決だぞ。

59

59. 匿名処理班

  • 2022年11月26日 14:55
  • ID:oL2ueSKQ0 #

>>26
雌犬はそもそも排尿器が地面に近いから飛び散らないんだわ

60

60. 匿名処理班

  • 2022年11月26日 19:18
  • ID:O30iAIDi0 #

※25
フル・モンティ(映画)の冒頭でやってました

昔、ロスかソウルかのオリンピックのとき、選手用に女性用立ち小便器が設置されてたと聞いたような記憶が。 まぼろしかな

61

61.

  • 2022年11月26日 23:31
  • ID:K02uaAvy0 #
62

62. 匿名処理班

  • 2022年11月26日 23:33
  • ID:UpUd3x.n0 #

>>60
25です
それ知った時に調べてみたんだけど、後ろ向きにするタイプで何か格好悪いんだよね
そうじゃなくて自分は男子用に前向きにできるの

63

63. 匿名処理班

  • 2022年11月26日 23:46
  • ID:yfk.7kVA0 #

※60
日本でも、昔のオリンピックの時の国立競技場にはあった。
TOTOのサニスタンドって製品。

公衆便所で洋式便器みたいに直接お尻を付けるのが嫌で
かといって和式で完全にしゃがむアジアンスタイルの姿勢は難しい
一部の欧米人には、重宝したらしい。

※25
明治生まれのお婆ちゃん達が生き残っていた頃は
畑の隅で着物の裾まくって中腰で立ちションしていたと、
親が言っていた。

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