JP2004257058A - 水洗式大便器 - Google Patents
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Abstract
【課題】自動洗浄機能付き水洗式大便器の人体検知センサは露出しているため、悪戯などによって破損する恐れや、意匠性に欠けることが多い。
【解決手段】人体検知センサにマイクロ波の定在波を利用したマイクロ波センサを用い、この人体検知センサの検知信号および/または前記操作部の操作により洗浄水供給部の制御を行う水洗式大便器であって、前記大便器本体が前記ボウル部の下部に一体成形したスカート部を有し、このスカート部の内側に前記マイクロ波センサを水平方向に対して斜め上方に向けて配設し、前記人体検知センサの検知媒体が前記スカート部を透過して検知する。
【選択図】 図1
【解決手段】人体検知センサにマイクロ波の定在波を利用したマイクロ波センサを用い、この人体検知センサの検知信号および/または前記操作部の操作により洗浄水供給部の制御を行う水洗式大便器であって、前記大便器本体が前記ボウル部の下部に一体成形したスカート部を有し、このスカート部の内側に前記マイクロ波センサを水平方向に対して斜め上方に向けて配設し、前記人体検知センサの検知媒体が前記スカート部を透過して検知する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水洗式大便器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、使用者を検知して自動的に洗浄を行う水洗式大便器として、先行文献1の図6に示されているように、水洗式大便器本体のスカート部に人体検知センサを配設したものがある。
なお、人体検知センサ4としては、光電型赤外線センサを使用している。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−97703号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、人体検知センサが外観上露出しているため水洗式大便器全体として意匠性を損なうものであった。また、公共の場所で使用する水洗式大便器においては、人体検知センサが外部から認識できるため悪戯などによって破損する恐れがあった。
【0005】
さらに、光電型赤外線センサの場合、光の性質上鋭い指向性を有している関係上、検知リアに制限があるため、検知切れ(例えば便座に着座時の開脚具合)になる事象が存在した。検知切れを解消するために投光方向を複数即ち複数のセンサを搭載しなければならない。
また特に黒い色の衣服の場合、光を吸収してしてしまうので反射光を検知できず、検知切れになる場合が存在した。
【0006】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、悪戯などによる人体検知センサの破損防止が図れ、意匠性が向上し、検知性能も向上する人体検知センサを備えた水洗式大便器を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記課題を解決する為になされた請求項第1項記載の発明は、ボウル部とトラップ部とを有する陶器製の大便器本体と、前記大便器本体に洗浄水を供給する洗浄水供給部と、前記洗浄水供給部を操作する操作部と、使用者を検知する人体検知センサにマイクロ波の定在波を利用したマイクロ波センサと、前記人体検知センサの検知信号および/または前記操作部の操作により前記洗浄水供給部の制御を行う制御部と、を備えた水洗式大便器であって、前記大便器本体が前記ボウル部の下部に一体成形したスカート部を有し、このスカート部の内側に前記マイクロ波センサを水平方向に対して斜め上方に向けて配設し、前記人体検知センサの検知媒体が前記スカート部を透過して検知することを特徴とする。
【0008】
本発明によれば、マイクロ波センサを斜め上方に向けたことで、床方向に電波が伝搬しづらくなり、電波の床面からの不要な反射を防止することができ、定在波の測定精度が向上し、使用者の静止状態も確実に検知することが出来る。
【0009】
請求項第2項記載の発明は、マイクロ波センサの配設角度を水平方向に対して半値角の略1/2上方に傾けたことを特徴とする。
半値角の定義は、電波の最大強度の半分の強度となるような角度幅のことを言う。一般的に指向性の指標として半値角を用いる。具体的には半値角が小さいほど指向性が鋭いことを意味する。
一般的に電波センサの半値角は雰囲気温度等には影響を受けにくいが、電波の放射面部分の形状(センサのケーシングの材質や厚み、取りつけ角度等)により変動する要素を持っている。それらの要素やセンサの歩留まりを考慮し、略の定義を±15%とする(半値角30°の場合、略は±4.5°)。
【0010】
本発明によれば、センサの配設角度を最適(半値角の略1/2)にすることで、床面へは電波が到達することがない。これは床面からの反射を排除することに有効である。床面からの反射を排除する意味ではセンサを半値角の略1/2以上上方に向けて設置しても良いが、上方に向けすぎると、陶器先端からの反射の影響がでてくるため、センサの配設角度は半値角の略1/2が最適である。
半値角の定義は、電波の最大強度の半分の強度となるような角度幅のことを言う。一般的に指向性の指標として半値角を用いる。具体的には半値角が小さいほど指向性が鋭いことを意味する。
【0011】
図8は平面アンテナ2枚の場合のアンテナ強度を示すが、マイクロ波に限らず電波はアンテナの放射正面が最大強度を示す。アンテナの枚数や形状で図8の形状は変化するが、放射正面から離れるほど、電波強度は小さくなる。
この図8の条件で電波強度が最大値の半分になる点は、約±30°であり半値角は60°となる。
【0012】
請求項第3項記載の発明は、マイクロ波センサ配設方向を、電波の電界強度が垂直方向に比べて水平方向に分布する様に設置したことを特徴とする。
【0013】
本発明によれば、トイレブースへの入り口が大便器の設置位置に対して、正面だけではなく左右の場合にも検知領域が広がるため、トイレブースの形状に応じてセンサの検知方向を設定する必要がないため、汎用性が高まる。
さらに、水平方向に広い検知領域が存在するので、便座に開脚のまま着座しても確実に検知することが可能になる。
なお、電波の電界強度が垂直方向に比べて水平方向に分布するとは、所定の電界強度となる範囲が、床と垂直方向よりも床と水平方向において広い状態を言うものであり、例えば、床と水平方向おける半値角が、床と垂直方向における半値角よりも大きいといった状態である。
【0014】
請求項第4項記載の発明は、一体成形したスカート部を2重構造にし内側のスカート部にマイクロ波センサセンサを設置したことを特徴とする。
【0015】
本発明によれば、センサを設置する大便器内部のスカート部にセンサ取り付けようの穴等の加工をすることが出来るため、外観上は取りつけ用のビス等が露出せずに意匠性を損なわない。また完全に大便器の外側と分離されているので防水効果にも優れている。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。
図1は、本発明における人体検知センサ付き水洗式大便器の断面図である。また図2は、図1の2重スカート部の拡大図である。
図3は、人体検知センサユニット105の取りつけ角度を示す図である。
【0017】
人体検知センサユニット105は、マイクロ波センサと信号処理回路(共に図示しない)とで構成されており、人体検知センサユニット105からの信号を便器洗浄ユニット115へ入力し、信号に応じた洗浄シーケンスを実行する。
【0018】
人体検知センサユニット105は、図2で示す通り、内側のスカート部101aの陶器に空けた穴に固定治具で固定する。人体検知センサユニット105の表面(電波が放射する面)電波を透過する素材でなければならない。固定した人体検知センサユニット105は図3の通り水平方向に対して30°人体検知センサユニット105の電波放射面が上を向くように設置する。
なお、この人体検知センサユニット105は、スカート部101aに固定された際に床と垂直となる面における電波強度が図8に示す特性を有するものであり、従って、半値角が60°であるため、水平方向に対してこの半値角の1/2である30°上方を向けられているものである。
【0019】
内側のスカート部101aに人体検知センサユニット105を取りつけることにより、センサ取り付け部材が大便器本体110aの外部に露出することなく意匠性も向上し、人体検知センサユニット105の耐環境性にも優れ性能向上にもなる。なお、スカート部110は陶器性であるので比誘電率,誘電体損失角が水などと比べて小さく、また、厚みも10mm程度(5〜20mm程度)であって、この人体検知センサユニット105から放射された10.525GHzのマイクロ波はスカート部110を充分に透過し、人体を検知可能である。
【0020】
30°上方を向いた人体検知センサユニット105から放射された電波は図4(a)のような電界強度を示す通り人体検知センサユニット105から電波はセンサ設置角度の通り前方やや上面へ向けて放射されている。
【0021】
暗ノイズレベル(本データは−70dB)より50dB以上が人体検知エリアだとする(−20dB以上)と、例えば陶器110a先端から600mm地点を図4(a),(b)を比較すると(b)は床面に沿って−20dB以上の電界強度領域が存在するが、(a)は存在しない。これは床面に到達する電波の分布と同じで、人体検知センサユニット105の設置角度を30°上方に向けた方は、極近傍以外には電波は到達しづらいので、反射も起こりにくい。即ち床面からの反射が図4(b)に比べてないことが分かる。これは、マイクロ波センサの反射波の定在波に実際の検知物以外の反射が無視できることになる。いわゆるマルチパスの排除が行われていることを示す。
【0022】
また、人体検知センサユニット105の取りつけ角度をさらに上方に向けると、床面からのマルチパス現象は低減されるが、放射される電波が水洗式大便器110内部(特に先端部:図5の楕円内)にあたり易くなる分、実際の検知すべきエリアへの放射が限定されてしまう。
【0023】
これにより検知感度が悪くなり、確実な人体検知が出来なくなる。
搭載する水洗式大便器のスカート部等の形状により最適センサ放射角度は異なるが、図5のような放射パターンが得られる位置に設置することが重要である。
【0024】
また、トイレブースの形状(ドアの位置)に左右されることのない検知を実現させるために、人体検知センサの検知エリアは、図5及び図6を比較すると明らかなように、床と垂直方向よりも床と水平方向(左右方向)に広いことが望ましい。図6のような検知エリアを有した電波を利用した人体検知センサについては詳述しないが、アンテナの形状(アンテナ枚数や間隔、給電方法)により実現できる。
本実施例では、上記の人体検知センサを用いることでトイレブースへの入室が左右どちらの場合でも使用者を正確に検知することが出来、使用者が便座に開脚で座っても検知することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における水洗式大便器の概略断面図である。
【図2】図1の人体検知センサユニット取りつけ部の詳細図である。
【図3】図1のスカート部の拡大図である。
【図4】本発明のセンサ放射強度の電界強度を示す図である。
【図5】本発明のセンサ放射領域を示す図である。
【図6】トイレ内の検知エリアを示した上視図である。
【図7】従来の人体検知センサ付き水洗式大便器の概略断面図である。
【図8】センサの半値角の定義を説明する図である。
【符号の説明】
1…水洗式大便器
2…洗浄装置
3…便蓋
4…光電型人体検知センサ
5…スカート部
6…便座
17…収納部蓋
101…スカート部
101a…スカート部内側
105…人体検知センサユニット
109…コード
110…水洗式大便器
110a…大便器本体
112…洗浄水給水部収納部
115…便器洗浄ユニット
116…給水管
123…ボウル部
130…トラップ部
143…第1ホース
144…第1吐出口
146…第2ホース
147…第2吐出口
170…ソケット
190…配水管
【発明の属する技術分野】
本発明は、水洗式大便器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、使用者を検知して自動的に洗浄を行う水洗式大便器として、先行文献1の図6に示されているように、水洗式大便器本体のスカート部に人体検知センサを配設したものがある。
なお、人体検知センサ4としては、光電型赤外線センサを使用している。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−97703号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、人体検知センサが外観上露出しているため水洗式大便器全体として意匠性を損なうものであった。また、公共の場所で使用する水洗式大便器においては、人体検知センサが外部から認識できるため悪戯などによって破損する恐れがあった。
【0005】
さらに、光電型赤外線センサの場合、光の性質上鋭い指向性を有している関係上、検知リアに制限があるため、検知切れ(例えば便座に着座時の開脚具合)になる事象が存在した。検知切れを解消するために投光方向を複数即ち複数のセンサを搭載しなければならない。
また特に黒い色の衣服の場合、光を吸収してしてしまうので反射光を検知できず、検知切れになる場合が存在した。
【0006】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、悪戯などによる人体検知センサの破損防止が図れ、意匠性が向上し、検知性能も向上する人体検知センサを備えた水洗式大便器を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記課題を解決する為になされた請求項第1項記載の発明は、ボウル部とトラップ部とを有する陶器製の大便器本体と、前記大便器本体に洗浄水を供給する洗浄水供給部と、前記洗浄水供給部を操作する操作部と、使用者を検知する人体検知センサにマイクロ波の定在波を利用したマイクロ波センサと、前記人体検知センサの検知信号および/または前記操作部の操作により前記洗浄水供給部の制御を行う制御部と、を備えた水洗式大便器であって、前記大便器本体が前記ボウル部の下部に一体成形したスカート部を有し、このスカート部の内側に前記マイクロ波センサを水平方向に対して斜め上方に向けて配設し、前記人体検知センサの検知媒体が前記スカート部を透過して検知することを特徴とする。
【0008】
本発明によれば、マイクロ波センサを斜め上方に向けたことで、床方向に電波が伝搬しづらくなり、電波の床面からの不要な反射を防止することができ、定在波の測定精度が向上し、使用者の静止状態も確実に検知することが出来る。
【0009】
請求項第2項記載の発明は、マイクロ波センサの配設角度を水平方向に対して半値角の略1/2上方に傾けたことを特徴とする。
半値角の定義は、電波の最大強度の半分の強度となるような角度幅のことを言う。一般的に指向性の指標として半値角を用いる。具体的には半値角が小さいほど指向性が鋭いことを意味する。
一般的に電波センサの半値角は雰囲気温度等には影響を受けにくいが、電波の放射面部分の形状(センサのケーシングの材質や厚み、取りつけ角度等)により変動する要素を持っている。それらの要素やセンサの歩留まりを考慮し、略の定義を±15%とする(半値角30°の場合、略は±4.5°)。
【0010】
本発明によれば、センサの配設角度を最適(半値角の略1/2)にすることで、床面へは電波が到達することがない。これは床面からの反射を排除することに有効である。床面からの反射を排除する意味ではセンサを半値角の略1/2以上上方に向けて設置しても良いが、上方に向けすぎると、陶器先端からの反射の影響がでてくるため、センサの配設角度は半値角の略1/2が最適である。
半値角の定義は、電波の最大強度の半分の強度となるような角度幅のことを言う。一般的に指向性の指標として半値角を用いる。具体的には半値角が小さいほど指向性が鋭いことを意味する。
【0011】
図8は平面アンテナ2枚の場合のアンテナ強度を示すが、マイクロ波に限らず電波はアンテナの放射正面が最大強度を示す。アンテナの枚数や形状で図8の形状は変化するが、放射正面から離れるほど、電波強度は小さくなる。
この図8の条件で電波強度が最大値の半分になる点は、約±30°であり半値角は60°となる。
【0012】
請求項第3項記載の発明は、マイクロ波センサ配設方向を、電波の電界強度が垂直方向に比べて水平方向に分布する様に設置したことを特徴とする。
【0013】
本発明によれば、トイレブースへの入り口が大便器の設置位置に対して、正面だけではなく左右の場合にも検知領域が広がるため、トイレブースの形状に応じてセンサの検知方向を設定する必要がないため、汎用性が高まる。
さらに、水平方向に広い検知領域が存在するので、便座に開脚のまま着座しても確実に検知することが可能になる。
なお、電波の電界強度が垂直方向に比べて水平方向に分布するとは、所定の電界強度となる範囲が、床と垂直方向よりも床と水平方向において広い状態を言うものであり、例えば、床と水平方向おける半値角が、床と垂直方向における半値角よりも大きいといった状態である。
【0014】
請求項第4項記載の発明は、一体成形したスカート部を2重構造にし内側のスカート部にマイクロ波センサセンサを設置したことを特徴とする。
【0015】
本発明によれば、センサを設置する大便器内部のスカート部にセンサ取り付けようの穴等の加工をすることが出来るため、外観上は取りつけ用のビス等が露出せずに意匠性を損なわない。また完全に大便器の外側と分離されているので防水効果にも優れている。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。
図1は、本発明における人体検知センサ付き水洗式大便器の断面図である。また図2は、図1の2重スカート部の拡大図である。
図3は、人体検知センサユニット105の取りつけ角度を示す図である。
【0017】
人体検知センサユニット105は、マイクロ波センサと信号処理回路(共に図示しない)とで構成されており、人体検知センサユニット105からの信号を便器洗浄ユニット115へ入力し、信号に応じた洗浄シーケンスを実行する。
【0018】
人体検知センサユニット105は、図2で示す通り、内側のスカート部101aの陶器に空けた穴に固定治具で固定する。人体検知センサユニット105の表面(電波が放射する面)電波を透過する素材でなければならない。固定した人体検知センサユニット105は図3の通り水平方向に対して30°人体検知センサユニット105の電波放射面が上を向くように設置する。
なお、この人体検知センサユニット105は、スカート部101aに固定された際に床と垂直となる面における電波強度が図8に示す特性を有するものであり、従って、半値角が60°であるため、水平方向に対してこの半値角の1/2である30°上方を向けられているものである。
【0019】
内側のスカート部101aに人体検知センサユニット105を取りつけることにより、センサ取り付け部材が大便器本体110aの外部に露出することなく意匠性も向上し、人体検知センサユニット105の耐環境性にも優れ性能向上にもなる。なお、スカート部110は陶器性であるので比誘電率,誘電体損失角が水などと比べて小さく、また、厚みも10mm程度(5〜20mm程度)であって、この人体検知センサユニット105から放射された10.525GHzのマイクロ波はスカート部110を充分に透過し、人体を検知可能である。
【0020】
30°上方を向いた人体検知センサユニット105から放射された電波は図4(a)のような電界強度を示す通り人体検知センサユニット105から電波はセンサ設置角度の通り前方やや上面へ向けて放射されている。
【0021】
暗ノイズレベル(本データは−70dB)より50dB以上が人体検知エリアだとする(−20dB以上)と、例えば陶器110a先端から600mm地点を図4(a),(b)を比較すると(b)は床面に沿って−20dB以上の電界強度領域が存在するが、(a)は存在しない。これは床面に到達する電波の分布と同じで、人体検知センサユニット105の設置角度を30°上方に向けた方は、極近傍以外には電波は到達しづらいので、反射も起こりにくい。即ち床面からの反射が図4(b)に比べてないことが分かる。これは、マイクロ波センサの反射波の定在波に実際の検知物以外の反射が無視できることになる。いわゆるマルチパスの排除が行われていることを示す。
【0022】
また、人体検知センサユニット105の取りつけ角度をさらに上方に向けると、床面からのマルチパス現象は低減されるが、放射される電波が水洗式大便器110内部(特に先端部:図5の楕円内)にあたり易くなる分、実際の検知すべきエリアへの放射が限定されてしまう。
【0023】
これにより検知感度が悪くなり、確実な人体検知が出来なくなる。
搭載する水洗式大便器のスカート部等の形状により最適センサ放射角度は異なるが、図5のような放射パターンが得られる位置に設置することが重要である。
【0024】
また、トイレブースの形状(ドアの位置)に左右されることのない検知を実現させるために、人体検知センサの検知エリアは、図5及び図6を比較すると明らかなように、床と垂直方向よりも床と水平方向(左右方向)に広いことが望ましい。図6のような検知エリアを有した電波を利用した人体検知センサについては詳述しないが、アンテナの形状(アンテナ枚数や間隔、給電方法)により実現できる。
本実施例では、上記の人体検知センサを用いることでトイレブースへの入室が左右どちらの場合でも使用者を正確に検知することが出来、使用者が便座に開脚で座っても検知することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における水洗式大便器の概略断面図である。
【図2】図1の人体検知センサユニット取りつけ部の詳細図である。
【図3】図1のスカート部の拡大図である。
【図4】本発明のセンサ放射強度の電界強度を示す図である。
【図5】本発明のセンサ放射領域を示す図である。
【図6】トイレ内の検知エリアを示した上視図である。
【図7】従来の人体検知センサ付き水洗式大便器の概略断面図である。
【図8】センサの半値角の定義を説明する図である。
【符号の説明】
1…水洗式大便器
2…洗浄装置
3…便蓋
4…光電型人体検知センサ
5…スカート部
6…便座
17…収納部蓋
101…スカート部
101a…スカート部内側
105…人体検知センサユニット
109…コード
110…水洗式大便器
110a…大便器本体
112…洗浄水給水部収納部
115…便器洗浄ユニット
116…給水管
123…ボウル部
130…トラップ部
143…第1ホース
144…第1吐出口
146…第2ホース
147…第2吐出口
170…ソケット
190…配水管
Claims (4)
- ボウル部とトラップ部とを有する陶器製の大便器本体と、前記大便器本体に洗浄水を供給する洗浄水供給部と、前記洗浄水供給部を操作する操作部と、使用者を検知する人体検知センサにマイクロ波の定在波を利用したマイクロ波センサと、前記人体検知センサの検知信号および/または前記操作部の操作により前記洗浄水供給部の制御を行う制御部と、を備えた水洗式大便器であって、
前記大便器本体が前記ボウル部の下部に一体成形したスカート部を有し、このスカート部の内側に前記マイクロ波センサを水平方向に対して斜め上方に向けて配設し、前記人体検知センサの検知媒体が前記スカート部を透過して検知することを特徴とする水洗式大便器。 - 請求項第1項記載のマイクロ波センサの配設角度を水平方向に対して半値角の略1/2上方に傾けたことを特徴とする請求項第1項記載の水洗式大便器。
- 前記マイクロ波センサ配設方向を、電波の電界強度が垂直方向に比べて水平方向に分布する様に設置したことを特徴とする請求項第1項乃至第2項何れか一項記載の水洗式大便器。
- 前記一体成形したスカート部を2重構造にし内側のスカート部にマイクロ波センサセンサを設置したことを特徴とする請求項第1項乃至第3項何れか一項記載の水洗式大便器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003047285A JP2004257058A (ja) | 2003-02-25 | 2003-02-25 | 水洗式大便器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003047285A JP2004257058A (ja) | 2003-02-25 | 2003-02-25 | 水洗式大便器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004257058A true JP2004257058A (ja) | 2004-09-16 |
Family
ID=33113580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003047285A Pending JP2004257058A (ja) | 2003-02-25 | 2003-02-25 | 水洗式大便器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004257058A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100443037C (zh) * | 2006-06-08 | 2008-12-17 | 王宝根 | 一种用于微波能灭菌烘干马桶的座盖和座圈的组合 |
CN103572823A (zh) * | 2013-10-29 | 2014-02-12 | 大连创达技术交易市场有限公司 | 自动补水马桶 |
JP2020066891A (ja) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | Toto株式会社 | トイレ装置 |
JP7437974B2 (ja) | 2020-02-28 | 2024-02-26 | 株式会社Lixil | 便器装置 |
-
2003
- 2003-02-25 JP JP2003047285A patent/JP2004257058A/ja active Pending
Cited By (5)
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