JP2015113674A - 水洗大便器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水洗大便器1は、便器本体2と、貯水タンク4と、給水装置20と、排水装置22と、便器本体2のボウル部6の洗浄を制御する制御装置26と、を有し、制御装置26は、排水装置22を所定時間駆動して洗浄水を排出した後、排水装置22を止めた状態の貯水タンク4内の水位から所定水位に上昇するまでの水位上昇時間を計測する計時装置48と、水位上昇中の給水装置20から貯水タンク4へ給水される水の給水流量を計測する給水流量計測装置50と、計時装置48が計測した水位上昇時間と給水流量計測装置50が計測した給水流量により、便器本体2の圧力損失に応じた排水装置22の駆動時間を調整する調整装置52と、を備えている。
【選択図】図1
Description
このような水洗大便器においては、便器本体の導水路が陶器で形成されており、陶器製の導水路の製造誤差等によって導水路の圧力損失が変動するため、このような圧力損失により、貯水タンクの底面の排出口から排出される洗浄水の瞬間流量等についても影響を受けて変動することになる。
特に、貯水タンク内の排出口を開閉する排水弁をタイマー制御により一定時間開弁するようになっているものは、導水路等の圧力損失が変動する影響を直接受けることになり、貯水タンクから便器本体に排出される洗浄水量もばらつくこととなる。
このような問題を解決するために、例えば、特許文献1に記載されているように、貯水タンク内の水位が洗浄開始前の初期水位から所定水位に低下するまでの水位低下時間を計測し、この計測した水位低下時間に基づいて、便器本体の吐水口からボウル部に吐水する洗浄水の吐水流量を調整する洗浄制御手段を備えているものも知られている。
そこで、このような問題を解決するために、比較的長い計測時間である貯水タンク内の水位上昇時間について着目し、この水位上昇時間を計測することにより、便器本体の導水路の圧力損失を検出する方法も考えられる。
このような方法では、例えば、貯水タンクを一旦空の状態にしてから貯水タンク内に洗浄水が所定水位まで貯まるまでの第1の水位上昇時間を計測し、この計測した第1の水位上昇時間と予め定められた貯水タンクの容量とにより、水源から貯水タンクへの給水流量自体を算出する。その後、貯水タンクの排水装置を所定時間駆動し、貯水タンク内の洗浄水を空の状態よりも上方の死水水位DWLまで排出し、この死水水位DWLから所定水位まで貯まるまでの第2の水位上昇時間を計測し、この第2の水位上昇時間と、先に算出した水源から貯水タンクへの給水流量を基準便器に適用した場合の水位上昇時間とを比較し、便器本体の導水路の圧力損失を検出するという方法が考えられる。
しかしながら、このような方法では、最初に貯水タンクを一旦空の状態にして第1の水位上昇時間を開始してから、適用する便器本体の圧力損失を検出して完了するまでに長い時間を要し、初期設定をする設置者にとって不便さを感じさせるという問題がある。
特に、貯水タンクの容量が大きい程、その分、このような時間が顕著に長くなるため、設置者に不便さをより強く感じさせるようになるという問題がある。
このように構成された本発明においては、洗浄制御手段の計時手段により、排水装置を止めた状態の水位から所定水位に上昇するまでの水位上昇時間を計測している間に、給水流量計測手段により、貯水タンクへ給水される水の給水流量を測定しているため、例えば、水源から貯水タンクへの給水流量について、貯水タンクを一旦空の状態にしてから貯水タンク内に水が貯まる計測時間と予め定められた貯水タンクの容量から測定する従来の場合に比べて、適用する便器本体の圧力損失を短い時間で検出することができ、給水圧の変動の影響なく正確な給水流量で精度良く検出することができる。このため、この便器本体毎の圧力損失に応じた排水装置の駆動を調整手段により適切に調整することができ、且つ、水洗大便器を施工する際に初期設定をする設置者を長時間待たせるようなことをなくすことができる。
このように構成された本発明においては、計時手段により計測している際に水位上昇する水位を上側水位センサと下側水位センサとにより検知して給水流量計測手段が給水流量を算出しているため、計時手段の計測工程と同一工程で給水流量を計測することができる。したがって、上述した従来の場合に比べて、適用する便器本体の圧力損失を短い時間で検出することができる。また、計時手段により計測している際の給水流量を利用して、適用する便器本体の圧力損失を計測しているため、精度良く検出することができる。
このように構成された本発明においては、排水装置を止めた状態の貯水タンク内の水位より上方の水位を下側水位センサが検出しているため、排水装置を止めた状態の水位が変動した場合でも、第2の水位上昇時間を正確に計測することができる。したがって、上述した従来の場合に比べて、適用する便器本体の圧力損失を短い時間で検出することができ、給水圧の変動の影響なく正確な給水流量で精度良く検出することができる。
このように構成された本発明においては、計時手段により検出する所定水位と給水流量計測手段の上側センサが検出する水位が同一であるため、両計測を同時に完了することができる。したがって、上述した従来の場合に比べて、適用する便器本体の圧力損失を短い時間で検出することができる。
このように構成された本発明においては、計時手段により計測している際に流量センサにて検知して給水流量を計測しているため、計時手段の計測工程と同一工程で給水流量を計測することができる。したがって、上述した従来の場合に比べて、適用する便器本体の圧力損失を短い時間で検出することができる。また、計時手段により計測している際の給水流量を利用して、適用する便器本体の圧力損失を計測しているため、精度良く検出することができる。
このように構成された本発明においては、排水装置を止めた状態から上昇した所定水位が洗浄開始前の所定の初期水位であることにより、計時手段と給水流量計測手段による計測を完了した時点で便器を初期状態とすることができるため、より早く便器を使用状態とすることができる。
このように構成された本発明においては、計時手段が計測した第1の水位上昇時間と標準便器における水位上昇時間とを調整手段が比較することにより、適用する便器本体の圧力損失をより精度良く検出することができ、この便器本体毎の圧力損失に応じた排水装置の駆動時間を調整手段が適切に調整することができる。
まず、図1は、本発明の第1実施形態による水洗大便器の概略図である。
図1に示すように、符号1は、本発明の第1実施形態による水洗大便器を示している。この水洗大便器1は、陶器製の便器本体2と、この便器本体2の後部に取り付けられ、便器洗浄に使用される洗浄水を貯水して便器本体2へ給水する貯水タンク4とを備えており、貯水タンク4から洗浄水が供給されて便器本体2のボウル部6内の水の落差による流水作用で汚物を押し流す、いわゆる、洗い落し式の水洗大便器である。
便器本体2の導水路8の上方に位置する貯水タンク4の底部には、水洗大便器1の導水路8と連通し且つ貯水タンク4内の洗浄水が排水される排水口18が形成されている。
さらに、水洗大便器1は、貯水タンク4内の水位を検知する水位センサである、詳細は後述するフロートスイッチ24を備えた制御装置26を有し、この制御装置26は、フロートスイッチ24が検知した水位情報に基づいて給水装置20や排水装置22の動作を制御し、貯水タンク4内に貯水された洗浄水を導水路8を経て吐水口10,16へ供給することによりボウル部6の洗浄を制御する洗浄制御手段として機能するようになっている。
給水管28の上流側には、定流量弁34が設けられ、この定流量弁34の上流側には、止水栓36が設けられて、この止水栓36の上流側は、外部の水道等の給水源(図示せず)に接続されている。
また、回転駆動装置42は、回転軸42aを駆動するためのモータ(図示せず)が内臓されており、このモータ(図示せず)の作動は、制御装置26によって制御されるようになっている。
また、オーバーフロー管38及び弁部材40が引き上げられた状態で保持されている時間が長い程、排水装置22の開弁時間が長くなり、その分、貯水タンク4から便器本体2の導水路8に排水される洗浄水量が多くなるようになっている。
一方、回転軸42aが所定方向と反対方向に回転すると、オーバーフロー管38及び弁部材40が貯水タンク4内の水位の下降と共に下降し、排水口18が弁部材40により閉止されるようになっている。
なお、本実施形態の水洗大便器1の排水装置22においては、回転駆動装置42の回転軸42aの駆動によりオーバーフロー管38及び弁部材40が上下動し、排水口18を開閉する、いわゆる、直動式の排水弁の形態について説明するが、フラッパ式の排水弁の形態を適用してもよいし、ポンプによって排水を行うような形態を適用してもよい。
また、水洗大便器1の通常の洗浄動作では、貯水タンク4内の水位が死水水位DWL1の状態から給水装置20の給水によって、貯水タンク4内の水位がフロートスイッチ24aに接触する止水水位WL1まで上昇すると、給水装置20による給水が停止するようになっている。
ちなみに、図1の貯水タンク4内の水位DWL2は、貯水タンク4が空の状態の水位(DWL2=0)を示しており、死水水位DWL1は、空の状態の水位DWL2よりも高い水位となっている。
なお、本実施形態では、貯水タンク4の排水口18から便器本体2の導水路8に排水される洗浄水量について、排水装置22の弁部材40を上昇させる位置を上、中、下の3段階の位置に設定することにより、大洗浄モード、小洗浄モード、及びエコ小洗浄モードによる3種類の便器洗浄が可能となっているが、洗浄モードの種類については、3種類に限定されず、大洗浄モードのみを行う便器であってもよいし、大洗浄モードと小洗浄モードの2種類を行う便器であってもよい。
上側フロートスイッチ24aは、貯水タンク4内の止水水位WL1と同一の位置に位置し、給水装置20による給水が停止するときの貯水タンク4内の止水水位WL1を検知することができるようになっている。
下側フロートスイッチ24bは、死水水位DWL1よりも高く且つ止水水位WL1よりも低い所定水位WL2と同一の位置に位置し、所定水位WL2を検知することができるようになっている。
なお、本実施形態では、貯水タンク4内の水位を検出する水位センサの例として、フロートスイッチを採用しているが、フロートスイッチ以外の形態の水位センサを採用してもよい。
さらに、制御装置26は、適切な便器圧力損失学習制御が行われていないことを使用者にLED表示器等を点滅させて異常を知らせる報知器54を備えている。
図2は、本発明の第1実施形態による水洗大便器の制御装置による便器圧力損失学習制御の内容を示すフローチャートであり、図3は、本発明の第1実施形態による水洗大便器の動作を示すタイムチャートである。
また、図3の時刻t1では、給水バルブ30が開弁し、以後、図3の時刻t7まで給水装置20による貯水タンク4内への給水が継続される。
さらに、図3の時刻t1では、貯水タンク4の水位が、死水水位DWL1と止水水位WL1との間の所定水位WL2に位置するか、又は、所定水位WL2よりも高く且つ止水水位WL1よりも低い水位にあるため、上側フロートスイッチ24aはオフとなっているが、下側フロートスイッチ24bはオンとなっている。
したがって、図3の時刻t6で貯水タンク4内の水位が所定の水位WL2まで上昇すると下側フロートスイッチ24bが再びオンとなり、さらに、図3の時刻t7で貯水タンク4内の水位が止水水位WL1まで上昇すると、上側フロートスイッチ24aが再びオンとなる。
まず、図2のステップS2では、給水装置20の給水口32から貯水タンク4に給水される給水流量Q1が算出される。
以下、図1〜図3を参照して、図2のステップS2における給水流量Q1を算出する方法について具体的に説明する。
また、貯水タンク4内の上側フロートスイッチ24aと下側フロートスイッチ24bの位置はそれぞれ固定されているため、図3の時刻t6で下側フロートスイッチ24bが貯水タンク4内の所定水位WL2を検知してから図3の時刻t7で上側フロートスイッチ24aが止水水位WL1を検知するまでに上昇した水位に相当する貯水タンク4内の容量に等しい給水量V1[l]も定まる。
したがって、ステップS2では、図3の時刻t6で下側フロートスイッチ24bが貯水タンク4内の所定水位WL2を検知してから図3の時刻t7で上側フロートスイッチ24aが止水水位WL1を検知するまでの水位上昇時間T2を計時装置48が計測する。
そして、給水流量計測装置50が、これら水位上昇時間T2と給水量V1により、給水装置20が貯水タンク4内に給水する給水流量Q1[l/min](=V1/T2)を算出する。すなわち、貯水タンク4内の所定水位WL2から止水水位WL1までの容量V1と水位上昇時間T2とから給水流量Q1が算出される。この算出された給水流量Q1のデータは記憶され、図2のステップS2は終了する。
以下、図1〜図4を参照して、本実施形態の水洗大便器1の圧力損失の確認方法について具体的に説明する。
図4は、本発明の第1実施形態による水洗大便器の貯水タンク、給水装置、及び排水装置を基準便器に適用した場合において、排水装置を所定時間駆動して洗浄水を排出した後、この排水装置が閉弁した状態の貯水タンク内の死水水位DWL1から洗浄開始前の初期水位(止水水位WL)に上昇するまでの水位上昇時間T0を給水流量Q1から算出するための特性図(給水装置の給水流量Q1と貯水タンクの水位上昇時間T0との関係図)である。
便器圧力損失係数Kが1よりも大きい場合には、水洗大便器1の水位上昇時間T1が基準便器の水位上昇時間T0よりも上回るため、水洗大便器1の方が基準便器よりも死水水位DWL1が低く、貯水タンク4から便器本体2に排水された洗浄水量が多くなり、その分、水洗大便器1の圧力損失が基準便器の圧力損失よりも小さいことが確認できる。
一方、便器圧力損失係数Kが1となる場合には、水洗大便器1と基準便器の圧力損失が互いに等しいことが確認でき、便器圧力損失係数Kが1よりも小さい場合には、水洗大便器1の圧力損失が基準便器の圧力損失よりも大きいことが確認できる。
そして、算出された便器圧力損失係数Kのデータは記憶され、図2のステップS3は終了する。
また、図2のステップS4で排水装置22の開弁時間T3を確定すると、貯水タンク4内の死水水位DWL1についても確定することになる。
また、図2のステップS5において、再び異常値であると判定した場合には、報知器54が、適切な便器圧力損失学習制御が行われていないことを使用者に知らせる共に、便器本体2の圧力損失を考慮した洗浄能力を確保することができる既定値の給水流量Q0を設定する。そして、再び、図2のステップS2,S3から再実行され、以後の再実行された図2のステップS4で排水装置22の開弁時間T3が確定される。
また、図2のステップS6の設定完了後においては、本質的な便器洗浄動作が可能な状態となり、水洗大便器1が実質的に使用可能な状態となる。
図6は、本発明の第2実施形態による水洗大便器の概略図であり、図7は、本発明の第2実施形態による水洗大便器の制御装置による便器圧力損失学習制御の内容を示すフローチャートであり、図8は、本発明の第2実施形態による水洗大便器の動作を示すタイムチャートである。
ここで、図6に示す本発明の第2実施形態による水洗大便器100において、上述した図1に示す本発明の第1実施形態による水洗大便器1と同一部分については同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
また、本発明の第2実施形態による水洗大便器100においては、給水装置20の給水口32から貯水タンク4内に給水される給水の積算流量V100[l]を検知する流量センサ156が給水装置20の給水口22に設けられている点で、流量センサが設けられていない本発明の第1実施形態による水洗大便器1の構造とは異なっている。
なお、図7に示す本発明の第2実施形態による水洗大便器の制御装置による便器圧力損失学習制御の内容を示すフローチャートS100,S101,S105,S106については、図2に示す本発明の第2実施形態による水洗大便器の制御装置による便器圧力損失学習制御の内容を示すフローチャートのステップS0,S1,S5,S6と同一であるため、説明を省略する。
また、図8の時刻t101では、貯水タンク4の水位が、止水水位WL1よりも低い水位にあるため、フロートスイッチ124はオフとなっている。
また、図8の時刻t104から時刻t105までの区間では、図7のステップS102とステップ103とが同時に実行され、計時装置48が貯水タンク4内の水位が上昇する水位上昇時間T100を検知すると共に、流量センサ156が給水装置20の給水口32から貯水タンク4内に給水される給水の積算流量V101[l]を検知する。
そして、時刻t105において、貯水タンク4内の水位が止水水位WL1まで上昇し、フロートスイッチ124がオンになると、計時装置48による水位上昇時間T101の計測と流量センサ156による給水の積算流量V101の検知が同時に終了する。
そして、算出された便器圧力損失係数Kのデータは記憶され、図7のステップS103は終了する。
2 便器本体
4 貯水タンク
6 ボウル部
8 導水路
10 吐水口
12 排水トラップ管路
14 リム
16 リム吐水口
18 排水口
20 給水装置
22 排水装置
24 フロートスイッチ
24a 上側フロートスイッチ(給水流量計測手段、上側水位センサ)
24b 下側フロートスイッチ(給水流量計測手段、下側水位センサ)
26 制御装置(洗浄制御手段)
28 給水管
30 給水バルブ
32 給水口
34 定流量弁
36 止水栓
38 オーバーフロー管
40 弁部材
42 回転駆動装置
42a 回転軸
44 玉鎖
46 操作ボタン
48 計時装置(計時手段)
50 流量計測装置(流量計測手段)
52 調整装置(調整手段)
54 報知器
DWL1 死水水位
DWL2 空の水位
K 便器圧力損失係数
T0 貯水タンクの水位上昇時間(標準便器における水位上昇時間)
T1 貯水タンクの水位上昇時間(第1の水位上昇時間)
T2 貯水タンクの水位上昇時間(第2の水位上昇時間)
T3 排水装置の開弁時間
V1 給水量
Q1 給水流量
WL1 止水水位
WL2 水位
Claims (7)
- 貯水した洗浄水により洗浄され、汚物を排出する水洗大便器であって、
洗浄水を貯水する貯水タンクと、
上記貯水タンクから供給された洗浄水を導く導水路と、この導水路に接続され且つ吐水口が形成されたボウル部と、排水トラップ管路と、を備えた便器本体と、
水源から上記貯水タンク内に洗浄水を供給する給水装置と、
上記貯水タンク内に貯水された洗浄水を上記便器本体の導水路に供給する排水装置と、
上記排水装置を駆動し、上記貯水タンク内に貯水された洗浄水を上記導水路を経て上記吐水口へ供給することにより、上記ボウル部の洗浄を制御する洗浄制御手段と、を有し、
上記洗浄制御手段は、上記排水装置を所定時間駆動して洗浄水を排出した後、この排水装置を止めた状態の上記貯水タンク内の水位から所定水位に上昇するまでの第1の水位上昇時間を計測する計時手段と、
この水位上昇中の上記給水装置から上記貯水タンクへ給水される洗浄水の給水流量を計測する給水流量計測手段と、
上記計時手段が計測した第1の水位上昇時間と上記給水流量計測手段が計測した給水流量により、上記便器本体の圧力損失に応じた上記排水装置の駆動時間を調整する調整手段と、を備えていることを特徴とする水洗大便器。 - 上記給水流量計測手段は、上記貯水タンク内に設けられた上側水位センサと、この上側水位センサより下方に配置される下側水位センサと、を備え、
上記下側水位センサが検知する水位から上記上側水位センサが検知する水位に上昇するまでの第2の水位上昇時間を計測して、この第2の水位上昇時間と上記貯水タンクの容量とから上記給水流量を算出する請求項1記載の水洗大便器。 - 上記下側水位センサが検出する水位は、上記洗浄制御手段が上記排水装置を所定時間駆動して洗浄水を排出した後、この排水装置を止めた状態の上記貯水タンク内の水位より、上方に位置する請求項2記載の水洗大便器。
- 上記上側センサが検出する水位は、上記洗浄制御手段が上記排水装置を所定時間駆動して洗浄水を排出した後、この排水装置を止めた状態から上昇した上記貯水タンク内の所定水位と同一の位置に位置する請求項2又は3に記載の水洗大便器。
- 上記給水流量計測手段は、上記給水装置から上記貯水タンクに洗浄水を供給する際の流量を検知する流量センサを備え、この流量センサにより上記給水流量を計測する請求項1記載の水洗大便器。
- 上記貯水タンク内の所定水位は、洗浄開始前の所定の初期水位である請求項4又は5に記載の水洗大便器。
- 上記調整手段は、上記給水流量から定められる標準便器における水位上昇時間と上記計時手段により計測した第1の水位上昇時間を比較することにより、上記便器本体の圧力損失に応じた上記排水装置の駆動時間を調整する請求項1乃至6の何れか1項に記載の水洗大便器。
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