JP2015178751A - 水洗圧送式便器 - Google Patents

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河野 雄一郎
Yuichiro Kono
雄一郎 河野
克憲 田中
Katsunori Tanaka
克憲 田中
裕之 岩下
Hiroyuki Iwashita
裕之 岩下
剛広 矢野
Takehiro Yano
剛広 矢野
昂史 木村
Takashi Kimura
昂史 木村
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Abstract

【課題】粉砕手段および圧送手段を駆動するモータの駆動電流に基づいて給水量を制御することで、最適な洗浄制御を実現することができる水洗圧送式便器を提供する。【解決手段】粉砕手段および圧送手段を駆動するモータ52と、モータ52の駆動電流を計測する駆動電流計測手段84と、給水手段およびモータ52の動作を制御して貯留槽内の汚水および汚水に含まれる固形物を排出する制御手段80と、を備え、制御手段80は、駆動電流計測手段84の計測値に基づいて給水手段の給水量を制御する。【選択図】図3

Description

本発明は、水洗圧送式便器に関し、特に、トイレ空間以外の場所で用を足さなければならない使用者が使用する水洗圧送式便器に関する。
従来、高齢者や病人等のトイレ空間へ移動することが困難な使用者に対応するため、移動式の便器である水洗圧送式便器が提案されている(例えば、下記特許文献1参照)。
このような水洗圧送式便器では、汚物や汚水を下水へ圧送する前に、一旦圧送装置へ向けて汚物や汚水を排出し、例えば、圧送装置内に設けた粉砕部が有する粉砕カッターを用いて便器から粉砕部へ排出された汚物を粉砕する。その後、粉砕された汚物は、ポンプにより圧送配管へと圧送排出され、下水へと排出される。
汚物を圧送し圧送配管へ排出する際、十分な給水量と排水時間をかけなければ、誤って混入された異物や汚物が圧送配管内に蓄積し、圧送配管が詰まる場合がある。一方、汚物を圧送し圧送配管へ排出する際、必要以上の給水量と排水時間をかけることで無駄な排水を行っている場合もある。そのため、最適な洗浄制御を行う水洗圧送式便器が求められている。
そこで、例えば、下記特許文献1に記載の水洗圧送式便器では、制御手段は、第1水量モード若しくは、第1水量より少ない水量で洗浄を行う第2水量モードを選択的に実行可能であって、第1水量モード及び第2水量モードのいずれか一方を実行させる選択手段を備えている。このように、第1水量モードと第2水量モードとは選択手段によって選択可能に構成されているので、使用者の意思に基づいて給水量の異なるモードを実行することができる。
特開2010−156109号公報
しかしながら、上記従来の技術では、使用状況に応じて使用水量を異ならせるようにすることが可能となるものの、汚物の状態に応じた制御は行っておらず、使用水量は使用者が選択して決定されるため、洗浄制御において改善の余地がある。
そこで、本発明では、粉砕手段および圧送手段を駆動するモータの駆動電流に基づいて給水量を制御することで、最適な洗浄制御を実現することができる水洗圧送式便器を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明のうち第1の態様に係る水洗圧送式便器においては、便器本体と、前記便器本体に水を供給する給水手段と、前記便器本体の排出口に連通し前記排出口から排出された汚水および前記汚水に含まれる固形物を貯留する貯留槽と、前記貯留槽の内部に設けられ、前記固形物を粉砕する粉砕手段を有する粉砕部と、前記貯留槽の内部に設けられ、前記汚水と前記粉砕手段により粉砕された前記固形物とを前記貯留槽と接続された圧送配管を通して前記貯留槽の外部へ圧送する圧送手段と、前記粉砕手段および前記圧送手段を駆動するモータと、前記モータの駆動電流を計測する駆動電流計測手段と、前記給水手段および前記モータの動作を制御して前記貯留槽内の汚水および前記汚水に含まれる固形物を排出する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記駆動電流計測手段の計測値に基づいて前記給水手段の給水量を制御することを特徴とする。
このような水洗圧送式便器によれば、制御手段は駆動電流計測手段の計測値に基づいて給水手段の給水量を制御する。駆動電流計測手段の計測値(モータの駆動電流)は汚物量により変化するものであるため、汚物量に応じて給水量を制御することができる。よって、最適な洗浄制御を実現することができる。
本発明のうち第2の態様に係る水洗圧送式便器においては、前記制御手段は、所定量を給水させ前記モータを駆動し、前記計測値が汚物量大小判別閾値よりも大きい場合に前記給水手段により第1水量を給水する第1水量モードを実行し、前記計測値が前記汚物量大小判別閾値よりも小さい場合に前記給水手段により前記第1水量よりも少ない第2水量を給水する第2水量モードを実行することを特徴とする。
このような水洗圧送式便器によれば、制御手段は、所定量を給水させモータを駆動し、計測値が汚物量大小判別閾値よりも大きい場合に給水手段により第1水量を給水する第1水量モードを実行し、計測値が汚物量大小判別閾値よりも小さい場合に給水手段により第1水量よりも少ない第2水量を給水する第2水量モードを実行する。汚物を貯留槽へ排出させた後に、駆動電流計測手段によりモータの駆動電流を計測するため、計測値に基づいて精度良く汚物量の判定を行うことができる。また、第1水量モードと第2水量モードとは駆動電流計測手段の計測値によって選択可能に構成されているので、汚物量に基づいて給水量の異なるモードを実行することができる。従って、汚物量が多い場合と汚物量が少ない場合とで第1水量モードと第2水量モードとを使い分けることができる。よって、精度良く最適な洗浄制御を実現することができる。
本発明のうち第3の態様に係る水洗圧送式便器においては、前記制御部は、前記駆動電流計測手段の計測値に基づいて前記モータの駆動時間を制御することを特徴とする。
このような水洗圧送式便器によれば、制御部は、駆動電流計測手段の計測値に基づいてモータの駆動時間を制御するため、汚物量に応じて適切に圧送手段および粉砕手段を制御することができ、貯留槽の内の汚水および汚水に含まれる固形物を排出することができる。
本発明によれば、粉砕手段および圧送手段を駆動するモータの駆動電流に基づいて給水量を制御することで、最適な洗浄制御を実現することができる水洗圧送式便器を提供することができる。
本発明の実施の形態に係る水洗圧送式便器を示す斜視模式図である。 本発明の実施の形態に係る水洗圧送式便器の要部構成を表す要部構成図 である。 本発明の実施の形態に係る水洗圧送式便器の制御装置の構成を示すブロ ック図である。 本発明の実施の形態に係る水洗圧送式便器の動作の具体例を例示するフ ローチャートである。
本発明に係る水洗圧送式便器は、便器本体の汚物や汚水を下水へ圧送する前に、一旦貯留槽へ汚物や汚水を排出し、貯留槽内に設けた粉砕部が有する粉砕手段を用いて、貯留槽へ排出された汚物を粉砕し、その後、粉砕された汚物および汚水を圧送手段により圧送配管へと圧送排水する構成において、粉砕手段および圧送手段を駆動するモータの駆動電流を計測する駆動電流計測手段と、給水手段およびモータの動作を制御して貯留槽内の汚水および汚水に含まれる固形物を排出する制御手段と、を備え、制御手段は、駆動電流計測手段の計測値に基づいて給水手段の給水量を制御することで、最適な洗浄制御を実現することができるものである。以下、本発明の実施の形態を説明する。
本実施形態に係る水洗圧送式便器について、図1を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る水洗圧送式便器を示す斜視模式図である。
図1に示すように、本実施形態の水洗圧送式便器1は、便器本体20と、その便器本体20に接続される給水ホース11及び排水ホース12と、を備えている。給水ホース11及び排水ホース12それぞれの上流側は、建物に配管された図示しない給水配管及び排水配管に接続される。
次に、本発明の実施の形態である水洗圧送式便器の要部構成について図2を用いて説明する。図2は、本発明の実施の形態に係る水洗圧送式便器の要部構成を表す要部構成図である。
図2に示すように、本実施形態に係る水洗圧送式便器1は、便器本体20と、この便器本体20に給水管3を経て給水する給水装置4(給水手段)と、固形物粉砕圧送装置である圧送装置50と、を備えている。
便器本体20は、汚物を受けるボウル部21と、汚物を排出する排出口22と、ボウル部21と排出口22とを連通させる排水路23と、を有する。排水路23は、溜水24により封水されている。
給水装置4は、便器本体20を給水洗浄するものである。給水装置4の下流側は給水管3を介して便器本体20に接続されている。給水装置4は、給水管3の途中に電磁バルブ等からなる給水弁4aを有している。一方、給水装置4の上流側は給水ホース11の下流側に接続されている。便器本体20への給水量は、給水弁4aが制御装置80(制御手段)によって開閉制御されることで調整される。具体的な制御方法については、後述する。
例えば、使用者が水洗圧送式便器1を使用後、便器本体20を洗浄するための図示しないリモコンの洗浄操作スイッチをオンにすると、給水装置4から便器本体20に洗浄用の給水がなされて、便器本体20が給水洗浄される。なお、便器本体20に着座検知用センサを設け、その着座検知用センサにより、便器本体20に着座していた使用者が離座したことを検知すると、給水装置4から便器本体20に洗浄用の給水がなされて、便器本体20が給水洗浄される構成としてもよい。
圧送装置50は、便器本体20の外部に設けられている。圧送装置50は、便器本体20の排出口22に接続された貯留槽51を有する。
貯留槽51は、貯留槽51の内部に、粉砕部60と、インペラ70(圧送手段)とを備える。粉砕部60は、便器本体20の排出口22から貯留槽51に排出された汚水中の汚物やトイレットペーパ等の固形物を粉砕するパルセータ61(粉砕手段)を有する。インペラ70は、粉砕部60の下部に設けられ、貯留槽51内の汚水を外部へ強制的に圧送する。
粉砕部60は、複数の孔62を有するスクリーン63によって形成された粉砕室64を有し、便器本体20の排出口22から貯留槽51内に排出される汚水および固形物は、まず粉砕室64に一旦収容される。この粉砕室64内の固形物のうち、スクリーン63の孔62の大きさよりも大きい固形物は孔62を通過できずに粉砕室64内に捕捉され、スクリーン63の孔62の大きさよりも小さい固形物は、貯留槽51内において孔62を通過して粉砕室64外へと流れ出ていく。
粉砕室64内には、パルセータ61が設けられている。パルセータ61は、粉砕室64内において上下方向に配された回転軸71により回転可能に支持される。パルセータ61が回転することにより、スクリーン63の孔62を通過できず粉砕室64内に捕捉された固形物が粉砕される。
インペラ70は、パルセータ61と回転軸を共有しており、粉砕室64内から粉砕室64外へと下方に向けて延出されたパルセータ61の回転軸71の下端に取り付けられている。インペラ70が回転することにより、貯留槽51内においてスクリーン63の孔62を通過して粉砕室64外へと流れ出てきた汚水および固形物は、貯留槽51に接続された圧送配管53を通して、貯留槽51の外部へと圧送される。一方、回転軸71の上端には、回転軸71を正逆転可能に駆動する粉砕圧送用モータ52が取り付けられている。粉砕圧送用モータ52が駆動し、回転軸71を回転駆動させることで、パルセータ61とインペラ70とは同軸上で回転駆動する。なお、粉砕圧送用モータ52は、直流モータである。
さらに、圧送装置50は、粉砕圧送用モータ52の動作を制御する制御装置80を有している。
制御装置80は、使用者が便器本体20の洗浄をするためのリモコンの洗浄操作スイッチをオンにすると、給水弁4aに給水弁駆動開始信号を出力し、開弁制御する。また、粉砕圧送用モータ52にモータ駆動開始信号を出力し、回転軸71を回転駆動させる。このとき、制御装置80を介して、粉砕圧送用モータ52に印加される電圧は一定である。なお、制御装置80は、給水量について所定の条件を満たすと、給水弁4aに給水弁駆動停止信号を出力し、給水を終了させる。また、制御装置80は、粉砕圧送用モータ52の駆動時間について所定の条件を満たすと、粉砕圧送用モータ52にモータ駆動停止信号を出力する。制御装置80の詳細については、後述する。
次に、本発明の実施の形態に係る制御装置の構成について、図3を用いて説明する。 図3は、本発明の実施の形態に係る水洗圧送式便器の制御装置の構成を示すブロック図である。
図3に示すように、制御装置80は、制御部81と、操作受付部82と、モータ駆動信号出力部83、モータ電流計測部(駆動電流計測手段)84と、給水弁駆動信号出力部86と、を有する。
操作受付部82は、リモコン87から入力される操作信号を制御部81に出力する部分である。モータ駆動信号出力部83は、制御部81から出力される制御信号に基づいて粉砕圧送用モータ52にモータ駆動信号を出力する部分である。モータ電流計測部84は、粉砕圧送用モータ52の駆動電流を計測し、制御部81に出力する部分である。給水弁駆動信号出力部86は、制御部81から出力される制御信号に基づいて給水弁4aに給水弁駆動信号を出力する部分である。
制御部81は、操作受付部82、モータ電流計測部84、のそれぞれから出力される信号を受け取って所定の情報処理を行い、その情報処理の結果実行する制御に応じた制御信号をモータ駆動信号出力部83、及び給水弁駆動信号出力部86のそれぞれに出力する。制御部81は、モータ電流変位計測手段81aと、モータ電流変位判定手段81bと、洗浄量設定手段81cと、を有する。
モータ電流変位計測手段81aは、モータ電流計測部84からの信号を受けて、粉砕圧送用モータ52の駆動電流の計測値を取得する。モータ電流変位判定手段81bは、モータ電流変位計測手段81aが取得した計測値が汚物量大小判別閾値よりも小さいか否かを判定する。洗浄量設定手段81cは、モータ電流変位手段91bの判定結果に基づいて、給水量を設定し、給水弁駆動信号出力部86へ制御信号を送信する。
次に、本発明の実施の形態に係る水洗圧送式便器の動作の具体例について、図4を用いて説明する。図4は、本発明の実施の形態に係る水洗圧送式便器の動作の具体例を例示するフローチャートである。
まず、水洗圧送式便器1の電源を入れると(ステップS10)、水洗圧送式便器1は、待機状態になる(ステップS12)。このとき、便器本体20は溜水24により封水が形成された状態であり、貯留槽51内の水位は、待機水位L1である(図2参照)。なお、このとき電源を切ると、水洗圧送式便器1は運転を終了する。
続いて、使用者によって便器本体20を流すためのリモコン87の洗浄操作スイッチがオンされると、制御装置80は、リモコン87から便器洗浄信号を受信する(ステップS14)。そして、制御装置80が給水弁4aを開弁させるために給水弁4aへ給水弁駆動開始信号を出力することで、洗浄水が便器本体20へ給水され、便器本体20の前洗浄が実行される(ステップS16)。前洗浄では、例えば、0.5リットルの洗浄水が給水される。これにより、便器本体20のボウル部21内の固形物や汚水は、排水路23を通り、貯留槽51の粉砕室64内へと排出される。
続いて、制御装置80は、粉砕圧送用モータ52へモータ駆動開始信号を出力する(ステップS18)。これにより、粉砕圧送用モータ52が駆動を開始し、パルセータ61およびインペラ70が回転駆動を開始する。パルセータ61およびインペラ70が回転駆動することにより、粉砕室64内に捕捉された固形物の粉砕や、貯留槽51内において粉砕室64内から粉砕室64外へと流れ出てきた固形物及び汚水の圧送が実行される。
続いて、粉砕圧送用モータ52の駆動開始から1秒経過したか否かを判断する(ステップS20)。粉砕圧送用モータ52の駆動開始から1秒経過していない場合(ステップS20:No)、粉砕圧送用モータ52の駆動開始から1秒経過するまでステップS20を繰り返す。一方、粉砕圧送用モータ52の駆動開始から1秒経過した場合(ステップ20:Yes)、制御装置80は、粉砕圧送用モータ52の駆動電流Iが汚物量大小判別閾値(本実施形態では、0.4A)よりも小さいか否かを判定する(ステップS22)。ここで、制御装置80を介して粉砕圧送用モータ52に印加される電圧は、一定電圧であるため、粉砕圧送用モータ52の駆動電流Iは、汚物量により変化する。具体的には、汚物量が多い場合は、粉砕圧送用モータ52の仕事量は多くなる。その結果、粉砕圧送用モータ52の駆動電流Iは高くなる。すなわち、汚物量が少ない場合よりも多い場合の方が、粉砕圧送用モータ52の仕事量は多く、粉砕圧送用モータ52の駆動電流Iは高くなる。
ステップS22において、粉砕圧送用モータ52の駆動電流Iが汚物量大小判別閾値(本実施形態では、0.4A)よりも小さい場合(ステップS22:Yes)は、制御装置80は、粉砕圧送用モータ52の駆動開始から3秒経過したか否かを判断する(ステップS24)。粉砕圧送用モータ52の駆動開始から3秒経過していない場合は(ステップS24:No)、ステップS22に戻る。一方、粉砕圧送用モータ52の駆動開始から3秒経過した場合(ステップS24:Yes)、制御装置80は、汚物量が「小」であると判定する(ステップS26)。そして、制御装置80は、小洗浄モードを実行する(ステップS28)。具体的には、制御装置80は、給水弁4aの開弁時間に基づいて小洗浄モードに対応した給水量(本実施形態では、3.6リットル)が給水されると、給水弁4aが閉弁するように、給水弁4aへ給水弁駆動停止信号を出力する。ここで、小洗浄モードに対応した給水量に、前洗浄にて給水された給水量(本実施形態では、0.5リットル)は含まれている。続いて、制御装置80は、汚物量が「小」であると判定してから所定時間(本実施形態では、11秒)経過すると、粉砕圧送用モータ52にモータ駆動停止信号を出力し、粉砕圧送用モータ52の駆動を停止させ、便器本体20の洗浄を終了する(ステップS30)。その後、ステップS12へ戻り待機状態となる(ステップS16)。
ステップS22において、粉砕圧送用モータ52の駆動電流Iが汚物量大小判別閾値(本実施形態では、0.4A)よりも大きい場合(ステップS22:No)は、制御装置80は、汚物量が「大」であると判定する(ステップS32)。そして、制御装置80は、大洗浄モードを実行する(ステップS34)。具体的には、制御装置80は、給水弁4aの開弁時間に基づいて大洗浄モードに対応した給水量(本実施形態では、5.5リットル)が給水されると、給水弁4aが閉弁するように、給水弁4aへ給水弁駆動停止信号を出力する。ここで、大洗浄モードに対応した給水量に、前洗浄にて給水された給水量(本実施形態では、0.5リットル)は含まれている。続いて、制御装置80は、汚物量が「大」であると判定してから所定時間(本実施形態では、22秒)経過すると、粉砕圧送用モータ52にモータ駆動停止信号を出力し、粉砕圧送用モータ52の駆動を停止させ、便器本体20の洗浄を終了する(ステップS36)。その後、ステップS12へ戻り待機状態となる(ステップS16)。
このように、本実施形態に係る水洗圧送式便器1は、前洗浄として、給水装置4により所定量(例えば、0.5リットル)の洗浄水を給水させ、粉砕圧送用モータ52を駆動する。そして、制御装置80によりモータ電流計測部84の計測値I、すなわち圧送粉砕用モータ52の駆動電流値に基づいて、給水装置4の給水量を制御する。具体的には、制御装置80によりモータ電流計測部84の計測値Iが汚物量大小判別閾値よりも小さいか否かを判定し、制御装置80はモータ電流計測部84の計測値Iが汚物量大小判別閾値よりも小さい場合には、給水量が3.6Lである小洗浄モードを実行する。一方、制御装置80はモータ電流計測部84の計測値Iが汚物量大小判別閾値よりも大きい場合には、給水量が5.5Lである大洗浄モードを実行する。すなわち、汚物量に応じて、給水量を設定することができる。よって、本実施形態に係る水洗圧送式便器1では、最適な洗浄制御を実現することができる。
また、汚物を貯留槽51へ排出させた後に、モータ電流計測部84により粉砕圧送用モータ52の駆動電流を計測するため、計測値Iに基づいて精度良く汚物量の判定を行うことができる。また、大洗浄モードと小洗浄モードとは、モータ電流計測部84の計測値Iによって選択可能に構成されているので、汚物量に基づいて給水量の異なるモードを実行することができる。従って、汚物量が多い場合と汚物量が少ない場合とで大洗浄モードと小洗浄モードとを使い分けることができる。よって、精度良く最適な洗浄制御を実現することができる。
また、制御手段80は、モータ電流計測部84の計測値に基づいて粉砕圧送用モータ52の駆動時間を制御するため、汚物量に応じて適切にインペラ70およびパルセータ61の駆動時間を制御することができ、貯留槽51内の汚水および汚水に含まれる固形物を排出することができる。
なお、本実施形態に係る水洗圧送式便器1において、さらに報知部を設け、報知部により水洗圧送式便器1の電源がオンとなっていることなどを使用者や作業者に報知してもよい。
また、本実施形態に係る水洗圧送式便器1において、水洗圧送式便器1を設置する際に、汚物量大小判別閾値を施工時に設定することが好ましい。具体的には、例えば、汚物を排泄していない状態で、給水装置4により所定量の洗浄水を給水させ、粉砕圧送用モータ52を駆動させる。そのときのモータ電流計測部84の計測値Iを取得し、この計測値Iに基づいて、汚物量大小判別閾値を設定する。
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
1 水洗圧送式便器
11 給水ホース
12 排水ホース
20 便器本体
21 ボウル部
22 排出口
23 排水路
24 溜水
3 給水管
4 給水装置(給水手段)
4a 給水弁
50 圧送装置
51 貯留槽
52 粉砕圧送用モータ
53 圧送配管
60 粉砕部
61 パルセータ(粉砕手段)
62 孔
63 スクリーン
64 粉砕室
70 インペラ(圧送手段)
71 回転軸
80 制御装置(制御手段)
81 制御部
81a モータ電流変位計測手段
81b モータ電流変位判定手段
81c 洗浄量設定手段
82 操作受付部
83 モータ駆動信号出力部
84 モータ電流計測部(駆動電流計測手段)
86 給水弁駆動信号出力部
87 リモコン

Claims (3)

  1. 便器本体と、
    前記便器本体に水を供給する給水手段と、
    前記便器本体の排出口に連通し前記排出口から排出された汚水および前記汚水に含まれる固形物を貯留する貯留槽と、
    前記貯留槽の内部に設けられ、前記固形物を粉砕する粉砕手段を有する粉砕部と、
    前記貯留槽の内部に設けられ、前記汚水と前記粉砕手段により粉砕された前記固形物とを前記貯留槽と接続された圧送配管を通して前記貯留槽の外部へ圧送する圧送手段と、
    前記粉砕手段および前記圧送手段を駆動するモータと、
    前記モータの駆動電流を計測する駆動電流計測手段と、
    前記給水手段および前記モータの動作を制御して前記貯留槽内の汚水および前記汚水に含まれる固形物を排出する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、前記駆動電流計測手段の計測値に基づいて前記給水手段の給水量を制御することを特徴とする水洗圧送式便器。
  2. 前記制御手段は、所定量を給水させ前記モータを駆動し、前記計測値が汚物量大小判別閾値よりも大きい場合に前記給水手段により第1水量を給水する第1水量モードを実行し、前記計測値が前記汚物量大小判別閾値よりも小さい場合に前記給水手段により前記第1水量よりも少ない第2水量を給水する第2水量モードを実行することを特徴とする請求項1に記載の水洗圧送式便器。
  3. 前記制御部は、前記駆動電流計測手段の計測値に基づいて前記モータの駆動時間を制御することを特徴とする請求項2に記載の水洗圧送式便器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105908819A (zh) * 2016-06-19 2016-08-31 刘庆芳 自动冲水防堵便池

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