JP7247478B2 - 水洗大便器 - Google Patents

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Description

開示の実施形態は、水洗大便器に関する。
従来、タンクに貯留された洗浄水を便器本体へ供給することで便器本体を洗浄(以下、「便器洗浄」という)する水洗大便器には、節水化のために、便器本体に投棄される汚物の量に応じて便器本体へ供給する洗浄水の水量(以下、「洗浄水量」という)を変更するものがある(たとえば、特許文献1参照)。なお、以下では、使用者の***物の他、トイレットペーパーなど***行為に伴い投棄される物を総称して「汚物」という。
特開2011-58201号公報
たとえば、前回の便器洗浄から長時間経過して排水配管に停滞している汚物の背負い水(汚物の後方に溜まっている水)が減少している場合、背負い水が減少している汚物は、次回の便器洗浄によっても搬送されにくい状態にある。このように、排水配管において搬送されにくい状態の汚物がいつまでも停滞していると、停滞している汚物に後続する汚物が重なり、排水配管のつまりが発生する可能性が高まる。
上記した従来の水洗大便器は、汚物の量に適した搬送性能を有するものであるが、排水配管において搬送されにくい状態の汚物を搬送するような搬送性能を有するものではないため、排水配管のつまりを抑制するという点については改良の余地があった。
実施形態の一態様は、節水化を実現しつつ排水配管のつまりを抑制することができる水洗大便器を提供することを目的とする。
実施形態の一態様に係る水洗大便器は、便器本体と、前記便器本体へ供給する洗浄水を貯留するタンクと、前記タンクの排水口を開閉して前記タンクから前記便器本体への洗浄水の供給による便器洗浄を実施させる排水弁装置と、前記タンクに対する給水制御を行うタンク給水制御部とを備え、前記タンク給水制御部は、便器洗浄が前回実施されてから所定時間以上実施されない場合、前記タンクへの追加給水を行い、次回の便器洗浄において前記タンクから前記便器本体へ供給する洗浄水の水量を増やすことを特徴とする。
かかる構成によれば、前回の便器洗浄から所定時間以上経過している場合には次回の便器洗浄においてタンクから便器本体へ供給される洗浄水の水量(洗浄水量)が増加しているため、排水配管において搬送されにくい状態の汚物を搬送することができる。このように、毎回ではなく、便器洗浄が前回実施されてから所定時間以上実施されないような、搬送されにくい状態の汚物が排水配管内に存在するおそれがある状況のときにタンクへの追加給水を行うため、節水化を実現しつつ排水配管のつまりを抑制することができる。
また、タンクへの追加給水によって次回の便器洗浄時の洗浄水量が増えるため、汚物の搬送性能を向上させることができ、排水配管のつまりを抑制することができる。
また、前記タンク給水制御部は、次回の便器洗浄が開始される前に、前記タンクへの追加給水を行い、前記タンク内の止水水位を上昇させることを特徴とする。
かかる構成によれば、タンク内の止水水位を上昇させることで次回の便器洗浄における洗浄水量が増えるため、高いヘッド圧を確保することができ、汚物の搬送性能をさらに向上させることができる。
また、前記タンク給水制御部は、便器洗浄が前回実施されてから所定時間経過したときに前記タンクへの追加給水を行うことを特徴とする。
かかる構成によれば、便器洗浄が前回実施されてから所定時間経過したとき、すなわち、搬送されにくい状態の汚物が排水配管内に存在するおそれがある状況のときにタンクへの追加給水を行うため、必要な場合により的確にタンクへの追加給水を行うことができる。
また、使用者を検知する人体検知部をさらに備え、前記タンク給水制御部は、便器洗浄が前回実施されてから所定時間以上経過した状態において前記人体検知部によって使用者が検知されたときに前記タンクへの追加給水を行うことを特徴とする。
かかる構成によれば、上記同様、便器洗浄が前回実施されてから所定時間経過したとき、すなわち、搬送されにくい状態の汚物が排水配管内に存在するおそれがある状況のときにタンクへの追加給水を行うため、必要な場合により的確にタンクへの追加給水を行うことができる。また、使用者が便器本体の近くにいる状態でタンクへの追加給水を行うため、使用者が便器本体の近くにいない状態でタンクへの追加給水が行われることによる不快感を低減することができる。
また、前記タンク給水制御部は、次回の便器洗浄において前記排水弁装置が前記排水口を開弁してから前記タンク内の水位が止水水位の半分の高さに到達するまでに前記タンクへの追加給水を行うことを特徴とする。
かかる構成によれば、次回の便器洗浄における洗浄水量が増えるため、汚物の搬送性能を向上させることができる。また、タンク内の止水水位が上昇しないため、タンクのローシルエット化を実現しつつ排水配管のつまりを抑制することができる。
実施形態の一態様によれば、節水化を実現しつつ排水配管のつまりを抑制することができる。
図1は、第1の実施形態に係る水洗大便器の説明図である。 図2Aは、排水配管に停滞している汚物の説明図(その1)である。 図2Bは、排水配管に停滞している汚物の説明図(その2)である。 図3は、第1の実施形態に係る水洗大便器の制御系の一例を示すブロック図である。 図4は、第1の実施形態に係る水洗大便器の便器洗浄動作の一例を示すフローチャートである。 図5は、第1の実施形態に係る水洗大便器におけるタンクへの追加給水の説明図である。 図6は、第2の実施形態に係る水洗大便器の制御系の一例を示すブロック図である。 図7は、第2の実施形態に係る水洗大便器の便器洗浄動作の一例を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する水洗大便器の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
<第1の実施形態>
図1を参照して第1の実施形態に係る水洗大便器1について説明する。図1は、第1の実施形態に係る水洗大便器1の説明図である。なお、図1には、水洗大便器1の側断面(一部)を示している。
また、図1には、説明の便宜上、互いに直交するX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向を規定し、3次元の直交座標系を図示している。直交座標系は、X軸の正方向を「右」、X軸の負方向を「左」、Y軸の正方向を「前」、Y軸の負方向を「後」、Z軸の正方向を「上」、およびZ軸の負方向を「下」と規定している。このため、以下の説明では、X軸方向を左右方向、Y軸方向を前後方向、Z軸方向を上下方向という場合がある。また、かかる直交座標系は、他の図面においても示している場合がある。
図1に示すように、水洗大便器1は、便器本体2と、タンク3とを備える。便器本体2は、トイレ室の床面F上に設置される。なお、図1には、便器本体2として、床置き式のものを示しているが、これに限定されず、便器本体2は、壁掛け式などでもよい。また、便器本体2は、陶器製、樹脂製、または陶器および樹脂のハイブリッド製である。また、便器本体2は、便蓋が取り付けられてもよい。なお、図1においては、便器本体2から便座を省略している。
便器本体2は、ボウル部21と、排水トラップ管路23とを備える。ボウル部21は、汚物受け面21aと、溜め水部21bと、リム部22とを備える。汚物受け面21aは、便器本体2上部に凹状に形成され、汚物を受ける。溜め水部21bは、ボウル部21下部に設けられ、洗浄水Wが便器洗浄後に所定量貯留され溜め水面を形成する。
リム部22は、ボウル部21上部の外側部の全周にわたって設けられる。リム部22は、便器本体2の上縁部を形成する。排水トラップ管路23は、入口23aが溜め水部21bに接続され、出口23bが排水ソケット24に接続される。排水トラップ管路23は、入口23aと出口23bとの間の中途位置に形成される逆U字状のトラップ部となる。排水トラップ管路23は、排水ソケット24を介して建物の排水配管40に接続される。
タンク3は、便器本体2の上面後部に設けられ、矩形箱状に形成され便器本体2へ供給する洗浄水Wを貯留する。タンク3は、タンク本体31と、オーバーフロー管32と、洗浄操作部33と、タンク給水部34と、排水弁装置35とを備える。タンク本体31は、後述するタンク給水部34から水(洗浄水W)が供給される。
オーバーフロー管32は、タンク本体31内において洗浄水Wの水位が上昇した場合に、後述する排水弁装置35が駆動することなく、上端開口から流れ込んだ洗浄水をボウル部21の汚物受け面21aへ排出する。洗浄操作部33は、たとえば、タンク本体31の左右いずれかの外側部に設けられる。
洗浄操作部33は、たとえば、操作レバーである。洗浄操作部33は、使用者に操作されることで、タンク本体31から便器本体2のボウル部21への洗浄水Wの供給による便器洗浄が実施される。なお、洗浄操作部33は、操作レバーなどのような使用者の手動によって便器洗浄を実施させるものの他、たとえば、リモコンのスイッチ操作や、着座センサのような使用者を検知するセンサの人体検知によって便器洗浄を実施させるものでもよい。
タンク給水部34は、タンク本体31内に設けられ、給水源Sから供給される洗浄水Wをタンク本体31内へ供給する。タンク給水部34は、後述するタンク給水制御部57(図3参照)によって電気的に駆動制御される。排水弁装置35は、タンク本体31内の底面上に設けられる。排水弁装置35は、タンク本体31内の底面に形成された排水口31aを開閉して便器洗浄を実施させる。排水弁装置35は、洗浄操作部33によって、機械的に駆動されてもよいし、電気的に駆動されてもよい。
このように、水洗大便器1においては、便器洗浄が実施される場合、使用者が洗浄操作部33を操作すると、排水弁装置35が開弁して排水口31aが開放される。排水口31aが開放されると、タンク本体31内に貯留された洗浄水Wが排水口31aから排出され、排出された洗浄水Wが便器本体2のボウル部21へ供給される。排水弁装置35が閉弁して排水口31aが閉止されると、便器洗浄が終了する。便器洗浄は、たとえば、ボウル部21内においてサイホン作用を利用することにより汚物を排水トラップ管路23へ押し流す。
また、ボウル部21は、たとえば、ゼット吐水口と、リム吐水口とを備える。ゼット吐水口は、排水トラップ管路23の入口23aへ向けて洗浄水を吐出する。リム吐水口は、ボウル部21の上縁部に形成されたリム部22から洗浄水を吐出してボウル部内に洗浄水の旋回流を形成する。
水洗大便器1は、ボウル部21から汚物を排出する場合には、まず、リム吐水口から洗浄水を吐出するリム給水を行い、ボウル部21を洗浄しつつ、汚物をボウル部21の中央付近に集める。次いで、水洗大便器1は、ゼット吐水口から洗浄水を吐出して、サイホン作用を発生させつつ、ボウル部21内の汚物をサイホン作用を利用して排水トラップ管路23へ引き込んで排出する。次いで、水洗大便器1は、リム吐水口から洗浄水を吐出するリム給水を行い溜め水の水位が所定水位となるように、洗浄水によって封水する。
また、図1に示すように、水洗大便器1は、便器本体2が、たとえば、床面F下に配設された建物の排水配管40に接続される。排水配管40は、所定角度の下り傾斜で配設され、上から下へ向けて汚物が搬送される。
排水配管40には、使用者や建物の問題により、所望の搬送能力が発揮されないことから、排水配管40において停滞している汚物41が発生することがある。
ここで、図2Aおよび図2Bを参照して排水配管40に停滞している汚物41について説明する。図2Aおよび図2Bは、排水配管40に停滞している汚物41の説明図である。なお、図2Aには、汚物41の背負い水Waが所定量以上ある状態を示し、図2Bには、汚物41の背負い水Waが減少している状態を示している。図2Aに示すように、排水配管40に停滞している汚物41の搬送方向Dとは反対側となる後方には、背負い水Waが存在している。
汚物41の背負い水Waは、時間の経過と共に減少していき、所定時間(たとえば、6時間程度)経過すると、図2Bに示すように、汚物41が収縮して、背負い水Waがほとんど存在しない状態となる。このように、汚物41の背負い水Waが減少している状態は、次回の便器洗浄における洗浄水W(図1参照)によっても汚物41が搬送されにくい状態であり、停滞している汚物41に次回の便器洗浄による汚物が重なるなど、排水配管40につまりが発生する可能性が高まる。
たとえば、水洗大便器1の施工時などにおいて、タンク3への追加給水が行えるモード(追加給水モード)に設定することが可能である。このため、第1の実施形態に係る水洗大便器1においては、前回の便器洗浄から所定時間以上経過している場合には、図1に示すように、次回の便器洗浄においてタンク3への追加給水を行うことで、第1の(通常の)止水水位WL1から第2の止水水位WLへと上昇させる。これにより、高いヘッド圧を確保するとともに、洗浄水量を増やすことで排水配管40に停滞している汚物41を搬送可能に構成される。なお、タンク3への追加給水については、図5を用いて後述する。
図1に戻り、水洗大便器1は、制御部50を備える。制御部50は、タンク3への洗浄水Wの給水や追加給水を制御する。
次に、図3を参照して制御部50について説明する。図3は、第1の実施形態に係る水洗大便器1の(制御部50を中心とする)制御系の一例を示すブロック図である。図3に示すように、制御部50は、計時部51と、記憶部52と、便器洗浄検知部53とを備える。計時部51は、時刻を計時する。記憶部52は、計時部51によって計時された時刻を記憶する。
便器洗浄検知部53は、使用者による洗浄操作部33(図1参照)の操作を検知する。また、制御部50は、経過時間測定部54と、超過判定部55と、タンク給水制御部57とを備える。経過時間測定部54は、計時部51、記憶部52および便器洗浄検知部53からそれぞれ出力される信号に基づいて、前回の便器洗浄が実施された時刻を測定するとともに、次回の便器洗浄が実施された時刻を測定する。
超過判定部55は、経過時間測定部54によって測定された前回の便器洗浄から所定時間以上経過したか否かを判定する。タンク給水制御部57は、タンク給水部34を駆動制御する。タンク給水制御部57は、タンク3(図1参照)に対する給水制御を行う。制御部50においては、超過判定部55は、前回の便器洗浄から所定時間以上経過したと判定した場合にタンク給水制御部57へ信号を出力する。タンク給水制御部57は、超過判定部から信号を受け取ると、タンク3への追加給水を行うようタンク給水部34へ信号を出力する。
すなわち、タンク給水制御部57は、便器洗浄が前回実施されてから所定時間以上次回の便器洗浄が実施されない場合、タンク給水部34を制御してタンク3への追加給水を行い、次回の便器洗浄において洗浄水量を増やしている。
この場合、タンク給水制御部57は、次回の便器洗浄が開始される前にタンク3への追加給水を行い、次回の便器洗浄が開始される前にタンク3内の止水水位を上昇させる。具体的には、タンク給水制御部57は、便器洗浄が前回実施されてから所定時間経過したときにタンク3への追加給水を行う。なお、前回の便器洗浄から2時間程度経過したときにタンク3への追加給水を行うことが、排水配管40に停滞している汚物41を搬送するためには好ましい。
また、図3に示すように、制御部50は、人体検知部56を備える。人体検知部56は、たとえば、使用者がトイレ室に入室したことを検知する入室センサでもよいし、使用者が便座に着座したことを検知する着座センサでもよい。
この場合、タンク給水制御部57は、便器洗浄が前回実施されてから所定時間以上経過した状態において人体検知部56によって使用者が検知されたときにタンク3への追加給水を行う。
次に、図4および図5を参照して水洗大便器1の便器洗浄動作について説明する。図4は、第1の実施形態に係る水洗大便器1の便器洗浄動作の一例を示すフローチャートである。図5は、第1の実施形態に係る水洗大便器1におけるタンク3への追加給水の説明図である。なお、図5には、タンク3の正面(断面)を模式的に示している。
図4に示すように、制御部50において、まず、前回の便器洗浄が実施されてから人体検知部56によって使用者が検知されると(ステップS101)、経過時間測定部54によって測定された時間に基づいて、超過判定部55によって前回の便器洗浄から所定時間以上経過したか否かが判定される(ステップS102)。
次いで、ステップS102の処理において超過判定部55によって所定時間以内と判定された場合(ステップS102:No)、計時部51によって計時された時刻が記憶部52に記憶される(ステップS103)。次いで、使用者による便器洗浄操作が行われると(ステップS104)、排水弁装置35が駆動して(ステップS105)、便器洗浄が実施される。
また、ステップS102の処理において超過判定部55によって所定時間以上と判定された場合(ステップS102:Yes)には、タンク給水制御部57によるタンク給水部34の駆動制御によってタンク3への追加給水が行われる(ステップS106)。これにより、タンク3内の洗浄水の水位が上昇する(ステップS107)。次いで、使用者による便器洗浄操作が行われると(ステップS108)、排水弁装置35が駆動して(ステップS109)、洗浄水量が増えた状態で便器洗浄が実施される。
ここで、図5に示すように、タンク3への追加給水が行われると、通常の便器洗浄時の高さH1に設定されたタンク3(タンク本体31)内の洗浄水の水位WL1は、高さH1よりも高い高さH2に設定された水位WL2まで上昇する。このため、洗浄水量が増えるとともに、高いヘッド圧を確保することができる。また、タンク3内における高さH3に設定された死水水位DWL分の洗浄水を使いきることで、洗浄水量をさらに増やすことができ、汚物41の搬送性能をさらに向上させることができる。
上記した第1の実施形態によれば、前回の便器洗浄から所定時間以上経過している場合には次回の便器洗浄において洗浄水量が増加しているため、時間の経過により排水配管40(図1参照)に停滞している汚物41の背負い水Wa(図2Aおよび図2B参照)が減少しているような搬送されにくい状態の汚物41を確実に搬送することができる。このように、毎回ではなく、便器洗浄が前回実施されてから所定時間以上実施されないような、搬送されにくい状態の汚物が排水配管40内に存在するおそれがある状況のときにタンク3への追加給水を行うため、節水化を実現しつつ排水配管40のつまりを抑制することができる。
また、タンク3への追加給水によって次回の便器洗浄における洗浄水量が増えるため、汚物41の搬送性能を向上させることができ、排水配管40のつまりを抑制することができる。
また、次回の便器洗浄が開始される前にタンク3への追加給水を行いタンク3内の止水水位を上昇させることで次回の便器洗浄における洗浄水量が増えるため、高いヘッド圧を確保することができ、汚物41の搬送性能をさらに向上させることができる。
また、便器洗浄が前回実施されてから所定時間経過したときにタンク3への追加給水を行うことで、便器洗浄が前回実施されてから所定時間経過したとき、すなわち、搬送されにくい状態の汚物41が排水配管40内に存在するおそれがある状況のときにタンク3への追加給水を行うため、必要な場合により的確にタンク3への追加給水を行うことができる。
また、人体検知部56によって使用者が検知されたときにタンク3への追加給水を行うことで、上記同様、便器洗浄が前回実施されてから所定時間経過したとき、すなわち、搬送されにくい状態の汚物41が排水配管40内に存在するおそれがある状況のときにタンク3への追加給水を行うため、必要な場合により的確にタンク3への追加給水を行うことができる。
また、使用者が便器本体2の近くにいる状態でタンク3への追加給水を行うため、使用者が便器本体2の近くにいない状態でタンク3への追加給水が行われるなど、人がいないトイレ室で便器洗浄が突然開始されることによる不快感を低減することができる。
なお、上記した第1の実施形態では、前回の便器洗浄から所定時間以上経過した場合に一度にタンク3への追加給水を行うが、たとえば、所定時間を複数に分けて段階的に追加給水を行う構成としてもよい。この場合、たとえば、2時間、4時間、6時間のように、時間の経過により状態が悪化している汚物41に応じた洗浄水量で便器洗浄を行うことができる。たとえば、前回の便器洗浄から2時間経過した汚物41には少ない追加給水を行い、6時間経過した汚物41には2時間や4時間経過した場合よりも多い追加給水を行う。これにより、節水性をさらに向上させることができる。
<第2の実施形態>
次に、図6および図7を参照して第2の実施形態に係る水洗大便器について説明する。図6は、第2の実施形態に係る水洗大便器の(制御部50を中心とする)制御系の一例を示すブロック図である。図7は、第2の実施形態に係る水洗大便器の便器洗浄動作の一例を示すフローチャートである。
なお、以下で説明する第2の実施形態に係る水洗大便器は、上記した第1の実施形態と制御部50においてタンク3内の洗浄水の水位を検知する手段を備える点で異なる。このため、第2の実施形態に係る水洗大便器において上記した第1の実施形態に係る水洗大便器1と同一または同等の箇所には同一の符号を付してこれらの説明を省略する場合がある。
図6に示すように、制御部50は、水位測定部58と、到達判定部59とをさらに備える。水位測定部58は、タンク3(タンク本体31)内の洗浄水の水位を測定する。到達判定部59は、水位測定部58による測定結果に基づいて、タンク3内の洗浄水の水位が止水水位の半分の高さまで到達したか否かを判定する。
タンク給水制御部57は、次回の便器洗浄において排水弁装置35が排水口31aを開弁してから、すなわち、便器洗浄が開始されてから、タンク3内の水位が止水水位の半分の高さまで到達するまでの間にタンク3への追加給水を行う。
図7に示すように、制御部50において、まず、前回の便器洗浄が実施されてから人体検知部56によって使用者が検知されると(ステップS201)、経過時間測定部54によって測定された時間に基づいて、超過判定部55によって前回の便器洗浄から所定時間以上経過したか否かが判定される(ステップS202)。
次いで、ステップS202の処理において超過判定部55によって所定時間以内と判定された場合(ステップS202:No)、計時部51によって計時された時刻が記憶部52に記憶される(ステップS203)。次いで、使用者による便器洗浄操作が行われると(ステップS204)、排水弁装置35が駆動して(ステップS205)、便器洗浄が実施される。
また、ステップS202の処理において超過判定部55によって所定時間以上と判定された場合(ステップS202:Yes)に便器洗浄操作が行われると(ステップS206)、排水弁装置35が駆動して(ステップS207)、便器洗浄が実施される。次いで、水位測定部58によってタンク3内の洗浄水の水位の下降開始が検知されると(ステップS208)、タンク給水制御部57によるタンク給水部34の駆動制御によってタンク3への追加給水が行われる(ステップS209)。
次いで、到達判定部59によってタンク3内の水位が止水水位の半分の高さまで到達したと判定される(ステップS210:Yes)までの間に追加給水が終了する。なお、タンク3内への追加給水は、到達判定部によって水位が止水水位の半分の高さまで到達したと判定されたときには完全に終了している。また、到達判定部59によってタンク3内の水位が止水水位の半分の高さまで到達していない判定されている間は(ステップS210:No)、到達したと判定されるまでステップS210の処理を繰り返す。
上記した第2の実施形態によれば、タンク3への追加給水によって次回の便器洗浄における洗浄水量が増えるため、汚物41の搬送性能を向上させることができる。また、便器洗浄が開始されることで水位が下降しているときに追加給水を行うため、タンク3内の止水水位が上昇しない。これにより、タンク3のローシルエット化を実現しつつ、すなわち、デザイン性を維持しつつ排水配管40のつまりを抑制することができる。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
1 水洗大便器
2 便器本体
3 タンク
31a 排水口
35 排水弁装置
56 人体検知部
57 タンク給水制御部

Claims (1)

  1. 便器本体と、
    前記便器本体へ供給する洗浄水を貯留するタンクと、
    前記タンクの排水口を開閉して前記タンクから前記便器本体への洗浄水の供給による便器洗浄を実施させる排水弁装置と、
    前記タンクに対する給水制御を行うタンク給水制御部と
    を備え、
    前記タンク給水制御部は、
    便器洗浄が前回実施されてから所定時間以上実施されない場合、次回の便器洗浄において、便器洗浄が開始され前記排水弁装置が前記排水口を開弁してから、前記タンク内の水位を測定する水位測定部が該水位の下降を検知し、前記タンク内の水位の下降が通常の止水水位の半分の高さに到達し、前記タンク内の水位が前記通常の止水水位の半分の高さに到達したか否かを判定する到達判定部が到達判定するまでの間に前記タンクへの追加給水を行い、当該次回の便器洗浄において前記タンクの前記排水口から前記便器本体へ供給する洗浄水の水量を増やすこと
    を特徴とする水洗大便器。
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