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発明の名称 便座又は便蓋の位置検出装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2004−223049(P2004−223049A)
公開日 平成16年8月12日(2004.8.12)
出願番号 特願2003−15878(P2003−15878)
出願日 平成15年1月24日(2003.1.24)
代理人
発明者 植田 英樹 / 吉田 慎也
要約 課題
オイルダンパー機構内部に永久磁石を埋め込むのでは、ばらつきで永久磁石の磁力が弱い場合には、オイルダンパー機構自体を取り替えなければならなかった。またオイルダンパー機構自体の緩閉止機能に不具合が生じた場合もオイルダンパーだけでなく、永久磁石及びホールICを交換しなければならず、メンテナンス費用が高価となっていた。

解決手段
便座又は便蓋の開閉を制御するオイルダンパー式の緩閉止ユニットの回転軸に回動不能に取付けられる永久磁石と、前記オイルダンパー式の緩閉止ユニットを嵌装すると共に前記永久磁石の位置を非接触で検出する磁気検出手段とを有する支持台とで構成することによって、オイルダンパー機構、永久磁石、ホールIC等の非接触の磁気検出手段を個々に取り替え可能な便座または便蓋の位置検出装置を提供する。
特許請求の範囲
【請求項1】
便座又は便蓋の開閉を制御するオイルダンパー式の緩閉止ユニットの回転軸に回動不能に取付けられる永久磁石と、前記オイルダンパー式の緩閉止ユニットを嵌装すると共に前記永久磁石の位置を非接触で検出する磁気検出手段とを有する支持台とで構成したことを特徴とする便座又は便蓋の位置検出装置。
【請求項2】
請求項1記載の便座又は便蓋の位置検出装置において、前記取付台に対し前記オイルダンパー式の緩閉止ユニット、前記磁気検出手段の夫々を取り外し可能に構成したことを特徴とする便座又は便蓋の位置検出装置。
【請求項3】
請求項1若しくは請求項2記載の便座又は便蓋の位置検出装置において、前記オイルダンパー式の緩閉止ユニットに対し前記永久磁石を取り外し可能に構成したことを特徴とする便座又は便蓋の位置検出装置
【請求項4】
請求項3記載の便座又は便蓋の位置検出装置において、前記オイルダンパー式の緩閉止ユニットに対し前記回転軸を取り外し可能とし、該回転軸に対し前記永久磁石を取り外し不能に構成したことを特徴とする便座又は便蓋の位置検出装置
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は便座又は便蓋の位置を検出することで便器の状態に応じた制御を行う便器装置に関するもので、より具体的には便座又は便蓋の開閉検出機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来よりトイレ空間での自動化が進み、暖房便座、温水洗浄便座、便座・便蓋の自動開閉装置などが装備されるようになった。ところが、これらの機能を常時作動させておくことはエネルギーの浪費となるから、便器を使用しないときは具備された機能を低レベルにおくか、停止させることが望ましい。そこで便蓋の閉止は、便器が使用されていないときを判断する一つの表象であるとして、便蓋が閉止位置であることを検知する手段が要求されてきた。同様に便座の開放は男子小用として便器が使用されていることを判断するひとつの表象であるとして、便座が開放位置であることを検知する手段も合わせて要求されてきた。
【0003】
これを実現する手段として、便座又は便蓋側に永久磁石などの作用部材を設け、便座又は便蓋を回動自在に支持する装置本体側には操作片に対してマイクロスイッチを、また永久磁石に対してはリードスイッチまたはホールICなどの感応部材を装着して、便座の開放又は便蓋の閉止信号を発生させることが行われていた。ところが、便座又は便蓋と装置本体との相対位置は大きくばらつきことが知られており、確実に検知させるためには生産工程での寸法管理等が必要であり、極めて手間であった。(例えば、特許文献1参照)
【0004】
最近は便座・便蓋が静かに開閉するように便座・便蓋の回動軸に直結するダンパー機構が大抵の便器には備えられており、機械構成による確実さから、このダンパー機構に便座又は便蓋の位置を検知する手段を適用すると好適であることが知られている。(例えば、特許文献2参照)
【0005】
【特許文献1】
特開2002−291652公報
【特許文献2】
特開2001−87166号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、オイルダンパー機構内部に永久磁石を埋め込むのでは、ばらつきで永久磁石の磁力が弱い場合には、オイルダンパー機構自体を取り替えなければならなかった。またオイルダンパー機構自体の緩閉止機能に不具合が生じた場合もオイルダンパーだけでなく、永久磁石及びホールICを交換しなければならず、メンテナンス費用が高価となっていた。
【0007】
そこで本発明の目的は、オイルダンパー機構、永久磁石、ホールIC等の非接触の磁気検出手段を個々に取り替え可能な便座または便蓋の位置検出装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1に係る便座または便蓋の位置検出装置は、便座又は便蓋の開閉を制御するオイルダンパーの出力軸に回動不能に取付けられる永久磁石と、前記オイルダンパーを嵌装すると共に前記永久磁石の位置を非接触で検出する磁気検出手段とを有する支持台とで構成した。
また、請求項2に係る便座または便蓋の位置検出装置は、請求項1記載の便座又は便蓋の位置検出装置において、前記取付台に対し前記オイルダンパー、前記磁気検出手段の夫々を取り外し可能に構成した。
また、請求項3に係る便座または便蓋の位置検出装置は、請求項1若しくは請求項2記載の便座又は便蓋の位置検出装置において、前記オイルダンパーに対し前記永久磁石を取り外し可能に構成した。
また、請求項4に係る便座または便蓋の位置検出装置は、請求項3記載の便座又は便蓋の位置検出装置において、前記オイルダンパーに対し前記出力軸を取り外し可能とし、該出力軸に対し前記永久磁石を取り外し不能に構成した。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して実施例について説明する。
図1は本発明の便座又は便蓋の電動開閉装置又は便座又は便蓋の緩閉止装置を内蔵した便座装置10の斜視図、図2は便座又は便蓋の電動開閉装置又は便座又は便蓋の緩閉止装置の取付け位置を説明する為の分解斜視図、図3は便座用電動開閉装置30を内蔵した便座装置10の断面図、図4は便蓋用電動開閉装置130を内蔵した便座装置10の断面図である。図において、便器本体1の背部側のリムの上面を利用して暖房便座装置10のケーシング11を固定し、このケーシング11前側中央に凸収納部11aを形成し、この収納部11aの側壁11bに便座用電動開閉ユニット30、便蓋用電動開閉ユニット130を取付け、該電動開閉ユニット30、130に便座12及び便蓋13を夫々取付けている。
便座12及び便蓋13には、夫々の基端部に連結部12a、13a及び回動部12b、13bを設けており、連結部12aは後述するアシストユニット80を介して便座用電動開閉ユニット30の出力軸である回転軸40に回動不能に連結され、連結部13aは、便蓋用電動開閉ユニット130の出力軸140に連結した回転軸50に対し夫々回動不能に連結される。また、回動部12b、13bは、便座12及び便蓋13を開閉可能に支持するための支持軸50a(回転軸50の中途部に形成)、81a(回転軸40に連結した連結軸81の先端部81a)に対し夫々回動可能に連結される。なお図中150は電動開閉ユニット30、130を駆動するための駆動回路及びその回路を保護するためのポッティングケースである。
【0010】
図5に便座用電動開閉ユニット30の分解斜視図、図6に駆動モータ組品Aの分解斜視図、図7に遊星歯車組品Bの分解斜視図、図8に便座用電動開閉ユニットのケーシング31bを外した状態での平面図、図9にアシストユニット80の分解斜視図を示す。なお、図8の各歯車の歯数及び歯形状は実際のものとは異なる(例えば、小歯車32b、34bは実際には歯数7だが、図では歯数8として記載する)。
図示するように、電動開閉ユニット30は、外郭を形成するケーシング31(主ケース31a及び蓋ケース31bで構成)、駆動モータ組品A(図5に示すように駆動モータ組品Aは、DCブラシモータ等により構成される駆動モータ32、駆動モータ32の出力軸32aに圧入固定される小歯車32b、駆動モータ32にネジ等を用いて固定される第1歯車固定用スペーサ33、小歯車32bと噛み合う大歯車34a及び次段へ動力を伝達する為の小歯車34bを有する第1歯車34、第1歯車34の回動軸35、スペーサ33に固定される第1歯車34の軸受36から構成される。
なお、大歯車34a表面(駆動モータ側)にはリング状磁石34cを接着或いはかしめ等で一体化する。)、小歯車34bと噛み合う大歯車37a及び次段へ動力を伝達する為の小歯車37bを有する第2歯車37、小歯車37bと噛み合う大歯車38a及び次段へ動力を伝達する為の太陽歯車38bを有する第3歯車38、遊星歯車組品B(図6に示すように遊星歯車組品Bは、回転軸40、回転軸40に固定され便座12の回転位置を検出するためのリング状磁石61、設定以上の荷重が回転軸40にかかった場合にキャリア63に荷重を伝達しないためにトルクリミッターとして機能するトレランスリング62、トレランスリング62を介して回転軸40に連結されるキャリア63、キャリア63に設けた遊星軸63aに回動自在に取付けられる遊星歯車64、遊星歯車64のスラスト方向の動きを規制する軸受65と、遊星歯車64と噛み合う内歯車66、ケーシング31aに遊星歯車機構を回動不能に固定する為の取付スペーサ67とで構成される。)とで構成される。
【0011】
なお、小歯車32b、小歯車34b、小歯車37bは金属製、大歯車34a、大歯車37aは樹脂製とし、小歯車32bと大歯車34a、小歯車34bと大歯車37aはすば歯車とする。また、第3歯車38の大歯車38aと太陽歯車38bとを金属にて一体成形し、小歯車37bと大歯車38aは平歯車とする。更に遊星歯車64は金属製とし、内歯車66は樹脂製とする。なお、金属歯車はプレス焼結や射出焼結等の金属焼結や、冷間鍛造等によって成形することができる。また樹脂歯車との一体成形としてはインサート成形等で成形することができる。
このように平歯に比べ薄くても接触面積を確保できるはすば歯車を用いることで歯車自体を薄くしても歯車強度を確保することができ、減速歯車列をコンパクトすることができる。また接触面積の大きいはすば歯車を比較的高速回転となる第1、2列の減速歯車列に用いることでバックラッシュを小さくすることが可能となり伝達効率を上げることが出来る。また、はすば歯車部分の噛み合いを金属(小歯車)と樹脂(大歯車)にすることによって磨耗による熱の発生や騒音等を抑制することができる。また、比較的低速回転・高トルクとなる第3、4列の減速歯車を金属製とすることで歯車の破壊を抑制することができる。
【0012】
次に電動開閉ユニット30の組み立て手順について図を用いて説明する。
図6に示すように駆動モータ組品Aの組み立ては以下の手順で行われる。まずスペーサ33の軸受孔33aに軸35の一端を差込み、軸35に第1歯車34を挿入し、軸受36の軸孔36aに軸35の他端を、位置決め孔36bに位置決めボス33bを挿入し固定孔36c、36cにセルフタッピングネジ(図示無)を挿入固定し、スペーサ33に設けた下孔33cにねじ込むことで、スペーサ33、第1歯車34、軸35及び軸受36を一体化し、更に駆動モータ32の出力軸32a及び小歯車32bをスペーサ33の貫挿孔33eから第1歯車34と小歯車32bとの噛み合いに注意しながら貫挿し、ネジ挿通孔36d(軸受36)、固定孔33d(スペーサ33)からネジを差込み、駆動モータ32に設けたネジ孔32cにネジ込むことで組み立て完了する。なおネジ挿通孔36dはネジ頭よりも大きな径とし、ネジ挿通孔36d側の固定孔33dは途中(他方の固定孔33dと同一の肉厚となる位置)まではネジ頭よりも大きな径とし、途中からネジ部分が貫通する程度の径とすることで、駆動モータ32への固定用ネジ2本を共通化することができる。
このように減速歯車列の第1段目を駆動モータ32に一体化することで軸ブレ等を抑制することができ伝達効率を上げることができる。
【0013】
図7に示すように遊星歯車組品Bの組み立ては以下の手順で行われる。
まずキャリア63に設けた遊星軸63aに遊星歯車64を装着し、内歯車66を遊星歯車64との嵌め合いに注意しながら装着する。次に軸受65に設けた軸受凹部65aに軸63aの終端部を装着し、遊星歯車64の動作領域を確保するためにキャリア63に設けた締結スペーサ63bの細径円筒部63cを軸受65に設けた貫通孔65bに挿通しカシメることでキャリア63、遊星歯車64、軸受65及び内歯車66を一体化する(以下この一体化したものを『遊星歯車機構』という)。この遊星歯車機構の出力軸63dの外周にトレランスリング62を嵌装し、内歯車66の外周に所定間隔をおいて形成した回動防止用の複数の凹溝66aと略同一形状の凸部67e(図8参照)を有するスペーサ67を内歯車66に外装し、スペーサ67の開孔67bから出力軸63dを突出させた状態で、回転軸40の後端に設けた連結孔40a内にトレランスリング62の外周を嵌着することで遊星歯車組品Bの組み立ては完了する。なお回転軸40のフランジ40bには予めリング状の磁石61(N−Sが2つ形成されているもの)を止め輪等を用いて一体化しておく。またスペーサ67の奥側には後述するエリア検出回路71を保護する保護ブロック67cを一体に設け、67cの表面には配線処理用リブ67dを設ける。
【0014】
次にユニットの組み立て手順を図5を用いて説明する。
磁石34cの磁力を検知するホールIC70aを搭載した回転検出回路70の取付孔70bにセルフタッピングネジ(図示無)を挿入し、ケーシング31aに設けた取付ボスの下孔31eにネジ固定することでケーシング31aと回転検出回路70を一体化する。次に、磁石61の磁力を検知するホールIC71a、71bを搭載したエリア検出回路71の取付孔71cにセルフタッピングネジ(図示無)を挿入し、ケーシング31aに設けた取付ボスの下孔31fにネジ固定することでケーシング31aとエリア検出回路71を一体化する。なおエリア検出回路71には駆動モータ32への通電用配線(図示無)を半田付けしており、その通電用配線の一つに直列に接続される正特性サーミスタ71dを更に半田付けしておく。この正特性サーミスタは駆動モータ32へ過電流が流れることを防止するために設けている。次に、ケーシング31aの下端部に設けたモータ収納部31cに駆動モータ組品Aを収納し、スペーサ33に形成した取付孔33fにセルフタッピングネジ(図示無)を挿入し、ケーシング31aに設けた取付ボスの下孔31dにネジ固定することでケーシング31aと駆動モータ組品Aを一体化する。
【0015】
次に、遊星歯車組品Bをケーシング31aの円筒部31gに設けた凸条31r(図8参照)とスペーサ67の外周に設けた凹溝67aとが一致するよう、またスペーサ67の保護ブロック67cの外形とケーシング31aの内壁とが当接するようにして円筒部31g内に挿入固定する。なお、円筒部31gの奥壁には貫通孔31iを設け、この貫通孔31iの周壁31jと回転軸40に設けたOリング溝40に収納されるOリング40cにより貫通孔31iからの水侵入を防止するよう構成している。ここでスペーサ67を用いてケーシング31aを取付けた理由は、遊星歯車機構自体はその機能上真円度が必要となり、これを直接ケーシング31aに取り付けるにはケーシング31aの円筒部31gにも真円度が必要となり寸法公差が厳しく歩留まりが悪くなる為、スペーサ67の凸部67e、ケーシング31aの凸条31rで略点接触として製造公差をスペーサ67の弾性変形で吸収できる構造としてケーシング31aの円筒部31gの製造を容易とするためである。
【0016】
次に遊星歯車64と太陽歯車38bとの噛み合いに注意しながら第3歯車38を遊星歯車機構内に挿入し、小歯車37bと大歯車38aの噛み合いと大歯車37aと小歯車34bとの噛み合いに注意しながら第2歯車を軸31kに挿入固定する。最後にケーシング31bに設けた軸31lを第3歯車38の軸孔38c内に挿入すると共に、軸31kの先端を軸受31m内に挿入し、ケーシング31aに設けた取付孔31nにセルフタッピングネジを挿入し、ケーシング31bに設けた取付ボスの下孔31pにねじ込むことで便座用電動開閉ユニット30は組み立て完了する。
図8に示すように、駆動モータ32の外形と遊星歯車機構の外形との投影面がなす2円(Ca,Cb)を隣接して配置し、更に、2円(Ca,Cb)及び2円の外接線(Lc,Ld)によって囲まれた投影面内に第1歯車34、第2歯車37の軸を配置することによって電動開閉ユニット30をコンパクトに設計することができる。更に本実施例では、2円(Ca,Cb)の中心を通る水平線(La,Lb)と外接線(Lc,Ld)に囲まれた投影面内に第1歯車34、第2歯車37の軸を配置しているので更にコンパクトに設計することが出来る。また水平線(La,Lb)に代えて、2円(Ca,Cb)の中心を結ぶ線に対し各円の中心を通る垂線を用いることでも良い。本実施例ではこの垂線も略水平となるため、然程大きな差異では無いが、減速歯車列を水平方向に配置する場合等はこのような設計とする方が望ましい。
【0017】
便蓋用電動開閉ユニット130も便座用電動開閉ユニット30と同様の部品構成、組み立て手順である為、相違点を除き説明は割愛する。以下に相違点を説明する。便座用電動開閉ユニット30と便蓋用電動開閉ユニット130とは左右対称の部品構成となる。図2、図4及び図8に示すように便蓋用電動開閉ユニット130の出力軸140には回転軸50が回動不能に挿入固定される略長方形状の連結孔141が設けられている。また便蓋用電動開閉ユニット130のケーシング131aにはケーシング11の側壁11bと所定間隔を保つ為のボス131b及びキャップ部材11dの受用突起131cが一体に設けられている。
【0018】
次にアシストユニット80について図3、図9を用いて説明する。
アシストユニット80は電動開閉ユニット30の回転軸40に回動不能に連結される連結軸81、便座12を開方向に付勢するために一端82aが連結軸81に固定されたアシストバネ82、アシストバネ82の他端82bが固定されると共にケーシング11に回動不能に連結される連結カバー83、連結カバー83と共にアシストバネ82を囲う蓋カバー84、便座12をケーシング11から着脱するための着脱レバー85、アシストユニット80を便座12に固定する為の固定部材86で構成される。
【0019】
連結軸81の先端部81a(便蓋13の支持軸)にはセレーションを形成し、略中央部分には連結軸81のスラスト方向の移動を規制するための大径部81bを形成する。また、蓋カバー84の内筒部84aとの間をシールする為のOリング溝81cを形成し、大径部81bとOリング溝81cとの間にアシストバネ82に一端を挿入するための挿入穴81dを形成する。また、カバー83の内筒部83aとの間をシールする為のOリング溝81eを形成し、末端部分には回転軸40の外形と略同一形状の溝81fを形成する。
【0020】
アシストバネ82の一端82aは中央に向けて折り曲げられ、挿入孔81dに挿入され、他端82bは中央に向けて折り曲げられ連結カバー83の内筒部83aの外周に形成した支持溝83bに固定される。なお支持溝83bの根元部分はやや底部83cの肉厚を増してアシストバネ82の他端82bの回動を防止する防止壁83dを形成する。また、連結カバー83の後端には便座用電動開閉ユニット30の外郭ケーシング31aに一体に形成した係合突起31qに嵌合して回動が規制される規制突起83eを形成し、規制突起の83eの周縁部分の一箇所に着脱レバーの回動を規制するストッパ83fを形成する。また、外筒部83gには若干径を細めた細径部83hを形成する。
連結カバー83の開口端には溶着用リブ83iを全周に形成し、蓋カバー84を超音波溶着等で一体化する。
【0021】
着脱レバー85は、上方が切り欠かれた支持円筒85aと下方が切り欠かれた着脱用円筒85bとで形成され、その間に内側及び外側に若干肉を増したリング状リブ85cを形成する。このリング状リブ85cの内径は細径部83hと略同一径で外筒部83gよりも小さい径としておく。また、着脱用円筒85bには把持用突起85dを形成する。
固定部材86には連結軸81の外形と略同一形状の連結用開口86a、便座12に回動不能に固定するために外周に沿って所定間隔毎に設けた突起86b、略L字形状の連結クランク86cを形成する。また、連結クランク86cには締結ネジ用の下孔86d、アシストユニット80(固定部材86を除く)のスラスト方向の移動を規制するストッパ86eを形成する。
【0022】
次にアシストユニット80の組み立て手順を説明する。連結軸81のOリング溝81c、81eにOリングを収要し、連結軸81の挿入孔81dにアシストバネ82の一端82aを挿入し、他端82bを連結カバー83の支持溝83bに係合させて連結軸81を連結カバー83の内筒部83a内に、内筒部83aの端部と連結軸81の大径部81bとが当接するまで挿入する。これによりアシストバネ82の他端82bは防止壁83d内に収容される。次に蓋カバー84の内筒部84a内に連結軸81の先端部81aを挿入し、蓋カバー84の裏側と連結カバー83の溶着用リブ83iとを当接させた状態で、蓋カバーを超音波振動させることで連結軸81、アシストバネ82、連結カバー83、蓋カバー84を一体化する。次に着脱レバー85を外筒部83gに挿入するが、外筒部83gはリング状リブ85cよりも若干大きな径としているので、リング状リブ85cが外筒部83gを乗り上げ細径部83hまで挿入されると連結カバー83と着脱レバー85とは一体化され、着脱レバー85は外筒部83gとリング状リブ85cとでスラスト方向の抜けは規制される。次に連結軸81を固定部材86の連結用開口86a内に挿入することでアシストユニット80は一体化される。
【0023】
このアシストユニット80の連結軸81を便座12の連結孔12d(図1参照)内に挿通し、アシストユニット80を便座12の連結部12a内に挿入した状態で、固定部材86の下孔86d及び便座12のネジ孔12c(図1参照)とをセルフタッピングネジで締結することで便座12とアシストユニット80は一体化される。なお、連結クランク86cは便座12に装着される前は外側に弾性変形可能であるため、アシストユニット80(固定部材86を除く)は固定部材86から着脱可能であるが、便座12に装着された後では便座12によって外側の変形は規制される為、ストッパ86eと連結カバー83のフランジ83jとによってアシストユニット80(固定部材86を除く)はスラスト方向の抜けが規制される。また、着脱レバー85も同様に連結クランク86cと外筒部83gとのクリアランスが小さく外筒部83gを乗り越える程外側に着脱レバー85が変形できないことでスラスト方向の抜けが防止される。
【0024】
次にトレランスリング62について図10の原理図を用いて説明する。トレランスリング62は図に示すように波形状をした部分をもつリングの形状をしており、各波はバネとして作用し、その作用力は波の変形量に比例する。組み立て時に必要な力をAF、半径方向力をRL(N)、摩擦係数をμ、波の数をn、波の変形量をc(mm)、バネ定数をK(N/mm)、伝達トルクをMt、軸直径をd(m)とすると、
RL=n・c・K
AF=RL・μ
Mt=AF・d/2
で算出することができる。
バネ定数は材料の厚さ、波のピッチ、幅、形状、高さを変更することで設定できるので、正常時に回転軸40,140に最大どの程度のトルクがかかるかを実験等で見極め、そのトルクに応じてトレランスリング62の形状を選択する。
この設定トルク以上のトルクが回転軸40に発生した場合には、トレランスリング62の波形状部62aが回転軸40、140の連結孔に食い込み固定されており、トレランスリングのリング状縁部62bがキャリア63の出力軸63dの外周を滑り、設定トルク以上の過重が電動開閉ユニット30、130内部にかかることがなく、歯車の破損等を防止することが出来る。
【0025】
駆動モータ32の断面図を図11に示す。図示のように駆動モータ32のシャフトはモータ内部を貫通しており、その径は内部では比較的太く、露出した部分は細径としている。この先端部32aを細径としたのは、小歯車32bの歯数をできるだけ少なくして減速比を大きくとりたいためである。なお、シャフト自体を細径とすることも考えられるが、シャフト長に対してシャフトが細いと駆動モータ32の軸ぶれが大きくなるためにシャフト自体を細径とはせず、小歯車32bが取付けれる部分のみを細径とするのである。
【0026】
次に便座又は便蓋の電動開閉装置の動作の説明を行う。
図12に便座又は便蓋の電動開閉装置の便座装置の制御ブロック図を示す。人体検知センサによる検知若しくはリモコン等に設けられる便蓋開スイッチ(図示無し)を操作すると便蓋用電動開閉ユニット130内の駆動モータ32へ通電がなされ、減速歯車列(小歯車32b、第1歯車34、第2歯車37、第3歯車38、遊星歯車機構)及びトレランスリング62、出力軸140を介して駆動モータ32の回転が回転軸50に伝達し、便蓋13を開放する。なお、磁石61とエリア検出回路71に設けた2つのホールIC71a、71bとにより便蓋13が閉止エリア(20度以下)、回動エリア(20度〜80度)、開放エリア(80度〜110度)、異常エリア(110度以上)の何れのエリアにいるかを検出し、各エリアに応じた駆動モータ32への通電制御(若しくはショート制御)を行う。更に磁石34cと回転検出回路70に設けたホールIC70aとにより駆動モータ32の回転を検知することでエリア内のどの位置にいるかを比較的正確に検知してより細かな通電制御を行うことができる。
【0027】
また、リモコン等に設けた便座開スイッチの操作すると便座用電動開閉ユニット30内の駆動モータ32へ通電がなされ、減速歯車列(小歯車32b、第1歯車34、第2歯車37、第3歯車38、遊星歯車機構)及びトレランスリング62を介して駆動モータ32の回転が回転軸40に伝達し、便座12を開放する。
なお、便蓋用電動開閉ユニット130と同様に回転検出回路70、エリア検出回路71により便座12の位置を検出し、位置に応じた駆動モータ32の通電制御(若しくはショート制御)を行う。
【0028】
便座12は内部に暖房用のヒータが設けられており、比較的重いため、便蓋用電動開閉ユニット130と同一の構造の便座用電動開閉ユニット30だけでは便座12を持ち上げることができない。そのためにアシストユニット80が設けられる。このアシストユニット80は一端がケーシング11に一体化され、他端が便座12に一体化されるアシストバネ82を内蔵している。このアシストバネ82は便座12が略垂直状態で自然長とされており、便座12閉塞時には捩れた状態となっている。
従って、便座12閉塞時には開放側のトルクを発生することができ、これにより、便蓋用電動開閉ユニット130と略同一の構造でも便座12を持ち上げることが可能となっている。
【0029】
なお、アシストバネ82の一端82aは連結ケース83の規制突起83eとケーシング11に取付けられる便座用電動開閉ユニット30の係合突起31qとの係合によってケーシング11に一体化されており、アシストバネ82の他端82bは連結軸81、固定部材86を介して便座12に一体化されている。
リモコン等に設けた便座閉スイッチ(図示無し)を操作すると開動作とは反対側の通電が駆動モータ32になされ、回転検出回路70及びエリア検出回路71にて検出される便座12の位置に応じて通電制御(若しくはショート制御)がなされる。
人体検知センサ(図示無し)による離隔検知若しくはリモコン等に設けた便蓋閉スイッチ(図示無し)を操作すると便座12同様に便蓋用電動開閉ユニット130は制御され、便蓋13を閉塞することができる。
【0030】
次に便座用緩閉止装置230の構造を図2及び図13を用いて説明する。便座用緩閉止装置230はオイルダンパー式の緩閉止ユニット231、位置検出用の磁石234を取付けるための円板上のホルダー232、緩閉止ユニット231を挿入固定する支持台233、磁石23の磁力を検知する磁気検出手段としてのホールIC235aを搭載する位置検知基板235、閉塞用キャップ236で構成される。
オイルダンパー式の緩閉止ユニット231はシリンダー231a、回転軸231b、逆止弁等によって構成され、シリンダー231aはその内壁に仕切壁を有し、内部には回転軸231bが貫通し、回転軸231bと仕切壁とによって二分割された室231c内にオイルが充填されている。回転軸231aは放射状に突出した翼部を有し、逆止弁と翼部とによって室231cを加圧室と減圧室とにさらに二分割している。また翼部は加圧室と減圧室とを連通させる連通路を有し、この連通路に逆止弁が設けられており、回転軸231bが回動して翼部と逆止弁との相互位置が変化し、逆止弁が加圧室から減圧室へ流れるオイル量を制御して回動速度を抑制し、便座12を緩やかに閉止させるのである。シリンダー231aの外周には支持台233内に挿入された時にユニット231の回転を抑制するための回転規制突起231dを設けている。また、回転軸231bには断面略長円形の挿入孔231eが設けられ、挿入孔231e内に断面長円形状の回転軸240が回動不能に挿入固定される。
【0031】
ホルダー232の中央には挿入孔232aが設けられ、この挿入孔232aに緩閉止ユニット231の回転軸231bがセレーションやDカット等により回転不能に挿入固定される。
支持台233にはユニット取付部233aと、基板取付部233bとが設けられ、ユニット取付部233aの終端部分には規制突起231dが挿入される規制凹部233cが設けられており、また支持台233の外郭形状は便座用電動開閉ユニット30と略同一形状とされており、電動開閉ユニット30と緩閉止装置230との何れもが同一の取付け構造でケーシング11に取付けられるように構成している。
ユニット取付部233aに緩閉止ユニット231が挿入固定され、基板取付部233b内にはホールIC基板235aが挿入固定され、基板取付部233bの開口部分はキャップ236で閉塞される。このため、基板取付部233b内に水が浸入したりすることがない。上述のように構成しているので、オイルダンパー式の緩閉止装置及びホールIC基板235aを支持台233から容易に取り外すことが出来る。
【0032】
便蓋用緩閉止装置330も便座用緩閉止装置230と同一構造であるの説明は割愛する。なお便蓋用緩閉止装置の支持台333の外郭形状も便蓋用電動開閉ユニット130と略同一形状として、電動開閉ユニット130と緩閉止装置330との何れもが同一の取付け構造でケーシング11に取付けられるように構成している。
【0033】
次に便座用緩閉止装置230の別実施例を図14に示す。図14ではホルダー232の中央の挿入穴232aに出力軸240を回転不能に挿入固定した点で第1の実施例と異なっている。また、略C字形状の抜け止めリング237と支持台233のユニット取付部233a内周に設けた溝233dとによって支持台233に取付けられている。第2の実施例の場合では、緩閉止ユニット231の交換の際に、ホルダー232の方向を間違って取付け、その結果便座位置を誤って検知するという不具合がない。
【0034】
図15はメインCPU側の便座装置制御基板の回路図の1部である。本発明の対象となる回路は、CPUとチップジャンパー(CJ3,CJ4,CJ5)、抵抗、トランジスタ、コネクタ160で構成される。便座・便蓋電動開閉装置がケーシング11に取付けられた場合には駆動回路150のコネクタ151をコネクタ160に差し込み、チップジャンパーCJ3及びCJ5は回路上へ搭載され、CJ4は未搭載としてメインCPUの通信ポートを使用可能にし、メインCPUと駆動回路150との通信を可能とすることで上述に説明した動作を行うことができる。また、便座・便蓋緩閉止装置がケーシング11に取付けられた場合には位置検出回路235、335のコネクタ251をコネクタ160に差し込み、チップジャンパーCJ4のみを回路上へ搭載し、CJ3及びCJ5は未搭載とすることでメインCPUのSCAN信号出力ポートを使用可能として周期的に座蓋の位置をスキャンし検出することができる。
このように、便座便蓋電動開閉装置を備えている便座装置と緩閉止装置を備えている便座装置とでは、コネクタ160のPinA,B,Cがもつ意味合いが異なってくるので、チップジャンパーCJ3,CJ4,CJ5を用いて回路の構成を変更することにより、コネクタ160の持つ意味合いを便座便蓋電動開閉装置を備えている便座装置と緩閉止装置を備えている便座装置とで変更する。
【0035】
即ち、コネクタ160のPinAは、便座便蓋電動開閉装置を備えた便座装置においては、メインCPUと駆動回路150の間で通信を行う通信線の意味合いを持つため、チップジャンパーCJ5を実装してメインCPUのI/O通信ポートと繋げることで、通信を可能にする。便座便蓋緩閉止装置を備えた便座装置においては、便座便蓋位置検出回路235、335より出力されたアナログ電圧を伝える為、チップジャンパーCJ5を実装せず、メインCPUのAD入力ポートのみに接続することで電圧値を読み取るようにする。
【0036】
コネクタ160のPinBは、便座便蓋電動開閉装置・便座便蓋緩閉止装置に関わらず、GND線の意味合いを持つため、回路に差は無い。
コネクタ160のPinCは便座便蓋電動開閉装置を備えた便座装置では、便座便蓋電動開閉制御基板に5Vを供給する為の意味合いを持つ、よってチップジャンパーCJ3を実装、チップジャンパーCJ4を未実装とすることでメインCPUの5Vラインに接続する。便座便蓋緩閉止装置を備えた便座装置では、メインCPUから制御用のSCAN信号を出力する意味合いを持つため、チップジャンパーCJ3を未実装、チップジャンパーCJ4を実装することでメインCPUのSCANポートに接続する。
【0037】
コネクタ160を便座便蓋電動開閉装置を備えている便座装置と便座便蓋緩閉止装置を備えた便座装置とで共用化することでコネクタを1つ減らすことが出来、便座装置制御基板のサイズを縮小化することができ、廉価な便座装置を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の便座又は便蓋の電動開閉装置若しくは便座又は便蓋の緩閉止装置を内蔵した便座装置10の斜視図
【図2】本発明の便座又は便蓋の電動開閉装置若しくは便座又は便蓋の緩閉止装置の取付け位置を説明する為の分解斜視図
【図3】便座用電動開閉装置30を内蔵した便座装置10の断面図
【図4】便蓋用電動開閉装置130を内蔵した便座装置10の断面
【図5】便座用電動開閉ユニット30の分解斜視図
【図6】駆動モータ組品Aの分解斜視図
【図7】遊星歯車組品Bの分解斜視図
【図8】便座用電動開閉ユニットのケーシング31bを外した状態での平面図
【図9】アシストユニット80の分解斜視図
【図10】トレランスリング62の原理図
【図11】駆動モータ32の断面図
【図12】便座又は便蓋の電動開閉装置を内蔵した場合の便座装置の制御ブロック図
【図13】便座用緩閉止装置の断面図
【図14】便座用緩閉止装置の別実施例の断面図
【図15】メインCPU側の便座装置制御基板の回路図の1部
【符号の説明】
10…便座装置、11…ケーシング、12…便座、13…便蓋、
30…便座用電動開閉装置、130…便蓋用電動開閉装置、
31…電動開閉ケーシング、32…駆動モータ、33…スペーサ、
34…第1歯車、35…第1歯車用軸、36…第1歯車用軸受、
37…第2歯車、38…第3歯車、
A…駆動モータ組品、B…遊星歯車組品、
40…便座用回転軸、50…便蓋用回転軸




 

 


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