| 【発明の名称】 |
便座又は便蓋の位置検出装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】植田 英樹
【住所又は居所】福岡県北九州市小倉南区舞ヶ丘１丁目１番１号 株式会社パンウォシュレット内
【氏名】吉田 慎也
【住所又は居所】福岡県北九州市小倉南区舞ヶ丘１丁目１番１号 株式会社パンウォシュレット内
|
| 【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
|
| 【出願人】 |
【識別番号】００００１００８７
【氏名又は名称】東陶機器株式会社
【住所又は居所】福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号
|
| 【出願日】 |
平成１５年１月２４日（２００３．１．２４） |
| 【代理人】 |
|
| 【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） |
|