CN1316932C - 便座升降装置 - Google Patents
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Abstract
一种便座升降装置，能减轻将便座组件从便器本体浮起时的负担，且即使由手动将便座组件急剧下降时等不会发生机构部分破损。在便座升降装置(1)中，在电位差计(10)的监视结果中，当便座组件的下降速度达到规定水准以上时，控制部(100)向定子(703)输出在步进电机(7)中对转子(701)实施制动的控制信号。其结果，对转子(701)作用制动力，故通过扭矩限制器(110)，从旋转轴(701)向转子(702)的传递被切断，转子(702)不会高速空转。因而能防止以转子(702)的惯性引起的旋转为原因的减速齿轮列(70)等的破坏。
Description
技术领域
本发明涉及用于对西式便器的便座进行升降的便座升降装置。
背景技术
西式便器中，便座和便盖以进深的内侧为中心进行旋转而成为平卧形态及立起形态。因此，即使想对便器本体上表面的进深内侧进行清扫，但因便器本体与便座之间只留有极其狭小的间隙，即使想对该部分进行清扫，手也无法伸入。为此，已有了通过手动可使便座组件从便器本体浮起的便座升降装置的提案(例如，参照专利文献1：日本特开平8-177104号公报)。
但是，对于像专利文献1所揭示的便座升降装置那样利用手动抬起便座组件的结构，对用手抬起清扫前的粘污的便座组件在心理上存在抵触感的问题。另外，在厕所这样的狭窄空间中，不得不以不自然的姿势进行用手抬起便座组件的工作，这是很费力的。而且，对于便座组件，在附加有使便座因自重而倾倒时的速度减小的阻尼装置、或用电动方式开闭便盖的电动机构等的情况下，也需要将这些机构一起抬起，因此很重，这一工作很费力。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于，提供一种能减轻将便座组件从便器本体浮起时的负担、且即使用手动使便座组件急剧下降时等也不会发生机构部分破损的便座升降装置。
为了解决上述问题，本发明的便座升降装置包括：固定在西式便器的便器本体侧的固定构件；安装有便座组件的可动构件；沿上下方向引导该可动构件的导向机构，其特征在于，还包括：具有电动机、将来自该电动机的驱动力传递至所述可动构件的减速齿轮列的升降驱动机构；在从所述电动机的转子向所述可动构件的驱动力传递路径的中途位置，根据负载而将机构性的连接予以接通、断开的扭矩限制器；监视所述可动构件的移动速度的监视装置；以及负载发生装置，其在该监视装置得到的监视结果中当所述移动速度达到规定水准以上时，在所述转子侧产生所述扭矩限制器切断机构性的连接的负载。
本发明中，所述电动机是步进电机，所述负载发生装置最好是所述移动速度达到规定水准以上时、在所述步进电机中进行对转子实施制动的控制的电动机控制装置。如此构成，在便座组件例如急剧下降时对转子起到制动作用，对扭矩限制器施加扭矩。因此，以简单的控制使扭矩限制器进行切断。
本发明中，所述电动机是步进电机，所述负载发生装置最好是电动机控制装置，该电动机控制装置在所述移动速度达到规定水准以上时，在所述步进电机中对转子进行控制，向与所述可动构件正在移动的方向相同的方向、即向驱动所述可动构件的方向使转子旋转。在譬如因外力而使可动构件急剧下降时，若使转子朝可动构件下降的方向旋转驱动，则因转子可动构件高速下降引起的失调扭矩会比对转子实施制动的场合还大，对转子施加较大的制动力。因此，能可靠地使扭矩限制器进行切断动作。
本发明中，构成了以电动方式使安装了便座组件的可动构件上升驱动的驱动机构，故清扫便器本体和便座下表面的进深内侧时，不需要用手抬起便座组件。因此，可减轻清扫西式便器时的负担，且可消除在清扫之前接触便座组件的抵触感。另外，在因外力使便座组件例如急剧下降时，当其下降速度达到规定水准以上时，负载发生装置产生使扭矩限制器进行切断动作那样的负载。因此，由扭矩限制器遮断从电动机向可动构件的驱动力传递路径，故电动机的转子不会因便座组件的急剧下降而高速空转。因此，电动升降便座组件的结构，即使便座组件急剧下降，也不会因转子的惯性引起的旋转为原因在驱动力传递路径上产生机械式的破坏。
附图说明
图1(A)、(B)分别表示具有应用了本发明的便座升降装置的西式便器单元中，便座放下的状态的说明图及便座从便器本体抬起的状态的说明图。
图2是表示应用了本发明的便座升降装置的主视图。
图3(A)、(B)分别表示图2所示的便座升降装置中、用图2的A-A’线剖切表示可动板上升状态的概要剖视图，及利用图2的A-A’剖切表示的可动板下降状态的概要剖视图。
图4表示从图2所示的便座升降装置上拆卸了可动板及左侧滑块的状态的主视图。
图5是表示将图2所示的便座升降装置的机构部分沿图4的B-B’线展开的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图对应用了本发明的便座升降装置的一例进行说明。
(便器单元的结构)
图1(A)、(B)分别表示具有应用了本发明的便座升降装置的西式便器单元中，便座放下的状态的说明图及便座从便器本体抬起的状态的说明图。
如图1(A)所示，本形态的西式便器单元具有西式的便器本体11、在该便器本体11上开闭的便座12、在该便座12上开闭的便盖13，便座12及便盖13以进深内侧为中心旋转而成为平卧形态及立起形态。这里，便座12及便盖13作为便座组件10一体化，在该便座组件10上，有时根据需要而内置有缓和便座12及便盖13因自重而平卧时的速度的阻尼装置或用于电动开闭便盖的电动装置。不管哪一种情况，本形态的西式便器单元如图1(B)所示，构成能将便座12(便座组件10)从便器本体11浮起，以对便器本体11的上表面可一直清扫到进深内侧的电动式的便座升降装置1。
(便座升降装置的结构)
图2是表示应用了本发明的便座升降装置的主视图。图3(A)、(B)都表示图2的A-A’线的概要剖视图，图3(A)表示可动板上升状态，图3(B)表示可动板下降状态。图4及图5表示从应用了本发明的便座升降装置上拆卸了可动板及左侧滑块的状态的主视图及将该便座升降装置的机构部分沿图4的B-B’线展开的说明图。
如图2及图3(A)、(B)所示，本形态的便座升降装置1包括：具有朝向便器本体11(参照图1)的上表面部分的固定面21的固定板2(固定构件)；在固定板2的后端朝上方弯折的垂直面22的上端部分固定的倒L字形的挡板3；跨越挡板3的水平部分31和固定板2的固定面21之间的圆柱状的右导向轴41及左导向轴42(引导机构)。
在左右导向轴41、42上，支承有可分别沿这些导向轴41、42上下滑动的右侧滑块51及左侧滑块(未图示)，还安装有可动板6(可动构件)以覆盖左右的滑块51的前表面及上表面。右侧滑块51及左侧滑块呈大致长方体形状，分别具有插入导向轴41、42的轴承部分511。
这里，可动板6的上表面60固定有便座组件10，因此，当左右的滑块51沿导向轴41、42上下移动时，固定在可动板6上的便座组件10也一体地上下移动。
如图4及图5所示，本形态的便座升降装置1中，相对于右侧滑块51，构成在上下方向驱动该右侧滑块51的电动式的驱动机构5，右侧的滑块51通过该驱动机构5被上下驱动时，图2及图3(A)、(B)所示的可动板6及便座组件10也上下移动。
作为这样的驱动机构5，本形态中，首先，在右侧滑块51的左面的上下方向的全范围内形成齿条53。
另外，在由左右导向轴41、42围起的空间内，配置有作为驱动机构5的驱动源的可正反双向旋转的步进电机7、传递该步进电机7的驱动力的减速齿轮列70、及借助该减速齿轮列70进行旋转驱动的输出小齿轮80，该输出小齿轮80与右侧滑块51的齿条53啮合。步进电机7配置在挡板3的正下方，输出小齿轮80配置在便座升降装置1的高度方向的大致中央位置。
另外，本形态的便座升降装置1中，构成对步进电机7的定子703的供电等进行控制的驱动控制部100。
减速齿轮列70包括：具有与步进电机7的旋转轴连接的小齿轮75啮合的大直径齿轮的惰轮71；具有与该惰轮71啮合的大直径齿轮的第1减速轮72；具有与该第1减速轮72的小直径齿轮啮合的大直径齿轮的第2减速轮73；以及具有与该第2减速轮73的小直径齿轮啮合的大直径齿轮81的输出轮8，相对于该输出轮8的一方端部构成输出小齿轮80。
本形态中，对于目的在后面叙述，在步进电机7的转子702与旋转轴701之间构成内置有棘轮的扭矩限制器110。该扭矩限制器110，在从转子702向旋转轴701传递驱动力时，始终传递使可动板6下降的方向的旋转，但使可动板6上升的方向的旋转，如在旋转轴701侧作用过大的负载，则遮断传递。因此，相反动力从旋转轴701传递至转子702时，可动板6上升的方向的旋转始终得到传递，但可动板6下降的方向的旋转，如在转子702侧作用过大的负载，则切断传递。
(对便座组件的监视装置的结构)
如图5所示，输出轮8上，隔着大直径齿轮81而在输出小齿轮80的相反侧的端部构成小直径齿轮82，在该小直径齿轮82的下方位置配置有与小直径齿轮82啮合的传感器齿轮15。该传感器齿轮15的旋转轴105的端部从固定板2的垂直面22向背面侧突出。该旋转轴105突出部分101的截面形状为D字形，该突出部分101与电位差计14的转子部的D字形的孔嵌合。因此，当传感器齿轮15的旋转轴105旋转，电位差计14的转子部一体旋转。
这里，传感器齿轮15的齿数构成为，输出小齿轮80在右侧滑块51的齿条53的全范围内驱动期间，传感器齿轮15的旋转为不到1周。因此，电位差计14向控制部100输出与传感器齿轮15的旋转轴(转子部)的角度位置对应的信号，故控制部100可检测右侧滑块51的上下方向的位置即便座组件5及可动板6的高度位置。
另外，也可通过便座组件5及可动板6的高度位置的时间变化检测便座组件5的移动速度。
(挡板的结构)
如图3(A)、(B)所示，在左右滑块51的背面侧的与固定板2的垂直面22相对的部分分别开设有角孔55。在这些角孔55的内部分别可在水平方向进退地配置的卡合构件95，在其内侧配置有将卡合构件95朝固定板2的垂直面22施力的弹簧。而在固定板2的垂直面22上，使左右滑块51上下时卡合构件95所通过的线上的下方位置左右形成进入卡合构件95前端部的下侧凹部97，另一方面在上方位置左右形成进入卡合构件95前端部的上侧凹部98。
因此，左右滑块51侧的卡合构件95及弹簧96和固定板2的垂直面22侧的下侧凹部97，起到对便座12(便座组件)下降时的左右滑块51的保持位置进行限制的第1挡块91的作用。另外，左右滑块51侧的卡合构件95及弹簧96和固定板2的垂直面22侧的上侧凹部98，起到对便座12(便座组件)上升时的左右滑块51的保持位置进行限制的第2挡块92的作用。不管是第1挡块91还是第2挡块92，卡合构件95与下侧凹部97及上侧凹部98卡合时都会产生咔哒感。
(电动进行升降动作的说明)
图3(A)、(B)中，本形态的便座升降装置1，是在将固定板2固定在便器本体11(参照图1)的上表面部分，将便座组件10安装在可动板6的上表面的状态下使用。
如图1(A)所示，开始清扫等之前，便座12处于便器本体11的上表面，如图3(B)所示，便座组件10及可动板6处于最下位置。该状态下，卡合构件95的前端部与固定板2的垂直面22的下侧凹部97卡合，起到第1挡块91的作用。因此，在该最下位置，因为第1挡块91处的卡合力、步进电机7的制动扭矩及便座组件10的自重，故不会引起便座组件10不经意的上升。另外，在该状态下，电位差计14输出表示便座组件10处于最下位置。
如图1(B)所示，当为了开始清扫而从该状态使便座组件10浮起时，若进行了规定的开关动作，则控制部100以规定的脉冲信号向步进电机7的定子703输出。其结果，步进电机7以规定的步数或规定的时间朝正方向旋转，故步进电机7的旋转运动力借助减速齿轮列70传递至输出小齿轮80，输出小齿轮80借助齿条53使右侧滑块51上升。因此，在第1挡块91处的卡合得到解除，如图3(A)所示，左侧滑块、可动板6及便座单元10与右侧滑块51一体上升。
直到在第2挡块92处卡合为止使便座组件10上升后，停止步进电机7。在此期间，输出轮8的小齿轮82使转传感器齿轮15旋转，电位差计14的输出发生变化，故控制部100从其输出便可检测出便座组件10上升到了规定的位置。另外，便座组件10上升到了规定位置的这一情况，也可通过第2挡块92处产生的咔哒声告知。而且，便座组件10在最上位置停止的状态下，通过第2挡块处的卡合力及步进电机7的制动扭矩，便座组件10不会因自重而掉下。
这里，本应上升驱动的便座组件12，即使在规定时间或规定步数驱动后还未到达最上位置时，则表示有什么原因使便座组件10在上升途中停止了。发生这样的问题，也可从第2挡板92处没有产生咔哒声知道，但本形态中，可通过电位差计14的输出值检测。因此，发生问题时，控制部100根据电位差计14的检测结果，进行这方面的报告。
另外，控制部100可对步进电机7的动作进行复位等处理，以使不要开始此后的动作。
另一方面，清扫结束后想使便座组件10下降时，当在图3(A)所示的状态下进行规定的开关动作后，控制部100向步进电机7输出规定的脉冲信号。其结果，步进电机7以规定的步数或规定的时间进行反向旋转，故步进电机7的旋转运动力借助减速齿轮列70传递至输出小齿轮80，如图3(B)所示，输出小齿轮80借助齿条53使右侧滑块51下降。因此，在第2挡块92处的卡合解除，左侧滑块、可动板6及便座单元10与右侧滑块51一体下降。
直到在第1挡块91处卡合为止使便座组件10下降后，停止步进电机7。在此期间，输出轮8的小齿轮82使传感器齿轮15反向旋转，电位差计14的输出发生变化，故从其输出便可检测出便座组件10下降到了规定的位置。另外，便座组件10下降到了规定位置的这一情况，也可通过第1挡块91处产生的咔哒声告知。
这里，本应下降驱动的便座组件12，即使在规定时间或规定步数驱动后还未到达最下位置时，则表示有什么原因使便座组件10在下降途中停止了。发生这样的问题，也可从第1挡板91处没有产生咔哒声知道，但控制部100可通过电位差计14的输出值检测。因此，发生问题时，控制部100根据电位差计14的检测结果，进行这方面的报告。另外，控制部100可对步进电机7的动作进行复位等处理，以使不要开始此后的动作。
(手动进行的便座组件下降动作/通常时)
本形态的便座升降装置1中，清扫结束后可手动将处于最上位置的便座组件10下降至最下位置。该场合，不对步进电机7供电，以人力方式下压便座组件10。
此时，右侧滑块51的下降借助齿条53、输出小齿轮80、减速齿轮列70传递至步进电机7，但本形态中，作为驱动源使用的电动机是步进电机7，故步进电机7中发生失调。另外，本形态中，作为驱动源使用的电动机是步进电机7，且从步进电机7至输出小齿轮80之间由减速齿轮列70连接，故手动使便座组件10下降时，步进电机7的制动扭矩和减速齿轮列70的负载以适度的阻力进行作用，便座组件10缓慢下降。
这样的手动进行的便座组件10的下降动作时，便座组件10下降到了规定的位置，也可通过第1挡板91处产生的咔哒声告知。另外，也可通过电位差计10的输出检测，故可根据电位差计10的输出结果告知便座组件10正常下降的情况。
(手动进行的便座组件下降动作/异常时)
本形态的便座升降装置1中，用手动方式使处于最上位置的便座组件10下降至最下位置时，在作用过大的力使便座组件10急剧下降的情况下，可动板6及右侧滑块51的急剧下降动作欲借助齿条53、输出小齿轮80及减速齿轮列70而传递至步进电机7。
另外，可动板6及右侧滑块51的急剧的下降动作，从电位差计10传递至控制部100。
为此，在电位差计10的监视结果中，当可动板6及便座组件10的下降速度达到规定水准以上时，控制部100向定子703输出在步进电机7中对转子701实施制动的控制信号。其结果，对转子701作用制动力，故扭矩作用于扭矩限制器110，从旋转轴701向转子702的传递被切断。因此，便座组件10急剧的下降动作不会传递给转子702。因此，转子702不会因便座组件10的急剧下降而高速空转，因而能可靠地防止便座组件10下降至最下位置后因转子702的惯性引起的旋转操作机械性破坏这样的问题。
在电位差计10的监视结果中，当可动板6及便座组件10的下降速度达到规定水准以上时，控制部100也可向定子703输出在步进电机7中使转子701朝可动板6或便座组件10下降的方向旋转的控制信号。
当这样将转子702朝与可动板6或便座组件10下降的方向相同的方向旋转驱动时，因转子702可动板6或便座组件10高速下降引起的失调的扭矩比对转子702实施制动的场合还大，有很大的制动力作用于转子702，因而能可靠地使扭矩限制器110进行切断动作。
另外，上述任何一种结构，即使扭矩限制器110中产生空转时的扭矩比电动将可动板6上升驱动时由外力向可动板6作用下降的力而失调时的扭矩大的情况下，也能使扭矩限制器110空转。因此，作为上升力不受扭矩限制器110的空转扭矩的影响，能得到转子扭矩的极限。因此，具有仅是小扭矩的步进电机7即可的优点。
(其他实施形态)
上述实施形态中，是利用电位差计14检测传感器齿轮15的动向而监视便座组件10的位置及下降速度的结构，但也可通过对构成减速齿轮列70的惰轮71或减速轮72、73中任何一个的旋转角度位置进行检测，来监视便座组件10的位置及下降速度。另外，也可通过被升降驱动的右侧滑块51的上下方向的位置或输出小齿轮8的旋转，对便座12的位置或下降速度进行监视。而且，上述实施形态中，对便座组件10的位置或下降速度的监视，使用了电位差计14，但也可通过霍尔元件IC等传感器来监视便座组件10的位置或下降速度。
另外，上述实施形态中，是便座组件10因手动而急剧下降时保护机构部分的结构，但也可相反地是将本发明应用于便座组件10因手动而急剧上升时保护机构部分的结构。
(产业上利用的可能性)
本发明中，构成了通过电动方式使安装了便座组件的可动构件上升驱动的驱动机构，故清扫便器本体和便座下表面的进深内侧时，不需要用手抬起便座组件。因此，可减轻清扫西式便器时的负担，且可消除在清扫之前接触便座组件的抵触感。另外，因外力使便座组件例如急剧下降时，当其下降速度达到规定水准以上时，负载发生装置产生使扭矩限制器进行切断动作那样的负载。因此，由扭矩限制器切断从电动机向可动构件的驱动力传递路径，故便座组件的急剧的下降动作不会传递到电动机侧。因此，电动机的转子不会因便座组件的急剧下降而高速空转。因此，电动升降便座组件的结构，即使便座组件急剧下降，也不会因转子惯性引起的旋转而在驱动力传递路径上产生机械性破坏。
Claims (3)
1.一种便座升降装置，包括：固定在西式便器的便器本体侧的固定构件；安装有便座组件的可动构件；沿上下方向引导该可动构件的导向机构，其特征在于，还包括：
升降驱动机构，其具有电动机、和将来自该电动机的驱动力传递给所述可动构件的减速齿轮列；在从所述电动机的转子向所述可动构件的驱动力传递路径的中途位置，根据负载而将机构性的连接予以接通、断开的扭矩限制器；监视所述可动构件的移动速度的监视装置；以及负载发生装置，其在该监视装置得到的监视结果中当所述移动速度达到规定水准以上时，在所述转子侧产生所述扭矩限制器切断机构性的连接的负载。
2.如权利要求1所述的便座升降装置，其特征在于，所述电动机是步进电机，所述负载发生装置是电动机控制装置，当所述移动速度达到规定水准以上时，在所述步进电机中进行对转子实施制动的控制。
3.如权利要求1所述的便座升降装置，其特征在于，所述电动机是步进电机，所述负载发生装置是电动机控制装置，当所述移动速度达到规定水准以上时，在所述步进电机中对转子进行控制，向与所述可动构件正在移动的方向相同的方向、即向驱动所述可动构件的方向使转子旋转。
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