JP2004024365A - 自動開閉装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】便座を開閉駆動するための駆動モータと、便座へ駆動モータからの動力を減速して伝達する伝達手段とからなる自動開閉装置において、便座を閉止駆動する際は、所定角度までは便座駆動モータを高速駆動すると共に、第2の所定角度までは便座駆動モータへの通電を停止し、第2の所定角度以降は便座駆動モータを低速駆動するよう構成したので高速で駆動された後、所定の角度から第2の所定角度までは慣性と自重で便座は閉動作を継続し、第2の所定角度からは減速された速度で緩やかに便座を閉止させることができる。このため、便座が支持軸を中心に上下にゆれるような脈動を生じてしまうというよう現象が起きない。
【選択図】 図11
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、便座又は便蓋をそれぞれ独立の駆動軸に装着してそれぞれの自動開閉機構にて動作させるようにした便座又は便蓋の自動開閉装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
回動可能な便座と便蓋を備え、便座又は便蓋を自動開閉することのできる便座・便蓋自動開閉装置として、特許第2994200号公報などが知られている。同号公報の便座・便蓋自動開閉装置では、便座および便蓋が全動作範囲内でどの位置にあっても便座および便蓋の基準位置に対する開閉角度を検出可能な信号発生手段により検出された開閉角度の位置に応じて前記モータの回転量を制御し、このモータを所定の目標位置で停止させるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記便座又は便蓋の駆動モータの回転速度を急激に減速した際に慣性によって便座又は便蓋が支持軸を中心に上下にゆれるような脈動を生じてしまう。
本発明は、便座又は便蓋を閉駆動する際にもスムーズに便座又は便蓋を閉じることができる便座・便蓋自動開閉装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段及び作用、効果】
上記課題を解決するために請求項1の発明では、便座を開閉駆動するための駆動モータと、前記便座へ前記駆動モータからの動力を減速して伝達する伝達手段とからなる自動開閉装置において、便座を閉止駆動する際は、所定角度までは便座駆動モータを高速駆動すると共に、第2の所定角度までは便座駆動モータへの通電を停止し、第2の所定角度以降は便座駆動モータを低速駆動するよう構成したので高速で駆動された後、所定の角度から第2の所定角度までは慣性と自重で便座は閉動作を継続し、第2の所定角度からは減速された速度で緩やかに便座を閉止させることができる。このため、便座が支持軸を中心に上下にゆれるような脈動を生じてしまうというよう現象が起きない。
【0005】
また、請求項2の発明では、請求項1記載の自動開閉装置において、前記所定角度は便座の自重トルクが最大となる角度とした。
【0006】
また、請求項3の発明では、請求項1若しくは請求項2記載の発明に加え、前記便座及び便蓋の基準位置に対する開閉角度を検出可能な信号発生手段を設け、該信号発生手段により所定角度を検出するよう構成したので、外乱が加わったとしても、スムーズに座蓋を閉止することができる。
【0007】
また、請求項4の発明では、請求項1乃至請求項3記載の発明に加え、前記便座用信号発生手段の出力変化が無くなる若しくは微小となった際に前記便座駆動モータへの通電を停止するよう構成したので、便器上面に当接させて便座の閉動作を終了するので、確実に便座を閉止させることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて、本発明の便座・便蓋自動開閉装置を詳細に説明する。
図1は、本実施例の便座・便蓋自動開閉装置1を搭載した便座装置の外観を示す。便座装置は、便座・便蓋自動開閉装置1を内蔵し、その外観がケースカバー2aにて構成された本体ユニット2は便器5の上面に固定されている。この本体ユニット2には、便蓋3、便座4の後端部が回動可能に配設されており、トイレ室内の壁部に固定されるリモコン6上のスイッチ6aを押すことによって、自動で開閉できる。また、本体ユニット2内には、本発明の特徴である自動開閉装置1(図2)の他、温風乾燥装置、洗浄ノズル装置(共に図示せず)等が内蔵されている。本体ユニット2内に内蔵される自動開閉装置1は、便蓋3を自動開閉するための便蓋自動開閉装置1aと、便座4を自動開閉するための便座自動開閉装置1bからなっている。
【0009】
次に、自動開閉装置1の構成について説明する。なお、便座自動開閉装置1bは便蓋自動開閉装置1aと同一の構造であるために便蓋自動開閉装置1aについて説明する。便蓋自動開閉装置1aは、駆動モータ7と、駆動モータ7の出力軸7a(図3)に結合した出力ギヤ8と、出力ギヤ8に順次結合した平ギヤによる第1減速手段9、第2減速手段10、第3減速手段11からなる動力伝達手段と、便蓋3の回転軸13に支持された出力ギヤ12とを主要構成要素とするものである。回転軸13は、便蓋3に結合され便蓋3とともに回動するようになっている。
【0010】
図3,図4は、信号発生手段としてのポジションブラシ14及びプリント基板15の構成を示している。プリント基板15は、図3のように、自動開閉装置1aの外郭ケースに固定されており、同心円状のパターン部16、印刷抵抗部17を形成している。なお、印刷抵抗部17の中心角は、便蓋3の開閉時の回動角度と対応している。そして、ポジションブラシ14は、プリント基板15に接触する位置で、回動側の部材としての出力ギヤ12に取り付けられており、先端部分で、それぞれパターン部16および印刷抵抗部17に摺動的に接触し、電気的に導通するようになっている。
便蓋3が回動する過程で、これとともにポジションブラシ14が回動して、印刷抵抗部17に対する接触位置を変化させるため、A/D変換器18(図6参照)に入力される電圧が図5のように直線的に変化する。A/D変換器18は、その電圧の変化をデジタル信号の変化として、制御装置19に入力する。なお、便蓋駆動モータ用ドライバ20、便座駆動モータ用ドライバ21はトランジスタ等のスイッチング素子のブリッジ回路からなり、正転(開方向駆動)、逆転(閉方向駆動)、ショート(座蓋自重による逆起電力を発生)、オープン(座蓋の自重による影響を受けない位置)の4つの状態に切り替えて用いられる。
【0011】
図7には本実施例に用いた便座4及び便蓋3の自重トルクと閉角度との関係を示す。これは、夫々の閉角度において便座4又は便蓋3を支持するのに必要なトルクを測定して作成したものである。また本実施例においては、駆動モータとしてステップ角7.5°のステッピングモータと、減速比66.86の伝達手段(従って出力軸でのステップ角は7.5°/66.86=0.112°)とを用いた。また駆動モータの駆動方式としては1−2相励磁方式及び2相励磁方式を用いた。(1−2相励磁方式では同一のパルス数で2相励磁方式の場合の半分しか回動しない。)
【0012】
上述した構成を前提として、以下に本実施例の制御を説明する。
図8には電源投入時のフローチャートを示す。図示するように電源が投入されるとまず、便座用駆動モータを100pps(1−2相励磁)で駆動する。信号発生手段により便座位置を0.5秒毎に確認し、前回の位置(0.5S前の位置)と変化がない若しくは微小な移動(経験的に閾値を設定する)しかしていない場合、即ち角速度が所定値以下の場合に便座4が便器5上面に突き当たり停止したと判断して,その位置を基準の位置(0°)と判断し、EEPROMへその時のA/D変換器18から得られる値を書き込む。既にEEPROMに値が書き込まれている場合にはそのままの値とする。便蓋3側も同様にして基準位置をEEPROMへ書き込む。なお、リモコン6の特定のスイッチの特定の操作がなされた場合(例えば、複数のスイッチを同時に5秒以上操作)にも同様にして基準位置を書き込む。この場合にはEEPROMに値が書き込まれていたとしても強制的に上書きする。これにより基準位置誤認による異常な動作が起きた際のメンテナンス作業を容易にすることができる。
【0013】
図9には便座4又は便蓋3を単独で開く際のフローチャートを示す。図示するようにリモコン6等で便蓋3(便座4)開要求がなされると、便蓋(便座)駆動モータ7を200pps(1−2相励磁)で駆動開始し、便蓋3(便座4)が基準位置から10°の位置まで持ち上がると450pps(2相励磁)と速度を上げて駆動し、便蓋3(便座4)が基準位置から80°の位置まで持ち上がると便蓋(便座)駆動モータ7を200pps(1−2相励磁)に戻してゆっくりと駆動し、角速度が所定値以下となった場合に便蓋3(便座4)がロータンク上面に突き当たり停止したと判断して便蓋(便座)駆動モータ7への通電を停止する。なお、位置検出手段による位置検出は0.5秒毎に制御装置に読み込まれる。
【0014】
図10には便蓋3を単独で閉じる際のフローチャートを示す。図示するようにリモコン6等で便蓋3の閉要求がなされると、便蓋駆動モータ7を200pps(1−2相励磁)で駆動開始し、便蓋3が基準位置から80°の位置まで倒伏すると400pps(2相励磁)と速度を上げて駆動し、便蓋3が基準位置から15°の位置まで倒伏すると便蓋駆動モータ用ドライバ20をショートの位置として便蓋3の自重による逆起電力でブレーキがかかるようにし、角速度が所定値以下となった場合に便蓋3が便器上面に倒伏した便座4に突き当たり停止したと判断して便蓋駆動モータ用ドライバ20をオープンの位置とする。ここで便蓋閉止動作の終了にブレーキを用いたのは便蓋3の自重で回転軸13を強制的に押し下げることで、便蓋3とその回転軸13とが接合する部分のガタを回転軸13の下側に持ってきて回転軸13の上側と便蓋3とにはガタがない状態とするためである。
【0015】
図11には便座4を単独で閉じる際のフローチャートを示す。図示するようにリモコン6等で便座4の閉要求がなされると、便座駆動モータを200pps(1−2相励磁)で駆動開始し、便座4が基準位置から80°の位置まで倒伏すると400pps(2相励磁)と速度を上げて駆動し、便座4が基準位置から20°の位置まで倒伏すると便座駆動モータ用ドライバ20をオープンの位置として便座4が慣性で倒伏するようにし、更に便座4が基準位置から15°の位置まで倒伏すると便座駆動モータへ80pps(1−2相励磁)で再度駆動し、角速度が所定値以下となった場合に便座4が便器上面に突き当たり停止したと判断して便座駆動モータへの通電を停止する。ここで便座位置20°と便座位置15°との間に通電停止領域を設けたのは、この領域を設けずに急激に駆動速度を下げた場合に急ブレーキがかかったような状態で便座4がハンチングを起こしてしまうからである。駆動速度を変更する間に通電停止領域を設けたことでスムーズに便座4を閉止させることができる。
また、便座駆動モータを倒伏位置まで駆動するのは便座4と便座4の回転軸とが接合する部分のガタを回転軸の上側に持ってくるためである。
【0016】
図12には便座4及び便蓋3を同時に開く際のフローチャートを示す。図示するように、図9に示したフローを座蓋同時に実施する。図10を用いて説明したように便蓋3と便蓋3の回転軸13とが接合する部分のガタを回転軸13の下側に持ってきて回転軸13の上側と便蓋13とにはガタがない状態となっており、図11を用いて説明したように便座4と便座4の回転軸とが接合する部分のガタを回転軸の上側に持ってきているために、夫々の駆動モータを同時に駆動しても、便蓋3はガタがない状態で待機しているため即座に開動作を開始し、便座4はガタ分だけ遅れて開動作を開始するために、便座4の開動作と便蓋3の開動作に遅延を生じさせることができ、便座4と便蓋3とが開動作中にぶつかり、他方の駆動モータに過負荷がかかって正常に開かないというようなことがない。
【0017】
図13には便座4及び便蓋3を同時に閉じる際のフローチャートを示す。図示するように便座・便蓋同時閉要求があった場合には、便座駆動モータ用ドライバ21はオープンの位置で、便蓋駆動モータ7のみを300pps(2相励磁)で駆動し、座蓋4,3を便蓋駆動モータ7で閉方向に回動する。便座4が、その重心が後方側から前方側へ反転する角度である95°以下になると便座駆動モータ用ドライバ21をショートの位置とし、便座4の自重及び便蓋3の自重で便座駆動モータはブレーキとして働く。その間も便蓋駆動モータ7は300pps(2相励磁)で駆動し続け、便蓋3が55°以下になると便蓋駆動モータ7を150pps(1−2相励磁)で駆動し、便蓋3が35°以下になると便蓋駆動モータ7を80pps(1−2相励磁)で駆動する。更に便座4が25°以下になると便座駆動モータ用ドライバ21をショート位置から逆転位置に切替て、便座駆動モータを80ppsで駆動する。便蓋3が15°以下になると便蓋駆動モータ7への通電を停止(オープン位置)する。便座4の角速度が所定値以下となった場合に便座4が便器上面に突き当たり停止したと判断して便座駆動モータへの通電を停止する。同時閉の場合にも便蓋閉止動作の終了は便蓋3の自重で回転軸13を強制的に押し下げることで、便蓋3とその回転軸13とが接合する部分のガタを回転軸13の下側に持ってきて回転軸13の上側と便蓋3とにはガタがない状態とするようにしている。また、便座駆動モータ7を最後の倒伏位置まで駆動して、便座4と便座4の回転軸とが接合する部分のガタを回転軸の上側に持ってくるようにして、同時開動作のために待機するよう制御する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の便座・便蓋自動開閉装置を備えた便座装置の外観斜視図
【図2】本発明の便蓋自動開閉装置の構成を説明するための概略側面図
【図3】本発明の便蓋自動開閉装置の構成を説明するための概略上面図
【図4】本発明の便蓋自動開閉装置に用いたポジジョンメータのプリント基板を示す図
【図5】ポジジョンメータの開閉角度と出力電圧との関係を示すグラフ
【図6】本発明の便座・便蓋自動開閉装置のブロック構成図
【図7】本発明の便座・便蓋自動開閉装置に用いた便座及び便蓋の角度毎の自重トルクを示すグラフ
【図8】本発明の便座・便蓋自動開閉装置の電源投入時のフローチャート
【図9】本発明の便座・便蓋自動開閉装置の便座又は便蓋を単独で開動作するときのフローチャート
【図10】本発明の便座・便蓋自動開閉装置の便蓋を単独で閉動作するときのフローチャート
【図11】本発明の便座・便蓋自動開閉装置の便座を単独で閉動作するときのフローチャート
【図12】本発明の便座・便蓋自動開閉装置の便座及び便蓋を同時に開動作するときのフローチャート
【図13】本発明の便座・便蓋自動開閉装置の便座及び便蓋を同時に閉動作するときのフローチャート
【符号の説明】
1…自動開閉装置、2…本体ユニット、3…便蓋、4…便座、5…便器、6…リモコン、7…便蓋駆動モータ、8〜12…伝達手段(ギア)、13…回転軸、14…ポジジョンブラシ(信号発生手段)、15…プリント基板(信号発生手段)、16…パターン部、17…印刷抵抗部、18…A/D変換器、19…制御装置、20…便蓋駆動モータ用ドライバ、21…便座駆動モータ用ドライバ
Claims (4)
- 便座を開閉駆動するための駆動モータと、前記便座へ前記駆動モータからの動力を減速して伝達する伝達手段とからなる自動開閉装置において、便座を閉止駆動する際は、所定角度までは便座駆動モータを高速駆動すると共に、第2の所定角度までは便座駆動モータへの通電を停止し、第2の所定角度以降は便座駆動モータを低速駆動するよう構成したことを特徴とする自動開閉装置。
- 請求項1記載の自動開閉装置において、前記所定角度は便座の自重トルクが最大となる角度としたことを特徴とする自動開閉装置。
- 請求項1若しくは請求項2記載の自動開閉装置において、前記便座の基準位置に対する開閉角度を検出可能な信号発生手段を設け、該信号発生手段により所定角度を検出するよう構成したことを特徴とする自動開閉装置。
- 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の自動開閉装置において、前記信号発生手段の出力変化が無くなる若しくは微小となった際に前記便座駆動モータへの通電を停止するよう構成したことを特徴とする自動開閉装置。
Priority Applications (1)
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JP2002182234A JP2004024365A (ja) | 2002-06-21 | 2002-06-21 | 自動開閉装置 |
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JP2002182234A JP2004024365A (ja) | 2002-06-21 | 2002-06-21 | 自動開閉装置 |
Publications (2)
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Cited By (2)
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JP2005230138A (ja) * | 2004-02-18 | 2005-09-02 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | 便座昇降装置 |
CN114933110A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-08-23 | 合肥美的智能科技有限公司 | 翻盖驱动装置及控制方法、垃圾桶和计算机可读存储介质 |
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2002
- 2002-06-21 JP JP2002182234A patent/JP2004024365A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2005230138A (ja) * | 2004-02-18 | 2005-09-02 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | 便座昇降装置 |
JP4526277B2 (ja) * | 2004-02-18 | 2010-08-18 | 日本電産サンキョー株式会社 | 便座昇降装置 |
CN114933110A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-08-23 | 合肥美的智能科技有限公司 | 翻盖驱动装置及控制方法、垃圾桶和计算机可读存储介质 |
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