JP4235029B2 - Toilet lid opening / closing unit - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開姿勢にある便蓋を閉姿勢に自動的に駆動可能な便蓋開閉ユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
トイレを使用する際、便蓋が開きっ放しになっているのはあまり心地よいものではなく、衛生面でも好ましくない。そこで、開きっ放しにされた便蓋を自動的に閉塞させる装置として、開姿勢にある便蓋をモータにより自動的に閉姿勢とする便蓋開閉ユニットが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平10-262868号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の便蓋開閉ユニットにおいては、便蓋が閉方向に駆動されている途中、次の利用者が手動で便蓋を開姿勢にして用を足そうとすると、モータが、中断された以降の便蓋に対する閉方向の駆動を継続して行うため、使用中に便蓋が倒れてくるという問題点がある。すなわち、便蓋開閉ユニットにおいて駆動源としてステッピングモータなどを用いた場合には、便蓋に対する閉方向の駆動を通電時間やパルス数で制御するので、閉方向に駆動中に便蓋が人為的に開位置に戻されると、便蓋が人為的な外圧から開放された時点で、ステッピングモータは、残りの通電時間やパルス数の分だけ、便蓋を閉方向に回転駆動させてしまう。
【0005】
また、便座に対して、それを自立させておくための自立保持機構を設けた場合には、その分、大きなトルクで便蓋を駆動するため、便座に座っていた利用者の背中に便蓋が衝突して不快感を与えるおそれがある。
【0006】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、開位置にある便蓋を閉位置に自動的に駆動可能な便蓋開閉ユニットにおいて、閉方向への駆動途中に便蓋が外力で全開位置に戻されても、便蓋が倒れてこない構成を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、便蓋を開閉するための回動軸と、該回動軸を回転駆動して、全開位置にある前記便蓋を全閉位置に向けて駆動するモータを備えた駆動手段とを有する便蓋開閉ユニットにおいて、前記便蓋には、前記全開位置から前記便蓋が自重により閉方向に回転可能な自重傾倒開始位置までの途中位置に、前記便蓋あるいは便座を起立した状態に保持する自立保持トルクを印加する自立保持位置が設定されており、前記駆動手段は、前記便蓋が前記自立保持位置を通過した後は、前記便蓋が前記全開位置から前記自立保持位置を通過するまでの区間と比較して小さくて前記便蓋が前記自立保持位置を通過不能な駆動力で前記回動軸を回転駆動することを特徴とする。
【0012】
本発明では、便蓋が全開位置から自立保持位置を通過した後は、便蓋が自立保持位置を通過不能な小さな駆動力で回動軸を回転駆動するため、閉方向に駆動中の便蓋が外力で全開位置に戻された後、外力により中断された以降の便蓋に対する閉方向の駆動が再開されても、便蓋が自立保持位置を通過してこない。すなわち、駆動手段において駆動源としてステッピングモータなどを用い、通電時間やパルス数により便蓋の閉方向の駆動が制御されている場合には、自立保持位置を通過した後、閉方向への駆動途中で便蓋が外力で全開位置に戻されたときには、残りの通電時間やパルス数による便蓋の閉方向の駆動が再開されるが、このときの駆動力は、便蓋が自立保持位置を通過不能な小さな駆動力であるため、便蓋が自立保持位置を通過してこない。それ故、閉方向への駆動中に便蓋を外力で全開位置に戻しても便蓋が倒れてこないので、使い勝手がよい。また、便蓋を小さな駆動力で駆動するのであれば、その分、モータの回転数を上げることができるので、便蓋を迅速に閉姿勢とすることができる。それ故、次の利用者は使用しようとしたとき、便蓋が閉姿勢になるように動いているという、異様な光景が発生しない。
【0013】
本発明において、前記駆動手段は、例えば、前記モータの出力軸側に連結された駆動部材と、前記回動軸側に連結された従動部材と、前記駆動部材と前記従動部材との機構的な接続を切り換える切換機構と、前記便蓋を閉方向に駆動している途中、外力で前記便蓋が前記全開位置に戻されたことを検出する開動作検出手段とを備え、前記切換機構は、前記モータの正回転により前記全開位置にある前記便蓋を前記自重傾倒開始位置を通過するまで前記回動軸を回転駆動する際には前記駆動部材に対して前記従動部材を連動させ、前記便蓋が前記自重傾倒開始位置を通過した後は、前記駆動部材に対する前記従動部材の連動を解除して前記駆動部材から独立して前記従動部材を前記便蓋の自重による回転に連動させる一方、前記モータの逆回転により前記従動部材から独立して前記駆動部材を前記便蓋が前記全開位置にあったときの初期位置まで戻すように構成される。この場合、前記駆動手段は、外力で前記便蓋が前記全開位置に戻されたことを前記開動作検出手段によって検出したときには、前記モータの逆回転による前記駆動部材の初期位置への復帰動作を停止することが好ましい。閉方向への駆動中に便蓋を外力で全開位置に戻すと、駆動部材も外力によって初期位置に戻っているので、駆動部材をさらに初期位置に戻そうという駆動を行うと、駆動部材が、その初期位置を規定するストッパと衝突することになるが、このような駆動を停止すれば、駆動部材とストッパとの衝突を回避できる。それ故、駆動部材とストッパとの衝突に起因する異音の発生や部材の破損を防止することができる。
【0014】
本発明において、モータとしては、ステッピングモータを用いることが好ましい。このように構成すると、便蓋がモータ駆動により閉方向に回転駆動されている途中に手動で便蓋を開けようとしたときでも、ステッピングモータであれば脱調が起こる。このため、モータ駆動中に逆側へ操作されても小さな力で操作可能である。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明を適用した便蓋開閉ユニットを説明する。
【0016】
[実施の形態1]
(全体構成)
図1(A)、(B)、(C)はそれぞれ、本発明の実施の形態1に係る便蓋開閉ユニットを備えた便座ユニットの側面図、平面図、および便蓋の動きを示す側面図である。図2(A)、(B)はそれぞれ、本形態の便蓋開閉ユニットの正面図、および側面図である。図3は、本形態の便蓋開閉ユニットにおける便蓋の動作を示す説明図である。図4は、本形態の便蓋開閉ユニットにおいて、駆動源として用いたステッピングモータの動作条件を示す説明図である。
【0017】
図1(A)、(B)、(C)、および図2(A)、(B)において、本形態の洋式便器1は、便器本体2と便座ユニット4から構成され、便座ユニット4は、便座5、便蓋6、本体カバー7、および便蓋開閉ユニット10から構成されている。便蓋開閉ユニット10は、側面からみたとき略L字形状であり、L字形状の横方向に延びる部分10bが本体ケース7の下部で固定されている。
【0018】
便蓋開閉ユニット10は、上ケース36、および下ケース37からなるユニットケース30により全体が覆われている。便蓋開閉ユニット10のL字形状の縦方向に延びる部分10aの上端寄りの部分からは、便座5に連結される便座支軸11と、便蓋6に連結される回動軸20とが同軸状に突き出ており、便座5および便蓋6は各々、便座支軸11周り、および回動軸20周りに回転可能である。
【0019】
図1および図3において、本形態の便蓋開閉ユニット10は、便蓋6が連結された回動軸20をその軸線周りに回転駆動して、図1(C)に実線LAで示す起立姿勢にある便蓋6を、図1(A)に示す平伏姿勢に駆動するためのものであり、以下の説明では、図1(C)に実線LAで示す起立姿勢を「全開位置P0」とし、図1(A)に示す平伏姿勢を「全閉位置P7」とする。
【0020】
また、全閉位置P7の手前位置には、全閉センサ97による全閉検出位置P6が設定されており、ここを便蓋6が通過することにより、便蓋6が閉まっているいるか否かを監視するようになっている。このような監視によって、利用者がいないにもかかわらず、所定の時間、便蓋6が全開位置P0に放置されている場合には、便蓋開閉ユニット10が作動し、便蓋6を閉方向に自動的に駆動する。
【0021】
ここで、便蓋6は、全開位置P0から全閉位置P7に向けて回転駆動される途中、一点鎖線LBで示す斜め姿勢となった以降は、自重で倒れて全閉位置P7となる。以下の説明では、図1(C)に一点鎖線LBで示す位置を「自重傾倒開始位置P4」とする。
【0022】
便蓋開閉ユニット10での駆動は、便座5が便器本体2の上で平伏した状態にある場合には、便蓋6に対してのみ行われる。これに対して、便蓋6とともに便座5も全開位置P0にある場合には、便蓋開閉ユニット10は、便蓋6および便座5の双方を全開位置P0から自重傾倒開始位置P4まで回転駆動することになる。ここで、便座5に対しては、ばねの付勢力を利用したクリック機構によって便座5を略直立姿勢に保持するための自立保持機構が構成されており、この自立保持機構によって便座5に作用する自立保持トルクは、便蓋6にも作用する。このような自立保持トルクが便蓋6に作用するのは、便蓋6が図1(C)に点線LCで示す位置であり、この位置を、以下の説明では「自立保持位置P1」とする。なお、以下の説明では、便座5に自立保持トルクが印加される例であるが、便蓋6に自立保持トルクが印加されるような構成の場合も同様である。
【0023】
このような構成に対応して、本形態の便蓋開閉ユニット10は、全開位置P0にある便蓋6を全閉状態とする際には、駆動源して用いられたステッピングモータは、全開位置P0にある便蓋6を自重傾倒開始位置P4を所定の余裕角分だけ閉方向に通過した反転位置P5に到るまで回動軸20(便蓋6)を駆動するように正方向のステップ数が設定されている。また、ステッピングモータは、便蓋6が反転位置P5に到達した後、所定のステップ数だけ逆回転して、後述する駆動機構の駆動部材を初期位置に戻すように設定されている。
【0024】
従って、便蓋6は、自重傾倒開始位置P4を通過して反転位置P5までモータ駆動された以降は、自重による傾倒で全閉位置P7まで回転移動することになる。
【0025】
また、本形態では、図4に直線Tで示すように、全開位置P0にある便蓋6を反転ポイントまで駆動するには、便蓋6に対して、便蓋6を単独で回転駆動するための負荷に加えて、自立保持位置P1を通過する際には、便座5に対する自立保持トルクを加算した負荷が加わる。
【0026】
そこで、本形態では、図4に直線Rで示すように、自立保持位置P1から閉方向に傾いた位置にパルスレート切換位置P2を設定し、便蓋6が全開位置P0から自立保持位置P1を通過してパルスレート切換位置P2に達するまでは、ステッピングモータに印加するパルスレートを低レベル(パルスレートA)に抑えて自起動領域で大きな駆動力を発生させる一方、便蓋6がパルスレート切換位置P2を通過した以降、反転位置P5に達するまでは、ステッピングモータに対するパルスレートを高レベル(パルスレートB)に高め、応答領域で駆動力は小さいが、回転速度を高めている。ここで、便蓋6がパルスレート切換位置P2から反転位置P5に達するまでのパルスレートBで発生する駆動力は、便蓋6が自立保持位置P1を通過不能なレベルである。
【0027】
また、ステッピングモータは、便蓋6を全開位置P0から反転位置P5まで駆動した後は逆回転して、後述する駆動機構を初期状態に戻すが、この逆回転時のパルスレートは、発生する駆動力が小さいが、高速回転が可能なパルスレートBである。その際、反転位置P5からパルスレート切換位置P2は、自起動領域であるが、パルスレート切換位置P2から全開位置P0までは応答領域である。
【0028】
再び図3において、本形態の便蓋開閉ユニット10では、自立保持位置P1から余裕角としての10°分だけ閉方向に傾いた位置に通過センサ98による通過検出位置P3が設定されており、便蓋6を閉方向に駆動しているにもかかわらず、便蓋6が閉方向から開方向に戻されたことを監視するとともに、便蓋6が人為的に全開位置P0に戻された場合には、中断された便蓋6に対する閉方向のモータ駆動や、駆動機構の駆動部材を初期位置に戻すためのモータ駆動を停止するようになっている。なお、本形態では、通過センサによる検出位置は、パルスレート切換位置P2と同一位置に設定されている。
【0029】
このような制御はいずれも、便座ユニット4に構成されている制御部(図示せず)によって行われる。
【0030】
(便蓋開閉ユニットの内部構造)
図5(A)、(B)、(C)は、本形態の便蓋開閉ユニット内で駆動機構を構成する各種部品のレイアウトを示す平面図であり、それぞれ、便蓋が全開位置P0、反転位置P5、および全閉位置P7にあるときに対応する。図6は、本形態の便蓋開閉ユニット内で駆動機構を構成する各種部品の展開図である。
【0031】
図5(A)および図6に示すように、本形態の便蓋開閉ユニット10のユニットケース30内では、回動軸20の基端側に平面形状が円形の連結車40(従動部材)が連結されている一方、ユニットケース30内には、連結車40を介して便蓋6を回転駆動するためのモータ(駆動源)として正逆双方向に回転可能なステッピングモータ60が配置されている。ステッピングモータ60のモータケース、および地板は、上ケース36のL字形状の横方向に延びる部分10bに形成された円形リブと溝状リブによって位置決め固定されている。
【0032】
ステッピングモータ60の出力軸から連結車40に至る駆動力伝達経路には、ステッピングモータ60の出力軸に固着されたピニオン61、このピニオン61と噛み合う歯車を備えた第1車70、この第1車70のピニオンと噛み合う歯車を備えた第2車71、この第2車71と噛み合うピニオンを備えた第3車72、この第3車72のピニオンと噛み合う歯車を備えた第4車73、この第4車73のピニオン73bと噛み合うアイドル歯車8、およびアイドル歯車8と噛み合う駆動歯車50からなる歯車列が構成され、駆動歯車50と連結車40との間には、駆動歯車50と連結車40との機構的な接続を切り換える切換機構80が構成されている。ここで、駆動歯車50は、連結車40と平面的、かつ同軸状に重なっており、共通の回転中心軸線周りに回転可能である。
【0033】
切換機構80では、駆動歯車50において連結車40と対向する面側に、その回転中心軸を中心とする円弧状の凹部からなる溝51と、溝51と回転中心軸に対して点対称に段部からなる円弧状凹部52が形成されている一方、連結車40の側には、溝51および円弧状凹部52の各々に嵌る2つの突起41が形成されている。
【0034】
図5(A)には、便蓋6が全開位置P0にあるときの状態を示してあり、便蓋6が全開位置P0にあるときは、溝51において時計周りCW側に位置する一方の端縁511、および反時計周りCCW側に位置する他方の端縁512のうち、一方の端縁511に対して突起41が略当接する状態にある。また、円弧状凹部52において時計周りCW側に位置する一方の端縁521、および反時計周りCCW側に位置する他方の端縁522のうち、一方の端縁521に対して突起41が略当接する状態にある。
【0035】
ここで、溝51および円弧状凹部52は約157°の角度範囲にわたって形成されている一方、突起41は30°の角度範囲を占めているため、溝51と突起41との間には127°の角度範囲に相当する遊びが確保されている。
【0036】
また、ユニットケース30の内面には、便蓋6が全開位置P0から自重傾倒開始位置P4まで回転するときの駆動歯車50の初期位置および終点位置を機構的に規定する2つのストッパー31、32が形成されている一方、駆動歯車50には、これらのストッパ31、32と干渉可能な突起55が形成されている。
【0037】
連結車40の外周部には1つのセンサ用マグネット96が固定されている一方、連結車40の側方位置には、センサ用基板99が配置されている。センサ用基板99上には、センサ用マグネット96の通過を検出するホールICからなる全閉センサ97と、通過センサ98(開動作検出手段)とが配置され、通過センサ98は、連結車40の下方に位置し、全閉センサ97は、通過センサ98に対して反時計周りCCWの方向において連結車40の側方に位置している。
【0038】
本形態の便蓋開閉ユニット10には、便座支軸11に対してオイルダンパー装置21が構成され、回動軸20に対してもオイルダンパー装置22が構成されている。
【0039】
また、便座支軸11には、ばねの付勢力を利用したクリック機構によって便座5を略直立姿勢に保持するための自立保持機構23が構成されている。
【0040】
(便蓋の開閉動作)
本形態の便蓋開閉ユニット10において、便蓋6が全開位置P0にあるときには、図5(A)に示すように、駆動歯車50に形成されている溝51の一方の端縁511近く、および円弧状凹部52の一方の端縁521近くに連結車40の突起41が位置している。
【0041】
この状態で、便座ユニット4において誰も使用していないことを検出しているにもかかわらず、便蓋開閉ユニット10の全閉センサ97によって、便蓋6が開いた状態のまま、所定時間、放置されていることを検出した場合には、ステッピングモータ60は、まず、正方向に所定ステップ数、駆動される。その結果、ステッピングモータ60の出力軸の回転が第1車70、第2車71、第3車72、第4車73、アイドル歯車8、および駆動歯車50に伝達され、図5(B)に示すように、駆動歯車50が反時計周りCCWの方向に60°回転する。この位置が駆動歯車50の終点位置である。このような回転を行う間、駆動歯車50の溝51、および円弧状凹部52内において、その一方の端縁511、521で連結車40の突起41が押圧されるので、連結車40が60°回転し、便蓋6は、自立保持位置P1および自重傾倒開始位置P4を通過して反転位置P5に到る。その際、便蓋6が全開位置P0から自立保持位置P1を通過してパルスレート切換位置P2に達するまでは、ステッピングモータ60に対するパルスレートをレベルAに抑えて大きな駆動力を発生させる一方、便蓋6がパルスレート切換位置P2を通過した以降、反転位置P5に達するまでは、ステッピングモータ60に対するパルスレートを高レベルBに高めて、回転速度を高める。
【0042】
このようにして便蓋6が閉方向に駆動される際、便蓋6は、自重傾倒開始位置P4を通過した以降、自重により傾倒していくため、反転位置P5でモータ駆動が停止しても、全閉位置P7まで倒れていく。その際、回動軸20に対してはオイルダンパー機構22が構成されているので、便蓋6が急激に倒れることがない。また、便座支軸11にもオイルダンパー機構21が構成されているので、便座5が急激に倒れることがない。
【0043】
このようにして便蓋6が自重により全閉位置P7まで倒れていく際、連結車40の突起41は、図5(C)に示すように、反時計周りCCWの方向に60°回転する。但し、駆動歯車50の溝51、円弧状凹部52と、突起41との間には十分な遊びが確保されているので、駆動歯車50と突起41とは干渉せず、駆動歯車50と連結車40のうち、連結車40のみが便蓋6に連動する。
【0044】
また、便蓋6が閉方向に回転駆動されるとき、連結車40に固定されたセンサ用マグネット96が反時計周りCCWの方向に回転するので、便蓋6が全閉位置P7となる手前、30°の角度位置(全閉検出位置P6)でセンサ用マグネット96が位置センサ97に接近し、位置センサ97からの出力信号が切り換る。従って、位置センサ97からの出力された信号によって、便蓋6が閉じたことを検出できる。
【0045】
一方、便蓋6が反転位置P5を通過した時点で、ステッピングモータ60は逆回転し、駆動歯車50は、時計周りCWの方向に60°回転し、図5(C)に示す初期位置に復帰する。その際、駆動歯車50は、突起41とは干渉することなく、初期位置に復帰する。
【0046】
このようにして便蓋6が全閉位置P7に移動し終えた状態で、利用者が便蓋6を手動で開けると、便蓋6の回転に連動して連結車40が図5(C)に示す位置から図5(A)に示す位置まで戻るが、その際、駆動歯車50は既に初期位置に戻っているので、突起41は、駆動歯車50と干渉することがない。それ故、便蓋6を小さな力で全開位置P0まで戻すことができる。
【0047】
(閉駆動中に便蓋が開かれた場合の動作)
このようにして便蓋6をモータ駆動によって閉方向に駆動中、便蓋が通過センサ98による通過検出位置P3(パルスレート切換位置P2)を通過した後、便蓋6が人為的な外力によって全開位置P0に戻された場合には、センサ用マグネット96がホールICからなる通過センサ98上を通過する。従って、便蓋6が人為的な外力によって全開位置P0に戻されたことを検出できる。
【0048】
このような場合、便蓋6が反転位置P5に到達するまでのステップ数が残っているはずであるが、本形態では、それをキャンセルし、外力により中断された以降のステッピングモータ60による便蓋6の閉方向への駆動を停止する。
【0049】
また、便蓋6をモータ駆動によって閉方向に駆動中、便蓋6が人為的な外力によって全開位置P0に戻された場合には、駆動歯車50は、この外力によって既に図5(A)に示す位置まで戻されるので、便蓋が反転位置P5に到達した以降に行うはずであったステッピングモータ60の逆回転も行わない。
【0050】
(本形態の主な効果)
このように本形態の便蓋開閉ユニット10では、便蓋6をモータ駆動によって閉方向に駆動中、便蓋が通過センサ98による通過検出位置P3(パルスレート切換位置P2)を通過した後、便蓋6が人為的な外力によって全開位置P0に戻された場合には、外力により中断された以降のステッピングモータ60による便蓋6の閉方向への駆動を停止する。このため、使用中に便蓋6が倒れてくるという不便さがない。
【0051】
また、便蓋6をモータ駆動によって閉方向に駆動中、便蓋6が人為的な外力によって全開位置P0に戻された場合には、便蓋が反転位置P5に到達した以降に行うはずであったステッピングモータ60の逆回転も行わない。従って、不必要な初期化動作によって、駆動歯車50の突起55とストッパ31とが衝突することがないので、異音が発生せず、かつ、衝突による突起55やストッパ31の損傷を防止することができる。
【0052】
さらに、本形態では、便蓋6が全開位置P0から自立保持位置P1を確実に通過するように、パルスレートAでステッピングモータ60を駆動し、パルスレート切換位置P3を通過した以降は、自立保持トルクを減じたトルクを発生させるパルスレートBでステッピングモータ60を駆動する。それ故、閉動作の途中で便蓋6を手で開姿勢に戻そうとしたとき、便蓋6が概ね自立保持位置P1(パルスレート切換位置P2)を通過した以降であれば、小さな力で便蓋6を開けることができる。また、便蓋6を小さな駆動力で駆動するのであれば、その分、ステッピングモータ60の回転数を上げることができるので、便蓋6を迅速に閉姿勢とすることができる。それ故、次の利用者は使用しようとしたとき、便蓋6が閉姿勢になるように動いているという、異様な光景が発生しない。
【0053】
[実施の形態2]
上記の実施の形態1では、便蓋6をモータ駆動によって閉方向に駆動中、便蓋6が人為的な外力によって全開位置P0に戻されたことを通過センサ98で検出し、それにより、中断された以降のステッピングモータ60による便蓋6の閉方向への駆動を停止する構成であったが、通過センサ98を利用せず、ステッピングモータ60の駆動力のみで、便蓋6の不用意な傾倒を防止してもよい。
【0054】
すなわち、図4を参照して説明したように、便蓋6が全開位置P0から自立保持位置P1を通過してパルスレート切換位置P2に達するまでは、ステッピングモータ60に印加するパルスレートを低レベル(パルスレートA)に抑えて大きな駆動力を発生させるが、便蓋6がパルスレート切換位置P2を通過した以降、反転位置P5に達するまでは、ステッピングモータ60に対するパルスレートを高レベル(パルスレートB)に高め、駆動力は小さいが、回転速度を高めている。しかも、便蓋6がパルスレート切換位置P2を通過した以降、パルスレートBでステッピングモータ6が発生させる駆動力は、便蓋6が自立保持位置P1を通過不能なレベルである。
【0055】
それ故、便蓋6をモータ駆動によって閉方向に駆動中、便蓋6が便座5とともに、人為的な外力によって全開位置P0に戻された場合に、中断された以降のステッピングモータ60による便蓋6の閉方向への駆動を再開した場合でも、パルスレートBでステッピングモータ6が発生させる駆動力では、便蓋6および便座5は、自立保持位置P1を通過できない。それ故、閉方向に駆動中、便蓋6および便座5が人為的な外力によって全開位置P0に戻された場合でも、便蓋6および便座5が倒れてくるという不便さがない。
【0056】
[その他の実施の形態]
なお、上記実施形態では、ステッピングモータ60の駆動力の増減をパルスレートを切換えることにより実現していたが、単純にモータの電圧を換えたり、電流を換えることにより実現してもよい。
【0057】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の便蓋開閉ユニットでは、便蓋の閉方向への駆動中に便蓋が外力で全開位置に戻されたことを開動作検出手段によって検出したときには、中断された以降の便蓋に対する閉方向の駆動を停止するため、使用中に便蓋が倒れてくることがなく、使い勝手がよい。すなわち、駆動手段において駆動源としてステッピングモータなどを用い、通電時間やパルス数により便蓋の閉方向の駆動が制御されている場合、閉方向への駆動途中で便蓋が外力で全開位置に戻されたことを検出したときには、残りの通電時間やパルス数による便蓋の閉方向の駆動を中断する。従って、便蓋は、外力から解放された以降も倒れてこないので、使い勝手がよい。
【0058】
また、本発明において、便蓋が全開位置から自立保持位置を通過した後は、便蓋が自立保持位置を通過不能な小さな駆動力で回動軸を回転駆動するように構成した場合には、閉方向に駆動中の便蓋が外力で全開位置に戻されたとき、外力により中断された以降の便蓋に対する閉方向の駆動が再開されても、便蓋が自立保持位置を通過してこない。また、便蓋を小さな駆動力で駆動するのであれば、その分、モータの回転数を上げることができるので、便蓋を迅速に閉姿勢とすることができる。それ故、次の利用者は使用しようとしたとき、便蓋が閉姿勢になるように動いているという、異様な光景が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)、(B)、(C)はそれぞれ、本発明の実施の形態1に係る便蓋開閉ユニットを備えた便座ユニットの側面図、平面図、および便蓋の動きを示す側面図である。
【図2】(A)、(B)はそれぞれ、本形態の便蓋開閉ユニットの正面図、および側面図である。
【図3】図2に示す便蓋開閉ユニットにおける便蓋の動作を示す説明図である。
【図4】図2に示す便蓋開閉ユニットにおいて、駆動源として用いたステッピングモータの動作条件を示す説明図である。
【図5】(A)、(B)、(C)はいずれも、図2に示す便蓋開閉ユニット内で駆動機構を構成する各種部品のレイアウトを示す平面図である。
【図6】図2に示す便蓋開閉ユニット内で駆動機構を構成する各種部品の展開図である。
【符号の説明】
1 洋式便器
2 便器本体
4 便座ユニット
5 便座
6 便蓋
7 本体カバー
10 便蓋開閉ユニット
11 便座支軸
20 回動軸
21、22 オイルダンパー装置
23 自立保持機構
30 ケース
40 連結車(従動部材)
50 駆動歯車(駆動部材)
60 ステッピングモータ
80 切換機構
96 センサ用マグネット
97 全閉センサ
98 通過センサ(開動作検出手段)
P0 全開位置
P1 自立保持位置
P2 パルスレート切換位置
P3 通過検出位置
P4 自重傾倒開始位置
P5 反転位置
P6 全閉検出位置
P7 全閉位置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toilet lid opening / closing unit capable of automatically driving a toilet lid in an open posture to a closed posture.
[0002]
[Prior art]
When using the toilet, it is not so comfortable that the toilet lid is left open, which is not preferable in terms of hygiene. Therefore, a toilet lid opening / closing unit that automatically closes a toilet lid in an open posture by a motor has been proposed as a device that automatically closes the opened toilet lid (for example, Patent Document 1). reference).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-262868
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional toilet lid opening / closing unit, while the toilet lid is being driven in the closing direction, the motor is interrupted when the next user manually tries to open the toilet lid with an open posture. Since the subsequent drive in the closing direction with respect to the toilet lid is continuously performed, there is a problem that the toilet lid falls down during use. That is, when a stepping motor or the like is used as a drive source in the toilet lid opening / closing unit, the driving in the closing direction with respect to the toilet lid is controlled by the energizing time and the number of pulses. When the toilet lid is returned to the open position, when the toilet lid is released from artificial external pressure, the stepping motor rotates the toilet lid in the closing direction for the remaining energization time and the number of pulses.
[0005]
In addition, when a self-supporting holding mechanism is provided for allowing the toilet seat to stand on its own, the toilet lid is driven with a large amount of torque, so the toilet lid is placed on the back of the user sitting on the toilet seat. May collide and cause discomfort.
[0006]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a toilet lid opening / closing unit capable of automatically driving a toilet lid in an open position to a closed position. The object is to provide a configuration in which the toilet lid does not fall down even if it is returned to.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, A toilet lid opening / closing mechanism comprising: a pivot shaft for opening and closing the toilet lid; and a driving means provided with a motor for rotating the pivot shaft to drive the toilet lid in the fully open position toward the fully closed position. In the unit, the toilet lid is moved from the fully open position. The weight tilt start position where the toilet lid can rotate in the closing direction by its own weight A self-supporting holding position for applying a self-supporting holding torque for holding the toilet lid or the toilet seat in an upright state is set at an intermediate position until the drive means has passed through the self-supporting holding position. The rotational axis is driven to rotate with a driving force that is small compared to the interval from the fully open position to the position where the toilet lid passes through the self-supporting holding position and the toilet cover cannot pass through the self-supporting holding position. It is characterized by.
[0012]
In the present invention, after the toilet lid has passed the self-supporting holding position from the fully open position, the toilet lid rotates and rotates the rotating shaft with a small driving force that cannot pass through the self-supporting holding position. Even if the driving in the closing direction for the toilet lid after being interrupted by the external force is resumed after being returned to the fully open position by the external force, the toilet lid does not pass through the self-supporting holding position. In other words, when a stepping motor or the like is used as a drive source in the driving means and the toilet lid driving in the closing direction is controlled by the energization time or the number of pulses, after the self-supporting holding position is passed, the driving in the closing direction is in progress. When the toilet lid is returned to the fully open position by external force, the drive in the closing direction of the toilet lid is resumed according to the remaining energization time and the number of pulses, but the driving force at this time passes the toilet lid through the self-supporting holding position. The toilet lid does not pass through the self-supporting holding position because of the small driving force that is impossible. Therefore, even if the toilet lid is returned to the fully opened position by an external force during driving in the closing direction, the toilet lid does not fall down, which is convenient. Further, if the toilet lid is driven with a small driving force, the number of rotations of the motor can be increased by that amount, so that the toilet lid can be quickly closed. Therefore, when the next user tries to use it, the strange scene that the toilet lid moves so as to be in the closed position does not occur.
[0013]
In the present invention, the driving means includes, for example, a driving member connected to the output shaft side of the motor, a driven member connected to the rotating shaft side, and a mechanical mechanism of the driving member and the driven member. A switching mechanism for switching connection; and an opening operation detecting means for detecting that the toilet lid is returned to the fully opened position by an external force during driving of the toilet lid in the closing direction. The toilet lid in the fully open position is moved by the forward rotation of the motor. Above When the rotation shaft is driven to rotate until it passes through its own weight tilt start position, the driven member is interlocked with the drive member, and after the toilet lid has passed through the own weight tilt start position, the drive member The driven member is disengaged from the driving member and the driven member is interlocked with the rotation of the toilet lid by its own weight, while the motor is reversely rotated and the driving member is separated from the driven member. The toilet lid is configured to return to an initial position when the toilet lid is in the fully opened position. In this case, when the opening means detects that the toilet lid has been returned to the fully opened position by an external force, the driving means performs the returning operation of the driving member to the initial position by reverse rotation of the motor. It is preferable to stop. When the toilet lid is returned to the fully open position by external force during driving in the closing direction, the drive member is also returned to the initial position by external force, so when the drive member is further driven to return to the initial position, the drive member is Although it will collide with the stopper which prescribes | regulates the initial position, if such a drive is stopped, the collision with a drive member and a stopper can be avoided. Therefore, it is possible to prevent the generation of abnormal noise and damage to the member due to the collision between the driving member and the stopper.
[0014]
In the present invention, a stepping motor is preferably used as the motor. If comprised in this way, even if it is going to open a toilet lid manually while the toilet lid is rotationally driven by the motor in the closing direction, a stepping motor will step out. For this reason, even if it is operated to the opposite side during motor driving, it can be operated with a small force.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A toilet lid opening / closing unit to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
[0016]
[Embodiment 1]
(overall structure)
1A, 1B, and 1C are a side view, a plan view, and a side view showing movement of a toilet lid, respectively, of a toilet seat unit including a toilet lid opening / closing unit according to Embodiment 1 of the present invention. It is. 2A and 2B are a front view and a side view, respectively, of the toilet lid opening / closing unit of the present embodiment. FIG. 3 is an explanatory view showing the operation of the toilet lid in the toilet lid opening / closing unit of the present embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram showing operating conditions of a stepping motor used as a drive source in the toilet lid opening / closing unit of the present embodiment.
[0017]
1 (A), (B), (C) and FIGS. 2 (A), (B), the western-style toilet 1 of this embodiment is composed of a toilet body 2 and a toilet seat unit 4, and the toilet seat unit 4 is: The toilet seat 5, the toilet lid 6, the main body cover 7, and the toilet lid opening / closing unit 10 are configured. The toilet lid opening / closing unit 10 is substantially L-shaped when viewed from the side, and an L-shaped portion 10 b extending in the lateral direction is fixed to the lower portion of the main body case 7.
[0018]
The toilet lid opening / closing unit 10 is entirely covered by a unit case 30 including an upper case 36 and a lower case 37. From the portion near the upper end of the L-shaped longitudinally extending portion 10a of the toilet lid opening / closing unit 10, the toilet seat support shaft 11 connected to the toilet seat 5 and the rotating shaft 20 connected to the toilet lid 6 are coaxial. The toilet seat 5 and the toilet lid 6 are rotatable around the toilet seat support shaft 11 and the rotation shaft 20, respectively.
[0019]
1 and 3, the toilet lid opening / closing unit 10 of the present embodiment is configured to rotate the rotating shaft 20 to which the toilet lid 6 is coupled around its axis, and to stand up as shown by a solid line LA in FIG. In the following description, the standing posture shown by the solid line LA in FIG. 1 (C) is referred to as a “fully open position P0”. The prone posture shown in FIG. 1A is assumed to be “fully closed position P7”.
[0020]
In addition, a fully-closed detection position P6 by the fully-closed sensor 97 is set at a position before the fully-closed position P7, and whether or not the toilet lid 6 is closed by passing the toilet lid 6 through this position. It comes to monitor. By such monitoring, when the toilet lid 6 is left in the fully open position P0 for a predetermined period of time despite the absence of a user, the toilet lid opening / closing unit 10 operates to close the toilet lid 6 in the closing direction. To automatically drive.
[0021]
Here, while the toilet lid 6 is rotationally driven from the fully open position P0 toward the fully closed position P7, after it becomes an oblique posture indicated by the one-dot chain line LB, it falls down to its fully closed position P7. In the following description, the position indicated by the alternate long and short dash line LB in FIG. 1C is referred to as “self-weight tilt start position P4”.
[0022]
Driving by the toilet lid opening / closing unit 10 is performed only on the toilet lid 6 when the toilet seat 5 is in a flat state on the toilet body 2. On the other hand, when the toilet seat 5 is also in the fully open position P0 together with the toilet lid 6, the toilet lid opening / closing unit 10 rotates both the toilet lid 6 and the toilet seat 5 from the fully open position P0 to the self-weight tilt start position P4. It will be. Here, with respect to the toilet seat 5, a self-supporting holding mechanism for holding the toilet seat 5 in a substantially upright posture is configured by a click mechanism using a biasing force of a spring, and acts on the toilet seat 5 by this self-supporting holding mechanism. The self-supporting holding torque also acts on the toilet lid 6. Such a self-supporting torque acts on the toilet lid 6 at a position indicated by a dotted line LC in FIG. 1C. This position is referred to as “self-supporting holding position P1” in the following description. . The following description is an example in which the self-supporting holding torque is applied to the toilet seat 5, but the same applies to a configuration in which the self-supporting holding torque is applied to the toilet lid 6.
[0023]
Corresponding to such a configuration, when the toilet lid opening / closing unit 10 of this embodiment sets the toilet lid 6 in the fully open position P0 to the fully closed state, the stepping motor used as a drive source is in the fully open position. The number of steps in the forward direction so as to drive the rotating shaft 20 (toilet lid 6) until it reaches a reversal position P5 that has passed through the toilet lid 6 at P0 through its own weight tilt start position P4 in the closing direction by a predetermined margin angle. Is set. Further, the stepping motor is set so as to reversely rotate by a predetermined number of steps after the toilet lid 6 reaches the reverse position P5 and to return the driving member of the driving mechanism described later to the initial position.
[0024]
Accordingly, after the toilet lid 6 is driven by the motor to the reverse position P5 after passing through the own weight tilt start position P4, the toilet lid 6 is rotated to the fully closed position P7 due to the tilt due to the own weight.
[0025]
Further, in this embodiment, as shown by a straight line T in FIG. 4, in order to drive the toilet lid 6 at the fully open position P0 to the reversal point, the toilet lid 6 is driven to rotate independently with respect to the toilet lid 6. In addition to the above load, when passing through the self-supporting holding position P1, a load obtained by adding a self-supporting torque to the toilet seat 5 is added.
[0026]
Therefore, in this embodiment, as indicated by a straight line R in FIG. 4, the pulse rate switching position P2 is set at a position inclined in the closing direction from the self-supporting holding position P1, and the toilet lid 6 is moved from the fully open position P0 to the self-supporting holding position P1. Until the pulse rate switching position P2 is passed, the pulse rate applied to the stepping motor is kept at a low level (pulse rate A), and a large driving force is generated in the self-starting region, while the toilet lid 6 switches the pulse rate. After passing the position P2, until reaching the reverse position P5, the pulse rate for the stepping motor is increased to a high level (pulse rate B), and the driving force is small in the response region, but the rotational speed is increased. Here, the driving force generated at the pulse rate B until the toilet lid 6 reaches the reverse position P5 from the pulse rate switching position P2 is at a level at which the toilet lid 6 cannot pass through the self-supporting holding position P1.
[0027]
Further, the stepping motor rotates backward after driving the toilet lid 6 from the fully open position P0 to the reverse position P5, and returns the drive mechanism described below to the initial state. Although the force is small, the pulse rate B is capable of high-speed rotation. At that time, the inversion position P5 to the pulse rate switching position P2 is the self-starting area, but the pulse rate switching position P2 to the fully open position P0 is the response area.
[0028]
In FIG. 3 again, in the toilet lid opening / closing unit 10 of the present embodiment, the passage detection position P3 by the passage sensor 98 is set at a position inclined in the closing direction by 10 ° as a margin angle from the self-supporting holding position P1. While the lid 6 is driven in the closing direction, it is monitored that the toilet lid 6 has been returned from the closing direction to the opening direction, and the toilet lid 6 has been artificially returned to the fully open position P0. The motor driving in the closing direction with respect to the suspended toilet lid 6 and the motor driving for returning the driving member of the driving mechanism to the initial position are stopped. In this embodiment, the detection position by the passage sensor is set to the same position as the pulse rate switching position P2.
[0029]
All of such controls are performed by a control unit (not shown) configured in the toilet seat unit 4.
[0030]
(Internal structure of toilet lid opening / closing unit)
FIGS. 5A, 5B, and 5C are plan views showing layouts of various components constituting the drive mechanism in the toilet lid opening / closing unit of the present embodiment, and the toilet lid is in the fully open position P0 and inverted, respectively. This corresponds to the position P5 and the fully closed position P7. FIG. 6 is a development view of various parts constituting the drive mechanism in the toilet lid opening / closing unit of the present embodiment.
[0031]
As shown in FIGS. 5A and 6, in the unit case 30 of the toilet lid opening / closing unit 10 of the present embodiment, a connecting wheel 40 (driven member) having a circular planar shape is formed on the base end side of the rotating shaft 20. On the other hand, a stepping motor 60 that can be rotated in both forward and reverse directions is disposed in the unit case 30 as a motor (drive source) for rotationally driving the toilet lid 6 via the connecting vehicle 40. . The motor case and the ground plane of the stepping motor 60 are positioned and fixed by circular ribs and groove-shaped ribs formed in the L-shaped laterally extending portion 10b of the upper case 36.
[0032]
In a driving force transmission path from the output shaft of the stepping motor 60 to the connecting vehicle 40, a first car 70 having a pinion 61 fixed to the output shaft of the stepping motor 60, a gear meshing with the pinion 61, and the first car. A second car 71 having a gear meshing with 70 pinions, a third car 72 having a pinion meshing with the second car 71, a fourth car 73 having a gear meshing with the pinion of the third car 72, A gear train including an idle gear 8 that meshes with the pinion 73b of the four-wheel 73 and a drive gear 50 that meshes with the idle gear 8 is configured. The drive gear 50 and the coupled vehicle 40 are between the drive gear 50 and the coupled vehicle 40. A switching mechanism 80 for switching the mechanical connection is configured. Here, the drive gear 50 overlaps with the connecting wheel 40 in a planar and coaxial manner, and can rotate around a common rotation center axis.
[0033]
In the switching mechanism 80, the drive gear 50 has a groove 51 formed of an arc-shaped recess centered on the rotation center axis on the surface facing the connecting wheel 40, and the groove 51 and the rotation axis about the groove 51. On the other hand, on the side of the connecting wheel 40, two protrusions 41 are formed that fit into the groove 51 and the arc-shaped recess 52, respectively.
[0034]
FIG. 5 (A) shows a state when the toilet lid 6 is at the fully open position P0. When the toilet lid 6 is at the fully open position P0, one end of the groove 51 positioned on the clockwise CW side is shown. Of the edge 511 and the other end edge 512 located on the counterclockwise CCW side, the protrusion 41 is substantially in contact with one end edge 511. In addition, the protrusion 41 is substantially in contact with one edge 521 out of the one edge 521 located on the clockwise CW side and the other edge 522 located on the counterclockwise CCW side in the arc-shaped recess 52. You are in contact.
[0035]
Here, the groove 51 and the circular arc-shaped recess 52 are formed over an angle range of about 157 °, while the protrusion 41 occupies an angle range of 30 °, and therefore, the groove 51 and the protrusion 41 have an angle of 127 °. The play corresponding to the angle range is secured.
[0036]
Also, on the inner surface of the unit case 30, there are two stoppers 31, 32 that mechanically define the initial position and the end point position of the drive gear 50 when the toilet lid 6 rotates from the fully open position P0 to the self-weight tilt start position P4. On the other hand, the drive gear 50 is formed with a protrusion 55 capable of interfering with the stoppers 31 and 32.
[0037]
One sensor magnet 96 is fixed to the outer periphery of the connecting vehicle 40, and a sensor substrate 99 is disposed at a side position of the connecting vehicle 40. On the sensor substrate 99, a fully-closed sensor 97 composed of a Hall IC for detecting the passage of the sensor magnet 96 and a passage sensor 98 (opening operation detecting means) are arranged. The fully closed sensor 97 is located below and is located on the side of the connecting vehicle 40 in the counterclockwise CCW direction with respect to the passing sensor 98.
[0038]
In the toilet lid opening / closing unit 10 of this embodiment, an oil damper device 21 is configured for the toilet seat support shaft 11, and an oil damper device 22 is also configured for the rotating shaft 20.
[0039]
In addition, the toilet seat support shaft 11 is provided with a self-supporting holding mechanism 23 for holding the toilet seat 5 in a substantially upright posture by a click mechanism using a biasing force of a spring.
[0040]
(Toilet lid opening / closing operation)
In the toilet lid opening / closing unit 10 of this embodiment, when the toilet lid 6 is in the fully open position P0, as shown in FIG. 5A, near one end edge 511 of the groove 51 formed in the drive gear 50, and The projection 41 of the connecting wheel 40 is located near one end edge 521 of the arc-shaped recess 52.
[0041]
In this state, in spite of detecting that no one is using in the toilet seat unit 4, the fully closed sensor 97 of the toilet lid opening / closing unit 10 keeps the toilet lid 6 open for a predetermined time, When it is detected that it is left unattended, the stepping motor 60 is first driven a predetermined number of steps in the forward direction. As a result, the rotation of the output shaft of the stepping motor 60 is transmitted to the first car 70, the second car 71, the third car 72, the fourth car 73, the idle gear 8, and the drive gear 50, as shown in FIG. As shown, the drive gear 50 rotates 60 ° counterclockwise in the CCW direction. This position is the end point position of the drive gear 50. During such rotation, the projection 41 of the coupled vehicle 40 is pressed by one end edge 511, 521 of the groove 51 of the drive gear 50 and the arcuate recess 52, so that the coupled vehicle 40 is 60 °. The toilet lid 6 passes through the self-supporting holding position P1 and the self-weight tilt start position P4 and reaches the reverse position P5. At that time, until the toilet lid 6 passes from the fully open position P0 through the self-supporting holding position P1 and reaches the pulse rate switching position P2, the pulse rate with respect to the stepping motor 60 is suppressed to level A and a large driving force is generated. After the lid 6 passes the pulse rate switching position P2, the pulse rate for the stepping motor 60 is increased to the high level B until the rotation position P5 is reached, and the rotation speed is increased.
[0042]
When the toilet lid 6 is driven in the closing direction in this way, the toilet lid 6 tilts due to its own weight after passing through its own weight tilt start position P4. Therefore, even if the motor driving stops at the reversal position P5. Then, it falls down to the fully closed position P7. In that case, since the oil damper mechanism 22 is comprised with respect to the rotating shaft 20, the toilet lid 6 does not fall down rapidly. Further, since the oil damper mechanism 21 is also configured on the toilet seat support shaft 11, the toilet seat 5 does not fall down suddenly.
[0043]
Thus, when the toilet lid 6 falls to the fully closed position P7 due to its own weight, the projection 41 of the connecting vehicle 40 rotates 60 ° in the counterclockwise CCW direction as shown in FIG. 5C. However, since sufficient play is ensured between the groove 51 of the drive gear 50, the arc-shaped recess 52, and the projection 41, the drive gear 50 and the projection 41 do not interfere with each other, and the drive gear 50 and the connecting vehicle are connected. Of the 40, only the connecting vehicle 40 is linked to the toilet lid 6.
[0044]
Further, when the toilet lid 6 is rotationally driven in the closing direction, the sensor magnet 96 fixed to the connecting vehicle 40 rotates counterclockwise in the CCW direction, so that the toilet lid 6 is in the fully closed position P7. The sensor magnet 96 approaches the position sensor 97 at the 30 ° angular position (fully closed detection position P6), and the output signal from the position sensor 97 is switched. Therefore, it is possible to detect that the toilet lid 6 is closed based on the signal output from the position sensor 97.
[0045]
On the other hand, when the toilet lid 6 passes the reverse position P5, the stepping motor 60 rotates in the reverse direction, and the drive gear 50 rotates 60 ° in the clockwise CW direction and returns to the initial position shown in FIG. To do. At that time, the drive gear 50 returns to the initial position without interfering with the protrusion 41.
[0046]
When the user manually opens the toilet lid 6 in the state where the toilet lid 6 has been moved to the fully closed position P7 in this way, the connecting vehicle 40 is interlocked with the rotation of the toilet lid 6 as shown in FIG. 5A returns to the position shown in FIG. 5A. At this time, the drive gear 50 has already returned to the initial position, so that the protrusion 41 does not interfere with the drive gear 50. Therefore, the toilet lid 6 can be returned to the fully open position P0 with a small force.
[0047]
(Operation when the toilet lid is opened during the closed drive)
While the toilet lid 6 is driven in the closing direction by the motor driving in this way, after the toilet lid passes the passage detection position P3 (pulse rate switching position P2) by the passage sensor 98, the toilet lid 6 is fully opened by an artificial external force. When the position is returned to the position P0, the sensor magnet 96 passes over the passage sensor 98 made of the Hall IC. Therefore, it can be detected that the toilet lid 6 has been returned to the fully opened position P0 by an artificial external force.
[0048]
In such a case, the number of steps until the toilet lid 6 reaches the inversion position P5 should remain. In this embodiment, the toilet lid is canceled by the stepping motor 60 after being canceled and interrupted by an external force. 6 is stopped in the closing direction.
[0049]
Further, when the toilet lid 6 is driven in the closing direction by the motor drive and the toilet lid 6 is returned to the fully open position P0 by an artificial external force, the driving gear 50 is already in FIG. 5 (A) by this external force. Since it returns to the position shown, the reverse rotation of the stepping motor 60 that should have been performed after the toilet lid reached the reverse position P5 is also not performed.
[0050]
(Main effects of this form)
As described above, in the toilet lid opening / closing unit 10 of this embodiment, while the toilet lid 6 is driven in the closing direction by the motor drive, the toilet lid passes the passage detection position P3 (pulse rate switching position P2) by the passage sensor 98, and then When the lid 6 is returned to the fully open position P0 by an artificial external force, the driving in the closing direction of the toilet lid 6 by the stepping motor 60 after being interrupted by the external force is stopped. For this reason, there is no inconvenience that the toilet lid 6 falls down during use.
[0051]
Further, when the toilet lid 6 is driven in the closing direction by the motor drive and the toilet lid 6 is returned to the fully opened position P0 by an artificial external force, it should be performed after the toilet lid reaches the reverse position P5. Also, the reverse rotation of the stepping motor 60 is not performed. Therefore, since the protrusion 55 of the drive gear 50 and the stopper 31 do not collide by unnecessary initialization operation, no abnormal noise is generated and damage to the protrusion 55 and the stopper 31 due to the collision is prevented. Can do.
[0052]
Further, in the present embodiment, the stepping motor 60 is driven at the pulse rate A so that the toilet lid 6 passes through the self-supporting holding position P1 from the fully open position P0, and after the pulse rate switching position P3 is passed, the self-supporting is maintained. The stepping motor 60 is driven at a pulse rate B that generates a torque obtained by reducing the torque. Therefore, when it is attempted to return the toilet lid 6 to the open posture by hand during the closing operation, if the toilet lid 6 has almost passed the self-supporting holding position P1 (pulse rate switching position P2), the force is small. The toilet lid 6 can be opened. Further, if the toilet lid 6 is driven with a small driving force, the number of rotations of the stepping motor 60 can be increased accordingly, so that the toilet lid 6 can be quickly brought into a closed posture. Therefore, when the next user tries to use, the strange scene that the toilet lid 6 moves so as to be in the closed posture does not occur.
[0053]
[Embodiment 2]
In the first embodiment, while the toilet lid 6 is driven in the closing direction by the motor drive, the passage sensor 98 detects that the toilet lid 6 has been returned to the fully opened position P0 by an artificial external force, and thereby interrupted. After that, the driving of the toilet lid 6 in the closing direction by the stepping motor 60 is stopped. However, the toilet lid 6 is careless only by the driving force of the stepping motor 60 without using the passage sensor 98. Tilt may be prevented.
[0054]
That is, as described with reference to FIG. 4, the pulse rate applied to the stepping motor 60 is kept at a low level until the toilet lid 6 passes from the fully open position P0 through the self-supporting holding position P1 and reaches the pulse rate switching position P2. (Pulse rate A) is suppressed to generate a large driving force, but after the toilet lid 6 passes the pulse rate switching position P2, the pulse rate for the stepping motor 60 is set to a high level (pulse rate) until the inversion position P5 is reached. B), the driving force is small, but the rotational speed is increased. Moreover, after the toilet lid 6 has passed the pulse rate switching position P2, the driving force generated by the stepping motor 6 at the pulse rate B is at a level at which the toilet lid 6 cannot pass through the self-supporting holding position P1.
[0055]
Therefore, when the toilet lid 6 is driven in the closing direction by the motor drive and the toilet lid 6 is returned to the fully open position P0 together with the toilet seat 5 by an artificial external force, the toilet lid by the stepping motor 60 after being interrupted is suspended. Even when driving in the closing direction of 6 is resumed, the toilet lid 6 and the toilet seat 5 cannot pass through the self-supporting holding position P1 with the driving force generated by the stepping motor 6 at the pulse rate B. Therefore, even when the toilet lid 6 and the toilet seat 5 are returned to the fully opened position P0 by an artificial external force during driving in the closing direction, there is no inconvenience that the toilet lid 6 and the toilet seat 5 fall down.
[0056]
[Other embodiments]
In the above embodiment, the increase or decrease of the driving force of the stepping motor 60 is realized by switching the pulse rate, but it may be realized simply by changing the voltage of the motor or changing the current.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, in the toilet lid opening / closing unit of the present invention, when the opening operation detecting means detects that the toilet lid has been returned to the fully opened position by an external force during driving in the closing direction of the toilet lid, the operation is interrupted. Since the subsequent drive in the closing direction with respect to the toilet lid is stopped, the toilet lid does not fall down during use, which is convenient. That is, when a stepping motor or the like is used as a drive source in the drive means and the toilet lid drive in the closing direction is controlled by the energization time or the number of pulses, the toilet lid is returned to the fully opened position by an external force during driving in the closing direction. When it is detected, the driving in the closing direction of the toilet lid according to the remaining energization time and the number of pulses is interrupted. Therefore, since the toilet lid does not fall down after being released from the external force, it is easy to use.
[0058]
Further, in the present invention, after the toilet lid has passed the self-supporting holding position from the fully open position, when the toilet lid is configured to rotationally drive the rotating shaft with a small driving force that cannot pass through the self-supporting holding position, When the toilet lid driven in the closing direction is returned to the fully open position by external force, the toilet lid does not pass through the self-supporting holding position even if driving in the closing direction for the toilet lid after being interrupted by the external force is resumed. . Further, if the toilet lid is driven with a small driving force, the number of rotations of the motor can be increased by that amount, so that the toilet lid can be quickly closed. Therefore, when the next user tries to use it, the strange scene that the toilet lid moves so as to be in the closed position does not occur.
[Brief description of the drawings]
1A, 1B, and 1C are a side view, a plan view, and a movement of a toilet lid, respectively, of a toilet seat unit including a toilet lid opening / closing unit according to Embodiment 1 of the present invention. It is a side view.
FIGS. 2A and 2B are a front view and a side view, respectively, of a toilet lid opening / closing unit of the present embodiment.
FIG. 3 is an explanatory view showing the operation of the toilet lid in the toilet lid opening / closing unit shown in FIG. 2;
4 is an explanatory diagram showing operating conditions of a stepping motor used as a drive source in the toilet lid opening / closing unit shown in FIG. 2; FIG.
5A, 5B, and 5C are plan views showing the layout of various components that constitute the drive mechanism in the toilet lid opening / closing unit shown in FIG.
6 is a development view of various components constituting a drive mechanism in the toilet lid opening / closing unit shown in FIG. 2. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Western style toilet
2 Toilet bowl
4 Toilet seat unit
5 Toilet seat
6 Toilet lid
7 Body cover
10 Toilet lid opening / closing unit
11 Toilet seat support
20 Rotating shaft
21, 22 Oil damper device
23 Self-supporting mechanism
30 cases
40 articulated vehicle (driven member)
50 Drive gear (drive member)
60 Stepping motor
80 switching mechanism
96 Magnet for sensor
97 Fully closed sensor
98 Passing sensor (opening motion detection means)
P0 fully open position
P1 Standing position
P2 Pulse rate switching position
P3 passage detection position
P4 Own weight tilt start position
P5 Reverse position
P6 Fully closed detection position
P7 Fully closed position

Claims (3)

便蓋を開閉するための回動軸と、該回動軸を回転駆動して、全開位置にある前記便蓋を全閉位置に向けて駆動するモータを備えた駆動手段とを有する便蓋開閉ユニットにおいて、
前記便蓋には、前記全開位置から前記便蓋が自重により閉方向に回転可能な自重傾倒開始位置までの途中位置に、前記便蓋あるいは便座を起立した状態に保持する自立保持トルクを印加する自立保持位置が設定されており、
前記駆動手段は、前記便蓋が前記自立保持位置を通過した後の駆動力は、前記便蓋が前記全開位置から前記自立保持位置を通過するまでの区間と比較して小さくて前記便蓋が前記自立保持位置を通過不能な駆動力で前記回動軸を回転駆動することを特徴とする便蓋開閉ユニット。
A toilet lid opening / closing mechanism comprising: a pivot shaft for opening and closing the toilet lid; and a driving means provided with a motor for rotating the pivot shaft to drive the toilet lid in the fully open position toward the fully closed position. In the unit
A self-supporting holding torque for holding the toilet lid or the toilet seat in an upright position is applied to the toilet lid at a midway position from the fully opened position to a self-weight tilt start position where the toilet lid can rotate in the closing direction by its own weight. The self-supporting holding position is set,
The driving means has a driving force after the toilet lid has passed the self-supporting holding position is smaller than a section from the fully open position to the self-supporting holding position until the toilet lid has A toilet lid opening / closing unit that rotationally drives the pivot shaft with a driving force that cannot pass through the self-supporting holding position .
請求項1において、前記駆動手段は、前記モータの出力軸側に連結された駆動部材と、前記回動軸側に連結された従動部材と、前記駆動部材と前記従動部材との機構的な接続を切り換える切換機構と、前記便蓋を閉方向に駆動している途中、外力で前記便蓋が前記全開位置に戻されたことを検出する開動作検出手段とを備え、
前記切換機構は、前記モータの正回転により前記全開位置にある前記便蓋を前記自重傾倒開始位置を通過するまで前記回動軸を回転駆動する際には前記駆動部材に対して前記従動部材を連動させ、
前記便蓋が前記自重傾倒開始位置を通過した後は、前記駆動部材に対する前記従動部材の連動を解除して前記駆動部材から独立して前記従動部材を前記便蓋の自重による回転に連動させる一方、前記モータの逆回転により前記従動部材から独立して前記駆動部材を前記便蓋が前記全開位置にあったときの初期位置まで戻すように構成され、
前記駆動手段は、外力で前記便蓋が前記全開位置に戻されたことを前記開動作検出手段によって検出したときには、前記モータの逆回転による前記駆動部材の初期位置への復帰動作を停止することを特徴とする便蓋開閉ユニット。
2. The drive unit according to claim 1, wherein the drive means is a drive member connected to the output shaft side of the motor, a driven member connected to the rotating shaft side, and a mechanical connection between the drive member and the driven member. A switching mechanism, and an opening operation detecting means for detecting that the toilet lid is returned to the fully opened position by an external force during driving of the toilet lid in the closing direction,
The switching mechanism causes the follower member to move relative to the drive member when rotating the rotation shaft until the toilet lid in the fully open position passes through the position of starting its own weight tilting by forward rotation of the motor. Interlock,
After the toilet lid has passed through its own weight tilt start position, the interlocking of the driven member with respect to the driving member is released, and the driven member is interlocked with the rotation due to the weight of the toilet lid independently of the driving member. The drive member is configured to return to the initial position when the toilet lid is in the fully opened position independently of the driven member by reverse rotation of the motor,
When the opening means detects that the toilet lid has been returned to the fully opened position by an external force, the driving means stops the returning operation of the driving member to the initial position due to reverse rotation of the motor. toilet lid opening and closing unit according to claim.
請求項1または2において、前記モータは、ステッピングモータであることを特徴とする便蓋開閉ユニット。3. The toilet lid opening / closing unit according to claim 1, wherein the motor is a stepping motor .
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