JP4299057B2 - 便座昇降装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洋式便器の便座を昇降させるための便座昇降装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
洋式便器においては、便座や便蓋が奥の方を中心に回転して平伏姿勢および起立姿勢となる。このため、便器本体上面の奥の方を清掃しようとしても便器本体と便座との間には極めて狭い隙間しか空いておらず、その部分を掃除したくても手が入らない。そこで、手動により便座ユニットを便器本体から浮かせた状態にすることが可能な便座昇降装置が案出されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平8-177104号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の便座昇降装置のように、手動で便座ユニットを持ち上げる構成では、掃除前の汚れた便座ユニットを手で持ち上げることに対して心理的な抵抗感があるという問題点がある。また、トイレという狭い空間で、人の手により便座ユニットを持ち上げる作業は、不自然な姿勢で行わなければならないため、大変な作業である。しかも、便座ユニットに対して、便座が自重で傾倒する際の速度を低下させるダンパー装置や、便蓋を電動で開閉させる電動機構などを負荷してある場合には、これらの機構も一緒に持ち上げる必要があるため重く、かなり大変な作業である。
【0005】
さらに、便器ユニットを手で下ろす際に抗力を発生させるダンパー機構がないと、過大な力で便座ユニットを勢いよく下ろすと、便座や便器本体を破損してしまう。かといって、このようなダンパー機構を付加した場合には、便座昇降装置が大型化してしまうとともに、コストが増大してしまうという問題点がある。
【0006】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、便座ユニットを便器本体から浮かせる際の負担を軽減でき、かつ、ダンパー機構を付加してなくて便座ユニットを手動で降下させる際に便座や便器本体が破損するおそれのない便座昇降装置を提供することにある。
【0007】
【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、洋式トイレの便器本体側に固定される固定部材と、便座ユニットが取り付けられる可動部材と、該可動部材を上下方向に案内するガイド機構とを有する便座昇降装置において、前記固定部材に対して前記可動部材を少なくとも電動により上昇駆動可能な駆動機構を有し、かつ、前記駆動機構の駆動源として、ステッピングモータを用いており、前記ガイド機構は、一方の側が前記固定部材により互いに連結されており、他方の側がプレートにより互いに連結されている2本のガイド軸を備えており、前記駆動機構は、前記ステッピングモータの駆動力を前記可動部材に減速して伝達する減速輪列と、この減速輪列を介して回転駆動する出力ピニオンと、前記出力ピニオンに噛合するラックとを備え、前記可動部材を手動により降下可能に構成されているとともに、前記可動部材に加わった外力が前記ステッピングモータのロータまで伝わるように構成されていることにより、前記可動部材が電動で動作しているときに前記可動部材を急停止あるいは逆転させるような力が加わったときには、前記ステッピングモータが脱調して前記可動部材の停止あるいは逆方向への移動が許容されており、前記出力ピニオンと前記ラックとは、2本の前記ガイド軸の間に位置していることを特徴とする。
【0009】
本発明では、便座ユニットが取り付けられた可動部材を電動で上昇駆動する駆動機構が構成されているので、便器本体や便座下面の奥の方を清掃する際、便座ユニットを手で持ち上げる必要がない。従って、洋式便器の清掃する際の負担を軽減できるとともに、清掃する前の便座ユニットに触れることへの抵抗感をなくすことができる。また、逆転時に逆電流が発生して大きなトルクが発生するDCモータと違って、逆回転時にロータが空転して脱調が起こるステッピングモータを駆動機構の駆動源として用いたので、浮かせた便座ユニットを下ろす作業を手動で行う際に大きな力を必要としない。また、電動で動作しているときに、急停止あるいは逆転させるような過大な力が加わった場合においても、同様にステッピングモータが脱調するので、便座や便器本体、駆動機構を破損することがない。
【0010】
また、駆動機構の駆動源としてステッピングモータを用いたので、浮かせた便座ユニットを下ろす作業を手動で行う際に、ステッピングモータのディテントトルクが抗力として作用する。従って、浮かせた便座ユニットを下ろす際、便座ユニットがゆっくりと下降するので、ダンパー機構を設けなくても、便座や便器本体が破損することがない。また、誤って過大な力を加えた場合でも、ステッピングモータのロータが脱調して空転するので、駆動機構を破損することがないと共に、誤って手等を固定部材と可動部材との間に挟んだ場合でも、大荷重を受けずに停止するので安全である。それ故、便座昇降装置の使い勝手を高めても、ダンパー機構が不要な分、便座昇降装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
【0011】
また、前記駆動機構はステッピングモータの駆動力を可動部材に減速して伝達する減速輪列を備えているので、便座ユニットを適度な速度で上昇させることができる。また、浮かせた便座ユニットを手動で下ろす際、減速輪列の減速比に対応して発生する負荷が、ステッピングモータのディテントトルクとともに適度な抗力として作用する。従って、浮かせた便座ユニットを下ろす際、便座ユニットがゆっくりと下降するので、ダンパー機構を設けなくても、便座や便器本体が破損することがない。また、誤って過大な力を加えた場合でも、ステッピングモータのロータが脱調して空転するので、駆動機構を破損することがないと共に、誤って手等を固定部材と可動部材との間に挟んだ場合でも、大荷重を受けずに停止するので安全である。
【0012】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明を適用した便座昇降装置の一例を説明する。
【0013】
(トイレユニットの構成)
図1(a)、(b)はそれぞれ、本発明を適用した便座昇降装置を用いた洋式トイレユニットにおいて、便座を下ろした状態の説明図、および便座を便器本体から持ち上げた状態を示す説明図である。
【0014】
図1(a)に示すように、本形態の洋式トイレユニットは、洋式の便器本体11と、この便器本体11上で開閉される便座12と、この便座12上で開閉される便蓋13とを有しており、便座12および便蓋13は、奥の方を中心に回転して平伏姿勢および起立姿勢となる。ここで、便座12および便蓋13は、便座ユニット10として一体化されており、この便座ユニット10には、必要に応じて、便座12および便蓋13が自重で平伏する際の速度を緩和するダンパー装置や便蓋を電動で開閉するための電動装置が内蔵される場合がある。
【0015】
これらいずれの場合においても、本形態の洋式トイレユニットには、図1(b)に示すように、便座12(便座ユニット10)を便器本体11から浮き上がらせて、便器本体11の上面を奥まで清掃可能とする電動式の便座昇降装置1が構成されている。
【0016】
(便座昇降装置の構成)
図2(a)、(b)、(c)、(d)は、本発明を適用した便座昇降装置の平面図、正面図、図2(a)のA−A′線における概略断面図、および図2(a)のB−B′線における概略断面図である。図3(a)、(b)は、本発明を適用した便座昇降装置から可動プレートおよび左側スライダを外した状態の正面図、および図3(a)のC−C′線における概略断面図である。
【0017】
図2(a)〜(c)、および図3(a)、(b)に示すように、本形態の便座昇降装置1は、便器本体11(図1を参照)の上面部分への固定面21を備えた固定プレート2(固定部材)と、固定プレート2の後端で上方に折り曲げられた垂直面22の上端部分に固定された逆L字形状のストッパープレート3と、ストッパープレート3の水平部分31と固定プレート2の固定面21との間に掛け渡された円柱状の右ガイド軸41および左ガイド軸42(ガイド機構)とを有している。
【0018】
左右のガイド軸41、42には、それぞれこれらのガイド軸41、42に沿って上下にスライド可能な右側スライダ51、および左側スライダ52が支持されており、左右のスライダ51、52の前面および上面を覆うように可動プレート6(可動部材)が取り付けられている。右側スライダ51および左側スライダ52は、略直方体形状を備えており、ガイド軸41、42が差し込まれる軸受け部分511、521を各々有している。
【0019】
ここで、可動プレート6は、その上面60に便座ユニット10が固定される。このため、左右のスライダ51、52がガイド軸41、42に沿って上下動すると、可動プレート6に固定された便座ユニット10も一体に上下動することになる。
【0020】
本形態の便座昇降装置1では、右側スライダ51に対して、この右側スライダ51を上下方向に駆動する電動式の駆動機構5が構成されており、この駆動機構5によって、右側スライダ51が上下に駆動されたとき、左側スライダ52、可動プレート6、および便座ユニット10も上下に移動する。
【0021】
このような駆動機構5として、本形態では、まず、右側スライダ51の左面には上下方向の全範囲にわたってラック53が形成されている。
【0022】
また、本形態では、左右のガイド軸41、42により挟まれた空間には、駆動機構5の駆動源としての正逆双方向への回転が可能なステッピングモータ7、このステッピングモータ7の駆動力を伝達する減速輪列70、およびこの減速輪列70を介して回転駆動する出力ピニオン80が配置されており、この出力ピニオン80は、右側スライダ51のラック53と噛み合っている。ステッピングモータ7は、ストッパープレート3の真下に配置されており、出力ピニオン80は便座昇降装置1の高さ方向における略中央位置に配置されている。
【0023】
減速輪列70は、ステッピングモータ7の回転軸に構成されたピニオンと噛み合う大径歯車を備えた第1の減速車71と、この第1の減速車71と噛み合う大径歯車を備えた第2の減速車72と、この第2の減速車72の小径歯車と噛み合う大径歯車を備えた第3の減速車73と、この第3の減速車73の小径歯車と噛み合う大径歯車81を備えた出力車8とを備えており、この出力車8の一方の端部に対して出力ピニオン80が構成されている。
【0024】
ここで、右側スライダ51と左側スライダ52には、その前面および上面を覆うように可動プレート6が取り付けられているため、右側スライダ51の昇降に伴い、左側スライダ52および可動プレート6は一体となって従動する。
【0025】
(便座ユニットの位置検出手段の構成)
図3(b)に示すように、出力車8には、大径歯車81を挟んで、出力ピニオン80と反対側の端部に小径歯車82が構成されており、この小径歯車82の下方位置には、小径歯車82と噛み合うセンサ歯車15が配置されている。このセンサ歯車15の回転軸105の端部は、固定プレート2の垂直面22から背面側に突出している。この回転軸105の突出部分101は、断面形状がD字形であり、この突出部分101には、ポテンショメータ14のロータリ部のD字形状の穴が嵌合している。このため、センサ歯車15の回転軸105が回転すると、ポテンショメータ14のロータリ部が一体に回転する。
【0026】
ここで、センサ歯車15は、出力ピニオン80が右側スライダ51のラック53の全範囲を駆動する間に、その回転が1回転未満で収まるような歯数で構成されている。そのため、ポテンショメータ14は、センサ歯車15の回転軸(ロータリ部)の角度位置に応じた信号を出力するので、右側スライダ51の上下方向の位置、すなわち、便座ユニット5の昇降位置を検出することができる。
【0027】
(ストッパーの構成)
図2(c)、(d)に示すように、左右のスライダ51、52の背面側には、固定プレート2の垂直面22と対向する部分で角穴55が各々開口している。これらの角穴55の内部には各々、係合部材95が水平方向に進退可能に配置され、その奥には、係合部材95を固定プレート2の垂直面22に向けて付勢するばね96が配置されている。これに対して、固定プレート2の垂直面22には、左右のスライダ51、52を上下したときに係合部材95が通過する線上のうち、その下方位置に、係合部材95の先端部が入り込む下側凹部97が左右に形成されている一方、上方位置には、係合部材95の先端部が入り込む上側凹部98が左右に形成されている。
【0028】
このため、左右のスライダ51、52側の係合部材95、およびばね96と、固定プレート2の垂直面22側の下側凹部97は、便座12(便座ユニット)を降下させたときの左右のスライダ51、52の保持位置を規定する第1のストッパ91として機能する。また、左右のスライダ51、52側の係合部材95、およびばね96と、固定プレート2の垂直面22側の上側凹部98は、便座12(便座ユニット)を上昇させたときの左右のスライダ51、52の保持位置を規定する第2のストッパ92として機能する。また、第1のストッパ91および第2のストッパ92のいずれにおいても、係合部材95が下側凹部97および上側凹部98に係合したときにクリック感を発生させる。
【0029】
(便座の昇降動作の説明)
図4(a)、(b)は、本発明を適用した便座昇降装置において、便座ユニットを搭載した可動部材が最下位置にある状態を示す説明図、および可動部材が最上位置にある説明図である。なお、図4(a)、(b)は、図2(a)のA−A′線における断面に相当する。
【0030】
本形態の便座昇降装置1は、固定プレート2を便器本体11(図1を参照)の上面部分に固定する一方、可動プレート6の上面60に便座ユニット10を取り付けた状態で使用される。
【0031】
清掃などを開始する前は、図4(a)に示すように、便座12は便器本体11の上面にあり、便座ユニット10、および可動プレート6は、最下位置にある。この状態において、係合部材95の先端部が固定プレート2の垂直面22の下側凹部97に係合し、第1のストッパ91として機能している。従って、この最下位置では、第1のストッパ91での係合力、ステッピングモータ7のディテントトルク、および便座ユニット10の自重により、便座ユニット10が不用意に上昇することはない。また、この状態において、ポテンショメータ14は、便座ユニット10が最下位置にある旨の出力を行う。
【0032】
この状態から、清掃を開始するために便座ユニット10を浮かせたい場合に、所定のスイッチ動作を行うと、ステッピングモータ7は、所定のステップ数、あるいは所定の時間、正方向に回転する。その結果、ステッピングモータ7の回転運動力は、減速輪列70を介して出力ピニオン80に伝達され、図4(b)に示すように出力ピニオン80は、ラック53を介して右側スライダ51を上昇させる。従って、第1のストッパ91での係合が解除され、左側スライダ52、可動プレート6、および便座ユニット10は、右側スライダ51と一体に上昇する。
【0033】
そして、第2のストッパ92での係合が行われるまで、便座ユニット10が上昇した後、ステッピングモータ7は停止する。それまでの間に、出力車8の小歯車82は、センサ歯車15を回転させ、ポテンショメータ14の出力が変化するので、その出力から、便座ユニット10が所定の位置まで上昇したことを検出できる。また、便座ユニット10が所定の位置まで上昇したことは、第2のストッパ92で発生するクリック音で報知することができる。さらに、便座ユニット10が最上位置で停止した状態では、第2のストッパ92での係合力、およびステッピングモータ7のディテントトルクにより、便座ユニット10は、自重で落下してしまうことがない。
【0034】
ここで、上昇駆動されたはずの便座ユニット12が、所定時間、あるいは所定ステップ数駆動された時点でも、最上位置に到着していない場合には、何らかの不具合で便座ユニット10が上昇途中で停止したことになるが、このような不具合の発生は、第2のストッパ92によるクリック音が発生しないことでも分かるが、ポテンショメータ14の出力値によって検出することができる。従って、不具合が発生した際には、ポテンショメータ14での検出結果に基づいて、その旨の報知を行うことができる。また、ポテンショメータ14の出力をステッピングモータ7の駆動回路(不図示)にフィードバックすることにより、その後の動作が不要に開始されないように、ステッピングモータ7の動作をリセットするなどの処置を行うことができる。
【0035】
一方、清掃が終了して便座ユニット10を降下させたい場合に、図4(b)に示す状態で所定のスイッチ動作を行うと、ステッピングモータ7は、所定のステップ数、あるいは所定の時間、逆方向に回転する。その結果、ステッピングモータ7の回転運動力は、減速輪列70を介して出力ピニオン80に伝達され、図4(a)に示すように、出力ピニオン80は、ラック53を介して右側スライダ51を降下させる。従って、第2のストッパ92での係合が解除され、左側スライダ52、可動プレート6、および便座ユニット10は、右側スライダ51と一体に下降する。
【0036】
そして、第1のストッパ91での係合が行われるまで、便座ユニット10が下降した後、ステッピングモータ7は停止する。それまでの間に、出力車8の小歯車82は、センサ歯車15を逆回転させ、ポテンショメータ14の出力が変化するので、その出力から、便座ユニット10が所定の位置まで下降したことを検出できる。また、便座ユニット10が所定の位置まで下降したことは、第1のストッパ91で発生するクリック音で報知することができる。
【0037】
ここで、下降駆動されたはずの便座ユニット12が、所定時間、あるいは所定ステップ数駆動された時点でも、最下位置に到着していない場合には、何らかの不具合で便座ユニット10が下降途中で停止したことになるが、このような不具合の発生は、第1のストッパ91によるクリック音が発生しないことでも分かるが、ポテンショメータ14の出力値によっても検出することができる。従って、不具合が発生した際には、ポテンショメータ14での検出結果に基づいて、その旨の報知を行うことができる。また、ポテンショメータ14の出力をステッピングモータ7の駆動回路(不図示)にフィードバックすることにより、その後の動作が不要に開始されないように、ステッピングモータ7の動作をリセットするなどの処置を行うことができる。
【0038】
(手動による便座ユニットの下降動作)
本形態の便座昇降装置1では、清掃が終了した後、最上位置にある便座ユニット10を手動で最下位置まで降ろすことができる。この場合には、ステッピングモータ7に給電せずに、人の力で便座ユニット10を押し下げる。
【0039】
その際、右側スライダ51の下降は、ラック53を介して出力ピニオン80を介して減速輪列70を介してステッピングモータ7に伝達されるが、本形態では、駆動源として用いたモータがステッピングモータ7であるので、ステッピングモータ7において脱調が起こる。また、本形態では、駆動源として用いたモータがステッピングモータ7であり、かつ、ステッピングモータ7から出力ピニオン80までの間に減速輪列70で接続されるので、手動で便座ユニット10を下降させる際には、ステッピングモータ7のディテントトルクと、減速輪列70の負荷が適度な抗力として作用するので、便座ユニット10がゆっくりと下降する。
【0040】
このような手動による便座ユニット10の下降動作を行った場合も、便座ユニット10が所定の位置まで下降したことは、第1のストッパ91で発生するクリック音で報知することができる。また、ポテンショメータ10の出力でも検出できるので、ポテンショメータ10の出力結果に基づいて、便座ユニット10の正常に下降した旨を報知することができる。
【0041】
(本形態の効果)
以上説明したように、本形態の便座昇降装置1では、駆動機構5の駆動源として、容易に脱調が起こるステッピングモータ7を用いたので、DCモータを用いた場合と違って、大きな力を加えなくても、手動で便座ユニット10を下降させることができる。また、駆動源としてステッピングモータ7を用い、かつ、ステッピングモータ7から出力ピニオン80までの間が減速輪列70で接続されているので、手動で便座ユニット10を下降させる際には、ステッピングモータ7のディテントトルクと、減速輪列70の負荷が適当な抗力として作用する。従って、浮かせた便座ユニット10を手動で下ろす際、便座ユニット10がゆっくりと下降するので、ダンパー機構を設けなくても、便座12や便器本体11が破損することがなく、かつ、安全である。また、誤って過大な力を加えた場合でも、ステッピングモータ7のロータが脱調して空転するので、駆動機構5を破損することがないと共に、誤って手等を固定部材と可動部材との間に挟んだ場合でも、大荷重を受けずに停止するので安全である。それ故、便座昇降装置1の使い勝手を高めても、ダンパー機構が不要な分、便座昇降装置1の小型化および低コスト化を図ることができる。
【0042】
また、本形態では、センサ歯車15の動きを検出するポテンショメータ14によって便座ユニット10の位置を監視することができるので、その昇降動作が正常に行われなかった場合には、その旨の報知、さらには適切な処置を行うことができる。
【0043】
(その他の実施の形態)
なお、上記実施の形態では、センサ歯車15の動きをポテンショメータ14で検出して便座ユニット10の位置を監視する構成であったが、減速輪列70を構成する減速車71、72、73のいずれかの回転角度位置を検出することにより、便座ユニット10の位置を監視してもよい。また、昇降駆動される右側スライダ51の上下方向の位置、あるいは出力ピニオン8の回転から便座12の位置情報を得てもよい。さらに、上記実施の形態では、便座ユニット10の位置を監視するのにポテンショメータ14を用いたが、ホールIC等などのセンサにより便座ユニット10の位置を監視してもよい。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、便座ユニットが取り付けられた可動部材を電動で上昇駆動する駆動機構が構成されているので、便器本体や便座下面の奥の方を清掃する際、便座ユニットを手で持ち上げる必要がない。従って、洋式便器の清掃する際の負担を軽減できるとともに、清掃する前の便座ユニットに触れることへの抵抗感をなくすことができる。また、逆転時に逆電流が発生して大きなトルクが発生するDCモータと違って、逆回転時にロータが空転して脱調が起こるステッピングモータを駆動機構の駆動源として用いたので、浮かせた便座ユニットを下ろす作業を手動で行う際に大きな力を必要としない。また、駆動機構の駆動源としてステッピングモータを用いたので、浮かせた便座ユニットを下ろす作業を手動で行う際に、ステッピングモータのディテントトルクが抗力として作用する。従って、浮かせた便座ユニットを下ろす際、便座ユニットがゆっくりと下降するので、ダンパー機構を設けなくても、便座や便器本体が破損することがない。また、誤って過大な力を加えた場合でも、ステッピングモータのロータが脱調して空転するので、駆動機構を破損することがないと共に、誤って手等を固定部材と可動部材との間に挟んだ場合でも、大荷重を受けずに停止するので安全である。それ故、便座昇降装置の使い勝手を高めても、ダンパー機構が不要な分、便座昇降装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)、(b)はそれぞれ、本発明を適用した便座昇降装置を用いた洋式トイレユニットにおいて、便座を下ろした状態の説明図、および便座を便器本体から持ち上げた状態を示す説明図である。
【図2】(a)、(b)、(c)、(d)は、本発明を適用した便座昇降装置の平面図、正面図、図2(a)のA−A′線における概略断面図、および図2(a)のB−B′線における概略断面図である。
【図3】(a)、(b)は、本発明を適用した便座昇降装置から可動プレートおよび左側スライダを外した状態の正面図、および図3(a)のC−C′線における概略断面図である。
【図4】(a)、(b)は、本発明を適用した便座昇降装置において、便座ユニットを搭載した可動部材が最下位置にある状態を示す説明図、および可動部材が最上位置にある説明図である。
【符号の説明】
1 便座昇降装置
2 固定プレート(固定部材)
3 ストッパープレート
5 駆動機構
6 可動プレート(可動部材)
7 ステッピングモータ
8 出力車
10 便座ユニット
11 便器本体
12 便座
14 ポテンショメータ
15 センサ歯車
41、42 ガイド軸(ガイド機構)
51 右側スライダ
52 左側スライダ
53 ラック
70 減速輪列
71、72、73 減速車
80 出力ピニオン
91 第1のストッパー
92 第2のストッパー

Claims (1)

  1. 洋式トイレの便器本体側に固定される固定部材と、便座ユニットが取り付けられる可動部材と、該可動部材を上下方向に案内するガイド機構とを有する便座昇降装置において、
    前記固定部材に対して前記可動部材を少なくとも電動により上昇駆動可能な駆動機構を有し、かつ、前記駆動機構の駆動源として、ステッピングモータを用いており、
    前記ガイド機構は、一方の側が前記固定部材により互いに連結されており、他方の側がプレートにより互いに連結されている2本のガイド軸を備えており、
    前記駆動機構は、前記ステッピングモータの駆動力を前記可動部材に減速して伝達する減速輪列と、この減速輪列を介して回転駆動する出力ピニオンと、前記出力ピニオンに噛合するラックとを備え、前記可動部材を手動により降下可能に構成されているとともに、前記可動部材に加わった外力が前記ステッピングモータのロータまで伝わるように構成されていることにより、前記可動部材が電動で動作しているときに前記可動部材を急停止あるいは逆転させるような力が加わったときには、前記ステッピングモータが脱調して前記可動部材の停止あるいは逆方向への移動が許容されており、
    前記出力ピニオンと前記ラックとは、2本の前記ガイド軸の間に位置していることを特徴とする便座昇降装置。
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