JP4304851B2

JP4304851B2 - 便座・便蓋電動開閉装置

Info

Publication number: JP4304851B2
Application number: JP2000263443A
Authority: JP
Inventors: 良一古閑; 英穂篠田; 誠西村; 健実 ▲よし▼永
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2020-08-31
Also published as: JP2002065511A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、便座および便蓋の電動開閉装置の開閉方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の便座および便蓋の電動開閉装置としては、特開平０９−３１３４０４号公報に記載されているようなものがあった。これは便座あるいは便蓋の開動作過程の２点間の速度と基準速度の差異に応じて次回の開動作におけるモータの出力トルクの制御を行うようにしたもので、開速度制御の精度を高めるものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成では、速度評価ポイントとしては、開位置でのスムーズな動作を確保する上で重要な、便座あるいは便蓋の開位置に近くに設定することが想定される。
【０００４】
しかしながら、便座あるいは便蓋にカバーが取り付けられ重量が大幅に増加した場合など、速度制御レベルによっては、速度評価ポイントまで到達する前に失速し、開位置まで到達しない可能性がある。速度評価ポイントに到達しないと、フィードバック制御は成立しなくなる。
【０００５】
また一度、開動作を行って、この時の速度を検出して、次回にこの結果をフィードバックするため、最初の動作時は動作が不安定になることが予想される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、便座あるいは便蓋が開動作を開始した直後の、閉位置近くで、便座あるいは便蓋の荷重評価用の速度評価ポイントと、便座あるいは便蓋の開位置近くでの、開位置でスムーズに停止させるための速度評価ポイントを便蓋、便座側で各々設定するものである。
【０００７】
この速度評価ポイントを、閉位置近くと開位置近くで設けることにより、開動作の立ち上がり時点で、便座あるいは便蓋の荷重を評価し、この結果を直ちに、開動作の後半に反映させて、確実に便蓋あるいは便座が立ち上上がるよう制御することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１または２に記載の発明は、便座あるいは便蓋の開動作時に、開位置側及び閉位置側に、速度評価点を設けたものである。
【０００９】
速度評価点を開位置側と閉位置側に設けることにより、閉位置側の速度評価により、便座あるいは便蓋の荷重を評価し、開位置側の速度評価で、開位置でスムーズに停止できるか否かを判定するものである。
【００１０】
閉位置近くで、便座あるいは便蓋の荷重を判定することにより、この結果を開動作の後半に直ちに反映させて、確実に、立ち上がるよう制御することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、閉位置より所定の角度、回転した位置まで前記直流モータをフル通電する領域を設けるとともに、この領域内に速度評価点Ａを設け、速度評価点Ａにおける速度と基準速度とを比較することにより、強設定で駆動する区間の幅を定めるものである。便座あるいは便蓋の負荷を直ちにフィードバックして、開動作を制御することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、直流モータを強設定で駆動する領域の範囲を閉位置より２水準設定し、速度評価点Ａでの便座あるいは便蓋の角速度の速度基準値と比較し、速度評価点Ａでの角速度が速度基準値よりも小さければ、角度Ｂの大きいほうの値Ｂｍａｘを選択し、速度評価点Ａでの速度が速度基準値よりも大きければ、角度Ｂの小さいほうの値Ｂｍｉｎを選択する制御手段を備えたものである。
【００１３】
便座あるいは便蓋の大きな負荷変動要素は、それぞれのカバーが付いているかどうかの判定であり、荷重が決まっている専用カバーを用いる場合には、上記２値的な判定で、確実に動作させることができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、使用者が着座したことを検知する着座センサーを設け、請求項１に記載の便座の閉位置を着座センサーが動作した便座の角度とし、便蓋の開位置はこの便座の閉位置から所定の角度補正した値としたもので、実際の閉位置を検知して、この閉位置から所定の角度回転した速度評価点Ａを正確に決定することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、便座あるいは便蓋の閉位置より所定の角度まで設定したフル通電する領域の閉位置側に、直流モータを弱設定で、所定の時間駆動する領域を設けたものである。
【００１６】
便座あるいは便蓋が開動作する最初の領域で、低速領域を構成するため、起動が滑らかとなり、また、直流モータのパワ−も低いため、便座あるいは便蓋の重量などの負荷に対して、速度の差が出やすく、負荷判定がやりやすくなる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、便座あるいは便蓋の閉位置より所定の角度まで設定したフル通電する領域の閉位置より所定の角度まで、直流モータの出力を弱設定から強設定まで、なめらかに変化させる領域を設け、前記領域の後に速度評価点を設けたものである。
【００１８】
便座あるいは便蓋が開動作する最初の領域で、徐々に加速する領域を構成するため、起動が滑らかとなる。また、直流モータのパワ−を抑えた領域を通過するため、便座あるいは便蓋の重量などの負荷に対して、速度の差が出やすく、負荷判定がやりやすくなる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図１〜７を参照しながら説明する。以下便座の電動開閉を主体に説明するが、便蓋の電動開閉についても同様である。
【００２０】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例の便座・便蓋電動開閉装置を搭載した衛生洗浄装置の外観図である。また図２は便座・便蓋電動開閉装置の駆動部構成図である。また図３は同装置の駆動制御部構成図である。
【００２１】
図において、１は便器であり、便器１後方に洗浄水タンク２が固定され、便器１の上に衛生洗浄装置３が装備されている。衛生洗浄装置３には便座４および便蓋５を電動で開閉する便座・便蓋電動開閉装置６が組み込まれている。便座・便蓋電動開閉装置６は便座４の駆動側に整流子モータを用いた直流モータ７と、ギア列を用いた減速機構により構成される動力伝達手段８と、動力伝達手段８の出力側に挿入されたポテンショメータよりなる角度検出手段９を有し、便蓋５の駆動側も同様に直流モータ２７と、動力伝達手段２８と、角度検出手段２９を有している。
【００２２】
電動開閉制御部１０は、便座４側について説明すると、直流モータ７を制御するモータ駆動回路１１と、このモータ駆動回路１１への出力ポート１２と、便座４の開き角度に対応した回転角度を検出する角度検出手段９からの信号を取り込む入力ポート１３とを備えたマイコン１４により制御されている。
【００２３】
モータ駆動回路１１はＰＷＭ制御によるモータ出力の制御と、直流モータ７の端子間を短絡させることによる、ブレーキ制御機能を有する。
【００２４】
そして、便座４を円滑に移動させるため、便座４の回転角度に対応して、直流モータ７の出力を変えた領域を設け、さらに、開位置の手前の領域では、便座４を減速させるブレーキ領域を設けている。
【００２５】
さらに、開位置で便座４が十分に低い速度領域にあるように制御するため、開位置の手前に、便座４の速度を検出する速度評価点Ｄを設け、また閉位置近くに、便座４の荷重評価用に速度評価点Ａを設けている。
【００２６】
次に動作・作用について説明すると、マイコン１４に開信号が入ると、所定のルーチンで直流モータ７に電圧を印加し便座４を開方向に駆動する。
【００２７】
便座４は開動作の開始後、直流モータ７は強設定（例えば１００％デューティ）で駆動され、速度評価点Ａを通過した後、Ｂ点まで強設定で駆動される。Ｂ点を越えると、直流モータ７のデューティを絞った弱設定の領域（例えば６０％デューティ−）にはいり、開位置近くの速度評価点Ｄを通過して開位置Ｃに到る。
【００２８】
便座４の角速度を開位置側と閉位置側の２点で評価するため、閉位置側での、便座４の荷重の判定と、開位置側での便座４をスムーズ開位置に止めるための角速度の判定を、確実に行うことができる。
【００２９】
（実施例２）
図３で本実施例を説明する。便座４の閉位置Ｇより所定の角度回転した位置Ｂまで前記直流モータを強設定で駆動する領域ＧＢを設けるとともに、領域ＧＢに設けた、速度評価点Ａにおける速度により、位置Ｂの角度を開閉制御部１０にて定めるものである。
【００３０】
便座４をスムーズに回動させるために、最も負荷が大きくなる水平位置（閉位置Ｇ）よりＢ点までは、強設定（例えば１００％デューティー）で駆動し、Ｂ点を越えると、弱設定（例えば６０％デューティー）で駆動する。
【００３１】
負荷が大きくなれば、この強設定で駆動する区間を長くし、逆に負荷が軽くなれば、この区間を短く設定する。
【００３２】
負荷の判定は、速度評価点Ａの速度で行い、負荷が大きい場合は、速度が遅くなり、負荷が軽くなると速度が速くなることから、速度と負荷の関係を事前に評価して表とし、便座４の負荷を評価する。
【００３３】
直流モータ７の強設定の駆動区間の領域内で負荷判定して、この強設定の駆動区間の長さを決定するため、便座４の負荷が直ちに便座開閉動作に反映される。
【００３４】
（実施例３）
図４は本発明の第３の実施例の駆動制御部構成図である。直流モータ４を強設定で駆動する領域の範囲を閉位置Ｇより２水準設定する。速度評価点Ａでの便座４の速度基準値と比較し、速度評価点Ａでの角速度が速度基準値よりも小さければ、大きいほうの値Ｂｍａｘを選択し、速度評価点Ａでの速度が速度基準値よりも大きければ、角度Ｂの小さいほうの値Ｂｍｉｎを選択するよう電動開閉制御部１０にて制御するものである。
【００３５】
便座４あるいは便蓋５の大きな負荷変動要素は、それぞれのカバーが付いているかどうかの判定であり、専用カバーを用いる場合には、上記２値的な判定で、確実に動作させることができ、また逆に中間的な値による誤動作を防止することができる。
【００３６】
（実施例４）
図５は本発明の第４の実施例の駆動部制御構成図である。実施例２と異なる点は、この着座センサー１６を設けた点である。
【００３７】
図５において、１６は着座センサーであり、便座４に使用者が着座したことによる荷重を検知して、信号を出すもので、この信号はマイコン１４の入力ポート１７に入力される。便座４の閉位置は着座センサー１６が作動したとき閉位置にあり、また便蓋５の閉位置はこの便座４の閉位置から所定の角度補正した位置にある。閉位置の近くに設けた、便座４の角速度を検出するポイントは、着座センサー１６作動時の位置を基準に正確に角度設定することができる。
【００３８】
（実施例５）
図６は本発明の第５の実施例の、駆動部制御構成図である。実施例２あるいは３と異なる点は、便座４を閉位置より開方向に直流モータ７を強設定で駆動する領域ＧＢに、直流モータ７の出力を弱レベル（例えば５０％以下）に抑えて、所定の時間駆動するソフトスタート領域ＧＳを設けた点である。
【００３９】
便座４が開動作する最初の領域で、低速領域を構成するため、起動が滑らかとなる。また、直流モータ７の出力も低いため、便座４あるいは便蓋５の重量などの負荷に対して、速度の差が出やすく、負荷判定がやりやすくなる。
【００４０】
また、起動時の直流モータ７の停動トルクは非常に大きく、起動時に１００％のデューティーで動かすと、駆動系に対する負荷も高くなる。ソフトスタートをかけることにより、起動時の駆動系への負荷が軽減できる。
【００４１】
（実施例６）
図７は本発明の第６の実施例の、駆動部制御構成図である。実施例２あるいは３と異なる点は、便座４を閉位置より所定の角度まで、直流モータの出力を弱設定（例えば５０％）から強設定（例えば１００％）までなめらかに変化させる領域ＧＴを設け、前記領域ＧＴの後に速度評価点Ａを設けた点である。
【００４２】
便座４が開動作する最初の領域で、起動より定速領域まで滑らかに駆動トルクが変化する、起動が滑らかとなり、起動時の駆動系への負荷が軽減できる。
【００４３】
また、便座４の負荷判定は一定のデューティの区間で評価するため、確実に負荷判定を行うことができる。
【００４４】
【発明の効果】
便座あるいは便蓋の開動作時の速度評価点を、開位置側と閉位置側に設け、閉位置側に設けた速度評価点により、便座あるいは便蓋の角速度を検出して負荷の大小を判別して、確実に便座、便蓋を立ち上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の便座・便蓋電動開閉装置の概略外観図
【図２】同駆動部構成図
【図３】本発明の第１の実施例及び第２の実施例の駆動制御部構成図
【図４】本発明の第３の実施例の駆動制御部構成図
【図５】本発明の第４の実施例の駆動制御部構成図
【図６】本発明の第５の実施例の駆動制御部構成図
【図７】本発明の第６の実施例の駆動制御部構成図
【符号の説明】
４便座
５便蓋
６便座・便蓋電動開閉装置
７、２７直流モータ
８、２８動力伝達手段
９、２９角度検出手段
１０電動開閉制御部

Claims

便座及び／又は便蓋を開閉駆動するための駆動手段と、前記便座及び／又は便蓋へ前記駆動手段の動力を伝達する動力伝達手段と、前記動力伝達手段に設けられた角度検出手段と、前記角度検出手段より得られる角度を所定時間間隔でサンプリングすることにより角速度を演算する角速度演算手段と前記角度検出手段より得られる角度に応じて前記駆動手段出力を制御する手段を備えた、便座・便蓋電動開閉装置において前記便座および便蓋の開動作時の角速度の速度評価点を、前記便座又は便蓋の開位置側と閉位置側に設定した、便座・便蓋電動開閉装置。
前記駆動手段は、直流モータとした請求項１記載の便座・便蓋電動開閉装置。
前記便座あるいは便蓋の閉位置より所定の角度回転した位置Ｂまで前記駆動手段を強設定で駆動する領域ＧＢを設けるとともに、前記領域ＧＢに設けた、速度評価点Ａにおける速度により、前記位置Ｂの角度を定める開閉制御部を備えた請求項１または２に記載の便座・便蓋電動開閉装置。
前記便座あるいは便蓋の閉位置より所定の角度回転した位置Ｂまで前記駆動手段を強設定で駆動する領域ＧＢを設けるとともに、前記領域ＧＢに設けた、前記速度評価点Ａにおける速度により、前記位置Ｂの角度を定める開閉制御部を備え、前記駆動手段を強設定で駆動する領域の範囲を前記閉位置より２水準設定し、前記速度評価点Ａでの前記便座あるいは便蓋の角速度の速度基準値と比較し、前記速度評価点Ａでの角速度が前記速度基準値よりも小さければ、角度の大きいほうの値Ｂｍａｘを選択し、前記速度評価点Ａでの速度が前記速度基準値よりも大きければ、角度の小さいほうの値Ｂｍｉｎを選択する電動開閉制御部を備えた請求項１または２に記載の便座・便蓋電動開閉装置。
使用者が着座したことを検知するための着座センサーを設け、前記便座の閉位置は、前記着座センサーが作動した時の位置とし、前記速度評価点Ａは前記着座センサーが作動した時の位置を基準に設定した請求項３または４に記載の便座・便蓋電動開閉装置。
前記便座あるいは便蓋の前記閉位置より、所定の角度まで強設定で駆動する前記領域ＧＢの前記閉位置側に、前記駆動手段の出力を弱設定として所定の時間駆動する領域ＧＳを設けた請求項３から５いずれか１項記載の便座・便蓋電動開閉装置。
前記便座あるいは便蓋の前記閉位置より所定の角度まで、前記駆動手段の出力を弱設定から強設定までなめらかに変化させる領域ＧＴを設け、前記領域ＧＴの後に前記速度評価点Ａを設けた請求項３から５いずれか１項記載の便座・便蓋電動開閉装置。