JP5469315B2

JP5469315B2 - 便器装置

Info

Publication number: JP5469315B2
Application number: JP2008166225A
Authority: JP
Inventors: 研治安達
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2008-06-25
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2028-06-25
Also published as: JP2010007314A

Description

本発明は、トラップ筒が可動となったいわゆるターントラップ式の便器装置に関するものである。

従来より、ボウルの底部の排水口から連出されて先端の自由端部が上下回動可能に支持されたトラップ筒を備えた、いわゆるターントラップ式の便器が使用されている（例えば特許文献１参照）。トラップ筒は、回動駆動手段としての駆動モータが正転することで先端が下降し、駆動モータが逆転することで先端が上昇する。そして、図４（ａ）に示すように、トラップ筒２の先端が上昇して開口が上向きとなった状態で封水を行うと共に、図４（ｃ）に示すように、トラップ筒２の先端が下降して開口が下向きとなった状態で、汚物が排出される。
特開平１０−２３７９３１号公報

ターントラップ式の便器は、上述したように駆動モータを正転または逆転させるため、駆動モータを直流モータで構成し、電流切り替え手段により駆動モータを流れる電流の方向を切り替えて、正転および逆転を行うものであった。電流切り替え手段としては、従来は図６に示すように、駆動モータＭの両端子にリレーＲをそれぞれ設け、両リレーＲを切り替えることで正転および逆転を行うものであった。

この従来のリレーＲを設けたものにあっては、（１）リレーＲの接点が摩耗するため交換が必要となる、（２）停電時に手動でトラップ筒２を上昇・下降させる際、リレーＲの接点を切り離さなければ逆起電圧が発生して重い、（３）制御部の基板上にリレーＲを設けるスペースが必要となり大型化してしまう、といった問題があるため、リレーＲの代わりにＭＯＳＦＥＴを設けた回路が使用されるに至った。

これは、図２に示すように、電力供給手段の高電圧部ＶとグランドＧとの間に、Ｐ−ｃｈＭＯＳＦＥＴとＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴとを直列に設けた配線を並設し、Ｐ−ｃｈＭＯＳＦＥＴとＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴの間同士を接続して駆動モータＭを設けてＨブリッジ回路を構成したものである。そして、駆動モータＭを正転させてトラップ筒２の先端を下降させる場合には、図２（ｂ）に示すように、一方の配線のＰ−ｃｈＭＯＳＦＥＴ（図２中のＰｄｗ）と他方の配線のＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴ（図２のＮｄｗ）とをオンにすると共に他方の配線のＰ−ｃｈＭＯＳＦＥＴ（図２中のＰｕｐ）と一方の配線のＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴ（図２中のＮｕｐ）とをオフにし、駆動モータＭを逆転させてトラップ筒２の先端を上昇させる場合には、図２（ａ）に示すように、ＰｄｗとＮｄｗとをオフにすると共にＰｕｐとＮｕｐとをオンにするものである。

また、トラップ筒２の先端を上端位置または下端位置で停止させておく場合には、図３（ａ）に示すように、ＮｕｐとＮｄｗをオンにすると共にＰｕｐとＰｄｗをオフにして、Ｎｕｐと駆動モータＭとＮｄｗとグランドＧとで閉回路を形成して駆動モータＭを外力に対する抵抗として利用することで、停止状態を保持するものである。

上記Ｈブリッジ回路を用いたものにあっては、トラップ筒２の先端を上昇または下降させて上端位置または下端位置に到達した後、停止状態を保持させる場合、図２（ａ）または図２（ｂ）に示す状態の後、図３（ａ）に示す状態に移行する。

しかしながらこの場合、トラップ筒２が急激に制動されて大きな負荷が掛かって、トラップ筒２の可動部等の劣化が促進されてしまい、また更に、Ｐ−ｃｈＭＯＳＦＥＴ（すなわちＰｕｐまたはＰｄｗ）のターンオフ遅れにより、高電圧部ＶとグランドＧとが短絡されてしまう、といった問題があるものであった。

これを回避すべく、図３（ｂ）に示すように全てのＭＯＳＦＥＴ（Ｐｕｐ、Ｐｄｗ、Ｎｕｐ、Ｎｄｗ）をオフにすると、駆動モータＭを流れる電流が無くなって逆起電圧により大きなエネルギーが発生してしまい、回路の要素に大きな負荷が掛かって破損する惧れがあった。

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、トラップ筒の先端を下降または上昇させた後、停止状態に移行するまでの間に、トラップ筒が駆動モータの駆動力によらず制動力が掛からない状態で移動し、また、高電圧部とグランドとが短絡されてしまうことのない便器装置を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するために本発明に係る便器装置３は、ボウル１の底部の排水口１１から連出されて先端の自由端部が上下回動可能に支持されたトラップ筒２を備え、回動駆動手段の駆動モータＭの正転または逆転により前記トラップ筒２の先端が下降または上昇する便器装置３であって、回動駆動手段は、直流モータである駆動モータＭと、駆動モータＭに直流を供給する電力供給手段と、駆動モータＭを流れる電流の向きを切り替えるための電流切り替え手段と、で構成され、電流切り替え手段は、電力供給手段の高電圧部ＶとグランドＧとの間に、高電圧部Ｖ側からＰ−ｃｈＭＯＳＦＥＴとＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴとを直列に設けた配線を並設すると共に、両配線のＰ−ｃｈＭＯＳＦＥＴとＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴの間の部分を接続してその途中に駆動モータＭを設けて構成され、駆動モータＭを正転させてトラップ筒２の先端を下降させる場合には、一方の配線のＰ−ｃｈＭＯＳＦＥＴ（Ｐｄｗとする）と他方の配線のＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴ（Ｎｄｗとする）とをオンにすると共に他方の配線のＰ−ｃｈＭＯＳＦＥＴ（Ｐｕｐとする）と一方の配線のＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴ（Ｎｕｐとする）とをオフにし、駆動モータＭを逆転させてトラップ筒２の先端を上昇させる場合には、ＰｄｗとＮｄｗとをオフにすると共にＰｕｐとＮｕｐとをオンにし、トラップ筒２の先端を上端位置または下端位置で停止させておく場合には、ＮｕｐとＮｄｗをオンにすると共にＰｕｐとＰｄｗをオフにするように制御する便器装置３において、トラップ筒２の先端が下降または上昇している状態から停止状態へと移行する途中に、ＰｕｐとＰｄｗをオフにすると共に、ＮｕｐとＮｄｗのうちの一方をオフにし他方をオンにするフリーランの工程を設けて成ることを特徴とするものである。

本発明によれば、フリーランの工程を設けたことで、急に大きな制動力が掛かるのを防止すると共に、Ｐ−ｃｈＭＯＳＦＥＴをターンオフすべくゲート電圧を切り替えてからフリーランの工程中にターンオフを完了させることで、一方または他方の同じ配線のＰ−ｃｈＭＯＳＦＥＴとＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴとが同時にオンとなって、高電圧部とグランドとが短絡されるのを防止することができ、更に、回路の要素に大きな負荷が掛かるのが防止される。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。まず、便器装置３の全体について図４に基づいて説明する。

便器装置３はボウル１を洗浄水で洗浄するための便器洗浄手段を備えた水洗便器である。便器装置３の後部の内部にターントラップブロック４を内装してあり、便器装置３の後部のターントラップブロック４を配設した部分の上方位置には便器制御部ケース５を設けてあり、さらに便器装置３には洗浄水を供給するために洗浄水の供給路６を設けてあって、この供給路６の一端が水道管のような水供給管に接続してある。

ターントラップブロック４のケース（図示せず）内には変形性を有する材料で筒状に形成したトラップ筒２を配置してあり、トラップ筒２の一端をボウル１の底部の排水口１１に接続してあり、このトラップ筒２の排水口１１と反対側の自由端側の端部は上下に回動可能になっている。ターントラップブロック４のケースには回動アーム４１を回動自在に配置してあり、回動駆動手段としての駆動モータの回動軸が回動アーム４１の一端に連結してあり、回動アーム４１の自由端である他端がトラップ筒２の先端のリング（図示せず）に連結してある。そして駆動モータで回動軸を回動駆動すると、トラップ筒２が回動アーム４１、リングを介して回動してトラップ筒２の自由端側の端部が上向きになったり、下向きになったりするようになっている。

また便器制御部ケース５内には上記供給路６を開閉する洗浄弁（図示せず）を設けてあると共に便器装置３の各種制御をする制御部を設けてある。ボウル１の上端の周縁にはリム１２を設けてあり、このリム１２には複数の噴水穴を穿孔してあり、洗浄弁を開いて供給路６に水を供給したときリム１２を介して噴水穴からボウル１に洗浄水を噴出するようになっている。便器装置３のボウル１の上には便座７１と便蓋７２を配置してあり、便座７１や便蓋７２の前端を回動自在に連結してあり、便座７１や便蓋７２が起倒自在になっている。

上記のような便器装置３でボウル１の洗浄を行う場合は次のように動作する。図４（ａ）はボウル１の洗浄を開始するときの状態を示し、トラップ筒２の先端が上を向くように回動しており、ボウル１内に高い水位で洗浄水が保持されている。そして洗浄を開始したときには洗浄弁が開かれて供給路６から給水されてボウル１に洗浄水が噴出される。そしてトラップ筒２の先端が上を向いた状態からトラップ筒２の先端が下を向くように回動駆動され（以下「下降する」という）、図４（ｂ）（ｃ）に示すようにトラップ筒２の先端が下降して、トラップ筒２からボウル１内の水が一気に排水される。ボウル１内の水を一気に排水した後にトラップ筒２の先端が上に向くように回動駆動され（以下「上昇する」という）、ボウル１内が高い水位になるように洗浄水が保持され、次の使用に備えられる。上記のように洗浄されるのであるが、大便後に洗浄する場合は、大洗浄ボタンをオンすることにより洗浄弁が開かれて洗浄水が供給される時間が長い。また小便後に洗浄する場合は、小洗浄ボタンをオンすることにより洗浄弁が開かれて洗浄水が供給される時間が短い。

上記のように便器装置３が構成されているが、本発明では男子小用時や便器掃除時にはボウル１内の洗浄水の水位が低くなるように制御部で制御するようになっている。つまり、男子小用のためや便器掃除のために便座７１を起立させた時にトラップ筒２の先端の高さが図４（ａ）の上端位置より若干低い位置に下げてボウル１内の洗浄水の水位を低い位置に保つことができるようになっている。

ターントラップは、駆動モータを駆動して、その出力軸により回動アーム４１を一方向に回転させることで（以下、この方向の回転を正転というものとする）、トラップ筒２を下降させると共に、駆動モータを前記正転とは反対の方向への回転させることで（以下、この方向の回転を逆転というものとする）、トラップ筒２の先端を上昇させる。以下に、ターントラップを駆動する回動駆動手段について説明する。

回動駆動手段は、駆動モータと、駆動モータに直流を供給する電力供給手段と、駆動モータを流れる電流の向きを切り替えるための電流切り替え手段と、で構成される。

駆動モータには、直流モータが用いられると共に、電流切り替え手段には、いわゆるＨブリッジ回路が用いられる。

Ｈブリッジ回路は、図１の回路図に示すように、電力供給手段の高電圧部ＶとグランドＧとの間に、ハイサイド側（すなわち高電圧部Ｖ側）にＰ−ｃｈＭＯＳＦＥＴ、ローサイド側（すなわちグランドＧ側）にＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴを直列に設けた配線を並設し、両配線のＰ−ｃｈＭＯＳＦＥＴとＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴの間同士を接続して駆動モータＭを設けて構成される。便宜上、図１乃至図３に示すように、一方の配線のＰ−ｃｈＭＯＳＦＥＴをＰｄｗとし、一方の配線のＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴをＮｕｐとし、他方の配線のＰ−ｃｈＭＯＳＦＥＴをＰｕｐとし、他方の配線のＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴをＮｄｗとする。また、Ｈブリッジ回路の各ＭＯＳＦＥＴの部分には、各ＭＯＳＦＥＴをバイパスして、ローサイド側からハイサイド側へと電流を流すダイオードが並設されている。そして上記制御部により各ＭＯＳＦＥＴのゲート電圧が制御され、各ＭＯＳＦＥＴのオン及びオフの制御が行われる。

上記回動駆動手段での基本的な動作について説明する。

まず、トラップ筒２を下降させる時には、図２（ｂ）に示すように、制御部によりＰｄｗとＮｄｗをオンにすると共にＰｕｐとＮｕｐをオフにして、電流ｉを高電圧部Ｖから、Ｐｄｗ、駆動モータＭ、Ｎｄｗを順に通ってグランドＧに流すことで、駆動モータＭを正転させる。

また、トラップ筒２の先端を上昇させる時には、図２（ａ）に示すように、制御部によりＰｕｐとＮｕｐをオンにすると共にＰｄｗとＮｄｗをオフにして、電流ｉを高電圧部Ｖから、Ｐｕｐ、駆動モータＭ、Ｎｕｐを順に通ってグランドＧに流すことで、駆動モータＭを逆転させる。

また、トラップ筒２を上端位置または下端位置で停止させておく場合には、図３（ａ）に示すように、制御部によりＮｕｐとＮｄｗをオンにすると共にＰｕｐとＰｄｗをオフにして、Ｎｕｐと駆動モータＭとＮｄｗとで閉回路を形成して駆動モータＭを外力に対する抵抗として利用することで、停止状態を保持するものである。

ところで、上記のようにトラップ筒２の先端を下降または上昇させた後、直ちに停止状態に移行すると、トラップ筒２が急激に制動されて大きな負荷が掛かってしまい、劣化が促進されてしまう。また更に、ＰｕｐまたはＰｄｗのターンオフ遅れにより、ＰｕｐまたはＰｄｗがオンのままＮｕｐまたはＮｄｗがターンオンして、ＰｕｐとＮｕｐとが同時にオンとなったりＰｄｗとＮｄｗとが同時にオンとなったりして、高電圧部ＶとグランドＧとが短絡されてしまう。そこで、本発明においては、トラップ筒２の先端を下降または上昇させた後、停止状態に移行するまでの間に、トラップ筒２が駆動モータＭの駆動力によらず制動力が掛からない状態で移動すると共に、高電圧部ＶとグランドＧとが短絡されないフリーランを行う工程を設けている。

フリーランの工程においては、制御部によりＰｕｐとＰｄｗをオフにすると共に、ＮｕｐまたはＮｄｗの一方をオフにし他方をオンにするものである。さらに詳述すると、トラップ筒２を下降させた後にフリーランを行う場合には、下降中にＰｄｗとＮｄｗとがオン、ＰｕｐとＮｕｐとがオフとなっていたのを、ＰｄｗをターンオフしてＮｄｗのみをオンのままにし、また、トラップ筒２の先端を上昇させた後にフリーランを行う場合には、上昇中にＰｕｐとＮｕｐとがオン、ＰｄｗとＮｄｗとがオフとなっていたのを、図１に示すように、ＰｕｐをターンオフしてＮｕｐのみをオンのままにするものである。

このようにフリーランの工程を設けたことで、駆動モータＭが抵抗となって急に大きな制動力が掛かるのを防止すると共に、ＰｕｐまたはＰｄｗをターンオフすべくゲート電圧を切り替えてからフリーランの工程中にターンオフを完了させることで、停止状態に移行した際にＰｕｐとＮｕｐとが同時にオンとなったりまたはＰｄｗとＮｄｗとが同時にオンとなって、高電圧部ＶとグランドＧとが短絡されるのを防止することができる。

ここで、フリーランの時に、図３（ｂ）に示すように全てのＭＯＳＦＥＴ（Ｐｕｐ、Ｐｄｗ、Ｎｕｐ、Ｎｄｗ）をオフにすることも考えられるが、トラップ筒２は駆動モータＭの駆動力によらず且つ制動力が掛からずに移動することができるものの、駆動モータＭを流れる電流が無くなって逆起電圧により大きなエネルギーが発生してしまい、回路の要素に大きな負荷が掛かって好ましくない。そこで上記本発明のようにＮｕｐまたはＮｄｗの一方をオフにし他方をオンすることで、オンとなった方のＮｕｐまたはＮｄｗと、駆動モータＭと、オフとなった方のＮｄｗまたはＮｕｐに並設されるダイオードと、で閉回路が形成されて回生電流ｉ’が流れ、駆動モータＭでの大きな逆起電圧の発生を抑えることができ、回路の要素に大きな負荷が掛かるのを防止することができる。

以下に、トラップ筒２の先端の動作の一例について図５のタイムチャートに基づいて説明する。

まず、時間ｔ＝ｔ_０の時点では、図４（ａ）に示すようにトラップ筒２の先端は上を向いた状態を保持しており、この時のＨブリッジ回路は、図３（ａ）に示すようにＮｕｐとＮｄｗをオンにすると共にＰｕｐとＰｄｗをオフにしている。

また図示しないが、トラップ筒２の先端が上端位置にあるか下端位置にあるかを検知する上端位置検知手段と下端位置検知手段とが設けてある。これは、トラップ筒２に該トラップ筒２と共に移動するリミットドッグを設け、トラップ筒２の先端が上端位置と下端位置とに位置する時にリミットドッグが位置する箇所にそれぞれ上端位置検知用と下端位置検知用のフォトインタラプタを設けておき、各フォトインタラプタがリミットドッグを検知することでトラップ筒２の先端が上端位置にある場合と下端位置にある場合とを検知することが可能となっている。

時間ｔ＝ｔ_１でトラップ筒２の先端の下降の指令がなされ、下降の一連の動作が開始する。そして所定時間Ｔ_１の間、短絡防止の工程が実行される。この短絡防止の工程では、図３（ｂ）に示すように全てのＭＯＳＦＥＴ（Ｐｕｐ、Ｐｄｗ、Ｎｕｐ、Ｎｄｗ）をオフにしている。

所定時間Ｔ_１の経過後、時間ｔ＝ｔ_２で、図２（ｂ）に示すようにＰｕｐとＮｕｐをオフにしたままＰｄｗとＮｄｗをオンにして、トラップ筒２の先端が下降する。

時間ｔ＝ｔ_３で、下端位置検知手段がＯＮとなり、所定時間Ｔ_２の経過後の時間ｔ＝ｔ_４で、図１に示すようにＰｄｗをターンオフしてＮｄｗのみをオンのままにし、所定時間Ｔ_０の間フリーランを行う。

その後、時間ｔ＝ｔ_５で、ＮｕｐとＮｄｗをオンにすると共にＰｕｐとＰｄｗをオフにして停止状態を保持し、所定時間Ｔ_３経過後、下降の一連の動作が完了する。

その後、所定時間Ｔ_４の間下端位置を保持した後、時間ｔ＝ｔ_６で、上昇の一連の動作が開始される。

そして、所定時間Ｔ_１の間、上述した短絡防止の工程が実行され、時間ｔ＝ｔ_７で、ＰｄｗとＮｄｗをオフにしたままＰｕｐとＮｕｐをオンにして、トラップ筒２の先端の下降がなされる。

時間ｔ＝ｔ_８で、上端位置検知手段がＯＮとなり、所定時間Ｔ_２の経過後の時間ｔ＝ｔ_９で、ＰｕｐをターンオフしてＮｕｐのみをオンのままにし、所定時間Ｔ_０の間フリーランを行う。

その後、時間ｔ＝ｔ_１０で、ＮｕｐとＮｄｗをオンにすると共にＰｕｐとＰｄｗをオフにして停止状態を保持し、所定時間Ｔ_３経過後、上昇の一連の動作が完了する。

上記の例では、全てのＭＯＳＦＥＴをオフにする短絡防止の工程を実行して、ＰｕｐやＰｄｗのターンオフ遅れによりＰｕｐとＮｕｐとが同時にオンとなったりＰｄｗとＮｄｗとが同時にオンとなって高電圧部ＶとグランドＧとが短絡されるるのを防止しているが、フリーランの工程においてももちろん短絡防止が為されている。

本発明の一実施形態の電流切り替え手段のフリーラン時の回路状態を説明する回路図である。（ａ）はトラップ筒の先端の下降時の回路状態を説明する回路図であり、（ｂ）はトラップ筒の先端の上昇時の回路状態を説明する回路図である。（ａ）はトラップ筒の先端の上端位置または下端位置での保持時の回路状態を説明する回路図であり、（ｂ）は短絡防止時の回路状態を説明する回路図である。（ａ）（ｂ）（ｃ）はトラップ筒の動作を説明するための便器装置の側断面である。トラップ筒の先端の動作の一例のタイムチャートである。従来の便器装置の電流切り替え手段の回路図である。

符号の説明

１ボウル
１１排水口
１２リム
２トラップ筒
３便器装置
４ターントラップブロック
４１回動アーム
５便器制御部ケース
６供給路
７１便座
７２便蓋
Ｍ駆動モータ
Ｖ高電圧部
Ｇグランド

Claims

ボウルの底部の排水口から連出されて先端の自由端部が上下回動可能に支持されたトラップ筒を備え、回動駆動手段の駆動モータの正転または逆転により前記トラップ筒の先端が下降または上昇する便器装置であって、回動駆動手段は、直流モータである駆動モータと、駆動モータに直流を供給する電力供給手段と、駆動モータを流れる電流の向きを切り替えるための電流切り替え手段と、で構成され、電流切り替え手段は、電力供給手段の高電圧部とグランドとの間に、高電圧部側からＰ−ｃｈＭＯＳＦＥＴとＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴとを直列に設けた配線を並設すると共に、両配線のＰ−ｃｈＭＯＳＦＥＴとＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴの間の部分を接続してその途中に駆動モータを設けて構成され、駆動モータを正転させてトラップ筒の先端を下降させる場合には、一方の配線のＰ−ｃｈＭＯＳＦＥＴと他方の配線のＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴとをオンにすると共に他方の配線のＰ−ｃｈＭＯＳＦＥＴと一方の配線のＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴとをオフにし、駆動モータを逆転させてトラップ筒の先端を上昇させる場合には、一方の配線のＰ−ｃｈＭＯＳＦＥＴと他方の配線のＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴとをオフにすると共に他方の配線のＰ−ｃｈＭＯＳＦＥＴと一方の配線のＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴとをオンにし、トラップ筒の先端を上端位置または下端位置で停止させておく場合には、両方の配線のＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴをオンにすると共に両方の配線のＰ−ｃｈＭＯＳＦＥＴをオフにするように制御する便器装置において、トラップ筒の先端が下降または上昇している状態から停止状態へと移行する途中に、両方の配線のＰ−ｃｈＭＯＳＦＥＴをオフにすると共に両方の配線のＮ−ｃｈＭＯＳＦＥＴのうちの一方をオフにし他方をオンにするフリーランの工程を設けて成ることを特徴とする便器装置。