JP6958343B2 - Rack drive and sanitary washing toilet seat - Google Patents

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JP6958343B2 JP2017250912A JP2017250912A JP6958343B2 JP 6958343 B2 JP6958343 B2 JP 6958343B2 JP 2017250912 A JP2017250912 A JP 2017250912A JP 2017250912 A JP2017250912 A JP 2017250912A JP 6958343 B2 JP6958343 B2 JP 6958343B2
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Description

本発明は、一対のラックを選択的に進退させるラック駆動装置および衛生洗浄便座装置に関する。 The present invention relates to a rack drive device and a sanitary washing toilet seat device that selectively advance and retreat a pair of racks.

従来より、それぞれ向かい合う側壁に前後方向に延設された2つの噛合溝(ラック)を有する第1および第2ノズルと、第1および第2ノズルの噛合溝にそれぞれ係合する駆動ギヤと、駆動ギヤに離間して設けられ第1および第2ノズルの噛合溝にそれぞれ係合する従動ギヤと、駆動ギヤを正逆両回転方向に駆動可能なモータと、を備えるノズルユニットが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このノズルユニットでは、2つの噛合溝のうち一方の噛合溝は、側壁の上部から下部の全高寸法の長さで形成され、下部において駆動ギヤと係合され、上部において従動ギヤと係合される。他方の噛合溝は、一方の噛合溝に連なって側壁の中間位置から下部までの長さで後側に長く形成され、駆動ギヤのみと係合される。また、従動ギヤは、一部が欠歯した凹部が形成される。第1ノズルを用いて局部洗浄を行なう場合、駆動ギヤを正転することにより、第1ノズルが前側に移動し、これに伴い第2ノズルが若干後側に移動するが、駆動ギヤの歯が第2ノズルの噛合溝から離れた時点で従動ギヤの凹部が第1ノズルの側壁に位置し、従動ギヤの回転がなくなると共に、第1ノズルのみが駆動ギヤの歯と噛合溝との係合を継続して第1ノズルを洗浄位置へ向けて前側に更に移動させる。そして、第1ノズルの小孔から洗浄水を放出して局部の洗浄を行なう。局部洗浄が終了すると、駆動ギヤを逆転することにより、第1ノズルを後側に移動させ、第1ノズルが所定位置まで移動すると、第1ノズルの噛合溝が従動ギヤと係合し、従動ギヤにより第2ノズルを若干前側に押し出す。第2ノズルが前側への押し出されると、駆動ギヤの歯が第2ノズルの噛合溝と係合し、第2ノズルが元の位置に戻る。なお、第2ノズルを用いて局部洗浄を行なう場合には、モータを逆の動作で駆動する。 Conventionally, the first and second nozzles having two meshing grooves (rack) extending in the front-rear direction on the side walls facing each other, and the drive gear that engages with the meshing grooves of the first and second nozzles, respectively, and the drive A nozzle unit including a driven gear provided apart from the gear and engaging with the meshing grooves of the first and second nozzles, and a motor capable of driving the drive gear in both forward and reverse rotation directions has been proposed. For example, see Patent Document 1). In this nozzle unit, one of the two meshing grooves is formed with a total height dimension from the upper part to the lower part of the side wall, is engaged with the drive gear at the lower part, and is engaged with the driven gear at the upper part. .. The other meshing groove is connected to the one meshing groove and is formed to be long on the rear side with a length from the middle position to the lower part of the side wall, and is engaged only with the drive gear. Further, the driven gear is formed with a recess in which a part of the driven gear is missing. When local cleaning is performed using the first nozzle, the first nozzle moves to the front side by rotating the drive gear in the normal direction, and the second nozzle moves slightly to the rear side accordingly, but the teeth of the drive gear When the second nozzle is separated from the meshing groove, the recess of the driven gear is located on the side wall of the first nozzle, the driven gear stops rotating, and only the first nozzle engages the teeth of the drive gear with the meshing groove. Continue to move the first nozzle further forward toward the cleaning position. Then, the cleaning water is discharged from the small hole of the first nozzle to perform local cleaning. When the local cleaning is completed, the drive gear is reversed to move the first nozzle to the rear side, and when the first nozzle moves to a predetermined position, the meshing groove of the first nozzle engages with the driven gear and the driven gear. Pushes the second nozzle slightly forward. When the second nozzle is pushed forward, the teeth of the drive gear engage with the meshing groove of the second nozzle, and the second nozzle returns to its original position. When local cleaning is performed using the second nozzle, the motor is driven in the reverse operation.

特開2001−11923号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-11923

ここで、所定の停止位相(回動角度)で停止した平歯車(従動ギヤ)に対して接線方向にラックを侵入させて両者を係合(噛合)させるとき、平歯車に最初に接触させたい歯に対してこれよりも前方(ラック侵入側)に歯が存在するため、平歯車の前方の歯とラックが接触しないよう平歯車の停止位相を定める必要がある。しかし、このように平歯車の停止位相を定めただけでは、平歯車とラックとが両者の作用線から外れた位置で接触開始される場合が生じ、この場合、平歯車とラックとの正常な噛み合いが成立せず、動作不良を起こしたり、歯が破損したりする虞がある。 Here, when the rack is tangentially inserted into the spur gear (driven gear) stopped at a predetermined stop phase (rotation angle) and the two are engaged (engaged), it is desired to first contact the spur gear. Since the teeth are located in front of the teeth (on the rack intrusion side), it is necessary to determine the stop phase of the spur gear so that the teeth in front of the spur gear do not come into contact with the rack. However, simply determining the stop phase of the spur gear in this way may cause the spur gear and the rack to start contacting at a position deviating from the line of action of both. In this case, the spur gear and the rack are normal. There is a risk that the meshing will not be established, causing malfunction or damage to the teeth.

本発明のラック駆動装置および衛生洗浄便座装置は、一対のラック間に互いに離間して駆動歯車および従動歯車とが配置されたものにおいて、所定位相で停止した従動歯車に対してラックが係合するときに、両者の干渉的な接触を防止し、円滑な運動伝達を可能とすることを主目的とする。 In the rack drive device and the sanitary washing toilet seat device of the present invention, when the drive gear and the driven gear are arranged apart from each other between a pair of racks, the rack engages with the driven gear stopped in a predetermined phase. Occasionally, the main purpose is to prevent interfering contact between the two and enable smooth motion transmission.

本発明のラック駆動装置および衛生洗浄便座装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The rack drive device and the sanitary washing toilet seat device of the present invention have adopted the following means in order to achieve the above-mentioned main object.

本発明のラック駆動装置は、
所定の間隔を隔てて並ぶ有限の長さの一対のラックと、前記一対のラック間に互いに離間して設けられた2つの平歯車と、を備え、前記2つの平歯車のうち一方の平歯車は駆動源により駆動される駆動歯車として構成され、他方の平歯車は従動歯車として構成され、前記一対のラックがそれぞれ直線運動により前記従動歯車と係合・分離することで、前記駆動源からの駆動力を伝達するラックを切り替えて前記一対のラックを選択的に進退可能なラック駆動装置であって、
前記駆動歯車および前記従動歯車は、前記ラックの基準線と前記従動歯車の中心との距離が、前記基準線と前記駆動歯車の中心との距離以上で、且つ、前記駆動歯車により与えられた前記ラックの運動と該ラックと係合した前記従動歯車の運動との相対運動における瞬間回転中心と該従動歯車の中心との距離が、前記駆動歯車の運動と該駆動歯車と係合したラックの運動との相対運動における瞬間回転中心と該駆動歯車の中心との距離未満となるように構成され、
前記従動歯車は、前記ラックが前記従動歯車から分離する際に、所定の位相で停止されるように停止位相が定められ、
前記停止位相は、前記ラックが前記従動歯車と係合する際に、前記ラックと前記従動歯車との作用線上の位置で接触開始するように定められている、
ことを要旨とする。
The rack drive device of the present invention
A pair of racks having a finite length arranged at a predetermined interval and two spur gears provided between the pair of racks so as to be separated from each other are provided, and one of the two spur gears is a spur gear. Is configured as a drive gear driven by a drive source, the other spur gear is configured as a driven gear, and the pair of racks engage with and separate from the driven gear by linear motion, respectively, from the drive source. A rack drive device capable of selectively advancing and retreating the pair of racks by switching racks that transmit driving force.
In the driving gear and the driven gear, the distance between the reference line of the rack and the center of the driven gear is equal to or greater than the distance between the reference line and the center of the driving gear, and the drive gear is given. The distance between the instantaneous center of rotation and the center of the driven gear in the relative movement between the movement of the rack and the movement of the driven gear engaged with the rack is the movement of the driving gear and the movement of the rack engaged with the driving gear. It is configured to be less than the distance between the instantaneous center of rotation and the center of the drive gear in relative motion with.
The driven gear has a stop phase defined so that the rack is stopped in a predetermined phase when the rack is separated from the driven gear.
The stop phase is set so that when the rack engages with the driven gear, contact starts at a position on the line of action between the rack and the driven gear.
The gist is that.

この本発明のラック駆動装置は、所定の間隔を隔てて並ぶ有限の長さの一対のラックと、一対のラック間に互いに離間して設けられた2つの平歯車(駆動歯車,従動歯車)とを備えるものである。このラック駆動装置において、駆動歯車および従動歯車は、ラックの基準線と従動歯車の中心との距離が、同基準線と駆動歯車の中心との距離以上で、且つ、駆動歯車により与えられたラックの運動とそのラックと係合した従動歯車の運動との相対運動における瞬間回転中心と従動歯車の中心との距離が、駆動歯車の運動とその駆動歯車と係合したラックの運動との相対運動における瞬間回転中心と駆動歯車の中心との距離未満となるように構成される。これにより、従動歯車とラックとの作用線を従動歯車の内径側にシフトすることができ、ラックが従動歯車と係合するときに、より遠い位置から噛み合いを開始させることが可能となる。したがって、ラックが従動歯車から分離する際に、所定の位相で停止されるように従動歯車の停止位相を定め、停止位相としては、ラックが従動歯車と係合する際に、両者の作用線上の位置で接触開始するように定めることで、両者の干渉的な接触を防止し、円滑な運動伝達を行なうことが可能となる。 The rack drive device of the present invention includes a pair of racks having a finite length arranged at a predetermined interval, and two spur gears (drive gear, driven gear) provided between the pair of racks so as to be separated from each other. Is provided. In this rack drive device, for the drive gear and the driven gear, the distance between the reference line of the rack and the center of the driven gear is equal to or greater than the distance between the reference line and the center of the drive gear, and the rack given by the drive gear The distance between the instantaneous center of rotation and the center of the driven gear in the relative movement between the movement of the drive gear and the movement of the driven gear engaged with the rack is the relative movement between the movement of the drive gear and the movement of the rack engaged with the drive gear. It is configured to be less than the distance between the center of instantaneous rotation and the center of the drive gear. As a result, the line of action between the driven gear and the rack can be shifted to the inner diameter side of the driven gear, and when the rack engages with the driven gear, meshing can be started from a farther position. Therefore, when the rack is separated from the driven gear, the stop phase of the driven gear is determined so that it is stopped at a predetermined phase, and the stop phase is on the line of action of both when the rack engages with the driven gear. By setting the contact to start at the position, it is possible to prevent the interferenceal contact between the two and to perform smooth motion transmission.

こうした本発明のラック駆動装置において、前記停止位相は、前記ラックが前記従動歯車と係合する際に、前記ラックと前記従動歯車との作用線と該従動歯車の歯先円とが交わる位置の近傍で該ラックと該従動歯車とが接触開始するように定められているものとしてもよい。こうすれば、従動歯車にラックが係合するときに、両者の干渉的な接触をより確実に防止することができる。 In such a rack drive device of the present invention, the stop phase is a position where the line of action of the rack and the driven gear intersects the tooth tip circle of the driven gear when the rack engages with the driven gear. It may be defined that the rack and the driven gear start to come into contact with each other in the vicinity. In this way, when the rack engages with the driven gear, it is possible to more reliably prevent the interferenceal contact between the two.

また、本発明のラック駆動装置において、前記従動歯車は、前記駆動歯車に比して隣接する歯同士の角度間隔が広いものとしてもよい。こうすれば、簡易な構成により、従動歯車にラックが係合するときに、両者の干渉的な接触を防止することができる。ここで、従動歯車を全歯歯車で構成した場合には、従動歯車の歯数が駆動歯車に比して少ないことに相当する。また、従動歯車は、転位平歯車で構成されてもよいし、不等速歯車で構成されてもよい。 Further, in the rack drive device of the present invention, the driven gear may have a wider angular distance between adjacent teeth than the drive gear. In this way, with a simple configuration, when the rack engages with the driven gear, it is possible to prevent interferenceal contact between the two. Here, when the driven gear is composed of all tooth gears, the number of teeth of the driven gear is smaller than that of the driving gear. Further, the driven gear may be composed of a dislocation spur gear or a non-constant speed gear.

本発明の衛生洗浄便座装置は、
それぞれラックを有すると共に進出位置において人体の局部に洗浄水を噴出可能な一対のノズルと、
前記一対のノズルの両ラックを選択的に進退させることで対応するノズルを進退させる上述した各態様のいずれかの本発明のラック駆動装置と、
を備えることを要旨とする。
The sanitary washing toilet seat device of the present invention
A pair of nozzles, each of which has a rack and is capable of ejecting wash water locally on the human body at the advanced position,
The rack drive device of the present invention according to any one of the above-described embodiments, in which the corresponding nozzles are moved forward and backward by selectively moving both racks of the pair of nozzles forward and backward.
The gist is to prepare.

この本発明の衛生洗浄便座装置では、上述した本発明のラック駆動装置を備えるから、本発明のラック駆動装置が奏する効果、すなわち、所定位相で停止した従動歯車に対してラックが係合するときに、両者の干渉的な接触を防止し、円滑な運動伝達を可能とする効果を奏することができる。 Since the sanitary cleaning toilet seat device of the present invention includes the rack drive device of the present invention described above, the effect of the rack drive device of the present invention, that is, when the rack engages with a driven gear stopped in a predetermined phase. In addition, it is possible to prevent interfering contact between the two and to achieve the effect of enabling smooth motion transmission.

衛生洗浄便座装置10が取り付けられた便器1の外観図である。It is an external view of the toilet bowl 1 to which the sanitary washing toilet seat device 10 is attached. ノズルユニット20の正面側の外観斜視図である。It is an external perspective view of the front side of a nozzle unit 20. 第2ノズル24の裏面側の外観斜視図である。It is an external perspective view of the back surface side of the 2nd nozzle 24. 駆動装置41および従動装置45が組み付けられたベース30の正面側の外観斜視図である。It is an external perspective view of the front side of the base 30 to which the driving device 41 and the driven device 45 are assembled. 駆動装置41および従動装置45が組み付けられたベース30の裏面側の外観斜視図である。It is an external perspective view of the back surface side of the base 30 to which the driving device 41 and the driven device 45 are assembled. ノズルユニット20の一部を拡大して示す部分拡大図である。It is a partially enlarged view which shows the part of the nozzle unit 20 enlarged. ノズルユニット20を動作の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of operation of a nozzle unit 20. ノズルユニット20を動作の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of operation of a nozzle unit 20. ノズルユニット20を動作の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of operation of a nozzle unit 20. ノズルユニット20を動作の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of operation of a nozzle unit 20. ノズルユニット20を動作の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of operation of a nozzle unit 20. 駆動ギヤ42および従動ギヤ46の歯形を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the tooth profile of the drive gear 42 and the driven gear 46. 駆動ギヤ42とラック26との噛み合いの様子および従動ギヤ46とラック26との噛み合いの様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of meshing of a drive gear 42 and a rack 26, and the state of meshing of a driven gear 46 and a rack 26. 回転中の駆動ギヤ42にラック26が侵入して噛み合いを開始する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mode that the rack 26 invades into the rotating drive gear 42 and starts meshing. 停止中の従動ギヤ46にラック26が侵入して噛み合いを開始する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mode that the rack 26 invades into the driven gear 46 which is stopped and starts meshing. 変形例の従動ギヤ146の外観図である。It is an external view of the driven gear 146 of a modification. ラックGrの位置ベクトルr2と法線ベクトルnとを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the position vector r2 of the rack Gr, and the normal vector n. ラックGrとピニオンGpとの相対運動における瞬間回転中心Pinstを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the instantaneous rotation center Pinst in the relative motion of a rack Gr and a pinion Gp.

本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。 A mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は衛生洗浄便座装置10が取り付けられた便器1の外観図であり、図2はノズルユニット20の正面側の外観斜視図であり、図3は第2ノズル24の裏面側の外観斜視図である。また、図4は駆動装置41および従動装置45が組み付けられたベース30の正面側の外観斜視図であり、図5は駆動装置41および従動装置45が組み付けられたベース30の裏面側の外観斜視図であり、図6はノズルユニット20の一部を拡大して示す部分拡大図であり、図7〜図11はノズルユニット20を動作の様子を示す説明図である。なお、図2において、上下方向は、便器1に設置された衛生洗浄便座装置10(ノズルユニット20)の鉛直方向と平行な方向であり、前後方向は、第1および第2ノズル22,24の進退方向であり、左右方向は、上下方向および前後方向に直交する方向である。また、図6において、図6(a)は正面図であり、図6(b)は裏面図であり、図6(c)は側面図である。 FIG. 1 is an external perspective view of the toilet bowl 1 to which the sanitary washing toilet seat device 10 is attached, FIG. 2 is an external perspective view of the front side of the nozzle unit 20, and FIG. 3 is an external perspective view of the back surface side of the second nozzle 24. Is. Further, FIG. 4 is an external perspective view of the front side of the base 30 to which the driving device 41 and the driven device 45 are assembled, and FIG. 5 is an external perspective view of the back surface side of the base 30 to which the driving device 41 and the driven device 45 are assembled. 6A and 6B are partially enlarged views showing a part of the nozzle unit 20 in an enlarged manner, and FIGS. 7 to 11 are explanatory views showing the operation of the nozzle unit 20. In FIG. 2, the vertical direction is the direction parallel to the vertical direction of the sanitary cleaning toilet seat device 10 (nozzle unit 20) installed in the toilet bowl 1, and the front-rear direction is the direction of the first and second nozzles 22 and 24. It is a forward / backward direction, and the left-right direction is a direction orthogonal to the up-down direction and the front-back direction. Further, in FIG. 6, FIG. 6A is a front view, FIG. 6B is a back view, and FIG. 6C is a side view.

便器1は、洋式便器であり、便器1の上面に衛生洗浄便座装置10が設置されている。衛生洗浄便座装置10は、図1に示すように、便器1の後方に設置される便座装置本体12と、便座装置本体12に回動自在に支持された便座14と、便座装置本体12に回動自在に支持された便蓋16と、使用者により操作される操作パネル18と、を備える。 The toilet bowl 1 is a Western-style toilet bowl, and a sanitary washing toilet seat device 10 is installed on the upper surface of the toilet bowl 1. As shown in FIG. 1, the sanitary washing toilet seat device 10 is rotated around the toilet seat device main body 12 installed behind the toilet bowl 1, the toilet seat 14 rotatably supported by the toilet seat device main body 12, and the toilet seat device main body 12. A toilet lid 16 that is movably supported and an operation panel 18 that is operated by the user are provided.

便座装置本体12は、給水管(水道配管)に接続された洗浄水流路、止水弁、熱交換ユニット、洗浄の強さを調整する脈動ポンプ、洗浄水を噴出するノズルユニット20などを備えており、これらは樹脂製のハウジング内に収容されている。熱交換ユニットは、水タンクやヒータ、温度センサが設けられ、給水管からの水をヒータによって温水にする。 The toilet seat device main body 12 includes a washing water flow path connected to a water supply pipe (water supply pipe), a water stop valve, a heat exchange unit, a pulsating pump for adjusting the washing strength, a nozzle unit 20 for ejecting washing water, and the like. These are housed in a resin housing. The heat exchange unit is provided with a water tank, a heater, and a temperature sensor, and the water from the water supply pipe is heated by the heater.

また、便座装置本体12は、衛生洗浄便座装置10を制御する図示しない制御装置を備える。制御装置は、操作パネル18や着座センサ13(図1参照)、水タンクの温度センサなどからの信号に基づいて、水タンク内のヒータや脈動ポンプ、ノズルユニット20(後述する切替バルブのモータやノズル駆動ユニット40のモータ44)を制御する。操作パネル18には、図示しないが、おしり洗浄を指示するおしり用洗浄スイッチやビデ洗浄を指示するビデ用洗浄スイッチ、洗浄の強さを調整するための洗浄強さ調整スイッチ、洗浄の停止を指示する停止スイッチなどが設けられている。 Further, the toilet seat device main body 12 includes a control device (not shown) that controls the sanitary washing toilet seat device 10. The control device includes a heater and a pulsation pump in the water tank, a nozzle unit 20 (a motor of a switching valve described later) based on signals from an operation panel 18, a seating sensor 13 (see FIG. 1), a water tank temperature sensor, and the like. The motor 44) of the nozzle drive unit 40 is controlled. Although not shown, the operation panel 18 indicates a cleaning switch for the buttocks that instructs the cleaning of the buttocks, a cleaning switch for the bidet that instructs the cleaning of the bidet, a cleaning strength adjustment switch for adjusting the strength of the cleaning, and an instruction to stop the cleaning. A stop switch or the like is provided.

ノズルユニット20は、図2〜図5に示すように、第1および第2ノズル22,24や、第1および第2ノズル22,24を支持するベース30、ベース30から前方へ進出した洗浄位置とベース30内に収容された収容位置との間で第1および第2ノズル22,24を選択的に進退させるノズル駆動ユニット40(ラック駆動装置)、図示しない切替バルブなどを備える。 As shown in FIGS. 2 to 5, the nozzle unit 20 has the first and second nozzles 22, 24, the base 30 supporting the first and second nozzles 22, 24, and the cleaning position advanced forward from the base 30. A nozzle drive unit 40 (rack drive device) for selectively advancing and retreating the first and second nozzles 22 and 24 between the nozzle and the accommodation position accommodated in the base 30, a switching valve (not shown), and the like are provided.

ベース30は、図4に示すように、前後方向に延在するノズル載置部としての2つの凹条部32,34が幅方向(左右方向)に並んで設けられている。各凹条部32,34には、第1ノズル22,第2ノズル24がそれぞれ載置される。なお、ベース30の後端部には、図5に示すように、開口30oが形成されている。 As shown in FIG. 4, the base 30 is provided with two recessed portions 32, 34 as nozzle mounting portions extending in the front-rear direction side by side in the width direction (left-right direction). The first nozzle 22 and the second nozzle 24 are mounted on the recessed portions 32 and 34, respectively. As shown in FIG. 5, an opening 30o is formed at the rear end of the base 30.

第1および第2ノズル22,24は、図2に示すように、互いに平行に延在する伸縮しない単段式のノズルであり、凹条部32,34の延在方向(前後方向)に沿って進退が可能となっている。本実施形態では、第1ノズル22は、おしり洗浄用のノズルとして構成され、第2ノズル24は、第1ノズル22よりも長尺に形成されたビデ洗浄用のノズルとして構成されている。第1および第2ノズル22,24の後端部には給水口22i,24iが設けられ、給水口22i,24iには図示しないホースの一端が接続される。ホースの他端には、切替バルブが接続される。切替バルブは、脈動ポンプよりも下流の洗浄水流路の洗浄水の供給先を第1および第2ノズル22,24のいずれから噴出させるかを切り替えるものであり、例えば、モータにより駆動されるロータリバルブとして構成される。なお、第1および第2ノズル22,24は、例えば給水時の水圧などにより伸縮が可能な多段式のノズルで構成されてもよい。この場合、第1および第2ノズル22,24は、収縮時に同じ長さとなるように構成されてもよい。 As shown in FIG. 2, the first and second nozzles 22 and 24 are single-stage nozzles that extend in parallel with each other and do not expand and contract, and are along the extending direction (front-back direction) of the recesses 32 and 34. It is possible to move forward and backward. In the present embodiment, the first nozzle 22 is configured as a nozzle for cleaning the buttocks, and the second nozzle 24 is configured as a nozzle for bidet cleaning formed longer than the first nozzle 22. Water supply ports 22i and 24i are provided at the rear ends of the first and second nozzles 22 and 24, and one end of a hose (not shown) is connected to the water supply ports 22i and 24i. A switching valve is connected to the other end of the hose. The switching valve switches whether to eject the washing water from the first or second nozzles 22 or 24 in the washing water flow path downstream of the pulsating pump. For example, a rotary valve driven by a motor. It is configured as. The first and second nozzles 22 and 24 may be composed of multi-stage nozzles that can be expanded and contracted by, for example, water pressure at the time of water supply. In this case, the first and second nozzles 22, 24 may be configured to have the same length when contracted.

また、第1および第2ノズル22,24は、図3,図7〜図11に示すように、後端(基端)部から前端(先端)側へ向かって延在すると共に互いの歯先が向かい合うラック26,28を有する。ラック26,28は、本実施形態では、いずれも直線歯形であり、同じモジュール,圧力角(基準線上の圧力角)および歯数により形成されている。なお、ラック26,28の基準線は、モジュールをmとしたときに、基準線から歯先までの距離が1.00・mとなり、基準線から歯底までの距離が1.25・mとなるように定義される。 Further, as shown in FIGS. 3, 7 to 11, the first and second nozzles 22 and 24 extend from the rear end (base end) portion toward the front end (tip) side and each other's tooth tips. Have racks 26, 28 facing each other. In the present embodiment, the racks 26 and 28 all have a straight tooth profile, and are formed by the same module, pressure angle (pressure angle on the reference line), and number of teeth. As for the reference lines of the racks 26 and 28, when the module is m, the distance from the reference line to the tooth tip is 1.00.m, and the distance from the reference line to the tooth bottom is 1.25.m. Is defined to be.

ノズル駆動ユニット40は、第1および第2ノズル22,24を選択的に前後に進退させるものであり、図2〜図5に示すように、駆動装置41と従動装置45と付勢部材としてのコイルスプリング48とを備える。 The nozzle drive unit 40 selectively moves the first and second nozzles 22 and 24 back and forth, and as shown in FIGS. 2 to 5, the drive device 41, the driven device 45, and the biasing member are used. A coil spring 48 is provided.

駆動装置41は、第1および第2ノズル22,24の両ラック26,28と係合(噛合)可能に2つの凹条部32,34の幅方向中央部における前端側に回転自在に支持された駆動ギヤ42と、ベース30の裏面に取り付けられ駆動ギヤ42を正逆両回転方向に駆動可能なモータ44と、を有する。駆動ギヤ42は、本実施形態では、インボリュート歯形の平歯車であり、両ラック26,28と同じモジュールおよび圧力角(基準円上の圧力角)により形成されている。歯車の基準円は、モジュールをmとし、歯数をzとしたときに、基準円直径dがm・zとなるように定義される。また、歯車は、ラックとの接触点が歯車の基礎円に接するようにラックの歯面に立てた法線(作用線)上を移動しながら噛み合いが進行する。歯車の基礎円は、基準円直径をdとし、圧力角をαとしたときに、基礎円直径dbがd・cosαとなるように定義される。駆動ギヤ42は両ラック26,28のそれぞれに対して係合(噛合)と分離とが可能となっており、駆動装置41は、駆動ギヤ42が両ラック26,28と係合した状態で駆動ギヤ42を回転駆動することにより、両ラック26,28に対して一方のラックを前進させると共に他方のラックを後退させるように対称な運動伝達が可能であり、駆動ギヤ42が両ラック26,28のうち一方のラックと係合し且つ他方のラックと分離した状態で駆動ギヤ42を回転駆動することにより、当該一方のラックのみを前後に進退させることが可能である。 The drive device 41 is rotatably supported on the front end side of the two recesses 32, 34 in the central portion in the width direction so as to be able to engage (mesh) with the racks 26, 28 of the first and second nozzles 22, 24. It has a drive gear 42 and a motor 44 attached to the back surface of the base 30 and capable of driving the drive gear 42 in both forward and reverse rotation directions. In the present embodiment, the drive gear 42 is an involute tooth-shaped spur gear, and is formed by the same module and pressure angle (pressure angle on a reference circle) as both racks 26 and 28. The reference circle of the gear is defined so that the reference circle diameter d is m · z when the module is m and the number of teeth is z. Further, the gear meshes while moving on a normal line (action line) erected on the tooth surface of the rack so that the contact point with the rack contacts the base circle of the gear. The base circle of the gear is defined so that the base circle diameter db is d · cos α when the reference circle diameter is d and the pressure angle is α. The drive gear 42 can be engaged (engaged) and separated from each of the racks 26 and 28, and the drive device 41 is driven in a state where the drive gear 42 is engaged with the racks 26 and 28. By rotationally driving the gear 42, symmetrical motion transmission is possible so that one rack is advanced and the other rack is retracted with respect to both racks 26 and 28, and the drive gear 42 is capable of transmitting motion to both racks 26 and 28. By rotationally driving the drive gear 42 in a state of being engaged with one of the racks and separated from the other rack, it is possible to move only one of the racks back and forth.

従動装置45は、第1および第2ノズル22,24の両ラック26,28と係合(噛合)可能に2つの凹条部32,24の幅方向中央部における後端側に回動可能に支持された従動ギヤ46を有する。従動ギヤ46は、ラック26,28の長さよりも若干短い間隔で駆動ギヤ42と離間して配置される。これにより、ラック26,28は、駆動ギヤ42と従動ギヤ46とに対して同時に係合可能な区間(オーバーラップ区間)を有する。従動ギヤ46は、本実施形態では、インボリュート歯形の平歯車であり、駆動ギヤ42と同じモジュールおよび圧力角(基準円上の圧力角)で、且つ、駆動ギヤ42よりも少ない歯数となるように形成されている。 The driven device 45 can be rotated toward the rear end side in the central portion in the width direction of the two recessed portions 32, 24 so as to be able to engage (mesh) with both racks 26, 28 of the first and second nozzles 22, 24. It has a supported driven gear 46. The driven gears 46 are arranged apart from the drive gears 42 at intervals slightly shorter than the lengths of the racks 26 and 28. As a result, the racks 26 and 28 have a section (overlap section) in which the drive gear 42 and the driven gear 46 can be engaged with each other at the same time. In the present embodiment, the driven gear 46 is an involute tooth profile spur gear, has the same module and pressure angle (pressure angle on the reference circle) as the drive gear 42, and has fewer teeth than the drive gear 42. Is formed in.

図12は、駆動ギヤ42および従動ギヤ46の歯形を示す説明図であり、図13は、駆動ギヤ42とラック26との噛み合いの様子および従動ギヤ46とラック26との噛み合いの様子を示す説明図である。例えば、駆動ギヤ42は、標準平歯車で構成され、従動ギヤ46は、転位平歯車で構成されている。図12に示すように、従動ギヤ46は、隣接する歯同士の角度間隔θ2が駆動ギヤ42の隣接する歯同士の角度間隔θ1よりも大きくなるように形成されている。すなわち、従動ギヤ46は、駆動ギヤ42よりも少ない歯数で形成されている。ここで、図13に示すように、ラック26(またはラック28)の基準線から駆動ギヤ42の回転中心までの距離を基準距離Aとすると、基準距離Aは、駆動ギヤ42の基準円直径dの1/2(基準円半径)に駆動ギヤ42の転位係数xとモジュールmとを乗じた値(転位量x・m)を加えて計算される。同様に、ラック26(またはラック28)の基準線から従動ギヤ46の回転中心までの距離を基準距離Bとすると、基準距離Bは、従動ギヤ46の基準円直径dの1/2に従動ギヤ46の転位係数xとモジュールmとを乗じた値を加えて計算される。上述したように、基準円直径dは、歯数zとモジュールmとを乗じたものであり、駆動ギヤ42および従動ギヤ46は、同一のモジュールで構成される。したがって、従動ギヤ46の転位係数xを駆動ギヤ42よりも大きくすることにより、従動ギヤ46の歯数を駆動ギヤ42よりも少なくしつつ、基準距離Bを基準距離Aと等しくする、すなわちラック26,28(第1および第2ノズル22,24)を平行に配置することができる。例えば、従動ギヤ46の転位係数xを駆動ギヤ42よりも値1.0大きく定めることで、基準距離Aと基準距離Bとが等しい関係を維持しつつ、従動ギヤ46の歯数zを駆動ギヤ42よりも2歯分少なくすることができる。これにより、従動ギヤ46は、駆動ギヤ42に対して共通のラック26,28と係合(噛合)すると同時に駆動ギヤ42よりも速い回転角速度で回転(回動)する不思議歯車として構成される。従動ギヤ46は両ラック26,28のそれぞれに対して係合(噛合)と分離とが可能となっており、従動装置45は、従動ギヤ46が両ラック26,28と係合した状態で一方のラックの直線運動により回動操作を伴って他方のラックに対して一方のラックと対称な運動伝達を行ない、他方のラックを駆動ギヤ42に係合させることが可能である。なお、実施形態では、駆動ギヤ42および駆動ギヤ42よりも後方に配置される従動ギヤ46は、基準距離Aと基準距離Bとが等しくなるように設定されたが、基準距離Bの方が基準距離Aよりも大きくなるように設定されてもよい。すなわち、ラック26,28(第1および第2ノズル22,24)は、それぞれ平行に配置されたが、先端に向かうにつれて両者が近接するように配置されてもよい。 FIG. 12 is an explanatory view showing the tooth profile of the drive gear 42 and the driven gear 46, and FIG. 13 is an explanatory view showing the state of meshing between the drive gear 42 and the rack 26 and the state of meshing between the driven gear 46 and the rack 26. It is a figure. For example, the drive gear 42 is composed of a standard spur gear, and the driven gear 46 is composed of a dislocation spur gear. As shown in FIG. 12, the driven gear 46 is formed so that the angular distance θ2 between the adjacent teeth is larger than the angular distance θ1 between the adjacent teeth of the drive gear 42. That is, the driven gear 46 is formed with a smaller number of teeth than the drive gear 42. Here, as shown in FIG. 13, assuming that the distance from the reference line of the rack 26 (or rack 28) to the rotation center of the drive gear 42 is the reference distance A, the reference distance A is the reference circle diameter d of the drive gear 42. It is calculated by adding a value (shift amount x · m) obtained by multiplying 1/2 (reference circle radius) of the above by the shift coefficient x of the drive gear 42 and the module m. Similarly, assuming that the distance from the reference line of the rack 26 (or rack 28) to the rotation center of the driven gear 46 is the reference distance B, the reference distance B is 1/2 of the reference circle diameter d of the driven gear 46. It is calculated by adding the value obtained by multiplying the shift coefficient x of 46 by the module m. As described above, the reference circle diameter d is the product of the number of teeth z and the module m, and the drive gear 42 and the driven gear 46 are composed of the same module. Therefore, by making the shift coefficient x of the driven gear 46 larger than that of the drive gear 42, the reference distance B is made equal to the reference distance A while the number of teeth of the driven gear 46 is smaller than that of the drive gear 42, that is, the rack 26. , 28 (first and second nozzles 22, 24) can be arranged in parallel. For example, by setting the dislocation coefficient x of the driven gear 46 to be 1.0 larger than that of the drive gear 42, the number of teeth z of the driven gear 46 is set to the drive gear while maintaining the same relationship between the reference distance A and the reference distance B. It can be reduced by 2 teeth from 42. As a result, the driven gear 46 is configured as a mysterious gear that engages (meshes) with the common racks 26 and 28 with respect to the drive gear 42 and at the same time rotates (rotates) at a rotation angular velocity faster than that of the drive gear 42. The driven gear 46 can be engaged (engaged) and separated from each of the racks 26 and 28, and the driven device 45 is in a state where the driven gear 46 is engaged with both racks 26 and 28. It is possible to transmit the motion symmetrical to one rack to the other rack by rotating the rack by the linear motion of the rack, and to engage the other rack with the drive gear 42. In the embodiment, the drive gear 42 and the driven gear 46 arranged behind the drive gear 42 are set so that the reference distance A and the reference distance B are equal to each other, but the reference distance B is the reference. It may be set to be larger than the distance A. That is, the racks 26 and 28 (first and second nozzles 22 and 24) are arranged in parallel, respectively, but they may be arranged so as to be closer to each other toward the tip.

また、従動ギヤ46の端面(ベース30側の端面)には、図6に示すように、回動中心から径方向に離間した位置に、ベース30の開口30oに挿通して外方へ突出する突起46pが設けられている。従動ギヤ46は、突起46pと開口30oとにより回動範囲が定められ、回動範囲の両回動端にて突起46pが開口30oの端縁に当接し位置決めされる。また、従動ギヤ46の突起46pには、コイルスプリング48の一端が係止されており、コイルスプリング48の他端は、ベース30の裏面に設けられた突起30pに支持されている。突起30pは、ベース30の表面に形成された2つの凹条部32,34の幅方向中央部における裏側に位置するように形成されている。これにより、図12に示すように、従動ギヤ46の周方向にはコイルスプリング48の引っ張り荷重による付勢力が付与される。従動ギヤ46に付与される周方向の付勢力(トルク)は、突起46pが従動ギヤ46の回転中心と突起30pとを通る直線上の中立点に位置しているときにはゼロとなり、突起46pが中立点よりも時計回り側に位置しているときには、時計回りの方向のトルクとなり、突起46pが中立点よりも反時計回り側に位置しているときには、反時計回りの方向のトルクとなる。 Further, as shown in FIG. 6, the end surface of the driven gear 46 (the end surface on the base 30 side) is inserted into the opening 30o of the base 30 at a position radially separated from the center of rotation and protrudes outward. A protrusion 46p is provided. The rotation range of the driven gear 46 is determined by the protrusion 46p and the opening 30o, and the protrusion 46p abuts on the edge of the opening 30o and is positioned at both rotation ends of the rotation range. Further, one end of the coil spring 48 is locked to the protrusion 46p of the driven gear 46, and the other end of the coil spring 48 is supported by the protrusion 30p provided on the back surface of the base 30. The protrusion 30p is formed so as to be located on the back side in the central portion in the width direction of the two concave portions 32 and 34 formed on the surface of the base 30. As a result, as shown in FIG. 12, an urging force due to the tensile load of the coil spring 48 is applied in the circumferential direction of the driven gear 46. The circumferential urging force (torque) applied to the driven gear 46 is zero when the protrusion 46p is located at a neutral point on a straight line passing through the center of rotation of the driven gear 46 and the protrusion 30p, and the protrusion 46p is neutral. When it is located on the clockwise side of the point, the torque is in the clockwise direction, and when the protrusion 46p is located on the counterclockwise side of the neutral point, the torque is in the counterclockwise direction.

次に、こうして構成された本実施形態の衛生洗浄便座装置10(ノズルユニット20)の動作について図7〜図11を用いて説明する。本実施形態のノズルユニット20では、第2ノズル(ビデ洗浄用ノズル)24の方が第1ノズル(おしり洗浄用ノズル)22よりも長尺に形成され、第1および第2ノズル22,24がいずれも非作動の待避状態では、図7に示すように、第1および第2ノズル22,24の先端が前後同じ位置で揃い、第2ノズル24の後端が第1ノズル22の後端よりも後退側に突出している。このとき、駆動ギヤ42は、第1ノズル22のラック26と係合していると共に第2ノズル24のラック28と分離している。一方、従動ギヤ46は、コイルスプリング48により付与される図中、反時計回り方向の付勢力によって、突起46pがベース30の開口30oにおける一方の端縁に当接した状態で位置決めされ、第1ノズル22のラック26と分離(厳密には、ラック26の最も後端にある歯の後端側の歯面が従動ギヤ46との作用線(接触線)上の最も駆動ギヤ42側にある位置で接触)していると共に第2ノズル24のラック28と係合している。これにより、第2ノズル24は、コイルスプリング48から従動ギヤ46に付与される反時計回り方向の付勢力によって後退側に保持され、駆動ギヤ42と分離した状態が維持される。ここで、本実施形態では、コイルスプリング48から従動ギヤ46に付与される周方向の付勢力により従動ギヤ46の突起46pがベース30の開口30oの端縁に当接されることでコイルスプリング48の荷重をベース30のみで受けているから、当該荷重が第2ノズル24に作用することはない。これにより、ノズルに対する応力による変形や損傷を抑制し、ノズルの耐久性を向上させることができる。 Next, the operation of the sanitary washing toilet seat device 10 (nozzle unit 20) of the present embodiment configured in this way will be described with reference to FIGS. 7 to 11. In the nozzle unit 20 of the present embodiment, the second nozzle (bidet cleaning nozzle) 24 is formed to be longer than the first nozzle (tail cleaning nozzle) 22, and the first and second nozzles 22, 24 are formed. In the non-operating shunting state, as shown in FIG. 7, the tips of the first and second nozzles 22 and 24 are aligned at the same front and rear positions, and the rear end of the second nozzle 24 is from the rear end of the first nozzle 22. Also protrudes to the backward side. At this time, the drive gear 42 is engaged with the rack 26 of the first nozzle 22 and separated from the rack 28 of the second nozzle 24. On the other hand, in the drawing provided by the coil spring 48, the driven gear 46 is positioned in a state where the protrusion 46p is in contact with one end edge of the opening 30o of the base 30 by the urging force in the counterclockwise direction, and the first Separation from the rack 26 of the nozzle 22 (strictly speaking, the position where the tooth surface on the rear end side of the tooth at the rearmost end of the rack 26 is closest to the drive gear 42 on the line of action (contact line) with the driven gear 46. It is in contact with the rack 28 of the second nozzle 24. As a result, the second nozzle 24 is held on the backward side by the counterclockwise urging force applied from the coil spring 48 to the driven gear 46, and the state of being separated from the drive gear 42 is maintained. Here, in the present embodiment, the protrusion 46p of the driven gear 46 is brought into contact with the end edge of the opening 30o of the base 30 by the circumferential urging force applied from the coil spring 48 to the driven gear 46, so that the coil spring 48 Since the load of the above is received only by the base 30, the load does not act on the second nozzle 24. As a result, deformation and damage due to stress on the nozzle can be suppressed, and the durability of the nozzle can be improved.

衛生洗浄便座装置10の制御装置は、着座センサ13により使用者が便座14に着座していると判定し、かつ、操作パネル18のおしり用洗浄スイッチが押下されたと判定すると、図7の待機状態からモータ44により駆動ギヤ42を正回転(図中、反時計回りに回転)させて、駆動ギヤ42と係合するラック26を前進させる。ラック26に連結された第1ノズル(おしり洗浄用ノズル)22は、図8に示すように、ラック26の前進に伴って洗浄位置に向かって前進する。第1ノズル22が洗浄位置に到達すると、制御装置は、第1ノズル22の噴出孔に脈動ポンプからの洗浄水が供給されるよう切替バルブ(モータ)を制御する。これにより、第1ノズル22の噴出孔から人体の肛門部に向かって洗浄水が噴出され、おしり洗浄が開始される。制御装置は、操作パネル18の停止スイッチが押下されて、おしり洗浄の停止が指示されると、第1ノズル22への給水を停止する。そして、モータ44により駆動ギヤ42を逆回転(図中、時計回りに回転)させて、駆動ギヤ42と係合するラック26を後退側へ引き込む。ラック26に連結された第1ノズル22は、ラック26の後退に伴って収容位置に向かって後退し、ベース30内に収容されて図7の待機状態に戻る。 When the control device of the sanitary cleaning toilet seat device 10 determines that the user is seated on the toilet seat 14 by the seating sensor 13 and determines that the cleaning switch for the back of the operation panel 18 is pressed, the standby state shown in FIG. The drive gear 42 is rotated forward (rotated counterclockwise in the figure) by the motor 44 to advance the rack 26 that engages with the drive gear 42. As shown in FIG. 8, the first nozzle (buttock cleaning nozzle) 22 connected to the rack 26 advances toward the cleaning position as the rack 26 advances. When the first nozzle 22 reaches the cleaning position, the control device controls the switching valve (motor) so that the cleaning water from the pulsating pump is supplied to the ejection hole of the first nozzle 22. As a result, washing water is ejected from the ejection hole of the first nozzle 22 toward the anus of the human body, and the buttocks cleaning is started. When the stop switch of the operation panel 18 is pressed and the control device is instructed to stop the buttocks washing, the control device stops the water supply to the first nozzle 22. Then, the drive gear 42 is rotated in the reverse direction (rotated clockwise in the drawing) by the motor 44, and the rack 26 that engages with the drive gear 42 is pulled to the backward side. The first nozzle 22 connected to the rack 26 retracts toward the accommodation position as the rack 26 retracts, is accommodated in the base 30, and returns to the standby state of FIG. 7.

また、制御装置は、着座センサ13により使用者が便座14に着座していると判定し、かつ、操作パネル18のビデ用洗浄スイッチが押下されたと判定すると、図7の待機状態からモータ44により駆動ギヤ42を逆回転(図中、時計回りに回転)させて、駆動ギヤ42と係合するラック26(第1ノズル22)を後退させる。ラック26は、後退により従動ギヤ46と係合し、従動ギヤ46を時計回りに回転させる。ここで、従動ギヤ46にはコイルスプリング48から反時計回り方向に付勢力が付与されており、従動ギヤ46と係合したラック26には前進側の付勢力が作用するから、制御装置は、モータ44によりラック26の付勢力に打ち勝つ駆動力で駆動ギヤ42を逆回転駆動することにより、ラック26(第1ノズル22)を更に後退させることができる。従動ギヤ46は、ラック26の後退によって時計回りに回動することにより、従動ギヤ46と係合している他方のラック28(第2ノズル24)を前進させる。ラック28が前進すると、図9に示すように、ラック28が駆動ギヤ42と係合し、両ラック26,28が駆動ギヤ42および従動ギヤ46と同時に係合され、第1および第2ノズル22,24,駆動ギヤ42および従動ギヤ46が同時に動作する状態となる。従動ギア46に付与される周方向の付勢力は、中立点で反時計回りの方向から時計回りの方向に切り替わり、ラック26を後退側へ付勢すると共にラック28を前進側へ付勢する推力となる。従動ギヤ46は、やがて突起46pがベース30の開口30oにおける他方の端縁に当接して位置決めされ、図10に示すように、ラック28が従動ギヤ46から分離すると共にラック26が駆動ギヤ42から分離した状態となる。このため、従動ギヤ46に付与される時計回り方向の付勢力により、駆動ギヤ42から分離した待機側ラック26は、後退側に保持され、駆動ギヤ42との干渉が抑制される。そして、制御装置は、モータ44により駆動ギヤ42が更に逆回転(図中、反時計回りに回転)させて、ラック28を更に前進させる。ラック28に連結された第2ノズル(ビデ洗浄用ノズル)24は、図11に示すように、ラック28の前進に伴って洗浄位置に向かって前進する。第2ノズル24が洗浄位置に到達すると、制御装置は、第2ノズル24の噴出孔に脈動ポンプからの洗浄水が供給されるよう切替バルブ(モータ)を制御する。これにより、第2ノズル24の噴出孔から人体のビデ部に向かって洗浄水が噴出され、ビデ洗浄が開始される。制御装置は、操作パネル18の停止スイッチが押下されて、ビデ洗浄の停止が指示されると、第2ノズル24への給水を停止する。そして、モータ44により駆動ギヤ42を正回転(図中、反時計回りに回転)させて、駆動ギヤ42と係合するラック28を後退側へ引き込む。ラック28に連結された第2ノズル24は、ラック28の後退に伴って収容位置に向かって後退し、ベース30内に収容されて図7の待機状態に戻る。 Further, when the control device determines that the user is seated on the toilet seat 14 by the seating sensor 13 and determines that the bidet cleaning switch of the operation panel 18 is pressed, the motor 44 determines from the standby state of FIG. The drive gear 42 is rotated in the reverse direction (rotated clockwise in the drawing) to retract the rack 26 (first nozzle 22) that engages with the drive gear 42. The rack 26 engages with the driven gear 46 by retreating, and rotates the driven gear 46 clockwise. Here, an urging force is applied to the driven gear 46 in the counterclockwise direction from the coil spring 48, and an urging force on the forward side acts on the rack 26 engaged with the driven gear 46. The rack 26 (first nozzle 22) can be further retracted by driving the drive gear 42 in the reverse rotation with a driving force that overcomes the urging force of the rack 26 by the motor 44. The driven gear 46 rotates clockwise as the rack 26 retracts, thereby advancing the other rack 28 (second nozzle 24) that is engaged with the driven gear 46. When the rack 28 advances, as shown in FIG. 9, the rack 28 is engaged with the drive gear 42, and both racks 26 and 28 are engaged at the same time as the drive gear 42 and the driven gear 46, and the first and second nozzles 22 are engaged. , 24, the drive gear 42 and the driven gear 46 are in a state of operating at the same time. The circumferential urging force applied to the driven gear 46 switches from the counterclockwise direction to the clockwise direction at the neutral point, urging the rack 26 to the backward side and urging the rack 28 to the forward side. It becomes. The driven gear 46 is positioned with the protrusion 46p abutting against the other edge of the opening 30o of the base 30, and as shown in FIG. 10, the rack 28 is separated from the driven gear 46 and the rack 26 is separated from the drive gear 42. It will be in a separated state. Therefore, the standby side rack 26 separated from the drive gear 42 is held on the backward side by the clockwise urging force applied to the driven gear 46, and interference with the drive gear 42 is suppressed. Then, in the control device, the drive gear 42 is further rotated in the reverse direction (rotated counterclockwise in the drawing) by the motor 44, and the rack 28 is further advanced. As shown in FIG. 11, the second nozzle (bidet cleaning nozzle) 24 connected to the rack 28 advances toward the cleaning position as the rack 28 advances. When the second nozzle 24 reaches the cleaning position, the control device controls the switching valve (motor) so that the cleaning water from the pulsating pump is supplied to the ejection hole of the second nozzle 24. As a result, the cleaning water is ejected from the ejection hole of the second nozzle 24 toward the bidet portion of the human body, and the bidet cleaning is started. When the stop switch on the operation panel 18 is pressed and the bidet cleaning is instructed to be stopped, the control device stops the water supply to the second nozzle 24. Then, the drive gear 42 is rotated forward (rotated counterclockwise in the drawing) by the motor 44, and the rack 28 that engages with the drive gear 42 is pulled backward. The second nozzle 24 connected to the rack 28 retracts toward the accommodation position as the rack 28 retracts, is accommodated in the base 30, and returns to the standby state of FIG. 7.

従動ギヤ46は、両ラック26,28と係合した状態で、駆動ギヤ42の回転により後退する一方のラックによって回動し、これにより他方のラックを前進させて回転中の駆動ギヤ42と係合させる。図14は、回転中の駆動ギヤ42にラック26が侵入して噛み合いを開始する様子を示す説明図であり、図15は、停止中の従動ギヤ46にラック26が侵入して噛み合いを開始する様子を示す説明図である。なお、図14(a)および図15(a)は噛み合い直前の様子を示し、図14(b)および図15(b)は噛み合い直後の様子を示す。以下、ラック26を例として駆動ギヤ42および従動ギヤ46との噛み合いについて説明する。なお、ラック28との噛み合いについてはラック26と同様であるため、その説明は省略する。図14に示すように、駆動ギヤ42とラック26とは、互いの歯山同士が干渉的に接触することなく、ラック26の歯山が駆動ギヤ42の歯溝に入り込んで噛み合いが開始されるよう位相合わせされており、両者の接触点(噛み合い点)が作用線(図中、太線参照)上を移動するように噛み合いが進行していく。駆動ギヤ42によりラック26が前進させられると、ラック26は従動ギヤ26から分離し、従動ギヤ26は所定の位相(停止位相)で停止する。 The driven gear 46 is rotated by one rack that retracts due to the rotation of the drive gear 42 in a state of being engaged with both racks 26 and 28, thereby advancing the other rack and engaging with the rotating drive gear 42. Match. FIG. 14 is an explanatory view showing how the rack 26 enters the rotating drive gear 42 and starts meshing, and FIG. 15 shows the rack 26 entering the stopped driven gear 46 and starting meshing. It is explanatory drawing which shows the state. 14 (a) and 15 (a) show the state immediately before meshing, and FIGS. 14 (b) and 15 (b) show the state immediately after meshing. Hereinafter, the meshing with the drive gear 42 and the driven gear 46 will be described using the rack 26 as an example. Since the meshing with the rack 28 is the same as that of the rack 26, the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 14, the drive gear 42 and the rack 26 start meshing with the tooth ridges of the rack 26 entering the tooth grooves of the drive gear 42 without the tooth ridges of the rack 26 interfering with each other. The meshing progresses so that the contact points (meshing points) of the two move on the line of action (see the thick line in the figure). When the rack 26 is advanced by the drive gear 42, the rack 26 is separated from the driven gear 26, and the driven gear 26 is stopped in a predetermined phase (stop phase).

局部洗浄が終了し、次に駆動ギヤ42の逆回転によってラック26が後退すると、従動ギヤ26は、図15に示すように、上記停止位相でラック26と噛み合いを開始する。本実施形態では、従動ギヤ46は、ラック26の基準線と従動ギヤ46の回転中心との距離(基準距離B)を同基準線と駆動ギヤ42の回転中心との距離(基準距離A)以上としつつも、従動ギヤ46は、その隣接する歯の角度間隔θ2が駆動ギヤ42のそれ(角度間隔θ1)よりも大きく、すなわち歯数が駆動ギヤ42よりも少なくなるように転位された転位平歯車として構成されている。上述したように、平歯車は、モジュールをmとし歯数をzとすると、基準円直径dがm・zであり、基礎円直径dbがd・cosαであるから、モジュールmが同一の駆動ギヤ42および従動ギヤ46では、従動ギヤ46の方が駆動ギヤ42よりも基礎円直径dbは小さくなる。また、平歯車と直線歯形のラックとの作用線は、平歯車の基礎円と接するようにラックの歯面に立てた法線と一致するから、基礎円直径dbが小さい方が、作用線上の噛み合い長さは長くなり、歯車とラックとをより遠い位置から噛み合い開始させることができる。したがって、図15に示すように、従動ギヤ46にラック26が侵入したときに、ラック26と最初に接触させる従動ギヤ46の歯の接触点の位置が、両者の作用線と従動ギヤ46の歯先円との交点(以下、限界接触点という)近傍の位置となるように、従動ギヤ46の停止位相を定めることにより、ラック26と最初に接触させる従動ギヤ46の歯よりも1つ前(ラック侵入側)の歯とラック26の歯との間にクリアランスδ2を確保し、従動ギヤ46とラック26とを互いに干渉させることなく作用線上で噛み合い開始させることができる。 When the local cleaning is completed and then the rack 26 retracts due to the reverse rotation of the drive gear 42, the driven gear 26 starts meshing with the rack 26 in the stop phase as shown in FIG. In the present embodiment, the driven gear 46 sets the distance (reference distance B) between the reference line of the rack 26 and the rotation center of the driven gear 46 to be equal to or greater than the distance (reference distance A) between the reference line and the rotation center of the drive gear 42. However, the driven gear 46 is displaced so that the angular spacing θ2 of its adjacent teeth is larger than that of the drive gear 42 (angle spacing θ1), that is, the number of teeth is smaller than that of the drive gear 42. It is configured as a gear. As described above, when the module is m and the number of teeth is z, the spur gear has a reference circle diameter d of m · z and a base circle diameter db of d · cos α. In the driven gear 42 and the driven gear 46, the driven gear 46 has a smaller base circle diameter db than the drive gear 42. Further, since the action line between the spur gear and the straight tooth-shaped rack coincides with the normal line erected on the tooth surface of the rack so as to be in contact with the base circle of the spur gear, the smaller the base circle diameter db, the more on the action line. The meshing length becomes longer, and the gear and the rack can be started to mesh from a farther position. Therefore, as shown in FIG. 15, when the rack 26 enters the driven gear 46, the positions of the contact points of the teeth of the driven gear 46 that first come into contact with the rack 26 are the lines of action of both and the teeth of the driven gear 46. By determining the stop phase of the driven gear 46 so that it is located near the intersection with the tip circle (hereinafter referred to as the limit contact point), it is one before the tooth of the driven gear 46 that first contacts the rack 26 (hereinafter referred to as the limit contact point). A clearance δ2 can be secured between the teeth on the rack entry side) and the teeth of the rack 26, and the driven gear 46 and the rack 26 can be started to mesh with each other on the line of action without interfering with each other.

以上の説明は、駆動ギヤ42および従動ギヤ46は、従動ギヤ46とラック26との相対運動における瞬間回転中心Pinstと従動ギヤ46の回転中心との距離が、駆動ギヤ42とラック26との相対運動における瞬間回転中心Pinstと駆動ギヤ42の回転中心との距離未満となるように構成されていると言い換えることができる。カミュの定理によれば、平歯車の正常な噛み合いが成立するためには、平歯車とラックとの接触点における共通法線は瞬間回転中心Pinstを通らなければならないこととされている。このため、瞬間回転中心Pinstを従動ギヤ46の回転中心に近づけるほど、従動ギヤ46とラック26との作用線を従動ギヤ46の内径側にシフトさせることができ、従動ギヤ46とラック26とをより遠い位置から噛み合い開始させることが可能となる。 In the above description, in the drive gear 42 and the driven gear 46, the distance between the instantaneous rotation center Pinst and the rotation center of the driven gear 46 in the relative motion between the driven gear 46 and the rack 26 is relative to the drive gear 42 and the rack 26. In other words, it is configured to be less than the distance between the instantaneous rotation center Pinst in motion and the rotation center of the drive gear 42. According to Camu's theorem, the common normal at the point of contact between the spur gear and the rack must pass through the instantaneous center of rotation Pinst in order for normal meshing of the spur gear to be established. Therefore, the closer the instantaneous rotation center Pinst is to the rotation center of the driven gear 46, the more the action line between the driven gear 46 and the rack 26 can be shifted to the inner diameter side of the driven gear 46, and the driven gear 46 and the rack 26 can be shifted. It is possible to start meshing from a farther position.

なお、駆動ギヤ42はラック26の移動と同期回転しながらラック26と噛み合うから、上述した干渉の問題は生じないが、仮に駆動ギヤ42が停止中にラック26と噛み合う場合には、図14に示すように、駆動ギヤ42は、作用線上でラック26と噛み合いを開始する歯よりも1つ前(ラック侵入側)の歯がラック26の歯先よりも所定量δ1だけ歯元側に入り込んだ状態となっており、駆動ギヤ42とラック26とが干渉的に接触し、正常に噛み合いを開始することができない。 Since the drive gear 42 meshes with the rack 26 while rotating in synchronization with the movement of the rack 26, the above-mentioned interference problem does not occur. However, if the drive gear 42 meshes with the rack 26 while stopped, FIG. 14 shows. As shown, in the drive gear 42, the tooth one before the tooth that starts meshing with the rack 26 on the line of action (on the rack invasion side) has entered the tooth root side by a predetermined amount δ1 from the tooth tip of the rack 26. In this state, the drive gear 42 and the rack 26 are in interference with each other, and the meshing cannot be started normally.

以上説明した実施形態のノズル駆動ユニット40(ラック駆動装置)では、ラック26,28の基準線と従動ギヤ46の回転中心との距離(基準距離B)が、同基準線と駆動ギヤ42の回転中心との距離(基準距離A)以上となり、駆動ギヤ42によって与えられたラックの運動とそのラックと係合した従動ギヤ46の運動との相対運動における瞬間回転中心Pinstと従動ギヤ46の中心との距離が、駆動ギア42の運動と駆動ギヤ42と係合したラックの運動との相対運動における瞬間回転中心Pinstと駆動ギヤ42の中心との距離よりも小さくなるように、駆動ギヤ42および従動ギヤ46が構成されている。これにより、従動ギヤ46とラックとの作用線を従動ギヤ46の内径側にシフトすることができ、ラックが従動ギヤ46と係合するときに、従動ギヤ46のより遠い位置から噛み合いを開始させることが可能となる。したがって、従動ギヤ46にラック26,28が侵入したときに、ラック26,28と最初に接触させる従動ギヤ46の歯の接触点の位置が限界接触点近傍の位置となるように、従動ギヤ46の停止位相を定めることにより、従動ギヤ46とラック26,28とを互いに干渉させることなく作用線上で噛み合い開始させることができる。この結果、従動ギヤ46とラック26,28との間の運動伝達をより円滑に行なうことが可能となる。 In the nozzle drive unit 40 (rack drive device) of the embodiment described above, the distance (reference distance B) between the reference lines of the racks 26 and 28 and the rotation center of the driven gear 46 is the rotation of the reference line and the drive gear 42. The instantaneous rotation center Pinst and the center of the driven gear 46 in the relative movement between the movement of the rack given by the drive gear 42 and the movement of the driven gear 46 engaged with the rack when the distance to the center (reference distance A) or more is reached. The drive gear 42 and the driven gear 42 are driven so that the distance between the two is smaller than the distance between the instantaneous rotation center Pinst and the center of the drive gear 42 in the relative movement between the movement of the drive gear 42 and the movement of the rack engaged with the drive gear 42. The gear 46 is configured. As a result, the line of action between the driven gear 46 and the rack can be shifted to the inner diameter side of the driven gear 46, and when the rack engages with the driven gear 46, meshing is started from a position farther from the driven gear 46. It becomes possible. Therefore, when the racks 26 and 28 enter the driven gear 46, the driven gear 46 is located near the limit contact point so that the contact point of the teeth of the driven gear 46 that first comes into contact with the rack 26 and 28 is located near the limit contact point. By determining the stop phase of, the driven gear 46 and the racks 26 and 28 can be started to mesh with each other on the line of action without interfering with each other. As a result, the motion transmission between the driven gear 46 and the racks 26 and 28 can be performed more smoothly.

また、実施形態のノズルユニット20では、駆動ギヤ42および従動ギヤ46を全歯歯車で構成し、従動ギヤ46の歯数を駆動ギヤ42よりも少なくしたから、より簡易な構成によりラックと従動ギヤ46とを作用線上のより遠い位置から噛み合い開始させることができ、両者の干渉的な接触を回避することができる。 Further, in the nozzle unit 20 of the embodiment, the drive gear 42 and the driven gear 46 are composed of all tooth gears, and the number of teeth of the driven gear 46 is smaller than that of the drive gear 42. Therefore, the rack and the driven gear have a simpler configuration. It is possible to start meshing with the 46 from a position farther on the line of action, and it is possible to avoid interfering contact between the two.

実施形態では、駆動装置41は、モータ44により駆動ギヤ42を直接駆動するものとしたが、これに限定されるものではなく、駆動ギヤ42とモータ44との間に1つ以上の中間ギヤを設けるものとしてもよい。また、従動装置45は、コイルスプリング48の一端を従動ギヤ46の突起46pに係止することで、従動ギヤ46に周方向の付勢力を付与するものとしたが、これに限定されるものではなく、従動ギヤ46とコイルスプリング48(付勢部材)との間に1つ以上の中間ギヤを設けるものとしてもよい。 In the embodiment, the drive device 41 directly drives the drive gear 42 by the motor 44, but the present invention is not limited to this, and one or more intermediate gears are provided between the drive gear 42 and the motor 44. It may be provided. Further, the driven device 45 applies an urging force in the circumferential direction to the driven gear 46 by locking one end of the coil spring 48 to the protrusion 46p of the driven gear 46, but the present invention is not limited to this. Instead, one or more intermediate gears may be provided between the driven gear 46 and the coil spring 48 (biasing member).

実施形態では、第1および第2ノズル22,24は、それぞれ幅方向(左右方向、水平方向)の並びで配置されたが、上下方向の並びで配置されてもよい。 In the embodiment, the first and second nozzles 22, 24 are arranged in the width direction (horizontal direction, horizontal direction), respectively, but they may be arranged in the vertical direction.

実施形態では、従動ギヤ46とベース30とに付勢部材としてのコイルスプリング48を設け、従動ギヤ46の回動角度に応じて従動ギヤ46に付与する付勢力の方向を切り替えることで、2つのラック26,28のうち待機側ラックを後退側に保持するものとした。しかし、2つのラック26,28をそれぞれにスプリングを設け、それぞれのスプリングによって2つのラック26,28を常時後退側に付勢するものとしてもよい。 In the embodiment, the coil spring 48 as an urging member is provided on the driven gear 46 and the base 30, and the direction of the urging force applied to the driven gear 46 is switched according to the rotation angle of the driven gear 46. Of the racks 26 and 28, the standby rack is held on the retracting side. However, the two racks 26 and 28 may be provided with springs, respectively, and the two racks 26 and 28 may be constantly urged to the retracting side by the respective springs.

実施形態では、従動ギヤ46は、全周に亘って等間隔に歯を有する全歯歯車により構成されたが、これに限定されるものではなく、図16の変形例の従動ギヤ146に示すように、ラック26,28とそれぞれ噛み合う部分に歯を有し、その他の部分において歯が欠落した欠歯歯車により構成されてもよい。 In the embodiment, the driven gear 46 is composed of all tooth gears having teeth at equal intervals over the entire circumference, but the present invention is not limited to this, and is shown in the driven gear 146 of the modified example of FIG. In addition, it may be composed of a missing gear having teeth at a portion that meshes with the racks 26 and 28, respectively, and missing teeth at other portions.

従動ギヤ46は、ラックの一定速度での運動に対して一定の角速度で運動する等速歯車で構成されてもよいし、角速度が変化する不等速歯車で構成されてもよい。以下、ラックと噛み合わせる従動ギヤ(ピニオン)を不等速歯車で構成する場合のピニオンの設計手法について説明する。上述したように、ピニオンとラックとが正常に噛み合うためには、ピニオンの任意の回転位置において接触点に立てた共通法線がピニオンとラックとの相対運動における瞬間回転中心Pinstを通ることが必要である。ここで、瞬間回転中心Pinstにおいては、ピニオンとラックとの相対速度ベクトルの大きさがゼロとなり、相対速度場は、瞬間回転中心Pinstの周りを回転するベクトル場となる。 The driven gear 46 may be composed of a constant velocity gear that moves at a constant angular velocity with respect to the movement of the rack at a constant velocity, or may be composed of a non-constant velocity gear that changes the angular velocity. Hereinafter, a pinion design method when the driven gear (pinion) that meshes with the rack is composed of non-constant speed gears will be described. As described above, in order for the pinion and the rack to mesh normally, it is necessary that the common normal set at the contact point at an arbitrary rotation position of the pinion passes through the instantaneous rotation center Pinst in the relative motion between the pinion and the rack. Is. Here, in the instantaneous rotation center Pinst, the magnitude of the relative velocity vector between the pinion and the rack becomes zero, and the relative velocity field becomes a vector field rotating around the instantaneous rotation center Pinst.

いま、図17に示すように、ラック26の基準線をx軸とし、ピニオンGpの回転中心とラックGrの最短距離を結ぶ垂線をy軸とし、これらの交点を原点とした直交座標系を考えると、直線歯形のラックGrの圧力角をθ(θは一定)とし、原点からラックGrのある歯の基準点までの距離をb(bは変数)とすると、ラックGrの歯面の座標r2は、次式(1)の関係を有する。 Now, as shown in FIG. 17, consider an Cartesian coordinate system in which the reference line of the rack 26 is the x-axis, the perpendicular line connecting the rotation center of the pinion Gp and the shortest distance of the rack Gr is the y-axis, and the intersection of these points is the origin. If the pressure angle of the rack Gr of the straight tooth profile is θ (θ is constant) and the distance from the origin to the reference point of the tooth with the rack Gr is b (b is a variable), the coordinates r2 of the tooth surface of the rack Gr. Has the relationship of the following equation (1).

x=-y・tanθ+b
但し、yは歯丈の高さであるため、-1.0・m<y<1.25・m …(1)
x = -y ・ tanθ + b
However, since y is the height of the tooth height, -1.0 ・ m <y <1.25 ・ m… (1)

また、ラックGrは直線歯形であり、歯面のどの位置においても、歯面に立てた法線は同じ方向を向く。このため、ラックGrの歯面における単位法線ベクトルnは、位置(x,y)と角速度ωとからなるベクトル表現を用いて、次式(2)で表わすことができる。 Further, the rack Gr has a straight tooth profile, and the normal line standing on the tooth surface faces the same direction at any position on the tooth surface. Therefore, the unit normal vector n on the tooth surface of the rack Gr can be expressed by the following equation (2) using a vector representation consisting of the position (x, y) and the angular velocity ω.

n=(-cosθ,-sinθ,0) …(2) n = (-cosθ, -sinθ, 0)… (2)

ここで、図18に示すように、ラックGrが速度v2で移動し、これと噛み合うピニオンGpが角速度ω1で回転する場合において、角速度ω1が変化することを考える。ラックGrの移動は平行移動であるから、どの座標においても一定速度Vconstであり、ラックGrの速度ベクトルv2は、次式(3)で表わすことができる。一方、ピニオンGpのある座標r1(x1,y1)における速度ベクトルv1は、ピニオンGpの角速度ω1(0,0,ω1)とピニオンGpの回転中心からの位置ベクトルr1(x1,y1,0)との外積により求まり、次式(4)で表わすことができる。 Here, as shown in FIG. 18, it is considered that the angular velocity ω1 changes when the rack Gr moves at the velocity v2 and the pinion Gp meshing with the rack Gr moves at the angular velocity ω1. Since the movement of the rack Gr is a translation, it is a constant velocity Vconst at any coordinate, and the velocity vector v2 of the rack Gr can be expressed by the following equation (3). On the other hand, the velocity vector v1 at a certain coordinate r1 (x1, y1) of the pinion Gp is the angular velocity ω1 (0,0, ω1) of the pinion Gp and the position vector r1 (x1, y1,0) from the rotation center of the pinion Gp. It can be obtained by the outer product of and expressed by the following equation (4).

v2=(Vconst,0,0) …(3)
V1=(ω1・y1,-ω1・x1,0) …(4)
v2 = (Vconst, 0,0)… (3)
V1 = (ω1 ・ y1, -ω1 ・ x1,0)… (4)

式(3)および(4)により、ラックGrとピニオンGpとの相対速度ベクトルv21は、次式(5)で表わすことができる。 According to the equations (3) and (4), the relative velocity vector v21 between the rack Gr and the pinion Gp can be expressed by the following equation (5).

v21=v2-v1=(Vconst-ω1・y1,ω1・x1,0) …(5) v21 = v2-v1 = (Vconst-ω1 ・ y1, ω1 ・ x1,0)… (5)

上述したように、瞬間回転中心Pinstは相対速度ベクトルv21の大きさがゼロとなる点であり、相対速度ベクトルv21の大きさがゼロとなるためには、次式(6)および(7)を満たせばよい。位置ベクトルr1(x1,y1,0)は、ピニオンGpの回転中心を原点とするから、これを図17のxy座標系の原点から見ると、瞬間回転中心Pinstの座標は、ラックGrの基準線とピニオンGpの回転中心との距離(基準距離)をaとすると、次式(8)で表わすことができ、ピニオンGpの角速度ω1によって計算できることがわかる。 As described above, the instantaneous rotation center Pinst is a point where the magnitude of the relative velocity vector v21 becomes zero, and in order for the magnitude of the relative velocity vector v21 to become zero, the following equations (6) and (7) are used. You just have to meet. Since the position vector r1 (x1, y1,0) has the rotation center of the pinion Gp as the origin, when this is viewed from the origin of the xy coordinate system of FIG. 17, the coordinates of the instantaneous rotation center Pinst are the reference lines of the rack Gr. Assuming that the distance between the pinion Gp and the center of rotation (reference distance) is a, it can be expressed by the following equation (8), and it can be understood that it can be calculated by the angular velocity ω1 of the pinion Gp.

x1=0 …(6)
y1=Vconst/ω1 …(7)
Pinst=(0,Vconst/ω1-a,0) …(8)
x1 = 0… (6)
y1 = Vconst / ω1… (7)
Pinst = (0, Vconst / ω1-a, 0)… (8)

ここで、相対速度場は瞬間回転中心Pinstの周りを回転するベクトル場であるから、xy座標系の原点から見たある座標r(x,y,0)における相対速度ベクトルv21は、ラックGrおよびピニオンGpの相対角速度ω21(0,0,ω’)と、瞬間回転中心Pinstから座標rへの位置ベクトル(r−Pinst)との外積により求まり、次式(9)で表わすこともできる。なお、ラックGrの角速度はゼロであり、相対角速度ω21(=ω2−ω1)は、−ω1となる。カミュの定理により、ラックGrとピニオンGpとの接触点における法線は瞬間回転中心Pinstを通るため、相対速度ベクトルv21と上記法線とは直交し、両者のスカラー積はゼロとなる。したがって、上述した式(2)および(9)により次式(10)が成立する。式(10)を整理してω’を消去すると、次式(11)を得る。また、式(1)を用いて式(11)を更に整理すると、次式(12)を得る。 Here, since the relative velocity field is a vector field that rotates around the instantaneous rotation center Pinst, the relative velocity vector v21 at a certain coordinate r (x, y, 0) seen from the origin of the xy coordinate system is the rack Gr and It is obtained by the outer product of the relative angular velocity ω21 (0,0, ω') of the pinion Gp and the position vector (r-Pinst) from the instantaneous rotation center Pinst to the coordinate r, and can also be expressed by the following equation (9). The angular velocity of the rack Gr is zero, and the relative angular velocity ω21 (= ω2-ω1) is −ω1. According to Camu's theorem, the normal at the contact point between the rack Gr and the pinion Gp passes through the instantaneous rotation center Pinst, so that the relative velocity vector v21 and the above normal are orthogonal to each other, and the scalar product of both becomes zero. Therefore, the following equation (10) is established by the above equations (2) and (9). By rearranging the equation (10) and eliminating ω', the following equation (11) is obtained. Further, when the equation (11) is further rearranged using the equation (1), the following equation (12) is obtained.

v21=[-ω'・[y-(Vconst/ω1-a)],ω'・x,0] …(9)
v21・n=cosθ・ω'・[y-(Vconst/ω1-a)]-sinθ・ω'・x=0 …(10)
x=1・tanθ・[y-(Vconst/ω1-a)] …(11)
y=b・sinθ・cosθ+cos2θ(Vconst/ω1-a) …(12)
v21 = [-ω'・ [y- (Vconst / ω1-a)], ω'・ x, 0]… (9)
v21 ・ n = cosθ ・ ω'・ [y- (Vconst / ω1-a)]-sinθ ・ ω'・ x = 0… (10)
x = 1 ・ tanθ ・ [y- (Vconst / ω1-a)]… (11)
y = b ・ sinθ ・ cosθ + cos 2 θ (Vconst / ω1-a)… (12)

上述したように、bは原点からラックGrのある歯の基準点までの距離(ラック位置)であり、θはラックGrの圧力角であり、VconstはラックGrの速度であり、ω1はピニオンGpの角速度であり、aはラックGrの基準線からピニオンGpの回転中心までの距離であるから、ピニオンGpを角速度が変化する不等速歯車とする場合には、各ラック位置bごとに、角速度ω1を指定することで、式(1)および(12)を用いて、ラックGrとピニオンGpとの接触点の座標(x,y)を計算することができる。瞬間回転中心Pinstは、ピニオンGpの角速度ω1により計算されるため、瞬間回転中心Pinstを操作するように角速度ω1を指定してピニオンGpの形状設計を行なうことで、作用線の位置を操作することができ、作用線の限界接触点をより遠方に設定することが可能となる。この結果、ラックGrとピニオンGpとをより遠い位置から噛み合い開始させることが可能となり、ラックGrとピニオンGpとの干渉するのを回避して、円滑な運動伝達を行なうことができる。 As described above, b is the distance (rack position) from the origin to the reference point of the tooth having the rack Gr, θ is the pressure angle of the rack Gr, Vconst is the velocity of the rack Gr, and ω1 is the pinion Gp. Since a is the distance from the reference line of the rack Gr to the center of rotation of the pinion Gp, when the pinion Gp is an unequal velocity gear whose angular velocity changes, the angular velocity is set for each rack position b. By specifying ω1, the coordinates (x, y) of the contact point between the rack Gr and the pinion Gp can be calculated using the equations (1) and (12). Since the instantaneous rotation center Pinst is calculated by the angular velocity ω1 of the pinion Gp, the position of the action line can be manipulated by designating the shape of the pinion Gp by designating the angular velocity ω1 so as to operate the instantaneous rotation center Pinst. This makes it possible to set the limit contact point of the line of action farther. As a result, the rack Gr and the pinion Gp can be started to mesh with each other from a farther position, and interference between the rack Gr and the pinion Gp can be avoided, and smooth motion transmission can be performed.

実施形態では、ノズル駆動ユニット40は、衛生洗浄便座装置10に用いられる第1および第2ノズル22,24を選択的に駆動するものに適用するものとしたが、これに限定されるものではなく、ノズル以外の一対の部材を駆動するラック駆動装置であればよい。 In the embodiment, the nozzle drive unit 40 is applied to those that selectively drive the first and second nozzles 22 and 24 used in the sanitary washing toilet seat device 10, but the present invention is not limited thereto. , A rack drive device that drives a pair of members other than the nozzle may be used.

実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施形態では、ラック26,28が「一対のラック」に相当し、駆動ギヤ42が「駆動歯車」に相当し、モータ44が「駆動源」に相当し、従動ギヤ46が「従動歯車」に相当する。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem will be described. In the embodiment, the racks 26 and 28 correspond to a "pair of racks", the drive gear 42 corresponds to a "drive gear", the motor 44 corresponds to a "drive source", and the driven gear 46 corresponds to a "driven gear". Equivalent to.

なお、実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施形態は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 Regarding the correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem, the invention described in the column of means for the embodiment to solve the problem is carried out. Since it is an example for specifically explaining the form for solving the problem, the elements of the invention described in the column of means for solving the problem are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be performed based on the description in the column, and the embodiment is the invention described in the column of means for solving the problem. It is just a concrete example.

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above using the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various embodiments are used without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be done.

本発明は、衛生洗浄便座装置の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of sanitary washing toilet seat devices and the like.

1 便器、10 衛生洗浄便座装置、12 便座装置本体、13 着座センサ、14 便座、16 便蓋、18 操作パネル、20 ノズルユニット、22 第1ノズル、24 第2ノズル、22i,24i 吸水口、26,28 ラック、30 ベース、30p 突起、32,34 凹条部、40 ノズル駆動ユニット、42 駆動ギヤ、44 モータ、46,146 従動ギヤ、46p 突起、48 コイルスプリング、Gr ラック、Gp ピニオン。 1 toilet bowl, 10 sanitary cleaning toilet seat device, 12 toilet seat device body, 13 seating sensor, 14 toilet seat, 16 toilet lid, 18 operation panel, 20 nozzle unit, 22 1st nozzle, 24 2nd nozzle, 22i, 24i water inlet, 26 , 28 racks, 30 bases, 30p protrusions, 32,34 recesses, 40 nozzle drive units, 42 drive gears, 44 motors, 46,146 driven gears, 46p protrusions, 48 coil springs, Gr racks, Gp pinions.

Claims (4)

所定の間隔を隔てて並ぶ有限の長さの一対のラックと、前記一対のラック間に互いに離間して設けられた2つの平歯車と、を備え、前記2つの平歯車のうち一方の平歯車は駆動源により駆動される駆動歯車として構成され、他方の平歯車は従動歯車として構成され、前記一対のラックがそれぞれ直線運動により前記従動歯車と係合・分離することで、前記駆動源からの駆動力を伝達するラックを切り替えて前記一対のラックを選択的に進退可能なラック駆動装置であって、
前記駆動歯車および前記従動歯車は、前記ラックの基準線と前記従動歯車の中心との距離が、前記基準線と前記駆動歯車の中心との距離以上で、且つ、前記駆動歯車により与えられた前記ラックの運動と該ラックと係合した前記従動歯車の運動との相対運動における瞬間回転中心と該従動歯車の中心との距離が、前記駆動歯車の運動と該駆動歯車と係合したラックの運動との相対運動における瞬間回転中心と該駆動歯車の中心との距離未満となるように構成され、
前記従動歯車は、前記ラックが前記従動歯車から分離する際に、所定の位相で停止されるように停止位相が定められ、
前記停止位相は、前記ラックが前記従動歯車と係合する際に、前記ラックと前記従動歯車との作用線上の位置で接触開始するように定められている、
ラック駆動装置。
A pair of racks having a finite length arranged at a predetermined interval and two spur gears provided between the pair of racks so as to be separated from each other are provided, and one of the two spur gears is a spur gear. Is configured as a drive gear driven by a drive source, the other spur gear is configured as a driven gear, and the pair of racks engage with and separate from the driven gear by linear motion, respectively, from the drive source. A rack drive device capable of selectively advancing and retreating the pair of racks by switching racks that transmit driving force.
In the driving gear and the driven gear, the distance between the reference line of the rack and the center of the driven gear is equal to or greater than the distance between the reference line and the center of the driving gear, and the drive gear is given. The distance between the instantaneous center of rotation and the center of the driven gear in the relative movement between the movement of the rack and the movement of the driven gear engaged with the rack is the movement of the driving gear and the movement of the rack engaged with the driving gear. It is configured to be less than the distance between the instantaneous center of rotation and the center of the drive gear in relative motion with.
The driven gear has a stop phase defined so that the rack is stopped in a predetermined phase when the rack is separated from the driven gear.
The stop phase is set so that when the rack engages with the driven gear, contact starts at a position on the line of action between the rack and the driven gear.
Rack drive.
請求項1に記載のラック駆動装置であって、
前記停止位相は、前記ラックが前記従動歯車と係合する際に、前記ラックと前記従動歯車との作用線と該従動歯車の歯先円とが交わる位置の近傍で該ラックと該従動歯車とが接触開始するように定められている、
ラック駆動装置。
The rack drive device according to claim 1.
The stop phase is such that when the rack engages with the driven gear, the rack and the driven gear are in the vicinity of a position where the line of action of the rack and the driven gear and the tooth tip circle of the driven gear intersect. Is set to start contact,
Rack drive.
請求項1または2に記載のラック駆動装置であって、
前記従動歯車は、前記駆動歯車に比して隣接する歯同士の角度間隔が広い、
ラック駆動装置。
The rack drive device according to claim 1 or 2.
The driven gear has a wider angular distance between adjacent teeth than the driving gear.
Rack drive.
それぞれラックを有すると共に進出位置において人体の局部に洗浄水を噴出可能な一対のノズルと、
前記一対のノズルの両ラックを選択的に進退させることで対応するノズルを進退させる請求項1ないし3いずれか1項に記載のラック駆動装置と、
を備える衛生洗浄便座装置。
A pair of nozzles, each of which has a rack and is capable of ejecting wash water locally on the human body at the advanced position,
The rack drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein the corresponding nozzles are moved forward and backward by selectively moving both racks of the pair of nozzles forward and backward.
Sanitary washing toilet seat device equipped with.
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