JPWO2003065866A1 - 便座又は便蓋の自動開閉装置 - Google Patents
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Abstract
軽量、コンパクト化が要求される温水洗浄便座等に使用できる、便座又は便蓋の自動開閉装置を提供する。そのために、便座又は便蓋と共に回転する回転軸（４０）と、この回転軸（４０）をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータ（３２）と、減速歯車列（３３）とからなり、駆動モータ（３２）の駆動力を減速歯車列（３３）を介して回転軸（４０）に伝達して便座又は便蓋を自動開閉する便座又は便蓋の自動開閉装置において、減速歯車列（３３）に遊星歯車機構を用いることで、自動開閉装置自体をコンパクトに形成する。
Description
技術分野
本発明は洋式便器における便座又は便蓋の自動開閉装置に関し、詳しくは便座、便蓋を個々に自動開閉する装置に関するものである。
背景技術
洋式便器における便座又は便蓋の自動開閉装置に関しては、便座、便蓋のそれぞれに、別個の自動開閉装置を設けてなる特開平１１−２１６０８３号公報に開示された技術が知られている。この自動開閉装置においては、駆動モータの出力軸と回転軸とは複数の歯車輪列を介して連結しているため、夫々の軸が異軸となるように形成されている。
しかし、上記の装置は夫々が異なる軸を有する複数の歯車輪列を有するために大きな（回転軸の軸心と直交する投影面に対して）取付面積を必要としていた。従って、軽量、コンパクト化を要求されている温水洗浄便座等に用いる際には不便であった。
本発明では上記従来の問題点に鑑み、便座、便蓋それぞれの自動開閉装置の小型化、コストダウン等を図ったものである。
発明の開示
請求の範囲第１項の発明においては、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、前記回転軸とモータの出力軸とを同心に配置したので、装置自体の取付面積を小さくすることができ、便座又は便蓋の回転軸下方にも他の機能部品を設置することが可能となるため、温水洗浄便座等に自動開閉装置を搭載することが可能となる。
請求の範囲第２項の発明においては、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、該モータの駆動力を減速歯車列を介して前記回転軸に伝達して便座又は便蓋を自動開閉する便座又は便蓋の自動開閉装置において、前記減速歯車列に遊星歯車機構を用いたので、同心上に駆動モータ及び減速歯車列及び回転軸を配置することができるた
め、回転軸の軸心と直交する投影面に対して装置自体の外形を回転軸と同心円形状にできるため、緩閉止ユニット等との互換が取り易くなり収納設計が極めて容易になる。
請求の範囲第３項の発明においては、請求の範囲第２項の構成に加え、前記遊星歯車機構を複数段直列に配置したので、比較的小型のモータ及び遊星歯車機構で良くなるため、収納設計を更に楽にすることができる。
請求の範囲第４項の発明においては、請求の範囲第２項乃至第３項記載の発明に加え、遊星歯車機構の最終段となる出力軸と回転軸との間にトルクリミッタ機構を設けたので、自動開閉動作中に手で便座又は便蓋を押さえられる等、回転軸側に過負荷がかかった場合にも遊星歯車機構に過負荷が加わることが無いので、装置自体の破損が無い。
請求の範囲第５項の発明においては、請求の範囲第２項乃至第４項記載の発明に加え、遊星歯車機構の最終段となる出力軸と回転軸との間に開閉状態に対応した位置情報を出力する位置検出手段を設けたので、歯車の歯が欠ける等しても、座蓋の開閉位置がずれることがなく、安定した動作が可能となる。
請求の範囲第６項の発明においては、請求の範囲２項乃至第５項記載の発明に加え、遊星歯車機構を前記駆動モータの外径と略同一としたので、モータの発生トルクと遊星歯車機構の減速比とを最適なバランスで設計でき、必要最小限の大きさとすることが可能となる。
請求の範囲第７項の発明においては、請求の範囲第２項乃至第６項記載の発明に加え、前記遊星歯車機構の遊星ギアを複数設けたので、分散して荷重を受けることができ、１つ１つの遊星ギアの破壊強度を小さく設計できる。
請求の範囲第８項の発明においては、平行に駆動モータと減速歯車列及び回転軸とを配置することができるため、便座又は便蓋の自動開閉装置の側方にも他の機能部品を設置することが可能となるため、収納設計のバリエーションが更に広がることとなる。
請求の範囲第９項の発明においては、直角に駆動モータと減速歯車列及び回転軸とを配置することができるため、便座又は便蓋の自動開閉装置の側方又は下方にも他の機能部品を設置することが可能となるため、収納設計のバリエーションが更に広がることとなる。
請求の範囲第１０項の発明においては、くいちがいに駆動モータと減速歯車列及び回転軸とを配置することができるため、便座又は便蓋の自動開閉装置の側方又は下方にも他の機能部品を設置することが可能となるため、収納設計のバリエーションが更に広がることとなる。
請求の範囲１１項の発明においては、ねじりばねにより便座又は便蓋を開放側へ付勢することができるため、更に小型のモータ及び遊星歯車機構で良くなるため、収納設計を更に楽にすることができる。
請求の範囲第１２項の発明においては、巻掛け伝達手段を組合せることができるため、便座又は便蓋の自動開閉装置の駆動モータや減速歯車列及び回転軸のレイアウト設計が極めて容易になる。
請求の範囲第１３項の発明においては、便座の自動開閉装置又は便蓋の自動開閉装置を便座又は便蓋の基端部の回動ブロック挿入部に挿入することができるため、緩閉止ユニット等との互換が取り易くなり収納設計が極めて容易になる。
請求の範囲第１４項の発明においては、便座の自動開閉装置と便蓋の自動開閉装置を同軸に配置することができるため、便座及び便蓋の回動軸が１つとなり、回動軸廻りのコンパクト設計が極めて容易になる。
請求の範囲第１５項の発明においては、便座の自動開閉装置と便蓋の自動開閉装置を平行軸に配置することができるため、便座の自動開閉装置と便蓋の自動開閉装置を一方に収められ、収納設計を更に楽にすることができる。
請求の範囲第１６項乃至第２０項の発明においては、便座の自動開閉装置と便蓋の自動開閉装置を一体にすることができるため、便座の自動開閉装置と便蓋の自動開閉装置を一方に収めるられ、収納設計を更に楽にすることができる。また、機能部品収納筒が１つで良いため自動開閉の小型化、及び、コストダウンを図ることができる。
請求の範囲第２１項の発明においては、最終段となる出力軸と回転軸との間を摩擦方式によりトルクリミッタ機構を構成したため、自動開閉動作中に手で便座又は便蓋を押さえられる等、回転軸側に過負荷がかかった場合にも遊星歯車機構に過負荷が加わることが無いので、装置自体の破損が無い。また、最終段となる出力軸と回転軸のスリップ時において、スムーズであり、また、異音等の発生が無い。
請求の範囲第２２項の発明においては、最終段となる出力軸と回転軸との間に潤滑材を用い、摩擦方式によりトルクリミッタ機構を構成したため、減速歯車等のグリースがトルクリミッタ機構に入ったとしても、トルクリミッタの性能はあまり影響を受けなくて済む。
請求の範囲第２３項の発明においては、最終段となる出力軸と回転軸との間をラチェット方式によりトルクリミッタ機構したため、自動開閉動作中に手で便座又は便蓋を押さえられる等、回転軸側に過負荷がかかった場合にも遊星歯車機構に過負荷が加わることが無いので、装置自体の破損が無い。また、ラチェット形状、及び、材質等でトルクリミッタの性能が決まるため、トルクリミッタの性能が管理しやすい。
請求の範囲第２４項の発明においては、最終段となる出力軸と回転軸とを回転軸方向にずれないように締結したため、自動開閉動作中に手で便座又は便蓋を押さえられる等の動作が繰返されても、最終段となる出力軸と回転軸とを回転軸方向にずれない。したがって、最終段となる出力軸と回転軸の位置関係がずれないため、機能部品収納筒等との干渉もなくなり、自動開閉装置の性能を悪化させることがなくなる。
請求の範囲第２５項の発明においては、ねじりばねにより便座又は便蓋を開放側へ付勢する手段を便座の自動開閉装置又は便蓋の自動開閉装置を便座又は便蓋の基端部の回動ブロック挿入部に挿入したため、更に小型のモータ及び遊星歯車機構で良くなるため、収納設計を更に楽にすることができる。
請求の範囲第２６項の発明は、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、該モータの駆動力を減速歯車列を介して前記回転軸に伝達して便座又は便蓋を開閉する便座又は便蓋の自動開閉装置において、前記減速歯車列の最終段に遊星歯車機構を用いたので、最も強度が必要な最終ギアを複数の遊星歯車で構成するため、分散して力を受けることができ、小型な減速歯車でも十分な強度を得ることができると共に遊星歯車機構では平歯車等に比べ減速比を大きく取れるため、自動開閉装置自体を小型化することができる。
請求の範囲第２７の発明においては、請求の範囲第２６項記載の発明に加え、前記遊星歯車機構の入力端面と駆動モータの出力端面とが略同一平面となるよう隣接配置すると共に、残る減速歯車列の軸心を前記遊星歯車機構及び前記駆動モータとの投影面がなす２円及び２円の外接線内に設けた。これにより、駆動モータの出力軸に設けられる小歯車と遊星歯車機構の太陽歯車に一体に設けられる大歯車とを同一平面に配置できるので、モータの奥行きと遊星歯車機構の奥行きのうち厚い方の奥行きに駆動モータの出力軸と遊星歯車機構の入力軸とを連結する減速歯車列の大歯車又は小歯車の片方の厚みを加えた奥行きで自動開閉装置を構成することができる。また、駆動モータの出力軸と遊星歯車機構の入力軸とを連結する減速歯車列の軸心を遊星歯車機構及び前記駆動モータとの投影面がなす２円及び２円の外接線内に設けることで、駆動モータ及び遊星歯車機構とがなす投影面を有効に利用して残る減速歯車列を配置することができるため、自動開閉装置自体を小型化することができる。
請求の範囲第２８項の発明においては、請求の範囲第２７項記載の発明に加え、前記遊星歯車機構の太陽歯車の中心を通る水平線と前記２円の外接線内との間に残る減速歯車列の軸心を設けたので、減速歯車列の高さ方向を駆動モータと遊星歯車機構の投影面内にほぼ収めることができる。
請求の範囲第２９項の発明においては、請求の範囲第２７項記載の発明に加え、前記遊星歯車機構の太陽歯車の中心と前記駆動モータの出力軸の中心とを結ぶ線に対する夫々の中心を通る垂線と前記２円の外接線内との間に残る減速歯車列の軸心を設けたので、駆動モータと遊星歯車機構とを垂直に配置しない場合においても最適な設計を行うことができコンパクトな自動開閉装置を提供することができる。
請求の範囲第３０項の発明では、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、該モータの駆動力を減速歯車列を介して前記回転軸に伝達して便座又は便蓋を開閉する便座又は便蓋の自動開閉装置において、噛み合う一組の減速歯車の大歯車を樹脂製とし、他方の小歯車を金属製としたので、小歯車を薄く形成できると共に、摩擦音、摩擦による熱を最小にすることができ静音性、耐久性を上げることができる。
請求の範囲第３１項の発明においては、請求の範囲第３０項記載の発明に加え、前記駆動モータから突出するモータ出力軸の先端部分に細径部を形成し、該細径部に小歯車を設けたので、従来同様にモータの回転を安定して行うことができつつ小歯車を小型にできるため歯数を減らすことができ、減速歯車列の第１段目から大きな減速比を取ることができるため、自動開閉装置を小型化することができる。
請求の範囲第３２項の発明においては、請求の範囲第３１項記載の発明に加え、前記小歯車をはすば歯車としたので、平歯に比べ薄くても接触面積を確保できるはすば歯車を用いることで歯車自体を薄くしても歯車強度を確保することができ、減速歯車列をコンパクトすることができる。そのため、自動開閉装置を小型化することができる。
請求の範囲第３３項の発明では、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、該モータの駆動力を減速歯車列を介して前記回転軸に伝達して便座又は便蓋を開閉する便座又は便蓋の自動開閉装置において、前記駆動モータから突出するモータ出力軸の先端部分に細径部を形成し、該細径部に小歯車を設けたので、従来同様にモータの回転を安定して行うことができつつ小歯車を小型にできるため歯数を減らすことができ、減速歯車列の第１段目から大きな減速比を取ることができるため、自動開閉装置を小型化することができる。
請求の範囲第項３４項の発明においては、請求の範囲３３項記載の発明に加え、前記小歯車をはすば歯車としたので、平歯に比べ薄くても接触面積を確保できるはすば歯車を用いることで歯車自体を薄くしても歯車強度を確保することができ、減速歯車列をコンパクトすることができる。そのため、自動開閉装置を小型化することができる。
発明を実施するための最良の形態
本発明をより詳細に説明するために、添付の図面に従って説明する。
図１は本発明の便座装置の斜視図である。図において、便器本体（図示せず）の背部側のリムの上面を利用して暖房便座装置１０のケーシング１１を固定し、このケーシング１１には便座１２及び便蓋１３を夫々開閉自在に取付けている。
便座１２及び便蓋１３には、夫々の基端部に回動ブロック挿入部１２ａ、１３ａを設けている。
回動ブロック挿入部１２ａ、１３ａには、便座１２及び便蓋１３を自動的に開閉するための自動開閉装置３０（詳細は後述）が挿入される。なお、説明の都合上、以下には図上右側の便座１２と自動開閉装置３０、ケーシング１１との連結関係について説明するが、左側の便蓋１３と自動開閉装置３０、ケーシング１２との連結関係も同様の構成である。（便蓋の場合には、以下に説明する便座の構成要素と便蓋の構成要素とを入れ替える。）
自動開閉装置３０の機能部品収納筒３１は回転ブロック挿入部１２ａ、１３ａのうちブロック挿入部１２ａに対し回動不能に挿入され（機能部品収納筒３１の外周に固定用ブロック３１ａを嵌め込むことで機能部品収納筒３１に方向性をつけ、更に固定ブロック３１ａの外形と略同一形状の差込部を挿入部１２ａに設けることで回転不能とすることができる。）、ブロック挿入部１３ａには回転可能に挿入される。自動開閉装置３０から突出する回転軸４０はサポートブロック１４のヒンジ軸挿入部１４ｃに回動不能に挿入固定されるが、回転軸４０に対し機能部品収納筒３１は回動自在とされているため、便座１２、便蓋１３がケーシング１１に対し回動自在に動作する。
ケーシング１１の前面側にはサポートブロック１４を挿入するための突部１１ａが形成され、サポートブロック１４の下方には挿入孔１４ａを形成する。これにより突部１１ａにはサポートブロック１４が挿入される。なお、このサポートブロック１４と突部１１ａとの着脱機構は特開平１０−２５８００３号に詳細に記述されている機構を用いることができる。
図２或いは図３に示すように、機能部品収納部３０の一端からは電力線及び信号線を束ねた電気配線５０が引出されており、その電気配線５０の先端にはコネクタ５１が設けられ、ケーシング１１内部のコントローラから引き出された電気配線５２の先端に設けられるコネクタ５３と結合される。
図４に自動開閉装置３０の断面図、図５に分解斜視図を示す。図示するように、自動開閉装置３０は、一端に電気配線取出穴３１ｂを有し他端を開放する円筒状の機能部品収納筒３１、機能部品収納筒３１と便座１２とを回転不能に固定するための固定用ブロック３１ａ、ＤＣブラシモータ等により構成される駆動モータ３２、減速歯車列を構成する遊星歯車機構３３（本実施例では直列に３段）、設定以上の荷重が回転軸４０にかかった場合に減速歯車列に荷重を伝達しないためのトルクリミッタ機構３４、便座１２の回転位置を検出するポテンショメータ３５、回転軸４０が挿入される挿入穴３６ｂを有する軸受３６、便座１２を常時開方向に付勢するトーションスプリング３７、機能部品収納筒３１と回転不能に固定されるスプリング受３８、スプリング受３８を機能部品収納筒３１内に固定するための固定部材３９とで構成される。機能部品収納筒３１の開放端内周には前記固定部材３９をねじ込むための雌ネジを設け、雌ネジよりも奥側には内ギア３３ａ（後述）及びスプリング受３８を回転不能とするためのセレーションを設ける。
駆動モータ３２の出力軸には太陽歯車３２ａを圧入し、後述する遊星歯車機構３３と機械的に連結できるようにする。
次に図６を用いて自動開閉装置３０に用いた減速歯車列である遊星歯車機構３３について説明する。
遊星歯車機構３３は、機能部収納筒３１の内周に設けられた内ギア３３ａと、これに噛合う複数の遊星ギア３３ｂ…と、この遊星ギア３３ｂに噛合う太陽歯車３３ｃから構成される。上記遊星ギア３３ｂは、太陽歯車３３ｃの裏面より突出した突軸３３ｄ…により夫々回転（自転）自在に軸支される。突軸３３ｄは所定間隔で環状に、例えば１２０°間隔で３本設け、３つの遊星ギア３３ｂを取付ける。
なお、前記突軸３３ｄの先端部分を一体化するための固定穴３３ｆ…及び太陽歯車挿入穴３３ｇを有する蓋３３ｅを設けることで、遊星ギア３３ｂ…は遊星歯車機構３３としてユニット化される。
次に図７を用いて自動開閉装置３０に用いたトルクリミッタ機構３４について説明する。
トルクリミッタ機構３４は、最終段の遊星歯車機構３３の太陽ギア３３ｃに回転不能に固定されるトルク伝達ギア３４ａと摩擦ギア３４ｂとで構成される。トルク伝達ギア３４ａは縁付き円盤状に形成され、中央に太陽ギア３３ｃの表側突軸３３ｈと略同一形状の穴３４ｃを設け、縁部内側には伝達突起３４ｄを設ける。摩擦ギア３４ｂは十字形状にゴム等の弾性体で形成し、外側突起３４ｅが所定荷重以内では伝達突起３４ｄからの回転力を受け、所定荷重を超えると外側突起３４ｅが伝達突起３４ｄにより変形されて摩擦ギア３４ｂに回転力を伝達しないように形成している。なお、摩擦ギア３４ｂの中央には動力伝達用突起３４ｆを設けている。
便座２の絶対位置は、トルクリミッタ機構３４と軸受３６（後述）との間に組み込まれたポテンショメータ３５によって検出される。ポテンショメータ３５は軸受３６に取付けられる１枚のプリント基板３５ａとスプリング受３８の一端に設けられるポジションブラシ３５ｂとで構成される。プリント基板３５ａ上には、同心円状のパターン部、印刷抵抗部を形成している。なお、印刷抵抗部の中心角は便座の開閉時の回動角度と対応している。そして、ポジションブラシ３５ｂは、先端部分で、パターン部および印刷抵抗部に摺動的に接触し電気的に導通するようになっている。便座１２が回動するとそれに応じて軸受３６が回動し、プリント基板３５ａに対するポジションブラシ３５ｂの位置が変わるので、それを電気的に検出して便座１２の位置を検出するのである。
軸受３６は一端に摩擦ギア３４ｂの伝達用突起３４ｆと回転不能結合するための係合穴３６ａを設け、他端には便座１２の回転軸４０と回転不能に結合するための係合穴３６ｂを設ける。
トーションスプリング３７は、一端が軸受３６に固定され、他端がスプリング受３８に固定され、トーション力により便座１２を開放側へ付勢しておくためのものである。（実際にはトーションスプリング３７による付勢力に抗して便座１２は自重により閉止している）
スプリング受３８は内周にトーションスプリング３７を固定する固定部を設け、外周にはセレーションを設ける。
抜け止め防止用の固定部材３９は、その外周に雄ネジを切っており、機能部品収納筒３１内面の雌ネジに螺合して前述した各部品を機能部品収納筒３１内に収納一体化するものである。
上記構成により、駆動モータ３２の回転力が駆動モータ３２の出力軸に取付けられた太陽歯車３２ａ→第１の遊星歯車機構（遊星ギア３３ｂ（自転→公転）→太陽歯車３３ｃ）→第２の遊星歯車機構（遊星ギア３３ｂ（自転→公転）→太陽歯車３３ｃ）→最終段の遊星歯車機構（遊星ギア３３ｂ（自転→公転）→太陽歯車３３ｃ）→トルクリミッタ機構３４（トルク伝達ギア３４ａ→摩擦ギア３４ｂ）→スプリング受３６→回転軸４０を介して便座１２に伝達され、便座１２が開閉される。なお、便座１２の開閉角度をポテンショメータ３５により検知して、駆動モータ３２をフィードバック制御することで緩やかな開閉動作を実現することが可能となる。
本実施例の自動開閉装置においては、駆動モータ３２の回転力を遊星歯車機構３３を介して座蓋の回転軸４０に伝達させたので、同心上に駆動モータ３２及び遊星歯車機構３３及び回転軸４０を配置することができ、回転軸４０の軸心と直交する投影面に対して装置自体の外形を回転軸４０と同心円形状にできる。そのため、温水洗浄便座の座蓋の開閉に利用されることの多い緩閉止ユニット等との互換が取り易くなるので、温水洗浄便座への自動開閉装置の収納設計が極めて容易になる。
また、駆動モータ３２の出力軸と遊星歯車機構３３の太陽歯車３３ｃの回転軸、及び多段に並ぶ遊星歯車機構の太陽歯車３３ｃの軸心同士を、それぞれ同心に配置することで、自動開閉装置の減速機構を小型化することができる。
さらに、便座１２や便蓋１３の回転軸４０と駆動モータ３２の出力軸とを同心に配置したので、装置自体の取付面積が小さくなり、便座１２又は便蓋１３の回転軸４０の下方にも他の機能部品を設置することが可能となるため、温水洗浄便座を大型化することなく自動開閉装置を搭載することが可能となる。この遊星歯車機構３３を複数段直列に配置したため、駆動モータ３２及び遊星歯車機構３３は比較的小型のものが利用できる。
さらに、遊星歯車機構３３の最終段となる出力軸３３ｈと回転軸４０との間にトルクリミッタ機構３４を設けたので、自動開閉動作中に手で便座１２又は便蓋１３を押さえられる等、回転軸側に過負荷がかかった場合にも遊星歯車機構３３に過負荷が加わることが無い。
また、その位置に、便座１２や便蓋１３の開閉状態を検出するポテンショメータ３５を設けたので、歯車の歯が欠ける等しても、座蓋１２，１３の開閉位置がずれることがなく、安定した動作が可能となる。
なお、遊星歯車機構３３を駆動モータ３２の外径と略同一としたことにより、駆動モータ３２の発生トルクと遊星歯車機構３３の減速比とを最適なバランスで設計でき、必要最小限の大きさとすることが可能となる。
さらにまた、複数の遊星ギア３３ｂにより遊星歯車機構３３を構成したので、各遊星ギア３３ｂは分散して荷重を受けることができ、１つ１つの遊星ギアの破壊強度を小さく設計できる。なお、遊星ギア３３ｂの公転を受ける太陽歯車３３ｃの３つの突軸３３ｄを等間隔で設けたことで、太陽歯車３３ｃを安定して回転させることができる。
次に、図８に本発明の自動開閉装置の第２実施例を示す。なお第１の実施例と同一の機能を示すものには第１実施例と同一の符号を付す。
本実施例では駆動モータ３２と減速歯車列である遊星歯車機構３３とを平歯車６０ａ、６０ｂを用いて機械的に連結したものである。このように駆動モータ３２の動力を伝達するために平歯車６０ａ、６０ｂを用いることで平行に駆動モータ３２と減速歯車列及び回転軸４０とを配置することができるため、便座１２又は便蓋１３の自動開閉装置３０の側方にも他の機能部品を設置することが可能となるため、収納設計のバリエーションが更に広がることとなる。また、平行に駆動モータ３２の動力を伝達するために、平歯車ではなくはすば歯車ややまば歯車等を用いても良い。
次に、図９に本発明の自動開閉装置の第３実施例を示す。なお第１の実施例と同一の機能を示すものには第１実施例と同一の符号を付す。
本実施例では駆動モータ３２と減速歯車列である遊星歯車機構３３とをウォームギア６１を用いて機械的に連結したものである。なお、ウォームギア６１と噛み合う第１段目の遊星歯車機構３３の突軸３３ｄは平歯車形状ではなくはすば歯車形状とする。このように駆動モータ３２の動力を伝達するためにウォームギア６１を用いることで、直角もしくはくいちがいに駆動モータ３２と減速歯車列及び回転軸４０とを配置することができるため、便座１２又は便蓋１３の自動開閉装置３０の側方又は下方にも他の機能部品を設置することが可能となるため、収納設計のバリエーションが更に広がることとなる。
また、直角もしくはくいちがいに駆動モータ３２の動力を伝達するためにすぐばかさ歯車、まがりばかさ歯車、フェースギア、ハイポイドギア、ねじ歯車等を用いても良い。
次に、図１０に本発明の自動開閉装置３０の第４実施例を示す。なお第１の実施例と同一の機能を示すものには第１実施例と同一の符号を付す。
本実施例では駆動モータ３２と減速歯車列である遊星歯車機構３３とを巻掛け伝達手段（小プーリー６２ａ、大プーリー６２ｂ、タイミングベルト６３ｃにて構成）を用いて機械的に連結したものである。このように駆動モータ３２の動力を伝達するために巻掛け伝達手段を用いることで、駆動モータ３２と減速歯車列である遊星歯車機構３３を適当な距離に設定できるため、便座又は便蓋の自動開閉装置の駆動モータや減速歯車列及び回転軸４０のレイアウト設計の自由度が上がる。
また、小プーリー６２ａとギアの当り音がないため、静音化が図れる。また、タイミングベルト６３ｃとして、平ベルト、Ｖベルト、歯付きベルト等を用いても良い。
次に、図１１に第１の実施例の自動開閉装置３０を便座１２の自動開閉装置３０ａと便蓋１３の自動開閉装置３０ｂとして平行に配置した実施例を示す。このように便座装置１０内の他の機能部との関係で便座の自動開閉装置３０ａと便蓋の自動開閉装置３０ｂを一方に集約して収めることもでき、収納設計を更に楽にすることができる。
なお、このように一方に集約して収める場合には、図１２に示すように便座１２の自動開閉装置３０ａと便蓋１３の自動開閉装置３０ｂとを一体の機能部品収納筒３１とすることができるため、自動開閉装置の小型化、及び、コストダウンを図ることができる。
次に、図１３に本発明の自動開閉装置３０の第５実施例を示す。なお第１の実施例と同一の機能を示すものには第１実施例と同一の符号を付す。
本実施例では便座１２の自動開閉装置３０ａには回転軸４０ａと遊星歯車３３の突軸３３ｄとを平歯車６０ａにて連結したものを用い、便蓋１３の自動開閉装置３０ｂには第１実施例の自動開閉装置３０を用い（平歯車６０ａを省略）、この自動開閉装置３０ａ及び自動開閉装置３０ｂとを一体に収納し、また、便座１２の自動開閉装置３０ａの出力軸４０ａと便蓋１３の自動開閉装置３０ｂの出力軸４０ｂを同軸に配置しているため、便座１２及び便蓋１３の回動軸４０ａ、４０ｂが１軸となり、回動軸４０廻りのコンパクト設計が極めて容易になる。
次に、図１４、１５、１６に本発明の自動開閉装置３０の第６実施例を示す。なお第１の実施例と同一の機能を示すものには第１実施例と同一の符号を付す。
本実施例では便座１２の自動開閉装置３０ａと便蓋１３の自動開閉装置３０ｂを一体にし、また、便座１２の自動開閉装置３０ａの出力軸４０ａと便蓋１３の自動開閉装置３０ｂの出力軸４０ｂを同軸に配置し、また、便座１２の自動開閉装置３０ａと便蓋１３の自動開閉装置３０ｂの駆動モータ３２を共用している。また、便座１２の自動開閉装置３０ａの駆動と便蓋１３の自動開閉装置３０ｂの駆動の切替は切替えギア６２を用いている。この切替えギア６２が図１４の位置にあるときには便座１２及び便蓋１３とは共にギア６２によって駆動モータ３２と連結しているため、便座１２及び便蓋１３とは同時駆動され、図１５の位置にあるときには、便蓋１３のみに連結しているため便蓋１３のみが駆動され、図１６の位置にあるときには、便座１２のみに連結しているため便座１２のみが駆動される。この切替えギア６２の移動は図示しない電磁ソレノイド等によって制御することが出来る。したがって、便座１２の自動開閉装置３０ａと便蓋１３の自動開閉装置３０ｂの駆動モータ３２が１つで良いため自動開閉の小型化、及び、コストダウンを図ることができる。
次に、図１７、１８、１９に本発明の自動開閉装置３０の第６実施例の変形例を示す。なお前述の実施例と同一の機能を示すものには第６実施例と同一の符号を付す。本実施例では、便座１２の自動開閉装置３０ａの出力軸４０ａと便蓋１３の自動開閉装置３０ｂの出力軸４０ｂを平行に配置したものである。第６実施例に比べ平歯車６０ａが必要になる点で部品点数が増加するが、レイアウト上便座１２と便蓋１３が同軸に出来ない場合には有効な構造である。
次に、図２０に第１の実施例の自動開閉装置３０（トーションスプリング３７を除く）を便座装置１０に収納した際の断面図を示す。本実施例では、自動開閉装置３０を便座装置１０の筐体内に収納した為、電気配線が外にでることがなくすっきりとしたデザインとすることができる。また、便座１２又は便蓋１３を開放側へ付勢するトーションスプリング３７ａ、３７ｂを便座１２又は便蓋１３の基端部の回動ブロック挿入部に挿入したため、自動開閉装置３０を更に小型にできるため、収納設計を更に楽にすることができる。（トーションスプリング３７を分割して収納した点は第１実施例に詳述しているのでここでは割愛する。）
次に、図２１〜図３２を参照して、本発明の第７実施例である便座又は便蓋の自動開閉装置について説明する。なお、図２１〜図３２においては、前述した図１〜図２０に記載された符号と一部共通する符号が記載されているが互いに関連はなく、以下の説明に記載している符号は全て図２１〜図３２に記載されている符号を指すものとする。
図２１は本発明の第７実施例である便座又は便蓋の自動開閉装置を内蔵した便座装置１０の斜視図、図２２は便座又は便蓋の自動開閉装置の取付け位置を説明するための分解斜視図、図２３は便座用自動開閉装置３０を内蔵した便座装置１０の断面図、図２４は便蓋用自動開閉装置１３０を内蔵した便座装置１０の断面図である。
図２１において、便器本体１の背部側のリムの上面を利用して便座装置１０のケーシング１１を固定し、このケーシング１１前側中央に凸収納部１１ａを形成し、この収納部１１ａの側壁１１ｂに便座用自動開閉装置３０、便蓋用自動開閉装置１３０を取付け、該自動開閉装置３０、１３０に便座１２及び便蓋１３を夫々取付けている。なお、便座装置１０は、便座１２の内部に暖房用のヒータを備えた暖房便座装置である。
便座１２及び便蓋１３には、夫々の基端部に連結部１２ａ、１３ａ及び回動部１２ｂ、１３ｂを設けている。図２３に示すように、連結部１２ａは後述するアシストユニット８０を介して便座用自動開閉装置３０の出力軸である回転軸４０に回動不能に連結されている。図２４に示すように、連結部１３ａは、便蓋用自動開閉装置１３０の出力軸１４０に連結した回転軸５０に対し夫々回動不能に連結されている。また、回動部１２ｂ、１３ｂは、便座１２及び便蓋１３を開閉可能に支持するための支持軸５０ａ（回転軸５０の中途部に形成）、８１ａ（回転軸４０に連結した連結軸８１の先端部８１ａ）に対し夫々回動可能に連結される。なお図中１５０は自動開閉装置３０、１３０を駆動するための駆動回路及びその回路を保護するためのポッティングケースである。
ここで、図２５は便座用自動開閉装置３０の分解斜視図、図２６は駆動モータ組品Ａの分解斜視図、図２７は遊星歯車組品Ｂの分解斜視図、図２８は便座用自動開閉装置のケーシング３１ｂを外した状態での平面図、図２９はアシストユニット８０の分解斜視図である。なお、図２８の各歯車の歯数及び歯形状は実際のものとは異なる（例えば、小歯車３２ｂ、３４ｂは実際には歯数７だが、図では歯数８として記載する）。
図２５に示すように、自動開閉装置３０は、外郭を形成するケーシング３１（主ケース３１ａ及び蓋ケース３１ｂで構成）、駆動モータ組品Ａなどで構成される。駆動モータ組品Ａは、図２６に示すように、ＤＣブラシモータ等により構成される駆動モータ３２、駆動モータ３２の出力軸３２ａに圧入固定される小歯車３２ｂ、駆動モータ３２にネジ等を用いて固定される第１歯車固定用スペーサ３３、小歯車３２ｂと噛み合う大歯車３４ａ及び次段へ動力を伝達する為の小歯車３４ｂを有する第１歯車３４、第１歯車３４の回動軸３５、スペーサ３３に固定される第１歯車３４の軸受３６から構成される。
自動開閉装置３０において、大歯車３４ａの表面（駆動モータ側）にはリング状磁石３４ｃが接着或いはかしめ等で一体化され、小歯車３４ｂと噛み合う大歯車３７ａ及び次段へ動力を伝達する為の小歯車３７ｂを有する第２歯車３７、小歯車３７ｂと噛み合う大歯車３８ａ及び次段へ動力を伝達する為の太陽歯車３８ｂを有する第３歯車３８、遊星歯車組品Ｂなどを備えている。
図２７に示すように、遊星歯車組品Ｂは、回転軸４０、回転軸４０に固定され便座１２の回転位置を検出するためのリング状磁石６１、設定以上の荷重が回転軸４０にかかった場合にキャリア６３に荷重を伝達しないためにトルクリミッターとして機能するトレランスリング６２、トレランスリング６２を介して回転軸４０に連結されるキャリア６３、キャリア６３に設けた遊星軸６３ａに回動自在に取付けられる遊星歯車６４、遊星歯車６４のスラスト方向の動きを規制する軸受６５と、遊星歯車６４と噛み合う内歯車６６、ケーシング３１ａに遊星歯車機構を回動不能に固定する為の取付スペーサ６７などで構成される。
なお、図２５〜図２６に示す、小歯車３２ｂ、小歯車３４ｂ、小歯車３７ｂは金属製、大歯車３４ａ、大歯車３７ａは樹脂製とし、小歯車３２ｂと大歯車３４ａ、小歯車３４ｂと大歯車３７ａは、はすば歯車とする。また、第３歯車３８の大歯車３８ａと太陽歯車３８ｂとを金属にて一体成形し、小歯車３７ｂと大歯車３８ａは平歯車とする。更に、図２７に示す遊星歯車６４は金属製とし、内歯車６６は樹脂製とする。なお、金属歯車はプレス焼結や射出焼結等の金属焼結や、冷間鍛造等によって成形することができる。また樹脂歯車との一体成形としてはインサート成形等で成形することができる。
このように平歯に比べ薄くても接触面積を確保できるはすば歯車を用いることで歯車自体を薄くしても歯車強度を確保することができ、減速歯車列をコンパクトすることができる。また、接触面積の大きいはすば歯車を比較的高速回転となる第１，２列の減速歯車列に用いることによりバックラッシュを小さくすることが可能となり伝達効率を上げることが出来る。
また、はすば歯車部分の噛み合いを金属（小歯車）と樹脂（大歯車）にすることによって磨耗による熱の発生や騒音等を抑制することができる。また、比較的低速回転・高トルクとなる第３，４列の減速歯車を金属製とすることで歯車の破壊を抑制することができる。
次に、図２６，図２７を参照しながら、自動開閉装置３０の組み立て手順について説明する。
図２６に示すように、駆動モータ組品Ａの組み立ては以下の手順で行われる。まず、スペーサ３３の軸受孔３３ａに軸３５の一端を差込み、軸３５に第１歯車３４を挿入し、軸受３６の軸孔３６ａに軸３５の他端を挿入し、位置決め孔３６ｂに位置決めボス３３ｂを挿入し、固定孔３６ｃ、３６ｃにセルフタッピングネジ（図示無）を挿入固定し、スペーサ３３に設けた下孔３３ｃにねじ込むことで、スペーサ３３、第１歯車３４、軸３５及び軸受３６を一体化する。
更に、駆動モータ３２の出力軸３２ａ及び小歯車３２ｂをスペーサ３３の貫挿孔３３ｅから第１歯車３４と小歯車３２ｂとの噛み合いに注意しながら貫挿し、ネジ挿通孔３６ｄ（軸受３６）、固定孔３３ｄ（スペーサ３３）からネジを差込み、駆動モータ３２に設けたネジ孔３２ｃにネジ込むことで組み立てが完了する。
なお、ネジ挿通孔３６ｄはネジ頭よりも大きな径とし、ネジ挿通孔３６ｄ側の固定孔３３ｄは途中（他方の固定孔３３ｄと同一の肉厚となる位置）まではネジ頭よりも大きな径とし、途中からネジ部分が貫通する程度の径とすることによって、駆動モータ３２への固定用ネジ２本を共通化することができる。
このように減速歯車列の第１段目を駆動モータ３２に一体化することにより軸ブレ等を抑制することができ伝達効率を上げることができる。
次に、図２７を参照しながら、遊星歯車組品Ｂの組み立て手順について説明する。まず、キャリア６３に設けた遊星軸６３ａに遊星歯車６４を装着し、内歯車６６を遊星歯車６４との嵌め合いに注意しながら装着する。次に、軸受６５に設けた軸受凹部６５ａに軸６３ａの終端部を装着し、遊星歯車６４の動作領域を確保するためにキャリア６３に設けた締結スペーサ６３ｂの細径円筒部６３ｃを軸受６５に設けた貫通孔６５ｂに挿通しカシメることにより、キャリア６３、遊星歯車６４、軸受６５及び内歯車６６を一体化する（以下、この一体化したものを『遊星歯車機構』という。）。
この遊星歯車機構の出力軸６３ｄの外周にトレランスリング６２を嵌装し、内歯車６６の外周に所定間隔をおいて形成した回動防止用の複数の凹溝６６ａと略同一形状の凸部６７ｅ（図８参照）を有するスペーサ６７を内歯車６６に外装し、スペーサ６７の開孔６７ｂから出力軸６３ｄを突出させた状態で、回転軸４０の後端に設けた連結孔４０ａ内にトレランスリング６２の外周を嵌着することで遊星歯車組品Ｂの組み立ては完了する。
なお、回転軸４０のフランジ４０ｂには予めリング状の磁石６１（Ｎ−Ｓが２つ形成されているもの）を止め輪等を用いて一体化しておく。またスペーサ６７の奥側には後述するエリア検出回路７１を保護する保護ブロック６７ｃを一体に設け、６７ｃの表面には配線処理用リブ６７ｄを設ける。
次に、図２５を参照しながら、自動開閉装置３０の組み立て手順について説明する。磁石３４ｃの磁力を検知するホールＩＣ７０ａを搭載した回転検出回路７０の取付孔７０ｂにセルフタッピングネジ（図示無）を挿入し、ケーシング３１ａに設けた取付ボスの下孔３１ｅにネジ固定することでケーシング３１ａと回転検出回路７０を一体化する。
次に、磁石６１の磁力を検知するホールＩＣ７１ａ、７１ｂを搭載したエリア検出回路７１の取付孔７１ｃにセルフタッピングネジ（図示無）を挿入し、ケーシング３１ａに設けた取付ボスの下孔３１ｆにネジ固定することでケーシング３１ａとエリア検出回路７１を一体化する。なおエリア検出回路７１には駆動モータ３２への通電用配線（図示無）を半田付けしており、その通電用配線の一つに直列に接続される正特性サーミスタ７１ｄを更に半田付けしておく。この正特性サーミスタは駆動モータ３２へ過電流が流れることを防止するために設けている。
次に、ケーシング３１ａの下端部に設けたモータ収納部３１ｃに駆動モータ組品Ａを収納し、スペーサ３３に形成した取付孔３３ｆにセルフタッピングネジ（図示無）を挿入し、ケーシング３１ａに設けた取付ボスの下孔３１ｄにネジ固定することでケーシング３１ａと駆動モータ組品Ａを一体化する。
次に、遊星歯車組品Ｂをケーシング３１ａの円筒部３１ｇに設けた凸条３１ｒ（図２８参照）とスペーサ６７の外周に設けた凹溝６７ａとが一致するよう、またスペーサ６７の保護ブロック６７ｃの外形とケーシング３１ａの内壁とが当接するようにして円筒部３１ｇ内に挿入固定する。なお、円筒部３１ｇの奥壁には貫通孔３１ｉを設け、この貫通孔３１ｉの周壁３１ｊと回転軸４０に設けたＯリング溝４０に収納されるＯリング４０ｃにより貫通孔３１ｉからの水侵入を防止するよう構成している。
ここで、スペーサ６７を用いてケーシング３１ａを取付けた理由は、遊星歯車機構自体はその機能上真円度が必要となり、これを直接ケーシング３１ａに取り付けるにはケーシング３１ａの円筒部３１ｇにも真円度が必要となり寸法公差が厳しく歩留まりが悪くなる為、スペーサ６７の凸部６７ｅ、ケーシング３１ａの凸条３１ｒで略点接触として製造公差をスペーサ６７の弾性変形で吸収できる構造としてケーシング３１ａの円筒部３１ｇの製造を容易とするためである。
次に、遊星歯車６４と太陽歯車３８ｂとの噛み合いに注意しながら第３歯車３８を遊星歯車機構内に挿入し、小歯車３７ｂと大歯車３８ａの噛み合いと大歯車３７ａと小歯車３４ｂとの噛み合いに注意しながら第２歯車を軸３１ｋに挿入固定する。
最後に、ケーシング３１ｂに設けた軸３１ｌを第３歯車３８の軸孔３８ｃ内に挿入すると共に、軸３１ｋの先端を軸受３１ｍ内に挿入し、ケーシング３１ａに設けた取付孔３１ｎにセルフタッピングネジを挿入し、ケーシング３１ｂに設けた取付ボスの下孔３１ｐにねじ込むことにより便座用自動開閉装置３０の組み立てが完了する。
図２８に示すように、駆動モータ３２の外形と遊星歯車機構の外形との投影面がなす２円（Ｃａ，Ｃｂ）を隣接して配置し、更に、２円（Ｃａ，Ｃｂ）及び２円の外接線（Ｌｃ，Ｌｄ）によって囲まれた投影面内に第１歯車３４、第２歯車３７の軸を配置することによって自動開閉装置３０をコンパクトに設計することができる。
更に、本実施例では、２円（Ｃａ，Ｃｂ）の中心を通る水平線（Ｌａ，Ｌｂ）と外接線（Ｌｃ，Ｌｄ）に囲まれた投影面内に第１歯車３４、第２歯車３７の軸を配置しているので更にコンパクトに設計することが出来る。また水平線（Ｌａ，Ｌｂ）に代えて、２円（Ｃａ，Ｃｂ）の中心を結ぶ線に対し各円の中心を通る垂線を用いることでも良い。本実施例ではこの垂線も略水平となるため、然程大きな差異では無いが、減速歯車列を水平方向に配置する場合等はこのような設計とする方が望ましい。
次に、便蓋用自動開閉装置１３０について説明する。便蓋用自動開閉装置１３０も便座用自動開閉装置３０と同様の部品構成、組み立て手順である為、以下に述べる相違点を除き説明は割愛する。
便座用自動開閉装置３０と便蓋用自動開閉装置１３０とは左右対称の部品構成となる。図２２、図２４及び図２８に示すように便蓋用自動開閉装置１３０の出力軸１４０には回転軸５０が回動不能に挿入固定される略長方形状の連結孔１４１が設けられている。また、便蓋用自動開閉装置１３０のケーシング１３１ａにはケーシング１１の側壁１１ｂと所定間隔を保つ為のボス１３１ｂ及びキャップ部材１１ｄの受用突起１３１ｃが一体に設けられている。
次に、アシストユニット８０について、図２３、図２９を用いて説明する。アシストユニット８０は、自動開閉装置３０の回転軸４０に回動不能に連結される連結軸８１と、便座１２を開方向に付勢するために一端８２ａが連結軸８１に固定されたアシストバネ８２と、アシストバネ８２の他端８２ｂが固定されると共にケーシング１１に回動不能に連結される連結カバー８３と、連結カバー８３と共にアシストバネ８２を囲う蓋カバー８４と、便座１２をケーシング１１から着脱するための着脱レバー８５と、アシストユニット８０を便座１２に固定する為の固定部材８６などで構成される。
連結軸８１の先端部８１ａ（便蓋１３の支持軸）にはセレーションを形成し、略中央部分には連結軸８１のスラスト方向の移動を規制するための大径部８１ｂを形成する。また、蓋カバー８４の内筒部８４ａとの間をシールする為のＯリング溝８１ｃを形成し、大径部８１ｂとＯリング溝８１ｃとの間にアシストバネ８２に一端を挿入するための挿入穴８１ｄを形成する。また、カバー８３の内筒部８３ａとの間をシールする為のＯリング溝８１ｅを形成し、末端部分には回転軸４０の外形と略同一形状の溝８１ｆを形成する。
アシストバネ８２の一端８２ａは中央に向けて折り曲げられ、挿入孔８１ｄに挿入され、他端８２ｂは中央に向けて折り曲げられ連結カバー８３の内筒部８３ａの外周に形成した支持溝８３ｂに固定される。なお支持溝８３ｂの根元部分はやや底部８３ｃの肉厚を増してアシストバネ８２の他端８２ｂの回動を防止する防止壁８３ｄを形成する。
また、連結カバー８３の後端には便座用自動開閉装置３０の外郭ケーシング３１ａに一体に形成した係合突起３１ｑに嵌合して回動が規制される規制突起８３ｅを形成し、規制突起の８３ｅの周縁部分の一箇所に着脱レバーの回動を規制するストッパ８３ｆを形成する。また、外筒部８３ｇには若干径を細めた細径部８３ｈを形成する。連結カバー８３の開口端には溶着用リブ８３ｉを全周に形成し、蓋カバー８４を超音波溶着等で一体化する。
着脱レバー８５は、上方が切り欠かれた支持円筒８５ａと下方が切り欠かれた着脱用円筒８５ｂとで形成され、その間に内側及び外側に若干肉を増したリング状リブ８５ｃを形成する。このリング状リブ８５ｃの内径は細径部８３ｈと略同一径で外筒部８３ｇよりも小さい径としておく。また、着脱用円筒８５ｂには把持用突起８５ｄを形成する。
固定部材８６には連結軸８１の外形と略同一形状の連結用開口８６ａ、便座１２に回動不能に固定するために外周に沿って所定間隔毎に設けた突起８６ｂ、略Ｌ字形状の連結クランク８６ｃを形成する。また、連結クランク８６ｃには締結ネジ用の下孔８６ｄ、アシストユニット８０（固定部材８６を除く）のスラスト方向の移動を規制するストッパ８６ｅを形成する。
次に、図２９を参照しながら、アシストユニット８０の組み立て手順を説明する。連結軸８１のＯリング溝８１ｃ、８１ｅにＯリングを収要し、連結軸８１の挿入孔８１ｄにアシストバネ８２の一端８２ａを挿入し、他端８２ｂを連結カバー８３の支持溝８３ｂに係合させて連結軸８１を連結カバー８３の内筒部８３ａ内に、内筒部８３ａの端部と連結軸８１の大径部８１ｂとが当接するまで挿入する。これによりアシストバネ８２の他端８２ｂは防止壁８３ｄ内に収容される。
次に、蓋カバー８４の内筒部８４ａ内に連結軸８１の先端部８１ａを挿入し、蓋カバー８４の裏側と連結カバー８３の溶着用リブ８３ｉとを当接させた状態で、蓋カバーを超音波振動させることで連結軸８１、アシストバネ８２、連結カバー８３、蓋カバー８４を一体化する。
次に、着脱レバー８５を外筒部８３ｇに挿入するが、外筒部８３ｇはリング状リブ８５ｃよりも若干大きな径としているので、リング状リブ８５ｃが外筒部８３ｇを乗り上げ細径部８３ｈまで挿入されると連結カバー８３と着脱レバー８５とは一体化され、着脱レバー８５は外筒部８３ｇとリング状リブ８５ｃとでスラスト方向の抜けは規制される。次に連結軸８１を固定部材８６の連結用開口８６ａ内に挿入することでアシストユニット８０は一体化される。
このアシストユニット８０の連結軸８１を便座１２の連結孔１２ｄ（図２１参照）内に挿通し、アシストユニット８０を便座１２の連結部１２ａ内に挿入した状態で、固定部材８６の下孔８６ｄ及び便座１２のネジ孔１２ｃ（図２１参照）とをセルフタッピングネジで締結することで便座１２とアシストユニット８０は一体化される。
なお、連結クランク８６ｃは、便座１２に装着される前は外側に弾性変形可能であるため、アシストユニット８０（固定部材８６を除く）は固定部材８６から着脱可能であるが、便座１２に装着された後では便座１２によって外側の変形は規制される為、ストッパ８６ｅと連結カバー８３のフランジ８３ｊとによってアシストユニット８０（固定部材８６を除く）はスラスト方向の抜けが規制される。
また、着脱レバー８５も同様に連結クランク８６ｃと外筒部８３ｇとのクリアランスが小さく外筒部８３ｇを乗り越える程外側に着脱レバー８５が変形できないことでスラスト方向の抜けが防止される。
次にトレランスリング６２について、図３０に示す原理図を用いて説明する。トレランスリング６２は、図３０に示すように、波形状をした部分をもつリングの形状をしており、各波はバネとして作用し、その作用力は波の変形量に比例する。組み立て時に必要な力をＡＦ、半径方向力をＲＬ（Ｎ）、摩擦係数をμ、波の数をｎ、波の変形量をｃ（ｍｍ）、バネ定数をＫ（Ｎ／ｍｍ）、伝達トルクをＭｔ、軸直径をｄ（ｍ）とすると、
ＲＬ＝ｎ・ｃ・Ｋ
ＡＦ＝ＲＬ・μ
Ｍｔ＝ＡＦ・ｄ／２
によって算出することができる。
バネ定数は材料の厚さ、波のピッチ、幅、形状、高さを変更することで設定できるので、正常時に回転軸４０，１４０に最大どの程度のトルクがかかるかを実験等で見極め、そのトルクに応じてトレランスリング６２の形状を選択する。
この設定トルク以上のトルクが回転軸４０に発生した場合には、トレランスリング６２の波形状部６２ａが回転軸４０，１４０の連結孔に食い込み固定されており、トレランスリングのリング状縁部６２ｂがキャリア６３の出力軸６３ｄの外周を滑り、設定トルク以上の過重が自動開閉装置３０，１３０内部にかかることがなく、歯車の破損等を防止することが出来る。
図３１に示すように、駆動モータ３２のシャフトはモータ内部を貫通しており、その径は内部では比較的太く、露出した部分は細径としている。この先端部３２ａを細径としたのは、小歯車３２ｂの歯数をできるだけ少なくして減速比を大きくとりたいためである。なお、シャフト自体を細径とすることも考えられるが、シャフト長に対してシャフトが細いと駆動モータ３２の軸ぶれが大きくなるためにシャフト自体を細径とはせず、小歯車３２ｂが取付けられる部分のみを細径としたものである。
次に、上記構成による動作の説明を行う。
図３２は本発明の便座装置の制御ブロック図である。人体検知センサによる検知若しくはリモコン等に設けられる便蓋開スイッチ（図示無し）を操作すると、便蓋用自動開閉装置１３０内の駆動モータ３２へ通電がなされ、この駆動モータ３２の回転が、減速歯車列（小歯車３２ｂ、第１歯車３４、第２歯車３７、第３歯車３８、遊星歯車機構）及びトレランスリング６２、出力軸１４０を介して回転軸５０に伝達され、便蓋１３を開放する。
なお、磁石６１とエリア検出回路７１に設けた２つのホールＩＣ７１ａ、７１ｂとにより便蓋１３が閉止エリア（２０度以下）、回動エリア（２０度〜８０度）、開放エリア（８０度〜１１０度）、異常エリア（１１０度以上）の何れのエリアにいるかを検出し、各エリアに応じた駆動モータ３２への通電制御（若しくはショート制御）を行う。更に、磁石３４ｃと回転検出回路７０に設けたホールＩＣ７０ａととで駆動モータ３２の回転を検知することによりエリア内のどの位置にいるかを比較的正確に検知して、より細かな通電制御を行うことができる。
また、リモコン等に設けた便座開スイッチの操作すると、便座用自動開閉装置３０内の駆動モータ３２へ通電がなされ、減速歯車列（小歯車３２ｂ、第１歯車３４、第２歯車３７、第３歯車３８、遊星歯車機構）及びトレランスリング６２を介して駆動モータ３２の回転が回転軸４０に伝達され、便座１２を開放する。
なお、便蓋用自動開閉装置１３０と同様に回転検出回路７０、エリア検出回路７１により便座１２の位置を検出し、位置に応じた駆動モータ３２の通電制御（若しくはショート制御）を行う。
便座１２の内部には暖房用のヒータが設けられているため比較的重く、便蓋用自動開閉装置１３０と同一の構造の便座用自動開閉装置３０だけでは便座１２を持ち上げることができないため、アシストユニット８０を設けている。このアシストユニット８０は一端がケーシング１１に一体化され、他端が便座１２に一体化されるアシストバネ８２を内蔵している。このアシストバネ８２は便座１２が略垂直状態で自然長とされており、便座１２閉塞時には捩れた状態となっている。
したがって、便座１２閉塞時には開放側のトルクを発生することができ、これにより、便蓋用自動開閉装置１３０と略同一の構造でも便座１２を持ち上げることが可能となっている。
なお、アシストバネ８２の一端８２ａは連結ケース８３の規制突起８３ｅとケーシング１１に取付けられる便座用自動開閉装置３０の係合突起３１ｑとの係合によってケーシング１１に一体化されており、アシストバネ８２の他端８２ｂは連結軸８１、固定部材８６を介して便座１２に一体化されている。
リモコン等に設けた便座閉スイッチ（図示無し）を操作すると開動作とは反対側の通電が駆動モータ３２になされ、回転検出回路７０及びエリア検出回路７１にて検出される便座１２の位置に応じて通電制御（若しくはショート制御）がなされる。
人体検知センサ（図示無し）による離隔検知若しくはリモコン等に設けた便蓋閉スイッチ（図示無し）を操作すると便座１２同様に便蓋用自動開閉装置１３０は制御され、便蓋１３を閉塞することができる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明に係る便座又は便蓋の自動開閉装置は、洋式便器における便座又は便蓋の自動開閉装置として使用される。
本発明の自動開閉装置は、装置自体の取付面積を小さくすることができ、便座又は便蓋の回転軸下方にも他の機能部品を設置することが可能であるため、軽量、コンパクト化が求められる温水洗浄便座等に用いる際に有効である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の自動開閉装置を搭載した衛生洗浄装置の分解斜視図である。
第２図は、本発明の自動開閉装置を搭載した衛生洗浄装置の便座取付を説明するための断面図であり、取外状態を示す図である。
第３図は、本発明の自動開閉装置を搭載した衛生洗浄装置の便座取付を説明するための断面図であり、取付状態を示す図である。
第４図は、本発明の自動開閉装置の断面図である。
第５図は、本発明の自動開閉装置の分解斜視図である。
第６図は、第４図のＡ−Ａ断面図である。
第７図は、第４図のＢ−Ｂ断面図である。
第８図は、本発明の自動開閉装置の第２実施例の断面図である。
第９図は、本発明の自動開閉装置の第３実施例の断面図である。
第１０図は、本発明の自動開閉装置の第４実施例の断面図である。
第１１図は、本発明の自動開閉装置の第１実施例に関する他の実施例の断面図である。
第１２図は、本発明の自動開閉装置の第１実施例に関する他の実施例の断面図である。
第１３図は、本発明の自動開閉装置の第５実施例の断面図である。
第１４図は、本発明の自動開閉装置の第６実施例の便座、便蓋同時駆動時の断面図である。
第１５図は、本発明の自動開閉装置の第６実施例の便蓋のみ駆動時の断面図である。
第１６図は、本発明の自動開閉装置の第６実施例の便座のみ駆動時の断面図である。
第１７図は、本発明の自動開閉装置の第６実施例に関する他の実施例の便座、便蓋同時駆動時の断面図である。
第１８図は、本発明の自動開閉装置の第６実施例に関する他の実施例の便蓋のみ駆動時の断面図である。
第１９図は、本発明の自動開閉装置の第６実施例に関する他の実施例の便座のみ駆動時の断面図である。
第２０図は、本発明の自動開閉装置の第１実施例に関する他の実施例の断面図である。
第２１図は、本発明の第７実施例である便座又は便蓋の自動開閉装置を内蔵した便座装置の斜視図である
第２２図は、本発明の第７実施例である便座又は便蓋の自動開閉装置の取付け位置を説明する為の分解斜視図である。
第２３図は、便座用自動開閉装置を内蔵した便座装置の断面図である。
第２４図は、便蓋用自動開閉装置を内蔵した便座装置の断面図である。
第２５図は、便座用自動開閉装置の分解斜視図である。
第２６図は、駆動モータ組品の分解斜視図である。
第２７図は、遊星歯車組品の分解斜視図である。
第２８図は、便座用自動開閉装置のケーシングを外した状態での平面図である。
第２９図は、アシストユニットの分解斜視図である。
第３０図は、トレランスリングの原理図である。
第３１図は、駆動モータの断面図である。
第３２図は、本発明の便座装置の制御ブロック図である。
本発明は洋式便器における便座又は便蓋の自動開閉装置に関し、詳しくは便座、便蓋を個々に自動開閉する装置に関するものである。
背景技術
洋式便器における便座又は便蓋の自動開閉装置に関しては、便座、便蓋のそれぞれに、別個の自動開閉装置を設けてなる特開平１１−２１６０８３号公報に開示された技術が知られている。この自動開閉装置においては、駆動モータの出力軸と回転軸とは複数の歯車輪列を介して連結しているため、夫々の軸が異軸となるように形成されている。
しかし、上記の装置は夫々が異なる軸を有する複数の歯車輪列を有するために大きな（回転軸の軸心と直交する投影面に対して）取付面積を必要としていた。従って、軽量、コンパクト化を要求されている温水洗浄便座等に用いる際には不便であった。
本発明では上記従来の問題点に鑑み、便座、便蓋それぞれの自動開閉装置の小型化、コストダウン等を図ったものである。
発明の開示
請求の範囲第１項の発明においては、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、前記回転軸とモータの出力軸とを同心に配置したので、装置自体の取付面積を小さくすることができ、便座又は便蓋の回転軸下方にも他の機能部品を設置することが可能となるため、温水洗浄便座等に自動開閉装置を搭載することが可能となる。
請求の範囲第２項の発明においては、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、該モータの駆動力を減速歯車列を介して前記回転軸に伝達して便座又は便蓋を自動開閉する便座又は便蓋の自動開閉装置において、前記減速歯車列に遊星歯車機構を用いたので、同心上に駆動モータ及び減速歯車列及び回転軸を配置することができるた
め、回転軸の軸心と直交する投影面に対して装置自体の外形を回転軸と同心円形状にできるため、緩閉止ユニット等との互換が取り易くなり収納設計が極めて容易になる。
請求の範囲第３項の発明においては、請求の範囲第２項の構成に加え、前記遊星歯車機構を複数段直列に配置したので、比較的小型のモータ及び遊星歯車機構で良くなるため、収納設計を更に楽にすることができる。
請求の範囲第４項の発明においては、請求の範囲第２項乃至第３項記載の発明に加え、遊星歯車機構の最終段となる出力軸と回転軸との間にトルクリミッタ機構を設けたので、自動開閉動作中に手で便座又は便蓋を押さえられる等、回転軸側に過負荷がかかった場合にも遊星歯車機構に過負荷が加わることが無いので、装置自体の破損が無い。
請求の範囲第５項の発明においては、請求の範囲第２項乃至第４項記載の発明に加え、遊星歯車機構の最終段となる出力軸と回転軸との間に開閉状態に対応した位置情報を出力する位置検出手段を設けたので、歯車の歯が欠ける等しても、座蓋の開閉位置がずれることがなく、安定した動作が可能となる。
請求の範囲第６項の発明においては、請求の範囲２項乃至第５項記載の発明に加え、遊星歯車機構を前記駆動モータの外径と略同一としたので、モータの発生トルクと遊星歯車機構の減速比とを最適なバランスで設計でき、必要最小限の大きさとすることが可能となる。
請求の範囲第７項の発明においては、請求の範囲第２項乃至第６項記載の発明に加え、前記遊星歯車機構の遊星ギアを複数設けたので、分散して荷重を受けることができ、１つ１つの遊星ギアの破壊強度を小さく設計できる。
請求の範囲第８項の発明においては、平行に駆動モータと減速歯車列及び回転軸とを配置することができるため、便座又は便蓋の自動開閉装置の側方にも他の機能部品を設置することが可能となるため、収納設計のバリエーションが更に広がることとなる。
請求の範囲第９項の発明においては、直角に駆動モータと減速歯車列及び回転軸とを配置することができるため、便座又は便蓋の自動開閉装置の側方又は下方にも他の機能部品を設置することが可能となるため、収納設計のバリエーションが更に広がることとなる。
請求の範囲第１０項の発明においては、くいちがいに駆動モータと減速歯車列及び回転軸とを配置することができるため、便座又は便蓋の自動開閉装置の側方又は下方にも他の機能部品を設置することが可能となるため、収納設計のバリエーションが更に広がることとなる。
請求の範囲１１項の発明においては、ねじりばねにより便座又は便蓋を開放側へ付勢することができるため、更に小型のモータ及び遊星歯車機構で良くなるため、収納設計を更に楽にすることができる。
請求の範囲第１２項の発明においては、巻掛け伝達手段を組合せることができるため、便座又は便蓋の自動開閉装置の駆動モータや減速歯車列及び回転軸のレイアウト設計が極めて容易になる。
請求の範囲第１３項の発明においては、便座の自動開閉装置又は便蓋の自動開閉装置を便座又は便蓋の基端部の回動ブロック挿入部に挿入することができるため、緩閉止ユニット等との互換が取り易くなり収納設計が極めて容易になる。
請求の範囲第１４項の発明においては、便座の自動開閉装置と便蓋の自動開閉装置を同軸に配置することができるため、便座及び便蓋の回動軸が１つとなり、回動軸廻りのコンパクト設計が極めて容易になる。
請求の範囲第１５項の発明においては、便座の自動開閉装置と便蓋の自動開閉装置を平行軸に配置することができるため、便座の自動開閉装置と便蓋の自動開閉装置を一方に収められ、収納設計を更に楽にすることができる。
請求の範囲第１６項乃至第２０項の発明においては、便座の自動開閉装置と便蓋の自動開閉装置を一体にすることができるため、便座の自動開閉装置と便蓋の自動開閉装置を一方に収めるられ、収納設計を更に楽にすることができる。また、機能部品収納筒が１つで良いため自動開閉の小型化、及び、コストダウンを図ることができる。
請求の範囲第２１項の発明においては、最終段となる出力軸と回転軸との間を摩擦方式によりトルクリミッタ機構を構成したため、自動開閉動作中に手で便座又は便蓋を押さえられる等、回転軸側に過負荷がかかった場合にも遊星歯車機構に過負荷が加わることが無いので、装置自体の破損が無い。また、最終段となる出力軸と回転軸のスリップ時において、スムーズであり、また、異音等の発生が無い。
請求の範囲第２２項の発明においては、最終段となる出力軸と回転軸との間に潤滑材を用い、摩擦方式によりトルクリミッタ機構を構成したため、減速歯車等のグリースがトルクリミッタ機構に入ったとしても、トルクリミッタの性能はあまり影響を受けなくて済む。
請求の範囲第２３項の発明においては、最終段となる出力軸と回転軸との間をラチェット方式によりトルクリミッタ機構したため、自動開閉動作中に手で便座又は便蓋を押さえられる等、回転軸側に過負荷がかかった場合にも遊星歯車機構に過負荷が加わることが無いので、装置自体の破損が無い。また、ラチェット形状、及び、材質等でトルクリミッタの性能が決まるため、トルクリミッタの性能が管理しやすい。
請求の範囲第２４項の発明においては、最終段となる出力軸と回転軸とを回転軸方向にずれないように締結したため、自動開閉動作中に手で便座又は便蓋を押さえられる等の動作が繰返されても、最終段となる出力軸と回転軸とを回転軸方向にずれない。したがって、最終段となる出力軸と回転軸の位置関係がずれないため、機能部品収納筒等との干渉もなくなり、自動開閉装置の性能を悪化させることがなくなる。
請求の範囲第２５項の発明においては、ねじりばねにより便座又は便蓋を開放側へ付勢する手段を便座の自動開閉装置又は便蓋の自動開閉装置を便座又は便蓋の基端部の回動ブロック挿入部に挿入したため、更に小型のモータ及び遊星歯車機構で良くなるため、収納設計を更に楽にすることができる。
請求の範囲第２６項の発明は、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、該モータの駆動力を減速歯車列を介して前記回転軸に伝達して便座又は便蓋を開閉する便座又は便蓋の自動開閉装置において、前記減速歯車列の最終段に遊星歯車機構を用いたので、最も強度が必要な最終ギアを複数の遊星歯車で構成するため、分散して力を受けることができ、小型な減速歯車でも十分な強度を得ることができると共に遊星歯車機構では平歯車等に比べ減速比を大きく取れるため、自動開閉装置自体を小型化することができる。
請求の範囲第２７の発明においては、請求の範囲第２６項記載の発明に加え、前記遊星歯車機構の入力端面と駆動モータの出力端面とが略同一平面となるよう隣接配置すると共に、残る減速歯車列の軸心を前記遊星歯車機構及び前記駆動モータとの投影面がなす２円及び２円の外接線内に設けた。これにより、駆動モータの出力軸に設けられる小歯車と遊星歯車機構の太陽歯車に一体に設けられる大歯車とを同一平面に配置できるので、モータの奥行きと遊星歯車機構の奥行きのうち厚い方の奥行きに駆動モータの出力軸と遊星歯車機構の入力軸とを連結する減速歯車列の大歯車又は小歯車の片方の厚みを加えた奥行きで自動開閉装置を構成することができる。また、駆動モータの出力軸と遊星歯車機構の入力軸とを連結する減速歯車列の軸心を遊星歯車機構及び前記駆動モータとの投影面がなす２円及び２円の外接線内に設けることで、駆動モータ及び遊星歯車機構とがなす投影面を有効に利用して残る減速歯車列を配置することができるため、自動開閉装置自体を小型化することができる。
請求の範囲第２８項の発明においては、請求の範囲第２７項記載の発明に加え、前記遊星歯車機構の太陽歯車の中心を通る水平線と前記２円の外接線内との間に残る減速歯車列の軸心を設けたので、減速歯車列の高さ方向を駆動モータと遊星歯車機構の投影面内にほぼ収めることができる。
請求の範囲第２９項の発明においては、請求の範囲第２７項記載の発明に加え、前記遊星歯車機構の太陽歯車の中心と前記駆動モータの出力軸の中心とを結ぶ線に対する夫々の中心を通る垂線と前記２円の外接線内との間に残る減速歯車列の軸心を設けたので、駆動モータと遊星歯車機構とを垂直に配置しない場合においても最適な設計を行うことができコンパクトな自動開閉装置を提供することができる。
請求の範囲第３０項の発明では、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、該モータの駆動力を減速歯車列を介して前記回転軸に伝達して便座又は便蓋を開閉する便座又は便蓋の自動開閉装置において、噛み合う一組の減速歯車の大歯車を樹脂製とし、他方の小歯車を金属製としたので、小歯車を薄く形成できると共に、摩擦音、摩擦による熱を最小にすることができ静音性、耐久性を上げることができる。
請求の範囲第３１項の発明においては、請求の範囲第３０項記載の発明に加え、前記駆動モータから突出するモータ出力軸の先端部分に細径部を形成し、該細径部に小歯車を設けたので、従来同様にモータの回転を安定して行うことができつつ小歯車を小型にできるため歯数を減らすことができ、減速歯車列の第１段目から大きな減速比を取ることができるため、自動開閉装置を小型化することができる。
請求の範囲第３２項の発明においては、請求の範囲第３１項記載の発明に加え、前記小歯車をはすば歯車としたので、平歯に比べ薄くても接触面積を確保できるはすば歯車を用いることで歯車自体を薄くしても歯車強度を確保することができ、減速歯車列をコンパクトすることができる。そのため、自動開閉装置を小型化することができる。
請求の範囲第３３項の発明では、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、該モータの駆動力を減速歯車列を介して前記回転軸に伝達して便座又は便蓋を開閉する便座又は便蓋の自動開閉装置において、前記駆動モータから突出するモータ出力軸の先端部分に細径部を形成し、該細径部に小歯車を設けたので、従来同様にモータの回転を安定して行うことができつつ小歯車を小型にできるため歯数を減らすことができ、減速歯車列の第１段目から大きな減速比を取ることができるため、自動開閉装置を小型化することができる。
請求の範囲第項３４項の発明においては、請求の範囲３３項記載の発明に加え、前記小歯車をはすば歯車としたので、平歯に比べ薄くても接触面積を確保できるはすば歯車を用いることで歯車自体を薄くしても歯車強度を確保することができ、減速歯車列をコンパクトすることができる。そのため、自動開閉装置を小型化することができる。
発明を実施するための最良の形態
本発明をより詳細に説明するために、添付の図面に従って説明する。
図１は本発明の便座装置の斜視図である。図において、便器本体（図示せず）の背部側のリムの上面を利用して暖房便座装置１０のケーシング１１を固定し、このケーシング１１には便座１２及び便蓋１３を夫々開閉自在に取付けている。
便座１２及び便蓋１３には、夫々の基端部に回動ブロック挿入部１２ａ、１３ａを設けている。
回動ブロック挿入部１２ａ、１３ａには、便座１２及び便蓋１３を自動的に開閉するための自動開閉装置３０（詳細は後述）が挿入される。なお、説明の都合上、以下には図上右側の便座１２と自動開閉装置３０、ケーシング１１との連結関係について説明するが、左側の便蓋１３と自動開閉装置３０、ケーシング１２との連結関係も同様の構成である。（便蓋の場合には、以下に説明する便座の構成要素と便蓋の構成要素とを入れ替える。）
自動開閉装置３０の機能部品収納筒３１は回転ブロック挿入部１２ａ、１３ａのうちブロック挿入部１２ａに対し回動不能に挿入され（機能部品収納筒３１の外周に固定用ブロック３１ａを嵌め込むことで機能部品収納筒３１に方向性をつけ、更に固定ブロック３１ａの外形と略同一形状の差込部を挿入部１２ａに設けることで回転不能とすることができる。）、ブロック挿入部１３ａには回転可能に挿入される。自動開閉装置３０から突出する回転軸４０はサポートブロック１４のヒンジ軸挿入部１４ｃに回動不能に挿入固定されるが、回転軸４０に対し機能部品収納筒３１は回動自在とされているため、便座１２、便蓋１３がケーシング１１に対し回動自在に動作する。
ケーシング１１の前面側にはサポートブロック１４を挿入するための突部１１ａが形成され、サポートブロック１４の下方には挿入孔１４ａを形成する。これにより突部１１ａにはサポートブロック１４が挿入される。なお、このサポートブロック１４と突部１１ａとの着脱機構は特開平１０−２５８００３号に詳細に記述されている機構を用いることができる。
図２或いは図３に示すように、機能部品収納部３０の一端からは電力線及び信号線を束ねた電気配線５０が引出されており、その電気配線５０の先端にはコネクタ５１が設けられ、ケーシング１１内部のコントローラから引き出された電気配線５２の先端に設けられるコネクタ５３と結合される。
図４に自動開閉装置３０の断面図、図５に分解斜視図を示す。図示するように、自動開閉装置３０は、一端に電気配線取出穴３１ｂを有し他端を開放する円筒状の機能部品収納筒３１、機能部品収納筒３１と便座１２とを回転不能に固定するための固定用ブロック３１ａ、ＤＣブラシモータ等により構成される駆動モータ３２、減速歯車列を構成する遊星歯車機構３３（本実施例では直列に３段）、設定以上の荷重が回転軸４０にかかった場合に減速歯車列に荷重を伝達しないためのトルクリミッタ機構３４、便座１２の回転位置を検出するポテンショメータ３５、回転軸４０が挿入される挿入穴３６ｂを有する軸受３６、便座１２を常時開方向に付勢するトーションスプリング３７、機能部品収納筒３１と回転不能に固定されるスプリング受３８、スプリング受３８を機能部品収納筒３１内に固定するための固定部材３９とで構成される。機能部品収納筒３１の開放端内周には前記固定部材３９をねじ込むための雌ネジを設け、雌ネジよりも奥側には内ギア３３ａ（後述）及びスプリング受３８を回転不能とするためのセレーションを設ける。
駆動モータ３２の出力軸には太陽歯車３２ａを圧入し、後述する遊星歯車機構３３と機械的に連結できるようにする。
次に図６を用いて自動開閉装置３０に用いた減速歯車列である遊星歯車機構３３について説明する。
遊星歯車機構３３は、機能部収納筒３１の内周に設けられた内ギア３３ａと、これに噛合う複数の遊星ギア３３ｂ…と、この遊星ギア３３ｂに噛合う太陽歯車３３ｃから構成される。上記遊星ギア３３ｂは、太陽歯車３３ｃの裏面より突出した突軸３３ｄ…により夫々回転（自転）自在に軸支される。突軸３３ｄは所定間隔で環状に、例えば１２０°間隔で３本設け、３つの遊星ギア３３ｂを取付ける。
なお、前記突軸３３ｄの先端部分を一体化するための固定穴３３ｆ…及び太陽歯車挿入穴３３ｇを有する蓋３３ｅを設けることで、遊星ギア３３ｂ…は遊星歯車機構３３としてユニット化される。
次に図７を用いて自動開閉装置３０に用いたトルクリミッタ機構３４について説明する。
トルクリミッタ機構３４は、最終段の遊星歯車機構３３の太陽ギア３３ｃに回転不能に固定されるトルク伝達ギア３４ａと摩擦ギア３４ｂとで構成される。トルク伝達ギア３４ａは縁付き円盤状に形成され、中央に太陽ギア３３ｃの表側突軸３３ｈと略同一形状の穴３４ｃを設け、縁部内側には伝達突起３４ｄを設ける。摩擦ギア３４ｂは十字形状にゴム等の弾性体で形成し、外側突起３４ｅが所定荷重以内では伝達突起３４ｄからの回転力を受け、所定荷重を超えると外側突起３４ｅが伝達突起３４ｄにより変形されて摩擦ギア３４ｂに回転力を伝達しないように形成している。なお、摩擦ギア３４ｂの中央には動力伝達用突起３４ｆを設けている。
便座２の絶対位置は、トルクリミッタ機構３４と軸受３６（後述）との間に組み込まれたポテンショメータ３５によって検出される。ポテンショメータ３５は軸受３６に取付けられる１枚のプリント基板３５ａとスプリング受３８の一端に設けられるポジションブラシ３５ｂとで構成される。プリント基板３５ａ上には、同心円状のパターン部、印刷抵抗部を形成している。なお、印刷抵抗部の中心角は便座の開閉時の回動角度と対応している。そして、ポジションブラシ３５ｂは、先端部分で、パターン部および印刷抵抗部に摺動的に接触し電気的に導通するようになっている。便座１２が回動するとそれに応じて軸受３６が回動し、プリント基板３５ａに対するポジションブラシ３５ｂの位置が変わるので、それを電気的に検出して便座１２の位置を検出するのである。
軸受３６は一端に摩擦ギア３４ｂの伝達用突起３４ｆと回転不能結合するための係合穴３６ａを設け、他端には便座１２の回転軸４０と回転不能に結合するための係合穴３６ｂを設ける。
トーションスプリング３７は、一端が軸受３６に固定され、他端がスプリング受３８に固定され、トーション力により便座１２を開放側へ付勢しておくためのものである。（実際にはトーションスプリング３７による付勢力に抗して便座１２は自重により閉止している）
スプリング受３８は内周にトーションスプリング３７を固定する固定部を設け、外周にはセレーションを設ける。
抜け止め防止用の固定部材３９は、その外周に雄ネジを切っており、機能部品収納筒３１内面の雌ネジに螺合して前述した各部品を機能部品収納筒３１内に収納一体化するものである。
上記構成により、駆動モータ３２の回転力が駆動モータ３２の出力軸に取付けられた太陽歯車３２ａ→第１の遊星歯車機構（遊星ギア３３ｂ（自転→公転）→太陽歯車３３ｃ）→第２の遊星歯車機構（遊星ギア３３ｂ（自転→公転）→太陽歯車３３ｃ）→最終段の遊星歯車機構（遊星ギア３３ｂ（自転→公転）→太陽歯車３３ｃ）→トルクリミッタ機構３４（トルク伝達ギア３４ａ→摩擦ギア３４ｂ）→スプリング受３６→回転軸４０を介して便座１２に伝達され、便座１２が開閉される。なお、便座１２の開閉角度をポテンショメータ３５により検知して、駆動モータ３２をフィードバック制御することで緩やかな開閉動作を実現することが可能となる。
本実施例の自動開閉装置においては、駆動モータ３２の回転力を遊星歯車機構３３を介して座蓋の回転軸４０に伝達させたので、同心上に駆動モータ３２及び遊星歯車機構３３及び回転軸４０を配置することができ、回転軸４０の軸心と直交する投影面に対して装置自体の外形を回転軸４０と同心円形状にできる。そのため、温水洗浄便座の座蓋の開閉に利用されることの多い緩閉止ユニット等との互換が取り易くなるので、温水洗浄便座への自動開閉装置の収納設計が極めて容易になる。
また、駆動モータ３２の出力軸と遊星歯車機構３３の太陽歯車３３ｃの回転軸、及び多段に並ぶ遊星歯車機構の太陽歯車３３ｃの軸心同士を、それぞれ同心に配置することで、自動開閉装置の減速機構を小型化することができる。
さらに、便座１２や便蓋１３の回転軸４０と駆動モータ３２の出力軸とを同心に配置したので、装置自体の取付面積が小さくなり、便座１２又は便蓋１３の回転軸４０の下方にも他の機能部品を設置することが可能となるため、温水洗浄便座を大型化することなく自動開閉装置を搭載することが可能となる。この遊星歯車機構３３を複数段直列に配置したため、駆動モータ３２及び遊星歯車機構３３は比較的小型のものが利用できる。
さらに、遊星歯車機構３３の最終段となる出力軸３３ｈと回転軸４０との間にトルクリミッタ機構３４を設けたので、自動開閉動作中に手で便座１２又は便蓋１３を押さえられる等、回転軸側に過負荷がかかった場合にも遊星歯車機構３３に過負荷が加わることが無い。
また、その位置に、便座１２や便蓋１３の開閉状態を検出するポテンショメータ３５を設けたので、歯車の歯が欠ける等しても、座蓋１２，１３の開閉位置がずれることがなく、安定した動作が可能となる。
なお、遊星歯車機構３３を駆動モータ３２の外径と略同一としたことにより、駆動モータ３２の発生トルクと遊星歯車機構３３の減速比とを最適なバランスで設計でき、必要最小限の大きさとすることが可能となる。
さらにまた、複数の遊星ギア３３ｂにより遊星歯車機構３３を構成したので、各遊星ギア３３ｂは分散して荷重を受けることができ、１つ１つの遊星ギアの破壊強度を小さく設計できる。なお、遊星ギア３３ｂの公転を受ける太陽歯車３３ｃの３つの突軸３３ｄを等間隔で設けたことで、太陽歯車３３ｃを安定して回転させることができる。
次に、図８に本発明の自動開閉装置の第２実施例を示す。なお第１の実施例と同一の機能を示すものには第１実施例と同一の符号を付す。
本実施例では駆動モータ３２と減速歯車列である遊星歯車機構３３とを平歯車６０ａ、６０ｂを用いて機械的に連結したものである。このように駆動モータ３２の動力を伝達するために平歯車６０ａ、６０ｂを用いることで平行に駆動モータ３２と減速歯車列及び回転軸４０とを配置することができるため、便座１２又は便蓋１３の自動開閉装置３０の側方にも他の機能部品を設置することが可能となるため、収納設計のバリエーションが更に広がることとなる。また、平行に駆動モータ３２の動力を伝達するために、平歯車ではなくはすば歯車ややまば歯車等を用いても良い。
次に、図９に本発明の自動開閉装置の第３実施例を示す。なお第１の実施例と同一の機能を示すものには第１実施例と同一の符号を付す。
本実施例では駆動モータ３２と減速歯車列である遊星歯車機構３３とをウォームギア６１を用いて機械的に連結したものである。なお、ウォームギア６１と噛み合う第１段目の遊星歯車機構３３の突軸３３ｄは平歯車形状ではなくはすば歯車形状とする。このように駆動モータ３２の動力を伝達するためにウォームギア６１を用いることで、直角もしくはくいちがいに駆動モータ３２と減速歯車列及び回転軸４０とを配置することができるため、便座１２又は便蓋１３の自動開閉装置３０の側方又は下方にも他の機能部品を設置することが可能となるため、収納設計のバリエーションが更に広がることとなる。
また、直角もしくはくいちがいに駆動モータ３２の動力を伝達するためにすぐばかさ歯車、まがりばかさ歯車、フェースギア、ハイポイドギア、ねじ歯車等を用いても良い。
次に、図１０に本発明の自動開閉装置３０の第４実施例を示す。なお第１の実施例と同一の機能を示すものには第１実施例と同一の符号を付す。
本実施例では駆動モータ３２と減速歯車列である遊星歯車機構３３とを巻掛け伝達手段（小プーリー６２ａ、大プーリー６２ｂ、タイミングベルト６３ｃにて構成）を用いて機械的に連結したものである。このように駆動モータ３２の動力を伝達するために巻掛け伝達手段を用いることで、駆動モータ３２と減速歯車列である遊星歯車機構３３を適当な距離に設定できるため、便座又は便蓋の自動開閉装置の駆動モータや減速歯車列及び回転軸４０のレイアウト設計の自由度が上がる。
また、小プーリー６２ａとギアの当り音がないため、静音化が図れる。また、タイミングベルト６３ｃとして、平ベルト、Ｖベルト、歯付きベルト等を用いても良い。
次に、図１１に第１の実施例の自動開閉装置３０を便座１２の自動開閉装置３０ａと便蓋１３の自動開閉装置３０ｂとして平行に配置した実施例を示す。このように便座装置１０内の他の機能部との関係で便座の自動開閉装置３０ａと便蓋の自動開閉装置３０ｂを一方に集約して収めることもでき、収納設計を更に楽にすることができる。
なお、このように一方に集約して収める場合には、図１２に示すように便座１２の自動開閉装置３０ａと便蓋１３の自動開閉装置３０ｂとを一体の機能部品収納筒３１とすることができるため、自動開閉装置の小型化、及び、コストダウンを図ることができる。
次に、図１３に本発明の自動開閉装置３０の第５実施例を示す。なお第１の実施例と同一の機能を示すものには第１実施例と同一の符号を付す。
本実施例では便座１２の自動開閉装置３０ａには回転軸４０ａと遊星歯車３３の突軸３３ｄとを平歯車６０ａにて連結したものを用い、便蓋１３の自動開閉装置３０ｂには第１実施例の自動開閉装置３０を用い（平歯車６０ａを省略）、この自動開閉装置３０ａ及び自動開閉装置３０ｂとを一体に収納し、また、便座１２の自動開閉装置３０ａの出力軸４０ａと便蓋１３の自動開閉装置３０ｂの出力軸４０ｂを同軸に配置しているため、便座１２及び便蓋１３の回動軸４０ａ、４０ｂが１軸となり、回動軸４０廻りのコンパクト設計が極めて容易になる。
次に、図１４、１５、１６に本発明の自動開閉装置３０の第６実施例を示す。なお第１の実施例と同一の機能を示すものには第１実施例と同一の符号を付す。
本実施例では便座１２の自動開閉装置３０ａと便蓋１３の自動開閉装置３０ｂを一体にし、また、便座１２の自動開閉装置３０ａの出力軸４０ａと便蓋１３の自動開閉装置３０ｂの出力軸４０ｂを同軸に配置し、また、便座１２の自動開閉装置３０ａと便蓋１３の自動開閉装置３０ｂの駆動モータ３２を共用している。また、便座１２の自動開閉装置３０ａの駆動と便蓋１３の自動開閉装置３０ｂの駆動の切替は切替えギア６２を用いている。この切替えギア６２が図１４の位置にあるときには便座１２及び便蓋１３とは共にギア６２によって駆動モータ３２と連結しているため、便座１２及び便蓋１３とは同時駆動され、図１５の位置にあるときには、便蓋１３のみに連結しているため便蓋１３のみが駆動され、図１６の位置にあるときには、便座１２のみに連結しているため便座１２のみが駆動される。この切替えギア６２の移動は図示しない電磁ソレノイド等によって制御することが出来る。したがって、便座１２の自動開閉装置３０ａと便蓋１３の自動開閉装置３０ｂの駆動モータ３２が１つで良いため自動開閉の小型化、及び、コストダウンを図ることができる。
次に、図１７、１８、１９に本発明の自動開閉装置３０の第６実施例の変形例を示す。なお前述の実施例と同一の機能を示すものには第６実施例と同一の符号を付す。本実施例では、便座１２の自動開閉装置３０ａの出力軸４０ａと便蓋１３の自動開閉装置３０ｂの出力軸４０ｂを平行に配置したものである。第６実施例に比べ平歯車６０ａが必要になる点で部品点数が増加するが、レイアウト上便座１２と便蓋１３が同軸に出来ない場合には有効な構造である。
次に、図２０に第１の実施例の自動開閉装置３０（トーションスプリング３７を除く）を便座装置１０に収納した際の断面図を示す。本実施例では、自動開閉装置３０を便座装置１０の筐体内に収納した為、電気配線が外にでることがなくすっきりとしたデザインとすることができる。また、便座１２又は便蓋１３を開放側へ付勢するトーションスプリング３７ａ、３７ｂを便座１２又は便蓋１３の基端部の回動ブロック挿入部に挿入したため、自動開閉装置３０を更に小型にできるため、収納設計を更に楽にすることができる。（トーションスプリング３７を分割して収納した点は第１実施例に詳述しているのでここでは割愛する。）
次に、図２１〜図３２を参照して、本発明の第７実施例である便座又は便蓋の自動開閉装置について説明する。なお、図２１〜図３２においては、前述した図１〜図２０に記載された符号と一部共通する符号が記載されているが互いに関連はなく、以下の説明に記載している符号は全て図２１〜図３２に記載されている符号を指すものとする。
図２１は本発明の第７実施例である便座又は便蓋の自動開閉装置を内蔵した便座装置１０の斜視図、図２２は便座又は便蓋の自動開閉装置の取付け位置を説明するための分解斜視図、図２３は便座用自動開閉装置３０を内蔵した便座装置１０の断面図、図２４は便蓋用自動開閉装置１３０を内蔵した便座装置１０の断面図である。
図２１において、便器本体１の背部側のリムの上面を利用して便座装置１０のケーシング１１を固定し、このケーシング１１前側中央に凸収納部１１ａを形成し、この収納部１１ａの側壁１１ｂに便座用自動開閉装置３０、便蓋用自動開閉装置１３０を取付け、該自動開閉装置３０、１３０に便座１２及び便蓋１３を夫々取付けている。なお、便座装置１０は、便座１２の内部に暖房用のヒータを備えた暖房便座装置である。
便座１２及び便蓋１３には、夫々の基端部に連結部１２ａ、１３ａ及び回動部１２ｂ、１３ｂを設けている。図２３に示すように、連結部１２ａは後述するアシストユニット８０を介して便座用自動開閉装置３０の出力軸である回転軸４０に回動不能に連結されている。図２４に示すように、連結部１３ａは、便蓋用自動開閉装置１３０の出力軸１４０に連結した回転軸５０に対し夫々回動不能に連結されている。また、回動部１２ｂ、１３ｂは、便座１２及び便蓋１３を開閉可能に支持するための支持軸５０ａ（回転軸５０の中途部に形成）、８１ａ（回転軸４０に連結した連結軸８１の先端部８１ａ）に対し夫々回動可能に連結される。なお図中１５０は自動開閉装置３０、１３０を駆動するための駆動回路及びその回路を保護するためのポッティングケースである。
ここで、図２５は便座用自動開閉装置３０の分解斜視図、図２６は駆動モータ組品Ａの分解斜視図、図２７は遊星歯車組品Ｂの分解斜視図、図２８は便座用自動開閉装置のケーシング３１ｂを外した状態での平面図、図２９はアシストユニット８０の分解斜視図である。なお、図２８の各歯車の歯数及び歯形状は実際のものとは異なる（例えば、小歯車３２ｂ、３４ｂは実際には歯数７だが、図では歯数８として記載する）。
図２５に示すように、自動開閉装置３０は、外郭を形成するケーシング３１（主ケース３１ａ及び蓋ケース３１ｂで構成）、駆動モータ組品Ａなどで構成される。駆動モータ組品Ａは、図２６に示すように、ＤＣブラシモータ等により構成される駆動モータ３２、駆動モータ３２の出力軸３２ａに圧入固定される小歯車３２ｂ、駆動モータ３２にネジ等を用いて固定される第１歯車固定用スペーサ３３、小歯車３２ｂと噛み合う大歯車３４ａ及び次段へ動力を伝達する為の小歯車３４ｂを有する第１歯車３４、第１歯車３４の回動軸３５、スペーサ３３に固定される第１歯車３４の軸受３６から構成される。
自動開閉装置３０において、大歯車３４ａの表面（駆動モータ側）にはリング状磁石３４ｃが接着或いはかしめ等で一体化され、小歯車３４ｂと噛み合う大歯車３７ａ及び次段へ動力を伝達する為の小歯車３７ｂを有する第２歯車３７、小歯車３７ｂと噛み合う大歯車３８ａ及び次段へ動力を伝達する為の太陽歯車３８ｂを有する第３歯車３８、遊星歯車組品Ｂなどを備えている。
図２７に示すように、遊星歯車組品Ｂは、回転軸４０、回転軸４０に固定され便座１２の回転位置を検出するためのリング状磁石６１、設定以上の荷重が回転軸４０にかかった場合にキャリア６３に荷重を伝達しないためにトルクリミッターとして機能するトレランスリング６２、トレランスリング６２を介して回転軸４０に連結されるキャリア６３、キャリア６３に設けた遊星軸６３ａに回動自在に取付けられる遊星歯車６４、遊星歯車６４のスラスト方向の動きを規制する軸受６５と、遊星歯車６４と噛み合う内歯車６６、ケーシング３１ａに遊星歯車機構を回動不能に固定する為の取付スペーサ６７などで構成される。
なお、図２５〜図２６に示す、小歯車３２ｂ、小歯車３４ｂ、小歯車３７ｂは金属製、大歯車３４ａ、大歯車３７ａは樹脂製とし、小歯車３２ｂと大歯車３４ａ、小歯車３４ｂと大歯車３７ａは、はすば歯車とする。また、第３歯車３８の大歯車３８ａと太陽歯車３８ｂとを金属にて一体成形し、小歯車３７ｂと大歯車３８ａは平歯車とする。更に、図２７に示す遊星歯車６４は金属製とし、内歯車６６は樹脂製とする。なお、金属歯車はプレス焼結や射出焼結等の金属焼結や、冷間鍛造等によって成形することができる。また樹脂歯車との一体成形としてはインサート成形等で成形することができる。
このように平歯に比べ薄くても接触面積を確保できるはすば歯車を用いることで歯車自体を薄くしても歯車強度を確保することができ、減速歯車列をコンパクトすることができる。また、接触面積の大きいはすば歯車を比較的高速回転となる第１，２列の減速歯車列に用いることによりバックラッシュを小さくすることが可能となり伝達効率を上げることが出来る。
また、はすば歯車部分の噛み合いを金属（小歯車）と樹脂（大歯車）にすることによって磨耗による熱の発生や騒音等を抑制することができる。また、比較的低速回転・高トルクとなる第３，４列の減速歯車を金属製とすることで歯車の破壊を抑制することができる。
次に、図２６，図２７を参照しながら、自動開閉装置３０の組み立て手順について説明する。
図２６に示すように、駆動モータ組品Ａの組み立ては以下の手順で行われる。まず、スペーサ３３の軸受孔３３ａに軸３５の一端を差込み、軸３５に第１歯車３４を挿入し、軸受３６の軸孔３６ａに軸３５の他端を挿入し、位置決め孔３６ｂに位置決めボス３３ｂを挿入し、固定孔３６ｃ、３６ｃにセルフタッピングネジ（図示無）を挿入固定し、スペーサ３３に設けた下孔３３ｃにねじ込むことで、スペーサ３３、第１歯車３４、軸３５及び軸受３６を一体化する。
更に、駆動モータ３２の出力軸３２ａ及び小歯車３２ｂをスペーサ３３の貫挿孔３３ｅから第１歯車３４と小歯車３２ｂとの噛み合いに注意しながら貫挿し、ネジ挿通孔３６ｄ（軸受３６）、固定孔３３ｄ（スペーサ３３）からネジを差込み、駆動モータ３２に設けたネジ孔３２ｃにネジ込むことで組み立てが完了する。
なお、ネジ挿通孔３６ｄはネジ頭よりも大きな径とし、ネジ挿通孔３６ｄ側の固定孔３３ｄは途中（他方の固定孔３３ｄと同一の肉厚となる位置）まではネジ頭よりも大きな径とし、途中からネジ部分が貫通する程度の径とすることによって、駆動モータ３２への固定用ネジ２本を共通化することができる。
このように減速歯車列の第１段目を駆動モータ３２に一体化することにより軸ブレ等を抑制することができ伝達効率を上げることができる。
次に、図２７を参照しながら、遊星歯車組品Ｂの組み立て手順について説明する。まず、キャリア６３に設けた遊星軸６３ａに遊星歯車６４を装着し、内歯車６６を遊星歯車６４との嵌め合いに注意しながら装着する。次に、軸受６５に設けた軸受凹部６５ａに軸６３ａの終端部を装着し、遊星歯車６４の動作領域を確保するためにキャリア６３に設けた締結スペーサ６３ｂの細径円筒部６３ｃを軸受６５に設けた貫通孔６５ｂに挿通しカシメることにより、キャリア６３、遊星歯車６４、軸受６５及び内歯車６６を一体化する（以下、この一体化したものを『遊星歯車機構』という。）。
この遊星歯車機構の出力軸６３ｄの外周にトレランスリング６２を嵌装し、内歯車６６の外周に所定間隔をおいて形成した回動防止用の複数の凹溝６６ａと略同一形状の凸部６７ｅ（図８参照）を有するスペーサ６７を内歯車６６に外装し、スペーサ６７の開孔６７ｂから出力軸６３ｄを突出させた状態で、回転軸４０の後端に設けた連結孔４０ａ内にトレランスリング６２の外周を嵌着することで遊星歯車組品Ｂの組み立ては完了する。
なお、回転軸４０のフランジ４０ｂには予めリング状の磁石６１（Ｎ−Ｓが２つ形成されているもの）を止め輪等を用いて一体化しておく。またスペーサ６７の奥側には後述するエリア検出回路７１を保護する保護ブロック６７ｃを一体に設け、６７ｃの表面には配線処理用リブ６７ｄを設ける。
次に、図２５を参照しながら、自動開閉装置３０の組み立て手順について説明する。磁石３４ｃの磁力を検知するホールＩＣ７０ａを搭載した回転検出回路７０の取付孔７０ｂにセルフタッピングネジ（図示無）を挿入し、ケーシング３１ａに設けた取付ボスの下孔３１ｅにネジ固定することでケーシング３１ａと回転検出回路７０を一体化する。
次に、磁石６１の磁力を検知するホールＩＣ７１ａ、７１ｂを搭載したエリア検出回路７１の取付孔７１ｃにセルフタッピングネジ（図示無）を挿入し、ケーシング３１ａに設けた取付ボスの下孔３１ｆにネジ固定することでケーシング３１ａとエリア検出回路７１を一体化する。なおエリア検出回路７１には駆動モータ３２への通電用配線（図示無）を半田付けしており、その通電用配線の一つに直列に接続される正特性サーミスタ７１ｄを更に半田付けしておく。この正特性サーミスタは駆動モータ３２へ過電流が流れることを防止するために設けている。
次に、ケーシング３１ａの下端部に設けたモータ収納部３１ｃに駆動モータ組品Ａを収納し、スペーサ３３に形成した取付孔３３ｆにセルフタッピングネジ（図示無）を挿入し、ケーシング３１ａに設けた取付ボスの下孔３１ｄにネジ固定することでケーシング３１ａと駆動モータ組品Ａを一体化する。
次に、遊星歯車組品Ｂをケーシング３１ａの円筒部３１ｇに設けた凸条３１ｒ（図２８参照）とスペーサ６７の外周に設けた凹溝６７ａとが一致するよう、またスペーサ６７の保護ブロック６７ｃの外形とケーシング３１ａの内壁とが当接するようにして円筒部３１ｇ内に挿入固定する。なお、円筒部３１ｇの奥壁には貫通孔３１ｉを設け、この貫通孔３１ｉの周壁３１ｊと回転軸４０に設けたＯリング溝４０に収納されるＯリング４０ｃにより貫通孔３１ｉからの水侵入を防止するよう構成している。
ここで、スペーサ６７を用いてケーシング３１ａを取付けた理由は、遊星歯車機構自体はその機能上真円度が必要となり、これを直接ケーシング３１ａに取り付けるにはケーシング３１ａの円筒部３１ｇにも真円度が必要となり寸法公差が厳しく歩留まりが悪くなる為、スペーサ６７の凸部６７ｅ、ケーシング３１ａの凸条３１ｒで略点接触として製造公差をスペーサ６７の弾性変形で吸収できる構造としてケーシング３１ａの円筒部３１ｇの製造を容易とするためである。
次に、遊星歯車６４と太陽歯車３８ｂとの噛み合いに注意しながら第３歯車３８を遊星歯車機構内に挿入し、小歯車３７ｂと大歯車３８ａの噛み合いと大歯車３７ａと小歯車３４ｂとの噛み合いに注意しながら第２歯車を軸３１ｋに挿入固定する。
最後に、ケーシング３１ｂに設けた軸３１ｌを第３歯車３８の軸孔３８ｃ内に挿入すると共に、軸３１ｋの先端を軸受３１ｍ内に挿入し、ケーシング３１ａに設けた取付孔３１ｎにセルフタッピングネジを挿入し、ケーシング３１ｂに設けた取付ボスの下孔３１ｐにねじ込むことにより便座用自動開閉装置３０の組み立てが完了する。
図２８に示すように、駆動モータ３２の外形と遊星歯車機構の外形との投影面がなす２円（Ｃａ，Ｃｂ）を隣接して配置し、更に、２円（Ｃａ，Ｃｂ）及び２円の外接線（Ｌｃ，Ｌｄ）によって囲まれた投影面内に第１歯車３４、第２歯車３７の軸を配置することによって自動開閉装置３０をコンパクトに設計することができる。
更に、本実施例では、２円（Ｃａ，Ｃｂ）の中心を通る水平線（Ｌａ，Ｌｂ）と外接線（Ｌｃ，Ｌｄ）に囲まれた投影面内に第１歯車３４、第２歯車３７の軸を配置しているので更にコンパクトに設計することが出来る。また水平線（Ｌａ，Ｌｂ）に代えて、２円（Ｃａ，Ｃｂ）の中心を結ぶ線に対し各円の中心を通る垂線を用いることでも良い。本実施例ではこの垂線も略水平となるため、然程大きな差異では無いが、減速歯車列を水平方向に配置する場合等はこのような設計とする方が望ましい。
次に、便蓋用自動開閉装置１３０について説明する。便蓋用自動開閉装置１３０も便座用自動開閉装置３０と同様の部品構成、組み立て手順である為、以下に述べる相違点を除き説明は割愛する。
便座用自動開閉装置３０と便蓋用自動開閉装置１３０とは左右対称の部品構成となる。図２２、図２４及び図２８に示すように便蓋用自動開閉装置１３０の出力軸１４０には回転軸５０が回動不能に挿入固定される略長方形状の連結孔１４１が設けられている。また、便蓋用自動開閉装置１３０のケーシング１３１ａにはケーシング１１の側壁１１ｂと所定間隔を保つ為のボス１３１ｂ及びキャップ部材１１ｄの受用突起１３１ｃが一体に設けられている。
次に、アシストユニット８０について、図２３、図２９を用いて説明する。アシストユニット８０は、自動開閉装置３０の回転軸４０に回動不能に連結される連結軸８１と、便座１２を開方向に付勢するために一端８２ａが連結軸８１に固定されたアシストバネ８２と、アシストバネ８２の他端８２ｂが固定されると共にケーシング１１に回動不能に連結される連結カバー８３と、連結カバー８３と共にアシストバネ８２を囲う蓋カバー８４と、便座１２をケーシング１１から着脱するための着脱レバー８５と、アシストユニット８０を便座１２に固定する為の固定部材８６などで構成される。
連結軸８１の先端部８１ａ（便蓋１３の支持軸）にはセレーションを形成し、略中央部分には連結軸８１のスラスト方向の移動を規制するための大径部８１ｂを形成する。また、蓋カバー８４の内筒部８４ａとの間をシールする為のＯリング溝８１ｃを形成し、大径部８１ｂとＯリング溝８１ｃとの間にアシストバネ８２に一端を挿入するための挿入穴８１ｄを形成する。また、カバー８３の内筒部８３ａとの間をシールする為のＯリング溝８１ｅを形成し、末端部分には回転軸４０の外形と略同一形状の溝８１ｆを形成する。
アシストバネ８２の一端８２ａは中央に向けて折り曲げられ、挿入孔８１ｄに挿入され、他端８２ｂは中央に向けて折り曲げられ連結カバー８３の内筒部８３ａの外周に形成した支持溝８３ｂに固定される。なお支持溝８３ｂの根元部分はやや底部８３ｃの肉厚を増してアシストバネ８２の他端８２ｂの回動を防止する防止壁８３ｄを形成する。
また、連結カバー８３の後端には便座用自動開閉装置３０の外郭ケーシング３１ａに一体に形成した係合突起３１ｑに嵌合して回動が規制される規制突起８３ｅを形成し、規制突起の８３ｅの周縁部分の一箇所に着脱レバーの回動を規制するストッパ８３ｆを形成する。また、外筒部８３ｇには若干径を細めた細径部８３ｈを形成する。連結カバー８３の開口端には溶着用リブ８３ｉを全周に形成し、蓋カバー８４を超音波溶着等で一体化する。
着脱レバー８５は、上方が切り欠かれた支持円筒８５ａと下方が切り欠かれた着脱用円筒８５ｂとで形成され、その間に内側及び外側に若干肉を増したリング状リブ８５ｃを形成する。このリング状リブ８５ｃの内径は細径部８３ｈと略同一径で外筒部８３ｇよりも小さい径としておく。また、着脱用円筒８５ｂには把持用突起８５ｄを形成する。
固定部材８６には連結軸８１の外形と略同一形状の連結用開口８６ａ、便座１２に回動不能に固定するために外周に沿って所定間隔毎に設けた突起８６ｂ、略Ｌ字形状の連結クランク８６ｃを形成する。また、連結クランク８６ｃには締結ネジ用の下孔８６ｄ、アシストユニット８０（固定部材８６を除く）のスラスト方向の移動を規制するストッパ８６ｅを形成する。
次に、図２９を参照しながら、アシストユニット８０の組み立て手順を説明する。連結軸８１のＯリング溝８１ｃ、８１ｅにＯリングを収要し、連結軸８１の挿入孔８１ｄにアシストバネ８２の一端８２ａを挿入し、他端８２ｂを連結カバー８３の支持溝８３ｂに係合させて連結軸８１を連結カバー８３の内筒部８３ａ内に、内筒部８３ａの端部と連結軸８１の大径部８１ｂとが当接するまで挿入する。これによりアシストバネ８２の他端８２ｂは防止壁８３ｄ内に収容される。
次に、蓋カバー８４の内筒部８４ａ内に連結軸８１の先端部８１ａを挿入し、蓋カバー８４の裏側と連結カバー８３の溶着用リブ８３ｉとを当接させた状態で、蓋カバーを超音波振動させることで連結軸８１、アシストバネ８２、連結カバー８３、蓋カバー８４を一体化する。
次に、着脱レバー８５を外筒部８３ｇに挿入するが、外筒部８３ｇはリング状リブ８５ｃよりも若干大きな径としているので、リング状リブ８５ｃが外筒部８３ｇを乗り上げ細径部８３ｈまで挿入されると連結カバー８３と着脱レバー８５とは一体化され、着脱レバー８５は外筒部８３ｇとリング状リブ８５ｃとでスラスト方向の抜けは規制される。次に連結軸８１を固定部材８６の連結用開口８６ａ内に挿入することでアシストユニット８０は一体化される。
このアシストユニット８０の連結軸８１を便座１２の連結孔１２ｄ（図２１参照）内に挿通し、アシストユニット８０を便座１２の連結部１２ａ内に挿入した状態で、固定部材８６の下孔８６ｄ及び便座１２のネジ孔１２ｃ（図２１参照）とをセルフタッピングネジで締結することで便座１２とアシストユニット８０は一体化される。
なお、連結クランク８６ｃは、便座１２に装着される前は外側に弾性変形可能であるため、アシストユニット８０（固定部材８６を除く）は固定部材８６から着脱可能であるが、便座１２に装着された後では便座１２によって外側の変形は規制される為、ストッパ８６ｅと連結カバー８３のフランジ８３ｊとによってアシストユニット８０（固定部材８６を除く）はスラスト方向の抜けが規制される。
また、着脱レバー８５も同様に連結クランク８６ｃと外筒部８３ｇとのクリアランスが小さく外筒部８３ｇを乗り越える程外側に着脱レバー８５が変形できないことでスラスト方向の抜けが防止される。
次にトレランスリング６２について、図３０に示す原理図を用いて説明する。トレランスリング６２は、図３０に示すように、波形状をした部分をもつリングの形状をしており、各波はバネとして作用し、その作用力は波の変形量に比例する。組み立て時に必要な力をＡＦ、半径方向力をＲＬ（Ｎ）、摩擦係数をμ、波の数をｎ、波の変形量をｃ（ｍｍ）、バネ定数をＫ（Ｎ／ｍｍ）、伝達トルクをＭｔ、軸直径をｄ（ｍ）とすると、
ＲＬ＝ｎ・ｃ・Ｋ
ＡＦ＝ＲＬ・μ
Ｍｔ＝ＡＦ・ｄ／２
によって算出することができる。
バネ定数は材料の厚さ、波のピッチ、幅、形状、高さを変更することで設定できるので、正常時に回転軸４０，１４０に最大どの程度のトルクがかかるかを実験等で見極め、そのトルクに応じてトレランスリング６２の形状を選択する。
この設定トルク以上のトルクが回転軸４０に発生した場合には、トレランスリング６２の波形状部６２ａが回転軸４０，１４０の連結孔に食い込み固定されており、トレランスリングのリング状縁部６２ｂがキャリア６３の出力軸６３ｄの外周を滑り、設定トルク以上の過重が自動開閉装置３０，１３０内部にかかることがなく、歯車の破損等を防止することが出来る。
図３１に示すように、駆動モータ３２のシャフトはモータ内部を貫通しており、その径は内部では比較的太く、露出した部分は細径としている。この先端部３２ａを細径としたのは、小歯車３２ｂの歯数をできるだけ少なくして減速比を大きくとりたいためである。なお、シャフト自体を細径とすることも考えられるが、シャフト長に対してシャフトが細いと駆動モータ３２の軸ぶれが大きくなるためにシャフト自体を細径とはせず、小歯車３２ｂが取付けられる部分のみを細径としたものである。
次に、上記構成による動作の説明を行う。
図３２は本発明の便座装置の制御ブロック図である。人体検知センサによる検知若しくはリモコン等に設けられる便蓋開スイッチ（図示無し）を操作すると、便蓋用自動開閉装置１３０内の駆動モータ３２へ通電がなされ、この駆動モータ３２の回転が、減速歯車列（小歯車３２ｂ、第１歯車３４、第２歯車３７、第３歯車３８、遊星歯車機構）及びトレランスリング６２、出力軸１４０を介して回転軸５０に伝達され、便蓋１３を開放する。
なお、磁石６１とエリア検出回路７１に設けた２つのホールＩＣ７１ａ、７１ｂとにより便蓋１３が閉止エリア（２０度以下）、回動エリア（２０度〜８０度）、開放エリア（８０度〜１１０度）、異常エリア（１１０度以上）の何れのエリアにいるかを検出し、各エリアに応じた駆動モータ３２への通電制御（若しくはショート制御）を行う。更に、磁石３４ｃと回転検出回路７０に設けたホールＩＣ７０ａととで駆動モータ３２の回転を検知することによりエリア内のどの位置にいるかを比較的正確に検知して、より細かな通電制御を行うことができる。
また、リモコン等に設けた便座開スイッチの操作すると、便座用自動開閉装置３０内の駆動モータ３２へ通電がなされ、減速歯車列（小歯車３２ｂ、第１歯車３４、第２歯車３７、第３歯車３８、遊星歯車機構）及びトレランスリング６２を介して駆動モータ３２の回転が回転軸４０に伝達され、便座１２を開放する。
なお、便蓋用自動開閉装置１３０と同様に回転検出回路７０、エリア検出回路７１により便座１２の位置を検出し、位置に応じた駆動モータ３２の通電制御（若しくはショート制御）を行う。
便座１２の内部には暖房用のヒータが設けられているため比較的重く、便蓋用自動開閉装置１３０と同一の構造の便座用自動開閉装置３０だけでは便座１２を持ち上げることができないため、アシストユニット８０を設けている。このアシストユニット８０は一端がケーシング１１に一体化され、他端が便座１２に一体化されるアシストバネ８２を内蔵している。このアシストバネ８２は便座１２が略垂直状態で自然長とされており、便座１２閉塞時には捩れた状態となっている。
したがって、便座１２閉塞時には開放側のトルクを発生することができ、これにより、便蓋用自動開閉装置１３０と略同一の構造でも便座１２を持ち上げることが可能となっている。
なお、アシストバネ８２の一端８２ａは連結ケース８３の規制突起８３ｅとケーシング１１に取付けられる便座用自動開閉装置３０の係合突起３１ｑとの係合によってケーシング１１に一体化されており、アシストバネ８２の他端８２ｂは連結軸８１、固定部材８６を介して便座１２に一体化されている。
リモコン等に設けた便座閉スイッチ（図示無し）を操作すると開動作とは反対側の通電が駆動モータ３２になされ、回転検出回路７０及びエリア検出回路７１にて検出される便座１２の位置に応じて通電制御（若しくはショート制御）がなされる。
人体検知センサ（図示無し）による離隔検知若しくはリモコン等に設けた便蓋閉スイッチ（図示無し）を操作すると便座１２同様に便蓋用自動開閉装置１３０は制御され、便蓋１３を閉塞することができる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明に係る便座又は便蓋の自動開閉装置は、洋式便器における便座又は便蓋の自動開閉装置として使用される。
本発明の自動開閉装置は、装置自体の取付面積を小さくすることができ、便座又は便蓋の回転軸下方にも他の機能部品を設置することが可能であるため、軽量、コンパクト化が求められる温水洗浄便座等に用いる際に有効である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の自動開閉装置を搭載した衛生洗浄装置の分解斜視図である。
第２図は、本発明の自動開閉装置を搭載した衛生洗浄装置の便座取付を説明するための断面図であり、取外状態を示す図である。
第３図は、本発明の自動開閉装置を搭載した衛生洗浄装置の便座取付を説明するための断面図であり、取付状態を示す図である。
第４図は、本発明の自動開閉装置の断面図である。
第５図は、本発明の自動開閉装置の分解斜視図である。
第６図は、第４図のＡ−Ａ断面図である。
第７図は、第４図のＢ−Ｂ断面図である。
第８図は、本発明の自動開閉装置の第２実施例の断面図である。
第９図は、本発明の自動開閉装置の第３実施例の断面図である。
第１０図は、本発明の自動開閉装置の第４実施例の断面図である。
第１１図は、本発明の自動開閉装置の第１実施例に関する他の実施例の断面図である。
第１２図は、本発明の自動開閉装置の第１実施例に関する他の実施例の断面図である。
第１３図は、本発明の自動開閉装置の第５実施例の断面図である。
第１４図は、本発明の自動開閉装置の第６実施例の便座、便蓋同時駆動時の断面図である。
第１５図は、本発明の自動開閉装置の第６実施例の便蓋のみ駆動時の断面図である。
第１６図は、本発明の自動開閉装置の第６実施例の便座のみ駆動時の断面図である。
第１７図は、本発明の自動開閉装置の第６実施例に関する他の実施例の便座、便蓋同時駆動時の断面図である。
第１８図は、本発明の自動開閉装置の第６実施例に関する他の実施例の便蓋のみ駆動時の断面図である。
第１９図は、本発明の自動開閉装置の第６実施例に関する他の実施例の便座のみ駆動時の断面図である。
第２０図は、本発明の自動開閉装置の第１実施例に関する他の実施例の断面図である。
第２１図は、本発明の第７実施例である便座又は便蓋の自動開閉装置を内蔵した便座装置の斜視図である
第２２図は、本発明の第７実施例である便座又は便蓋の自動開閉装置の取付け位置を説明する為の分解斜視図である。
第２３図は、便座用自動開閉装置を内蔵した便座装置の断面図である。
第２４図は、便蓋用自動開閉装置を内蔵した便座装置の断面図である。
第２５図は、便座用自動開閉装置の分解斜視図である。
第２６図は、駆動モータ組品の分解斜視図である。
第２７図は、遊星歯車組品の分解斜視図である。
第２８図は、便座用自動開閉装置のケーシングを外した状態での平面図である。
第２９図は、アシストユニットの分解斜視図である。
第３０図は、トレランスリングの原理図である。
第３１図は、駆動モータの断面図である。
第３２図は、本発明の便座装置の制御ブロック図である。
【０００１】
明 細 書
便座又は便蓋の自動開閉装置
技術分野
本発明は洋式便器における便座又は便蓋の自動開閉装置に関し、詳しくは便座、便蓋を個々に自動開閉する装置に関するものである。
背景技術
洋式便器における便座又は便蓋の自動開閉装置に関しては、便座、便蓋のそれぞれに、別個の自動開閉装置を設けてなる特開平１１−２１６０８３号公報に開示された技術が知られている。この自動開閉装置においては、駆動モータの出力軸と回転軸とは複数の歯車輪列を介して連結しているため、夫々の軸が異軸となるように形成されている。
しかし、上記の装置は夫々が異なる軸を有する複数の歯車輪列を有するために大きな（回転軸の軸心と直交する投影面に対して）取付面積を必要としていた。従って、軽量、コンパクト化を要求されている温水洗浄便座等に用いる際には不便であった。
本発明では上記従来の問題点に鑑み、便座、便蓋それぞれの自動開閉装置の小型化、コストダウン等を図ったものである。
発明の開示
明 細 書
便座又は便蓋の自動開閉装置
技術分野
本発明は洋式便器における便座又は便蓋の自動開閉装置に関し、詳しくは便座、便蓋を個々に自動開閉する装置に関するものである。
背景技術
洋式便器における便座又は便蓋の自動開閉装置に関しては、便座、便蓋のそれぞれに、別個の自動開閉装置を設けてなる特開平１１−２１６０８３号公報に開示された技術が知られている。この自動開閉装置においては、駆動モータの出力軸と回転軸とは複数の歯車輪列を介して連結しているため、夫々の軸が異軸となるように形成されている。
しかし、上記の装置は夫々が異なる軸を有する複数の歯車輪列を有するために大きな（回転軸の軸心と直交する投影面に対して）取付面積を必要としていた。従って、軽量、コンパクト化を要求されている温水洗浄便座等に用いる際には不便であった。
本発明では上記従来の問題点に鑑み、便座、便蓋それぞれの自動開閉装置の小型化、コストダウン等を図ったものである。
発明の開示
【０００２】
請求の範囲第２項の発明においては、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、該モータの駆動力を減速歯車列を介して前記回転軸に伝達して便座又は便蓋を自動開閉する便座又は便蓋の自動開閉装置において、前記減速歯車列に遊星歯車機構を用いたので、同心上に駆動モータ及び減速歯車列及び回転軸を配置することができるため、回転軸の軸心と直交する投影面に対して装置自体の外形を回転軸と同心円形状にできるため、緩閉止ユニット等との互換が取り易くなり収納設計が極めて容易になる。
請求の範匣第３項の発明においては、請求の範囲第２項の構成に加え、前記遊星肯車機構を複数段直列に配置したので、比較的小型のモータ及び遊星歯車機構で良くなるため、収納設計を更に楽にすることができる。
請求の範囲第４項の発明においては、請求の範囲第２項乃至第３項記載の発明に加え、遊星歯車機構の最終段となる出力軸と回転軸との間にトルクリミッタ機構を設けたので、自動開閉動作中に手で便座又は便蓋を押さえられる等、回転軸側に過負荷がかかった場合にも遊星歯車機構に過負荷が加わることが無いので、装置自体の破損が無い。
請求の範囲第５項の発明においては、請求の範囲第２項乃至第４項記載の発明に加え、遊星歯車機構の最終段となる出力軸と回転軸との間に開閉状態に対応した位置情報を出力する位置検出手段を設けたので、歯車の歯が欠ける等しても、座蓋の開閉位置がずれることがなく、安定した動作が可能となる。
請求の範囲第２項の発明においては、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、該モータの駆動力を減速歯車列を介して前記回転軸に伝達して便座又は便蓋を自動開閉する便座又は便蓋の自動開閉装置において、前記減速歯車列に遊星歯車機構を用いたので、同心上に駆動モータ及び減速歯車列及び回転軸を配置することができるため、回転軸の軸心と直交する投影面に対して装置自体の外形を回転軸と同心円形状にできるため、緩閉止ユニット等との互換が取り易くなり収納設計が極めて容易になる。
請求の範匣第３項の発明においては、請求の範囲第２項の構成に加え、前記遊星肯車機構を複数段直列に配置したので、比較的小型のモータ及び遊星歯車機構で良くなるため、収納設計を更に楽にすることができる。
請求の範囲第４項の発明においては、請求の範囲第２項乃至第３項記載の発明に加え、遊星歯車機構の最終段となる出力軸と回転軸との間にトルクリミッタ機構を設けたので、自動開閉動作中に手で便座又は便蓋を押さえられる等、回転軸側に過負荷がかかった場合にも遊星歯車機構に過負荷が加わることが無いので、装置自体の破損が無い。
請求の範囲第５項の発明においては、請求の範囲第２項乃至第４項記載の発明に加え、遊星歯車機構の最終段となる出力軸と回転軸との間に開閉状態に対応した位置情報を出力する位置検出手段を設けたので、歯車の歯が欠ける等しても、座蓋の開閉位置がずれることがなく、安定した動作が可能となる。
【０００５】
請求の範囲第２６項の発明は、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、該モータの駆動力を減速歯車列を介して前記回転軸に伝達して便座又は便蓋を開閉する便座又は便蓋の自動開閉装置において、前記減速歯車列の最終段に遊星歯車機構を用いたので、最も強度が必要な最終ギアを複数の遊星歯車で構成するため、分散して力を受けることができ、小型な減速歯車でも十分な強度を得ることができると共に遊星歯車機構では平歯車等に比べ減速比を大きく取れるため、自動開閉装置自体を小型化することができる。
請求の範囲第２７の発明においては、請求の範囲第２６項記載の発明に加え、前記遊星歯車機構の入力端面と駆動モータの出力端面とが略同一平面となるよう隣接配置すると共に、残る減速歯車列の軸心を前記遊星歯車機構及び前記駆動モータとの投影面がなす２円及び２円の外接線内に設けた。これにより、駆動モータの出力軸に設けられる小歯車と遊星歯車機構の太陽歯車に一体に設けられる大歯車とを同一平面に配置できるので、モータの奥行きと遊星歯車機構の奥行きのうち厚い方の奥行きに駆動モータの出力軸と遊星歯車機構の入力軸とを連結する減速歯車列の大歯車又は小歯車の片方の厚みを加えた奥行きで自動開閉装置を構成することができる。また、駆動モータの出力軸と遊星歯車機構の入力軸とを連結する減速歯車列の軸心を遊星歯車機構及び前記駆動モータとの投影面がなす２円及び２円の外接線内に設けることで、駆動モータ及び遊星歯車機構とがなす投影面を有効に利用して残る減速歯車列を配置することができるため、自動開閉装置自体を小型化
請求の範囲第２６項の発明は、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、該モータの駆動力を減速歯車列を介して前記回転軸に伝達して便座又は便蓋を開閉する便座又は便蓋の自動開閉装置において、前記減速歯車列の最終段に遊星歯車機構を用いたので、最も強度が必要な最終ギアを複数の遊星歯車で構成するため、分散して力を受けることができ、小型な減速歯車でも十分な強度を得ることができると共に遊星歯車機構では平歯車等に比べ減速比を大きく取れるため、自動開閉装置自体を小型化することができる。
請求の範囲第２７の発明においては、請求の範囲第２６項記載の発明に加え、前記遊星歯車機構の入力端面と駆動モータの出力端面とが略同一平面となるよう隣接配置すると共に、残る減速歯車列の軸心を前記遊星歯車機構及び前記駆動モータとの投影面がなす２円及び２円の外接線内に設けた。これにより、駆動モータの出力軸に設けられる小歯車と遊星歯車機構の太陽歯車に一体に設けられる大歯車とを同一平面に配置できるので、モータの奥行きと遊星歯車機構の奥行きのうち厚い方の奥行きに駆動モータの出力軸と遊星歯車機構の入力軸とを連結する減速歯車列の大歯車又は小歯車の片方の厚みを加えた奥行きで自動開閉装置を構成することができる。また、駆動モータの出力軸と遊星歯車機構の入力軸とを連結する減速歯車列の軸心を遊星歯車機構及び前記駆動モータとの投影面がなす２円及び２円の外接線内に設けることで、駆動モータ及び遊星歯車機構とがなす投影面を有効に利用して残る減速歯車列を配置することができるため、自動開閉装置自体を小型化
【０００６】
することができる。
請求の範囲第２８項の発明においては、請求の範囲第２７項記載の発明に加え、前記遊星歯車機構の太陽歯車の中心を通る水平線と前記２円の外接線内との間に残る減速歯車列の軸心を設けたので、減速歯車列の高さ方向を駆動モータと遊星歯車機構の投影面内にほぼ収めることができる。
請求の範囲第２９項の発明においては、請求の範囲第２７項記載の発明に加え、前記遊星歯車機構の太陽歯車の中心と前記駆動モータの出力軸の中心とを結ぶ線に対する夫々の中心を通る垂線と前記２円の外接線内との間に残る減速歯車列の軸心を設けたので、駆動モータと遊星歯車機構とを垂直に配置しない場合においても最適な設計を行うことができコンパクトな自動開閉装置を提供することができる。
することができる。
請求の範囲第２８項の発明においては、請求の範囲第２７項記載の発明に加え、前記遊星歯車機構の太陽歯車の中心を通る水平線と前記２円の外接線内との間に残る減速歯車列の軸心を設けたので、減速歯車列の高さ方向を駆動モータと遊星歯車機構の投影面内にほぼ収めることができる。
請求の範囲第２９項の発明においては、請求の範囲第２７項記載の発明に加え、前記遊星歯車機構の太陽歯車の中心と前記駆動モータの出力軸の中心とを結ぶ線に対する夫々の中心を通る垂線と前記２円の外接線内との間に残る減速歯車列の軸心を設けたので、駆動モータと遊星歯車機構とを垂直に配置しない場合においても最適な設計を行うことができコンパクトな自動開閉装置を提供することができる。
【０００７】
請求の範囲第３３項の発明では、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、該モータの駆動力を減速歯車列を介して前記回転軸に伝達して便座又は便蓋を開閉する便座又は便蓋の自動開閉装置において、前記駆動モータから突出するモータ出力軸の先端部分に細径部を形成してモータの出力軸の先端部分をモータ内蔵部分よりも細径とし、該細径部に小歯車を設けたので、従来同様にモータの回転を安定して行うことができつつ小歯車を小型にできるため歯数を減らすことができ、減速歯車列の第１段目から大きな減速比を取ることができるため、自動開閉装置を小型化することができる。
請求の範囲第項３４項の発明においては、請求の範囲３３項記載の発明に加え、前記小歯車をはすば歯車としたので、平歯に比べ薄くても接触面積を確保できるはすば歯車を用いることで歯車自体を薄くしても歯車強度を確保することができ、減速歯車列をコンパクトすることができる。そのため、自動開閉装置を小型化することができる。
図面の簡単な説明
第１図は、本発明の自動開閉装置を搭載した衛生洗浄装置の分解斜視図である。
第２図は、本発明の自動開閉装置を搭載した衛生洗浄装置の便座取付を説明するための断面図であり、取外状態を示す図である。
第３図は、本発明の自動開閉装置を搭載した衛生洗浄装置の便座取付を説明するための断面図であり、取付状態を示す図である。
第４図は、本発明の自動開閉装置の断面図である。
第５図は、本発明の自動開閉装置の分解斜視図である。
第６図は、第４図のＡ−Ａ断面図である。
第７図は、第４図のＢ−Ｂ断面図である。
第８図は、本発明の自動開閉装置の第２実施例の断面図である。
請求の範囲第３３項の発明では、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、該モータの駆動力を減速歯車列を介して前記回転軸に伝達して便座又は便蓋を開閉する便座又は便蓋の自動開閉装置において、前記駆動モータから突出するモータ出力軸の先端部分に細径部を形成してモータの出力軸の先端部分をモータ内蔵部分よりも細径とし、該細径部に小歯車を設けたので、従来同様にモータの回転を安定して行うことができつつ小歯車を小型にできるため歯数を減らすことができ、減速歯車列の第１段目から大きな減速比を取ることができるため、自動開閉装置を小型化することができる。
請求の範囲第項３４項の発明においては、請求の範囲３３項記載の発明に加え、前記小歯車をはすば歯車としたので、平歯に比べ薄くても接触面積を確保できるはすば歯車を用いることで歯車自体を薄くしても歯車強度を確保することができ、減速歯車列をコンパクトすることができる。そのため、自動開閉装置を小型化することができる。
図面の簡単な説明
第１図は、本発明の自動開閉装置を搭載した衛生洗浄装置の分解斜視図である。
第２図は、本発明の自動開閉装置を搭載した衛生洗浄装置の便座取付を説明するための断面図であり、取外状態を示す図である。
第３図は、本発明の自動開閉装置を搭載した衛生洗浄装置の便座取付を説明するための断面図であり、取付状態を示す図である。
第４図は、本発明の自動開閉装置の断面図である。
第５図は、本発明の自動開閉装置の分解斜視図である。
第６図は、第４図のＡ−Ａ断面図である。
第７図は、第４図のＢ−Ｂ断面図である。
第８図は、本発明の自動開閉装置の第２実施例の断面図である。
Claims (34)
- 便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、前記回転軸とモータの出力軸とを同心に配置したことを特徴とする便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、該モータの駆動力を減速歯車列を介して前記回転軸に伝達して便座又は便蓋を自動開閉する便座又は便蓋の自動開閉装置において、前記減速歯車列に遊星歯車機構を用いたことを特徴とする便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 前記遊星歯車機構を複数段直列に配置したことを特徴とする請求の範囲第２項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 最終段となる出力軸と回転軸との間にトルクリミッタ機構を設けたことを特徴とする請求の範囲第２または第３項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 遊星歯車機構の最終段となる出力軸と回転軸との間に開閉状態に対応した位置情報を出力する位置検出手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第２乃至第４項のいずれか１項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 前記遊星歯車機構を前記駆動モータの外径と略同一としたことを特徴とする請求の範囲第２乃至第５項のいずれか１項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 前記遊星歯車機構の遊星ギアを複数設けたことを特徴とする請求の範囲第２乃至第６項のいずれか１項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 前記回転軸とモータの出力軸とを平行に配置したことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 前記回転軸とモータの出力軸とを直角に配置したことを特徴とする請求の範囲第２項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 前記回転軸とモータの出力軸とをくいちがいに配置したことを特徴とする請求の範囲第２項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- ねじりばねにより便座又は便蓋を開放側へ付勢したことを特徴とする請求の範囲第２項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 巻掛け伝達手段を組合せたことを特徴とする請求の範囲第２項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 便座の自動開閉装置又は便蓋の自動開閉装置を便座又は便蓋の基端部の回動ブロック挿入部に挿入したことを特徴とする請求の範囲第２項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 便座の自動開閉装置と便蓋の自動開閉装置を同軸に配置したことを特徴とする請求の範囲第２項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 便座の自動開閉装置と便蓋の自動開閉装置を平行軸に配置したことを特徴とする請求の範囲第２項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 便座の自動開閉装置と便蓋の自動開閉装置を一体にしたことを特徴とする請求の範囲第２項記載の自動開閉装置。
- 便座及び便蓋の回転軸を同軸としたことを特徴とする請求の範囲第１６項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 便座及び便蓋の回転軸を平行軸としたことを特徴とする請求の範囲第１６項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 便座及び便蓋の駆動モータを共用したことを特徴とする請求の範囲第１７項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 便座及び便蓋の駆動モータを共用したことを特徴とする請求の範囲第１８項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 最終段となる出力軸と回転軸との間を摩擦方式によりトルクリミッタ機構を構成したことを特徴とする請求の範囲第４項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 最終段となる出力軸と回転軸との間に潤滑材を用い、摩擦方式によりトルクリミッタ機構を構成したことを特徴とする請求の範囲第２１項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 最終段となる出力軸と回転軸との間をラチェット方式によりトルクリミッタ機構を構成したことを特徴とする請求の範囲第４項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 最終段となる出力軸と回転軸とを回転軸方向にずれないように締結したことを特徴とする請求の範囲第２１項又は第２３項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- ねじりばねにより便座又は便蓋を開放側へ付勢する手段を便座の自動開閉装置又は便蓋の自動開閉装置を便座又は便蓋の基端部の回動ブロック挿入部に挿入したことを特徴とする請求の範囲第１１項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、該モータの駆動力を減速歯車列を介して前記回転軸に伝達して便座又は便蓋を開閉する便座又は便蓋の自動開閉装置において、前記減速歯車列の最終段に遊星歯車機構を用いたことを特徴とする便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 前記遊星歯車機構の入力端面と駆動モータの出力端面とが略同一平面となるよう隣接配置すると共に、残る減速歯車列の軸心を前記遊星歯車機構及び前記駆動モータとの投影面がなす２円及び２円の外接線内に設けたことを特徴とする請求の範囲第２６項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 前記遊星歯車機構の太陽歯車の中心を通る水平線と前記２円の外接線内との間に残る減速歯車列の軸心を設けたことを特徴とする請求の範囲第２７項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 前記遊星歯車機構の太陽歯車の中心と前記駆動モータの出力軸の中心とを結ぶ線に対する夫々の中心を通る垂線と前記２円の外接線内との間に残る減速歯車列の軸心を設けたことを特徴とする請求の範囲第２７項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、該モータの駆動力を減速歯車列を介して前記回転軸に伝達して便座又は便蓋を開閉する便座又は便蓋の自動開閉装置において、噛み合う一組の減速歯車の大歯車を樹脂製とし、他方の小歯車を金属製としたことを特徴とする便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 前記駆動モータから突出するモータ出力軸の先端部分に細径部を形成し、該細径部に小歯車を設けたことを特徴とする請求の範囲第３０項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 前記小歯車をはすば歯車としたことを特徴とする請求の範囲第３１項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、該モータの駆動力を減速歯車列を介して前記回転軸に伝達して便座又は便蓋を開閉する便座又は便蓋の自動開閉装置において、前記駆動モータから突出するモータ出力軸の先端部分に細径部を形成し、該細径部に小歯車を設けたことを特徴とする便座又は便蓋の自動開閉装置。
- 前記小歯車をはすば歯車としたことを特徴とする請求の範囲第３３項記載の便座又は便蓋の自動開閉装置。
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