KR100647392B1

KR100647392B1 - 변좌 승강 장치

Info

Publication number: KR100647392B1
Application number: KR1020050009417A
Authority: KR
Inventors: 마모루 야마오카; 카즈노리 니시카와; 츠요시 나카소네
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2004-02-04
Filing date: 2005-02-02
Publication date: 2006-11-23
Also published as: JP4436147B2; KR20060042928A; CN1650790A; CN100427018C; JP2005218527A

Abstract

<과제> 변좌 유닛의 상승 또는 하강을 전동으로 행함으로써 부담을 경감할 수 있고, 또한, 전동으로 행하기 위한 구동원으로서 사용한 모터를 소형화할 수 있는 동시에, 구동 기구가 변좌 유닛을 상승 또는 하강시킬 때에 걸리는 과부하에 의해 파손될 우려가 없는 변좌 승강 장치를 제공한다.

<해결 수단> 변좌 승강 장치(1)에서는, 스테핑 모터(7)의 회전 구동력을 감속윤열(70), 출력 피니언(80), 및 랙(53)을 통하여 우측 슬라이더(51)에 전달하고, 변좌 유닛이 연결된 가동 플레이트(6)를 승강시킨다. 또, 과부하에 의해 탈조하여 회전되는 로터(76)의 관성력에 대해 스테핑 모터(7)와 변좌 유닛(10)과의 연결을 차단하는 래칫 기구(79)가 설치되어 있다.

Description

변좌 승강 장치 {APPARATUS FOR LIFTING AND LOWERING A TOILET SEAT}

도 1의 (a), (b)는 각각, 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치를 사용한 서양식 화장실 유닛에 있어서, 변좌를 내린 상태의 설명도, 및 변좌를 변기 본체로부터 들어올린 상태를 나타내는 설명도이다.

도 2의 (a), (b), (c), (d)는 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치의 평면도, 정면도, 도 2의 (a)의 A-A'선에 있어서의 개략 단면도, 및 도 2의 (a)의 B-B'선에 있어서의 개략 단면도이다.

도 3의 (a), (b)는 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치로부터 가동 플레이트 및 좌측 슬라이더를 제거한 상태의 정면도, 및 도 3의 (a)의 C-C'선에 있어서의 개략 단면도이다.

도 4의 (a), (b)는 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치에 사용한 스테핑 모터의 로터를 나타내는 평면도, 및 도 4의 (a)의 D-D선에 있어서의 개략 단면도이다.

도 5의 (a), (b)는 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치에 있어서, 변좌 유닛을 탑재한 가동 부재가 최하 위치에 있는 상태를 나타내는 설명도, 및 가동 부재가 최상 위치에 있는 설명도이다.

도 6의 (a), (b)는 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치에 사용한 스테핑 모터의 로터의 변형예를 나타내는 평면도, 및 도 4의 (a)의 D-D선에 있어서의 개략 단 면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 변좌 승강 장치 2 : 고정 플레이트(고정 부재)

3 : 스토퍼 플레이트 5 : 구동 기구

6 : 가동 플레이트(가동 부재) 7 : 스테핑 모터(모터)

8 : 출력 기어 10 : 변좌 유닛

11 : 변기 본체 12 : 변좌

41, 42 : 가이드축(가이드 기구) 51 : 우측 슬라이더

52 : 좌측 슬라이더 53 : 랙

70 : 감속윤열 71, 72, 73 : 감속 기어

74 : 피니언 회전체 74a : 피니언

75 : 마그넷 회전체 75a : 마그넷

76 : 로터 77 : 스테이터

78 : 고정축 79 : 래칫 기구(토크 리미터)

80 : 출력 피니언 91 : 제1의 스토퍼

92 : 제2의 스토퍼

본 발명은 서양식 변기의 변좌를 승강시키기 위한 변좌 승강 장치에 관한 것 이다.

서양식 변기에 있어서는, 변좌나 변기 덮개가 안쪽을 중심으로 회전하여 평복(平伏)자세 및 기립 자세로 된다. 이 때문에, 변기 본체 상부면의 안쪽을 청소하려고 해도 변기 본체와 변좌와의 사이에는 극히 좁은 틈새밖에 비지 않아서, 그 부분을 청소하고 싶어도 손이 들어가지 않는다. 그래서, 수동에 의해 변좌 유닛을 변기 본체로부터 띄운 상태로 하는 것이 가능한 변좌 승강 장치가 안출되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

<특허 문헌 1> 일본특허 특개평 8-177104호 공보

그렇지만, 종래의 변좌 승강 장치와 같이 수동으로 변좌 유닛을 승강시키는 구성에서는, 화장실이라고 하는 좁은 공간에서, 사람의 손에 의해 변좌 유닛을 승강시키는 작업은, 부자연스러운 자세로 행하지 않으면 안 되기 때문에 힘든 작업이다.

이상의 문제점을 감안하여, 본 발명의 과제는, 변좌 유닛의 상승 또는 하강을 전동으로 행함으로써 부담을 경감할 수 있고, 또한, 전동으로 행하기 위한 구동원으로서 저출력의 모터를 사용할 수 있는 동시에, 구동 기구가 변좌 유닛을 상승 또는 하강시킬 때에 걸리는 과부하에 의해 파손될 우려가 없는 변좌 승강 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 서양식 화장실의 변기 본체측에 고정되는 고정 부재와, 변좌 유닛이 장착되는 가동 부재와, 이 가동 부재를 상하 방향으로 안내하는 가이드 기구를 갖는 변좌 승강 장치에 있어서, 상기 고정 부재에 대하여 상기 가동 부재를 전동에 의해 상승 또는 하강 가능한 구동 기구를 가지며, 상기 구동 기구는, 상기 가동 부재를 구동 가능한 모터와, 이 모터와 상기 가동 부재와의 사이에 배치된 토크 리미터를 구비하고, 이 토크 리미터는, 상기 가동 부재에 대해 상승 방향 또는 하강 방향으로 작용하여 상기 모터를 탈조시키는 과부하에 의해 탈조하여 회전하는 상기 모터의 상기 가동 부재에 전달하는 관성력을 차단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 토크 리미터의 상기 과부하가 걸리는 방향으로의 공전 토크를, 상기 과부하가 걸리는 방향과 반대의 방향으로 상기 가동 부재가 구동되고 있을 때의 상기 모터의 탈조 토크보다 크게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 모터가 탈조하기까지는 부하를 전달 가능하므로, 모터의 전달 능력을 최대로 활용할 수 있다. 따라서, 저출력의 모터를 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 토크 리미터는, 상기 가동 부재에 대하여 하강 방향으로 작용하여 상기 모터를 탈조시키는 과부하에 의해 탈조하여 회전하는 상기 모터의 상기 가동 부재에 전달하는 관성력을 차단하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 변좌 유닛을 상승 또는 하강시키고 있는 도중에, 잘못하여 걸터앉는 것과 같은 과대한 힘이 가해진 경우에 있어서, 이 힘에 의해 탈조하여 회전되는 모터의 관성력에 대해 구동 기구의 파손을 방지할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 모터로서 스테핑 모터를 사용하고, 상기 과부하가 걸리는 방향으로 상기 가동 부재가 구동될 때의 상기 스테핑 모터의 구동 펄스의 주파수를, 상기 과부하가 걸리는 방향과 반대의 방향으로 상기 가동 부재가 구동될 때의 상기 스테핑 모터의 구동 펄스의 주파수보다 크게 하는 것이 바람직하다. 스테핑 모터의 경우, 과부하에 의한 탈조 토크는 일반적으로, 과부하가 걸리는 방향으로 모터가 구동하고 있을 때와, 과부하가 걸리는 방향과는 반대의 방향으로 모터가 구동하고 있을 때는 상위하며, 과부하가 걸리는 방향으로 구동하고 있을 때가 훨씬 더 크다. 때문에, 구동 기구를 이 큰 쪽의 부하에 견디도록 강도(强度) 설계하기 때문에, 과부하가 걸리는 방향과는 반대의 방향으로 구동하는 쪽으로부터 하면 과잉 강도로 되어 있다. 본 발명과 같이 구성하면, 과부하가 걸리는 방향으로 구동할 때의 모터의 탈조 토크를 저하시킬 수 있다. 따라서, 탈조 토크의 저하에 상당하는 만큼 구동 기구의 강도를 저하시킬 수 있으므로, 부품의 박형화 등에 의해 구동 기구의 소형화를 도모할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 토크 리미터의 상기 과부하가 걸리는 방향으로의 공전 토크를, 상기 과부하가 걸리는 방향으로 상기 가동 부재가 구동되고 있을 때의 상기 모터의 탈조 토크보다 작게 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 과부하가 걸리는 방향으로 모터가 구동하고 있을 때의 과부하에 대해서는, 모터가 탈조하기 전에 토크 리미터가 기능하여 모터와 가동 부재와의 연결을 차단할 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같이 구동 펄스의 주파수를 다르게 함이 없이, 상기 탈조 토크와 상기 공전 토크의 차이만큼, 구동 기구의 강도를 저하시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 토크 리미터는, 상기 과부하가 걸리는 방향과 반대 의 방향으로의 공전 토크를, 상기 과부하가 걸리는 방향으로의 공전 토크보다 작게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 모터의 관성에 의해 구동 기구에 걸리는 충격을 작게 억제할 수 있으므로 구동 기구의 파손을 방지할 수 있다. 이 경우, 예를 들면, 래칫 기구에 의해 구성하는 것이 바람직하다.

<발명을 실시하기 위한 최상의 형태>

이하에, 도면을 참조하여 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치의 일례를 설명한다.

(화장실 유닛의 구성)

도 1의 (a), (b)는 각각, 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치를 사용한 서양식 변기 유닛에 있어서, 변좌를 내린 상태의 설명도, 및 변좌를 변기 본체로부터 들어올린 상태를 나타내는 설명도이다.

도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 본 형태의 서양식 화장실 유닛은, 서양식의 변기 본체(11)와, 이 변기 본체(11) 상에서 개폐되는 변좌(12)와, 이 변좌(12) 상에서 개폐되는 변기 덮개(13)를 갖고 있고, 변좌(12) 및 변기 덮개(13)는 안쪽을 중심으로 회전하여 평복자세 및 기립 자세로 된다. 여기서, 변좌(12) 및 변기 덮개(13)는 변좌 유닛(10)으로서 일체화되어 있고, 이 변좌 유닛(10)에는 필요에 따라, 변좌(12) 및 변기 덮개(13)가 자중으로 평복할 때의 속도를 완화하는 댐퍼 장치나 변기 덮개를 전동으로 개폐하기 위한 전동 장치가 내장되는 경우가 있다.

이들 어느 경우에 있어서도, 본 형태의 서양식 화장실 유닛에는, 도 1의 (b)에 나타내는 바와 같이, 변좌(12)(변좌 유닛(10))를 변기 본체(11)로부터 부상시켜 서, 변기 본체(11)의 상부면을 안쪽까지 청소 가능하게 하는 전동식의 변좌 승강 장치(1)가 구성되어 있다.

(변좌 승강 장치의 구성)

도 2의 (a), (b), (c), (d)는 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치의 평면도, 정면도, 도 2의 (a)의 A-A'선에 있어서의 개략 단면도, 및 도 2의 (a)의 B-B'선에 있어서의 개략 단면도이다. 도 3의 (a), (b)는 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치로부터 가동 플레이트 및 좌측 슬라이더를 제거한 상태의 정면도, 도 3의 (a)의 C-C'선에 있어서의 개략 단면도이다.

도 2의 (a)∼(d), 및 도 3의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 본 형태의 변좌 승강 장치(1)는, 변기 본체(11)(도 1을 참조)의 상부면 부분에의 고정면(21)을 구비한 고정 플레이트(2)(고정 부재)와, 고정 플레이트(2)의 후단에서 위쪽으로 절곡된 수직면(22)의 상단 부분에 고정된 역 L자 형상의 스토퍼 플레이트(3)와, 스토퍼 플레이트(3)의 수평 부분(31)과 고정 플레이트(2)의 고정면(21)과의 사이에 건너질러진 원기둥 형상의 우측 가이드축(41) 및 좌측 가이드축(42)(가이드 기구)을 갖고 있다.

좌우의 가이드축(41, 42)에는, 각각 이들 가이드축(41, 42)을 따라 상하로 슬라이드 가능한 우측 슬라이더(51), 및 좌측 슬라이더(52)가 지지되어 있고, 좌우의 슬라이더(51, 52)의 전면 및 상부면을 덮도록 가동 플레이트(6)(가동 부재)가 장착되어 있다. 우측 슬라이더(51) 및 좌측 슬라이더(52)는, 대략 직방체 형상을 구비하고 있으며, 가이드축(41, 42)이 삽입되는 베어링 부분(511, 521)을 각각 갖 고 있다.

여기서, 가동 플레이트(6)는 그 상부면(60)에 변좌 유닛(10)이 고정된다. 이 때문에, 좌우의 슬라이더(51, 52)가 가이드축(41, 42)을 따라 상하 운동하면, 가동 플레이트(6)에 고정된 변좌 유닛(10)도 일체로 상하 운동하게 된다.

본 형태의 변좌 승강 장치(1)에서는, 우측 슬라이더(51)에 대하여, 이 우측 슬라이더(51)를 상하 방향으로 구동하는 전동식의 구동 기구(5)가 구성되어 있고, 이 구동 기구(5)에 의해 우측 슬라이더(51)가 상하로 구동되었을 때, 좌측 슬라이더(52), 가동 플레이트(6), 및 변좌 유닛(10)도 상하로 이동한다.

이와 같은 구동 기구(5)로서 본 형태에서는, 먼저 우측 슬라이더(51)의 좌측면에는 상하 방향의 전 범위에 걸쳐서 랙(rack)(53)이 형성되어 있다.

또, 본 형태에서는, 좌우의 가이드축(41, 42)에 의해 끼워진 공간에는, 구동 기구(5)의 구동원으로서의 정역 쌍방향으로의 회전이 가능한 스테핑 모터(7), 이 스테핑 모터(7)의 구동력을 전달하는 감속윤열(70)이 배치되어 있고, 이 감속윤열의 출력 피니언(80)은 우측 슬라이더(51)의 랙(53)과 맞물리고 있다. 스테핑 모터(7)는, 스토퍼 플레이트(3)의 바로 밑에 배치되어 있고, 출력 피니언(80)은 변좌 승강 장치(1)의 높이 방향에 있어서의 대략 중앙 위치에 배치되어 있다.

스테핑 모터(7)는 소위 PM형 스테핑 모터이며, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이 외주면이 둘레 방향으로 다극 착자된 링 형상의 마그넷(75a)을 구비한 로터(76)와 마그넷(75a)의 외주면에 대향하는 스테이터(77)를 구비하고 있다. 스테이터(77)는, 광축 방향을 따라 배치된 2개의 구동 코일을 갖고 있다. 어느 쪽의 구동 코일도 광축 방향의 양측으로부터 외부 스테이터 코어 및 내부 스테이터 코어에 끼워져 있고, 외부 스테이터 코어 및 내부 스테이터 코어에는, 구동 코일의 내주면을 따라 교호적으로 정렬되는 복수의 극치(極齒)가 형성되어 있다.

또한, 일반적으로 스테핑 모터(7)에 있어서는, 구동 방향과 반대 방향으로 스테핑 모터(7)를 탈조시키는 모터 과부하가 걸린 경우의 탈조 토크(이하, 역방향 탈조 토크라 한다.)와, 구동 방향으로 스테핑 모터(7)를 탈조시키는 모터 과부하가 걸렸을 경우의 탈조 토크(이하, 순방향 탈조 토크라 한다.)가 상위하다. 즉, 순방향 탈조 토크가 역방향 탈조 토크보다 훨씬 크게 되어 있다.

감속윤열(70)은, 로터(76)에 구비된 피니언(74a)과 맞물리는 대경(大徑) 기어를 구비한 제1의 기어(71)와, 이 제1의 기어(71)와 맞물리는 대경 기어를 구비한 제2의 감속 기어(72)와, 이 제2의 감속 기어(72)의 소경 기어와 맞물리는 대경 기어를 구비한 제3의 감속 기어(73)와, 이 제3의 감속 기어(73)의 소경 기어와 맞물리는 대경 기어(81)를 구비한 출력 기어(8)를 구비하고 있고, 이 출력 기어(8)의 한쪽의 단부에 대하여 출력 피니언(80)이 구성되며, 이 출력 피니언(80)은 우측 슬라이더(51)의 랙(53)과 맞물리고 있다. 이 우측 슬라이더(51)의 승강에 수반하여, 좌측 슬라이더(52) 및 이 좌측 슬라이더(52)와 우측 슬라이더(51)와의 전면 및 상부면을 덮도록 장착된 가동 플레이트(6)가 따라 움직인다.

(변좌 유닛의 위치 검출 수단의 구성)

도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 출력 기어(8)에는 대경 기어(81)를 끼워서, 출력 피니언(80)과 반대측의 단부에 소경 기어(82)가 구성되어 있고, 이 소경 기어(82)의 아래쪽 위치에는, 소경 기어(82)와 맞물리는 센서 기어(15)가 배치되어 있다. 이 센서 기어(15)의 회전축(105)의 단부는, 고정 플레이트(2)의 수직면(22)으로부터 배면측으로 돌출되어 있다. 이 돌출된 단부는 단면 형상이 D자형이며, 여기에 전위차계(14)의 로터리부의 D자 형상의 구멍이 끼워 맞춰져 있다. 이 때문에, 센서 기어(15)의 회전축(105)이 회전하면, 전위차계(14)의 로터리부가 일체로 회전한다.

여기서, 센서 기어(15)는 출력 피니언(80)이 우측 슬라이더(51)의 랙(53)의 전 범위를 구동하는 동안에, 그 회전이 1회전 미만으로 끝나는 기어 잇수로 구성되어 있다. 그 때문에, 전위차계(14)는 센서 기어(15)의 회전축(로터리부)의 각도 위치에 대응한 신호를 출력하므로, 우측 슬라이더(51)의 상하 방향의 위치, 즉 변좌 유닛(5)의 승강 위치를 검출할 수 있다.

(스토퍼의 구성)

도 2의 (c), (d)에 나타내는 바와 같이, 좌우의 슬라이더(51, 52)의 배면측에는, 고정 플레이트(2)의 수직면(22)과 대향하는 부분에서 각진 구멍(55)이 각각 개구되어 있다. 이들 각진 구멍(55)의 내부에는 각각, 계합(係合: 걸어 맞춤) 부재(95)가 수평 방향으로 진퇴 가능하게 배치되고, 그 안쪽에는 계합 부재(95)를 고정 플레이트(2)의 수직면(22)을 향하여 가압하는 스프링(96)이 배치되어 있다. 이것에 대하여, 고정 플레이트(2)의 수직면(22)에는, 좌우의 슬라이더(51, 52)를 상하 이동했을 때에 계합 부재(95)가 통과하는 선상 중, 그 아래쪽 위치에 계합 부재(95)의 선단부가 들어가는 하부측 오목부(97)가 좌우에 형성되어 있는 한편, 위쪽 위치 에는, 계합 부재(95)의 선단부가 들어가는 상부측 오목부(98)가 좌우에 형성되어 있다.

이 때문에, 좌우의 슬라이더(51, 52)측의 계합 부재(95), 및 스프링(96)과, 고정 플레이트(2)의 수직면(22)측의 하부측 오목부(97)는, 변좌(12)(변좌 유닛)를 하강시켰을 때의 좌우의 슬라이더(51, 52)의 유지 위치를 규정하는 제1의 스토퍼(91)로서 기능한다. 또, 좌우의 슬라이더(51, 52)측의 계합 부재(95), 및 스프링(96)과, 고정 플레이트(2)의 수직면(22)측의 상부측 오목부(98)는, 변좌(12)(변좌 유닛)를 상승시켰을 때의 좌우의 슬라이더(51, 52)의 유지 위치를 규정하는 제2의 스토퍼(92)로서 기능한다. 또, 제1의 스토퍼(91) 및 제2의 스토퍼(92)의 어느 쪽에 있어서도, 계합 부재(95)가 하부측 오목부(97) 및 상부측 오목부(98)에 계합되었을 때에 클릭감을 발생시킨다.

(로터의 구성)

도 4의 (a), (b)는 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치에 사용한 스테핑 모터의 로터를 나타내는 평면도, 및 도 4의 (a)의 D-D'선에 있어서의 개략 단면도이다.

로터(76)는 도 4에 나타내는 바와 같이, 마그넷(75a)을 구비하고, 고정축(78)에 회전 가능하게 지지된 마그넷 회전체(75)와, 이 마그넷 회전체(75)에 회전 가능하게 지지되며 피니언(74a)을 구비한 피니언 회전체(74)로 구성되어 있다.

마그넷 회전체(75)는, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 외벽에 마그넷(75a)이 고정되는 동시에 내벽에 요철(凹凸) 형상의 톱니부(75e)가 형성된 외통부(75b)와, 이 외통부(75b)의 내측에 설치되는 동시에 내벽이 고정축(78)(도 3의 (b) 참조)과 슬라이딩하는 내통부(74c)와, 이 내통부(74c)와 외통부(75b)를 일체로 연결하는 연결부(75d)에 의해 구성되어 있다.

한편, 피니언 회전체(74)는, 내벽이 마그넷 회전체(75)의 내통부(內筒部)(75c)의 외벽과 슬라이딩하는 통부(74b)를 가지며, 이 통부(74b)의 외벽의 상부측에 피니언(74a)이 형성되는 동시에, 하부측으로부터는, 이 외벽을 따라 만곡하도록 뻗어 설치된 래칫 팔(74c)이 도 4의 (a)의 W방향으로 돌출 성형되어 있다.

이 래칫 팔(74c)의 선단이, 마그넷 회전체(75)의 외통부(75b)의 내벽에 형성된 凹凸 형상의 톱니부(75e)에 계합(係合: 걸어 맞춤)하는 클릭부(74d)로 되어 있다. 따라서, 이 클릭부(74d)는, 래칫 팔(74c)에 의해 반경 방향으로 가압된 상태로 톱니부(75e)에 접촉하고 있다. 즉, 본 형태에서는, 래칫 팔(74c)과 톱니부(75e)에 의해 토크 리미터로서의 래칫 기구(79)를 구성하고 있다. 또한, 본 형태에서는, 토크 리미터로서 래칫 기구(79)를 사용하였으나, 반드시 래칫 기구(79)로 한정되는 것이 아니며, 각종 토크 리미터를 사용할 수 있다.

본 형태의 래칫 기구(79)에서는, 상승 방향으로 변좌 유닛(10)을 구동하고 있을 때에, 예를 들면, 잘못하여 변좌 유닛(10)에 걸터앉는다고 하는 하강 방향의 과잉 부하가 변좌 유닛(10)에 걸린 경우에는, 스테핑 모터(7)가 탈조하도록 구성되어 있다. 즉, 변좌 유닛(10)의 하강 방향으로 과잉 부하가 걸린 경우, 래칫 기구(79)의 공전 토크(이하, 아래방향 공전 토크라 한다.)는, 스테핑 모터(7)의 역방향 탈조 토크보다 커지도록 구성되어 있다. 그 때문에, 이 경우에 있어서는, 클릭부(74d)와 톱니부(75e)의 벽부(75f)와의 계합이 유지된 상태로 스테핑 모터(7)가 탈 조하고, 스테핑 모터(7)의 로터(76)는 W방향으로 고속 회전하게 되어 있다.

한편, 본 형태의 래칫 기구(79)에서는, 하강 방향으로 변좌 유닛(10)을 구동하고 있을 때에, 예를 들면, 잘못하여 변좌 유닛(10)에 걸터앉는다고 하는 하강 방향의 과잉 부하가 변좌 유닛(10)에 걸린 경우에는, 마그넷 회전체(75)에 대하여 피니언 회전체(74)가 공전하도록 구성되어 있다. 즉, 아래방향 공전 토크는, 스테핑 모터(7)의 순방향 탈조 토크보다 작아지도록 구성되어 있다. 그 때문에, 이 경우에 있어서는, 스테핑 모터(7)가 탈조하기 전에, 클릭부(74d)와 톱니부(75e)의 벽부(75f)와의 계합이 벗겨지도록 되어 있다.

또한, 스테핑 모터(7)가 탈조하고, 스테핑 모터(7)의 마그넷 회전체(75)가 W방향으로 고속 회전되면서 변좌 유닛(10)이 하강하며, 변좌 유닛(10)이 최하 위치에 이른 경우의 래칫 기구(79)의 공전 토크(이하, 위쪽방향 공전 토크라 한다.)는, 아래방향 공전 토크보다 작아지도록 구성되어 있다. 이 위쪽방향 공전 토크는, 감속윤열(70)이나 슬라이더(51) 등의 구동 기구(5)에 파손이 생기지 않도록 설정되어 있기 때문에, 변좌 유닛(10)이 정지한 경우라도, 감속윤열(70)이나 슬라이더(51) 등의 구동 기구(5)에는 과잉 부하가 걸리지 않고, 구동 기구의 파손을 방지할 수 있다.

(변좌의 승강 동작의 설명)

도 5의 (a), (b)는 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치에 있어서, 변좌 유닛을 탑재한 가동 부재가 최하 위치에 있는 상태를 나타내는 설명도, 및 가동 부재가 최상 위치에 있는 설명도이다. 또한, 도 5의 (a), (b)는 도 2의 (a)의 A-A'선에 있어 서의 단면에 상당한다.

본 형태의 변좌 승강 장치(1)는, 고정 플레이트(2)를 변기 본체(11)(도 1을 참조)의 상부면 부분에 고정하는 한편, 가동 플레이트(6)의 상부면(60)에 변좌 유닛(10)을 장착한 상태로 사용된다.

청소 등을 개시하기 전은, 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 변좌(12)는 변기 본체(11)의 상부면에 있고, 변좌 유닛(10) 및 가동 플레이트(6)는 최하 위치에 있다. 이 상태에 있어서, 계합 부재(95)의 선단부가 고정 플레이트(2)의 수직면(22)의 하부측 오목부(97)에 계합되고, 제1의 스토퍼(91)로서 기능하고 있다. 따라서, 이 최하 위치에서는, 제1의 스토퍼(91)에서의 계합력, 스테핑 모터(7)의 디텐트 토크, 및 변좌 유닛(10)의 자중에 의해, 변좌 유닛(10)이 준비 없이 상승하는 일은 없다. 또, 이 상태에 있어서, 전위차계(14)는 변좌 유닛(10)이 최하 위치에 있는 취지의 출력을 행한다.

이 상태로부터, 청소를 개시하기 위해 변좌 유닛(10)을 띄우고 싶은 경우에, 소정의 스위치 동작을 행하면, 스테핑 모터(7)는 소정의 스텝수 혹은 소정의 시간, 정방향으로 회전한다. 그 결과, 스테핑 모터(7)의 회전운동력은 감속윤열(70)을 통하여 출력 피니언(80)에 전달되고, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이 출력 피니언(80)은, 랙(53)을 통하여 우측 슬라이더(51)를 상승시킨다. 따라서, 제1의 스토퍼(91)와의 계합이 해제되고, 좌측 슬라이더(52), 가동 플레이트(6), 및 변좌 유닛(10)은 우측 슬라이더(51)와 일체로 상승한다.

그리고, 제2의 스토퍼(92)에서의 계합이 행해질 때까지, 변좌 유닛(10)이 상 승한 후, 스테핑 모터(7)는 정지한다. 그때까지의 동안에, 출력 기어(8)의 소 기어(82)는, 센서 기어(15)를 회전시키고, 전위차계(14)의 출력이 변화하므로, 그 출력으로부터 변좌 유닛(10)이 소정의 위치까지 상승한 것을 검출할 수 있다. 또, 변좌 유닛(10)이 소정의 위치까지 상승한 것은, 제2의 스토퍼(92)에서 발생하는 클릭음으로 알릴 수 있다. 또한, 변좌 유닛(10)이 최상 위치에서 정지한 상태에서는, 제2의 스토퍼(92)에서의 계합력 및 스테핑 모터(7)의 디텐트 토크에 의해, 변좌 유닛(10)은 자중으로 낙하되고 마는 일이 없다.

한편, 청소가 종료되어 변좌 유닛(10)을 하강시키고 싶은 경우에, 도 5의 (b)에 나타내는 상태로 소정의 스위치 동작을 행하면, 스테핑 모터(7)는 소정의 스텝수 혹은 소정의 시간, 역방향으로 회전한다. 그 결과, 스테핑 모터(7)의 회전 운동력은, 감속윤열(70)을 통하여 출력 피니언(80)에 전달되고, 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 출력 피니언(80)은 랙(53)을 통하여 우측 슬라이더(51)를 하강시킨다. 따라서, 제2의 스토퍼(92)에서의 계합이 해제되고, 좌측 슬라이더(52), 가동 플레이트(6), 및 변좌 유닛(10)은 우측 슬라이더(51)와 일체로 하강한다.

그리고, 제1의 스토퍼(91)에서의 계합이 행해질 때까지, 변좌 유닛(10)이 하강한 후, 스테핑 모터(7)는 정지한다. 그때까지의 동안에, 출력 기어(8)의 소 기어(82)는 센서 기어(15)를 역회전시키며, 전위차계(14)의 출력이 변화하므로, 그 출력으로부터 변좌 유닛(10)이 소정의 위치까지 하강한 것을 검출할 수 있다. 또, 변좌 유닛(10)이 소정의 위치까지 하강한 것은, 제1의 스토퍼(91)에서 발생하는 클릭음으로 통지할 수 있다.

(래칫 기구의 동작 설명)

본 형태에서는, 변좌 유닛(10)을 띄우는 경우, 마그넷 회전체(75)는, 도 4의 (a)에 나타내는 V방향으로 회전한다. 따라서, 피니언 회전체(74)의 클릭부(74d)는, 톱니부(75e)의 둘레 방향의 벽부(75f)측에 접촉하고, 피니언 회전체(74)가 마그넷 회전체(75)에 추종하여 회전한다. 여기서, 변좌 유닛(10)에 하강 방향의 과잉 부하가 걸리면, 위에서 설명한 바와 같이, 래칫 기구(79)의 아래방향 공전 토크가 스테핑 모터(7)의 역방향 탈조 토크보다 크기 때문에, 로터가 탈조하여 W방향으로 고속 회전한다.

또, 띄운 상태로 정지하고 있는 변좌 유닛(10)에 잘못하여 걸터앉은 경우에도, 스테핑 모터(7)의 디텐트 토크가 역방향 탈조 토크보다 작기 때문에, 상기와 같이 로터(76)가 탈조하여 W방향으로 고속 회전된다.

이와 같이, 변좌 유닛(10)을 띄우는 방향으로 구동하고 있는 도중에 잘못하여 걸터앉은 경우나, 띄운 상태로 정지하고 있는 변좌 유닛(10)에 잘못하여 걸터앉은 경우에는, 로터(76)는 탈조하여 W방향으로 고속 회전하면서 변좌 유닛(10)이 변기 본체(11)까지 하강한다.

이윽고, 변좌 유닛(10)은 최하 위치에 이르면, 변기 본체(11)의 상부면에서 정지한다. 그에 따라 래칫 회전체(74)도 정지한다. 한편, 마그넷 회전체(75)에는 고속 회전에 의한 W방향의 관성력이 작용하고 있기 때문에, 마그넷 회전체(75)가 W방향으로 회전하는 결과, 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 클릭부(74d)가 톱니부(75e)의 벽부(75g)측에 접촉한다.

클릭부(74d)가 벽부(75g)에 접촉한 상태에서 다시 마그넷 회전체(75)에 관성력이 작용하고, 그 관성력에 의거하는 토크가 래칫 기구(79)의 위쪽방향 공전 토크보다 커지면, 마그넷 회전체(75)가 공전을 시작한다. 즉, 래칫 팔(74c)이 내측으로 휘어지며 클릭부(74d)가 벽부(75g)를 타고 넘어서, 마그넷 회전체(75)의 회전이 허용되게 된다.

한편, 변좌 유닛(10)을 하강시키는 경우, 마그넷 회전체(75)는, 도 4의 (a)에 나타내는 W방향으로 회전한다. 따라서, 피니언 회전체(74)의 클릭부(74d)는, 톱니부(75e)의 둘레 방향의 벽부(75g)측에 접촉하고, 피니언 회전체(74)가 마그넷 회전체(75)에 추종하여 회전한다. 여기서, 변좌 유닛(10)에 하강 방향의 과잉 부하가 걸리면, 위에서 설명한 바와 같이 래칫 기구(79)의 아래방향 공전 토크가 스테핑 모터(7)의 순방향 탈조 토크보다 작기 때문에, 스테핑 모터(7)가 탈조하기 전에, 클릭부(74d)와 톱니부(75e)의 벽부(75f)와의 계합이 벗겨진다. 따라서, 마그넷 회전체(75)에 대하여 피니언 회전체(74)가 공전한 상태로, 변좌 유닛(10)은 하강을 계속하여 최하 위치에 이르면 정지한다.

(본 형태의 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태의 변좌 승강 장치(1)에서는, 변좌 유닛(10)이 장착된 가동 플레이트(6)를 전동으로 상승 및 하강하는 구동 기구(5)가 구성되어 있으므로, 변기 본체(11)나 변좌(12) 하부면의 안쪽을 청소할 때, 변좌 유닛(10)을 손으로 들어올리거나 내리 누를 필요가 없다. 따라서, 서양식 변기를 청소할 때의 부담을 경감할 수 있다.

또, 래칫 기구(79)의 아래방향 공전 토크를, 스테핑 모터(7)의 역방향 탈조 토크보다 크게 구성했기 때문에, 마그넷 회전체(75)가 과부하에 의해 탈조하여 회전한다. 때문에, 마그넷 회전체(75)가 탈조할 때까지는 변좌 유닛(10)을 하강시키는 방향으로의 부하를 전달할 수 있으므로, 스테핑 모터(7)의 전달 능력을 최대로 활용할 수 있다. 따라서, 저출력의 스테핑 모터(7)가 사용되며, 스테핑 모터(7)의 소형화를 도모할 수 있다. 게다가 과부하에 의해 탈조하여 회전되는 마그넷 회전체(75)의 관성력에 대해서는, 래칫 기구(79)에 의해 스테핑 모터(7)와 변좌 유닛(10)과의 연결을 차단하므로, 구동 기구(5)의 파손을 방지할 수 있다.

또한, 래칫 기구(79)의 아래방향 공전 토크를, 순방향 탈조 토크보다 작게 구성했기 때문에, 변좌 유닛(10)을 하강시키는 방향으로 마그넷 회전체(75)가 구동하고 있을 때의 과부하에 대해서는, 마그넷 회전체(75)가 탈조하기 전에 래칫 기구(79)가 기능하여 스테핑 모터(7)와 변좌 유닛(10)과의 연결을 차단할 수 있다. 그 때문에, 순방향 탈조 토크와 아래방향 공전 토크의 차이만큼, 구동 기구(5)의 강도를 저하시킬 수 있으므로, 부품의 박형화 등에 의해 구동 기구의 소형화를 도모할 수 있다.

(그 외의 실시 형태)

상기 실시 형태의 경우, 래칫 기구(79)의 아래방향 공전 토크가, 순방향 탈조 토크보다 작게 구성되어 있으나, 반대로 래칫 기구(79)의 아래방향 공전 토크를 순방향 탈조 토크보다 크게 구성해도 된다. 이 경우, 마그넷 회전체(75)가 탈조하기까지 클릭부(74d)와 벽부(75f)와의 계합이 유지되게 된다. 따라서, 마그넷 회전 체(75)가 탈조한 후, W방향으로 고속 회전되지만, 마그넷 회전체(75)의 관성력에 대해서는 래칫 기구(79)에 의해 스테핑 모터(7)와 변좌 유닛(10)과의 연결을 차단하므로, 구동 기구(5)의 파손을 방지할 수 있다.

또, 상기 실시 형태의 래칫 기구(79)는, 변좌 유닛(10)에 대하여 하강 방향으로 작용하여 스테핑 모터(7)를 탈조시키는 과부하에 의해 탈조하여 회전하는 스테핑 모터(7)의 변좌 유닛(10)에 전달하는 관성력을 차단하도록 구성되어 있으나, 반대로 변좌 유닛(10)에 대하여 상승 방향으로 작용하여 스테핑 모터(7)를 탈조시키는 과부하에 의해 탈조하여 회전하는 스테핑 모터(7)의 변좌 유닛(10)에 전달하는 관성력을 차단하도록 구성해도 된다.

이 때, 상기 실시 형태와 같이, 변좌 유닛(10)이 하강되는 방향으로 과부하가 걸리면, 피니언 회전체(74)가 W방향으로 회전하는 구성의 경우에는, 래칫 팔(74c)은 도 4의 (a)와는 반대로 V방향으로 돌출 성형시켜 주면 된다. 이와 같이 구성하면, 변좌 유닛(10)을 하강시키는 방향으로 구동하고 있는 도중에, 잘못하여 변좌(12)를 띄우는 것과 같은 과대한 힘이 가해진 경우, W방향으로 회전하고 있는 로터(76)가 탈조한 후는, V방향으로 고속 회전되어진다. 변좌 유닛(10)의 정지에 수반하여 피니언 회전체(74)가 정지하고, 클릭부(74d)에 벽부(75f)에 접촉하여 마그넷 회전체(75)의 관성력이 걸리면, 래칫 팔(74c)이 내측으로 휘며 클릭부(74d)가 벽부(75f)를 타고 넘어 로터(76)의 회전이 허용된다. 따라서, 변좌 유닛(10)의 정지시에 감속윤열(70), 슬라이더(51) 등의 구동 기구(5)에는 큰 과부하가 걸리지 않고 파손을 방지할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 토크 리미터로서 래칫 기구(79)를 사용하였으나, 반드시 래칫 기구(79)에 한정되는 것은 아니다. 즉, 공전 토크가 양방향 모두 동일한 도 6에 나타내는 바와 같은 양방향 클러치(79')에 의해 구성해도 된다. 또한, 본 형태의 양방향 클러치(79')에 있어서, 상기 실시 형태의 래칫 기구(79)와 동일한 기능을 갖는 개소에는 동일 부호를 부여하고, 공통되는 부분의 설명은 생략한다.

본 형태에 나타내는 로터(76)의 피니언 회전체(74)는, 통부(74b)의 외벽의 상부측에 피니언(74a)이 형성되는 동시에, 하부측에는 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 이 외벽을 둘러싸는 링 형상의 링부(74c')에 연결한 연결빔(74e)이 둘레 방향의 2개소에 형성되어 있다. 이 링부(74c)의 외벽에는, 둘레 방향의 2개소에 마그넷 회전체(75)의 외통부(75b)의 내벽에 형성된 凹凸 형상의 톱니부(75e')에 계합하는 클릭부(74d')가 돌출 형성되어 있다. 또한, 링부(74c')의 내벽에는, 금속제의 C링(83)이 외력에 의해 직경이 축소된 상태로 끼워 맞춰져 있다. 따라서, C링(83)은, 직경을 확대하려고 하여 항상 가압된 상태로 클릭부(74d')를 톱니부(75e')에 접촉시킨다. 또한, 본 형태의 양방향 클러치(79')의 공전 토크는, 역방향 탈조 토크와 순방향 탈조 토크와의 사이에 설정되어 있다.

그리고 또, 상기 실시 형태에서는 스테핑 모터(7)의 구동 펄스의 주파수에는 언급하고 있지 않으나, 적절히 설정할 수 있다. 예를 들면, 변좌 유닛(10)을 하강시키는 방향으로 구동할 때의 구동 펄스의 주파수를, 변좌 유닛(10)을 상승시키는 방향으로 구동할 때의 구동 펄스의 주파수보다 크게 설정해도 된다. 이와 같이 구 성하면, 변좌 유닛(10)을 하강시키는 방향으로 과부하가 걸리는 경우, 변좌 유닛(10)을 하강시키는 방향으로 구동하고 있을 때의 로터(76)의 순방향 탈조 토크를 저하시킬 수 있다. 그 때문에, 순방향 탈조 토크를 역방향 탈조 토크 수준으로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 순방향 탈조 토크의 저하에 상당하는 만큼 구동 기구의 강도를 저하시킬 수 있으므로, 부품의 박형화 등에 의해 구동 기구의 소형화를 도모할 수 있다.

본 발명에서는, 변좌 유닛이 장착된 가동 부재를 전동으로 상승 또는 하강하는 구동 기구가 구성되어 있으므로, 변기 본체나 변좌 하부면의 안쪽을 청소할 때, 변좌 유닛을 손으로 들어올리거나 또는 내리 누를 필요가 없다. 따라서, 서양식 변기를 청소할 때의 부담을 경감할 수 있다. 또, 모터가 탈조할 때까지 가동 부재에 걸리는 부하를 구동시킬 수 있다. 따라서, 모터의 전달 능력을 최대로 활용할 수 있으므로, 저출력의 모터를 사용할 수 있다. 게다가 과부하에 의해 탈조하여 회전되는 모터의 관성력에 대해서는 토크 리미터에 의해 모터와 가동 부재와의 연결을 차단하므로 모터의 관성에 의한 구동 기구의 파손을 방지할 수 있다.

Claims

서양식 화장실의 변기 본체측에 고정되는 고정 부재와, 변좌 유닛이 장착되는 가동 부재와, 이 가동 부재를 상하 방향으로 안내하는 가이드 기구를 갖는 변좌 승강 장치에 있어서,

상기 고정 부재에 대하여 상기 가동 부재를 전동에 의해 상승 또는 하강 가능한 구동 기구를 가지며,

상기 구동 기구는, 상기 가동 부재를 구동 가능한 모터와, 이 모터와 상기 가동 부재와의 사이에 배치된 토크 리미터를 구비하고,

이 토크 리미터는, 상기 가동 부재에 대하여 상승 방향 또는 하강 방향으로 작용하여 상기 모터를 탈조(脫調)시키는 과부하에 의해 탈조하여 회전하는 상기 모터의 상기 가동 부재에 전달하는 관성력을 차단하는 것을 특징으로 하는 변좌 승강 장치.
제1항에 있어서,

상기 토크 리미터의 상기 과부하가 걸리는 방향으로의 공전 토크를, 상기 과부하가 걸리는 방향과 반대의 방향으로 상기 가동 부재가 구동되고 있을 때의 상기 모터의 탈조 토크보다 크게 한 것을 특징으로 하는 변좌 승강 장치.
제1항에 있어서,

상기 토크 리미터는, 상기 가동 부재에 대하여 하강 방향으로 작용하여 상기 모터를 탈조시키는 과부하에 의해 탈조하여 회전하는 상기 모터의 상기 가동 부재에 전달하는 관성력을 차단하는 것을 특징으로 하는 변좌 승강 장치.
제1항에 있어서,

상기 모터로서 스테핑 모터를 사용하고, 상기 과부하가 걸리는 방향으로 상기 가동 부재가 구동될 때의 상기 스테핑 모터의 구동 펄스의 주파수를, 상기 과부하가 걸리는 방향과 반대의 방향으로 상기 가동 부재가 구동될 때의 상기 스테핑 모터의 구동 펄스의 주파수보다 크게 한 것을 특징으로 하는 변좌 승강 장치.
제1항에 있어서,

상기 토크 리미터의 상기 과부하가 걸리는 방향으로의 공전 토크를, 상기 과부하가 걸리는 방향으로 상기 가동 부재가 구동되고 있을 때의 상기 모터의 탈조 토크보다 작게 한 것을 특징으로 하는 변좌 승강 장치.
제1항에 있어서,

상기 토크 리미터는, 상기 과부하가 걸리는 방향과 반대의 방향으로의 공전 토크를, 상기 과부하가 걸리는 방향으로의 공전 토크보다 작게 한 것을 특징으로 하는 변좌 승강 장치.
제6항에 있어서,

상기 토크 리미터를 래칫 기구에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 변좌 승강 장치.