JPH06121755A

JPH06121755A - 便座・便蓋自動開閉装置

Info

Publication number: JPH06121755A
Application number: JP27151892A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sawaki; 木篤沢; Seiji Tanaka; 中成司田; Mitsugi Nonomura; 貢野々村
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1992-10-09
Filing date: 1992-10-09
Publication date: 1994-05-06

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、駆動モータを大きくすること
なく、素早く便座及び便蓋を開作動させることである。【構成】便座４を開閉駆動する駆動モータ１１と、駆動
モータ１１のトルクを伝達する動力伝達手段を備える便
座・便蓋自動開閉装置であり、動力伝達手段の駆動モー
タ側に第１楕円歯車１６を配設し、便座４側に第１楕円
歯車１６と噛合する第２楕円歯車１７を配設した。そし
て、便座４の閉位置では、第１楕円歯車１６から第２楕
円歯車１７への減速比は大きく、開位置に移行するにつ
れて減速比が小さくなるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、便座及び便蓋の自動開
閉装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、手動による開閉操作を無く
し、モータによって自動で便座及び便蓋を開閉する自動
開閉装置が知られている。従来の自動開閉装置では、モ
ータの駆動軸に減速機構を介して便座あるいは便蓋の回
転軸を結合させ、モータの回転とともに便座あるいは便
蓋を開閉させるようになっている。また、減速機構は平
ギヤとウォームより構成されているため、開位置から閉
位置にかけての減速比及びトルク伝達比は常に一定とな
っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、便座及び便
蓋の開き始めは大きなトルクが必要となるため、減速比
及びトルク伝達比は開き始めに合わせて設計されてい
た。

【０００４】しかし、開き始めに必要となる大きなトル
クを出力させるためには、変速機構の減速比を大きくす
ればよいが、減速比が大きくなれば便座及び便蓋の開閉
速度が小さくなるという不具合がある。また、逆に減速
比を小さくすれば、便座の開閉速度は速くなるものの伝
達されるトルクが小さくなるため、より大きなモータが
必要となっていた。

【０００５】そこで、本発明は駆動モータを大きくする
ことなく、素早く便座及び便蓋を開作動させることを技
術的課題とする。

【０００６】

【発明の構成】

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明において講じた技術的解決手段は、便座及び便
蓋と、前記便座及び便蓋を開閉駆動する駆動モータと、
前記便座及び便蓋に前記駆動モータのトルクを伝達する
動力伝達手段を備える便座・便蓋自動開閉装置におい
て、前記動力伝達手段は、前記駆動モータ側に配設され
る第１楕円歯車と、前記便座及び便蓋側に配設され前記
第１楕円歯車と噛合する第２楕円歯車を有し、前記便座
及び便蓋が閉位置にあるとき前記第１楕円歯車から第２
楕円歯車への減速比は大きく、開位置に移行するにつれ
て減速比が小さくなることを特徴とする便座・便蓋自動
開閉装置である。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、駆動モータのトルクは、第
１楕円歯車と第２楕円歯車によって伝達されるため、減
速比が変化する。そして便座及び便蓋の開き始めでは減
速比が大きくなっているため、駆動モータから大きなト
ルクが便座及び便蓋側に伝達される。また、便座及び便
蓋が開くにつれて減速比が小さくなるため、開速度が早
くなる。従って、駆動モータを大きくすることなく、素
早い開作動が行われる。

【０００９】

【実施例】本発明の一実施例を図１乃至図６に基づいて
説明する。尚、便座、便蓋にはそれぞれ略同一の開閉機
構が配設されているため、以下、便座を中心に説明し、
便蓋については省略する。

【００１０】図１は、本実施例の便座・便蓋自動開閉装
置１の外観を示す。便座・便蓋自動開閉装置１の本体ユ
ニット２は便器９の後方上面に固定されており、この本
体ユニット２には、便蓋３、便座４の後端部が回動可能
に配設されている。また、本体ユニット２内には、本発
明の特徴である自動開閉ユニット５（図２）の他、温風
乾燥ユニット、洗浄ノズルユニット（共に図示せず）が
内蔵されている。温風乾燥ユニット、洗浄ノズルユニッ
トの操作については、トイレ室内の壁部に固定される操
作ボックス６上のスイッチ６ａ、あるいは本体ユニット
２に設けられた操作パネル７上のスイッチ７ｂを押すこ
とによって行われる。また、自動開閉ユニット５の操作
については、操作ボックス６の蓋６ｂ内に設けられたス
イッチ（図示せず）によって行われるが、本実施例で
は、操作パネル７に近接して設けられた人検知センサー
８による検知によっても行われる。例えば、人検知セン
サー８がトイレ室内の使用者を検知すると、制御手段と
してのマイコン３０に信号が送信され、自動的に便蓋３
が開くよう自動開閉ユニット５に指示されるようになっ
ている。

【００１１】次に、自動開閉ユニット５について説明す
る。図２及び図３に示すように、自動開閉ユニット５の
ケーシング５ａ内には、便蓋３を自動開閉するための便
蓋自動開閉ユニット（図示せず）と、便座４を自動開閉
するための便座自動開閉ユニット１０が内蔵されてい
る。

【００１２】便座自動開閉ユニット１０は、駆動モータ
１１を駆動源とするものであり、駆動モータ１１が作動
すると、駆動モータ１１の出力軸１１ａ（図３）に順次
結合した第１減速機構１３、第２減速機構１４及び第３
減速機構１５よりなる動力伝達手段を介して、便座４の
回転軸１９が回転されるようになっている。

【００１３】第１減速機構１３、第２減速機構１４は、
ともに平ギヤとウォームより構成されており、駆動モー
タ１１の出力軸１１ａには第１減速機構１３の平ギヤ１
３ａが、第１減速機構１３のウォーム１３ｂには第２減
速機構１４の平ギヤ１４ａが、それぞれ噛合するように
なっている。また、第３減速機構１５は、第２減速機構
１４のウォーム１４ｂと噛合する平ギヤ１５ａと、平ギ
ヤ１５ａと同軸上に配設された第１楕円歯車１６より構
成されている。さらに、第１楕円歯車１６は便座４の回
転軸１９に配設される第２楕円歯車１７と噛合するよう
になっている。

【００１４】第１楕円歯車１６は、回転中心から先端ま
でが短い径小部１６ａと、回転中心から先端までが長い
径大部１６ｂを備えている。また、第２楕円歯車１７も
同様に、回転中心から先端までが短い径小部１７ａと、
回転中心から先端までが長い径大部１７ｂを備えてい
る。そして、図２に示すように便座４が閉位置にあると
きには、第１楕円歯車１６の径小部１６ａが第２楕円歯
車１７の径大部１７ｂと噛合するように、それぞれ配設
されている。また、噛合位置は便座４が開くにつれて移
動し、便座４が図４に示す開位置に達したときには、第
１楕円歯車１６の径大部１６ｂと第２楕円歯車１７の径
小部１７ａが噛合するようになっている。

【００１５】さらに、回転軸１９の端部にはスプリング
２０が配設されている。スプリング２０は、一端を回転
軸１９に他端をケーシング５ａに配設された突出部２１
にそれぞれ係止されており、便座４を開方向に付勢し
て、便座４が閉じるときの衝撃を緩和させるようになっ
ている。

【００１６】尚、駆動モータ１１の出力軸１１ａの先端
部には、回転動検知センサー２７が配設されている。回
転動検知センサー２７は、出力軸１１ａの回転とともに
回転し、Ｎ極とＳ極の磁石が交互に配設された被検知体
（図示せず）と、ケーシング５ａ側に配設される検知体
より構成されている。こうして、駆動モータ１１が作動
して出力軸１１ａが回転すると、図５の（ａ）に示す連
続したＨ、Ｌ、Ｈ、Ｌの信号をマイコン３０に出力し、
便座４が回転していることを知らせるようになってい
る。

【００１７】また、便座４の回転軸１９に固定される回
転軸１９には、便座４が開状態で閉動作できるモードで
あるか、あるいは閉状態で開動作できるモードであるか
を選定するためのモード検出センサー１８が、回転軸１
９側に被検知体を、ケーシング５ａ側に検知体を取付け
て構成されている。被検知体は、Ｎ極の永久磁石１８Ｎ
とＳ極の永久磁石１８Ｓより構成される。また、検知体
はホールＩＣ１８ａよりなり、出力ギヤ１６の下方側に
固定されている。ホールＩＣ１８ａは、便座４が閉位置
にあるときは、図２に示すように永久磁石１８Ｓを検知
してマイコン３０に「Ｈ」の信号を発信し、便座４が開
位置にあるときは、永久磁石１８Ｎを検知してマイコン
３０に「Ｌ」の信号を発信するようになっている。

【００１８】次に本実施例の作用について説明する。初
めに、便座４の開動作について説明する。使用者が便座
４を開くスイッチを押すと、マイコン３０はこれを受け
て、まずモード検出センサー１８から出力される信号か
ら便座４の状態を判定する。モード検出センサー１８か
ら出力される信号が「Ｈ」であれば、便座４が閉位置に
あると判断して、駆動モータ１１を開方向に駆動させ
る。駆動モータ１１の動力は、第１減速機構１３、第２
減速機構１４、第３減速機構１５へと伝達され、さら
に、第１楕円歯車１６から第２楕円歯車１７へと伝達さ
れて、便座４の回動軸１９を回転させる。便座４の開き
始めにおいては、第１楕円歯車１６の径小部１６ａと第
２楕円歯車１７の径大部１７ｂとが噛合しており、最も
減速比が大きな状態となっている。従って、便座４を回
転させるために必要なトルクが、充分に伝えられるよう
になっている。

【００１９】そして、便座４が開位置に近づくにつれ
て、第１楕円歯車１６と第２楕円歯車１７との噛合部分
は、第１楕円歯車１６では径小部１６ａから径大部１６
ｂへ、第２楕円歯車１７では径大部１７ｂから径小部１
７ａと移行し、減速比が小さくなる。回転を始めた便座
４には、開き始めに比べて大きなトルクを加える必要が
ないため、充分に回転を続けることができるとともに、
減速比が小さくなるために、回転速度が早くなる。この
ため、図４に示す約９０度開いた開位置まで素早く回転
を続ける。

【００２０】こうして、便座４が装置本体２のケーシン
グに当接して回転が止められると、駆動モータ１１の出
力軸１１ａ側に配設された永久磁石２７ａの回転が止ま
る。

【００２１】これによって、回転動検出センサー２７の
出力信号が、図５（ｂ）に示すようにパルスが止まった
状態になる。マイコン３０はパルス信号の出力が止まっ
てからｔ秒経過するのを待って、駆動モータ１１の作動
を停止させ、便座４の開作動を終了する。

【００２２】次に、便座４の閉作動について説明する。
使用者が便座４を閉じるスイッチを押すと、マイコン３
０はこれを受けて、まずモード検出センサー１８から出
力される信号から便座４の状態を判定する。モード検出
センサー１８から出力される信号が「Ｌ」であれば、便
座４が開位置にあると判断して、駆動モータ１１を閉方
向に駆動させる。駆動モータ１１の動力は、第１減速機
構１３、第２減速機構１４、第３減速機構１５へと伝達
され、さらに、第１楕円歯車１６から第２楕円歯車１７
へと伝達されて、便座４の回動軸１９を回転させる。

【００２３】便座４の閉じ始めでは、開き始めと異な
り、第１楕円歯車１６の径大部１６ｂと第２楕円歯車１
７の径小部１７ａとが噛合しているため、最も減速比が
小さく、また出力されるトルクも小さい。しかし、閉作
動の始めに必要となるトルクは、開作動の始めに必要と
なるトルクよりも小さいため、充分回転させることがで
きる。これは、便座４は開位置では約９０度開いてお
り、便座４の重心のかかる方向と、便座４を閉方向に回
転させるのに必要な力の方向との角度差が、開作動させ
るときのそれと比べて小さいことに起因している。

【００２４】そして、便座４が閉方向に回転して閉位置
に近づくと、スプリング２０の付勢力によって、便座４
の回転スピードが徐々に遅くなり、緩やかに便器９の上
面に着座する。マイコン３０は、回転動検出センサー２
７より便座４の回転が停止したことを検知すると、駆動
モータ１１の作動を停止させて、便座４の閉作動が終了
する。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、第１楕円歯車と第２楕
円歯車によって、開動作の始めの一番トルクが必要な時
に、最も大きなトルクが伝達されるようにしたため、駆
動モータを小さくすることができる。また、開方向に回
転するに従って開速度が早くなるため、素早く開動作を
行うことができる。さらに、減速比は、第１楕円歯車と
第２楕円歯車の径の変化とともに徐々に変化していくた
め、なめらかな動作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例による便座・便蓋開閉装置の外観斜視
図を示す。

【図２】便蓋及び便座の閉位置における自動開閉ユニッ
トの側面図を示す。

【図３】便蓋の自動開閉ユニットの平面図を示す。

【図４】便蓋及び便座の開位置における自動開閉ユニッ
トの側面図を示す。

【図５】（ａ）は連続的に便蓋が開閉しているときに回
転動検出センサーからマイコンに出力されるパルス信号
を示す。（ｂ）は便蓋の開閉動作が妨げられたときに回
転動検出センサーからマイコンに出力されるパルス信号
を示す。

【図６】本実施例の制御手段、駆動モータ及び各検知手
段のブロック図を示す。

【符号の説明】

１便座・便蓋自動開閉装置３便蓋４便座１１便座の駆動モータ１３第１減速手段（動力伝達手段）１４第２減速手段（動力伝達手段）１５第３減速手段（動力伝達手段）１６第１楕円歯車１６ａ径小部１６ｂ径大部１７第２楕円歯車１７ａ径小部１７ｂ径大部３０マイコン（制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】便座及び便蓋と、前記便座及び便蓋を開
閉駆動する駆動モータと、前記便座及び便蓋に前記駆動
モータのトルクを伝達する動力伝達手段を備える便座・
便蓋自動開閉装置において、前記動力伝達手段は、前記
駆動モータ側に配設される第１楕円歯車と、前記便座及
び便蓋側に配設され前記第１楕円歯車と噛合する第２楕
円歯車を有し、前記便座及び便蓋が閉位置にあるとき、
前記第１楕円歯車から第２楕円歯車への減速比は大き
く、開位置に移行するにつれて減速比が小さくなること
を特徴とする便座・便蓋自動開閉装置。