JPH094014A - 便器洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 回転角度検出手段を用いなくとも、モータへ
の通電時間を制御するだけで排水弁を開閉するための出
力軸の回転角度制御を高精度に行うことができる便器洗
浄装置を提供する。 【構成】 モータ４９に対する通電制御と、ソレノイド
９に対する通電制御とが独立して行えるように、コント
ローラ５１とモータとを接続する信号線５３と、コント
ローラとソレノイドとを接続する信号線５５とを夫々独
立に設けた。また、モータに、同期モータ或いはパルス
モータ等の、負荷の変動による影響を受けずに一定回転
数で回転を継続することが可能なものを採用し、さら
に、ソレノイド９の消磁時にクラッチ７を介して出力軸
１を原位置に復帰させ、減速機５と出力軸１とを離間す
るためのスプリング機構１１を備えている。コントロー
ラ５１は、モータ４９が定常状態に移行した後に、ソレ
ノイド９をオンにする制御や、ソレノイド９をオンして
減速機５と出力軸１とが接続された後に、モータ４９を
起動する制御等が行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水洗便器の排水弁を電
動により開／閉して水洗便器の洗浄を自動的に行うため
の便器洗浄装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の便器洗浄装置は、人間の手に代
って遠隔操作により水洗便器の洗浄作業を行うためのも
ので、図１に示すような、水洗便器の排水弁（図示しな
い）を開／閉するための出力軸１、出力軸１を駆動する
ためのモータ３、モータ３からの回転速度を減速し、所
定の回転トルクと所定の回転数を得る減速機５を備え
る。上記装置は、上記構成に加えて、モータ３の駆動時
に減速機５と出力軸１とを接続し、停止時に離間するた
めのクラッチ７、励磁によりクラッチ７を介して出力軸
１を減速機５の方向に移動させ、減速機５と出力軸１と
を接続するためのソレノイド９をも備える。上記装置
は、更に、ソレノイド９の消磁時にクラッチ７を介して
出力軸１を原位置に復帰させ、減速機５と出力軸１とを
離間するためのスプリング機構１１、モータ３及びソレ
ノイド９への給電を制御するためのコントローラ１３を
も備える。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記クラッ
チ７に採用され得るものとしては、例えば、図２〜図４
に夫々示す各種電磁噛み合いクラッチや、図５に示す電
磁摩擦クラッチ等が挙げられる。

【０００４】これらのうち、図２に示す電磁噛み合いク
ラッチ１５は、歯数を少なくして歯２１、２３の大きさ
を大きくしたもので高トルク伝達用であり、また、図４
に示す電磁噛み合いクラッチ１９は、歯数を少なくして
歯２９、３１の大きさを小さくしたもので低トルク伝達
用である。電磁噛み合いクラッチ１５は、一定のクリア
ランスをもって対向している歯２１、２３同士の噛み合
せ開始時の位置により、これら歯２１、２３同士の滑り
が大きく変動する。また、電磁噛み合いクラッチ１５に
ついても、一定のクリアランスをもって対向している歯
２９、３１同士の噛み合せ開始時の位置により、これら
歯２９、３１同士の滑り量が大きく変動する。そのた
め、上記いずれかをクラッチ７として採用した場合に
は、ソレノイド９がオンしてから減速機５と出力軸１と
が接続されるまでに要する時間、即ち、上記歯（２１、
２３）の一方を他方の歯（２９、３１）に接近させるた
めのクリアランス移動時間と上記滑りによる噛み合せの
遅れ時間との加算値が、噛み合せの遅れ時間の大きな変
動により大きく変動することとなる。よって、モータ３
への通電時間を一定に制御しただけでは、モータ３の回
転角度に応じた出力軸１の回転角度制御を行うのが困難
である。

【０００５】これに対して、図３に示す電磁噛み合いク
ラッチ１７は、高トルク伝達用であり歯２５、２７の大
きさを小さくして歯数を多くしたものであるために、上
述した各電磁噛み合いクラッチ１５、１９よりも歯２
５、２７同士の滑りの変動を小さくすることができるの
で、これをクラッチ７として採用した場合には、上記ク
リアランス移動時間に加算される滑りによる噛み合せの
遅れ時間の変動を小さくすることができるという利点が
ある。その反面、歯２５、２７の片当たりを防止するた
めに高い加工精度が要求されるのみならず、モータ３の
回転が過渡状態にあるときには、やはり滑りによる噛み
合せの遅れ時間の変動が大きくなるおそれもあった。

【０００６】更に、図５に示す電磁摩擦クラッチ３３に
おいては、相対する摩擦板３５、３７がソレノイド９の
電磁力で強力に接触されることにより動力伝達を行うも
のであるから、上述した滑りは全く発生しないために、
クリアランス移動時間に加算される滑りによる時間遅れ
はないが、モータを高速領域で回転させながらクラッチ
の断／続を頻繁に行う装置に主に用いられるものである
ために、実際には、上記装置のクラッチ７には採用され
ていない。

【０００７】このように、いずれのクラッチを採用して
も、ソレノイド９がオンされた時点とクラッチ７が接続
された時点との間に時間遅れが生ずる。そのため、上記
装置のように、モータ３とソレノイド９とがコントロー
ラ１３に対し並列に接続された回路構成の場合には、コ
ントローラ１３による電源投入時にはモータ３とソレノ
イド９とが同時に駆動され（図８の時刻ｔ1参照）、モ
ータ３が起動してから定常回転に移行する間に、クラッ
チ７の接続が行われることとなる。よって、モータ３へ
の通電時間を一定になるように制御するだけでは、出力
軸１の回転角度を正確に制御するのは困難であった。

【０００８】そこで、図６に示すような、出力軸１に取
付けたマグネット３９付き円板４１の回転により、ホー
ルＩＣ（回転センサ）４３が該マグネット３９を検出す
ると、出力軸１が所定角度回転したものとしてモータ３
を駆動停止させる装置や、図７に示すような、出力軸１
に取付けたカム４５の回転により、出力軸１近傍の常開
接点４７が該カム４５の離間によって開いたときに、出
力軸１が所定角度回転したものとしてモータ３を駆動停
止させる装置が提案された。図６の装置の場合は、回転
センサ４３から所定角度回転した旨の信号が出力される
と、コントローラ１３によりモータ３とソレノイド９へ
の給電停止が同時に行われる（図８の時刻ｔ3参照）。
一方、図７の装置の場合は、出力軸１の回転によりカム
４５が常開接点から離間した時点でモータ３側への給電
がコントローラ１３と無関係に遮断されてしまうので、
ソレノイド９への給電停止はモータ３への給電遮断後に
行われることとなる（図９の時刻ｔ2及び時刻ｔ3参
照）。

【０００９】しかし、上記いずれの装置においても、出
力軸１の回転角度を検出するためのセンサを必要とする
ので、装置構成が複雑化し、部品点数が多くなるので高
コスト化を招来するという問題点があった。

【００１０】従って本発明の目的は、回転検出手段を用
いなくとも、モータへの通電時間を制御するだけで排水
弁を開閉するための出力軸の回転角度制御を高精度に行
うことができ、もって部品点数の減少による装置構成の
簡素化、低コスト化を図ることが可能な便器洗浄装置を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、水洗便器の排
水弁を自動的に開いて該便器の洗浄を行う便器洗浄装置
において、前記排水弁を開／閉するためのモータと、前
記モータの駆動力を排水弁に伝達する電磁クラッチと、
前記モータ及び電磁クラッチを制御するコントローラ
と、前記コントローラからの制御信号を前記モータ及び
前記電磁クラッチに夫々個別に伝送するための互いに独
立した信号線と、を備えることを特徴とする。

【００１２】また、好適な実施例では、前記モータは、
負荷変動によって回転数が変動しないモータであること
を特徴とする。

【００１３】更に、好適な実施例では、前記コントロー
ラは、前記モータの起動タイミング又は駆動停止のタイ
ミングが、前記電磁クラッチの起動タイミング又は駆動
停止のタイミングとずれるように、前記モータ及び前記
電磁クラッチを制御することを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明によれば、コントローラからの制御信号
をモータ及び電磁クラッチに夫々個別に伝送するための
互いに独立した信号線を備えることとしたので、回転検
出手段を用いなくとも、モータへの通電時間を制御する
だけで排水弁を開閉するための出力軸の回転角度制御を
高精度に行うことができる。

【００１５】また、好適な実施例によれば、例えば同期
モータやパルスモータ等の負荷変動の影響を受けないモ
ータを採用することにより、水洗便器の排水弁を開／閉
するための出力軸に対して、より高精度の回転角度制御
を行える。

【００１６】更に、好適な実施例によれば、モータの起
動タイミング又は駆動停止のタイミングが、電磁クラッ
チの起動タイミング又は駆動停止のタイミングとずれる
ように、モータ及び電磁クラッチを制御することが可能
であるので、用途に応じた最適なコントロールが行え
る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面により詳細に
説明する。

【００１８】図１０は、本発明の一実施例に係る便器洗
浄装置を示すブロック図である。

【００１９】上記装置は、その構成が、図１に示した従
来の装置のそれと基本的に同じであり、出力軸１の回転
角度を検出するための手段として、図６で示したマグネ
ット３９付き円板４１及びホールＩＣ（回転センサ）４
３や、図７で示したカム４５及び常開接点４７を備えて
いない。

【００２０】即ち、上記装置は、モータ４９に対する通
電制御と、ソレノイド９に対する通電制御とが独立して
行えるように、コントローラ５１とモータ４９とを接続
する信号線５３と、コントローラ５１とソレノイド９と
を接続する信号線５５とを夫々独立に設けた点を主な特
徴とする（図１１も併せて参照）。また、モータ４９
に、例えば同期モータ或いはパルスモータ等の、負荷の
変動による影響を受けずに一定回転数で回転を継続する
ことが可能なものを採用した点も上記装置の特徴であ
る。なお、上記装置も、ソレノイド９の消磁時にクラッ
チ７を介して出力軸１を原位置に復帰させ、減速機５と
出力軸１とを離間するためのスプリング機構１１を備え
ている。

【００２１】上記構成において、例えば、図２又は図４
で示したような電磁噛み合いクラッチ１５、１９がクラ
ッチ７として採用されている場合には、コントローラ５
１は、まず、図１２（又は図１３）の時刻Ｔ1でモータ
４９を起動し、モータ４９の回転が過渡状態から定常状
態に移行した図１２（又は図１３）の時刻Ｔ2で、ソレ
ノイド９を励磁する。そして、モータ４９の回転角度が
所定値に達した図１２の時刻Ｔ4でモータ４９及びソレ
ノイド９への通電を同時に停止する制御を実行するか、
又は、図１３の時刻Ｔ3でモータ４９への通電を停止し
た後、所定時間経過した図１３の時刻Ｔ5でソレノイド
９への通電を停止する制御を実行する。

【００２２】このような制御を行うことにより、モータ
４９の回転数が安定回転領域内にあるときに、対向して
いる歯（２１、２３又は２９、３１）同士の噛み合せが
行われることとなるので、噛み合せは従来よりもスムー
ズに行われることとなり、噛み合せに際しての歯（２
１、２３又は２９、３１）同士の滑り量の大きさが平均
化され、従って上記クリアランス移動時間に加算される
滑りによる噛み合せの遅れ時間の変動を小さくすること
ができる。

【００２３】次に、図３で示したような電磁噛み合いク
ラッチ１７がクラッチ７として採用されている場合に
も、図１２や図１３で夫々示したような制御を行うこと
により、上記クリアランス移動時間に加算される歯同士
の滑りによる噛み合せの遅れ時間の変動を更に小さくす
ることができる。

【００２４】更に、図３で示したような電磁噛み合いク
ラッチ１７よりも歯の大きさが極めて小さい電磁噛み合
いクラッチがクラッチ７として採用されている場合に
は、コントローラ５１は、まず、図１４（又は図１５）
の時刻Ｔ´1でソレノイド９を励磁し、ソレノイド９を
励磁する。次に、クラッチ７により減速機５と出力軸１
とが接続された図１４（又は図１５）の時刻Ｔ´2でモ
ータ４９を起動し、モータ４９の回転角度が所定値に達
した図１４の時刻Ｔ´3でモータ４９及びソレノイド９
への通電を同時に停止する制御を実行するか、又は、図
１５の時刻Ｔ´4でモータ４９への通電を停止した後、
所定時間経過した図１５の時刻Ｔ´5でソレノイド９へ
の通電を停止する制御を実行する。

【００２５】このような制御を行うことにより、モータ
４９が停止している状態でクラッチ７による減速機５と
出力軸１との接続が行われるので、該クラッチ７におけ
る対向している歯同士の噛み合せ時の衝撃を緩和するこ
とができ、歯の破損を生じにくくすることができる。よ
って、上記制御は、歯の大きさを大きくすることができ
ず、強度的にみて安全率をあまりとれない電磁噛み合い
クラッチを採用した場合に、特に効果がある。

【００２６】なお、以上説明した内容は、あくまで本発
明の一実施例に関するものであって、本発明が上記内容
にのみ限定されるものでないのは勿論である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
転角度検出手段を用いなくとも、モータへの通電時間を
制御するだけで排水弁を開閉するための出力軸の回転角
度制御を高精度に行うことができ、もって部品点数の減
少による装置構成の簡素化、低コスト化を図ることが可
能な便器洗浄装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の便器洗浄装置のブロック図。

【図２】電磁噛み合いクラッチの説明図。

【図３】別の電磁噛み合いクラッチの説明図。

【図４】更に別の電磁噛み合いクラッチの説明図。

【図５】電磁摩擦クラッチの説明図。

【図６】電気的構成の回転センサを備える従来の便器洗
浄装置のブロック図。

【図７】機械的構成の回転センサを備える従来の便器洗
浄装置のブロック図。

【図８】図１及び図６のコントローラの制御動作を示す
タイミングチャート。

【図９】図７のコントローラの制御動作を示すタイミン
グチャート。

【図１０】一実施例の便器洗浄装置のブロック図。

【図１１】図１０の構成を簡略化したブロック図。

【図１２】図１０のコントローラの制御動作を示すタイ
ミングチャート。

【図１３】図１２で示した制御動作の変形例を示すタイ
ミングチャート。

【図１４】図１０のコントローラの別の制御動作を示す
タイミングチャート。

【図１５】図１４で示した別の制御動作の変形例を示す
タイミングチャート。

【符号の説明】

１ 出力軸 ５ 減速機 ７ クラッチ ９ ソレノイド １１ スプリング機構 ４９ モータ ５１ コントローラ ５３ ５５ 信号線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水洗便器の排水弁を自動的に開いて該便
   器の洗浄を行う便器洗浄装置において、 前記排水弁を開／閉するためのモータと、 前記モータの駆動力を排水弁に伝達するクラッチと、 前記モータ及びクラッチを制御するコントローラと、 前記コントローラからの制御信号を前記モータ及び前記
   クラッチに夫々個別に伝送するための互いに独立した信
   号線と、 を備えることを特徴とする便器洗浄装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の便器洗浄装置において、 前記モータは、負荷変動によって回転数が変動しないモ
   ータであることを特徴とする便器洗浄装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の便器洗浄装
   置において、 前記コントローラは、前記モータの起動タイミング又は
   駆動停止のタイミングが、前記クラッチの起動タイミン
   グ又は駆動停止のタイミングとずれるように、前記モー
   タ及び前記クラッチを制御することを特徴とする便器洗
   浄装置。