JPH10211121A - 便座や便蓋用の電動開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 便座あるいは便蓋の重さに変動があってもそ
の開閉をスムーズなものとする。 【解決手段】 便座２もしくは便蓋３である回動体の回
動位置を検出する検出部材８４と、該検出部材８４の出
力に応じてモータ８０の駆動トルクを制御するとともに
回動体の開閉に要した時間から次回の開閉に際しての駆
動トルクを設定する制御回路とを備える。回動体の重さ
がカバーの装着などでかわっても、その重さ変化を開閉
に要した時間の変化で捕らえて駆動トルクを補正するた
めに、スムーズで且つショックのない駆動を行うことが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は便座や便蓋の開閉を
電動で行う電動開閉装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】便器における便座や便蓋の開閉にあたっ
ては腰を曲げて屈まなくてはならないが、この動作が苦
痛である人や困難である人のために、電動で上記開閉を
行うものが提供されている。この場合、操作しやすいと
ころに配置することができるスイッチや、リモートコン
トロール操作器で開閉指示を出すことができるために、
使用者に負担をかけないものとすることができる。

【０００３】ところで便座あるいは便蓋は、その開閉の
途中位置で止めることは無いことから、モータで便座あ
るいは便蓋を駆動して開閉する場合、スイッチを操作し
ている間だけモータが駆動されるようにするのではな
く、開スイッチをいったん押せば開き、閉スイッチをい
ったん押せば閉じるというように構成しておくのが好ま
しく、このために従来においては便座あるいは便蓋の開
位置と閉位置とを検出するリミットスイッチのような検
出用スイッチを設けて、上記開閉スイッチの指定方向に
モータを回転させ、検出用スイッチの作動でモータを停
止させることで、便座あるいは便蓋の開閉を行ってい
た。

【０００４】ここにおいて、後端が軸支された便座や便
蓋は、閉じた時にほぼ水平状態となっており、開いた時
にほぼ垂直状態となることから、便座や便蓋の支持軸を
モータ駆動する場合、開く場合について言えば開き始め
に要する力がもっとも大きくなり、開き終わるところで
は微小な力ですむことになる。このために、単にモータ
の始動と停止とを制御するだけの上記従来例では、開閉
動作がスムーズではない。

【０００５】このために、回動体の回動位置を検出する
検出部材と、該検出部材の出力に応じてモータの駆動ト
ルクを制御することが考えられる。便座や便蓋が閉じら
れて水平位置にある時には大きな駆動トルクで、開き終
わり近くになれば小さな駆動トルクでモータを作動させ
るのである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】回動体の回動位置に応
じて駆動トルクを変更することによって、開閉動作をス
ムーズで且つショックのないものとすることができる
が、家庭の便器における便座や便蓋には、カバーが装着
されることが多く、このようなカバーが装着された場合
には回動体が重くなるために、カバーが装着されていな
い状態を想定した駆動トルクでは回動体の開閉を行えな
いことが生じる。逆にカバーが装着された状態を想定し
て駆動トルクを大きく設定していた時には、開閉動作の
終端においてショックや騒音が生じることになる。ま
た、カバーには各種のものがあって重さが一定でないこ
とから、カバーを装着した状態を想定して設定していて
も、スムーズな動作を得られるとは限らない。

【０００７】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは便座（あるいは便蓋）
の重さに変動があってもその開閉をスムーズなものとす
ることができる便座や便蓋用の電動開閉装置を提供する
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、便座
もしくは便蓋である回動体の回動位置を検出する検出部
材と、該検出部材の出力に応じてモータの駆動トルクを
制御するとともに回動体の開閉に要した時間から次回の
開閉に際しての駆動トルクを設定する制御回路とを備え
ることに特徴を有するものである。回動体の回動位置に
応じた駆動トルクでモータを作動させるために、スムー
ズで且つショックのない駆動を行うことができるもので
あり、しかも回動体の重さがカバーの装着などでかわっ
ても、その重さ変化を開閉に要した時間の変化で捕らえ
て駆動トルクを補正するために、スムーズで且つショッ
クのない駆動を行うことができるものである。

【０００９】ここにおいて、制御回路は、電源投入直後
の開閉駆動を最大トルクで行わせ、この際の開閉に要し
た時間から次回以降の開閉に際しての駆動トルクを設定
するものであっても、開閉に要した時間を毎回計測して
次回の開閉に際しての駆動トルクを設定するものであっ
てもよい。開閉動作中の所定位置までの開閉に要した時
間を毎回計測して所定位置以後の開閉のための駆動トル
クの補正を行うようにすることも好ましい。負荷の変化
に確実に対応することができる。

【００１０】また制御回路は室温検知手段から入力され
る室温に応じて駆動トルクを変更するものであってもよ
い。室温が下がれば動作抵抗の増大が生じやすいが、こ
の点に対処することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例につい
て説明すると、図２において図中１は便座２及び便蓋３
が装着される支持体であり、該支持体１は便器であって
も便器に装着される器材、たとえば局部洗浄装置であっ
てもよい。上記支持体１は対向する面に夫々カラー６，
７を突出させているとともに各カラー６，７を貫通する
便座用駆動軸４と便蓋用駆動軸５を突出させており、こ
れら両駆動軸４，５は支持体１内の左右に夫々配された
モータブロック８，８に着脱自在に連結されている。

【００１２】便座２はその後端部の左右上面より夫々上
方側に向けて軸受部２０，２５を突出させて、軸受部２
０が便座用駆動軸４に連結され、軸受部２５が上記カラ
ー７に回転自在に装着されて便座用駆動軸４の回転駆動
によって開閉される。便蓋３はその後端部の左右下面よ
り夫々下方側に向けて軸受部３０，３５を突出させて軸
受部３０が上記便座２に設けられた軸部９に回転自在に
装着され、軸受部３５が便蓋用駆動軸５に連結されて便
蓋用駆動軸５の回転駆動によって開閉される。

【００１３】図３に便座２及び便蓋３の開閉駆動用のモ
ータ８０，８０を内蔵しているモータブロック８を示
す。モータ８０の回転はタイミングベルトやギアで構成
された減速部８１を経て便座用駆動軸４あるいは便蓋用
駆動軸５が差し込み連結される最終ギア８２に伝達され
るのであるが、この最終ギア８２には複数個のスリット
を備えたスリット板８３が設けられている。また、これ
らの部材が納められたギアケース８９内には上記スリッ
ト板８３の回転に伴って光路が開閉されるフォトインタ
ラプタ８４が配設されている。

【００１４】図４及び図５に便蓋３の開閉位置とスリッ
ト板８３の回転位置との関係を示す。図４(a)に示すよ
うに便蓋３が閉じられている時、図５(a)に示すように
スリット板８３における切欠部がフォトインタラプタ８
４の位置にあり、フォトインタラプタ８４の出力はオフ
となっている。そして図４(b)(c)に示すように便蓋３を
開いていけば、図５(b)(c)に示すようにスリット板８３
の回転でフォトインタラプタ８４はオンオフを繰り返
し、図４(d)に示すように便蓋３を開いた状態ではフォ
トインタラプタ８４はその光路が遮られて出力がオンと
なっている。図５(a)に示す状態から図５(d)に示す状態
の間でフォトインタラプタ８４はスリット板８３におけ
るスリットのために図６に示すように複数回オンオフを
繰り返す。なお、便蓋３の開閉について説明したが、便
座２の開閉についても同じである。

【００１５】ここにおいて、各モータブロック８のモー
タ８０は、上記フォトインタラプタ８４が接続されたマ
イクロコンピュータからなる制御回路（図示せず）によ
ってその回転方向と駆動トルクとが制御されるものとな
っている。この制御のうち、駆動トルクをデューティ制
御で行うものについて説明すると、制御回路はフォトイ
ンタラプタ８４出力がオフである時、便座２や便蓋３が
閉じられていると見做し、リモコン操作器等から開くの
指示が与えられた時、図７に示すように、まずは所定の
デューティａでモータ８０を駆動し、フォトインタラプ
タ８４出力のオンパルスを受けるたびにデューティを
ｂ，ｃ，ｄ，ｅと変更してゆき、そして最後のパルス
（パルス５）を受けたならば、所定のデューティｆでの
駆動をｎ時間だけ行ってモータ８０を停止させる。

【００１６】逆にモータ８０を駆動していない状態でフ
ォトインタラプタ８４出力がオンであれば、便座２や便
蓋３が開いていると見做してデューティｆでモータ８０
を駆動し、フォトインタラプタ８４が出力のオンパルス
を受けるたびにデューティをｅ，ｄ，ｃ，ｂと変更して
ゆき、そして最後のパルスを受けたならば、所定のデュ
ーティａでの駆動をｍ時間だけ行ってモータ８０を停止
させる。

【００１７】フォトインタラプタ８４出力のオンパルス
をカウントしてデューティを順次切り換えていくもので
あり、このために便座２や便蓋３の回動位置にみあった
駆動トルクでモータ８０を作動させることができて、上
記回動を適度なスピードでスムーズ且つショックのない
ものとすることができる。なお、開位置及び閉位置を厳
密に定めるのではなく、ｎ時間あるいはｍ時間の時間成
分を加えて制御しているのは、便座２や便蓋３にカバー
が装着された時、その厚みによって開位置及び閉位置が
ずれることに鑑みたものである。

【００１８】もっとも、前述のようにカバーが装着され
た場合、便座２や便蓋３の重さが変動する。便座２及び
便蓋３にはサイズの異なるものがあり、両サイズによっ
ても重さが変わる。この重さの違いに伴って回転駆動す
るのに必要なトルクも変動することから、ここでは重さ
についての学習機能を持たせている。すなわち、制御回
路には上記ａ〜ｆ，ｎ（ｍ）の数値についてのデータを
テーブルとして予め持たせているわけであるが、このテ
ーブルを次表に示すように複数持たせている。Ａは最も
軽い場合のためのテーブル、Ｆは最も重い場合のための
テーブルである。

【００１９】

【表１】

【００２０】そして、電源に接続されて最初に開閉動作
を行う時には、最大デューティである上記Ｆテーブルの
データａ〜ｆ，ｎ（ｍ）でモータ８０の駆動制御を行
い、この時、最初のパルス（パルス１）から最後のパル
ス（パルス５）が到来するまでにかかった時間Ｔを計測
する。そして次回からの開閉動作については、上記時間
Ｔが所定時間以上であればＦテーブルを、きわめて短け
ればＡテーブルをというように、上記時間Ｔの長さに応
じて、上記表の中から選択した適切なテーブルのデータ
でモータ８０の駆動制御を行う。このためにこの開閉装
置においては、カバーが装着されたり外されたりするこ
とで便座２や便蓋３の重さが変わっても、上記学習機能
を有していることから、常に適切な駆動トルクでスムー
ズ且つショックのない開閉を行わせることができるもの
である。

【００２１】ところで、前記モータブロック８における
減速部８１は、室温が下がれば潤滑グリスの硬化などで
どうしても駆動効率が低下するために、便座２や便蓋３
の開閉に要する最低限に近いトルクで駆動している場
合、冬季の早朝など開閉することができないことが生じ
るおそれがある。このために、図８に示すように、前記
時間Ｔの測定時に室温Ｃの測定も行い、そして開閉の指
示を受けた時には現在室温Ｃｎの測定を行って、現在室
温Ｃｎと前記室温Ｃとの大小関係から、テーブルを１つ
（あるいは２つ）シフトさせるようにしてもよい。また
室温Ｃと現在室温Ｃｎとの大小関係に応じてシフトさせ
るのではなく、テーブルの選択にあたり、現在室温Ｃｎ
がたとえば１０℃未満であるか、１０℃以上２０℃未満
であるか、２０℃以上であるかによってシフトを決定す
るようにしてもよい。

【００２２】なお、電源投入直後にだけ開閉時間Ｔの測
定を行って次回以降は選択したテーブルを基に作動させ
るのではなく、毎回開閉時間Ｔを測定してこの測定値か
ら次回のテーブルを決定するようにしてもよい。もっと
も、カバーを装着していない状態からカバーを装着した
状態にした時などのように、重さが大きくなる方向に変
化した時には開閉できない事態が生じ、結局、図１に示
したようないったん最大デューティで作動させることが
必要となるために、電源投入直後（リセット直後）だけ
学習を行うものであっても殆ど問題はない。

【００２３】図９は現在の開閉動作に要している時間Ｔ
ｎを開閉動作中に測定して，この時間Ｔｎの値から、開
閉動作の最後までの駆動トルクを修正するようにしたも
のを示している。なお、図ではパルス１からパルス５ま
での時間Ｔ，Ｔｎから最終値ｆの修正を行うようにした
ものを示したが、たとえばパルス１からパルス２までの
時間から、以降のｃ，ｄ，ｅ，ｆの値を修正するように
した方がより好ましいのはもちろんである。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明においては、回動体
の回動位置に応じた駆動トルクでモータを作動させるこ
とができて、スムーズで且つショックのない電動開閉駆
動を行うことができるものであり、しかも制御回路は回
動体の開閉に要した時間から次回の開閉に際しての駆動
トルクを設定することから、回動体の重さがカバーの装
着などでかわっても、その重さ変化を開閉に要した時間
の変化で捕らえて駆動トルクを補正するために、スムー
ズで且つショックのない駆動を行うことができるもので
ある。

【００２５】ここにおいて、制御回路は、電源投入直後
の開閉駆動を最大トルクで行わせ、この際の開閉に要し
た時間から次回以降の開閉に際しての駆動トルクを設定
するものであると、カバーの装着で急に重くなった場合
にも回動体を開閉することができるために、上記学習機
能を確実に働かせることができる。また開閉に要した時
間を毎回計測して次回の開閉に際しての駆動トルクを設
定するならば、負荷変化に迅速に対応することができ
る。

【００２６】さらに開閉動作中の所定位置までの開閉に
要した時間を毎回計測して所定位置以後の開閉のための
駆動トルクの補正を行う時には、負荷の変化に確実に対
応することができるものとなる。制御回路が室温検知手
段から入力される室温に応じて駆動トルクを変更する時
には、室温による動作抵抗の増減の影響を避けることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の動作を示すフロー
チャートである。

【図２】同上の分解斜視図である。

【図３】同上のモータブロックの正面図である。

【図４】(a)(b)(c)(d)は同上の便蓋の開閉を示す説明図
である。

【図５】(a)(b)(c)(d)は同上のフォトインタラプタとス
リット板の動作を示す説明図である。

【図６】同上のフォトインタラプタの出力とモータ制御
の説明図である。

【図７】同上の動作を示すフローチャートである。

【図８】他の実施の形態の一例の動作のフローチャート
である。

【図９】別の実施の形態の一例の動作のフローチャート
である。

【符号の説明】

２ 便座 ３ 便蓋 ８ モータブロック

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 便座もしくは便蓋である回動体をモータ
   で駆動して開閉するものであって、回動体の回動位置を
   検出する検出部材と、該検出部材の出力に応じてモータ
   の駆動トルクを制御するとともに回動体の開閉に要した
   時間から次回の開閉に際しての駆動トルクを設定する制
   御回路とを備えることを特徴とする便座や便蓋用の電動
   開閉装置。
2. 【請求項２】 制御回路は、電源投入直後の開閉駆動を
   最大トルクで行わせ、この際の開閉に要した時間から次
   回以降の開閉に際しての駆動トルクを設定するものであ
   ることを特徴とする請求項１記載の便座や便蓋用の電動
   開閉装置。
3. 【請求項３】 制御回路は開閉に要した時間を毎回計測
   して次回の開閉に際しての駆動トルクを設定するもので
   あることを特徴とする請求項１記載の便座や便蓋用の電
   動開閉装置。
4. 【請求項４】 制御回路は開閉動作中の所定位置までの
   開閉に要した時間を毎回計測して所定位置以後の開閉の
   ための駆動トルクの補正を行うものであることを特徴と
   する請求項１または２または３記載の便座や便蓋用の電
   動開閉装置。
5. 【請求項５】 制御回路は室温検知手段から入力される
   室温に応じて駆動トルクを変更するものであることを特
   徴とする請求項１または２または３または４記載の便座
   や便蓋用の電動開閉装置。