JPH1057275A - 便座および便蓋の電動開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 寸法や形状の違う多種の腰掛式便器にも対応
できる装置を提供する。 【解決手段】 腰掛式便器の上に回動自在に支持された
便座および便蓋を開閉駆動するための装置において、前
記便座および便蓋を開閉駆動するための駆動手段と、前
記便座および便蓋が閉じられ、前記腰掛式便器の上に接
触したことを検出する検出手段と、同検出手段によっ
て、前記便座および便蓋が閉じられ、前記腰掛式便器の
上に接触したことが検出されたときに、前記駆動手段に
開閉駆動を停止させる停止手段と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、便座および便蓋の
電動開閉装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】便座および便蓋の電動開閉装置とは、腰
掛式便器の上に装着された便座および便蓋を自動的に回
動駆動するものであり（ここでいう回動駆動とは、主に
全閉状態にある便座および便蓋の回動を開始して全開状
態になったところで停止する、あるいは全開状態にある
便座および便蓋の回動を開始して全閉状態になったとこ
ろで停止することである）、近年その便利さから、急速
に普及している装置の一つである。

【０００３】そして、この種の装置については、従来か
ら便座および便蓋を定位置（全閉位置または全開位置）
に停止させるための技術が種々提案されてきた。（たと
えば、実公平６−３７７５９号）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、便座および
便蓋が装着される腰掛式便器は、多種存在し、その寸法
や形状の違いによって便座および便蓋の全閉位置および
全開位置が違ってくる。そのため、使用する腰掛式便器
によっては、便座および便蓋を定位置（全閉位置または
全開位置）に停止させることができなかった。

【０００５】このように、従来から提案されてきた装置
は、寸法や形状の違う多種の腰掛式便器にも対応できる
ものではなかった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた第一の発明は、腰掛式便器の上に回動自在に
支持された便座および便蓋を開閉駆動するための装置に
おいて、前記便座および便蓋を開閉駆動するための駆動
手段と、前記便座および便蓋が閉じられ、前記腰掛式便
器の上に接触したことを検出する検出手段と、同検出手
段によって、前記便座および便蓋が閉じられ、前記腰掛
式便器の上に接触したことが検出されたときに、前記駆
動手段に開閉駆動を停止させる停止手段と、を備える。

【０００７】第一の発明によれば、検出手段によって、
実際に便座および便蓋が腰掛式便器に接触したことが検
出されたときに、駆動手段による便座および便蓋の駆動
を停止する。したがって、腰掛式便器の寸法や形状が違
っても、便座および便蓋を全閉位置に停止させることが
でき、全閉位置に停止させることができないときの種々
の不具合（たとえば、全閉位置よりも少し浮いた状態に
なったときには、便座および便蓋の本来の機能を発揮で
きないし、全閉位置よりも行き過ぎたときには、便座お
よび便蓋が腰掛式便器の上に荷重がかかり、思わしくな
い）を回避できる。

【０００８】また、前記駆動手段が、前記便座および便
蓋の回動軸に連結されたステッピングモータである場合
には、全閉位置に停止させることができないときにステ
ッピングモータに荷重がかかることを回避できるので、
有効である。

【０００９】また、前記検出手段が、前記便座および便
蓋の回動軸が閉じ方向に回動しているのか、あるいは、
開き方向に回動しているのかを判別する判別部を備え、
同判別部の判別結果が、閉じ方向から開き方向に変化し
たときに、前記便座および便蓋が閉じられ、前記腰掛式
便器の上に接触したと検出する場合には、ステッピング
モータに本来的に備わるエンコーダを利用できるので、
有効である。

【００１０】また、前記駆動手段が、前記便座および便
蓋の全閉位置近傍では、比較的低速度で駆動する場合に
は、前記判別手段の判別結果の精度が向上するととも
に、便座および便蓋が腰掛式便器に激しく衝突すること
を回避できるので、有効である。

【００１１】上記課題を解決するためになされた第二の
発明は、腰掛式便器の上であり、洗浄水タンクの前方に
回動自在に支持された便座および便蓋を開閉駆動するた
めの装置において、前記便座および便蓋を開閉駆動する
ための駆動手段と、前記便座および便蓋が開らかれ、前
記洗浄水タンクに接触したことを検出する検出手段と、
同検出手段によって、前記便座および便蓋が開らかれ、
前記洗浄水タンクに接触したことが検出されたときに、
前記駆動手段に開閉駆動を停止させる停止手段と、を備
える。

【００１２】また、前記駆動手段が、前記便座および便
蓋の回動軸に連結されたステッピングモータである場合
には、全閉位置に停止させることができないときにステ
ッピングモータに荷重がかかることを回避できるので、
有効である。

【００１３】また、前記検出手段が、前記便座および便
蓋の回動軸が開き方向に回動しているのか、あるいは、
閉じ方向に回動しているのかを判別する判別部を備え、
同判別部の判別結果が、開き方向から閉じ方向に変化し
たときに、前記便座および便蓋が開かれ、前記洗浄水タ
ンクに接触したと検出する場合には、ステッピングモー
タに本来的に備わるエンコーダを利用できるので、有効
である。

【００１４】また、前記駆動手段が、前記便座および便
蓋の全開位置近傍では、比較的低速度で駆動する場合に
は、前記判別手段の判別結果の精度が向上するととも
に、便座および便蓋が水洗タンクに激しく衝突すること
を回避できるので、有効である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。

【００１６】本発明は、便座の電動開閉装置及び便蓋の
電動開閉装置の改良に関するものであるが、本発明の一
実施の形態に係る発明の便座の電動開閉装置と便蓋の開
閉装置は、トルクの大小等の細かい仕様を除き基本的構
成が同一である。よって、以後は主として便座の電動開
閉装置の構成について説明することとする。

【００１７】図１は、本発明の一実施の形態に係る便座
の電動開閉装置の機構部を示す。

【００１８】上記機構部は、図示のように、ギヤシャー
シ１を始め、ギヤシャーシ１に内蔵された減速ギア郡
３、カムシャフト５及びこのカムシャフト５を付勢する
コンプレッションコイルスプリング７と、ギヤシャーシ
１に外付けされたカム９、トーションコイルスプリング
（図１において、カム９の下方に位置する。以下同
じ）、便座ピン差込部１３及び２相ステッピングモータ
１５を備える。上記機構部は、図２に示すように、上記
カム９の近傍位置に便座２９（図４参照）の開度位置を
検出するための４個のリミットスイッチ（１７〜２３）
をも備える。

【００１９】シャフト５は、減速ギア郡３の出力段にあ
るギアのシャフトで正逆方向に回転し、便座ピン差込部
１３を通して接続されている便座ピンを介して便座２９
（図４参照）を開閉する。カム９は、カムシャフト５及
び便座２９の回転に連動して回転し、各リミットスイッ
チ１７〜２３を順にオン又はオフする。減速ギア郡３
は、入力段にあるギアを介して２相ステッピングモータ
１５から印加された回転駆動力を、所定の回転速度に減
速して出力段にあるギアに伝達する。２相ステッピング
モータ１５は、後述するコントローラ（図４にて符号２
５で示す）の制御下で、正逆方向に所定回転速度で回転
し、その回転駆動力を上記入力段にあるギアに伝達す
る。コンプレッションコイルスプリング７及びトーショ
ンコイルスプリング（図示しない）は、便座２９の開閉
をスムーズに行うために設けられたもので、便座２９の
自重トルク（即ち、自重によって閉じようとする力）と
バランスさせることにより、上記２相ステッピングモー
タ１５の回転駆動力を付勢しよとするように機能する。

【００２０】図２に示すリミットスイッチ１７〜２３
は、オン状態となることにより便座２９の現在位置を示
す電気信号をコントローラ２５に出力するようになって
いる。図２は、全閉状態でのカム９の位置を示している
が、この位置から矢印の方向にカムが回転していくと図
３に示すような態様で、リミットスイッチ１７〜２３が
順にオン動作又はオフ動作する。本実施の形態では、便
座２９が図４の符号Ａで示す全閉位置（例えば、開度０
度）にあるときには、図３に示すように各リミットスイ
ッチ１７〜２３は全てオフ状態となる。また、便座２９
が図４の符号Ｅで示す全開位置（例えば、９９度）にあ
るときには全てオン状態となるように設定されている。
また、全閉と全開の間の領域はＢ、Ｃ、Ｄの３つの領域
に分けられ、便座２９がどの領域にあるかでリミットス
イッチ１７〜２３のオン／オフ状態が異なる。ここで、
領域Ｂと領域Ｄは全閉及び全開に近い領域（例えば、開
度１５度以下及び９５度以上）である。なお、便蓋３３
の開度と開度センサ郡２４内のリミットスイッチとの関
係も同様である。

【００２１】図４は、便座の電動開閉装置と便蓋の電動
開閉装置とを備えたトイレ装置において、便座及び便蓋
の開閉制御を行うための構成を示したブロック図であ
る。

【００２２】図４において、符号２７は便蓋の電動開閉
装置が具備する２相ステッピングモータで、この２相ス
テッピングモータは、上記便座の電動開閉装置が具備す
る２相ステッピングモータ１５と共に、コントローラ２
５の制御下に置かれる。このコントローラ２５の入力側
には、例えば、トイレ室の壁面等の操作盤に設けられ
た、便座２９を開閉するに際して操作される便座スイッ
チ３１及び便蓋３３を開閉するに際して操作される便蓋
スイッチ３５が各々接続されている。また、コントロー
ラ２５の入力側には、上記リミットスイッチ１７〜２３
からなる開度センサ郡２０と全蓋３３側に設けられた、
開度センサ郡２０と同様な開度センサ郡２４が接続され
ている。また、ステッピングモータの回転方向を検出す
るための２相式のエンコーダ２６も接続されている。

【００２３】コントローラ２５は、開度センサ郡２０か
ら出力される便座２９の開度位置情報と、開度センサ郡
２４から出力される便蓋３３の開度位置情報と、エンコ
ーダ２６から出力される回転方向情報と、便座スイッチ
３１や便蓋スイッチ３５から出力される操作情報とに基
づいて、便座２９や便蓋３３の開閉を行うべく２相ステ
ッピングモータ１５或いは２７の駆動を制御する。

【００２４】ここで、エンコーダ２６から出力される回
転方向情報とは、図５に示すようなものである。すなわ
ち、エンコーダ２６は、Ａ相とＢ相という２つの相を備
えており、便座２９や便蓋３３が閉じる方向に回動して
いるときには、図５（ａ）のような出力を行う。一方、
便座２９や便蓋３３が開く方向に回動しているときに
は、図５（ｂ）のような出力を行うのである。なお、こ
こでは、エンコーダ２６として２相式のものを用いた
が、複数相式のものであれば他を用いてもよい。

【００２５】図６は、本発明の一実施の形態に係る便座
２９及び便蓋３３の開閉状態の遷移を示す。便座２９及
び便蓋３３は、便蓋３３及び便座２９が共に全開状態
（図４のＥ）にある第１の状態４１、便蓋３３及び便座
２９が共に全閉状態（図４の位置Ａ）にある第２の状態
４３及び便蓋３３のみが全開している第３の状態４５の
３種類の状態のいずれか採る。第１の状態４１は、上記
開度センサ郡２０（即ち、リミットスイッチ１７〜２
３）と、上記開度センサ郡２４とが共に全部オンになっ
ている場合である。第２の状態４３は、上記開度センサ
郡２０と、上記開度センサ郡２４とが共に全部オフにな
っている場合である。また、第３の状態４５は、上記開
度センサ郡２０が全部オフになっており、一方、上記開
度センサ郡２４は全部オンになっている場合である。

【００２６】（１）第１の状態４１で、便座スイッチ３
１及び便蓋スイッチ３５の双方が操作されると、コント
ローラ２５は、２相ステッピングモータ１５及び２７を
制御して便座２９及び便蓋３３の双方を閉じるので、第
１の状態４１から第２の状態４３に遷移する。また、便
蓋スイッチ３５のみが操作されたときには、２相ステッ
ピングモータ２７のみを制御して便蓋３３を閉じる。こ
のとき、便座２９は、便蓋３３が閉じることにより、強
制的に閉じられることとなるので、やはり第１の状態４
１から第２の状態４３に遷移する。更に、便座スイッチ
３１のみが操作されたときには、２相ステッピングモー
タ１５のみを制御して便座２９を閉じるので、第１の状
態４１から第３の状態４５に遷移する。

【００２７】ここで、２相ステッピングモータ１５及び
２７の駆動を停止する際の制御方法について、図７のタ
イミングチャートを用いて説明する。なお、図７のタイ
ミングチャートにおいて、（ａ）は、便座２９及び／又
は便蓋３３が閉駆動が継続している期間である。（ｂ）
は、便座２９及び／又は便蓋３３が腰掛式便器に衝突し
た期間である。

【００２８】コントローラ２５は、図７に示すエンコー
ダ２６からの出力を常時読み取っており、図７（ｂ）の
ような信号を受け取ると、便座２９及び／又は便蓋３３
が腰掛式便器に衝突したとして２相ステッピングモータ
１５及び／又は２７の駆動を停止させる。こうすること
により、便座２９及び／又は便蓋３３を確実に全閉位置
に停止させることができる。

【００２９】（２）第２の状態４３で、便座スイッチ３
１及び便蓋スイッチ３５の双方が操作されると、コント
ローラ２５は、２相ステッピングモータ１５および２７
を制御して、便座２９及び便蓋３３の双方を開くので、
第２の状態４３から第１の状態４１に遷移する。また、
便座スイッチ３１のみが操作されたときには、２相ステ
ッピングモータ１５のみを制御して便座２９を開く。こ
のとき、便蓋３３は、便座２９が開くことにより、強制
的に開かれることになるので、やはり第２の状態４３か
ら第１に状態４１に遷移する。更に、便蓋スイッチ３５
のみが操作されたときには、２相ステッピングモータ２
７のみを制御して便蓋３３を開くので、第２の状態４３
から第３の状態４５に遷移する。

【００３０】ここで、２相ステッピングモータ１５及び
２７の駆動を停止する際の制御方法について、図８のタ
イミングチャートを用いて説明する。

【００３１】図８のタイミングチャートにおいて、
（ａ）は、便座２９及び／又は便蓋３３が開駆動が継続
している期間である。（ｂ）は、便座２９及び／又は便
蓋３３が水洗タンク（場合によっては、水洗タンクを覆
う箱体であることもある）に衝突した期間である。

【００３２】コントローラ２５は、図８に示すエンコー
ダ２６からの出力を常時読み取っており、図７（ｂ）の
ような信号を受け取ると、便座２９及び／又は便蓋３３
が水洗タンクに衝突したとして２相ステッピングモータ
１５及び／又は２７の駆動を停止させる。こうすること
により、便座２９及び／又は便蓋３３を確実に全開位置
に停止させることができる。

【００３３】（３）第３の状態４５で、便座スイッチ３
１が操作されると、コントローラ２５は、２相ステッピ
ングモータ１５のみを制御して便座２９を開くので、第
３の状態４５から第１の状態４１に遷移する。また、便
蓋スイッチ３５が操作されると、コントローラ２５は、
２相ステッピングモータ２７のみを制御して便蓋３３を
閉じるので、第３の状態４５から第２の状態４３に遷移
する。

【００３４】なお、上記実施の形態のうち、便座スイッ
チ３１及び便蓋スイッチ３５として非衝突型のセンサ
（光電センサ、超音波センサ）を用いてもよい。また、
これらの非衝突型のセンサを用いて、便器に接近してく
る人または便器から離れる人を検出し、それぞれの場合
に便座スイッチ３１及び便蓋スイッチ３５が操作された
ときと同様の制御をコントローラ２５に行わせるように
構成してもよい。

【００３５】また、上記実施の形態では、前記便座およ
び便蓋が閉じられ、前記腰掛式便器の上に衝突したこと
を検出する方法として、エンコーダの出力を利用する例
を説明したが、これに限らず、便座２９及便蓋３３に腰
掛式便器の上に衝突したこと及び／又は水洗タンクを検
出するリミットスイッチを設け、このリミットスイッチ
の出力を利用してもよい。

【００３６】また、上記実施の形態では、便座２９及便
蓋３３を駆動する速度については、特に説明しなかった
が、全閉位置および全開位置近傍になったときに、速度
を低下させると、エンコーダの出力がより安定するた
め、回転方向の検出精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る便座の電動開閉装
置の機構部を示す斜視図。

【図２】上記装置の機構部のカムとリミットスイッチと
の関係を示した説明図。

【図３】便座の開度位置と各リミットスイッチとの関係
を示した説明図。

【図４】便座の電動開閉装置と便蓋の電動開閉装置とを
備えたトイレ装置において、便座および便蓋の開閉制御
を行うための構成を示したブロック図。

【図５】エンコーダ２６の出力形態を示す図。

【図６】本発明の一実施の形態に係る便座及び便蓋の開
閉状態の遷移を示した図。

【図７】エンコーダ２６の出力からステッピングモータ
２７の閉駆動を停止させるタイミングを示す図。

【図８】エンコーダ２６の出力からステッピングモータ
２７の開駆動を停止させるタイミングを示す図。

【符号の説明】

１５…２相ステッピングモータ ２０…開度センサ郡 ２４…開度センサ郡 ２５…コントローラ ２６…エンコーダ ２７…２相ステッピングモータ ２９…便座 ３１…便座スイッチ ３３…便蓋 ３５…便蓋スイッチ ３７…トイレ装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 腰掛式便器の上に回動自在に支持された
   便座および便蓋を開閉駆動するための装置において、 前記便座および便蓋を開閉駆動するための駆動手段と、 前記便座および便蓋が閉じられ、前記腰掛式便器の上に
   接触したことを検出する検出手段と、 同検出手段によって、前記便座および便蓋が閉じられ、
   前記腰掛式便器の上に接触したことが検出されたとき
   に、前記駆動手段に開閉駆動を停止させる停止手段と、 を備えたことを特徴とする便座および便蓋の電動開閉装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の便座および便蓋の電動開
   閉装置において、 前記駆動手段は、前記便座および便蓋の回動軸に連結さ
   れたステッピングモータであることを特徴とする便座お
   よび便蓋の電動開閉装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の便座および便蓋の電動開
   閉装置において、 前記検出手段は、前記便座および便蓋の回動軸が閉じ方
   向に回動しているのか、あるいは、開き方向に回動して
   いるのかを判別する判別部を備え、 同判別部の判別結果が、閉じ方向から開き方向に変化し
   たときに、前記便座および便蓋が閉じられ、前記腰掛式
   便器の上に接触したと検出することを特徴とする便座お
   よび便蓋の電動開閉装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の便座および便蓋の電動開
   閉装置において、 前記駆動手段は、前記便座および便蓋の全閉位置近傍で
   は、比較的低速度で駆動することを特徴とする便座およ
   び便蓋の電動開閉装置。
5. 【請求項５】 腰掛式便器の上であり、洗浄水タンクの
   前方に回動自在に支持された便座および便蓋を開閉駆動
   するための装置において、 前記便座および便蓋を開閉駆動するための駆動手段と、 前記便座および便蓋が開らかれ、前記洗浄水タンクに接
   触したことを検出する検出手段と、 同検出手段によって、前記便座および便蓋が開らかれ、
   前記洗浄水タンクに接触したことが検出されたときに、
   前記駆動手段に開閉駆動を停止させる停止手段と、 を備えたことを特徴とする便座および便蓋の電動開閉装
   置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の便座および便蓋の電動開
   閉装置において、 前記駆動手段は、前記便座および便蓋の回動軸に連結さ
   れたステッピングモータであることを特徴とする便座お
   よび便蓋の電動開閉装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の便座および便蓋の電動開
   閉装置において、前記検出手段は、前記便座および便蓋
   の回動軸が開き方向に回動しているのか、あるいは、閉
   じ方向に回動しているのかを判別する判別部を備え、 同判別部の判別結果が、開き方向から閉じる方向に変化
   したときに、前記便座および便蓋が開かれ、前記洗浄水
   タンクに接触したと検出することを特徴とする便座およ
   び便蓋の電動開閉装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の便座および便蓋の電動開
   閉装置において、 前記駆動手段は、前記便座および便蓋の全開位置近傍で
   は、比較的低速度で駆動することを特徴とする便座およ
   び便蓋の電動開閉装置。