JP2008073381A - 便座・便蓋の自動開閉装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】便座本体が回動する際に軸にかかる応力を大きく低減させ、小型化が容易で、かつ、廉価に製造できること。
【解決手段】便器に堅固に取り付けられるヒンジ基体3に対して回動自在な便座本体1と、ヒンジ基体3と便座本体1とを連結する本体支軸5と、便座本体1の側面に両端が接続された可撓性を有する樹脂製ベルトラック20と、ヒンジ基体3に内蔵されたモータユニット10の出力としてのピニオン18とベルトラック20が噛み合い、モータユニット10の出力としてのピニオン18の回転によってベルトラック20との噛み合いが相対移動し、本体支軸5を中心に便座本体1を回動するものである。
【選択図】図5
【解決手段】便器に堅固に取り付けられるヒンジ基体3に対して回動自在な便座本体1と、ヒンジ基体3と便座本体1とを連結する本体支軸5と、便座本体1の側面に両端が接続された可撓性を有する樹脂製ベルトラック20と、ヒンジ基体3に内蔵されたモータユニット10の出力としてのピニオン18とベルトラック20が噛み合い、モータユニット10の出力としてのピニオン18の回転によってベルトラック20との噛み合いが相対移動し、本体支軸5を中心に便座本体1を回動するものである。
【選択図】図5
Description
本発明は、水洗便器に設置される便座・便蓋の自動開閉装置に関し、特に、便座及び/または便蓋の自動開閉を行う機構に関するものである。
一般に、近年の便座・便蓋の自動開閉装置は、トイレ室内に人が入ると便座及び/または便蓋が自動開閉する機能を有している。
例えば、特許文献1では、モータの駆動力を減速機構から便座・便蓋に伝達して便座・便蓋を自動開閉させるとき、減速機構が2条以上のウォームギヤとヘリカルギヤの組合せを1組以上有し、減速機構内のその他の減速部がギヤの係合によってなされるという技術思想を開示している。
例えば、特許文献1では、モータの駆動力を減速機構から便座・便蓋に伝達して便座・便蓋を自動開閉させるとき、減速機構が2条以上のウォームギヤとヘリカルギヤの組合せを1組以上有し、減速機構内のその他の減速部がギヤの係合によってなされるという技術思想を開示している。
また、特許文献2では、モータの駆動力を出力軸から便座・便蓋に伝達して便座・便蓋を自動的に開閉するとき、出力軸に対して便座・便蓋の自重方向の力と反対方向の力を付勢する付勢バネを設け、その付勢バネは、出力軸と同心円上に配置されるコイル円筒部を有し、かつ、その巻き端の一方が出力軸に固定され、その巻き端の他方が本体ケース側に係止され、コイル円筒部の内側にはその略全長に亘ってコイル円筒部と同心円上のバネ支持部材が設けられている。この構成によって、付勢トルクのロスとバラツキを最小限に押さえ、便座・便蓋が開閉途中で停止するトラブルを防止するという技術思想を開示している。
そして、特許文献3では、軽量、コンパクト化が要求される温水洗浄便座等に使用できる便座・便蓋の自動開閉装置において、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、この回転軸をそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータと、遊星歯車機構を用いた減速歯車列とからなり、駆動モータの駆動力を回転軸に伝達して便座または便蓋を自動開閉する機構をコンパクト化する技術思想を開示している。
更に、特許文献4では、便座部と本体部と、本体部を回動可能に軸支するとともに便器へ枢支する取付ベースを有し、本体部の回動軸心を本体部の閉成状態における本体部高さの中心よりも所定量上方に設けて、便座部、本体部の開成状態で便器と本体部間に間隙が形成され、容易に便器、本体部間の清掃が可能となるという技術思想を開示している。
特開平10−262867
特開2002−219076
WO2003/065866
特開2002−309646
上記特許文献1の便座・便蓋の自動開閉機構は、モータ出力をギヤ列で伝達し、トルク増幅して、各々の回転軸に連結させて便座・便蓋を開閉する構造となっており、特に、回転軸のトルク出力を大きく取れるため、回転軸と同軸のギヤ径を大きくする場合には、回転軸がモータユニットと一体の構造では機構部自体のサイズが増大することになる。したがって、ギヤの構成枚数を多くし減速比を上げるのが一般的であるが、連結するギヤの段数が多く減速比が大きくなるとギヤにかかるカが増大し、強度確保のために材質を変更するなどの処置が必要となり、便座・便蓋の自動開閉機構が高価なものとなる。
また、上記特許文献2の便座・便蓋の自動開閉機構は、出力軸に対して便座・便蓋の自重方向の力と反対方向の力を付勢する付勢バネを設け、その付勢バネによって便座・便蓋の自重方向の力のバラツキを最小限に押さえようにアシストするものであるが、補助バネの配置スペースが機構全体のサイズを増大させることになる。
そして、上記特許文献3の便座・便蓋の自動開閉機構は、ギヤの構成枚数を遊星歯車の使用によって小型化するものであるが、回転軸をモータユニットと別体にすればモータユニットのサイズは小さくできるものの、筺体のたわみ等で両者の噛み合い精度を確保するのが困難になる。通常、回転軸と連結された同軸ギヤ及び回転軸そのものがモータユニットに含まれて一体構造となっており、小型化は困難である。
更に、上記特許文献4の便座・便蓋の自動開閉機構は、に本体部を回動可能に軸支する機構が内蔵されているが、回動時のトルクが直接回転軸にかかるため回転軸の固定及びモータユニットと回転軸の関係は強固なものにしておく必要があり、現実には、図示された程度に小型化することはできない。
また、上記特許文献2の便座・便蓋の自動開閉機構は、出力軸に対して便座・便蓋の自重方向の力と反対方向の力を付勢する付勢バネを設け、その付勢バネによって便座・便蓋の自重方向の力のバラツキを最小限に押さえようにアシストするものであるが、補助バネの配置スペースが機構全体のサイズを増大させることになる。
そして、上記特許文献3の便座・便蓋の自動開閉機構は、ギヤの構成枚数を遊星歯車の使用によって小型化するものであるが、回転軸をモータユニットと別体にすればモータユニットのサイズは小さくできるものの、筺体のたわみ等で両者の噛み合い精度を確保するのが困難になる。通常、回転軸と連結された同軸ギヤ及び回転軸そのものがモータユニットに含まれて一体構造となっており、小型化は困難である。
更に、上記特許文献4の便座・便蓋の自動開閉機構は、に本体部を回動可能に軸支する機構が内蔵されているが、回動時のトルクが直接回転軸にかかるため回転軸の固定及びモータユニットと回転軸の関係は強固なものにしておく必要があり、現実には、図示された程度に小型化することはできない。
このように、従来の便座・便蓋の自動開閉機構は、モータユニットが便座本体または便蓋本体の内部に設置される場合、他の構成要素の配置に対してスペースが制約されている。特に、便座本体一体型トイレのような構成をとる場合、各構成要素を搭載できる便座本体内部のスペースが減少するため、その制約はより厳しくなる。
また、モータユニットを回転軸に固定する場合、ヒンジと回転軸及びモータユニットと回転軸が相対的に回転しないように軸形状を決定する必要があり、かつ、回動時のトルクが直接回転軸にかかるためヒンジと回転軸の固定及びモータユニットと回転軸の固定を強固にしておく必要がある。
また、モータユニットを回転軸に固定する場合、ヒンジと回転軸及びモータユニットと回転軸が相対的に回転しないように軸形状を決定する必要があり、かつ、回動時のトルクが直接回転軸にかかるためヒンジと回転軸の固定及びモータユニットと回転軸の固定を強固にしておく必要がある。
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、本体が回動する際に軸にかかる応力を低減させ、小型化が容易で、かつ、廉価に製造できる便座・便蓋の自動開閉装置の提供を課題とするものである。
請求項1にかかる便座・便蓋の自動開閉装置は、後部に形成された凹部内に、便器に固定されたヒンジ基体を収容し、本体支軸を介して前記ヒンジ基体が軸支され、前記ヒンジ基体に対して回動自在な便座または便蓋からなる本体と、前記ヒンジ基体内に収容され、モータの回転力がピニオンから出力されるようにしたモ一夕ユニットと、前記ピニオンと噛合し、前記本体内に両端部が接続された可撓性の材質で作製されたベルトラックとを備え、前記モ一夕ユニットの駆動時、前記ピ二オンが回転して相互に噛合する前記ベルトラックが移動し、前記本体支軸を中心に前記本体が回動するものである。
ここで、上記便器に堅固に取り付けられるヒンジ基体は、便器の取り付け孔等の所定の取り付け手段によって堅固に取り付けられるものである。また、上記便座または便蓋からなる本体は、前記ヒンジ基体に対して軸支した本体支軸によって回動自在であればよく、本体の開閉に対してスプリングの弾性力を付与する場合には、そのスプリングの弾性力の付与する位置によって一体化してもよい。当然ながら、上記本体とは、便座本体または便蓋本体を意味するものであり、その何れであってもよいし、便座本体または便蓋本体を両側に配設してもよい。
そして、上記モータユニットは、モータ及び必要数のギヤ及びピニオンを除く出力ギヤを内蔵するもので、それらがハウジングとする前記ヒンジ基体に内蔵されておればよく、また、モータユニットの構成は、モータ及びピニオンを除く出力ギヤを含み、必要数のギヤ、ベルト、チェン等で構成されていればよい。
更に、上記可撓性を有するベルトラックは、前記本体支軸に対し回動する前記モータユニットの出力となるピニオンとの噛み合い位置の移動軌跡を決定するもので、所定の弾性を有しておればよく、通常、合成樹脂製が望ましい。また、上記可撓性を有するベルトラックは、前記便座本体または便蓋本体の側面側に両端が接続されておればよく、前記便座本体または便蓋本体の側面から立設された箇所でもよいし、前記便座または便蓋からなる本体の内周面でもよい。
ここで、上記便器に堅固に取り付けられるヒンジ基体は、便器の取り付け孔等の所定の取り付け手段によって堅固に取り付けられるものである。また、上記便座または便蓋からなる本体は、前記ヒンジ基体に対して軸支した本体支軸によって回動自在であればよく、本体の開閉に対してスプリングの弾性力を付与する場合には、そのスプリングの弾性力の付与する位置によって一体化してもよい。当然ながら、上記本体とは、便座本体または便蓋本体を意味するものであり、その何れであってもよいし、便座本体または便蓋本体を両側に配設してもよい。
そして、上記モータユニットは、モータ及び必要数のギヤ及びピニオンを除く出力ギヤを内蔵するもので、それらがハウジングとする前記ヒンジ基体に内蔵されておればよく、また、モータユニットの構成は、モータ及びピニオンを除く出力ギヤを含み、必要数のギヤ、ベルト、チェン等で構成されていればよい。
更に、上記可撓性を有するベルトラックは、前記本体支軸に対し回動する前記モータユニットの出力となるピニオンとの噛み合い位置の移動軌跡を決定するもので、所定の弾性を有しておればよく、通常、合成樹脂製が望ましい。また、上記可撓性を有するベルトラックは、前記便座本体または便蓋本体の側面側に両端が接続されておればよく、前記便座本体または便蓋本体の側面から立設された箇所でもよいし、前記便座または便蓋からなる本体の内周面でもよい。
請求項2にかかる便座・便蓋の自動開閉装置は、前記モータと前記ピニオンとの間に、減速機構を介在させたものである。モータ及び出力ギヤを含むものであれば、ギヤの枚数、その間の連結手段を問うものではない。
請求項1の便座・便蓋の自動開閉装置によれば、便器に堅固に取り付けられるヒンジ基体に対して本体支軸で連結し、前記本体支軸によって回動自在な便座または便蓋からなる本体と、それら便座または便蓋からなる本体に両端が接続された可撓性を有するベルトラックとを具備し、前記ヒンジ基体に内蔵されたモータユニットの出力となるピニオンと前記ベルトラックが噛み合い、前記モータユニットの出力となるピニオンの回転によって前記ベルトラックとの噛み合い位置が相対移動し、前記本体支軸を中心に前記便座または便蓋からなる本体を回動するものである。
したがって、可撓性のあるベルトラックを用いることで、前記本体支軸に対し回動する前記ピニオンの回転軌跡が、前記モータユニットの出力ギヤとの噛み合い位置のみを便座または便蓋からなる本体の側面に張り出した構造とし、ヒンジ基体に対してモータユニットのモータからピニオンを除く出力ギヤまでを内蔵するものであるから、機構全体の占める容積を小さくすることができる。
また、機能部品の追加等で便座または便蓋からなる本体の重量が増加しても、前記モータユニットの出力となるピニオンと前記ベルトラックと噛み合う噛み合い径を変化させることでモータユニットを大きくする必要がなくなる。故に、標準化が可能となる。更に、前記モータユニットの出力となるピニオンに加わるカが小さくてすむため、個々のギヤ強度も大きくする必要がなくなり、設計自由度が高くなる。加えて、簡単な構成で機能を満足できるため、部品点数を減らすことでコストも低減できる。
そして、前記ピニオンが回転し、前記ベルトラックが移動する構成としたので、前記モータユニットの筐体に歪が生じても、それが要因となって噛み合い不良等で便座または便蓋からなる本体の回転動作が不安定になることがない。
更に、モータユニットを便座または便蓋からなる本体の支持機能を持つのみのヒンジ基体に内蔵することで、従来使用できなかったスペースを有効に利用することができる。それに伴ってモータユニットが占めていたスペースを他の部品要素に使用することが可能となり、設計自由度が増すとともに他製品との部品共通も可能となり、コスト低減に寄与できる。また、ヒンジ基体をモータユニットのハウジングとして使用するため単純に部品点数及びコストが削減できる。回動時のトルクは本体支軸ではなくヒンジ基体が直接受けるため、本体支軸にかかる応力を大きく低減でき信頼性が向上する。そして、回転方向に対し本体支軸をヒンジ基体に固定する必要が無いため本体支軸の形状を単純化することができる。
したがって、可撓性のあるベルトラックを用いることで、前記本体支軸に対し回動する前記ピニオンの回転軌跡が、前記モータユニットの出力ギヤとの噛み合い位置のみを便座または便蓋からなる本体の側面に張り出した構造とし、ヒンジ基体に対してモータユニットのモータからピニオンを除く出力ギヤまでを内蔵するものであるから、機構全体の占める容積を小さくすることができる。
また、機能部品の追加等で便座または便蓋からなる本体の重量が増加しても、前記モータユニットの出力となるピニオンと前記ベルトラックと噛み合う噛み合い径を変化させることでモータユニットを大きくする必要がなくなる。故に、標準化が可能となる。更に、前記モータユニットの出力となるピニオンに加わるカが小さくてすむため、個々のギヤ強度も大きくする必要がなくなり、設計自由度が高くなる。加えて、簡単な構成で機能を満足できるため、部品点数を減らすことでコストも低減できる。
そして、前記ピニオンが回転し、前記ベルトラックが移動する構成としたので、前記モータユニットの筐体に歪が生じても、それが要因となって噛み合い不良等で便座または便蓋からなる本体の回転動作が不安定になることがない。
更に、モータユニットを便座または便蓋からなる本体の支持機能を持つのみのヒンジ基体に内蔵することで、従来使用できなかったスペースを有効に利用することができる。それに伴ってモータユニットが占めていたスペースを他の部品要素に使用することが可能となり、設計自由度が増すとともに他製品との部品共通も可能となり、コスト低減に寄与できる。また、ヒンジ基体をモータユニットのハウジングとして使用するため単純に部品点数及びコストが削減できる。回動時のトルクは本体支軸ではなくヒンジ基体が直接受けるため、本体支軸にかかる応力を大きく低減でき信頼性が向上する。そして、回転方向に対し本体支軸をヒンジ基体に固定する必要が無いため本体支軸の形状を単純化することができる。
請求項2にかかる便座・便蓋の自動開閉装置によれば、前記モータと前記ピニオンとの間に、減速機構を介在させたものであるから、請求項1の効果に加えて、モータからピニオンを除く出力ギヤまでの機構をヒンジ基体に収容することにより、まとまりのよい機構部が構成でき、しかも、その管理がヒンジ基体の単位で容易になる。
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
[実施の形態1]
[実施の形態1]
図1は本発明の実施の形態1における便座・便蓋の自動開閉装置の水平状態の斜視図、図2は本発明の実施の形態1における便座・便蓋の自動開閉装置の垂直状態の斜視図である。また、図3は本発明の実施の形態1における便座・便蓋の自動開閉装置の便座プレートを除去した水平状態の斜視図である。
図1乃至図3において、本実施の形態の便座または便蓋からなる本体としては、便座の事例で説明する。便座本体1は、図示しない便器に対してボルト等で堅固に取り付けられるヒンジ基体3の左右の本体支軸5a,5bに取り付けられており、本体支軸5a,5bに対して回動自在となっている。また、図示しない便蓋本体も、ヒンジ基体3に固着された本体支軸5a,5b(本体支軸5aまたは本体支軸5bを何れかの方向に特定しない場合は、単に、本体支軸5と示す)に回動自在に取り付けられ、便座本体1の外側で便蓋本体が軸支されている。ここで、便座本体1、便蓋本体とは、便座等のようにヒータの内蔵した全体の構成を意味するものである。
ヒンジ基体3は、両端部にヒンジカバー4a,4b(ヒンジカバー4aまたはヒンジカバー4bを何れかの方向に特定しない場合は、単に、ヒンジカバー4と示す)を有し、ヒンジ基体3とヒンジカバー4a,4bは、一体となって組み付けられている。また、便座本体1は、図示しない便器に載置される本体ベースプレート1aと意匠面を形成する本体ベースカバー1bが一体に接合されて成り立っている。また、本体ベースプレート1aの後部左右には、左右のヒンジ基体3を収容し、本体支軸5に回動自在に取り付けられる取付凹部1c,1dが形成されている。
ヒンジ基体3は、両端部にヒンジカバー4a,4b(ヒンジカバー4aまたはヒンジカバー4bを何れかの方向に特定しない場合は、単に、ヒンジカバー4と示す)を有し、ヒンジ基体3とヒンジカバー4a,4bは、一体となって組み付けられている。また、便座本体1は、図示しない便器に載置される本体ベースプレート1aと意匠面を形成する本体ベースカバー1bが一体に接合されて成り立っている。また、本体ベースプレート1aの後部左右には、左右のヒンジ基体3を収容し、本体支軸5に回動自在に取り付けられる取付凹部1c,1dが形成されている。
図4は本発明の実施の形態1における便座・便蓋の自動開閉装置の全体の構成を分解した分解斜視図である。図5は本発明の実施の形態1における便座・便蓋の自動開閉装置の本体側の要部断面図、図6は本発明の実施の形態1における便座・便蓋の自動開閉装置のヒンジカバーを除去した本体が水平状態の要部断面図、図7は本発明の実施の形態1における便座・便蓋の自動開閉装置のヒンジカバーを除去した本体が垂直状態の要部断面図である。
図4乃至図7において、便座本体1はヒンジ基体3に対して本体支軸5を軸として回動自在となっている。また、本体支軸5には、モータユニット10が相対回転をなさないように固着されている。モータユニット10は、図4乃至図7に示すように、アルミダイキャストまたは合成樹脂の成型によって形成したヒンジ基体3に、ウォームギヤ13を取り付けたモータ12及びウォームギヤ13と噛み合うホイールギヤ14が装着によって位置決めされるようになっている。即ち、ヒンジ基体3にホイールギヤ14及びウォームギヤ13を出力軸に取り付けたモータ12を装着することによって、モータ12が回転すると、ホイールギヤ14が所定の減速比で回転するように、各軸合わせがなされている。ホイールギヤ14には、同軸に図示しない小径ギヤが一体に設けられている。
ホイールギヤ14の小径ギヤは、中間ギヤ15に回転を伝え、中間ギヤ15には同軸に中間小径ギヤ16が一体に設けられていて、その中間小径ギヤ16から出力ギヤ17に回転が伝えられている。出力ギヤ17には同軸に出力としてのピニオン18が配設されている。したがって、モータ12が回転すると、ホイールギヤ14が所定の減速比で回転し、ホイールギヤ14の小径ギヤを介して、中間ギヤ15に回転が伝えられ、中間ギヤ15から同軸に設けられている中間小径ギヤ16を介して、出力ギヤ17に回転が伝えられ、出力ギヤ17には同軸に設けられている出力としてのピニオン18に回転が伝えられる構成が形成される。
なお、ホイールギヤ14の小径ギヤと中間ギヤ15との間は、接触圧によって摩擦伝導させるように構成することもできる。例えば、便座本体1または便蓋本体に外力が加えられたとき、必要に応じてスリップさせる構成とすることもできる。
なお、ホイールギヤ14の小径ギヤと中間ギヤ15との間は、接触圧によって摩擦伝導させるように構成することもできる。例えば、便座本体1または便蓋本体に外力が加えられたとき、必要に応じてスリップさせる構成とすることもできる。
ヒンジカバー4も、アルミダイキャストまたは合成樹脂の成型によって形成されている。また、ヒンジカバー4には、ピニオン18の内周にガイド19が設けられている。このガイド19は、ピニオン18と噛み合う後述するベルトラック20の内面に対して所定のテンションを付与し、ベルトラック20が外方向に突出していないときに、ベルトラック20に弛みを生じさせないようにテンションをかけるものである。
このように、モータユニット10は、ウォームギヤ13を取り付けたモータ12、ウォームギヤ13と噛み合うホイールギヤ14、ホイールギヤ14に設けた小径ギヤ、ホイールギヤ14の小径ギヤと噛み合う中間ギヤ15、中間ギヤ15に設けた中間小径ギヤ16、出力ギヤ17で構成され、出力ギヤ17と一体となったピニオン18、ベルトラック20に張力が加わっていないときに、ベルトラック20に弛みを生じさせないようにテンションをかけるガイド19によって、その出力が使用される構成となっている。
便座本体1の側面の内部(図5乃至図7の断面で示した面に垂直な面が側面)には、可撓性を有する合成樹脂性のベルトラック20が、その両端を便座本体1を構成する側面内側に配設している。
このベルトラック20は、ベルト固定ストッパ21とベルト固定ストッパ22との間に彎曲させるようにして配置される。また、このベルトラック20は本体支軸5を中心に回動するように、本体支軸5を中心にベルトラック20とピニオン18とが噛み合う位置の軌跡を描くように形成されている。ただし、ベルトラック20とピニオン18とが噛み合う位置の軌跡は、正確に本体支軸5を中心に変化するものであっても、ベルト固定ストッパ21とベルト固定ストッパ22との間に配設するベルトラック20自身の彎曲は、それに一致させることができないので、例えば、ベルト固定ストッパ21とベルト固定ストッパ22との間に配設するベルトラック20の内部にピニオン18が位置するときには、ガイド19によってその張力を維持し、ピニオン18とベルトラック20との噛み合いを維持している。
このベルトラック20は、ベルト固定ストッパ21とベルト固定ストッパ22との間に彎曲させるようにして配置される。また、このベルトラック20は本体支軸5を中心に回動するように、本体支軸5を中心にベルトラック20とピニオン18とが噛み合う位置の軌跡を描くように形成されている。ただし、ベルトラック20とピニオン18とが噛み合う位置の軌跡は、正確に本体支軸5を中心に変化するものであっても、ベルト固定ストッパ21とベルト固定ストッパ22との間に配設するベルトラック20自身の彎曲は、それに一致させることができないので、例えば、ベルト固定ストッパ21とベルト固定ストッパ22との間に配設するベルトラック20の内部にピニオン18が位置するときには、ガイド19によってその張力を維持し、ピニオン18とベルトラック20との噛み合いを維持している。
なお、ベルト固定ストッパ22に一体に形成されたラックガイド22aはベルトラック20の方向性をガイドするものである。また、カバーガイド35は、ベルトラック20の方向性のガイドと逃げを防止するものである。
本体支軸5の端部に取り付けられるスプリング31及びそのカバー32は、本体支軸5の便座本体1の重みを補正するもので、便座本体1の重みに対応する弾性力をスプリング31に担持させ、モータ12の付加を回転方向に左右されることなく、略一定とするものである。
本体支軸5の端部に取り付けられるスプリング31及びそのカバー32は、本体支軸5の便座本体1の重みを補正するもので、便座本体1の重みに対応する弾性力をスプリング31に担持させ、モータ12の付加を回転方向に左右されることなく、略一定とするものである。
このように構成した本実施の形態の便座・便蓋の自動開閉装置は、次のように動作させることができる。
まず、便座本体1が、便器の上部に載置された状態にあるとする。ここで、モータ12を回転させると、所定の歯車比で出力ギヤ17を回転させ、出力ギヤ17と同軸で一体となっているピニオン18が噛み合っているベルトラック20が図5の左回転方向に回転する。即ち、ベルトラック20が図5の左回転方向に回転することは、ピニオン18はベルトラック20上を左回転する。このように、ピニオン18はモータユニット10として、本体支軸5に固着されているから、ベルトラック20は本体支軸5を中心に図5の左回転方向に便座本体1を回動する。
したがって、便座本体1が図6に示すように、便器の上部に載置された便座本体1は、最大開口状態となり、図示しないリミットスイッチの動作によってモータ12の回転停止と共に、図示しないストッパーピンによって回動が停止される。
まず、便座本体1が、便器の上部に載置された状態にあるとする。ここで、モータ12を回転させると、所定の歯車比で出力ギヤ17を回転させ、出力ギヤ17と同軸で一体となっているピニオン18が噛み合っているベルトラック20が図5の左回転方向に回転する。即ち、ベルトラック20が図5の左回転方向に回転することは、ピニオン18はベルトラック20上を左回転する。このように、ピニオン18はモータユニット10として、本体支軸5に固着されているから、ベルトラック20は本体支軸5を中心に図5の左回転方向に便座本体1を回動する。
したがって、便座本体1が図6に示すように、便器の上部に載置された便座本体1は、最大開口状態となり、図示しないリミットスイッチの動作によってモータ12の回転停止と共に、図示しないストッパーピンによって回動が停止される。
逆に、図6に示す状態から、モータ12を逆回転させると、ウォームギヤ13、ホイールギヤ14の逆回転によって、その小径ギヤも同一方向に回転する。その小径ギヤの回転は、中間ギヤ15に伝えられて、中間ギヤ15に固着された中間小径ギヤ16は出力ギヤ17を介してピニオン18を逆回転させる。ピニオン18が逆回転すると、ピニオン18が噛み合っているベルトラック20が下方向に送られるから、図6の右回転方向に移動させられる。即ち、ピニオン18はモータユニット10として、本体支軸5に固着されているから、ベルトラック20は本体支軸5を中心に右方向に回動する。
この間、ピニオン18と噛み合うベルトラック20は、ベルト固定ストッパ21とベルト固定ストッパ22との間において、ガイド19はベルトラック20の弛みをなくすためにベルトラック20にテンションを加える。
このように、本実施の形態の便座・便蓋の自動開閉装置は、便器に固定されたヒンジ基体3と、後部に形成された凹部内にヒンジ基体3を収容し、本体支軸5を介してヒンジ基体3が軸支され、ヒンジ基体3に対して回動自在な便座本体1または便蓋本体と、ヒンジ基体3内に収容され、モータ12の回転力がピニオン18から出力されるようにしたモ一夕ユニット10と、ピニオン18と噛合し、便座本体1または便蓋本体内に両端部が接続された可撓性の材質で作製されたベルトラック20とを備え、モ一夕ユニット10の駆動時、ピ二オン18が回転して相互に噛合するベルトラック20が移動し、本体支軸5を中心に座本体1または便蓋本体が回動するものである。
したがって、可撓性のあるベルトラック20を用いることで、本体支軸5に対し回動するモータユニット10の出力となるピニオン18の回転軌跡が、モータユニット10の出力となるピニオン18との噛み合い位置のみを張り出した構造とすることにより、機構全体の占める容積を小さくすることができる。また、ヒンジ基体3にモータユニット10を固着し、便座本体1内に可撓性のベルトラック20を固着し、モータユニット10の出力となるピニオン18が回転して噛み合うベルトラック20が移動する構成としたので、モータユニット10のハウジングであるヒンジ基体3及び便座本体1等の筐体に歪が生じても、それが要因となって噛み合い不良等で便座本体1の回転動作が不安定になることがない。
そして、機能部品の追加等で便座本体1の重量が増加しても、モータユニット10の出力となるピニオン18とベルトラック20と噛み合う噛み合い径を変化させることでモータユニット10を大きくする必要がない。故に、標準化が可能である。
更に、モータユニット10の出力となるピニオン18に加わるカが小さくてすむため、個々のギヤ強度も大きくする必要がなくなり、設計自由度が高い。加えて、簡単な構成で機能を満足できるため、部品点数を減らすことでコストも低減できる。
更に、モータユニット10の出力となるピニオン18に加わるカが小さくてすむため、個々のギヤ強度も大きくする必要がなくなり、設計自由度が高い。加えて、簡単な構成で機能を満足できるため、部品点数を減らすことでコストも低減できる。
上記実施の形態1では、ベルトラック20がピニオン18と噛み合う位置でベルトラック20にかかる伝達力と、ベルトラック20の両端が固着された位置によって決定される回転の相当径から回転トルクが求まるが、従来方式のように本体支軸5に直接ギヤが連結される構成と比較すると回転径が大きく取れ、その分だけギヤの伝達力を小さくすることができ、モータユニット10のサイズを小さくすることが可能である。また、回転動作時にヒンジ基体3、便座本体1等からなる筐体が撓んでも、ピニオン18とベルトラック20との噛み合いに影響を与えることがない。故に、回転動作が不安定になることを防止できる。
特に、本体支軸5を中心にピニオン18と噛み合うベルトラック20の軌跡によって回動するものであるから、噛み合い位置のみで相当径が確保されていればよいため、剛体ギヤのように回転角度分の容積を占有する必要が無く、機構全体が小型化できる。
このように、本発明を実施する場合のヒンジ基体3に対して回動自在な便座本体1または便蓋本体は、ヒンジ基体3にモータユニット10を固着し、便座本体1または便蓋本体に本体支軸5に対し回動する可撓性のベルトラック20を固着し、ベルトラック20と噛み合うピニオン18が回転してベルトラック20上を移動することにより、本体支軸5を中心に便座本体1または便蓋本体を回転させる構成とすることができる。
したがって、可撓性のあるベルトラック20を用いることで、本体支軸5に対し回動するモータユニット10のピニオン18からなる出力の回転軌跡が、モータユニット10のピニオン18との噛み合い位置のみを張り出した構造とするものであるから、機構全体の占める容積を小さくすることができる。
また、ヒンジ基体3内にモータユニット10を固着し、便座本体1または便蓋本体に本体支軸5に対し回動する可撓性のベルトラック20を固着し、ベルトラック20と噛み合うモータユニット10のピニオン18が回転し、ベルトラック20上を移動する構成としたので、モータユニット10の筐体に歪が生じても、それが要因となって噛み合い不良等で便座本体1、便蓋本体の回転動作が不安定になることがない。
そして、機能部品の追加等で便座本体1、便蓋本体の重量が増加しても、モータユニット10のピニオン18とベルトラック20と噛み合う噛み合い径を変化させることでモータユニット10を大きくする必要がない。故に、標準化が可能である。
更に、モータユニット10の出力ギヤとなるピニオン18に加わるカが小さくてすむため、個々のギヤ強度も大きくする必要がなくなり、設計自由度が高い。加えて、簡単な構成で機能を満足できるため、部品点数を減らすことでコストも低減できる。
更に、モータユニット10の出力ギヤとなるピニオン18に加わるカが小さくてすむため、個々のギヤ強度も大きくする必要がなくなり、設計自由度が高い。加えて、簡単な構成で機能を満足できるため、部品点数を減らすことでコストも低減できる。
上記実施の形態1は、ピニオン18の内周にガイド19が設けられているが、本発明を実施する場合には、省略することもできる。しかし、ガイド19を弾性的に押圧する手段または弾性結合したローラとし、外力が働いたときには、ベルトラック20とピニオン18との噛み合いが外れる対応とすることもできる。このときには、ホイールギヤ14の小径ギヤと摩擦結合する中間ギヤ15に設けた中間小径ギヤ16との伝達系を、ギヤ結合、リンク機構とすることもできる。
上記実施の形態1によれば、従来の便座・便蓋の自動開閉機構に比較して、モータユニット10がヒンジ基体3内に配設されるから、便座本体1または便蓋本体の内部空間が他の目的に使用できることとなり、他の構成要素の配置に対してスペースが制約されることがない。特に、便座本体一体型トイレのような構成をとっても、各構成要素を搭載できる便座本体内部のスペースが減少しないため、その制約を受けることがない。
また、モータユニット10を本体支軸5に固定しないから、ヒンジ基体3と本体支軸5及びモータユニット10とを本体支軸5が相対的に回転しないように軸形状を決定する必要がなくなり、また、回動時のトルクが直接本体支軸5にかかることがないので、本体支軸5とモータユニット10とを強固に固定しておく必要がない。
また、モータユニット10を本体支軸5に固定しないから、ヒンジ基体3と本体支軸5及びモータユニット10とを本体支軸5が相対的に回転しないように軸形状を決定する必要がなくなり、また、回動時のトルクが直接本体支軸5にかかることがないので、本体支軸5とモータユニット10とを強固に固定しておく必要がない。
1 便座本体
3 ヒンジ基体
5,5a,5b 本体支軸
10 モータユニット
12 モータ
13 ウォームギヤ
18 ピニオン
20 ベルトラック
3 ヒンジ基体
5,5a,5b 本体支軸
10 モータユニット
12 モータ
13 ウォームギヤ
18 ピニオン
20 ベルトラック
Claims (2)
- 便器に固定されたヒンジ基体と、
後部に形成された凹部内に前記ヒンジ基体を収容し、本体支軸を介して前記ヒンジ基体が軸支され、前記ヒンジ基体に対して回動自在な便座または便蓋からなる本体と、
前記ヒンジ基体内に収容され、モータの回転力がピニオンから出力されるようにしたモ一夕ユニットと、
可撓性の材質で作製され、前記ピニオンと噛合し、かつ、前記本体内に両端部が接続されたベルトラックとを備え、
前記モ一夕ユニットの駆動時、前記ピ二オンが回転して相互に噛合する前記ベルトラックが移動し、前記本体支軸を中心に前記本体が回動することを特徴とする便座・便蓋の自動開閉装置。 - 前記モータと前記ピニオンとの間に、減速機構を介在させたことを特徴とする請求項1記載の便座・便蓋の自動開閉装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006258340A JP2008073381A (ja) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | 便座・便蓋の自動開閉装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006258340A JP2008073381A (ja) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | 便座・便蓋の自動開閉装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008073381A true JP2008073381A (ja) | 2008-04-03 |
Family
ID=39346039
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006258340A Pending JP2008073381A (ja) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | 便座・便蓋の自動開閉装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008073381A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010246880A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-11-04 | Aisin Seiki Co Ltd | 電動便座装置 |
JP2017176675A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | ミネベアミツミ株式会社 | 駆動装置 |
CN113520202A (zh) * | 2020-04-17 | 2021-10-22 | 科勒公司 | 马桶座圈 |
-
2006
- 2006-09-25 JP JP2006258340A patent/JP2008073381A/ja active Pending
Cited By (5)
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US11426036B2 (en) | 2020-04-17 | 2022-08-30 | Kohler Co. | Toilet seat |
US11744415B2 (en) | 2020-04-17 | 2023-09-05 | Kohler Co. | Toilet seat |
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