JP5247579B2 - 故障予測装置 - Google Patents

Description

本発明は、アクチュエータによって物体を一定の軌跡に沿って正逆両方向に駆動し、前記軌跡上の所望の位置に前記物体を位置決めする駆動機構に設けられ、該駆動機構における故障を予測するための故障予測装置に関する。ここでアクチュエータ（Actuator）とは、入力された電力を物理的運動に変換するものであって、機械ないし電気回路を構成する機械要素であり、一般には伸縮や屈伸といった単純な運動を行うものが該当する。

従来より、アクチュエータを利用して電動で各種動作を行う装置は多数知られており、その中でも例えば、電動モータの回転力をシャフトの直線運動に変換するタイプのものでは、様々な駆動機構に利用されている。このようなアクチュエータを含む駆動機構を利用して、本件発明者らは便器全体を昇降させることにより、お年寄りの立ち座りの補助や床清掃時の便宜を図ることが可能な昇降便器を新たに検討している。

かかる昇降便器は、従来より知られている便座を昇降させるだけではなく、便器全体を昇降させるものであるため、当然より大きな荷重を支えることが必要になると共に、なおさら安全性が求められるものであった。ところが、前述した駆動機構では、その構成部品であるアクチュエータやリミットスイッチ等が故障するまでが寿命とされていたので、次のような不都合が予想される。

すなわち、駆動機構の構成部品（アクチュエータ、リミットスイッチ等）が故障した場合、昇降機能が動作不可能となる上、停止する位置が不明確であることから、利用者にとって不便な高さで停止する虞がある。また、故障した構成部品を交換するまでの間は、不便な高さで便器を利用しなければならない。

ところで、従来この種の駆動機構において寿命を判定するための方法としては、例えば特許文献１に記載されているワーク位置決め装置の故障予測方法が知られている。この故障予測方法は、ワークのＸ，Ｙ，Ｚ軸上の位置決め目標値を計数手段により位置決め工程毎に計数し、この計数値と重み付けした定数とを夫々乗算し、乗算より求まる値の累積値を求め、この累積値と寿命設定値とを夫々比較し、前記累積値が寿命設定値を超えた時、作動機構の故障を判定するものであった。

特許第２８１４５４４号公報

しかしながら、前述したような特許文献１に記載の従来の技術では、ワーク位置決め装置の三次元座標系のＸ，Ｙ，Ｚ軸の作動機構の寿命の到来を夫々個別に正確に予測するものであり、単にワークを正逆両方向に直線運動させるような比較的単純な駆動機構に適用する場合には、徒に処理工程が多く複雑となり、コストアップを招くという問題が生じることになる。また、作動機構の故障を判定した後の対応としては、特に作動機構の動作を規制するものではなく、その後のワークの動作に関する安全面においても問題であった。

本発明は、以上のような従来の技術の有する問題点に着目してなされたものであり、駆動機構における故障を非常に簡易な制御によって確実かつ容易に予測することができ、しかも、安全かつ利便性が損なわれない位置で物体を停止させることで、駆動機構に故障が生じたと判断された場合であっても、製品として最低限の機能を果たすことができる故障予測装置を提供することを目的としている。

前述した目的を達成するための本発明の要旨とするところは、以下の各項の発明に存する。
［１］アクチュエータ（３０）によって物体（１１）を一定の軌跡に沿って正逆両方向に駆動し、前記軌跡上の所望の位置に前記物体（１１）を位置決めする駆動機構（２０）に設けられ、該駆動機構（２０）における故障を予測するための故障予測装置（１００）において、
外部からの入力操作に基づき前記アクチュエータ（３０）を作動させる操作部（７０）と、前記物体（１１）の正逆両方向への変位を検知する変位検知手段（５０）と、前記駆動機構（２０）を管理するための制御手段（６０）とを備え、
前記制御手段（６０）は、
前記変位検知手段（５０）による検知結果に基づき前記物体（１１）の移動距離を算出し、前記アクチュエータ（３０）が作動する毎に前記移動距離を積算する演算手段（６１）と、
前記駆動機構（２０）の構成部品のうち最も耐久性の低い部品に関して、その耐久寿命を前記物体（１１）の移動距離に換算して予め定めた寿命距離と、前記演算手段（６１）による積算値とを比較する比較手段（６２）と、
前記積算値が前記寿命距離に到達した場合に、前記最も耐久性の低い部品は故障が予測される状態にあると判定する判定手段（６３）と、
前記判定手段（６３）による判定に基づいて、前記故障が予測される状態にある旨の警告を行う警告手段（６４）と、
前記警告手段（６４）による警告を行った後、前記操作部（７０）における入力操作に関わらず前記アクチュエータ（３０）を作動させない停止手段（６５）と、
を有することを特徴とする故障予測装置（１００）。

［２］前記停止手段（６５）は、前記アクチュエータ（３０）の作動に関して、前記物体（１１）の正逆両方向への駆動のうち何れか一方のみの駆動は可能とすることを特徴とする［１］に記載の故障予測装置（１００）。

［３］前記最も耐久性の低い部品は、前記アクチュエータ（３０）であることを特徴とする［１］または［２］に記載の故障予測装置（１００）。

［４］前記変位検知手段（５０）は、前記アクチュエータ（３０）自体に設けられ、該アクチュエータ（３０）における駆動側ないし従動側の部品の変位を通じて、前記物体（１１）の正逆両方向への変位を間接的に検知するエンコーダであることを特徴とする［１］，［２］または［３］に記載の故障予測装置（１００）。

［５］前記物体（１１）は便器本体であり、
前記駆動機構（２０）は、前記便器本体を上下方向に駆動して任意の高さ位置に保持するものであることを特徴とする［１］，［２］，［３］または［４］に記載の故障予測装置（１００）。

次に、前述した解決手段に基づく作用を説明する。
前記［１］に記載の故障予測装置（１００）によれば、使用者は操作部（７０）の入力操作によって、駆動機構（２０）のアクチュエータ（３０）を作動させる。このアクチュエータ（３０）によって、物体（１１）を一定の軌跡に沿って正逆両方向に駆動し、軌跡上の所望の位置に物体（１１）を位置決めすることができる。

物体（１１）の正逆両方向への変位は、変位検知手段（５０）によって検知される。そして、前記操作部（７０）における入力操作に関する信号や、前記変位検知手段（５０）の検知に関する信号は、それぞれ制御手段（６０）に入力されることにより、制御手段（６０）によって駆動機構（２０）は集中的に管理される。

このような駆動機構（２０）を用いて、物体（１１）の移動ないし位置決めを繰り返すと、駆動機構（２０）の構成部品のうち特に作動に直接関わるようなアクチュエータ（３０）等の構成部品は、物体（１１）の移動距離の積算に応じて経年劣化が進行し、かかる経年劣化がある程度以上になると故障が発生する虞がある。

そこで、前記制御手段（６０）により、前記駆動機構（２０）においてアクチュエータ（３０）を含む各種構成部品のうち最も耐久性の低い部品における故障を予測する。具体的には先ず、演算手段（６１）によって、前記変位検知手段（５０）による検知結果に基づき前記物体（１１）の移動距離を算出し、前記アクチュエータ（３０）が作動する毎に前記移動距離を積算する。

次に、比較手段（６２）によって、前記駆動機構（２０）の構成部品のうち最も耐久性の低い部品に関して、その耐久寿命を物体（１１）の移動距離に換算して予め定めた寿命距離と、前記演算手段（６１）による積算値とを比較する。そして判定手段（６３）によって、前記積算値が前記寿命距離に到達した場合に、前記最も耐久性の低い部品は故障が予測される状態にあると判定する。

続いて、警告手段（６４）によって、前記判定手段（６３）による判定に基づき、前記故障が予測される状態にある旨の警告を行う。さらに、停止手段（６５）によって、前記警告手段（６４）による警告が行われた後、前記操作部（７０）における入力操作に関わらず前記アクチュエータ（３０）を作動させない制御を行う。

以上のような処理によれば、駆動機構（２０）における故障を非常に簡易な制御によって確実かつ容易に予測することができる。特に、警告された際は実際には未だ故障していないため、駆動機構（２０）の作動は可能であるが、警告された後には、前記操作部（７０）における入力操作に関わらず前記アクチュエータ（３０）を作動させない。これにより、安全性が高められると共に、例えば警告中の所定の時間内または所定の移動距離内に限れば、都合の良い位置まで物体（１１）の移動を可能とすることで、物体（１１）の使用等に関する利便性も高められる。

ただし、警告された後は前記アクチュエータ（３０）の作動を制限することにより、安全性を高める必要がある。ここで前記［２］に記載したように、アクチュエータ（３０）の作動に関して、物体（１１）の正逆両方向への駆動のうち何れか一方のみの駆動は可能としても良い。これにより、安全かつ利便性が損なわれない位置方向であれば、前記警告の後もアクチュエータ（３０）の作動を許容することにより、製品として最低限の機能を果たすことが可能となる。

また、警告された後は、故障が予測される状態にあると判定された最も耐久性の低い部品を交換することになる。ここで最も耐久性の低い部品とは、前記［３］に記載したように、作動に直接関わるアクチュエータ（３０）とすれば良い。つまり、アクチュエータ（３０）の故障が予測される状態にあると判定された時点で、アクチュエータ（３０）の部品交換を促すことになり、もって安全性を高めることができる。

さらに、前記変位検知手段（５０）に関しては、物体（１１）の正逆両方向への変位を機械的または電気的に検知するものであれば何でも良いが、例えば前記［４］に記載したように、前記変位検知手段（５０）は前記アクチュエータ（３０）自体に設けられ、該アクチュエータ（３０）における駆動側ないし従動側の部品の変位を通じて、前記物体（１１）の下方への変位を間接的に検知するエンコーダとすると良い。

これにより、例えば、物体（１１）と接触するリミットスイッチや物体（１１）を外部から光学的あるいは磁気的に監視するセンサのように、アクチュエータ（３０）以外の部品を別途付加する必要がなく、全体として簡易に構成することが可能となる。
なお、前記［５］に記載したように、前記物体（１１）を便器本体とすることにより、極めて安全かつ利便性の高い昇降便器を実現することができる。

本発明に係る故障予測装置によれば、駆動機構における故障を非常に簡易な制御によって確実かつ容易に予測することができる。しかも、警告された際には未だ故障していないため、実際には駆動機構の作動は可能であるが、警告された後には、操作部における入力操作に関わらずアクチュエータを作動させないから、安全性を高めることができる。その一方、警告中の所定の時間内または移動距離に限れば、都合の良い位置まで物体の移動を可能とすることで、物体（製品）に関する最低限の機能を果たすことが可能となり、物体（製品）の使用等に関する利便性も高めることができる。

本発明の実施の形態に係る故障予測装置を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る故障予測装置を搭載した昇降便器の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る昇降便器の便器本体を通常位置よりも低い最下位置に保持している際の外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る昇降便器の便器本体を通常位置よりも高い位置に保持している際の外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る昇降機構を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る昇降機構の作動状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るアクチュエータを示す正面図である。 本発明の実施の形態に係るアクチュエータを示す底面図である。 図７のIX−IX線断面図である。 本発明の実施の形態に係る故障予測装置の作用を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るリモコンの作用を説明するための説明図である。

以下、図面に基づき本発明を代表する実施の形態を説明する。
図１は、本実施の形態に係る故障予測装置１００を概略的に示すブロック図であり、図２は、故障予測装置１００を搭載した昇降便器１０の構成を示す斜視図である。図３は、昇降便器１０を通常位置よりも低い最下位置に保持している際の外観を示す斜視図であり、図４は、昇降便器１０を通常位置よりも高い位置に保持している際の外観を示す斜視図である。以下、本発明に係る故障予測装置１００を昇降便器１０に搭載した例について説明する。

図２ないし図４に示すように、本実施の形態における昇降便器１０は、従来より知られている便座の昇降だけでなく、便器１１全体を昇降させるものである。かかる昇降便器１０は、一般的な洋式タイプの便器１１の上面に、便座（図示せず）および便蓋１２（図３若しくは図４参照）が開閉可能に取り付けられており、これら便器１１全体が昇降機構（駆動機構）２０のアクチュエータ３０によって上下方向に駆動される（図５若しくは図６参照）。すなわち、物体としての便器１１は、アクチュエータ３０によって上下に伸びる一定の軌跡に沿って正逆（上下）両方向に駆動され、軌跡上の所望の位置に位置決めされる。

図５および図６に示すように、昇降機構２０は、フロア上に設置される固定フレーム２１と、該固定フレーム２１に対して上下方向に移動可能に支持された可動フレーム２２とから成り、固定フレーム２１に配設されたアクチュエータ３０の駆動により、可動フレーム２２と共に該可動フレーム２２に支持された便器１１が上下方向に駆動する。また、可動フレーム２２の上部には水洗タンク２４（図２参照）が配設される。なお、昇降機構２０やアクチュエータ３０等は、図３に示すように棚仕様のハウジング２５内に収納される。

図７ないし図９に示すように、アクチュエータ３０はユニットとして構成されており、そのケース３１内に収納された駆動系と、ケース３１に対して出没し上下方向に駆動させるシャフト３７を備えている。シャフト３７の先端部３７ａが前記可動フレーム２２側に押し引き可能に連結される。詳しく言えばアクチュエータ３０の駆動系は、電動モータ３２と、該電動モータ３２の出力軸に固定されたウォーム３３と、該ウォーム３３に噛み合い回転するウォームホィール３４とを備えて成る。

ウォームホィール３４には、その中心軸を通るようにスクリュー３５が固定されており、該スクリュー３５に対してスピンドルナット３６が相対的に回転可能に螺合している。また、スクリュー３５には、その軸方向に移動可能にシャフト３７が外嵌しており、シャフト３７の基端は、スピンドルナット３６に固定されている。

スピンドルナット３６の外周部には突条としてのリブ３６ａが設けられており、スピンドルナット３６の外周部が摺接するケース３１の内壁には、リブ３６ａを軸方向へ直線状に案内する凹溝（図示せず）が設けられている。これにより、スクリュー３５の回転によって、その軸方向へスピンドルナット３６が送られ、結果としてシャフト３７が上下動する。

このようなアクチュエータ３０には、電動モータ３２の回転を止めると、従動側が自動的に固定されるセルフロック機能が備わっている。すなわち、ウォーム３３側からのみ駆動が可能であり、従動側であるウォームホィール３４側から駆動側であるウォーム３３を回転することができない。このようなセルフロック機能は、ウォーム３３のねじれ角度や、ウォームホィール３４との摩擦力の大きさによってロック性が定まる。

また、アクチュエータ３０には、前記セルフロック機能における保持力を高めるためのブレーキ手段４０が付加されている。ブレーキ手段４０は、スクリュー３５の基端側に合成樹脂製のドラム４１を回転不能に軸支し、該ドラム４１の外周にコイルスプリング４２を巻き付けて成るブレーキスプリングである。かかるブレーキ手段４０は、アクチュエータ３０のセルフロック力を高めるために、前記シャフト３７が下降する（縮む）方向に反力を発生させる。

詳しく言えば、コイルスプリング４２の一端側は定位置に固定され、他端側は遊び端としてドラム４１の外周に摺接している。ここでコイルスプリング４２は、シャフト３７が上昇する（伸びる）方向にスクリュー３５が回転する時は拡径する一方、シャフト３７が下降する（縮む）方向にスクリュー３５が回転する時は縮径するように巻き付けられている。このコイルスプリング４２の摩擦力によって、前記セルフロック機能だけでは保持しきれない重量でも、所定の位置に安全に保持することができる。

さらに、アクチュエータ３０には、前記便器１１の上下方向（正逆両方向）への変位を検知する変位検知手段５０が組み込まれている。かかる変位検知手段５０は、アクチュエータ３０を構成する駆動側ないし従動側の部品の変位を通じて、前記便器１１の下方または上方への変位を間接的に検知するエンコーダである。かかるエンコーダは、ロータ５１とホール素子実装基板５２とを有して成る。

詳しく言えば、ロータ５１には、その円周方向にＮ極とＳ極が交互に着磁されたマグネットが並ぶように装着されており、ロータ５１は、前記ウォームホィール３４の片面に該ウォームホィール３４と一体に回転するように取り付けられている。また、ホール素子実装基板５２は、ロータ５１のマグネットに対向させて、定位置に配置されている。

変位検知手段５０では、ホール素子実装基板５２上のホール素子が回転するロータ５１のマグネットの磁束密度に応じた検出電圧を出力し、例えば前記シャフト３７が１ｍｍ昇降する度にパルス信号を出力するように設定されている。なお、ロータ５１の回転の向きに合わせて、タイミング（位相）がずれたＡ相およびＢ相のパルスが出力されるため、シャフト３７が下降するか上昇するかも判断することができる。

図１に示すように、アクチュエータ３０の電動モータ３２には、外部から給電される電源部が給電線を介して接続されている。また、変位検知手段５０は、信号線を介して次述する制御手段６０に接続されている。アクチュエータ３０は、図１に示す制御手段６０によって制御される。制御手段６０には、外部からの入力操作に基づきアクチュエータ３０を作動させる操作部７０も信号線を介して接続されている。また、便器１１の最上端位置および最下端位置をそれぞれ検知するリミットスイッチ７２も信号線を介して接続されている。

操作部７０はリモコンとして構成されており、図１１に示すように、便器１１を上昇させるための上昇信号を出力する上昇ボタン７０ａと、便器１１を下降させるための下降信号を出力する下降ボタン７０ｂが設けられている。それぞれのボタン７０ａ，７０ｂは、押し（ＯＮ）操作時に信号を出力するように設定されており、押し操作を止めた（ＯＦＦ）時点で、便器１１の昇降、すなわち電動モータ３２の駆動が停止するように設定されている。

図１に示すように、制御手段６０は、操作部７０からの制御信号を受けてアクチュエータ３０の電動モータ３２を駆動し、便器１１の昇降を制御するものである。かかる制御手段６０は、具体的には例えば、各種制御の中枢的機能を果たすＣＰＵ（中央処理装置）と、ＣＰＵの実行するプログラムや各種の固定的データを記憶するＲＯＭと、プログラムを実行する上で一時的に必要になるデータを記憶するためのＲＡＭ等を主要部とする回路により構成されている。

本発明の根幹を成す故障予測装置１００は、前記制御手段６０から構成されており、制御手段６０は、操作部７０の操作に応じて便器１１を昇降させる基本的な機能の他、図１に示すように、演算手段６１、比較手段６２、判定手段６３、警告手段６４、停止手段６５等の各種機能を有している。これらの機能は、何れもＣＰＵによって実現されるものである。

詳しく言えば、演算手段６１は、変位検知手段５０による検知結果（パルス信号）に基づき便器１１の移動距離を算出し、アクチュエータ３０が作動する毎に前記移動距離を積算する機能である。比較手段６２は、昇降機構２０の構成部品のうち最も耐久性の低い部品に関して、その耐久寿命を便器１１の移動距離に換算して予め定めた寿命距離と、前記演算手段６１による積算値とを比較する機能である。

ここで最も耐久性の低い部品はアクチュエータ３０として定められ、該アクチュエータ３０の電動モータ３２、あるいはウォーム３３やウォームホィール３４等の耐久寿命を、便器１１の移動距離に換算して予め定めた寿命距離を、記憶装置等に記憶させておく。なお、寿命距離を定める際には、安全性を高める上で経験的ないし実験的に算出された耐久寿命よりも少し短く設定しておくと良い。

判定手段６３は、前記積算値が前記寿命距離に到達した場合に、前記最も耐久性の低い部品であるアクチュエータ３０に故障が予測される状態にあると判定する機能である。警告手段６４は、前記判定手段６３による判定に基づいて、前記故障が予測される状態にある旨の警告を行う機能である。前記操作部７０を成すリモコンには、実際の警報を報知するための報知手段７１が組み込まれている。報知手段７１は、視覚的な報知を行う表示ランプのほか、聴覚的な報知を行う警報ブザー等が該当する。

停止手段６５は、前記警告手段６４による警告を行った後、例えば所定時間の経過後または所定距離移動後に前記操作部７０における入力操作に関わらずアクチュエータ３０を作動させない処理を行う機能である。ここで警告と同時ではなく、警告後、例えば所定時間の経過後または所定距離移動後にアクチュエータ３０の作動を規制するのは、便器１１を都合の良い位置まで移動させる間を与えるためである。

ただし、停止手段６５は、アクチュエータ３０の作動に関して、便器１１の正逆両方向への駆動のうち何れか一方のみの駆動は可能とする。詳しくは、便器１１の昇降のうち下降方向のみ動作を可能とする。これは、下降方向であれば、便器１１の利便性を確保することができると共に、安全面においても特に問題ないからである。

次に、本実施の形態に係る故障予測装置１００の作用について説明する。
昇降便器１０の動作に関しては、昇降機構２０のアクチュエータ３０によって便器１１全体が上下方向に駆動される。すなわち、操作部７０の上昇ボタン７０ａが押されると、その間に上昇を指示する制御信号が出力され、制御手段６０は、シャフト３７が上昇する（伸びる）ように、スクリュー３５が回転する正方向に電動モータ３２を駆動する。

一方、操作部７０の下降ボタン７０ｂが押されると、その間に下降を指示する制御信号が出力され、制御手段６０は、シャフト３７が下降する（縮む）ように、スクリュー３５が回転する逆方向に電動モータ３２を駆動する。なお、便器１１の昇降に伴って、操作部７０にある報知手段７１の高さ表示ＬＥＤ等の表示装置が点灯し、現在の便器１１の高さ位置を視覚的に認識することができる。また、便器１１が最上端位置ないし最下端位置まで移動した際には、リミットスイッチ７２によって検知され、当該位置にて駆動は停止される。

このように昇降させた便器１１は、所望の高さ位置に保持することができる。すなわち、操作部７０の操作が停止され、電動モータ３２の回転が止まった時点で、セルフロック機能によって便器１１は当該位置に固定される。さらに、ブレーキ手段４０によってセルフロック機能による保持力は高められ、便器１１の荷重がセルフロック機能に勝って、便器１１が下降しようとしても、コイルスプリング４２がドラム４１に締め付けられるため、その摩擦力によって便器１１は確実に保持される。

ただし、便器１１の昇降が繰り返されると、昇降機構２０の構成部品のうち特に作動に直接関わるようなアクチュエータ３０は、便器１１の移動距離の積算に応じて経年劣化が進行し、かかる経年劣化がある程度以上になると故障が発生する虞がある。そこで、故障予測装置１００により、前記昇降機構２０において最も耐久性の低い部品と予め定めたアクチュエータ３０における故障を予測する。

図１０は、故障予測装置１００の制御手段６０がアクチュエータ３０の故障を予測する処理を示すフローチャートである。先ず演算手段６１によって、変位検知手段５０から出力された検知結果（パルス信号）に基づき便器１１の移動距離を算出し、アクチュエータ３０が作動する毎に前記移動距離を積算する（ステップＳ１００）。例えば、シャフト３７が１ｍｍ昇降する度にパルス信号が出力される場合、アクチュエータ３０が作動する毎に、パルス信号数×１ｍｍの計算式により移動距離はその都度算出され、前回までの積算値に加算されて新たな積算値が記憶更新される。

次に、比較手段６２によって、昇降機構２０の構成部品のうち最も耐久性の低い部品と定めたアクチュエータ３０に関して、その耐久寿命を便器１１の移動距離に換算して予め定めた寿命距離と、前記演算手段による積算値とを比較する（ステップＳ１０１）。ここで、前記積算値が前記寿命距離に到達した場合には（ステップＳ１０１；Ｙ）、判定手段６３によって、アクチュエータ３０は故障が予測される状態にあると判定される（ステップＳ１０２）。なお、前記積算値が前記寿命距離に未だ到達していない場合には（ステップＳ１０１；Ｎ）、そのまま処理を終了する。

続いて、警告手段６４によって、前記判定手段６３による判定に基づき、前記故障が予測される状態にある旨の警告を行う（ステップＳ１０３）。ここで警告は、図１１に示すように、報知手段７１の所定のＬＥＤ等の表示装置を点滅させることにより行うと良い。また、報知手段７１による視覚的な警告のほか、聴覚的な報知を行うブザーやアラームを鳴らしても良い。

さらに、前記警告手段６４による警告が行われた後、停止手段６５によって、前記操作部７０における入力操作に関わらずアクチュエータ３０を作動させない制御を行う（ステップＳ１０４）。かかるアクチュエータ３０の作動規制は、前記警告と同時ではなく、警告後、例えば所定時間の経過後または所定距離の移動後に実行することにより、便器１１を都合の良い位置まで移動させる間を与える。また、アクチュエータ３０の作動に関しては、便器１１の下降方向のみ動作を可能とする。これは、下降方向であれば、便器１１の利便性を確保することができると共に、安全面においても特に問題ないからである。

このような故障予測装置１００によれば、昇降機構２０における故障を非常に簡易な制御によって確実かつ容易に予測することができる。しかも、警告された際には未だ故障していないため、実際には昇降機構２０の作動は可能であるが、警告された後には、操作部７０における入力操作に関わらずアクチュエータ３０を作動させないから、安全性を高めることができる。その一方、警告中など所定の時間内または移動距離内に限れば、都合の良い位置まで便器１１の移動を可能とすることで、昇降便器としての製品に関する最低限の機能を果たすことが可能となり、製品の使用等に関する利便性も高めることができる。

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は前述したような実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。例えば、昇降機構２０の構成部品のうち最も耐久性の低い部品はアクチュエータ３０として定めたが、他に例えばアクチュエータ３０の代わりにリミットスイッチ７２としても良い。

また、本発明の駆動機構である昇降機構２０の用途は、昇降便器１０に限られるものではなく、他に例えば、電動ジャッキ、歯医者の診察台、介護用のリフト、トラックの荷台等の様々なリフト装置に適用することができる。もちろん、本発明の駆動機構は昇降用に限られるものでもなく、物体を水平方向に移動させる機構に適用しても良い。

さらに、前記実施の形態では、変位検知手段５０を、アクチュエータ３０自体に組み込まれた磁気式のエンコーダにより構成したが、グリス等の汚れが問題にならないような場合には、光学式のエンコーダを組み込む様に構成しても良い。さらに、エンコーダをアクチュエータ３０とは別体として、例えば、便器１１と接触するリミットスイッチや、便器１１を外部から光学的あるいは磁気的に監視するセンサのように、アクチュエータ３０以外の部品を付加することで構成しても良い。

便器全体を昇降させることにより、お年寄りの立ち座りの補助や床清掃時の便宜を図ることが可能な昇降便器において、その駆動機構における故障を非常に簡易な制御によって確実かつ容易に予測することができ、製品の安全性および利便性を高めることに活用することができる。

１１…便器
１２…便蓋
２０…昇降機構
２１…固定フレーム
２２…可動フレーム
２３…取付ベース
２４…水洗タンク
２５…ハウジング
３０…アクチュエータ
３１…ケース
３２…電動モータ
３３…ウォーム
３４…ウォームホィール
３５…スクリュー
３６…スピンドルナット
３６ａ…リブ
３７…シャフト
３７ａ…先端部
４０…ブレーキ手段
４１…ドラム
４２…コイルスプリング
５０…変位検知手段
５１…ロータ
５２…ホール素子実装基板
６０…制御手段
６１…演算手段
６２…比較手段
６３…判定手段
６４…警告手段
６５…停止手段
７０…操作部
７０ａ…上昇ボタン
７０ｂ…下降ボタン
７１…報知手段
７２…リミットスイッチ
１００…故障予測装置

Claims (5)

1. アクチュエータによって物体を一定の軌跡に沿って正逆両方向に駆動し、前記軌跡上の所望の位置に前記物体を位置決めする駆動機構に設けられ、該駆動機構における故障を予測するための故障予測装置において、
   外部からの入力操作に基づき前記アクチュエータを作動させる操作部と、前記物体の正逆両方向への変位を検知する変位検知手段と、前記駆動機構を管理するための制御手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記変位検知手段による検知結果に基づき前記物体の移動距離を算出し、前記アクチュエータが作動する毎に前記移動距離を積算する演算手段と、
   前記駆動機構の構成部品のうち最も耐久性の低い部品に関して、その耐久寿命を前記物体の移動距離に換算して予め定めた寿命距離と、前記演算手段による積算値とを比較する比較手段と、
   前記積算値が前記寿命距離に到達した場合に、前記最も耐久性の低い部品は故障が予測される状態にあると判定する判定手段と、
   前記判定手段による判定に基づいて、前記故障が予測される状態にある旨の警告を行う警告手段と、
   前記警告手段による警告を行った後、前記操作部における入力操作に関わらず前記アクチュエータを作動させない停止手段と、
   を有することを特徴とする故障予測装置。
2. 前記停止手段は、前記アクチュエータの作動に関して、前記物体の正逆両方向への駆動のうち何れか一方のみの駆動は可能とすることを特徴とする請求項１に記載の故障予測装置。
3. 前記最も耐久性の低い部品は、前記アクチュエータであることを特徴とする請求項１または２に記載の故障予測装置。
4. 前記変位検知手段は、前記アクチュエータ自体に設けられ、該アクチュエータにおける駆動側ないし従動側の部品の変位を通じて、前記物体の正逆両方向への変位を間接的に検知するエンコーダであることを特徴とする請求項１，２または３に記載の故障予測装置。
5. 前記物体は便器本体であり、
   前記駆動機構は、前記便器本体を上下方向に駆動して任意の高さ位置に保持するものであることを特徴とする請求項１，２，３または４に記載の故障予測装置。

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