KR100647393B1

KR100647393B1 - 변좌 승강 장치

Info

Publication number: KR100647393B1
Application number: KR1020050013247A
Authority: KR
Inventors: 마모루 야마오카; 아키히로 이토
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2005-02-17
Publication date: 2006-11-23
Also published as: CN1656991A; KR20060042062A; JP4526277B2; CN100345511C; JP2005230138A

Abstract

[과제] 변좌 유닛의 상승 또는 하강을 전동으로 행함으로써 부담을 경감할 수 있고, 또한, 모터를 탈조시키는 과부하의 방향으로 모터가 구동되고 있을 때 걸리는 과부하에 의해 구동 기구를 파손할 우려가 없으며, 게다가 구동 기구의 소형화가 실현 가능한 변좌 승강 장치를 제공한다.

[해결 수단] 변좌 승강 장치(1)에서는, 스테핑 모터(7)의 회전 구동력을 감속윤열(70), 출력 피니언(80), 및 랙(53)을 통하여 우측 슬라이더(51)에 전달하고, 변좌 유닛(10)이 연결된 가동 플레이트(6)를 승강시킨다. 또, 제어 수단은, 스테핑 모터(7)를 탈조시키는 과부하의 방향으로 스테핑 모터(7)를 구동하는 순방향 구동 토크가, 스테핑 모터(7)를 탈조시키는 과부하의 방향과 역방향으로 스테핑 모터(7)를 구동하는 역방향 구동 토크보다 작아지도록 구성되어 있다.

Description

변좌 승강 장치 {APPARATUS FOR LIFTING AND LOWERING A TOILET SEAT}

도 1의 (a), (b)는 각각, 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치를 사용한 서양식 화장실 유닛에 있어서, 변좌를 내린 상태의 설명도, 및 변좌를 변기 본체로부터 들어올린 상태를 나타내는 설명도이다.

도 2의 (a), (b), (C), (d)는, 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치의 평면도, 정면도, 도 2의 (a)의 A-A'선에 있어서의 개략 단면도, 및 도 2의 (a)의 B-B'선에 있어서의 개략 단면도이다.

도 3의 (a), (b)는, 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치로부터 가동 플레이트 및 좌측 슬라이더를 제거한 상태의 정면도, 및 도 3의 (a)의 C-C'선에 있어서의 개략 단면도이다.

도 4의 (a), (b)는, 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치에 사용한 스테핑 모터의 로터를 나타내는 평면도, 및 도 4의 (a)의 D-D'선에 있어서의 개략 단면도이다.

도 5의 (a), (b)는, 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치에 있어서, 변좌 유닛을 탑재한 가동 부재가 최하 위치에 있는 상태를 나타내는 설명도, 및 가동 부재가 최상 위치에 있는 설명도이다.

도 6은 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치에 사용한 스테핑 모터에 대해, 바이필러 감기의 결선 관계를 나타내는 모식도이다.

도 7은 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치에 사용한 스테핑 모터에 의해 변좌 유닛을 승강시킬 때의 유니폴러 통전에 의한 여자 순서를 설명하기 위한 표로서, (A)는 변좌 유닛을 상승시킬 때의 2상 여자에 의한 여자 순서, 및 (B)는 변좌 유닛을 하강시킬 때의 1-2상 여자에 의한 여자 순서이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 변좌 승강 장치 2 : 고정 플레이트(고정 부재)

3 : 스토퍼 플레이트 5 : 구동 기구

6 : 가동 플레이트(가동 부재) 7 : 스테핑 모터(모터)

8 : 출력 기어 10 : 변좌 유닛

11 : 변기 본체 12 : 변좌

41, 42 : 가이드 축(가이드 기구) 51 : 우측 슬라이더

52 : 좌측 슬라이더 53 : 랙

70 : 감속윤열 71, 72, 73 : 감속 기어

74 : 피니언 회전체 75 : 마그넷 회전체

76 : 로터 77 : 스테이터

78 : 고정축 79 : 래칫 기구

80 : 출력 피니언 83 : 제어 수단

91 : 제1의 스토퍼 92 : 제2의 스토퍼

본 발명은 서양식 변기의 변좌를 승강시키기 위한 변좌 승강 장치에 관한 것이다.

서양식 변기에 있어서는, 변좌나 변기 덮개가 안쪽을 중심으로 회전하여 평복(平伏) 자세 및 기립 자세로 된다. 이 때문에, 변기 본체 상부면의 안쪽을 청소하려고 해도 변기 본체와 변좌의 사이에는 극히 좁은 틈새밖에 비지 않아서, 그 부분을 청소하고 싶어도 손이 들어가지 않는다. 그래서, 수동에 의해 변좌 유닛을 변기 본체로부터 띄운 상태로 하는 것이 가능한 변좌 승강 장치가 고안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1] 특개평 8-177104호 공보

그렇지만, 종래의 변좌 승강 장치와 같이 수동으로 변좌 유닛을 승강시키는 구성으로는, 화장실이라고 하는 좁은 공간에서 사람의 손에 의해 변좌 유닛을 승강시키는 작업은, 부자연스러운 자세로 행하지 않으면 안 되기 때문에 힘든 작업이다.

이상의 문제점을 감안하여, 본 발명의 과제는 변좌 유닛의 상승 또는 하강을 전동으로 행함으로써 부담을 경감할 수 있고, 또한, 모터를 탈조(脫調)시키는 과부하의 방향으로 모터가 구동되고 있을 때에 걸리는 과부하에 의해 구동 기구를 파손할 우려가 없으며, 게다가 구동 기구의 소형화가 실현 가능한 변좌 승강 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에서는, 서양식 화장실의 변기 본체측에 고정되는 고정 부재와, 변좌 유닛이 장착되는 가동 부재와, 이 가동 부재를 상하 방향으로 안내하는 가이드 기구를 갖는 변좌 승강 장치에 있어서, 상기 고정 부재에 대하여 상기 가동 부재를 전동에 의해 상승 또는 하강 가능한 구동 기구를 가지며, 상기 구동 기구는 상기 가동 부재를 구동 가능한 모터와, 이 모터를 제어하는 제어 수단을 구비하고, 상기 제어 수단은, 상기 가동 부재에 대하여 상승 방향 또는 하강 방향으로 걸려서 상기 모터를 탈조시키는 과부하의 방향으로 상기 모터를 구동하는 순방향 구동 토크가, 상기 과부하의 방향과 역방향으로 상기 모터를 구동하는 역방향 구동 토크보다 작아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 모터로서 스테핑 모터를 사용하고, 상기 제어 수단은, 여자(勵磁) 방식을 다르게 함으로써 상기 순방향의 구동 토크가 상기 역방향의 구동 토크보다 작아지도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 가동 부재를 상승시키는 속도와 가동 부재를 하강시키는 속도를 변경함이 없이 구동 토크를 변경할 수 있다. 또, 구동 토크를 변경하기 위한 전용의 하드 부품을 증가시키는 일 없이, 소프트만으로 대응할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제어 수단은, 구동 펄스의 주파수를 다르게 함으로써 상기 순방향 구동 토크가 상기 역방향 구동 토크보다 작아지도록 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 구동 토크를 변경하기 위한 전용의 하드 부품을 증가시키는 일 없이, 소프트만으로 대응할 수 있다.

<발명을 실시하기 위한 최상의 형태>

이하에, 도면을 참조하여 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치의 일례를 설명한다.

(화장실 유닛의 구성)

도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 본 형태의 서양식 화장실 유닛은 서양식의 변기 본체(11)와, 이 변기 본체(11) 상에서 개폐되는 변좌(12)와, 이 변좌(12) 상에서 개폐되는 변기 덮개(13)를 갖고 있으며, 변좌(12) 및 변기 덮개(13)는, 안쪽을 중심으로 회전하여 평복 자세 및 기립 자세로 된다. 여기서, 변좌(12) 및 변기 덮개(13)는 변좌 유닛(10)으로서 일체화되어 있고, 이 변좌 유닛(10)에는 필요에 따라, 변좌(12) 및 변기 덮개(13)가 자중으로 평복할 때의 속도를 완화하는 댐퍼 장치나 변기 덮개를 전동으로 개폐하기 위한 전동 장치가 내장되는 경우가 있다.

이들 어느 경우에 있어서도, 본 형태의 서양식 화장실 유닛에는, 도 1의 (b)에 나타내는 바와 같이, 변좌(12)(변좌 유닛(10))를 변기 본체(11)로부터 떠오르게 하여, 변기 본체(11)의 상부면을 안쪽까지 청소 가능하게 하는 전동식의 변좌 승강 장치(1)가 구성되어 있다.

(변좌 승강 장치의 구성)

도 2의 (a), (b), (C), (d)는 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치의 평면도, 정면도, 도 2의 (a)의 A-A'선에 있어서의 개략 단면도, 및 도 2의 (a)의 B-B'선에 있어서의 개략 단면도이다. 도 3의 (a), (b)는, 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치로부터 가동 플레이트 및 좌측 슬라이더를 제거한 상태의 정면도, 및 도 3의 (a)의 C-C'선에 있어서의 개략 단면도이다.

도 2의 (a)∼(d), 및 도 3의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 본 형태의 변좌 승강 장치(1)는, 변기 본체(11)(도 1을 참조)의 상부면 부분에의 고정면(21)을 구비한 고정 플레이트(2)(고정 부재)와, 고정 플레이트(2)의 후단에서 위쪽으로 절곡된 수직면(22)의 상단 부분에 고정된 역 L자 형상의 스토퍼 플레이트(3)와, 스토퍼 플레이트(3)의 수평 부분(31)과 고정 플레이트(2)의 고정면(21)과의 사이에 건너 질려진 원기둥 형상의 우측 가이드 축(41) 및 좌측 가이드 축(42)(가이드 기구)을 갖고 있다.

좌우의 가이드 축(41, 42)에는, 각각 이들 가이드 축(41, 42)에 따라 상하로 슬라이드 가능한 우측 슬라이더(51), 및 좌측 슬라이더(52)가 지지되어 있고, 좌우의 슬라이더(51, 52)의 전면 및 상부면을 덮도록 가동 플레이트(6)(가동 부재)가 장착되어 있다. 우측 슬라이더(51) 및 좌측 슬라이더(52)는, 대략 직방체 형상을 구비하고 있고, 가이드 축(41, 42)이 삽입되는 베어링 부분(511, 521)을 각각 갖고 있다.

여기서, 가동 플레이트(6)는 그 상부면(60)에 변좌 유닛(10)이 고정된다. 이 때문에, 좌우의 슬라이더(51, 52)가 가이드 축(41, 42)에 따라 상하 이동하면, 가 동 플레이트(6)에 고정된 변좌 유닛(10)도 일체로 상하 이동하게 된다.

본 형태의 변좌 승강 장치(1)에서는, 우측 슬라이더(51)에 대하여, 이 우측 슬라이더(51)를 상하 방향으로 구동하는 전동식의 구동 기구(5)가 구성되어 있고, 이 구동 기구(5)에 의해, 우측 슬라이더(51)가 상하로 구동되었을 때, 좌측 슬라이더(52), 가동 플레이트(6), 및 변좌 유닛(10)도 상하로 이동한다.

이러한 구동 기구(5)로서, 본 형태에서는, 먼저 우측 슬라이더(51)의 좌측면에는 상하 방향의 전 범위에 걸쳐서 랙(53)이 형성되어 있다.

또, 본 형태에서는 좌우의 가이드 축(41, 42)에 의해 끼워진 공간에는, 구동 기구(5)의 구동원으로서의 정역 쌍방향에의 회전이 가능한 스테핑 모터(7), 이 스테핑 모터(7)의 구동력을 전달하는 감속윤열(70)이 배치되어 있고, 이 감속윤열의 출력 피니언(80)은, 우측 슬라이더(51)의 랙(53)과 서로 맞물리고 있다. 스테핑 모터(7)는, 스토퍼 플레이트(3)의 바로 밑에 배치되어 있고, 출력 피니언(80)은 변좌 승강 장치(1)의 높이 방향에 있어서의 대략 중앙 위치에 배치되어 있다.

스테핑 모터(7)는 소위 PM형 스테핑 모터이며, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이 외주면이 둘레 방향으로 다극 착자된 링 형상의 마그넷(75a)을 구비한 로터(76)와, 마그넷(75a)의 외주면에 대향하는 스테이터(77)를 구비하고 있다. 스테이터(77)는, 축방향에 따라 배치된 2개의 구동 코일(77a, 77b)을 갖고 있다. 구동 코일(77a, 77b)은, 각각 바이필러 감기로 감겨지며, 도 6에 나타내는 바와 같이 제어 수단(83)에 의해 구동 코일(77a, 77b)의 각각 병렬로 감겨진 2중 권선에 단자(a, b, c, d, e)를 통하여 유니폴러 통전이 행해진다. 구동 코일(77a)에 감겨진 2중 권 선에 의해 A상 및 A(-)상이 구성되고, 구동 코일(77b)에 감겨진 이중 권선에 의해 B상 및 B(-)상이 구성되어 있다.

또, 구동 코일(77a, 77b)은, 각각 축방향의 양측으로부터 외측 스테이터 코어 및 내측 스테이터 코어에 끼워져 있고, 외측 스테이터 코어 및 내측 스테이터 코어에는, 구동 코일의 내주면을 따라 교호적으로 정렬되는 복수의 극치(極齒)가 형성되어 있다. 또한, 스테핑 모터(7)의 여자 방식은, 변좌 유닛(10)을 상승시킬 때에는 2상 여자가 이용되며, 변좌 유닛(10)을 하강시킬 때에는 1-2상 여자가 이용되고 있다. 또한, 본 형태에서는, 제어 수단(83)에 의해 구동 코일(77a, 77b)에 유니폴러 통전이 이루어지고 있으나, 반드시 유니폴러 통전에 한정되는 것은 아니며, 바이폴러 통전을 이용해도 된다. 다만, 바이폴러 통전의 경우, 구동 코일(77a, 77b)은 각각 모노필러 감기로 감겨진다.

또한, 일반적으로 스테핑 모터(7)에 있어서는, 구동 방향과 역방향으로 스테핑 모터(7)를 탈조시키는 과부하가 걸린 경우의 탈조 토크(이하, 역방향 탈조 토크라 한다.)와, 구동 방향으로 스테핑 모터(7)를 탈조시키는 과부하가 걸린 경우의 탈조 토크(이하, 순방향 탈조 토크라고 한다.)가 상위하다. 즉, 순방향 탈조 토크가 역방향 탈조 토크보다 훨씬 커지고 있다.

그래서 본 형태에서는, 스테핑 모터(7)를 제어하는 제어 수단(83)에 있어서, 스테핑 모터(7)를 탈조시키는 과부하의 방향으로 스테핑 모터(7)를 구동하는 구동 토크(이하, 순방향 구동 토크라 한다.)가, 스테핑 모터(7)를 탈조시키는 과부하의 방향과 역방향으로 스테핑 모터(7)를 구동하는 구동 토크(이하, 역방향 구동 토크 라 한다.)보다 작아지도록 구성되어 있다. 즉, 스테핑 모터(7)의 여자 방식은, 변좌 유닛(10)을 상승시킬 때에는 2상 여자가 이용되고, 변좌 유닛(10)을 하강시킬 때에는 1-2상 여자가 이용되고 있다. 이것에 의해, 순방향 탈조 토크를 역방향 탈조 토크 수준으로 억제하는 것이 가능해지며, 순방향에 모터가 구동되고 있을 때 걸리는 과부하에 의해 구동 기구를 파손하는 것을 방지할 수 있다.

다만, 이 여자 방식의 차이에 의해 변좌 유닛(10)을 상승시킬 때와 변좌 유닛(10)을 하강시킬 때에 있어서 스테핑 모터(7)의 구동 펄스의 주파수가 같은 경우, 변좌 유닛(10)을 하강시키는 스테핑 모터(7)의 구동 속도가 변좌 유닛(10)을 상승시키는 스테핑 모터(7)의 구동 속도의 1/2로 되므로, 본 형태에서는, 변좌 유닛(10)을 하강시키는 스테핑 모터(7)의 구동 펄스의 주파수를, 변좌 유닛(10)을 상승시키는 스테핑 모터(7)의 구동 펄스의 주파수의 2배로 함으로써 스테핑 모터(7)의 구동 속도를 쌍방향에서 일치시키고 있다.

감속윤열(70)은, 로터(76)에 구비된 피니언(74a)과 서로 맞물리는 대경(大徑) 기어를 구비한 제1의 기어(71)와, 이 제1의 기어(71)와 서로 맞물리는 대경 기어를 구비한 제2의 감속 기어(72)와, 이 제2의 감속 기어(72)의 소경(小徑) 기어와 서로 맞물리는 대경 기어를 구비한 제3의 감속 기어(73)와, 이 제3의 감속 기어(73)의 소경 기어와 서로 맞물리는 대경 기어(81)를 구비한 출력 기어(8)를 구비하고 있고, 이 출력 기어(8)의 한쪽의 단부에 대하여 출력 피니언(80)이 구성되고, 이 출력 피니언(80)은 우측 슬라이더(51)의 랙(53)과 서로 맞물리고 있다. 이 우측 슬라이더(51)의 승강에 수반하여, 좌측 슬라이더(52) 및 이 좌측 슬라이더(52)와 우측 슬라이더(51)의 전면 및 상부면을 덮도록 장착된 가동 플레이트(6)가 따라 움직인다.

(변좌 유닛의 위치 검출 수단의 구성)

도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 출력 기어(8)에는 대경 기어(81)를 끼워서 출력 피니언(80)과 반대측의 단부에 소경 기어(82)가 구성되어 있고, 이 소경 기어(82)의 하부 위치에는, 소경 기어(82)와 서로 맞물리는 센서 기어(15)가 배치되어 있다. 이 센서 기어(15)의 회전축(105)의 단부는, 고정 플레이트(2)의 수직면(22)으로부터 배면측에 돌출하고 있다. 이 돌출 단부는, 단면 형상이 D자형이며, 여기에 전위차계(14)의 로터리부의 D자 형상의 구멍이 끼워 맞춰져 있다. 이 때문에, 센서 기어(15)의 회전축(105)이 회전하면, 전위차계(14)의 로터리부가 일체로 회전한다.

여기서, 센서 기어(15)는 출력 피니언(80)이 우측 슬라이더(51)의 랙(53)의 전 범위를 구동하는 동안에, 그 회전이 1회전 미만으로 끝나는 치수(齒數)로 구성되어 있다. 그 때문에, 전위차계(14)는 센서 기어(15)의 회전축(로터리부)의 각도 위치에 대응한 신호를 출력하므로, 우측 슬라이더(51)의 상하 방향의 위치, 즉, 변좌 유닛(10)의 승강 위치를 검출할 수 있다.

(스토퍼의 구성)

도 2의 (c), (d)에 나타내는 바와 같이, 좌우의 슬라이더(51, 52)의 배면측에는, 고정 플레이트(2)의 수직면(22)과 대향하는 부분에서 각진 구멍(55)이 각각 개구되어 있다. 이러한 각진 구멍(55)의 내부에는 각각, 계합 부재(95)가 수평 방 향으로 진퇴 가능하게 배치되고, 그 안쪽에는, 계합 부재(95)를 고정 플레이트(2)의 수직면(22)을 향하여 가압하는 스프링(96)이 배치되어 있다. 이것에 대하여, 고정 플레이트(2)의 수직면(22)에는, 좌우의 슬라이더(51, 52)를 상하 이동했을 때에 계합 부재(95)가 통과하는 선상(線上) 중, 그 아래쪽 위치에 계합 부재(95)의 선단부가 끼여 들어가는 하부측 오목부(97)가 좌우에 형성되어 있는 한편, 위쪽 위치에는, 계합 부재(95)의 선단부가 끼여 들어가는 상부측 오목부(98)가 좌우에 형성되어 있다.

이 때문에, 좌우의 슬라이더(51, 52)측의 계합 부재(95) 및 스프링(96)과, 고정 플레이트(2)의 수직면(22)측의 하부측 오목부(97)는, 변좌(12)(변좌 유닛)를 하강시켰을 때의 좌우의 슬라이더(51, 52)의 유지 위치를 규정하는 제1의 스토퍼(91)로서 기능한다. 또, 좌우의 슬라이더(51, 52)측의 계합 부재(95) 및 스프링(96)과, 고정 플레이트(2)의 수직면(22)측의 상부측 오목부(98)는, 변좌(12)(변좌 유닛)를 상승시켰을 때의 좌우의 슬라이더(51, 52)의 유지 위치를 규정하는 제2의 스토퍼(92)로서 기능한다. 또, 제1의 스토퍼(91) 및 제2의 스토퍼(92)의 어느 한쪽에 있어서도, 계합 부재(95)가 하부측 오목부(97) 및 상부측 오목부(98)에 계합했을 때에 클릭감을 발생시킨다.

(로터의 구성)

로터(76)는 도 4에 나타내는 바와 같이 마그넷(75a)을 구비하고, 고정축(78) 에 회전 가능하게 지지된 마그넷 회전체(75)와, 이 마그넷 회전체(75)에 회전 가능하게 지지되며, 피니언(74a)을 구비한 피니언 회전체(74)로 구성되어 있다.

마그넷 회전체(75)는, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 외벽에 마그넷(75a)이 고정되는 동시에 내벽에 요철(凹凸) 형상의 톱니부(75e)가 형성된 외통부(75b)와, 이 외통부(75b)의 내측에 설치되는 동시에 내벽이 고정축(78)(도 3의 (b) 참조)과 슬라이딩하는 내통부(75c)와, 이 내통부(75c)와 외통부(75b)를 일체로 연결하는 연결부(75d)에 의해 구성되어 있다.

한편, 피니언 회전체(74)는 내벽이 마그넷 회전체(75)의 내통부(75c)의 외벽과 슬라이딩하는 통부(74b)를 가지며, 이 통부(74b)의 외벽의 상부측에 피니언(74a)이 형성되는 동시에, 하부측으로부터는 이 외벽을 따라 만곡하도록 뻗어 설치된 래칫 팔(74c)이 도 4의 (a)의 W방향으로 돌출 성형되어 있다. 래칫 팔(74c)의 선단이, 마그넷 회전체(75)의 외통부(75b)의 내벽에 형성된 요철 형상의 톱니부(75e)에 계합하는 클릭부(74d)로 되어 있다. 따라서, 이 클릭부(74d)는, 래칫 팔(74c)에 의해 반경 방향으로 가압된 상태로 톱니부(75e)에 접촉하고 있다. 즉, 본 형태에서는, 래칫 팔(74c)과 톱니부(75e)에 의해 토크 리미터로서의 래칫 기구(79)를 구성하고 있다. 또한, 본 형태에서는, 토크 리미터로서 래칫 기구(79)를 이용하였으나, 반드시 래칫 기구(79)에 한정되는 것은 아니며, 각종 토크 리미터를 이용할 수 있다.

본 형태의 래칫 기구(79)는, 상승 방향으로 변좌 유닛(10)을 구동하고 있을 때에, 예를 들면 잘못하여 변좌 유닛(10)에 걸터앉는다고 하는 하강 방향의 과잉 부하가 변좌 유닛(10)에 걸린 경우에는, 스테핑 모터(7)가 탈조하도록 구성되어 있다. 즉, 변좌 유닛(10)의 하강 방향으로 과잉 부하가 걸린 경우, 래칫 기구(79)의 공전 토크(이하, 아래방향 공전 토크라 한다.)는, 스테핑 모터(7)의 역방향 탈조 토크보다 더 커지도록 구성되어 있다.

한편, 본 형태의 래칫 기구(79)는, 하강 방향으로 변좌 유닛(10)을 구동하고 있을 때에, 예를 들면 잘못하여 변좌 유닛(10)에 걸터앉는다고 하는 하강 방향의 과잉 부하가 변좌 유닛(10)에 걸린 경우에도, 스테핑 모터(7)가 탈조하도록 구성되어 있다. 즉, 아래방향 공전 토크는, 스테핑 모터(7)의 순방향 탈조 토크보다 더 커지도록 구성되어 있다.

그 때문에, 변좌 유닛(10)의 구동 방향에도 불구하고 하강 방향의 과잉 부하가 변좌 유닛(10)에 걸린 경우에는, 클릭부(74d)와 톱니부(75e)의 벽부(75f)와의 계합이 유지된 상태로 스테핑 모터(7)가 탈조하고, 스테핑 모터(7)의 로터(76)는 W방향으로 고속 회전하게 되어 있다.

또한, 스테핑 모터(7)가 탈조하여 스테핑 모터(7)의 마그넷 회전체(75)가 W방향으로 고속 회전되면서 변좌 유닛(10)이 하강하고, 변좌 유닛(10)이 최하 위치에 이르렀을 경우의 래칫 기구(79)의 공전 토크(이하, 위쪽방향 공전 토크라 한다.)는, 아래방향 공전 토크보다 작아지도록 구성되어 있다. 이 위쪽방향 공전 토크는, 감속윤열(70)이나 슬라이더(51) 등의 구동 기구(5)에 파손이 생기지 않도록 설정되어 있기 때문에, 변좌 유닛(10)이 정지한 경우라도, 감속윤열(70)이나 슬라이더(51) 등의 구동 기구(5)에는 과잉 부하가 걸리지 않아서, 구동 기구의 파손을 방 지할 수 있다.

(변좌의 승강 동작의 설명)

도 5의 (a), (b)는, 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치에 있어서, 변좌 유닛을 탑재한 가동 부재가 최하 위치에 있는 상태를 나타내는 설명도, 및 가동 부재가 최상 위치에 있는 설명도이다. 또한, 도 5의 (a), (b)는 도 2의 (a)의 A-A'선에 있어서의 단면에 상당한다. 도 6은, 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치에 사용한 스테핑 모터에 대하여, 바이필러 감기의 결선 관계를 나타내는 모식도이다. 도 7은, 본 발명을 적용한 변좌 승강 장치에 사용한 스테핑 모터에 의해 변좌 유닛을 승강시킬 때의 유니폴러 통전에 의한 여자 순서를 설명하기 위한 표로서, (A)는 변좌 유닛을 상승시킬 때의 2상 여자에 의한 여자 순서, 및 (B)는 변좌 유닛을 하강시킬 때의 1-2상 여자에 의한 여자 순서이다.

본 형태의 변좌 승강 장치(1)는, 고정 플레이트(2)를 변기 본체(11)(도 1을 참조)의 상부면 부분에 고정하는 한편, 가동 플레이트(6)의 상부면(60)에 변좌 유닛(10)을 장착한 상태로 사용된다.

청소 등을 개시하기 전은, 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이 변좌(12)는 변기 본체(11)의 상부면에 있고, 변좌 유닛(10) 및 가동 플레이트(6)는 최하 위치에 있다. 이 상태에 있어서, 계합 부재(95)의 선단부가 고정 플레이트(2)의 수직면(22)의 하부측 오목부(97)에 계합하며, 제1의 스토퍼(91)로서 기능하고 있다. 따라서, 이 최하 위치에서는 제1의 스토퍼(91)에서의 계합력, 스테핑 모터(7)의 디텐트 토크, 및 변좌 유닛(10)의 자중에 의해, 변좌 유닛(10)이 준비 없이 상승하는 일은 없다. 또, 이 상태에 있어서, 전위차계(14)는 변좌 유닛(10)이 최하 위치에 있는 취지의 출력을 행한다.

이 상태로부터, 청소를 개시하기 위해 변좌 유닛(10)을 띄우고 싶은 경우에, 소정의 스위치 동작을 행하면, 스테핑 모터(7)는 2상 여자에 의해 소정의 스텝수, 혹은 소정의 시간, 정방향으로 회전한다. 그 결과, 스테핑 모터(7)의 회전 운동력은 감속윤열(70)을 통하여 출력 피니언(80)에 전달되며, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이 출력 피니언(80)은 랙(53)을 통하여 우측 슬라이더(51)를 상승시킨다. 따라서, 제1의 스토퍼(91)에서의 계합이 해제되어 좌측 슬라이더(52), 가동 플레이트(6), 및 변좌 유닛(10)은 우측 슬라이더(51)와 일체로 상승한다.

그리고, 제2의 스토퍼(92)에서의 계합이 행해질 때까지, 변좌 유닛(10)이 상승한 후, 스테핑 모터(7)는 정지한다. 이때까지의 동안에, 출력 기어(8)의 소 기어(82)는 센서 기어(15)를 회전시켜 전위차계(14)의 출력이 변화하므로, 그 출력으로부터 변좌 유닛(10)이 소정 위치까지 상승한 것을 검출할 수 있다. 또, 변좌 유닛(10)이 소정의 위치까지 상승한 것은, 제2의 스토퍼(92)에서 발생하는 클릭음으로 통보할 수 있다. 또한, 변좌 유닛(10)이 최상 위치에서 정지한 상태에서는, 제2의 스토퍼(92)에서의 계합력, 및 스테핑 모터(7)의 디텐트 토크에 의해, 변좌 유닛(10)은 자중으로 낙하하고 마는 일이 없다.

또한, 변좌 유닛(10)을 상승시킬 때의 2상 여자에 대해서는, 1주기(360도)가 48스텝으로 구성되고, 그 여자 순서는 도 7의 (A)에 나타내는 것처럼 되어 있다. 즉, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제어 수단(83)에 의해 구동 코일(77a, 77b)의 공 통 단자로 되는 d를 ＋로, 단자 e 및 c를 -로 하여 구동 코일(77a, 77b)의 A상 및 B(-)상(B상의 권선에 대해 역방향으로 전류를 흐르게 하는 것) 동시에 전류를 흐르게 하는 제1의 스텝, 공통 단자로 되는 d를 ＋로, 단자 c 및 b를 -로 하여 구동 코일(77a, 77b)의 B(-)상 및 A(-)상(A상의 권선에 대해 역방향으로 전류를 흐르게 하는 것) 동시에 전류를 흐르게 하는 제2의 스텝, 공통 단자로 되는 d를 ＋로, 단자 b 및 a를 -로 하여 구동 코일(77a, 77b)의 A상(-) 및 B상 동시에 전류를 흐르게 하는 제3의 스텝, 공통 단자로 되는 d를 ＋로, 단자 a 및 e를 -로 하여 구동 코일(77a, 77b)의 B상 및 A상 동시에 전류를 흐르게 하는 제4의 스텝으로 이루어져 있고, 이 제1∼제4의 스텝에 대응하는 입력을 반복하게 되어 있다.

한편, 청소가 종료되어 변좌 유닛(10)을 하강시키고 싶은 경우에, 도 5의 (b)에 나타내는 상태로 소정의 스위치 동작을 행하면, 스테핑 모터(7)는 1-2상 여자에 의해 소정의 스텝 수 혹은 소정의 시간, 역방향으로 회전한다. 그 결과, 스테핑 모터(7)의 회전 구동력은, 감속윤열(70)을 통하여 출력 피니언(80)에 전달되며, 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 출력 피니언(80)은 랙(53)을 통하여 우측 슬라이더(51)를 하강시킨다. 따라서, 제2의 스토퍼(92)에서의 계합이 해제되어, 좌측 슬라이더(52), 가동 플레이트(6), 및 변좌 유닛(10)은 우측 슬라이더(51)와 일체로 하강한다.

그리고, 제1의 스토퍼(91)에서의 계합이 행해질 때까지, 변좌 유닛(10)이 하강한 후, 스테핑 모터(7)는 정지한다. 그때까지의 동안에, 출력 기어(8)의 소 기어(82)는 센서 기어(15)를 역회전시켜 전위차계(14)의 출력이 변화하므로, 그 출력으 로부터 변좌 유닛(10)이 소정의 위치까지 하강한 것을 검출할 수 있다. 또, 변좌 유닛(10)이 소정의 위치까지 하강한 것은, 제1의 스토퍼(91)에서 발생하는 클릭음으로 통보할 수 있다.

또한, 변좌 유닛(10)을 하강시킬 때의 1-2상 여자에 대해서는, 1주기(360도)가 96 스텝으로 구성되며, 그 여자 순서는 도 7의 (B)에 나타내는 것처럼 되어 있다. 즉, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제어 수단(83)에 의해 구동 코일(77a, 77b)의 공통 단자로 되는 d를 ＋로, 단자 a를 -로 하여 구동 코일(77b)의 B상에 전류를 흐르게 하는 제1의 스텝, 공통 단자로 되는 d를 ＋로, 단자 a 및 b를 -로 하여 구동 코일(77a, 77b)의 B상 및 A(-)상 동시에 전류를 흐르게 하는 제2의 스텝, 공통 단자로 되는 d를 ＋로, 단자 b를 -로 하여 구동 코일(77a)의 A(-)상에 전류를 흐르게 하는 제3의 스텝, 공통 단자로 되는 d를 ＋로, 단자 b 및 c를 -로 하여 구동 코일(77a, 77b)의 A(-)상 및 B(-)상 동시에 전류를 흐르게 하는 제4의 스텝, 공통 단자로 되는 d를 ＋로, 단자 c를 -로 하여 구동 코일(77b)의 B(-)상에 전류를 흐르게 하는 제5의 스텝, 공통 단자로 되는 d를 ＋로, 단자 c 및 e를 -로 하여 구동 코일(77a, 77b)의 B(-)상 및 A상 동시에 전류를 흐르게 하는 제6의 스텝, 공통 단자로 되는 d를 ＋로, 단자 e를 -로 하여 구동 코일(77a)의 A상에 전류를 흐르게 하는 제7 스텝, 공통 단자로 되는 d를 ＋로, 단자 e 및 a를 -로 하여 A상 및 B(-)상 동시에 전류를 흐르게 하는 제8 스텝으로 이루어져 있고, 이 제1∼제8의 스텝에 대응하는 입력을 반복하게 되어 있다.

(래칫 기구의 동작 설명)

본 형태에서는 변좌 유닛(10)을 띄우는 경우, 마그넷 회전체(75)는 도 4의 (a)에 나타내는 V방향으로 회전한다. 따라서, 피니언 회전체(74)의 클릭부(74d)는, 톱니부(75e)의 둘레 방향의 벽부(75f)측에 접촉하고, 피니언 회전체(74)가 마그넷 회전체(75)에 추종하여 회전한다. 여기서, 변좌 유닛(10)에 하강 방향의 과잉 부하가 걸리면, 위에서 설명한 바와 같이 래칫 기구(79)의 아래방향 공전 토크가 스테핑 모터(7)의 역방향 탈조 토크보다 크기 때문에, 로터가 탈조하여 W방향으로 고속 회전하면서 변좌 유닛(10)이 변기 본체(11)까지 하강한다.

이윽고, 변좌 유닛(10)은 최하 위치에 이르면, 변기 본체(11)의 상부면에서 정지한다. 그에 따라 래칫 회전체(74)도 정지한다. 한편, 마그넷 회전체(75)에는 고속 회전에 의한 W방향의 관성력이 작용하고 있기 때문에, 마그넷 회전체(75)가 W방향으로 회전하는 결과, 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 클릭부(74d)가 톱니부(75e)의 벽부(75g)측에 접촉한다.

클릭부(74d)가 벽부(75g)에 접촉한 상태로 다시 마그넷 회전체(75)에 관성이 작용하고, 그 관성력에 의거한 토크가 래칫 기구(79)의 위쪽방향 공전 토크보다 더 커지면 마그넷 회전체(75)가 공전을 시작한다.

한편, 변좌 유닛(10)을 하강시키는 경우, 마그넷 회전체(75)는 도 4의 (a)에 나타내는 W방향으로 회전한다. 따라서, 피니언 회전체(74)의 클릭부(74d)는, 톱니부(75e)의 둘레 방향의 벽부(75g)측에 접촉하며, 피니언 회전체(74)가 마그넷 회전체(75)에 추종하여 회전한다. 여기서, 변좌 유닛(10)에 하강 방향의 과잉 부하가 걸린 경우에도, 상술한 바와 같이 래칫 기구(79)의 아래방향 공전 토크가 스테핑 모터(7)의 순방향 탈조 토크보다 더 크기 때문에, 로터가 탈조하여 W방향으로 고속 회전하면서 최하 위치까지 하강하게 되지만, 마그넷 회전체(75)의 관성력에 의거한 토크가 래칫 기구(79)의 위쪽방향 공전 토크보다 커지면, 상기와 같이 마그넷 회전체(75)가 공전을 시작한다.

(본 형태의 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태의 변좌 승강 장치(1)에서는, 변좌 유닛(10)이 장착된 가동 플레이트(6)를 전동으로 상승 및 하강하는 구동 기구(5)가 구성되어 있으므로, 변기 본체(11)나 변좌(12) 하부면의 안쪽을 청소할 때, 변좌 유닛(10)을 손으로 들어올리거나 내리 누를 필요가 없다. 따라서, 서양식 변기를 청소할 때의 부담을 경감할 수 있다.

또, 제어 수단(83)은 순방향 구동 토크가 역방향 구동 토크보다 더 작아지도록 구성되어 있으므로, 역방향 탈조 토크에 대한 순방향 구동 토크의 저하에 상당하는 만큼, 순방향 탈조 토크를 역방향 탈조 토크에 근접시킬 수 있다. 따라서, 스테핑 모터(7)를 탈조시키는 과부하의 방향으로 스테핑 모터(7)가 구동되고 있을 때에 걸리는 과부하에 의해 구동 기구(5)를 파손할 우려가 없고, 게다가 역방향 탈조 토크에 대한 순방향 탈조 토크의 저하에 상당하는 몫만큼, 구동 기구(5)의 강도를 억제할 수 있으므로, 부품의 박형화 등에 의해 구동 기구(5)의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 본 형태의 경우, 변좌 유닛(10)의 승강 속도를 일치시킬 필요로부터 변좌 유닛(10)을 하강시키는 스테핑 모터(7)의 구동 펄스의 주파수를, 변좌 유닛 (10)을 상승시키는 스테핑 모터(7)의 구동 펄스의 주파수의 2배로 함으로써 스테핑 모터(7)의 구동 속도를 쌍방향에서 일치시키고 있다. 이와 같이, 스테핑 모터(7)의 구동 속도가 쌍방향에서 V일치하는 경우에는, 어떤 구동 속도에서도, 항상 2상 여자에 의한 구동 토크가 1-2상 여자에 의한 구동 토크보다 더 크기 때문에, 구동 펄스의 주파수에 관계없이 순방향 구동 토크를 역방향 구동 토크보다 작게 할 수 있다.

(그 외의 실시 형태)

상기 실시 형태의 경우, 여자 방식을 변좌 유닛(10)을 상승시킬 때와 변좌 유닛(10)을 하강시킬 때로 변경시키고 있으나, 반드시 여자 방식의 변경에만 한정되는 것은 아니다. 즉, 순방향 구동 토크가 역방향 구동 토크보다 작아지면 각종 구동 방법을 이용해도 된다. 예를 들면, 전압치 또는 초퍼 방식에 의한 코일(8)에의 인가 전류가, 변좌 유닛(10)을 상승시킬 때보다 변좌 유닛(10)을 하강시킬 때가 더 작아지도록 구성해도 된다. 다만, 본 실시 형태의 경우, 순방향 구동 토크를 역방향 구동 토크보다 작게 하기 위해 어떠한 하드 부품을 증가시킬 필요가 있다.

또, 상기 실시 형태의 경우, 변좌 유닛(10)을 상승시킬 때에는2상 여자가 이용되며, 변좌 유닛(10)을 하강시킬 때에는 1-2상 여자가 이용되고 있으나, 반드시 이와 같은 여자 방식에 한정되는 것은 아니다. 즉, 순방향 구동 토크가 역방향 구동 토크보다 작아지면, 각종 여자 방식을 이용해도 된다. 예를 들면, 변좌 유닛(10)을 상승시킬 때에 2상 여자를 이용하고, 변좌 유닛(10)을 하강시킬 때에 1상 여자를 이용해도 된다. 또, 변좌 유닛(10)을 상승시킬 때에 1-2상 여자를 이용하 고, 변좌 유닛(10)을 하강시킬 때에 1상 여자를 이용해도 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 변좌 유닛(10)을 승강시킬 때의 여자 방식을 동일하게 하고, 변좌 유닛(10)을 하강시킬 때의 구동 펄스의 주파수를, 변좌 유닛(10)을 상승시킬 때의 구동 펄스의 주파수보다 크게 함으로써, 순방향 구동 토크가 역방향 구동 토크보다 작아지도록 구성해도 된다. 또한, 구동 펄스의 주파수를 다르게 하는 경우, 반드시 여자 방식을 동일하게 할 필요는 없고, 여자 방식 및 구동 주파수를 적절히 편성해도 된다.

그리고 또, 상기 실시 형태의 경우, 변좌 유닛(10)을 상승시킬 때에 2상 여자를 이용하고, 변좌 유닛(10)을 하강시킬 때에 1-2상 여자를 이용하는 한편, 변좌 유닛(10)을 하강시킬 때의 구동 펄스의 주파수를, 변좌 유닛(10)을 상승시킬 때의 구동 펄스의 주파수의 2배로 함으로써 스테핑 모터(7)의 구동 속도를 쌍방향에서 일치시키고 있으나, 반드시 구동 속도를 쌍방향에서 일치시킬 필요는 없으며, 구동 속도를 순방향 구동 토크가 역방향 구동 토크보다 작아지는 범위면 적절히 변경해도 된다.

즉, 2상 여자와 1-2상 여자와의 여자 방식의 차이에 의해 변좌 유닛(10)을 상승시킬 때와 변좌 유닛(10)을 하강시킬 때에 스테핑 모터(7)의 구동 펄스의 주파수가 같은 경우, 1-2상 여자에 의한 스테핑 모터(7)의 구동 속도가 2상 여자에 의한 스테핑 모터(7)의 구동 속도가 1/2배로 되므로, 구동 펄스의 주파수에 따라서는 1-2상 여자에 의한 구동 토크와 2상 여자에 의한 구동 토크가 역전되고, 순방향 구동 토크가 역방향 구동 토크보다 커지는 역전 현상이 발생한다. 때문에, 이 역전 현상이 발생하지 않는 범위라면, 스테핑 모터(7)의 구동 속도를 적절히 변경해도 된다.

본 발명에서는, 변좌 유닛이 장착된 가동 부재를 전동으로 상승 또는 하강하는 구동 기구를 갖고 있으므로, 변기 본체나 변좌 상부면의 안쪽을 청소할 때, 변좌 유닛을 손으로 들어올리거나, 또는 내리 누를 필요가 없다. 따라서, 서양식 변기를 청소할 때의 부담을 경감할 수 있다. 또, 일반적으로, 스테핑 모터에 있어서는, 구동 방향으로 스테핑 모터를 탈조시키는 과부하가 걸린 경우의 탈조 토크가, 구동 방향과 역방향으로 스테핑 모터(7)를 탈조시키는 과부하가 걸린 경우의 탈조 토크보다도 훨씬 커지고 있다. 그 때문에, 본 발명의 제어 수단은, 순방향 구동 토크가 역방향 구동 토크보다 작아지도록 구성되어 있기 때문에, 역방향 탈조 토크에 대한 순방향 구동 토크의 저하에 상당하는 몫만큼, 순방향 탈조 토크를 역방향 탈조 토크에 접근할 수 있다. 따라서, 모터를 탈조시키는 과부하의 방향으로 모터가 구동되고 있을 때 걸리는 과부하에 의해 구동 기구를 파손할 우려가 없고, 게다가 역방향 탈조 토크에 대한 순방향 탈조 토크의 저하에 상당하는 만큼, 구동 기구의 강도를 억제할 수 있으므로, 부품의 박형화 등에 의해 구동 기구의 소형화를 도모할 수 있다.

Claims

서양식 화장실의 변기 본체측에 고정되는 고정 부재와, 변좌 유닛이 장착되는 가동 부재와, 이 가동 부재를 상하 방향으로 안내하는 가이드 기구를 갖는 변좌 승강 장치에 있어서,

상기 고정 부재에 대하여 상기 가동 부재를 전동에 의해 상승 또는 하강 가능한 구동 기구를 가지며,

상기 구동 기구는, 상기 가동 부재를 구동 가능한 모터와, 이 모터를 제어하는 제어 수단을 구비하고,

상기 제어 수단은, 상기 가동 부재에 대하여 상승 방향 또는 하강 방향으로 걸려서 상기 모터를 탈조(脫調)시키는 과부하의 방향으로 상기 모터를 구동하는 순방향 구동 토크가, 상기 과부하의 방향과 역방향으로 상기 모터를 구동하는 역방향 구동 토크보다 작아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 변좌 승강 장치.
제1항에 있어서,

상기 모터로서 스테핑 모터를 사용하며, 상기 제어 수단은, 여자(勵磁) 방식을 다르게 함으로써 상기 순방향 구동 토크가 상기 역방향 구동 토크보다 작아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 변좌 승강 장치.
제1항에 있어서,

상기 제어 수단은, 구동 펄스의 주파수를 다르게 함으로써 상기 순방향 구동 토크가 상기 역방향 구동 토크보다 작아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 변좌 승강 장치.