KR101010305B1

KR101010305B1 - 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치

Info

Publication number: KR101010305B1
Application number: KR1020047012225A
Authority: KR
Inventors: 하야시료스케; 데라다요시로; 미야모토히로오미; 하시두메겐지
Original assignee: 토토 가부시키가이샤
Priority date: 2002-02-08
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2011-01-25
Also published as: AU2003207192A1; JPWO2003065866A1; KR20040088065A; US20050217010A1; WO2003065866A1; JP4574168B2; US7293297B2

Abstract

경량, 컴팩트화가 요구되는 온수 세정 변기 시트 등에 사용할 수 있는, 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치를 제공한다. 그 때문에, 변기 시트 또는 변기 덮개와 함께 회전하는 회전축(40)과, 이 회전축(40)을 각각 정역방향으로 회전시키는 구동 모터(32)와, 감속 기어열(33)로 이루어지고, 구동 모터(32)의 구동력을 감속 기어열(33)을 통하여 회전축(40)에 전달하여 변기 시트 또는 변기 덮개를 자동 개폐하는 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치에 있어서, 감속 기어열(33)에 유성 기어 기구를 사용함으로써, 자동 개폐 장치 자체를 컴팩트하게 형성한다.

온수 세정 변기 시트, 변기 시트, 변기 덮개, 회전축, 구동 모터, 감속 기어열, 유성 기어 기구

Description

변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치{AUTOMATIC OPEN/CLOSE DEVICE FOR TOILET SEAT OR TOILET COVER}

본 발명은 서양식 변기에 있어서의 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 변기 시트, 변기 덮개를 각각 자동 개폐하는 장치에 관한 것이다.

서양식 변기에 있어서의 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치에 관해서는, 변기 시트, 변기 덮개의 각각에, 별개의 자동 개폐 장치를 설치하여 이루어지는 일본국 특개평11-216083호 공보에 개시된 기술이 알려져 있다. 이 자동 개폐 장치에서는, 구동 모터의 출력축과 회전축은 복수의 기어열을 통하여 연결되어 있기 때문에, 각각의 축이 상이한 축이 되도록 형성되어 있다.

그러나, 상기의 장치는 각각이 상이한 축을 갖는 복수의 기어열을 갖기 때문에 큰 (회전축의 축심과 직교하는 투영면에 대하여) 부착 면적을 필요로 하고 있었다. 따라서 경량, 컴팩트화가 요구되고 있는 온수 세정 변기 시트 등에 사용할 때는 불편하였다.

본 발명에서는 상기 종래의 문제점을 감안하여, 변기 시트, 변기 덮개 각각의 자동 개폐 장치의 소형화, 코스트다운 등을 도모한 것이다.

삭제

청구범위 제 2 항의 발명에 있어서는, 변기 시트 또는 변기 덮개와 함께 회전하는 회전축과, 이 회전축을 각각 정역방향으로 회전시키는 구동 모터로 이루어지고, 이 모터의 구동력을 감속 기어열을 통하여 상기 회전축에 전달하여 변기 시트 또는 변기 덮개를 자동 개폐하는 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치에 있어서, 상기 감속 기어열에 유성 기어 기구를 사용했으므로, 동심상에 구동 모터 및 감속 기어열 및 회전축을 배치할 수 있기 때문에, 회전축의 축심과 직교하는 투영면에 대하여 장치 자체의 외형을 회전축과 동심원 형상으로 할 수 있기 때문에, 완폐지(緩閉止) 유닛 등과의 호환이 취하기 쉬워져 수납 설계가 극히 용이하게 된다.

청구범위 제 3 항의 발명에서는, 청구범위 제 2 항의 구성에 더하여, 상기 유성 기어 기구를 복수단 직렬로 배치했으므로, 비교적 소형의 모터 및 유성 기어여도 되기 때문에, 수납 설계를 더욱 쉽게 할 수 있다.

청구범위 제 4 항의 발명에서는, 청구범위 제 2 항 내지 제 3 항의 기재의 발명에 더하여, 유성 기어 기구의 최종단이 되는 출력축과 회전축 사이에 토크리미터 기구를 설치했기 때문에, 자동 개폐 동작중에 손으로 변기 시트 또는 변기 덮개를 누를 수 있는 등, 회전축측에 과부하가 걸린 경우에도 유성 기어 기구에 과부하가 가해지는 일이 없으므로, 장치 자체의 파손이 없다.

청구범위 제 5 항의 발명에서는, 청구범위 제 2 항 내지 제 4 항의 기재의 발명에 더하여, 유성 기어 기구의 최종단이 되는 출력축과 회전축 사이에 개폐 상태에 대응한 위치 정보를 출력하는 위치 검출 수단을 설치했으므로, 기어의 이가 빠지는 등 해도, 시트 덮개의 개폐 위치가 벗어나지 않고, 안정한 동작이 가능하게 된다.

삭제

청구범위 제 26 항의 발명은, 변기 시트 또는 변기 덮개와 함께 회전하는 회전축과, 이 회전축을 각각 정역방향으로 회전시키는 구동 모터로 이루어지고, 이 모터의 구동력을 감속 기어열을 통하여 상기 회전축에 전달하여 변기 시트 또는 변 기 덮개를 개폐하는 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치에 있어서, 상기 감속 기어열의 최종단에 유성 기어 기구를 사용했으므로, 가장 강도가 필요한 최종 기어를 복수의 유성 기어로 구성하기 위해서, 분산하여 힘을 받을 수 있어, 소형의 감속 기어라도 충분한 강도를 얻을 수 있는 동시에 유성 기어 기구로는 평기어 등에 비해 감속비를 크게 취할 수 있기 때문에, 자동 개폐 장치 자체를 소형화 할 수 있다.

청구범위 제 27 발명에서는, 청구범위 제 26 항의 발명에 더하여, 상기 유성 기어 기구 입력 단면과 구동 모터의 출력 단면이 대략 동일평면이 되도록 인접 배치하는 동시에, 남는 감속 기어열의 축심을 상기 유성 기어 기구 및 상기 구동 모터와의 투영면이 이루는 2원 및 2원의 외접선내에 설치했다. 이것에 의해, 구동 모터 출력축에 설치되는 작은 기어와 유성 기어 기구의 태양기어에 일체로 설치되는 큰 기어를 동일 평면에 배치할 수 있으므로, 모터의 안길이와 유성 기어 기구의 안길이중 두꺼운 쪽의 안길이에 구동 모터의 출력축과 유성 기어 기구의 입력축을 연결하는 감속 기어열의 큰 기어 또는 작은 기어의 한쪽의 두께를 더한 안길이로 자동 개폐 장치를 구성할 수 있다. 또, 구동 모터 출력축과 유성 기어 기구의 입력축을 연결하는 감속 기어열의 축심을 유성 기어 기구 및 상기 구동 모터와의 투영면이 이루는 2원 및 2원의 외접선내에 설치함으로써, 구동 모터 및 유성 기어 기구가 이루는 투영면을 유효하게 이용하여 남는 감속 기어열을 배치할 수 있기 때문에, 자동 개폐 장치 자체를 소형화 할 수 있다.

청구범위 제 28 항의 발명에서는, 청구범위 제 27 항의 발명에 더하여, 상기 유성 기어 기구의 태양기어의 중심을 지나는 수평선과 상기 2원의 외접선내와의 사이에 남는 감속 기어열의 축심을 설치했으므로, 감속 기어열의 높이 방향을 구동 모터와 유성 기어 기구의 투영면내에 거의 넣을 수 있다.

청구범위 제 29 항의 발명에서는, 청구범위 제 27 항의 발명에 더하여, 상기 유성 기어 기구의 태양기어의 중심과 상기 구동 모터의 출력축의 중심을 연결하는 선에 대한 각각의 중심을 지나는 수선과 상기 2원의 외접선내와의 사이에 남는 감속 기어열의 축심을 설치했으므로, 구동 모터와 유성 기어 기구를 수직으로 배치하지 않는 경우에 있어서도 최적의 설계를 행할 수 있어 컴팩트한 자동 개폐 장치를 제공할 수 있다.

삭제

청구범위 제 33 항의 발명에서는, 변기 시트 또는 변기 덮개와 함께 회전하는 회전축과, 이 회전축을 각각 정역방향으로 회전시키는 구동 모터로 이루어지고, 이 모터의 구동력을 감속 기어열을 통하여 상기 회전축에 전달하여 변기 시트 또는 변기 덮개를 개폐하는 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치에 있어서, 상기 구동 모터로부터 돌출하는 모터 출력축의 선단부분에 가는 직경부를 형성하여 모터의 출력축의 선단부분을 모터내장부분보다도 가는 직경으로 하고, 이 가는 직경부에 작은 기어를 설치했으므로, 종래와 동일하게 모터의 회전을 안정하게 행할 수 있으면서 작은 기어를 소형으로 할 수 있기 때문에 기어의 이수를 줄일 수 있고, 감속 기어열의 제 1 단째로부터 큰 감속비를 취할 수 있기 때문에, 자동 개폐 장치를 소형화 할 수 있다.

청구범위 제 34 항의 발명에서는, 청구범위 33 항의 발명에 더하여, 상기 작은 기어를 헬리컬기어로 했으므로, 평치에 비해 얇아도 접촉 면적을 확보할 수 있는 헬리컬기어를 사용함으로써 기어자체를 얇게 해도 기어강도를 확보할 수 있어, 감속 기어열을 컴팩트하게 할 수 있다. 그 때문에, 자동 개폐 장치를 소형화 할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 자동 개폐 장치를 탑재한 위생 세정장치의 분해 사시도이다.

도 2는, 본 발명의 자동 개폐 장치를 탑재한 위생 세정장치의 변기 시트 설치를 설명하기 위한 단면도이며, 분리 상태를 도시하는 도면이다.

도 3은, 본 발명의 자동 개폐 장치를 탑재한 위생 세정장치의 변기 시트 설치를 설명하기 위한 단면도이며, 부착 상태를 도시하는 도면이다.

도 4는, 본 발명의 자동 개폐 장치의 단면도이다.

도 5는, 본 발명의 자동 개폐 장치의 분해 사시도이다.

도 6은, 도 4의 A-A 단면도이다.

도 7은, 도 4의 B-B 단면도이다.

도 8은, 본 발명의 자동 개폐 장치의 제 2 실시예의 단면도이다.

도 9는, 본 발명의 자동 개폐 장치의 제 3 실시예의 단면도이다.

도 10은, 본 발명의 자동 개폐 장치의 제 4 실시예의 단면도이다.

도 11은, 본 발명의 자동 개폐 장치의 제 1 실시예에 관한 다른 실시예의 단면도이다.

도 12는, 본 발명의 자동 개폐 장치의 제 1 실시예에 관한 다른 실시예의 단면도이다.

도 13은, 본 발명의 자동 개폐 장치의 제 5 실시예의 단면도이다.

도 14는, 본 발명의 자동 개폐 장치의 제 6 실시예의 변기 시트, 변기 덮개 동시구동시의 단면도이다.

도 15는, 본 발명의 자동 개폐 장치의 제 6 실시예의 변기 덮개만 구동시의 단면도이다.

도 16은, 본 발명의 자동 개폐 장치의 제 6 실시예의 변기 시트만 구동시의 단면도이다.

도 17은, 본 발명의 자동 개폐 장치의 제 6 실시예에 관한 다른 실시예의 변기 시트, 변기 덮개 동시구동시의 단면도이다.

도 18은, 본 발명의 자동 개폐 장치의 제 6 실시예에 관한 다른 실시예의 변기 덮개만 구동시의 단면도이다.

도 19는, 본 발명의 자동 개폐 장치의 제 6 실시예에 관한 다른 실시예의 변기 시트만 구동시의 단면도이다.

도 20은, 본 발명의 자동 개폐 장치의 제 1 실시예에 관한 다른 실시예의 단면도이다.

도 21은, 본 발명의 제 7 실시예인 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치를 내장한 변기 시트 장치의 사시도이다.

도 22는, 본 발명의 제 7 실시예인 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치의 부착 위치를 설명하기 위한 분해 사시도이다.

도 23은, 변기 시트용 자동 개폐 장치를 내장한 변기 시트 장치의 단면도이다.

도 24는, 변기 덮개용 자동 개폐 장치를 내장한 변기 시트 장치의 단면도이다.

도 25는, 변기 시트용 자동 개폐 장치의 분해 사시도이다.

도 26은, 구동 모터조립품의 분해 사시도이다.

도 27은, 유성 기어 조립품의 분해 사시도이다.

도 28은, 변기 시트용 자동 개폐 장치의 케이싱을 벗겨낸 상태에서의 평면도이다.

도 29는, 어시스트 유닛의 분해 사시도이다.

도 30은, 톨러런스 링의 원리도이다.

도 31은, 구동 모터의 단면도이다.

도 32는, 본 발명의 변기 시트 장치의 제어 블럭도이다.

본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위해서, 첨부의 도면에 따라 설명한다.

도 1은 본 발명의 변기 시트 장치의 사시도이다. 도면에서, 변기 본체(도시 생략)의 배후측의 림의 상면을 이용하여 난방 변기 시트 장치의 케이싱을 고정하고, 이 케이싱에는 변기 시트(12) 및 변기 덮개(13)를 각각 개폐 자유롭게 부착하고 있다.

변기 시트(12) 및 변기 덮개(13)에는, 각각의 기단부에 회전 블록 삽입부(12a, 13a)를 설치하고 있다.

회전 블록 삽입부(12a, 13a)에는, 변기 시트(12) 및 변기 덮개(13)를 자동적 으로 개폐하기 위한 자동 개폐 장치(30)(상세한 것은 후술)가 삽입된다. 또한, 설명의 편의상, 이하에는 도면 상방 우측의 변기 시트(12)와 자동 개폐 장치(30), 케이싱과의 연결 관계에 대하여 설명하지만, 좌측의 변기 덮개(13)와 자동 개폐 장치(30), 케이싱과의 연결 관계도 동일한 구성이다. (변기 덮개의 경우에는, 이하에 설명하는 변기 시트의 구성 요소와 변기 덮개의 구성 요소를 교체한다.)

자동 개폐 장치(30)의 기능 부품 수납통(31)은 회전 블록 삽입부(12a, 13a)중 블록 삽입부(12a)에 대하여 회전불능으로 삽입되고(기능 부품 수납통(31)의 외주에 고정용 블록(31a)을 끼워넣음으로써 기능 부품 수납통(31)에 방향성을 부여하고, 더욱이 고정 블록(31a)의 외형과 대략 동일형상의 차입부를 삽입부(12a)에 설치함으로써 회전불능으로 할 수 있다.), 블록 삽입부(13a)에는 회전가능하게 삽입된다. 자동 개폐 장치(30)로부터 돌출하는 회전축(40)은 서포트 블록(14)의 힌지 축 삽입부(14c)에 회전불능으로 삽입 고정되지만, 회전축(40)에 대하여 기능 부품 수납통(31)은 회전 자유롭게 되어 있기 때문에, 변기 시트(12), 변기 덮개(13)가 케이싱에 대하여 회전 자유롭게 동작한다.

케이싱의 전면측에는 서포트 블록(14)을 삽입하기 위한 돌부(11a)가 형성되고, 서포트 블록(14)의 아래쪽에는 삽입 구멍(14a)을 형성한다. 이것에 의해 돌부(11a)에는 서포트 블록(14)이 삽입된다. 또한, 이 서포트 블록(14)과 돌부(11a)와의 착탈 기구는 일본 특개평 10-258003호에 상세하게 기술되어 있는 기구를 사용할 수 있다.

도 2 혹은 도 3에 도시하는 바와 같이, 기능 부품 수납부(31)의 일단으로부 터는 전력선 및 신호선을 묶은 전기배선(50)이 인출되어 있고, 그 전기배선(50)의 선단에는 커넥터(51)가 설치되고, 케이싱 내부의 콘트롤러로부터 인출된 전기배선(52)의 선단에 설치되는 커넥터(53)와 결합된다.

도 4에 자동 개폐 장치(30)의 단면도, 도 5에 분해 사시도를 도시한다. 도시하는 바와 같이, 자동 개폐 장치(30)는, 일단에 전기배선 취출구멍(31b)을 갖고 타단을 개방하는 원통 형상의 기능 부품 수납통(31), 기능 부품 수납통(31)과 변기 시트(12)를 회전 불능으로 고정하기 위한 고정용 블록(31a), DC 브러시 모터 등에 의해 구성되는 구동 모터(32), 감속 기어열을 구성하는 유성 기어 기구(33)(본 실시예에서는 직렬로 3단), 설정 이상의 하중이 회전축(40)에 걸린 경우에 감속 기어열에 하중을 전달하지 않기 위한 토크리미터 기구(34), 변기 시트(12)의 회전 위치를 검출하는 포텐셔미터(35), 회전축(40)이 삽입되는 삽입 구멍(36b)을 갖는 축받이(36), 변기 시트(12)를 상시 개방 방향으로 가압하는 토션 스프링(37), 기능 부품 수납통(31)과 회전 불능으로 고정되는 스프링 받이(38), 스프링 받이(38)를 기능 부품 수납통(31)내에 고정하기 위한 고정 부재(39)로 구성된다. 기능 부품 수납통(31)의 개방단 내주에는 상기 고정 부재(39)를 틀어넣기 위한 암나사를 설치하고, 암나사보다도 안쪽에는 내측 기어(33a)(후술) 및 스프링 받이(38)를 회전 불능으로 하기 위한 세레이션을 설치한다.

구동 모터(32)의 출력축에는 태양기어(32a)를 압입하고, 후술하는 유성 기어 기구(33)와 기계적으로 연결할 수 있게 한다.

다음에 도 6을 사용하여 자동 개폐 장치(30)에 사용한 감속 기어열인 유성 기어 기구(33)에 대하여 설명한다.

유성 기어 기구(33)는, 기능부 수납통(31)의 내주에 설치된 내측 기어(33a)와, 이것에 맞물리는 복수의 유성 기어(33b…)와, 이 유성 기어(33b)에 맞물리는 태양기어(33c)로 구성된다. 상기 유성 기어(33b)는, 태양기어(33c)의 이면으로부터 돌출한 돌출축(33d…)에 의해 각각 회전(자전) 자유롭게 축지지된다. 돌출축(33d)은 소정의 간격으로 환상으로, 예를 들면 120°간격으로 3개 설치하고, 3개의 유성 기어(33b)를 부착한다.

또한, 상기 돌출축(33d)의 선단부분을 일체화하기 위한 고정 구멍(33f…) 및 태양기어 삽입 구멍(33g)을 갖는 덮개(33e)를 설치함으로써, 유성 기어(33b…)는 유성 기어 기구(33)로서 유닛화된다.

다음에 도 7을 사용하여 자동 개폐 장치(30)에 사용한 토크리미터 기구(34)에 대하여 설명한다.

토크리미터 기구(34)는, 최종단의 유성 기어 기구(33)의 태양 기어(33c)에 회전 불능으로 고정되는 토크 전달 기어(34a)와 마찰 기어(34b)로 구성된다. 토크 전달 기어(34a)는 가장자리부가 붙은 원반형상으로 형성되고, 중앙에 태양기어(33c)의 표면측 돌출축(33h)과 대략 동일형상의 구멍(34c)을 설치하고, 가장자리부 내측에는 전달 돌기(34d)를 설치한다. 마찰 기어(34b)는 십자형상으로 고무 등의 탄성체로 형성하고, 외측돌기(34e)가 소정의 하중 이내에서는 전달 돌기(34d)로부터의 회전력을 받고, 소정의 하중을 넘으면 외측돌기(34e)가 전달 돌기(34d)에 의해 변형되어서 마찰 기어(34b)에 회전력을 전달하지 않도록 형성하고 있다. 또한, 마찰 기어(34b)의 중앙에는 동력전달용 돌기(34f)를 설치하고 있다.

변기 시트(12)의 절대위치는, 토크리미터 기구(34)와 축받이(36)(후술) 사이에 넣어진 포텐셔미터(35)에 의해 검출된다. 포텐셔미터(35)는 축받이(36)에 부착되는 1장의 프린트 기판(35a)과 스프링 받이(38)의 일단에 설치되는 포지션 브러시(35b)로 구성된다. 프린트 기판(35a)상에는, 동심원 형상의 패턴부, 인쇄 저항부를 형성하고 있다. 또한, 인쇄 저항부의 중심각은 변기 시트의 개폐시의 회전 각도와 대응하고 있다. 그리고 포지션 브러시(35b)는, 선단부분에서, 패턴부 및 인쇄 저항부에 미끄럼 접촉하여 전기적으로 도통하도록 되어 있다. 변기 시트(12)가 회전하면 그것에 따라 축받이(36)가 회전하고, 프린트 기판(35a)에 대한 포지션 브러시(35b)의 위치가 변하므로, 그것을 전기적으로 검출하여 변기 시트(12)의 위치를 검출하는 것이다.

축받이(36)는 일단에 마찰 기어(34b)의 전달용 돌기(34f)와 회전 불능 결합하기 위한 결합구멍(36a)을 설치하고, 타단에는 변기 시트(12)의 회전축(40)과 회전 불능으로 결합하기 위한 결합구멍(36b)을 설치한다.

토션 스프링(37)은, 일단이 축받이(36)에 고정되고, 타단이 스프링 받이(38)에 고정되고, 토션력에 의해 변기 시트(12)를 개방측으로 가압해 두기 위한 것이다. (실제로는 토션 스프링(37)에 의한 가압력에 저항하여 변기 시트(12)는 자중에 의해 폐지하고 있음)

스프링 받이(38)는 내주에 토션 스프링(37)을 고정하는 고정부를 설치하고, 외주에는 세레이션을 설치한다.

빠짐방지용의 고정 부재(39)는, 그 외주에 수나사를 깎아놓고, 기능 부품 수납통(31) 내면의 암나사에 나사결합하여 전술한 각 부품을 기능 부품 수납통(31)내에 수납 일체화하는 것이다.

상기 구성에 의해, 구동 모터(32)의 회전력이 구동 모터(32)의 출력축에 부착된 태양기어(32a)→제 1 유성 기어 기구(유성 기어(33b)(자전→공전)→태양기어(33c))→제 2 유성 기어 기구(유성 기어(33b)(자전→공전)→태양기어(33c))→최종단의 유성 기어 기구(유성 기어(33b)(자전→공전)→태양기어(33c))→토크리미터 기구(34)(토크 전달 기어(34a)→마찰 기어(34b))→스프링 받이(36)→회전축(40)을 통하여 변기 시트(12)에 전달되고, 변기 시트(12)가 개폐된다. 또한, 변기 시트(12)의 개폐 각도를 포텐셔미터(35)에 의해 검지하여, 구동 모터(32)를 피드백제어 함으로써 완만한 개폐 동작을 실현하는 것이 가능하게 된다.

본 실시예의 자동 개폐 장치에서는, 구동 모터(32)의 회전력을 유성 기어 기구(33)를 통하여 시트 덮개의 회전축(40)에 전달시켰으므로, 동심상에 구동 모터(32) 및 유성 기어 기구(33) 및 회전축(40)을 배치할 수 있고, 회전축(40)의 축심과 직교하는 투영면에 대하여 장치 자체의 외형을 회전축(40)과 동심원 형상으로 할 수 있다. 그 때문에, 온수 세정 변기 시트의 시트 덮개의 개폐에 이용되는 경우가 많은 완폐지 유닛 등과의 호환이 취해지기 쉬우므로, 온수 세정 변기 시트에의 자동 개폐 장치의 수납 설계가 극히 용이하게 된다.

또, 구동 모터(32)의 출력축과 유성 기어 기구(33)의 태양기어(33c)의 회전축, 및 다단에 정렬되는 유성 기어 기구의 태양기어(33c)의 축심끼리를, 각각 동심 으로 배치함으로써, 자동 개폐 장치의 감속 기구를 소형화 할 수 있다.

더욱이, 변기 시트(12)나 변기 덮개(13)의 회전축(40)과 구동 모터(32)의 출력축을 동심으로 배치했으므로, 장치 자체의 설치 면적이 작아져, 변기 시트(12) 또는 변기 덮개(13)의 회전축(40)의 아래쪽에도 다른 기능 부품을 설치하는 것이 가능하게 되기 때문에, 온수 세정 변기 시트를 대형화하지 않고 자동 개폐 장치를 탑재하는 것이 가능하게 된다. 이 유성 기어 기구(33)를 복수단 직렬로 배치했기 때문에, 구동 모터(32) 및 유성 기어 기구(33)는 비교적 소형의 것을 이용할 수 있다.

더욱이, 유성 기어 기구(33)의 최종단이 되는 출력축(33h)과 회전축(40) 사이에 토크리미터 기구(34)를 설치했으므로, 자동 개폐 동작중 손으로 변기 시트(12) 또는 변기 덮개(13)를 누를 수 있는 등, 회전축측에 과부하가 걸린 경우에도 유성 기어 기구(33)에 과부하가 가해지는 일이 없다.

또, 그 위치에, 변기 시트(12)나 변기 덮개(13)의 개폐 상태를 검출하는 포텐셔미터(35)를 설치했으므로, 기어의 이가 빠지는 등 해도, 시트 덮개(12, 13)의 개폐 위치가 벗어나지 않고, 안정한 동작이 가능하게 된다.

또한, 유성 기어 기구(33)를 구동 모터(32)의 외경과 대략 동일하게 함으로써, 구동 모터(32)의 발생 토크와 유성 기어 기구(33)의 감속비를 최적의 밸런스로 설계할 수 있어, 필요 최소한의 크기로 하는 것이 가능하게 된다.

게다가 또한, 복수의 유성 기어(33b)에 의해 유성 기어 기구(33)를 구성했으므로, 각 유성 기어(33b)는 분산하여 하중을 받을 수 있어, 1개 1개의 유성 기어의 파괴강도를 작게 설계할 수 있다. 또한, 유성 기어(33b)의 공전을 받는 태양기어(33c)의 3개의 돌출축(33d)을 등간격으로 설치함으로써, 태양기어(33c)를 안정하게 회전시킬 수 있다.

다음에, 도 8에 본 발명의 자동 개폐 장치의 제 2 실시예를 도시한다. 또한 제 1 실시예와 동일한 기능을 나타내는 것에는 제 1 실시예와 동일한 부호를 붙인다.

본 실시예에서는 구동 모터(32)와 감속 기어열인 유성 기어 기구(33)를 평기어(60a, 60b)를 사용하여 기계적으로 연결한 것이다. 이와 같이 구동 모터(32)의 동력을 전달하기 위해서 평기어(60a, 60b)를 사용함으로써 평행하게 구동 모터(32)와 감속 기어열 및 회전축(40)을 배치할 수 있기 때문에, 변기 시트(12) 또는 변기 덮개(13)의 자동 개폐 장치(30)의 측방에도 다른 기능 부품을 설치하는 것이 가능하게 되기 때문에, 수납 설계의 변화가 더욱 넓어지게 된다. 또, 평행하게 구동 모터(32)의 동력을 전달하기 때문에, 평기어가 아니라 헬리컬기어나 헤링본 기어 등을 사용해도 좋다.

다음에 도 9에 본 발명의 자동 개폐 장치의 제 3 실시예를 도시한다. 또한, 제 1 실시예와 동일한 기능을 나타내는 것에는 제 1 실시예와 동일한 부호를 붙인다.

본 실시예에서는 구동 모터(32)와 감속 기어열인 유성 기어 기구(33)를 웜 기어(61)를 사용하여 기계적으로 연결한 것이다. 또한, 웜기어(61)와 맞물리는 제 1 단째의 유성 기어 기구(33)의 돌출축(33d)은 평기어 형상이 아니라 헬리컬기어 형상으로 한다. 이와 같이 구동 모터(32)의 동력을 전달하기 위해서 웜기어(61)를 사용함으로써, 직각 혹은 어긋나게 구동 모터(32)와 감속 기어열 및 회전축(40)을 배치할 수 있기 때문에, 변기 시트(12) 또는 변기 덮개(13)의 자동 개폐 장치(30)의 측방 또는 하방에도 다른 기능 부품을 설치하는 것이 가능하게 되기 때문에, 수납 설계의 변화가 더욱 넓어지게 된다.

또, 직각 혹은 어긋나게 구동 모터(32)의 동력을 전달하기 때문에 직선 베벨기어, 스파이럴 베벨기어, 정면 기어, 하이포이드 기어, 나사기어 등을 사용해도 좋다.

다음에 도 10에 본 발명의 자동 개폐 장치(30)의 제 4 실시예를 도시한다. 또한 제 1 실시예와 동일한 기능을 나타내는 것에는 제 1 실시예와 동일한 부호를 붙인다.

본 실시예에서는 구동 모터(32)와 감속 기어열인 유성 기어 기구(33)를 감기 전달 수단(소풀리(162a), 대풀리(62b), 타이밍벨트(62c)로 구성)을 사용하여 기계적으로 연결한 것이다. 이와 같이 구동 모터(32)의 동력을 전달하기 위해서 감기 전달 수단을 사용함으로써, 구동 모터(32)와 감속 기어열인 유성 기어 기구(33)를 적당한 거리로 설정할 수 있기 때문에, 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치의 구동 모터나 감속 기어열 및 회전축(40)의 레이아웃 설계의 자유도가 높아진다.

또, 소풀리(62a)와 기어의 접촉음이 없기 때문에, 정음화를 도모할 수 있다. 또, 타이밍벨트(62c)로서, 평벨트, V벨트, 이부착 벨트 등을 사용해도 좋다.

다음에 도 11에 제 1 실시예의 자동 개폐 장치(30)를 변기 시트(12)의 자동 개폐 장치(30a)와 변기 덮개(13)의 자동 개폐 장치(30b)로서 평행하게 배치한 실시예를 나타낸다. 이와 같이 변기 시트장치(10)내의 다른 기능부와의 관계에서 변기 시트의 자동 개폐 장치(30a)와 변기 덮개의 자동 개폐 장치(30b)를 한쪽에 집약하여 넣을 수도 있어, 수납 설계를 더욱 쉽게 할 수 있다.

또한, 이와 같이 한쪽에 집약하여 넣는 경우에는, 도 12에 도시하는 바와 같이 변기 시트(12)의 자동 개폐 장치(30a)와 변기 덮개(13)의 자동 개폐 장치(30b)를 일체의 기능 부품 수납통(31)으로 할 수 있기 때문에, 자동 개폐 장치의 소형화, 및, 코스트다운을 도모할 수 있다.

다음에 도 13에 본 발명의 자동 개폐 장치(30)의 제 5 실시예를 도시한다. 또한 제 1 실시예와 동일한 기능을 나타내는 것에는 제 1 실시예와 동일한 부호를 붙인다.

본 실시예에서는 변기 시트(12)의 자동 개폐 장치(30a)에는 출력축(40a)과 유성 기어 기구(33)의 돌출축(33d)을 평기어(60a)로 연결한 것을 사용하고, 변기 덮개(13)의 자동 개폐 장치(30b)에는 제 1 실시예의 자동 개폐 장치(30)를 사용하고(평기어(60a)를 생략), 이 자동 개폐 장치(30a) 및 자동 개폐 장치(30b)를 일체로 수납하고, 또, 변기 시트(12)의 자동 개폐 장치(30a)의 출력축(40a)과 변기 덮개(13)의 자동 개폐 장치(30b)의 출력축(40b)을 동축으로 배치하고 있기 때문에, 변기 시트(12) 및 변기 덮개(13)의 회전축(40a, 40b)이 1축으로 되어, 회전축(40) 둘레의 컴팩트 설계가 극히 용이하게 된다.

다음에 도 14, 15, 16에 본 발명의 자동 개폐 장치(30)의 제 6 실시예를 도시한다. 또한 제 1 실시예와 동일한 기능을 나타내는 것에는 제 1 실시예와 동일한 부호를 붙인다.

본 실시예에서는 변기 시트(12)의 자동 개폐 장치(30a)와 변기 덮개(13)의 자동 개폐 장치(30b)를 일체로 하고, 또, 변기 시트(12)의 자동 개폐 장치(30a)의 출력축(40a)과 변기 덮개(13)의 자동 개폐 장치(30b)의 출력축(40b)을 동축으로 배치하고, 또, 변기 시트(12)의 자동 개폐 장치(30a)와 변기 덮개(13)의 자동 개폐 장치(30b)의 구동 모터(32)를 공용하고 있다. 또, 변기 시트(12)의 자동 개폐 장치(30a)의 구동과 변기 덮개(13)의 자동 개폐 장치(30b)의 구동의 전환은 전환 기어(62)를 사용하고 있다. 이 전환 기어(62)가 도 14의 위치에 있을 때에는 변기 시트(12) 및 변기 덮개(13)는 모두 기어(62)에 의해 구동 모터(32)와 연결되어 있기 때문에, 변기 시트(12) 및 변기 덮개(13)와는 동시 구동되고, 도 15의 위치에 있을 때에는, 변기 덮개(13)에만 연결되어 있기 때문에 변기 덮개(13)만이 구동되고, 도 16의 위치에 있을 때에는, 변기 시트(12)에만 연결되어 있기 때문에 변기 시트(12)만이 구동된다. 이 전환 기어(62)의 이동은 도시하지 않는 전자 솔레노이드 등에 의해 제어할 수 있다. 따라서, 변기 시트(12)의 자동 개폐 장치(30a)와 변기 덮개(13)의 자동 개폐 장치(30b)의 구동 모터(32)가 1개로 되기 때문에 자동 개폐 장치의 소형화, 및, 코스트다운을 도모할 수 있다.

다음에 도 17, 18, 19에 본 발명의 자동 개폐 장치(30)의 제 6 실시예의 변형예를 도시한다. 또한 상술의 실시예와 동일한 기능을 나타내는 것에는 제 6 실 시예와 동일한 부호를 붙인다. 본 실시예에서는, 변기 시트(12)의 자동 개폐 장치(30a)의 출력축(40a)과 변기 덮개(13)의 자동 개폐 장치(30b)의 출력축(40b)을 평행하게 배치한 것이다. 제 6 실시예에 비해 평기어(60a)가 필요하게 되는 점에서 부품수가 증가하지만, 레이아웃상 변기 시트(12)와 변기 덮개(13)를 동축으로 할 수 없을 경우에는 유효한 구조이다.

다음에 도 20에 제 1 실시예의 자동 개폐 장치(30)(토션 스프링(37)을 제외함)를 변기 시트장치(10)에 수납했을 때의 단면도를 도시한다. 본 실시예에서는, 자동 개폐 장치(30)를 변기 시트장치(10)의 케이싱내에 수납했기 때문에, 전기배선이 밖으로 나가지 않고 깔끔한 디자인으로 할 수 있다. 또, 변기 시트(12) 또는 변기 덮개(13)를 개방측으로 가압하는 토션 스프링(37a, 37b)을 변기 시트(12) 또는 변기 덮개(13)의 기단부의 회전 블록 삽입부에 삽입했기 때문에, 자동 개폐 장치(30)를 더욱 소형으로 할 수 있기 때문에, 수납 설계를 더욱 쉽게 할 수 있다. (토션 스프링(37)을 분할하여 수납한 점은 제 1 실시예에 상술하고 있으므로 여기에서는 생략한다.)

다음에 도 21∼도 32를 참조하여, 본 발명의 제 7 실시예인 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치에 대하여 설명한다. 또, 도 21∼도 32에서는, 전술한 도 1∼도 20에 기재된 부호와 일부 공통되는 부호가 기재되어 있지만 서로 관련은 없고, 이하의 설명에 기재하고 있는 부호는 모두 도 21∼도 32에 기재되어 있는 부호를 나타내는 것으로 한다.

도 21은 본 발명의 제 7 실시예인 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장 치를 내장한 변기 시트장치(10)의 사시도, 도 22는 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치의 부착 위치를 설명하기 위한 분해 사시도, 도 23은 변기 시트용 자동 개폐 장치(30)를 내장한 변기 시트장치(10)의 단면도, 도 24는 변기 덮개용 자동 개폐 장치(130)를 내장한 변기 시트장치(10)의 단면도이다.

도 21에서, 변기 본체(1)의 배후측의 림의 상면을 이용하여 변기 시트 장치(10)의 케이싱(11)을 고정하고, 이 케이싱(11) 전방측 중앙에 볼록 수납부(11a)를 형성하고, 이 수납부(11a)의 측벽(11b)에 변기 시트용 자동 개폐 장치(30), 변기 덮개용 자동 개폐 장치(130)를 부착하고, 이 자동 개폐 장치(30, 130)에 변기 시트(12) 및 변기 덮개(13)를 각각 부착하고 있다. 또한, 변기 시트 장치(10)는, 변기 시트(12)의 내부에 난방용의 히터를 구비한 난방 변기 시트 장치이다.

변기 시트(12) 및 변기 덮개(13)에는, 각각의 기단부에 연결부(12a, 13a) 및 회전부(12b, 13b)를 설치하고 있다. 도 23에 도시하는 바와 같이, 연결부(12a)는 후술하는 어시스트 유닛(80)을 통하여 변기 시트용 자동 개폐 장치(30)의 출력축인 회전축(40)에 회전 불능으로 연결되어 있다. 도 24에 도시하는 바와 같이, 연결부(13a)는, 변기 덮개용 자동 개폐 장치(130)의 출력축(140)에 연결한 회전축(50)에 대하여 각각 회전 불능으로 연결되어 있다. 또, 회전부(12b, 13b)는, 변기 시트(12) 및 변기 덮개(13)를 개폐 가능하게 지지하기 위한 지지축(50a)(회전축(50)의 중도부에 형성), (81a)(회전축(40)에 연결한 연결축(81)의 선단부(81a))에 대하여 각각 회전가능하게 연결된다. 또한 도면중 150은 자동 개폐 장치(30, 130)를 구동하기 위한 구동회로 및 그 회로를 보호하기 위한 포팅 케이스이다.

여기에서, 도 25는 변기 시트용 자동 개폐 장치(30)의 분해 사시도, 도 26은 구동 모터 조립품(A)의 분해 사시도, 도 27은 유성 기어 조립품(B)의 분해 사시도, 도 28은 변기 시트용 자동 개폐 장치의 케이싱(31b)을 벗겨낸 상태에서의 평면도, 도 29는 어시스트 유닛(80)의 분해 사시도이다. 또한, 도 28의 각 기어의 이수 및 이형상은 실제의 것과는 다르다(예를 들면 작은 기어(32b, 34b)는 실제로는 이수 7이지만, 도면에서는 이수 8로서 기재함).

도 25에 도시하는 바와 같이, 자동 개폐 장치(30)는, 외곽을 형성하는 케이싱(31)(주 케이스(31a) 및 덮개 케이스(31b)로 구성), 구동 모터 조립품(A) 등으로 구성된다. 구동 모터 조립품(A)은, 도 26에 도시하는 바와 같이, DC브러시 모터 등에 의해 구성되는 구동 모터(32), 구동 모터(32)의 출력축(32a)에 압입 고정되는 작은 기어(32b), 구동 모터(32)에 나사 등을 사용하여 고정되는 제 1 기어고정용 스페이서(33), 작은 기어(32b)와 맞물리는 큰 기어(34a) 및 다음 단에 동력을 전달하기 위한 작은 기어(34b)를 갖는 제 1 기어(34), 제 1 기어(34)의 회전축(35), 스페이서(33)에 고정되는 제 1 기어(34)의 축받이(36)로 구성된다.

자동 개폐 장치(30)에 있어서, 큰 기어(34a)의 표면(구동 모터측)에는 링형상 자석(34c)이 접착 또는 코킹 등으로 일체화되고, 작은 기어(34b)와 맞물리는 큰 기어(37a) 및 다음 단에 동력을 전달하기 위한 작은 기어(37b)를 갖는 제 2 기어(37), 작은 기어(37b)와 맞물리는 큰 기어(38a) 및 다음 단에 동력을 전달하기 위한 태양기어(38b)를 갖는 제 3 기어(38), 유성 기어 조립품(B) 등을 구비하고 있다.

도 27에 도시하는 바와 같이, 유성 기어 조립품(B)은, 회전축(40), 회전축(40)에 고정되어 변기 시트(12)의 회전 위치를 검출하기 위한 링 형상 자석(61), 설정 이상의 하중이 회전축(40)에 걸린 경우에 캐리어(63)에 하중을 전달하지 않기 위해서 토크리미터로서 기능하는 톨러런스 링(62), 톨러런스 링(62)을 통하여 회전축(40)에 연결되는 캐리어(63), 캐리어(63)에 설치한 유성축(63a)에 회전 자유롭게 설치할 수 있는 유성 기어(64), 유성 기어(64)의 스러스트 방향, 즉 축방향의 움직임을 규제하는 축받이(65)와, 유성 기어(64)와 맞물리는 내측 기어(66), 케이싱(31a)에 유성 기어 기구를 회전 불능으로 고정하기 위한 부착 스페이서(67) 등으로 구성된다.

또한, 도 25∼도 26에 도시하는, 작은 기어(32b), 작은 기어(34b), 작은 기어(37b)는 금속제, 큰 기어(34a), 큰 기어(37a)는 수지제로 하고, 작은 기어(32b)와 큰 기어(34a), 작은 기어(34b)와 큰 기어(37a)는, 헬리컬기어로 한다. 또, 제 3 기어(38)의 큰 기어(38a)와 태양기어(38b)를 금속으로 일체 성형하고, 작은 기어(37b)와 큰 기어(38a)는 평기어로 한다. 더욱이, 도 27에 도시하는 유성 기어(64)는 금속제로 하고, 내측 기어(66)는 수지제로 한다. 또한, 금속 기어는 프레스 소결이나 사출소결 등의 금속소결이나, 냉간단조 등에 의해 성형할 수 있다. 또 수지기어와의 일체 성형으로서는 인서트 성형 등으로 성형할 수 있다.

이와 같이 평치에 비해 얇아도 접촉 면적을 확보할 수 있는 헬리컬기어를 사용함으로써 기어자체를 얇게 해도 기어강도를 확보할 수 있어, 감속 기어열을 컴팩트하게 할 수 있다. 또, 접촉 면적이 큰 헬리컬기어를 비교적 고속회전으로 되는 제 1, 2열의 감속 기어열에 사용함으로써 백래시를 작게 하는 것이 가능하게 되어 전달 효율을 올릴 수 있다.

또, 헬리컬기어 부분의 맞물리기를 금속(작은 기어)과 수지(큰 기어)로 함으로써 마모에 의한 열의 발생이나 소음 등을 억제할 수 있다. 또, 비교적 저속회전·높은 토크가 되는 제 3, 4열의 감속 기어를 금속제로 함으로써 기어의 파괴를 억제할 수 있다.

다음에 도 26, 도 27을 참조하면서, 자동 개폐 장치(30)의 조립 수순에 대하여 설명한다.

도 26에 도시하는 바와 같이, 구동 모터 조립품(A)의 조립은 이하의 수순으로 행해진다. 먼저, 스페이서(33)의 축받이 구멍(33a)에 축(35)의 일단을 꽂아 넣고, 축(35)에 제 1 기어(34)를 삽입하고, 축받이(36)의 축구멍(36a)에 축(35)의 타단을 삽입하고, 위치 결정 구멍(36b)에 위치 결정 보스(33b)를 삽입하고, 고정 구멍(36c, 36c)에 셀프 태핑 나사(도시하지 않음)를 삽입 고정하고, 스페이서(33)에 설치한 하측 구멍(33c)에 나사박음 함으로써 스페이서(33), 제 1 기어(34), 축(35) 및 축받이(36)를 일체화한다.

더욱이, 구동 모터(32)의 출력축(32a) 및 작은 기어(32b)를 스페이서(33)의 삽입 관통 구멍(33e)으로부터 제 1 기어(34)와 작은 기어(32b)의 맞물림에 주의하면서 삽입 관통하고, 나사 삽입통과구멍(36d)(축받이(36)), 고정 구멍(33d)(스페이서(33))로부터 나사를 꽂아 넣고, 구동 모터(32)에 설치한 나사 구멍(32c)에 나사로 체결함으로써 조립이 완료된다.

또한, 나사 삽입통과구멍(36d)은 나사 머리보다도 큰 직경으로 하고, 나사 삽입통과구멍(36d)측의 고정 구멍(33d)은 도중(다른쪽 고정 구멍(33d)과 동일한 두께가 되는 위치)까지는 나사 머리보다도 큰 직경으로 하고, 도중으로부터 나사 부분이 관통할 정도의 직경으로 함으로써, 구동 모터(32)에의 고정용 나사 2개를 공통화 할 수 있다.

이와 같이 감속 기어열의 제 1 단째를 구동 모터(32)에 일체화함으로써 축 흔들림 등을 억제할 수 있어 전달 효율을 올릴 수 있다.

다음에, 도 27을 참조하면서, 유성 기어 조립품(B)의 조립 수순에 대하여 설명한다. 우선, 캐리어(63)에 설치한 유성축(63a)에 유성 기어(64)를 장착하고, 내측 기어(66)를 유성 기어(64)와의 끼움에 주의하면서 장착한다. 다음에, 축받이(65)에 설치된 축받이 오목부(65a)에 축(63a)의 종단부를 장착하고, 유성 기어(64)의 동작 영역을 확보하기 위해서 캐리어(63)에 설치한 체결 스페이서(63b)의 가는 직경 원통부(63c)를 축받이(65)에 설치한 관통 구멍(65b)에 삽입하고 코킹함으로써, 캐리어(63), 유성 기어(64), 축받이(65) 및 내측 기어(66)를 일체화한다(이하, 이 일체화한 것을 『유성 기어 기구』라고 한다.).

이 유성 기어 기구의 출력축(63d)의 외주에 톨러런스 링(62)을 끼우고, 내측 기어(66)의 외주에 소정의 간격을 두고 형성한 회동방지용의 복수의 오목홈(66a)과 대략 동일형상의 볼록부(67e)(도 28 참조)를 갖는 스페이서(67)를 내측 기어(66)에 외장하고, 스페이서(67)의 개방 구멍(67b)으로부터 출력축(63d)을 돌출시킨 상태에서, 회전축(40)의 후단에 설치한 연결 구멍(40a)내에 톨러런스 링(62)의 외주를 끼워 부착함으로써 유성 기어 조립품(B)의 조립은 완료된다.

또한, 회전축(40)의 플랜지(40b)에는 미리 링 형상의 자석(61)(N-S가 2개 형성되어 있는 것)을 스냅 링 등을 사용하여 일체화해 둔다. 또 스페이서(67)의 안쪽에는 후술하는 에리어 검출 회로(71)를 보호하는 보호 블록(67c)을 일체로 설치하고, 67c의 표면에는 배선 처리용 리브(67d)를 설치한다.

다음에 도 25를 참조하면서, 자동 개폐 장치(30)의 조립 순서에 대하여 설명한다. 자석(34c)의 자력을 검지하는 홀IC(70a)을 탑재한 회전 검출 회로(70)의 부착 구멍(70b)에 셀프 태핑 나사(도시하지 않음)를 삽입하고, 케이싱(31a)에 설치한 부착 보스 하측 구멍(31e)에 나사고정 함으로써 케이싱(31a)과 회전 검출 회로(70)를 일체화한다.

다음에, 자석(61)의 자력을 검지하는 홀IC(71a, 71b)를 탑재한 에리어 검출 회로(71)의 부착 구멍(71c)에 셀프 태핑 나사(도시하지 않음)를 삽입하고, 케이싱(31a)에 설치한 부착 보스 하측 구멍(31f)에 나사고정 함으로써 케이싱(31a)과 에리어 검출 회로(71)를 일체화한다. 또한 에리어 검출 회로(71)에는 구동 모터(32)에의 통전용 배선(도시하지 않음)을 남땜해 놓고, 그 통전용 배선의 하나에 직렬로 접속되는 정특성 서미스터(71d)를 또한 납땜해 놓는다. 이 정특성 서미스터는 구동 모터(32)에 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위해서 설치하고 있다.

다음에, 케이싱(31a)의 하단부에 설치한 모터 수납부(31c)에 구동 모터 조립품(A)을 수납하고, 스페이서(33)에 형성한 부착 구멍(33f)에 셀프 태핑 나사(도시하지 않음)를 삽입하고, 케이싱(31a)에 설치한 부착 보스의 하측 구멍(31d)에 나사고정함으로써 케이싱(31a)과 구동 모터 조립품(A)을 일체화한다.

다음에, 유성 기어 조립품(B)을 케이싱(31a)의 원통부(31g)에 설치한 볼록 라인(31r)(도 28 참조)과 스페이서(67)의 외주에 설치한 오목홈(67a)이 일치하도록, 또 스페이서(67)의 보호 블록(67c)의 외형과 케이싱(31a)의 내벽이 맞닿도록 하여 원통부(31g)내에 삽입 고정한다. 또한, 원통부(31g)의 안벽에는 관통 구멍(31i)을 설치하고, 이 관통 구멍(31i)의 둘레벽(31j)과 회전축(40)에 설치한 O링 홈(40)에 수납되는 O링(40c)에 의해 관통 구멍(31i)으로부터의 물의 침입을 방지하도록 구성하고 있다.

여기에서, 스페이서(67)를 사용하여 케이싱(31a)을 부착한 이유는, 유성 기어 기구자체는 그 기능상 진원도가 필요하게 되고, 이것을 직접 케이싱(31a)에 부착하는데는 케이싱(31a)의 원통부(31g)에도 진원도가 필요하게 되어 치수공차가 엄하여 수율이 나빠지기 때문에, 스페이서(67)의 볼록부(67e), 케이싱(31a)의 볼록 라인(31r)에서 대략 점접촉으로 하여 제조 공차를 스페이서(67)의 탄성변형으로 흡수할 수 있는 구조로서 케이싱(31a)의 원통부(31g)의 제조를 용이하게 하기 위해서이다.

다음에, 유성 기어(64)와 태양기어(38b)의 맞물림에 주의하면서 제 3 기어(38)를 유성 기어 기구내에 삽입하고, 작은 기어(37b)와 큰 기어(38a)의 맞물림과 큰 기어(37a)와 작은 기어(34b)의 맞물림에 주의하면서 제 2 기어(37)를 축(31k)에 삽입 고정한다.

최후에, 케이싱(31b)에 설치한 축(311)을 제 3 기어(38)의 축구멍(38c)내에 삽입하는 동시에, 축(31k)의 선단을 축받이(31m)내에 삽입하고, 케이싱(31a)에 설 치한 부착 구멍(31n)에 셀프 태핑 나사를 삽입하고, 케이싱(31b)에 설치한 부착 보스 하측 구멍(31p)에 나사박음 함으로써 변기 시트용 자동 개폐 장치(30)의 조립이 완료된다.

도 28에 도시하는 바와 같이, 구동 모터(32)의 외형과 유성 기어 기구의 외형과의 투영면이 이루는 2원(Ca, Cb)을 인접하여 배치하고, 또한 2원(Ca, Cb) 및 2원의 외접선(Lc, Ld)에 의해 둘러싸여진 투영면내에 제 1 기어(34), 제 2 기어(37)의 축을 배치함으로써 자동 개폐 장치(30)를 컴팩트하게 설계할 수 있다.

더욱이, 본 실시예에서는, 2원(Ca,Cb)의 중심을 지나는 수평선(La, Lb)과 외접선(Lc, Ld)에 둘러싸여진 투영면내에 제 1 기어(34), 제 2 기어(37)의 축을 배치하고 있으므로 더욱 컴팩트하게 설계할 수 있다. 또 수평선(La, Lb) 대신에, 2원(Ca, Cb)의 중심을 연결하는 선에 대하여 각 원의 중심을 지나는 수선을 사용해도 좋다. 본 실시예에서는 이 수선도 대략 수평이 되기 때문에, 그다지 큰 차이는 아니지만, 감속 기어열을 수평방향으로 배치하는 경우 등은 이와 같은 설계로 하는 편이 바람직하다.

다음에, 변기 덮개용 자동 개폐 장치(130)에 대하여 설명한다. 변기 덮개용 자동 개폐 장치(130)도 변기 시트용 자동 개폐 장치(30)와 동일한 부품 구성, 조립하는 수순이 있기 때문에, 이하에 기술하는 상위점을 제외하고 설명은 생략한다.

변기 시트용 자동 개폐 장치(30)와 변기 덮개용 자동 개폐 장치(130)는 좌우 대칭의 부품 구성이 된다. 도 22, 도 24 및 도 28에 도시하는 바와 같이 변기 덮개용 자동 개폐 장치(130)의 출력축(140)에는 회전축(50)이 회전불능으로 삽입 고 정되는 대략 장방형상의 연결 구멍(141)이 설치되어 있다. 또, 변기 덮개용 자동 개폐 장치(130)의 케이싱(131a)에는 케이싱(11)의 측벽(11b)과 소정의 간격을 유지하기 위한 보스(131b) 및 캡 부재(11d)의 수용 돌기(131c)가 일체로 설치되어 있다.

다음에, 어시스트 유닛(80)에 대하여, 도 23, 도 29를 사용하여 설명한다. 어시스트 유닛(80)은, 자동 개폐 장치(30)의 회전축(40)에 회전불능으로 연결되는 연결축(81)과, 변기 시트(12)를 개방 방향으로 가압하기 위해서 일단(82a)이 연결축(81)에 고정된 어시스트 스프링(82)과, 어시스트 스프링(82)의 타단(82b)이 고정되는 동시에 케이싱(11)에 회동불능으로 연결되는 연결 커버(83)와, 연결 커버(83)와 함께 어시스트 스프링(82)을 둘러싸는 덮개 커버(84)와, 변기 시트(12)를 케이싱(11)으로부터 착탈하기 위한 착탈 레버(85)와, 어시스트 유닛(80)을 변기 시트(12)에 고정하기 위한 고정 부재(86) 등으로 구성된다.

연결축(81)의 선단부(81a)(변기 덮개(13)의 지지축)에는 세레이션을 형성하고, 대략 중앙부분에는 연결축(81)의 스러스트 방향의 이동을 규제하기 위한 대직경부(81b)를 형성한다. 또, 덮개 커버(84)의 내통부(84a)와의 사이를 실링하기 위한 O링 홈(81c)을 형성하고, 대직경부(81b)와 O링 홈(81c) 사이에 어시스트 스프링(82)에 일단을 삽입하기 위한 삽입 구멍(81d)을 형성한다. 또, 커버(83)의 내통부(83a)와의 사이를 실링하기 위한 O링 홈(81e)을 형성하고, 말단부분에는 회전축(40)의 외형과 대략 동일형상의 홈(81f)을 형성한다.

어시스트 스프링(82)의 일단(82a)은 중앙을 향하여 절곡되고, 삽입 구멍 (81d)에 삽입되고, 타단(82b)은 중앙을 향해서 절곡되어 연결 커버(83)의 내통부(83a)의 외주에 형성한 지지홈(83b)에 고정된다. 또 지지홈(83b)의 근원 부분은 약간 바닥부(83c)의 두께를 늘려서 어시스트 스프링(82)의 타단(82b)의 회전을 방지하는 방지벽(83d)을 형성한다.

또, 연결 커버(83)의 후단에는 변기 시트용 자동 개폐 장치(30)의 외곽 케이싱(31a)에 일체로 형성한 걸어맞춤 돌기(31q)에 걸어맞추어서 회전이 규제되는 규제 돌기(83e)를 형성하고, 규제 돌기(83e)의 둘레 가장자리 부분의 1개소에 착탈 레버(85)의 회전을 규제하는 스토퍼(83f)를 형성한다. 또, 외통부(83g)에는 약간 직경을 가늘게 한 가는 직경부(83h)를 형성한다. 연결 커버(83)의 개구단에는 용착용 리브(83i)를 전체 둘레에 형성하고, 덮개 커버(84)를 초음파 용착 등으로 일체화한다.

착탈 레버(85)는, 위쪽이 잘린 지지 원통(85a)과 아래쪽이 잘린 착탈용 원통(85b)으로 형성되고, 그 사이에 내측 및 외측에 약간 두께를 늘린 링형상 리브(85c)를 형성한다. 이 링형상 리브(85c)의 내경은 가는 직경부(83h)와 대략 동일 직경이고 외통부(83g)보다도 작은 직경으로 해둔다. 또, 착탈용 원통(85b)에는 파지용 돌기(85d)를 형성한다.

고정 부재(86)에는 연결축(81)의 외형과 대략 동일형상의 연결용 개구(86a), 변기 시트(12)에 회전불능으로 고정하기 위해서 외주를 따라 소정의 간격마다 설치된 돌기(86b), 대략 L자 형상의 연결 크랭크(86c)를 형성한다. 또, 연결 크랭크(86c)에는 체결 나사용 하측 구멍(86d), 어시스트 유닛(80)(고정 부재(86)를 제외 함)의 스러스트 방향의 이동을 규제하는 스토퍼(86e)를 형성한다.

다음에 도 29를 참조하면서, 어시스트 유닛(80)의 조립 수순을 설명한다. 연결축(81)의 O링 홈(81c, 81e)에 O링을 수용하고, 연결축(81)의 삽입 구멍(81d)에 어시스트 스프링(82)의 일단(82a)을 삽입하고, 타단(82b)을 연결 커버(83)의 지지 홈(83b)에 걸어맞추어지게 하여 연결축(81)을 연결 커버(83)의 내통부(83a)내에, 내통부(83a)의 단부와 연결축(81)의 대직경부(81b)가 맞닿을 때까지 삽입한다. 이것에 의해 어시스트 스프링(82)의 타단(82b)은 방지벽(83d)내에 수용된다.

다음에, 덮개 커버(84)의 내통부(84a)내에 연결축(81)의 선단부(81a)를 삽입하고, 덮개 커버(84)의 이면측과 연결 커버(83)의 용착용 리브(83i)를 맞닿게 한 상태에서, 덮개 커버를 초음파진동 시킴으로써 연결축(81), 어시스트 스프링(82), 연결 커버(83), 덮개 커버(84)를 일체화한다.

다음에 착탈 레버(85)를 외통부(83g)에 삽입하는데, 외통부(83g)는 링 형상 리브(85c)보다도 약간 큰 직경으로 하고 있으므로, 링 형상 리브(85c)가 외통부(83g)를 올라앉아 가는 직경부(83h)까지 삽입되면 연결 커버(83)와 착탈 레버(85)는 일체화되어, 착탈 레버(85)는 외통부(83g)와 링 형상 리브(85c)로 스러스트 방향의 뽑힘은 규제된다. 다음에 연결축(81)을 고정 부재(86)의 연결용 개구(86a)내에 삽입함으로써 어시스트 유닛(80)은 일체화된다.

이 어시스트 유닛(80)의 연결축(81)을 변기 시트(12)의 연결 구멍(12d)(도 21 참조)내에 삽입하고, 어시스트 유닛(80)을 변기 시트(12)의 연결부(12a)내에 삽입한 상태에서, 고정 부재(86) 하측 구멍(86d) 및 변기 시트(12)의 나사 구멍 (12c)(도 21 참조)을 셀프 태핑 나사로 체결함으로써 변기 시트(12)와 어시스트 유닛(80)은 일체화된다.

또한, 연결 크랭크(86c)는, 변기 시트(12)에 장착되기 전은 외측으로 탄성변형 가능하기 때문에, 어시스트 유닛(80)(고정 부재(86)를 제외함)은 고정 부재(86)로부터 착탈가능하지만, 변기 시트(12)에 장착된 후에는 변기 시트(12)에 의해 외측의 변형은 규제되기 때문에, 스토퍼(86e)와 연결 커버(83)의 플랜지(83j)에 의해 어시스트 유닛(80)(고정 부재(86)를 제외함)은 스러스트 방향의 빠짐이 규제된다.

또, 착탈 레버(85)도 동일하게 연결 크랭크(86c)와 외통부(83c)와의 클리어런스가 작아 외통부(83g)를 타고 넘을 정도로 외측으로 착탈 레버(85)를 변형할 수 없어서 스러스트 방향의 빠짐이 방지된다.

다음에 톨러런스 링(62)에 대하여, 도 30에 도시하는 원리도를 사용하여 설명한다. 톨러런스 링(62)은, 도 30에 도시하는 바와 같이, 웨이브 형상을 한 부분을 갖는 링의 형상을 하고 있고, 각 웨이브는 스프링으로서 작용하고, 그 작용력은 웨이브의 변형량에 비례한다. 조립시에 필요한 힘을 AF, 반경방향 힘을 RL(N), 마찰계수를 μ, 웨이브의 수를 n, 웨이브의 변형량을 c(mm), 스프링 정수를 K(N/mm), 전달 토크를 Mt, 축직경을 d(m)으로 하면,

RL = n·c·K

AF = RL·μ

Mt = AF·d/2

에 의해 산출할 수 있다.

스프링 정수는 재료의 두께, 웨이브의 피치, 폭, 형상, 높이를 변경함으로써 설정할 수 있으므로, 정상시에 회전축(40, 140)에 최대 어느 정도의 토크가 걸릴지를 실험 등으로 확인하고, 그 토크에 따라 톨러런스 링(62)의 형상을 선택한다.

이 설정 토크 이상의 토크가 회전축(40)에 발생한 경우에는, 톨러런스 링(62)의 웨이브 형상부(62a)가 회전축(40, 140)의 연결 구멍에 파고들어 고정되어 있고, 톨러런스 링의 링 형상 가장자리부(62b)가 캐리어(63)의 출력축(63d)의 외주를 미끄러져, 설정 토크 이상의 과도한 하중이 자동 개폐 장치(30, 130) 내부에 걸리지 않아, 기어의 파손 등을 방지할 수 있다.

도 31에 도시하는 바와 같이, 구동 모터(32)의 샤프트는 모터 내부를 관통해 있고, 그 직경은 내부에서는 비교적 굵고, 노출된 부분은 가는 직경으로 하고 있다. 이 선단부(32a)를 가는 직경으로 한 것은, 작은 기어(32b)의 치수를 될 수 있는 한 적게 해서 감속비를 크게 취하고 싶기 때문이다. 또한, 샤프트 자체를 가는 직경으로 하는 것도 생각할 수 있지만, 샤프트 길이에 대하여 샤프트가 가늘면 구동 모터(32)의 축 흔들림이 커지기 때문에 샤프트 자체를 가는 직경으로는 하지 않고, 작은 기어(32b)가 부착되는 부분만을 가는 직경으로 한 것이다.

다음에, 상기 구성에 의한 동작의 설명을 한다.

도 32는 본 발명의 변기 시트 장치의 제어 블럭도이다. 인체 검지 센서에 의한 검지 혹은 리모트 컨트롤 등에 설치되는 변기 덮개 개방 스위치(도시하지 않음)를 조작하면, 변기 덮개용 자동 개폐 장치(130)내의 구동 모터(32)에 통전이 되어, 이 구동 모터(32)의 회전이, 감속 기어열(작은 기어(32b), 제 1 기어(34), 제 2 기어(37), 제 3 기어(38), 유성 기어 기구) 및 톨러런스 링(62), 출력축(140)을 통하여 회전축(50)에 전달되어, 변기 덮개(13)를 개방한다.

또한, 자석(61)과 에리어 검출 회로(71)에 설치된 2개의 홀IC(71a, 71b) 에 의해 변기 덮개(13)가 폐지 에리어(20도 이하), 회전 에리어(20도∼80도), 개방 에리어(80도∼110도), 이상 에리어(110도 이상)중 어느 에리어에 있는지를 검출하고, 각 에리어에 따른 구동 모터(32)에의 통전제어(혹은 쇼트 제어)를 행한다. 또한 자석(34c)과 회전 검출 회로(70)에 설치된 홀IC(70a)로 구동 모터(32)의 회전을 검지함으로써 에리어내의 어느 위치에 있는지를 비교적 정확하게 검지하여, 보다 미세한 통전제어를 행할 수 있다.

또, 리모콘 등에 설치한 변기 시트 개방 스위치를 조작하면, 변기 시트용 자동 개폐 장치(30)내의 구동 모터(32)에 통전이 되어, 감속 기어열(작은 기어(32b), 제 1 기어(34), 제 2 기어(37), 제 3 기어(38), 유성 기어 기구) 및 톨러런스 링(62)을 통하여 구동 모터(32)의 회전이 회전축(40)에 전달되어, 변기 시트(12)를 개방한다.

또한, 변기 덮개용 자동 개폐 장치(130)와 동일하게 회전 검출 회로(70), 에리어 검출 회로(71)에 의해 변기 시트(12)의 위치를 검출하고, 위치에 따른 구동 모터(32)의 통전 제어(혹은 쇼트 제어)를 행한다.

변기 시트(12)의 내부에는 난방용의 히터가 설치되어 있기 때문에 비교적 무겁고, 변기 덮개용 자동 개폐 장치(130)와 동일한 구조의 변기 시트용 자동 개폐 장치(30)만으로는 변기 시트(12)를 들어올릴 수 없기 때문에, 어시스트 유닛(80)을 설치하고 있다. 이 어시스트 유닛(80)은 일단이 케이싱(11)에 일체화되고, 타단이 변기 시트(12)에 일체화되는 어시스트 스프링(82)을 내장하고 있다. 이 어시스트 스프링(82)은 변기 시트(12)가 대략 수직상태에서 자연상태의 길이로 되어 있고, 변기 시트(12) 폐색시에는 비틀린 상태로 되어 있다.

따라서, 변기 시트(12) 폐색시에는 개방측의 토크를 발생할 수 있고, 이것에 의해, 변기 덮개용 자동 개폐 장치(130)와 대략 동일한 구조라도 변기 시트(12)를 들어올리는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 어시스트 스프링(82)의 일단(82a)은 연결 케이스(83)의 규제 돌기(83e)와 케이싱(11)에 부착되는 변기 시트용 자동 개폐 장치(30)의 걸어맞춤 돌기(31q)와의 걸어맞춤에 의해 케이싱(11)에 일체화되어 있고, 어시스트 스프링(82)의 타단(82b)은 연결축(81), 고정 부재(86)를 통하여 변기 시트(12)에 일체화되어 있다.

리모트 컨트롤 등에 설치한 변기 시트 폐쇄 스위치(도시하지 않음)를 조작하면 개방 동작과는 반대측의 통전이 구동 모터(32)에 이루어져, 회전 검출 회로(70) 및 에리어 검출 회로(71)에서 검출되는 변기 시트(12)의 위치에 따라 통전 제어(혹은 쇼트 제어)가 이루어진다.

인체 검지 센서(도시하지 않음)에 의한 격리 검지 혹은 리모트 컨트롤 등에 설치한 변기 덮개 폐쇄 스위치(도시하지 않음)를 조작하면 변기 시트(12)와 동일하게 변기 덮개용 자동 개폐 장치(130)는 제어되어, 변기 덮개(13)를 폐색할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 관계되는 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치는, 서양식 변기에서의 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치로서 사용된다.

본 발명의 자동 개폐 장치는, 장치 자체의 설치 면적을 작게 할 수 있고, 변기 시트 또는 변기 덮개의 회전축 아래쪽에도 다른 기능 부품을 설치하는 것이 가능하기 때문에, 경량, 컴팩트화가 요청되는 온수 세정 변기 시트 등에 사용할 때에 유효하다.

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변기 시트 또는 변기 덮개와 함께 회전하는 회전축;

상기 회전축을 각각 정역방향으로 회전시키는 구동 모터; 및

상기 구동 모터와 함께 일련으로 배치된 복수의 기어를 갖는 감속 기어열로서, 상기 구동 모터의 구동력을 상기 감속 기어열을 통하여 상기 회전축에 전달하여 변기 시트 또는 변기 덮개를 개폐하는 상기 감속 기어열;을 포함하는 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치에 있어서,

상기 일련으로 배치된 복수의 기어의 최종단은 유성 기어 기구로 형성되고,

상기 최종단은 상기 일련으로 배치된 복수의 기어의 최후 단부에 해당하고,

상기 유성 기어 기구는,

상기 회전축에 연결되는 캐리어, 상기 캐리어에 설치된 복수 개의 유성축, 상기 유성축에 장착된 유성 기어, 상기 유성 기어의 축방향의 움직임을 규제하는 축받이, 및 상기 유성 기어와 맞물리는 내측 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치.
제 26 항에 있어서, 상기 유성 기어 기구의 입력 단면과 구동 모터의 출력 단면이 동일 평면이 되도록 인접 배치하는 동시에, 남는 감속 기어열의 축심을 상기 유성 기어 기구 및 상기 구동 모터와의 투영면이 이루는 2원 및 2원의 외접선내에 설치한 것을 특징으로 하는 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치.
제 27 항에 있어서, 상기 유성 기어 기구의 태양기어의 중심을 지나는 수평선과 상기 2원의 외접선내와의 사이에 남는 감속 기어열의 축심을 설치한 것을 특징으로 하는 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치.
제 27 항에 있어서, 상기 유성 기어 기구의 태양기어의 중심과 상기 구동 모터의 출력축의 중심을 연결하는 선에 대한 각각의 중심을 지나는 수선과 상기 2원의 외접선내 사이에 남는 감속 기어열의 축심을 설치한 것을 특징으로 하는 변기 시트 또는 변기 덮개의 자동 개폐 장치.
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