便器洗浄装置及び便器洗浄システム
【課題】 既存の各種のロータンクに共通的に設置可能であり、封水の水位を低い状態に維持させる「お掃除モード」の動作も可能とした便器洗浄装置及び便器洗浄システムを提供することを目的とする。
【解決手段】 ボールタップと排水弁とを有するロータンクに取り付け可能な便器洗浄装置であって、モータと、前記モータの出力を減速する減速手段と、前記減速手段からの出力軸と、を有するモータユニットと、前記出力軸に取り付け可能とされ、第１の接続手段により前記ボールタップに接続可能とされ、第２の接続手段により前記排水弁に接続可能とされ、前記出力軸の回転動作に対応して前記ボールタップと前記排水弁とを選択的に引き上げ可能とした動力伝達部材と、を備えたことを特徴とする便器洗浄装置を提供する。
【解決手段】 ボールタップと排水弁とを有するロータンクに取り付け可能な便器洗浄装置であって、モータと、前記モータの出力を減速する減速手段と、前記減速手段からの出力軸と、を有するモータユニットと、前記出力軸に取り付け可能とされ、第１の接続手段により前記ボールタップに接続可能とされ、第２の接続手段により前記排水弁に接続可能とされ、前記出力軸の回転動作に対応して前記ボールタップと前記排水弁とを選択的に引き上げ可能とした動力伝達部材と、を備えたことを特徴とする便器洗浄装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便器洗浄装置及び便器洗浄システムに関し、より詳細には、水洗便器のロータンクに取り付けて、ロータンクから水洗便器に洗浄水を自動供給可能とし、さらに便器の掃除に好適な動作も実行可能とした便器洗浄装置及び便器洗浄システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
水洗式の大便器は、臭気の発生を抑制し、清潔且つ衛生的であるために、家庭用トイレ及び公共トイレに幅広く普及している。通常の水洗式大便器は、排水管の臭気の逆流や、使用時の汚物の付着を抑制するために、ボウル部に封水を保持する構造とされている。しかし、封水の吃水線に沿ってボウル面に水垢などが付着すると、見た目にも不衛生な印象を与える。これに対して、封水の吃水線の部分を掃除するために、洗剤をかけてブラシなどでこすろうとしても、洗剤が封水に薄まってしまい、洗浄が容易でない。また、封水がブラシなどで跳ねて清掃しにくいという問題もある。
【０００３】
これに対して、便器に対して洗浄水を供給するタイミングを制御することにより、封水の水位を通常よりも下げた、いわゆる「お掃除モード」を実行可能とした水洗式大便器が開示されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平１１−３５０５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、本発明者らは、手動及び自動のいずれにても水洗便器に洗浄水を供給可能とした便器洗浄装置を開発している。この装置によれば、例えば、使用者がトイレの壁面などに設けられたリモコンのスイッチを操作することにより、便器に洗浄水を流すことができる。また、例えば、使用者が便座から立ち上がったことをセンサにより検知して、便器に自動的に洗浄水を流すことも可能である。
【０００５】
このような自動式の便器洗浄装置において、封水の水位を低い状態に維持できる「お掃除モード」の機能を付加すると、使い勝手がさらによくなり、特に、便器の清掃をする主婦などに対してユーザフレンドリな便器洗浄装置を提供できる。
【０００６】
本発明はかかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、既存の各種のロータンクに共通的に設置可能であり、封水の水位を低い状態に維持させる「お掃除モード」の動作も可能とした便器洗浄装置及び便器洗浄システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、
ボールタップと排水弁とを有するロータンクに取り付け可能な便器洗浄装置であって、
モータと、前記モータの出力を減速する減速手段と、前記減速手段からの出力軸と、を有するモータユニットと、
前記出力軸に取り付け可能とされ、第１の接続手段により前記ボールタップに接続可能とされ、第２の接続手段により前記排水弁に接続可能とされ、前記出力軸の回転動作に対応して前記ボールタップと前記排水弁とを選択的に引き上げ可能とした動力伝達部材と、
を備えたことを特徴とする便器洗浄装置が提供される。
【０００８】
上記構成によれば、既存の各種のロータンクに共通的に設置可能であり、封水の水位を低い状態に維持させる「お掃除モード」の動作も可能とした便器洗浄装置を提供することができる。
【０００９】
また、本発明の他の一態様によれば、
ボールタップと排水弁とを有するロータンクに取り付け可能な便器洗浄装置であって、
モータと、前記モータの出力を減速する減速手段と、前記減速手段からの第１の出力軸と、前記減速手段からの第２の出力軸と、を有するモータユニットと、
前記第１の出力軸に取り付け可能とされ、第１の接続手段により前記ボールタップに接続可能とされ、前記第１の出力軸の回転動作に対応して前記ボールタップを引き上げ可能とした第１の動力伝達部材と、
前記第２の出力軸に取り付け可能とされ、第２の接続手段により前記排水弁に接続可能とされ、前記第２の出力軸の回転動作に対応して前記排水弁を引き上げ可能とした第２の動力伝達部材と、
を備えたことを特徴とする便器洗浄装置が提供される。
【００１０】
上記構成によっても、既存の各種のロータンクに共通的に設置可能であり、封水の水位を低い状態に維持させる「お掃除モード」の動作も可能とした便器洗浄装置を提供することができる。
【００１１】
ここで、前記ボールタップが引き上げられる時は、前記排水弁は引き上げられず、
前記排水弁が引き上げられる時は、前記ボールタップは引き上げられないものとすれば、「サイホン現象」を生じさせた後に、ロータンクへの給水を停止して「お掃除モード」を確実且つ容易に実現できる。
【００１２】
また、前記接続手段は、玉鎖であるものとすれば、既設の各種のロータンクに容易に取り付け可能であり、且つ、引き上げのための動力を確実に伝達できる。
【００１３】
一方、本発明のさらに他の一態様によれば、上記のいずれかの便器洗浄装置と、
前記便器洗浄装置の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記排水弁を引き上げた後に、前記ボールタップを引き上げた状態を維持する動作モードを実行可能としたことを特徴とする便器洗浄システムが提供される。
【００１４】
上記構成によれば、既存の各種のロータンクに共通的に設置可能であり、封水の水位を低い状態に維持させる「お掃除モード」の動作も可能とした便器洗浄装置を提供することができる。
【００１５】
ここで、前記ボールタップを引き上げた状態を、一定の時間維持するものとすれば、便器の排水トラップの水位が低い状態を維持でき、確実且つ容易に清掃できる。
また、前記ボールタップを引き上げた状態を、使用者の指示により解除するものとすれば、使用者が望みの時間だけ清掃を実施し、しかる後に「お掃除モード」を解除でき、使い勝手に優れる。
【００１６】
また、前記ボールタップを引き上げた状態に維持するために前記モータユニットに供給される制御信号は、ＰＷＭ信号を含むものとすれば、ホールド動作が長時間に亘ってもモータの加熱などを防ぐことができる。
【００１７】
また、前記ボールタップを引き上げた状態に維持するために、前記モータユニットへの電力の供給を停止し前記モータの短絡ブレーキを発生させるものとすれば、ホールドに際してモータの加熱などを防ぐことができる。
【００１８】
また、前記ボールタップを引き上げた状態を維持した後に、前記排水弁を引き上げるものとすれば、清掃した後の廃水を清浄な洗浄水により置換でき、清潔である。
【００１９】
また、前記制御部が便座に付設されたものとすれば、独立した制御部を手洗い室の中に設置する必要がなくなり、コンパクト且つ見栄えよく、また配線の引き回しなども不要な便器洗浄システムを実現できる。
【００２０】
また、前記便座は、使用者の局部を水または温水により洗浄する局部洗浄装置も有するものとすれば、局部洗浄装置と電源部などを共有でき、同時に、局部洗浄機能も付加された高機能の自動便器システムが実現できる。
【発明の効果】
【００２１】
以上詳述したように、本発明によれば、既存の各種のロータンクに共通的に設置可能であり、便器の封水面を低い状態に維持させる動作を可能とした便器洗浄装置及び便器洗浄システムを提供できる。その結果として、ユーザは、ロータンクを買い換えることなく低コストで電動洗浄を利用でき、且つ便器の清掃も容易できるという恩恵に浴することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる便器洗浄装置を水洗便器のロータンクに取り付けた状態を例示する模式図である。
【００２３】
また、図２は、このロータンクの内部を上方から眺めた模式図である。
すなわち、便器洗浄装置のモータユニット１０はロータンク２００に取り付けられ、制御部（図示せず）と接続コード７６により接続されている。図示しない制御部は、例えば、温水洗浄便座装置（商標名「ウォシュレット」などとして普及している）などに内蔵させることが可能である。
モータユニット１０はモータを内蔵し、その動作は、例えば、リモコン５１０により制御可能とすることができる。この場合、リモコン５１０は、モータユニット１０について専用のものであってもよく、あるいは、温水洗浄便座装置のリモコンなどと兼用してもよい。
【００２４】
モータユニット１０には、シャフト８２が適宜取り付けられ、その先端に玉鎖レバー８４が取り付けられている。玉鎖レバー８４は、矢印ＡまたはＢの方向に回転することにより、玉鎖２２０、２６０を介して排水弁２４０、ボールタップをそれぞれ引き上げる。また、操作ハンドル１００を手動で回転させることによっても、玉鎖レバー８４を回転させることができる。
【００２５】
図３は、玉鎖レバーをその正面から眺めた模式図である。
すなわち、玉鎖レバー８４は、シャフト８２を中心として矢印Ａ及びＢの方向にそれぞれ回転する。玉鎖レバー８４が矢印Ａ方向に回転すると、玉鎖２２０を介して排水弁２４０が矢印Ｃの方向に引き上げられる。また、玉鎖レバー８４が矢印Ｂの方向に回転すると、玉鎖２６０を介してボールタップを矢印Ｄの方向に引き上げる。なお、玉鎖レバー８４は必ずしも対称形状とする必要はない。すなわち、シャフト８２の回転中心から玉鎖２２０の取り付け位置までの距離と、シャフト８２の回転中心から玉鎖２６０の取り付け位置までの距離と、は、それぞれに必要とされる引き上げストロークに応じてそれぞれ別々に設定することができる。
【００２６】
図４は、ロータンクの内部構造を例示する模式図である。
すなわち、ロータンク２００の底部には、玉鎖２２０により引き上げられる排水弁２４０が排水フランジ２４２と対向して設けられている。玉鎖２２０の途中にはフロート２２２が設けられ、また、排水フランジ２４２には、オーバーフロー管２４４が接続されている。排水弁２４０が開くことにより、ロータンク２００内の洗浄水ＷＬは排水フランジ２４２を介して水洗便器に排出される。一方、オーバーフロー管２４４は、その先端に開口が設けられ、ロータンク２００内の洗浄水ＷＬの水位が何らかの原因で上昇しすぎた場合に、排水フランジ２４２を介して水洗便器に放流することにより、ロータンク２００からの溢水を防止する役割を有する。ここで、図４は、ロータンク２００が満水の状態を表す。この時、ロータンク２００内に貯留された洗浄水ＷＬの水位は、通常は、オーバーフロー管２４４の先端に設けられた開口よりもやや低い位置にある。
一方、ロータンク２００の上方には、給水バルブ２６６が設けられている。給水バルブは、外部から水道などを介して供給される給水Ｐ１をロータンク内に給水Ｐ２としてロータンク内に供給する。またさらに、多くの場合、外部から供給される給水Ｐ１の一部は、給水バルブ２６６を介してオーバーフロー管２４４にも給水Ｐ３として供給されるが、この給水経路は、図面の簡略化のために図示を省略した。
給水バルブ２６６には、レバー２６４を介してフロート２６２が接続されている。ロータンク２００内に貯留される洗浄水ＷＬの水位に応じてフロート２６２の位置が変化すると、給水バルブ２６６が開閉する。図４に表したように、ロータンク２００が満水の状態においては、フロート２６２の位置に対応して給水バルブ２６６は閉状態となる。一方、ロータンク２００内の水位が低下すると、フロート２６２の位置の低下に対応して給水バルブ２６６は開状態となり、洗浄水Ｐ２、Ｐ３が供給される。なお、これら給水バルブ２６６、レバー２６４、フロート２６２を合わせて、「ボールタップ」と呼ばれる。
【００２７】
そして、本実施形態においては、図１及び図２に例示した如くモータユニット１０がロータンク２００に取り付けられ、その先端に取り付けられた玉鎖レバー８４により、排水弁２４０と、ボールタップと、がそれぞれ引き上げられる。すなわち、玉鎖レバー８４の一端が矢印Ｃの方向に回転すると、玉鎖２２０を介して排水弁２４０が引き上げられる。一方、玉鎖レバー８４の一端が矢印Ｄの方向に回転すると、玉鎖２６０を介して排水弁２４０が引き上げられる。なお、図４及びそれ以降に挙げる各図面において、玉鎖レバー８４と、排水弁２４０やボールタップと、の配置関係は、必ずしも現実の通りではない。すなわち、玉鎖レバー８４を、図４に表したように紙面に対して略平行に配置するかわりに、紙面に対して略垂直な方向に配置してもよい。また、その位置についても、図４に例示したようにロータンク２００の中心軸の付近に設けてもよく、あるいはいずれかの側面に接近させて設けてもよい。
【００２８】
また、本願明細書において、「ボールタップ」を「引き上げる」とは、フロート２６２あるいはレバー２６４の少なくともいずれかについて、その降下を抑止した状態におくことをいう。すなわち、図４に例示したように、玉鎖２６０には、所定の「たるみ」が設けられている。これは、後に詳述するように、通常の洗浄動作に際しては、ロータンク２００内の洗浄水ＷＬの水位の低下に伴い、フロート２６２も降下して給水バルブ２６６を開状態とするためである。そして、玉鎖レバー８４の一端が矢印Ｄの方向に回転した時には、玉鎖２６０の「たるみ」の量が少なくなり、ロータンク２００内の洗浄水ＷＬの水位が低下しても、フロート２６２（レバー２６４）は玉鎖２６０に引っ張られて降下しない。つまり、給水バルブ２６６の閉状態が維持される。
【００２９】
以下、本実施形態において、ロータンク２００内で実行される動作について説明する。 図５及び図６は、通常の洗浄動作を例示する模式図である。
すなわちまず、図５（ａ）に表したように、ロータンク２００が満水の状態において、モータユニット１０が動作し玉鎖レバー８４が回転することによりその一端が矢印Ｃの方向に上昇すると、玉鎖２２０を介して排水弁２４０が引き上げられる。すると、ロータンク２００内の洗浄水は排水フランジ２４２を介して排出され、洗浄水Ｓが便器に供給される。なお、この時、玉鎖２２０の引き上げ量を調節することにより、いわゆる「大洗浄」と「小洗浄」とを区別することも可能である。
すなわち、玉鎖２２０を大きく引き上げて排水弁２４０の開度を大きくした場合には、排水弁２４０の２次側（便器側）も洗浄水により満たされる。すると、排水弁の１次側と２次側とで圧力差が小さくなり、図５（ｂ）に表したように、玉鎖レバー８４を元の状態に戻しても、フロート２２２の浮力によって排水弁２４０は開状態が維持される。その結果として、ロータンク２００内の洗浄水ＷＬのほぼ大半が排出され、「大洗浄」が実施される。
【００３０】
一方、玉鎖２２０をわずかに引き上げて排水弁２４０の開度を小さくした場合には、排水弁２４０の２次側は大気圧に近い状態が維持されるため、２次側に比べて１次側の水圧のほうが高い。従って、玉鎖２２０を元に戻すと、排水弁２４０は水圧によって閉じる。つまり、玉鎖２２０を引き上げている間だけ少量の洗浄水を流すことができ、「小洗浄」が実施される。
【００３１】
そして、これらいずれの場合も、図５（ｂ）に表したように、ロータンク２００内の洗浄水ＷＬの水位が低下すると、フロート２６２が降下して給水バルブ２６６が開状態となる。つまり、給水Ｐ２、Ｐ３が供給される。なおこの時、玉鎖２６０には、所定の「たるみ」を設けてあるので、フロート２６２の降下が阻止されることはない。
【００３２】
次に、図６（ａ）に表したように、ロータンク２００内の洗浄水ＷＬの水位がさらに低下すると、排水弁２４０は閉じて、給水Ｐ２によりロータンク２００内の洗浄水ＷＬの水位が上昇し始める。なお、この状態よりも前に、玉鎖レバー８４は矢印Ｃ’の方向に回転して定常状態に戻っている。この時も、玉鎖２６０には、所定の「たるみ」を設けてあるので、フロート２６２の降下が阻止されることはない。
【００３３】
そして、図６（ｂ）に表したように、ロータンク２００内の洗浄水ＷＬの水位は上昇を続け、最終的に、図５（ａ）に表した状態になると、給水バルブ２６６が閉状態となり、給水Ｐ２、Ｐ３が停止する。なお、図６（ａ）に表した状態から図６（ｂ）に表した状態を経て図５（ａ）に表した状態になるまでの間にオーバーフロー管２４４に供給された給水Ｐ３は、そのまま便器に流され、封水の水位を通常レベルに復帰させる。
【００３４】
図７及び図８は、図５及び図６に関して前述した動作に対応して水洗便器で生ずる水流を例示する模式図である。
定常状態においては、図７（ａ）に表したように、便器３００のボウル部３５０に洗浄水が満たされた状態が維持されている。この時、洗浄水の水位は、排水管に連通する排水トラップ３７０の上端とほぼ等しい。そして、仕切板３６０により排水管とは遮断され、臭気の逆流などが阻止される。
【００３５】
この状態から、「大洗浄」が開始されると、ロータンク２００から供給された洗浄水は、図７（ｂ）に矢印Ｓ１で例示したように、リム通水路３４０を介してリム吐水孔３４２からボウル部３５０に供給される。また、図示したように、ボウル部３５０に開口したジェット噴出口３３０を設け、ロータンク２００から供給される洗浄水の一部をこのジェット噴出口３３０から矢印Ｓ２の如く放出させてもよい。
【００３６】
このように便器３００に洗浄水Ｓ１、Ｓ２を供給すると、排水トラップ３７０の堰を超えて排水管に向かう流れが生ずる。図７（ｃ）に表したように、この水流が排水トラップ３７０の上部空間を充填すると、いわゆる「サイホン現象」が生ずる。すなわち、図７（ｃ）に矢印Ｅで表したように、ボウル部３５０に貯留された洗浄水が汚物とともに一気に排水管に排出される。
【００３７】
サイホン現象が生じた後には、図８（ａ）に表したように、排水トラップ３７０を超えなかった洗浄水がボウル部３５０に戻って、その水位は、仕切板３６０の下端と同程度あるいはやや上となる。そして、洗浄水Ｓ１、Ｓ２が供給されることにより、ボウル部３５０の水位は徐々に上昇し、図８（ｂ）に表した状態を経て、図８（ｃ）に表したように、通常の水位レベルに戻る。なお、図６に関して前述したように、ロータンク２００の排水弁２４０が閉じた後は、オーバーフロー管２４４に供給される給水Ｐ３が洗浄水Ｓ１、Ｓ２として供給される。
【００３８】
以上説明したように、モータユニット１０を動作させて玉鎖レバー８４を矢印Ｃの方向に所定の時間だけ回転させると、ロータンク２００内の排水弁２４０が開いて、洗浄水を流すことができる。この一連の動作に際して、玉鎖２６０に所定の「たるみ」を設けておけば、ボールタップのフロート２６２の降下を妨害することはなく、給水バルブ２６６の開動作も円滑に生じさせることができる。
【００３９】
次に、本実施形態の便器洗浄装置により実施される「お掃除モード」の動作について、説明する。
図９及び図１０は、「お掃除モード」においてロータンク２００内で実行される動作を例示する模式図である。
すなわち、「お掃除モード」においても、まず図９（ａ）に表したように、ロータンク２００が満水の状態において、モータユニット１０が動作し玉鎖レバー８４が回転することによりその一端が矢印Ｃの方向に上昇し、玉鎖２２０を介して排水弁２４０が引き上げられる。すると、ロータンク２００内の洗浄水は排水フランジ２４２を介して排出され、洗浄水Ｓが便器に供給される。なお、この時、玉鎖２２０の引き上げ量は大きく、排水弁２４０は、「大洗浄」に相当する開度で開かれる。
【００４０】
次に、図９（ｂ）に表したように、モータユニット１０が動作し玉鎖レバー８４が回転することによりその他端が矢印Ｄの方向に上昇し、玉鎖２６０を介してボールタップが引き上げられる。つまり、フロート２６２あるいはレバー２６４を上方に引き上げることにより、これらの降下を阻止する。この結果として、洗浄水ＷＬの水位は低下するにも拘わらず、給水バルブ２６６は、閉状態に維持される。またこの時、図５（ｂ）に関して前述したように、排水弁２４０は、開いた状態を維持する。従って、ロータンク２００内の洗浄水ＷＬは、便器に排出され続ける。
【００４１】
そして、図１０（ａ）に表したように、ロータンク２００内の洗浄水ＷＬの水位が下限に達すると、排水弁２４０が閉じる。この時、ボールタップは、玉鎖２６０を介して矢印Ｄの方向に引き上げられた状態が維持されている。つまり、給水バルブ２６６は、閉状態を維持する。この状態において、便器のボウル部に貯留された洗浄水の水位は、最低のレベルまで低下し、吃水線が露出する。従って、この状態を所定の時間、維持することにより、ボウル部の掃除が可能となる。
【００４２】
図１０（ａ）の状態において所定の時間が維持したら、あるいは、使用者のスイッチ操作などにより、玉鎖レバー８４は、初期状態に戻される。すなわち、図１０（ｂ）に表したように、玉鎖レバー８４の回転により、その他端が矢印Ｄ’の方向に降下する。すると、フロート２６２及びレバー２６４の自重により、これらは降下し、給水バルブ２６６が開状態となる。その結果として、給水Ｐ２によりロータンク２００内の洗浄水ＷＬの水位が上昇する。また同時に、給水Ｐ３がオーバーフロー管２４４を介して便器に供給され、封水の水位を通常の状態まで上昇させる。この後、図４に例示したように、ロータンク２００が満水の状態になると、給水バルブ２６６が閉状態となり、給水Ｐ２、Ｐ３が停止される。
【００４３】
図１１及び図１２は、「お掃除モード」における便器の水位の変化を表す模式図である。 すなわち、排水弁２４０の開放にともない、図１１（ａ）乃至（ｃ）に表したように、便器３００において「サイホン現象」が引き起こされる。その結果として、図１２（ａ）に表したように、ボウル部３５０の水位は、下限レベル近くまで低下する。
【００４４】
ただし、この時、図１０（ａ）に関して前述したように、ボールタップが玉鎖レバー８４により引き上げられた状態にあるため、排水弁２４０が閉じると、便器３００への洗浄水の供給は停止され、図１２（ａ）に表したように水位が低い状態が維持される。
【００４５】
この状態において、ボウル部３５０に洗剤をふりかけ、ブラシなどで汚れをこすり落とすことができる。ボウル部の下半部３５０Ｃは、通常であれば、封水の吃水線よりも下にあり、洗剤を直接振りかけることができない。これに対して、本実施形態においては、この下半部３５０Ｃを露出させ、洗剤を直接ふりかけて、ブラシなどで十分に清掃できる。しかも、この時、封水が跳ねることも少ない。
【００４６】
図１０（ａ）に関して前述したように、所定の時間が経過し、あるいは使用者のスイッチ操作などによって、玉鎖レバー８４が初期状態に戻ると、ボールタップが動作して、図１２（ｂ）に表したように、便器３００に洗浄水Ｓ１、Ｓ２が供給される。なお、これら洗浄水Ｓ１、Ｓ２は、オーバーフロー管２４４を介して供給される。そして、ロータンク２００が満水になると給水が停止され、図１２（ｃ）に表したように、ボウル部３５０の水位レベルも通常の状態に戻る。
【００４７】
図１３は、以上説明した「お掃除モード」における動作を例示するフローチャートである。
すなわち、まず、ステップＳ１０１において排水弁２４０を引き上げて、便器３００に洗浄水を流し、「サイホン現象」を生じさせる。
次に、ステップＳ１０２において、ボールタップを引き上げて、給水バルブ２６６を閉状態とする。
そして、ステップＳ１０３において、この状態を所定の時間、あるいは使用者の指示があるまで保持する。
その後、ステップＳ１０４において、ボールタップを解除し、給水バルブ２６６を開状態とする。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態によれば、玉鎖レバー８４を適宜回転させてボールタップを引き上げることにより、便器３００のボウル部に残留する洗浄水の水位を最低のレベルに維持することができる。その結果として、排水トラップ３５０の清掃を確実且つ容易に実施でき、使い勝手のよい便器洗浄装置を提供できる。
【００４９】
図１４は、本実施形態の「お掃除モード」における動作の変型例を表すフローチャートである。
すなわち、本変型例においても、ステップＳ１０１乃至Ｓ１０４においては、図１３に関して前述したものと同様の動作をさせる。しかる後に、ロータンク２００が満水状態となったら、ステップＳ１０５において、排水弁を再度引き上げる。この動作により、便器３００に再び洗浄水が流し、「サイホン現象」を生じさせる。このようにすると、「お掃除モード」においてボウル部３５０に溜まっている清掃ずみの汚れた洗浄水を清浄な洗浄水により置換し、またボウル面を洗浄水で流すことにより、便器３００がさらに清浄な状態になる。
【００５０】
以下、本実施形態に用いて好適なモータユニット１０の具体例について説明する。
【００５１】
図１５は、本具体例の便器洗浄装置の要部を表す斜視図である。
すなわち、このモータユニット１０は、螺合突出部２０と、駆動部４０と、を有する。螺合突出部２０の先端には、シャフト２２が突出している。一方、駆動部４０のタンク内向面には、第１の出力軸７０と第２の出力軸７２とが設けられている。図１乃至図１４に関して前述した玉鎖レバー８４は、これら出力軸７０、７２のいずれかに取り付けることができる。
【００５２】
また、第１の出力軸７０が出力する回転トルクと、第２の出力軸７２が出力する回転トルクは、互いに異なるものとすることもできる。後に説明するように、これら第１及び第２の出力軸７０、７２を適宜使い分けることにより、排水弁２４０とボールタップとをそれぞれ引き上げることも可能である。
【００５３】
また、駆動部４０には、制御部５００との間で信号などを授受するための接続用コード７６が接続されている。
【００５４】
ロータンクの外側に突出するシャフト２２には、操作ハンドル１００（図１参照）が装着される。この操作ハンドルを手動により操作した場合にも、シャフト２２を介して手動回転トルクが出力軸７０、７２にそれぞれ伝達される。この際に、駆動部４０に内蔵されるモータのコギングトルクの付加を防ぐため、モータの動作軸に所定の空転角を与えたり、またはクラッチ機構などを付加するとよい。この点については、本発明者らが先に出願した特願２００２−２９２５０８号に記載した構成を採用することができる。
【００５５】
次に、本実施例のモータユニット１０の内部構造について具体例を挙げて説明する。
図１６は、本実施例の便器洗浄装置の内部構造を模式的に表した概念図である。なお、同図は、動力伝達関係を説明するための概念図であり、各要素の寸法や配置関係などは、必ずしも実際の通りとは限らない。
【００５６】
本実施例のモータユニット１０の内部には、駆動源であるモータ４２と、減速・伝達手段として５段のギア４３〜５１が設けられている。これらは、樹脂などからなる筺体４１の中に収容されている。４段目のギア４９の回転トルクが第１の出力軸７０に出力される。また、５段目のギア５１により、第２の出力軸７２は第１の出力軸７０と同方向に回転される。
モータ４２として、ＤＣ２４ボルトで動作するブラシ型の高速モータを用いた場合、１段目４３から４段目４９までの減速比は、およそ１／１００程度とすることができる。
【００５７】
手動入力端となるシャフト２２と、第１の出力軸７０とは直結されている。そして、シャフト２２には、シャフトリターンスプリング５２が設けられ、中立状態に付勢される。同様に、４段目のギア４６にはギアリターンスプリング５３が設けられ、中立状態に付勢される。
また、操作ハンドル１００を用いた手動操作の際にモータ４２のコギングトルクの付加を防ぐため、４段目のギア４９は、シャフト２２に対して所定の空転角をもって結合されている。
【００５８】
図１７は、４段目のギア４９とシャフト２２との結合断面を表す模式図である。すなわち、４段目のギア４９の内心にシャフト２２が配置されている。シャフト２２は、前述したように操作ハンドル１００及び第１の出力軸７０に結合されている。そして、これらシャフト２２の外面とギア４９の内面には、凸部２２Ｐ、４９Ｐがそれぞれ設けられている。図４は、中立状態を表し、この状態から矢印の方向にシャフト２２（すなわち操作ハンドル１００）を回転させた場合、その凸部２２Ｐがギア４９の凸部４９Ｐと当接するまでの範囲においては、ギア４９とは独立に回転させることができる。つまり、この範囲においては、シャフト２２は、モータ４２のコギングトルクや、ギアリターンスプリング５３の付加を受けることなく、回転させることができる。このようにして、操作ハンドル１００による手動操作を軽快に行うことができる。
【００５９】
一方、モータ４２により駆動させる際には、図１７に表した中立状態からギア４９が矢印のいずれかの方向に空転し、その凸部４９Ｐがシャフト２２の凸部２２Ｐに当接すると、シャフト２２に結合されてトルクが出力軸に伝達される。つまり、凸部４９Ｐが凸部２２Ｐに当接するまでの範囲が空転角として設けられている。
【００６０】
次に、このようなモータユニット１０を駆動させるドライバ回路について説明する。
図１８は、モータユニット１０のモータ４２を駆動させるドライバ回路を例示する模式図である。すなわち、このドライバ回路は、例えば、便器３００に設置される温水洗浄便座装置に内蔵される。
【００６１】
図１８に例示したドライバ回路は、モータ４２の回転方向及び回転量を制御するためのスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４と、過電流がモータ４２に流れることを防止するための正特性サーミスタ７１ｄと、駆動部５２０やリモコン５１０などに内蔵されるＣＰＵなどにブレーキ制御時の逆起電力などが印加されないようにするためのダイオードｄ１とｄ２、及びブレーキ制御時の電流経路を形成するためのダイオードｄ３とｄ４と、を有する。
【００６２】
例えば、モータ４２を正転させる時は、スイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ４をオン状態とし、Ｔｒ２とＴｒ３をオフ状態とし、反転させる時には、Ｔｒ１とＴｒ４をオフ状態とし、スイッチング素子Ｔｒ２とＴｒ３をオン状態とする。
一方、モータ４２に対して強いブレーキをかける場合には、スイッチング素子Ｔ３かＴｒ４のいずれかをオン状態とし他のスイッチング素子はオフ状態とする。例えば、モータ４２を所定の量だけ回転させた後に、このようにしてブレーキをかけた場合、モータユニット１０に内蔵されたギアリターンスプリング５３及びシャフトリターンスプリング５２の付勢力により、モータ４２のシャフトが回転され、図１７に表した中立位置に戻ろうとする。この時、モータ４２は発電機として作用するため、その電流誘導磁場による回生ブレーキが働く。また、ダイオードｄ１とｄ２を設けることにより、この逆起電力が制御部５００などに内蔵されるＣＰＵなどに印加されることを防止できる。
【００６３】
また一方、弱いブレーキをかける場合には、全てのスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４をオフ状態とすればよい。すなわち、この場合にはモータ４２のコギングトルクによるブレーキ作用が得られる。
【００６４】
このようにスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４を適宜オン状態とする場合、パルス幅変調方式（ＰＷＭ：pulse width modulation）によりデューティ（ｄｕｔｙ）制御することができる。
【００６５】
図１９は、ＰＷＭ制御された通電波形を例示する模式図である。
すなわち、スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４のそれぞれを駆動させる場合、図１９に例示したようなパルス状の通電波形（例えば、ＤＣ２４ボルト）により回転速度を制御することができる。例えば、正転あるいは逆転時には、周期Ｇを１ミリ秒（ＰＷＭ駆動周波数１ｋＨｚ）とし、ブレーキ時には周期Ｇを８ミリ秒（ＰＷＭ駆動周波数１２５Ｈｚ）とすることができる。ここで、「ＯＮ−ｄｕｔｙ Ｈ％」とは、１周期（Ｇミリ秒）中に占めるオン状態の期間がＨ％であることを表す。例えば、Ｇ＝１ミリ秒、Ｈ＝３０％であれば、１周期中に０．３ミリ秒（１ミリ秒×３０％）だけオン状態にあることを表す。
【００６６】
以下、動作モードに応じてモータ４２の駆動方式を適宜切り替える具体例について説明する。
図２０は、通常の「大洗浄」を実施する時のモータ４２の駆動方式を例示するフローチャートである。
すなわち、図５（ａ）あるいは図９（ａ）に関して前述したように、排水弁２４０を開く時には、モータユニット１０の出力軸を所定の方向に１秒間程度回転させればよい。この場合には、デューティを１００％としてモータ４２を駆動させることができる。この時、モータ４２には最大駆動力が与えられ、迅速に出力軸を回転させて「大洗浄」を実施することができる。
【００６７】
これに対して、図９（ｂ）及び図１０（ａ）に関して前述したように、ボールタップを一定の時間、引き上げてホールドする動作を実施する場合、デューティを１００％として連続的な駆動電流をモータ４２に供給し続けてもよいが、ホールド期間中にモータ４２が発熱する場合もあり得る。このような場合には、ＰＷＭ制御により供給電力を制御することが望ましい。
【００６８】
図２１は、ＰＷＭ制御を導入して所定の時間のホールド動作を実施する具体例を表すフローチャートである。
この場合、まず、ステップＳ２２及びＳ２３において、デューティ１００％とした駆動を時間Ｔ１の間だけ実施する。これにより、モータユニット１０の出力軸は迅速にホールド位置まで回転され、玉鎖２６０を引き上げる。しかる後、ステップＳ２４及びＳ２５において、ＰＷＭ制御によるモータ駆動が実行される。すなわち、ステップＳ２４における駆動デューティは、モータ４２がシャフトリターンスプリング５２やギアリターンスプリング５３の付勢力に対抗して小洗浄状態にバルブを開けた状態を維持できる程度の電力を与えれるものとすればよい。具体的には、例えば、ステップＳ２４における駆動デューティを８０％とすることができる。このようにすれば、ボールタップを引き上げた状態を時間Ｔ２の間ホールドしても、モータ４２の加熱を防ぐことができる。
【００６９】
またさらに、モータ４２をブレーキ制御することによりボールタップを引き上げた状態に保持するホールド動作を実行させてもよい。
図２２は、強ブレーキ制御を導入した小洗浄ホールド動作を表すフローチャートである。 すなわち、まず、ステップＳ３２及びＳ３３において、デューティ１００％とした駆動を時間Ｔ１の間実施して、モータユニット１０の出力軸をボールタップのホールド位置まで迅速に回転させる。しかる後に、ステップＳ３４及びＳ３５において、スイッチング素子Ｔｒ３またはＴｒ４をオン状態とすることにより、強い回生ブレーキ制御を実行する。すると、モータ４２は、シャフトリターンスプリング５２やギアリターンスプリング５３の付勢力に対抗したブレーキ制御により、ゆっくりと中立状態（図１７に表した状態）に戻る。従って、ロータンクの給水バルブを閉状態に維持することができ、実質的にホールド動作と同様の動作を実現できる。しかも、この場合にも、ステップＳ３４及びＳ３５の期間は、モータ４２に外部からの電力が供給されないので加熱することはない。
【００７０】
図２３は、強ブレーキ制御をデューティ制御によりボールタップのホールドを実施する具体例を表すフローチャートである。
すなわち、ステップＳ４４において強ブレーキをかける際に、スイッチング素子Ｔｒ３またはＴｒ４を図１９に例示したようにデューティ制御によりオン状態とする。デューティを適宜選択することにより、ブレーキ力を細かく制御でき、モータユニット１０の出力軸が中立状態（図１７に表した状態）に戻るまでの速度を適宜制御できる。これにより、ボールタップを引き上げた状態を保持することも可能となる。
【００７１】
図２４は、コギングトルクによる弱いブレーキ制御を導入したホールド制御を表すフローチャートである。
すなわち、ステップＳ５２及びＳ５３において、デューティ１００％とした駆動を時間Ｔ１の間実施して、モータユニット１０の出力軸をボールタップの引き上げ位置まで迅速に回転させた後、ステップＳ５４においてスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４をすべてオフ状態とし、モータ４２のコギングトルクによる弱いブレーキ制御を実行する。この場合にも、モータ４２は、シャフトリターンスプリング５２やギアリターンスプリング５３の付勢力に対抗したブレーキ制御により、ゆっくりと中立状態（図１７に表した状態）に戻る。従って、ボールタップを引き上げた状態を維持し続けることができ、実質的にホールド動作を実現できる。図２２に表した強いブレーキ制御とするか、それとも図２４に表した弱いブレーキ制御とするかは、リターンスプリング５２、５３の付勢力や、ホールド動作に必要な時間などを勘案して適宜決定することができる。
【００７２】
また、図２５は、弱いブレーキ制御をデューティ制御により実施する具体例を表すフローチャートである。すなわち、ステップＳ６４において、スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４を図１９に表したようにデューティ制御によりオフ状態とする。この場合にも、デューティを適宜選択することにより、ブレーキ力を細かく制御でき、モータユニット１０の出力軸が中立状態（図１７に表した状態）に戻るまでの速度を適宜制御できる。これにより、ボールタップのホールド動作の時間を適宜設定することが可能となる。
【００７３】
次に、本実施形態のさらなる変型例について説明する。
図２６は、本変型例におけるモータユニット１０の使用態様を例示する模式図である。 すなわち、本変型例においては、第１の出力軸７０と第２の出力軸７２に、玉鎖レバー８５、８７をそれぞれ取り付ける。そして、これら玉鎖レバー８５、８７により、玉鎖２２０、２６０をそれぞれ引き上げる。図１６に関して前述したように、第１の出力軸７０と第２の出力軸７２とは、同一方向に回転する。つまり、図１７に例示した如く、互いに反対方向に延伸するように、玉鎖レバー８５、８７を取り付けると、これら一方の先端が上昇した時には、他方の先端は降下する。つまり、これら玉鎖レバー８５、８７の先端は、図３に例示した玉鎖レバー８４の両端と同様に、相補的な動作をする。
【００７４】
従って、例えば、玉鎖レバー８５によって、図９（ａ）に例示したように排水弁２４０を引き上げた後に、玉鎖レバー８７によって、図９（ｂ）あるいは図１０（ａ）に例示したように、ボールタップを引き上げて保持することが可能となる。
【００７５】
その結果として、図１乃至図１４に関して前述した実施形態と同様に、「お掃除モード」を確実且つ容易に実施でき、使い勝手のよい便器洗浄装置及び便器洗浄システムを提供できる。
【００７６】
なお、図１５乃至図１７に関して前述した具体例の便器洗浄装置を用いた場合には、操作ハンドル１００（図１参照）を操作することによっても、「お掃除モード」を実現可能である。
すなわち、操作ハンドル１００を「大洗浄」の方向にまわして洗浄水を流した後に、反対方向に回して保持すると、ボールタップを引き上げた状態に維持できる。従って、この状態において、図１２（ａ）に例示したように、便器のボウル部の水位が低い状態に維持でき、ボウル面の清掃を確実且つ容易に実施できる。また、この際に、操作ハンドル１００を「大洗浄」とは反対の方向に回転させた状態で固定できるロック機構を設けると、使用者の両手が自由となり、使い勝手に優れる。このためには、例えば、操作ハンドル１００を回転させた状態で、その回転軸に対して平行な方向に押すことにより、あるいは引っ張ることにより、回転状態でロックできる機構などを設ければよい。
【００７７】
図２７は、温水洗浄便座から便器洗浄装置の制御を実施する便器洗浄システムを例示する模式図である。
また、図２８は、モータユニット１０と温水洗浄便座４００との接続を例示する模式図である。
【００７８】
すなわち、便器３００の上に設けられた温水洗浄便座４００の背面に接続口４０２が設けられている。そして、ロータンク２００の中に収容された便器洗浄装置１０に接続された接続コード７６は、ロータンク２００の背面に設けられた空気抜き穴２９０から引き出され、その先端の接続プラグ７８が便座４００の接続口４０２に接続される。
【００７９】
温水洗浄便座４００には、図示しない駆動部が内蔵され、例えば、ＤＣ２４ボルトの駆動信号を適宜供給することより、モータユニット１０の動作を適宜制御することができる。つまり、使用者は、温水洗浄便座４００のリモコンに付設された操作スイッチなどを操作することによって、洗浄水を便器に流したり、「お掃除モード」を実行させることができ、非常に便利である。
【００８０】
以上具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
すなわち、本発明の便器洗浄装置及び便器洗浄システムを構成する要素について当業者が設計変更を加えたものであっても、本発明の要旨を備えたものであれば、本発明の範囲に包含される。
【００８１】
例えば、モータユニット１０の外形状、サイズ、内蔵するモータやギアなどの数やそれらの減速比、あるいはこれらの配置関係などについては、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の要旨を含む限り本発明の範囲に包含される。
また、便器洗浄システムを構成する制御部、操作部やリモコンなどの形状や構造あるいはそれらの配置関係についても、当業者が適宜設計変更を加えたものも本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる便器洗浄装置を水洗便器のロータンクに取り付けた状態を例示する模式図である。
【図２】図１のロータンクの内部を上方から眺めた模式図である。
【図３】玉鎖レバーをその正面から眺めた模式図である。
【図４】ロータンクの内部構造を例示する模式図である。
【図５】通常の洗浄動作を例示する模式図である。
【図６】通常の洗浄動作を例示する模式図である。
【図７】図５及び図６に関して前述した動作に対応して水洗便器で生ずる水流を例示する模式図である。
【図８】図５及び図６に関して前述した動作に対応して水洗便器で生ずる水流を例示する模式図である。
【図９】「お掃除モード」においてロータンク２００内で実行される動作を例示する模式図である。
【図１０】「お掃除モード」においてロータンク２００内で実行される動作を例示する模式図である。
【図１１】「お掃除モード」における便器の水位の変化を表す模式図である。
【図１２】「お掃除モード」における便器の水位の変化を表す模式図である。
【図１３】「お掃除モード」における動作を例示するフローチャートである。
【図１４】本実施形態の「お掃除モード」における動作の変型例を表すフローチャートである。
【図１５】本発明の具体例の便器洗浄装置の要部を表す斜視図である。
【図１６】本発明の実施例の便器洗浄装置の内部構造を模式的に表した概念図である。
【図１７】４段目のギア４９とシャフト２２との結合断面を表す模式図である。
【図１８】モータユニット１０のモータ４２を駆動させるドライバ回路を例示する模式図である。
【図１９】ＰＷＭ制御された通電波形を例示する模式図である。
【図２０】大洗浄を実施する時のモータ４２の駆動方式を例示するフローチャートである。
【図２１】ＰＷＭ制御を導入してホールド動作を実施する具体例を表すフローチャートである。
【図２２】強ブレーキ制御を導入したホールド動作を表すフローチャートである。
【図２３】強ブレーキ制御をデューティ制御により実施する具体例を表すフローチャートである。
【図２４】コギングトルクによる弱いブレーキ制御を導入したホールド制御を表すフローチャートである。
【図２５】弱いブレーキ制御をデューティ制御により実施する具体例を表すフローチャートである。
【図２６】本発明の変型例におけるモータユニット１０の使用態様を例示する模式図である。
【図２７】温水洗浄便座から便器洗浄装置の制御を実施する便器洗浄システムを例示する模式図である。
【図２８】モータユニット１０と温水洗浄便座４００との接続を例示する模式図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０ モータユニット
２０ 螺合突出部
２２ シャフト
４０ 駆動部
４１ 筺体
４２ モータ
４３〜５１ ギア
４９Ｐ 凸部
５２、５３ ギアリターンスプリング
７０、７２ 出力軸
７１ｄ 正特性サーミスタ
７６ 接続コード
８２ シャフト
８４、８５、８７ 玉鎖レバー
１００ 操作ハンドル
２００ ロータンク
２２０ 玉鎖
２２２ フロート
２４０ 排水弁
２４２ 排水フランジ
２４４ オーバーフロー管
２６０ 玉鎖
２６２ フロート
２６４ レバー
２６６ 給水バルブ
３００ 便器
３３０ ジェット噴出口
３４０ リム通水路
３４２ リム吐水孔
３５０ ボウル部
３６０ 仕切板
３７０ 排水トラップ
５００ 制御部
５１０ リモコン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便器洗浄装置及び便器洗浄システムに関し、より詳細には、水洗便器のロータンクに取り付けて、ロータンクから水洗便器に洗浄水を自動供給可能とし、さらに便器の掃除に好適な動作も実行可能とした便器洗浄装置及び便器洗浄システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
水洗式の大便器は、臭気の発生を抑制し、清潔且つ衛生的であるために、家庭用トイレ及び公共トイレに幅広く普及している。通常の水洗式大便器は、排水管の臭気の逆流や、使用時の汚物の付着を抑制するために、ボウル部に封水を保持する構造とされている。しかし、封水の吃水線に沿ってボウル面に水垢などが付着すると、見た目にも不衛生な印象を与える。これに対して、封水の吃水線の部分を掃除するために、洗剤をかけてブラシなどでこすろうとしても、洗剤が封水に薄まってしまい、洗浄が容易でない。また、封水がブラシなどで跳ねて清掃しにくいという問題もある。
【０００３】
これに対して、便器に対して洗浄水を供給するタイミングを制御することにより、封水の水位を通常よりも下げた、いわゆる「お掃除モード」を実行可能とした水洗式大便器が開示されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平１１−３５０５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、本発明者らは、手動及び自動のいずれにても水洗便器に洗浄水を供給可能とした便器洗浄装置を開発している。この装置によれば、例えば、使用者がトイレの壁面などに設けられたリモコンのスイッチを操作することにより、便器に洗浄水を流すことができる。また、例えば、使用者が便座から立ち上がったことをセンサにより検知して、便器に自動的に洗浄水を流すことも可能である。
【０００５】
このような自動式の便器洗浄装置において、封水の水位を低い状態に維持できる「お掃除モード」の機能を付加すると、使い勝手がさらによくなり、特に、便器の清掃をする主婦などに対してユーザフレンドリな便器洗浄装置を提供できる。
【０００６】
本発明はかかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、既存の各種のロータンクに共通的に設置可能であり、封水の水位を低い状態に維持させる「お掃除モード」の動作も可能とした便器洗浄装置及び便器洗浄システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、
ボールタップと排水弁とを有するロータンクに取り付け可能な便器洗浄装置であって、
モータと、前記モータの出力を減速する減速手段と、前記減速手段からの出力軸と、を有するモータユニットと、
前記出力軸に取り付け可能とされ、第１の接続手段により前記ボールタップに接続可能とされ、第２の接続手段により前記排水弁に接続可能とされ、前記出力軸の回転動作に対応して前記ボールタップと前記排水弁とを選択的に引き上げ可能とした動力伝達部材と、
を備えたことを特徴とする便器洗浄装置が提供される。
【０００８】
上記構成によれば、既存の各種のロータンクに共通的に設置可能であり、封水の水位を低い状態に維持させる「お掃除モード」の動作も可能とした便器洗浄装置を提供することができる。
【０００９】
また、本発明の他の一態様によれば、
ボールタップと排水弁とを有するロータンクに取り付け可能な便器洗浄装置であって、
モータと、前記モータの出力を減速する減速手段と、前記減速手段からの第１の出力軸と、前記減速手段からの第２の出力軸と、を有するモータユニットと、
前記第１の出力軸に取り付け可能とされ、第１の接続手段により前記ボールタップに接続可能とされ、前記第１の出力軸の回転動作に対応して前記ボールタップを引き上げ可能とした第１の動力伝達部材と、
前記第２の出力軸に取り付け可能とされ、第２の接続手段により前記排水弁に接続可能とされ、前記第２の出力軸の回転動作に対応して前記排水弁を引き上げ可能とした第２の動力伝達部材と、
を備えたことを特徴とする便器洗浄装置が提供される。
【００１０】
上記構成によっても、既存の各種のロータンクに共通的に設置可能であり、封水の水位を低い状態に維持させる「お掃除モード」の動作も可能とした便器洗浄装置を提供することができる。
【００１１】
ここで、前記ボールタップが引き上げられる時は、前記排水弁は引き上げられず、
前記排水弁が引き上げられる時は、前記ボールタップは引き上げられないものとすれば、「サイホン現象」を生じさせた後に、ロータンクへの給水を停止して「お掃除モード」を確実且つ容易に実現できる。
【００１２】
また、前記接続手段は、玉鎖であるものとすれば、既設の各種のロータンクに容易に取り付け可能であり、且つ、引き上げのための動力を確実に伝達できる。
【００１３】
一方、本発明のさらに他の一態様によれば、上記のいずれかの便器洗浄装置と、
前記便器洗浄装置の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記排水弁を引き上げた後に、前記ボールタップを引き上げた状態を維持する動作モードを実行可能としたことを特徴とする便器洗浄システムが提供される。
【００１４】
上記構成によれば、既存の各種のロータンクに共通的に設置可能であり、封水の水位を低い状態に維持させる「お掃除モード」の動作も可能とした便器洗浄装置を提供することができる。
【００１５】
ここで、前記ボールタップを引き上げた状態を、一定の時間維持するものとすれば、便器の排水トラップの水位が低い状態を維持でき、確実且つ容易に清掃できる。
また、前記ボールタップを引き上げた状態を、使用者の指示により解除するものとすれば、使用者が望みの時間だけ清掃を実施し、しかる後に「お掃除モード」を解除でき、使い勝手に優れる。
【００１６】
また、前記ボールタップを引き上げた状態に維持するために前記モータユニットに供給される制御信号は、ＰＷＭ信号を含むものとすれば、ホールド動作が長時間に亘ってもモータの加熱などを防ぐことができる。
【００１７】
また、前記ボールタップを引き上げた状態に維持するために、前記モータユニットへの電力の供給を停止し前記モータの短絡ブレーキを発生させるものとすれば、ホールドに際してモータの加熱などを防ぐことができる。
【００１８】
また、前記ボールタップを引き上げた状態を維持した後に、前記排水弁を引き上げるものとすれば、清掃した後の廃水を清浄な洗浄水により置換でき、清潔である。
【００１９】
また、前記制御部が便座に付設されたものとすれば、独立した制御部を手洗い室の中に設置する必要がなくなり、コンパクト且つ見栄えよく、また配線の引き回しなども不要な便器洗浄システムを実現できる。
【００２０】
また、前記便座は、使用者の局部を水または温水により洗浄する局部洗浄装置も有するものとすれば、局部洗浄装置と電源部などを共有でき、同時に、局部洗浄機能も付加された高機能の自動便器システムが実現できる。
【発明の効果】
【００２１】
以上詳述したように、本発明によれば、既存の各種のロータンクに共通的に設置可能であり、便器の封水面を低い状態に維持させる動作を可能とした便器洗浄装置及び便器洗浄システムを提供できる。その結果として、ユーザは、ロータンクを買い換えることなく低コストで電動洗浄を利用でき、且つ便器の清掃も容易できるという恩恵に浴することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる便器洗浄装置を水洗便器のロータンクに取り付けた状態を例示する模式図である。
【００２３】
また、図２は、このロータンクの内部を上方から眺めた模式図である。
すなわち、便器洗浄装置のモータユニット１０はロータンク２００に取り付けられ、制御部（図示せず）と接続コード７６により接続されている。図示しない制御部は、例えば、温水洗浄便座装置（商標名「ウォシュレット」などとして普及している）などに内蔵させることが可能である。
モータユニット１０はモータを内蔵し、その動作は、例えば、リモコン５１０により制御可能とすることができる。この場合、リモコン５１０は、モータユニット１０について専用のものであってもよく、あるいは、温水洗浄便座装置のリモコンなどと兼用してもよい。
【００２４】
モータユニット１０には、シャフト８２が適宜取り付けられ、その先端に玉鎖レバー８４が取り付けられている。玉鎖レバー８４は、矢印ＡまたはＢの方向に回転することにより、玉鎖２２０、２６０を介して排水弁２４０、ボールタップをそれぞれ引き上げる。また、操作ハンドル１００を手動で回転させることによっても、玉鎖レバー８４を回転させることができる。
【００２５】
図３は、玉鎖レバーをその正面から眺めた模式図である。
すなわち、玉鎖レバー８４は、シャフト８２を中心として矢印Ａ及びＢの方向にそれぞれ回転する。玉鎖レバー８４が矢印Ａ方向に回転すると、玉鎖２２０を介して排水弁２４０が矢印Ｃの方向に引き上げられる。また、玉鎖レバー８４が矢印Ｂの方向に回転すると、玉鎖２６０を介してボールタップを矢印Ｄの方向に引き上げる。なお、玉鎖レバー８４は必ずしも対称形状とする必要はない。すなわち、シャフト８２の回転中心から玉鎖２２０の取り付け位置までの距離と、シャフト８２の回転中心から玉鎖２６０の取り付け位置までの距離と、は、それぞれに必要とされる引き上げストロークに応じてそれぞれ別々に設定することができる。
【００２６】
図４は、ロータンクの内部構造を例示する模式図である。
すなわち、ロータンク２００の底部には、玉鎖２２０により引き上げられる排水弁２４０が排水フランジ２４２と対向して設けられている。玉鎖２２０の途中にはフロート２２２が設けられ、また、排水フランジ２４２には、オーバーフロー管２４４が接続されている。排水弁２４０が開くことにより、ロータンク２００内の洗浄水ＷＬは排水フランジ２４２を介して水洗便器に排出される。一方、オーバーフロー管２４４は、その先端に開口が設けられ、ロータンク２００内の洗浄水ＷＬの水位が何らかの原因で上昇しすぎた場合に、排水フランジ２４２を介して水洗便器に放流することにより、ロータンク２００からの溢水を防止する役割を有する。ここで、図４は、ロータンク２００が満水の状態を表す。この時、ロータンク２００内に貯留された洗浄水ＷＬの水位は、通常は、オーバーフロー管２４４の先端に設けられた開口よりもやや低い位置にある。
一方、ロータンク２００の上方には、給水バルブ２６６が設けられている。給水バルブは、外部から水道などを介して供給される給水Ｐ１をロータンク内に給水Ｐ２としてロータンク内に供給する。またさらに、多くの場合、外部から供給される給水Ｐ１の一部は、給水バルブ２６６を介してオーバーフロー管２４４にも給水Ｐ３として供給されるが、この給水経路は、図面の簡略化のために図示を省略した。
給水バルブ２６６には、レバー２６４を介してフロート２６２が接続されている。ロータンク２００内に貯留される洗浄水ＷＬの水位に応じてフロート２６２の位置が変化すると、給水バルブ２６６が開閉する。図４に表したように、ロータンク２００が満水の状態においては、フロート２６２の位置に対応して給水バルブ２６６は閉状態となる。一方、ロータンク２００内の水位が低下すると、フロート２６２の位置の低下に対応して給水バルブ２６６は開状態となり、洗浄水Ｐ２、Ｐ３が供給される。なお、これら給水バルブ２６６、レバー２６４、フロート２６２を合わせて、「ボールタップ」と呼ばれる。
【００２７】
そして、本実施形態においては、図１及び図２に例示した如くモータユニット１０がロータンク２００に取り付けられ、その先端に取り付けられた玉鎖レバー８４により、排水弁２４０と、ボールタップと、がそれぞれ引き上げられる。すなわち、玉鎖レバー８４の一端が矢印Ｃの方向に回転すると、玉鎖２２０を介して排水弁２４０が引き上げられる。一方、玉鎖レバー８４の一端が矢印Ｄの方向に回転すると、玉鎖２６０を介して排水弁２４０が引き上げられる。なお、図４及びそれ以降に挙げる各図面において、玉鎖レバー８４と、排水弁２４０やボールタップと、の配置関係は、必ずしも現実の通りではない。すなわち、玉鎖レバー８４を、図４に表したように紙面に対して略平行に配置するかわりに、紙面に対して略垂直な方向に配置してもよい。また、その位置についても、図４に例示したようにロータンク２００の中心軸の付近に設けてもよく、あるいはいずれかの側面に接近させて設けてもよい。
【００２８】
また、本願明細書において、「ボールタップ」を「引き上げる」とは、フロート２６２あるいはレバー２６４の少なくともいずれかについて、その降下を抑止した状態におくことをいう。すなわち、図４に例示したように、玉鎖２６０には、所定の「たるみ」が設けられている。これは、後に詳述するように、通常の洗浄動作に際しては、ロータンク２００内の洗浄水ＷＬの水位の低下に伴い、フロート２６２も降下して給水バルブ２６６を開状態とするためである。そして、玉鎖レバー８４の一端が矢印Ｄの方向に回転した時には、玉鎖２６０の「たるみ」の量が少なくなり、ロータンク２００内の洗浄水ＷＬの水位が低下しても、フロート２６２（レバー２６４）は玉鎖２６０に引っ張られて降下しない。つまり、給水バルブ２６６の閉状態が維持される。
【００２９】
以下、本実施形態において、ロータンク２００内で実行される動作について説明する。 図５及び図６は、通常の洗浄動作を例示する模式図である。
すなわちまず、図５（ａ）に表したように、ロータンク２００が満水の状態において、モータユニット１０が動作し玉鎖レバー８４が回転することによりその一端が矢印Ｃの方向に上昇すると、玉鎖２２０を介して排水弁２４０が引き上げられる。すると、ロータンク２００内の洗浄水は排水フランジ２４２を介して排出され、洗浄水Ｓが便器に供給される。なお、この時、玉鎖２２０の引き上げ量を調節することにより、いわゆる「大洗浄」と「小洗浄」とを区別することも可能である。
すなわち、玉鎖２２０を大きく引き上げて排水弁２４０の開度を大きくした場合には、排水弁２４０の２次側（便器側）も洗浄水により満たされる。すると、排水弁の１次側と２次側とで圧力差が小さくなり、図５（ｂ）に表したように、玉鎖レバー８４を元の状態に戻しても、フロート２２２の浮力によって排水弁２４０は開状態が維持される。その結果として、ロータンク２００内の洗浄水ＷＬのほぼ大半が排出され、「大洗浄」が実施される。
【００３０】
一方、玉鎖２２０をわずかに引き上げて排水弁２４０の開度を小さくした場合には、排水弁２４０の２次側は大気圧に近い状態が維持されるため、２次側に比べて１次側の水圧のほうが高い。従って、玉鎖２２０を元に戻すと、排水弁２４０は水圧によって閉じる。つまり、玉鎖２２０を引き上げている間だけ少量の洗浄水を流すことができ、「小洗浄」が実施される。
【００３１】
そして、これらいずれの場合も、図５（ｂ）に表したように、ロータンク２００内の洗浄水ＷＬの水位が低下すると、フロート２６２が降下して給水バルブ２６６が開状態となる。つまり、給水Ｐ２、Ｐ３が供給される。なおこの時、玉鎖２６０には、所定の「たるみ」を設けてあるので、フロート２６２の降下が阻止されることはない。
【００３２】
次に、図６（ａ）に表したように、ロータンク２００内の洗浄水ＷＬの水位がさらに低下すると、排水弁２４０は閉じて、給水Ｐ２によりロータンク２００内の洗浄水ＷＬの水位が上昇し始める。なお、この状態よりも前に、玉鎖レバー８４は矢印Ｃ’の方向に回転して定常状態に戻っている。この時も、玉鎖２６０には、所定の「たるみ」を設けてあるので、フロート２６２の降下が阻止されることはない。
【００３３】
そして、図６（ｂ）に表したように、ロータンク２００内の洗浄水ＷＬの水位は上昇を続け、最終的に、図５（ａ）に表した状態になると、給水バルブ２６６が閉状態となり、給水Ｐ２、Ｐ３が停止する。なお、図６（ａ）に表した状態から図６（ｂ）に表した状態を経て図５（ａ）に表した状態になるまでの間にオーバーフロー管２４４に供給された給水Ｐ３は、そのまま便器に流され、封水の水位を通常レベルに復帰させる。
【００３４】
図７及び図８は、図５及び図６に関して前述した動作に対応して水洗便器で生ずる水流を例示する模式図である。
定常状態においては、図７（ａ）に表したように、便器３００のボウル部３５０に洗浄水が満たされた状態が維持されている。この時、洗浄水の水位は、排水管に連通する排水トラップ３７０の上端とほぼ等しい。そして、仕切板３６０により排水管とは遮断され、臭気の逆流などが阻止される。
【００３５】
この状態から、「大洗浄」が開始されると、ロータンク２００から供給された洗浄水は、図７（ｂ）に矢印Ｓ１で例示したように、リム通水路３４０を介してリム吐水孔３４２からボウル部３５０に供給される。また、図示したように、ボウル部３５０に開口したジェット噴出口３３０を設け、ロータンク２００から供給される洗浄水の一部をこのジェット噴出口３３０から矢印Ｓ２の如く放出させてもよい。
【００３６】
このように便器３００に洗浄水Ｓ１、Ｓ２を供給すると、排水トラップ３７０の堰を超えて排水管に向かう流れが生ずる。図７（ｃ）に表したように、この水流が排水トラップ３７０の上部空間を充填すると、いわゆる「サイホン現象」が生ずる。すなわち、図７（ｃ）に矢印Ｅで表したように、ボウル部３５０に貯留された洗浄水が汚物とともに一気に排水管に排出される。
【００３７】
サイホン現象が生じた後には、図８（ａ）に表したように、排水トラップ３７０を超えなかった洗浄水がボウル部３５０に戻って、その水位は、仕切板３６０の下端と同程度あるいはやや上となる。そして、洗浄水Ｓ１、Ｓ２が供給されることにより、ボウル部３５０の水位は徐々に上昇し、図８（ｂ）に表した状態を経て、図８（ｃ）に表したように、通常の水位レベルに戻る。なお、図６に関して前述したように、ロータンク２００の排水弁２４０が閉じた後は、オーバーフロー管２４４に供給される給水Ｐ３が洗浄水Ｓ１、Ｓ２として供給される。
【００３８】
以上説明したように、モータユニット１０を動作させて玉鎖レバー８４を矢印Ｃの方向に所定の時間だけ回転させると、ロータンク２００内の排水弁２４０が開いて、洗浄水を流すことができる。この一連の動作に際して、玉鎖２６０に所定の「たるみ」を設けておけば、ボールタップのフロート２６２の降下を妨害することはなく、給水バルブ２６６の開動作も円滑に生じさせることができる。
【００３９】
次に、本実施形態の便器洗浄装置により実施される「お掃除モード」の動作について、説明する。
図９及び図１０は、「お掃除モード」においてロータンク２００内で実行される動作を例示する模式図である。
すなわち、「お掃除モード」においても、まず図９（ａ）に表したように、ロータンク２００が満水の状態において、モータユニット１０が動作し玉鎖レバー８４が回転することによりその一端が矢印Ｃの方向に上昇し、玉鎖２２０を介して排水弁２４０が引き上げられる。すると、ロータンク２００内の洗浄水は排水フランジ２４２を介して排出され、洗浄水Ｓが便器に供給される。なお、この時、玉鎖２２０の引き上げ量は大きく、排水弁２４０は、「大洗浄」に相当する開度で開かれる。
【００４０】
次に、図９（ｂ）に表したように、モータユニット１０が動作し玉鎖レバー８４が回転することによりその他端が矢印Ｄの方向に上昇し、玉鎖２６０を介してボールタップが引き上げられる。つまり、フロート２６２あるいはレバー２６４を上方に引き上げることにより、これらの降下を阻止する。この結果として、洗浄水ＷＬの水位は低下するにも拘わらず、給水バルブ２６６は、閉状態に維持される。またこの時、図５（ｂ）に関して前述したように、排水弁２４０は、開いた状態を維持する。従って、ロータンク２００内の洗浄水ＷＬは、便器に排出され続ける。
【００４１】
そして、図１０（ａ）に表したように、ロータンク２００内の洗浄水ＷＬの水位が下限に達すると、排水弁２４０が閉じる。この時、ボールタップは、玉鎖２６０を介して矢印Ｄの方向に引き上げられた状態が維持されている。つまり、給水バルブ２６６は、閉状態を維持する。この状態において、便器のボウル部に貯留された洗浄水の水位は、最低のレベルまで低下し、吃水線が露出する。従って、この状態を所定の時間、維持することにより、ボウル部の掃除が可能となる。
【００４２】
図１０（ａ）の状態において所定の時間が維持したら、あるいは、使用者のスイッチ操作などにより、玉鎖レバー８４は、初期状態に戻される。すなわち、図１０（ｂ）に表したように、玉鎖レバー８４の回転により、その他端が矢印Ｄ’の方向に降下する。すると、フロート２６２及びレバー２６４の自重により、これらは降下し、給水バルブ２６６が開状態となる。その結果として、給水Ｐ２によりロータンク２００内の洗浄水ＷＬの水位が上昇する。また同時に、給水Ｐ３がオーバーフロー管２４４を介して便器に供給され、封水の水位を通常の状態まで上昇させる。この後、図４に例示したように、ロータンク２００が満水の状態になると、給水バルブ２６６が閉状態となり、給水Ｐ２、Ｐ３が停止される。
【００４３】
図１１及び図１２は、「お掃除モード」における便器の水位の変化を表す模式図である。 すなわち、排水弁２４０の開放にともない、図１１（ａ）乃至（ｃ）に表したように、便器３００において「サイホン現象」が引き起こされる。その結果として、図１２（ａ）に表したように、ボウル部３５０の水位は、下限レベル近くまで低下する。
【００４４】
ただし、この時、図１０（ａ）に関して前述したように、ボールタップが玉鎖レバー８４により引き上げられた状態にあるため、排水弁２４０が閉じると、便器３００への洗浄水の供給は停止され、図１２（ａ）に表したように水位が低い状態が維持される。
【００４５】
この状態において、ボウル部３５０に洗剤をふりかけ、ブラシなどで汚れをこすり落とすことができる。ボウル部の下半部３５０Ｃは、通常であれば、封水の吃水線よりも下にあり、洗剤を直接振りかけることができない。これに対して、本実施形態においては、この下半部３５０Ｃを露出させ、洗剤を直接ふりかけて、ブラシなどで十分に清掃できる。しかも、この時、封水が跳ねることも少ない。
【００４６】
図１０（ａ）に関して前述したように、所定の時間が経過し、あるいは使用者のスイッチ操作などによって、玉鎖レバー８４が初期状態に戻ると、ボールタップが動作して、図１２（ｂ）に表したように、便器３００に洗浄水Ｓ１、Ｓ２が供給される。なお、これら洗浄水Ｓ１、Ｓ２は、オーバーフロー管２４４を介して供給される。そして、ロータンク２００が満水になると給水が停止され、図１２（ｃ）に表したように、ボウル部３５０の水位レベルも通常の状態に戻る。
【００４７】
図１３は、以上説明した「お掃除モード」における動作を例示するフローチャートである。
すなわち、まず、ステップＳ１０１において排水弁２４０を引き上げて、便器３００に洗浄水を流し、「サイホン現象」を生じさせる。
次に、ステップＳ１０２において、ボールタップを引き上げて、給水バルブ２６６を閉状態とする。
そして、ステップＳ１０３において、この状態を所定の時間、あるいは使用者の指示があるまで保持する。
その後、ステップＳ１０４において、ボールタップを解除し、給水バルブ２６６を開状態とする。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態によれば、玉鎖レバー８４を適宜回転させてボールタップを引き上げることにより、便器３００のボウル部に残留する洗浄水の水位を最低のレベルに維持することができる。その結果として、排水トラップ３５０の清掃を確実且つ容易に実施でき、使い勝手のよい便器洗浄装置を提供できる。
【００４９】
図１４は、本実施形態の「お掃除モード」における動作の変型例を表すフローチャートである。
すなわち、本変型例においても、ステップＳ１０１乃至Ｓ１０４においては、図１３に関して前述したものと同様の動作をさせる。しかる後に、ロータンク２００が満水状態となったら、ステップＳ１０５において、排水弁を再度引き上げる。この動作により、便器３００に再び洗浄水が流し、「サイホン現象」を生じさせる。このようにすると、「お掃除モード」においてボウル部３５０に溜まっている清掃ずみの汚れた洗浄水を清浄な洗浄水により置換し、またボウル面を洗浄水で流すことにより、便器３００がさらに清浄な状態になる。
【００５０】
以下、本実施形態に用いて好適なモータユニット１０の具体例について説明する。
【００５１】
図１５は、本具体例の便器洗浄装置の要部を表す斜視図である。
すなわち、このモータユニット１０は、螺合突出部２０と、駆動部４０と、を有する。螺合突出部２０の先端には、シャフト２２が突出している。一方、駆動部４０のタンク内向面には、第１の出力軸７０と第２の出力軸７２とが設けられている。図１乃至図１４に関して前述した玉鎖レバー８４は、これら出力軸７０、７２のいずれかに取り付けることができる。
【００５２】
また、第１の出力軸７０が出力する回転トルクと、第２の出力軸７２が出力する回転トルクは、互いに異なるものとすることもできる。後に説明するように、これら第１及び第２の出力軸７０、７２を適宜使い分けることにより、排水弁２４０とボールタップとをそれぞれ引き上げることも可能である。
【００５３】
また、駆動部４０には、制御部５００との間で信号などを授受するための接続用コード７６が接続されている。
【００５４】
ロータンクの外側に突出するシャフト２２には、操作ハンドル１００（図１参照）が装着される。この操作ハンドルを手動により操作した場合にも、シャフト２２を介して手動回転トルクが出力軸７０、７２にそれぞれ伝達される。この際に、駆動部４０に内蔵されるモータのコギングトルクの付加を防ぐため、モータの動作軸に所定の空転角を与えたり、またはクラッチ機構などを付加するとよい。この点については、本発明者らが先に出願した特願２００２−２９２５０８号に記載した構成を採用することができる。
【００５５】
次に、本実施例のモータユニット１０の内部構造について具体例を挙げて説明する。
図１６は、本実施例の便器洗浄装置の内部構造を模式的に表した概念図である。なお、同図は、動力伝達関係を説明するための概念図であり、各要素の寸法や配置関係などは、必ずしも実際の通りとは限らない。
【００５６】
本実施例のモータユニット１０の内部には、駆動源であるモータ４２と、減速・伝達手段として５段のギア４３〜５１が設けられている。これらは、樹脂などからなる筺体４１の中に収容されている。４段目のギア４９の回転トルクが第１の出力軸７０に出力される。また、５段目のギア５１により、第２の出力軸７２は第１の出力軸７０と同方向に回転される。
モータ４２として、ＤＣ２４ボルトで動作するブラシ型の高速モータを用いた場合、１段目４３から４段目４９までの減速比は、およそ１／１００程度とすることができる。
【００５７】
手動入力端となるシャフト２２と、第１の出力軸７０とは直結されている。そして、シャフト２２には、シャフトリターンスプリング５２が設けられ、中立状態に付勢される。同様に、４段目のギア４６にはギアリターンスプリング５３が設けられ、中立状態に付勢される。
また、操作ハンドル１００を用いた手動操作の際にモータ４２のコギングトルクの付加を防ぐため、４段目のギア４９は、シャフト２２に対して所定の空転角をもって結合されている。
【００５８】
図１７は、４段目のギア４９とシャフト２２との結合断面を表す模式図である。すなわち、４段目のギア４９の内心にシャフト２２が配置されている。シャフト２２は、前述したように操作ハンドル１００及び第１の出力軸７０に結合されている。そして、これらシャフト２２の外面とギア４９の内面には、凸部２２Ｐ、４９Ｐがそれぞれ設けられている。図４は、中立状態を表し、この状態から矢印の方向にシャフト２２（すなわち操作ハンドル１００）を回転させた場合、その凸部２２Ｐがギア４９の凸部４９Ｐと当接するまでの範囲においては、ギア４９とは独立に回転させることができる。つまり、この範囲においては、シャフト２２は、モータ４２のコギングトルクや、ギアリターンスプリング５３の付加を受けることなく、回転させることができる。このようにして、操作ハンドル１００による手動操作を軽快に行うことができる。
【００５９】
一方、モータ４２により駆動させる際には、図１７に表した中立状態からギア４９が矢印のいずれかの方向に空転し、その凸部４９Ｐがシャフト２２の凸部２２Ｐに当接すると、シャフト２２に結合されてトルクが出力軸に伝達される。つまり、凸部４９Ｐが凸部２２Ｐに当接するまでの範囲が空転角として設けられている。
【００６０】
次に、このようなモータユニット１０を駆動させるドライバ回路について説明する。
図１８は、モータユニット１０のモータ４２を駆動させるドライバ回路を例示する模式図である。すなわち、このドライバ回路は、例えば、便器３００に設置される温水洗浄便座装置に内蔵される。
【００６１】
図１８に例示したドライバ回路は、モータ４２の回転方向及び回転量を制御するためのスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４と、過電流がモータ４２に流れることを防止するための正特性サーミスタ７１ｄと、駆動部５２０やリモコン５１０などに内蔵されるＣＰＵなどにブレーキ制御時の逆起電力などが印加されないようにするためのダイオードｄ１とｄ２、及びブレーキ制御時の電流経路を形成するためのダイオードｄ３とｄ４と、を有する。
【００６２】
例えば、モータ４２を正転させる時は、スイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ４をオン状態とし、Ｔｒ２とＴｒ３をオフ状態とし、反転させる時には、Ｔｒ１とＴｒ４をオフ状態とし、スイッチング素子Ｔｒ２とＴｒ３をオン状態とする。
一方、モータ４２に対して強いブレーキをかける場合には、スイッチング素子Ｔ３かＴｒ４のいずれかをオン状態とし他のスイッチング素子はオフ状態とする。例えば、モータ４２を所定の量だけ回転させた後に、このようにしてブレーキをかけた場合、モータユニット１０に内蔵されたギアリターンスプリング５３及びシャフトリターンスプリング５２の付勢力により、モータ４２のシャフトが回転され、図１７に表した中立位置に戻ろうとする。この時、モータ４２は発電機として作用するため、その電流誘導磁場による回生ブレーキが働く。また、ダイオードｄ１とｄ２を設けることにより、この逆起電力が制御部５００などに内蔵されるＣＰＵなどに印加されることを防止できる。
【００６３】
また一方、弱いブレーキをかける場合には、全てのスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４をオフ状態とすればよい。すなわち、この場合にはモータ４２のコギングトルクによるブレーキ作用が得られる。
【００６４】
このようにスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４を適宜オン状態とする場合、パルス幅変調方式（ＰＷＭ：pulse width modulation）によりデューティ（ｄｕｔｙ）制御することができる。
【００６５】
図１９は、ＰＷＭ制御された通電波形を例示する模式図である。
すなわち、スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４のそれぞれを駆動させる場合、図１９に例示したようなパルス状の通電波形（例えば、ＤＣ２４ボルト）により回転速度を制御することができる。例えば、正転あるいは逆転時には、周期Ｇを１ミリ秒（ＰＷＭ駆動周波数１ｋＨｚ）とし、ブレーキ時には周期Ｇを８ミリ秒（ＰＷＭ駆動周波数１２５Ｈｚ）とすることができる。ここで、「ＯＮ−ｄｕｔｙ Ｈ％」とは、１周期（Ｇミリ秒）中に占めるオン状態の期間がＨ％であることを表す。例えば、Ｇ＝１ミリ秒、Ｈ＝３０％であれば、１周期中に０．３ミリ秒（１ミリ秒×３０％）だけオン状態にあることを表す。
【００６６】
以下、動作モードに応じてモータ４２の駆動方式を適宜切り替える具体例について説明する。
図２０は、通常の「大洗浄」を実施する時のモータ４２の駆動方式を例示するフローチャートである。
すなわち、図５（ａ）あるいは図９（ａ）に関して前述したように、排水弁２４０を開く時には、モータユニット１０の出力軸を所定の方向に１秒間程度回転させればよい。この場合には、デューティを１００％としてモータ４２を駆動させることができる。この時、モータ４２には最大駆動力が与えられ、迅速に出力軸を回転させて「大洗浄」を実施することができる。
【００６７】
これに対して、図９（ｂ）及び図１０（ａ）に関して前述したように、ボールタップを一定の時間、引き上げてホールドする動作を実施する場合、デューティを１００％として連続的な駆動電流をモータ４２に供給し続けてもよいが、ホールド期間中にモータ４２が発熱する場合もあり得る。このような場合には、ＰＷＭ制御により供給電力を制御することが望ましい。
【００６８】
図２１は、ＰＷＭ制御を導入して所定の時間のホールド動作を実施する具体例を表すフローチャートである。
この場合、まず、ステップＳ２２及びＳ２３において、デューティ１００％とした駆動を時間Ｔ１の間だけ実施する。これにより、モータユニット１０の出力軸は迅速にホールド位置まで回転され、玉鎖２６０を引き上げる。しかる後、ステップＳ２４及びＳ２５において、ＰＷＭ制御によるモータ駆動が実行される。すなわち、ステップＳ２４における駆動デューティは、モータ４２がシャフトリターンスプリング５２やギアリターンスプリング５３の付勢力に対抗して小洗浄状態にバルブを開けた状態を維持できる程度の電力を与えれるものとすればよい。具体的には、例えば、ステップＳ２４における駆動デューティを８０％とすることができる。このようにすれば、ボールタップを引き上げた状態を時間Ｔ２の間ホールドしても、モータ４２の加熱を防ぐことができる。
【００６９】
またさらに、モータ４２をブレーキ制御することによりボールタップを引き上げた状態に保持するホールド動作を実行させてもよい。
図２２は、強ブレーキ制御を導入した小洗浄ホールド動作を表すフローチャートである。 すなわち、まず、ステップＳ３２及びＳ３３において、デューティ１００％とした駆動を時間Ｔ１の間実施して、モータユニット１０の出力軸をボールタップのホールド位置まで迅速に回転させる。しかる後に、ステップＳ３４及びＳ３５において、スイッチング素子Ｔｒ３またはＴｒ４をオン状態とすることにより、強い回生ブレーキ制御を実行する。すると、モータ４２は、シャフトリターンスプリング５２やギアリターンスプリング５３の付勢力に対抗したブレーキ制御により、ゆっくりと中立状態（図１７に表した状態）に戻る。従って、ロータンクの給水バルブを閉状態に維持することができ、実質的にホールド動作と同様の動作を実現できる。しかも、この場合にも、ステップＳ３４及びＳ３５の期間は、モータ４２に外部からの電力が供給されないので加熱することはない。
【００７０】
図２３は、強ブレーキ制御をデューティ制御によりボールタップのホールドを実施する具体例を表すフローチャートである。
すなわち、ステップＳ４４において強ブレーキをかける際に、スイッチング素子Ｔｒ３またはＴｒ４を図１９に例示したようにデューティ制御によりオン状態とする。デューティを適宜選択することにより、ブレーキ力を細かく制御でき、モータユニット１０の出力軸が中立状態（図１７に表した状態）に戻るまでの速度を適宜制御できる。これにより、ボールタップを引き上げた状態を保持することも可能となる。
【００７１】
図２４は、コギングトルクによる弱いブレーキ制御を導入したホールド制御を表すフローチャートである。
すなわち、ステップＳ５２及びＳ５３において、デューティ１００％とした駆動を時間Ｔ１の間実施して、モータユニット１０の出力軸をボールタップの引き上げ位置まで迅速に回転させた後、ステップＳ５４においてスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４をすべてオフ状態とし、モータ４２のコギングトルクによる弱いブレーキ制御を実行する。この場合にも、モータ４２は、シャフトリターンスプリング５２やギアリターンスプリング５３の付勢力に対抗したブレーキ制御により、ゆっくりと中立状態（図１７に表した状態）に戻る。従って、ボールタップを引き上げた状態を維持し続けることができ、実質的にホールド動作を実現できる。図２２に表した強いブレーキ制御とするか、それとも図２４に表した弱いブレーキ制御とするかは、リターンスプリング５２、５３の付勢力や、ホールド動作に必要な時間などを勘案して適宜決定することができる。
【００７２】
また、図２５は、弱いブレーキ制御をデューティ制御により実施する具体例を表すフローチャートである。すなわち、ステップＳ６４において、スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４を図１９に表したようにデューティ制御によりオフ状態とする。この場合にも、デューティを適宜選択することにより、ブレーキ力を細かく制御でき、モータユニット１０の出力軸が中立状態（図１７に表した状態）に戻るまでの速度を適宜制御できる。これにより、ボールタップのホールド動作の時間を適宜設定することが可能となる。
【００７３】
次に、本実施形態のさらなる変型例について説明する。
図２６は、本変型例におけるモータユニット１０の使用態様を例示する模式図である。 すなわち、本変型例においては、第１の出力軸７０と第２の出力軸７２に、玉鎖レバー８５、８７をそれぞれ取り付ける。そして、これら玉鎖レバー８５、８７により、玉鎖２２０、２６０をそれぞれ引き上げる。図１６に関して前述したように、第１の出力軸７０と第２の出力軸７２とは、同一方向に回転する。つまり、図１７に例示した如く、互いに反対方向に延伸するように、玉鎖レバー８５、８７を取り付けると、これら一方の先端が上昇した時には、他方の先端は降下する。つまり、これら玉鎖レバー８５、８７の先端は、図３に例示した玉鎖レバー８４の両端と同様に、相補的な動作をする。
【００７４】
従って、例えば、玉鎖レバー８５によって、図９（ａ）に例示したように排水弁２４０を引き上げた後に、玉鎖レバー８７によって、図９（ｂ）あるいは図１０（ａ）に例示したように、ボールタップを引き上げて保持することが可能となる。
【００７５】
その結果として、図１乃至図１４に関して前述した実施形態と同様に、「お掃除モード」を確実且つ容易に実施でき、使い勝手のよい便器洗浄装置及び便器洗浄システムを提供できる。
【００７６】
なお、図１５乃至図１７に関して前述した具体例の便器洗浄装置を用いた場合には、操作ハンドル１００（図１参照）を操作することによっても、「お掃除モード」を実現可能である。
すなわち、操作ハンドル１００を「大洗浄」の方向にまわして洗浄水を流した後に、反対方向に回して保持すると、ボールタップを引き上げた状態に維持できる。従って、この状態において、図１２（ａ）に例示したように、便器のボウル部の水位が低い状態に維持でき、ボウル面の清掃を確実且つ容易に実施できる。また、この際に、操作ハンドル１００を「大洗浄」とは反対の方向に回転させた状態で固定できるロック機構を設けると、使用者の両手が自由となり、使い勝手に優れる。このためには、例えば、操作ハンドル１００を回転させた状態で、その回転軸に対して平行な方向に押すことにより、あるいは引っ張ることにより、回転状態でロックできる機構などを設ければよい。
【００７７】
図２７は、温水洗浄便座から便器洗浄装置の制御を実施する便器洗浄システムを例示する模式図である。
また、図２８は、モータユニット１０と温水洗浄便座４００との接続を例示する模式図である。
【００７８】
すなわち、便器３００の上に設けられた温水洗浄便座４００の背面に接続口４０２が設けられている。そして、ロータンク２００の中に収容された便器洗浄装置１０に接続された接続コード７６は、ロータンク２００の背面に設けられた空気抜き穴２９０から引き出され、その先端の接続プラグ７８が便座４００の接続口４０２に接続される。
【００７９】
温水洗浄便座４００には、図示しない駆動部が内蔵され、例えば、ＤＣ２４ボルトの駆動信号を適宜供給することより、モータユニット１０の動作を適宜制御することができる。つまり、使用者は、温水洗浄便座４００のリモコンに付設された操作スイッチなどを操作することによって、洗浄水を便器に流したり、「お掃除モード」を実行させることができ、非常に便利である。
【００８０】
以上具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
すなわち、本発明の便器洗浄装置及び便器洗浄システムを構成する要素について当業者が設計変更を加えたものであっても、本発明の要旨を備えたものであれば、本発明の範囲に包含される。
【００８１】
例えば、モータユニット１０の外形状、サイズ、内蔵するモータやギアなどの数やそれらの減速比、あるいはこれらの配置関係などについては、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の要旨を含む限り本発明の範囲に包含される。
また、便器洗浄システムを構成する制御部、操作部やリモコンなどの形状や構造あるいはそれらの配置関係についても、当業者が適宜設計変更を加えたものも本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる便器洗浄装置を水洗便器のロータンクに取り付けた状態を例示する模式図である。
【図２】図１のロータンクの内部を上方から眺めた模式図である。
【図３】玉鎖レバーをその正面から眺めた模式図である。
【図４】ロータンクの内部構造を例示する模式図である。
【図５】通常の洗浄動作を例示する模式図である。
【図６】通常の洗浄動作を例示する模式図である。
【図７】図５及び図６に関して前述した動作に対応して水洗便器で生ずる水流を例示する模式図である。
【図８】図５及び図６に関して前述した動作に対応して水洗便器で生ずる水流を例示する模式図である。
【図９】「お掃除モード」においてロータンク２００内で実行される動作を例示する模式図である。
【図１０】「お掃除モード」においてロータンク２００内で実行される動作を例示する模式図である。
【図１１】「お掃除モード」における便器の水位の変化を表す模式図である。
【図１２】「お掃除モード」における便器の水位の変化を表す模式図である。
【図１３】「お掃除モード」における動作を例示するフローチャートである。
【図１４】本実施形態の「お掃除モード」における動作の変型例を表すフローチャートである。
【図１５】本発明の具体例の便器洗浄装置の要部を表す斜視図である。
【図１６】本発明の実施例の便器洗浄装置の内部構造を模式的に表した概念図である。
【図１７】４段目のギア４９とシャフト２２との結合断面を表す模式図である。
【図１８】モータユニット１０のモータ４２を駆動させるドライバ回路を例示する模式図である。
【図１９】ＰＷＭ制御された通電波形を例示する模式図である。
【図２０】大洗浄を実施する時のモータ４２の駆動方式を例示するフローチャートである。
【図２１】ＰＷＭ制御を導入してホールド動作を実施する具体例を表すフローチャートである。
【図２２】強ブレーキ制御を導入したホールド動作を表すフローチャートである。
【図２３】強ブレーキ制御をデューティ制御により実施する具体例を表すフローチャートである。
【図２４】コギングトルクによる弱いブレーキ制御を導入したホールド制御を表すフローチャートである。
【図２５】弱いブレーキ制御をデューティ制御により実施する具体例を表すフローチャートである。
【図２６】本発明の変型例におけるモータユニット１０の使用態様を例示する模式図である。
【図２７】温水洗浄便座から便器洗浄装置の制御を実施する便器洗浄システムを例示する模式図である。
【図２８】モータユニット１０と温水洗浄便座４００との接続を例示する模式図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０ モータユニット
２０ 螺合突出部
２２ シャフト
４０ 駆動部
４１ 筺体
４２ モータ
４３〜５１ ギア
４９Ｐ 凸部
５２、５３ ギアリターンスプリング
７０、７２ 出力軸
７１ｄ 正特性サーミスタ
７６ 接続コード
８２ シャフト
８４、８５、８７ 玉鎖レバー
１００ 操作ハンドル
２００ ロータンク
２２０ 玉鎖
２２２ フロート
２４０ 排水弁
２４２ 排水フランジ
２４４ オーバーフロー管
２６０ 玉鎖
２６２ フロート
２６４ レバー
２６６ 給水バルブ
３００ 便器
３３０ ジェット噴出口
３４０ リム通水路
３４２ リム吐水孔
３５０ ボウル部
３６０ 仕切板
３７０ 排水トラップ
５００ 制御部
５１０ リモコン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールタップと排水弁とを有するロータンクに取り付け可能な便器洗浄装置であって、
モータと、前記モータの出力を減速する減速手段と、前記減速手段からの出力軸と、を有するモータユニットと、
前記出力軸に取り付け可能とされ、第１の接続手段により前記ボールタップに接続可能とされ、第２の接続手段により前記排水弁に接続可能とされ、前記出力軸の回転動作に対応して前記ボールタップと前記排水弁とを選択的に引き上げ可能とした動力伝達部材と、
を備えたことを特徴とする便器洗浄装置。
【請求項２】
ボールタップと排水弁とを有するロータンクに取り付け可能な便器洗浄装置であって、
モータと、前記モータの出力を減速する減速手段と、前記減速手段からの第１の出力軸と、前記減速手段からの第２の出力軸と、を有するモータユニットと、
前記第１の出力軸に取り付け可能とされ、第１の接続手段により前記ボールタップに接続可能とされ、前記第１の出力軸の回転動作に対応して前記ボールタップを引き上げ可能とした第１の動力伝達部材と、
前記第２の出力軸に取り付け可能とされ、第２の接続手段により前記排水弁に接続可能とされ、前記第２の出力軸の回転動作に対応して前記排水弁を引き上げ可能とした第２の動力伝達部材と、
を備えたことを特徴とする便器洗浄装置。
【請求項３】
前記ボールタップが引き上げられる時は、前記排水弁は引き上げられず、
前記排水弁が引き上げられる時は、前記ボールタップは引き上げられないことを特徴とする請求項１または２に記載の便器洗浄装置。
【請求項４】
前記接続手段は、玉鎖であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の便器洗浄装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の便器洗浄装置と、
前記便器洗浄装置の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記排水弁を引き上げた後に、前記ボールタップを引き上げた状態を維持可能としたことを特徴とする便器洗浄システム。
【請求項６】
前記ボールタップを引き上げた状態を、一定の時間維持することを特徴とする請求項５記載の便器洗浄システム。
【請求項７】
前記ボールタップを引き上げた状態を、使用者の指示により解除することを特徴とする請求項５記載の便器洗浄システム。
【請求項８】
前記ボールタップを引き上げた状態に維持するために前記モータユニットに供給される制御信号は、ＰＷＭ信号を含むことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の便器洗浄システム。
【請求項９】
前記ボールタップを引き上げた状態に維持するために、前記モータユニットへの電力の供給を停止し前記モータの短絡ブレーキを発生させることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の便器洗浄システム。
【請求項１０】
前記ボールタップを引き上げた状態を維持した後に、前記排水弁を引き上げることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１つに記載の便器洗浄システム。
【請求項１１】
前記制御部が便座に付設されたことを特徴とする請求項５〜１０のいずれか１つに記載の便器洗浄システム。
【請求項１】
ボールタップと排水弁とを有するロータンクに取り付け可能な便器洗浄装置であって、
モータと、前記モータの出力を減速する減速手段と、前記減速手段からの出力軸と、を有するモータユニットと、
前記出力軸に取り付け可能とされ、第１の接続手段により前記ボールタップに接続可能とされ、第２の接続手段により前記排水弁に接続可能とされ、前記出力軸の回転動作に対応して前記ボールタップと前記排水弁とを選択的に引き上げ可能とした動力伝達部材と、
を備えたことを特徴とする便器洗浄装置。
【請求項２】
ボールタップと排水弁とを有するロータンクに取り付け可能な便器洗浄装置であって、
モータと、前記モータの出力を減速する減速手段と、前記減速手段からの第１の出力軸と、前記減速手段からの第２の出力軸と、を有するモータユニットと、
前記第１の出力軸に取り付け可能とされ、第１の接続手段により前記ボールタップに接続可能とされ、前記第１の出力軸の回転動作に対応して前記ボールタップを引き上げ可能とした第１の動力伝達部材と、
前記第２の出力軸に取り付け可能とされ、第２の接続手段により前記排水弁に接続可能とされ、前記第２の出力軸の回転動作に対応して前記排水弁を引き上げ可能とした第２の動力伝達部材と、
を備えたことを特徴とする便器洗浄装置。
【請求項３】
前記ボールタップが引き上げられる時は、前記排水弁は引き上げられず、
前記排水弁が引き上げられる時は、前記ボールタップは引き上げられないことを特徴とする請求項１または２に記載の便器洗浄装置。
【請求項４】
前記接続手段は、玉鎖であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の便器洗浄装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の便器洗浄装置と、
前記便器洗浄装置の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記排水弁を引き上げた後に、前記ボールタップを引き上げた状態を維持可能としたことを特徴とする便器洗浄システム。
【請求項６】
前記ボールタップを引き上げた状態を、一定の時間維持することを特徴とする請求項５記載の便器洗浄システム。
【請求項７】
前記ボールタップを引き上げた状態を、使用者の指示により解除することを特徴とする請求項５記載の便器洗浄システム。
【請求項８】
前記ボールタップを引き上げた状態に維持するために前記モータユニットに供給される制御信号は、ＰＷＭ信号を含むことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の便器洗浄システム。
【請求項９】
前記ボールタップを引き上げた状態に維持するために、前記モータユニットへの電力の供給を停止し前記モータの短絡ブレーキを発生させることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の便器洗浄システム。
【請求項１０】
前記ボールタップを引き上げた状態を維持した後に、前記排水弁を引き上げることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１つに記載の便器洗浄システム。
【請求項１１】
前記制御部が便座に付設されたことを特徴とする請求項５〜１０のいずれか１つに記載の便器洗浄システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２００６−１６１２８５（Ｐ２００６−１６１２８５Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３５００５８（Ｐ２００４−３５００５８）
【出願日】平成１６年１２月２日（２００４．１２．２）
【出願人】（００００１００８７）東陶機器株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２日（２００４．１２．２）
【出願人】（００００１００８７）東陶機器株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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