説明

便器装置

【課題】トラップ筒の先端を下降・上昇させた後、停止状態に移行する間に、トラップ筒が駆動モータによらず制動力が掛からない状態で移動し、また、高電圧部とグランドとが短絡されない便器装置を提供する。
【解決手段】駆動モータMの正転・逆転によりトラップ筒の先端の下降・上昇を行う便器装置である。トラップ筒の駆動手段は、直流駆動モータMと、Hブリッジ回路からなる電流切り替え手段とを備える。トラップ筒の先端を下降させる場合、PdwとNdwをオン、PupとNupをオフにする。トラップ筒の先端を上昇させる場合、PdwとNdwをオフ、PupとNupをオンにする。ラップ筒の先端を停止させておく場合、NupとNdwをオン、PupとPdwをオフにする。トラップ筒の先端が下降・上昇状態から停止状態へと移行する途中に、PupとPdwをオフ、NupとNdwの一方をオフ、他方をオンにするフリーランの工程を設ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トラップ筒が可動となったいわゆるターントラップ式の便器装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、ボウルの底部の排水口から連出されて先端の自由端部が上下回動可能に支持されたトラップ筒を備えた、いわゆるターントラップ式の便器が使用されている(例えば特許文献1参照)。トラップ筒は、回動駆動手段としての駆動モータが正転することで先端が下降し、駆動モータが逆転することで先端が上昇する。そして、図4(a)に示すように、トラップ筒2の先端が上昇して開口が上向きとなった状態で封水を行うと共に、図4(c)に示すように、トラップ筒2の先端が下降して開口が下向きとなった状態で、汚物が排出される。
【特許文献1】特開平10−237931号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ターントラップ式の便器は、上述したように駆動モータを正転または逆転させるため、駆動モータを直流モータで構成し、電流切り替え手段により駆動モータを流れる電流の方向を切り替えて、正転および逆転を行うものであった。電流切り替え手段としては、従来は図6に示すように、駆動モータMの両端子にリレーRをそれぞれ設け、両リレーRを切り替えることで正転および逆転を行うものであった。
【0004】
この従来のリレーRを設けたものにあっては、(1)リレーRの接点が摩耗するため交換が必要となる、(2)停電時に手動でトラップ筒2を上昇・下降させる際、リレーRの接点を切り離さなければ逆起電圧が発生して重い、(3)制御部の基板上にリレーRを設けるスペースが必要となり大型化してしまう、といった問題があるため、リレーRの代わりにMOSFETを設けた回路が使用されるに至った。
【0005】
これは、図2に示すように、電力供給手段の高電圧部VとグランドGとの間に、P−chMOSFETとN−chMOSFETとを直列に設けた配線を並設し、P−chMOSFETとN−chMOSFETの間同士を接続して駆動モータMを設けてHブリッジ回路を構成したものである。そして、駆動モータMを正転させてトラップ筒2の先端を下降させる場合には、図2(b)に示すように、一方の配線のP−chMOSFET(図2中のPdw)と他方の配線のN−chMOSFET(図2のNdw)とをオンにすると共に他方の配線のP−chMOSFET(図2中のPup)と一方の配線のN−chMOSFET(図2中のNup)とをオフにし、駆動モータMを逆転させてトラップ筒2の先端を上昇させる場合には、図2(a)に示すように、PdwとNdwとをオフにすると共にPupとNupとをオンにするものである。
【0006】
また、トラップ筒2の先端を上端位置または下端位置で停止させておく場合には、図3(a)に示すように、NupとNdwをオンにすると共にPupとPdwをオフにして、Nupと駆動モータMとNdwとグランドGとで閉回路を形成して駆動モータMを外力に対する抵抗として利用することで、停止状態を保持するものである。
【0007】
上記Hブリッジ回路を用いたものにあっては、トラップ筒2の先端を上昇または下降させて上端位置または下端位置に到達した後、停止状態を保持させる場合、図2(a)または図2(b)に示す状態の後、図3(a)に示す状態に移行する。
【0008】
しかしながらこの場合、トラップ筒2が急激に制動されて大きな負荷が掛かって、トラップ筒2の可動部等の劣化が促進されてしまい、また更に、P−chMOSFET(すなわちPupまたはPdw)のターンオフ遅れにより、高電圧部VとグランドGとが短絡されてしまう、といった問題があるものであった。
【0009】
これを回避すべく、図3(b)に示すように全てのMOSFET(Pup、Pdw、Nup、Ndw)をオフにすると、駆動モータMを流れる電流が無くなって逆起電圧により大きなエネルギーが発生してしまい、回路の要素に大きな負荷が掛かって破損する惧れがあった。
【0010】
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、トラップ筒の先端を下降または上昇させた後、停止状態に移行するまでの間に、トラップ筒が駆動モータの駆動力によらず制動力が掛からない状態で移動し、また、高電圧部とグランドとが短絡されてしまうことのない便器装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前記課題を解決するために本発明に係る便器装置3は、ボウル1の底部の排水口11から連出されて先端の自由端部が上下回動可能に支持されたトラップ筒2を備え、回動駆動手段の駆動モータMの正転または逆転により前記トラップ筒2の先端が下降または上昇する便器装置3であって、回動駆動手段は、直流モータである駆動モータMと、駆動モータMに直流を供給する電力供給手段と、駆動モータMを流れる電流の向きを切り替えるための電流切り替え手段と、で構成され、電流切り替え手段は、電力供給手段の高電圧部VとグランドGとの間に、高電圧部V側からP−chMOSFETとN−chMOSFETとを直列に設けた配線を並設すると共に、両配線のP−chMOSFETとN−chMOSFETの間の部分を接続してその途中に駆動モータMを設けて構成され、駆動モータMを正転させてトラップ筒2の先端を下降させる場合には、一方の配線のP−chMOSFET(Pdwとする)と他方の配線のN−chMOSFET(Ndwとする)とをオンにすると共に他方の配線のP−chMOSFET(Pupとする)と一方の配線のN−chMOSFET(Nupとする)とをオフにし、駆動モータMを逆転させてトラップ筒2の先端を上昇させる場合には、PdwとNdwとをオフにすると共にPupとNupとをオンにし、トラップ筒2の先端を上端位置または下端位置で停止させておく場合には、NupとNdwをオンにすると共にPupとPdwをオフにするように制御する便器装置3において、トラップ筒2の先端が下降または上昇している状態から停止状態へと移行する途中に、PupとPdwをオフにすると共に、NupとNdwのうちの一方をオフにし他方をオンにするフリーランの工程を設けて成ることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、フリーランの工程を設けたことで、急に大きな制動力が掛かるのを防止すると共に、P−chMOSFETをターンオフすべくゲート電圧を切り替えてからフリーランの工程中にターンオフを完了させることで、一方または他方の同じ配線のP−chMOSFETとN−chMOSFETとが同時にオンとなって、高電圧部とグランドとが短絡されるのを防止することができ、更に、回路の要素に大きな負荷が掛かるのが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。まず、便器装置3の全体について図4に基づいて説明する。
【0014】
便器装置3はボウル1を洗浄水で洗浄するための便器洗浄手段を備えた水洗便器である。便器装置3の後部の内部にターントラップブロック4を内装してあり、便器装置3の後部のターントラップブロック4を配設した部分の上方位置には便器制御部ケース5を設けてあり、さらに便器装置3には洗浄水を供給するために洗浄水の供給路6を設けてあって、この供給路6の一端が水道管のような水供給管に接続してある。
【0015】
ターントラップブロック4のケース(図示せず)内には変形性を有する材料で筒状に形成したトラップ筒2を配置してあり、トラップ筒2の一端をボウル1の底部の排水口11に接続してあり、このトラップ筒2の排水口11と反対側の自由端側の端部は上下に回動可能になっている。ターントラップブロック4のケースには回動アーム41を回動自在に配置してあり、回動駆動手段としての駆動モータの回動軸が回動アーム41の一端に連結してあり、回動アーム41の自由端である他端がトラップ筒2の先端のリング(図示せず)に連結してある。そして駆動モータで回動軸を回動駆動すると、トラップ筒2が回動アーム41、リングを介して回動してトラップ筒2の自由端側の端部が上向きになったり、下向きになったりするようになっている。
【0016】
また便器制御部ケース5内には上記供給路6を開閉する洗浄弁(図示せず)を設けてあると共に便器装置3の各種制御をする制御部を設けてある。ボウル1の上端の周縁にはリム12を設けてあり、このリム12には複数の噴水穴を穿孔してあり、洗浄弁を開いて供給路6に水を供給したときリム12を介して噴水穴からボウル1に洗浄水を噴出するようになっている。便器装置3のボウル1の上には便座71と便蓋72を配置してあり、便座71や便蓋72の前端を回動自在に連結してあり、便座71や便蓋72が起倒自在になっている。
【0017】
上記のような便器装置3でボウル1の洗浄を行う場合は次のように動作する。図4(a)はボウル1の洗浄を開始するときの状態を示し、トラップ筒2の先端が上を向くように回動しており、ボウル1内に高い水位で洗浄水が保持されている。そして洗浄を開始したときには洗浄弁が開かれて供給路6から給水されてボウル1に洗浄水が噴出される。そしてトラップ筒2の先端が上を向いた状態からトラップ筒2の先端が下を向くように回動駆動され(以下「下降する」という)、図4(b)(c)に示すようにトラップ筒2の先端が下降して、トラップ筒2からボウル1内の水が一気に排水される。ボウル1内の水を一気に排水した後にトラップ筒2の先端が上に向くように回動駆動され(以下「上昇する」という)、ボウル1内が高い水位になるように洗浄水が保持され、次の使用に備えられる。上記のように洗浄されるのであるが、大便後に洗浄する場合は、大洗浄ボタンをオンすることにより洗浄弁が開かれて洗浄水が供給される時間が長い。また小便後に洗浄する場合は、小洗浄ボタンをオンすることにより洗浄弁が開かれて洗浄水が供給される時間が短い。
【0018】
上記のように便器装置3が構成されているが、本発明では男子小用時や便器掃除時にはボウル1内の洗浄水の水位が低くなるように制御部で制御するようになっている。つまり、男子小用のためや便器掃除のために便座71を起立させた時にトラップ筒2の先端の高さが図4(a)の上端位置より若干低い位置に下げてボウル1内の洗浄水の水位を低い位置に保つことができるようになっている。
【0019】
ターントラップは、駆動モータを駆動して、その出力軸により回動アーム41を一方向に回転させることで(以下、この方向の回転を正転というものとする)、トラップ筒2を下降させると共に、駆動モータを前記正転とは反対の方向への回転させることで(以下、この方向の回転を逆転というものとする)、トラップ筒2の先端を上昇させる。以下に、ターントラップを駆動する回動駆動手段について説明する。
【0020】
回動駆動手段は、駆動モータと、駆動モータに直流を供給する電力供給手段と、駆動モータを流れる電流の向きを切り替えるための電流切り替え手段と、で構成される。
【0021】
駆動モータには、直流モータが用いられると共に、電流切り替え手段には、いわゆるHブリッジ回路が用いられる。
【0022】
Hブリッジ回路は、図1の回路図に示すように、電力供給手段の高電圧部VとグランドGとの間に、ハイサイド側(すなわち高電圧部V側)にP−chMOSFET、ローサイド側(すなわちグランドG側)にN−chMOSFETを直列に設けた配線を並設し、両配線のP−chMOSFETとN−chMOSFETの間同士を接続して駆動モータMを設けて構成される。便宜上、図1乃至図3に示すように、一方の配線のP−chMOSFETをPdwとし、一方の配線のN−chMOSFETをNupとし、他方の配線のP−chMOSFETをPupとし、他方の配線のN−chMOSFETをNdwとする。また、Hブリッジ回路の各MOSFETの部分には、各MOSFETをバイパスして、ローサイド側からハイサイド側へと電流を流すダイオードが並設されている。そして上記制御部により各MOSFETのゲート電圧が制御され、各MOSFETのオン及びオフの制御が行われる。
【0023】
上記回動駆動手段での基本的な動作について説明する。
【0024】
まず、トラップ筒2を下降させる時には、図2(b)に示すように、制御部によりPdwとNdwをオンにすると共にPupとNupをオフにして、電流iを高電圧部Vから、Pdw、駆動モータM、Ndwを順に通ってグランドGに流すことで、駆動モータMを正転させる。
【0025】
また、トラップ筒2の先端を上昇させる時には、図2(a)に示すように、制御部によりPupとNupをオンにすると共にPdwとNdwをオフにして、電流iを高電圧部Vから、Pup、駆動モータM、Nupを順に通ってグランドGに流すことで、駆動モータMを逆転させる。
【0026】
また、トラップ筒2を上端位置または下端位置で停止させておく場合には、図3(a)に示すように、制御部によりNupとNdwをオンにすると共にPupとPdwをオフにして、Nupと駆動モータMとNdwとで閉回路を形成して駆動モータMを外力に対する抵抗として利用することで、停止状態を保持するものである。
【0027】
ところで、上記のようにトラップ筒2の先端を下降または上昇させた後、直ちに停止状態に移行すると、トラップ筒2が急激に制動されて大きな負荷が掛かってしまい、劣化が促進されてしまう。また更に、PupまたはPdwのターンオフ遅れにより、PupまたはPdwがオンのままNupまたはNdwがターンオンして、PupとNupとが同時にオンとなったりPdwとNdwとが同時にオンとなったりして、高電圧部VとグランドGとが短絡されてしまう。そこで、本発明においては、トラップ筒2の先端を下降または上昇させた後、停止状態に移行するまでの間に、トラップ筒2が駆動モータMの駆動力によらず制動力が掛からない状態で移動すると共に、高電圧部VとグランドGとが短絡されないフリーランを行う工程を設けている。
【0028】
フリーランの工程においては、制御部によりPupとPdwをオフにすると共に、NupまたはNdwの一方をオフにし他方をオンにするものである。さらに詳述すると、トラップ筒2を下降させた後にフリーランを行う場合には、下降中にPdwとNdwとがオン、PupとNupとがオフとなっていたのを、PdwをターンオフしてNdwのみをオンのままにし、また、トラップ筒2の先端を上昇させた後にフリーランを行う場合には、上昇中にPupとNupとがオン、PdwとNdwとがオフとなっていたのを、図1に示すように、PupをターンオフしてNupのみをオンのままにするものである。
【0029】
このようにフリーランの工程を設けたことで、駆動モータMが抵抗となって急に大きな制動力が掛かるのを防止すると共に、PupまたはPdwをターンオフすべくゲート電圧を切り替えてからフリーランの工程中にターンオフを完了させることで、停止状態に移行した際にPupとNupとが同時にオンとなったりまたはPdwとNdwとが同時にオンとなって、高電圧部VとグランドGとが短絡されるのを防止することができる。
【0030】
ここで、フリーランの時に、図3(b)に示すように全てのMOSFET(Pup、Pdw、Nup、Ndw)をオフにすることも考えられるが、トラップ筒2は駆動モータMの駆動力によらず且つ制動力が掛からずに移動することができるものの、駆動モータMを流れる電流が無くなって逆起電圧により大きなエネルギーが発生してしまい、回路の要素に大きな負荷が掛かって好ましくない。そこで上記本発明のようにNupまたはNdwの一方をオフにし他方をオンすることで、オンとなった方のNupまたはNdwと、駆動モータMと、オフとなった方のNdwまたはNupに並設されるダイオードと、で閉回路が形成されて回生電流i’が流れ、駆動モータMでの大きな逆起電圧の発生を抑えることができ、回路の要素に大きな負荷が掛かるのを防止することができる。
【0031】
以下に、トラップ筒2の先端の動作の一例について図5のタイムチャートに基づいて説明する。
【0032】
まず、時間t=tの時点では、図4(a)に示すようにトラップ筒2の先端は上を向いた状態を保持しており、この時のHブリッジ回路は、図3(a)に示すようにNupとNdwをオンにすると共にPupとPdwをオフにしている。
【0033】
また図示しないが、トラップ筒2の先端が上端位置にあるか下端位置にあるかを検知する上端位置検知手段と下端位置検知手段とが設けてある。これは、トラップ筒2に該トラップ筒2と共に移動するリミットドッグを設け、トラップ筒2の先端が上端位置と下端位置とに位置する時にリミットドッグが位置する箇所にそれぞれ上端位置検知用と下端位置検知用のフォトインタラプタを設けておき、各フォトインタラプタがリミットドッグを検知することでトラップ筒2の先端が上端位置にある場合と下端位置にある場合とを検知することが可能となっている。
【0034】
時間t=tでトラップ筒2の先端の下降の指令がなされ、下降の一連の動作が開始する。そして所定時間Tの間、短絡防止の工程が実行される。この短絡防止の工程では、図3(b)に示すように全てのMOSFET(Pup、Pdw、Nup、Ndw)をオフにしている。
【0035】
所定時間Tの経過後、時間t=tで、図2(b)に示すようにPupとNupをオフにしたままPdwとNdwをオンにして、トラップ筒2の先端が下降する。
【0036】
時間t=tで、下端位置検知手段がONとなり、所定時間Tの経過後の時間t=tで、図1に示すようにPdwをターンオフしてNdwのみをオンのままにし、所定時間Tの間フリーランを行う。
【0037】
その後、時間t=tで、NupとNdwをオンにすると共にPupとPdwをオフにして停止状態を保持し、所定時間T経過後、下降の一連の動作が完了する。
【0038】
その後、所定時間Tの間下端位置を保持した後、時間t=tで、上昇の一連の動作が開始される。
【0039】
そして、所定時間Tの間、上述した短絡防止の工程が実行され、時間t=tで、PdwとNdwをオフにしたままPupとNupをオンにして、トラップ筒2の先端の下降がなされる。
【0040】
時間t=tで、上端位置検知手段がONとなり、所定時間Tの経過後の時間t=tで、PupをターンオフしてNupのみをオンのままにし、所定時間Tの間フリーランを行う。
【0041】
その後、時間t=t10で、NupとNdwをオンにすると共にPupとPdwをオフにして停止状態を保持し、所定時間T経過後、上昇の一連の動作が完了する。
【0042】
上記の例では、全てのMOSFETをオフにする短絡防止の工程を実行して、PupやPdwのターンオフ遅れによりPupとNupとが同時にオンとなったりPdwとNdwとが同時にオンとなって高電圧部VとグランドGとが短絡されるるのを防止しているが、フリーランの工程においてももちろん短絡防止が為されている。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】本発明の一実施形態の電流切り替え手段のフリーラン時の回路状態を説明する回路図である。
【図2】(a)はトラップ筒の先端の下降時の回路状態を説明する回路図であり、(b)はトラップ筒の先端の上昇時の回路状態を説明する回路図である。
【図3】(a)はトラップ筒の先端の上端位置または下端位置での保持時の回路状態を説明する回路図であり、(b)は短絡防止時の回路状態を説明する回路図である。
【図4】(a)(b)(c)はトラップ筒の動作を説明するための便器装置の側断面である。
【図5】トラップ筒の先端の動作の一例のタイムチャートである。
【図6】従来の便器装置の電流切り替え手段の回路図である。
【符号の説明】
【0044】
1 ボウル
11 排水口
12 リム
2 トラップ筒
3 便器装置
4 ターントラップブロック
41 回動アーム
5 便器制御部ケース
6 供給路
71 便座
72 便蓋
M 駆動モータ
V 高電圧部
G グランド

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ボウルの底部の排水口から連出されて先端の自由端部が上下回動可能に支持されたトラップ筒を備え、回動駆動手段の駆動モータの正転または逆転により前記トラップ筒の先端が下降または上昇する便器装置であって、回動駆動手段は、直流モータである駆動モータと、駆動モータに直流を供給する電力供給手段と、駆動モータを流れる電流の向きを切り替えるための電流切り替え手段と、で構成され、電流切り替え手段は、電力供給手段の高電圧部とグランドとの間に、高電圧部側からP−chMOSFETとN−chMOSFETとを直列に設けた配線を並設すると共に、両配線のP−chMOSFETとN−chMOSFETの間の部分を接続してその途中に駆動モータを設けて構成され、駆動モータを正転させてトラップ筒の先端を下降させる場合には、一方の配線のP−chMOSFETと他方の配線のN−chMOSFETとをオンにすると共に他方の配線のP−chMOSFETと一方の配線のN−chMOSFETとをオフにし、駆動モータを逆転させてトラップ筒の先端を上昇させる場合には、一方の配線のP−chMOSFETと他方の配線のN−chMOSFETとをオフにすると共に他方の配線のP−chMOSFETと一方の配線のN−chMOSFETとをオンにし、トラップ筒の先端を上端位置または下端位置で停止させておく場合には、両方の配線のN−chMOSFETをオンにすると共に両方の配線のP−chMOSFETをオフにするように制御する便器装置において、トラップ筒の先端が下降または上昇している状態から停止状態へと移行する途中に、両方の配線のP−chMOSFETをオフにすると共に両方の配線のN−chMOSFETのうちの一方をオフにし他方をオンにするフリーランの工程を設けて成ることを特徴とする便器装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2010−7314(P2010−7314A)
【公開日】平成22年1月14日(2010.1.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−166225(P2008−166225)
【出願日】平成20年6月25日(2008.6.25)
【出願人】(000005832)パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Fターム(参考)】