便座又は便蓋の電動開閉装置
【課題】 電動開閉装置の開端位置を正確に記憶して、全開位置まで開放させることができる便座・便蓋の電動開閉装置を得る。
【解決手段】 便蓋を電動で開いたとき（Ｓ１０）に、ロータンクに当って停止した位置を停止位置として記憶する（Ｓ１１）。そして、停止位置記憶動作の回数をカウントするチェックフラッグを「＋１」する（Ｓ１２）。そのときに、記憶した最新の停止位置と前回の電動開時に記憶した停止位置との比較を行い（Ｓ１３）、停止位置が異なる場合にはチェックフラッグを「０」に設定して（Ｓ１４）、電動開動作に戻る。比較（Ｓ１３）の際、最新の停止位置が前回の停止位置を同じ場合には、チェックフラッグがＮ回に達しているかどうかを確認し（Ｓ１５）、チェックフラッグがＮ回に達していれば、最新の停止位置を開端位置として制御手段の制御値を設定する（Ｓ１６）。この行程をチェックフラッグがＮ回に達するまで繰り返し行う。
【解決手段】 便蓋を電動で開いたとき（Ｓ１０）に、ロータンクに当って停止した位置を停止位置として記憶する（Ｓ１１）。そして、停止位置記憶動作の回数をカウントするチェックフラッグを「＋１」する（Ｓ１２）。そのときに、記憶した最新の停止位置と前回の電動開時に記憶した停止位置との比較を行い（Ｓ１３）、停止位置が異なる場合にはチェックフラッグを「０」に設定して（Ｓ１４）、電動開動作に戻る。比較（Ｓ１３）の際、最新の停止位置が前回の停止位置を同じ場合には、チェックフラッグがＮ回に達しているかどうかを確認し（Ｓ１５）、チェックフラッグがＮ回に達していれば、最新の停止位置を開端位置として制御手段の制御値を設定する（Ｓ１６）。この行程をチェックフラッグがＮ回に達するまで繰り返し行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は洋式便器における便座又は便蓋を電動開閉する電動開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の便座及び便蓋の電動開閉装置においては、便座及び便蓋が回転運動のない状態となったときに、駆動モータを停止するような制御を行っていた。しかし、このような電動開閉装置は、回転動が無くなるまで駆動モータに負荷がかかるので、便座及び便蓋が停止位置に達した際にロータンクと便蓋及び便座が衝突し大きな音が発生していた。また、その衝突の際、ロータンクに衝突した便蓋に傷が付いてしまうという問題もあった。
そこで、本出願人は、そのような問題点を解消するために、特許文献１の発明をなすに至った。特許文献１の発明は、便蓋及び便座を最初に電動で開いたときにロータンク等に衝突した位置（開き角度）を開端位置として記憶し、次回以降の電動開動作においては、その開端位置を電動開時の停止位置として駆動モータの動作を制御するものである。（図２８参照）
【特許文献１】特開２００４−１８０６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１の発明では、電動開閉装置への電源投入後に、最初に便座及び便蓋を開いたときに停止した位置を開端位置として記憶するので、ロータンクと便蓋との間に手や工具などの異物が挟まったときには、便蓋が途中までしか開いていないのに、その位置を開端位置だと誤認したまま位置の記憶をするので、その後の便蓋が全開しないという問題があった。
そこで、本発明では、電動開閉装置の開端位置を正確に記憶して、全開位置まで開放させることができる便座・便蓋の電動開閉装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本出願の第一の発明は、モータと、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、前記モータの駆動力を前記回転軸に伝達する減速歯車列と、前記便座又は便蓋の位置検知手段と、前記便座又は便蓋が設定された開端位置に停止するよう前記モータの動作を制御してなる制御手段を備えた便座又は便蓋の電動開閉装置において、前記位置検知手段により検知した便座又は便蓋の停止位置を前記制御手段に記憶させ、前記制御手段に記憶された停止位置が複数回連続して同じ場合に、当該位置を前記開端位置として設定することを特徴とする。
【０００５】
また、上記目的を達成するために、本出願の第二の発明は、モータと、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、前記モータの駆動力を前記回転軸に伝達する減速歯車列と、前記便座又は便蓋の位置検知手段と、前記便座又は便蓋が設定された開端位置に停止するよう前記モータの動作を制御してなる制御手段を備えた便座又は便蓋の電動開閉装置において、前記便座又は便蓋の停止位置を前記制御手段に記憶する電動開動作を複数回実行して、複数回の電動開動作ごとに記憶された停止位置から便座又は便蓋の電動開時の開端位置を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
電動開時に便蓋とロータンクの間に工具や人の手などの障害物があったり、あるいは電動開動作を途中で手で止めたりしても、そのときの停止位置を開端位置としてただちに設定ことがないので、電動開閉動作の停止位置を的確に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の最良の実施形態について説明する。
本発明の便座又は便蓋の電動開閉装置は、図１５のブロック図に示すように、モータ３２と、便座又は便蓋と共に回転する回転軸４０と、モータ３２の駆動力を回転軸４０に伝達する減速歯車列と、便座又は便蓋の位置検知手段（エリア検出回路７１、回転検出回路７０、磁石３４ｃ等）と、便座又は便蓋が設定された開端位置に停止するようモータ３２の動作を制御してなる制御手段（メインＣＰＵ、ドライブ回路１５０）を備えている。
図１〜図３は、便蓋がロータンク等に衝突する直前となる位置で停止するようにモータの駆動を制御する電動開閉装置について、モータの駆動停止させる開端位置を定めるためのフローチャートである。（いうまでも無いが、便座の電動開閉装置についても、適用可能である。）
【０００８】
まず、本発明の第一の実施の形態を、図１に基づいて説明する。
このフローは、便座装置の電源を投入したときに開始する。便蓋を電動で開いたとき（Ｓ１０）に、便蓋が障害物に当って停止した位置を停止位置として記憶する（Ｓ１１）。そして、停止位置記憶動作の回数をカウントするチェックフラッグを「＋１」する（Ｓ１２）。そのときに、記憶した最新の停止位置と前回の電動開時に記憶した停止位置との比較を行い（Ｓ１３）、両停止位置が異なる場合にはチェックフラッグを「０」に設定して（Ｓ１４）、電動開動作に戻る。停止位置の比較（Ｓ１３）において、最新の停止位置が前回の停止位置を同じ場合には、チェックフラッグがＮ回（例えば、３回）に達しているかどうかを確認し（Ｓ１５）、チェックフラッグがＮ回に達していれば、最新の停止位置を開端位置として制御手段の制御値を設定する（Ｓ１６）。このＳ１０〜Ｓ１５の行程をチェックフラッグがＮ回に達するまで繰り返し行う。
【０００９】
これらの停止位置の認識は、複数の方法が採用可能である。電動開閉装置の駆動源がステッピングモータのときには、ステッピングモータに印加したパルス数を停止位置データとみなすことができる。また、電動開閉装置の回転軸の回転角をポテンショメータで検出する場合には、ポテンショメータの電圧を角度に換算して停止位置データとみなすことができる。なお、電動開時に手で止めたために便蓋が８０度以内の開き角度で停止したときには、その動作は電動開動作とみなさずに停止位置を記憶しないようにすればよい。
ここで、最新の停止位置と前回の停止位置の比較（Ｓ１３）では、両停止位置がほぼ一致していればよいので、駆動モータがステッピングモータとした場合には、最新の停止位置が前回の停止位置±数パルス以内（好ましくは２パルス以内）かどうかを判断するようにするのが望ましい。
【００１０】
このように、便蓋の電動開時の停止位置が複数回同じであったときに、その停止位置を電動開動作の開端位置として設定する。よって、便座装置の最初の電動開時に便蓋とロータンクの間に工具や人の手などの障害物があったり、あるいは電動開動作を途中で手で止めたりしても、そのときの停止位置を開端位置として記憶されることがなく、電動開閉動作の停止位置を的確に設定することができる。
【００１１】
なお、開端位置を最新の停止位置に設定したが、前述したように停止位置は完全一致していなくてもいいので、Ｎ回の停止位置の最大値を開端位置としたり、Ｎ回の停止位置の平均値を開端位置にしてもよい。
【００１２】
次に、本発明の第二の実施の形態を、図２に基づいて説明する。
このフローは、便座装置の電源を投入したときに開始する。便蓋を電動で開いたとき（Ｓ２０）に、便蓋が障害物に当って停止した位置を停止位置として記憶する（Ｓ２１）。そして、停止位置記憶動作の回数をカウントするチェックフラッグを「＋１」し（Ｓ２２）、チェックフラッグがＮ回に達しているかどうかを確認する（Ｓ２３）。チェックフラッグがＮ回に達していれば、Ｎ回の停止位置の記憶値のうちの最大値（便蓋が最も開いた位置）を開端位置として設定する（Ｓ２４）。このＳ２０〜Ｓ２４の行程をチェックフラッグがＮ回に達するまで繰り返し行う。
【００１３】
これらの停止位置の認識は、前述した第一の実施の形態と同様に、複数の方法が採用可能である。
【００１４】
このように、便蓋の電動開時の停止位置を複数記憶して、その中から最も便蓋が開いたときの停止位置を電動開動作の開端位置として設定する。よって、便座装置の最初の電動開時に便蓋とロータンクの間に工具や人の手などの障害物があったり、あるいは電動開動作を途中で手で止めたりしても、そのときの停止位置を開端位置として記憶されることがなく、電動開閉動作の停止位置を的確に設定することができる。
【００１５】
さらに、本発明の第三の実施の形態を、図３に基づいて説明する。
このフローは、便座装置の電源を投入したときに開始する。便蓋を電動で開いたとき（Ｓ３０）に、便蓋が障害物に当って停止した位置を停止位置として記憶する（Ｓ３１）。そして、最新の停止位置を含めた停止位置の全記憶の中に一致する停止位置がＮ回分（例えば３回分）あるかどうかをチェックし（Ｓ３２）、一致する停止位置がＮ回分あればその停止位置を開端位置として設定する（Ｓ３３）。このＳ３０〜Ｓ３３の行程を、一致する停止位置がＮ回分揃うまで繰り返し行う。
【００１６】
これらの停止位置の認識は、前述した第一の実施の形態と同様に、複数の方法が採用可能である。
また、ここで、停止位置のチェック（Ｓ３２）では、停止位置がほぼ一致していれば同じ位置であると識別してよいので、駆動モータがステッピングモータである場合には、数パルス以内（好ましくは２パルス以内）かどうかで停止位置の一致を判断するようにするのが望ましい。
【００１７】
このように、便蓋の電動開時の停止位置を複数記憶して、その中から最も便蓋が開いたときの停止位置を電動開動作の開端位置として設定する。よって、便座装置の最初の電動開時に便蓋とロータンクの間に工具や人の手などの障害物があったり、あるいは電動開動作を途中で手で止めたりしても、そのときの停止位置を開端位置として記憶されることがなく、電動開閉動作の停止位置を的確に設定することができる。
【実施例】
【００１８】
以下図面を参照して本発明を適用した便座装置の実施例について説明する。
図４は本発明の便座又は便蓋の電動開閉装置を内蔵した便座装置１０の斜視図、図５は便座又は便蓋の電動開閉装置の取付け位置を説明する為の分解斜視図、図６は便座用電動開閉装置３０を内蔵した便座装置１０の断面図、図７は便蓋用電動開閉装置１３０を内蔵した便座装置１０の断面図である。図において、便器本体１の背部側のリムの上面を利用して暖房便座装置１０のケーシング１１を固定し、このケーシング１１前側中央に凸収納部１１ａを形成し、この収納部１１ａの側壁１１ｂに便座用電動開閉ユニット３０、便蓋用電動開閉ユニット１３０を取付け、電動開閉ユニット３０、１３０に便座１２及び便蓋１３を夫々取付けている。
【００１９】
便座１２及び便蓋１３には、夫々の基端部に連結部１２ａ、１３ａ及び回動部１２ｂ、１３ｂを設けており、連結部１２ａは後述するアシストユニット８０を介して便座用電動開閉ユニット３０の出力軸である回転軸４０に回動不能に連結され、連結部１３ａは、便蓋用電動開閉ユニット１３０の出力軸１４０に連結した回転軸５０に対し夫々回動不能に連結される。また、回動部１２ｂ、１３ｂは、便座１２及び便蓋１３を開閉可能に支持するための支持軸５０ａ（回転軸５０の中途部に形成）、８１ａ（回転軸４０に連結した連結軸８１の先端部８１ａ）に対し夫々回動可能に連結される。なお図中１５０は電動開閉ユニット３０、１３０を駆動するための制御手段及びその回路を保護するためのポッティングケースである。
【００２０】
図８に便座用電動開閉ユニット３０の分解斜視図、図９に駆動モータ組品Ａの分解斜視図、図１０に遊星歯車組品Ｂの分解斜視図、図１１に便座用電動開閉ユニットのケーシング３１ｂを外した状態での平面図、図１２にアシストユニット８０の分解斜視図を示す。なお、図１１の各歯車の歯数及び歯形状は実際のものとは異なる（例えば、小歯車３２ｂ、３４ｂは実際には歯数７だが、図では歯数８として記載する）。
図示するように、電動開閉ユニット３０は、外郭を形成するケーシング３１（主ケース３１ａ及び蓋ケース３１ｂで構成）、駆動モータ組品Ａ（図８に示すように駆動モータ組品Ａは、ＤＣブラシモータ等により構成される駆動モータ３２、駆動モータ３２の出力軸３２ａに圧入固定される小歯車３２ｂ、駆動モータ３２にネジ等を用いて固定される第１歯車固定用スペーサ３３、小歯車３２ｂと噛み合う大歯車３４ａ及び次段へ動力を伝達する為の小歯車３４ｂを有する第１歯車３４、第１歯車３４の回動軸３５、スペーサ３３に固定される第１歯車３４の軸受３６から構成される。
【００２１】
なお、大歯車３４ａ表面（駆動モータ側）にはリング状磁石３４ｃを接着或いはかしめ等で一体化する。）、小歯車３４ｂと噛み合う大歯車３７ａ及び次段へ動力を伝達する為の小歯車３７ｂを有する第２歯車３７、小歯車３７ｂと噛み合う大歯車３８ａ及び次段へ動力を伝達する為の太陽歯車３８ｂを有する第３歯車３８、遊星歯車組品Ｂ（図９に示すように遊星歯車組品Ｂは、回転軸４０、回転軸４０に固定され便座１２の回転位置を検出するためのリング状磁石６１、設定以上の荷重が回転軸４０にかかった場合にキャリア６３に荷重を伝達しないためにトルクリミッターとして機能するトレランスリング６２、トレランスリング６２を介して回転軸４０に連結されるキャリア６３、キャリア６３に設けた遊星軸６３ａに回動自在に取付けられる遊星歯車６４、遊星歯車６４のスラスト方向の動きを規制する軸受６５と、遊星歯車６４と噛み合う内歯車６６、ケーシング３１ａに遊星歯車機構を回動不能に固定する為の取付スペーサ６７とで構成される。）とで構成される。
【００２２】
なお、小歯車３２ｂ、小歯車３４ｂ、小歯車３７ｂは金属製、大歯車３４ａ、大歯車３７ａは樹脂製とし、小歯車３２ｂと大歯車３４ａ、小歯車３４ｂと大歯車３７ａはすば歯車とする。また、第３歯車３８の大歯車３８ａと太陽歯車３８ｂとを金属にて一体成形し、小歯車３７ｂと大歯車３８ａは平歯車とする。更に遊星歯車６４は金属製とし、内歯車６６は樹脂製とする。なお、金属歯車はプレス焼結や射出焼結等の金属焼結や、冷間鍛造等によって成形することができる。また樹脂歯車との一体成形としてはインサート成形等で成形することができる。このように平歯に比べ薄くても接触面積を確保できるはすば歯車を用いることで歯車自体を薄くしても歯車強度を確保することができ、減速歯車列をコンパクトすることができる。また接触面積の大きいはすば歯車を比較的高速回転となる第１、２列の減速歯車列に用いることでバックラッシュを小さくすることが可能となり伝達効率を上げることが出来る。また、はすば歯車部分の噛み合いを金属（小歯車）と樹脂（大歯車）にすることによって磨耗による熱の発生や騒音等を抑制することができる。また、比較的低速回転・高トルクとなる第３、４列の減速歯車を金属製とすることで歯車の破壊を抑制することができる。
【００２３】
次に電動開閉ユニット３０の組み立て手順について図を用いて説明する。
図９に示すように駆動モータ組品Ａの組み立ては以下の手順で行われる。まずスペーサ３３の軸受孔３３ａに軸３５の一端を差込み、軸３５に第１歯車３４を挿入し、軸受３６の軸孔３６ａに軸３５の他端を、位置決め孔３６ｂに位置決めボス３３ｂを挿入し固定孔３６ｃ、３６ｃにセルフタッピングネジ（図示無）を挿入固定し、スペーサ３３に設けた下孔３３ｃにねじ込むことで、スペーサ３３、第１歯車３４、軸３５及び軸受３６を一体化し、更に駆動モータ３２の出力軸３２ａ及び小歯車３２ｂをスペーサ３３の貫挿孔３３ｅから第１歯車３４と小歯車３２ｂとの噛み合いに注意しながら貫挿し、ネジ挿通孔３６ｄ（軸受３６）、固定孔３３ｄ（スペーサ３３）からネジを差込み、駆動モータ３２に設けたネジ孔３２ｃにネジ込むことで組み立て完了する。なおネジ挿通孔３６ｄはネジ頭よりも大きな径とし、ネジ挿通孔３６ｄ側の固定孔３３ｄは途中（他方の固定孔３３ｄと同一の肉厚となる位置）まではネジ頭よりも大きな径とし、途中からネジ部分が貫通する程度の径とすることで、駆動モータ３２への固定用ネジ２本を共通化することができる。
このように減速歯車列の第１段目を駆動モータ３２に一体化することで軸ブレ等を抑制することができ伝達効率を上げることができる。
【００２４】
図１０に示すように遊星歯車組品Ｂの組み立ては以下の手順で行われる。
まずキャリア６３に設けた遊星軸６３ａに遊星歯車６４を装着し、内歯車６６を遊星歯車６４との嵌め合いに注意しながら装着する。次に軸受６５に設けた軸受凹部６５ａに軸６３ａの終端部を装着し、遊星歯車６４の動作領域を確保するためにキャリア６３に設けた締結スペーサ６３ｂの細径円筒部６３ｃを軸受６５に設けた貫通孔６５ｂに挿通しカシメることでキャリア６３、遊星歯車６４、軸受６５及び内歯車６６を一体化する（以下この一体化したものを『遊星歯車機構』という）。この遊星歯車機構の出力軸６３ｄの外周にトレランスリング６２を嵌装し、内歯車６６の外周に所定間隔をおいて形成した回動防止用の複数の凹溝６６ａと略同一形状の凸部６７ｅ（図１１参照）を有するスペーサ６７を内歯車６６に外装し、スペーサ６７の開孔６７ｂから出力軸６３ｄを突出させた状態で、回転軸４０の後端に設けた連結孔４０ａ内にトレランスリング６２の外周を嵌着することで遊星歯車組品Ｂの組み立ては完了する。なお回転軸４０のフランジ４０ｂには予めリング状の磁石６１（Ｎ−Ｓが２つ形成されているもの）を止め輪等を用いて一体化しておく。またスペーサ６７の奥側には後述するエリア検出回路７１を保護する保護ブロック６７ｃを一体に設け、６７ｃの表面には配線処理用リブ６７ｄを設ける。
【００２５】
次にユニットの組み立て手順を図８を用いて説明する。
磁石３４ｃの磁力を検知するホールＩＣ７０ａを搭載した回転検出回路７０の取付孔７０ｂにセルフタッピングネジ（図示無）を挿入し、ケーシング３１ａに設けた取付ボスの下孔３１ｅにネジ固定することでケーシング３１ａと回転検出回路７０を一体化する。次に、磁石６１の磁力を検知するホールＩＣ７１ａ、７１ｂを搭載したエリア検出回路７１の取付孔７１ｃにセルフタッピングネジ（図示無）を挿入し、ケーシング３１ａに設けた取付ボスの下孔３１ｆにネジ固定することでケーシング３１ａとエリア検出回路７１を一体化する。なおエリア検出回路７１には駆動モータ３２への通電用配線（図示無）を半田付けしており、その通電用配線の一つに直列に接続される正特性サーミスタ７１ｄを更に半田付けしておく。この正特性サーミスタは駆動モータ３２へ過電流が流れることを防止するために設けている。次に、ケーシング３１ａの下端部に設けたモータ収納部３１ｃに駆動モータ組品Ａを収納し、スペーサ３３に形成した取付孔３３ｆにセルフタッピングネジ（図示無）を挿入し、ケーシング３１ａに設けた取付ボスの下孔３１ｄにネジ固定することでケーシング３１ａと駆動モータ組品Ａを一体化する。
【００２６】
次に、遊星歯車組品Ｂをケーシング３１ａの円筒部３１ｇに設けた凸条３１ｒ（図１１参照）とスペーサ６７の外周に設けた凹溝６７ａとが一致するよう、またスペーサ６７の保護ブロック６７ｃの外形とケーシング３１ａの内壁とが当接するようにして円筒部３１ｇ内に挿入固定する。なお、円筒部３１ｇの奥壁には貫通孔３１ｉを設け、この貫通孔３１ｉの周壁３１ｊと回転軸４０に設けたＯリング溝４０に収納されるＯリング４０ｃにより貫通孔３１ｉからの水侵入を防止するよう構成している。ここでスペーサ６７を用いてケーシング３１ａを取付けた理由は、遊星歯車機構自体はその機能上真円度が必要となり、これを直接ケーシング３１ａに取り付けるにはケーシング３１ａの円筒部３１ｇにも真円度が必要となり寸法公差が厳しく歩留まりが悪くなる為、スペーサ６７の凸部６７ｅ、ケーシング３１ａの凸条３１ｒで略点接触として製造公差をスペーサ６７の弾性変形で吸収できる構造としてケーシング３１ａの円筒部３１ｇの製造を容易とするためである。
【００２７】
次に遊星歯車６４と太陽歯車３８ｂとの噛み合いに注意しながら第３歯車３８を遊星歯車機構内に挿入し、小歯車３７ｂと大歯車３８ａの噛み合いと大歯車３７ａと小歯車３４ｂとの噛み合いに注意しながら第２歯車を軸３１ｋに挿入固定する。最後にケーシング３１ｂに設けた軸３１ｌを第３歯車３８の軸孔３８ｃ内に挿入すると共に、軸３１ｋの先端を軸受３１ｍ内に挿入し、ケーシング３１ａに設けた取付孔３１ｎにセルフタッピングネジを挿入し、ケーシング３１ｂに設けた取付ボスの下孔３１ｐにねじ込むことで便座用電動開閉ユニット３０は組み立て完了する。
図１１に示すように、駆動モータ３２の外形と遊星歯車機構の外形との投影面がなす２円（Ｃａ，Ｃｂ）を隣接して配置し、更に、２円（Ｃａ，Ｃｂ）及び２円の外接線（Ｌｃ，Ｌｄ）によって囲まれた投影面内に第１歯車３４、第２歯車３７の軸を配置することによって電動開閉ユニット３０をコンパクトに設計することができる。更に本実施例では、２円（Ｃａ，Ｃｂ）の中心を通る水平線（Ｌａ，Ｌｂ）と外接線（Ｌｃ，Ｌｄ）に囲まれた投影面内に第１歯車３４、第２歯車３７の軸を配置しているので更にコンパクトに設計することが出来る。また水平線（Ｌａ，Ｌｂ）に代えて、２円（Ｃａ，Ｃｂ）の中心を結ぶ線に対し各円の中心を通る垂線を用いることでも良い。本実施例ではこの垂線も略水平となるため、然程大きな差異では無いが、減速歯車列を水平方向に配置する場合等はこのような設計とする方が望ましい。
【００２８】
便蓋用電動開閉ユニット１３０も便座用電動開閉ユニット３０と同様の部品構成、組み立て手順である為、相違点を除き説明は割愛する。以下に相違点を説明する。便座用電動開閉ユニット３０と便蓋用電動開閉ユニット１３０とは左右対称の部品構成となる。図５、図７及び図１１に示すように便蓋用電動開閉ユニット１３０の出力軸１４０には回転軸５０が回動不能に挿入固定される略長方形状の連結孔１４１が設けられている。また便蓋用電動開閉ユニット１３０のケーシング１３１ａにはケーシング１１の側壁１１ｂと所定間隔を保つ為のボス１３１ｂ及びキャップ部材１１ｄの受用突起１３１ｃが一体に設けられている。
【００２９】
次にアシストユニット８０について図６、図１２を用いて説明する。
アシストユニット８０は電動開閉ユニット３０の回転軸４０に回動不能に連結される連結軸８１、便座１２を開方向に付勢するために一端８２ａが連結軸８１に固定されたアシストバネ８２、アシストバネ８２の他端８２ｂが固定されると共にケーシング１１に回動不能に連結される連結カバー８３、連結カバー８３と共にアシストバネ８２を囲う蓋カバー８４、便座１２をケーシング１１から着脱するための着脱レバー８５、アシストユニット８０を便座１２に固定する為の固定部材８６で構成される。
【００３０】
連結軸８１の先端部８１ａ（便蓋１３の支持軸）にはセレーションを形成し、略中央部分には連結軸８１のスラスト方向の移動を規制するための大径部８１ｂを形成する。また、蓋カバー８４の内筒部８４ａとの間をシールする為のＯリング溝８１ｃを形成し、大径部８１ｂとＯリング溝８１ｃとの間にアシストバネ８２に一端を挿入するための挿入穴８１ｄを形成する。また、カバー８３の内筒部８３ａとの間をシールする為のＯリング溝８１ｅを形成し、末端部分には回転軸４０の外形と略同一形状の溝８１ｆを形成する。
【００３１】
アシストバネ８２の一端８２ａは中央に向けて折り曲げられ、挿入孔８１ｄに挿入され、他端８２ｂは中央に向けて折り曲げられ連結カバー８３の内筒部８３ａの外周に形成した支持溝８３ｂに固定される。なお支持溝８３ｂの根元部分はやや底部８３ｃの肉厚を増してアシストバネ８２の他端８２ｂの回動を防止する防止壁８３ｄを形成する。また、連結カバー８３の後端には便座用電動開閉ユニット３０の外郭ケーシング３１ａに一体に形成した係合突起３１ｑに嵌合して回動が規制される規制突起８３ｅを形成し、規制突起の８３ｅの周縁部分の一箇所に着脱レバーの回動を規制するストッパ８３ｆを形成する。また、外筒部８３ｇには若干径を細めた細径部８３ｈを形成する。
連結カバー８３の開口端には溶着用リブ８３ｉを全周に形成し、蓋カバー８４を超音波溶着等で一体化する。
【００３２】
着脱レバー８５は、上方が切り欠かれた支持円筒８５ａと下方が切り欠かれた着脱用円筒８５ｂとで形成され、その間に内側及び外側に若干肉を増したリング状リブ８５ｃを形成する。このリング状リブ８５ｃの内径は細径部８３ｈと略同一径で外筒部８３ｇよりも小さい径としておく。また、着脱用円筒８５ｂには把持用突起８５ｄを形成する。
固定部材８６には連結軸８１の外形と略同一形状の連結用開口８６ａ、便座１２に回動不能に固定するために外周に沿って所定間隔毎に設けた突起８６ｂ、略Ｌ字形状の連結クランク８６ｃを形成する。また、連結クランク８６ｃには締結ネジ用の下孔８６ｄ、アシストユニット８０（固定部材８６を除く）のスラスト方向の移動を規制するストッパ８６ｅを形成する。
【００３３】
次にアシストユニット８０の組み立て手順を説明する。連結軸８１のＯリング溝８１ｃ、８１ｅにＯリングを収要し、連結軸８１の挿入孔８１ｄにアシストバネ８２の一端８２ａを挿入し、他端８２ｂを連結カバー８３の支持溝８３ｂに係合させて連結軸８１を連結カバー８３の内筒部８３ａ内に、内筒部８３ａの端部と連結軸８１の大径部８１ｂとが当接するまで挿入する。これによりアシストバネ８２の他端８２ｂは防止壁８３ｄ内に収容される。次に蓋カバー８４の内筒部８４ａ内に連結軸８１の先端部８１ａを挿入し、蓋カバー８４の裏側と連結カバー８３の溶着用リブ８３ｉとを当接させた状態で、蓋カバーを超音波振動させることで連結軸８１、アシストバネ８２、連結カバー８３、蓋カバー８４を一体化する。次に着脱レバー８５を外筒部８３ｇに挿入するが、外筒部８３ｇはリング状リブ８５ｃよりも若干大きな径としているので、リング状リブ８５ｃが外筒部８３ｇを乗り上げ細径部８３ｈまで挿入されると連結カバー８３と着脱レバー８５とは一体化され、着脱レバー８５は外筒部８３ｇとリング状リブ８５ｃとでスラスト方向の抜けは規制される。次に連結軸８１を固定部材８６の連結用開口８６ａ内に挿入することでアシストユニット８０は一体化される。
【００３４】
このアシストユニット８０の連結軸８１を便座１２の連結孔１２ｄ（図４参照）内に挿通し、アシストユニット８０を便座１２の連結部１２ａ内に挿入した状態で、固定部材８６の下孔８６ｄ及び便座１２のネジ孔１２ｃ（図４参照）とをセルフタッピングネジで締結することで便座１２とアシストユニット８０は一体化される。なお、連結クランク８６ｃは便座１２に装着される前は外側に弾性変形可能であるため、アシストユニット８０（固定部材８６を除く）は固定部材８６から着脱可能であるが、便座１２に装着された後では便座１２によって外側の変形は規制される為、ストッパ８６ｅと連結カバー８３のフランジ８３ｊとによってアシストユニット８０（固定部材８６を除く）はスラスト方向の抜けが規制される。また、着脱レバー８５も同様に連結クランク８６ｃと外筒部８３ｇとのクリアランスが小さく外筒部８３ｇを乗り越える程外側に着脱レバー８５が変形できないことでスラスト方向の抜けが防止される。
【００３５】
次にトレランスリング６２について図１３の原理図を用いて説明する。トレランスリング６２は図に示すように波形状をした部分をもつリングの形状をしており、各波はバネとして作用し、その作用力は波の変形量に比例する。組み立て時に必要な力をＡＦ、半径方向力をＲＬ（Ｎ）、摩擦係数をμ、波の数をｎ、波の変形量をｃ（ｍｍ）、バネ定数をＫ（Ｎ／ｍｍ）、伝達トルクをＭｔ、軸直径をｄ（ｍ）とすると、
ＲＬ＝ｎ・ｃ・Ｋ
ＡＦ＝ＲＬ・μ
Ｍｔ＝ＡＦ・ｄ／２
で算出することができる。
バネ定数は材料の厚さ、波のピッチ、幅、形状、高さを変更することで設定できるので、正常時に回転軸４０，１４０に最大どの程度のトルクがかかるかを実験等で見極め、そのトルクに応じてトレランスリング６２の形状を選択する。
この設定トルク以上のトルクが回転軸４０に発生した場合には、トレランスリング６２の波形状部６２ａが回転軸４０、１４０の連結孔に食い込み固定されており、トレランスリングのリング状縁部６２ｂがキャリア６３の出力軸６３ｄの外周を滑り、設定トルク以上の過重が電動開閉ユニット３０、１３０内部にかかることがなく、歯車の破損等を防止することが出来る。
【００３６】
駆動モータ３２の断面図を図１４に示す。図示のように駆動モータ３２のシャフトはモータ内部を貫通しており、その径は内部では比較的太く、露出した部分は細径としている。この先端部３２ａを細径としたのは、小歯車３２ｂの歯数をできるだけ少なくして減速比を大きくとりたいためである。なお、シャフト自体を細径とすることも考えられるが、シャフト長に対してシャフトが細いと駆動モータ３２の軸ぶれが大きくなるためにシャフト自体を細径とはせず、小歯車３２ｂが取付けれる部分のみを細径とするのである。
【００３７】
次に上記構成による動作の説明を行う。
図１５に本発明の便座装置の制御ブロック図、図１６に駆動モータ３２のドライバ回路図、図１７にスイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４への通電信号波形、図１８にエリア検出回路７１に設けたホールＩＣ７１ａ、７１ｂの出力信号波形、図１９に回転検出回路に設けたホールＩＣ７０ａの出力信号波形、図２０〜図２７に動作フローを示す。
【００３８】
図示するように駆動モータ３２の制御はドライバ回路１５０で行われる。ドライバ回路１５０は回転方向及び回転量を制御するためにトランジスタ等で構成するスイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４と、過電流が駆動モータ３２へ流れることを防止するための正特性サーミスタ７１ｄと、電動開閉制御用ＣＰＵ等へブレーキ制御時の逆起電力等が加わらないようにする為のダイオードｄ１、ｄ２とで構成される。
駆動モータ３２を正転する際はＴｒ１とＴｒ４とをオン状態、Ｔｒ２とＴｒ３をオフ状態とし、反転の際はＴｒ１とＴｒ４とをオフ状態、Ｔｒ２とＴｒ３をオン状態とし、ブレーキをかける際はＴｒ３とＴｒ４をオン状態、Ｔｒ１とＴｒ２をオフ状態とする。ブレーキをかける際は座若しくは蓋の自重で駆動モータ３２のシャフトが回転させられ駆動モータ３２は発電機として作用するため前述のダイオードｄ１、ｄ２で電動開閉制御用ＣＰＵ等へ逆起電力が加わらないようにする。
また、夫々のオン時間を図１７に示すような通電信号波形でＤｕｔｙ制御することで駆動モータ３２の回転速度を制御する。なお、正転、逆転時はＧを１ｍｓ（ＰＷＭ駆動周波数１ｋＨｚ）とし、ブレーキ時はＧを８ｍｓ（ＰＷＭ駆動周波数１２５Ｈｚ）とする。なお、ＯＮ−Ｄｕｔｙ Ｈ％とは１周期（Ｇｍｓ）中にオンする時間がＨ％であることを示しており、例えばＧ＝１ｍｓ、Ｈ＝３０％であれば１周期中に０．３ｍｓ（１ｍｓ＊３０％）オンすることを意味する。なお、このＨは回転検出回路７０及びエリア検出回路７１によって検知される便座若しくは便蓋の検知位置に応じた夫々の設定とする。（以下３０％Ｄｕｔｙ等として記載する。）また、エリアはエリアＡ（閉端エリア）、エリアＢ（動作エリア），エリアＣ（開端エリア）、エリアＤ（異常エリア）からなる。
【００３９】
図２０には便蓋開要求が有った際のフローチャートを示す。例えば人体検知センサによる人体接近検知若しくはリモコン等に設けられる便蓋開スイッチ（図示無し）が操作されて便蓋開要求がなされると便蓋の開端位置を設定しているかを確認し、開端位置の設定がなされていると、Ｔｒ１、Ｔｒ４を１００％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）でオン状態とし、エリア検出回路７１のホールＩＣ７１ａの出力がＬｏｗからＨｉへ切り替わる（８０°検知）と、Ｔｒ１、Ｔｒ４を５０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、更にエリア検出回路７１で８０°を検知してからの回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルスが所定数（蓋開端位置に相当するパルス数−１５°に相当するパルス数）に達するとＴｒ１、Ｔｒ４を４０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、更にエリア検出回路７１で８０°を検知してからの回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルスが所定数（蓋開端位置に相当するパルス数−１０°に相当するパルス数）に達するとＴｒ３、Ｔｒ４を１００％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）で０．１秒間オン状態とし、続いてＴｒ３、Ｔｒ４を５０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）で０．４秒間間欠的にオン状態とし、その後再度Ｔｒ１、Ｔｒ４を２０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態として駆動モータ３２を駆動し、回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルス変化が０．５秒以上無い場合にロータンク等の障害物によって便蓋１３開動作が停止した（停止検知）と判断して駆動モータ３２への通電を停止する。このように設定された開端位置に停止するように駆動モータ３２の駆動制御を行っている。なお、停止検知が得られない場合にも８°相当のパルス数をホールＩＣ７０ａから得ることができた時点で通電停止する。このようにして便蓋用電動開閉ユニット１３０内の駆動モータ３２へ通電がなされた際には、減速歯車列（小歯車３２ｂ、第１歯車３４、第２歯車３７、第３歯車３８、遊星歯車機構）及びトレランスリング６２、出力軸１４０を介して駆動モータ３２の回転が回転軸５０に伝達し、便蓋１３を開放し、８０°を超える開端付近では蓋の自重による逆起電力の発生を利用してブレーキをかけることでロータンク等の障害物との衝突音を小さくすることが出来る。
また最後に再度２０％Ｄｕｔｙで便蓋を駆動するのは次の閉止動作の準備の為である。
【００４０】
図２１には便座開要求が有った際のフローチャートを示す。例えばリモコン等に設けられる便座開スイッチ（図示無し）が操作されて便座開要求がなされると座開端位置を記憶しているかを確認し、座開端の位置の記憶がなされていると、Ｔｒ１、Ｔｒ４を１００％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）でオン状態とし、エリア検出回路７１のホールＩＣ７１ａの出力がＬｏｗからＨｉへ切り替わる（８０°検知）と、Ｔｒ１、Ｔｒ４を５０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、更にエリア検出回路７１で８０°を検知してからの回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルスが所定数（蓋開端位置に相当するパルス数−１５°に相当するパルス数）に達するとＴｒ１、Ｔｒ４を４０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、更にエリア検出回路７１で８０°を検知してからの回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルスが所定数（蓋開端位置に相当するパルス数−１０°に相当するパルス数）に達するとＴｒ１、Ｔｒ４を２０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態として駆動モータ３２を駆動し、回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルス変化が０．５秒以上無い場合にロータンク等の障害物によって便座１２開動作が停止した（停止検知）と判断して駆動モータ３２への通電を停止する。このように設定された開端位置に停止するように駆動モータ３２の駆動制御を行っている。なお、エリアＤに移行した後３５°駆動（回転検出回路７０の３５°に相当するパルス数をカウント）しても停止検知できない場合にはその時点で通電を停止する。この停止位置が１４０°以上である場合には異常とみて、後述する異常時制御フローへ移行する。このようにして便座用電動開閉ユニット３０内の駆動モータ３２へ通電がなされた際には、減速歯車列（小歯車３２ｂ、第１歯車３４、第２歯車３７、第３歯車３８、遊星歯車機構）及びトレランスリング６２、出力軸４０を介して駆動モータ３２の回転が伝達し、便座１２を開放する。なお、便蓋１３の開放時にはブレーキ制御を行い緩やかな閉止動作を行うようにしたが便座１２では行っていない。これは、便蓋１３裏面にはクッション脚が設けられており、便座１２を勢い良く開放しても、このクッション脚により衝突音はもともと抑制されるからである。
【００４１】
例えばリモコン等に設けられる便蓋・便座同時開スイッチ（図示無し）が操作されて便蓋及び便座開要求がなされると、図２０及び図２１に示したフローチャートの通りに便蓋用開閉ユニット１３０、便座用開閉ユニット３０の夫々の駆動モータ３２を同時に制御することで便座１２及び便蓋１３の開放動作が行われる。なお、後述するように便蓋１３の閉止動作はブレーキで終わるようにし、便座１２の閉止動作はモータ駆動で終わるようにしているので、便蓋１３の減速歯車列のバックラッシは下側（閉側）にあり、便座１２の減速歯車列のバックラッシは上側（開側）にあるために、同時に開放制御したとしてもバックラッシ分だけ便座１２が遅れて開動作するため、便座１２と便蓋１３とが開放動作中にぶつかり、瞬間的に便座１２の駆動モータ３２側に過負荷が掛かるというような不具合は生じない。
【００４２】
図２２には便蓋閉要求が有った際のフローチャートを示す。例えば人体検知センサによる人体離隔検知若しくはリモコン等に設けられる便蓋閉スイッチ（図示無し）が操作されて便蓋閉要求がなされると、便蓋１３がエリアＤにあればＴｒ２、Ｔｒ３を６０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、エリアＣにある場合若しくはエリアＣに移行した時点でＴｒ２、Ｔｒ３を４０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、エリア検出回路７１のホールＩＣ７１ａの出力がＨｉからＬｏｗへ切り替わる（８０°検知）と１２ｍｓはＴｒ２、Ｔｒ３を２０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態にし、続く１０ｍｓはＴｒ３、Ｔｒ４を１００％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）でオン状態にする。この１２ｍｓ＋１０ｍｓの制御を繰り返し行う。この制御の間に後述する便蓋カバー有無判定フローを実施する。更にエリア検出回路７１で８０°を検知してから回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルスが所定数（３０°に相当するパルス数）に達すると便蓋カバー無と判断した場合には、１２ｍｓ＋１０ｍｓの制御をそのまま継続して行う。また便蓋カバー有と判断した場合には１０ｍｓのブレーキ制御を３０ｍｓに変更して、１２ｍｓ＋３０ｍｓの制御を繰り返し行う。便蓋カバー有無に関わらずエリア検出回路７１のホールＩＣ７１ｂの出力がＨｉからＬｏｗへ切り替わる（２０°検知）とＴｒ３、Ｔｒ４を１００％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）でオン状態とし、回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルス変化が０．５秒以上無い場合に便座１２上面によって便蓋１３閉動作が停止した（停止検知）と判断してブレーキ制御を停止する。なお、停止検知が得られない場合には所定時間（例えば５秒）経過した後にブレーキ制御を停止するが、この点については図２２には記載していない。このようにして便蓋用電動開閉ユニット１３０内の駆動モータ３２へ通電がなされた際には、減速歯車列（小歯車３２ｂ、第１歯車３４、第２歯車３７、第３歯車３８、遊星歯車機構）及びトレランスリング６２、出力軸１４０を介して駆動モータ３２の回転が回転軸５０に伝達し、便蓋１３を閉塞動作し、２０°を以下の閉端付近では蓋の自重による逆起電力の発生を利用してブレーキをかけることで緩やかに便蓋を閉止することが出来る。また便蓋カバーがついている場合にはブレーキ時間を長くすることで便蓋１３の自重によるブレーキ力を強めて、便蓋１３がその自重で勢い良く落ちることを防止している。更に比較的短い時間間隔で閉駆動制御とブレーキ制御とを繰り返すことで駆動モータ３２のコギングトルクのばらつきを吸収することができる。コギングトルクはモータ通電時には発生しないことを利用して、コギングトルクの影響が出始める前に通電を再開することでコギングトルクの悪影響（コギングトルクが強い場合には便蓋１３が閉止動作の途中で止まってしまい、コギングトルクが弱い場合には便蓋１３が勢い良く閉止してしまう等の不具合）を抑制することができるのである。
本実施例では便蓋カバーの有無で制御を変更したが、便蓋の大きさ（エロンゲートサイズ／レギュラーサイズ）によって制御を変更するようにしても良いし、またその組合せによって変更しても良い。
【００４３】
図２３には便座閉要求が有った際のフローチャートを示す。例えばリモコン等に設けられる便座閉スイッチ（図示無し）が操作されて便座閉要求がなされると、便座１２がエリアＤにあればＴｒ２、Ｔｒ３を６０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、エリアＣにある場合若しくはエリアＣに移行した時点でＴｒ２、Ｔｒ３を４０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、エリア検出回路７１のホールＩＣ７１ａの出力がＨｉからＬｏｗへ切り替わる（８０°検知）と１２ｍｓはＴｒ２、Ｔｒ３を２０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態にし、続く１０ｍｓはＴｒ３、Ｔｒ４を１００％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）でオン状態にする。この１２ｍｓ＋１０ｍｓの制御を繰り返し行う。エリア検出回路７１のホールＩＣ７１ｂの出力がＨｉからＬｏｗへ切り替わる（２０°検知）とＴｒ３、Ｔｒ４を１００％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）でオン状態とし、回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルス変化が０．５秒以上無い場合に便座１２上面によって便蓋１３閉動作が停止した（停止検知）と判断してブレーキ制御を停止し、続けてＴｒ２、Ｔｒ３を５％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし０．１秒経過した時点で通電停止する。この５％Ｄｕｔｙでの駆動は次の座蓋同時開放動作に備える為である。このようにして便座用電動開閉ユニット３０内の駆動モータ３２へ通電がなされた際には、減速歯車列（小歯車３２ｂ、第１歯車３４、第２歯車３７、第３歯車３８、遊星歯車機構）及びトレランスリング６２、出力軸４０を介して駆動モータ３２の回転が伝達し、便座１２を閉塞動作し、２０°を以下の閉端付近では座の自重による逆起電力の発生を利用してブレーキをかけることで緩やかに便座を閉止することが出来る。便蓋同様に駆動制御とブレーキ制御とを繰り返し行うことで駆動モータ３２のコギングトルクのばらつきによる悪影響を除去している。なお便蓋の閉止動作では便蓋カバー有無により制御を変更したが、便座側では便座カバーの有無による制御を変更しないものとした。これは便座自体が元々重く、便座カバーの影響が少ないためである。しかし、便座の重量が軽く便座カバーの有無による影響が懸念される場合には便蓋側同様に便座カバーの有無により制御を変更するよう構成しても良い。
【００４４】
図２４、図２５には便蓋・便座同時閉要求が有った際のフローチャートを示す。例えば男子小用利用後の人体検知センサによる人体離隔検知若しくはリモコン等に設けられる便蓋・便座閉スイッチ（図示無し）が操作されて便蓋・便座同時閉要求がなされると、便座１２・便蓋１３がエリアＤにあれば便蓋駆動側のＴｒ２、Ｔｒ３を７０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、便座駆動側のＴｒ２、Ｔｒ３を４０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、エリアＣにある場合若しくはエリアＣに移行した時点で便蓋駆動側のＴｒ２、Ｔｒ３を６０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、便座駆動側のＴｒ２、Ｔｒ３を２０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、エリア検出回路７１のホールＩＣ７１ａの出力がＨｉからＬｏｗへ切り替わる（８０°検知）と便蓋側は１２ｍｓは便蓋駆動用のＴｒ２、Ｔｒ３を２０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態にし、続く１０ｍｓはＴｒ３、Ｔｒ４を１００％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）でオン状態にする。この１２ｍｓ（駆動制御）＋１０ｍｓ（ブレーキ制御）の制御を繰り返し行う。この制御の間に後述する便蓋カバー有無判定フローを実施する。また便座側は便座駆動用のＴｒ３、Ｔｒ４を７０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）で間欠的にオン状態としてブレーキ制御を行う。更にエリア検出回路７１で８０°を検知してから回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルスが所定数（３０°に相当するパルス数）に達すると便蓋カバー無と判断した場合には、１２ｍｓ＋１０ｍｓの制御をそのまま継続して行う。また便蓋カバー有と判断した場合には１０ｍｓのブレーキ制御を３０ｍｓに変更して、１２ｍｓ＋３０ｍｓの制御を繰り返し行う。この間便座側は便蓋カバー有無に関わらず便座駆動用のＴｒ３、Ｔｒ４を９０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）で間欠的にオン状態としてブレーキ制御を行う。便蓋カバー有無に関わらずエリア検出回路７１のホールＩＣ７１ｂの出力がＨｉからＬｏｗへ切り替わる（２０°検知）と便座側は便座駆動用のＴｒ３、Ｔｒ４を１００％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）でオン状態とし、回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルス変化が０．５秒以上無い場合に便器上面によって便座１２閉動作が停止した（停止検知）と判断してブレーキ制御を停止し、続けて０．１秒間便座駆動用のＴｒ２、Ｔｒ３を５％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態として制御を終了する。便蓋側は便蓋駆動用のＴｒ３、Ｔｒ４を８０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）でオン状態とし、回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルス変化が０．５秒以上無い場合に便座１２上面によって便蓋１３閉動作が停止した（停止検知）と判断してブレーキ制御を停止する。なお、停止検知が得られない場合には所定時間（例えば５秒）経過した後に便座、便蓋共にブレーキ制御を停止するが、この点については図には記載していない。上述のように制御することで便座１２及び便蓋１３の自立位置（８０°付近）を越えるまでは便蓋用電動開閉ユニット１３０側で便座及び便蓋１３を駆動し、その後は便座１２上に便蓋１３を載置した状態で便座用電動開閉ユニット３０側のブレーキ制御で緩やかに閉動作を行うことで、便座及び便蓋を密着させてスムーズに閉動作させることができる。なお、便座・便蓋同時閉の場合の便座閉止動作には駆動モータ３２のコギングトルクの影響を除去するための駆動制御＋ブレーキ制御の繰り返し制御を行っていないが、これは、便座１２に便蓋１３が重なった状態で便座１２のブレーキ制御を行うので負荷が大きいためコギングトルクにより閉止動作が途中で止まるという心配が無い為である。
【００４５】
便蓋（便座）開端位置を記憶するためのフローは、図１〜３に基づいて説明した前述の実施の形態のフローを運用する。
【００４６】
便座用電動開閉ユニット３０内の駆動モータ３２へ通電がなされた際には、減速歯車列（小歯車３２ｂ、第１歯車３４、第２歯車３７、第３歯車３８、遊星歯車機構）及びトレランスリング６２、出力軸４０を介して駆動モータ３２の回転が伝達し、便座１２を開放する。なお、便蓋１３の開放時にはブレーキ制御を行い緩やかな閉止動作を行うようにしたが便座１２では行っていない。これは、便蓋１３裏面にはクッション脚が設けられており、便座１２を勢い良く開放しても、このクッション脚により衝突音はもともと抑制されるからである。
【００４７】
図２６には便蓋カバー有無判断のフローチャートを示す。図示のように便蓋閉止動作中にエリア検出回路７１のホールＩＣ７１ａの出力がＨｉからＬｏｗへ切り替わった（８０°検知）後の回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの１発目のパルス出力から４発目のパルス出力がなされるまでの時間ｔを記憶し（Ｔａ）、次に２５発目のパルス出力から２８発目のパルス出力がなされるまでの時間ｔを記憶する（Ｔｂ）と共に４発目のパルス出力から２８発目のパルス出力がなされるまでの時間ｔを記憶して、Ｔａ，Ｔｂ、Ｔｃから便蓋の角加速度Ｗを計算し、その角加速度Ｗが予め設定した角加速度ｗよりも大きいかをみて、Ｗ＞ｗであれば便蓋カバー有と判断し、Ｗ＞ｗでなければ、便蓋カバー無と判断して、図２２若しくは図２４、２２に示したフローへ移行する。本実施例では角加速度で便蓋カバーの有無を自動的に判断するようにしたが、便蓋カバー有無スイッチ等をリモコン等に設けても良いし、便蓋の角速度を判断基準に用いても良い。
【００４８】
図２７には異常時制御フローを示す。通常時には便座１２はケーシング１１と当接するため１１０°以上回転することは無い。しかし、便座１２及び便蓋１３を取り外した状態で、便座開スイッチ若しくは便座・便蓋同時開スイッチが操作されるとケーシング１１に当接することは無いので、制御上の限界角度１４０°まで回転してしまう（図２１参照）。このような状態で便座１２及び便蓋１３を取付けようとしても電動開閉ユニットの回転軸４０、５０と便座・便蓋の基端部に設けた連結部１２ａ、１３ａ及び回動部１２ｂ、１３ｂとが噛み合わないために取り付かない。このため、便座用電動開閉ユニット３０の回転軸４０の位置が１４０°以上を検知すると座蓋が外された状態での駆動であるとみなし、９０°近辺まで出力軸を移動させて便座１２の取付ができるようにする。便座側で１４０°以上を検知すると便蓋側電動開閉ユニット１３０も同様に９０°近辺まで回転軸５０を移動させて便蓋１３の取付が出来るようにする。なお、便蓋１３がどのエリアにあるかはその時々で異なるため、何れのエリアにあっても、一端エリアＤへ移動させてそこから制御を行うことで確実に９０°近辺へ便蓋用開閉ユニット１３０の回転軸５０を移動することができる。
【００４９】
ところで便座１２は内部に暖房用のヒータが設けられており、比較的重いため、便蓋用電動開閉ユニット１３０と同一の構造の便座用電動開閉ユニット３０だけでは便座１２を持ち上げることができない。そのためにアシストユニット８０が設けられる。このアシストユニット８０は一端がケーシング１１に一体化され、他端が便座１２に一体化されるアシストバネ８２を内蔵している。このアシストバネ８２は便座１２が略垂直状態で自然長とされており、便座１２閉塞時には捩れた状態となっている。
従って、便座１２閉塞時には開放側のトルクを発生することができ、これにより、便蓋用電動開閉ユニット１３０と略同一の構造でも便座１２を持ち上げることが可能となっている。
【００５０】
なお、アシストバネ８２の一端８２ａは連結ケース８３の規制突起８３ｅとケーシング１１に取付けられる便座用電動開閉ユニット３０の係合突起３１ｑとの係合によってケーシング１１に一体化されており、アシストバネ８２の他端８２ｂは連結軸８１、固定部材８６を介して便座１２に一体化されている。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】便座・便蓋の電動開閉装置の開端位置を設定する本発明の第一の実施形態にかかるフローチャート
【図２】便座・便蓋の電動開閉装置の開端位置を設定する本発明の第二の実施形態にかかるフローチャート
【図３】便座・便蓋の電動開閉装置の開端位置を設定する本発明の第三の実施形態にかかるフローチャート
【図４】本発明の便座又は便蓋の電動開閉装置を内蔵した便座装置１０の斜視図
【図５】本発明の便座又は便蓋の電動開閉装置の取付け位置を説明する為の分解斜視図
【図６】便座用電動開閉装置３０を内蔵した便座装置１０の断面図
【図７】便蓋用電動開閉装置１３０を内蔵した便座装置１０の断面
【図８】便座用電動開閉ユニット３０の分解斜視図
【図９】駆動モータ組品Ａの分解斜視図
【図１０】遊星歯車組品Ｂの分解斜視図
【図１１】便座用電動開閉ユニットのケーシング３１ｂを外した状態での平面図
【図１２】アシストユニット８０の分解斜視図
【図１３】トレランスリング６２の原理図
【図１４】駆動モータ３２の断面図
【図１５】本発明の便座装置の制御ブロック図
【図１６】駆動モータ３２のドライバ回路図
【図１７】スイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４への通電信号波形
【図１８】エリア検出回路７１に設けたホールＩＣ７１ａ、７１ｂの出力信号波形
【図１９】回転検出回路に設けたホールＩＣ７０ａの出力信号波形
【図２０】便蓋開要求が有った際のフローチャート
【図２１】便座開要求が有った際のフローチャート
【図２２】便蓋閉要求が有った際のフローチャート
【図２３】便座閉要求が有った際のフローチャート
【図２４】便蓋・便座同時閉要求が有った際のフローチャート（１）
【図２５】便蓋・便座同時閉要求が有った際のフローチャート（２）
【図２６】便蓋カバー有無判断のフローチャート
【図２７】便座及び便蓋が取り外された状態で電動開閉ユニットの出力軸が開方向に移動した際の異常時制御フローチャート
【図２８】従来の便蓋（便座）開端位置を記憶するためのフローチャート
【符号の説明】
【００５２】
１２…便座
１３…便蓋
３０…便座用電動開閉装置
３２…モータ
４０…便座用回転軸
５０…便蓋用回転軸
１３０…便蓋用電動開閉装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は洋式便器における便座又は便蓋を電動開閉する電動開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の便座及び便蓋の電動開閉装置においては、便座及び便蓋が回転運動のない状態となったときに、駆動モータを停止するような制御を行っていた。しかし、このような電動開閉装置は、回転動が無くなるまで駆動モータに負荷がかかるので、便座及び便蓋が停止位置に達した際にロータンクと便蓋及び便座が衝突し大きな音が発生していた。また、その衝突の際、ロータンクに衝突した便蓋に傷が付いてしまうという問題もあった。
そこで、本出願人は、そのような問題点を解消するために、特許文献１の発明をなすに至った。特許文献１の発明は、便蓋及び便座を最初に電動で開いたときにロータンク等に衝突した位置（開き角度）を開端位置として記憶し、次回以降の電動開動作においては、その開端位置を電動開時の停止位置として駆動モータの動作を制御するものである。（図２８参照）
【特許文献１】特開２００４−１８０６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１の発明では、電動開閉装置への電源投入後に、最初に便座及び便蓋を開いたときに停止した位置を開端位置として記憶するので、ロータンクと便蓋との間に手や工具などの異物が挟まったときには、便蓋が途中までしか開いていないのに、その位置を開端位置だと誤認したまま位置の記憶をするので、その後の便蓋が全開しないという問題があった。
そこで、本発明では、電動開閉装置の開端位置を正確に記憶して、全開位置まで開放させることができる便座・便蓋の電動開閉装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本出願の第一の発明は、モータと、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、前記モータの駆動力を前記回転軸に伝達する減速歯車列と、前記便座又は便蓋の位置検知手段と、前記便座又は便蓋が設定された開端位置に停止するよう前記モータの動作を制御してなる制御手段を備えた便座又は便蓋の電動開閉装置において、前記位置検知手段により検知した便座又は便蓋の停止位置を前記制御手段に記憶させ、前記制御手段に記憶された停止位置が複数回連続して同じ場合に、当該位置を前記開端位置として設定することを特徴とする。
【０００５】
また、上記目的を達成するために、本出願の第二の発明は、モータと、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、前記モータの駆動力を前記回転軸に伝達する減速歯車列と、前記便座又は便蓋の位置検知手段と、前記便座又は便蓋が設定された開端位置に停止するよう前記モータの動作を制御してなる制御手段を備えた便座又は便蓋の電動開閉装置において、前記便座又は便蓋の停止位置を前記制御手段に記憶する電動開動作を複数回実行して、複数回の電動開動作ごとに記憶された停止位置から便座又は便蓋の電動開時の開端位置を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
電動開時に便蓋とロータンクの間に工具や人の手などの障害物があったり、あるいは電動開動作を途中で手で止めたりしても、そのときの停止位置を開端位置としてただちに設定ことがないので、電動開閉動作の停止位置を的確に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の最良の実施形態について説明する。
本発明の便座又は便蓋の電動開閉装置は、図１５のブロック図に示すように、モータ３２と、便座又は便蓋と共に回転する回転軸４０と、モータ３２の駆動力を回転軸４０に伝達する減速歯車列と、便座又は便蓋の位置検知手段（エリア検出回路７１、回転検出回路７０、磁石３４ｃ等）と、便座又は便蓋が設定された開端位置に停止するようモータ３２の動作を制御してなる制御手段（メインＣＰＵ、ドライブ回路１５０）を備えている。
図１〜図３は、便蓋がロータンク等に衝突する直前となる位置で停止するようにモータの駆動を制御する電動開閉装置について、モータの駆動停止させる開端位置を定めるためのフローチャートである。（いうまでも無いが、便座の電動開閉装置についても、適用可能である。）
【０００８】
まず、本発明の第一の実施の形態を、図１に基づいて説明する。
このフローは、便座装置の電源を投入したときに開始する。便蓋を電動で開いたとき（Ｓ１０）に、便蓋が障害物に当って停止した位置を停止位置として記憶する（Ｓ１１）。そして、停止位置記憶動作の回数をカウントするチェックフラッグを「＋１」する（Ｓ１２）。そのときに、記憶した最新の停止位置と前回の電動開時に記憶した停止位置との比較を行い（Ｓ１３）、両停止位置が異なる場合にはチェックフラッグを「０」に設定して（Ｓ１４）、電動開動作に戻る。停止位置の比較（Ｓ１３）において、最新の停止位置が前回の停止位置を同じ場合には、チェックフラッグがＮ回（例えば、３回）に達しているかどうかを確認し（Ｓ１５）、チェックフラッグがＮ回に達していれば、最新の停止位置を開端位置として制御手段の制御値を設定する（Ｓ１６）。このＳ１０〜Ｓ１５の行程をチェックフラッグがＮ回に達するまで繰り返し行う。
【０００９】
これらの停止位置の認識は、複数の方法が採用可能である。電動開閉装置の駆動源がステッピングモータのときには、ステッピングモータに印加したパルス数を停止位置データとみなすことができる。また、電動開閉装置の回転軸の回転角をポテンショメータで検出する場合には、ポテンショメータの電圧を角度に換算して停止位置データとみなすことができる。なお、電動開時に手で止めたために便蓋が８０度以内の開き角度で停止したときには、その動作は電動開動作とみなさずに停止位置を記憶しないようにすればよい。
ここで、最新の停止位置と前回の停止位置の比較（Ｓ１３）では、両停止位置がほぼ一致していればよいので、駆動モータがステッピングモータとした場合には、最新の停止位置が前回の停止位置±数パルス以内（好ましくは２パルス以内）かどうかを判断するようにするのが望ましい。
【００１０】
このように、便蓋の電動開時の停止位置が複数回同じであったときに、その停止位置を電動開動作の開端位置として設定する。よって、便座装置の最初の電動開時に便蓋とロータンクの間に工具や人の手などの障害物があったり、あるいは電動開動作を途中で手で止めたりしても、そのときの停止位置を開端位置として記憶されることがなく、電動開閉動作の停止位置を的確に設定することができる。
【００１１】
なお、開端位置を最新の停止位置に設定したが、前述したように停止位置は完全一致していなくてもいいので、Ｎ回の停止位置の最大値を開端位置としたり、Ｎ回の停止位置の平均値を開端位置にしてもよい。
【００１２】
次に、本発明の第二の実施の形態を、図２に基づいて説明する。
このフローは、便座装置の電源を投入したときに開始する。便蓋を電動で開いたとき（Ｓ２０）に、便蓋が障害物に当って停止した位置を停止位置として記憶する（Ｓ２１）。そして、停止位置記憶動作の回数をカウントするチェックフラッグを「＋１」し（Ｓ２２）、チェックフラッグがＮ回に達しているかどうかを確認する（Ｓ２３）。チェックフラッグがＮ回に達していれば、Ｎ回の停止位置の記憶値のうちの最大値（便蓋が最も開いた位置）を開端位置として設定する（Ｓ２４）。このＳ２０〜Ｓ２４の行程をチェックフラッグがＮ回に達するまで繰り返し行う。
【００１３】
これらの停止位置の認識は、前述した第一の実施の形態と同様に、複数の方法が採用可能である。
【００１４】
このように、便蓋の電動開時の停止位置を複数記憶して、その中から最も便蓋が開いたときの停止位置を電動開動作の開端位置として設定する。よって、便座装置の最初の電動開時に便蓋とロータンクの間に工具や人の手などの障害物があったり、あるいは電動開動作を途中で手で止めたりしても、そのときの停止位置を開端位置として記憶されることがなく、電動開閉動作の停止位置を的確に設定することができる。
【００１５】
さらに、本発明の第三の実施の形態を、図３に基づいて説明する。
このフローは、便座装置の電源を投入したときに開始する。便蓋を電動で開いたとき（Ｓ３０）に、便蓋が障害物に当って停止した位置を停止位置として記憶する（Ｓ３１）。そして、最新の停止位置を含めた停止位置の全記憶の中に一致する停止位置がＮ回分（例えば３回分）あるかどうかをチェックし（Ｓ３２）、一致する停止位置がＮ回分あればその停止位置を開端位置として設定する（Ｓ３３）。このＳ３０〜Ｓ３３の行程を、一致する停止位置がＮ回分揃うまで繰り返し行う。
【００１６】
これらの停止位置の認識は、前述した第一の実施の形態と同様に、複数の方法が採用可能である。
また、ここで、停止位置のチェック（Ｓ３２）では、停止位置がほぼ一致していれば同じ位置であると識別してよいので、駆動モータがステッピングモータである場合には、数パルス以内（好ましくは２パルス以内）かどうかで停止位置の一致を判断するようにするのが望ましい。
【００１７】
このように、便蓋の電動開時の停止位置を複数記憶して、その中から最も便蓋が開いたときの停止位置を電動開動作の開端位置として設定する。よって、便座装置の最初の電動開時に便蓋とロータンクの間に工具や人の手などの障害物があったり、あるいは電動開動作を途中で手で止めたりしても、そのときの停止位置を開端位置として記憶されることがなく、電動開閉動作の停止位置を的確に設定することができる。
【実施例】
【００１８】
以下図面を参照して本発明を適用した便座装置の実施例について説明する。
図４は本発明の便座又は便蓋の電動開閉装置を内蔵した便座装置１０の斜視図、図５は便座又は便蓋の電動開閉装置の取付け位置を説明する為の分解斜視図、図６は便座用電動開閉装置３０を内蔵した便座装置１０の断面図、図７は便蓋用電動開閉装置１３０を内蔵した便座装置１０の断面図である。図において、便器本体１の背部側のリムの上面を利用して暖房便座装置１０のケーシング１１を固定し、このケーシング１１前側中央に凸収納部１１ａを形成し、この収納部１１ａの側壁１１ｂに便座用電動開閉ユニット３０、便蓋用電動開閉ユニット１３０を取付け、電動開閉ユニット３０、１３０に便座１２及び便蓋１３を夫々取付けている。
【００１９】
便座１２及び便蓋１３には、夫々の基端部に連結部１２ａ、１３ａ及び回動部１２ｂ、１３ｂを設けており、連結部１２ａは後述するアシストユニット８０を介して便座用電動開閉ユニット３０の出力軸である回転軸４０に回動不能に連結され、連結部１３ａは、便蓋用電動開閉ユニット１３０の出力軸１４０に連結した回転軸５０に対し夫々回動不能に連結される。また、回動部１２ｂ、１３ｂは、便座１２及び便蓋１３を開閉可能に支持するための支持軸５０ａ（回転軸５０の中途部に形成）、８１ａ（回転軸４０に連結した連結軸８１の先端部８１ａ）に対し夫々回動可能に連結される。なお図中１５０は電動開閉ユニット３０、１３０を駆動するための制御手段及びその回路を保護するためのポッティングケースである。
【００２０】
図８に便座用電動開閉ユニット３０の分解斜視図、図９に駆動モータ組品Ａの分解斜視図、図１０に遊星歯車組品Ｂの分解斜視図、図１１に便座用電動開閉ユニットのケーシング３１ｂを外した状態での平面図、図１２にアシストユニット８０の分解斜視図を示す。なお、図１１の各歯車の歯数及び歯形状は実際のものとは異なる（例えば、小歯車３２ｂ、３４ｂは実際には歯数７だが、図では歯数８として記載する）。
図示するように、電動開閉ユニット３０は、外郭を形成するケーシング３１（主ケース３１ａ及び蓋ケース３１ｂで構成）、駆動モータ組品Ａ（図８に示すように駆動モータ組品Ａは、ＤＣブラシモータ等により構成される駆動モータ３２、駆動モータ３２の出力軸３２ａに圧入固定される小歯車３２ｂ、駆動モータ３２にネジ等を用いて固定される第１歯車固定用スペーサ３３、小歯車３２ｂと噛み合う大歯車３４ａ及び次段へ動力を伝達する為の小歯車３４ｂを有する第１歯車３４、第１歯車３４の回動軸３５、スペーサ３３に固定される第１歯車３４の軸受３６から構成される。
【００２１】
なお、大歯車３４ａ表面（駆動モータ側）にはリング状磁石３４ｃを接着或いはかしめ等で一体化する。）、小歯車３４ｂと噛み合う大歯車３７ａ及び次段へ動力を伝達する為の小歯車３７ｂを有する第２歯車３７、小歯車３７ｂと噛み合う大歯車３８ａ及び次段へ動力を伝達する為の太陽歯車３８ｂを有する第３歯車３８、遊星歯車組品Ｂ（図９に示すように遊星歯車組品Ｂは、回転軸４０、回転軸４０に固定され便座１２の回転位置を検出するためのリング状磁石６１、設定以上の荷重が回転軸４０にかかった場合にキャリア６３に荷重を伝達しないためにトルクリミッターとして機能するトレランスリング６２、トレランスリング６２を介して回転軸４０に連結されるキャリア６３、キャリア６３に設けた遊星軸６３ａに回動自在に取付けられる遊星歯車６４、遊星歯車６４のスラスト方向の動きを規制する軸受６５と、遊星歯車６４と噛み合う内歯車６６、ケーシング３１ａに遊星歯車機構を回動不能に固定する為の取付スペーサ６７とで構成される。）とで構成される。
【００２２】
なお、小歯車３２ｂ、小歯車３４ｂ、小歯車３７ｂは金属製、大歯車３４ａ、大歯車３７ａは樹脂製とし、小歯車３２ｂと大歯車３４ａ、小歯車３４ｂと大歯車３７ａはすば歯車とする。また、第３歯車３８の大歯車３８ａと太陽歯車３８ｂとを金属にて一体成形し、小歯車３７ｂと大歯車３８ａは平歯車とする。更に遊星歯車６４は金属製とし、内歯車６６は樹脂製とする。なお、金属歯車はプレス焼結や射出焼結等の金属焼結や、冷間鍛造等によって成形することができる。また樹脂歯車との一体成形としてはインサート成形等で成形することができる。このように平歯に比べ薄くても接触面積を確保できるはすば歯車を用いることで歯車自体を薄くしても歯車強度を確保することができ、減速歯車列をコンパクトすることができる。また接触面積の大きいはすば歯車を比較的高速回転となる第１、２列の減速歯車列に用いることでバックラッシュを小さくすることが可能となり伝達効率を上げることが出来る。また、はすば歯車部分の噛み合いを金属（小歯車）と樹脂（大歯車）にすることによって磨耗による熱の発生や騒音等を抑制することができる。また、比較的低速回転・高トルクとなる第３、４列の減速歯車を金属製とすることで歯車の破壊を抑制することができる。
【００２３】
次に電動開閉ユニット３０の組み立て手順について図を用いて説明する。
図９に示すように駆動モータ組品Ａの組み立ては以下の手順で行われる。まずスペーサ３３の軸受孔３３ａに軸３５の一端を差込み、軸３５に第１歯車３４を挿入し、軸受３６の軸孔３６ａに軸３５の他端を、位置決め孔３６ｂに位置決めボス３３ｂを挿入し固定孔３６ｃ、３６ｃにセルフタッピングネジ（図示無）を挿入固定し、スペーサ３３に設けた下孔３３ｃにねじ込むことで、スペーサ３３、第１歯車３４、軸３５及び軸受３６を一体化し、更に駆動モータ３２の出力軸３２ａ及び小歯車３２ｂをスペーサ３３の貫挿孔３３ｅから第１歯車３４と小歯車３２ｂとの噛み合いに注意しながら貫挿し、ネジ挿通孔３６ｄ（軸受３６）、固定孔３３ｄ（スペーサ３３）からネジを差込み、駆動モータ３２に設けたネジ孔３２ｃにネジ込むことで組み立て完了する。なおネジ挿通孔３６ｄはネジ頭よりも大きな径とし、ネジ挿通孔３６ｄ側の固定孔３３ｄは途中（他方の固定孔３３ｄと同一の肉厚となる位置）まではネジ頭よりも大きな径とし、途中からネジ部分が貫通する程度の径とすることで、駆動モータ３２への固定用ネジ２本を共通化することができる。
このように減速歯車列の第１段目を駆動モータ３２に一体化することで軸ブレ等を抑制することができ伝達効率を上げることができる。
【００２４】
図１０に示すように遊星歯車組品Ｂの組み立ては以下の手順で行われる。
まずキャリア６３に設けた遊星軸６３ａに遊星歯車６４を装着し、内歯車６６を遊星歯車６４との嵌め合いに注意しながら装着する。次に軸受６５に設けた軸受凹部６５ａに軸６３ａの終端部を装着し、遊星歯車６４の動作領域を確保するためにキャリア６３に設けた締結スペーサ６３ｂの細径円筒部６３ｃを軸受６５に設けた貫通孔６５ｂに挿通しカシメることでキャリア６３、遊星歯車６４、軸受６５及び内歯車６６を一体化する（以下この一体化したものを『遊星歯車機構』という）。この遊星歯車機構の出力軸６３ｄの外周にトレランスリング６２を嵌装し、内歯車６６の外周に所定間隔をおいて形成した回動防止用の複数の凹溝６６ａと略同一形状の凸部６７ｅ（図１１参照）を有するスペーサ６７を内歯車６６に外装し、スペーサ６７の開孔６７ｂから出力軸６３ｄを突出させた状態で、回転軸４０の後端に設けた連結孔４０ａ内にトレランスリング６２の外周を嵌着することで遊星歯車組品Ｂの組み立ては完了する。なお回転軸４０のフランジ４０ｂには予めリング状の磁石６１（Ｎ−Ｓが２つ形成されているもの）を止め輪等を用いて一体化しておく。またスペーサ６７の奥側には後述するエリア検出回路７１を保護する保護ブロック６７ｃを一体に設け、６７ｃの表面には配線処理用リブ６７ｄを設ける。
【００２５】
次にユニットの組み立て手順を図８を用いて説明する。
磁石３４ｃの磁力を検知するホールＩＣ７０ａを搭載した回転検出回路７０の取付孔７０ｂにセルフタッピングネジ（図示無）を挿入し、ケーシング３１ａに設けた取付ボスの下孔３１ｅにネジ固定することでケーシング３１ａと回転検出回路７０を一体化する。次に、磁石６１の磁力を検知するホールＩＣ７１ａ、７１ｂを搭載したエリア検出回路７１の取付孔７１ｃにセルフタッピングネジ（図示無）を挿入し、ケーシング３１ａに設けた取付ボスの下孔３１ｆにネジ固定することでケーシング３１ａとエリア検出回路７１を一体化する。なおエリア検出回路７１には駆動モータ３２への通電用配線（図示無）を半田付けしており、その通電用配線の一つに直列に接続される正特性サーミスタ７１ｄを更に半田付けしておく。この正特性サーミスタは駆動モータ３２へ過電流が流れることを防止するために設けている。次に、ケーシング３１ａの下端部に設けたモータ収納部３１ｃに駆動モータ組品Ａを収納し、スペーサ３３に形成した取付孔３３ｆにセルフタッピングネジ（図示無）を挿入し、ケーシング３１ａに設けた取付ボスの下孔３１ｄにネジ固定することでケーシング３１ａと駆動モータ組品Ａを一体化する。
【００２６】
次に、遊星歯車組品Ｂをケーシング３１ａの円筒部３１ｇに設けた凸条３１ｒ（図１１参照）とスペーサ６７の外周に設けた凹溝６７ａとが一致するよう、またスペーサ６７の保護ブロック６７ｃの外形とケーシング３１ａの内壁とが当接するようにして円筒部３１ｇ内に挿入固定する。なお、円筒部３１ｇの奥壁には貫通孔３１ｉを設け、この貫通孔３１ｉの周壁３１ｊと回転軸４０に設けたＯリング溝４０に収納されるＯリング４０ｃにより貫通孔３１ｉからの水侵入を防止するよう構成している。ここでスペーサ６７を用いてケーシング３１ａを取付けた理由は、遊星歯車機構自体はその機能上真円度が必要となり、これを直接ケーシング３１ａに取り付けるにはケーシング３１ａの円筒部３１ｇにも真円度が必要となり寸法公差が厳しく歩留まりが悪くなる為、スペーサ６７の凸部６７ｅ、ケーシング３１ａの凸条３１ｒで略点接触として製造公差をスペーサ６７の弾性変形で吸収できる構造としてケーシング３１ａの円筒部３１ｇの製造を容易とするためである。
【００２７】
次に遊星歯車６４と太陽歯車３８ｂとの噛み合いに注意しながら第３歯車３８を遊星歯車機構内に挿入し、小歯車３７ｂと大歯車３８ａの噛み合いと大歯車３７ａと小歯車３４ｂとの噛み合いに注意しながら第２歯車を軸３１ｋに挿入固定する。最後にケーシング３１ｂに設けた軸３１ｌを第３歯車３８の軸孔３８ｃ内に挿入すると共に、軸３１ｋの先端を軸受３１ｍ内に挿入し、ケーシング３１ａに設けた取付孔３１ｎにセルフタッピングネジを挿入し、ケーシング３１ｂに設けた取付ボスの下孔３１ｐにねじ込むことで便座用電動開閉ユニット３０は組み立て完了する。
図１１に示すように、駆動モータ３２の外形と遊星歯車機構の外形との投影面がなす２円（Ｃａ，Ｃｂ）を隣接して配置し、更に、２円（Ｃａ，Ｃｂ）及び２円の外接線（Ｌｃ，Ｌｄ）によって囲まれた投影面内に第１歯車３４、第２歯車３７の軸を配置することによって電動開閉ユニット３０をコンパクトに設計することができる。更に本実施例では、２円（Ｃａ，Ｃｂ）の中心を通る水平線（Ｌａ，Ｌｂ）と外接線（Ｌｃ，Ｌｄ）に囲まれた投影面内に第１歯車３４、第２歯車３７の軸を配置しているので更にコンパクトに設計することが出来る。また水平線（Ｌａ，Ｌｂ）に代えて、２円（Ｃａ，Ｃｂ）の中心を結ぶ線に対し各円の中心を通る垂線を用いることでも良い。本実施例ではこの垂線も略水平となるため、然程大きな差異では無いが、減速歯車列を水平方向に配置する場合等はこのような設計とする方が望ましい。
【００２８】
便蓋用電動開閉ユニット１３０も便座用電動開閉ユニット３０と同様の部品構成、組み立て手順である為、相違点を除き説明は割愛する。以下に相違点を説明する。便座用電動開閉ユニット３０と便蓋用電動開閉ユニット１３０とは左右対称の部品構成となる。図５、図７及び図１１に示すように便蓋用電動開閉ユニット１３０の出力軸１４０には回転軸５０が回動不能に挿入固定される略長方形状の連結孔１４１が設けられている。また便蓋用電動開閉ユニット１３０のケーシング１３１ａにはケーシング１１の側壁１１ｂと所定間隔を保つ為のボス１３１ｂ及びキャップ部材１１ｄの受用突起１３１ｃが一体に設けられている。
【００２９】
次にアシストユニット８０について図６、図１２を用いて説明する。
アシストユニット８０は電動開閉ユニット３０の回転軸４０に回動不能に連結される連結軸８１、便座１２を開方向に付勢するために一端８２ａが連結軸８１に固定されたアシストバネ８２、アシストバネ８２の他端８２ｂが固定されると共にケーシング１１に回動不能に連結される連結カバー８３、連結カバー８３と共にアシストバネ８２を囲う蓋カバー８４、便座１２をケーシング１１から着脱するための着脱レバー８５、アシストユニット８０を便座１２に固定する為の固定部材８６で構成される。
【００３０】
連結軸８１の先端部８１ａ（便蓋１３の支持軸）にはセレーションを形成し、略中央部分には連結軸８１のスラスト方向の移動を規制するための大径部８１ｂを形成する。また、蓋カバー８４の内筒部８４ａとの間をシールする為のＯリング溝８１ｃを形成し、大径部８１ｂとＯリング溝８１ｃとの間にアシストバネ８２に一端を挿入するための挿入穴８１ｄを形成する。また、カバー８３の内筒部８３ａとの間をシールする為のＯリング溝８１ｅを形成し、末端部分には回転軸４０の外形と略同一形状の溝８１ｆを形成する。
【００３１】
アシストバネ８２の一端８２ａは中央に向けて折り曲げられ、挿入孔８１ｄに挿入され、他端８２ｂは中央に向けて折り曲げられ連結カバー８３の内筒部８３ａの外周に形成した支持溝８３ｂに固定される。なお支持溝８３ｂの根元部分はやや底部８３ｃの肉厚を増してアシストバネ８２の他端８２ｂの回動を防止する防止壁８３ｄを形成する。また、連結カバー８３の後端には便座用電動開閉ユニット３０の外郭ケーシング３１ａに一体に形成した係合突起３１ｑに嵌合して回動が規制される規制突起８３ｅを形成し、規制突起の８３ｅの周縁部分の一箇所に着脱レバーの回動を規制するストッパ８３ｆを形成する。また、外筒部８３ｇには若干径を細めた細径部８３ｈを形成する。
連結カバー８３の開口端には溶着用リブ８３ｉを全周に形成し、蓋カバー８４を超音波溶着等で一体化する。
【００３２】
着脱レバー８５は、上方が切り欠かれた支持円筒８５ａと下方が切り欠かれた着脱用円筒８５ｂとで形成され、その間に内側及び外側に若干肉を増したリング状リブ８５ｃを形成する。このリング状リブ８５ｃの内径は細径部８３ｈと略同一径で外筒部８３ｇよりも小さい径としておく。また、着脱用円筒８５ｂには把持用突起８５ｄを形成する。
固定部材８６には連結軸８１の外形と略同一形状の連結用開口８６ａ、便座１２に回動不能に固定するために外周に沿って所定間隔毎に設けた突起８６ｂ、略Ｌ字形状の連結クランク８６ｃを形成する。また、連結クランク８６ｃには締結ネジ用の下孔８６ｄ、アシストユニット８０（固定部材８６を除く）のスラスト方向の移動を規制するストッパ８６ｅを形成する。
【００３３】
次にアシストユニット８０の組み立て手順を説明する。連結軸８１のＯリング溝８１ｃ、８１ｅにＯリングを収要し、連結軸８１の挿入孔８１ｄにアシストバネ８２の一端８２ａを挿入し、他端８２ｂを連結カバー８３の支持溝８３ｂに係合させて連結軸８１を連結カバー８３の内筒部８３ａ内に、内筒部８３ａの端部と連結軸８１の大径部８１ｂとが当接するまで挿入する。これによりアシストバネ８２の他端８２ｂは防止壁８３ｄ内に収容される。次に蓋カバー８４の内筒部８４ａ内に連結軸８１の先端部８１ａを挿入し、蓋カバー８４の裏側と連結カバー８３の溶着用リブ８３ｉとを当接させた状態で、蓋カバーを超音波振動させることで連結軸８１、アシストバネ８２、連結カバー８３、蓋カバー８４を一体化する。次に着脱レバー８５を外筒部８３ｇに挿入するが、外筒部８３ｇはリング状リブ８５ｃよりも若干大きな径としているので、リング状リブ８５ｃが外筒部８３ｇを乗り上げ細径部８３ｈまで挿入されると連結カバー８３と着脱レバー８５とは一体化され、着脱レバー８５は外筒部８３ｇとリング状リブ８５ｃとでスラスト方向の抜けは規制される。次に連結軸８１を固定部材８６の連結用開口８６ａ内に挿入することでアシストユニット８０は一体化される。
【００３４】
このアシストユニット８０の連結軸８１を便座１２の連結孔１２ｄ（図４参照）内に挿通し、アシストユニット８０を便座１２の連結部１２ａ内に挿入した状態で、固定部材８６の下孔８６ｄ及び便座１２のネジ孔１２ｃ（図４参照）とをセルフタッピングネジで締結することで便座１２とアシストユニット８０は一体化される。なお、連結クランク８６ｃは便座１２に装着される前は外側に弾性変形可能であるため、アシストユニット８０（固定部材８６を除く）は固定部材８６から着脱可能であるが、便座１２に装着された後では便座１２によって外側の変形は規制される為、ストッパ８６ｅと連結カバー８３のフランジ８３ｊとによってアシストユニット８０（固定部材８６を除く）はスラスト方向の抜けが規制される。また、着脱レバー８５も同様に連結クランク８６ｃと外筒部８３ｇとのクリアランスが小さく外筒部８３ｇを乗り越える程外側に着脱レバー８５が変形できないことでスラスト方向の抜けが防止される。
【００３５】
次にトレランスリング６２について図１３の原理図を用いて説明する。トレランスリング６２は図に示すように波形状をした部分をもつリングの形状をしており、各波はバネとして作用し、その作用力は波の変形量に比例する。組み立て時に必要な力をＡＦ、半径方向力をＲＬ（Ｎ）、摩擦係数をμ、波の数をｎ、波の変形量をｃ（ｍｍ）、バネ定数をＫ（Ｎ／ｍｍ）、伝達トルクをＭｔ、軸直径をｄ（ｍ）とすると、
ＲＬ＝ｎ・ｃ・Ｋ
ＡＦ＝ＲＬ・μ
Ｍｔ＝ＡＦ・ｄ／２
で算出することができる。
バネ定数は材料の厚さ、波のピッチ、幅、形状、高さを変更することで設定できるので、正常時に回転軸４０，１４０に最大どの程度のトルクがかかるかを実験等で見極め、そのトルクに応じてトレランスリング６２の形状を選択する。
この設定トルク以上のトルクが回転軸４０に発生した場合には、トレランスリング６２の波形状部６２ａが回転軸４０、１４０の連結孔に食い込み固定されており、トレランスリングのリング状縁部６２ｂがキャリア６３の出力軸６３ｄの外周を滑り、設定トルク以上の過重が電動開閉ユニット３０、１３０内部にかかることがなく、歯車の破損等を防止することが出来る。
【００３６】
駆動モータ３２の断面図を図１４に示す。図示のように駆動モータ３２のシャフトはモータ内部を貫通しており、その径は内部では比較的太く、露出した部分は細径としている。この先端部３２ａを細径としたのは、小歯車３２ｂの歯数をできるだけ少なくして減速比を大きくとりたいためである。なお、シャフト自体を細径とすることも考えられるが、シャフト長に対してシャフトが細いと駆動モータ３２の軸ぶれが大きくなるためにシャフト自体を細径とはせず、小歯車３２ｂが取付けれる部分のみを細径とするのである。
【００３７】
次に上記構成による動作の説明を行う。
図１５に本発明の便座装置の制御ブロック図、図１６に駆動モータ３２のドライバ回路図、図１７にスイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４への通電信号波形、図１８にエリア検出回路７１に設けたホールＩＣ７１ａ、７１ｂの出力信号波形、図１９に回転検出回路に設けたホールＩＣ７０ａの出力信号波形、図２０〜図２７に動作フローを示す。
【００３８】
図示するように駆動モータ３２の制御はドライバ回路１５０で行われる。ドライバ回路１５０は回転方向及び回転量を制御するためにトランジスタ等で構成するスイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４と、過電流が駆動モータ３２へ流れることを防止するための正特性サーミスタ７１ｄと、電動開閉制御用ＣＰＵ等へブレーキ制御時の逆起電力等が加わらないようにする為のダイオードｄ１、ｄ２とで構成される。
駆動モータ３２を正転する際はＴｒ１とＴｒ４とをオン状態、Ｔｒ２とＴｒ３をオフ状態とし、反転の際はＴｒ１とＴｒ４とをオフ状態、Ｔｒ２とＴｒ３をオン状態とし、ブレーキをかける際はＴｒ３とＴｒ４をオン状態、Ｔｒ１とＴｒ２をオフ状態とする。ブレーキをかける際は座若しくは蓋の自重で駆動モータ３２のシャフトが回転させられ駆動モータ３２は発電機として作用するため前述のダイオードｄ１、ｄ２で電動開閉制御用ＣＰＵ等へ逆起電力が加わらないようにする。
また、夫々のオン時間を図１７に示すような通電信号波形でＤｕｔｙ制御することで駆動モータ３２の回転速度を制御する。なお、正転、逆転時はＧを１ｍｓ（ＰＷＭ駆動周波数１ｋＨｚ）とし、ブレーキ時はＧを８ｍｓ（ＰＷＭ駆動周波数１２５Ｈｚ）とする。なお、ＯＮ−Ｄｕｔｙ Ｈ％とは１周期（Ｇｍｓ）中にオンする時間がＨ％であることを示しており、例えばＧ＝１ｍｓ、Ｈ＝３０％であれば１周期中に０．３ｍｓ（１ｍｓ＊３０％）オンすることを意味する。なお、このＨは回転検出回路７０及びエリア検出回路７１によって検知される便座若しくは便蓋の検知位置に応じた夫々の設定とする。（以下３０％Ｄｕｔｙ等として記載する。）また、エリアはエリアＡ（閉端エリア）、エリアＢ（動作エリア），エリアＣ（開端エリア）、エリアＤ（異常エリア）からなる。
【００３９】
図２０には便蓋開要求が有った際のフローチャートを示す。例えば人体検知センサによる人体接近検知若しくはリモコン等に設けられる便蓋開スイッチ（図示無し）が操作されて便蓋開要求がなされると便蓋の開端位置を設定しているかを確認し、開端位置の設定がなされていると、Ｔｒ１、Ｔｒ４を１００％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）でオン状態とし、エリア検出回路７１のホールＩＣ７１ａの出力がＬｏｗからＨｉへ切り替わる（８０°検知）と、Ｔｒ１、Ｔｒ４を５０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、更にエリア検出回路７１で８０°を検知してからの回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルスが所定数（蓋開端位置に相当するパルス数−１５°に相当するパルス数）に達するとＴｒ１、Ｔｒ４を４０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、更にエリア検出回路７１で８０°を検知してからの回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルスが所定数（蓋開端位置に相当するパルス数−１０°に相当するパルス数）に達するとＴｒ３、Ｔｒ４を１００％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）で０．１秒間オン状態とし、続いてＴｒ３、Ｔｒ４を５０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）で０．４秒間間欠的にオン状態とし、その後再度Ｔｒ１、Ｔｒ４を２０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態として駆動モータ３２を駆動し、回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルス変化が０．５秒以上無い場合にロータンク等の障害物によって便蓋１３開動作が停止した（停止検知）と判断して駆動モータ３２への通電を停止する。このように設定された開端位置に停止するように駆動モータ３２の駆動制御を行っている。なお、停止検知が得られない場合にも８°相当のパルス数をホールＩＣ７０ａから得ることができた時点で通電停止する。このようにして便蓋用電動開閉ユニット１３０内の駆動モータ３２へ通電がなされた際には、減速歯車列（小歯車３２ｂ、第１歯車３４、第２歯車３７、第３歯車３８、遊星歯車機構）及びトレランスリング６２、出力軸１４０を介して駆動モータ３２の回転が回転軸５０に伝達し、便蓋１３を開放し、８０°を超える開端付近では蓋の自重による逆起電力の発生を利用してブレーキをかけることでロータンク等の障害物との衝突音を小さくすることが出来る。
また最後に再度２０％Ｄｕｔｙで便蓋を駆動するのは次の閉止動作の準備の為である。
【００４０】
図２１には便座開要求が有った際のフローチャートを示す。例えばリモコン等に設けられる便座開スイッチ（図示無し）が操作されて便座開要求がなされると座開端位置を記憶しているかを確認し、座開端の位置の記憶がなされていると、Ｔｒ１、Ｔｒ４を１００％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）でオン状態とし、エリア検出回路７１のホールＩＣ７１ａの出力がＬｏｗからＨｉへ切り替わる（８０°検知）と、Ｔｒ１、Ｔｒ４を５０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、更にエリア検出回路７１で８０°を検知してからの回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルスが所定数（蓋開端位置に相当するパルス数−１５°に相当するパルス数）に達するとＴｒ１、Ｔｒ４を４０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、更にエリア検出回路７１で８０°を検知してからの回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルスが所定数（蓋開端位置に相当するパルス数−１０°に相当するパルス数）に達するとＴｒ１、Ｔｒ４を２０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態として駆動モータ３２を駆動し、回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルス変化が０．５秒以上無い場合にロータンク等の障害物によって便座１２開動作が停止した（停止検知）と判断して駆動モータ３２への通電を停止する。このように設定された開端位置に停止するように駆動モータ３２の駆動制御を行っている。なお、エリアＤに移行した後３５°駆動（回転検出回路７０の３５°に相当するパルス数をカウント）しても停止検知できない場合にはその時点で通電を停止する。この停止位置が１４０°以上である場合には異常とみて、後述する異常時制御フローへ移行する。このようにして便座用電動開閉ユニット３０内の駆動モータ３２へ通電がなされた際には、減速歯車列（小歯車３２ｂ、第１歯車３４、第２歯車３７、第３歯車３８、遊星歯車機構）及びトレランスリング６２、出力軸４０を介して駆動モータ３２の回転が伝達し、便座１２を開放する。なお、便蓋１３の開放時にはブレーキ制御を行い緩やかな閉止動作を行うようにしたが便座１２では行っていない。これは、便蓋１３裏面にはクッション脚が設けられており、便座１２を勢い良く開放しても、このクッション脚により衝突音はもともと抑制されるからである。
【００４１】
例えばリモコン等に設けられる便蓋・便座同時開スイッチ（図示無し）が操作されて便蓋及び便座開要求がなされると、図２０及び図２１に示したフローチャートの通りに便蓋用開閉ユニット１３０、便座用開閉ユニット３０の夫々の駆動モータ３２を同時に制御することで便座１２及び便蓋１３の開放動作が行われる。なお、後述するように便蓋１３の閉止動作はブレーキで終わるようにし、便座１２の閉止動作はモータ駆動で終わるようにしているので、便蓋１３の減速歯車列のバックラッシは下側（閉側）にあり、便座１２の減速歯車列のバックラッシは上側（開側）にあるために、同時に開放制御したとしてもバックラッシ分だけ便座１２が遅れて開動作するため、便座１２と便蓋１３とが開放動作中にぶつかり、瞬間的に便座１２の駆動モータ３２側に過負荷が掛かるというような不具合は生じない。
【００４２】
図２２には便蓋閉要求が有った際のフローチャートを示す。例えば人体検知センサによる人体離隔検知若しくはリモコン等に設けられる便蓋閉スイッチ（図示無し）が操作されて便蓋閉要求がなされると、便蓋１３がエリアＤにあればＴｒ２、Ｔｒ３を６０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、エリアＣにある場合若しくはエリアＣに移行した時点でＴｒ２、Ｔｒ３を４０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、エリア検出回路７１のホールＩＣ７１ａの出力がＨｉからＬｏｗへ切り替わる（８０°検知）と１２ｍｓはＴｒ２、Ｔｒ３を２０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態にし、続く１０ｍｓはＴｒ３、Ｔｒ４を１００％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）でオン状態にする。この１２ｍｓ＋１０ｍｓの制御を繰り返し行う。この制御の間に後述する便蓋カバー有無判定フローを実施する。更にエリア検出回路７１で８０°を検知してから回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルスが所定数（３０°に相当するパルス数）に達すると便蓋カバー無と判断した場合には、１２ｍｓ＋１０ｍｓの制御をそのまま継続して行う。また便蓋カバー有と判断した場合には１０ｍｓのブレーキ制御を３０ｍｓに変更して、１２ｍｓ＋３０ｍｓの制御を繰り返し行う。便蓋カバー有無に関わらずエリア検出回路７１のホールＩＣ７１ｂの出力がＨｉからＬｏｗへ切り替わる（２０°検知）とＴｒ３、Ｔｒ４を１００％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）でオン状態とし、回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルス変化が０．５秒以上無い場合に便座１２上面によって便蓋１３閉動作が停止した（停止検知）と判断してブレーキ制御を停止する。なお、停止検知が得られない場合には所定時間（例えば５秒）経過した後にブレーキ制御を停止するが、この点については図２２には記載していない。このようにして便蓋用電動開閉ユニット１３０内の駆動モータ３２へ通電がなされた際には、減速歯車列（小歯車３２ｂ、第１歯車３４、第２歯車３７、第３歯車３８、遊星歯車機構）及びトレランスリング６２、出力軸１４０を介して駆動モータ３２の回転が回転軸５０に伝達し、便蓋１３を閉塞動作し、２０°を以下の閉端付近では蓋の自重による逆起電力の発生を利用してブレーキをかけることで緩やかに便蓋を閉止することが出来る。また便蓋カバーがついている場合にはブレーキ時間を長くすることで便蓋１３の自重によるブレーキ力を強めて、便蓋１３がその自重で勢い良く落ちることを防止している。更に比較的短い時間間隔で閉駆動制御とブレーキ制御とを繰り返すことで駆動モータ３２のコギングトルクのばらつきを吸収することができる。コギングトルクはモータ通電時には発生しないことを利用して、コギングトルクの影響が出始める前に通電を再開することでコギングトルクの悪影響（コギングトルクが強い場合には便蓋１３が閉止動作の途中で止まってしまい、コギングトルクが弱い場合には便蓋１３が勢い良く閉止してしまう等の不具合）を抑制することができるのである。
本実施例では便蓋カバーの有無で制御を変更したが、便蓋の大きさ（エロンゲートサイズ／レギュラーサイズ）によって制御を変更するようにしても良いし、またその組合せによって変更しても良い。
【００４３】
図２３には便座閉要求が有った際のフローチャートを示す。例えばリモコン等に設けられる便座閉スイッチ（図示無し）が操作されて便座閉要求がなされると、便座１２がエリアＤにあればＴｒ２、Ｔｒ３を６０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、エリアＣにある場合若しくはエリアＣに移行した時点でＴｒ２、Ｔｒ３を４０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、エリア検出回路７１のホールＩＣ７１ａの出力がＨｉからＬｏｗへ切り替わる（８０°検知）と１２ｍｓはＴｒ２、Ｔｒ３を２０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態にし、続く１０ｍｓはＴｒ３、Ｔｒ４を１００％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）でオン状態にする。この１２ｍｓ＋１０ｍｓの制御を繰り返し行う。エリア検出回路７１のホールＩＣ７１ｂの出力がＨｉからＬｏｗへ切り替わる（２０°検知）とＴｒ３、Ｔｒ４を１００％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）でオン状態とし、回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルス変化が０．５秒以上無い場合に便座１２上面によって便蓋１３閉動作が停止した（停止検知）と判断してブレーキ制御を停止し、続けてＴｒ２、Ｔｒ３を５％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし０．１秒経過した時点で通電停止する。この５％Ｄｕｔｙでの駆動は次の座蓋同時開放動作に備える為である。このようにして便座用電動開閉ユニット３０内の駆動モータ３２へ通電がなされた際には、減速歯車列（小歯車３２ｂ、第１歯車３４、第２歯車３７、第３歯車３８、遊星歯車機構）及びトレランスリング６２、出力軸４０を介して駆動モータ３２の回転が伝達し、便座１２を閉塞動作し、２０°を以下の閉端付近では座の自重による逆起電力の発生を利用してブレーキをかけることで緩やかに便座を閉止することが出来る。便蓋同様に駆動制御とブレーキ制御とを繰り返し行うことで駆動モータ３２のコギングトルクのばらつきによる悪影響を除去している。なお便蓋の閉止動作では便蓋カバー有無により制御を変更したが、便座側では便座カバーの有無による制御を変更しないものとした。これは便座自体が元々重く、便座カバーの影響が少ないためである。しかし、便座の重量が軽く便座カバーの有無による影響が懸念される場合には便蓋側同様に便座カバーの有無により制御を変更するよう構成しても良い。
【００４４】
図２４、図２５には便蓋・便座同時閉要求が有った際のフローチャートを示す。例えば男子小用利用後の人体検知センサによる人体離隔検知若しくはリモコン等に設けられる便蓋・便座閉スイッチ（図示無し）が操作されて便蓋・便座同時閉要求がなされると、便座１２・便蓋１３がエリアＤにあれば便蓋駆動側のＴｒ２、Ｔｒ３を７０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、便座駆動側のＴｒ２、Ｔｒ３を４０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、エリアＣにある場合若しくはエリアＣに移行した時点で便蓋駆動側のＴｒ２、Ｔｒ３を６０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、便座駆動側のＴｒ２、Ｔｒ３を２０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態とし、エリア検出回路７１のホールＩＣ７１ａの出力がＨｉからＬｏｗへ切り替わる（８０°検知）と便蓋側は１２ｍｓは便蓋駆動用のＴｒ２、Ｔｒ３を２０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態にし、続く１０ｍｓはＴｒ３、Ｔｒ４を１００％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）でオン状態にする。この１２ｍｓ（駆動制御）＋１０ｍｓ（ブレーキ制御）の制御を繰り返し行う。この制御の間に後述する便蓋カバー有無判定フローを実施する。また便座側は便座駆動用のＴｒ３、Ｔｒ４を７０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）で間欠的にオン状態としてブレーキ制御を行う。更にエリア検出回路７１で８０°を検知してから回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルスが所定数（３０°に相当するパルス数）に達すると便蓋カバー無と判断した場合には、１２ｍｓ＋１０ｍｓの制御をそのまま継続して行う。また便蓋カバー有と判断した場合には１０ｍｓのブレーキ制御を３０ｍｓに変更して、１２ｍｓ＋３０ｍｓの制御を繰り返し行う。この間便座側は便蓋カバー有無に関わらず便座駆動用のＴｒ３、Ｔｒ４を９０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）で間欠的にオン状態としてブレーキ制御を行う。便蓋カバー有無に関わらずエリア検出回路７１のホールＩＣ７１ｂの出力がＨｉからＬｏｗへ切り替わる（２０°検知）と便座側は便座駆動用のＴｒ３、Ｔｒ４を１００％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）でオン状態とし、回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルス変化が０．５秒以上無い場合に便器上面によって便座１２閉動作が停止した（停止検知）と判断してブレーキ制御を停止し、続けて０．１秒間便座駆動用のＴｒ２、Ｔｒ３を５％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝１ｍｓ）で間欠的にオン状態として制御を終了する。便蓋側は便蓋駆動用のＴｒ３、Ｔｒ４を８０％Ｄｕｔｙ（Ｇ＝８ｍｓ）でオン状態とし、回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの出力パルス変化が０．５秒以上無い場合に便座１２上面によって便蓋１３閉動作が停止した（停止検知）と判断してブレーキ制御を停止する。なお、停止検知が得られない場合には所定時間（例えば５秒）経過した後に便座、便蓋共にブレーキ制御を停止するが、この点については図には記載していない。上述のように制御することで便座１２及び便蓋１３の自立位置（８０°付近）を越えるまでは便蓋用電動開閉ユニット１３０側で便座及び便蓋１３を駆動し、その後は便座１２上に便蓋１３を載置した状態で便座用電動開閉ユニット３０側のブレーキ制御で緩やかに閉動作を行うことで、便座及び便蓋を密着させてスムーズに閉動作させることができる。なお、便座・便蓋同時閉の場合の便座閉止動作には駆動モータ３２のコギングトルクの影響を除去するための駆動制御＋ブレーキ制御の繰り返し制御を行っていないが、これは、便座１２に便蓋１３が重なった状態で便座１２のブレーキ制御を行うので負荷が大きいためコギングトルクにより閉止動作が途中で止まるという心配が無い為である。
【００４５】
便蓋（便座）開端位置を記憶するためのフローは、図１〜３に基づいて説明した前述の実施の形態のフローを運用する。
【００４６】
便座用電動開閉ユニット３０内の駆動モータ３２へ通電がなされた際には、減速歯車列（小歯車３２ｂ、第１歯車３４、第２歯車３７、第３歯車３８、遊星歯車機構）及びトレランスリング６２、出力軸４０を介して駆動モータ３２の回転が伝達し、便座１２を開放する。なお、便蓋１３の開放時にはブレーキ制御を行い緩やかな閉止動作を行うようにしたが便座１２では行っていない。これは、便蓋１３裏面にはクッション脚が設けられており、便座１２を勢い良く開放しても、このクッション脚により衝突音はもともと抑制されるからである。
【００４７】
図２６には便蓋カバー有無判断のフローチャートを示す。図示のように便蓋閉止動作中にエリア検出回路７１のホールＩＣ７１ａの出力がＨｉからＬｏｗへ切り替わった（８０°検知）後の回転検出回路７０のホールＩＣ７０ａの１発目のパルス出力から４発目のパルス出力がなされるまでの時間ｔを記憶し（Ｔａ）、次に２５発目のパルス出力から２８発目のパルス出力がなされるまでの時間ｔを記憶する（Ｔｂ）と共に４発目のパルス出力から２８発目のパルス出力がなされるまでの時間ｔを記憶して、Ｔａ，Ｔｂ、Ｔｃから便蓋の角加速度Ｗを計算し、その角加速度Ｗが予め設定した角加速度ｗよりも大きいかをみて、Ｗ＞ｗであれば便蓋カバー有と判断し、Ｗ＞ｗでなければ、便蓋カバー無と判断して、図２２若しくは図２４、２２に示したフローへ移行する。本実施例では角加速度で便蓋カバーの有無を自動的に判断するようにしたが、便蓋カバー有無スイッチ等をリモコン等に設けても良いし、便蓋の角速度を判断基準に用いても良い。
【００４８】
図２７には異常時制御フローを示す。通常時には便座１２はケーシング１１と当接するため１１０°以上回転することは無い。しかし、便座１２及び便蓋１３を取り外した状態で、便座開スイッチ若しくは便座・便蓋同時開スイッチが操作されるとケーシング１１に当接することは無いので、制御上の限界角度１４０°まで回転してしまう（図２１参照）。このような状態で便座１２及び便蓋１３を取付けようとしても電動開閉ユニットの回転軸４０、５０と便座・便蓋の基端部に設けた連結部１２ａ、１３ａ及び回動部１２ｂ、１３ｂとが噛み合わないために取り付かない。このため、便座用電動開閉ユニット３０の回転軸４０の位置が１４０°以上を検知すると座蓋が外された状態での駆動であるとみなし、９０°近辺まで出力軸を移動させて便座１２の取付ができるようにする。便座側で１４０°以上を検知すると便蓋側電動開閉ユニット１３０も同様に９０°近辺まで回転軸５０を移動させて便蓋１３の取付が出来るようにする。なお、便蓋１３がどのエリアにあるかはその時々で異なるため、何れのエリアにあっても、一端エリアＤへ移動させてそこから制御を行うことで確実に９０°近辺へ便蓋用開閉ユニット１３０の回転軸５０を移動することができる。
【００４９】
ところで便座１２は内部に暖房用のヒータが設けられており、比較的重いため、便蓋用電動開閉ユニット１３０と同一の構造の便座用電動開閉ユニット３０だけでは便座１２を持ち上げることができない。そのためにアシストユニット８０が設けられる。このアシストユニット８０は一端がケーシング１１に一体化され、他端が便座１２に一体化されるアシストバネ８２を内蔵している。このアシストバネ８２は便座１２が略垂直状態で自然長とされており、便座１２閉塞時には捩れた状態となっている。
従って、便座１２閉塞時には開放側のトルクを発生することができ、これにより、便蓋用電動開閉ユニット１３０と略同一の構造でも便座１２を持ち上げることが可能となっている。
【００５０】
なお、アシストバネ８２の一端８２ａは連結ケース８３の規制突起８３ｅとケーシング１１に取付けられる便座用電動開閉ユニット３０の係合突起３１ｑとの係合によってケーシング１１に一体化されており、アシストバネ８２の他端８２ｂは連結軸８１、固定部材８６を介して便座１２に一体化されている。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】便座・便蓋の電動開閉装置の開端位置を設定する本発明の第一の実施形態にかかるフローチャート
【図２】便座・便蓋の電動開閉装置の開端位置を設定する本発明の第二の実施形態にかかるフローチャート
【図３】便座・便蓋の電動開閉装置の開端位置を設定する本発明の第三の実施形態にかかるフローチャート
【図４】本発明の便座又は便蓋の電動開閉装置を内蔵した便座装置１０の斜視図
【図５】本発明の便座又は便蓋の電動開閉装置の取付け位置を説明する為の分解斜視図
【図６】便座用電動開閉装置３０を内蔵した便座装置１０の断面図
【図７】便蓋用電動開閉装置１３０を内蔵した便座装置１０の断面
【図８】便座用電動開閉ユニット３０の分解斜視図
【図９】駆動モータ組品Ａの分解斜視図
【図１０】遊星歯車組品Ｂの分解斜視図
【図１１】便座用電動開閉ユニットのケーシング３１ｂを外した状態での平面図
【図１２】アシストユニット８０の分解斜視図
【図１３】トレランスリング６２の原理図
【図１４】駆動モータ３２の断面図
【図１５】本発明の便座装置の制御ブロック図
【図１６】駆動モータ３２のドライバ回路図
【図１７】スイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４への通電信号波形
【図１８】エリア検出回路７１に設けたホールＩＣ７１ａ、７１ｂの出力信号波形
【図１９】回転検出回路に設けたホールＩＣ７０ａの出力信号波形
【図２０】便蓋開要求が有った際のフローチャート
【図２１】便座開要求が有った際のフローチャート
【図２２】便蓋閉要求が有った際のフローチャート
【図２３】便座閉要求が有った際のフローチャート
【図２４】便蓋・便座同時閉要求が有った際のフローチャート（１）
【図２５】便蓋・便座同時閉要求が有った際のフローチャート（２）
【図２６】便蓋カバー有無判断のフローチャート
【図２７】便座及び便蓋が取り外された状態で電動開閉ユニットの出力軸が開方向に移動した際の異常時制御フローチャート
【図２８】従来の便蓋（便座）開端位置を記憶するためのフローチャート
【符号の説明】
【００５２】
１２…便座
１３…便蓋
３０…便座用電動開閉装置
３２…モータ
４０…便座用回転軸
５０…便蓋用回転軸
１３０…便蓋用電動開閉装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、前記モータの駆動力を前記回転軸に伝達する減速歯車列と、前記便座又は便蓋の位置検知手段と、前記便座又は便蓋が設定された開端位置に停止するよう前記モータの動作を制御してなる制御手段を備えた便座又は便蓋の電動開閉装置において、
前記位置検知手段により検知した便座又は便蓋の停止位置を前記制御手段に記憶させ、前記制御手段に記憶された停止位置が複数回連続して同じ場合に、当該位置を前記開端位置として設定することを特徴とする便座又は便蓋の電動開閉装置。
【請求項２】
モータと、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、前記モータの駆動力を前記回転軸に伝達する減速歯車列と、前記便座又は便蓋の位置検知手段と、前記便座又は便蓋が設定された開端位置に停止するよう前記モータの動作を制御してなる制御手段を備えた便座又は便蓋の電動開閉装置において、
前記便座又は便蓋の停止位置を前記制御手段に記憶する電動開動作を複数回実行して、複数回の電動開動作ごとに記憶された停止位置から便座又は便蓋の電動開時の開端位置を設定することを特徴とする便座又は便蓋の電動開閉装置。
【請求項３】
前記複数回の電動開動作ごとに記憶された停止位置のうち、前記便座又は便蓋が最も開いた位置を前記開端位置として設定することを特徴とする請求項２記載の便座又は便蓋の電動開閉装置。
【請求項４】
前記複数回の電動開動作ごとに記憶された停止位置のうち、最も停止した回数が多い停止位置を前記開端位置として設定することを特徴とする請求項２記載の便座又は便蓋の電動開閉装置。
【請求項５】
前記複数回の電動開動作ごとに記憶された停止位置が、所定の複数回数一致した場合に、当該停止位置を開端位置として設定することを特徴とする請求項２記載の便座又は便蓋の電動開閉装置。
【請求項１】
モータと、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、前記モータの駆動力を前記回転軸に伝達する減速歯車列と、前記便座又は便蓋の位置検知手段と、前記便座又は便蓋が設定された開端位置に停止するよう前記モータの動作を制御してなる制御手段を備えた便座又は便蓋の電動開閉装置において、
前記位置検知手段により検知した便座又は便蓋の停止位置を前記制御手段に記憶させ、前記制御手段に記憶された停止位置が複数回連続して同じ場合に、当該位置を前記開端位置として設定することを特徴とする便座又は便蓋の電動開閉装置。
【請求項２】
モータと、便座又は便蓋と共に回転する回転軸と、前記モータの駆動力を前記回転軸に伝達する減速歯車列と、前記便座又は便蓋の位置検知手段と、前記便座又は便蓋が設定された開端位置に停止するよう前記モータの動作を制御してなる制御手段を備えた便座又は便蓋の電動開閉装置において、
前記便座又は便蓋の停止位置を前記制御手段に記憶する電動開動作を複数回実行して、複数回の電動開動作ごとに記憶された停止位置から便座又は便蓋の電動開時の開端位置を設定することを特徴とする便座又は便蓋の電動開閉装置。
【請求項３】
前記複数回の電動開動作ごとに記憶された停止位置のうち、前記便座又は便蓋が最も開いた位置を前記開端位置として設定することを特徴とする請求項２記載の便座又は便蓋の電動開閉装置。
【請求項４】
前記複数回の電動開動作ごとに記憶された停止位置のうち、最も停止した回数が多い停止位置を前記開端位置として設定することを特徴とする請求項２記載の便座又は便蓋の電動開閉装置。
【請求項５】
前記複数回の電動開動作ごとに記憶された停止位置が、所定の複数回数一致した場合に、当該停止位置を開端位置として設定することを特徴とする請求項２記載の便座又は便蓋の電動開閉装置。
【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２００７−９７６８０（Ｐ２００７−９７６８０Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８８６４５（Ｐ２００５−２８８６４５）
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【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１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（００００１００８７）東陶機器株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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